JP5505385B2

JP5505385B2 - 冷凍装置

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Publication number: JP5505385B2
Application number: JP2011176009A
Authority: JP
Inventors: 伸一藤中; 雅章竹上; 覚阪江
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: JP2013040694A

Description

本発明は、冷蔵倉庫を冷却する冷凍装置に関し、特に、室外熱交換器をデフロストする技術に関する。

従来から、例えば下記特許文献１に記載のように、庫内熱交換器の着霜による冷凍能力の低下を回避するために、圧縮機を停止して、庫内ファンを駆動させることによって、庫内熱交換器のデフロストを行う冷凍装置が知られている。

このような冷凍装置を用いて冷蔵倉庫内を冷却する場合には、倉庫内の保管物（例えば、野菜）を冷やしすぎないようにするために、倉庫内を加温制御する必要が生じる。例えば、冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて庫内熱交換器で冷媒を放熱させる加温サイクルを行うことによって、倉庫内を加温制御することができる。しかし、このような加温サイクルを行う場合には、室外熱交換器で冷媒を蒸発させる際に着霜が生じる虞があるため、室外熱交換器のデフロストが必要になる。

そこで、圧縮機を駆動するとともに、室外熱交換器で冷媒を放熱させる逆サイクルデフロストを行うことが考えられる。これによって、室内温度が低下しすぎないように短時間で室外熱交換器をデフロストすることができる。

特開平５−３４０４９号公報

しかしながら、上記逆サイクルデフロストを行う場合、圧縮機を駆動させる必要があるため、省エネの観点では改善の余地があった。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、冷蔵倉庫内を冷やしすぎないように、冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて庫内熱交換器で冷媒を放熱させる加温サイクルを行った場合に、室外熱交換器に生じた着霜をデフロストする際の消費電力を軽減することができる冷凍装置を提供することを目的とする。

本発明の冷凍装置は、冷蔵倉庫（９）内の庫内熱交換器（２１）と前記冷蔵倉庫（９）外の圧縮機（３４）と室外熱交換器（３１）とが接続された冷媒回路（１０）と、庫内温度を検出する庫内温度センサ（２６）と、外気温を検出する外気温センサ（３６）と、前記室外熱交換器（３１）を通過する空気の流れを発生させる室外ファン（３２）と、前記冷媒回路（１０）において前記庫内熱交換器（２１）を蒸発器として機能させる冷凍サイクルと、前記庫内温度センサ（２６）で検出された庫内温度が予め定められた下限温度以上になるように、前記冷媒回路（１０）において前記冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて、前記庫内熱交換器（２１）を凝縮器として機能させる加温サイクルと、を切り替えて行う運転制御部（４２）と、前記圧縮機（３４）を停止するとともに前記室外ファン（３２）を駆動することによって、前記室外熱交換器（３１）をデフロストするオフサイクルデフロストを行うデフロスト制御部（４４）と、前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが行われた場合であって、前記外気温センサ（３６）で検出された外気温が予め定められた外気温以上のときに、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可する実行許可制御部（４５）と、前記庫内熱交換器（２１）を通過する空気の流れを発生させる庫内ファン（２２）と、を備え、前記デフロスト制御部（４４）は、前記オフサイクルデフロストを行っている間、前記庫内ファン（２２）を駆動する。

庫内温度が予め定められた下限温度以上になるように、冷媒回路（１０）において冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて、庫内熱交換器（２１）を凝縮器として機能させる加温サイクルを行うことによって、室外熱交換器（３１）で冷媒が蒸発した際に着霜が生じる虞がある。

この構成によれば、加温サイクルを行うことによって室外熱交換器（３１）に着霜が生じた場合であって、外気温が予め定められた外気温以上であるときに、圧縮機（３４）を停止するとともに室外ファン（３２）を駆動するオフサイクルデフロストが行われる。これによって、予め定められた外気温以上の温度の空気が室外熱交換器（３１）を通過するようになり、室外熱交換器（３１）がデフロストされる。

したがって、庫内温度を予め定められた下限温度以上にすべく、加温サイクルを行うことによって、室外熱交換器（３１）をデフロストする必要が生じた場合に、圧縮機（３４）を駆動するとともに、冷凍サイクルのときと同じ方向に冷媒を循環させて、室外熱交換器（３１）で冷媒を放熱させることによって室外熱交換器（３１）をデフロストするときに比して、圧縮機（３４）を駆動するために必要な消費電力を削減することができる。

この構成によれば、オフサイクルデフロストが行われている間、圧縮機（３４）が停止されることによって冷媒が循環されていない状態で庫内ファン（２２）が駆動されるため、庫内ファン（２２）の駆動による適度な放熱によって冷蔵倉庫（９）内の加温を補助することができる。また、庫内ファン（２２）の駆動によって発生する空気の流れによって、庫内熱交換器（２１）付近の気温を均一化することができる。

また、前記冷凍装置において、前記冷媒回路（１０）を複数備え、前記実行許可制御部（４５）は、前記複数の前記冷媒回路（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）のうちの一部の前記冷媒回路において、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可し、前記運転制御部（４２）は、前記複数の前記冷媒回路（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）のうちの他の前記冷媒回路において、前記冷凍サイクル又は前記加温サイクルを行うことが好ましい。

