冷却贮藏库及其运转方法

专利名称：冷却贮藏库及其运转方法
技术领域：
本发明涉及到一种具有多个蒸发器并从1台压縮机向这些蒸发器 提供制冷剂的冷却贮藏库及其运转方法。
背景技术：
作为这种冷却jC藏库，在隔热性的贮藏库主体中隔热地区划形成 例如冷冻室和冷藏室，并且在各室分别配置蒸发器，从1台压縮机向 这些蒸发器交互地提供制冷剂而使之产生冷却作用，在下述专利文献1 中有其示例。
该装置将制冷剂通过压縮机压縮并通过冷凝器液化，将其交互地 提供到分别经由毛细管与三通阀的出口侧连接的冷冻室用蒸发器及冷 藏室用蒸发器，在靠近设定温度的温度区进行通常的冷却运转的所谓
控制运转时，例如在冷却的一侧的室达到OFF温度后，切换三通阀而 切换成另一侧的室的冷却模式，在两室的检测温度均在OFF温度以下 后使压縮机停止。
在该构成中，在上述控制运转时，若使用者在一方的贮藏室中收 容温度高的食品等，则在充分进行了该贮藏室的冷却后进入另一方的 贮藏室的冷却，因此具有可以充分地冷却新收容的食品的优点。
然而在上述构成中，若在双方的贮藏室中收容了温度高的食品时， 虽然先被冷却的一方的贮藏室情况较好，但之后冷却的贮藏室中却存 在食品的温度下降缓慢的问题。
为了应对这种情况，例如在专利文献2中提出了控制装置以预定的时间比率交互地切换两个贮藏室的技术。在此，例如冷藏室和冷冻
室双方的贮藏室的温度均超过ON温度时，执行以例如30分钟:20分 钟的比率交互地切换冷冻室的冷却及冷藏室的冷却的交互冷却模式，
进而若既便如此冷却能力还是不足而使冷冻室的温度上升，则在冷冻 室内达到预定温度(例如-12'C)时，将上述时间比率变更为使冷冻室侧 优先的时间比率(例如40分钟:20分钟)，抑制冷冻室的库内温度的上升。
专利文献l: JP实开昭60-188982号公报 专利文献2: JP特开2002-22336号公报
但是，即使是上述构成，例如在冷冻室收容温度高的食品且其室 内温度超过ON温度而进入冷冻室冷却模式后，若频繁开关冷藏室的门 而导致其室内温度瞬间超过其ON温度，则立即进入交互冷却模式。这 样一来，冷冻能力的一部分分配给冷藏室的冷却，因此冷冻室的冷却 变慢，结果导致无法充分地抑制冷冻室的温度上升。
此外，在不是通常的控制运转，而是进行将贮藏室温度从接近室 温的状态迅速冷却到设定温度附近的速冻(pull-down)运转时，若进行上 述30分钟:20分钟这种长循环下的交互冷却模式，则无法进行使贮藏 室温度以预定的温度曲线进行冷却的运转，根据贮藏库主体的容积等 的规格，冷却性能上出现偏差。若使交互冷却模式下的切换以例如3 分钟:2分钟的短的循环进行，则在想要将上述冷冻室迅速冷却的情况 下，能力却分配到冷藏室的冷却的问题变得更加显著，并不优选。
本发明鉴于以上情况而产生，其目的在于提供一种冷却贮藏库， 从1台压縮机向分别设于热负载不同的多个贮藏室中的多个蒸发器选 择性地提供制冷剂，可以防止在成为一方的贮藏室的冷却模式时不必 要地进入交互冷却模式，并且可以以预定的温度曲线执行速冻运转
发明内容
作为用于实现上述目的的装置，本发明的冷却贮藏库包括压縮机、 冷凝器、阀装置、第1及第2蒸发器、及用于使流入到各蒸发器的制 冷剂节流的节流装置，将由压縮机压縮并由冷凝器液化的制冷剂通过
阀装置选择性地提供到第1及第2蒸发器，从而通过第1及第2蒸发 器将热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室冷却，冷却贮藏库的运 转方法的特征在于，每隔预定时间计算在第1及第2的各贮藏室中设 定的目标温度和在各贮藏室中测定的实际的库内温度之间的偏差并进 行积算，根据其积算值控制阀装置，从而改变向第1及第2蒸发器的 制冷剂供给时间的比率。
这种控制方法可以通过具有以下构成的冷却贮藏库来实施。
一种冷却贮藏库，其包括
冷冻循环，包括以下的A1 A6的构成，其中，
Al为压縮制冷剂的压縮机，
A2为使由该压縮机压縮的制冷剂散热的冷凝器，
A3为阀装置，其入口与冷凝器侧连接且两个出口与第1及第2制 冷剂供给路径连接，该阀装置能够进行使入口侧选择性地与第1及第2 制冷剂供给路径的任一个连通的流路切换动作，
A4为分别设置在第l及第2制冷剂供给路径中的第l及第2蒸发
器，
A5为用于使流入到各蒸发器的制冷剂节流的节流装置，
A6为从第1及第2蒸发器的制冷剂出口侧连接到压縮机的制冷剂
吸入侧的制冷剂环流路；
贮藏库主体，具有热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室，各
贮藏室分别通过由第1及第2蒸发器生成的冷气冷却；
目标温度设定器，用于设定第l及第2的各贮藏室内的目标温度； 第1及第2温度传感器，用于检测各贮藏室的库内温度； 装置温度偏差计算装置，分别对各贮藏室计算温度偏差，该温度
偏差是在目标温度设定器中设定的各贮藏室的各目标温度和由各温度传感器检测出的各贮藏室的库内温度之差；
装置室间温度偏差积算装置，对于由该装置温度偏差计算装置计 算出的温度偏差，计算作为各贮藏室之间的差的室间温度偏差，并对
该室间温度偏差进行积算；以及
