JPH01314875A - 冷凍装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は冷凍・空調機器、例えば空気調和機、冷凍・冷
蔵庫、冷凍・冷蔵ショーケースに使用される冷凍装置の
運転方法に関する。

（ロ）従来の技術 特開昭６３−６５２７３号公報に記載された低温ショー
ケースには、制御器のタイマによって各電磁弁の開閉動
作が制御され、この制御によって冷却・除霜側運転が交
互に繰り返えされる構成がとられており、内層用熱交換
器の除Ｍ運転終了後、この内層用熱交換器内の残留液冷
媒を外層用熱交換器、圧縮機及び凝縮器を通して受液器
に回収する所謂ポンプダウン運転を行ない冷却運転再開
時における液バツクを防止して液バツクによる圧縮機の
故障を回避している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の技術においては、冷却・除霜側運転の時間は
タイマによって決められている関係上、例えば除霜運転
中に停電が起きた場合、節電のために非営業時に電源が
遮断された場合等、タイマがリセットされた後の停電復
帰時における再運転は冷却運転となるために、熱交換器
に泪っていた多量の液冷媒が急激に圧縮機に戻る所謂液
バツク現象が生じ圧縮機が破損する問題が生じた。

本発明はか＼る問題点を解決することを目的と□　する
もので、停電復帰時における再運転をポンプダウン運転
としたものである。

（ニ）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の冷凍装置の運転方
法においては、停電復帰時の再運転をポンプダウン運転
から行なうようにし、停電直前の運転状態が冷却、除霜
にか〜わらず冷媒回収を行なうようにしたものである。

（ネ）作用 上記方法によれば、停電復帰後の電源投入時、停電直前
の運転状態がどのような状態であったか分らなくても冷
却運転すべき熱交換器の冷媒回収が先ず行なわれる関係
上、ポンプダウン運転の次に行なわれる冷却運転の際に
は、液バツクが発生しない。

（へ）実施例 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第２図に示す（１）は前面に商品の収納及び取出用の開
口（３）を形成した断熱壁（２）にて本体を構成してな
る開放形の低温ショーケースで、前記断熱壁の内壁より
適当間隔を存して後述する内層側に開くダンパ（４Ａ）
、このダンパにて閉室される窓（４Ｃ）を備えた断熱性
の第１区画板（４）を配設して背部区域に位置するプレ
ートフィン型の外層用熱交換器（５）と軸流型の外層用
送風機（６）とを配置する外ＷＩ（７）と、前記開口の
上縁に沿って位置する外層用吹田口（，８）と、前記開
口の下縁に沿って位置し、前記外層用吹出口に相対向す
る外層用吸込口（９）とを形成し、又前記第１区画板の
内壁より適当間隔を存して金属製の第２区画板（１０）
を配設して背部区域に位置し、前記外層用熱交換器（５
）よりも低位置となるプレートフィン型の内層用熱交換
器（１１）と軸流型の内層用送風機（１２）とを配置す
る内層（１３）と、前記開口の上縁で且つ外層用吹出口
（８）の内方に並設された内層用吹出口（１４）と、前
記開口の下縁で外層用吸込口（９）の内方に並設され、
前記内層用吹出口に相対向する内層用吸込口（１５）と
、複数段の棚（１６）を配置した貯蔵室（１７）とを形
成している。前記ダンパは金属板に断熱シートラ貼着し
た板状のものであり、内層用熱交換器（１１）から見て
循環空気の流れ方向下流側に設けられており、開放時そ
の先端が第２区画板（１０）の外壁に当接することが好
ましい。前記外層用熱交換器（５）はダンパ（４Ａ）か
ら見て下流側に位置する様、外層（５）内に配置されて
おり、又内層用熱交換器（１１）はダンパ（４Ａ）から
みて循環空気の流れ方向上流側となる位置に配置されて
いる。前記ダンパ（４Ａ）は減速機構を構えたギアモー
タ（Ｍ）、このギアモータの回動運動を往復直線運動に
変換する細長いアーム（Ａ）等からなる駆動装置によっ
て開閉されるものである。

