JP7436900B1 - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、実施形態に係る車両(1)はトラックである。車両(1)は、キャビン(2)と、キャビン(2)の後方に設けられる保冷庫(3)とを有する冷凍車両である。キャビン(2)内には、運転室(2a)が形成される。保冷庫(3)内には、荷室(3a)が形成される。荷室(3a)には、食料品などの対象物が貯蔵される。車両(1)は、保冷庫(3)の庫内空気を冷却するための冷凍装置(10)を有する。
本実施形態の冷凍装置(10)は、バッテリ(B)を有し、該バッテリ(B)を駆動源とする。冷凍装置(10)は、冷媒が充填された冷媒回路(R)を有する。冷媒回路(R)は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。冷凍装置(10)は、第1ユニット(11)、第2ユニット(20)、および第3ユニット(30)を有する。第1ユニット(11)は、キャビン(2)の上方に配置される。第1ユニット(11)は、室外空間(O)に位置する熱源ユニットを構成する。第2ユニット(20)は、荷室(3a)に配置される。第2ユニット(20)は、冷却ユニットを構成する。第3ユニット(30)は、仕切部材(4)によって荷室(3a)と区画されたバッテリ室(30a)に配置される。第3ユニット(30)は、バッテリ温調ユニットを構成する。
図2に示すように、冷媒回路(R)は、主要な機器として、圧縮機(12)、室外熱交換器(13)、庫内熱交換器(21)、およびバッテリ側熱交換器(31)を有する。冷媒回路(R)は、第1膨張弁(23)、第2膨張弁(33)、および圧力調節弁(34)を有する。
本実施形態の第3ユニット(30)は、バッテリ室(30a)に配置される。第3ユニット(30)は、ケーシング(35)を有する。ケーシング(35)は、中空の箱状に形成される。ケーシング(35)は、断熱部材によって構成される。ケーシング(35)は、バッテリ(B)、バッテリ側熱交換器(31)およびバッテリ側ファン(32)を収容する。バッテリ側熱交換器(31)は、バッテリ(B)と離れて配置されてもよいし、バッテリ(B)と接触するように配置されてもよい。
冷凍装置(10)は、複数のセンサを有する。複数のセンサは、庫内温度センサ(51)、バッテリ側温度センサ(52)、吸入温度センサ(53)、および吸入圧力センサ(54)を含む。
図2および図3に示すように、冷凍装置(10)は、コントローラ(60)を有する。コントローラ(60)は、制御基板上に搭載されたマイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータを動作させるためのソフトウエアを格納するメモリディバイス(具体的には半導体メモリ)とを含む。
冷凍装置(10)の基本的な運転動作について図2を参照しながら説明する。
(4-1)課題
冷凍装置(10)の運転では、上述したように、庫内熱交換器(21)によって庫内を冷却すると同時に、バッテリ側熱交換器(31)におってバッテリ(B)の温度を調節する。ここで、庫内熱交換器(21)は、冷蔵庫や冷凍庫の保冷庫(3)に設けられ、庫内の空気を比較的低温まで冷却する。このため、上述した運転では、庫内熱交換器(21)が着霜し得る運転条件になることがある。具体的には、庫内熱交換器(21)の蒸発温度が0度以下の運転となることがある。したがって、室外熱交換器(13)が放熱器(凝縮器)として機能し、庫内熱交換器(21)およびバッテリ側熱交換器(31)が蒸発器として機能するとともに、庫内熱交換器(21)が着霜し得る運転条件下では、バッテリ側熱交換器(31)の蒸発温度も0度以下となり、バッテリ側熱交換器(31)が着霜してしまうという問題が生じる。
上記の課題を解決するため、制御器(60)は以下の制御を行う。この制御について図4を参照しながら説明する。
上記実施形態では、コントローラ(60)は、室外熱交換器(13)が放熱器として機能し、庫内熱交換器(21)およびバッテリ側熱交換器(31)が蒸発器として機能するとともに、庫内熱交換器(21)が着霜し得る運転条件下において、バッテリ側熱交換器(31)が着霜しないように第2膨張弁(33)および圧力調節弁(34)の開度を制御する。
上記実施形態については、以下の変形例の構成としてもよい。なお、以下では、上記実施形態と異なる点について説明する。
図5に示す変形例1の冷凍装置(10)は、実施形態の冷媒回路(R)にバイパス流路(36)が付加されている。バイパス流路(36)は、圧縮機(12)から吐出した高圧冷媒を、室外熱交換器(13)をバイパスさせて、庫内熱交換器(21)に送るための流路である。
図6に示す変形例2の冷凍装置(10)は、変形例1の第1管(P1)に逆止弁(39)が付加されている。逆止弁(39)は、バイパス流路(36)と第1管(P1)の接続端と、第1管(P1)および第2管(P2)の分岐部(17)との間に設けられる。逆止弁(39)は、バイパス流路(36)と第1管(P1)の接続端から、分岐部(17)への冷媒の流れを禁止する。逆止弁(39)は、分岐部(17)から、バイパス流路(36)と第1管(P1)の接続端への冷媒の流れを許容する。
図7に示す変形例3の冷凍装置(10)では、バイパス流路(36)の他端が、変形例1は異なる箇所に接続される。具体的に、バイパス流路(36)の他端は、主液管(16)に接続される。一方、デフロスト運転(第1動作)では、コントローラ(60)が第1膨張弁(23)を所定開度(例えば全開開度)で開放し、且つ第2膨張弁(33)を全閉する。圧縮機(12)から吐出された高圧冷媒は、バイパス流路(36)、第1膨張弁(23)を通過した後、庫内熱交換器(21)を流れる。庫内熱交換器(21)では、その表面の霜が冷媒によって融かされる。庫内熱交換器(21)を流れた冷媒は、圧縮機(12)に吸入される。
