JP4289427B2 - 冷凍装置 - Google Patents

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、省エネ運転方法に係るものである。

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、膨張弁および冷却熱交換器（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となっている。
特開２００２−３２７９６４号公報

ところで、例えば上述の冷凍装置では、コンテナの貯蔵物などに応じて、例えば±０．５℃程度の高い温度精度が要求される場合がある。このため、従来の冷凍装置では、この温度精度の確保を優先して圧縮機を常に運転していた。しかし、コンテナ内は庫内空気が一度冷えた状態になると、冷却熱交換器の冷却負荷はさほど大幅に変化せず、また、冷却負荷に影響を与える外気温もさほど急激に変化するとは考えにくい。したがって、冷却熱交換器の冷却能力を抑えた状態でも温度を一定に保持できることも多い。ところが、従来の冷凍装置では、このような状態でも圧縮機等を常に運転しており、そのために無駄にエネルギーを消費していた。

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、冷却熱交換器で庫内を冷却する冷凍装置において、庫内温度を目標範囲に維持しつつ、省エネ性に優れた運転を可能にすることである。

本発明は、庫内の貯蔵物等に蓄熱された冷熱をできるだけ利用することにより、装置全体の消費エネルギを削減するようにしたものである。

具体的に、第１の発明は、圧縮機（11）および冷却熱交換器（14）が接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、庫内の上部に設けられた吸込口から吸い込んだ庫内空気を上記冷却熱交換器（14）に流通させて庫内の下部に設けられた吹出口から庫内へ吹き出す庫内ファン（16）とを備えている冷凍装置を前提としている。そして、本発明は、上記庫内の吹出口の吹出側空気温度が設定温度となるように上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節する能力調節手段（35）を備えている。一方、本発明は、上記能力調節手段（35）によって冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節しながら上記圧縮機（11）および庫内ファン（16）を運転する第１動作と、上記第１動作中に上記吹出側空気温度が設定温度に維持されると、上記能力調節手段（35）によって上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を増大させて上記設定温度を含んだ目標範囲の下限値まで上記吹出空気温度を引き下げた後、上記圧縮機（11）および庫内ファン（16）を停止する第２動作と、上記第２動作の後、上記吹出側空気温度が上記目標範囲の上限値まで上昇すると、上記第１動作を再開させる第３動作とを行う省エネ運転が可能に構成されているものである。さらに、本発明は、上記省エネ運転は、第２動作の後に庫内の吸込口の吸込側空気温度が所定の制限値まで上昇すると、上記庫内ファン（16）を上記第１動作時よりも低風量で起動させるように構成されているものである。

上記の発明では、冷媒回路（10）において、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。一方、庫内空気が庫内ファン（16）によって吸い込まれて冷却熱交換器（14）に送風される。その結果、冷却熱交換器（14）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気が冷却される。冷却された庫内空気は庫内へ吹き出し、庫内の冷却が行われる。

ここで、本発明では、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を間欠的に運転させる省エネ運転が行われる。具体的に、この省エネ運転には、以下の第１動作から第３動作までが繰り返し行われる。また、この冷凍装置には、庫内の吹出側空気温度（即ち、庫内の吹出口付近の空気温度）の設定温度と、この設定温度を含む目標範囲（許容温度範囲）の上限値および下限値が設定される。

先ず、第１動作では、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が運転されると共に能力調節手段（35）によって冷却熱交換器（14）の冷却能力が調節される。その結果、吹出側空気温度は次第に設定温度に近づいていく。なお、この第１動作において、吹出側空気温度は冷却熱交換器（14）で冷却されて庫内へ吹き出す空気の温度に相当する。そして、吹出側空気温度が設定温度に維持されると、第２動作が行われる。ここで、庫内においては吹出側領域が最も低温帯になるため、この吹出側空気温度を制御対象とすることで、貯蔵物の冷やしすぎ（例えば、凍結）が確実に防止される。

この第２動作では、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が継続して運転されると共に能力調節手段（35）によって冷却熱交換器（14）の冷却能力が増大される。その結果、吹出側空気温度が次第に低下していく。そして、吹出側空気温度が目標範囲の下限値に達すると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止する。そのため、冷媒回路（10）において冷凍サイクルが行われず、また庫内空気が冷却熱交換器（14）に送風されない。つまり、庫内の冷却が実質的に停止される。そうすると、庫内温度が次第に上昇することになる。

ところが、本発明では、冷凍庫や貯蔵物に蓄熱された冷熱により、庫内温度の上昇が抑制される。つまり、第１動作によって庫内が冷却されているため、冷凍庫や貯蔵物には冷熱が蓄熱され、その冷熱が利用される。しかも、第２動作によって吹出側空気温度が目標範囲の下限値まで引き下げられるため、その分貯蔵物等の蓄熱量が増大する。したがって、庫内温度の上昇が一層抑制される。また、庫内ファン（16）を停止するため、庫内ファン（16）の駆動による発熱がなくなり、それによっても庫内温度の上昇が抑制される。その後、吹出側空気温度がゆっくり上昇して目標範囲の上限値に達すると、第３動作が行われる。つまり、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が再起動して第１動作が再開される。第１動作が再開されると、吹出側空気温度は再び設定温度に近づいていく。

さらに、上記の発明では、第２動作によって圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると、庫内温度が次第に上昇していく。つまり、吹出側空気温度および吸込側空気温度（即ち、庫内の吸込口付近の空気温度）が次第に上昇する。ここで、庫内においては、上部空気が下部空気よりも高温となるので、その暖気を吸い込んで冷却するために、庫内の上部に吸込口が設けられ、庫内の下部に吹出口が設けられる。つまり、庫内において吸込側空気温度が最も高温となる。そして、吸込側空気温度が所定の制限値まで上昇すると、庫内ファン（16）が起動される。そうすると、庫内空気が冷却熱交換器（14）へ送られて再び庫内へ吹き出す。これにより、庫内空気が撹拌されて、庫内温度が均一となる。その結果、正確な吹出側空気温度が検出される。

