特許 7445142 冷凍装置及び冷凍装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-28

(45)【発行日】2024-03-07

(54)【発明の名称】冷凍装置及び冷凍装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F25D 21/06 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

F25D21/06 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021108356

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006001

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2022-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】倉本 翔平

(72)【発明者】

【氏名】東矢 俊介

(72)【発明者】

【氏名】松江 亮児

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 健太

(72)【発明者】

【氏名】冨田 千晴

(72)【発明者】

【氏名】寺岡 佑起

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０７１８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０００８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｄ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象空間の空気を冷却する熱交換器（１１）、前記熱交換器に前記対象空間の空気流を発生させるファン（１３）、及び前記ファンを加熱するヒータ（１４）を有する利用ユニット（２）と、
前記熱交換器との間で熱の授受を行う熱源ユニット（３）と、
前記熱交換器を放熱器として機能させる前記利用ユニットのデフロスト運転と前記ヒータのオンオフを制御する制御部（４）と、
前記デフロスト運転の終了後の期間に前記ヒータがオン状態になるように前記ヒータのオン状態を維持する期間を設定できる設定部（３０）と
を備え、
前記制御部は、前記デフロスト運転の終了後の期間に、前記ヒータがオン状態になるように前記ヒータを制御可能である、冷凍装置（１）。

【請求項2】

前記制御部は、タイマー（４１）を含み、
前記タイマーは、前記設定部で設定される前記ヒータのオン状態を維持する期間の計時を行う、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。

【請求項3】

前記制御部が、前記デフロスト運転の終了の期間における前記ファンの着霜の融け残り状態を判断し、融け残りがあると判断したときには前記ヒータがオン状態になるように前記ヒータを制御する、
請求項１に記載の冷凍装置（１）。

【請求項4】

前記制御部は、前記デフロスト運転が行われている期間に前記ヒータがオン状態となるように前記ヒータを制御する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置（１）。

【請求項5】

前記制御部は、前記デフロスト運転が行われている期間に前記ファンが停止するように前記ファンを制御する、
請求項４に記載の冷凍装置（１）。

【請求項6】

前記制御部は、前記デフロスト運転の終了後の期間に前記ヒータがオン状態となるように前記ヒータを制御する場合、前記ヒータがオフしてから前記熱交換器を蒸発器として機能させるように前記利用ユニットの冷却運転を制御する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の冷凍装置（１）。

【請求項7】

前記利用ユニットは、前記ファンの発生する気流を前記対象空間に吹出す吹出口（１６ｂ）と、前記吹出口に設けられ前記ファンを保護するファンガード（１６ｃ）とを有し、
前記ヒータは、前記ファンガード近傍に取り付けられているファンガードヒータである、
請求項１から６のいずれか一項に記載の冷凍装置（１）。

【請求項8】

熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転により、対象空間の空気を冷却するステップと、
前記熱交換器を放熱器として機能させるデフロスト運転を行うステップと、
前記デフロスト運転の終了後の期間にヒータがオン状態になるように、前記ヒータのオンを維持する期間を設定部により設定するステップと、
前記熱交換器に前記対象空間の空気流を発生させるファンを、前記デフロスト運転の終了後の前記設定部により設定された期間に、前記ヒータにより加熱するステップと
を備える、冷凍装置（１）の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

デフロスト運転を行う冷凍装置及び冷凍装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍装置が設置されている例えば冷凍庫の庫内の熱交換器には、霜が着くことがある。このような冷凍庫内の熱交換器のデフロストに、例えば、特許文献１（特開平６－３３１２４１号公報）に記載されている逆サイクルデフロストを用いることがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許文献１に記載されている冷凍装置は、熱交換器に冷凍庫内の空気の気流を発生させるためのファンを備えている。冷凍装置においては、熱交換器だけでなく、条件次第でファンにも霜が着く。冷凍装置のファンに着いた霜は、熱交換器のために実施される逆サイクルデフロスト運転だけでは取り切れない場合がある。逆サイクルデフロスト運転後に残ったファンの霜は、騒音の発生原因になるため、デフロスト運転でファンの霜をできるだけ取り除くのが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１観点の冷凍装置は、利用ユニットと熱源ユニットと制御部とを備える。利用ユニットは、対象空間の空気を冷却する熱交換器、熱交換器に対象空間の空気流を発生させるファン、及びファンを加熱するヒータを有する。熱源ユニットは、熱交換器との間で熱の授受を行う。制御部は、熱交換器を放熱器として機能させる利用ユニットのデフロスト運転とヒータのオンオフを制御する。制御部は、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータがオン状態になるようにヒータを制御可能である。

【0005】

第1観点の冷凍装置では、デフロスト運転で融け残ったファンの霜を、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータで融かすことができる。

【0006】

第２観点の冷凍装置は、第１観点の冷凍装置であって、デフロスト運転の終了後の期間にヒータがオン状態になるようにヒータのオン状態を維持する期間を設定できる設定部をさらに備える。

