JP2008089224A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低く抑えながら、蒸発器の除霜を行うことができる冷凍装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２、凝縮器３、減圧装置４及び蒸発器５を有する冷媒回路１０と、圧縮機２から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器１２と、蒸発器５よりも高い位置に配置され熱交換器１２において熱交換された水を蓄える貯湯タンク１３と、を備え、除霜運転時に、貯湯タンク１３に蓄えられた水を自由落下させることにより蒸発器５に噴射し、除霜を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除霜機構を備えた冷凍装置に関するものである。

従来、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を備えた冷媒回路を含むヒートポンプを有する冷凍装置においては、蒸発器の冷却により周囲温度の露点温度以下で、且つ、０℃以下になると、空気中の水蒸気が凝固して蒸発器の表面に着霜することがある。このような着霜が発生すると、蒸発器の冷却能力が低下してしまう。

そこで、このような蒸発器に付着した霜を除霜する（デフロスト）する方法として、電気ヒータで蒸発器を加熱して霜を溶かす電気ヒータデフロスト方式、蒸発器に水をかけて霜を溶かす散水デフロスト方式、圧縮機の吐出ガス（ホットガスという）を蒸発器の中へ入れて霜を溶かすホットガスデフロスト方式などが用いられている。ヒータはエネルギー効率が低く（ＣＯＰ≦１．０）、ホットガスデフロストは圧縮機を動作させるため、電気ヒータデフロスト方式やホットガスデフロスト方式は消費電力の低減化が困難であった。

さらに、冷媒回路を含む冷却ユニットに蓄熱槽を設け、この蓄熱槽に凝縮器と再蒸発コイルを収容すると共に、液化した冷媒を再蒸発コイルに流入して蓄熱槽の熱により温められ気化した冷媒を冷却コイルに供給して、ここで冷媒が液化してその凝縮熱で霜を取るという構成の冷気発生機の除霜装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２５７４３９号公報

この除霜装置は、冷媒回路において、冷凍運転時の廃熱を利用して蓄熱を行い、除霜運転時に、この蓄熱を利用して液化冷媒を気化し、その気化冷媒を液化する際の凝縮熱により除霜する。したがって、冷媒を気化し、さらに液化する工程は、効率が低い工程であるため、消費電力を低く抑えることが困難であるという問題があった。

そこで、本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであり、消費電力を低く抑えながら、除霜を行うことができる冷凍装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、冷凍運転中の廃熱を蓄熱する蓄熱手段と、を備え、除霜運転時に、前記蓄熱手段に蓄熱された熱を前記霜に直接印加することにより除霜を行うことを特徴とする。

請求項２の発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクと、を備え、除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記蒸発器に噴射し、前記除霜を行うことを特徴とする。

請求項３の発明の冷凍装置は、請求項２に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクを前記蒸発器よりも高い位置に配置し、除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた前記水を、自由落下させることにより、前記蒸発器に噴射することを特徴とする。

請求項４の発明の冷凍装置は、請求項２又は請求項３に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクに蓄えられた水を、前記蒸発器に拡散させて噴射するための拡散手段を備えることを特徴とする。

請求項５の発明の冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、前記蒸発器よりも高い位置に、当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクが配設され、前記蒸発器よりも低い位置に、前記除霜運転時に貯湯タンクから前記蒸発器に噴射された水、前記蒸発器に付着した霜および霜が溶けて発生した水を蓄えるためのバッファタンクが配設され、前記貯湯タンクに水を導入するための導入手段を備えることを特徴とする。

請求項６の発明の冷凍装置は、請求項２乃至５に記載の冷凍装置において、前記熱交換器により前記冷媒と前記水とを熱交換させる交換熱量と、前記貯湯タンクの容量と、除霜開始時間とから貯湯開始時間を予測し、当該貯湯開始時間がきてから前記貯湯タンクに水を蓄えることを特徴とする。

請求項７の発明の冷凍装置は、請求項２乃至６に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記熱交換器と前記貯湯タンクの間で循環させることを特徴とする。

請求項８の発明の冷凍装置は、請求項１乃至７に記載の冷凍装置において、前記冷媒回路に流す冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、冷凍運転中の廃熱を蓄熱する蓄熱手段と、を備えた冷凍装置において、除霜運転時に、前記蓄熱手段に蓄熱された熱を前記霜に直接印加することにより除霜を行うので、圧縮機を停止させることが可能であり、消費電力の低減化を図りつつ、除霜を行うことができる。