また、庫内空気を撹拌するためには、庫内ファン（16）をそれ程高い風量で運転する必要がないため、第１動作時よりも低風量で運転すれば足りる。したがって、庫内ファン（16）の駆動による発熱量は、さほど高くない。さらに、庫内ファン（16）によって吸い込まれた庫内空気は、冷却熱交換器（14）へ送られるが、冷却熱交換器（14）の蓄熱された冷熱によって多少冷却される。これによって、庫内の冷却が多少行われる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記省エネ運転は、上記吸込側空気温度の制限値が上記第１動作終了時の吸込側空気温度よりも一定量だけ高い値に設定されるように構成されているものである。

上記の発明では、第１動作によって、吹出側空気温度が設定温度に維持されると共に、吸込側空気温度が一定温度に維持されると、第２動作が行われる。その際、吸い込み側空気温度の制限値が第１動作終了時の吸込側空気温度よりも一定量（α℃）だけ高い温度に設定される。つまり、吸込側空気温度の制限値は、予め設定されるのではなく、通常運転で得られる実際の冷却負荷に対応した吸込側空気温度に基づいて設定される。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記省エネ運転は、所定時間が経過する毎に上記吹出側空気温度の設定温度を引き下げるように構成されているものである。

上記の発明では、省エネ運転において、吹出側空気温度の設定温度が所定の運転時間毎に変更される。具体的に、省エネ運転を開始してから例えば１時間が経過すると、吹出側空気温度の設定温度が所定量だけ引き下げられる。続いて、１時間が経過すると、さらに吹出側空気温度の設定温度が所定量だけ引き下げられる。このように、省エネ運転中、吹出側空気温度の設定温度が段階的に引き下げられる。ただし、この設定温度の引き下げは、貯蔵物に影響のない温度範囲で行われる。

ところで、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を間欠運転させる省エネ運転を長く行えば、貯蔵物等の蓄熱量も次第に減少していく。ところが、本発明では、上述したように所定の運転時間毎に吹出側空気温度の設定温度が引き下げられるため、第１動作によって維持される庫内温度も次第に低くなる。これにより、第１動作によって貯蔵物等に蓄熱される冷熱量が運転時間に応じて増大する。そのため、貯蔵物等の蓄熱量の減少が抑制される。したがって、省エネ運転を長時間行っても、第２動作の後において庫内温度の上昇が確実に抑制される。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記省エネ運転は、所定時間が経過する毎に上記第１動作の運転時間を強制的に長くするように構成されているものである。

上記の発明では、所定の運転時間が経過する毎に、第１動作による運転時間が長くなる。つまり、第１動作において吹出側空気温度が設定温度に維持されても、所定の時間が経過するまでそのまま第１動作が行われる。これにより、第１動作によって貯蔵物等に蓄熱される冷熱量が運転時間に応じて増大する。そのため、貯蔵物等の蓄熱量の減少が抑制される。したがって、省エネ運転を長時間行っても、第２動作の後において庫内温度の上昇が確実に抑制される。

第５の発明は、上記第１乃至第４の何れか１の発明において、上記能力調節手段は、上記冷媒回路（10）に接続されて圧縮機（11）へ吸入される冷媒の流量を調節する流量調整弁（35）で構成されている。そして、上記省エネ運転は、上記第２動作時に、上記流量調整弁（35）の開度を大きくして上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を増大させるように構成されているものである。

上記の発明では、冷媒回路（10）に流量調整弁（35）が接続される。この流量調整弁（35）は、圧縮機（11）の吸入冷媒の流量を調節することで、冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節する能力調節手段を構成する。

具体的に、第１動作時には、流量調整弁（35）の開度が調節されることで、冷媒回路（10）における冷媒循環量が調節される。ここで、流量調整弁（35）の開度を絞って冷媒循環量を調節すると、蒸発器となる冷却熱交換器（14）のほぼ全域で冷媒が湿り気味となる。このため、仮に蒸発器の流入側の膨張弁の開度調節によって蒸発器の冷却能力を調節すると、蒸発器を流れる冷媒が乾き気味となって蒸発器の流入端から流出端までの間で冷媒の温度ムラが生じやすいのに対し、本発明のように流量調整弁（35）の開度を絞りながら冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節すると、冷却熱交換器（14）の流入端から流出端までの間での冷媒の温度分布が均一化される。その結果、庫内空気は冷却熱交換器（14）によって比較的均一な温度に冷却される。

このような第１動作における流量調整弁（35）の開度調節によって吹出側空気温度が目標温度に維持されると、第２動作が行われる。この第２動作では、流量調整弁（35）の開度が大きく調節されることで、冷媒回路（10）の冷媒循環量も多くなり、冷却熱交換器（14）の冷却能力も増大する。そして、吹出側空気温度が目標範囲の下限値に達すると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止される。

以上のように、本発明によれば、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を間欠運転させる省エネ運転モードを備えるようにした。したがって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止中においては、冷媒回路（10）において冷凍サイクルが行われないが、貯蔵物等に蓄熱された冷熱を利用することで、庫内温度の上昇を抑制する（遅らせる）ことができる。また、庫内ファン（16）の停止により、庫内ファン（16）から生ずる発熱を防止することができ、それにより庫内温度の上昇を一層抑制することができる。これにより、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間を延ばすことができ、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の運転動力を大幅に削減することができる。その結果、冷凍装置（1）の省エネ性を著しく向上させることができる。

特に、本発明では、第２動作によって吹出側空気温度を一旦下限温度まで低下させた後に、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を停止させるようにした。そのため、貯蔵物等の蓄熱量を増大させることができる。したがって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間を確実に延ばすことができ、省エネ性を一層向上させることができる。

さらに、本発明によれば、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止中に庫内の吸込側空気温度がその制限値まで上昇すると、庫内ファン（16）を第１動作時よりも低風量で起動させるようにした。これにより、庫内温度を均一にすることができ、庫内の最高温度、即ち吹出側空気温度を正確に検出することができる。したがって、第３動作の開始タイミングを正確に計ることができる。その結果、庫内温度制御の信頼性が向上する。

さらに、この発明では、庫内ファン（16）を第１動作時よりも低風量で運転させることから、庫内ファン（16）の発熱量をできるだけ抑制することができる。よって、第２動作から第３動作までの時間をそれ程縮めることなく、庫内温度制御の信頼性を向上させることができる。