阀控制装置，将由该装置室间温度偏差积算装置积算出的积算值 与基准值进行比较，并改变阀装置中的第1及第2的各制冷剂供给路 径的开放比率。
此外，也可以构成为具有以下构成的冷却贮藏库。
一种冷却贮藏库，其包括
冷冻循环，包括以下的A1 A6的构成，其中，
Al为由变频电机驱动并压縮制冷剂的压縮机，
A2为使由该压縮机压縮的制冷剂散热的冷凝器，
A3为阀装置，其入口与冷凝器侧连接且两个出口与第l及第2制
冷剂供给路径连接，该阀装置能够进行使入口侧选择性地与第1及第2
制冷剂供给路径的任一个连通的流路切换动作，
A4为分别设置在第l及第2制冷剂供给路径中的第l及第2蒸发
器，
A5为用于使流入到各蒸发器的制冷剂节流的节流装置，
A6为从第1及第2蒸发器的制冷剂出口侧连接到压縮机的制冷剂
吸入侧的制冷剂环流路；
贮藏库主体，具有热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室，各
贮藏室分别通过由第1及第2蒸发器生成的冷气冷却；
目标温度设定器，用于设定第l及第2的各贮藏室内的目标温度； 第1及第2温度传感器，用于检测各贮藏室的库内温度； 装置温度偏差计算装置，分别对各贮藏室计算温度偏差，该温度
偏差是在目标温度设定器中设定的各贮藏室的各目标温度和由各温度
传感器检测出的各贮藏室的库内温度之差；
装置室间温度偏差积算装置，对于由该装置温度偏差计算装置计算出的温度偏差，计算作为各贮藏室之间的差的室间温度偏差，并对 该室间温度偏差进行积算；
阀控制装置，将由该装置室间温度偏差积算装置积算出的积算值 与基准值进行比较，并改变阀装置中的第1及第2的各制冷剂供给路 径的开放比率；
温度偏差累积值计算装置，对于由装置温度偏差计算装置计算出 的温度偏差，计算作为各贮藏室的和的累积值的温度偏差累积值；以 及
旋转数控制装置，将由该温度偏差累积值计算装置计算出的累积 值与基准值进行比较，并改变上述变频电机的旋转数。
根据本发明，向第1及第2的各蒸发器的制冷剂供给时间的比率， 不是根据在第1及第2的各贮藏室设定的目标温度和在各贮藏室中测 定的实际的库内温度之间的偏差进行控制，而是根据对它们的偏差的 差进行积算的积算值进行控制，因此例如门暂时打开，外部气体流入 到贮藏室内造成库内温度暂时上升时，温度偏差的积算值不会剧变， 可以防止在成为一方的贮藏室的冷却模式时不必要地进入交互冷却模 式。并且，能够以短的循环反复进行交互冷却模式，因此可以提供一 种能够以预定的温度曲线执行速冻运转的冷却贮藏库及其运转方法。


图1是表示本发明的实施方式1的整体截面图。 图2是实施方式1的冷冻循环构成图及框图。 图3是表示实施方式1的冷却动作的流程图。 图4是表示实施方式1的冷却动作的流程图。 图5是表示实施方式2中冷却能力不足时的温度变化的图表。 图6是表示实施方式2中冷却能力过剩时的温度变化的图表 图7是实施方式3的冷冻循环构成图及框图。 图8是表示实施方式3中冷冻室及冷藏室的目标温度的经时变化 形态的图表。图9是表示实施方式3中的压縮机旋转数的控制顺序的流程图。 图10是表示实施方式3中的速冻冷却运转时的库内温度的变化形
态和压縮机旋转数的关系的图表。
图11是表示实施方式4中的"冷却负荷判断控制"的处理顺序的
流程图。
图12是表示实施方式4中的"F温度维持冷却时间控制"的处理 顺序的流程图。
图13是表示实施方式4中的"R温度维持冷却时间控制"的处理 顺序的流程图。
图14是表示使目标温度设定装置不同的其他实施方式的框图。 标号说明
10…贮藏库主体、20…压縮机、21…冷凝器、24…三通阀(阀装置)、 25F, 25R…第1及第2制冷剂供给路径、26F， 26R…毛细管(节流装置)、 27F…冷冻室用蒸发器(第1蒸发器)、27R…冷藏室用蒸发器(第2蒸发 器)、31…制冷剂环流路、40…冷冻循环、50…冷冻循环控制电路、51F… 温度传感器(第1温度传感器)、51R…温度传感器(第2温度传感器)、 55，80…目标温度设定器、56…温度偏差计算单元、57…室间温度偏差 积算单元、58…阀控制单元、60…旋转数控制单元、70…温度偏差累 积值计算单元、81…存储单元、100…存储单元、101…表格读出单元、 102…计时单元
具体实施例方式
(实施方式1)
根据图1至图6说明本发明的实施方式1。在该实施方式1中示 例了应用于业务用的卧式(台式)冷冻冷藏库的情况，首先基于图l说明 整体结构。标号IO为JC藏库主体，由前面开口的横向长的隔热箱体构 成，由设在底面四角的脚11支撑。贮藏库主体10的内部通过后附的 隔热性的隔离壁12左右隔离，左边相对窄的一侧是相当于第l贮藏室 的冷冻室13F，右边较宽的一侧是相当于第2贮藏室的冷藏室13R。此外，虽未图示，在冷冻室13F、冷藏室13R的前面的开口上可开关地 安装有摆动式的隔热门。
在从贮藏库主体10的正面看的左侧部设有机械室14。在机械室 14内的上部内侧，伸出形成与冷冻室13F连通的隔热性的冷冻室13F 用的蒸发器室15，在此设置有管道15A和蒸发器风扇15B，并且在其 下方可出入地收容有压縮机单元16。此外，在隔离壁12的冷藏室13R 侧的面上，通过铺设管道17形成冷藏室13R用的蒸发器室18，在此设 置有蒸发器风扇18A。
