JP2007298218A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を備えた冷凍装置（1）において、プルダウン運転時における着霜領域の拡大に起因する冷却能力の低下を抑えて、プルダウン運転時間の長時間化を防ぎ、冷凍装置（1）の省エネ性を向上させる。
【解決手段】コントローラ（21）が、蒸発温度が所定値以上となるように、可変容量圧縮機（4）の容量を制御しながら、冷凍装置（1）のプルダウン運転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置に関し、特に、プルダウン運転を行う冷凍装置に関するものである。

従来より、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置が知られている。そして、これらの冷凍装置の中で、上記冷媒回路が有する蒸発器を食品等を貯蔵する冷蔵倉庫に設置して、庫内の冷却を行う冷凍装置がある。

上記冷凍装置において、その冷却運転当初は、庫内温度を高温度域から設定温度域（例えば０℃）まで急速に低下させなければならないので、高負荷運転、いわゆるプルダウン運転が行われる。そして、このプルダウン運転によって庫内温度が設定温度域に達すれば、上記プルダウン運転から通常冷却運転に移行する。ここで、この通常冷却運転では庫内温度を設定温度域に維持する運転が行われる。しかし、庫内温度が常に設定温度域に維持されるわけではなく、例えば、品物搬入のために冷蔵倉庫の扉を開放することより、庫内温度が上昇する場合がある。そして、庫内温度が設定温度域を超えた場合には、再び、通常冷却運転からプルダウン運転に移行して、庫内温度を設定温度域に近づける。そして、プルダウン運転により設定温度域に達した庫内温度を設定温度域に維持するために、再度、通常冷却運転を行う。

一方、冷蔵倉庫内を冷却する冷凍装置では、その設定温度が空調用に比べてかなり低い。これに伴い、蒸発器の伝熱面も低温度となるので、該伝熱面近傍における空気中の水蒸気が、凝縮を伴い氷結して微小な霜となるとともに、上記伝熱面に付着してしまう場合がある。該伝熱面に付着した微小な霜は、該伝熱面の温度が上昇しない限り、その着霜領域（霜が付着している領域）が拡大していく。そして、この着霜領域が拡大していくと、上記伝熱面への通風が妨げられることになり、冷凍装置の冷却能力は低下してしまう。

この着霜領域の拡大を防ぐための従来技術として特許文献１が挙げられる。特許文献１の冷凍装置では、蒸発器の伝熱面温度を上昇させて、該伝熱面に付着した霜を溶かす運転、いわゆる除霜運転と、冷却運転とを所定時間ごとに交互に行いながら、着霜領域の拡大を防いでいる。
特開平４−３６６３６５号公報

しかしながら、上記プルダウン運転は、定常状態の運転ではなく非定常状態の運転であるために、蒸発器の伝熱面温度が大きく変化する場合が多い。そして、この変化に伴って上記伝熱面の着霜条件も大きく変化するために、不定期に蒸発器の伝熱面に微小な霜が付着し易い。従って、特許文献１のように所定時間ごとの除霜運転では、微小な霜の着霜領域を拡大させてしまうおそれがある。つまり、通常冷却運転の場合には上記伝熱面温度が比較的に安定しているので、着霜領域の拡大に要する時間をある程度予測することができる。しかし、上記伝熱面温度が不安定なプルダウン運転では、着霜状態の予測が困難であり、仮に、所定時間ごとに除霜運転を行ったとしても、着霜領域が拡大していないにもかかわらず除霜運転を行ったり、着霜領域が拡大しているにもかかわらず除霜運転を行わなかったりする場合も考えられ、結果として庫内温度が設定温度域に達するまでに時間がかかるおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置において、プルダウン運転時における着霜領域の拡大に起因する冷却能力の低下を抑えて、プルダウン運転時間の長時間化を防ぎ、冷凍装置の省エネ性を向上させることである。

第１の発明は、圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置を前提としている。

そして、上記冷凍装置の圧縮機（4）が可変容量圧縮機（4）で構成され、上記制御手段（21）が、上記可変容量圧縮機（4）の容量を調整する容量調整手段（22）と、上記蒸発器（13）の蒸発温度を検出する冷媒温度検知手段（14）とを備え、プルダウン運転時に上記冷媒温度検知手段（14）により検知された蒸発温度が所定値以上となるように、上記容量調整手段（22）を制御することを特徴としている。