この構成によれば、一部の冷媒回路（１０）において室外熱交換器（３１）のデフロストを行いながら、他の冷媒回路（１０）において冷凍サイクルを行うことによって冷蔵倉庫（９）内を適度に冷却し、又は、他の冷媒回路（１０）において加温サイクルを行うことによって冷蔵倉庫（９）内を適度に加温することができる。

また、前記冷凍装置において、前記デフロスト制御部（４４）は、前記オフサイクルデフロストを行う場合に、前記室外ファン（３２）から前記室外熱交換器（３１）に向けて空気を送るように、前記室外ファン（３２）を回転させることが好ましい。

この構成によれば、室外ファン（３２）の駆動時の放熱によって温められた空気が、室外熱交換器（３１）に送風される。これによって、室外熱交換器（３１）を効率よくデフロストすることができる。

また、前記冷凍装置において、前記庫内温度センサ（２６）で検出された庫内温度が予め定められたサーモオフ温度以下に低下すると、前記圧縮機（３４）及び前記庫内ファン（２２）を停止するサーモオフを行うサーモオフ制御部（４６）と、前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが連続的に行われた時間を計測する加温時間計測部（４３）と、前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが行われる際に、前記室外熱交換器（３１）から出た後の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ（３７）とを更に備え、前記実行許可制御部（４５）は、更に、前記サーモオフが行われている場合であって、前記加温時間計測部（４３）によって計測された時間が予め定められた基準時間以上であり、且つ、前記外気温センサ（３６）で検出された外気温が前記予め定められた外気温以上であり、且つ、前記冷媒温度センサ（３７）で検出された冷媒の温度が予め定められた蒸発温度以下であるときは、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可することが好ましい。

この構成によれば、加温サイクルが予め定められた基準時間以上行われたことによって室外熱交換器（３１）に着霜が生じている虞がある場合に、外気温が予め定められた外気温以上にまで高く、且つ、室外熱交換器（３１）から出た後の冷媒の温度が予め定められた蒸発温度以下にまで低くなっているときは、サーモオフが行われている間にオフサイクルデフロストを行うことが許可される。つまり、サーモオフが行われることによって圧縮機（３４）が停止された状況を見計らって、室外ファン（３２）のみを駆動させて、効率よく室外熱交換器（３１）をデフロストすることができる。

本発明によれば、冷蔵倉庫内を冷やしすぎないように、冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて庫内熱交換器で冷媒を放熱させる加温サイクルを行った場合に、室外熱交換器に生じた着霜をデフロストする際の消費電力を軽減することができる冷凍装置を提供することが可能になる。

本発明に係る冷凍装置の構成の一例を示す概略構成図。（ａ）室外ファンが回転駆動する一例を示す説明図。（ｂ）オフサイクルデフロストが行われているときに室外ファンが回転駆動する一例を示す説明図。各冷媒回路において、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の一例を示すフローチャート。各冷媒回路において、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の図３とは別の一例を示すフローチャート。本発明に係る冷凍装置の構成の図１とは別の一例を示す概略構成図。各冷媒回路において、冷凍サイクル、加温サイクル、サーモオフ、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の一例を示すフローチャート。

[第一実施形態]
以下、本発明の一実施形態に係る冷凍装置について、図面を参照して説明する。図１に示すように、冷凍装置１は、冷蔵倉庫９内に設けられた３台の室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃと、冷蔵倉庫９外に設けられた３台の室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃと、制御部４と、を備えている。

また、冷凍装置１は、第一の室内ユニット２ａと第一の室外ユニット３ａとを液冷媒配管１１ａ及びガス冷媒配管１２ａで接続してなる第一の冷媒回路１０ａと、第二の室内ユニット２ｂと第二の室外ユニット３ｂとを液冷媒配管１１ｂ及びガス冷媒配管１２ｂで接続してなる第二の冷媒回路１０ｂと、第三の室内ユニット２ｃと第三の室外ユニット３ｃとを液冷媒配管１１ｃ及びガス冷媒配管１２ｃで接続してなる第三の冷媒回路１０ｃと、を備えている。

尚、図中において、３台の室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃは、同一の構成であるものとして、室内ユニット２ｂ，２ｃ内の各部の記載を省略する。同様に、３台の室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃは、同一の構成であるものとして、室外ユニット３ｂ，３ｃ内の各部の記載を省略する。

また、以下では、３つの冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃを代表して第一の冷媒回路１０ａについて説明し、冷媒回路１０ｂ，１０ｃについての説明を省略する。同様に、３台の室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃを代表して第一の室内ユニット２ａについて説明し、室内ユニット２ｂ，２ｃの説明を省略する。また、３台の室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃを代表して第一の室外ユニット３ａについて説明し、室外ユニット３ｂ，３ｃの説明を省略する。

冷媒回路１０ａにおいてガス冷媒配管１２ａは、室外ユニット３ａに配設された四路切換弁３３及び圧縮機３４を介して、室内ユニット２ａに配設された庫内熱交換器２１と室外ユニット３ａに配設された室外熱交換器３１とを接続している。

冷媒回路１０ａにおいて液冷媒配管１１ａは、室外ユニット３ａに配設された膨張弁３５を介して、室内ユニット２ａに配設された庫内熱交換器２１と室外ユニット３ａに配設された室外熱交換器３１とを接続している。