また、第２の発明によれば、吸込側空気温度の制限値を第１動作終了時の吸込側空気温度よりも一定量だけ高い値に設定するようにした。これにより、吸込側空気温度の制限値を実際の冷却負荷に応じた適切な値に設定することができる。したがって、第２動作から第３動作が開始されるまでの間において、庫内ファン（16）の起動タイミングを適切に計ることができ、庫内温度の制御性を向上させることができる。その結果、冷凍装置（1）の省エネ性を確実に向上させることができる。

また、第３の発明によれば、省エネ運転の運転時間が所定時間を経過する毎に、吹出側空気温度の設定温度を引き下げるようにした。これにより、運転時間が長くなるに従って、第１動作による庫内の冷却能力を増大させることができる。つまり、第１動作による貯蔵物等の蓄熱量を増大させることができる。したがって、省エネ運転モードでは、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が間欠運転されるため、運転時間が長くなるほど貯蔵物等の蓄熱量が次第に減少していくが、この蓄熱量の減少を抑制することができ、充分な蓄熱量を確保することができる。そのため、貯蔵物等の蓄熱効果を長時間発揮させることができる。その結果、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間が短くなるのを抑えることができ、省エネ性を確実に向上させることができる。

また、第４の発明によれば、省エネ運転の運転時間が所定時間を経過する毎に、第１動作の運転時間を強制的に長くするようにした。これにより、上記第６の発明と同様に、運転時間が長くなるに従って、第１動作による庫内の冷却能力を増大させることができる。したがって、省エネ運転が長時間行われても、貯蔵物等の蓄熱量を充分に確保することができ、その蓄熱効果を効果的に発揮させることができる。よって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間が短くなるのを抑えることができ、省エネ性を確実に向上させることができる。

また、第５の発明によれば、流量調整弁（35）で圧縮機（11）の吸入冷媒の流量を調節して冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節するようにしている。このため、冷却熱交換器（14）内には全域に湿り気味の冷媒が溜まるので、この冷却熱交換器（14）を通過した空気の温度を均一化することができる。つまり、本発明のように流量調整弁（35）で冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節すると、庫内温度の制御性を向上させることができる。その結果、上記第１動作時には、庫内温度を速やか且つ確実に目標温度に近づけることができる。また、上記第２動作時には、庫内温度が確実に下限値となった時点で圧縮機（11）を停止させることができ、その後の第３動作時において庫内温度が下限値を下回ってしまうことを未然に回避できる。

また、このように第２動作時において、仮に圧縮機の運転容量（例えば運転周波数）を大きくして冷却熱交換器の冷却能力を増大させると電力消費量も増大してしまうのに対し、本発明では、流量調整弁（35）の開度を大きく調節するだけであるので、このような電力消費量の増大を招くことなく、冷却熱交換器（14）の冷却能力が増大させることができる。

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。なお、以下の各実施形態は、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。

《実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。図１に示すように、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）と、庫外ファン（15）および庫内ファン（16）とを備えている。

上記冷媒回路（10）には、主な構成機器として、圧縮機（11）、凝縮器（12）、膨張弁（13）および蒸発器（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、上記庫外ファン（15）が設けられている。庫外ファン（15）は、凝縮器（12）に庫外空気（室外空気）を送風する。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。また、凝縮器（12）の近傍には、庫外温度センサ（OS）が設けられている。この庫外温度センサ（OS）は、凝縮器（12）に送り込まれる庫外空気の温度を検出する。

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、上記庫内ファン（16）が設けられている。庫内ファン（16）は、庫内の吸込口より庫内空気を吸い込んで蒸発器（14）に流通させた後、庫内の吹出口から庫内へ吹き出す。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。なお、図示しないが、上記庫内空気の吸込口は庫内の上部に設けられ、庫内空気の吹出口は庫内の下部に設けられている。つまり、本実施形態の冷凍装置（1）は、いわゆる下吹きタイプのものである。

また、上記蒸発器（14）の近傍には、２つの温度センサが設けられている。具体的に、蒸発器（14）の吸込口側の近傍には吸込温度センサ（RS）が設けられ、蒸発器（14）の吹出口側の近傍には吹出温度センサ（SS）が設けられている。吸込温度センサ（RS）は、蒸発器（14）に送り込まれる庫内空気の温度（本発明に係る吸込側空気温度）を検出するものである。吹出温度センサ（SS）は、蒸発器（14）を通過した庫内空気の温度（本発明に係る吹出側空気温度）を検出するものである。

上記圧縮機（11）の吐出管（21）は、逆止弁（31）および吐出圧力調整弁（32）を順に介して凝縮器（12）の流入端に接続している。凝縮器（12）の流出端は、レシーバ（33）、第１電磁弁（41）およびエコノマイザ熱交換器（34）の高圧側流路（34a）を順に介して膨張弁（13）に接続している。圧縮機（11）の吸入管（22）は、吸入比例弁（35）を介して蒸発器（14）の流出端に接続している。蒸発器（14）の流入端は、膨張弁（13）に接続している。

上記エコノマイザ熱交換器（34）は、上述した高圧側流路（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、キャピラリーチューブ（36）および第２電磁弁（42）を順に介して凝縮器（12）とレシーバ（33）との間に接続されている。低圧側流路（34b）の流出端は、圧縮機（11）の中間吸入口（11a）に接続している。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の経路に開口している。

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。吸入比例弁（35）は、コンテナの庫内に設けられる図外の庫内温度センサの検出温度に応じて開度が調節される。

また、上記冷媒回路（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）および液インジェクション管（26）が接続されている。

上記第１デフロスト管（23）および第２デフロスト管（24）は、圧縮機（11）の吐出冷媒を蒸発器（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）および第２デフロスト管（24）は、一端が逆止弁（31）と吐出圧力調整弁（32）との間に接続し、他端が膨張弁（13）と蒸発器（14）との間に接続している。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（43）が設けられている。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（44）およ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、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）の吐出冷媒を凝縮器（12）や蒸発器（14）をバイパスして圧縮機（11）の吸入側に戻すための配管である。なお、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、一端が逆止弁（31）と第４電磁弁（44）との間に接続し、他端が蒸発器（14）と吸入比例弁（35）との間に接続している。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（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、一端が第１電磁弁（41）とエコノマイザ熱交換器（34）との間に接続し、他端が吸入比例弁（35）と圧縮機（11）との間に接続している。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（46）が設けられている。

