專利名稱：冷卻貯藏庫(kù)及其壓縮機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的冷卻貯藏庫(kù)及其壓縮 機(jī)的控制方法。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，例如在業(yè)務(wù)用冷藏庫(kù)中，具有可進(jìn)行速度控制的變頻 壓縮機(jī)的裝置得到普及(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
具有變頻壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有很多，作為一例，包括控制冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 的高效化。這是在進(jìn)行使庫(kù)內(nèi)維持設(shè)定的目標(biāo)溫度的"控制冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)" 的情況下，當(dāng)庫(kù)內(nèi)溫度接近目標(biāo)溫度時(shí)，據(jù)此進(jìn)行控制，以階段性地 降低變頻壓縮機(jī)的速度(旋轉(zhuǎn)數(shù))。采用這種控制方式時(shí)，壓縮機(jī)的連續(xù) 接通時(shí)間變得很長(zhǎng)，換言之，接通/斷開(kāi)的切換次數(shù)大幅減少，實(shí)現(xiàn)了 高效化、節(jié)能化。
專利文獻(xiàn)1: JP特開(kāi)2002-195719公報(bào)
但是，現(xiàn)有的控制方法每隔一定時(shí)間就求出庫(kù)內(nèi)溫度和目標(biāo)溫度 的偏差，當(dāng)該偏差較大時(shí)提高旋轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)偏差變小時(shí)減少旋轉(zhuǎn)數(shù)，因 此存在變頻壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)變動(dòng)不必要地變大的問(wèn)題。例如，在庫(kù)內(nèi) 維持在適于冷卻食品的目標(biāo)溫度附近的控制冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 一時(shí)地重復(fù) 開(kāi)關(guān)門時(shí)，庫(kù)內(nèi)溫度一時(shí)急劇上升，因此出現(xiàn)庫(kù)內(nèi)溫度和目標(biāo)溫度的 偏差暫時(shí)變大的時(shí)期。這種情況下，雖然庫(kù)內(nèi)溫度急劇上升，但庫(kù)內(nèi) 收容的食材的熱容易較大，因此不會(huì)急劇升溫，但根據(jù)現(xiàn)有的控制方 法，變頻壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)取決于庫(kù)內(nèi)溫度和目標(biāo)溫度的偏差的大小， 因此旋轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)立即提高。而在這種情況下，若關(guān)門并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，庫(kù)內(nèi)溫度會(huì)急劇下降， 因此雖然旋轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)再次抑制得較低，但不必要地響應(yīng)暫時(shí)的溫度上升 并而提高了旋轉(zhuǎn)數(shù)，所以在效率方面不佳。
本發(fā)明鑒于以上情況而產(chǎn)生，其目的在于提供一種可防止對(duì)庫(kù)內(nèi) 溫度的劇變以不必要的過(guò)敏性進(jìn)行響應(yīng)、可更高效地運(yùn)轉(zhuǎn)的冷卻貯藏 庫(kù)及其壓縮機(jī)的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明是一種冷卻貯藏庫(kù)中的壓縮機(jī)的控制
方法，上述冷卻ie藏庫(kù)通過(guò)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)來(lái)壓縮致冷劑，
使該致冷劑通過(guò)冷凝器及節(jié)流裝置并提供到冷卻器，通過(guò)由該冷卻器 生成的冷氣冷卻貯藏室內(nèi)，具有目標(biāo)溫度設(shè)定單元，用于設(shè)定貯藏 室內(nèi)的目標(biāo)溫度；和溫度傳感器，用于檢測(cè)貯藏室內(nèi)的庫(kù)內(nèi)溫度，每 隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元中設(shè)定的上述目標(biāo)溫度和由上 述溫度傳感器檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度的偏差，并進(jìn)行積算，根據(jù)其積算值 和預(yù)定的基準(zhǔn)值的比較，改變變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
在本發(fā)明中，也可是如下構(gòu)成使來(lái)自冷凝器的致冷劑通過(guò)閥裝 置選擇性地在第1及第2冷卻器之間切換。并且，目標(biāo)溫度設(shè)定單元 的構(gòu)成也可是，隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)依次輸出不同的目標(biāo)溫度。
根據(jù)本發(fā)明的控制方法，每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算目標(biāo)溫度設(shè)定單元中 設(shè)定的目標(biāo)溫度和由溫度傳感器檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度的偏差，并進(jìn)行積 算，根據(jù)其積算值和預(yù)定的基準(zhǔn)值的比較，改變變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)， 因此例如門暫時(shí)打開(kāi)，外部氣體流入到貯藏室內(nèi)造成庫(kù)內(nèi)溫度暫時(shí)上 升時(shí)，溫度偏差的積算值不會(huì)劇變，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)也不會(huì)過(guò)敏反應(yīng) 而急劇變得高速，控制較穩(wěn)定，有助于節(jié)電。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整體截面圖。 圖2是實(shí)施方式1的冷凍循環(huán)構(gòu)成圖。