第１図に示す（１８）は、前記低温ショーケースを冷却
するための冷凍装置で、冷媒圧縮機（１９）、水冷又は
空冷式の凝縮器（２０）、受液器（２１）、感温部（２
２Ａ　）を有する膨張弁等からなる減圧弁（２２）、内
層用熱交換器（１１）、気液分離器（２３）を高圧ガス
管（２４）、高圧液管（２５）、第１低圧液管（２６）
及び低圧ガス管（２７）でもって環状に接続する一方で
、前記高圧液管（２５）の途中に入口が接続される高圧
液枝管（２８）、感温部（２９Ａ　）を有する膨張弁等
からなる減圧弁（２９）、第２低圧液管り３０）、前記
低圧ガス管（２７）の途中に出口が接続される低圧ガス
枝管（３１）でもって外層用熱交換器（５）を内層用熱
交換器（１１）に対して並列接続している。　（３２）
は高圧冷媒を内層用熱交換器（１１）に導くバイパス回
路で、第１及び第２両バイパス管（３２Ａ）（３２Ｂ＞
からなり、第１バイパス管（３２Ａ）の入口は前記凝縮
器（２０）と受液器（２１）との間の高圧液管（２５）
中に接続され、又出口は前記受液器（２１）と減圧弁（
２２）との間の高圧液間（２５）中の受液器（２１）寄
りに接続され、又第２バイパス管（３２Ｂ）の入口は前
記第１バイパス管（３２Ａ）の出口よりも冷媒の流れ方
向下流側に位置するよう前記受液器り２１）と減圧弁（
２２）との間の高圧液管（２５）中に接続され、又出口
は前記第１低圧液管（２６）の途中に接読されている。

前記第１バイパス管（３２Ａ）の出口と、第２バイパス
管（３２Ｂ）の出口とを高圧液管（２５）に接続するこ
とにより、この高圧液管の一部は共用管路（２５Ａ）と
なり、バイパス回路（３２）（７）一部を構成すること
になる。この共用管路（２５Ａ）は数メートル乃至数十
メートルに及ぶ。（３３）は前記内層用熱交換器（１１
）の除霜運転時、この内層用熱交換器の高圧液冷媒を外
層用熱交換器（５）に導く連絡管で、その入口は前記内
層用熱交換器（１１）と気液分離器（２３）との間の低
圧ガス管（２７）中に接続され、又出口は前記高圧液枝
管（２８）の途中に接続されている。　（３４）〜（３
９）は必要に応じて開閉きれ、循環冷媒の流路を切り替
える第１乃至第６電磁弁である。前記第１電磁弁（３４
）は減圧弁（２２）と、共用管（２５Ａ）との間の高圧
液管（２５）中に設けられており、内層用熱交換器（１
１）の冷却運転時及び内層用、外層用同熱交換器（１１
）（５）の冷却運転時には開放され、又、内層用熱交換
器（１１）の除霜運転時及びポンプダウン運転時には閉
室される。又、前記第２電磁弁（３５）は連絡管（３３
）の入口と、低圧ガス枝管（３１）の出口との間の低圧
ガス管（２７）中に設けられており、その開閉動作は前
記第１電磁弁（３４）と同じである。又、前記第３電磁
弁り３６）は第２バイパス管（３２Ｂ）中に設けられて
おり、内層用熱交換器（１１）の除霜運転時のみ開放き
れる。又、前記第４電磁弁（３７）は連絡管（３３）の
出口と、減圧弁（２９）との間の高圧液枝管（２８）中
に設けられており、内層用熱交換器（１１）の冷却運転
時以外に開放される。又、前記第５電磁弁（３８）は第
１バイパス管（３２Ａ）中に設けられており、その開閉
動作は第３電磁弁（３６）と同じであり、内層用熱交換
器（１１）の除霜運転時のみ開放きれる。又、前記第６
電磁弁（３９〉は受液器（２１）と、共用管路（２５Ａ
）との間の高圧液管（２５）中に設けられており、その
開閉動作は前記第１．第２両電磁弁（３４）（３５）と
同じである。（４０）は前記第１バイパス管（３２Ａ）
の入口と、受液器（２１）との間の高圧液管（２５）中
に設けられた逆止弁で、内層用熱交換器（１１）の除Ｍ
運転時、前記受液器（２１）内の貯溜冷媒がバイパス回
路（３２）を流れる高圧冷媒によるエジェクタ効果によ
って第１バイパス管（３２Ａ）の入口方向に逆流するの
を阻止する。（４１）は前記連絡管（３３）中に設けら
れた逆止弁で、内層用熱交換器（１１）及び内層用、外
層用熱交換器ｍ＞（５）の冷却運転時、高圧液管（２５
）又は及び高圧液枝管（２８）を通過中の高圧液冷媒が
連絡管（３３）から低圧ガス管（２７）に流れるのを阻
止する。

