JPH05118715A - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計量ポンプダウンデフロスト運転中、冷媒量
の過剰に起因する高圧カット等の異常停止を防止する。 【構成】 圧縮機１、凝縮器２、電動膨張弁３、蒸発器
４を順次接続してなる冷媒回路９に対し、吐出管と蒸発
器４の入口側とを切換機構１１を介し、バイパス路１０
で接続する。凝縮器２−電動膨張弁３間に液溜め部６を
設け、その上流側に開閉弁７を配置する。デフロスト指
令に応じ、デフロスト運転手段５１により、液溜め部５
に所定量の冷媒を貯溜するポンプダウン運転を行ってか
ら、切換機構１１をバイパス路１１側に切換え、液溜め
部５の冷媒を利用して蒸発器４の着霜を融解する。この
デフロスト運転手段５１による運転に先立ち、均量化運
転手段５２により、一定時間の間、電動膨張弁３の開度
を一定の低開度に固定して運転を行うことで、蒸発器４
−圧縮機１間の残留冷媒量を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる計量ポンプダ
ウン運転を行うようにした冷凍装置の運転制御装置に係
り、特に信頼性の向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９―１９７７
６４号公報に開示される如く、冷凍装置の運転制御装置
として、冷媒回路の凝縮器−膨張弁間に一対の開閉弁を
設け、該開閉弁の間に所定量の冷媒を貯溜しうる液溜め
部を設けて、デフロスト指令を受けると、まず液溜め部
下流側の開閉弁のみ閉じて、液溜め部に所定量の液冷媒
を貯溜するポンプダウン運転を行い、所定量の冷媒が貯
溜されると、ポンプダウン運転を終了して、液溜め部上
流側の開閉弁を閉じかつ液溜め部下流側の開閉弁を開い
て、上記液溜め部に貯溜した液冷媒を蒸発器で蒸発させ
た後、圧縮機の吐出管から凝縮器及び膨脹弁をバイパス
して蒸発器の液管側に導入することで、蒸発器の着霜を
融解するいわゆる計量ポンプダウンデフロスト運転を行
うようにしたものは公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報のような計量
ポンプダウンデフロスト運転により、比較的デフロスト
前の各条件、例えば冷凍装置が配置される庫内の温度や
冷媒循環量等の影響を受けずに、一定のデフロスト性能
を発揮することができる利点がある。

【０００４】しかるに、その場合、デフロスト運転前に
所定量の冷媒を液溜め部に貯溜するポンプダウン運転に
おいて、ポンプダウン運転の終了時期を判断する上で下
記のような問題があった。

【０００５】すなわち、冷媒を低温状態で使用すると
き、圧縮機の吸入圧力が低すぎると吐出管温度が過上昇
する虞れがあるので、圧縮機の吸入圧力が所定圧力以下
になるとポンプダウン運転を終了させる必要がある。こ
の吸入圧力の低下を検知する圧力スイッチを、例えば蒸
発器の入口配管側に配設すると、圧縮機直前の吸入圧力
は蒸発器入口部の圧力よりも低いので、圧力スイッチの
検出値でポンプダウン運転の終了時期を判断したので
は、吐出管温度の過上昇を招く虞れがある。

【０００６】一方、圧力センサを圧縮機の吸入管に配設
すると、ポンプダウン運転時、圧力スイッチが作動した
時点において、庫内温度や冷媒循環量等のデフロスト前
の条件によって蒸発器−圧縮機間の残留冷媒量が異なる
ので、冷媒残留量如何では、デフロスト中に冷媒量の過
剰に起因する高圧圧力スイッチの作動によるいわゆる高
圧カットや過電流スイッチの作動による異常停止を招く
虞れがあった。

