JPH0415478A

JPH0415478A - ヒートポンプを使用した解凍、保冷装置

Info

Publication number: JPH0415478A
Application number: JP12182190A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Takahashi; 高橋　充宏
Original assignee: TAKAHASHI KOGYO KK
Current assignee: TAKAHASHI KOGYO KK
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1990-05-10
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH076727B2

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】（産業上の利用分野）本発明は凍結品の解凍及び保冷、必要に応じて熟成を行
なう解凍、保冷装置に関し、さらに詳しくはヒートポン
プを使用した解凍、保冷装置に関するものである。

（従来の技術）一般に工場用解凍装置は、その熱源によって空気解凍装
置、水解凍装置、接触解凍装置、電気解凍装置、これら
を併用した組合せ解凍装置等に分類されるが、空気解凍
装置以外の解凍装置は、省エネルギーとコスト及び公害
の点で実用性に問題があり、省エネルギー待伏を反映し
て、できるだけコストの軽減をはかることができ、ラン
ニングコストが安く、安全性の高い空気解凍装置、中で
もヒーｉ・ポンプを使用したエアープラスｌ−型ノモの
が注目されている。

（発明が解決しようとする課題）ところがヒートポンプを使用する場合、１台のユニット
で年間を通じて庫内を加熱及び冷却しなければならない
。しかし、夏期と冬期とは、大きな外気温度差があり、
空冷を使用したユニットとじては、外気を熱交換器の熱
源としているためにこの温度により、圧縮器の運転時の
圧力も大幅に変化する。従って、通常の運転においては
、種々の問題点がある。

まず、解凍、保冷又は熟成の多目的に使用する場合の負
荷変動に対応できず安定運転が期待できない。これは、
例えば、運転時の負荷を解凍時に１００％とすれば、保
冷或いは熟成時には３０％程度となり、解凍時以外ｌ±
、加熱及び冷却能力が過大となるためである。

また、夏期の外気温度が高い時も、冬期と同じ外気用熱
交換器を用いて加熱運転（解凍）した場合、ヒートポン
プの特性上過負荷となり、この点からも安定運転が難し
い。

さらに、解凍初期は庫内に低温の被処理物が収容ぶれる
結果、庫内温度が低下するとともに送風温度も上昇せず
、解凍効率が非常に減少する傾向にあるが、送風温度を
確保する機能を期待することができない。

（発明の目的）本発明は、多目的運転時の各運転条件の負荷変動に対応
させる機能、年間を通しての外気温度変化に対応させる
機能を具備させて安定運転を確保するとともに、解凍初
期の庫内に供給する送風温度を確保し、しかも、庫内の
加湿効率を高くすることができるヒートポンプを使用し
た解凍、保冷装置を安価に提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段）本発明のヒートポンプを使用した解凍、保冷装置は、圧
縮機、二種の熱交換器、受液器、二個の膨張弁及び四方
切替電磁弁とを、冷却サイクルと加熱サイクルに切替え
られるように配管接続したヒートポンプの一つの熱交換
器を、加湿手段を有する解凍機内に配設するとともに、
冷却サイクル及び加熱サイクルを形成する配管経路に、
制御弁を配管接続したものであって、さらに詳しくは、
圧縮機に第一熱交換器と逆止弁及び受液器を介して第二
膨張弁、第二熱交換器を直列に接続するとともに、前記
受液器の出口側と第一熱交換器の加熱時出口側とを、第
一膨張弁を有するバイパス管で接続し、第二膨張弁部に
該弁の通路とは逆方向の通路を形成する逆止弁を有する
逆流管を並列にまた受液器の出口側と流入側を流入方向
に通路が形成される逆止弁を介してそれぞれ接続し、さ
らに圧縮機の高圧側と低圧側に両者を切替る四方切替電
磁弁を介在させたヒートポンプにおいて、圧縮機の低圧
側に吸入圧力調整弁を配管するとともに、圧縮機の高圧
側と前記吸入圧力調整弁の出１」側とを容量調整弁を介
在した管路で接続し、また第一熱交換器と受液器との間
に凝縮圧力調整弁を接続して温度１−昇を図り、前記第
一熱交換器を、加湿手段により加湿された空気を被処理
物を収容する解凍、保冷庫内に循環させる循環手段を具
備した解凍機内に配設したことを特徴とするヒー（・ポ
ンプを使用した解凍、保冷装置を要旨とするものである
。