第１の発明では、上記制御手段（21）により、冷凍装置（1）の蒸発温度が所定値以上となるようなプルダウン運転が、冷凍装置（1）において行われるので、該冷凍装置（1）の蒸発器（13）における伝熱面温度も低くなり過ぎることなく、冷凍装置（1）が、プルダウン運転を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、所定時間前の上記空気温度と現在の上記空気温度との温度差が所定値以下のときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴としている。ここで、現在の上記空気温度とは、プルダウン運転が進行して冷却対象空間は冷却され続けている状態なので、所定時間前の空気温度より低い温度のことである。又、この場合の除霜運転は、庫内温度が比較的高いことを利用して、オフサイクル除霜運転とすることができる。尚、この点は、以下の第３から第５の発明でも同様である。

第２の発明では、上記冷凍装置（1）が、冷却対象空間における空気温度の状況により、適宜にプルダウン運転から除霜運転へ切り換わりつつ、第１の発明におけるプルダウン運転を行うことができる。ここで、冷却対象空間における空気温度の状況とは、所定時間前の上記空気温度と現在の上記空気温度との温度差が所定値以下となるような状況であり、該冷却対象空間の空気温度が下がりにくくなっていて着霜が予想される状況である。

第３の発明は、第１の発明において、上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、上記蒸発温度が所定値以下を所定時間継続したときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴としている。

第３の発明では、上記冷凍装置（1）が、第２の発明における冷却対象空間の空気温度の状況ではなく、該冷凍装置（1）の蒸発温度の状況により、適宜に除霜運転に切り換わりつつ、第１の発明におけるプルダウン運転を行うことができる。ここで、蒸発温度の状況とは、上記冷凍装置（1）の蒸発温度が所定値以下を所定時間継続している状況であり、上記冷凍装置（1）の蒸発器（13）内において、冷媒が蒸発しにくくなっていて着霜が予想される状況である。

第４の発明は、圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置（1）を前提としている。

そして、上記冷凍装置（1）の制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、所定時間前の上記空気温度と現在の上記空気温度の温度差が所定値以下のときには、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴としている。

第４の発明では、上記冷凍装置（1）が、冷却対象空間における空気温度の状況より、適宜に除霜運転に切り換わりつつ、プルダウン運転を行うことができる。ここで、冷却対象空間の空気温度の状況とは、第２の発明における空気温度の状況と同じような状況である。又、上記冷凍装置（1）の圧縮機（4）は、固定容量圧縮機で構成されていてもよい。

第５の発明は、圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置（1）を前提としている。

そして、上記冷凍装置（1）の制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、上記蒸発温度が所定値以下を所定時間継続したときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴としている。

第５の発明では、第４の発明のように冷却対象空間の空気温度の状況で適宜に除霜運転に切り換わるのではなく、上記冷凍装置（1）における蒸発温度の状況により、適宜に除霜運転に切り換わりながら、プルダウン運転を行うことができる。ここで、蒸発温度の状況とは、第３の発明における蒸発温度の状況と同じような状況である。又、上記冷凍装置（1）の圧縮機（4）は、固定容量圧縮機で構成されていてもよい。

本発明によれば、プルダウン運転時において、蒸発器（13）における伝熱面の温度が、プルダウン運転の温度範囲内を推移する状態を保ちながら、低くなり過ぎることがないので、該伝熱面に付着する微小な霜が成長しにくくなり、着霜領域の拡大による冷却能力の低下を抑えることができる。これにより、冷却能力の低下によるプルダウン運転時間の長期化を防ぐことができるので、冷凍装置（1）の省エネ性を向上させることができる。

第２の発明によれば、上記制御手段（21）が、冷却対象空間における所定時間前の空気温度と現在の上記空気温度との温度差が所定値以下であるのは、上記蒸発器（13）の伝熱面に微小な霜が付着して、蒸発器（13）の熱交換量が減少しつつあると判断できるので、適宜にプルダウン運転から除霜運転へ切り換えて霜を溶かすことにより、第１の発明に比べて、さらに着霜領域の拡大による冷却能力の低下を抑えることができる。ここで、所定時間前の空気温度と現在の上記空気温度との温度差が所定値以下とは、庫内の空気温度があまり冷えていないことを意味する。

