JP6602397B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
[冷凍装置]
図1は、この発明の実施の形態1に係る冷凍装置の構成の一例を模式的に記載した図である。なお、図1において、冷媒回路100Aが実線で記載され、バイパス路100Bが破線で記載されている。図1に記載の冷凍装置100は、部屋の内部の室内を冷却するものであり、例えば大型の冷凍倉庫に適用される。冷凍装置100は、室外ユニット1、および室外ユニット1と並列に接続された複数台の室内ユニット2を有している。なお、図1では、第1室内ユニット2aおよび第2室内ユニット2bの2台の室内ユニット2を有する冷凍装置100が例示されているが、冷凍装置100は、互いに並列に接続された3台以上の室内ユニット2を有するものであってもよい。なお、以下では、この実施の形態の理解を容易にするために、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、第1室内ユニット2aおよび第2室内ユニット2bを単に室内ユニット2として説明を行う場合もある。また、第1室内ユニット2aおよび第2室内ユニット2bが備える構成要素についても同様に、特に区別したり、特定したりする必要性がないときには、説明を省略または簡略化することがある。すなわち、第1制御装置20aおよび第2制御装置20bを単に制御装置20として説明を行い、第1開閉装置22aおよび第2開閉装置22bを単に開閉装置22として説明を行い、第1膨張装置24aおよび第2膨張装置24bを単に膨張装置24として説明を行い、第1蒸発器26aおよび第2蒸発器26bを単に蒸発器26として説明を行い、第1流路切替装置28aおよび第2流路切替装置28bを単に流路切替装置28として説明を行う場合もある。
室外ユニット1は、部屋の外部に設置され、熱源機として機能するものである。室外ユニット1は、冷媒配管で接続された圧縮機10と凝縮器12とを有している。圧縮機10は、冷媒を吸入し圧縮して高温高圧の状態で吐出するものである。圧縮機10は、例えば、インバータで制御が行われるインバータ圧縮機であり、運転周波数を任意に変化させて、容量(単位時間あたりに冷媒を送り出す量)を変化させることができる。凝縮器12は、例えば、冷媒を空気と熱交換させることで、冷媒を凝縮させるものである。また、室外ユニット1は、室外ユニット1を制御する制御装置16を有している。制御装置16は、アナログ回路もしくはデジタル回路等のハードウェア、または、マイクロコンピュータもしくはCPU等の演算装置で実行されるプログラム等のソフトウェアを含んで構成されている。
室内ユニット2は、部屋の内部に設置され、室内を冷却するものである。複数台の室内ユニット2は、例えば、同一の部屋に設置されている。なお、複数台の室内ユニット2は、異なる部屋に設置されていてもよい。複数台の室内ユニット2のそれぞれは、冷媒配管で接続された開閉装置22と膨張装置24と蒸発器26とを有している。開閉装置22は、開閉動作することで、冷媒の流通を制御するものである。膨張装置24は、冷媒を膨張させるものであり、例えば、開度を調整することができる電子膨張弁であるが、開度を調整できない毛細管等であってもよい。なお、膨張装置24が、開度を調整することができる電子膨張弁等である場合には、開閉装置22を省略することができる場合もある。蒸発器26は、冷媒を空気と熱交換させることで、冷媒を蒸発させるものである。冷媒を蒸発させるときの吸熱作用によって、室内が冷却される。また、室内ユニット2は、室内ユニット2を制御する制御装置20を有している。制御装置20は、アナログ回路もしくはデジタル回路等のハードウェア、または、マイクロコンピュータもしくはCPU等の演算装置で実行されるプログラム等のソフトウェアを含んで構成されている。なお、図1の例では、第1室内ユニット2aが第1制御装置20aを有し、第2室内ユニット2bが第2制御装置20bを有し、第1制御装置20aと第2制御装置20bとが通信を行いながら第1室内ユニット2aおよび第2室内ユニット2bを制御しているが、第1制御装置20aと第2制御装置20bとが一体的に形成されていてもよい。また、第1制御装置20aと、第2制御装置20bと、室外ユニット1の制御装置16と、が一体的に形成されていてもよい。
室外ユニット1と室内ユニット2とが冷媒配管で接続されることで、冷媒回路100Aが形成される。冷媒が、圧縮機10、凝縮器12、膨張装置24、蒸発器26、の順に、冷媒回路100Aを循環することで、蒸発器26が設置された室内の冷却が行われる。
また、この実施の形態の例の冷凍装置100は、冷媒回路100Aと接続されたバイパス路100Bを有している。バイパス路100Bは、圧縮機10の吐出側と凝縮器12との間から分岐し、圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒を蒸発器26に流入させるものである。この実施の形態の例の冷凍装置100では、バイパス路100Bは、圧縮機10と凝縮器12との間と、膨張装置24と蒸発器26との間と、を接続している。バイパス路100Bには、減圧装置14と流路切替装置28とが配設されている。