上記冷凍装置（1）には、図示しないコントローラが設けられている。このコントローラには、吹出温度センサ（SS）の検出値（以下、吹出側空気温度という。）の設定温度が入力される。また、コントローラには、詳細は後述する省エネ運転モード時において、吹出側空気温度の目標範囲として上限温度（上限値）と下限温度（下限値）とが設定されている。さらに、コントローラには、吸込温度センサ（RS）の検出値（以下、吸込側空気温度という。）の制限値が入力されている。

−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と、庫内温度を摂氏零度より高い温度で冷却して、庫内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転（チルド運転）と、上述したデフロスト運転とが切換可能となっている。ここでは、本発明の特徴となる冷蔵運転について説明する。

冷蔵運転では、「通常運転モード」と「省エネ運転モード」とが可能となっている。通常運転モードは、圧縮機（11）および庫内ファン（16）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る。一方、省エネ運転モードは、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を間欠的に運転し、蒸発器（14）で庫内空気を半連続的に冷却することで、省エネ化を図りながら庫内の貯蔵物を冷蔵する運転モードである。

〈通常運転モード〉
先ず、この冷凍装置（1）の通常運転モードについて図２を参照しながら説明する。この通常運転モードでは、圧縮機（11）、庫内ファン（16）および庫外ファン（15）が連続的に運転されると共に、膨張弁（13）および吸入比例弁（35）の開度が適宜調節される。また、この通常運転モードでは、原則として第１電磁弁（41）および第２電磁弁（42）が開放されると共に、第３から第６の電磁弁（43,44,45,46）が閉鎖される。なお、庫外ファン（15）および庫内ファン（16）は、通常風量（通常の回転速度）で運転される。

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、冷媒が庫外空気へ放熱して凝縮する。その後、冷媒は、一部がレシーバ（33）を介してエコノマイザ熱交換器（34）の高圧側流路（34a）へ流入する一方、残りはキャピラリーチューブ（36）を通過する際に減圧されてエコノマイザ熱交換器（34）の低圧側流路（34b）へ流入する。

エコノマイザ熱交換器（34）では、低圧側流路（34b）を流れる冷媒が高圧側流路（34a）を流れる冷媒から吸熱して蒸発する。つまり、エコノマイザ熱交換器（34）では、高圧側流路（34a）を流れる冷媒の過冷却が行われる。低圧側流路（34b）で蒸発した冷媒は、圧縮機（11）の中間吸入口（11a）に吸入される。

高圧側流路（34a）で過冷却された冷媒は、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。一方、庫内空気が庫内ファン（16）によって吸込口より吸い込まれて蒸発器（14）へ送風される。蒸発器（14）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気が冷却される。冷却された庫内空気は、吹出口より庫内へ吹き出す。その結果、コンテナ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。

この通常運転モードでは、コントローラによって、吹出側空気温度が設定温度になるように吸入比例弁（35）の開度が調節される。つまり、コントローラは、吸入比例弁（35）の開度調節を行うことにより、蒸発器（14）の冷却能力を調節する。この制御により、吹出側空気温度が設定温度に維持される。

〈省エネ運転モード〉
次に、この冷凍装置（1）の省エネ運転モードについて説明する。この省エネ運転モードでは、コントローラによって図３に示すような第１動作から第３動作までの制御動作が繰り返し行われる。なお、この省エネ運転モード時における冷凍装置（1）の基本的な冷媒の流れは、上述の通常運転モードと同様である。

第１動作には、圧縮機（11）が運転されると共に庫内ファン（16）が通常風量で運転される。また、第１動作中には、コントローラによって、吹出側空気温度が設定温度となるように蒸発器（14）の冷却能力が調節される。

具体的に、第１動作中には、吸入比例弁（35）の開度が吹出側空気温度とその設定温度に基づくＰＩ制御によって調節される。その結果、吸入比例弁（35）の開度に応じて冷媒回路（10）の冷媒循環量が調節され、蒸発器（14）の冷却能力も調節される。

なお、このように吸入比例弁（35）の開度を絞りながら蒸発器（14）の冷却能力を調節すると、蒸発器（14）の全域で冷媒が湿り状態となり易くなる。このため、仮に蒸発器の流入側の膨張弁（13）の開度調節によって蒸発器の冷却能力を調節する場合には、蒸発器を流れる冷媒が乾き気味となって蒸発器の流入端から流出端までの間で冷媒の温度ムラが生じやすいのに対し、上記吸入比例弁（35）の開度を絞りながら蒸発器（14）の冷却能力を調節すると、蒸発器（14）の流入端から流出端までの間での冷媒の温度分布が均一化される。その結果、庫内空気は比較的均一に冷却されるので、蒸発器（14）による庫内温度の制御性が向上する。

第１動作によって吹出側空気温度が設定温度に達して所定時間の間維持されると、第２動作が開始される（図３の時間ｔ０）。この第１動作の終了時には、コンテナやその中の貯蔵物に一定の冷熱量が蓄熱される。

第２動作では、先ず、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が引き続き運転された状態で、吸入比例弁（35）が例えば全開状態に設定される。これにより、冷媒回路（10）の冷媒循環量が増大し、蒸発器（14）の冷却能力が増大する。そうすると、吹出側空気温度が設定温度から次第に低下していく。そして、吹出側空気温度が目標範囲の下限温度に達すると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると共に、吸入比例弁（35）が全開より小さい一定開度に設定される（図３の時間ｔ１）。以上により、第２動作が終了する。この第２動作により、貯蔵物等の蓄熱量がさらに増大する。

第２動作によって、冷媒回路（10）での冷凍サイクルが停止し、蒸発器（14）による庫内の冷却は実質的に停止される。そうすると、庫内温度（即ち、吹出側空気温度および吸込側空気温度）が次第に上昇するが、貯蔵物等に蓄熱された冷熱によってその上昇が抑制される。つまり、吹出側空気温度および吸込側空気温度が緩やかに上昇する。また、庫内ファン（16）が停止するため、その庫内ファン（16）の駆動による発熱は生じない。したがって、吹出側空気温度の上昇が一層抑制される。そして、吹出側空気温度が目標範囲の上限温度まで上昇すると、第３動作が開始される（図３の時間ｔ２）。なお、ここでは、吸込側空気温度は制限値に達していない。また、第２動作終了（時間ｔ１）から第３動作の開始（時間ｔ２）までの間は、吸入比例弁（35）は一定開度に保持される。

