JP2009109110A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機（11）と凝縮器（12）と過冷却熱交換器（34）と膨張機構（13）と蒸発器（14）とを順に接続することにより構成された冷媒回路（10）を備え、ホットガスを蒸発器（14）に導入してデフロスト運転や加熱運転を行うように構成された冷凍装置（1）において、高圧上昇時の液インジェクションによる加熱能力不足のような不具合が生じるのを防止するとともに、装置の構造が複雑になるのを防止する。
【解決手段】デフロスト運転や加熱運転のようなホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）からガス冷媒を圧縮機（11）に導入するガスインジェクション通路（38）を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、庫内を冷却するための冷却熱交換器を備えた冷凍装置に関し、特に冷却熱交換器にホットガスを導入してデフロスト運転などの加熱運転を行うための技術に関するものである。

従来より、冷蔵庫や冷凍庫等の庫内を冷却するための冷凍装置が知られている。

例えば特許文献１には、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却する冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び冷却熱交換器（蒸発器）が接続された冷媒回路を備えている。この冷凍装置の冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。その結果、冷却熱交換器を流れる冷媒は庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気の冷却が行われる。この冷凍装置では、庫内空気を摂氏零度よりも低くしてコンテナ内の貯蔵物を冷凍する冷凍運転と、庫内空気を摂氏零度よりも高くしてコンテナ内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転とが可能になっている。

この種の冷凍装置では、特に冷凍運転時に効率よく運転するために、凝縮器の下流側に過冷却熱交換器（エコノマイザ熱交換器）を設け、該過冷却熱交換器で過冷却を付けた液液冷媒を、蒸発器である冷却熱交換器に供給するようにしたものがある。

一方、冷凍運転時には、庫内空気が摂氏零度よりも低くなるため、庫内空気中の水分が冷却熱交換器の表面に霜として付着する。冷却熱交換器への着霜量が多くなると、冷却能力が低下してしまうため、それを回避するためにデフロスト運転が行われる。海上コンテナ用の冷凍装置では、一般に、圧縮機の吐出ガス冷媒を蒸発器に流してから圧縮機に戻す冷媒循環サイクル（ホットガスデフロストサイクル）を採用して、冷却熱交換器に付着した霜を吐出ガス冷媒の熱で溶かすようにしている。このとき、高圧圧力が高くなりすぎると圧縮機が故障する原因となるため、それを防止するために、凝縮器や液配管に溜まった液冷媒を圧縮機の吸入側に戻す液インジェクションを行うようにしている。
特開２００２−３２７９６４号公報

しかし、ホットガスデフロスト中に液インジェクションを行うと、冷媒の吐出温度が急激に下がってしまうため、デフロスト能力が低下してしまうおそれがある。そのため、デフロストに要する時間が長くなったり、霜が完全に溶けないまま冷却運転に復帰してしまったりするおそれがある。また、デフロスト中の液インジェクションで低圧圧力が低下するのを防止するための機構を新たに追加すると、装置の構造が複雑になってしまう。

なお、以上の問題はホットガスデフロストを行うときに限らず、庫外が低温の時にホットガスを蒸発器に導入して庫内を加熱する運転を行うときも同様である。

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、ホットガスを蒸発器に導入してデフロスト運転や過熱運転を行う冷凍装置において、高圧上昇時の液インジェクションによる加熱能力不足のような不具合が生じるのを防止するとともに、装置の構造が複雑になるのを防止することである。

第１の発明は、圧縮機（11）と凝縮器（12）と過冷却熱交換器（34）と膨張機構（13）と蒸発器（14）とを順に接続することにより構成された冷媒回路（10）を備え、上記過冷却熱交換器（34）が、冷媒回路（10）の液配管（17）に接続された液側通路（34a）と該液配管（17）から分岐して減圧機構（36）が設けられたガス側通路（34b）とを備えて液冷媒とガス冷媒とが熱交換をするように構成され、上記冷媒回路（10）には、圧縮機（11）の吐出ガス冷媒を蒸発器（14）に導入するホットガス通路（23，24）と、ホットガスを上記蒸発器（14）に導入するホットガス導入運転時に高圧圧力が上昇すると液冷媒を圧縮機（11）の吸入側に導入する液インジェクション通路（26）とが設けられた冷凍装置を前提としている。

