JP3218799B2 - 二元冷凍装置のデフロスト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１または複数の低温側
冷凍サイクルと、１つの高温側冷凍サイクルとが、各低
温側冷凍サイクル毎に設けられるカスケードコンデンサ
を介して熱結合されて二元冷凍サイクルを形成する二元
冷凍装置のデフロスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から冷凍庫などの庫内に低温側冷凍
サイクルを設置し、屋外に高温側冷凍サイクルの凝縮器
を設置する二元冷凍サイクルは、冷媒の管路を工事する
ことが容易であるので、単元冷凍サイクルで実現可能な
温度範囲の冷凍装置においても使用されることがある。
さらに、高温側冷凍サイクルを共通にして、複数の低温
側冷凍サイクルを庫内側に設ける冷凍装置も、たとえば
特開平５−１８６４７号公報などで開示されている。

【０００３】冷凍庫内を所望の低温に冷却するために
は、冷凍サイクルが蒸発器で吸収する熱量を屋外の凝縮
器で放熱する必要がある。このような熱ポンプとしての
作用を単一の冷凍サイクルで実現しようとすると、庫内
側と屋外の凝縮器との間を接続する管路には、高い真空
度に耐え得る気密性が要求される。二元冷凍サイクルを
構成する高温側の冷媒管路のみを庫内から屋外へ配設す
るのであれば、必要な気密性の条件は緩和され、工事が
容易で安全性も高まる。複数の低温側冷凍サイクルが設
けられるときでも、低温側冷凍サイクルの凝縮器から放
熱する熱は、高温側の冷媒が伝達するので、高温側冷凍
サイクルの凝縮器は１つに集約させることができる。

【０００４】前述の特開平５−１８６４７号公報の先行
技術は、複数の低温側冷凍サイクルと単一の高温側冷凍
サイクルで、いわゆる低温マルチシステムを構成し、１
つの低温側冷凍サイクルがデフロスト運転するときに、
高温側冷凍サイクルの冷媒回路の構成を切換えてエネル
ギの有効利用を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】二元冷凍サイクルを有
する二元冷凍装置の低温側冷凍サイクルでデフロスト運
転する必要が生じても、高温側冷凍サイクルは冷却運転
を続けることがある。たとえば複数の低温側冷凍サイク
ルのうちの１つがデフロスト運転に入っても、他の低温
側冷凍サイクルが冷却運転中であれば、高温側冷凍サイ
クルは冷却運転を続ける必要がある。このため、単独で
デフロスト運転に入る低温側冷凍サイクルは、カスケー
ドコンデンサの高温側蒸発器への冷媒の供給を停止し、
低温側凝縮器およびその後の膨張弁をバイパスさせて、
ホットガスによる単純デフロストを行うようにしてい
る。しかしながら、ホットガス単純デフロストのみで
は、デフロストの熱源が不足し、デフロストに時間がか
かる。特に、デフロスト時に冷媒がカスケードコンデン
サの凝縮器内に寝込んだ状態になりやすく、デフロスト
運転が進むにつれて冷媒不足になりやすい。また、特開
平５−１８６４７号公報に記載のものは、高温側冷凍サ
イクルの高温冷媒の熱をデフロストの補助熱源として利
用するものではない。

【０００６】本発明の目的は、二元冷凍サイクルを構成
する管路などを利用して、デフロスト用の補助熱源を供
給し、迅速なデフロストを可能とする二元冷凍装置のデ
フロスト装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高温側冷凍サ
イクルの蒸発器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１
とを熱結合するカスケードコンデンサ４２を備えた二元
冷凍装置のデフロスト装置において、低温側冷凍サイク
ルは、カスケードコンデンサ４２の凝縮器４１の出口側
から蒸発器４５の入口側へ、デフロスト時にホットガス
を流通するホットガス流通手段ＳＶ２を備え、高温側冷
凍サイクルは、凝縮器５１の出口側と、カスケードコン
デンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、低温側冷凍
サイクルの冷却時には膨張弁機能を有し、デフロスト時
には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５５を備え
ることを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置であ
る。

