(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷却器及び冷却器用送風機を備え、制御装置が、設定温度に対する庫内温度の温度差に基づき、上記圧縮機及び冷却器用送風機を運転させ停止させる冷却貯蔵庫において、
上記制御装置は、圧縮機を運転させた後、冷却器温度が庫内温度以下になったときに、冷却器用送風機を運転させるとともに、圧縮機を停止させた後、冷却器温度が庫内温度よりも高くなったときに、冷却器用送風機を停止させるように、冷却器用送風機の運転と停止を繰り返し制御する、
ことを特徴とする冷却貯蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫や冷凍庫などの冷却貯蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び冷却器（蒸発器）を備えて冷凍回路を構成し、蒸発器により庫内を冷却する冷却貯蔵庫が知られている。
【０００３】
上記冷凍回路では、冷媒の圧力を圧縮機や減圧装置を利用して強制的に変化させることにより熱の与奪を行う。上述のような冷却貯蔵庫では、減圧装置により圧力が下げられた液冷媒が、冷却器で気化することにより庫内の熱を吸収し、また、圧縮機により圧力が上げられたガス冷媒が、凝縮器で液化することにより冷媒の熱を外部へ放熱する。これら一連の動作を周期的に繰り返すことにより、庫内の熱が外部へ放熱される。
【０００４】
一般的な圧縮機の運転／停止は、図４に示すように、冷却貯蔵庫の庫内温度が（設定温度＋α）℃になった時点（図４の点ａ）で圧縮機を運転（ＯＮ操作）し、庫内温度が（設定温度−α）℃になった時点（図４の点ｂ）で圧縮機を停止（ＯＦＦ操作）するよう制御される。ここで、上記αは、機器の仕様により設定される定数である。従って、冷却器内の冷媒温度（冷却器温度）は、この冷却器温度と庫内温度の最大温度差をβとすると、｛（設定温度）±（α＋β）｝℃の範囲を周期的に変化する。
【０００５】
また、庫内で冷却器により冷却される空気（冷気）を循環させる冷却器用送風機は、圧縮機の運転／停止、庫内温度または冷却器温度に拘わらず常時運転（ＯＮ操作）される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような冷却貯蔵庫において、設定温度と庫内温度との温度差で圧縮機を停止すると、図４に示すように、圧縮機を停止した瞬間（図４の点ｂ）から冷却器温度が、図４の点ｃを最下点として急激に上昇し、その直後に庫内温度以上となる。これは、圧縮機の停止によって、圧縮機内の高温高圧のガス冷媒などがリークして冷却器へ流入するからである。この時、冷却器送風機が運転されているので、冷却器温度の上昇により庫内温度も上昇してしまう。つまり、庫内温度は、常に冷却器温度の変化に追随するように略（設定温度±α）℃の範囲付近を周期的に変化する。
【０００７】
従って、圧縮機を運転して（図４の点ａ）冷却器温度が、図４の点ｄを最上点として下がり始めてからも、庫内温度は必ずしも下降しない。また、圧縮機を停止して（図４の点ｂ）冷却器温度が点ｃから上昇し始めると、庫内温度は冷却器温度に追随して急激に上昇する。このように、庫内を効率的に冷却できず、エネルギー損失が大きいばかりか、圧縮機の発停が頻繁となって、消費エネルギーが増大してしまう。
【０００８】
