JP7412608B2 - 冷凍システム - Google Patents

Description

本開示は、冷凍システムに関する。

従来から、除霜運転を適切なタイミングで開始することができる冷凍機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷凍機は、冷凍サイクルの一部を構成する熱交換器を流れる冷媒の温度と、熱交換器を通過する空気の吸い込み温度および吹出温度との測定結果に基づいて冷媒と空気の熱交換の効率を表す温度効率を算出する。この冷凍機は、算出された温度効率の冷却運転開始からの変化傾向に基づいて予測された熱交換器への着霜量と、冷凍機の機種に応じて予め設定された温度効率の閾値とから最適除霜開始タイミングを判定する。この冷凍機は、温度効率が閾値以上になったときに除霜運転を開始する。

特開２００７－２２５１５８号公報

特許文献１では、除霜運転のタイミングを決定するために、温度効率を計算しなければならない。

本開示の目的は、温度効率以外の方法で、除霜運転のタイミングを適切に設定することができる冷凍システムを提供することである。

本開示の冷凍システムは、環状に接続された圧縮機、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器と、室内熱交換器に付着した霜を除去する除霜部と、室内熱交換器に空気を送る送風機と、対象空間を冷却する冷却運転と、除霜部を制御して室内熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転とを切り替える制御装置と備える。制御装置は、送風機の電流値に基づいて、除霜運転を開始する。

本開示によれば、送風機の電流値に基づいて、除霜運転を開始する。これにより、除霜運転のタイミングを適切に設定することができる。

実施の形態１に係る冷凍システムの構成の一例を示す概略図である。 図１の冷凍システムにおける冷媒回路の構成の一例を示す概略図である。 図２の制御装置３の構成の一例を示すハードウェア構成図である。 送風機２２の周囲の静圧と送風機２２の回転数との関係を示す図である。 送風機２２の電流値と送風機２２の回転数との関係を示す図である。 冷却運転時および除霜運転時の送風機２２の電流値の一例を示す図である。 室内熱交換器２１の近傍に配置されるセンサの例を表わす図である。 実施の形態１における、除霜開始および除霜終了の判定手順を表わすフローチャートである。 図８のステップＳ１０３の処理の詳細を表わすフローチャートである。 実施の形態１における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。 実施の形態１における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。 実施の形態２における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。 実施の形態２における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。 実施の形態３における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。 実施の形態３における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。 実施の形態４に係る冷凍システム２００における冷媒回路の構成の一例を示す概略図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
実施の形態１に関わる冷凍システムについて説明する。実施の形態１に係る冷凍システムは、冷媒回路に冷媒を循環させることにより、対象空間を冷却する。

図１は、実施の形態１に係る冷凍システムの１００の構成の一例を示す概略図である。図１に示すように、冷凍システム１００は、室外機１、室内機２および制御装置３を備える。室内機２は、冷却対象となる対象空間ＳＰに設けられている。室外機１と室内機２とは、冷媒配管５で接続されている。冷媒配管５として、例えば銅配管が用いられる。周辺の空気との熱交換を抑制するために、銅配管の周囲に断熱材を巻くなどして断熱処理が施されても良い。

対象空間ＳＰには、空間温度センサ４が設けられている。空間温度センサ４は、対象空間ＳＰの温度を示す空間温度を計測する。すなわち、空間温度センサ４は、室内機２に吸い込まれる空気の吸込み空気温度を計測する。空間温度センサ４として、例えば熱電対またはサーミスタ等が用いられる。

図２は、図１の冷凍システム１００における冷媒回路の構成の一例を示す概略図である。

室外機１は、圧縮機１１、室外熱交換器１２、膨張弁１３および室外機制御部１０を備える。室内機２は、室内熱交換器２１、送風機２２、除霜部２３および室内機制御部２０を備える。圧縮機１１、室外熱交換器１２、膨張弁１３および室内熱交換器２１が冷媒配管５によって順次環状に接続されることにより、冷媒が循環する冷媒回路が形成される。

図２に示す室外機１および室内機２の構成は一例であり、これに限られない。例えば、室外機１にアキュムレータおよび過冷却熱交換器等が設けられても良い。図２の例では、膨張弁１３が室外機１に設けられているが、これに限られない。膨張弁１３が室内機２に設けられても良いし、室外熱交換器１２と室内熱交換器２１との間を接続する冷媒配管５に設けられても良い。