圖3是表示實(shí)施方式1的目標(biāo)溫度設(shè)定單元的構(gòu)成的框圖。 圖4是表示實(shí)施方式1中的目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)變化形態(tài)的圖表。
圖5是表示實(shí)施方式1中的初始值的計(jì)算過(guò)程的圖表。
圖6是表示在實(shí)施方式1中決定的目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)變化形態(tài)的圖表。
圖7是表示實(shí)施方式1中的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的控制順序的流程圖。 圖8是表示實(shí)施方式1中的速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的庫(kù)內(nèi)溫度的變化形 態(tài)和壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系的圖表。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的整體截面圖。 圖10是實(shí)施方式2的冷凍循環(huán)構(gòu)成圖。
圖11是表示實(shí)施方式2中的冷凍室及冷藏室的目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)變 化形態(tài)的圖表。
圖12是表示實(shí)施方式2中的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的控制順序的流程圖。 圖13是表示實(shí)施方式2中的速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的庫(kù)內(nèi)溫度的變化形 態(tài)和壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系的圖表。
圖14是表示目標(biāo)溫度設(shè)定單元不同的其他實(shí)施方式的框圖。
附圖標(biāo)號(hào)
IO隔熱貯藏庫(kù)、12冷藏室、22壓縮機(jī)、26毛細(xì)管(節(jié)流裝置)、27 冷卻器、35溫度傳感器、41目標(biāo)溫度設(shè)定單元、42偏差計(jì)算單元、46 偏差積算單元、47旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元、50隔熱貯藏庫(kù)、51目標(biāo)溫度計(jì)算 單元、53F冷凍室(第l貯藏室)、53R冷藏室(第2貯藏室)、72壓縮機(jī)、 76三通閥(閥裝置)、77F，77R毛細(xì)管(節(jié)流裝置)、78F第1冷卻器、78R 第2冷卻器、82F第1流路、82R第2流路、91目標(biāo)溫度設(shè)定單元、 92偏差計(jì)算單元、96偏差積算單元、97旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元
具體實(shí)施方式
(實(shí)施方式1)
根據(jù)圖1至圖8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1。
在該實(shí)施方式中，示例了適用于業(yè)務(wù)用的立式冷藏庫(kù)的情況，首 先根據(jù)圖1說(shuō)明整體結(jié)構(gòu)。該冷藏庫(kù)由前面開(kāi)口縱向長(zhǎng)的隔熱貯藏庫(kù) 10構(gòu)成，由立在底面四角的腳11支撐，內(nèi)部是作為貯藏室的冷藏室
12。冷藏室12的前面開(kāi)口通過(guò)隔離框13隔離為上下二個(gè)開(kāi)口部14， 在各開(kāi)口部14上可在水平方向上擺動(dòng)開(kāi)關(guān)地安裝隔熱門15。
在隔熱貯藏庫(kù)10的上面，由面板17包圍地設(shè)置機(jī)械室18，在其 中收容有設(shè)置在基臺(tái)19上的冷凍單元20。如圖2所示，冷凍單元20 通過(guò)制冷劑配管29循環(huán)連接以下部件而構(gòu)成被變頻電機(jī)21驅(qū)動(dòng)而 壓縮致冷劑的壓縮機(jī)22、通過(guò)冷凝器風(fēng)扇23冷卻的冷凝器24、干燥 器25、相當(dāng)于節(jié)流裝置的毛細(xì)管26、使通過(guò)了毛細(xì)管26的致冷劑蒸 發(fā)的冷卻器27、及積儲(chǔ)器(accumulator)28。并且安裝基臺(tái)19以堵塞在 冷藏室12的頂壁上形成的窗孔16。
在冷藏室12的頂部的窗孔16的下面?zhèn)燃茉O(shè)兼用作通風(fēng)管道的積 水盤(drain pan) 30，在其上方形成冷卻器室31 。積水盤30的底面朝 向內(nèi)側(cè)邊緣(圖1的左側(cè))形成下降坡度，在內(nèi)側(cè)邊緣上切口形成吹出口 33。并且，在積水盤30的前側(cè)的區(qū)域中，開(kāi)口形成吸入口32,通過(guò)設(shè) 置在該積水盤30的前側(cè)上部的風(fēng)扇34吸引冷藏室12內(nèi)的空氣，由冷 卻器27冷卻并從吹出口 33返回到冷藏室12內(nèi)。此外，在冷卻器室31 內(nèi)，在從吸入口 32流入的庫(kù)內(nèi)空氣接觸的位置上設(shè)有用于檢測(cè)冷藏室 12內(nèi)的庫(kù)內(nèi)溫度的溫度傳感器35。
上述變頻電機(jī)21通過(guò)輸出可變頻率的交流電的變頻驅(qū)動(dòng)電路36 驅(qū)動(dòng)，但其輸出頻率由控制器40決定。參照?qǐng)D2詳細(xì)說(shuō)明控制器40， 其包括目標(biāo)溫度設(shè)定單元41，用于設(shè)定冷藏室12內(nèi)的目標(biāo)溫度；和 偏差計(jì)算單元42，計(jì)算由該目標(biāo)溫度設(shè)定單元41設(shè)定的目標(biāo)溫度Ta、與由上述溫度傳感器42檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度T的偏差(T-Ta)。
