JPH01314876A - 冷凍装置の制御方法 - 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・空調機器等の冷凍・冷蔵庫、冷凍・冷蔵
ショーケース、空気調和機に使用される冷凍装置の制御
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・除霜両運転が交
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
に回収する冷媒回収運転、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・除霜両運転の時間は
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、タイマがリセットキれた後の停電復
帰時における再運転は冷却運転となるために、熱交換器
に溜っていた多量の液冷媒が急激に圧縮機に戻る所謂液
バ・ンク現象が生じ圧縮機が破損する問題が生じた。

本発明はかへる問題点を解決することを目的とするもの
で、電源投入時における運転の際には、電源遮断直前の
運転状態に基づいて最適運転を行なうようにしたもので
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、本発明では、利用側の熱交
換器が減圧液冷媒の供給を受けている冷却運転であるか
、除霜熱源となる高圧冷媒の供給を受けている除Ｍ運転
であるかの何れかを記憶する記憶回路を備え、電源投入
時、前記熱交換器の前回の運転状態を記憶回路から取り
出し、前回の運転状態が冷却運転である場合には、前記
熱交換器に減圧液冷媒を供給し、除霜運転である場合に
は、前記熱交換器内の液冷媒を回収するようにしたこと
を特徴とするものである。

（ホ）作用 上記方法によれば、故意又は過失或いは不意に冷凍装置
（１８）の電源が遮断きれ停電となった後に停電復帰回
路でもって停電復帰したときには、記憶回路からの記憶
が取り出されて運転再開時の初期値として制御器に与え
られ、運転が再開される。即ち、停電前の運転状態が冷
却運転であった場合には、冷媒回収運転が行なわれず、
冷却運転から開始され、停電前の運転状態が除霜運転成
いは記憶なしの場合には、冷媒回収運転から開始される
。従って、停電前の運転状態が冷却運転、除霜運転の何
れかであったかを判別できる関係上、冷却運転の場合に
は、直に熱交換器の冷却作用を行なわせることができ、
又除霜運転の場合には、冷却対象となる熱交換器の液冷
媒が回収され、その後、熱交換器の冷却運転となる。

（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３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）とを配置する外層（７）と、前記開口の上
級に沿って位置する外層用吹出口（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
）の内方に並設きれた内層用吹田口（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。前記内層用、外層用再熱交換器（１１）（５）
は通常減圧液冷媒の供給を受ける利用側熱交換器、即ち
蒸発器として作用する。前記ダンパは金属板に断熱シー
トを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）は減速機構を備え
たギアモータ（Ｍ）、このギアモータの回動運動を往復
直Ｂ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２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）、熱源側の
熱交換器となる水冷又は空冷式の凝縮器（２０）、受液
器（２１）、感温部（２２Ａ）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
入口が接続きれる高圧液枝管（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（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（３
２Ａ）（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）との間の高圧液管（２５）中の
受液器（２１）寄りに接続され、又第２バイパス管（３
２Ｂ）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（
２１）と減圧弁（２２）との間の高圧液管（２５）中に
接続きれ、又出口は前記第１低圧液管（２６〉の途中に
接続されている。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（２
５〉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〉の一部を
構成蓋ることになる。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（２
３）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）の途中に接続きれている。（
３４）〜（３９〉は必要に応じて開閉され、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（１１）の冷却運転時及び内層用、外層用再熱
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（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
時のみ開放される。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される。

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）の除霜運転時、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、外層用再熱交換器（１１）（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（２
７〉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
２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
によっては数十メートルの長さになることもある。（４
２）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、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）及び記憶回路（４５）が内蔵きれており、
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ｆｆ！（
１８）の電源が遮断された場合の停電復帰時には、記憶
回路（４５）から前回の電源遮断直前の運転状態を取り
出し冷凍装置（１８）を再運転きせる。

前記記憶回路（４５）は電源遮断時のメモリ消去をなく
すためのバックアップ電源を有するもので、この記憶回
路（４５）には前記第１乃至第６各電磁弁（３４）〜（
３９）の開又は閉状態即ち、通電又は非通電の状態が随
時記憶される。そして、電源投入時（停電復帰時）には
、記憶回路（４５）に記憶された前回の運転状態、即ち
後述する冷却運転、２エバ冷却運転、除Ｎ運転、冷媒回
路運転のうち記憶された運転が再運転の開始信号として
取り出される。尚、バックアップ電源が切れた場合、又
は店舗への低温ショーケース（１）への据付に伴なう試
運転の場合には、“記憶なし”となる。