前記冷凍装置（１８）は上述の如く構成されており、第
１図の鎖線（１８Ａ）で示す部分は店舗の機械室に設置
される凝縮ユニット、鎖線（１８Ｂ）で示す部分は店舗
の店内に設置される冷却ユニットとして分けられている
関係上、両ユニットをつなぐ共用管路（２５Ａ）は店舗
によって数十メートルの長さになることもある。（４２
）はタイマ（４３）を内蔵したマイクロコンピュータか
らなる制御器で、前記第１乃至第６電磁弁（３４）〜（
３９）及びギアモータ（３９）を所定時間作動させるた
めの開又は閉信号を各信号ライン（ａ）〜（ｇ）から送
るものである。又、前記制御器（４２）には、停電復帰
回路（４４）が内蔵されており、冷凍装置（１８）の運
転中に停電が生じた場合や、夜間や店舗の休み等非営業
時に節電のために冷凍装置（１８）の電源が遮断された
場合の停電復帰時には、後述するポンプダウン運転を行
なうための信号を出力する。

次に低温ショーケース（１）の運転について説明する。

いま、ダンパ（４Ａ）は閉じており、第２図に示すよう
に内層（１３）及び外層（７）は夫々独立している。こ
の時、第１．第２及び第６各電磁弁（３４＞（３５）（
３９）が開、第３．第４及び第５各電磁弁（３６）（３
７）（３８）が閉となっており、か〜る状態で、冷媒圧
縮機（１９）を稼動させると、冷媒は第１図実線矢印で
示す如く圧縮機（１９）−凝縮器（２ｏ）−受液器（２
１）−第６電磁弁（３９）−第１電磁弁（３４〉−減圧
弁（２２）−蒸発器となる内層用熱交換器（１１）−第
２？ｆ磁弁（３５）−気液分離器（２３）−圧縮機（１
９）と流れる周知の第１のサイクルを形成し、この間凝
縮器（２ｏ）で凝縮液化、減圧弁（２２）で減圧、内層
用熱交換器（１１）で蒸発気化される。この冷却運転（
例えば４時間）において、内層用送風機（１２）でもっ
て、内層（１３）を通過中の循環空気は、内層用熱交換
器（１１）を通過中の例えば−１５℃の蒸発温度の低圧
液冷媒と熱交換されて例えば−６°Ｃの冷却空気となり
、第２図実線矢印に示す如く開口（３）に冷たいエアー
カーテン（ＣＡ）を形成して貯蔵室（１７）の温度を−
４℃に維持する冷却を図り貯蔵品を氷温（０℃以下でし
かも細胞を生かしておける温度帯）例えば−２°Ｃに維
持する。この間第１．第２両電磁弁（３４）（３５）は
貯蔵室（１７）の温度を検出する温度検出器によって同
時に開閉を繰り返し、貯蔵室（１７）の温度を適温（氷
温）に維持する。一方、外層用送風機（６）でもって外
層（７）を通過中の循環空気は、第２図実線矢印の如く
開口（３）において冷たいエアーカーテン（ＣＡ）の外
側に沿って流れ、この冷たいエアーカーテンの影響を受
けて低温ショーケース（１）を包囲する外気より漸低い
温度となり、前記の冷たいエアーカーテン（ＣＡ）と外
気との接触を阻止する保護エアーカーテン（ＧＡ）とし
て作用する。

