JP3453367B2 - 冷気発生機の除霜装置 - Google Patents

冷気発生機の除霜装置

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JP3453367B2 JP2001036430A JP2001036430A JP3453367B2 JP 3453367 B2 JP3453367 B2 JP 3453367B2 JP 2001036430 A JP2001036430 A JP 2001036430A JP 2001036430 A JP2001036430 A JP 2001036430A JP 3453367 B2 JP3453367 B2 JP 3453367B2
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昭三 富田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却コイルに霜が
付着した場合、冷却コイル内に霜取り用の冷媒ガスを流
し、その凝縮熱で霜を取り除く形式の除霜機構を備えた
冷気発生機に関し、特に数基の冷却ユニットを連係して
一体に構成する冷気発生機の除霜装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】冷却コイルの表面に空
中の水分が凝結して霜となり、その厚みがしだいに増し
てくると、熱伝導率が低下するばかりでなく、空気の通
路が狭められる結果、対流が妨げられて、冷却コイルの
冷却能力は極度に低下する。これは水分の発生が多く、
温度の低い冷気発生機では必ず起こる問題であり、有効
な除霜対策を講じる必要がある。なお、冷気発生機と
は、冷凍機、空気調和装置(エアコンディショナ)、ク
ーラ等の冷気を発生する装置を言う。
【0003】除霜方法には、電気ヒータデフロスト方式
や散水デフロスト方式などがあるが、いずれも冷凍庫内
の温度上昇を伴うため、冷却効率が低下する。これに対
し、冷凍庫内の熱源などを利用してホットガスを生成
し、これを冷却コイル内に流して除霜するホットガスデ
フロスト方式は、熱効率に優れ、省エネ効果の大きい有
力な除霜方法ある。
【0004】一方、数基の冷却ユニットを連係して一体
に構成する冷凍機は、負荷に応じて必要な台数を運転で
きるので、冷却効率が高く、庫内温度を均一に制御する
ことができる。また、複数ある冷却ユニットのうち、単
体あるいは複数を順に選択して除霜できるので、庫内温
度の変動を抑えることができる。
【0005】そこで本発明では、省エネ効果の大きいホ
ットガスデフロスト方式を数基の冷却ユニットを連係し
て一体に構成する冷気発生装置に適用する場合に最適な
除霜装置を提供することを目的になされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成した。
【0007】すなわち、請求項1の発明は、数基の冷却
ユニットを設置し、各冷却ユニットにはそれぞれ冷却液
を充填した蓄熱槽を設け、この蓄熱槽に凝縮器と霜取用
の再蒸発コイルを収容すると共に、各冷却ユニットの蓄
熱槽に冷却液の循環経路を接続して蓄熱槽間を相互に熱
交換可能に連結してなる除霜装置である。請求項2の発
明は、前記蓄熱槽に連通する加熱蓄熱槽を設け、この加
熱蓄熱槽に加熱コイルを収容すると共に、この加熱蓄熱
槽の温水を前記蓄熱槽内に導入する導入手段を設け、し
かして霜取運転時に前記冷却ユニットの冷却コイルの温
度が所定温度に達しないときは、前記加熱蓄熱槽の温水
を前記蓄熱槽内に流入させてなる請求項1記載の除霜装
置である。請求項3の発明は、前記冷却ユニットの冷却
コイルと液ガス分離タンクの間の配管にトラップを設
け、このトラップの最下部より分岐した配管を前記再蒸
発コイルに連結してなる請求項1記載の除霜装置であ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【0009】図1に、本発明を実施した冷凍機の配管図
を示す。冷凍機は、数基の冷却ユニット1にそれぞれ冷
却液を充填した蓄熱槽2を内蔵し、各蓄熱槽2に給水管
31と排水管32を接続してその基端を熱交換機4の出
口側端部と入口側端部に連結する。これにより、各冷却
ユニット1の蓄熱槽2の間に冷却液の循環経路を形成し
て各冷却ユニット1を熱交換可能に連結する。また、蓄
熱槽2の入口側配管にそれぞれポンプ5を取り付けて各
冷却ユニット1間で共有する冷却液を循環する。冷却液
は、冬季運転を考慮して不凍液を使用する 凍機の除
霜方法は、各冷却ユニット1を順にデフロストする順次
デフロスト方式とする。
【0010】図2に、本発明を実施した冷却ユニットの
配管図を示す。冷却ユニット1は、圧縮器11の高圧側
配管11aに加熱コイル12、凝縮器13、受液器1