そして、この冷凍装置は、ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）からガス冷媒を圧縮機（11）に導入するガスインジェクション通路（38）を備えていることを特徴としている。

この第１の発明では、ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）に連通したガスインジェクション通路（38）から圧縮機（11）にガス冷媒が導入される。このことにより、圧縮機（11）の吐出冷媒温度が低下してしまうのを防止できる。

第２の発明は、第１の発明において、ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記液インジェクション通路（26）を閉鎖した状態として、ガスインジェクション通路（38）を開く開閉弁（42）を備えていることを特徴としている。

この第２の発明では、ホットガス導入運転時に液インジェクション通路（26）が閉鎖されるため、圧縮機（11）の吐出温度を十分に上昇させることができる。

第３の発明は、第１の発明において、ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記液インジェクション通路（26）を開いた状態のままで、ガスインジェクション通路（38）を開く開閉弁（42）を備えていることを特徴としている。

この第３の発明では、液インジェクション通路（26）を開いたままでホットガス導入運転を行うため、圧縮機（11）の吐出温度をある程度調整しながら上昇させることができる。

第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、上記ホットガス導入運転が、上記蒸発器（14）が着霜したときに行われるデフロスト運転であることを特徴としている。

この第４の発明では、蒸発器（14）にホットガスを導入して行うデフロスト運転中に吐出温度が低下しすぎないので、デフロスト能力を確保できる。

第５の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、上記ホットガス導入運転が、上記蒸発器（14）で空気を加熱するときに行われる加熱運転であることを特徴としている。

この第５の発明では、蒸発器（14）にホットガスを導入して行う加熱運転中に吐出温度が低下しすぎないので、加熱能力を確保できる。

本発明によれば、ホットガス導入運転時に液インジェクションをすることにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）からガス冷媒を圧縮機（11）に導入するガスインジェクション通路（38）を設けたことにより、ホットガス導入運転時に圧縮機（11）の吐出冷媒温度が低下してしまうのを防止できるので、加熱能力が低下するのを防止できる。したがって、加熱に要する時間が長くなったり、霜が完全に溶けないまま冷却運転に復帰してしまったりするのを防止できる。また、ホットガス導入運転中の液インジェクションで低圧圧力が低下するのを防止するための機構を新たに追加すると、装置の構造が複雑になってしまうが、本発明では過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）を利用しているため、構成が複雑になることもない。

上記第２の発明によれば、ホットガス導入運転時に液インジェクション通路（26）を閉鎖することにより、圧縮機（11）の吐出温度を十分に上昇させることができるから、十分な加熱能力を得ることができる。

上記第３の発明によれば、液インジェクション通路（26）を開いたままでホットガス導入運転を行うことにより、圧縮機（11）の吐出温度をある程度調整しながら上昇させることができるので、適度な加熱能力を得ることができる。

上記第４の発明によれば、蒸発器（14）にホットガスを導入して行うデフロスト運転中に吐出温度が低下しすぎないので、デフロスト能力を確保できる。

上記第５の発明によれば、蒸発器（14）にホットガスを導入して行う加熱運転中に吐出温度が低下しすぎないので、加熱能力を確保できる。

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。

本実施形態の冷凍装置（1）は、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却するものである。この冷凍装置（1）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えている。

冷媒回路（10）には、主な構成機器として、圧縮機（11）、凝縮器（12）、膨張弁（13）、及び蒸発器（14）が接続されている。

上記圧縮機（11）は、圧縮機モータの回転速度が一定となる固定容量型のスクロール圧縮機で構成されている。上記凝縮器（12）は、庫外に配置されており、いわゆる空冷凝縮器を構成している。この凝縮器（12）の近傍には、凝縮器（12）に庫外空気を送風する庫外ファン（15）が設けられている。そして、凝縮器（12）では、庫外ファン（15）が送風する室外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