次に、この実施の形態の例の冷凍装置100の冷却運転について説明する。冷凍装置100が冷却運転を行うときには、第1開閉装置22aおよび第2開閉装置22bが開状態となっており、第1流路切替装置28aおよび第2流路切替装置28bが閉状態となっている。
図2は、図1に記載の冷凍装置の動作の一例を説明する図である。図2のステップS02にて、図1に記載の冷凍装置100が冷却運転を開始すると、例えば、第1室内ユニット2aおよび第2室内ユニット2bが室内を冷却する。
ステップS04で1台以上の室内ユニット2の除霜運転条件が成立した場合は、冷凍装置100は、以下に説明するように除霜運転を実行する。すなわち、この実施の形態の例の冷凍装置100は、除霜運転において、ステップS08の第1除霜運転を実行し、その後にステップS10の第2除霜運転を実行する。なお、以下では、第1室内ユニット2aの除霜運転条件が成立しており、第2室内ユニット2bの除霜運転条件が成立していない場合の例について説明する。第2室内ユニット2bの除霜運転条件が成立し第1室内ユニット2aの除霜運転条件が成立していない場合の動作は、第1室内ユニット2aの除霜運転条件が成立し第2室内ユニット2bの除霜運転条件が成立していない場合の動作と実質的に同じであるため、説明を省略する。
ステップS06にて、冷凍装置100は、第1除霜運転を実行する。第1除霜運転では、全ての蒸発器26に圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させる。すなわち、図1の例では、第1除霜運転を実行するときに、第1開閉装置22aおよび第2開閉装置22bが閉状態となっており、第1流路切替装置28aおよび第2流路切替装置28bが開状態となっており、圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒が、バイパス路100Bを通って、第1蒸発器26aおよび第2蒸発器26bに流れる。具体的には、圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒は、減圧装置14で減圧されて、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した冷媒は、第1室内ユニット2aに流入する冷媒と、第2室内ユニット2bに流入する冷媒と、に分岐される。第1室内ユニット2aに流入した冷媒は、第1流路切替装置28aを通過して、第1蒸発器26aに流入する。第1蒸発器26aに流入した冷媒は、第1蒸発器26aを加熱して、第1室内ユニット2aから流出する。第1室内ユニット2aから流出した冷媒は、第2室内ユニット2bから流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、室外ユニット1に流入し、圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。また、第2室内ユニット2bに流入した冷媒は、第2流路切替装置28bを通過して、第2蒸発器26bに流入する。第2蒸発器26bに流入した冷媒は、第2蒸発器26bを加熱して、第2室内ユニット2bから流出する。第2室内ユニット2bから流出した冷媒は、第1室内ユニット2aから流出した冷媒と合流する。合流した冷媒は、室外ユニット1に流入し、圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。このように、全ての蒸発器26に圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させる第1除霜運転を実行することによって、圧縮機10から吐出される冷媒の圧力が速やかに上昇する。なぜなら、全ての蒸発器26に圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させる流路を形成することによって、バイパス路100Bの流路抵抗が小さくなる。さらに、全ての蒸発器26に圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させる流路を形成することによって、蒸発器26に冷媒が滞留しないため、冷媒が循環する量を増加させることができる。