【0007】

第２観点の冷凍装置では、設定部により、デフロスト運転の終了後の期間にヒータがオン状態となるようにヒータのオン状態を維持する期間を設定し、デフロスト運転で融け残ったファンの霜をヒータで融かせるような設定にすることができる。

【0008】

第３観点の冷凍装置は、第２観点の冷凍装置であって、制御部は、タイマーを含み、タイマーは、設定部で設定されるヒータのオン状態を維持する期間の計時を行う。

【0009】

第３観点の冷凍装置では、簡単な構成で、デフロスト運転の終了後の期間にヒータをオン状態にするという制御を実現することができる。

【0010】

第４観点の冷凍装置は、第１観点の冷凍装置であって、制御部が、デフロスト運転の終了の期間におけるファンの着霜の融け残り状態を判断し、融け残りがあると判断したときにはヒータがオン状態になるようにヒータを制御する。

【0011】

第４観点の冷凍装置では、制御部が、デフロスト運転でのファンの着霜の融け残り状態を判断し、融け残りがあると判断したときにはヒータをオフしないように制御することで、デフロスト運転で融け残ったファンの霜をヒータで融かすことができる。

【0012】

第５観点の冷凍装置は、第１観点から第４観点のいずれかの冷凍装置であって、制御部は、デフロスト運転が行われている期間にヒータがオン状態となるようにヒータを制御する。

【0013】

第５観点の冷凍装置では、デフロスト運転とヒータによるデフロストとの協働により、デフロスト運転だけの場合に比べて、ファンのデフロストの時間を短縮することができる。

【0014】

第６観点の冷凍装置は、第５観点の冷凍装置であって、制御部は、デフロスト運転が行われている期間にファンが停止するようにファンを制御する。

【0015】

第６観点の冷凍装置では、ファンを停止させることにより、ファンが回転している場合に比べて、ヒータからファンに伝わる熱がファンの回転によって空気中に逃げるのを防ぐことができる。

【0016】

第７観点の冷凍装置は、第１観点から第６観点のいずれかの冷凍装置であって、制御部は、デフロスト運転の終了後の期間にヒータがオン状態となるようにヒータを制御する場合、ヒータがオフしてから熱交換器を蒸発器として機能させるように利用ユニットの冷却運転を制御する。

【0017】

第７観点の冷凍装置では、ヒータがオフしてから冷却運転を行うように制御がされるため、ヒータによってファンの霜を取っている時に冷却運転をする場合と比較すると、冷却運転よりファンが冷やされることがないので、デフロスト時間が長引くのを防げる。

【0018】

第８観点の冷凍装置は、第１観点から第７観点のいずれかの冷凍装置であって、利用ユニットは、ファンの発生する気流を対象空間に吹出す吹出口と、吹出口に設けられファンを保護するファンガードとを有する。ヒータは、ファンガード近傍に取り付けられているファンガードヒータである。

【0019】

第９観点の冷凍装置の制御方法は、熱交換器を蒸発器として機能させる冷却運転により、対象空間の空気を冷却するステップと、熱交換器を放熱器として機能させるデフロスト運転を行うステップと、熱交換器に対象空間の空気流を発生させるファンを、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータにより加熱するステップとを備える。

【0020】

第９観点の冷凍装置の制御方法では、デフロスト運転で融け残ったファンの霜をヒータで融かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態と第２実施形態の冷凍装置１の構成の概要を示す回路図である。

【図2】利用ユニットの部分拡大側面図である。

【図3】利用ユニットの部分拡大正面図である。

【図4】利用ユニットの斜視図である。

【図5】図４の一部を拡大した拡大図である。

【図6】庫内ファンとヒータの部分拡大正面図である。

【図7】庫内ファンの羽根とヒータの部分拡大側面図である。

【図8】第１設定時の冷凍装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図9】第１設定時の冷凍装置の動作を示すフローチャートである。

【図10】第２設定時の冷凍装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図11】第２設定時の冷凍装置の動作を示すフローチャートである。

【図12】第３設定時の冷凍装置の動作を示すタイミングチャートである。

【図13】第３設定時の冷凍装置の動作を示すフローチャートである。

【図14】第３実施形態の冷凍装置の動作を示すフローチャートである。

【図15】第３実施形態の冷凍装置１の構成の概要を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜第１実施形態＞
（１）冷凍装置の概要
（１－１）冷凍装置の全体構成
図１には、冷凍装置１の構成例の概要が示されている。冷凍装置１は、利用ユニット２と熱源ユニット３と制御部４とを備えている。利用ユニット２は、庫内熱交換器１１、膨張弁１２、庫内ファン１３、ヒータ１４及び温度センサ１５を備えている。制御部４は、利用ユニット２と熱源ユニット３の制御を行う。利用ユニット２は、冷凍装置１によって冷却される対象空間１００の中に設置される。対象空間１００は、例えば、建物の部屋の中の空間、庫内の空間、コンテナの中の空間または装置の中の空間である。