上述压縮机单元16，在基台19上设置由未图示的电机以定速驱 动而压縮制冷剂的压缩机20、和与该压縮机20的制冷剂排出侧连接的 冷凝器21，并构成为可以从机械室14内出入，同时还搭载有用于空冷 冷凝器21的冷凝器风扇22(仅在图2中图示)。
如图2所示，冷凝器21的出口侧经过干燥器23与作为阈装置的 三通阀24的入口 24A连接。三通阀24具有一个入口 24A和两个出口 24B、 24C，各出口24B、 24C与第1及第2制冷剂供给路径25F、 25R 相连。该三通阀24可以进行使入口 24A选择性地与第1及第2制冷剂 供给路径25F、 25R的任一个连通的流路切换动作。
在第1制冷剂供给路径25F中设置有相当于节流装置的冷冻室侧 的毛细管26F、和收容在冷冻室13F侧的蒸发器室15内的冷冻室用蒸 发器(第1蒸发器)27F。此外，在第2制冷剂供给路径25R中设置有也 是作为节流装置的冷藏室侧的毛细管26R、和收容在冷藏室13R侧的 蒸发器室18内的冷藏室用蒸发器(第2蒸发器)27R。两个冷却器27F、 27R的制冷剂出口通过依次连接积储器28F、止回阀29及积储器28R 而共同连接，并且设置有从该止回闽29的下游侧分支并与压縮机20 的吸入侧相连的制冷剂环流路31。以上的从压縮机20的排出侧返回到 吸入侧的制冷剂的循环路径构成由1台压縮机20向两个蒸发器27F、27R提供制冷剂的公知的冷冻循环40，可以通过三通阀24改变液体制 冷剂的提供目的地。
上述压縮机20及三通阀24由内置有CPU的冷冻循环控制电路50 控制。向该冷冻循环控制电路50提供来自用于检测冷冻室13F内的空 气温度的相当于第1温度传感器的温度传感器51F的信号、以及来自 用于检测冷藏室13R内的空气温度的相当于第2温度传感器的温度传 感器51R的信号。另外，设置有目标温度设定器55，用户可以在此设 定冷冻室13F及冷藏室13R的目标温度，根据其设定操作，确定各贮 藏室13F、 13R的目标温度TFa、TRa、以及上限设定温度TF(ON)、TR(ON) 和下限设定温度TF(OFF)、 TR(OFF)，并将与这些对应的信号提供到冷 冻循环控制电路55。
在冷冻循环控制电路50中，在温度传感器51F的检测温度TF高 于冷冻室13F的上限设定温度TF(ON)、或温度传感器51R的检测温度 TR高于冷藏室13R的上限设定温度TR(ON)时，起动压缩机20而开始 冷却运转，并且在这些检测温度TF、 TR均低于冷冻室13F及冷藏室 13R的下限设定温度TF(OFF)、 TR(OFF)时，停止压縮机20的运转。
进而，在冷冻循环控制电路50中设置有装置温度偏差计算装置 56，计算在目标温度设定器55中设定的冷冻室13F的目标温度TFa和 由温度传感器51F检测出的冷冻室51F的实际的库内温度TF之差 (TF-TFa)、即F室温度偏差ATF，并且计算在目标温度设定器55中设 定的冷藏室13R的目标温度TRa和由温度传感器51R检测出的冷藏室 51R的实际的库内温度TR之差(TR-TRa)、即R室温度偏差ATR。此 外还同时设置有装置室间温度偏差积算装置57，对于计算出的各温度 偏差ATF、 ATR，计算作为它们的差分(ATR-ATF)的"室间温度偏差"， 并积算预定时间内(例如5分钟)的该"室间温度偏差"。并且，根据该 装置室间温度偏差积算装置57积算出的值，阀控制装置58控制上述 三通阀24中的第1及第2制冷剂供给路径25F、 25R的开放比率。具体地说，上述两个制冷剂供给路径25F、 25R的开放比率，作为初始值 控制为R(第2制冷剂供给路径25R):F(第1制冷剂供给路径25F)的比率 为3:7，即冷藏室13R被冷却的时间比率(R室冷却时间比率)为0.3，该 R室冷却时间比率能够以0.1的步幅在0.1-0.9的范围内进行变更。另 外，上述装置温度偏差计算装置56、装置室间温度偏差积算装置57及 阀控制装置58由执行预定的软件的CPU构成，其具体的控制方式如图 3及图4所示的流程图所示，以下对其与本实施方式的作用一起进行说 明。
接通电源并由目标温度设定器55设定各目标温度TFa、 TRa后， 压縮机20起动，首先开始图3所示的"R室F室冷却时间控制"的控 制流程。首先将积算值B初始化(步骤Sll)，计算在该时刻下从R室传 感器51R提供的R室(冷藏室13R)的实际的库内温度TR和R室的目标 温度TR之间的偏差(R室温度偏差)ATR(步骤S12)，然后计算还是在该 时刻下从F室传感器51F提供的F室(冷冻室13F)的实际的库内温度 TF和F室的目标温度TF之间的偏差(F室温度偏差)ATF(步骤S13)。并 且计算在此求出的各贮藏室13F、 13R的温度偏差ATF、 ATR的作为各 贮藏室13F、 13R的差的"室间温度偏差"(ATR-ATF)，并作为积算值 B对其进行积算(步骤S14)，在步骤S15中判断设定为预定时间的1个 循环是否结束，若没有结束则直到结束为止反复进行步骤S12 S14， 从而计算1个循环的积算值B。