第３の発明によれば、上記制御手段（21）が、上記冷凍装置（1）の蒸発温度が所定値以下を所定時間継続していると、蒸発器（13）の伝熱面に微小な霜が付着して、該蒸発器（13）の熱交換が阻害されて生じる圧縮機（4）の湿り運転を回避するために、膨張機構（12）が絞り量を大きくしている時間が長いと判断できるので、適宜にプルダウン運転から除霜運転へ切り換えて霜を溶かすことにより、第２の発明と同様に、第１の発明に比べて、さらに着霜領域の拡大による冷却能力の低下を抑えることができる。

第４の発明によれば、冷凍装置（1）の圧縮機が固定容量圧縮機で構成された場合でも、冷却対象空間の空気温度の状況により、適宜にプルダウン運転を中断して除霜運転に切り換えて霜を溶かすことができる。これにより、蒸発器（13）における伝熱面の着霜領域の拡大を防ぐことができるので、上記冷凍装置（1）における冷却能力の低下を抑えることができる。

第５の発明によれば、冷凍装置（1）の圧縮機（4）が固定容量圧縮機で構成された場合でも、第４の発明とは違って、冷却対象空間の空気温度の状況でなく、蒸発温度の状況により、適宜にプルダウン運転を中断して除霜運転に切り換えて霜を溶かすことができる。これにより、蒸発器（13）における伝熱面の着霜領域の拡大を防ぐことができるので、上記冷凍装置（1）における冷却能力の低下を抑えることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−冷凍装置の構成−
本実施形態の冷凍装置（1）は冷蔵倉庫内の冷却を行う冷凍装置である。図１に示すように、上記冷凍装置（1）は、室外機（2）と、液側連絡配管（11a）と、ガス側連絡配管（18a）と、図示しない冷蔵倉庫内に設けられた室内機（3）とを備えている。上記室外機（2）には室外回路（2a）が備えられており、該室外回路（2a）の一端には、液側連絡配管（11a）が接続される液側閉鎖弁（11）が設けられている。一方、室外回路（2a）の他端には、ガス側連絡配管（18a）が接続されるガス側閉鎖弁（18）が設けられている。又、上記室内機（3）には室内回路（3a）が備えられている。そして、上記室内回路（3a）のガス端に上記ガス側連絡配管（18a）が連通し、上記室内回路（3a）の液端に上記液側連絡配管（11a）が連通することにより、上記室外機（2）と上記室内機（3）とが接続されて、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）が構成されている。さらに、上記冷凍装置（1）には、上記室外機（2）と上記室内機（3）との運転制御を実行するコントローラ（制御手段）（21）も備えられている。

〈室外機〉
上記室外機（2）の室外回路（2a）は、上記ガス側閉鎖弁（18）から上記液側閉鎖弁（11）に向かって順に、可変容量圧縮機（圧縮機）（4）と室外熱交換器（凝縮器）（9）とが冷媒配管で接続されて構成されている。

上記可変容量圧縮機（4）には電気配線を介してインバータ（容量調整手段）（22）が接続されている。上記インバータ（22）は、可変容量圧縮機（4）に電流を供給するとともに、その電流の周波数を変化することが可能に構成されている。つまり、上記インバータ（22）により可変容量圧縮機（4）の容量を自在に変更することが可能となっている。一方、上記可変容量圧縮機（4）の吐出側には吐出冷媒配管（4a）が、吸入側には吸入冷媒配管（4b）がそれぞれ接続されている。上記吸入冷媒配管（4b）には吸入管温度センサ（19）と低圧圧力センサ（20）とが設けられている。又、上記吐出冷媒配管（4a）には、吐出管温度センサ（5）と高圧圧力スイッチ（6）と高圧圧力センサ（8）とが設けられている。更に、上記吐出冷媒配管（4a）には、上記可変容量圧縮機（4）から吐出された冷媒が逆流しないように逆止弁（7）が設置されている。

上記室外熱交換器（9）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成されており、該室外熱交換器（9）の近傍には、室外ファン（10）と外気温度センサ（30）とが設けられている。図示していないが、上記室外熱交換器（9）は、伝熱管が複数パスに配列されており、該伝熱管と直交して多数のアルミフィンが設置されている。