上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元41在本實(shí)施方式中是圖3的結(jié)構(gòu)，目標(biāo)溫 度Ta以經(jīng)時(shí)變化形態(tài)(即隨著時(shí)間t改變目標(biāo)溫度Ta的方式)提供。并 且，作為該目標(biāo)溫度的變化形態(tài)包括以下兩種將食品等貯藏物冷卻 為用戶設(shè)定的設(shè)定溫度的控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫度的變化形態(tài)；和例如 設(shè)置冷藏庫(kù)并初次接通了電源時(shí)那樣，從比控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的設(shè)定溫度高 很多的溫度開(kāi)始冷卻到控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度區(qū)域?yàn)橹沟摹⑺^速凍
(pull-down)冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫度的變化形態(tài)。在本實(shí)施方式中， 任意的變化形態(tài)均通過(guò)以時(shí)間t為變量的函數(shù)f(t)表示，該函數(shù)例如存 儲(chǔ)到由EPROM等構(gòu)成的存儲(chǔ)單元43中。例如作為用于計(jì)算速凍冷卻 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫度Ta的變化形態(tài)的函數(shù)f(t)，可示例圖4所示的圖表。
而目標(biāo)溫度設(shè)定單元41中設(shè)有例如由未圖示的脈沖振蕩電路和計(jì) 數(shù)器構(gòu)成的公知的計(jì)時(shí)單元44，從其輸出和經(jīng)過(guò)時(shí)間對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)信號(hào)。 該計(jì)時(shí)信號(hào)提供到目標(biāo)溫度計(jì)算單元45，在此每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算目標(biāo) 溫度Ta。具體而言，首先，在控制器40起動(dòng)時(shí)(電源接通時(shí))，從溫度 傳感器35讀入庫(kù)內(nèi)溫度T0，根據(jù)該值按照公式tO=f、T0)，計(jì)算出時(shí) 間初始值tO(參照?qǐng)D5)。這樣一來(lái)，設(shè)距離起動(dòng)時(shí)的經(jīng)過(guò)時(shí)間為t時(shí)， 目標(biāo)溫度Ta可用Ta二f(t+tO)這一含有常數(shù)的函數(shù)來(lái)表示(參照?qǐng)D6)。因 此，目標(biāo)溫度計(jì)算單元45根據(jù)來(lái)自計(jì)時(shí)單元44的計(jì)時(shí)信號(hào)(表示t的 值)，例如每隔5秒的預(yù)定時(shí)間從存儲(chǔ)單元43讀出上述函數(shù)，代入時(shí)間 初始值tO及t的值，計(jì)算出目標(biāo)溫度Ta。
如上所述，來(lái)自目標(biāo)溫度計(jì)算單元45的目標(biāo)溫度Ta與從溫度傳 感器35獲得的庫(kù)內(nèi)溫度T 一起提供到偏差計(jì)算單元42，在此計(jì)算出偏 差(T-Ta)。并且，該偏差的值提供到下一段的偏差積算單元46，例如依 次積算2分鐘~10分鐘之間(在本實(shí)施方式中是5分鐘，即5X60/5=60 次)的偏差，將其積算值A(chǔ)提供到旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元47。在旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單 元47中，使偏差的積算值A(chǔ)和預(yù)定的基準(zhǔn)值(下限值及上限值)比較，當(dāng)積算值A(chǔ)大于上限值L—UP時(shí)，改變向變頻驅(qū)動(dòng)電路36的頻率指令 信號(hào)Sf以提高變頻電機(jī)31的旋轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)積算值EA小于下限值 L—DOWN時(shí)，改變向變頻驅(qū)動(dòng)電路36的頻率指令信號(hào)Sf以降低變頻 電機(jī)31的旋轉(zhuǎn)數(shù)。此外，該旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元47的功能通過(guò)由CPU執(zhí) 行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該軟件的處理順序如圖7所示。
參照?qǐng)D7說(shuō)明該軟件的構(gòu)成。通過(guò)CPU開(kāi)始?jí)嚎s器旋轉(zhuǎn)控制開(kāi)始 流程時(shí)(步驟Sl)，首先使積算值A(chǔ)初始化為例如O(步驟S2)。接著如上 所述，目標(biāo)溫度設(shè)定單元41計(jì)算出目標(biāo)溫度Ta(步驟S3)，并計(jì)算與庫(kù) 內(nèi)溫度T的偏差A(yù)，且對(duì)其進(jìn)行積算(偏差計(jì)算單元42及偏差積算單元 46的功能步驟S4)。并且，在步驟S5中比較積算值和上限值L一UP 及下限值L_DOWN，增減變頻電機(jī)31的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元47的 功能步驟S5 S7)。
根據(jù)本實(shí)施方式，例如速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫度的時(shí)間變化形 態(tài)如圖8的點(diǎn)劃線所示的圖表那樣設(shè)定，實(shí)際的庫(kù)內(nèi)溫度如實(shí)線那樣 變化時(shí)，冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)一開(kāi)始時(shí)，和目標(biāo)溫度相比，庫(kù)內(nèi)溫度冷卻得較低， 因此溫度偏差為負(fù)，積算值A(chǔ)也為負(fù)。在此，積算值A(chǔ)的圖表變?yōu)殇?齒狀波形是因?yàn)槊慨?dāng)改變變頻電機(jī)31的旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，積算值A(chǔ)被初始化 (圖7的步驟S8)。并且，積算值A(chǔ)為負(fù)并小于下限值I^DOWN時(shí)，變 頻頻率逐漸降低(參照時(shí)間帶tl)，結(jié)果壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)階梯性下降，冷卻 能力被抑制，因此庫(kù)內(nèi)溫度接近目標(biāo)溫度的下降程度。