接着将在步骤S15中计算出的积算值B与上限基准值L_UP及下 限基准值L—DOWN进行比较(步骤S16)，若积算值B大于上限基准值 L一UP，则意味着R室温度偏差ATR的积算值相当大，因此使R室冷 却时间比率Rk从初始信的0.3增大1个步幅(0.1)(步骤S17)。若积算值 B小于下限基准值L—DOWN,则意味着R室温度偏差ATR的积算值较 小，反而是F室温度偏差ATF相当大，因此使R室冷却时间比率RR 从初始值的0.3减小1个步幅(0.1)(步骤S18)，然后将积算值B初始化(步 骤S19)并返回到步骤S12。另外，在积算值B处于上述上限基准值LJJP及下限基准值L—DOWN之间时，不改变R室冷却时间比率Rr便返回 到步骤S12。
如上确定积算值B后，接着执行图4所示的"R室F室切换冷却 控制"的控制流程。在此，首先将循环经过时间计时器的值ts复位(步 骤S21)，首先将三通阀24切换为打开冷藏室13R侧(第2制冷剂流路 25R侧)(步骤S22)，判断R室冷却时间是否结束(步骤S23)，直到该时 间结束为止反复进行步骤S22 S23，执行冷藏室13R的冷却。另外， R室冷却时间通过用预定周期To(例如5分钟)乘以上述R室冷却时间 比率Rk来算出。
循环经过时间计时器的值ts成为周期To乘以R室冷却时间比率 RR所得到的值(ToXRR)以上时，三通阀24切换为打开冷冻室13F侦U(第 1制冷剂流路25F侧)(步骤S24)，直到周期To经过为止反复进行步骤 S24 S25，执行冷冻室13F的冷却，周期To经过后，返回到步骤S21， 反复以上的循环。其结果，在例如5分钟的l个周期To经过的期间， 交互冷却冷藏室13R和冷冻室13F，它们的冷却时间的比例由R室冷 却时间比率Rk确定。
这种交互冷却冷冻室13F和冷藏室13R的交互冷却模式，在双方 的贮藏室13F、13R均低于下限设定温度TF(OFF)、TR(OFF)之前执行(速 冻运转)。其结果，各贮藏室13F、 13R均被冷却到设定温度附近后， 成为通常的控制运转，之后，在任一个贮藏室13F、 13R的库内的检测 温度TF、 TR高于它们的上限设定温度TF(ON)、 TR(ON)时，再次开始
压縮机2o的运转，进入该ie藏室的冷却模式。此外，例如处于进行冷
藏室13R的冷却的冷藏室冷却模式时，若冷冻室13F的检测温度TF 也超过上限设定温度TF(ON),则进入交互冷却两个贮藏室13F、 13R 的交互冷却模式。
在此，假如在确定向冷藏室13R及冷冻室13F提供制冷剂的时间的比率之际，仅简单地监控各贮藏室13R、 13F的目标温度和实际的库 内温度的偏差ATF、 ATR，并控制成使这些偏差ATF、 ATR较大的一 方的贮藏室冷却更长的时间，则例如在贮藏室的门打开导致外气流入 贮藏室内从而库内温度暂时上升时，立即增大向该贮藏室的制冷剂供 给，因此尽管关闭门后库内温度存在返回倾向，仍继续推进冷却，存 在过剩冷却该贮藏室的可能。与之相对，根据本实施方式，取这些偏 差ATF、 ATR的差，根据对它们的差进行积算而得到的积算值B来进 行控制，因此即使库内温度暂时上升，也不会产生温度偏差的积算值B 的剧变，因此不会不必要地变更冷却比率，冷却控制稳定。
(实施方式2)
在上述实施方式l中，目标温度设定器55输出相当于不会经时变 化的恒定的下限设定温度TF(OFF)、 TR(OFF)的信号，无论是在将各贮 藏室13F、 13R的库内温度从室温温度带冷却到各设定温度附近的速冻 运转中还是在之后将库内温度维持为设定温度的控制运转中，均被控 制成以该恒定的设定温度为目标，但在本实施方式2中，目标温度设 定器是随着时间的经过而依次输出不同的目标温度的构成。
艮P，可以构成为，冷冻室13F及冷藏室13R的各目标温度作为经 时变化方式(即随着时间t而改变后标温度的方式)被提供，作为该目标 温度的变化方式，包括以下两种将食品等贮藏物冷却到由用户设定 的设定温度的控制运转时的目标温度的变化方式；和例如像设置该冷 冻冷藏库并初次接通电源时那样，从比控制运转时的设定温度高很多 的温度冷却到控制运转时的温度区的所谓速冻冷却运转时的目标温度 的变化方式。任一种变化方式均根据各冷冻室13F及冷藏室13R通过 以时间t为变量的函数表示，该函数例如存储在由EPROM等构成的存 储装置中，通过CPU等读出该存储装置中存储的函数，并且对应时间 的经过而计算目标温度。在该实施方式2中，其他构成与实施方式1 完全相同。如该实施方式2所示，目标温度设定器构成为随着时间的经过而
依次输出不同的目标温度时，例如可以如图5的虚线所示描绘应冷却 的温度的目标曲线R、 F。这样根据两个目标曲线交互冷却两个jC藏室 13F、 13R时，冷藏室13R的库内温度和冷冻室13F的库内温度如该图 的实线R、 F所示变化。该图表示了在同时如目标曲线所示速冻冷却两 个贮藏室13F、 13R时冷冻循环40的冷冻能力不足的例子，图6相反 地表示了冷冻能力过剩的情况。但是在任一个情况下，即使存在这种 能力不足或过剩，也可以平衡性良好地冷却两个贮藏室13F、 13R，而 不产生一方的贮藏室的过剩冷却或冷却不足。