上記膨張弁（13）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。この膨張弁（13）は、蒸発器（14）を流出する冷媒の過熱度に応じて開度が調節され、できるだけ過熱が付かないように制御される。

上記蒸発器（14）は、コンテナの庫内に配置されており、庫内を冷却するための冷却熱交換器を構成している。この蒸発器（14）の近傍には、コンテナ庫内の庫内空気を循環させながら蒸発器（14）に庫内空気を送風する庫内ファン（16）が設けられている。そして、蒸発器（14）では、庫内ファン（16）が送風する庫内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

上記圧縮機（11）の吐出管（21）は、逆止弁（31）及び吐出圧力調整弁（32）を介して上記凝縮器（12）の流入端と接続されている。この凝縮器（12）の流出端は、レシーバ（33）、第１電磁弁（液電磁弁）（41）、及び過冷却熱交換器（エコノマイザ熱交換器）（34）の高圧側流路（液側通路）（34a）を介して上記膨張弁（13）と接続されている。上記圧縮機（11）の吸入管（22）は、吸入比例弁（35）を介して上記蒸発器（14）の流出端と接続されている。この蒸発器（14）の流入端は上記膨張弁（13）と接続されている。

上記過冷却熱交換器（34）は、冷媒回路（10）の液配管（17）に接続された上述の高圧側流路（34a）を流れる冷媒と、該液配管（17）から分岐して後述の減圧機構が設けられた低圧側流路（ガス側通路）（34b）を流れる冷媒とを熱交換させるものである。この低圧側流路（34b）の流入端は、上記減圧機構であるキャピラリーチューブ（36）と、第２電磁弁（エコノマイザ電磁弁）（42）とを介して、上記レシーバ（33）と第１電磁弁（41）との間の配管に接続されている。また、低圧側流路（34b）の流出端は、上記圧縮機（11）の中間吸入口（11a）と接続されている。この中間吸入口（11a）は、圧縮機（11）の圧縮機構において冷媒の圧縮途中（低圧寄り）の位置に連通されている。

上記吸入比例弁（35）は、圧縮機（11）の吸入冷媒量を調節することで冷媒回路（10）における冷媒循環量を調節する流量調整弁を構成している。つまり、吸入比例弁（35）は、冷媒循環量を調節して上記蒸発器（14）の冷却能力を調節する能力調節手段を構成している。この吸入比例弁（35）は、ＰＩ制御の際に冷媒回路（10）内の冷媒流量を調節して庫内温度（吹出温度）を所定温度に対して例えば±０．５℃の範囲内に維持するように制御される（比例制御）。具体的には、吸入比例弁（35）は、庫内温度が設定温度より下がれば絞る方向に開度が調節され、逆に庫内温度が設定温度より上がれば開く方向に開度が調節されるものであって、フィードバック制御の対象となっている
冷媒回路（10）には、第１デフロスト管（23）、第２デフロスト管（24）、吐出ガスバイパス管（25）、及び液インジェクション管（26）も接続されている。

上記第１デフロスト管（23）及び第２デフロスト管（24）は、圧縮機（11）の吐出冷媒を上記蒸発器（14）に導入し、蒸発器（14）に付着した霜を融解させるデフロスト運転用の配管である。第１デフロスト管（23）及び第２デフロスト管（24）は、それぞれの一端が逆止弁（31）と吐出圧力調整弁（32）との間に接続され、それぞれの他端が上記膨張弁（13）と蒸発器（14）との間に接続されている。上記第１デフロスト管（23）には、デフロスト運転時に開放される第３電磁弁（ホットガス電磁弁）（43）が設けられている。上記第２デフロスト管（24）には、デフロスト運転時に開放される第４電磁弁（デフロスト電磁弁）（44）及びドレンパンヒータ（37）が設けられている。このドレンパンヒータ（37）は、コンテナ庫内において上記蒸発器（14）の表面から剥離した霜や結露水を受けるためのドレンパン（図示せず）内に設置されている。このため、デフロスト運転時に圧縮機（11）の吐出冷媒がドレンパンヒータ（37）を流通すると、ドレンパン内に回収された霜や結露水の氷塊は、圧縮機（11）の吐出冷媒から吸熱して融解する。なお、このデフロスト運転時には、通常は上記吐出圧力調整弁（32）が全閉状態に設定される。