請求項２の発明によれば、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクと、を備えた冷凍装置において、除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記蒸発器に噴射し、前記除霜を行うので、冷凍運転中の廃熱を単純な構成及び簡便な手段により蓄熱することができ、この蓄熱された熱を単純な構成及び簡便な手段により霜に直接印加することができる。これにより、単純な構成及び簡便な手段によって、消費電力を低く抑えつつ、除霜を行うことができる。

請求項３の発明によれば、請求項２に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクを前記蒸発器よりも高い位置に配置し、除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた前記水を、自由落下させることにより、前記蒸発器に噴射するので、より単純な構成及びより簡便な手段により、蓄熱された熱を霜に直接印加することができる。これにより、より単純な構成及びより簡便な手段によって、消費電力を低く抑えつつ、除霜を行うことができる。

請求項４の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクに蓄えられた水を、前記蒸発器に拡散させて噴射するための拡散手段を備えるので、貯湯タンクに蓄えられた水を蒸発器全体にわたって噴射させることができる。これにより、除霜効果を向上させることができる。

請求項５の発明によれば、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、前記蒸発器よりも高い位置に、当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクが配設されるので、冷凍運転中の廃熱を単純な構成及び簡便な手段により蓄熱することができる。

また、前記蒸発器よりも低い位置に、前記除霜運転時に貯湯タンクから前記蒸発器に噴射された水、前記蒸発器に付着した霜および霜が溶けて発生した水を蓄えるためのバッファタンクが配設され、前記貯湯タンクに水を導入するための導入手段を備えるので、除霜運転時に蒸発器に噴射された水を次回の除霜運転に再利用でき、蒸発器に付着した霜および霜が溶けて発生した水も次回の除霜運転に利用できる。これにより、除霜運転に必要な水の量を低減することができ、かつ、消費電力を低く抑えつつ、除霜を行うことができる。

請求項６の発明によれば、請求項２乃至５に記載の冷凍装置において、前記熱交換器により前記冷媒と前記水とを熱交換させる交換熱量と、前記貯湯タンクの容量と、除霜開始時間とから貯湯開始時間を予測し、当該貯湯開始時間がきてから前記貯湯タンクに水を蓄えるので、貯湯後に、貯湯タンクに蓄えた高温の水を保温する時間を短縮でき、効率的で省エネルギーな貯湯を行うことができる。

請求項７の発明によれば、請求項２乃至６に記載の冷凍装置において、前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記熱交換器と前記貯湯タンクの間で循環させるので、圧縮機から吐出された冷媒と熱交換器を流れる水との間で熱交換することにより、冷媒温度を低下させることができる。したがって、例えば、外気温度が高い場合のような高負荷冷凍運転を必要とされる場合に、冷媒温度が高くなりすぎるのを防止することができるため、安定な冷凍運転を行うことができる。

請求項８の発明によれば、請求項１乃至７に記載の冷凍装置において、前記冷媒回路に流す冷媒が二酸化炭素であるので、熱交換器を流れる水と熱交換させることにより、この水をより高温にすることができる。したがって、より高温の水を貯湯することができるため、貯湯タンクの容積を小さくすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。

図１は、本発明の一実施形態としての冷凍装置１を示す概略構成図、図２は、図１の冷凍装置１の除霜工程を説明するための説明図、図３は、図１の冷凍装置１の構成要素が除霜運転時にどのように動作するかを説明するためのタイミングチャート図である。

図１を参照して、本発明の冷凍装置１の冷媒回路１０は、圧縮機２、凝縮器３、膨張弁からなる減圧装置４、蒸発器５を冷媒配管６によって互いに接続して、冷媒を図中点線矢印方向に循環させる冷凍サイクルを構成している。本実施例の冷凍サイクルにおいては、冷媒回路１０内に前記冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ_２）が所定量封入されている。

圧縮機２で圧縮された冷媒は、高温高圧状態で凝縮器３に入り、そこで図示しない送風機により空冷される。これにより、冷媒は放熱して凝縮液化し、膨張弁４に至る。膨張弁４で冷媒は絞られて減圧され、蒸発器５に流入して蒸発する。このときの吸熱により冷却作用を発揮する。そして蒸発器５内で蒸発して低温となったガス冷媒は圧縮機２に再び吸引されるサイクルを繰り返すものである。

また、本実施例の冷凍装置１は、冷凍運転中の廃熱を蓄熱する蓄熱手段を備えている。そして、この蓄熱手段に蓄熱された熱を利用して、長時間の冷凍運転により蒸発器５に付着する霜を除去することができる。このことについて、以下に詳述する。