(实施方式3)
在上述实施方式l、 2中示例了压縮机使用定速型，但也可以是该 压缩机20使用由变频电机驱动的变速型，从而可以调节冷冻循环40 的能力。作为实施方式3参照图7 图IO说明该实施方式。
在该实施方式中，压縮机20由变频电机驱动，这一点与上述各实 施方式1、 2不同。压縮机20的变频电机的旋转数例如由具有变频器 并输出可变频率的交流的旋转数控制装置60控制，向该旋转数控制装 置60提供来自温度偏差累积值计算装置70的信号。此外，与实施方 式2同样地，目标温度设定器80是随着时间的经过而依次输出不同的 目标温度的构成，其他构成与实施方式1相同，因而对相同部分标以 相同标号。
在本实施方式3的目标温度设定器80中，如上所述，冷冻室13F 及冷藏室13R的各目标温度作为经时变化方式(即随着时间t而改变目 标温度的方式)被提供，作为该目标温度的变化方式，包括以下两种 将食品等贮藏物冷却到由用户设定的设定温度的控制运转时的目标温 度的变化方式；和例如像设置该冷冻冷藏库并初次接通电源时那样， 从比控制运转时的设定温度高很多的温度冷却到控制运转时的温度区 的所谓速冻冷却运转时的目标温度的变化方式。任一种变化方式均根据各冷冻室13F及冷藏室13R通过以时间t为变量的函数表示，该函 数例如存储在由EPROM等构成的存储装置81中。例如作为表示速冻 冷却运转时的冷冻库13F及冷冻库13R的各目标温度TFa、 TRa的变 化方式的函数TFa-fF(t)、 TRa=fR(t)，可以示例图8所示的图表表示的 函数。
来自目标温度设定器80的两个目标温度TFa、 TRa，与从各温度 传感器51F、 51R得到的两个库内温度TF、 TR—起提供到装置温度偏 差计算装置56，在此计算各自的温度偏差ATF-(TF-TFa)及ATR=(TR-TRa)。并且，各温度偏差ATF、 ATR的值被提供到下一段的装置室间 温度偏差积算装置57及温度偏差累积值计算装置70。装置室间温度积 算装置57中的控制与上述实施方式1相同，根据积算值B控制三通阀 24，从而交互冷却冷藏室13R和冷冻室13F,它们的冷却时间的比例 由R室冷却时间比率RK确定。
另一方面，在温度偏差累积值计算装置70中进行以下控制，确定 驱动压縮机20的变频电机的旋转数。
艮P,例如在2分钟 10分钟之间(在本实施方式中为5分钟)对两 个偏差ATR、 ATF双方合算积算，并将其值提供到旋转数控制装置60。 在旋转数控制装置60中，将该偏差的累积值A与预定的基准值(下限 值及上限值)比较，在累积值A大于上限值L一UP时增加变频电机的旋 转数，在积算值A小于下限值L—DOWN时降低变频电机的旋转数。另 外，上述温度偏差累积值计算装置70及旋转数控制装置60由执行预 定的软件的CPU构成，该软件的处理顺序如图9所示。
参照该图9说明该软件的构成。通过CPU开始压縮机旋转控制开 始流程时(步骤S31)，首先将累积值A例如初始化为O(步骤S32)。接着 在目标温度设定器80中从存储装置81读出预定的函数，向该函数代 入变量t(从本流程开始的经过时间)，从而分别计算冷藏室13R及冷冻室13F的各目标温度TRa、 TFa(步骤S33、 S34)，并且计算这些目标温 度TRa、 TFa和实际的库内温度TR、 TF的偏差A，并对其进行累积(装 置温度偏差计算装置56及温度偏差累积值计算装置70的功能步骤 S5)。并且，进入步骤S36，将累积值A与上限值L—UP及下限值 L—DOWN比较，增减变频电机的旋转数(旋转数控制装置60的功能-步骤S36 S38)。
根据本实施方式3，例如将速冻冷却运转时冷藏室13R及冷冻室 13F的各目标温度TFa、 TRa的经时变化方式设定为如图10的单点划 线所示的图表那样，而冷藏室13R及冷冻室13F的实际的库内温度TF、 TR如实线那样变化时，例如在冷藏室13R侧，冷却运转的最开始与目 标温度TRa相比库内温度TR被冷却得较低，在冷冻室13F侧库内温 度TF被冷却得与目标温度TFa基本相同，因此综合的温度偏差为负， 累积值A也为负。在此，累积值A的图表为锯齿状波形是因为累积值 A每隔预定时间就被初始化(图9步骤S9)。累积值A为负而低于下限 值L一DOWN，因此在初始变频器频率逐渐降低，其结果，压縮机20 的旋转数阶段性降低，冷却能力被抑制，因此库内温度接近目标温度 的下降程度。
冷却能力降低的结果导致库内温度高于目标温度后，冷冻室13F 及冷藏室13R的各温度偏差变为正，综合的累积值A高于上限值L—UP， 因此增加压縮机旋转数而提高冷却能力，库内温度再次接近目标温度 的下降程度。以下反复进行这种控制，从而库内温度依照设定的目标 温度的经时变化方式而下降。
并且，在上述速冻冷却运转时，中途例如贮藏库主体IO的隔热门 暂时打开，外部气体流入，从而使库内温度暂时上升时，该温度上升 通过关闭隔热门而迅速复原，所以只要以温度偏差的累积值A来观察， 该累积值A没有剧变。因此，控制器50不会过敏地反应来急速提高压 縮机20的旋转数，控制变得稳定，进而有助于节电。此外在以上说明中，说明了速冻冷却运转的情况，在将食品等贮 藏物冷却为由用户设定的设定温度的控制运转时，也在夹着设定温度 的上下决定上限值及下限值，从上限值到下限值将表示库内温度如何 时间性地变化的目标温度的变化形态函数化，并存储到存储装置中， 和速冻冷却运转同样地控制压縮机的旋转数。因此，在控制运转时， 对于因隔热门的开关等造成的暂时性的库内温度的剧变，不会过敏反