冷媒回路を循環する冷媒として、例えばＲ－２２またはＲ－１３４ａなどの単一冷媒、あるいはＲ－４１０ＡまたはＲ－４０４Ａなどの疑似共沸混合冷媒、あるいはＲ―４０７ＣまたはＲ－４４９Ａなどの非共沸混合冷媒、あるいはＣＯ２またはプロパンなどの自然冷媒が用いられる。

次に、室外機１の動作を説明する。
圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機１１は、例えば、運転周波数ｆを変化させることにより、単位時間当たりの送出量である容量が制御されるインバータ圧縮機でも良いし、運転周波数ｆが一定のものでも良い。圧縮機１１がインバータ圧縮機である場合の運転周波数ｆは、室外機制御部１０を介して制御装置３によって制御される。

室外熱交換器１２は、図示しない室外機ファンから供給される室外空気と、圧縮機１１から吐出された冷媒との間で熱交換を行わせることによって、冷媒の熱を室外空気に放熱して冷媒を凝縮させる。すなわち、室外熱交換器１２は、凝縮器として機能する。なお、室外熱交換器１２は、このような空冷方式に限られず、例えば水と冷媒との間で熱交換を行う水冷方式が用いられても良い。

膨張弁１３は、冷媒を膨張させる。膨張弁１３は、例えば、電子式膨張弁などの開度の制御が可能な弁で構成される。膨張弁１３が電子式膨張弁の場合に、膨張弁１３の開度は、室外機制御部１０を介して制御装置３によって制御される。膨張弁１３は、電子式膨張弁に限定されるものではなく、機械式膨張弁またはキャピラリによって構成されてもよい。

室外機制御部１０は、制御装置３からの指令に基づき、圧縮機１１および膨張弁１３を制御する。室外機制御部１０は、演算装置上でソフトウェアを実行することによって各種機能を実行するマイクロコンピュータ等で構成され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。

室外機１は、凝縮温度センサ１４、蒸発温度センサ１５およびガス冷媒温度センサ１６を備える。

凝縮温度センサ１４は、圧縮機１１の吐出側に設けられ、室外熱交換器１２における冷媒の凝縮温度ＣＴを計測する。凝縮温度センサ１４として、温度センサに限られず、例えば圧力センサが用いられても良い。この場合、凝縮温度センサ１４で計測された高圧圧力と冷媒の種類とに基づき、凝縮温度ＣＴが得られる。凝縮温度センサ１４は、圧縮機１１の吐出側であって、膨張弁１３の上流側であれば、いずれの位置に設けられても良い。

蒸発温度センサ１５は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴを計測する。蒸発温度センサ１５として、温度センサに限られず、例えば圧力センサが用いられても良い。この場合、蒸発温度センサ１５で計測された低圧圧力と冷媒の種類とに基づき、蒸発温度ＥＴが得られる。蒸発温度センサ１５は、圧縮機１１の吸入側であって、室内熱交換器２１の下流側であれば、いずれの位置に設けられても良い。

ガス冷媒温度センサ１６は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、圧縮機１１に吸入されるガス冷媒の温度を計測する。ガス冷媒温度センサ１６として、例えば熱電対またはサーミスタ等が用いられる。

次に、室内機２の動作を説明する。
室内熱交換器２１は、送風機２２から供給される対象空間の空気である室内空気と、室外機１の膨張弁１３から流出した冷媒との間で熱交換を行う。これにより、対象空間ＳＰに供給される冷却空気が生成される。すなわち、室内熱交換器２１は、蒸発器として機能する。

送風機２２は、室内熱交換器２１に対して空気を供給する。送風機２２の回転数は、室内機制御部２０を介して制御装置３によって計測される。送風機２２の回転数が計測されることにより、送風機２２の電流値、具体的には送風機２２を構成するファンモータの電流値が算出される。送風機２２として、例えばＤＣ（Direct Current）ファンモータなどのモータによって駆動される遠心ファンまたは多翼ファン等が用いられる。