上述した冷媒回路１０の圧縮機２と凝縮器３の間に熱交換器１２が配設され、外部から矢印Ｃの方向に水を導入し、三方弁１６を介して矢印Ｅの方向に水を熱交換器１２に導入するための水配管１９が設けられている。

ここで、図１において、実線の矢印は、水の流れる方向を示している。

熱交換器１２には蓄熱手段としての貯湯タンク１３が水配管１９によって接続されている。貯湯タンク１３には、温水を蓄える容器の周囲に断熱材が配設されており、蓄えた温水を保温することができる。また、この貯湯タンク１３には、水温センサ（図示しない）が配設されており、蓄えられた水の温度を測定することができる。この貯湯タンク１３は、蒸発器５より高い位置に設置されている。さらに、貯湯タンク１３からは蒸発器５に向かって水配管１９が配設されており、貯湯タンク１３内の水を、貯湯タンク１３より低い位置に配置された蒸発器５に噴射できるようになっている。

また、前記貯湯タンク１３の出口側には三方弁１７が配設されており、貯湯タンク１３と、蒸発器５の上方に延びる水配管１９と、前記三方弁１６に接続される水配管１９とに接続される。

本実施例の冷凍装置１は、図２に示すように、貯湯タンク１３と蒸発器５の間に拡散手段としての網３１を備えている。すなわち、貯湯タンク１３、網３１及び蒸発器５は、上方から貯湯タンク１３、網３１、蒸発器５の順に配設されている。なお、図２においては、三方弁１６、１７、１８は省略されており、実線矢印は除霜運転時の水の流れる方向を示し、白抜き矢印は冷凍運転時の空気の流れる方向を示している。冷凍装置１は、冷凍運転時には、空気が貯湯タンク１３に当たらないように構成されている。冷凍運転時の空気の流れは、図２に示された流れに限らず、蒸発器５によって冷却された空気が貯湯タンク１３に当たらないような流れであればよい。

網３１は格子状の構造を有している。貯湯タンク１３内の水を水配管１９から放出することにより、水は自由落下し、貯湯タンク１３の下方に配置された網３１に衝突する。網３１に衝突した水は、衝突により四方八方に飛び散って蒸発器５に向けて落下し、あるいは、網３１に付着した水が網３１に沿って四方八方に広がった後、蒸発器５に向けて落下する。したがって、貯湯タンク１３から放出された水は、網３１によって広範囲に拡散された上で蒸発器５に向けて落下させることができるので、蒸発器５全体にわたって水をかけることができる。

貯湯タンク１３に蓄えられた水は、後述するように熱交換器１２により加熱された温水であるため、蒸発器５には温水がかけられる。この温水によって、蒸発器５に付着した霜を溶かすことができ、溶けた霜を下方に流し落とすことにより、除霜することができる。

また、蒸発器５の下方には、バッファタンク１４が配設され、貯湯タンク１３から蒸発器５に噴射された水、除霜された霜及び霜が溶けた水が流れ落ちたものを一時的に蓄えることができる。バッファタンク１４には水を外部に排出するためのドレイン配管２０が接続されている。

また、ドレイン配管２０は、水がバッファタンク１４から外部に排出される手前の箇所で三方弁１８に接続されている。この三方弁１８は、バッファタンク１４、ドレイン配管２０の水排出出口と接続されている。さらに、三方弁１８は、前記三方弁１６に接続されている水配管１９に接続されている。

前記三方弁１６と前記熱交換器１２の間には、前記貯湯タンクに水を導入するための導入手段としてのポンプ１５が接続されている。このポンプ１５は、三方弁１６を介して、外部から水を熱交換器１２に導入する（図１中の、矢印Ｃ及び矢印Ｅの流れ）、貯湯タンク１３から放出された水を蒸発器５に噴射せずに水配管１９から熱交換器１２に導入する（図１中の、矢印Ｂ、矢印Ｄ及び矢印Ｅの流れ）、または、上述したドレイン配管２０から分岐した水配管１９から水を熱交換器１２に導入する（図１中の、矢印Ｇ、矢印Ｄ及び矢印Ｅの流れ）ためのものである。なお、上水道から水を熱交換器１２に導入する場合等、熱交換器１２に水を導入するためにポンプが不要な程度の水圧を備えた外部水源から水を導入する場合には、ポンプ１５の設置位置は、三方弁１６と熱交換器１２に間でなくてもよく、例えば、三方弁１６と三方弁１７の間、かつ、三方弁１６と三方弁１８の間に設置してもよい。