室内ユニット２ａは、庫内熱交換器２１と、庫内ファン２２と、庫内温度センサ２６と、を備えている。

庫内熱交換器２１は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成され、液冷媒配管１１又はガス冷媒配管１２から流入される冷媒と庫内空気とを熱交換する。

庫内ファン２２は、羽根車２２１と、モータ２２２と、インバータ２２３と、を備えている。羽根車２２１は、インバータ２２３により制御されるモータ２２２により駆動される。庫内ファン２２は、羽根車２２１の回転によって空気の流れを発生させ、庫内空気を庫内熱交換器２１に送ることにより庫内熱交換器２１における熱交換を促進させる。

庫内温度センサ２６は、室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１に送風される庫内空気の温度を検出し、検出した温度を示す制御信号を制御部４に出力する。

室外ユニット３ａは、四路切換弁３３と、圧縮機３４と、室外熱交換器３１と、室外ファン３２と、膨張弁３５と、外気温センサ３６と、を備えている。

四路切換弁３３は、圧縮機３４の吐出側に接続する吐出ポートＰ１、室外熱交換器３１に接続する切替ポートＰ２、庫内熱交換器２１に接続する切替ポートＰ３、及び圧縮機３４の吸入側に接続する吸入ポートＰ４を有している。四路切換弁３３は、ポートＰ１とポートＰ２が連通し、かつ、ポートＰ３とポートＰ４が連通する状態（図１に実線で示す状態）と、ポートＰ１とポートＰ３が連通し、かつ、ポートＰ２とポートＰ４が連通する状態（図１に一点鎖線で示す状態）とに切り替わる。

圧縮機３４は、例えば、図略の圧縮機構と当該圧縮機構を駆動する図略の電動機とを円筒状のハウジングに収納して構成された密閉型のスクロール圧縮機であり、制御部４によって電動機の回転数が段階的に又は連続的に変更されて、その容量が可変に構成されている。

室外熱交換器３１は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成され、液冷媒配管１１ａ又はガス冷媒配管１２ａから流入される冷媒と室外空気とを熱交換する。

室外ファン３２は、羽根車３２１と、モータ３２２と、インバータ３２３と、を備えている。羽根車３２１は、インバータ３２３により制御されるモータ３２２により駆動される。

室外ファン３２は、羽根車３２１の回転によって空気の流れを発生させ、後述の室外ユニット３に設けられた吸込口から室外空気を吸入し、室外熱交換器３１に対して当該吸入した室外空気を送風することにより、室外熱交換器３１における熱交換を促進させる。

例えば、図２（ａ）に示すように、室外ユニット３ａは、左側面３９Ｌ、正面３９Ｆ、右側面３９Ｒ、及び背面３９Ｅの４側面と、図略の上面（紙面手前側）及び底面（紙面奥側）とを有する直方体のケーシング３９を備えている。

左側面３９Ｌ、正面３９Ｆ、及び右側面３９Ｒの３側面には、例えば格子状の複数の開口部からなる、室外空気を吸入するための吸込口が設けられている。室外ユニット３ａにおける室外熱交換器３１の３側面は、当該吸込口を備えた三側面３９Ｌ、３９Ｆ、３９Ｒに沿って配置されている。

また、ケーシング３９の上面（紙面手前側）には、ケーシング３９内の空気を吹き出すための吹出口が設けられている。室外ファン３２は、室外熱交換器３１の上方から見て内側であって、吹出口の内側に設けられている。

室外ファン３２が駆動されると、左側面３９Ｌ、正面３９Ｆ、及び右側面３９Ｒの３側面から、図中の矢印方向に室外空気が吸い込まれ、室外熱交換器３１を通過したケーシング３９内の空気が吹出口から外部に吹き出される。

尚、室外ユニット３ａの構成を、図２（ａ）に示す構成に限定する趣旨ではなく、例えば、ケーシングの隣り合う２側面に沿うように、Ｌ字型に室外熱交換器３１が構成され、室外ファン３２が、室外熱交換器３１の内側に設けられる構成にしてもよい。そして、当該構成に合わせて、室外ファン３２を駆動した場合に、当該ケーシングの上記隣り合う２側面から室外空気を吸い込ませ、当該ケーシングの他の側面から当該ケーシング内の空気を吹き出すように構成してもよい。

膨張弁３５は、制御部４によって所定の開度に調整され、液冷媒配管１１ａ内を循環する冷媒を減圧する。

外気温センサ３６は、室外ユニット３ａの側面に設けられた吸込口から吸入される室外空気の温度（外気温）を検出し、検出した温度を示す制御信号を制御部４に出力する。

制御部４は、例えば、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを備えたマイクロコンピュータで構成され、各室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ及び各室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃに備えられた各部の動作を制御し、各室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ及び各室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃの運転を制御する。

特に、第一実施形態における制御部４は、図１の実線矩形部に示すように、指示受付部４１と、運転制御部４２と、加温時間計測部４３と、デフロスト制御部４４と、実行許可制御部４５と、として機能する。

指示受付部４１は、リモコンや、各室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ及び各室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃに設けられた操作ボタン等のユーザーによる操作によって入力された、各室内ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ及び各室外ユニット３ａ，３ｂ，３ｃの運転に係る各種指示を受け付ける。