（発明の作用）上記のように、圧縮機の低圧側に吸入圧力調整弁を配管
することによって、吸入圧力が自動的に調整されるよう
になり、外気温度の高い時に生じる過負荷運転が解消さ
れ、また、圧縮機の高圧側と前記吸入圧力調整弁の出口
側とを容量調整弁を介在した管路で接続することによっ
て、圧力に対応して作動し、解凍時以外の加熱及び冷却
能力の過大化を防止し、安定運転を確保することができ
るようになり、さらに第一熱交換器と受液器との間に凝
縮圧力調整弁を接続することにより、夏期加熱運転時に
、第一熱交換器圧力Ｐｌと第二熱交換器圧力Ｐ２との関
係がＰＬ＜Ｐ２がＰｉ＞Ｐ２となり、これらの協同で年
間を通じて常に安定した運転が確保されるようになる。

しかも、第一熱交換器を、加湿手段により加湿された空
気を被処理物を収容する解凍、保冷庫に循環させる循環
手段を具備した解凍機内に配設したから、高い加湿空気
が効率良く被処理物を収容する解凍、保冷庫内に循環し
、優れた解凍、保冷効果を達成することができるように
作用する。

（実　施　例）次に本発明のヒートポンプを使用した解凍、保冷装置の
実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る解凍、保冷装置の実施例の構造を
示す配管図、第２図は解凍時のガスの流れの説明図、第
３図は保冷時のガス流れの説明図第４図は熟成時のガス
の移動の説明図である。

まず本発明の解凍、保冷装置は、解凍、保冷庫１とこれ
に隣接する解凍機２及びヒートポンプ３から構成されて
いる。

」−記ヒートポンプ３は、圧縮機４に第一熱交換器５と
逆止弁６ａ及び受液器７を介して第二膨張弁８、第二熱
交換器９を直列に接続するとともに、前記受液器７の液
出口側と第一熱交換器５の加熱時出口側とを第一膨張弁
１０を有するバイパス管１１で接続し、第二膨張弁８部
分に該弁の通路とは逆方向の通路を形成する逆止弁１２
ａを有する逆流管１３を並列に、また受液器７の液出口
側と流入側を流入方向に通路が形成される逆止弁１４ａ
を介してそれぞれ接続し、さらに圧縮機４の高圧側と低
圧側に、加熱サイクルと冷却サイクル及び熟成サイクル
を形成するための四方切替電磁弁１５を介在させるとと
もに、圧縮機４の低圧側に吸入圧力調整弁１６を配管し
、さらに、圧縮機４の高圧側と前記吸入圧力調整弁１６
の出口側とを、容量調整弁１７を介在した管路で接続し
、また第一熱交換器５と受液器７との間に、凝縮圧力調
整弁１８を接続した構成となっている。

また−に記解凍機２は、解凍、保冷庫１に隣接しており
、その内部境界壁１９の上下には解凍、保冷庫ｌに通ず
る空気循環通路２０ａ、２０ｂが開設されされている。

前記空気循環通路２０ａ、２０ｂの中間位置には、前記
ヒートポンプ３の第一熱交換器５が水平に架設されおり
、その上方に循環用ファン２１が空気を解凍、保冷庫ｌ
内へ送風すべく配設され、下部の空気循環通路２０ｂを
経て前記第一熱交換器５に接触して卜昇した空気を、解
凍、保冷庫１と解凍機２内を強制循環させるようになっ
ている。そして解凍機２の内底部にはヒーター２２によ
り加熱するようにした水槽２３が配設され、水槽内水を
ポンプ２４で汲み上げ、前記循環ファン２１の下方位置
でスプレーノズル２５から第一熱交換器５の過熱部５ａ
へ散水し、水槽２３で受けるようにして水７５気を発生
させ、湿度の高い加湿空気を循環させるようになってい
る。

さらに上記解凍、保冷庫１は、図示を省略したが、前記
解凍機２からの循環空気が効率よく循環するよう区画さ
れ、被処理対象物を載置する単一若しくは複数の棚が段
設されたものである。