以下、図３を参照して、本実施例の冷凍装置１における除霜工程について説明する。本実施例の冷凍装置１は、図示しない制御装置を備えており、この制御装置は、冷媒回路１０の圧縮機２のＯＮ/ＯＦＦ、ポンプ１５のＯＮ/ＯＦＦ、三方弁１７の開閉、除霜運転の開始・終了、高負荷運転のＯＮ/ＯＦＦ等を制御している。

（貯湯運転）
前回水を貯湯タンク１３に水を蓄えた後、その水を保持している場合等、貯湯タンク１３に水が蓄えられたままの状態の場合について、貯湯工程を説明する。この場合、貯湯タンク１３内の水の温度が低くなっている。

上述した冷媒回路１０の冷凍運転中（図３中の圧縮機ＯＮ、除霜運転ＯＦＦの状態）に、ポンプ１５をＯＮして、三方弁１７の矢印Ｂ方向を開け、三方弁１６のＤ及びＥ方向を開ける（図３中のタイミング（ａ））。これにより、貯湯タンク１３に蓄えられていた水が三方弁１７、三方弁１６、熱交換器１２を流れ、貯湯タンク１３に再び蓄えられる。

ここで、熱交換器１２において、水配管１９を流れる水と、上述した冷媒回路１０の圧縮機２から吐出され冷媒配管６を流れる高温冷媒との間で熱交換がなされ、熱交換器１２を通過した水は加熱されて温度が９０℃程度に上昇する。このようにして熱交換器１２を通過して加熱された温水は、貯湯タンク１３に蓄えられる。

また、貯湯タンク１３に水が蓄えられていない場合等、外部の水源から水を導入する場合については、以下のような貯湯工程を行う。

上述した冷媒回路１０の冷凍運転中（図３中の圧縮機ＯＮ、除霜運転ＯＦＦの状態）に、外部から水を導入し（図１中、矢印Ｃ）、三方弁１６のうち、熱交換器１２側を開けることにより、水を熱交換器１２に導入する（図１中、矢印Ｅ）。熱交換器１２において、水配管１９を流れる水と、上述した冷媒回路１０の圧縮機２から吐出され冷媒配管６を流れる高温冷媒との間で熱交換がなされる。これにより、熱交換器１２を通過した水は加熱されて温度が９０℃程度に上昇する。

熱交換器１２を通過し加熱された水は、貯湯タンク１３に流入される。この時点では三方弁１７は閉じられているため、温水が貯湯タンク１３に蓄えられていく。

このように温水が貯湯タンク１３に蓄えられ、温水は８０℃程度に保温される。

（除霜運転）
次に、上記のような貯湯運転によって、貯湯タンク１３に温水が蓄えられた後、除霜運転を開始する（図３中のタイミング（ｂ））。図３中のタイミング（ｂ）において、冷媒回路１０の圧縮機２の運転を停止し、冷媒回路１０の冷凍運転を停止する。また、ポンプ１５の運転を停止し、三方弁１７のＢ方向を閉じ、Ａ方向を開ける。これにより、貯湯タンク１３内の水を三方弁１７、三方弁１６、熱交換器１２に流して再び貯湯タンク１３に水を蓄える工程を停止する。そして、貯湯タンク１３内の温水を蒸発器５に向けて噴射する。噴射された温水により、蒸発器５に付着していた霜が溶かされ、蒸発器５から下方に流れ落とされる。蒸発器５から流れ落ちた温水、霜、霜が溶けた水は、蒸発器５の下方に配設されたバッファタンク１４内に蓄えられる。

次いで、三方弁１８のＧ方向を開け、三方弁１７を閉じ、ポンプ１５の運転を開始する（図３中のタイミング（ｃ））。これにより、バッファタンク１４に蓄えられた水を三方弁１８、三方弁１６、ポンプ１５及び熱交換器１２を介して貯湯タンク１３に蓄える。このようにして、一度除霜運転において使用した水、蒸発器５から除霜された霜が溶けた水を貯湯タンク１３に蓄えておくことによって、次回の除霜運転時にこの水を再利用することができ、節水に資することができる。ただし、除霜運転の際に除霜された分の水が除霜運転ごとに加えられることになるので、バッファタンク１４に蓄えられた水を貯湯タンク１３に蓄える際に、三方弁１８のＧ方向を閉じ、Ｆ方向を開けることによって、ドレイン管２０を介して、余剰の水を排出することができる。