应，可实现节电。并且，控制压縮机20以使其依照存储的目标温度的 变化方式，因此可适当且切实地取得压縮机20的运转停止时间，通过 各冷却器27F、 27R发挥一种除霜功能，可防止大量着霜。
并且，在业务用的冷藏库中，需要上述速冻冷却运转的情况，不 限于冷藏库初始设置时，在断开电源经过数小时后的再运转、搬入了 大量食材时的长时间门打开、大量投入了刚调制好的高温食材时等情 况下也需要，其冷却特性极为重要。鉴于这一点，在本实施方式中， 将速冻冷却运转时的冷却特性不作为单纯的温度的最终目标值提供， 而作为目标温度的经时性变化方式提供，因此对于不同规格的隔热贮 藏库，可使用通用的冷冻单元。
此外，在本实施方式中，将目标温度以经时性的变化方式提供时， 作为每隔预定时间的目标温度提供，因此例如和作为每隔预定时间的 温度的变化率提供时相比，具有以下优点适用于将来自一台压縮机 20的致冷剂交互提供到二个冷却器27F、 27R并冷却二个室的类型的 冷却贮藏库。g卩，假如构成为作为每隔预定时间的温度的变化率提供 冷却目标并以接近其变化率的方式控制压縮机20的旋转数的情况下， 在交互冷却的类型中，在一个被冷却的期间，例如另一个贮藏室的门 暂时打开而使库内温度上升时，关闭门并变为贮藏室的冷却时库内温 度立即下降，因此冷却运转实现作为目标的变化率。因此，实际上库 内温度虽然略微上升，但压縮机20的旋转数下降，在重复这种情况时， 库内温度无法下降到所需的温度。与之相对，在本实施方式中，目标温度的经时性变化方式作为每 隔预定时间而不同的(逐渐下降)的目标温度提供，因此当存在暂时性的 库内温度上升时，在该时刻下如无法达到目标温度，则提高压縮机20 的旋转数，提高冷却能力，因此可按照设定切实降低库内温度。
(实施方式4)
如上所述在上述各实施方式中，均是在一方的贮藏室中收容较大 的热负载后，立即增大向该贮藏室的制冷剂供给量，促进热负载大的 贮藏室的冷却。这意味着另一方的贮藏室的冷却能力降低，因此该贮 藏室的库内温度可能上升。例如在冷冻冷藏库的情况下，在冷藏室收 容较大的负载且冷藏室的冷却时间比率单方增大后，根据使用条件等 存在无法将收容在冷冻室内的冷冻食品维持冷冻状态的可能。
因此在本实施方式4中，阀控制装置58在增大一方的贮藏室的制 冷剂供给路径的开放比率时，以另一方的贮藏室的库内温度处于仅比 其设定温度高预定值的温度范围内为条件。进而，此时以处于仅高预 定值的温度范围内的状态持续预定时间为条件，可以更稳定地进行控 制。另外，除了阀控制装置58以外，其他构成与上述实施方式3完全 相同。
接着参照图11 图13详细说明本实施方式4的阀控制装置58的 特征性动作。
装置温度偏差计算装置56、装置室间温度偏差积算装置57、温度 偏差累积值计算装置70及旋转数控制装置60起到与上述实施方式3 相同的功能，压縮机20的旋转数及三通阀24的开关控制如已经说明 的那样进行动作。另一方面，在本实施方式4中还开始图11所示的"冷 却负荷判断控制"(步骤S41)。开始该"冷却负荷判断控制"时，首先 如步骤S42那样开始"R室F室冷却时间控制"。这是图4所示的处理，其与图11的"冷却负荷判断控制"同时执行。
接着进入步骤S43，在此执行"R室库内温度判断"的处理，判断 冷藏室13R的库内温度TR为其设定温度TRa加上预定值(例如2'C)的 温度以上的状态是否持续了预定时间(例如5分钟)，如果不满足该条件 则进入步骤S44。进而执行"F室库内温度判断"的处理，判断冷冻室 13F的库内温度TF为其设定温度TFa加上预定值(例如2'C)的温度以 上的状态是否持续了预定时间(例如5分钟)，如果不满足该条件则返回 到之前的步骤S43，并反复进行步骤S43 S44。
在这种状态时例如设在冷藏室13R中收容有比较大的热负载(温 热的食品等)。这样一来，冷藏室13R的库内温度上升，其持续比较长 的时间，因此比设定温度TRa高2'C以上的状态持续了 5分钟以上， 从步骤S43进入步骤S45，开始"F温度维持冷却时间控制"。该内容 如图12所示，首先在三通阀24成为打开了冷冻室13F用的第1制冷 剂流路25F的状态(F回路打开)之前待机(步骤S51)，成为F回路打开 后进入步骤S52，开始用于判断"R室F室冷却时间控制"(参照图3) 的l个循环是否结束的时间计算，其1个循环结束后(步骤S53为"是")， 进行"F室温度判断"(步骤S54)。该"F室温度判断"，判断冷冻室 13F的库内温度TF与其设定温度TFa加上预定值a(例如相当于库内温 度TF的平均值和其最高值的差分的温度)后的温度相比是大还是小。 若TF〉TFa+a，则冷冻室13F的库内温度上升得过高，可以判断朝向冷 冻室13F的冷却能力不足，因此将R冷却时间比率降低l个步幅(步骤 S55)。