JPH0670546B2

JPH0670546B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JPH0670546B2
Application number: JP61163959A
Authority: JP
Inventors: 四男大越; 説男松本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPS6321466A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は冷凍サイクルの圧縮機の回転数を制御すること
によって貯蔵室内の温度を制御する冷蔵庫に関する。

（ロ）従来の技術従来此種冷蔵庫では貯蔵室の設定温度の上下に上限温度
及び下限温度を設定し、冷凍サイクルの圧縮機を上限温
度にて起動し、下限温度にて停止せしめる事によって貯
蔵室内を平均として設定温度とする所謂ON−OFF制御方
式が採られていた。この方式では圧縮機の頻繁な起動停
止を防止するために前記上限温度と下限温度の間隔は一
定値より狭められず、従って貯蔵室温度は上限温度と下
限温度の間で絶えず変動している事になり、食品等の品
質管理能力にも限界がある。

この問題を解消するために近来では例えば特開昭60-263
070号公報の如く圧縮機を可変速として貯蔵室内の温度
を制御するものが考えられ、これによれば貯蔵室内の温
度変動は極力低減せられる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点此種冷蔵庫の冷凍サイクルでは圧縮機から吐出された高
温高圧ガス冷媒を凝縮器にて凝縮液化せしめられるが、
冷却器で適当な低い蒸発温度を得るために冷却器前段に
減圧器を設け、ここで減圧せしめた後冷却器に流入する
様構成される。この減圧器は一定の流路抵抗を有した細
管であるキャピラリチューブで構成するが、例えば圧縮
機の回転数が高く、冷媒循環量が多い状態に合わせてキ
ャピラリチューブの抵抗値を設定した場合、回転数が低
下して冷媒循環量が減少した時は抵抗値が小さいために
キャピラリチューブ前後において適当な圧力差が作られ
ず、冷却器での冷媒の蒸発温度が上昇してしまう問題が
あった。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を順次接
続して冷媒回路を構成し、冷凍室の温度に基づいて前記
圧縮機の運転周波数及び前記減圧器の抵抗値を変更する
制御装置を備えた冷蔵庫において、前記制御装置は、冷
凍室の温度が所定温度変化してから所定時間後に前記運
転周波数を変更する周波数変更手段と、この変更された
運転周波数と冷凍室の温度とに基づいて前記抵抗値を変
更する抵抗値変更手段とを備え、この抵抗値変更手段
は、変更された運転周波数が予め設定した基準周波数以
下のとき或るいは変更された運転周波数が前記基準周波
数より高く冷凍室の温度が予め設定した基準温度以下の
ときには、前記減圧器の抵抗値を大きい値とし、変更さ
れた運転周波数が前記基準周波数より高く冷凍室の温度
が予め設定した基準温度より高いときには、前記減圧器
の抵抗値を小さい値とするようにしたものである。

（ホ）作用本発明によれば電動圧縮機の回転数に応じて適節な減圧
抵抗のキャピラリチューブを選択できる。

（ヘ）実施例図面に於いて実施例を説明する。第２図は実施例として
の冷凍冷蔵庫（１）を示している。（２）は断熱箱体で
あり、その庫内は断熱仕切壁（３）によって上下に区画
され、上方に第１室としての冷凍室（Ｆ）及び下方に第
２室としての冷蔵室（Ｒ）とが区画形成されている。
（６），（７）は冷凍室（Ｆ）と冷蔵室（Ｒ）の前方開
口をそれぞれ別々に開閉自在に閉塞する断熱扉である。
仕切壁（３）内には冷却室（８）が形成されており、こ
の内に冷凍サイクルに含まれる冷却器（10）が収納設置
される。冷却器（10）後方には冷却室（８）と両室
（Ｆ）（Ｒ）に連通するダクト（11）が形成されてお
り、このダクト（11）内に位置して設けた送風機（12）
にて冷却器（10）により冷却された空気即ち冷気を吸引
し、ダクト（11）内に強制的に吹き出す。（12M）は送
風機（12）を駆動するモータである。ダクト（11）に吹
き出された冷気は冷凍室（Ｆ）へは吐出口（14）より、
冷蔵室（Ｒ）へは吐出口（15）より吹き出されることに
なる。（17）は吐出口（15）を開閉すべく冷蔵室（Ｒ）
内に設けられたガス封入式ダンパーサーモスタットで、
冷蔵室（Ｒ）内の温度に基づきバッフル板（18）によっ
て吐出口（15）を開閉し、冷蔵室（Ｒ）の温度を例えば
＋７℃と＋３℃の間で平均＋５℃に制御する。（19）は
ダンパーサーモスタット（17）の断熱カバーである。又
（20）は冷凍冷蔵庫（１）下部の機械室（21）内に設置
され、冷凍サイクルに含まれる電動圧縮機である。機械
室（21）内には同様に冷凍サイクルに含まれる凝縮器
（22）と、この凝縮器（22）及び前述の電動圧縮機（2
0）を冷却するための送風機（23）が設置される。尚、
（５）は扉（６）前面に取付けた操作パネルである。