また、図３中のタイミング（ｃ）からタイミング（ｄ）の間は、三方弁１７を閉じているので、貯湯タンク１３内の温水が蒸発器５に噴射されない。このため、この期間に、噴射された温水、霜、霜が溶けた水が蒸発器５から流れ落ち、さらに蒸発器５を乾燥させることができる（いわゆる水切り工程）。これにより、図３中のタイミング（ｄ）において圧縮機２を起動させて冷媒回路を運転させても、蒸発器５が温水を噴射されたことに起因して着霜するのを防止することができる。

（貯水・冷媒回路起動工程）
次いで、冷媒回路１０の圧縮機２の運転を開始し、除霜運転を終了する（図３中のタイミング（ｄ））。この時には、ポンプ１５が運転されており、バッファタンク１４に蓄えられた水を貯湯タンク１３に蓄える工程を続けている。この工程において、水が熱交換器１２を通過する際に、冷媒回路１０の圧縮機２から吐出された冷媒と水が熱交換されるため、冷媒圧力を下げることができる。これにより、冷媒回路１０の冷凍運転を安定して開始させることができる。

次に、ポンプ１５の運転を停止する（図３中のタイミング（ｅ））。これにより、バッファタンク１４に蓄えられた水を貯湯タンク１３に蓄える工程を終了する。

ここで、除霜運転開始時間（図３中のタイミング（ｂ）に対応）は、前回除霜運転を行ってから冷媒回路１０の冷凍運転を開始した時からの冷凍運転通算時間に応じて設定される。上述した制御装置は、例えば、冷凍運転通算時間に対応して蒸発器５に着霜した霜の量を予想し、この霜の量に応じて除霜するために必要とされる熱交換量が設定されたテーブルを有している。そして、この必要熱交換量及び貯湯タンク１３の貯湯可能容量より、除霜運転開始時間から逆算して貯湯開始時間を設定することができる。これにより、貯湯後に、貯湯タンクに蓄えた高温の水を保温する時間を短縮でき、効率的で省エネルギーな貯湯を行うことができる。

また、本実施例の冷凍装置１は、図示しない外気温センサを備えており、外気温が高い場合（例えば、３５℃程度）、外気温センサがあらかじめ設定された温度以上の温度を検知すると、前記制御装置が高負荷運転モードの運転を行う。すなわち、外気温が高い場合のような高負荷時に冷凍運転を行う際には、前回の除霜運転の際に貯湯タンク１３に蓄えられて保持される間に温度が下がった水を冷凍運転開始時に、三方弁１７のＢ方向の弁を開け、三方弁１６のＤ方向の弁を開け、ポンプ１５をＯＮする（図３中のタイミング（ｆ））。これにより、貯湯タンク１３内の冷水を三方弁１７、三方弁１６、熱交換器１２、再び貯湯タンク１３という経路で循環させることができる。冷水が熱交換器１２を通過する際、冷媒回路１０の圧縮機２から吐出された高温高圧冷媒と熱交換することにより、高温高圧冷媒の温度、圧力を下げることができる。外気温が高温の場合のような高負荷時における冷凍運転開始の際には、圧縮機２から吐出された冷媒の温度、圧力が高くなりすぎる場合があるので、上記循環により冷媒の温度を下げることによって、安定した冷凍運転を開始することができる。そして、ポンプ１５をＯＦＦし、三方弁１６を閉じ、三方弁１７を閉じる（図３中のタイミング（ｇ））ことによって、高負荷運転モードの運転を終了する。

また、上記のような高負荷時には、上述した除霜運転開始時間から逆算した貯湯開始時間とは異なるタイミングで、水を熱交換器１２、貯湯タンク１３に流してもよい。この場合、具体的には、外部から水を導入し（図１中、矢印Ｃ）、三方弁１６のうち、熱交換器１２側を開けることにより、水を熱交換器１２に導入する（図１中、矢印Ｅ）。熱交換器１２において冷媒と熱交換されることにより加熱された水を貯湯タンク１３に蓄える。そして、三方弁１７のＢ方向を開け、三方弁１８のＧ方向及びＦ方向を開けることにより、貯湯タンク１３内の水を、Ｂ方向、Ｇとは逆方向、Ｆ方向に流し、ドレイン配管２０から外部に排出する。外気温が高温の場合のような高負荷時には、冷凍運転開始時に限らず、圧縮機２から吐出された冷媒の温度が高くなりすぎる場合があるので、上述したように水を流すことにより冷媒の温度を下げることによって、安定した冷凍運転を行うことができる。