4、補助受液器15、膨張弁16を接続すると共に、低
圧側配管11bに冷却コイル17、液ガス分離タンク1
8を接続して冷却回路を形成し、冷却コイル17に再蒸
発コイル19を接続して霜取回路を形成する。
【0011】膨張弁16は、その出口側配管に分配器1
6aを接続し、分配器16aより分岐する分岐管16b
をそれぞれ冷却コイル17の入口側端部に連結する。
【0012】再蒸発コイル19は、その出口側配管に一
方弁19aとホットガス供給用のヘッダ19bを接続す
る。一方弁19aは、これを取り付けて冷却コイル17
の吸入ガスの余計な圧力降下を避ける。冷却コイル17
の入口と出口は、冷却コイル17を通過するガスの内部
抵抗のために僅かながら圧力差ができ、吸入ガスが冷却
コイル17の中を通らなくなるので一方弁19aを取り
付ける。ヘッダ19bは、一端に複数の逆流防止管19
cを接続し、逆流防止管19cの終端を冷却コイル17
の各コイルの入口側端部に連結する。
【0013】逆流防止管19cは、その途中にU字形に
屈曲した屈曲部を設ける。屈曲部は、屈曲していること
により表面積を増大して冷媒液の気化を促進し、抵抗を
増大させて逆流を防止するものであり、U字形に限らず
S字形などに屈曲させてもよい。
【0014】冷却コイル17は、液ガス分離タンク18
との間の配管にその最下部が再蒸発コイル19より下に
なるようにU字形のトラップ17aを設け、トラップ1
7aの最下部より分岐した配管17bを再蒸発コイル1
9に連結する。
【0015】受液器14は、その出口側配管に液管電磁
弁14aを設けて補助受液器15に接続する。補助受液
器15(受液器14を兼用させる場合は無くてもよい)
は、霜取りに必要な一定量の冷媒液を貯溜する。液管電
磁弁14aは、霜取運転時にはこれを閉じて受液器14
から補助受液器15への液流入を防ぐ。
【0016】補助受液器15は、その出口側配管の一方
に過冷却防止用のサーモ電磁弁15a(無くてもよい)
を設けて膨張弁16に接続する。また、その出口側配管
の他方に霜取用電磁弁15bを設けて再蒸発コイル19
の入口側端部に連結する。霜取用電磁弁15bは、霜取
運転時にこれを開いて補助受液器15の中の冷媒液を再
蒸発コイル19に流入させる。
【0017】液ガス分離タンク18は、霜取運転中に冷
却コイル17内に凝縮した液がガスに混入して戻ってく
るのを分離すると共に、起動時の液バックを受け止め
る。液ガス分離タンク18の底部には蓄熱槽2を2つに
分割して加熱蓄熱槽21と冷却蓄熱槽22を設ける。加
熱蓄熱槽21は、加熱コイル12を収容し、これにより
中の冷却液を加熱して温水を溜めておく。冷却蓄熱槽2
2は、凝縮器13を収容し、これにより冷却運転時の冷
媒ガスを冷却して液化させる。また、再蒸発コイル19
を収容し、これにより霜取運転時の液化ガスを加熱して
気化させる。加熱蓄熱槽21と冷却蓄熱槽22の間には
連通管23を付設し、これにポンプ24を取り付ける。
【0018】本発明を実施した冷凍機は以上のような構
成で、冷却時は、冷却ユニット1の圧縮機11より吐出
する高圧の冷媒ガスは、加熱コイル12で加熱蓄熱槽2
1を加熱したのち凝縮器13に達して液化し、受液器1
4と補助受液器15の中に流入する。さらに、サーモ電
磁弁15aと膨張弁16を経て圧力降下して霧状態にな
り、分配器16aより分岐管16bを経て冷却コイル1
7の各コイルに供給される。冷媒は冷却コイル17にお
いて蒸発し周囲を冷却してガス状態になり、トラップ1
7aを経て液ガス分離タンク18に流入し、さらに圧縮
機11に吸引され、これを循環する。この冷却コイル1
7において冷却された空気をファン17cにより吹き出
して冷却する。
【0019】霜取時は、冷却ユニット1を停止して液管
電磁弁14aを閉じ、霜取用電磁弁15bを開く。これ
により、補助受液器15の液化ガスが再蒸発コイル19
に流入して冷却蓄熱槽22の熱により温められて気化す
る。気化したホットガスは、一方弁19aを経てヘッダ
19bより冷却コイル17の各コイルに供給され、ここ
で液化してその凝縮熱で霜を取る。液化したホットガス
は重くなってトラップ17aに流下し、トラップ17a
の最下部より分岐した配管17bを通して再蒸発コイル
19に入り、冷却蓄熱槽22の熱により再蒸発し、これ
を循環する。そして、このサイクルを冷却コイル17の
温度が所定の温度になるまで繰り返す。冷却コイル17
の温度が一定時間内に所定の温度に達しないときは、ポ
ンプ24を運転して加熱蓄熱槽21の温水を冷却蓄熱槽
22内に流入して温度を上昇させる。このとき、冷却蓄
熱槽22の入口に取り付けたポンプ5は停止する。ポン
プ5は、これ以外に庫内が冷えたときに停止し、その他
のときは常に運転して冷却蓄熱槽22内の冷却液を循環
し、凝縮器3を冷却する。また、この冷却ユニット1
は、霜取時には運転を停止するので、トラブルが少な