」１記構成されたヒートポンプを使用した解凍、保冷装
置は次の如く作動し、それぞれの目的を達成する。

まず解凍時には、第２図に示すように圧縮機４において
高圧とされた過熱ガスは、四方切替電磁弁１５から第一
熱交換器５において凝縮され、三方弁で構成される凝縮
圧力調整弁１８を通り、逆止弁６ａを経て受液器７に液
化流入し、これが第二膨張弁８から第二熱交換器９にお
いて蒸発ガス化され、四方！、１Ｊ−Ｆ！ｆ電磁弁１５
、吸入圧力調整弁１６を経て圧縮機４へ戻るように循環
するのであるが、−１−記凝縮圧力調整弁１８を介在さ
せることによって、これが圧力に対応して調轄開閉し、
第一熱交換器５の圧力（温度）を−室以上に保証し、吹
き出し空気温度を出来るだけ早く解凍に必要な温度まで
４−昇させることができる。これは、解凍初期において
は、低温の凍結品（被処理対象物）が庫内に入る結果、
庫内温度が低下し、これによって解凍機２の第一熱交換
器５の入口空気温度が低下し、その結果、イエ−熱交換
器５内の圧力（温度）が低下し、吹き出し空気温度が低
い状態となるのを防ＩＪ−シ、圧力バランスを保証する
ことになる。

また凝縮圧力調整弁１８を設けたために、夏期における
解凍初期時、熟成時、庫内低温昨、外気高温時の第一熱
交換器５と第二熱交換器９の圧力バランスが確保でぐ、
常に第一熱交換器５の内圧ｐｉが第二熱交換器９の内圧
Ｐ２よりも高＜ａ持されるようになり、安定した運転が
行なえるのである。

尚、吸入圧力調整弁１６は、冬期においては全開となり
夏期においては室外温度との関係による圧力に対応して
半開状態で変化し、また容量調節弁１７は、夏、冬期を
問わず解凍時には閉じた状態にある。

次に保冷の場合について説明すると、第３図に示すよう
に、圧縮機４において高圧とされたガスは、四方切替電
磁弁１５によって切替られ、第二熱交換器９において凝
縮されて液化した後、逆１．ｆｚ弁１２ａのある逆僚管
１３から逆止弁１４ａを通って受液器７に至り、バイパ
ス管１１の第一膨張弁１０を通って第一熱交換器５にお
いて蒸発ガス化され、四方切替電磁弁１５、吸入圧力調
整弁１６を経て圧縮機４に戻るように循環し、第一熱交
換器５内が低圧（低温）となるのである。この場合、吸
入圧力調整弁１６は、冬期、夏期を問わず開状態となっ
ており、容量調整弁１７は、夏期冬期を問わず圧力に対
応して半開状態で変化する状態にあって、圧縮機４から
の出口ガスを吸入側へバイパスさせることにより全体容
量を低下させるようになっており、また凝縮圧力調整弁
１８は開の状態にある。

尚、上記実施例では、解凍と保冷の場合について説明し
たが、第４図に示す如く、庫内に設けた温度検出器（図
示せず）により、冷却サイクル（点線矢印）と加熱サイ
クル（実線矢印）を交互に自動切替して、湿度検出器（
図示せず）により恒温、恒湿の熟成機能を保有させ、被
処理対象物の熟成を可能とすることができる。

また、設備容量より少ない量の解凍運転時に庫内温度が
限度以上に１−昇することが機械容量の関係で生ずる場
合があり、これが解凍に悪影響を及ぼすが、これを防１
にするために、上限設定用の温度調節器を設けて加熱、
冷却動作を行なわすようにする場合もある。

（発明の効果）以上のように本発明のヒートポンプを使用した解凍、保
冷装置は、圧縮機４の低圧側に吸入圧力調整弁１６を配
管することによって、吸入圧力が自動的に調整されるよ
うになり、外気温度の高い時に生じる過負荷運転が解消
され、また、圧縮機４の高圧側と前記吸入圧力調整弁１
６の出口側とを容量調整弁１７を介在した管路で接続す
ることによって、圧力に対応して作動し、解凍時以外の
加熱及び冷却能力の過大化を防止し、安定正転を確保す
ることができるようになる。