【0023】

利用ユニット２の庫内熱交換器１１は、対象空間１００の空気を冷却する熱交換器である。利用ユニット２の庫内ファン１３は、庫内熱交換器１１に対象空間１００の空気流を発生させるファンである。

【0024】

温度センサ１５は庫内熱交換器１１の温度を計測する。対象空間１００の温度は、冷凍装置１によって、例えば、氷点下に維持される。対象空間１００の温度は、例えば、マイナス３０℃～マイナス１０℃の範囲内の冷凍装置１に対して設定されている温度に維持される。対象空間１００の中には、例えば人２００が対象空間１００に通じる扉１１０を開けて立ち入る。扉１１０が開くことで、０℃よりも高い温度の空気が扉１１０を通じて対象空間１００に流れ込む。例えば、扉１１０が開いている間に、１０℃～３０℃の空気が対象空間１００に流れ込む。このとき対象空間１００に流れ込む空気の湿度は、例えば相対湿度で５０％以上、さらには８０％以上になる場合がある。扉１１０が開いている時間は、例えば数分から数十分であり、人２００が立ち入る目的によって区々である。扉１１０を開く頻度も人２００が立ち入る目的によって区々である。このように対象空間１００に外から流れ込む空気中の水分によって、庫内ファン１３に着霜する。扉１１０から直接外気が流入するような構成の場合には、扉１１０の外が建物の中の空間である場合に比べて、庫内ファン１３への着霜が多くなる傾向がある。

【0025】

利用ユニット２のヒータ１４は、庫内ファン１３を加熱するためのヒータである。利用ユニット２のヒータ１４は、庫内ファン１３のデフロストに用いられる。

【0026】

熱源ユニット３は、庫内熱交換器１１との間で熱の授受を行う装置である。そのために、熱源ユニット３は、圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３及び室外ファン２４を備えている。

【0027】

圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁１２及び庫内熱交換器１１は、連絡管５１によって接続されて、冷媒回路５０を形成している。冷媒回路５０では、冷媒が循環して、蒸気圧縮冷凍サイクルが繰り返される。言い換えると、冷媒は、減圧膨張と放熱凝縮とを交互に行いながら冷媒回路５０の中を循環する。蒸気圧縮冷凍サイクルが実施される冷媒回路５０で使用される冷媒としては、例えば、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、不飽和ＨＦＣ系冷媒または自然冷媒がある。ＨＦＣ系冷媒としては、例えば、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ１３４ａがある。

【0028】

（１－２）冷凍装置の制御の概要
制御部４は、圧縮機２１，四方弁２２、室外ファン２４のモータ（図示せず）、膨張弁１２、庫内ファン１３のモータ１３ｍ及びヒータ１４に通信可能に接続されており、これらのアクチュエータを制御する。また、制御部４は、温度センサ１５と通信可能に接続されおり、庫内熱交換器１１の温度の情報を取得できる。制御部４は、利用ユニット２の冷却運転だけでなく、利用ユニット２のデフロスト運転とヒータ１４のオンオフを制御する機能を有している。

【0029】

制御部４は、冷媒回路５０の中を流れる冷媒の流路を、四方弁２２によって切り換える。制御部４は、四方弁２２により流路を切り換えて、冷凍装置１の冷却運転とデフロスト運転の切り換えを行うことができる。冷却運転のとき、制御部４は、圧縮機２１、四方弁２２、室外熱交換器２３、膨張弁１２、庫内熱交換器１１、四方弁２２、そして圧縮機２１の順に冷媒を流す。デフロスト運転のとき、制御部４は、圧縮機２１、四方弁２２、庫内熱交換器１１、膨張弁１２、室外熱交換器２３、四方弁２２、そして圧縮機２１の順に冷媒を流す。このように、冷却運転の冷媒の循環方向に対して冷媒の循環方向が逆向きになるデフロスト運転は、いわゆる逆サイクルデフロスト運転である。制御部４が前述の制御を行うことにより、冷却運転時には、室外熱交換器２３が放熱器として機能し、庫内熱交換器１１が蒸発器として機能する。デフロスト運転時には、室外熱交換器２３が蒸発器として機能し、庫内熱交換器１１が放熱器として機能する。

【0030】

制御部４は、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータ１４がオン状態になるようにヒータ１４を制御することができる。デフロスト運転の終了後の期間にオン状態となっているヒータ１４は、デフロスト運転後に庫内ファン１３に融け残った霜を融かすことができる。

【0031】

（２）詳細構成
（２－１）庫内ファンとヒータ
図２から図７には、庫内ファン１３及びヒータ１４並びにその周辺の利用ユニット２の構造が示されている。庫内ファン１３は、羽根１３ａを有するプロペラファンであり、モータ１３ｍにより回転駆動される。利用ユニット２は、庫内熱交換器１１、膨張弁１２、庫内ファン１３及びヒータ１４を収納するケーシング１６を有している。図２にはケーシング１６の側面の一部が拡大して示されている。ケーシング１６には、Ｌアングル１６ａが設けられている。ケーシング１６は、Ｌアングル１６ａにより例えば対象空間１００の天井に取り付けられる。