尚、運転制御部４２、加温時間計測部４３、デフロスト制御部４４、及び実行許可制御部４５による制御の詳細については後述する。

次に、冷凍装置１の運転動作を説明する。冷凍装置１の冷却運転時には、制御部４によって、四路切換弁３３が図１に実線で示す状態に切り替えられ、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて冷媒が相変化しつつ循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

冷媒回路１０ａにおいて冷凍サイクルが行われる場合、室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１は蒸発器として機能し、冷媒を庫内空気から吸熱させて蒸発させる。これにより、庫内空気が冷却される。蒸発された冷媒は、ガス冷媒配管１２ａから室外ユニット３ａに流入される。

室外ユニット３ａに流入された冷媒は、四路切換弁３３を介して、圧縮機３４に吸入される。そして、圧縮機３４によって圧縮された冷媒は、四路切換弁３３を介して、室外熱交換器３１へ流入される。室外熱交換器３１は凝縮器として機能し、冷媒を室外空気へ放熱させて凝縮させる。凝縮された冷媒は、膨張弁３５で減圧されて低温低圧状態となり、液冷媒配管１１ａから室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１に流入される。

冷媒回路１０ａにおいて冷凍サイクルが行われる場合には、このように冷媒の循環が繰り返される。尚、冷媒回路１０ｂ，１０ｃにおいても、冷媒回路１０ａにおける冷凍サイクルと同様に冷凍サイクルが行われる。

また、冷凍装置１では、冷蔵倉庫９内の保管物（例えば、野菜）を冷やしすぎないようにするために、冷蔵倉庫９内を加温する加温運転が行われる。冷凍装置１の加温運転時には、制御部４によって、四路切換弁３３が図１に一点鎖線で示す状態に切り替えられ、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて冷媒を上記の冷凍サイクルとは反対方向に循環させる加温サイクルが行われる。

冷媒回路１０ａにおいて加温サイクルが行われる場合、室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１は凝縮器として機能し、冷媒を室内空気へ放熱させて凝縮させる。これにより、室内空気が加熱される。凝縮された冷媒は、液冷媒配管１１ａから室外ユニット３ａに流入される。

室外ユニット３ａに流入された冷媒は、膨張弁３５で減圧されて低温低圧状態となり、室外熱交換器３１へ流入される。室外熱交換器３１は蒸発器として機能し、冷媒を室外空気から吸熱させて蒸発させる。蒸発された冷媒は、四路切換弁３３を介して、圧縮機３４に吸入される。そして、圧縮機３４によって圧縮された冷媒は、四路切換弁３３を介して、ガス冷媒配管１２ａから室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１に流入される。

冷媒回路１０ａにおいて加温サイクルが行われる場合には、このように冷媒の循環が繰り返される。尚、冷媒回路１０ｂ，１０ｃにおいても、冷媒回路１０ａにおける加温サイクルと同様に加温サイクルが行われる。

次に、運転制御部４２、加温時間計測部４３、デフロスト制御部４４、及び実行許可制御部４５による制御の詳細について説明する。

運転制御部４２は、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の圧縮機３４の駆動、膨張弁３５の開度の調整、及び四路切換弁３３の切り替えを制御することによって、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、冷凍サイクルと加温サイクルとを切り替えて行う。

加温時間計測部４３は、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて加温サイクルが行われた時間を積算して、当該積算した時間を各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応付けてメモリに記憶する。

デフロスト制御部４４は、実行許可制御部４５からの指示の下、加温サイクルが行われた各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の室外熱交換器３１をデフロストする。本実施形態において、デフロスト制御部４４は、２通りの方法でデフロストすることが可能である。デフロスト制御部４４は、第一のデフロスト方法として、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の圧縮機３４を停止するとともに、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の室外ファン３２を駆動するオフサイクルデフロストを行う。

また、デフロスト制御部４４は、第二のデフロスト方法として、加温サイクルが行われた各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の圧縮機３４及び室外ファン３２を駆動して、冷凍サイクル時と同方向に冷媒を循環させるように、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の四路切換弁３３を切り換え、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の室外熱交換器３１を凝縮器として機能させる逆サイクルデフロストを行う。

実行許可制御部４５は、例えば、指示受付部４１によってユーザーからの指示が受け付けられたとき、或いは、冷凍装置１が運転されてから所定時間が経過する都度等、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の室外熱交換器３１に着霜が生じている虞があることを示す予め定められた所定条件を満たしたときに、当該室外熱交換器３１をデフロストするようにデフロスト制御部４４に指示する。また、実行許可制御部４５は、当該指示を行う場合に、オフサイクルデフロスト又は逆サイクルデフロストの何れの方法を用いるのかをデフロスト制御部４４に指示する。

以下では、運転制御部４２、加温時間計測部４３、デフロスト制御部４４、及び実行許可制御部４５によって、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについて説明する。

尚、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れは、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて全て同一の制御の流れである。このため、以下では、図３を用いて、冷媒回路１０ａにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについてのみ説明し、冷媒回路１０ｂ及び冷媒回路１０ｃにおける当該制御の流れについての説明を省略する。