除霜部２３は、室内熱交換器２１を除霜する。
除霜部２３の除霜方式として、例えばヒータの熱によって霜を溶かすヒータ方式、あるいは、室内熱交換器２１に水を散水し、水の熱によって霜を溶かす散水方式が用いられる。あるいは、除霜部２３の除霜方式として、冷凍サイクル運転を停止して、着霜している室内熱交換器２１に送風機２２によって周辺空気を供給することによって霜を溶かすオフサイクル方式等が用いられてもよい。除霜部２３のＯＮ／ＯＦＦは、室内機制御部２０を介して制御装置３によって制御される。

室内機制御部２０は、制御装置３からの指令に基づき、送風機２２および除霜部２３を制御する。室内機制御部２０は、演算装置上でソフトウェアを実行することによって各種機能を実行するマイクロコンピュータ等で構成され、もしくは各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。

次に、制御装置３の動作を説明する。
制御装置３は、圧縮機１１の駆動周波数を制御して、圧縮機１１が単位時間当たりに吐出する冷媒量を制御する。制御装置３は、室内機２から流出する冷媒の過熱度が所望の範囲となるように、膨張弁１３の開度を制御する。制御装置３は、室内機制御部２０を介して室内機２に設けられた送風機２２および除霜部２３を制御する。さらに、本実施の形態において、制御装置３は、最適な除霜運転の開始時期を決定し、決定した除霜開始時期に除霜運転を行うように、各部を制御する。制御装置３は、冷凍システム１００の全体を制御する。

図３は、図２の制御装置３の構成の一例を示すハードウェア構成図である。制御装置３は、処理回路３１と、メモリ３２と、入出力部３３とを含む。処理回路３１は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ３２に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。処理回路３１がＣＰＵの場合、制御装置３の機能は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアはプログラムとして記述され、メモリ３２に格納される。処理回路３１は、メモリ３２に記憶されたプログラムを読み出して実行する。メモリ３２には、不揮発性または揮発性の半導体メモリ（たとえばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等が含まれる。ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいはＤＳＰ（Digital Signal Processor）とも呼ばれる。

次に、上記構成を有する冷凍システム１００の動作について説明する。冷却運転時の動作と、最適な除霜開始時期の決定方法とについて説明する。

（冷却運転）
冷凍システム１００によって冷却運転が行われる場合の動作について説明する。室外機１において、低温低圧の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、室外熱交換器１２を通過する空気または水などの媒体と熱交換して凝縮し、高圧の液冷媒となって室外熱交換器１２から流出する。

室外熱交換器１２から流出した高圧の液冷媒は、膨張弁１３に流入する。膨張弁１３に流入した高圧の液冷媒は、減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、室外機１から流出する。室外機１から流出した低温低圧の気液二相冷媒は、冷媒配管５を介して室内機２に流入する。

室内機２に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室内空気と熱交換して吸熱及び蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室内熱交換器２１から流出する。室内熱交換器２１から流出した低温低圧のガス冷媒は、室内機２から流出する。室内機２から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒配管５を介して室外機１に流入し、圧縮機１１に吸入される。

（最適な除霜開始時期の決定方法）
次に、最適な時期に除霜運転を開始する決定方法について説明する。

室内熱交換器２１の温度が氷点下の状態で冷却運転が長時間行われる場合、室内熱交換器２１が着霜する。室内熱交換器２１が着霜した状態で冷却運転が継続されると、着霜量が増加して、送風機２２の静圧が増加する。

図４は、送風機２２の周囲の静圧と送風機２２の回転数との関係を示す図である。
図４に示すように、送風機２２の周囲の静圧（空気の圧力）が大きいほど、送風機２２の回転数は小さくなる。送風機２２の周囲の静圧（空気の圧力）が小さいほど、送風機２２の回転数は大きくなる。

室内熱交換器２１の着霜が進行することによって、室内機２の筐体の空気の出口が閉塞し、圧力損失が起こり、風が通りにくくなる。室外に排出する空気が室内熱交換器２１の着霜によって防がれると、送風機２２の周囲の静圧が上昇するため、送風機２２の回転数は低下する。送風機２２の回転数が低下すると、送風機２２の風量が小さくなるので、外部から空気の吸込みが困難になり、筐体の中にある空気の排出が困難になる。