冷卻能力降低的結(jié)果導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)溫度大于目標(biāo)溫度時(shí)(時(shí)間帶t2)，溫 度偏差及其積算值A(chǔ)向正轉(zhuǎn)移，當(dāng)積算值A(chǔ)超過(guò)上限值L一UP時(shí)，壓 縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)上升，冷卻能力變高，庫(kù)內(nèi)溫度再次接近目標(biāo)溫度的下降 程度。之后通過(guò)重復(fù)該控制，庫(kù)內(nèi)溫度根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)溫度的時(shí)間變 化形態(tài)而下降。
并且，在上述速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，中途例如隔熱貯藏庫(kù)IO的隔熱門
9200780051753.3 15暫時(shí)打開(kāi)，外部氣體流入，從而使庫(kù)內(nèi)溫度暫時(shí)上升時(shí)，該溫度上 升通過(guò)關(guān)閉隔熱門15而迅速?gòu)?fù)原，所以只要以溫度偏差的積算值來(lái)觀 察，該積算值沒(méi)有劇變。因此，控制器40不會(huì)過(guò)敏地反應(yīng)來(lái)急速提高
壓縮機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)，控制變得穩(wěn)定，有助于節(jié)電。
此外在以上說(shuō)明中，論述了速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，在將食品等貯 藏物冷卻為由用戶設(shè)定的設(shè)定溫度的控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也在夾著設(shè)定溫度 的上下決定上限值及下限值，從上限值到下限值將表示庫(kù)內(nèi)溫度如何
時(shí)間性地變化的目標(biāo)溫度的變化形態(tài)函數(shù)化，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元43中， 和速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)同樣地控制壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。因此，在控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 對(duì)于因隔熱門15的開(kāi)關(guān)等造成的暫時(shí)性的庫(kù)內(nèi)溫度的劇變，不會(huì)過(guò)敏 反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電。并且，控制壓縮機(jī)22以使其依照存儲(chǔ)的目標(biāo)溫度 的變化形態(tài)，因此可適當(dāng)且切實(shí)地取得壓縮機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)間，通 過(guò)冷卻器27發(fā)揮除霜功能，可防止大量著霜。
并且，在業(yè)務(wù)用的冷藏庫(kù)中，需要上述速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，不 限于冷藏庫(kù)初始設(shè)置時(shí)，在斷開(kāi)電源經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)后的再運(yùn)轉(zhuǎn)、搬入了 大量食材時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間門打開(kāi)、大量投入了剛調(diào)制好的高溫食材時(shí)等情 況下也需要，其冷卻特性極為重要。鑒于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中， 將速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷卻特性不作為單純的溫度的最終目標(biāo)值提供， 而作為目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)提供，因此對(duì)于不同規(guī)格的隔熱貯 藏庫(kù)，可使用通用的冷凍單元20。
此外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)溫度設(shè)定單元的構(gòu)成具有存儲(chǔ)單 元，存儲(chǔ)表示目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)的函數(shù)；和目標(biāo)溫度計(jì)算單
元，讀出該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)時(shí)間的經(jīng)過(guò)計(jì)算出目標(biāo)溫度。
具體而言，使目標(biāo)溫度的變化形態(tài)函數(shù)化并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元43，因此 與將其表格化并存儲(chǔ)的形式相比，具有可以減小存儲(chǔ)容量的優(yōu)點(diǎn)。
(實(shí)施方式2)接著參照?qǐng)D9至圖13說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2。
在本實(shí)施方式中，示例將冷凍冷藏庫(kù)適用于業(yè)務(wù)用臥式(臺(tái)式)的情
況，首先根據(jù)圖9說(shuō)明整體結(jié)構(gòu)。標(biāo)號(hào)50是隔熱貯藏庫(kù)，由前面開(kāi)口 的橫向長(zhǎng)的隔熱箱體構(gòu)成，由立在底面四角的腳51支撐。隔熱貯藏庫(kù) 50的內(nèi)部通過(guò)后附的隔熱性隔離壁52左右隔離，左邊相對(duì)窄的一側(cè)是 相當(dāng)于第1 Jt藏室的冷凍室53F，右邊較寬的一側(cè)是相當(dāng)于第2貯藏室 的冷藏室53R。此外，雖未圖示，在冷凍室53F、冷藏室53R的前面的 開(kāi)口上可開(kāi)關(guān)地安裝有擺動(dòng)式的隔熱門。