冷却運転の進行に伴ない内層用熱交換器（１１）への着
霜が多くなると、制御器（４２）からの信号で第４電磁
弁（３７）が開き、第１電磁弁（３４）からの液冷媒の
一部は高圧液枝管（２８）に分流きれる。この分流され
た液冷媒は、減圧弁（２９）で減圧され、蒸発器となる
外層用熱交換器（５）で蒸発気化して低圧ガス枝管（３
１）を通り、低圧ガス管（２７）に流れ、内層用熱交換
器（１１）を通過した低圧ガス冷媒と合流し圧縮機（１
９）に流れる第１図１点鎖線で示す第２のサイクルを形
成する。この第２のサイクルは冷却運転終了前、即ち冷
却運転から除霜運転に切り替る直前に数十秒乃至数分間
にわたって行なわれ、この運転によって、内層用熱交換
器（１１）と同様に外層用熱交換器（５）も低温となり
、外層（７）を通過中の循環空気は、外層用熱交換器（
５）を通過中の低圧液冷媒（蒸発温度は一２０°Ｃ）と
熱交換され、内層（１３）を循環中の冷却空気と略同じ
乃至若干高い温度（−４°Ｃ前後）に維持される。尚、
この冷却運転においては外層用送風機（６）の運転を停
止してもよい。

この冷却運転中、制御器（４２）から除霜開始信号が出
力され第１．第２及び第６各電磁弁（３４）（３５）（
３９）が閉まり、第３及び第５両電磁弁（３６）（３８
）が開き、又ダンパ（４Ａ）が第２図鎖線の如く開くと
、除霜運転に切り替わり、凝縮器（２０）からの高圧冷
媒、即ち高圧の気液混合冷媒は、バイパス回路（３２）
−内層用熱交換器（１１）一連絡管（３３）−第４電磁
弁（３７）−減圧弁（２９）−外層用熱交換器（５）−
気液分離器（２３）−圧縮機（１９）と流れる第１図２
点鎖線で示す第３のサイクルを形成する。この第３のサ
イクルは例えば１０分乃至２０分間行なわれる内層用熱
交換器（１１〉の除霜運転サイクルであり、バイパス回
路（３２）からの高圧の気液混合冷媒は内層用熱交換器
（１１）の上部から下部に向って流れる間、循環空気と
熱交換されて５°Ｃ程度の過冷却液となりつ〜且つその
顕然でもって内層用熱交換器（１１）の霜を徐々に解か
す、一方、この内層用熱交換器を通過した循環空気はダ
ンパ（４Ａ）により内層〈１３）における流れを中断さ
れて窓（４Ｃ）から外層（７）に流れ、外層用熱交換器
（５）を通過中の低圧液冷媒と熱交換されて一４°Ｃ前
後の温度に冷却され、外層用吹出口（８）から開口（３
）に向けて吹き出され、冷却運転と同様に冷たい保護エ
アーカーテン（ＧＡ）を形成し、内層用吸込口（１５）
から内層（１３）に帰還する第２図鎖線矢印の循環を繰
り返す。

除霜運転の進行に伴ない内層用熱交換器（１１）の霜が
解けると、第１．第２及び第６各電磁弁（３４）（３５
）（３９）の閉状態が継続したま＼で、第３及び第５両
電磁弁（３６）（３８）が閉じると除霜熱源となる高圧
の気液混合冷媒が内層用熱交換器（１１）に供給されが
くなり、内層用熱交換器（１１）内の残留液冷媒（一部
飽和ガスを含む）を受液器（２１）に回収する所謂ポン
プダウン運転となり、内層用熱交換器（１１）内の液冷
媒は第１図太線で示す如く連絡管（３３）、第４電磁弁
（３７）、減圧弁（２９）を通り外層用熱交換器（５）
を経て気液分離器（２３）、圧縮機（１９）、凝縮器（
２０）、受液器（２１）と流れ、この受液器（２１）に
高圧液冷媒として貯えられる。このポンプダウン運転は
内層用熱交換器（１１）の除霜運転の終了に伴ない数分
性なわれ、この間内層用熱交換器（１１）内の冷媒のう
ち飽和ガス、液冷媒と順次外層用熱交換器（５）に吸引
されることにより、内層用熱交換器（１１）でその一部
が蒸発気化してこの蒸発潜熱でもって内層用熱交換器（
１１）に冷却作用を付与し、且つ液冷媒のまへで減圧弁
（２９）から外層用熱交換器（５）に流れた冷媒は低圧
液冷媒となってこの外層用熱交換器を通過するうちに蒸
発気北口てこの蒸発潜熱でもって外層用熱交換器（５〉
に冷却作用を付与することになる。又、このポンプダウ
ン運転は内層用熱交換器（１１）に付若した露の水切り
時間でもある。