上記吐出ガスバイパス管（25）は、蒸発器（14）の冷却能力が過剰となる場合などに圧縮機（11）の吐出冷媒を圧縮機（11）の吸入側に戻すためのアンロード用配管である。なお、この吐出ガスバイパス管（25）は、圧縮機（11）から吐出された冷媒中の冷凍機油を圧縮機（11）の吸入側に戻すための油戻し配管も兼ねている。この吐出ガスバイパス管（25）は、一端が上記逆止弁（31）と上記第４電磁弁（44）との間に接続され、他端が上記蒸発器（14）と上記吸入比例弁（35）との間に接続されている。吐出ガスバイパス管（25）には、運転条件に応じて適宜開放される第５電磁弁（吐出ガスバイパス電磁弁）（45）が設けられている。

上記液インジェクション管（26）は、凝縮器（12）で凝縮した液冷媒を圧縮機（11）の吸入側に返送する、いわゆる液インジェクション用の配管である。この液インジェクション管（26）は、一端が上記レシーバ（33）と第１電磁弁（41）との間に接続され、他端が吸入比例弁（35）と圧縮機（11）との間に接続されている。この液インジェクション管（26）には、運転条件に応じて適宜開放される第６電磁弁（インジェクション電磁弁）（46）が設けられている。

この冷凍装置（1）には、蒸発器（14）の近傍に２つの温度センサ（RS，SS）が設けられている。具体的に、蒸発器（14）の近傍における庫内空気流れの上流側には、蒸発器（14）に送り込まれる庫内空気の温度を検出する吸込温度センサ（RS）が設けられている。蒸発器（14）の近傍における庫内空気流れの下流側には、蒸発器（14）を通過した庫内空気の温度を検出する吹出温度センサ（SS）が設けられている。一方、冷媒回路（10）における蒸発器（14）の入口側には蒸発器入口温度センサ（EIS）が設けられ、蒸発器（14）の出口側には蒸発器出口温度センサ（EOS）が設けられている。

また、上記吐出管（21）には、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ（DHCS）と、吐出冷媒の高圧圧力を検出する高圧圧力センサ（HPT）が設けられている。吸入管（22）には、吸入冷媒温度を検出する吸入温度センサ（SGS）と、吸入冷媒の低圧圧力を検出する低圧圧力センサ（LPT）が設けられている。

この冷凍装置（1）は、制御手段としてのコントローラ（50）を備えている。このコントローラ（50）は、コンテナ庫内の設定温度に基づいて冷媒回路（10）の制御を行うものである。また、コントローラ（50）は、第１デフロスト管（23）や第２デフロスト管（24）を用いて蒸発器（14）の除霜を行うホットガスデフロスト運転や、庫外の気温が零度以下で庫内を加熱するときに蒸発器（14）にホットガスを流して行う加熱運転を行うように構成されている。

そして、以上の構成において、第１デフロスト管（23）と第２デフロスト管（24）は、圧縮機（11）の吐出ガス冷媒を蒸発器（14）に導入するためのホットガス通路を構成している。また、液インジェクション管（26）は、ホットガスデフロスト時や加熱運転時などのようにホットガスを上記蒸発器（14）に導入するホットガス導入運転時に、高圧圧力が上昇すると液冷媒を圧縮機（11）の吸入側に導入するものである。さらに、上記過冷却熱交換器（34）の低圧側流路（34b）はガス側通路であり、上記ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、ガス冷媒を圧縮機（11）に導入するガスインジェクション通路（38）に接続されている。

−運転動作−
この冷凍装置（1）は、コンテナの庫内温度を摂氏零度より低い温度に冷却して、庫内の貯蔵物を冷凍する冷凍運転（フローズン運転）と、庫内温度を摂氏零度より高い温度に冷却して、庫内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転（チルド運転）と、デフロスト運転とが可能となっている。