そして、上記室外機（2）には、上述したように、上記連絡配管（11a,18a）を介して上記室内機（3）が接続されている。

〈室内機〉
上記室内機（3）の室内回路（3a）は、該室内回路（3a）の液端からガス端に向かって順に、膨張弁（膨張機構）（12）と室内熱交換器（蒸発器）（13）とが冷媒配管で接続されて構成されている。

上記膨張弁（12）は、開度が調節可能な電子膨張弁（12）であり、その開度は適宜、外部からの電気信号によって変更可能に構成されている。

上記室内熱交換器（13）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成されており、図示していないが、上記室内熱交換器（13）は、伝熱管が複数パスに配列されており、該伝熱管と直交して多数のアルミフィンが設置されている。又、該室内熱交換器（13）の近傍には室内ファン（15）と冷蔵倉庫内の空気温度を測定する空気温度センサ（空気温度検出手段）（16）とが設けられ、該室内熱交換器（13）のガス側近傍にはガス側冷媒温度センサ（17）が、液側には冷媒温度センサ（冷媒温度検出手段）（14）がそれぞれ設けられている。

〈コントローラ〉
上記コントローラ（21）は、冷凍装置（1）に備えられた運転スイッチ（23）のＯＮ／ＯＦＦにより、該冷凍装置（1）の運転／停止を行うように構成されるとともに、上記冷凍装置（1）に設けられた温度センサ（5,14,16,17,19,30）、圧力センサ（8,20）及び圧力スイッチ（6）からの検出信号に応じて、可変容量圧縮機（4）、室外ファン（10）、室内ファン（15）及び膨張弁（12）等の制御を行うように構成されている。又、上記コントローラ（21）は、上記インバータ（22）と、図示していないが、プルダウン運転時に冷凍装置（1）の蒸発温度が所定値以上となるように、該インバータ（22）を制御する第１制御部と、除霜運転を行うための除霜制御部と、上記冷媒温度センサ（14）に基づいて該除霜制御部を制御する第２制御部と、上記空気温度センサ（16）に基づいて該除霜制御部を制御する第３制御部とを備えている。

−冷凍装置の運転動作−
本実施形態の冷凍装置（1）の運転動作について説明する。先ず上記冷凍装置（1）の基本動作である冷却運転と除霜運転について説明し、次に本実施形態に係る冷凍装置（1）の着霜拡大防止運転について説明する。

〈冷却運転〉
上記冷却運転は、プルダウン運転と通常冷却運転とに分けられる。

プルダウン運転とは、設定温度より高温域にある冷蔵倉庫の庫内温度を、該高温域から設定温度域まで急速に冷却させる運転である。一方、通常冷却運転とは、設定温度域まで冷却された庫内温度を、該設定温度域に維持させる運転である。つまり、冷凍装置（1）は、プルダウン運転時は高負荷運転、通常冷却運転時は中負荷或いは低負荷運転を主に行う。そして、これらの運転は可変容量圧縮機（4）をインバータ（22）で制御することにより実行される。

以下、冷凍装置（1）のプルダウン運転と通常冷却運転とを含む冷却運転について説明する。

この冷却運転では、室外熱交換器（9）を凝縮器とし、室内熱交換器（13）を蒸発器とした蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われて、冷蔵倉庫を冷却する運転が行われる。

上記冷凍装置（1）の運転スイッチ（23）がＯＮされると、該冷凍装置（1）が起動して可変容量圧縮機（4）が運転を開始する。可変容量圧縮機（4）が起動すると、該可変容量圧縮機（4）の吐出側から吐出冷媒配管（4a）を通って高圧ガス冷媒が吐出される。吐出された高圧ガス冷媒は、室外熱交換器（9）へ流入するともに、該室外熱交換器（9）内で、外気に放熱して凝縮して高圧液冷媒となる。上記高圧液冷媒は室外熱交換器（9）を流出するとともに、液側閉鎖弁（11）及び液側連絡配管（11a）を通過して膨張弁（12）に流入する。該膨張弁（12）に流入した高圧液冷媒は、該膨張弁（12）にて減圧されて低圧冷媒となり、室内熱交換器（13）に流入する。該室内熱交換器（13）に流入した低圧冷媒は、該室内熱交換器（13）を通過する際に冷蔵倉庫内の空気から吸熱する。冷蔵倉庫内の空気から吸熱した低圧冷媒は、蒸発して低圧ガス冷媒となって、室内熱交換器（13）を流出する。該室内熱交換器（13）から流出した低圧ガス冷媒は、ガス側連絡配管（18a）及びガス側閉鎖弁（18）を通過して、可変容量圧縮機（4）へ流入する。可変容量圧縮機（4）に流入した低圧ガス冷媒は、圧縮されて高圧ガス冷媒となって再び可変容量圧縮機（4）から吐出される。