第１図は本発明の制御装置としての制御用電気回路（2
4）をブロック図で示す。（25）はマイクロコンピュー
タであり、Ａ／Ｄ変換部（26）及び（28）とマイクロCP
U（30）の機能を有する。（31）は冷凍室（Ｆ）の温度
（T_F）を検出するセンサーであり、Ａ／Ｄ変換部（26）
を介してマイクロCPU（30）に入力される。（33）は冷
凍室（Ｆ）の温度を設定する設定スイッチで、Ａ／Ｄ変
換部（28）を介してマイクロCPU（30）に入力される。
マイクロCPU（30）の出力はＤ／Ａ変換器（36）を経て
インバータ回路（37）により電動圧縮機（20）の駆動用
三相同期モータ（20M）の回転数を制御する。尚、Ｄ／
Ａ変換器（36）及びインバータ回路（37）にて周波数変
更手段を構成する。又、マイクロCPU（30）の出力はＤ
／Ａ変換器（38）を経てドライバ回路（39）によりモー
タ（12M）を制御する。更にマイクロCPU（30）の出力は
Ｄ／Ａ変換器（40）を介してドライバ回路（41）に入力
され、このドライバ回路（41）により第１の電磁弁（4
2）を駆動し、又、マイクロCPU（30）の出力はＤ／Ａ変
換器（43）を介してドライバ回路（44）により第２の電
磁弁（45）を駆動する。

Ｄ／Ａ変換器（40）、（43）及びドライバ回路（41）、
（44）にて抵抗値変更手段を構成する。

第３図は冷凍冷蔵庫（１）の冷凍サイクルの冷媒回路図
を示す。電動圧縮機（20）から吐出された高温高圧冷媒
は凝縮器（22）にて放熱して減圧器（47）にて減圧され
て冷却器（10）に流入し、そこで蒸発して気化熱を周囲
より奪い、その後電動圧縮機（20）に吸引される。

次に第４図の電動圧縮機（20）の運転周波数と冷凍室
（Ｆ）の温度（T_F）の関係を示すグラフを参照して第１
図の制御用電気回路（24）のマイクロCPU（30）の動作
を説明する。設定スイッチ（33）によって設定される冷
凍室（Ｆ）の温度（T_F）を（T_S）（ここでは−12℃から
−22℃まで設定可能。）とすると図中実線の如く運転周
波数を変更する。即ち、センサー（31）の感知する温度
（T_F）が現在高く（T_F+４）より高い時はインバータ回
路によって電動圧縮機（20）の運転周波数を最高回転数
である120Hzとする。これによって冷凍室（Ｆ）の温度
（T_F）は急速に低下する。これによって（T_F）が（T_S+
４）に達すると、その時点から例えば３分間現状を維持
し、その後運転周波数を90Hzに低下せしめる。これによ
って温度（T_F）の低下速度は鈍化する。この状態から更
に（T_F）が（T_S+２）に達すると、その時点から同様に
３分間現状を維持してその後60Hzに低下せしめる。これ
によって温度（T_F）の低下速度は更に鈍化する。その後
（T_S）に達したら同様にその時点から３分後に運転周波
数を30Hzに低下させる。この様にして温度（T_F）は設定
温度（T_S）に漸近する形となり所謂オーバーシュートが
低減される。