図５は、送風機２２の電流値と送風機２２の回転数との関係を示す図である。
図５に示すように、送風機２２の回転数が小さくなると、送風機２２の電流値（送風機２２の消費電流）は大きくなる。室内熱交換器２１の着霜が進行することによって、室内機２の筐体の空気の出口が閉塞して、送風機２２の周囲の静圧が増加した場合、送風機２２の回転数が減少する。送風機２２の回転数の減少によって、送風機２２の電流値が増加する。

したがって、室内熱交換器２１が着霜した場合には、室内熱交換器２１に付着した霜を溶かして除去する除霜運転が行われる。

図６は、冷却運転時および除霜運転時の送風機２２の電流値の一例を示す図である。
図６において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は、冷凍システム１００において、除霜運転の時間をＴａ、冷却運転の時間をＴｂで行った場合の送風機２２の電流値を示す。

冷却運転によって、室内熱交換器２１の着霜が進行するので、送風機２２の電流値が増加する。

冷却運転の時間Ｔｂが短い場合には、冷却運転時間が短くなるので、庫内が目標温度に到達しない場合がある。

冷却運転の時間Ｔｂが長い場合には、冷却運転時間が長くなるので、室内熱交換器２１の着霜量が過大になる。すなわち、冷却運転の時間Ｔｂが長い場合には、着霜によって室内熱交換器２１の伝熱性能が低下し、冷却が十分にできないことがある。

以上のような冷却能力の低下を防ぐために、室内熱交換器２１の除霜開始タイミングの最適化を行う。

制御装置３は、現在の時刻が定められた時間帯に含まれる場合には、第１の除霜タイミング決定方法を用いて、除霜運転と冷却運転とを切り替える。制御装置３は、第１の除霜タイミング決定方法では、ＥＴ（Exit Temperature）シフト制御を用いて、除霜開始タイミングを決定し、そのときの送風機２２の電流値を除霜開始閾値ＴＨｓとして記録する。制御装置３は、現在の時刻が定められた時間帯に含まれる場合には、ＥＴシフト制御を用いて、除霜終了タイミングを決定し、そのときの送風機の電流値を除霜終了閾値ＴＨｅとして記録する。

制御装置３は、現在の時刻が定められた時間帯に含まれない場合には、第２の除霜タイミング決定方法を用いて、除霜運転と冷却運転とを切り替える。制御装置３は、第２の除霜タイミング決定方法では、ＥＴシフト制御によって得られた除霜開始閾値ＴＨｓおよび除霜終了閾値ＴＨｅを用いて、除霜運転と冷却運転とを切り替える。

ここで、定められた時間帯とは、夜間などの人の出入りが少ない時間帯である。ＥＴシフト制御では、制御装置３は、蒸発器である室内熱交換器２１における空気の吹出温度と室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴとの温度差ΔＴ（＝ＲＴ－ＥＴ）が閾値ＴＨ１以上であると判断した場合に、室内熱交換器２１が着霜したと判断する。このように判断できる理由は、以下である。蒸発器の着霜が進行すると、熱伝達率が低下して冷媒が蒸発器の出口までに蒸発しなくなる。その結果、冷媒の蒸発温度ＥＴが低下するので、温度差ΔＴが大きくなる。このときの送風機の電流値を、現在の時刻が定められた時間帯に含まれない場合における除霜開始閾値とすることができる。

図７は、室内熱交換器２１の近傍に配置されるセンサの例を表わす図である。
蒸発温度ＥＴの測定方法は、室内熱交換器２１の入口側の温度センサ４１によって測定する方法と、出口側の圧力センサ４３によって検出された圧力を飽和ガス温度に換算して求める方法とがある。

本実施の形態によれば、人の出入りが多い昼間は送風機２２の電流値制御によって、人の出入りが少ない夜間はＥＴシフト制御によって、除霜運転と冷却運転と切り替えることができる。人の出入りが多い昼間など、ＥＴシフト制御では正確なタイミングで除霜運転ができない場合に、ファンモータ電流値制御が可能になるため、常に最適な除霜運転を行うことができる。