上記冷却運転時は冷媒が以上のように冷媒回路（1a）内を循環して冷蔵倉庫内が冷却される。

〈除霜運転〉
上記除霜運転は、いわゆるオフサイクル除霜運転である。つまり、冷却運転を一時中断して、庫内の空気で室内熱交換器（13）についた霜を溶かす運転である。具体的には、該室内熱交換器（13）に設けられた冷媒温度センサ（14）に基づいて、上記コントローラ（21）の第２制御部から除霜制御部へ除霜運転の指令が入力されると、まず、可変容量圧縮機（4）の運転が停止して、冷凍装置（1）の冷却運転は一時中断する。しかし、室内ファン（15）はそのまま運転を続ける。これにより、設定温度域に達していない、つまり比較的に温度が高い庫内空気が、霜が付いた室内熱交換器（13）に供給され続けて、その霜が溶けていく。そして、所定時間が経過すると、上記除霜運転は終了し、再び可変容量圧縮機（4）が運転してプルダウン運転が再開される。

〈着霜拡大防止運転〉
次に、プルダウン運転時における着霜拡大防止運転の制御動作について、図２の制御フローに基づき説明する。

冷凍装置（1）の運転スイッチ（23）をＯＮにすると、ステップＳＴ１において冷蔵倉庫の庫内温度Ｔ１が設定値Ｘ１（例えば、Ｘ１＝１０℃）より高いか否かを判定する。ここで、上記庫内温度Ｔ１は、上記空気温度センサ（16）にて検出される温度であり、上記設定値Ｘ１は、庫内温度Ｔ１が庫内設定温度域に達しているか否かを判別するための値である。従って、この値は冷蔵倉庫内の設定温度により決定される。具体的には、庫内温度Ｔ１が設定値Ｘ１より低い場合は、庫内温度Ｔ１は設定温度域内であると判定されて、ステップＳＴ５に移る。ステップＳＴ５ではプルダウン運転が終了するとともに、冷凍装置は通常冷却運転に移行していく。一方、庫内温度Ｔ１が設定値Ｘ１より高い場合は、庫内温度Ｔ１は設定温度域外であり、プルダウン運転中と判定されて、ステップＳＴ２に移る。

ステップＳＴ２では、上記冷媒回路（1a）の蒸発温度Ｔ２が設定値Ｘ２より高くなるように、上記コントローラ（21）が、インバータ（22）を制御して、可変容量圧縮機（4）の周波数制御を行う。ここで、上記蒸発温度Ｔ２は、室内熱交換器（13）に設けられた冷媒温度センサ（14）にて検出される温度である。又、上記設定値Ｘ２は、上記室内熱交換器（13）における着霜の拡大を抑制する度合いを設定するための値となる。例えば、設定値Ｘ２が高ければ（例えば、Ｘ２＝−３℃）、室内熱交換器（13）の伝熱面温度が高い状態で、プルダウン運転が行われるので、該伝熱面は着霜しにくくなるが、プルダウン運転時の冷却能力は減少する。逆に、設定値Ｘ２が低ければ（例えば、Ｘ２＝−６℃）、該伝熱面は着霜し易くなるが、プルダウン運転時の冷却能力は増加する。つまり、冷凍倉庫内の状況により、プルダウン運転を、冷却能力重視とするか、着霜拡大防止を重視するかを選択した上で決定される値である。このような制御が行われて、ステップＳＴ３に移る。