また、上述したバッファタンク１４に蓄えられた水を貯湯タンク１３に蓄える工程を終了した時点（タイミング（ｅ））において、バッファタンク１４に水を残しておき、高負荷運転開始時に、三方弁１８のＧ方向を開け、三方弁１６のＤ方向を開け、ポンプ１５の運転を開始することによって、バッファタンク１４に残しておいた水を熱交換器１２を介して貯湯タンク１３に蓄えてもよい。そして、三方弁１８を閉じ、三方弁１７のＢ方向を開けることにより、このようにして貯湯タンク１３に蓄えられた水を三方弁１７、三方弁１６、熱交換器１２、再び貯湯タンク１３という経路で循環させてもよい。このような場合にも上記と同様の効果を得ることができる。

このような循環運転は、高負荷時ではない冷凍運転開始時において行っても同様の効果を得ることができる。

上記の実施例においては、冷凍運転中の廃熱を蓄熱する例として、冷凍運転中の圧縮機から吐出された冷媒の廃熱を、当該圧縮機と凝縮器との間に設置された熱交換器を流れる水と熱交換させ、この水を貯湯タンクに蓄えることによって蓄熱しているが、これに限定されるものではない。

また、実施例においては、蓄熱手段に蓄熱された熱を霜に直接印加することにより除霜を行う例として、前記貯湯タンクに蓄えられた温水を蒸発器に噴射して霜を溶かして流し落とすことにより除霜を行っているが、これに限定されるものではない。

また、実施例においては、貯湯タンクに蓄えられた水を、蒸発器に拡散させて噴射させるための拡散手段として、格子状の網を用いているが、これに限定されるものではなく、噴射された水を蒸発器に拡散できる手段であればよい。

以上のように、本発明の冷凍装置によれば、消費電力を低く抑えながら、除霜を行うことができる。

本発明の一実施例である冷凍装置を示す概略構成図である。 図１の冷凍装置の除霜工程を説明するための説明図である。 図１の冷凍装置の構成要素が除霜運転時にどのように動作するかを説明するためのタイミングチャート図である。

符号の説明

１ 冷凍装置
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧装置
５ 蒸発器
６ 冷媒配管
１０ 冷媒回路
１２ 熱交換器
１３ 貯湯タンク
１４ バッファタンク
１５ ポンプ
１６、１７、１８ 三方弁
１９ 水配管
２０ ドレイン配管
３１ 網

Claims (8)

1. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、
   冷凍運転中の廃熱を蓄熱する蓄熱手段と、
   を備え、
   除霜運転時に、前記蓄熱手段に蓄熱された熱を前記霜に直接印加することにより除霜を行うことを特徴とする冷凍装置。
2. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、
   当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクと、
   を備え、
   除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記蒸発器に噴射し、前記除霜を行うことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２に記載の冷凍装置において、
   前記貯湯タンクを前記蒸発器よりも高い位置に配置し、除霜運転時に、前記貯湯タンクに蓄えられた前記水を、自由落下させることにより、前記蒸発器に噴射することを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の冷凍装置において、
   前記貯湯タンクに蓄えられた水を、前記蒸発器に拡散させて噴射するための拡散手段を備えることを特徴とする冷凍装置。
5. 圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を有する冷媒回路と、
   前記圧縮機から吐出された冷媒と水とを熱交換させる熱交換器と、
   前記蒸発器よりも高い位置に、当該熱交換器において熱交換された水を蓄える貯湯タンクが配設され、
   前記蒸発器よりも低い位置に、前記除霜運転時に貯湯タンクから前記蒸発器に噴射された水、前記蒸発器に付着した霜および霜が溶けて発生した水を蓄えるためのバッファタンクが配設され、
   前記貯湯タンクに水を導入するための導入手段を備えることを特徴とする冷凍装置。
6. 前記熱交換器により前記冷媒と前記水とを熱交換させる交換熱量と、前記貯湯タンクの容量と、除霜開始時間とから貯湯開始時間を予測し、当該貯湯開始時間がきてから前記貯湯タンクに水を蓄えることを特徴とする請求項２乃至５に記載の冷凍装置。
7. 前記貯湯タンクに蓄えられた水を前記熱交換器と前記貯湯タンクの間で循環させることを特徴とする請求項２乃至６に記載の冷凍装置。
8. 前記冷媒回路に流す冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１乃至７に記載の冷凍装置。

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