ポンプダウン運転の終了に伴ない、第４各電磁弁（３７
）が閉じると共に、第１．第２及び第６各電愚弁（３４
）（３５）（３９）が開き、第１図実線矢印に示す冷却
運転に復帰する。

第３図は本発明の他の実施例を示し、かへる実施例では
、内層用熱交換器（１１）の除霜熱源としてホットガス
即ち高圧ガス冷媒を用いる関係上、バイパス管（３２）
の入口を高圧ガス管（２４）の途中に設ける一方で、第
５電磁弁（３８）として三方電磁弁を採用している。尚
、第３図は前記第１乃至第３の各サイクル及びポンプダ
ウン運転に夫々対応し、ポンプダウン運転時には太線で
示す如く冷媒は流れることになる。

又、第４図は更に本発明の他の実施例を示し、かぎる実
施例では内層用熱交換器（１１）の除霜熱源として受液
器（２１）からの高圧液冷媒を用いる関係上、バイパス
管（３２）の入口を受液器（２１）と、第１電磁弁（３
４）との間の高圧液管（２５）中に設けている。尚、第
４図は前記第１乃至第３の各サイクル及びポンプダウン
運転に夫々対応し、ポンプダウン運転時には太線で示す
如く冷媒は流れることになる。この第４図の運転は第５
図のタイムチャートで表わされる。

尚、内層用熱交換器（１１）の除霜熱源として高圧の気
液混合冷媒、ホットガス、高圧液冷媒の何れを用いるか
は、貯蔵室（１７）の温度設定値や低温ショーケース（
１）の周囲条件等に応じて選択すればよい。

上記低温ショーケース（１〉の運転中故意又は過失或い
は不意に冷凍装置（１８）の電源が遮断され停電となっ
た後に停電復帰したときには、制御器（４２）の停電復
帰回路（４４）からの出力によってポンプダウン運転が
開始きれ、上述した如く内層用熱交換器（１１）の液冷
媒が外層用熱交換器（５）を通って受液器（２１）に回
収される。このポンプダウン運転は約３分間行なわれ、
その後、第１のサイクル即ち内層用熱交換器（１１）の
冷却運転となる。

かへる方法によれば、冷凍装置（１８）の運転の途中、
Ｗ、源が切られ停電となった後の停電復帰時には、停電
前の冷凍装置（１８〉が上記第１乃至第３のサイクル及
びポンプダウン運転の何れであったか関係なく除霜運転
であると想定した最悪条件でポンプダウン運転が行なわ
れるために、実際に停電前に除霜運転であった場合にお
いては冷却運転前に内層用熱交換器（１１）の液冷媒を
回収して、冷却運転時における液バツクを防止できる。

（ト）発明の効果 上述した本発明によれば停電前の運転状態が除霜運転で
あると想定した条件で停電復帰時にポンプダウン運転を
行なわせる関係上、実際に除霜運転中であった場合にお
いては、停電復帰時に冷却運転の対象となる熱交換器の
液冷媒を回収した後、冷却運転が行なえ、停電復帰後の
液バツクを回避できる。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明にか〜る実施例を示し、第１図は冷
媒回路図、第２図は低温ショーケースの縦断面図、第３
．第４図は他の実施例を示す冷媒回路図、第５図は第４
図におけるタイムチャートである。 （５）（１１）・・・熱交換器、　（４２）・・・制御
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも２つの熱交換器を備え、高圧冷媒を一方
   の熱交換器から他方の熱交換器に流して前記一方の熱交
   換器の除霜運転を行なうと共に、他方の熱交換器の冷却
   運転を行なった後、前記一方の熱交換器への冷媒供給を
   停止すると共に圧縮機の運転を継続して前記一方の熱交
   換器の液冷媒を他方の熱交換器を通して受液器に回収す
   るポンプダウン運転を行なう冷凍装置の運転方法におい
   て、停電復帰時の再運転の際にはポンプダウン運転から
   開始する冷凍装置の運転方法。