また、従来の冷却貯蔵庫においては、冷却器に霜が付着して冷却機能が損なわれるのを防止するために、冷却器を定期的に霜取り運転する必要がある。この霜取り運転を実施するためには、冷却器温度を意図的に上昇させなければならないので、この霜取り運転時に庫内温度が上昇して、エネルギー損失が増大してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、庫内を効率的に冷却してエネルギー損失を低減できるとともに、冷却器の霜取り運転の実施を不要にできる冷却貯蔵庫を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷却器及び冷却器用送風機を備え、制御装置が、設定温度に対する庫内温度の温度差に基づき、上記圧縮機及び冷却器用送風機を運転させ停止させる冷却貯蔵庫において、上記制御装置は、圧縮機を運転させた後、冷却器温度が庫内温度以下になったときに、冷却器用送風機を運転させるとともに、圧縮機を停止させた後、冷却器温度が庫内温度よりも高くなったときに、冷却器用送風機を停止させるように、冷却器用送風機の運転と停止を繰り返し制御する、ことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明には、次の作用がある。
【００１２】
冷却器の冷却器温度が庫内温度以下の場合にのみ冷却器用送風機が運転されることから、庫内温度を所望の温度範囲まで迅速に下降させることができる。また、冷却器の冷却器温度が庫内温度よりも高い場合には冷却器用送風機が停止されるので、このとき、庫内温度よりも温度の高い冷却器周囲の空気が庫内へ送給されず、庫内温度の上昇を緩やかにできる。これらの結果、庫内を効率的に冷却でき、エネルギー損失を低減できる。
【００１３】
また、圧縮機が停止し、且つ、冷却器の冷却器温度が庫内温度よりも高い場合に冷却器用送風機が停止されるので、このとき冷却器には、停止した圧縮機から高温高圧のガス冷媒がリークして流れ込み、しかも、凝縮器からの液冷媒が減圧装置を経ても減圧されずに流れ込む。このように、圧縮機及び冷却器用送風機の停止時に、圧縮機及び凝縮器の熱が冷却器へ伝熱されて冷却器の温度が上昇するので、冷却器に付着した霜を自然溶解でき、冷却器の霜取り運転の実施を不要にできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１５】
図１において、冷却貯蔵庫１は業務用冷蔵庫等の冷却貯蔵庫を示している。この冷却貯蔵庫１は、断熱扉５を有する断熱箱体７を備え、この断熱箱体７の上部には機械室３が形成されている。この機械室３の内部には、冷凍装置１１を構成する圧縮機１３（ロータリー型圧縮機）と凝縮器１５と凝縮器用送風機１７とが収納され、これらは断熱部材からなる取付架台１９の上面に設けられている。
【００１６】
また、機械室３の前面にはグリル２５が配置され、制御装置２１を格納するコントロールパネル２３は、その一部がグリル２５から外部に露出して取り付けられている。
【００１７】
断熱箱体７の貯蔵庫２７には冷凍装置１１を構成する冷却器２９と冷却器用送風機３１とが設けられ、これらは取付架台１９の下面に設けられている。また、この貯蔵庫２７の庫内には、庫内温度センサ３３が設けられ、食品などの載置用の棚３５（網棚）が３段に設けられている。この庫内温度センサ３３により、貯蔵庫２７の庫内温度が検出される。
【００１８】
冷却器２９には、冷却器２９内の冷媒の温度（以下「冷却器温度」と称する）を検出する冷却器温度センサ３７が設けられている。また、冷却器２９の下部には、冷却器２９の周囲と貯蔵庫２７の庫内とを画成する画成板３９が設けられる。この画成板３９の内側に囲まれた冷却器２９周囲の空気（冷気）は、冷却用送風機３１の作用で、実線の矢印で示すように、貯蔵庫２７の庫内を循環する。
【００１９】
冷凍装置１１の冷媒回路は、図２に示すように構成されている。
【００２０】