【0032】

ケーシング１６には、円形の吹出口１６ｂが形成されている（図３参照）。吹出口１６ｂを覆うように金属線を組み合わせてなるファンガード１６ｃが取り付けられている。吹出口１６ｂには、庫内ファン１３の羽根１３ａが配置されている。ケーシング１６において、ファンガード１６ｃ、庫内ファン１３の羽根１３ａ、庫内熱交換器１１の順に並んでいる。庫内ファン１３は、庫内熱交換器１１からファンガード１６ｃに向かう気流を発生させる。対象空間１００の空気（庫内の空気）は、庫内熱交換器１１から庫内ファン１３の羽根１３ａを経由して吹出口１６ｂから吹き出される。吹出口１６ｂを囲むようにベルマウス１６ｄが形成されている。

【0033】

図４、図５及び図６に示されているヒータ１４は、ケーシング１６の中に設けられ、庫内ファン１３の羽根１３ａの外周の外側を取り巻くリング状のシーズヒータである。このヒータ１４は、ファンガード１６ｃの除霜のため、ファンガード１６ｃの近傍に取り付けられているファンガードヒータである。羽根１３ａの回転軸の延びる方向に直交する方向から見て、羽根１３ａと重なる位置にヒータ１４が配置されている（図７参照）。ヒータ１４は、羽根１３ａから離れて配置されており、輻射熱によって羽根１３ａを加熱する。前述のように配置されているヒータ１４は、羽根１３ａが回転軸と直交する平面に対して傾いているので、羽根１３ａの面に輻射熱を照射することができる。また、ヒータ１４の輻射熱は、庫内熱交換器１１にも与えられる。従って、ヒータ１４が発生する熱は、ファンガード１６ｃ及びベルマウス１６ｄにも与えられ、庫内ファン１３の羽根１３ａの除霜だけでなく、ファンガード１６ｃ及びベルマウス１６ｄの除霜にも役立つ。言い換えると、ヒータ１４は、ファンガード１６ｃ及びベルマウス１６ｄに着いた霜が羽根１３ａに接触するまで成長するのを防止している。

【0034】

（２－２）設定部と制御部
冷凍装置１は、設定部３０を備えている。設定部３０は、制御部４と通信可能に接続されている。設置者またはサービスマンは、設定部３０を使って、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４がオン状態になるように、ヒータ１４のオンを維持する期間を設定することができる。設定部３０は、例えば、リモートコントローラ（図示せず）である。

【0035】

例えば、工場から冷凍装置１が出荷されるときの初期設定として、デフロスト運転の終了時点とヒータ１４をオフするタイミングが一致するように設定することができる（第１設定）。このような第１設定がなされている場合に、設置者またはサービスマンは、設定部３０によって、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４がオン状態になるように、制御部４の設定を変更することができる。デフロスト運転の終了と同時にヒータ１４がオフすると羽根１３ａの霜の融け残りが発生する場合には、羽根１３ａの霜が融け残らないように制御部４の設定を設定部３０によって変更し、第２設定にする。

【0036】

上述の説明では、初期設定として第１設定が用いられる場合について説明した。しかし、初期設定を第２設定として、デフロスト運転だけで羽根１３ａの霜が融け残らないときは、第１設定に変更し、デフロスト運転の終了時点でヒータ１４をオフするようにしてもよい。ヒータ１４をオン状態としていると電力消費があるため、設置者またはサービスマンは、必要に応じて第１設定を用いることで、余分な消費電力が増加するのを防ぐことができる。

【0037】

また、上述の説明では、第１設定がデフロスト運転の終了時点でヒータ１４をオフする場合について説明した。しかし、第１設定は、デフロスト運転の終了前に、ヒータ１４がオフしても羽根１３ａの霜の融け残りが発生しない場合には、第１設定をデフロスト運転の終了前にオフする設定としてもよい。

【0038】

制御部４は、例えばコンピュータにより実現されるものである。制御部４を実現するコンピュータは、例えば制御演算装置と記憶装置とを備えている。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。図１の制御部４は、制御演算装置により実現される機能ブロックを示している。設定部３０により設定された期間、第１設定及び第２設定は、例えば、この記憶装置に記憶されてもよい。

【0039】

制御部４は、タイマー４１を有している。タイマー４１は、各種の時間を計る。タイマー４１は、ヒータ１４がオンしてからの経過時間を計ることができる。このタイマー４１は、ヒータのオン状態の継続時間を計ることが可能である。

