JP5951541B2

JP5951541B2 - 冷凍冷蔵ユニット

Info

Publication number: JP5951541B2
Application number: JP2013067837A
Authority: JP
Inventors: 堀　智; 智堀; 将司鍋田; 一平金指
Original assignee: Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
Current assignee: Johnson Controls Hitachi Air Conditioning Technology Hong Kong Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: JP2014190643A

Description

本発明は冷凍冷蔵ユニットについて、特にプレハブ式冷凍冷蔵庫の冷却装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００２−１３０７５０がある。この技術には、「設置された建物内部において、屋内換気用機器を用いて、冷凍サイクルを最適運転するため、冷凍冷蔵ユニットから換気装置運転の判定に必要な情報を連絡する機能を有することにより、冷凍サイクルが最適な運転状態となる」と記載されている。これにより、冷凍冷蔵ユニットの過熱運転について解決を図ろうと試みている。

特開２００２−１３０７５０

プレハブ式冷凍冷蔵庫は、冷凍冷蔵ユニットにより冷却される。このときプレハブ式冷凍冷蔵庫内の熱は、冷凍冷蔵ユニットを構成する蒸発器用送風機により汲み上げられ、凝縮器用送風機を通じプレハブ式冷凍冷蔵庫外に放出される。プレハブ式冷凍冷蔵庫は、建築物内に設置されていることから、建築物内の温度は上昇し、冷凍冷蔵ユニットの運転に適さない温度となる。また、プレハブ式冷凍冷蔵庫内の温度が設置値以下となると圧縮機を停止し、凝縮器用送風機を停止させることから、プレハブ式冷凍冷蔵庫上面部の空気は停滞する。

これにより、プレハブ式冷凍冷蔵庫の上面温度は上昇したままとなり、再び圧縮機を運転する時に冷凍冷蔵ユニットにダメージを与えやすくなる。さらに、プレハブ式冷凍冷蔵庫の周囲空気がプレハブ式冷凍冷蔵庫表面の露点温度に達しやすくなり、プレハブ式冷凍冷蔵庫の表面に結露を発生しやすくしていた。これを防止するため、換気装置により換気することで、圧縮機が停止時においてもプレハブ式冷凍冷蔵庫の上面部の空気は循環されることで、圧縮機の過熱運転やプレハブ式冷凍冷蔵庫の結露を防止しているが、換気装置の別設置が必要であった。

換気装置を設置するのに際し、建築物への加工費用や電源配線、また換気装置を運転により、電気料金が上乗せされる。さらに冷凍冷蔵ユニットと連動運転させるためには、信号配線を接続する必要があり設置工事費用などコスト増の原因となっていた。

そこで、本発明は、換気装置を新たに設置することなく、プレハブ式冷凍冷蔵庫の上面に停滞した空気を循環させる換気装置機能を有し、圧縮機が停止している場合も換気機能が有効な冷凍冷蔵ユニットを提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、「冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、
該凝縮器に送風を行う凝縮器用送風機と、
前記凝縮器からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路を構成し、冷凍冷蔵庫の冷蔵または冷凍を行なう冷凍冷蔵ユニットにおいて、
前記圧縮機及び前記凝縮器用送風機が停止している状態において、前記冷凍冷蔵庫の外部の温度が庫外設定温度以上になった場合に停止している前記凝縮器用送風機を駆動すること」を特徴とする。

本発明によれば、新たに換気装置を追加せずにプレハブ式冷凍冷蔵庫の上面の空気の停滞を低減できる。すなわち、冷凍冷蔵ユニットの過熱運転やプレハブ式冷凍冷蔵庫の結露を抑制できる冷凍冷蔵ユニットを提供することができる。

本発明の実施例である冷凍冷蔵ユニットを設置した場合の概要図の例である。冷凍冷蔵ユニットの内部構造がわかるようにした正面図、上面図を示している。冷凍冷蔵ユニットの冷凍サイクル構成例を示す。従来のプレハブ式冷凍冷蔵庫１と冷凍冷蔵ユニット２の機器設置図である。

以下、実施例について図面を用いて説明する。

本実施例では、換気装置機能を有した凝縮器用送風機を使用することで、プレハブ式冷凍冷蔵庫の上面の空気を循環することができる冷凍冷蔵ユニットの例を説明する。

図１は、スーパーや農家などで使用されるプレハブ式冷凍冷蔵庫と冷凍冷蔵ユニットの機器設置図である。プレハブ式冷凍冷蔵庫１の天井部に冷凍冷蔵ユニット２が設置されて、プレハブ冷凍冷蔵庫内を一般的に−２５℃から＋２０℃くらいに冷却するものである。