例えば、図３に示すように、リモコン等を用いてユーザーによって入力された冷凍装置１の冷却運転の実行開始指示が、指示受付部４１によって受け付けられると、運転制御部４２は、室内ユニット２ａの庫内温度センサ２６で検出された庫内温度が、予めメモリに記憶されている庫内温度の下限値を示す下限温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において、運転制御部４２は、庫内温度が下限温度以上であると判定した場合は（ステップＳ１；ＹＥＳ）、冷媒回路１０ａにおいて冷凍サイクルを行うように、冷媒回路１０ａ内の圧縮機３４の駆動、冷媒回路１０ａ内の膨張弁３５の開度の調整、及び冷媒回路１０ａ内の四路切換弁３３の切り替えを制御する（ステップＳ２）。

一方、運転制御部４２は、庫内温度が下限温度未満であると判断した場合は（ステップＳ１；ＮＯ）、冷蔵倉庫９内の冷えすぎを解消するために、冷媒回路１０ａにおいて加温サイクルを行うように、冷媒回路１０ａ内の圧縮機３４の駆動、冷媒回路１０ａ内の膨張弁３５の開度の調整、及び冷媒回路１０ａ内の四路切換弁３３の切り替えを制御する（ステップＳ３）。

尚、加温時間計測部４３は、運転制御部４２によってステップＳ３が連続的に行われた時間を計測し、当該計測した時間を加温サイクル運転時間として、当該制御対象の冷媒回路１０ａに対応付けてメモリに記憶する（ステップＳ４）。

次に、実行許可制御部４５は、例えば、指示受付部４１によってユーザーからの指示が受け付けられたとき、或いは、冷凍装置１が運転されてから所定時間が経過する都度等、室外熱交換器３１に着霜が生じている虞があることを示す予め定められた所定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５において、実行許可制御部４５は、室外熱交換器３１に着霜が生じている虞があることを示す予め定められた所定条件を満たすと判定すると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ステップＳ４でメモリに記憶された当該制御対象の冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が０より大きいか否か、つまり、当該冷媒回路１０ａにおいてステップＳ３における加温サイクルが行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。

実行許可制御部４５は、ステップＳ５において、室外熱交換器３１に着霜が生じている虞があることを示す予め定められた所定条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ５；ＮＯ）、又は、ステップＳ６において、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が０以下であると判定した場合（ステップＳ６；ＮＯ）は、室外熱交換器３１をデフロストするようにデフロスト制御部４４に指示せずに、運転制御部４２にステップＳ１を実行させる。

実行許可制御部４５は、ステップＳ６において、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が０より大きいと判定した場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）は、室外ユニット３ａの外気温センサ３６から入力された制御信号が示す外気温が予め定められた基準温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において、実行許可制御部４５は、外気温が予め定められた基準温度以上であると判定すると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行うようにデフロスト制御部４４に指示する。デフロスト制御部４４は、当該指示の下、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいて、圧縮機３４を停止するともに室外ファン３２を駆動することによって、室外熱交換器３１をデフロストするオフサイクルデフロストを行う（ステップＳ８）。

尚、デフロスト制御部４４は、ステップＳ８におけるオフサイクルデフロストを行う場合に、例えば図２（ｂ）に示すように、室外ファン３２を図２（ａ）に示す方向とは反対方向に回転駆動させて、ケーシング３９の上面（紙面手前側）に設けられた吹出口から空気を吸い込ませ、左側面３９Ｌ、正面３９Ｆ、及び右側面３９Ｒの３側面から、図中の矢印方向にケーシング３９内の空気を吹き出すように構成してもよい。この場合、室外ファン３２の回転駆動時に、モータ３２２からの放熱で温められた空気が室外熱交換器３１に送風される。これによって、室外熱交換器３１を効率よくデフロストすることができる。

また、デフロスト制御部４４は、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行う場合に、当該冷媒回路１０ａ内の室内ユニット２ａの庫内ファン２２を駆動させる（ステップＳ９）。

つまり、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストが行われている間、当該冷媒回路１０ａ内の圧縮機３４が停止することによって冷媒が循環されていない状態で庫内ファン２２が駆動される。このため、当該庫内ファン２２の駆動による適度な放熱によって冷蔵倉庫９内の加温を補助することができる。また、当該庫内ファン２２の駆動によって発生する空気の流れによって、室内ユニット２ａの庫内熱交換器２１付近の気温を均一化することができる。

一方、ステップＳ７において、実行許可制御部４５は、外気温が予め定められた基準温度以上ではないと判定すると（ステップＳ７；ＮＯ）、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいて逆サイクルデフロストを行うようにデフロスト制御部４４に指示する。デフロスト制御部４４は、当該指示の下、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいて、圧縮機３４及び室外ファン３２を駆動して、冷凍サイクル時と同方向に冷媒を循環させるように四路切換弁３３を切り換え、室外熱交換器３１を凝縮器として機能させることによって室外熱交換器３１をデフロストする逆サイクルデフロストを行う（ステップＳ１０）。

尚、デフロスト制御部４４は、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいて逆サイクルデフロストを行う場合には、当該冷媒回路１０ａ内の室内ユニット２ａの庫内ファン２２を停止させる（ステップＳ１１）。