【0040】

（２－３）具体的な制御
制御部４によるデフロスト運転の第１設定ついて図８及び図９を用いて説明し、第２設定について図１０及び図１１を用いて説明する。図８及び図１０のタイミングチャートにおいて、矢印が描かれている箇所が運転状態またはオン状態に対応している。ただし、図１０において、冷却運転のチャートに破線で示されている矢印の箇所は、デフロスト運転から冷却運転に切り替わっているが、冷却運転が停止している状態であることを示している。また、図８及び図１０において、庫内ファン１３のチャートに破線で示されている箇所は、冷却運転の開始に起因して庫内ファン１３をオンするタイミングを遅らせている状態を示している。

【0041】

（２－３－１）第１設定の制御
第１設定では、図８の時刻ｔ１において、制御部４は、従来と同様に、デフロスト運転開始の条件を満たす場合に、庫内熱交換器１１のデフロスト運転を開始する。デフロスト運転開始の条件は、複数存在する。例えば、制御部４が周期的にデフロスト運転を行ったり、リモートコントローラからの指示で強制的にデフロスト運転を行ったりする。そのため、デフロスト運転開始のタイミングは区々になる。制御部４は、図９に示されているように、庫内熱交換器１１のデフロスト運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部４は、庫内熱交換器１１のデフロスト運転の開始に合わせて、時刻ｔ１にヒータ１４をオンする（ステップＳ２）。この場合、デフロスト運転の開始と、ヒータ１４のオンの処理は同一タイミングで行われる。また、制御部４は、デフロスト運転の開始時点（時刻ｔ１）から、庫内ファン１３を停止させる（ステップＳ３）。デフロスト運転が開始されるまでの冷却運転の期間中、制御部４は、庫内ファン１３を駆動させている。

【0042】

制御部４は、デフロスト運転が開始されてから、例えば温度センサ１５から得られる庫内熱交換器１１の温度の情報を使ってデフロスト運転の終了を判断する。庫内熱交換器１１の霜が融けてなくなるまでは、０℃近傍の温度が維持される。庫内熱交換器１１の霜が融けてなくなると庫内熱交換器１１の温度が０℃を超えて上昇する。従って、制御部４は、デフロスト運転を開始してから予め設定されている温度まで庫内熱交換器１１の温度が上昇すると、庫内熱交換器１１の霜が融けたと判断して、デフロスト運転を終了する（図１０の時刻ｔ２）（デフロスト終了処理）。

【0043】

制御部４は、デフロスト運転の終了を監視してデフロスト運転が終了したか否かを判定する（ステップＳ４）。制御部４は、デフロスト運転が終了したかどうかを判定し、デフロスト運転が終了したと判定すると（ステップＳ４でＹＥＳ）、ヒータ１４をオフし（ステップＳ５）、冷却運転を開始する（ステップＳ６）。冷却運転を開始しても一定の期間ＰＥＦだけ庫内ファン１３の運転開始を遅延させる。そのため、制御部４は、時刻ｔ２に冷却運転が開始されてから、一定の期間ＰＥＦが経過したか否かを判断する（ステップＳ７）。時刻ｔ２から一定の期間ＰＥＦが経過されたと判断すると（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御部４は、庫内ファン１３の運転を開始する（ステップＳ８）。その後、冷凍装置１は、ステップＳ１からステップＳ８の制御を繰り返す。

【0044】

（２－３－２）第２設定の制御
第２設定では、図１０の時刻ｔ１１において、制御部４は、従来と同様に、デフロスト運転開始の条件を満たす場合に、庫内熱交換器１１のデフロスト運転を開始する。制御部４は、図１１に示されているように、庫内熱交換器１１のデフロスト運転が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１のＹＥＳ）。制御部４は、庫内熱交換器１１のデフロスト運転の開始に合わせて、時刻ｔ１１にヒータ１４をオンする（ステップＳ１２）、同時にタイマー４１によるヒータ１４のオン状態の継続時間の計時が開始される。この場合、デフロスト運転の開始と、ヒータ１４のオンの処理は同一タイミングで行われる。また、制御部４は、デフロスト運転の開始時点（時刻ｔ１１）から、庫内ファン１３を停止させる（ステップＳ１３）。制御部４は、デフロスト運転が開始されてから、例えば第１設定のデフロスト終了処理と同様の方法で、デフロスト運転を終了する。