【０００８】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合す
るカスケードコンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデ
フロスト装置において、低温側冷凍サイクルは、カスケ
ードコンデンサ４２の凝縮器４１の出口側から蒸発器４
５の入口側へ、デフロスト時にホットガスを流通するホ
ットガス流通手段ＳＶ２を備え、高温側冷凍サイクル
は、凝縮器５１の出口側と、カスケードコンデンサ４２
の蒸発器４０の入口側との間に、低温側冷凍サイクルの
冷却時には膨張弁機能を有し、デフロスト時には開弁機
能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５５を備え、高温側冷
凍サイクルの圧縮機ＭＣ２および凝縮器５１は、単一の
庫外ユニット１０内に設けられ、低温側冷凍サイクル、
高温側冷凍サイクルの前記弁手段２８，ＳＶ１；５５、
およびカスケードコンデンサ４２は、複数の冷却ユニッ
ト１１，１２，１３の各冷却ユニット１１，１２，１３
内にそれぞれ設けられることを特徴とする二元冷凍装置
のデフロスト装置である。

【０００９】また本発明は、前記複数の冷却ユニット１
１，１２，１３全部のデフロスト時には、前記凝縮器５
１に通風するファンＭＦ２を停止する制御手段を有する
ことを特徴とする。

【００１０】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合す
るカスケードコンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデ
フロスト装置において、低温側冷凍サイクルは、冷媒の
流動方向を、デフロスト時に冷却時とは逆方向に切換え
る逆サイクルデフロスト手段６０，７０を備え、高温側
冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側と、カスケードコ
ンデンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、低温側冷
凍サイクルの冷却時には膨張弁機能を有し、デフロスト
時には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５５を備
えることを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置で
ある。

【００１１】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合す
るカスケードコンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデ
フロスト装置において、低温側冷凍サイクルの蒸発器４
５にはドレンパンヒータ４７が設けられ、高温側冷凍サ
イクルは、凝縮器５１の出口側からの冷媒を、低温側冷
媒サイクルの冷却時には膨張機構２８を介してカスケー
ドコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側に導き、デフロ
スト時には低温側冷凍サイクルのドレンパンヒータ４７
に導くように切換える切換手段ＳＶ２，ＳＶ３を備える
ことを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置であ
る。

【００１２】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合す
るカスケードコンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデ
フロスト装置において、低温側冷凍サイクルの蒸発器４
５に通風するファンＭＦ１にはファンガードヒータ６５
が設けられ、高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口
側からの冷媒を、低温側冷凍サイクルの冷却時には膨張
機構２８を介してカスケードコンデンサ４２の蒸発器４
０の入口側に導き、デフロスト時には低温側冷凍サイク
ルのファンガードヒータ６５に導くように切換える切換
手段ＳＶ２，ＳＶ３を備えることを特徴とする二元冷凍
装置のデフロスト装置である。

【００１３】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０と低温側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合す
るカスケードコンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデ
フロスト装置において、低温側冷凍サイクルの蒸発器４
５には、ドレンパンヒータ４７、および蒸発器４５に通
風するファンＭＦ１にファンガードヒータ６５が設けら
れ、高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側からの
冷媒を、低温側冷凍サイクルの冷却時には膨張機構２８
を介してカスケードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口
側に導き、デフロスト時には低温側冷凍サイクルのドレ
ンパンヒータ４７およびファンガードヒータ６５に導く
ように切換える切換手段ＳＶ２，ＳＶ３を備えることを
特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置である。

【００１４】また本発明は、高温側冷凍サイクルの蒸発
器４０，８０と複数の低温側冷凍サイクルの凝縮器４
１，８１とを熱結合する複数のカスケードコンデンサ４
２，８２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置におい
て、高温側冷凍サイクルは、圧縮機ＭＣ２と凝縮器５１
とを含み、凝縮器５１の出口側と圧縮機ＭＣ２の入口側
とには、全低温側冷凍サイクルの冷却時に開となり、少
なくとも１つの低温側冷凍サイクルのデフロスト時に閉
となる開閉手段ＳＶ５，ＳＶ６がそれぞれ設けられ、開
閉手段ＳＶ５，ＳＶ６と複数のカスケードコンデンサ４
２，８２の蒸発器４０，８０の入口側との間には、各低
温側冷凍サイクルの冷却時に膨張弁機能を有し、各低温
側冷凍サイクルのデフロスト時に開弁機能を有する弁手
段ＳＶ１，２８；ＳＶ１１，８３がそれぞれ設けられる
ことを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置であ
る。