つまり、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいて逆サイクルデフロストが行われ、庫内熱交換器２１が蒸発器として機能している場合に、庫内ファン２２の駆動によって冷媒の蒸発が促進され、冷蔵倉庫９内が冷えすぎてしまうことを回避することができる。

第一実施形態の構成によれば、制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１に着霜が生じた場合において、外気温が予め定められた基準温度以上であるときは、当該冷媒回路内の圧縮機３４が停止されるとともに、当該冷媒回路に係る室外ユニット内の室外ファン３２が駆動されるオフサイクルデフロストが行われる。

これにより、予め定められた基準温度以上の室外空気が当該制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１を通過するため、当該冷媒回路内の室外熱交換器３１をデフロストすることができる。また、逆サイクルデフロストを行うことによって当該制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１をデフロストするときに比して、当該制御対象の冷媒回路内の圧縮機３４を駆動するために必要な消費電力を削減することができる。

尚、冷凍装置１に備えられる室内ユニット及び室外ユニットの台数は、図１に示す３台に限定する趣旨ではない。例えば、冷凍装置１は、室内ユニット及び室外ユニットをそれぞれ１台のみ備えた構成であってもよい。また、冷媒回路によって接続される室内ユニット及び室外ユニットは、それぞれ１台ずつに限定する趣旨ではなく、例えば２台の室内ユニットと３台の室外ユニットとを接続して１つの冷媒回路を構成する等、冷媒回路によって接続される室内ユニット及び室外ユニットの台数がそれぞれ異なる台数であってもよい。

また、加温時間計測部４３は、ステップＳ４において、運転制御部４２によってステップＳ３が連続的に行われた時間を計測し、当該制御対象の冷媒回路１０ａに対応付けてメモリに記憶することに代えて、運転制御部４２によってステップＳ３が行われたことを示す情報を当該制御対象の冷媒回路１０ａに対応付けてメモリに記憶するように簡易的に構成してもよい。

そして、これに合わせて、実行許可制御部４５は、ステップＳ６において、当該制御対象の冷媒回路１０ａに対応付けて、運転制御部４２によってステップＳ３が行われたことを示す情報がメモリに記憶されているか否かを判定することによって、当該冷媒回路１０ａにおいてステップＳ３における加温サイクル運転が行われたか否かを判定するように構成してもよい。

[第二実施形態]
以下の第二実施形態の説明では、第一実施形態とは異なる部分についてのみ詳述し、第一実施形態と同じ部分については説明を省略する。

以下では、第二実施形態の構成において、運転制御部４２、加温時間計測部４３、デフロスト制御部４４、及び実行許可制御部４５によって、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについて説明する。

尚、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れは、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて全て同一の制御の流れである。このため、以下では、図４を用いて、冷媒回路１０ａにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについてのみ説明し、冷媒回路１０ｂ及び冷媒回路１０ｃにおける当該制御の流れについての説明を省略する。

第二実施形態では、図４に示すように、実行許可制御部４５は、ステップＳ７において、室外ユニット３ａの外気温センサ３６から入力された制御信号が示す外気温が予め定められた基準温度以上であると判定した場合に（ステップＳ７；ＹＥＳ）、冷凍装置１に備えられた複数の冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち、予め定められた制限数（例えば、１台）以上の冷媒回路においてオフサイクルデフロストが行われているとき（ステップＳ２１；ＹＥＳ）は、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行わせることをデフロスト制御部４４に指示せずに、ステップＳ５に移行する。つまり、この場合、冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストが行われない。

このように、実行許可制御部４５は、オフサイクルデフロストを行う冷媒回路の数を予め定められた制限数以下に制限することによって、冷凍装置１に備えられた複数の冷媒回路のうち、制限数以下の一部の冷媒回路においてオフサイクルデフロストを行いながら、他の冷媒回路において冷凍サイクルを行うことによって冷蔵倉庫内を適度に冷却し、又は、他の冷媒回路において加温サイクルを行うことによって冷蔵倉庫内を適度に加温することができる。

一方、実行許可制御部４５は、ステップＳ２１において、冷凍装置１に備えられた複数の冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち、予め定められた制限数以上の冷媒回路においてオフサイクルデフロストが行われていないときには（ステップＳ２１；ＮＯ）、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストが連続的に行われた時間（オフサイクルデフロスト運転時間）が、予め定められた制限時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。

尚、実行許可制御部４５は、制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行うようにデフロスト制御部４４に指示した場合（ステップＳ８）、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストが連続的に行われた時間を計測し、当該計測した時間をオフサイクルデフロスト運転時間として、当該制御対象の冷媒回路１０ａと対応付けてメモリに記憶する（ステップＳ２３）。

実行許可制御部４５は、ステップＳ２２において、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおけるオフサイクルデフロスト運転時間が、予め定められた制限時間以上であると判定した場合は（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおけるオフサイクルデフロスト運転時間のうち、予め定められた制限時間未満のオフサイクルデフロスト運転時間が存在するか否かを判定する（ステップＳ２４）。

実行許可制御部４５は、ステップＳ２４において、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおけるオフサイクルデフロスト運転時間のうち、予め定められた制限時間未満のオフサイクルデフロスト運転時間が１つも存在しないと判定した場合は（ステップＳ２４；ＮＯ）、メモリに記憶されている各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおけるオフサイクルデフロスト時間を全て０に（リセット）する（ステップＳ２５）。そして、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行わせることをデフロスト制御部４４に指示せずに、ステップＳ５の処理に移行する。