第３動作では、上述した第１動作が再開される。具体的に、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が再起動されると共に、吸入比例弁（35）の開度が吹出側空気温度とその設定温度に基づくＰＩ制御によって調節される。これにより、冷媒回路（10）の冷媒循環量が調節され、蒸発器（14）の冷却能力も調節される。そして、この第１動作の再開により、吹出側空気温度が設定温度に達して所定時間の間維持されると、再び上述した第２動作が開始される（図３の時間ｔ３）。これにより、吹出側空気温度が目標範囲の下限温度まで低下すると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると共に、吸入比例弁（35）が一定開度に保持される（図３の時間ｔ４）。

この第２動作の終了後は、上述したように貯蔵物等の蓄熱によって庫内温度の上昇が抑制される。そして、吸込側空気温度が所定の制限値まで上昇すると、コントローラによって庫内ファン（16）が起動される。このとき、庫内ファン（16）は第１動作時よりも低風量で運転される（図３の時間ｔ５）。庫内ファン（16）が運転されると、最も高温領域である吸込口側の庫内空気が吸い込まれ、最も低温領域である吹出口側へ吹き出す。そうすると、庫内空気が撹拌され、庫内温度が均一になる。これにより、正確な吹出側空気温度、即ち庫内の正確な最高温度を検出することができる。つまり、この制御は、比較的高温帯である吸込側空気温度が制限値に達すると、庫内温度が比較的高温になったと推定し、庫内ファン（16）の駆動によって庫内空気を撹拌することにより、庫内温度の最高温度を正確に検出しようとするものである。

そして、吹出側空気温度が目標範囲の上限温度まで上昇すると、再び第３動作によって第１動作が再開される（図３の時間ｔ６）。具体的に、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が運転される。ここで、庫内ファン（16）は、吹出側空気温度が目標範囲の上限温度に達すると、一旦停止し、所定時間の経過後（本実施形態では、１０秒後）に通常風量で再起動される。また、吸入比例弁（35）の開度は、上述したＰＩ制御によって調節される。この第１動作の再開により、庫内が冷却され、吹出側空気温度が設定温度に向かって収束していく。なお、庫内ファン（16）を一旦停止して再起動するのは、低風量から通常風量（高風量）に回転速度を変更する際に庫内ファン（16）の急激なトルク変動を緩和させるためである。

−実施形態の効果−
以上のように、上記実施形態によれば、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を間欠運転させる省エネ運転モードを備えるようにした。したがって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止中は、冷媒回路（10）において冷凍サイクルが行われないが、貯蔵物等に蓄熱された冷熱を利用することにより、庫内温度の上昇を抑制する（遅らせる）ことができる。しかも、庫内ファン（16）までも停止するので、庫内ファン（16）の駆動による発熱を防止することができ、それにより庫内温度の上昇を一層抑制することができる。このように、貯蔵物等の蓄熱を利用することによって圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間を延ばすことができるので、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の運転動力を大幅に削減することができる。その結果、冷凍装置（1）の省エネ性を著しく向上させることができる。

特に、上記実施形態の省エネ運転モードでは、第２動作によって吹出側空気温度を一旦下限温度まで低下させた後に、圧縮機（11）および庫内ファン（16）を停止させるようにした。このため、貯蔵物等の蓄熱量を増大させることができる。したがって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間を一層延ばすことができ、省エネ性を一層向上させることができる。

また、上記省エネ運転モードでは、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止中に吸込側空気温度が制限値まで上昇すると、庫内ファン（16）を第１動作時よりも低風量で起動するようにした。これにより、庫内空気を撹拌して庫内温度を均一にすることができる。そのため、庫内の最高温度、即ち吹出側空気温度を正確に検出することができ、第３動作の開始タイミングを正確に計ることができる。その結果、庫内温度制御の信頼性を損なうことはない。しかも、この制御では、庫内ファン（16）を第１動作時よりも低風量で運転することから、庫内ファン（16）の発熱量を抑制できる。したがって、第２動作から第３動作までの時間をそれ程縮めることはなく、庫内温度制御の信頼性を向上させることができる。

また、上記省エネ運転モードでは、吹出側空気温度の目標範囲の下限値である下限温度と、その目標範囲の上限値である上限温度との間を吹出側空気温度が推移するように、蒸発器（14）の能力制御や圧縮機（11）の発停制御を行うようにした。このため、省エネ運転モード時において、庫内温度が許容温度範囲を外れてしまうことを回避でき、この冷凍装置（1）の信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、蒸発器（14）の冷却能力を吸入比例弁（35）の開度調節によって行うようにしている。このように吸入比例弁（35）の開度を調節しながら蒸発器（14）の冷却能力を調節すると、蒸発器（14）の全域で冷媒が湿り気味となるので、この蒸発器（14）で庫内空気を比較的均一に冷却することができる。その結果、省エネ運転モードの第１動作では、吹出側空気温度を速やかに且つ確実に設定温度に近づけることができる。さらに、第２動作時には、吹出側空気温度が確実に下限値となったタイミングで圧縮機（11）および庫内ファン（16）を停止させることができるので、その後の第３動作時において庫内温度が下限値を下回ってしまうことを未然に回避することができる。

また、上記第２動作時においては、吸入比例弁（35）の開度を調節して蒸発器（14）の冷却能力を増大させても、圧縮機（11）の運転容量が変わる訳ではないから、第２動作時において圧縮機（11）の運転動力の増大を招くことなく、蒸発器（14）の冷却能力を増大させることができる。したがって、冷凍装置（1）の省エネ性を一層向上させることができる。

−実施形態１の変形例−
上記実施形態１の各変形例について以下に説明する。

〈変形例１〉
この変形例１は、上記実施形態１の省エネ運転モードにおける吸込側空気温度の制限値を第１動作終了時の吸込側空気温度に基づいて設定するようにしたものである。