図２は、冷凍冷蔵ユニット２の一部を破断して内部構造がわかるようにした正面図、上面図を示している。２は冷凍冷蔵ユニットの筐体を示し、この筐体２には、プレハブ式冷凍冷蔵庫１内の空気を循環する蒸発器用送風機３と凝縮器用送風機４と冷凍サイクルを構成する部品が設置されている。それらは主として圧縮機５、凝縮器６、膨張弁７、蒸発器８、ホットガス用電磁弁９、インジェクション用電磁弁１０が設けられている。

その他にプレハブ式冷凍冷蔵庫１内の温度を検出する庫内温度センサ１１が取り付けられ、この庫内温度センサ１１の検出値を用いて後で説明する圧縮機５の運転又は停止の制御が行われる。またプレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外の温度を検出する庫外温度センサ１２が取り付けられており、この庫外温度センサ１２の検出値を用いて、後で説明する圧縮機５の停止中における凝縮器用送風機４の運転又は停止が制御される。

さらに冷凍サイクルの運転圧力を検出するための高圧圧力センサ１３、低圧圧力センサ１４、圧縮機５の吐出ガス温度を検出するための吐出ガス温度センサ１５、ホットガス用電磁弁９のＯＮ／ＯＦＦを制御するための除霜用温度センサ１６や電気箱１７が設けられている。

図３は、冷凍冷蔵ユニット２の冷凍サイクル構成例を示す。冷凍冷蔵ユニット２の構成部品について具体的に説明すると冷媒を圧縮する圧縮機５と、圧縮機５からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器６と、を備え、凝縮器６には凝縮器用送風機４により送風が行われることで高圧冷媒ガスと空気との熱交換が行われる。凝縮器６からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁７と、膨張弁７からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器８と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路が構成されている。

圧縮機５と凝縮器６との間で冷媒配管をバイパス管２０により凝縮器６を介さずに膨張弁７と蒸発器８との間に分岐させることで、圧縮機、ホットガス用電磁弁、蒸発器８とが順次接続して除霜回路が構成される。また、凝縮器６と膨張弁７との間でインジェクション用配管２１により、圧縮機５の吸入側に液冷媒がインジェクションされる。すなわち、凝縮器６、インジェクション用電磁弁１０、キャピラリチューブ、圧縮機５とが順次接続されることでインジェクション回路が構成される。

以上の構成により冷凍サイクルが構成されてプレハブ式冷凍冷蔵庫１内の冷蔵または冷凍を行なう。つまり、庫内温度センサ１１の検出値が目標設定温度となるように圧縮機５、膨張弁７、凝縮器用送風機４、蒸発器用送風機３などを制御するものである。

図４は、従来のプレハブ式冷凍冷蔵庫１と冷凍冷蔵ユニット２の機器設置図である。プレハブ式冷凍冷蔵庫１は、冷凍冷蔵ユニット２により冷却される。このときプレハブ式冷凍冷蔵庫１内の熱は、冷凍冷蔵ユニット２を構成する蒸発器用送風機３により汲み上げられ、凝縮器用送風機４を通じプレハブ式冷凍冷蔵庫外に放出される。プレハブ式冷凍冷蔵庫１は、建築物１８内に設置されていることから、建築物１８内の温度は上昇し、冷凍冷蔵ユニット２の運転に適さない温度となる。

ここで本実施例の冷凍冷蔵ユニット２においては、プレハブ式冷凍冷蔵庫１内の温度が設置値以下となると圧縮機５を停止し、凝縮器用送風機４を停止させることにより、省電力効果を得るものである。このとき、凝縮器用送風機４が停止していることからプレハブ式冷凍冷蔵庫１の上面部の空気は停滞する。これにより、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の上面温度は上昇したままとなり、再び圧縮機５を運転する時に冷凍冷蔵ユニット２にダメージを与えやすくなる。さらに、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の周囲空気がプレハブ式冷凍冷蔵庫１の表面の露点温度に達しやすくなり、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の表面に結露を発生しやすくなるという問題があった。

これを防止するため、換気装置１９により換気することで、圧縮機５が停止時においてもプレハブ式冷凍冷蔵庫１の上面部の空気は循環されることで、圧縮機５の過熱運転やプレハブ式冷凍冷蔵庫１の結露を防止しているが、換気装置１９の別設置が必要であった。換気装置１９を設置するのに際し、建築物１８に穴を空けることや電源配線や換気装置１９を常時運転させることは、電気料金がかかる。さらに冷凍冷蔵ユニット２と連動運転させるためには、信号配線を接続する必要があり設置工事費用などコスト増の原因となっていた。