【0045】

設置者またはサービスマンは、時刻ｔ１１にヒータ１４をオンしてから次にオフするまでの期間を設定部３０により予め設定しておく。設定部３０により設定される期間は、デフロスト運転に要する期間である第１期間ＰＥ１（時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間）よりも長い期間である。デフロスト運転に要する第１期間ＰＥ１は、実機による実験の結果から或いはシミュレーションの結果から決定できる。設置者またはサービスマンは、決定された第１期間よりも長い期間（第１期間ＰＥ１＋第２期間ＰＥ２）の間、ヒータ１４がオン状態を維持するように設定部３０により設定を行う。ヒータ１４を時刻ｔ１１にオンしてから次にオフするまでの期間と第１期間ＰＥ１との差が第２期間ＰＥ２になる。例えば、デフロスト運転に要する時間が４０分程度であれば、それよりも１０分程度長い５０分間だけ、デフロスト運転の開始時点（時刻ｔ１１）からヒータ１４がオン状態を維持できるように設定する。設定部３０により制御部４の制御内容（例えばプログラムの内容またはプログラム中のパラメータ）を書き換えられるように構成したことによって、例えばデフロスト運転の終了時にヒータ１４をオフする制御からデフロスト運転の終了後の期間（第２期間ＰＥ２）もヒータ１４がオン状態を維持するように制御部４の制御を変更することができる。図１０は、ヒータ１４を時刻ｔ１１にオンしてから次にオフするまでの期間を第１期間ＰＥ１よりも長く設定している場合の動作を示すタイミングチャートである。

【0046】

制御部４は、デフロスト運転の終了を監視してデフロスト運転が終了したか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部４は、デフロスト運転が終了したと判定すると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、デフロスト運転の停止時点から（時刻ｔ１２から）、ヒータ１４がオン状態にある期間（ＰＥ２）だけ冷却運転を停止する（ステップＳ１５）。このように冷却運転を停止する理由は、冷却運転によって庫内ファン１３の羽根１３ａが冷やされると、羽根１３ａの除霜時間が長くなるからである。

【0047】

制御部４は、タイマー４１の計時からヒータ１４のオン状態を維持させるために設定された期間（第１期間ＰＥ１+第２期間ＰＥ２）が経過したか否かを判断する（ステップＳ１６）。制御部４は、設定部３０で設定されたヒータ１４のオン状態維持の期間（第１期間ＰＥ１+第２期間ＰＥ２）が経過したと判断すると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ヒータ１４をオフする（ステップＳ１７）。制御部４がヒータ１４をオフする時刻ｔ１３で、冷却運転の停止を解除する（ステップＳ１８）。冷却運転の停止を解除してから一定の期間ＰＥＦだけ庫内ファン１３の運転開始を遅延させる。そのため、制御部４は、時刻ｔ１３に冷却運転が開始されてから、一定の期間ＰＥＦが経過したか否かを判断する（ステップＳ１９）。時刻ｔ１３から一定の期間ＰＥＦが経過されたと判断すると（ステップＳ１９のＹＥＳ）、制御部４は、庫内ファン１３の運転を開始する（ステップＳ２０）。

【0048】

なお、ここでは、設定部３０で、時刻ｔ１１からヒータ１４のオン状態を維持させる期間（第１期間ＰＥ１+第２期間ＰＥ２）を設定するように構成しているが、ヒータ１４のオン状態を維持させる期間の設定方法はこれだけには限られない。例えば、デフロスト運転の終了時点からのヒータ１４にオン状態を続けさせる期間（第２期間ＰＥ２）のみを、設定部３０により設定できるように構成してもよい。このように設定する場合は、第１期間ＰＥ１においては、制御部４は、デフロスト運転の実施に基づいてヒータ１４をオンさせる。

【0049】

なお、上記説明では、制御部４はデフロスト運転の開始と同時にヒータ１４をオンしているが、ヒータ１４をオンするタイミングは必ずしもこれに限られず、例えばデフロスト運転が開始から所定時間が経過した後にヒータ１４をオンしてもよい。

【0050】

＜第２実施形態＞
（３）冷凍装置の制御の概要
上記第１実施形態では、設定部３０により、ヒータ１４にオン状態を維持させる期間を設定することによって、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４がオン状態となるように、制御部４にヒータ１４の制御を行わせた。それに対して、第２実施形態の冷凍装置１では（図１参照）、設定部３０によって、制御部４にデフロスト運転中だけでなく、デフロスト運転に入る前の冷却運転の期間もヒータ１４をオンさせる制御に、制御部４の制御を切り換えさせる。以下の説明では、設定部３０によるこのような制御の設定を第３設定と呼ぶ。

【0051】

図１２は、設定部３０によって第３設定に設定されている冷凍装置１の動作を示すタイミングチャートである。図１３は、第３設定に設定されている冷凍装置１の動作を示すフローチャートである。第２実施形態の冷凍装置１は、すくなくとも、第１設定と第３設定とを、設定部３０により変更可能に構成されている。なお、冷凍装置１は、第１設定と第２設定と第３設定を変更可能に構成されてもよい。第１設定については第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0052】

第３設定において、設置者またはサービスマンは、第２実施形態と異なり、設定部３０により、予め第３設定を選択しておけばよい。制御部４は、図１３に示されているように、冷却運転が開始されたと判定した段階で（ステップＳ２１のＹｅｓ）、ヒータ１４をオンする（ステップＳ２２）。従って、冷凍装置１は、図１２の時刻ｔ２１において、庫内熱交換器１１のデフロスト運転を開始したときには、既にヒータ１４がオン状態になっている。