圧縮機１３と凝縮器１５と減圧装置１６と冷却器２９と逆止弁３０とが、冷媒用配管１２によって連結され、この冷媒用配管１２内を、圧縮機１３から吐出された冷媒１８が順に流される。１７は凝縮器用送風機、３１は冷却器用送風機を示している。ここで、逆止弁３０は、圧縮機１３（ロータリー型圧縮機）の停止時に、圧縮機１３にて圧縮された高圧ガス冷媒が、冷却器２９側へ急激に逆流するのを防止して、圧縮機１３の逆転を防止するものである。
【００２１】
圧縮機１３には制御信号線１４を介して制御装置２１が接続され、この制御装置２１には、前述した庫内温度センサ３３、及び冷却器温度センサ３７が接続されている。この制御装置２１によって、以下の制御が実行される。
【００２２】
この実施の形態では、図３に示すように、設定温度に対する温度差が±α℃に設定されている。すなわち、この冷却貯蔵庫は、設定温度に対する所定の温度差（±α℃）で前記圧縮機１３を運転させ停止させて、庫内温度を前記設定温度に制御する。ここで、αは機器の仕様に基づき設定される定数である。
【００２３】
つまり、制御装置２１は、圧縮機１３の運転時に、庫内温度センサ３３にて検出された庫内温度が（設定温度−α）℃となった時に（図３の点Ａ）庫内温度センサ３３からの検出信号に基づき圧縮機１３へ停止信号を出力して、この圧縮機１３を運転状態から停止（ＯＦＦ操作）させる。
【００２４】
圧縮機１３の停止により後述の如く冷却器温度が上昇し、この冷却器温度の上昇に伴い庫内温度が上昇し、庫内温度が（設定温度＋α）℃となった時に（図３の点Ｂ）、制御装置２１は、庫内温度センサ３３からの検出信号に基づき圧縮機１３へ運転信号を出力して、この圧縮機１３を停止状態から運転（ＯＮ操作）させる。圧縮機１３の運転により庫内温度は下降する。制御装置２１は、上述のようにして圧縮機１３の運転及び停止を繰り返す。
【００２５】
ところで、圧縮機１３の運転により、冷却器２９の冷却器温度は急激に下降し、庫内温度が（設定温度−α）℃となった時（図３の点Ａ）には、｛（設定温度）−（α＋β）｝となる（図３の点Ｃ）。ここで、上記βは、冷却器温度と庫内温度との最大温度差である。
【００２６】
圧縮機１３の停止時には、停止した圧縮機１３からの高温高圧のガス冷媒が、図２の逆止弁３０をリークして冷却器２９へ流れ込み、しかも、凝縮器１５からの液冷媒が、減圧装置１６を経ても減圧されずに冷却器２９へ流れ込む。この為、冷却器２９の冷却器温度は急激に上昇し、図３の点Ｄに至る。この冷却器温度は、圧縮機１３の停止時に冷却器用送風機３１も停止していることから（後述）一定温度の高温状態に維持され、圧縮機１３の運転開始時（図３の点Ｅ）に下降し始め、圧縮機１３の運転中に引き続き急激に下降する。
【００２７】
一方、制御装置２１は、冷却器温度が庫内温度以下の場合にのみ冷却器用送風機３１を運転させ、冷却器温度が庫内温度よりも高い場合に冷却器用送風機３１を停止させる。
【００２８】
つまり、制御装置２１は、圧縮機１３を停止（図３の点Ａ及び点Ｃ）させた後、冷却器温度センサ３７からの検出信号に基づき、冷却器温度が庫内温度よりも高くなった時に（図３の点Ｆ）冷却器用送風機３１へ停止信号を出力して冷却器用送風機３１を停止させる。また、制御装置２１は、圧縮機１３を運転（図３の点Ｂ及び点Ｅ）させた後、冷却器温度センサ３７からの検出信号に基づき、冷却器温度が庫内温度以下になったときに（図３の点Ｇ）冷却器用送風機３１へ運転信号を出力し、冷却器用送風機３１を運転させる。制御装置２１は、このような冷却器用送風機３１の運転と停止を繰り返し制御する。当然に制御装置２１は、冷却貯蔵庫１の運転開始当初には、圧縮機１３の運転により冷却器温度が庫内温度以下になるため、冷却器用送風機３１を運転させる。
【００２９】