まず、冷蔵運転について説明する。冷蔵運転は、圧縮機（11）を連続的に運転し、蒸発器（14）で庫内空気を継続して冷却して庫内の貯蔵物を冷蔵する運転モードであり、圧縮機（11）を連続的に運転しながら上記膨張弁（13）及び吸入比例弁（35）の開度を適宜調節することにより、庫内温度が設定温度に対して±０．５℃より大きく温度変化するのを防止する制御が行われる。

この冷蔵運転では、基本的に上記第１電磁弁（41）が常時開放され、他の電磁弁（42〜46）は必要に応じて開閉される。なお、第２電磁弁（42）は冷凍運転時には液冷媒に過冷却を付けるために開放されるが、通常の冷蔵運転時は常に閉鎖される。また、庫外ファン（15）及び庫内ファン（16）は通常の回転速度で運転される。

この状態において、圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（21）を経由して凝縮器（12）へ流入する。凝縮器（12）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、レシーバ（33）から過冷却熱交換器（34）の高圧側流路（34a）を通過する。液冷媒は、その後、膨張弁（13）を通過する際に減圧されてから蒸発器（14）へ流入する。蒸発器（14）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、コンテナの庫内の冷却が行われる。蒸発器（14）で蒸発した冷媒は、吸入比例弁（35）を通過した後に圧縮機（11）に吸入される。

なお、通常の冷蔵制御中に冷凍能力が出過ぎる場合は、第５電磁弁（45）を開いて圧縮機（11）の吐出ガスの一部を吸入側に戻すアンロード動作により能力を低下させる。また、それでも能力が出過ぎる場合は、第３電磁弁（43）や第４電磁弁（44）を開いてホットガスの一部を蒸発器（14）に供給し、能力を低下させることもある。第３電磁弁（43）は、本来、デフロスト運転中に圧縮機（11）の吐出ガス冷媒を蒸発器（14）に供給して圧縮機（11）との間で循環させるホットガスデフロストを行うために用いられる。また、第４電磁弁は、本来、ドレンパンの氷を溶かすためのドレンパンヒータ（37）に圧縮機（11）からホットガスを流すために用いられる。

次に、冷凍運転について説明する。冷凍運転は、圧縮機（11）を連続的に運転し、蒸発器（14）で庫内空気を継続して冷却して庫内の貯蔵物を冷凍する運転モードであり、圧縮機（11）を連続的に運転しながら上記膨張弁（13）及び吸入比例弁（35）の開度を適宜調節することは冷蔵運転と同じである。

この冷凍運転では、上記第１電磁弁（41）と第２電磁弁（42）が常時開放され、他の電磁弁（43〜46）は必要に応じて開閉される。第２電磁弁（42）が開かれることにより液冷媒に過冷却が付けられて、冷却効率が高められる。また、庫外ファン（15）及び庫内ファン（16）も運転される。

この状態において、圧縮機（11）で圧縮された冷媒は、吐出管（21）を経由して凝縮器（12）へ流入する。凝縮器（12）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、２つに分流し、一方はレシーバ（33）から過冷却熱交換器（34）の高圧側流路（34a）を通過し、他方は過冷却熱交換器（34）の低圧側流路（34b）を流れる際に第２電磁弁（42）を通過してからキャピラリーチューブ（36）で減圧され、膨張する。高圧側流路（34a）を流れる冷媒と低圧側流路（34b）を流れる冷媒は熱交換し、低圧冷媒が高圧冷媒から吸熱して蒸発し、高圧液冷媒は過冷却される。

液冷媒は、その後、膨張弁（13）を通過する際に減圧されてから蒸発器（14）へ流入する。蒸発器（14）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。その結果、コンテナの庫内が冷却される。蒸発器（14）で蒸発した冷媒は、吸入比例弁（35）を通過した後に圧縮機（11）に吸入される。