【００１５】

【作用】本発明に従えば、高温側冷凍サイクルと低温側
冷凍サイクルとは、高温側冷凍サイクルの蒸発器４０、
および低温側冷凍サイクルの凝縮器４１が、カスケード
コンデンサ４２によって熱結合される。低温側冷凍サイ
クルのデフロストは、カスケードコンデンサ４２の凝縮
器４０の出口側から蒸発器４５の入口側へ、ホットガス
を流通させるホットガス流通手段ＳＶ２によって行われ
る。高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側とカス
ケードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、
デフロスト時には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ
１；５５を備え、デフロスト時に凝縮器５１からの液冷
媒をカスケードコンデンサ４２の蒸発器４０に直接供給
する。低温側冷凍サイクルのデフロスト時には、カスケ
ードコンデンサ４２の凝縮器４１には低温側冷凍サイク
ルの冷媒が流れ、高温側冷凍サイクルの蒸発器４０から
高温側冷凍サイクルの冷媒液が有する熱を吸収する。こ
の熱を補助熱源として吸収したホットガスがホットガス
流通手段ＳＶ２によって低温側冷凍サイクルの蒸発器４
５に供給されるので、蒸発器４５のデフロストを迅速に
行うことができる。

【００１６】また本発明に従えば、単一の庫外ユニット
１０からの液冷媒を複数の冷却ユニット１１，１２，１
３に供給する。各冷却ユニット１１，１２，１３内の高
温側冷凍サイクルの弁手段２８，ＳＶ１；５５は、その
冷却ユニット１１，１２，１３内の低温側冷凍サイクル
の冷却時に膨張弁として動作し、デフロスト時に開弁す
る。低温側冷凍サイクルのデフロスト時に、庫外ユニッ
ト１０からの液冷媒がカスケードコンデンサ４２の蒸発
器に減圧されない状態で供給されるので、補助熱源とし
て有効に利用することができる。

【００１７】また本発明の冷却ユニット１１，１２，１
３全部のデフロスト時には、凝縮器５１に通風するファ
ンＭＦ２が停止される。これによって、庫外ユニット１
０内の圧縮機ＭＣ２から吐出されるホットガスが有する
熱を、より有効に低温側冷凍サイクルのデフロスト用補
助熱源として利用することができる。

【００１８】また本発明に従えば、低温側冷凍サイクル
はデフロスト時に冷却時とは逆方向に冷媒の流動方向を
切換える。これによって、カスケードコンデンサ４２の
凝縮器４１は、デフロスト時には蒸発器として動作し、
高温側冷凍サイクルの高温冷媒を補助熱源として熱を吸
収し、蒸発器４５のデフロストを迅速に行うことができ
る。

【００１９】また本発明に従えば、低温側冷凍サイクル
の蒸発器４５にはドレンパンヒータ４７が設けられる。
ドレンパンヒータ４７には、高温側冷凍サイクルの凝縮
器５１の出口側からの液冷媒が供給されるので、この補
助熱源によってドレンパンヒータ４７を迅速に加温して
迅速なデフロストを行うことができる。

【００２０】また本発明に従えば、低温側冷凍サイクル
の凝縮器４５の近傍には通風用のファンＭＦ１が設けら
れ、ファンＭＦ１の周囲にファンガードヒータ６５が設
けられる。ファンガードヒータ６５は、蒸発器４５に対
して庫内空気を循環させるためのファンＭＦ１が蒸発器
４５のデフロスト時のドレンなどによって凍結すること
を防ぐ。高温側冷凍サイクルの凝縮器５１からの液冷媒
をファンガードヒータ６５に供給するので、この補助熱
源によって迅速なデフロストを行うことができる。

【００２１】また本発明に従えば、低温側冷凍サイクル
の蒸発器４５付近には、ドレンパンヒータ４７および通
風用ファンＭＦ１のファンガードヒータ６５が設けられ
る。ドレンパンヒータ４７およびファンガードヒータ６
５には、デフロスト時に高温側冷凍サイクルの凝縮器５
１から液冷媒が供給されて補助熱源となるので、迅速な
加温を行うことができる。