在從隔熱貯藏庫(kù)50的正面看的左側(cè)部設(shè)有機(jī)械室58。機(jī)械室58 內(nèi)的上部?jī)?nèi)側(cè)，伸出形成與冷凍室53F連通的隔熱性的冷卻器室60， 并且在其下方可出入地收容下述冷凍單元70。并且在隔離壁52的冷藏 室53R側(cè)的面上，通過(guò)粘貼管道63形成其他冷卻器室64。
上述冷凍單元70如圖10所示，具有被變頻電機(jī)71驅(qū)動(dòng)并壓縮致 冷劑的壓縮機(jī)72，該壓縮機(jī)72的致冷劑排出側(cè)通過(guò)由冷凝器風(fēng)扇73 冷卻的冷凝器74及干燥器75，連接到作為閥裝置的三通閩76的入口 側(cè)。三通閥76的一個(gè)出口經(jīng)由相當(dāng)于節(jié)流裝置的毛細(xì)管77F連接到冷 凍室53F側(cè)的冷卻器室60內(nèi)收容的第1冷卻器78F。三通閥76的另一 個(gè)出口也經(jīng)由作為節(jié)流裝置的毛細(xì)管77R連接到冷藏室53R側(cè)的冷卻 器室64內(nèi)收容的第2冷卻器78R。第1冷卻器78F的致冷劑出口依次 連接積儲(chǔ)器79F及止回閥80、第2冷卻器78R的致冷劑出口連接積儲(chǔ) 器79R，然后合流并最終連接到壓縮機(jī)72的吸入側(cè)。這樣一來(lái)，當(dāng)切 換三通閥76時(shí)，使來(lái)自冷凝器74的致冷劑選擇性地在第1流路82F 和第2流路82R之間切換，第1流路82F依次經(jīng)由毛細(xì)管77F、第1 冷卻器78F、積儲(chǔ)器79F及止回閥80返回到壓縮機(jī)72;第2流路82R 依次經(jīng)由毛細(xì)管77R、第2冷卻器78R、及積儲(chǔ)器79R返回到壓縮機(jī) 72。從而可選擇性地將致冷劑提供到第1及第2冷卻器78F、 78R。此外，該三通閥76在壓縮機(jī)72被驅(qū)動(dòng)的期間內(nèi)，每隔預(yù)定時(shí)間 切換第1及第2流路82F、 82R，以使其交互地有效化。并且，各冷卻 器室60、64中，在庫(kù)內(nèi)空氣接觸的位置上分別設(shè)置用于檢測(cè)冷凍室53F 及冷藏室53R的庫(kù)內(nèi)溫度的溫度傳感器83F、 83R。
上述變頻電機(jī)71和上述實(shí)施方式1 一樣，由輸出可變頻率的交流 電的變頻驅(qū)動(dòng)電路86驅(qū)動(dòng)，其輸出頻率由控制器卯決定。參照?qǐng)D10 說(shuō)明控制器40，其包括目標(biāo)溫度設(shè)定單元91，用于設(shè)定冷凍室53F 及冷藏室53R內(nèi)的目標(biāo)溫度；和偏差計(jì)算單元92，計(jì)算出由該目標(biāo)溫 度設(shè)定單元91設(shè)定的目標(biāo)溫度、和由上述二個(gè)溫度傳感器83F、 83R 檢測(cè)出的實(shí)際的庫(kù)內(nèi)溫度的偏差。其中，設(shè)冷凍室53F的目標(biāo)溫度為 TFa、實(shí)際的庫(kù)內(nèi)溫度為TF、冷藏室53R的目標(biāo)溫度為TRa、實(shí)際的 庫(kù)內(nèi)溫度為TR時(shí)，上述偏差定義為(TF-TFa)及(TR-TRa)。
上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元91在本實(shí)施方式2中和圖3所示的實(shí)施方 式1 一樣，不同點(diǎn)在于輸出冷凍室53F及冷藏室53R用的二個(gè)目標(biāo)溫 度TFa、 TRa。即，冷凍室53F及冷藏室53R的各目標(biāo)溫度作為其經(jīng)時(shí) 性變化形態(tài)(即隨著時(shí)間t改變目標(biāo)溫度的方式)提供，作為其目標(biāo)溫度 的變化形態(tài)，包括以下兩種將食品等貯藏物冷卻為用戶設(shè)定的設(shè)定 溫度的控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫度的變化形態(tài)；和例如設(shè)置冷凍冷藏庫(kù)并 開(kāi)始接通電源時(shí)那樣，從比控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的設(shè)定溫度高很多的溫度開(kāi)始 冷卻到控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度區(qū)域?yàn)橹沟?、所謂速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的目標(biāo)溫 度的變化形態(tài)。任意的變化形態(tài)均通過(guò)以時(shí)間t為變量的函數(shù)表示，該 函數(shù)例如存儲(chǔ)到由EPROM等構(gòu)成的存儲(chǔ)單元中。例如作為表示速凍冷 卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷凍庫(kù)53F及冷凍庫(kù)53R的各目標(biāo)溫度TFa、 TRa的變化 形態(tài)的函數(shù)TFa-fF(t)、 TRa=fR(t)，可示例圖ll所示的圖表。
來(lái)自目標(biāo)溫度設(shè)定單元91的二個(gè)目標(biāo)溫度TFa、 TRa與從各溫度 傳感器83R、 83R獲得的二個(gè)庫(kù)內(nèi)溫度TF、 TR同時(shí)提供到偏差計(jì)算單 元2，在此計(jì)算出各自的偏差(TF-TFa)及(TR-TRa)。并且，各偏差的值提供到下一段偏差積算單元96，例如將2分鐘 10分鐘之間(在本實(shí)施 方式中是5分鐘)的偏差合算冷藏室53R及冷凍室53F雙方并積算，將 其值提供到旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元97。在旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元97中，將其偏差的 積算值與預(yù)定的基準(zhǔn)值(下限值及上限值)比較，當(dāng)任意的積算值均大于 上限值L—UP時(shí)，改變到變頻驅(qū)動(dòng)電路86的頻率指令信號(hào)Sf以提高變 頻電機(jī)71的旋轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)任意的積算值小于下限值L—DOWN時(shí)，改變 到變頻驅(qū)動(dòng)電路86的頻率指令信號(hào)Sf以降低變頻電機(jī)71的旋轉(zhuǎn)數(shù)。 此外，該旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元47的功能通過(guò)CPU執(zhí)行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該軟 件的處理順序如圖12所示。