相反，若TF〈TFa+a，则冷冻室13F的库内温度基本没有上升， 可以判断朝向冷冻室13F的冷却能力过剩，因此将R冷却时间比率提 高1个步幅(步骤S56)，若为上述以外的情况(即TF-TFa+a)则不改变R 冷却时间比率，返回到步骤S52，反复进行以上的l个循环的"F室温 度判断"。其结果，在"F温度维持冷却时间控制"的基础上，考虑到 冷冻室13F的温度上升的同时，通过向冷藏室13R的冷却能力的重点 分配来冷却冷藏室13R，因此冷藏室13R的库内温度、甚至新投入的食品被冷却到冷藏室13R的设定温度。因此，即使在冷藏室13R中收 容有温度高的食品，为了其冷却不是将冷却能力单方地投入，而是在 使冷冻室13F的库内温度TF不超过TFa+a的范围内集中冷却，因此可 以切实地防止冷冻室13F的温度过于上升而使冷冻食品解冻。
并且在执行这种"F温度维持冷却时间控制"的期间，同时进行 "R室库内温度恢复判断"(图11步骤S46)，因此在冷藏室13R的库 内温度低于其设定温度TRa时，进入步骤S47而再次开始最初的"R 室F室冷却时间控制"。
此外，相反地在冷冻室13F值收容有比较大的热负载(温热食品等) 时，冷冻室13F的库内温度TF上升，其持续比较长的时间，因此比设 定温度TFa高2°C以上的状态持续了 5分钟以上，从步骤S44进入步骤 S48，开始"R温度维持冷却时间控制"。该内容如图13所示，其原 理与上述"F温度维持冷却时间控制"相同。S卩，判断冷藏室13R的 库内温度TR与其设定温度TRa加上预定值a(例如相当于库内温度TR 的平均值和其最高值的差分的温度)后的温度相比是大还是小，若 TR>TRa+a，则冷藏室13R的库内温度上升得过高，可以判断朝向冷藏 室13R的冷却能力不足，因此将R冷却时间比率提高l个步幅，相反， 若TF〈TFa+a，则冷藏室13R的库内温度基本没有上升，可以判断朝向 冷藏室13R的冷却能力过剩，因此将R冷却时间比率降低1个步幅。
其结果，考虑到冷藏室13R的温度上升的同时，通过向冷冻室13F 的冷却能力的重点分配来冷却冷冻室13F。因此，即使在冷冻室13F 中收容有温度高的食品，为了其冷却不是将冷却能力单方地投入，而 是在使冷藏室13R的库内温度TR不超过TRa+a的范围内集中冷却， 因此可以切实地防止冷藏室13R的温度过于上升。
另外，本发明不限于上述记载及附图中说明的实施方式，下述实 施方式也包含在本发明的技术范围内。(1) 在上述实施方式中，示例说明了包括冷冻室和冷藏室的冷却贮 藏库，但不限于此，也可以应用于包括冷藏室和解冻室、贮藏温度不 同的冷藏二室或冷冻二室的冷却贮藏库，总之，可以广泛地应用于在
包括热负载不同的贮藏室的冷却贮藏库中从共同的压縮机向各贮藏室 所具备的蒸发器提供制冷剂的冷却贮藏库。
(2) 在上述各实施方式中，每隔预定时间计算目标温度和库内温度 的偏差并积算，当该积算值超过预定的基准值时，立刻提高压縮机的 旋转数，但在决定压缩机的旋转数时也可进一步加入其他条件。
(3) 在实施方式3中，目标温度设定器80的构成是，将表示目标温 度的经时性变化方式的函数存储到存储装置81中，读出该存储装置81 中存储的函数，对应时间的经过计算出目标温度，但不限于此，例如 其构成也可是如图14所示，将目标温度的经时性变化方式预先制作成 使温度和经过时间对照的参照表格，将该参照表格存储到存储装置 100，根据来自计时装置102的信号，通过表格读出装置IOI，对应时 间的经过读出该存储装置100中的目标温度。
权利要求
1.一种冷却贮藏库的运转方法，该冷却贮藏库包括压缩机、冷凝器、阀装置、第1及第2蒸发器、及用于使流入到上述各蒸发器的制冷剂节流的节流装置，将由上述压缩机压缩并由上述冷凝器液化的制冷剂通过上述阀装置选择性地提供到上述第1及第2蒸发器，从而通过上述第1及第2蒸发器将热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室冷却，上述冷却贮藏库的运转方法的特征在于，每隔预定时间计算在上述第1及第2的各贮藏室中设定的目标温度和在各贮藏室中测定的实际的库内温度之间的偏差并进行积算，根据其积算值控制上述阀装置，从而改变向上述第1及第2蒸发器的制冷剂供给时间的比率。
2. —种冷却贮藏库，其包括冷冻循环，包括以下的A1 A6的构成，其中，Al为压縮制冷剂的压縮机，A2为使由该压縮机压縮的制冷剂散热的冷凝器，A3为阀装置，其入口与上述冷凝器侧连接且两个出口与第l及第 2制冷剂供给路径连接，该阀装置能够进行使上述入口侧选择性地与上 述第1及第2制冷剂供给路径的任一个连通的流路切换动作，A4为分别设置在上述第1及第2制冷剂供给路径中的第1及第2 蒸发器，A5为用于使流入到上述各蒸发器的制冷剂节流的节流装置，A6为从上述第1及第2蒸发器的制冷剂出口侧连接到上述压縮机 的制冷剂吸入侧的制冷剂环流路；贮藏库主体，具有热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室，各 忙藏室分别通过由上述第1及第2蒸发器生成的冷气冷却；目标温度设定器，用于设定上述第1及第2的各贮藏室内的目标温度；第l及第2温度传感器，用于检测上述各贮藏室内的库内温度；装置温度偏差计算装置，分别对上述各贮藏室计算温度偏差，该 温度偏差是在上述目标温度设定器中设定的上述各贮藏室的各目标温 度和由上述各温度传感器检测出的上述各贮藏室的库内温度之差；装置室间温度偏差积算装置，对于由该装置温度偏差计算装置计 算出的上述温度偏差，计算作为上述各贮藏室之间的差的室间温度偏 差，并对该室间温度偏差进行积算；以及阀控制装置，将由该装置室间温度偏差积算装置积算出的积算值 与基准值进行比较，并改变上述阀装置中的上述第1及第2的各制冷 剂供给路径的开放比率。