【００２２】また本発明に従えば、複数の低温側冷凍サ
イクルのうちの少なくとも１つのデフロスト時に、高温
側冷凍サイクルの凝縮器５１の出口側と圧縮機ＭＣ２の
入口側の開閉手段ＳＶ５，ＳＶ６が閉となるとともに、
弁手段ＳＶ１，２８；ＳＶ１１，８３が膨張弁機能から
開弁機能に制御される。このため、デフロスト運転を行
う低温側冷凍サイクルと、冷却運転を行う低温側冷凍サ
イクルとの間が、カスケードコンデンサ４２，８２の蒸
発器４０，８０を介して相互に結合される状態となる。
デフロスト運転を行う低温側冷凍サイクルへは、冷媒の
自然循環によって、冷却運転を行う低温側冷凍サイクル
から熱が与えられ、デフロストの補助熱源となり、迅速
なデフロストが可能となる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の一実施例の冷媒配管系統図を
示し、図２は機器の配置図を示す。チルドユニットなど
とも呼ばれる庫外ユニット１０は屋外に設置される。Ｎ
ｏ．１クーリングユニット１１、Ｎｏ．２クーリングユ
ニット１２、Ｎｏ．３クーリングユニット１３などの複
数の庫内冷却ユニットは、同一の冷凍庫１５内に設置さ
れる。二元冷凍サイクルの冷却運転時には、液管路２
０，２１，２２，２３を介して液冷媒が庫外ユニット１
０から各クーリングユニット１１〜１３に供給される。
Ｎｏ．１クーリングユニット１１内へは、液管路２１、
管継手２５、閉鎖弁２６および液管路２７を介して液冷
媒が供給される。供給された液冷媒は、膨張弁２８によ
って減圧され、管路２９に導かれる。庫外ユニット１０
へは、ガス管路３０，３１，３２，３３を介してガス状
の冷媒が戻される。Ｎｏ．１クーリングユニット１１か
らは、ガス管路３１に、管継手３５、閉鎖弁３６および
管路３７を介して接続される。管路３７には、感温筒３
８が取付けられ、膨張弁２８の開度を調整する。管路２
９と管路３７との間には、高温側冷凍サイクルの蒸発器
４０が接続される。

【００２４】蒸発器４０は、凝縮器４１とともに、カス
ケードコンデンサ４２を構成する。凝縮器４１は、Ｎ
ｏ．１クーリングユニット１１内の圧縮機ＭＣ１、膨張
弁４３、感温筒４４、蒸発器４５、アキュムレータ４６
とともに、低温側冷凍サイクルを構成する。感温筒４４
は、蒸発器４５の出口側に設けられ、膨張弁４３の開度
を調整する。

【００２５】蒸発器４５の近傍には、ドレンパンヒータ
４７が設けられ、その入口側は、ホットガス流通手段で
ある電磁弁ＳＶ２を介してカスケードコンデンサ４２の
凝縮器４１の出口側と膨張弁４３の入口側との間に接続
される。ドレンパンヒータ４７の出口側は、膨張弁４３
の出口側と蒸発器４５の入口側との間に接続される。蒸
発器４５に対しては、通風のためにファンＭＦ１が設け
られる。なお、液管路２７には電磁弁ＳＶ３が設けられ
て、圧縮機ＭＣ１の動作時に開き、停止時に閉じる。

【００２６】庫外ユニット１０内には、圧縮機ＭＣ２、
凝縮器５１、アキュムレータ５２および定圧膨張弁５３
が設けられ、高温側冷凍サイクルの一部を構成する。凝
縮器５１に対しては通風用にファンＭＦ２が設けられ
る。

【００２７】次の表１は、図１の実施例で各クーリング
ユニット１１〜１３を個別的に制御するときのＮｏ．１
クーリングユニット１１の冷却時とデフロスト時との制
御状態を示す。冷却時には電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２がＯＦ
Ｆであり、デフロスト時にはＯＮとなる。