図４に示すように、省エネ運転モードでは、上述したように第１動作が行われる。この第１動作によって、吹出側空気温度が設定温度に所定時間の間維持されると共に、吸込側空気温度が制限値よりも低い一定温度に所定時間の間維持されると、上述した第２動作が開始される（図４の時間ｔ０）。

ここで、吸込側空気温度の制限値は、コントローラによって第１動作終了時の吸込側空気温度よりもα℃だけ高い温度に設定される。つまり、この変形例１において、吸込側空気温度の制限値は、運転前に予め設定されるのではなく、第１動作で得られる実際の冷却負荷に対応した吸込側空気温度に基づいて設定される。これにより、吸込側空気温度の制限値を冷却負荷に応じた適切な値に設定することができる。したがって、第２動作から第３動作が開始されるまでの間において、庫内ファン（16）の起動タイミングを適切に計ることができ、庫内温度の制御性を向上させることができる。第２動作の後は、上記実施形態１と同様に、第３動作、第１動作および第２動作が行われる。

なお、本変形例１は、省エネ運転中において、第２動作が開始される毎に、その前の第１動作終了時の吸込側空気温度に基づいてその制限値を設定するようにしてもよい。つまり、第２動作が開始される毎に、吸込側空気温度の制限値を補正するようにしてもよい。これにより、一層冷却負荷に応じた吸込側空気温度の制限値を取得することができ、制御性をより向上させることができる。

また、本変形例１では、第１動作終了時の吸込側空気温度に基づいてその制限値を設定するようにしたが、省エネ運転モードの運転前に通常運転モードの運転を行うようにし、その通常運転モードの終了時の吸込側空気温度に基づいて設定するようにしてもよい。

〈変形例２〉
この変形例２は、図示しないが、上記実施形態１の省エネ運転モードにおいて、所定の運転時間が経過する毎に、吸込側空気温度の制限値を低減させるようにしたものである。省エネ運転モードにおいて、例えば運転時間が１時間経過する毎に吸込側空気温度の制限値が一定量だけ低減されていく。これにより、下記参考変形例１と同様に、運転時間が長くなり貯蔵物等の蓄熱量が減少しても、第２動作の後において庫内温度の上昇を速やかに検出することができる。

−本発明の参考変形例−
本発明の各参考変形例について以下に説明する。

〈参考変形例１〉
この参考変形例１は、第２動作後の庫内ファン（16）の起動条件について変更するようにしたものである。つまり、上記実施形態１の省エネ運転モードでは、吸込側空気温度がその制限値に達すると、庫内ファン（16）を起動するようにしたが、本参考変形例はこれを変更したものである。

具体的に、図５に示すように、第２動作の後において、吸込側空気温度がその制限値に達しても、そのタイミングでは庫内ファン（16）は起動されない。そして、吸込側空気温度がさらに上昇して、その吸込側空気温度と制限値との間の面積（図５に示すＡ領域）が所定値に達すると、庫内ファン（16）が低風量で起動される。つまり、吸込側空気温度がその制限値に達してから、例えば１秒毎に吸込側空気温度と制限値との温度差を検出して積算し、その合計値が所定値（例えば、１０）になると、庫内ファン（16）が起動される。この制御により、吸込側空気温度が確実に制限値に達して上昇していることが検出される。そのため、庫内ファン（16）の起動タイミングを適切に計ることができる。

なお、上述した本参考変形例の制御では、省エネ運転モードの運転時間に応じて積算合計値の所定値を低減させるようにしてもよい。具体的に、積算合計値の所定値が初期値「１０」に設定される。そして、例えば、省エネ運転モードの運転時間が１時間を経過すると、上記所定値が「９」に変更され、引き続き運転時間が１時間を経過すると、上記所定値が「８」に変更される。以下、同様に、運転時間が長くなるに従って、積算合計値の所定値が低減される。したがって、運転時間が長くなるほど貯蔵物等の蓄熱量が次第に減少していき、庫内温度が上昇し易くなるが、その庫内温度の上昇を速やかに検出することができる。

〈参考変形例２〉
この参考変形例２は、図６に示すように、上記実施形態１の省エネ運転モードにおいて第２動作後の庫内ファン（16）の起動条件を変更するようにしたものである。

具体的に、本参考変形例の省エネ運転モードでは、第２動作によって圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されてから所定時間（以下、設定停止時間という。）が経過すると、コントローラによって庫内ファン（16）が起動される。つまり、本参考変形例では、第２動作による庫内ファン（16）の停止時間が予め設定されている。例えば、この設定停止時間は、吸込側空気温度が制限値に達する程度の時間に設定される。

この場合、省エネ運転モードでは、第２動作によって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると共に、吸入比例弁（35）が一定開度に保持される。そうすると、吹出側空気温度および吸込側空気温度が次第に上昇していく。そして、庫内ファン（16）が停止してから設定停止時間が経過すると、庫内ファン（16）が低風量で起動される。これにより、庫内空気が撹拌されて庫内温度が均一になる。その後、吹出側空気温度が目標範囲の上限温度まで上昇すると、圧縮機（11）が再起動されると共に、庫内ファン（16）が一旦停止後再起動される。なお、吸入比例弁（35）は、ＰＩ制御によって開度調節される。つまり、本参考変形例では、設定停止時間が経過すると、吸込側空気温度の如何に関係なく、庫内ファン（16）が強制的に低風量で起動される。これにより、吸込側空気温度の制限値の設定動作や、その吸込側空気温度の検出動作を行わなくても済むため、制御構成を簡素化することができる。

〈参考変形例３〉
この参考変形例３は、図示しないが、上記実施形態１の省エネ運転モードにおいて第２動作後の庫内ファン（16）の制御動作を変更するようにしたものである。つまり、この参考変形例では、第２動作が行われた後、庫内ファン（16）のみが間欠運転される。具体的には、上記実施形態１と同様に、第２動作によって圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止される。そして、庫内ファン（16）が停止してから所定時間（例えば、５分）が経過すると、庫内ファン（16）が一定時間（例えば、１０秒）だけ運転される。庫内ファン（16）は、一定時間運転されると再び停止され、その後所定時間（５分）が経過すると再び起動される。そして、この間欠運転の間に、吹出側空気温度が目標範囲の上限温度に達すると、第３動作が行われる。