く、安全である。なお、前記除霜装置は、冷凍機に限ら
ず空気調和装置等の冷気発生機にも適用できる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の除霜装置
は、数基の冷却ユニットの蓄熱槽に冷却液の循環経路を
接続する。従って、本発明によれば、数基の冷却ユニッ
トが冷却液を共有するので、霜取運転中の冷却ユニット
が冷却液を冷しても、冷却運転中の冷却ユニットがこれ
を温めて全体の熱効率をバランスよく向上させることが
できる。また、冷却液を共有することにより、各冷却ユ
ニットの蓄熱槽を小さくして冷却ユニットを小型化でき
る。また、循環経路に空冷手段を付設すれば、外気温が
高いときであれば短時間に効率よく霜取りができる。ま
た、循環経路の冷却液が外気に触れないので、各冷却ユ
ニットの配管その他の洗浄が不要になり、運用経費を低
減できる。
【0021】また、本発明の除霜装置は、蓄熱槽に連通
する加熱蓄熱槽を設け、霜取運転時に冷却コイルの温度
が所定温度に達しないときは、加熱蓄熱槽の温水を蓄熱
槽内に流入させる。従って、本発明によれば、冷却運転
中の冷却ユニットとの関係で霜取運転中は蓄熱槽の温度
をあまり上げることはできないが、このように加熱蓄熱
槽の温水を一時的に蓄熱槽内に流入させることにより、
霜取運転の最後の仕上げを短時間で確実に行うことがで
きる。
【0022】また、本発明の除霜装置は、冷却ユニット
の冷却コイルと液ガス分離タンクの間の配管にトラップ
を設け、このトラップの最下部より分岐した配管を再蒸
発コイルに連結する。従って、本発明によれば、冷却運
転中はガスが流れているので再蒸発コイルの中に溜まっ
た液と油を冷却回路に戻し、霜取運転中は冷却コイルで
液化した冷媒を再び再蒸発コイルに戻すという重要な役
割を簡単な構成で同時に果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した冷凍機の配管図である。
【図2】本発明を実施した冷却ユニットの配管図であ
る。
【符号の説明】
1 冷却ユニット 11 圧縮器 11a 高圧側配管 11b 低圧側配管 12 加熱コイル 13 凝縮器 14 受液器 14a 液管電磁弁 15 補助受液器 15a サーモ電磁弁 15b 霜取用電磁弁 16 膨張弁 16a 分配器 16b 分岐管 17 冷却コイル 17a トラップ 17b 配管 17c ファン 18 液ガス分離タンク 19 再蒸発コイル 19a 一方弁 19b ヘッダ 19c 逆流防止管 2 蓄熱槽 21 加熱蓄熱槽 22 冷却蓄熱槽 31 給水管 32 排水管 4 熱交換機 5 ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−66076(JP,A) 特開 昭60−29575(JP,A) 特開 昭52−9146(JP,A) 実開 昭49−46345(JP,U) 実開 平7−22376(JP,U) 実開 昭63−110862(JP,U) 実開 昭57−14770(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 47/02 520 F25B 47/02 510 F25B 47/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数基の冷却ユニットを設け、 各冷却ユニットにはそれぞれ冷却液を充填した蓄熱槽を
    設け、 この蓄熱槽に凝縮器と霜取用の再蒸発コイルを収容する
    と共に、 各冷却ユニットの蓄熱槽に冷却液の循環経路を接続して
    蓄熱槽間を相互に熱交換可能に連結してなる冷気発生機
    の除霜装置。
  2. 【請求項2】 前記蓄熱槽に連通する加熱蓄熱槽を設
    け、 この加熱蓄熱槽に加熱コイルを収容すると共に、 この加熱蓄熱槽の温水を前記蓄熱槽内に導入する導入手
    段を設け、 しかして霜取運転時に前記冷却ユニットの冷却コイルの
    温度が所定温度に達しないときは、前記加熱蓄熱槽の温
    水を前記蓄熱槽内に流入させてなる請求項1記載の冷気
    発生機の除霜装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却ユニットの冷却コイルと液ガス
    分離タンクの間の配管にトラップを設け、このトラップ
    の最下部より分岐した配管を前記再蒸発コイルに連結し
    てなる請求項1記載の冷気発生機の除霜装置。
  4. 【請求項4】 前記冷気発生機が冷凍機であることを特
    徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の冷気発
    生機の除霜装置。
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