3. —种冷却贮藏库，其包括 冷冻循环，包括以下的A1 A6的构成，其中， Al为由变频电机驱动并压縮制冷剂的压縮机， A2为使由该压縮机压縮的制冷剂散热的冷凝器， A3为阀装置，其入口与上述冷凝器侧连接且两个出口与第l及第 2制冷剂供给路径连接，该阀装置能够进行使上述入口侧选择性地与上 述第1及第2制冷剂供给路径的任一个连通的流路切换动作，A4为分别设置在上述第1及第2制冷剂供给路径中的第1及第2 蒸发器，A5为用于使流入到上述各蒸发器的制冷剂节流的节流装置，A6为从上述第1及第2蒸发器的制冷剂出口侧连接到上述压縮机的制冷剂吸入侧的制冷剂环流路；贮藏库主体，具有热负载彼此不同的第1及第2的各贮藏室，各贮藏室分别通过由上述第1及第2蒸发器生成的冷气冷却；目标温度设定器，用于设定上述第1及第2的各贮藏室内的目标温度；第1及第2温度传感器，用于检测上述各贮藏室内的库内温度； 装置温度偏差计算装置，分别对上述各贮藏室计算温度偏差，该 温度偏差是在上述目标温度设定器中设定的上述各贮藏室的各目标温 度和由上述各温度传感器检测出的上述各贮藏室的库内温度之差；装置室间温度偏差积算装置，对于由该装置温度偏差计算装置计 算出的上述温度偏差，计算作为上述各贮藏室之间的差的室间温度偏 差，并对该室间温度偏差进行积算；阀控制装置，将由该装置室间温度偏差积算装置积算出的积算值 与基准值进行比较，并改变上述阀装置中的上述第1及第2的各制冷 剂供给路径的开放比率；温度偏差累积值计算装置，对于由上述装置温度偏差计算装置计 算出的上述温度偏差，计算作为上述各贮藏室的和的累积值的温度偏 差累积值；以及旋转数控制装置，将由该温度偏差累积值计算装置计算出的累积 值与基准值进行比较，并改变上述变频电机的旋转数。
4. 根据权利要求2所述的冷却贮藏库，其中，上述阀控制装置在 使一方的贮藏室的制冷剂供给路径的开放比率增大时，以另一方的贮 藏室的库内温度处于仅比其设定温度高预定值的温度范围内为条件。
5. 根据权利要求3所述的冷却贮藏库，其中，上述阀控制装置在使一方的贮藏室的制冷剂供给路径的开放比率增大时，以另一方的贮 藏室的库内温度处于仅比其设定温度高预定值的温度范围内为条件。
6. 根据权利要求4所述的冷却贮藏库，其中，上述阀控制装置在 使一方的贮藏室的制冷剂供给路径的开放比率增大时，以另一方的贮 藏室的库内温度相对于其设定温度持续预定时间处于预定范围内为条 件。
7. 根据权利要求5所述的冷却贮藏库，其中，上述阀控制装置在 使一方的贮藏室的制冷剂供给路径的开放比率增大时，以另一方的贮 藏室的库内温度相对于其设定温度持续预定时间处于预定范围内为条 件。
8. 根据权利要求2 7的任一项所述的冷却贮藏库，其中，上述 目标温度设定器为随着时间的经过而依次输出不同的目标温度的构 成。
9. 根据权利要求8所述的冷却贮藏库，其中，上述目标温度设定 器包括存储装置，存储表示目标温度的经时变化方式的函数；和目 标温度计算装置，读出存储于该存储装置中的函数，并对应时间的经 过而计算目标温度。
10. 根据权利要求8所述的冷却贮藏库，其中，上述目标温度设 定器包括存储装置，将目标温度的经时变化方式作为使温度和经过 时间对照的参照表格来存储；和表格读出装置，对应时间的经过，读 出上述存储装置中的目标温度。
全文摘要
本发明提供一种冷却贮藏库及其运转方法。来自压缩机(20)、冷凝器(21)的液体制冷剂经由三通阀(24)交互地提供到冷冻室用冷却器(27F)及冷藏室用蒸发器(27R)，而交互地进行冷冻室和冷藏室的冷却。此时，向各蒸发器提供制冷剂的时间的比率，不是根据在各贮藏室设定的目标温度和在各贮藏室测定的实际的库内温度之间的偏差来控制，而是根据将这些偏差的差进行积算的积算值来控制。从而，例如门暂时打开，外部气体流入到贮藏室内造成库内温度暂时上升时，温度偏差的积算值不会剧变，可以防止在成为一方的贮藏室的冷却模式时不必要地进入交互冷却模式。在从1台压缩机向分别设于热负载不同的多个贮藏室中的多个蒸发器选择性地提供制冷剂的冷却贮藏库中，防止在成为一方的贮藏室的冷却模式时不必要地进入交互冷却模式。
文档编号F25D11/02GK101627269SQ20078005209
公开日2010年1月13日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者加贺进一, 平野明彦, 田代秀行, 矢取雅秀, 近藤直志 申请人:星崎电机株式会社