このように、庫内ファン（16）が間欠運転されるため、圧縮機（11）の停止中に亘って庫内温度が比較的均一状態になる。したがって、圧縮機（11）の停止中においても、常に庫内の最高温度を正確に検出できる。その結果、第３動作の開始のタイミングを適切に計ることができる。また、庫内ファン（16）を間欠運転させるため、連続運転させる場合に比べて庫内ファン（16）の発熱量は少ない。したがって、庫内温度の上昇にそれ程寄与せず、第２動作から第３動作が開始されるまでの時間を長くすることができ、省エネ性を向上させることができる。

〈参考変形例４〉
この参考変形例４は、図７に示すように、上記実施形態１の省エネ運転モードにおいて第２動作後の庫内ファン（16）の制御動作を変更するようにしたものである。つまり、上記実施形態１では、吸込側空気温度がその制限値に達すると庫内ファン（16）を起動させるようにしたが、本参考変形例では、吹出側空気温度に変化に基づいて庫内ファン（16）を制御するようにしたものである。

具体的に、省エネ運転モードにおいて、第２動作により吹出側空気温度が目標範囲の下限温度まで引き下げられる（図７の時間ｔ１）。そうすると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると共に、吸入比例弁（35）が一定開度に保持される。

圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止後、何らかの要因によって、吹出側空気温度がさらに低下して、目標範囲の下限温度を所定値だけ下回ると、コントローラによって庫内ファン（16）が低風量で起動される（図７の時間ｔ２）。そうすると、庫内空気が撹拌されて庫内温度が均一化される一方、庫内ファン（16）が発熱する。この庫内温度の均一化と庫内ファン（16）の発熱により、庫内温度（吹出側空気温度）の低下が防止される。その後、吹出側空気温度は、例えば殆ど変動せずに下限温度よりも低い値のまま推移する。そして、その状態で所定時間が経過すると、コントローラによって庫内ファン（16）の風量が低風量から通常風量（高風量）に変更される（図７の時間ｔ３）。そうすると、庫内温度がより均一化され、庫内ファン（16）の発熱量が増大する。これにより、庫内温度（吹出側空気温度）が上昇する。本参考変形例の場合、吹出側空気温度は、低風量から通常風量に変更してから暫くの間は殆ど変動せずに推移し、その後上昇する（図７の時間ｔ４）。

このように、第２動作の後において、吹出側空気温度が目標範囲の下限温度以下に低下し過ぎると、庫内ファン（16）が起動される。そのため、庫内ファン（16）の撹拌作用および発熱によって、庫内温度を低下を阻止することができる。また、庫内温度がなかなか上昇しない場合は、庫内ファン（16）の風量を段階的に増大させて、撹拌作用および発熱量を増大させることにより、庫内温度を目標範囲まで確実に上昇させる。これにより、貯蔵物の品質を保持することができる。その後、吹出側空気温度が上昇して、目標範囲の上限温度に達すると、上記実施形態１と同様に第３動作が行われる。

《実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。図８に示すように、本実施形態の冷凍装置（1）は、上記実施形態１における通常運転モードと省エネ運転モードとで、異なる吹出側空気温度の下限温度を設定するようにしたものである。なお、ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。

具体的に、本実施形態の通常運転モードでは、吹出側空気温度の目標範囲の下限値が第１下限温度に設定されている。一方、省エネ運転モードでは、吹出側空気温度の目標範囲の下限値が第１下限温度よりも低い第２下限温度に設定されている。つまり、本実施形態では、省エネ運転モードにおける吹出側空気温度の目標範囲の下限値が通常運転モード時よりも引き下げられる。なお、吹出側空気温度の目標範囲の上限値は、双方の運転モードにおいて同じ値に設定されている。

この場合、通常運転モードでは、上記実施形態１と同様に、コントローラによって吹出側空気温度が設定温度になるように吸入比例弁（35）の開度が調節される。一方、省エネ運転モードでは、上記実施形態１と同様に、第１動作によって吹出側空気温度が設定温度に維持されると、第２動作が行われる。この第２動作では、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が引き続き運転された状態で、吸入比例弁（35）が全開状態に設定される。そうすると、吹出側空気温度が設定温度から次第に低下していく。そして、吹出側空気温度が目標範囲の第１下限温度に達するが、この時点では未だ圧縮機（11）および庫内ファン（16）は停止されない。さらに、吹出側空気温度が低下していき目標範囲の第２下限温度に達すると、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が停止されると共に、吸入比例弁（35）が全開より小さい一定開度に保持される（図８の時間ｔ１）。以上により、第２動作が終了する。その後の制御動作は、上記実施形態１と同様である。

このように、本実施形態の省エネ運転モードでは、通常運転モード時よりも目標範囲の下限値が引き下げられるため、第２動作による庫内の冷却能力が著しく増大する。これにより、貯蔵物等の蓄熱量が大幅に増大する。したがって、第２動作後において、庫内温度の上昇が大幅に抑制され、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間が長くなる。つまり、この制御によれば、貯蔵物等の蓄熱効果を大幅に増大させることができる。その結果、省エネ性が向上する。

《実施形態３》
本発明の実施形態３について説明する。本実施形態の冷凍装置（1）は、図示しないが、上記実施形態１における省エネ運転モードにおいて、所定の運転時間が経過する毎に吹出側空気温度の設定温度を引き下げるようにしたものである。なお、その際、吹出側空気温度の目標範囲の上限温度および下限温度は変更されない。また、ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。

具体的に、省エネ運転モードで運転が開始されてから所定時間（例えば、１時間）が経過するまでは、吹出側空気温度の設定温度は初期値のままである。そして、運転開始から所定時間が経過すると、コントローラによって吹出側空気温度の設定温度が初期値から一定量（例えば、０．１℃）だけ引き下げられる。そうすると、第１動作においては、吹出側空気温度がその引き下げられた設定温度になるように、吸入比例弁（35）が開度調節される。そして、吹出側空気温度がその引き下げられた設定温度に維持されると、上記実施形態１と同様の第２動作が行われる。このようにして、吹出側空気温度の設定温度は、省エネ運転の開始から所定時間が経過する毎に徐々に引き下げられていく。