ステップＳＴ３では２つの処理が行われる。そして、どちらか一方の条件を満たせば、除霜運転が必要であると判定される。先ず、１つ目の処理は、庫内温度の低下割合が、設定値Ｘ３（例えば、Ｘ３＝５℃／ｈｒ）より高いか否かを判定する。ここで、庫内温度の低下割合とは、１時間前の空気温度Ｔ１’と現在の空気温度Ｔ１との差で表される割合であり、上記設定値Ｘ３は、プルダウン運転の未着霜時における冷却能力を基に決定される値である。具体的には、この庫内温度の低下割合が設定値Ｘ３より高い場合は、プルダウン運転は着霜を伴わずに、正常に行われていると判定される。一方、この庫内温度の低下割合が設定値Ｘ３より低い場合は、着霜が拡大し始めて、冷却能力不足の運転であると判定される。次に、２つ目の処理は、蒸発温度Ｔ２が、設定値Ｘ４より低い状態が、例えば１時間以上継続しているか否かを判定する。具体的には、上記蒸発温度Ｔ２が設定値Ｘ４より低い状態が１時間以上経過していなければ、プルダウン運転は着霜を伴わずに、正常に行われていると判定される。一方、上記蒸発温度Ｔ２が設定値Ｘ４より低い状態が１時間以上経過していれば、着霜が拡大し始めていると判定される。ここで、上記設定値Ｘ４は、着霜運転を行わせたい蒸発温度の値である。例えば、設定値Ｘ４を−５℃に設定した場合には、設定値Ｘ２が−３℃に設定されていれば、この２つ目の処理は行われない。つまり、プルダウン運転が着霜防止重視であり伝熱面が着霜しにくい状態なので、２つ目の処理は行われない。又、設定値Ｘ４を−５℃に設定した場合で、設定値Ｘ２が−６℃に設定されていれば、この２つ目の処理が行われる場合がある。つまり、プルダウン運転が冷却能力重視であり伝熱面が着霜しやすい状態となるので、２つ目の処理が行われる場合がある。そして、２つの処理のうち、１つでも着霜が拡大し始めていると判定されれば、ステップＳＴ４へ移り、オフサイクルの除霜運転が１０分間行われた後で再びステップＳＴ１に戻る。一方、２つの処理のうち、１つでも着霜が拡大し始めていると判定されなければ、そのままステップＳＴ１に戻る。

以上の動作を繰り返して、プルダウン時における着霜拡大防止運転が行われる。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、冷凍装置（1）が、上記コントローラ（21）の制御による上記着霜拡大防止運転を行うことで、プルダウン時に室内熱交換器（13）の伝熱面に付着する微小な霜が成長しにくくなり、着霜領域の拡大による冷却能力の低下を抑えることができる。これにより、冷却能力の低下によるプルダウン運転時間の長期化を防ぐことができるので、冷凍装置（1）の省エネ性を向上させることができる。

又、上記着霜拡大防止運転において、冷蔵倉庫内の品物量や配置などの熱負荷状況により、蒸発温度Ｔ２に係る設定値Ｘ２及び設定値Ｘ４を変更することにより、様々な状況に対応した運転を行うこともできる。

−実施形態の変形例１−
変形例１の制御フローを図３に示す。変形例１では、圧縮機（4）が固定容量圧縮機で構成されているとしても、着霜拡大防止運転を行うことができるように構成されている。

先ず、冷凍装置（1）の運転スイッチ（23）をＯＮにすると、ステップＳＴ１において庫内温度Ｔ１が設定値Ｘ１より高いか否か判定される。以下、変形例１のステップＳＴ１での動作は、実施形態で示したステップＳＴ１の動作と同じである。この変形例１のステップＳＴ１において、プルダウン運転であると判定した場合は、ステップＳＴ２に移る。

ステップＳＴ２では、庫内温度の低下割合が、設定値Ｘ３（例えば、５℃／ｈｒ）より高いか否かを判定する。ここで、庫内温度の低下割合とは、１時間前の空気温度Ｔ１’と現在の空気温度Ｔ１との差で表される割合であり、上記設定値Ｘ３は、プルダウン運転の未着霜時における冷却能力を基に決定される値である。具体的には、この庫内温度の低下割合が設定値Ｘ３より高い場合は、プルダウン運転は着霜を伴わずに、正常に行われていると判定されてステップＳＴ１に戻る。一方、この庫内温度の低下割合が設定値Ｘ３より低い場合は、着霜が拡大し始めて、冷却能力不足の運転であると判定されてステップＳＴ３に移る。ステップＳＴ３では、オフサイクルの除霜運転が１０分間行われた後で、ステップＳＴ１に戻る。