本実施の形態では、送風機の経年劣化によって、送風機２２の電流値が変化した場合でも、ＥＴシフト制御中に測定された送風機２２の電流値を、送風機の経年劣化に応じた除霜開始閾値および除霜終了閾値に設定することができる。

図８は、実施の形態１における、除霜開始および除霜終了の判定手順を表わすフローチャートである。図８のフローチャート処理は、冷凍システム１００が稼働中、常に実行される。

ステップＳ１０１において、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を開始させる。

ステップＳ１０２において、現在の時刻が定められた時間帯に含まれる場合には、処理がステップＳ１０３に進み、現在の時刻が定められた時間帯に含まれない場合には、処理がステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３において、制御装置３は、第１の除霜タイミング決定方法を用いて、除霜運転と冷却運転とを切り替える。

ステップＳ１０４において、制御装置３は、第２の除霜タイミング決定方法を用いて、除霜運転と冷却運転とを切り替える。

図９は、図８のステップＳ１０３の処理の詳細を表わすフローチャートである。
ステップＳ５０２において、制御装置３は、室内熱交換器２１における空気の吹出温度ＲＴおよび室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴを取得する。

ステップＳ５０３において、室内熱交換器２１における空気の吹出温度ＲＴと、室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴとの温度差ΔＴ（＝ＲＴ－ＥＴ）が閾値ＴＨ１以上のときには、処理がステップＳ５０５に進む。温度差ΔＴが閾値ＴＨ１未満のときには、処理がステップS４０２に戻る。ＴＨ１は、たとえば、５℃である。

ステップＳ５０４において、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を終了し、除霜運転を開始させるとともに、送風機２２の電流値Ｉｓを取得する。

ステップＳ５０５において、取得した送風機２２の電流値Ｉｓを除霜開始閾値ＴＨｓとして記録する。

ステップＳ５０６において、制御装置３は、室内熱交換器２１における空気の吹出温度ＲＴおよび室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴを取得する。

ステップＳ５０７において、室内熱交換器２１における空気の吹出温度ＲＴと室内熱交換器２１における冷媒の蒸発温度ＥＴとの温度差ΔＴ（＝ＲＴ－ＥＴ）が閾値ＴＨ２未満のときには、処理がステップＳ５０９に進む。温度差ΔＴが閾値ＴＨ２以上のときには、処理がステップＳ５０６に戻る。

ステップＳ５０８において、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を終了し、冷却運転を開始させるとともに、送風機２２の電流値Ｉｓを取得する。

ステップＳ５０９において、取得した送風機２２の電流値を除霜終了閾値ＴＨｅとして記録する。

図１０は、実施の形態１における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。図１１は、実施の形態１における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。

ステップＳ１において、制御装置３は、送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えているか否かを判定する。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えている場合に、処理がステップＳ２に進む。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えていない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を継続させる。

ステップＳ２において、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を終了させ、冷凍システム１００の除霜運転を開始させる。

ステップＳ３において、除霜運転開始から一定時間Δｔが経過した場合に、処理がステップＳ４に進む。除霜運転開始から一定時間Δｔが経過していない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を継続させる。

ステップＳ４において、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を終了させ、冷凍システム１００の冷却運転を開始させる。

特許文献１では、温度効率の閾値は、冷凍機の種類に応じて予め設定される。冷凍庫内には、冷却対象物が置かれ、作業者が出入りすることが想定される。よって、冷凍機の種類が同じでも、実使用環境は、冷凍庫ごとに相違する。

本実施の形態によれば、送風機の電流値に基づく除霜運転と冷却運転の切替タイミングを定める除霜開始閾値および除霜終了閾値は、ＥＴシフト制御に基づく除霜運転と冷却運転の切替タイミングにおける送風機の電流値を用いる。これによって、実使用環境に応じて、除霜運転のタイミングを適切に設定することができる。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。図１３は、実施の形態２における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。

ステップＳ１１において、制御装置３は、送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えているか否かを判定する。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えている場合に、処理がステップＳ１２に進む。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えていない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を継続させる。

ステップＳ１２において、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を終了させ、冷凍システム１００の除霜運転を開始させる。制御装置３は、送風機２２を回転させたまま除霜するオフサイクルデフロストを実行させる。