【０００７】例えば、図５はポンプダウン運転時におけ
る高圧側圧力ＨＰの変化を示し、適切な残留冷媒量を計
量できた場合（図中の破線の変化曲線）には、ポンプダ
ウン運転開始後（図中の時刻ｔo ）、高圧側圧力ＨＰは
高圧圧力スイッチの設定値ＨＰｓに達することなく、デ
フロスト運転を終了することができるが、残留冷媒量が
多すぎた場合（図中の実線の変化曲線）、条件によって
は、デフロスト運転中に、高圧側圧力ＨＰが過上昇し
て、いわゆる高圧カットにより冷凍装置の運転が異常停
止する（図中の時刻ｔ1)。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、圧縮機直前の吸入圧力の低下を検出
しながら、ポンプダウン運転前における蒸発器−圧縮機
間の冷媒量を一定にしうる手段を講ずることにより、デ
フロスト運転前の庫内温度等の条件の相違に拘らず所定
のデフロスト効果を発揮すると同時に、デフロスト中に
おける冷媒の過剰に起因する高圧カット等の異常停止を
回避し、もって、信頼性の向上を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の講じた手段は、デフロスト指令を受けたと
きにただちにポンプダウン運転に突入するのではなく、
一定時間の間冷媒量を均量化する運転を行ってから、計
量ポンプダウン運転及びデフロスト運転を行うことにあ
る。

【００１０】具体的に請求項１の発明の講じた手段は、
図１に示すように、圧縮機（１）、凝縮器（２）、電動
膨張弁（３）及び蒸発器（４）を順次接続してなる冷媒
回路（９）と、吐出管と上記電動膨張弁（３）−蒸発器
（４）間の液管とをバイパス接続するバイパス路（１
０）と、吐出冷媒の流れを上記凝縮器（２）側とバイパ
ス路（１０）側とに切換える切換機構（１１）と、上記
凝縮器（２）の下流側かつ電動膨張弁（３）の上流側に
介設され、所定量の冷媒を貯溜可能な液溜め部（５）
と、該液溜め部（５）の上流側かつ上記凝縮器（２）の
下流側に介設され、冷媒回路（９）を開閉する開閉弁
（６）とを備えた冷凍装置を前提とする。

【００１１】そして、冷凍装置の運転制御装置として、
上記圧縮機（１）直前の吸入圧力が所定圧力以下になる
ときを検知する圧力低下検出手段（ＬPS）と、デフロス
ト指令に応じて、上記電動膨張弁（３）を閉じ開閉弁
（６）を開いてポンプダウン運転を行う一方、上記圧力
低下検出手段（ＬPS）の出力を受けると、上記開閉弁
（６）を閉じて電動膨張弁（３）を開き、上記切換機構
（１１）により吐出冷媒の流れをバイパス路（１０）側
に切換えてデフロスト運転を行うデフロスト運転手段
（５１）とを設けるものとする。

【００１２】さらに、デフロスト指令を受けたとき、上
記デフロスト運転手段（５１）によるポンプダウン運転
前に、上記電動膨張弁（３）の開度を一定の低開度にし
て、所定時間の間運転する均量化運転手段（５２）を設
ける構成としたものである。

【００１３】請求項２の発明の講じた手段は、図１の破
線部分に示すように、上記請求項１の発明において、外
気温度を検出する外気温度検出手段（Ｔha）と、該外気
温度検出手段（Ｔha）の出力を受け、上記均量化運転手
段（５２）による冷凍装置の運転時、外気温度が高いほ
ど上記電動膨張弁（３）の開度を絞るよう変更する開度
変更手段（５３）とを設けたものである。

【００１４】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、冷凍
装置の運転中にデフロスト指令が出力されると、デフロ
スト運転手段（５１）による計量ポンプダウンデフロス
ト運転に先立ち、均量化運転手段（５２）により、電動
膨張弁（３）の開度を一定の低開度にして冷凍装置を運
転する均量化運転が行われる。この電動膨張弁（３）の
開度を絞る均量化運転によって、庫内温度等の条件が異
なっていても、蒸発器（４）−圧縮機（１）間の残留冷
媒量は低減し、かつ略均一となる。したがって、デフロ
スト運転手段（５１）による計量ポンプダウンデフロス
ト運転中において、冷媒量の過剰に起因する高圧カット
等が防止される。

【００１５】請求項２の発明では、上記請求項１の制御
に加えて、均量化運転手段（５２）による運転時、開度
変更手段（５３）により、電動膨張弁（３）の開度が外
気温度が高いほど小さい開度に設定されるので、高外気
条件下でも低圧側圧力の上昇が生じることなく、残留冷
媒量がさらに均一化されることになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。