【００２８】

【表１】

【００２９】電磁弁ＳＶ１がデフロスト時にＯＮとなる
と、膨張弁２８はバイパスされ、庫外ユニット１０の凝
縮器５１からの液冷媒が管路２９を介して蒸発器４０に
供給される。Ｎｏ．１クーリングユニット１１の圧縮機
ＭＣ１から吐出されるホットガスは、凝縮器４１内でこ
の液冷媒によって加温され、ＯＮ状態となる電磁弁ＳＶ
２を介してドレンパンヒータ４７に供給される。

【００３０】図２に示すように、同一の冷凍庫１５内に
複数の冷却ユニットであるＮｏ．１〜３クーリングユニ
ット１１〜１３が設置されるときには、同一の制御装置
によって、通常、同時に冷却とデフロストとを切換え
る。Ｎｏ．２およびＮｏ．３クーリングユニット１２，
１３にも、Ｎｏ．１クーリングユニット１１の圧縮機Ｍ
Ｃ１、ファンＭＦ１および電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２と同様
な圧縮機ＭＣ１１，ＭＣ２１、ファンＭＦ１１，ＭＦ２
１および電磁弁ＳＶ１１，ＳＶ２１；ＳＶ１２，ＳＶ２
２がそれぞれ設けられているものとすると、次の表２の
ような動作が好ましい。庫外ユニット１０のファンＭＦ
２をＯＦＦにして停止するので、圧縮機ＭＣ２から吐出
されるホットガスの有する熱を、各クーリングユニット
１１，１２，１３のデフロスト用補助熱源として有効に
利用することができる。

【００３１】

【表２】

【００３２】図３は、図１に示す実施例において、カス
ケードコンデンサ４２をデフロストの補助熱源として利
用する効果を示す。図３（１）は、デフロスト時にカス
ケードコンデンサ４２を用いないで単純ホットガスデフ
ロストを行うときの状態変化を示し、図３（２）はカス
ケードコンデンサ４２を介して熱源が供給されるときの
状態変化を示す。すなわちＮｏ．１クーリングユニット
１１の圧縮機ＭＣ１が、Ａ１，Ａ２の状態からＢ１，Ｂ
２の状態まで冷媒を圧縮し、Ｃ１，Ｃ２の状態からＤ
１，Ｄ２の状態まで冷媒を吸引する際に、補助熱源が得
られない単純ホットガスデフロストでは、Ｂ１からＣ１
までエンタルピ値が減少するのに対し、補助熱源が得ら
れればＢ２からＣ２までエンタルピ値が増大することが
判る。

【００３３】図４は、図１に示す膨張弁２８、感温筒３
８および電磁弁ＳＶ１を、電動弁５５、温度検出器５６
ａ，５６ｂおよび制御装置５７で置き換えた構成を示
す。電動弁５５は、入力されるパルス信号によって全閉
状態から全開状態まで開度を調整可能である。温度検出
器５６ａ，５６ｂは、たとえばサーミスタなどによって
実現され、管路３７の過熱度に対応した電気的信号を発
生する。制御装置５７は、マイクロコンピュータなどを
含んで実現され、冷却時には温度検出器５６ａが検出し
た温度から温度検出器５６ｂが検出した温度を差引いて
検出された過熱度がたとえば５℃で一定になるように電
動弁５５の開度を調整し、デフロスト時には電動弁５５
を全開状態に制御する。すなわち、膨張弁２８および電
磁弁ＳＶ１、または電動弁５５は、本発明の弁手段を構
成する。

【００３４】図５は、本発明の他の実施例の１つのクー
リングユニットの構成を示す。本実施例は図１に示す実
施例に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
注目すべきは、低温側冷凍サイクルのデフロストは、逆
サイクルデフロスト手段である四路切換弁６０が用いら
れ逆サイクルデフロスト方式で行われることである。カ
スケードコンデンサ４２の凝縮器４１の出口側は、逆サ
イクル時に冷媒の流通を阻止する逆止弁６１、および逆
サイクル時に冷媒が通過するキャピラリ６２が並列に接
続され、さらに膨張弁４３と冷却用の正サイクル時に冷
媒の流通を阻止する逆止弁６３の並列回路を経て蒸発器
４５の入口側に接続される。