【0053】

制御部４は、デフロスト運転開始の条件を満たす場合に、庫内熱交換器１１のデフロスト運転を開始する。制御部４は、庫内熱交換器１１のデフロスト運転が開始したと判定する（ステップＳ２３のＹＥＳ）。制御部４は、デフロスト運転の開始時点（時刻ｔ２１）から、庫内ファン１３を停止させる（ステップＳ２４）。制御部４は、デフロスト運転が開始されてから、第１設定のデフロスト終了処理と同様の方法でデフロスト運転を終了する（ステップＳ２５）。

【0054】

制御部４は、デフロスト運転の終了を監視してデフロスト運転が終了したか否かを判定する（ステップＳ２５）。

【0055】

制御部４は、デフロスト運転の終了を認知すると（ステップＳ２５でＹＥＳ）、デフロスト運転の停止時点から（時刻ｔ２２から）、所定の期間（ＰＥＣ）だけ冷却運転を停止する（ステップＳ２６）。

【0056】

制御部４は、タイマー４１の計時から冷却運転の停止期間ＰＥＣが経過したか否かを判断する（ステップＳ２７）。制御部４は、冷却運転の停止期間ＰＥＣが経過したと判断すると（ステップＳ２７でＹＥＳ）、時刻ｔ２３で、冷却運転の停止を解除する（ステップＳ２８）。

【0057】

冷却運転の停止を解除してから一定の期間ＰＥＦだけ庫内ファン１３の運転開始を遅延させる。そのため、制御部４は、時刻ｔ２３に冷却運転が開始されてから、一定の期間ＰＥＦが経過したか否かを判断する（ステップＳ２９）。時刻ｔ２３から一定の期間ＰＥＦが経過されたと判断すると（ステップＳ２９のＹＥＳ）、制御部４は、庫内ファン１３の運転を開始する（ステップＳ３０）。その後、冷凍装置１は、ステップＳ２１からステップＳ３０の制御を繰り返す。

【0058】

なお、上記説明では、制御部４は冷却運転の開始と同時にヒータ１４をオンしているが、ヒータ１４をオンするタイミングは必ずしもこれに限られず、冷却運転が開始から所定時間が経過した後にヒータ１４をオンしてもよい。

【0059】

＜第３実施形態＞
（４）冷凍装置の制御の概要
上記第１実施形態及び第２実施形態の冷凍装置１は、設定部３０によって設定を変更することにより、制御部４が、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータ１４がオン状態になるようにヒータ１４を制御する。それらの装置に対し、第３実施形態の冷凍装置１は、制御部４が、デフロスト運転の終了の時点における庫内ファン１３の着霜の融け残りの有無を判断する。第３実施形態の制御部４は、図１４に示されているように、融け残りがあると判断したときにはヒータ１４がオン状態になるようにヒータ１４を制御するよう構成されている。

【0060】

制御部４は、デフロスト運転の終了を待っている（ステップＳ３１のＮＯ）。制御部４は、デフロスト運転の終了時点で、庫内ファン１３に霜の融け残りがあるか否かを判断する（ステップＳ３２）。制御部４は、庫内ファン１３に霜の融け残りがあると判断した場合には（ステップＳ３２のＹＥＳ）、デフロスト運転の終了後の期間においてもヒータ１４のＯＮ状態を維持する（ステップＳ３３）。また、制御部４は、冷却運転の停止を維持する。そして、庫内ファン１３の霜の融け残りが無くなるまでヒータ１４のＯＮ状態を維持する。

【0061】

制御部４は、庫内ファン１３の霜の融け残りの有無を判断し（ステップＳ３２）、庫内ファン１３の霜の融け残りが無くなったと判断したときには（ステップＳ３２のＹＥＳ）、ヒータ１４をオフし（ステップＳ３５）、冷却運転を開始する（ステップＳ３５）。

【0062】

冷却運転の停止を解除してから一定の期間ＰＥＦだけ庫内ファン１３の運転開始を遅延させる。そのため、制御部４は、冷却運転が開始されてから、一定の期間ＰＥＦが経過したか否かを判断する（ステップＳ３６）。冷却運転の開始から一定の期間ＰＥＦが経過されたと判断すると（ステップＳ３６のＹＥＳ）、制御部４は、庫内ファン１３の運転を開始する（ステップＳ３７）。その後、冷凍装置１は、ステップＳ３１からステップＳ３７の制御を繰り返す。

【0063】

（５）霜の融け残りの判断
以下においては、制御部４における庫内ファン１３の霜の融け残りの判断について複数の例を挙げて説明する。

【0064】

図１５に示されているように、庫内ファン１３の羽根１３ａの温度を検出する非接触温度センサ６１をファンガード１６ｃに取り付けてもよい。この場合、制御部４は、例えば、非接触温度センサ６１で検出される羽根１３ａの温度が所定温度（例えば、３℃）以上になったらヒータ１４をオフする。しかし、制御部４は、デフロスト運転の終了時点で羽根１３ａの温度が所定温度未満であれば、ヒータ１４のオン状態を、デフロスト運転の終了後の期間においても維持する。