このように、吹出側空気温度の設定温度が引き下げられると、第１動作による庫内の冷却能力が増大する。ところで、省エネ運転モードでは、圧縮機（11）および庫内ファン（16）が間欠運転されるため、運転時間が長くなるほど貯蔵物等の蓄熱量が次第に減少していく。そのため、第２動作後の圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間が次第に短くなる。ところが、本実施形態では、運転時間が長くなるに従って第１動作による庫内の冷却能力が増大していくため、貯蔵物等の蓄熱量の減少が抑制される。つまり、省エネ運転モードで長時間運転しても、貯蔵物等の蓄熱量が充分に確保される。これにより、省エネ運転モードにおいて、貯蔵物等の蓄熱効果を長時間発揮させることができる。したがって、圧縮機（11）および庫内ファン（16）の停止時間が短くなるのを抑えることができ、省エネ性を確実に向上させることができる。

《実施形態４》
本発明の実施形態４について説明する。本実施形態の冷凍装置（1）は、図示しないが、上記実施形態１における省エネ運転モードにおいて、所定の運転時間が経過する毎に第１動作の運転時間を強制的に長くするようにしたものである。なお、ここでは、上記実施形態１と異なる点について説明する。

具体的に、上記実施形態１の省エネ運転モードでは、第１動作において吹出側空気温度が設定温度に維持されると、第２動作が開始される。つまり、上記実施形態１では、第１動作の運転時間が概ね一定（例えば、２分）である。これに対し、本実施形態では、省エネ運転が開始されてから所定時間（例えば、１時間）が経過する毎に、第１動作の運転時間が一定量（例えば、１分）だけ増大していく。

例えば、本実施形態の省エネ運転モードでは、第１動作の運転時間が初期値「２分」に設定される。この場合、第１動作において吹出側空気温度が設定温度に維持されても、第１動作開始から２分が経過するまで第２動作は開始されない。そして、第１動作開始から２分が経過すると、第２動作および第３動作が順に行われる。その後、省エネ運転が開始されてから所定時間（１時間）が経過すると、コントローラによって第１動作の運転時間が初期値「２分」から「３分」に引き上げられる。そうすると、その後の第１動作において吹出側空気温度が設定温度に維持されても、第１動作開始から３分が経過するまで第２動作は開始されない。このようにして、省エネ運転時間が長くなるに従って、第１動作の運転時間が長くなる。

このように、第１動作の運転時間が長くなると、第１動作による庫内の冷却能力が増大する。つまり、第１動作において貯蔵物等に蓄熱される冷熱量が増大する。したがって、省エネ運転モードでは圧縮機（11）および庫内ファン（16）の間欠運転により運転時間が長くなるに従って貯蔵物等の蓄熱量が減少していくが、その蓄熱量の減少が抑えられる。これにより、省エネ運転モードで長時間運転しても、貯蔵物等の蓄熱量が充分に確保される。したがって、省エネ運転モードにおいて、貯蔵物等の蓄熱効果を長時間発揮させることができ、省エネ性を確実に向上させることができる。

なお、上述した各実施形態およびその変形例では、省エネ運転モードの第２動作において吸入比例弁（35）の開度を全開に設定するようにしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明は、省エネ運転モードの第２動作時において、吸入比例弁（35）の開度を第１動作終了時点の開度から徐々に増大させる制御を行うようにしてもよい。これにより、蒸発器（14）の冷却能力を徐々に増大させることができる。したがって、吹出側空気温度が目標範囲の下限温度を下回ってしまう、いわゆるオーバーシュートを防止することができる。その結果、貯蔵物の品質を確実に保持することができる。

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を備えた冷凍装置の省エネ運転方法として有用である。

実施形態に係る冷凍装置の全体構成を示す配管系統図である。 実施形態に係る冷凍装置の運転時における冷媒の流れを示す配管系統図である。 実施形態１に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。 実施形態１の変形例１に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。 参考変形例１に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。 参考変形例２に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。 参考変形例４に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。 実施形態２に係る省エネ運転モード時を説明するためのタイムチャートである。

1 冷凍装置
10 冷媒回路
11 圧縮機
14 蒸発器（冷却熱交換器）
16 庫内ファン
35 吸入比例弁（能力調節手段、流量調整弁）

Claims (5)

1. 圧縮機（11）および冷却熱交換器（14）が接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、庫内の上部に設けられた吸込口から吸い込んだ庫内空気を上記冷却熱交換器（14）に流通させて庫内の下部に設けられた吹出口から庫内へ吹き出す庫内ファン（16）とを備えている冷凍装置であって、
   上記庫内の吹出口の吹出側空気温度が設定温度となるように上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節する能力調節手段（35）を備える一方、
   上記能力調節手段（35）によって冷却熱交換器（14）の冷却能力を調節しながら上記圧縮機（11）および庫内ファン（16）を運転する第１動作と、
   上記第１動作中に上記吹出側空気温度が設定温度に維持されると、上記能力調節手段（35）によって上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を増大させて上記設定温度を含んだ目標範囲の下限値まで上記吹出空気温度を引き下げた後、上記圧縮機（11）および庫内ファン（16）を停止する第２動作と、
   上記第２動作の後、上記吹出側空気温度が上記目標範囲の上限値まで上昇すると、上記第１動作を再開させる第３動作とを行う省エネ運転が可能に構成され、
   上記省エネ運転は、第２動作の後に庫内の吸込口の吸込側空気温度が所定の制限値まで上昇すると、上記庫内ファン（16）を上記第１動作時よりも低風量で起動させるように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記省エネ運転は、上記吸込側空気温度の制限値が上記第１動作終了時の吸込側空気温度よりも一定量だけ高い値に設定されるように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   上記省エネ運転は、所定時間が経過する毎に上記吹出側空気温度の設定温度を引き下げるように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１において、
   上記省エネ運転は、所定時間が経過する毎に上記第１動作の運転時間を強制的に長くするように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項において、
   上記能力調節手段は、上記冷媒回路（10）に接続されて圧縮機（11）へ吸入される冷媒の流量を調節する流量調整弁（35）で構成され、
   上記省エネ運転は、上記第２動作時に、上記流量調整弁（35）の開度を大きくして上記冷却熱交換器（14）の冷却能力を増大させるように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置。

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