一方、実行許可制御部４５は、ステップＳ２４において、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおけるオフサイクルデフロスト運転時間のうち、予め定められた制限時間未満のオフサイクルデフロスト運転時間が１つでも存在すると判定した場合は（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行わせることをデフロスト制御部４４に指示せずに、ステップＳ５の処理に移行する（ステップＳ２５）。これによって、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおけるオフサイクルデフロスト時間が、上記予め定められた制限時間に制限される。

このようにして、実行許可制御部４５は、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいてオフサイクルデフロストを行う時間を予め定められた制限時間以下に制限することによって、オフサイクルデフロストを行う機会を何れの冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにも提供することができ、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃ内の室外熱交換器３１をそれぞれデフロストすることができる。

[第三実施形態]
以下の第三実施形態の説明では、第一実施形態とは異なる部分についてのみ詳述し、第一実施形態と同じ部分については説明を省略する。

第三実施形態では、図５に示すように、室外ユニット３ａには、冷媒回路１０ａにおいて加温サイクルが行われる際に、冷媒回路１０ａ内の室外熱交換器３１から出た後の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ３７が設けられている。尚、図示を省略しているが、室外ユニット３ｂ，３ｃにも、同様に冷媒温度センサ３７が設けられている。また、制御部４は、サーモオフ制御部４６としても機能する。

以下では、第三実施形態の構成において、運転制御部４２、加温時間計測部４３、デフロスト制御部４４、実行許可制御部４５、及びサーモオフ制御部４６によって、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、サーモオフ、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについて説明する。

尚、冷凍サイクル、加温サイクル、サーモオフ、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れは、各冷媒回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃにおいて全て同一の制御の流れである。このため、以下では、図６を用いて、冷媒回路１０ａにおいて、冷凍サイクル、加温サイクル、サーモオフ、オフサイクルデフロスト、逆サイクルデフロストが切り換えて行われる制御の流れについてのみ説明し、冷媒回路１０ｂ及び冷媒回路１０ｃにおける当該制御の流れについての説明を省略する。

第三実施形態の構成では、図６に示すように、ステップＳ１において、運転制御部４２によって、室内ユニット２ａの庫内温度センサ２６で検出された庫内温度が、予めメモリに記憶されている下限温度以上であると判定された場合に（ステップＳ１；ＹＥＳ）、サーモオフ制御部４６は、室内ユニット２ａの庫内温度センサ２６で検出された庫内温度が、予めメモリに記憶されているサーモオフ温度未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。

サーモオフ制御部４６は、ステップＳ３１において、室内ユニット２ａの庫内温度センサ２６で検出された庫内温度が、サーモオフ温度未満であると判定した場合（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、当該制御対象の冷媒回路１０ａ内の圧縮機３４を停止するとともに、当該冷媒回路１０ａ内の庫内ファン２２の駆動を停止する、当該冷媒回路１０ａにおけるサーモオフを行う（ステップＳ３３）。

一方、サーモオフ制御部４６は、ステップＳ３１において、室内ユニット２ａの庫内温度センサ２６で検出された庫内温度がサーモオフ温度以上であると判定した場合は（ステップＳ３１；ＮＯ）、サーモオフを行わず、運転制御部４２によるステップＳ２に処理を移行する。

ステップ３３においてサーモオフ制御部４６によってサーモオフが行われた場合、実行許可制御部４５は、ステップＳ４で当該制御対象の冷媒回路１０ａに対応付けてメモリに記憶された、当該冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が予め定められた基準時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において、実行許可制御部４５は、当該冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が予め定められた基準時間以上であると判定した場合（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、ステップＳ７と同様に、室外ユニット３ａの外気温センサ３６から入力された制御信号が示す外気温が、予め定められた基準温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５において、実行許可制御部４５は、外気温が予め定められた基準温度以上であると判定した場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、更に、室外ユニット３ａの冷媒温度センサ３７で検出された冷媒の温度が、予め定められた基準蒸発温度以下であるか否かを判定する（ステップＳ３６）。

そして、ステップＳ３６において、実行許可制御部４５は、室外ユニット３ａの冷媒温度センサ３７で検出された冷媒の温度が予め定められた基準蒸発温度以下であると判定した場合には（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、ステップＳ８を実行し、デフロスト制御部４４に当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行わせる。

尚、実行許可制御部４５は、ステップＳ３４において、当該冷媒回路１０ａにおける加温サイクル運転時間が予め定められた基準時間以上ではないと判定した場合（ステップＳ３４；ＮＯ）、又は、ステップＳ３５において、外気温が予め定められた基準温度以上ではないと判定した場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、又は、ステップＳ３６において、室外ユニット３ａの冷媒温度センサ３７で検出された冷媒の温度が予め定められた基準蒸発温度以下ではないと判定した場合（ステップＳ３６；ＮＯ）は、当該制御対象の冷媒回路１０ａにおいてオフサイクルデフロストを行わせることをデフロスト制御部４４に指示せずに、ステップＳ５の処理に移行する。