【0065】

また、図１５に示されているように、庫内ファン１３が留め具（図示せず）に生じる応力を測定する応力センサ６２を設けてもよい。この場合、制御部４は、デフロスト運転の終了時点で、応力センサ６２が検出する応力が、着霜により所定値未満になっていれば、ヒータ１４をオフする。しかし、制御部４は、デフロスト運転の終了時点で応力センサ６２が検出する応力が所定値以上になっていれば、付着した霜によって庫内ファン１３の重量が増加していると判断して、ヒータ１４のオン状態を、デフロスト運転の終了の期間においても維持する。

【0066】

また、図１５に示されているように、対象空間１００に温湿度センサ６３を設けてもよい。制御部４は、デフロスト運転の終了時点で、温湿度センサ６３で検出される対象空間１００の温湿度条件が、予め設定されている所定条件を満たしたらヒータ１４のオン状態を、デフロスト運転の終了の期間においても維持する。この所定条件は、庫内ファン１３への着霜が予想される条件である。

【0067】

また、図１５に示されているように、庫内ファン１３のファンモータ１３ｍの電流値を検出する電流計６４を設けてもよい。制御部４は、デフロスト運転の終了時点で、ファンモータ１３ｍの電流の振れ幅が一定値以上の場合にヒータ１４のオン状態を、デフロスト運転の終了の期間においても維持する。羽根１３ａに着霜することで、羽根１３ａの重量または重心が変わると、ファンモータ１３ｍを流れる電流の振れ幅が大きくなる。

【0068】

（６）特徴
（６－１）
第１乃至第３実施形態の冷凍装置１では、デフロスト運転で融け残った庫内ファン１３の霜を、デフロスト運転の終了後の期間に、ヒータ１４で融かすことができる。その結果、庫内ファン１３の羽根１３ａに着霜することで、異音が発生するのを防止することができる。

【0069】

（６－２）
第１乃至第３実施形態の冷凍装置１では、設定部３０により、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４がオン状態となるようにヒータ１４のオン状態を維持する期間を設定することができる。その結果、冷凍装置１は、デフロスト運転で融け残った庫内ファン１３の霜をヒータ１４で融かせるような設定にすることができる。

【0070】

（６－３）
第１実施形態の冷凍装置１の制御部４は、タイマー４１を含んでいる。タイマー４１は、設定部３０で設定されるヒータ１４のオン状態を維持する期間の計時を行う。このように、第１実施形態の冷凍装置１では、簡単な構成で、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４をオン状態にするという制御を実現することができる。

【0071】

（６－４）
第３実施形態の冷凍装置１では、制御部４が、デフロスト運転の終了の期間における庫内ファン１３の着霜の融け残り状態を判断し、融け残りがあると判断したときにはヒータがオン状態になるようにヒータを制御する。このように、庫内ファン１３の着霜の融け残りがあると判断したときにはヒータ１４をオフしないように制御することで、デフロスト運転で融け残った庫内ファン１３の霜をヒータ１４で融かすことができる。

【0072】

（６－５）
第１乃至第３実施形態の冷凍装置１において、制御部４は、デフロスト運転が行われている期間にヒータ１４がオン状態となるようにヒータ１４を制御する。このような制御部４の制御により、デフロスト運転とヒータ１４によるデフロストとの協働により、デフロスト運転だけの場合に比べて、庫内ファン１３のデフロストの時間を短縮することができる。

【0073】

（６－６）
第１乃至第３実施形態の冷凍装置１では、制御部４が、デフロスト運転が行われている期間に庫内ファン１３を停止させる。庫内ファン１３を停止させることにより、庫内ファン１３が回転している場合に比べて、ヒータ１４から庫内ファン１３に伝わる熱が庫内ファン１３の回転によって空気中に逃げるのを防ぐことができる。

【0074】

（６－７）
第１乃至第３実施形態の冷凍装置１では、制御部は、デフロスト運転の終了後の期間にヒータ１４がオン状態となるようにヒータ１４を制御する場合、ヒータ１４がオフしてから庫内熱交換器１１を蒸発器として機能させるように利用ユニット２の冷却運転を制御する。このような制御部４の制御では、ヒータ１４によって庫内ファン１３の霜を取っている時に冷却運転をする場合と比較すると、冷却運転より庫内ファン１３が冷やされることがないので、デフロスト時間が長引くのを防ぐことができる。

【0075】

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0076】

１ 冷凍装置
２ 利用ユニット
３ 熱源ユニット
４ 制御部
１１ 庫内熱交換器
１３ 庫内ファン
１４ ヒータ
１６ ケーシング
１６ｂ 吹出口
１６ｃ ファンガード
３０ 設定部
４１ タイマー

【先行技術文献】

【特許文献】

【0077】

【文献】特開平６－３３１２４１号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】