冷凍運転時に蒸発器に着霜すると、デフロスト運転が行われる。デフロスト運転は、図２のフローチャートに沿って行われる。このフローの動作は、デフロスト信号が入力（タイマーによる入力またはマニュアル操作による入力）されることにより開始される。ステップST１では、デフロスト許可条件を判定するサブルーチンが実行される。ステップST２では、デフロスト条件が成立しているかどうかが判別される。デフロスト条件が成立していない場合、ステップST３でマニュアル操作の信号はクリアして、タイマーの動作は保持したまま、デフロストをせずにリターンする。つまり、ユーザーの操作によりデフロストの指示がされたときにデフロスト条件が成立していなければデフロスト運転を実行せず、タイマーによりデフロストの指示がされたときはステップST２でデフロスト条件が成立するまでステップST１〜ステップST３の動作が繰り返される。

ステップST２の判別の結果、デフロスト条件が成立している場合はステップST４に進み、デフロスト前に行うポンプダウンの準備に入る。ここでは、デフロスト運転に入ることもしくは入っていることを示すデフロストランプが点灯し、蒸発器（14）に庫内空気を送る庫内ファン（16）が停止する。また、デフロスト開始タイマーがクリアされ、デフロスト完了ガードタイマーがスタートする。

次のステップST５では、所定量の冷媒を蒸発器（14）から凝縮器（12）とレシーバ（33）へ回収するためにポンプダウン運転が行われる。ポンプダウン運転を行う理由は、全冷媒を使ってホットガスデフロストの運転をすると、冷媒の熱量が大きすぎて庫内が加熱されるためである。このポンプダウン時には、吸入比例弁（35）が全開となり、圧縮機（11）がオンの状態で庫外ファン（15）が起動して冷媒を凝縮させる。また、第１電磁弁（液電磁弁）（41）がオフ（閉）、第２電磁弁（エコノマイザ電磁弁）（42）がオン（開）、第３電磁弁（ホットガス電磁弁）（43）がオフ（閉）、第４電磁弁（デフロスト電磁弁）（44）がオフ（閉）となる。第２電磁弁（42）をオンにしているのは、動作中の異常が生じるのを防止するためである。

ステップST６では、ホットガスデフロスト運転が行われる。このとき、圧縮機（11）はオンのまま、庫外ファン（15）をオフにし、第３電磁弁（43）と第４電磁弁（44）をオン（開）にする。こうすると、冷媒（ホットガス）は、凝縮器（12）側へ流れる際の抵抗が蒸発器（14）側へ流れる際の抵抗よりも大きいため、凝縮器（12）の方へは殆ど流れずに蒸発器（14）の方へ流れる。このことにより、蒸発器（14）に付着した霜を除去することができる。

次に、ステップST７では、デフロスト終了条件が成立したかどうかを判別する。具体的には、(a)蒸発器（14）の出口の冷媒温度と蒸発器（14）の吸入空気温度が設定値より高いかどうか、(b)デフロストガードタイマーがカウントアップしたかどうか、そして(c)圧縮機の保護装置（高圧保護スイッチなど）が作動したかどうかを順に判別する。そして、これら３つの条件の判別結果のどれかが「ＹＥＳ」になると、ステップST８でデフロストランプを消灯し、デフロストガードタイマーをクリアし、さらに第３電磁弁（43）と第４電磁弁（44）をオフ（閉）にしてデフロスト運転を終了し、通常の温度制御に戻る。

ステップST７でデフロスト終了条件が成立しなかった場合は、ステップST９へ進む。ステップST９では、冷媒流量を調節しながらデフロスト運転を行うための「冷媒計量制御ルーチン」が行われる。

ステップST１０では、デフロスト運転中のインジェクション制御が行われる。具体的には、まず、デフロスト運転中に高圧圧力が所定値よりも上昇すると、第６電磁弁（46）を開いて液インジェクション管（26）から圧縮機（11）に液冷媒を供給する。次に、冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、過冷却熱交換器（34）の低圧側流路（ガス側通路）（34b）からガス冷媒を圧縮機に導入するガスインジェクションを行う。このとき、液インジェクション通路（26）を閉鎖した状態としてガスインジェクションを行うのが好ましいが、液インジェクション通路（26）を開いた状態のままでガスインジェクションを行うようにしてもよい。その後、ステップST７に戻り、デフロスト終了条件が成立するまでステップST７，ステップST９，ステップST１０の動作が繰り返される。