ここで、画成板３９の内側の空気温度は、冷却器２９の冷却器温度にほぼ等しい。この為、冷却器温度が庫内温度以下の場合にのみ実施される冷却器用送風機３１の運転によって、画成板３９内側の空気（冷気）が貯蔵庫２７の庫内へ送給され、庫内で循環されるので、庫内温度が冷却器温度に近い温度まで急激に冷却される。
【００３０】
上記実施の形態の一によれば、次の効果▲１▼〜▲５▼を奏する。
【００３１】
▲１▼冷却器２９の冷却器温度が貯蔵庫２７の庫内温度以下の場合にのみ冷却器用送風機３１が運転されることから、貯蔵庫２７の庫内温度を所望の温度範囲まで迅速に下降させることができる。また、冷却器２９の冷却器温度が貯蔵庫２７の庫内温度よりも高い場合には冷却器用送風機３１が停止されるので、この時、貯蔵庫２７の庫内温度よりも温度の高い冷却器２９周囲の画成板３９内側空気が貯蔵庫２７の庫内へ送給されず、貯蔵庫２７の庫内温度の上昇を緩やかにできる。これらの結果、貯蔵庫２７の庫内を効率的に冷却でき、エネルギー損失を低減できる。
【００３２】
▲２▼貯蔵庫２７の庫内が効率的に冷却されるので、圧縮機１３の頻繁な発停による圧縮機１３の寿命低下を抑制でき、更に消費エネルギーの抑制を実現できる。
【００３３】
▲３▼冷却器用送風機３１の停止によって冷却器用送風機３１の運転時間を減少できるばかりか、貯蔵庫２７の庫内を効率的に冷却することにより圧縮機１３の運転時間も短縮できる。これらのことからも、消費エネルギーを抑制できる。
【００３４】
▲４▼冷却器２９の冷却器温度が最も低下して圧縮機１３が停止した時点では（図３の点Ｃ）、この冷却器温度が貯蔵庫２７の庫内温度よりも低いので、冷却器用送風機３１は運転状態にある。この為、冷却器用送風機３１によって冷気が貯蔵庫２７の庫内へ送給され続け、冷凍装置１１の冷却効率が向上すると共に、この時の貯蔵庫２７における庫内各部の温度のバラツキを防止できる。
【００３５】
▲５▼圧縮機１３が停止され、しかも、冷却器２９の冷却器温度が貯蔵庫２７の庫内温度よりも高い場合に冷却器用送風機３１が停止されるので、このとき冷却器２９には、停止した圧縮機１３から高温高圧のガス冷媒が逆止弁３０をリークして流れ込み、更に、凝縮器１５からの液冷媒が、減圧装置１６を経ても減圧されずに流れ込む。このように、圧縮機１３及び冷却器用送風機３１の停止時に、圧縮機１３及び凝縮器１５の熱が冷却器２９へ伝熱されて冷却器２９の温度が上昇するので、この冷却器２９に付着した霜を自然溶解でき、冷却器２９の霜取り運転の実施を不要にできる。
【００３６】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る冷却貯蔵庫によれば、制御装置が、冷却器の冷却器温度が庫内温度以下の場合にのみ冷却器用送風機を運転させることから、庫内を効率的に冷却してエネルギー損失を低減できると共に、冷却器の霜取り運転の実施を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷却貯蔵庫の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の冷却貯蔵庫における冷凍装置を示す回路図である。
【図３】図１の冷却貯蔵庫における庫内温度と冷却器温度とを示すタイムフローチャートである。
【図４】従来の冷却貯蔵庫における庫内温度と冷却器温度を示すタイムフローチャートである。
【符号の説明】
１  冷却貯蔵庫
１１  冷凍装置
１３  圧縮機
１５  凝縮器
１６  減圧装置
２１  制御装置
２７  貯蔵庫
２９  冷却器
３１  冷却器用送風機
３３  庫内温度センサ
３７  冷却器温度センサ
【図１】
0004148584.tif 000002
【図２】
0004148584.tif 000003
【図３】
0004148584.tif 000004
【図４】
0004148584.tif 000005