參照?qǐng)D12說(shuō)明該軟件的構(gòu)成。通過(guò)CPU開(kāi)始?jí)嚎s器旋轉(zhuǎn)控制開(kāi) 始流程時(shí)(步驟Sl)，首先使積算值A(chǔ)初始化為例如O(步驟S2)。接著如 上所述，目標(biāo)溫度設(shè)定單元91分別計(jì)算出冷藏室53R及冷凍室53F的 各目標(biāo)溫度TRa、 TFa(步驟S3、 S4)，并且計(jì)算這些目標(biāo)溫度TRa、 TFa 和實(shí)際的庫(kù)內(nèi)溫度TR、 TF的偏差A(yù)，并對(duì)其進(jìn)行積算(偏差計(jì)算單元 92及偏差積算單元96的功能步驟S5)。并且，在步驟S6中比較積算 值和上限值L一UP及下限值L一DOWN，而增減變頻電機(jī)71的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋 轉(zhuǎn)數(shù)控制單元97的功能步驟S6 S8)。
根據(jù)本實(shí)施方式2，例如速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷藏室53R及冷凍室 53F的各目標(biāo)溫度TFa、 TRa的時(shí)間變化形態(tài)如圖13的點(diǎn)劃線所示的 圖表那樣設(shè)定，冷藏室53R及冷凍室53F的實(shí)際的庫(kù)內(nèi)溫度TF、 TR 如實(shí)線那樣變化時(shí)，例如在冷藏室53R—側(cè)，冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)剛開(kāi)始時(shí)，和 目標(biāo)溫度TRa相比，庫(kù)內(nèi)溫度TR冷卻得更低，在冷凍室53F —側(cè)， 庫(kù)內(nèi)溫度TF冷卻得和目標(biāo)溫度TFa基本相同，因此綜合的溫度偏差為 負(fù)，積算值A(chǔ)也為負(fù)。積算值A(chǔ)的圖表之所以是鋸齒狀波形，是因?yàn)?積算值A(chǔ)每隔預(yù)定時(shí)間初始化(圖12的步驟S9)。并且，積算值A(chǔ)為負(fù) 并小于下限值l^DOWN，因此最初變頻頻率逐漸下降，結(jié)果是壓縮機(jī) 旋轉(zhuǎn)數(shù)階梯性降低，冷卻能力被抑制，因此庫(kù)內(nèi)溫度接近目標(biāo)溫度的 下降程度。冷卻能力降低的結(jié)果，導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)溫度高于目標(biāo)溫度時(shí)，冷凍室53F
及冷藏室53R的各溫度偏差及其積算值A(chǔ)向正轉(zhuǎn)換，當(dāng)綜合的積算值 A大于上限值L—UP時(shí)，壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)上升，冷卻能力變高，庫(kù)內(nèi)溫度 再次接近目標(biāo)溫度的下降程度。之后通過(guò)重復(fù)該控制，庫(kù)內(nèi)溫度按照 設(shè)定的目標(biāo)溫度的時(shí)間性變化形態(tài)而下降。
并且，在上述速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，中途例如隔熱貯藏庫(kù)IO的隔熱門 15暫時(shí)打開(kāi)，外部氣體流入，從而使庫(kù)內(nèi)溫度暫時(shí)上升時(shí)，該溫度上 升通過(guò)關(guān)閉隔熱門而迅速?gòu)?fù)原，所以只要以溫度偏差的積算值來(lái)觀察， 該積算值沒(méi)有劇變。因此，控制器90不會(huì)過(guò)敏地反應(yīng)來(lái)急速提高壓縮 機(jī)72的旋轉(zhuǎn)數(shù)，控制變得穩(wěn)定，有助于節(jié)電。
此外在以上說(shuō)明中，論述了速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，在將食品等貯 藏物冷卻為由用戶設(shè)定的設(shè)定溫度的控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也在夾著設(shè)定溫度 的上下決定上限值及下限值，從上限值到下限值將表示庫(kù)內(nèi)溫度如何 時(shí)間性地變化的目標(biāo)溫度的變化形態(tài)函數(shù)化，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中， 和速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)同樣地控制壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。因此，在控制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 對(duì)于因隔熱門的開(kāi)關(guān)等造成的暫時(shí)性的庫(kù)內(nèi)溫度的劇變，不會(huì)過(guò)敏反 應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)電。并且，控制壓縮機(jī)72以使其依照存儲(chǔ)的目標(biāo)溫度的 變化形態(tài)，因此可適當(dāng)且切實(shí)地取得壓縮機(jī)72的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)間，通過(guò) 各冷卻器78F、 78R發(fā)揮除霜功能，可防止大量著霜。