−実施形態の効果−
本実施形態では、ホットガスデフロスト中に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）に連通したガスインジェクション通路（38）から圧縮機（11）にガス冷媒が導入される。このことにより、圧縮機（11）の吐出冷媒温度が低下してしまうのを防止できる。したがって、加熱能力が低下するのを防止できるので、蒸発器（11）を加熱するのに要する時間が長くなったり、霜が完全に溶けないまま冷却運転に復帰してしまったりするのを防止できる。また、ホットガスデフロスト運転中の液インジェクションで低圧圧力が低下するのを防止するための機構を新たに追加すると装置の構造が複雑になってしまうが、本実施形態では過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）を利用しているため、構成が複雑になることもない。

また、ガスインジェクション中に液インジェクション通路（26）を閉じると圧縮機（11）の吐出冷媒温度を十分に高めて高い兼ねる能力を得ることが可能であるし、液インジェクション通路（26）を開いてガスインジェクションを行うと、圧縮機（11）の吐出温度をある程度調整して適度な加熱能力を得ることが可能となる。

《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。

例えば、上記実施形態では、蒸発器（14）が着霜したときに行われるデフロスト運転時に過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34a）を使ったガスインジェクションを行うようにしているが、庫外の空気温度が摂氏零度より低いときに行う加熱運転時に、上記と同様のガスインジェクションを行うようにしてもよい。

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、庫内を冷却するための冷却熱交換器と過冷却熱交換器を備えた冷媒回路を有する冷凍装置でホットガスを蒸発器に導入してデフロスト運転や過熱運転を行う場合に有用である。

本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 ホットガスデフロスト運転中の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

10 冷媒回路
11 圧縮機
12 凝縮器
13 膨張弁（膨張機構）
14 蒸発器
17 液配管
23 第１デフロスト管（ホットガス通路）
24 第２デフロスト管（ホットガス通路）
26 液インジェクション管（液インジェクション通路）
34 過冷却熱交換器
34a 高圧側流路（液側通路）
34b 低圧側流路（ガス側通路）
36 キャピラリーチューブ（減圧機構）
38 ガスインジェクション通路
42 第２電磁弁（開閉弁）

Claims (5)

1. 圧縮機（11）と凝縮器（12）と過冷却熱交換器（34）と膨張機構（13）と蒸発器（14）とを順に接続することにより構成された冷媒回路（10）を備え、
   上記過冷却熱交換器（34）は、冷媒回路（10）の液配管（17）に接続された液側通路（34a）と該液配管（17）から分岐して減圧機構（36）が設けられたガス側通路（34b）とを備えて液冷媒とガス冷媒とが熱交換をするように構成され、
   上記冷媒回路（10）には、圧縮機（11）の吐出ガス冷媒を蒸発器（14）に導入するホットガス通路（23，24）と、ホットガスを上記蒸発器（14）に導入するホットガス導入運転時に高圧圧力が上昇すると液冷媒を圧縮機（11）の吸入側に導入する液インジェクション通路（26）とが設けられた冷凍装置であって、
   ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記過冷却熱交換器（34）のガス側通路（34b）からガス冷媒を圧縮機（11）に導入するガスインジェクション通路（38）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記液インジェクション通路（26）を閉鎖した状態として、ガスインジェクション通路（38）を開く開閉弁（42）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、上記液インジェクション通路（26）を開いた状態のままで、ガスインジェクション通路（38）を開く開閉弁（42）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記ホットガス導入運転は、上記蒸発器（14）が着霜したときに行われるデフロスト運転であることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１から３の何れか１つにおいて、
   上記ホットガス導入運転は、上記蒸発器（14）で空気を加熱するときに行われる加熱運転であることを特徴とする冷凍装置。

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