ステップＳ１３において、制御装置３は、送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満であるか否かを判定する。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満の場合に、処理がステップＳ１４に進む。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満でない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を継続させる。たとえば、除霜終了閾値ＴＨｅは、試運転時に、室内熱交換器２１の除霜の進行具合を目視によって確認することによって、設定することができる。あるいは、試運転時に除霜終了閾値ＴＨｅを変化させながら冷凍システム１００を運転させて、効率が最大となるときの除霜終了閾値ＴＨｅを実運転で使用することとしてもよい。

ステップＳ１４において、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を終了させ、冷凍システム１００の冷却運転を開始させる。

本実施の形態によれば、除霜開始閾値および除霜終了閾値を適切に設定すれば、初期の状態に近い状態まで冷凍システムの冷却能力を確実にもどすことができる。

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３における、図８のステップＳ１０４の処理の詳細を表わすフローチャートである。図１５は、実施の形態３における第２の除霜タイミング決定方法による除霜開始タイミングおよび除霜終了タイミングを表わす図である。

ステップＳ２１において、制御装置３は、送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えているか否かを判定する。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えている場合に、処理がステップＳ２２に進む。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜開始閾値ＴＨｓを超えていない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を継続させる。

ステップＳ２２において、制御装置３は、冷凍システム１００の冷却運転を終了させ、冷凍システム１００の除霜運転を開始させるとともに、送風機２２の回転を停止させる。

ステップＳ２３において、一定時間Δｔが経過した場合に、処理がステップＳ４に進む。一定時間Δｔが経過していない場合に、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を継続させる。

ステップＳ２４において、制御装置３は、送風機２２の回転を開始させる。
ステップＳ２５において、制御装置３は、送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満であるか否かを判定する。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満の場合に、処理がステップＳ２６に進む。送風機２２の電流値Ｉｓが除霜終了閾値ＴＨｅ未満でない場合に、処理がステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７において、制御装置３は、送風機２２の回転を停止させる。その後、処理がステップＳ２３に戻る。

ステップＳ２６において、制御装置３は、冷凍システム１００の除霜運転を終了させ、送風機２２の回転を停止させ、冷凍システム１００の冷却運転を開始させる。

実施の形態４．
図１６は、実施の形態４に係る冷凍システム２００における冷媒回路の構成の一例を示す概略図である。冷凍システム２００は、室外機２０１、室内機２０２、および制御装置３を備える。

室外機２０１は、室外機１と同様に、圧縮機１１、室外熱交換器１２、膨張弁１３、凝縮温度センサ１４、蒸発温度センサ１５、ガス冷媒温度センサ１６および室外機制御部１０を備える。室外機２０１は、さらに、バイパス回路１７およびバイパス弁１８を備える。

バイパス回路１７は、冷媒配管５における圧縮機１１の吐出側から分岐し、膨張弁１３と室内熱交換器２１との間の冷媒配管５に接続されている。バイパス回路１７は、圧縮機１１から吐出された冷媒の一部が室内熱交換器２１に流入するように設けられている。バイパス弁１８は、バイパス回路１７に設けられている。バイパス弁１８の開閉は、室外機制御部１０を介して制御装置３によって制御され、開閉によってバイパス回路１７を流れる冷媒の流通または遮断を行う。

室内機２０２は、室内機２と同様に、室内熱交換器２１、送風機２２および室内機制御部２０を備える。室内機２０２は、室内機２と異なり、除霜部２３が設けられていない。

制御装置３は、除霜運転の際に、バイパス弁１８を開状態とする。これにより、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒の一部がバイパス弁１８を流通し、室内機２０２の室内熱交換器２１に流入する。室内熱交換器２１に高温のガス冷媒が流入することにより、室内熱交換器２１に付着した霜は、冷媒の熱によって溶けて除去される。

このように、本実施の形態では、除霜部２３に代えて、バイパス回路１７およびバイパス弁１８が設けられることにより、室内熱交換器２１の除霜を行うことが出来る。なお、この例では、除霜部２３が除かれた構成となっているが、これに限られず、除霜部２３が併用されても良い。