并且，在業(yè)務(wù)用的冷藏庫(kù)中，需要上述速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，不 限于冷藏庫(kù)初始設(shè)置時(shí)，在斷開(kāi)電源經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)后的再運(yùn)轉(zhuǎn)、搬入了 大量食材時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間門打開(kāi)、大量投入剛調(diào)制好的高溫食材時(shí)等情況 下也需要，其冷卻特性極為重要。鑒于這一點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，將 速凍冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的冷卻特性不作為單純的溫度的最終目標(biāo)值提供，而 作為目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)提供，因此對(duì)于不同規(guī)格的隔熱貯藏 庫(kù)，可使用通用的冷凍單元70。此外，在本實(shí)施方式中，將目標(biāo)溫度以經(jīng)時(shí)性的變化形態(tài)提供時(shí)， 作為每預(yù)定時(shí)間的目標(biāo)溫度提供，因此例如和作為預(yù)定時(shí)間的溫度的 變化率提供時(shí)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)適用于將來(lái)自一臺(tái)壓縮機(jī)72的致
冷劑交互提供到二個(gè)冷卻器78F、 78R并冷卻二個(gè)室的類型的冷卻貯藏
庫(kù)。即，假如構(gòu)成為作為每預(yù)定時(shí)間的溫度的變化率提供冷卻目標(biāo)并
以接近其變化率的方式控制壓縮機(jī)72的旋轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，在交互冷卻 的類型中，在一個(gè)被冷卻的期間，例如另一個(gè)貯藏室的門暫時(shí)打開(kāi)而 使庫(kù)內(nèi)溫度上升時(shí)，關(guān)閉門并變?yōu)橘A藏室的冷卻時(shí)庫(kù)內(nèi)溫度立即下降， 因此冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)作為目標(biāo)的變化率。因此，實(shí)際上庫(kù)內(nèi)溫度雖然略 微上升，但壓縮機(jī)72的旋轉(zhuǎn)數(shù)下降，在重復(fù)這種情況時(shí)，庫(kù)內(nèi)溫度無(wú) 法下降到所需的溫度。
與之相對(duì)，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)按照預(yù) 定時(shí)間作為不同的(逐漸下降)的目標(biāo)溫度提供，因此當(dāng)存在暫時(shí)性的庫(kù) 內(nèi)溫度上升時(shí)，在該時(shí)刻下如無(wú)法達(dá)到目標(biāo)溫度，則提高壓縮機(jī)72的 旋轉(zhuǎn)數(shù)，提高冷卻能力，因此可按照設(shè)定切實(shí)降低庫(kù)內(nèi)溫度。
(其他實(shí)施方式)
本發(fā)明不限于上述記載及附圖中說(shuō)明的實(shí)施方式，下述實(shí)施方式 也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
(1) 在上述各實(shí)施方式中，每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算目標(biāo)溫度和庫(kù)內(nèi)溫度 的偏差并積算，當(dāng)該積算值超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值時(shí)，立刻提高壓縮機(jī)的 旋轉(zhuǎn)數(shù)，但在決定壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)也可進(jìn)一步加入其他條件。
(2) 在上述各實(shí)施方式中，目標(biāo)溫度設(shè)定單元如圖3所示，其構(gòu)成 是，將表示目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)的函數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元43中， 讀出該存儲(chǔ)單元43中存儲(chǔ)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)時(shí)間的經(jīng)過(guò)計(jì)算出目標(biāo)溫度， 但不限于此，例如其構(gòu)成也可是如圖14所示，將目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)性變化形態(tài)預(yù)先制作成使溫度和經(jīng)過(guò)時(shí)間對(duì)照的參照表格，將該參照表格 存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元100，根據(jù)來(lái)自計(jì)時(shí)單元102的信號(hào)，通過(guò)表格讀出單 元101，對(duì)應(yīng)時(shí)間的經(jīng)過(guò)讀出該存儲(chǔ)單元100中的目標(biāo)溫度。
權(quán)利要求
1.一種冷卻貯藏庫(kù)中的壓縮機(jī)的控制方法，上述冷卻貯藏庫(kù)通過(guò)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)來(lái)壓縮致冷劑，使該致冷劑通過(guò)冷凝器及節(jié)流裝置而提供到冷卻器，并通過(guò)由該冷卻器生成的冷氣冷卻貯藏室內(nèi)，其特征在于，包括目標(biāo)溫度設(shè)定單元，用于設(shè)定上述貯藏室內(nèi)的目標(biāo)溫度；和溫度傳感器，用于檢測(cè)上述貯藏室內(nèi)的庫(kù)內(nèi)溫度，每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元中設(shè)定的上述目標(biāo)溫度和由上述溫度傳感器檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度之間的偏差并進(jìn)行積算，根據(jù)其積算值和預(yù)定的基準(zhǔn)值的比較，改變上述變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