ステップS08で第1除霜運転が終了したと判断されると、ステップS10にて、第2除霜運転を実行する。第2除霜運転では、除霜運転条件が成立していない室内ユニット2の蒸発器26には、圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させず、除霜運転条件が成立している室内ユニット2の蒸発器26のみに、圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させる。例えば、この実施の形態の例では、第1室内ユニット2aの除霜運転条件が成立しているため、第1開閉装置22a、第2開閉装置22b、および第2流路切替装置28bが、閉状態となっており、第1流路切替装置28aが、開状態となっており、圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒が、バイパス路100Bを通って、第1蒸発器26aに流れる。具体的には、圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒は、減圧装置14で減圧されて、室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した冷媒は、第1室内ユニット2aに流入し、第1流路切替装置28aを通過して、第1蒸発器26aに流入する。第1蒸発器26aに流入した冷媒は、第1蒸発器26aを加熱して、第1室内ユニット2aから流出する。第1室内ユニット2aから流出した冷媒は、室外ユニット1に流入し、圧縮機10に吸入され、再び圧縮される。このように、除霜運転条件が成立している蒸発器26に圧縮機10で圧縮された高温高圧の冷媒を流入させ、且つ除霜運転条件が成立していない他の蒸発器26に圧縮機10で圧縮された冷媒を流入させない第2除霜運転を実行することによって、除霜運転条件が成立している蒸発器26の除霜を効率よく行うことができる。
Claims (9)
- それぞれが蒸発器を有する複数の室内ユニットと、
圧縮機と凝縮器と膨張装置と複数の前記蒸発器とを冷媒配管で接続し、冷媒を循環させる冷媒回路と、
前記蒸発器を除霜する除霜運転を行うときに、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記蒸発器に流入させる流路を形成する流路切替装置と、を有し、
全ての前記蒸発器は、前記圧縮機および前記凝縮器と前記冷媒回路を介して並列に接続されており、
前記除霜運転を行うときに、全ての前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒を流入させる第1除霜運転を実行し、その後に1台以上の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒を流入させ且つ他の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒を流入させない第2除霜運転を実行する、
冷凍装置。 - 前記膨張装置が複数設けられ、
前記各室内ユニットが前記膨張装置を有する、請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐し、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記各室内ユニットにおける前記蒸発器に流入させるバイパス路をさらに有し、
前記各室内ユニットは、前記バイパス路を介して前記圧縮機から前記蒸発器に流入する冷媒の圧力を減圧する前記流路切替装置を有する、請求項2に記載の冷凍装置。 - 前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐し、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記各室内ユニットにおける前記蒸発器に流入させるバイパス路と、
前記圧縮機から前記バイパス路を流通する冷媒の圧力を減圧する減圧装置と、をさらに有し、
前記各室内ユニットは、前記バイパス路を介して前記減圧装置から前記蒸発器に流入する冷媒の流通を制御する開閉弁として機能する前記流路切替装置を有する、請求項2に記載の冷凍装置。 - 前記除霜運転を制御する制御装置をさらに有し、
前記制御装置は、少なくとも1台の前記蒸発器の除霜運転条件が成立すると、全ての前記蒸発器に前記第1除霜運転を実行し、前記第2除霜運転において、前記除霜運転条件が成立する1台以上の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒の流入を継続させ、且つ前記除霜運転条件が成立しない他の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒の流入を停止させる、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の冷凍装置。 - 前記制御装置は、前記第2除霜運転において、1台の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒を流入させ且つ他の前記蒸発器に前記圧縮機で圧縮された冷媒を流入させない、
請求項5に記載の冷凍装置。 - 前記第1除霜運転を実行する時間が、前記第2除霜運転を実行する時間よりも短い、
請求項1〜請求項6の何れか一項に記載の冷凍装置。 - 前記第1除霜運転を実行する時間が、前記第2除霜運転を実行する時間の、3分の1〜5分の1以下である、
請求項7に記載の冷凍装置。 - 全ての前記蒸発器が、同一の室内に設置されている、
請求項1〜請求項8の何れか一項に記載の冷凍装置。
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