図8に示す変形例4の冷凍装置(10)は、実施形態の冷媒回路(R)に四方切換弁(40)が設けられる。四方切換弁(40)は、冷媒回路(R)の正サイクルと逆サイクルとを切り換えるための流路切換機構である。正サイクルは、上述した実施形態の通常の運転時に冷凍サイクルに対応する。逆サイクルは、詳細は後述するデフロスト運転の第2動作の冷凍サイクルに対応する。四方切換弁(40)は、正サイクルにおいて第1状態(図8の実線で示す状態)に切り換えられ、逆サイクルにおいて第2状態(図8の破線で示す状態)に切り換えられる。
変形例5の冷凍装置(10)は、図2に示す上記実施形態と同様の冷媒回路(R)において、コントローラ(60)は、デフロスト運転として、第3動作を行うように冷媒回路(R)を制御する。第3動作は、圧縮機(12)から吐出した高圧冷媒を、対応する室外ファン(14)が停止中の室外熱交換器(13)、庫内熱交換器(21)の順に流す動作を行う。第3動作は、いわゆる正サイクルデフロスト動作である。
上記実施形態および各変形例においては、以下の構成を採用してもよい。
12 圧縮機
13 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
17 分岐部
21 庫内熱交換器(第1利用側熱交換器)
23 第1膨張弁(第1膨張機構)
31 バッテリ側熱交換器(第2利用側熱交換器)
33 第2膨張弁(第2膨張機構)
34 圧力調節弁(圧力調節機構)
36 バイパス流路
39 逆止弁
60 コントローラ
B バッテリ
P1 第1管(第1冷媒流路)
P2 第2管(第2冷媒流路)
R 冷媒回路
Claims (7)
- 圧縮機(12)と、
前記圧縮機(12)と直列に設けられる熱源側熱交換器(13)と、
前記圧縮機(12)および前記熱源側熱交換器(13)と直列に設けられるとともに第1膨張機構(23)および第1利用側熱交換器(21)を有する第1冷媒流路(P1)と、
前記第1冷媒流路(P1)と並列に設けられるとともに第2膨張機構(33)、第2利用側熱交換器(31)、圧力調節機構(34)を有する第2冷媒流路(P2)と
を備えた冷媒回路(R)と、
前記熱源側熱交換器(13)が放熱器として機能し、前記第1利用側熱交換器(21)および前記第2利用側熱交換器(31)が蒸発器として機能するとともに、前記第1利用側熱交換器(21)が着霜し得る運転条件下において、前記第2利用側熱交換器(31)が着霜しないように前記第2膨張機構(33)および前記圧力調節機構(34)を制御する制御器(60)とを備え、
前記第2利用側熱交換器(31)は、バッテリ(B)の温度を調節し、
前記第1利用側熱交換器(21)は、庫内の空気を冷却し、
前記制御器(60)は、前記冷媒回路(R)の冷媒によって前記第1利用側熱交換器(21)の霜を融かすデフロスト運転を実行するように前記冷媒回路(R)を制御し、
前記冷媒回路(R)は、前記デフロスト運転において前記第2利用側熱交換器(31)に冷媒が流れるのを抑制するように構成される
冷凍装置。 - 前記制御器(60)は、前記デフロスト運転として、
前記圧縮機(12)から吐出した高圧冷媒を前記熱源側熱交換器(13)をバイパスさせて前記第1利用側熱交換器(21)に流す第1動作、
または前記圧縮機(12)から吐出した高圧冷媒を前記第1利用側熱交換器(21)で放熱させ、前記熱源側熱交換器(13)で蒸発させる第2動作、
または前記圧縮機(12)から吐出した高圧冷媒を、対応するファン(14)が停止中の前記熱源側熱交換器(13)、前記第1利用側熱交換器(21)の順に流す第3動作を行うように、
前記冷媒回路(R)を制御する
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御器(60)は、前記デフロスト運転として、前記第1動作を実行するように構成され、
前記冷媒回路(R)には、一端が前記圧縮機(12)の吐出側に接続し、他端が前記第1冷媒流路(P1)における前記第1膨張機構(23)と前記第1利用側熱交換器(21)の間に接続するとともに、前記第1動作において前記圧縮機(12)から吐出された高圧冷媒が流れるバイパス流路(36)を備える
請求項2に記載の冷凍装置。 - 前記第1冷媒流路(P1)には、前記バイパス流路(36)と該第1冷媒流路(P1)の接続端と、該第1冷媒流路(P1)および前記第2冷媒流路(P2)の分岐部との間に、該接続端から該分岐部(17)への冷媒の流れを禁止する逆止弁(39)が設けられる
請求項3に記載の冷凍装置。 - 前記制御器(60)は、前記デフロスト運転において、前記第2膨張機構(33)としての第2膨張弁(33)の開度を小さくする
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記制御器(60)は、前記デフロスト運転において、前記圧力調節機構としての圧力調節弁(34)の開度を小さくする
請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記第1膨張機構(23)は、電子膨張弁、感温式膨張弁、キャピリーチューブのいずれかである
請求項1に記載の冷凍装置。
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