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３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、かへる状態で、冷媒圧
縮機（１９）を稼動きせると、冷媒は第２図実線矢印で
示す如く圧縮機（１９）−凝縮器（２０）〜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電磁弁（３５）−気液分離器（２３）−圧縮機（１９
）と流れる冷却運転、即ち周知の第１のサイクルを形成
し、この間凝縮器（２０〉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、内層用送風機く
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°Ｃ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（１
７）の温度を〜４°Ｃに維持する冷却を図り貯蔵品を氷
温（Ｏ″ＣＣ以下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３
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ンへの着
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）に分流される。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２エバ運転、即ち第２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わる直前
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！（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）と流れる除Ｍ運転
、即ち第２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′Ｍ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、循環空気と熱交換きれて５°Ｃ程度の過冷却液と
なりつ〜且つその顕熱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前後の温度に冷却きれ、外層用吹出口（
８）から開口（３）に向けて吹き出きれ、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３図鎖
線矢印の循環を繰り返えす。

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）に供給されな
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２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。この冷媒回収運転、即ち
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〜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化し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
付着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電磁弁（３７〉
が閉じると共に、第１．第２及び第６各電磁弁（３４）
（３５）（３９）が開き、第２図実線矢印に示す冷却運
転に復帰する。

第４図は本発明の他の実施例を示し、か〜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。

又、第５図は更に本発明の他の実施例を示し、か〜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
５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５図の運転は第６
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
った後に停電復帰回路（４４）でもって停電復帰したと
きには、記憶回路〈４５）からの記憶が取り出されて運
転再開時の初期値として制御器（４２）に与えられ、第
１図に示す如く運転が再開される。即ち、停電前の運転
状態が冷却運転、２エバ冷却運転であった場合には、冷
媒回収運転が行なわれず、冷却運転から開始され、停電
前の運転状態が除霜運転、冷媒回収運転成いは記憶なし
の場合には、冷媒回収運転から開始される。従って、停
電前の運転状態が冷却運転、除霜運転の何れかであった
かを判別できる関係上、冷却運転の場合には、直に内層
用熱交換器（１１）の冷却作用を行なわせることができ
、又除霜運転の場合には、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、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。

尚、記憶回路（４５）において“記憶なし”の場合に冷
媒回収運転を行なう理由は、バックアップ電源の遮断時
に除霜運転された際の停電復帰時に液バツク現象が起こ
る関係上、安全性を見て必ず冷媒回収を行なうようにし
たためである。

（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Ｍ運転
、冷却運転の何れか一方であったことが判る関係上、冷
却運転であった場合には、停電復帰時引き続き冷却運転
とし、除霜運転であった場合には、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、冷凍装
置の適切な運転が行なえる。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明にかへる実施例を示し、第１図は冷
凍装置の運転を示すフローチャート、第２図は冷媒回蕗
図、第３図は低温ショーケースの縦断面図、第４．第５
図は他の実施例を示す冷媒回路図、第６図は第５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、　（４５）・・・記憶回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、利用側の熱交換器が減圧液冷媒の供給を受けている
   冷却運転であるか、除霜熱源となる高圧冷媒の供給を受
   けている除霜運転であるかの何れかを記憶する記憶回路
   を備え、電源投入時、前記熱交換器の前回の運転状態を
   記憶回路から取り出し、前回の運転状態が冷却運転であ
   る場合には、前記熱交換器に減圧液冷媒を供給し、除霜
   運転である場合には、前記熱交換器内の液冷媒を回収す
   る冷凍装置の制御方法。 ２、冷却運転、除霜運転であるかの記憶回路への入力は
   電磁弁の開、閉状態に基づいて行なわれる請求項１記載
   の冷凍装置の制御方法。 ３、記憶回路からの出力がない場合には、冷媒回収が行
   なわれる請求項１記載の制御方法。