【００１７】図２は、本発明の実施例に係るコンテナ用
冷凍装置の冷媒配管系統を示すが、理解を容易にすべ
く、主要機器のみを図示している。

【００１８】図において、（１）は圧縮機、（２）は庫
外側に配置される凝縮器、（３）は電動膨張弁、（４）
は庫内側に配置される蒸発器であって、上記各機器
（１）〜（４）は冷媒配管（８）により順次接続され、
冷媒が循環する閉回路の冷媒回路（９）が構成されてい
る。

【００１９】また、（１０）は上記冷媒回路（６）の吐
出ラインと上記電動膨張弁（３）−蒸発器（４）間の液
管である蒸発器（４）の入口配管とを接続するバイパス
路、（１１）は吐出冷媒の流れを上記凝縮器（２）側と
バイパス路（１０）側とに切換える切換機構としての三
方切換弁であって、該三方切換弁（１１）の切換えによ
り、吐出冷媒を凝縮器（２）をバイパスさせて蒸発器
（４）の液管側に導入しうるようになされている。

【００２０】さらに、上記冷媒回路（９）の液ラインに
おいて、凝縮器（２）の下流側かつ電動膨張弁（３）の
上流側には、所定量の液冷媒を貯溜しうる液溜め部
（５）が介設されており、該液溜め部（５）の上流側か
つ上記凝縮器（２）の下流側に回路を開閉する開閉弁
（６）が介設されている。

【００２１】また、冷凍装置にはセンサ類が配置されて
いて、圧縮機（１）の吸入管には、吸入側圧力が所定圧
力以下になると作動する低圧圧力スイッチが配置され、
吐出側には、高圧側圧力が所定圧力以上になると作動し
て冷凍装置を異常停止させる高圧圧力スイッチ（ＨPS）
が配置されている。また、（Ｔha）は凝縮器（２）の吸
込側に配置され、外気温度としての室外吸込空気温度Ｔ
ａを検出する外気温度センサである。そして、上記各セ
ンサ類の信号は冷凍装置の運転を制御するコントローラ
（図示せず）に入力可能になされており、コントローラ
により、各センサ類の信号に応じて冷凍装置の運転を行
うようになされている。

【００２２】ここで、上記コントローラの制御内容につ
いて説明する。図３はデフロスト運転時における制御内
容を示し、ステップＳＴ１で、デフロストタイマがカウ
ントアップして、デフロスト指令を受けると、ステップ
ＳＴ２で、電動膨張弁（３）の開度ＥＶを外気温度Ｔａ
をパラメータとする関数ｆ（Ta）として演算，決定す
る。ここで、上記関数ｆ（Ta）は、図４の（ａ）の実線
に示すように、下記式 ｆ（Ta）＝−α・Ｔａ＋３００ で表されるものであって（ただし、αは定数）、外気温
度Ｔａが高いほど電動膨張弁（３）の開度を絞るように
なされている。また、電動膨張弁（３）の開度ＥＶは、
通常運転時（図の破線部分）が例えば２５０パルス程度
（全開で４８０パルス）に比べて、１００パルス以下と
かなり低い値に設定されており、この低開度の設定によ
り、庫内温度の相違等があっても圧縮機（１）−蒸発器
（４）間の冷媒量を均量化するようにしている。

【００２３】そして、ステップＳＴ３で、電動膨張弁
（３）の開度を上記式で決定される値に固定したままで
１分間冷凍装置の運転を行った後、ステップＳＴ４で、
計量ポンプダウンデフロスト運転を行う。すなわち、電
動膨張弁（３）を閉じ開閉弁（６）を開いて、液溜め部
（５）に所定量の液冷媒を貯溜する計量ポンプダウン運
転を行う。そして、低圧圧力スイッチ（ＬPS）が作動す
ると、開閉弁（６）を閉じ、計量ポンプダウン運転を終
了すると同時に、電動膨張弁（３）を開いて液溜め部
（５）に貯溜された冷媒を蒸発器（４）から圧縮機
（１）側に循環させ、さらに、三方切換弁（１１）をバ
イパス路（１０）側に切換えて、吐出冷媒を蒸発器
（４）に導入する。そして、所定量の冷媒を利用して蒸
発器（４）の着霜を融解するデフロスト運転を行う。