【００３５】図６は、本発明のさらに他の実施例による
クーリングユニットの構成を示す。本実施例の構成は図
１に示す構成に類似し、対応する部分には同一の参照符
を付す。注目すべきは、膨張弁２８に直列に電磁弁ＳＶ
３が設けられ、その上流側から電磁弁ＳＶ２を介してフ
ァンガードヒータ６５およびドレンパンヒータ４７への
デフロスト管路が設けられ、その帰路は管路３７に接続
されていることである。デフロスト時には、電磁弁ＳＶ
３はＯＦＦで閉じられ、電磁弁ＳＶ２がＯＮで開く。す
なわち、電磁弁ＳＶ２，ＳＶ３は、本発明の切換手段を
構成する。また膨張弁４３に並列に電磁弁ＳＶ４が設け
られ、冷凍時にはＯＦＦで閉じられ、デフロスト時には
ＯＮで開く。低温側冷凍サイクルのデフロスト時に、圧
縮機ＭＣ１からのホットガスは、カスケードコンデンサ
４２の凝縮器４１から電磁弁ＳＶ４を介して蒸発器４５
に導かれ、蒸発器４５に対してはホットガスデフロスト
が行われる。ファンガードヒータ６５とドレンパンヒー
タ４７に対しては、高温側冷凍サイクルからの液冷媒
が、電磁弁ＳＶ２を介して供給され、低温側冷凍サイク
ルがデフロストを行う必要はない。また、図１、図５お
よび図６に示す実施例においては、クーリングユニット
は単一であってもよい。

【００３６】なお、図６の実施例では、ファンガードヒ
ータ６５とドレンパンヒータ４７を直列に接続している
けれども、並列に接続するようにしてもよく、あるいは
いずれか一方のみを設けるようにしてもよいことは勿論
である。

【００３７】図７は、本発明のさらに他の実施例の構成
を示す。本実施例も、図１に示す実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、１つ
の庫外ユニット９０に対して接続されるＮｏ．１クーリ
ングユニット９１およびＮｏ．２クーリングユニット９
２が、いずれか一方のデフロスト時に自然循環によって
補助熱源を得るように構成されていることである。各ク
ーリングユニット９１，９２内には、圧縮機ＭＣ１，Ｍ
Ｃ１１、四路切換弁６０，７０、蒸発器４０，８０およ
び凝縮器４１，８１を含むカスケードコンデンサ４２，
８２、逆止弁６１，７１とキャピラリ６２，７２の並列
回路、膨張弁４３，７４と逆止弁６３，７３の並列回
路、蒸発器４５，７５、感温筒４４，７６、アキュムレ
ータ４６，７７、ファンＭＦ１，ＭＦ１１、電磁弁ＳＶ
１，ＳＶ１１、電磁弁ＳＶ３，ＳＶ１３、膨張弁２８，
８３、感温筒３８，８８および管路３７，８７がそれぞ
れ含まれる。

【００３８】庫外ユニット９０内には圧縮機ＭＣ２、凝
縮器５１、アキュムレータ５２、低圧膨張弁５３、ファ
ンＭＦ２が含まれ、さらに電磁弁ＳＶ５，ＳＶ６が開閉
手段として含まれる。電磁弁ＳＶ５は、凝縮器５１の出
口側と液管路２０との間に設けられる。電磁弁ＳＶ６
は、ガス管路３０とアキュムレータ５２の入口側との間
に設けられる。図７の実施例の制御状態は、次の表３に
示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】注目すべきは、デフロスト時に電磁弁ＳＶ
５とＳＶ６とをＯＦＦにして閉じ、液管路２０とガス管
路３０を用いて冷媒の自然循環を可能としていることで
ある。冷媒の自然循環は、冷媒の密度が温度上昇によっ
て小さくなるために発生する。なお、各クリーニングユ
ニット９１，９２内のデフロストは、図１に示す実施例
と同様にしてもよいことは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低温側冷
凍サイクルのデフロスト時に、カスケードコンデンサ４
２がホットガスの補助熱源となるので、低温側冷凍サイ
クルのホットガス流通手段ＳＶ２を介する蒸発器４５の
除霜を迅速に行うことができる。

【００４２】また本発明によれば、複数の冷却ユニット
１１，１２，１３は、単一の庫外ユニット１０から供給
される液冷媒をデフロスト時に補助熱源として利用し、
迅速なデフロストを行うことができる。