また、第一熱交換器５と受液器７との間に凝縮圧力調整
弁１８を接続することにより、夏期加熱運転時に、第一
熱交換器圧力Ｐｌと第二熱交換器圧力Ｐ２との関係ＰＬ
＜Ｐ２がＰＬ＞Ｐ２となり、これらの協同で年間を通じ
て常に安定した運転が確保されるようになる。

しかも、第一熱交換器を、加湿手段により加湿された空
気を被処理物を収容する解凍、保冷庫に循環させる循環
手段を具備した解凍機内に配設しだから、高い加湿空気
が効率良く被処理物を収容する解凍、保冷庫内に循環し
、優れた解凍、保冷効果を達成することができる。

さらに、ヒートポンプ、吸入圧力調整弁、容量調整弁及
び凝縮圧力調整弁は、特別のものではなく市販されてい
るもので足りるから、装置コストが非常に安価となる。

以−Ｌのように本発明によれば、多目的運転時の各運転
条件の負荷変動に対応させる機能、年間を通しての外気
温度変化に対応させる機能を具備させて安定運転を確保
するとともに、解凍初期の庫内に供給する送風温度を確
保し、しかも、庫内の加湿効率の高くすることができる
熱経済的に優れたヒートポンプが使用でき、解凍、保冷
装置を安価に提供することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヒートポンプを使用した解凍、保
冷装置の実施例の構造を示す配管図、第２図は加熱時の
ガスの流れの説明図、第３図は保冷時のガス流れの説明
図、第４図は熟成時のガスの流れの説明図である。１・・・・解凍、保冷庫　　２・・・・解凍機・・・・
ヒートポンプ・・・・第一熱交換器・・・・第二膨張弁・・・・第一膨張弁　　Ｊ・・・・吸入圧力調整弁１・・・・凝縮圧力調整弁２・・・・水　槽　　　　２・・・・スプレーノズル２４・・・・圧縮機７・・・・受液器９・・・・第二熱交換器５・・・・四方切替電磁弁７・・・・容量調整弁ｌ・・・・循環ファン４・・・・ポンプ６・・・・ファン特詐出代理願人高橋下業株会社人 −ｍ−」

Claims

【特許請求の範囲】１、圧縮機、二種の熱交換器、受液器、二個の膨張弁及
び四方切替電磁弁とを、冷却サイクルと加熱サイクルに
切替えられるように配管接続したヒートポンプにおいて
、圧縮機の低圧側に吸入圧力調整弁を配管するとともに
、圧縮機の高圧側と前記吸入圧力調整弁の出口側とを容
量調整弁を介在した管路で接続し、また第一熱交換器と
受液器との間に凝縮圧力調整弁を接続した構成とし、前
記第一熱交換器を、加湿手段により加湿された空気を被
処理物を収容する解凍、保冷庫に循環させる循環手段を
具備した解凍機内に配設したことを特徴とするヒートポ
ンプを使用した解凍、保冷装置。２、解凍機内の加湿手段が、解凍機底部に設けた水槽内
の水をポンプで汲み上げ、スプレーノズルで第一熱交換
器の一部に散布し、これを前記水槽内へ滴下させる請求
項１記載のヒートポンプを使用した解凍、保冷装置。３、加湿空気の循環手段が、加湿空気を解凍機上部の送
風ファンによって解凍、保冷庫内を通過させて解凍機内
に戻し、第一熱交換機に接触させるようにした循環手段
である請求項１記載のヒートポンプを使用した解凍、保
冷装置。４、圧縮機、二種の熱交換器、受液器、二個の膨張弁及
び四方切替電磁弁とを、冷却サイクルと加熱サイクルに
切替えられるように配管接続したヒートポンプにおいて
、圧縮機の低圧側に吸入圧力調整弁を配管するとともに
、圧縮機の高圧側と前記吸入圧力調整弁の出口側とを容
量調整弁を介在した管路で接続し、また第一熱交換器と
受液器との間に凝縮圧力調整弁を接続した構成とし、前
記第一熱交換器を、加湿手段により加湿された空気を被
処理物を収容する解凍、保冷庫に循環させる循環手段を
具備した解凍機内に配設し、解凍、保冷庫内に設置した
温度検出器により、冷却サイクルと加熱サイクルを交互
に自動切替して湿度検出器により加湿調整する熟成機能
を具備させたことを特徴とするヒートポンプを使用した
解凍、保冷装置。