2. —種冷卻貯藏庫(kù)，其包括壓縮機(jī)，由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；冷凝器， 從該壓縮機(jī)壓縮的致冷劑散熱；冷卻器，來(lái)自該冷凝器的致冷劑通過(guò) 節(jié)流裝置而被提供；隔熱IC藏庫(kù)，通過(guò)由該冷卻器生成的冷氣冷卻貯 藏室內(nèi)；目標(biāo)溫度設(shè)定單元，用于設(shè)定該隔熱貯藏庫(kù)的貯藏室內(nèi)的目 標(biāo)溫度；溫度傳感器，檢測(cè)上述貯藏室內(nèi)的庫(kù)內(nèi)溫度；偏差計(jì)算單元， 每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元中設(shè)定的上述目標(biāo)溫度和由 上述溫度傳感器檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度之間的偏差；偏差積算單元，積算 由該偏差計(jì)算單元計(jì)算出的預(yù)定次數(shù)的偏差的和；以及旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單 元，使由該偏差積算單元積算出的積算值與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，改變上 述變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
3. —種冷卻貯藏庫(kù)，其包括壓縮機(jī)，由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)；冷凝器， 從該壓縮機(jī)壓縮的致冷劑散熱；閥裝置，將來(lái)自該冷凝器的致冷劑選 擇性地在第1及第2流路之間切換；第1及第2冷卻器，分別單獨(dú)設(shè) 置在上述第l及第2流路中，被選擇性地提供上述致冷劑；節(jié)流裝置， 設(shè)置在該第1及第2冷卻器的致冷劑入口側(cè)和上述冷凝器之間；隔熱 貯藏庫(kù)，具有第1及第2貯藏室，該貯藏室通過(guò)由上述各冷卻器生成 的冷氣冷卻；目標(biāo)溫度設(shè)定單元，用于設(shè)定上述第1及第2貯藏室內(nèi)的目標(biāo)溫度；溫度傳感器，檢測(cè)上述第1及第2貯藏室內(nèi)各自的庫(kù)內(nèi) 溫度；偏差計(jì)算單元，每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算上述目標(biāo)溫度設(shè)定單元中設(shè) 定的上述目標(biāo)溫度和由上述溫度傳感器檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度的偏差；偏 差積算單元，積算由該偏差計(jì)算單元計(jì)算出的預(yù)定次數(shù)的偏差的和； 以及旋轉(zhuǎn)數(shù)控制單元，使由該偏差積算單元積算出的積算值與基準(zhǔn)值 進(jìn)行比較，改變上述變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻貯藏庫(kù)，其特征在于，上述目標(biāo)溫 度設(shè)定單元隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而依次輸出不同的目標(biāo)溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻貯藏庫(kù)，其特征在于，上述目標(biāo)溫 度設(shè)定單元隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而依次輸出不同的目標(biāo)溫度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5的任意一項(xiàng)所述的冷卻貯藏庫(kù)，其中，上 述目標(biāo)溫度設(shè)定單元包括存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)表示目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)變化 形態(tài)的函數(shù)；和目標(biāo)溫度計(jì)算單元，讀出該存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的函數(shù)， 對(duì)應(yīng)時(shí)間的經(jīng)過(guò)，計(jì)算出目標(biāo)溫度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至5的任意一項(xiàng)所述的冷卻貯藏庫(kù)，其中，上 述目標(biāo)溫度設(shè)定單元包括存儲(chǔ)單元，將目標(biāo)溫度的經(jīng)時(shí)變化形態(tài)作 為使溫度和經(jīng)過(guò)時(shí)間對(duì)照的參照表格存儲(chǔ)；和表格讀出單元，對(duì)應(yīng)時(shí) 間的經(jīng)過(guò)，讀出上述存儲(chǔ)單元中的目標(biāo)溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷卻貯藏庫(kù)及其壓縮機(jī)的控制方法。偏差計(jì)算單元(42)每隔預(yù)定時(shí)間計(jì)算由溫度傳感器(35)檢測(cè)出的庫(kù)內(nèi)溫度與目標(biāo)溫度設(shè)定單元(41)提供的目標(biāo)溫度的偏差，通過(guò)偏差積算單元(46)對(duì)其進(jìn)行積算，以其積算值超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值為條件，增大驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的變頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)。因此，例如當(dāng)門暫時(shí)打開(kāi)、外部氣體流入到貯藏室內(nèi)造成庫(kù)內(nèi)溫度暫時(shí)上升時(shí)，溫度偏差的積算值不會(huì)劇變，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)也不會(huì)過(guò)敏反應(yīng)而急劇變得高速，控制較穩(wěn)定。可防止對(duì)庫(kù)內(nèi)溫度的劇變以不必要的過(guò)敏性進(jìn)行響應(yīng)，較高效地運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101611274SQ20078005175
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月26日
發(fā)明者加賀進(jìn)一, 平野明彥, 田代秀行, 矢取雅秀, 近藤直志 申請(qǐng)人:星崎電機(jī)株式會(huì)社