【００４３】また本発明では、全部の冷却ユニット１
１，１２，１３がデフロストを行うとき、庫外ユニット
１０内のファンＭＦ２が停止するので、庫外ユニット１
０内の圧縮機ＭＣ２から吐出されるホットガスの有する
熱を、より有効に利用することができる。

【００４４】また本発明によれば、低温側冷凍サイクル
は逆サイクルデフロスト手段６０，７０を備え、カスケ
ードコンデンサ４２が補助熱源となって迅速なデフロス
トを行うことができる。

【００４５】また本発明によれば、低温側冷凍サイクル
の蒸発器４５にはドレンパンヒータ４７が設けれられ、
デフロスト時には高温側冷凍サイクルの凝縮器５１から
の液冷媒が供給されて補助熱源となる。ドレンパンヒー
タ４７に対しては高温側冷凍サイクルからデフロスト用
熱源が供給されるので、低温側冷凍サイクルは蒸発器４
５のみのデフロストを行えばよく、迅速なデフロストが
可能となる。

【００４６】また本発明に従えば、低温側冷凍サイクル
の蒸発器４５にはファンガードヒータ６５が設けられ、
デフロスト時には高温側冷凍サイクルから液冷媒が供給
されて補助熱源となる。低温側冷凍サイクルではデフロ
スト時に蒸発器４５のみのデフロストを行えばよいの
で、迅速なデフロストが可能となる。

【００４７】また本発明によれば、低温側冷凍サイクル
の蒸発器４５にはドレンパンヒータ４７およびファンガ
ードヒータ６５が設けられる。ドレンパンヒータ４７お
よびファンガードヒータ６５には、デフロスト時に高温
側冷凍サイクルの凝縮器５１から液冷媒が供給されて補
助熱源となり、デフロストを行う。低温側冷凍サイクル
は蒸発器４５のみのデフロストを行えばよく、迅速なデ
フロストが可能となる。

【００４８】また本発明に従えば、複数の低温側冷凍サ
イクルのうちの少なくとも１つのデフロスト時には、冷
媒の自然循環によって冷凍運転中のカスケードコンデン
サからデフロスト用補助熱源が供給され、迅速なデフロ
ストが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の冷媒配管系統図である。

【図２】図１に示す実施例の機器配置図である。

【図３】図１に示す実施例のデフロスト時の状態変化を
示すグラフである。

【図４】図１に示す実施例の一部についての他の構成を
示す部分的な配管系統図である。

【図５】本発明の他の実施例のクーリニングユニットの
配管系統図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例のクーリニングユニ
ットの配管系統図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例の冷媒配管系統図で
ある。

【符号の説明】

１０ チルドユニット １１，９１ Ｎｏ．１クーリニングユニット １２，９２ Ｎｏ．２クーリニングユニット １３ Ｎｏ．３クーリニングユニット ２０〜２３ 液管路 ２８ 膨張弁 ３０〜３３ ガス管路 ４０，８０ 蒸発器 ４１，８１ 凝縮器 ４２，８２ カスケードコンデンサ ４３，７４ 膨張弁 ４５，７５ 蒸発器 ４７ ドレンパンヒータ ５１ 凝縮器 ５５ 電動弁 ６０，７０ 四路切換弁 ６５ ファンガードヒータ ＭＣ１，ＭＣ２，ＭＣ１１ 圧縮機 ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１１ ファン ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５，ＳＶ６，Ｓ
Ｖ１１，ＳＶ１３ 電磁弁