又、逆に運転周波数30Hzから温度（T_F）が上昇して
（T_S）に達したら、その時点から同様に３分間現状を維
持し、その後60Hzに上昇せしめる。更に（T_S+２）まで
上昇したら、（T_S+２）に到達した時点から３分後に90H
zに加速する。（T_S+４）に達した時点からも同様に３分
後に120Hzに上昇させる。この様にマイクロCPU（30）は
温度（T_F）が（T_S+４）、（T_S+２）、（T_S）に到達した
時点で運転周波数を変更する指令をその内部で発生する
が、その時点から前述の如く３分間は周波数を変更しな
い。これは３分間の内に変更する周波数が修正されても
同様であり、（T_S+４）（T_S+２）（T_S）の何れかに到達
してから３分後に修正後の周波数に変更する。これによ
って電動圧縮機（20）の運転周波数の頻繁な変更が防止
され、モータ（20M）の劣化や騒音の拡大等が防止され
る。

理想的には30Hzの運転によって温度（T_F）を設定温度
（T_S）に維持できる様に各機器の容量を設定してあるが
冷凍室（Ｆ）内の負荷が少なく、又、冷凍冷蔵庫（１）
周囲の温度が低い状況では30Hzの運転でも温度（T_F）が
低下する。この場合は（T_S-２）に達した時点でモータ
（20M）を停止せしめる。これによって冷凍室（Ｆ）内
の過冷却を防止する。その後温度（Ｔ）が上昇して（T_S
-２）に達したらその時点から５分間停止したままと
し、その後電動圧縮機（20）を起動して30Hzとする。こ
れによって頻繁な起動停止による電動圧縮機（20）の劣
化を防止する。以上の様に温度（T_F）の設定温度からの
差によって電動圧縮機（20）の運転周波数を逐次変更す
るので温度（T_F）は設定温度（T_S）（例えば−18℃）に
略安定的に制御される。尚、送風機（12）は電動圧縮機
（20）の運転中は継続運転される。又、周波数の変更は
常に第４図の如き段階を踏むものとは限らず、例えば現
在温度（T_F）が（T_S）にある状態から扉（６）の長期開
放等の原因により急激に上昇して（T_S+４）になったと
したら、この場合もマイクロCPU（30）内部で周波数変
更指令が出されてから３分後に周波数120Hzに向けて運
転周波数を上昇させる。

次に第５図に減圧器（47）の構成を示す。減圧器（47）
は第１の電磁弁（42）と第１のキャピラリチューブ（5
0）の直列回路と、第２の電磁弁（45）と第２のキャピ
ラリチューブ（51）の直列回路が並列に、凝縮器（22）
への配管（47a）と冷却器（10）への配管（47b）間に接
続されて構成される。第１及び第２の電磁弁（42）（4
5）は前述の如くマイクロコンピュータ（25）にそれぞ
れ制御されるものであり、又、第１のキャピラリチュー
ブ（50）は例えば8kg／cm^２Ｇ及び第２のキャピラリチ
ューブ（51）は例えば4kg／cm^２Ｇとそれぞれ流路抵抗
値が異なるものとされている。

次に第６図に示すフローチャートを参照してマイクロコ
ンピュータ（25）の電磁弁（42）（45）の制御動作を説
明する。尚、電磁弁制御に限りマイクロコンピュータ
（25）は電源投入時及び所定のしきい値例えば−20℃と
−16℃を横切った時に温度（T_F）サンプリングし、現在
の冷凍室（Ｆ）の温度（T_FP）を測定し、又、前回のサ
ンプリング時の温度（T_FP-１）を記憶しているものとす
る。電源投入からスタートしてステップ（S₁）ですべて
をリセットし、ステップ（S₂）で現在電動圧縮機（20）
が停止しているか否か判断し、運転中であればステップ
（S₄）に進んで現在の運転周波数（H_P）が例えば65Hz以
下か否か判断する。前述より周波数が60Hz若しくは30Hz
であればステップ（S₉）へ進んで第１の電磁弁（42）を
開き、第２の電磁弁（45）を閉じる。又、ステップ
（S₄）で周波数が120Hz若しくは90Hzであればステップ
（S₅）に進んで温度（T_FP）が−20℃以下か否か判断
し、否であればステップ（S₆）で温度（T_FP）が−16℃
以上か否か判断し、否であればステップ（S₇）で前回の
サンプリング時の温度（T_FP-１）と（T_FP）を比較して
（T_FP）が（T_FP-１）以下であればステップ（S₈）で第
１の電磁弁（42）を閉じ、第２の電磁弁（45）を開く。
又、ステップ（S₆）で温度（T_FP）が−16℃以上であっ
てもステップ（S₈）に進む。即ち、電動圧縮機（20）の
運転周波数が30Hz若しくは60Hzと低く冷媒循環量が少な
い時は第１のキャピラリチューブ（50）を冷媒回路に接
続し、減圧器（47）の流路抵抗を8kg／cm^２Ｇとし、
又、運転周波数が90Hz若しくは120Hzと高く冷媒循環量
の増加が予想される時には第２のキャピラリチューブ
（51）を冷媒回路に接続し、減圧器（47）の流路抵抗を
4kg／cm^２Ｇとする。これによって減圧器（47）前後で
の圧力差が各運転周波数において略一定となるため、適
正な蒸発温度を得る事ができる。即ち運転周波数が高い
時の抵抗値が過大であることによる冷媒循環量不足と、
運転周波数が低い時の抵抗値が過小であることによる減
圧不足、蒸発温度の上昇が防止される。