このように、第三実施形態の構成によれば、制御対象の冷媒回路においてサーモオフが行われている場合に（ステップＳ３３）、当該制御対象の冷媒回路において連続して加温サイクルが予め定められた基準時間以上行われた（ステップＳ３４；ＹＥＳ）ことによって、当該制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１に着霜が生じている虞があるときに、外気温が予め定められた外気温以上にまで高く（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、且つ、当該制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１から出た後の冷媒の温度が予め定められた蒸発温度以下にまで低くなっているときは（ステップＳ３６；ＹＥＳ）、実行許可制御部４５によって、当該制御対象の冷媒回路においてオフサイクルデフロストを行うようにデフロスト制御部４４に指示がなされる。

つまり、サーモオフが行われることによって当該制御対象の冷媒回路内の圧縮機３４が停止された状況を見計らって、当該制御対象の冷媒回路に係る室外ユニットの室外ファン３２のみを駆動させて、効率よく当該制御対象の冷媒回路内の室外熱交換器３１をデフロストすることができる。

尚、図４に示した第二実施形態における制御の流れの構成と同様にして、図６に示した第三実施形態における制御の流れの構成を、ステップＳ７において肯定的な判定結果がなされた後（ステップＳ７；ＹＥＳ）、ステップＳ２１からステップＳ２５を実行するように構成してもよい。

以上、本発明に係る冷凍装置の実施形態について説明したが、本発明に係る冷凍装置は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。また、上記図１乃至図６に示した構成及び処理は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を当該実施形態に限定する趣旨ではない。

１冷凍装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ冷媒回路
２，２ａ，２ｂ，２ｃ室内ユニット
２１庫内熱交換器
２２庫内ファン
２６庫内温度センサ
３，３ａ，３ｂ，３ｃ室外ユニット
３１室外熱交換器
３２室外ファン
３３四路切換弁
３４圧縮機
３５膨張弁
３６外気温センサ
３７冷媒温度センサ
４制御部
４１指示受付部
４２運転制御部
４３加温時間計測部
４４デフロスト制御部
４５実行許可制御部
４６サーモオフ制御部
９冷蔵倉庫

Claims

冷蔵倉庫（９）内の庫内熱交換器（２１）と前記冷蔵倉庫（９）外の圧縮機（３４）と室外熱交換器（３１）とが接続された冷媒回路（１０）と、
庫内温度を検出する庫内温度センサ（２６）と、
外気温を検出する外気温センサ（３６）と、
前記室外熱交換器（３１）を通過する空気の流れを発生させる室外ファン（３２）と、
前記冷媒回路（１０）において前記庫内熱交換器（２１）を蒸発器として機能させる冷凍サイクルと、前記庫内温度センサ（２６）で検出された庫内温度が予め定められた下限温度以上になるように、前記冷媒回路（１０）において前記冷凍サイクルとは反対方向に冷媒を循環させて、前記庫内熱交換器（２１）を凝縮器として機能させる加温サイクルと、を切り替えて行う運転制御部（４２）と、
前記圧縮機（３４）を停止するとともに前記室外ファン（３２）を駆動することによって、前記室外熱交換器（３１）をデフロストするオフサイクルデフロストを行うデフロスト制御部（４４）と、
前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが行われた場合であって、前記外気温センサ（３６）で検出された外気温が予め定められた外気温以上のときに、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可する実行許可制御部（４５）と、
前記庫内熱交換器（２１）を通過する空気の流れを発生させる庫内ファン（２２）と、を備え、
前記デフロスト制御部（４４）は、前記オフサイクルデフロストを行っている間、前記庫内ファン（２２）を駆動する冷凍装置。
前記冷媒回路（１０）を複数備え、
前記実行許可制御部（４５）は、前記複数の前記冷媒回路（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）のうちの一部の前記冷媒回路において、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可し、
前記運転制御部（４２）は、前記複数の前記冷媒回路（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）のうちの他の前記冷媒回路において、前記冷凍サイクル又は前記加温サイクルを行う請求項１に記載の冷凍装置。
前記デフロスト制御部（４４）は、前記オフサイクルデフロストを行う場合に、前記室外ファン（３２）から前記室外熱交換器（３１）に向けて空気を送るように、前記室外ファン（３２）を回転させる請求項１又は２に記載の冷凍装置。
前記庫内温度センサ（２６）で検出された庫内温度が予め定められたサーモオフ温度以下に低下すると、前記圧縮機（３４）及び前記庫内ファン（２２）を停止するサーモオフを行うサーモオフ制御部（４６）と、
前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが連続的に行われた時間を計測する加温時間計測部（４３）と、
前記冷媒回路（１０）において前記加温サイクルが行われる際に、前記室外熱交換器（３１）から出た後の冷媒の温度を検出する冷媒温度センサ（３７）と
を更に備え、
前記実行許可制御部（４５）は、更に、前記サーモオフが行われている場合であって、前記加温時間計測部（４３）によって計測された時間が予め定められた基準時間以上であり、且つ、前記外気温センサ（３６）で検出された外気温が前記予め定められた外気温以上であり、且つ、前記冷媒温度センサ（３７）で検出された冷媒の温度が予め定められた蒸発温度以下であるときは、前記オフサイクルデフロストを行うことを許可する請求項１から３の何れか一項に記載の冷凍装置。