以上のように、本実施の形態の冷凍システム２００において、バイパス回路１７およびバイパス弁１８が除霜部２３として用いられる。これにより、高温の冷媒が室内熱交換器２１に流入するため、室内熱交換器２１に付着した霜を除去することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，２０１ 室外機、２，２０２ 室内機、２１ 室内熱交換器、３ 制御装置、４ 空間温度センサ、５ 冷媒配管、１０ 室外機制御部、１１ 圧縮機、１２ 室外熱交換器、１３ 膨張弁、１４ 凝縮温度センサ、１５ 蒸発温度センサ、１６ ガス冷媒温度センサ、１７ バイパス回路、１８ バイパス弁、２０ 室内機制御部、２２ 送風機、２３ 除霜部、３１ 処理回路、３２ メモリ、３３ 入出力部、４１ 温度センサ、４３ 圧力センサ、１００，２００ 冷凍システム。

Claims (9)

1. 環状に接続された圧縮機、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器と、
   前記室内熱交換器に付着した霜を除去する除霜部と、
   前記室内熱交換器に空気を送る送風機と、
   対象空間を冷却する冷却運転と、前記除霜部を制御して前記室内熱交換器に付着した霜を除去する除霜運転とを切り替える制御装置と、備え、
   前記制御装置は、前記送風機の電流値に基づいて、前記除霜運転を開始し、
   前記制御装置は、現在時刻が予め定められた時間帯に含まれるときには、前記冷却運転中に、前記室内熱交換器における空気の吹出温度と、前記室内熱交換器における冷媒の蒸発温度とに基づき、前記除霜運転を開始するとともに、前記送風機の電流値を測定して、前記測定した電流値を除霜開始閾値に設定し、前記予め定められた時間帯は、予め定められた人の出入りの少ない夜間の時間帯であり、
   前記制御装置は、現在時刻が予め定められた時間帯に含まれないときには、前記冷却運転中に、前記送風機の電流値が前記除霜開始閾値を超えたときに、前記除霜運転を開始する、冷凍システム。
2. 前記制御装置は、現在時刻が前記予め定められた時間帯に含まれないときには、前記除霜運転開始から一定時間経過後に、前記除霜運転を終了する、請求項１記載の冷凍システム。
3. 前記制御装置は、現在時刻が前記予め定められた時間帯に含まれるときには、前記除霜運転中に、前記室内熱交換器における空気の吹出温度と、前記室内熱交換器における冷媒の蒸発温度とに基づき、前記冷却運転を開始するとともに、前記送風機の電流値を測定して、前記測定した電流値を除霜終了閾値に設定する、請求項１または２記載の冷凍システム。
4. 前記制御装置は、現在時刻が前記予め定められた時間帯に含まれないときには、前記除霜運転中に、前記送風機を動作させ、前記除霜運転中の前記送風機の電流値が前記除霜終了閾値未満のときに、前記除霜運転を終了する、請求項３記載の冷凍システム。
5. 前記制御装置は、現在時刻が前記予め定められた時間帯に含まれないときには、前記除霜運転を開始するとともに、前記送風機を停止させ、前記除霜運転開始から一定時間経過後に前記送風機を動作させ、前記送風機の電流値を測定し、前記除霜終了閾値以上のときは、除霜を再開し、前記送風機の電流値が前記除霜終了閾値未満のときに、前記除霜運転を終了する、請求項３記載の冷凍システム。
6. 前記除霜部は、ヒータの熱によって前記室内熱交換器に付着した前記霜を除去する、請求項１～５のいずれか１項に記載の冷凍システム。
7. 前記除霜部は、前記室内熱交換器に散水し、水の熱によって前記室内熱交換器に付着した前記霜を除去する、請求項１～５のいずれか１項に記載の冷凍システム。
8. 前記除霜部は、前記送風機の風によって前記室内熱交換器に付着した前記霜を除去する、請求項１～５のいずれか１項に記載の冷凍システム。
9. 前記除霜部は、
   前記圧縮機の吐出側から分岐し、前記膨張弁と前記室内熱交換器との間に接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部を前記室内熱交換器に流入させるバイパス回路と、
   前記バイパス回路に設けられ、前記バイパス回路を流れる前記冷媒の流通及び遮断を行うバイパス弁と、を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の冷凍システム。

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