ここでステップ（S₄）で運転周波数（H_P）が90Hz、又は
120Hzであっても、冷凍室（Ｆ）の温度（T_FP）が−20℃
以下の時はステップ（S₅）から（S₉）に進んで第１の電
磁弁（42）を開き、第２電磁弁（45）を閉じて減圧器
（47）の流路抵抗を8kg／cm^２Ｇとする。これは冷凍室
（Ｆ）が低温に冷えている時には冷却器（10）での冷媒
蒸発量が少なく、従って電動圧縮機（20）の運転周波数
が高くても冷媒循環量が少なくなるからである。ステッ
プ（S₇）で温度（T_FP）が（T_FP-１）より高い時もステ
ップ（S₉）へ進むのはチャタリング防止のためである。

又、ステップ（S₂）で電動圧縮機（20）が停止している
時にはステップ（S₃）に進んで双方の電磁弁（42）（4
5）を閉じる。これによって電動圧縮機（20）停止時に
凝縮器（22）より高温冷媒が冷却器（10）へ自然流入す
る事はない。

（ト）発明の効果本発明によれば、変更された運転周波数が前記基準周波
数より高く冷凍室の温度が予め設定した基準温度以下の
ときは少量の冷媒でよいため、前記減圧器の抵抗値を大
きい値としてそれに対応することができる一方、変更さ
れた運転周波数が前記基準周波数より高く冷凍室の温度
が予め設定した基準温度より高いときは多量の冷媒量が
必要なので、減圧器の抵抗値を小さい値としてこれに対
応することができる。このため、冷凍室の温度及び蒸発
器の冷媒蒸発量に応じた冷媒循環量を確保することがで
き、低周波数時の蒸発温度上昇及び高周波数時の冷媒循
環不足を確実に防止して常に良好な冷却能力を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の実施例を示すもので、第１図は制御用電
気回路のブロック図、第２図は冷凍冷蔵庫の側断面図、
第３図は冷媒回路図、第４図は電動圧縮機の運転周波数
と冷凍室温度の関係を示す図、第５図は減圧器の構成を
示す図、第６図は電磁弁制御に関するマイクロコンピュ
ータのソフトウェアを示すフローチャートである。（Ｆ）…冷凍室、（20）…電動圧縮機、（24）…制御用
電気回路、（30）…マイクロCPU、（37）…インバータ
回路、（42）（45）…第１及び第２の電磁弁、（47）…
減圧器、（50）（51）…第１及び第２のキャピラリチュ
ーブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器を順次
接続して冷媒回路を構成し、冷凍室の温度に基づいて前
記圧縮機の運転周波数及び前記減圧器の抵抗値を変更す
る制御装置を備えた冷蔵庫において、前記制御装置は、
冷凍室の温度が所定温度変化してから所定時間後に前記
運転周波数を変更する周波数変更手段と、この変更され
た運転周波数と冷凍室の温度とに基づいて前記抵抗値を
変更する抵抗値変更手段とを備え、この抵抗値変更手段
は、変更された運転周波数が予め設定した基準周波数以
下のとき或るいは変更された運転周波数が前記基準周波
数より高く冷凍室の温度が予め設定した基準温度以下の
ときには、前記減圧器の抵抗値を大きい値とし、変更さ
れた運転周波数が前記基準周波数より高く冷凍室の温度
が予め設定した基準温度より高いときには、前記減圧器
の抵抗値を小さい値とすることを特徴とする冷蔵庫。