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルは、カスケードコンデンサ４２の凝
   縮器４１の出口側から蒸発器４５の入口側へ、デフロス
   ト時にホットガスを流通するホットガス流通手段ＳＶ２
   を備え、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側と、カスケ
   ードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、低
   温側冷凍サイクルの冷却時には膨張弁機能を有し、デフ
   ロスト時には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５
   ５を備えることを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト
   装置。
2. 【請求項２】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルは、カスケードコンデンサ４２の凝
   縮器４１の出口側から蒸発器４５の入口側へ、デフロス
   ト時にホットガスを流通するホットガス流通手段ＳＶ２
   を備え、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側と、カスケ
   ードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、低
   温側冷凍サイクルの冷却時には膨張弁機能を有し、デフ
   ロスト時には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５
   ５を備え、 高温側冷凍サイクルの圧縮機ＭＣ２および凝縮器５１
   は、単一の庫外ユニット１０内に設けられ、 低温側冷凍サイクル、高温側冷凍サイクルの前記弁手段
   ２８，ＳＶ１；５５、およびカスケードコンデンサ４２
   は、複数の冷却ユニット１１，１２，１３の各冷却ユニ
   ット１１，１２，１３内にそれぞれ設けられることを特
   徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置。
3. 【請求項３】 前記複数の冷却ユニット１１，１２，１
   ３全部のデフロスト時には、前記凝縮器５１に通風する
   ファンＭＦ２を停止する制御手段を有することを特徴と
   する請求項２記載の二元冷凍装置のデフロスト装置。
4. 【請求項４】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルは、冷媒の流動方向を、デフロスト
   時に冷却時とは逆方向に切換える逆サイクルデフロスト
   手段６０，７０を備え、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側と、カスケ
   ードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側との間に、低
   温側冷凍サイクルの冷却時には膨張弁機能を有し、デフ
   ロスト時には開弁機能を有する弁手段２８，ＳＶ１；５
   ５を備えることを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト
   装置。
5. 【請求項５】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルの蒸発器４５にはドレンパンヒータ
   ４７が設けられ、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側からの冷媒
   を、低温側冷媒サイクルの冷却時には膨張機構２８を介
   してカスケードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側に
   導き、デフロスト時には低温側冷凍サイクルのドレンパ
   ンヒータ４７に導くように切換える切換手段ＳＶ２，Ｓ
   Ｖ３を備えることを特徴とする二元冷凍装置のデフロス
   ト装置。
6. 【請求項６】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルの蒸発器４５に通風するファンＭＦ
   １にはファンガードヒータ６５が設けられ、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側からの冷媒
   を、低温側冷凍サイクルの冷却時には膨張機構２８を介
   してカスケードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側に
   導き、デフロスト時には低温側冷凍サイクルのファンガ
   ードヒータ６５に導くように切換える切換手段ＳＶ２，
   ＳＶ３を備えることを特徴とする二元冷凍装置のデフロ
   スト装置。
7. 【請求項７】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０と低温
   側冷凍サイクルの凝縮器４１とを熱結合するカスケード
   コンデンサ４２を備えた二元冷凍装置のデフロスト装置
   において、 低温側冷凍サイクルの蒸発器４５には、ドレンパンヒー
   タ４７、および蒸発器４５に通風するファンＭＦ１にフ
   ァンガードヒータ６５が設けられ、 高温側冷凍サイクルは、凝縮器５１の出口側からの冷媒
   を、低温側冷凍サイクルの冷却時には膨張機構２８を介
   してカスケードコンデンサ４２の蒸発器４０の入口側に
   導き、デフロスト時には低温側冷凍サイクルのドレンパ
   ンヒータ４７およびファンガードヒータ６５に導くよう
   に切換える切換手段ＳＶ２，ＳＶ３を備えることを特徴
   とする二元冷凍装置のデフロスト装置。
8. 【請求項８】 高温側冷凍サイクルの蒸発器４０，８０
   と複数の低温側冷凍サイクルの凝縮器４１，８１とを熱
   結合する複数のカスケードコンデンサ４２，８２を備え
   た二元冷凍装置のデフロスト装置において、 高温側冷凍サイクルは、圧縮機ＭＣ２と凝縮器５１とを
   含み、凝縮器５１の出口側と圧縮機ＭＣ２の入口側とに
   は、全低温側冷凍サイクルの冷却時に開となり、少なく
   とも１つの低温側冷凍サイクルのデフロスト時に閉とな
   る開閉手段ＳＶ５，ＳＶ６がそれぞれ設けられ、 開閉手段ＳＶ５，ＳＶ６と複数のカスケードコンデンサ
   ４２，８２の蒸発器４０，８０の入口側との間には、各
   低温側冷凍サイクルの冷却時に膨張弁機能を有し、各低
   温側冷凍サイクルのデフロスト時に開弁機能を有する弁
   手段ＳＶ１，２８；ＳＶ１１，８３がそれぞれ設けられ
   ることを特徴とする二元冷凍装置のデフロスト装置。