以上の動作を繰り返して、固定容量圧縮機におけるプルダウン運転時の着霜防止制御を行うことができる。

−実施形態の変形例２−
変形例２の制御フローを図４に示す。変形例２は、変形例１と同じように、圧縮機（4）は固定容量圧縮機で構成されている。

先ず、冷凍装置（1）の運転スイッチ（23）をＯＮにすると、ステップＳＴ１において庫内温度Ｔ１が設定値Ｘ１より高いか否か判定される。以下、変形例２のステップＳＴ１での動作は、実施形態で示したステップＳＴ１の動作と同じである。この変形例２のステップＳＴ１において、プルダウン運転であると判定した場合は、ステップＳＴ２に移る。

ステップＳＴ２では、蒸発温度Ｔ２が、設定値Ｘ４より低い状態が、例えば１時間以上継続しているか否かを判定する。ここで、上記設定値Ｘ４は、着霜時における蒸発温度を基に設定される値である。具体的には、上記蒸発温度Ｔ２が設定値Ｘ４より低い状態が１時間以上経過していなければ、プルダウン運転は着霜を伴わずに正常に行われていると判定されてステップＳＴ１に戻る。一方、上記蒸発温度Ｔ２が設定値Ｘ４より低い状態が１時間以上経過していれば、着霜が拡大し始めていると判定されてステップＳＴ３に移る。ステップＳＴ３では、オフサイクルの除霜運転が１０分間行われた後で、ステップＳＴ１に戻る。

以上の動作を繰り返して、固定容量圧縮機におけるプルダウン運転時の着霜防止制御を行うことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

実施形態の変形例１或いは変形例２において、各々のステップＳＴ２の動作を組み合わせて、実施形態のステップＳＴ３のように並列処理を行わせることにより、除霜運転を行うかどうか判定させてもよい。

又、冷凍装置の蒸発温度は、温度センサのみで検出する必要はなく、圧力センサを用いて、該圧力センサの検出圧力値から飽和温度に換算してもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、冷凍装置のプルダウン運転における着霜対策について有用である。

実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 実施形態に係る着霜拡大防止制御の制御フロー図である。 実施形態の変形例１に係る着霜拡大防止制御の制御フロー図である。 実施形態の変形例２に係る着霜拡大防止制御の制御フロー図である。

符号の説明

1 冷凍装置
1a 冷媒回路
4 可変容量圧縮機（圧縮機）
9 室外熱交換器（凝縮器）
12 膨張弁（膨張機構）
13 室内熱交換器（蒸発器）
14 冷媒温度センサ（冷媒温度検知手段）
16 空気温度センサ（空気温度検知手段）
21 コントローラ（制御手段）
22 インバータ（容量調整手段）
23 運転スイッチ

Claims (5)

1. 圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置であって、
   上記圧縮機（4）が可変容量圧縮機（4）で構成され、
   上記制御手段（21）が、上記可変容量圧縮機（4）の容量を調整する容量調整手段（22）と、上記蒸発器（13）の蒸発温度を検出する冷媒温度検知手段（14）とを備え、プルダウン運転時に上記冷媒温度検知手段（14）により検知された蒸発温度が所定値以上となるように、上記容量調整手段（22）を制御することを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、所定時間前の上記空気温度と現在の上記空気温度との温度差が所定値以下のときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、上記蒸発温度が所定値以下を所定時間継続したときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴とする冷凍装置。
4. 圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置であって、
   上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、所定時間前の上記空気温度と現在の上記空気温度の温度差が所定値以下のときには、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴とする冷凍装置。
5. 圧縮機（4）と、凝縮器（9）と、膨張機構（12）と、蒸発器（13）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（1a）を有し、上記蒸発器（13）が設置される冷却対象空間の空気温度を検知する空気温度検知手段（16）と、該空気温度検知手段（16）により検知された冷却対象空間温度が所定値以上のときに行うプルダウン運転を含めた運転制御を実行する制御手段（21）とを備えた冷凍装置であって、
   上記制御手段（21）が、上記蒸発器（13）の除霜運転を実行する除霜運転手段を備え、上記蒸発温度が所定値以下を所定時間継続したときに、上記除霜運転を行うように上記除霜運転手段を制御することを特徴とする冷凍装置。
   

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