本実施例では、庫内温度センサ１１の検出値が設定温度よりも小さくなったことにより圧縮機５を停止させる場合においても、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の上面の空気温度を検出する庫外温度センサ１２の検出値が設定温度以上になった場合に凝縮器用送風機４を駆動することでプレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外の空気の循環を行うようにしたものである。これにより図４の換気装置１９を設置しなくてもプレハブ式冷凍冷蔵庫１の上面の空気を循環することが可能で、圧縮機５が再度運転する時に、より運転に適した環境とすることが可能となる。また圧縮機５の停止中におけるプレハブ式冷凍冷蔵庫１の結露を抑制することが可能となるものである。

これにより、換気装置１９を設置するのに必要であった建築物１８への加工費用や電源配線や換気装置１９を運転させるために加算される電気料金、さらに冷凍冷蔵ユニット２と連動運転させるための信号配線などの設置工事費用が不要となりコストを低減することが可能となる。なお、凝縮器用送風機４の運転停止を判断する装置は、高圧圧力センサ１３による検出でもよい。つまり、庫内の温度が低下したことにより圧縮機５及び凝縮器用送風機４を停止させた場合に、高圧圧力センサ１３の検出値が設定値よりも高くなったときに凝縮器用送風機４を運転させることにより、省エネを図りつつ庫外の空気循環を行い圧縮機５の運転開始時の負荷を低減することやプレハブ式冷凍冷蔵庫１への結露を低減することが可能となる。

上記したように本実施例の冷凍冷蔵ユニットは、冷凍冷蔵庫（プレハブ式冷凍冷蔵庫１）の内部の温度を検出する庫内温度センサ１１を備え、該庫内温度センサ１１で検出した温度が庫内設定温度以下となった場合に圧縮機５及び凝縮器用送風機４を停止するものである。この圧縮機５が停止中に凝縮器用送風機４を駆動した場合における凝縮器用送風機４の回転数は、圧縮機５が運転中における凝縮器用送風機４の最低回転数と略同一とすることが望ましい。つまり、最低回転数で庫外の空気を循環させるのには充分であり、またこれにより省電力にて行うことが可能となる。

また、庫外温度センサ１２により検出される冷凍冷蔵庫（プレハブ式冷凍冷蔵庫１）の外部の温度が庫外設定温度以上になったとき、上記したように停止している凝縮器用送風機４が駆動する。この場合において、庫内温度センサ１１で検出した温度が庫内設定温度以上となった場合に、停止している圧縮機５は運転開始するとともに凝縮器用送風機４は運転を継続するものである。

１：プレハブ式冷凍冷蔵庫
２：冷凍冷蔵ユニット
３：蒸発器用送風機
４：凝縮器用送風機
５：圧縮機
６：凝縮器
７：膨張弁
８：蒸発器
９：ホットガス用電磁弁
１０：インジェクション用電磁弁
１１：庫内温度センサ
１２：庫外温度センサ
１３：高圧圧力センサ
１４：低圧圧力センサ
１５：吐出ガス温度センサ
１６：除霜用温度センサ
１７：電気箱
１８：建築物
１９：換気装置
２０：バイパス管
２１：インジェクション用配管

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、
該凝縮器に送風を行う凝縮器用送風機と、
前記凝縮器からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路を構成し、冷凍冷蔵庫の冷蔵または冷凍を行なうプレハブ式冷凍冷蔵庫に設けられる冷凍冷蔵ユニットにおいて、
前記圧縮機及び前記凝縮器用送風機が停止している状態において、前記冷凍冷蔵庫の外部の温度が庫外設定温度以上になった場合に停止している前記凝縮器用送風機を駆動することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
請求項１において、前記冷凍冷蔵庫の内部の温度を検出する庫内温度センサを備え、該庫内温度センサで検出した温度が庫内設定温度以下となった場合に前記圧縮機及び前記凝縮器用送風機を停止することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
請求項１において、前記圧縮機が停止中に前記凝縮器用送風機を駆動した場合における該凝縮器用送風機の回転数は、前記圧縮機が運転中における前記凝縮器用送風機の最低回転数と略同一とすることを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
請求項２において、前記冷凍冷蔵庫の外部の温度が庫外設定温度以上になって停止している前記凝縮器用送風機が駆動した場合において、前記庫内温度センサで検出した温度が前記庫内設定温度以上となった場合に、停止している前記圧縮機は運転開始するとともに前記凝縮器用送風機は運転を継続することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。