【００２４】上記フローにおいて、ステップＳＴおい
て、ステップＳＴ４の制御により、請求項１の発明にい
うデフロスト運転手段（５１）が構成され、ステップＳ
Ｔ３の制御により、請求項１の発明にいう均量化運転手
段（５２）が構成されている。また、ステップＳＴ２の
制御により、請求項２の発明にいう開度変更手段（５
３）が構成されている。

【００２５】したがって、上記実施例では、冷凍装置の
運転中にデフロスト指令が出力されると、デフロスト運
転手段（５１）による計量ポンプダウンデフロスト運転
に先立ち、均量化運転手段（５２）により、電動膨張弁
（３）の開度を一定の低開度にして冷凍装置を運転する
均量化運転が行われる。

【００２６】この均量化運転を行わない場合、低圧圧力
スイッチ（ＬPS）が圧縮機（１）直前の吸入管に取付ら
れていると、低圧圧力スイッチ（ＬPS）が作動した時点
では、蒸発器（４）−圧縮機（１）間に冷媒が残留して
おり、特に庫内温度が高いときにはその残留冷媒量が多
くなる。したがって、上述のように、デフロスト運転中
に冷媒量の過剰により高圧側圧力が過上昇し、高圧圧力
スイッチ（ＨPS）が作動する高圧カット等の異常停止を
生じる虞れがある。

【００２７】それに対し、上記実施例のごとく電動膨張
弁（３）の開度を低開度に絞る均量化運転を行うことに
より、吸入過熱度が大きくなり、蒸発器（４）の冷媒保
有量が低減するので、蒸発器（４）−圧縮機（１）間の
残留冷媒量が低減し、かつ庫内温度等の相違にほとんど
影響を受けることなく均量化される。したがって、デフ
ロスト運転手段（５１）によるデフロスト運転中、庫内
温度等の条件の相違に拘らず均一な冷媒量でデフロスト
を行うことができ、高圧カット等が有効に防止されるの
である。

【００２８】そのとき、図４の（ｂ）の破線部に示すよ
うに、通常運転中には外気温度Ｔａが高いほど低圧側圧
力ＬＰが高く、冷媒残留量が多くなる。したがって、均
量化運転手段（５２）による均量化運転中の電動膨張弁
（３）の開度を一律に一定とすると、高外気条件下では
必ずしもデフロスト運転中における高圧カット等を防止
できない状態が生じうる。ここで、開度変更手段（５
３）により、図４の（ａ）のごとく、電動膨張弁（３）
の開度を外気温度Ｔａが高いほど絞るように設定するこ
とで、均量化運転手段（５２）による均量化運転中の低
圧側圧力ＬＰが外気温度Ｔａに拘らず略一定となり（図
４の（ｂ）の実線部参照）、冷媒の残留量がさらに均一
化される。よって、著効を発揮することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、冷凍装置の運転制御装置として、デフロスト指
令に応じ、圧縮機直前の吸入圧力が所定圧力に低下する
まで液溜め部に所定量の冷媒を貯溜するポンプダウン運
転を行った後、デフロスト運転に移行するいわゆる計量
ポンプダウンデフロスト運転を行うようにした冷凍装置
の運転制御装置として、デフロスト指令を受けたとき、
ポンプダウン運転に先立ち、電動膨張弁の開度を一定の
低開度にして、所定の短時間の間、均量化運転を行うよ
うにしたので、庫内温度等の条件の相違に拘らず、蒸発
器−圧縮機間の残留冷媒量の均一化を図ることができ、
よって、デフロスト中における高圧カット等の異常停止
を回避して、信頼性の向上を図ることができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、外気温度が高いほど均量化運転中におけ
る電動膨張弁の開度を絞るようにしたので、高外気時に
も均量化運転終了時における低圧側圧力の上昇を招くこ
となく、残留冷媒量をさらに正確に均量化することがで
き、高圧カット等の防止効果を顕著に発揮することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係るコンテナ用冷凍装置の冷媒配管系
統図である。

【図３】コントローラの制御内容を示すフロ―チャ―ト
図である。

【図４】外気温度の相違に対する電動膨張弁の開度及び
低圧側圧力の変化を示す図である。

【図５】従来の計量ポンプダウンデフロスト運転におけ
る高圧側圧力の変化を示した図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 電動膨張弁 ４ 蒸発器 ５ 液溜め部 ６ 開閉弁 ９ 冷媒回路 １０ バイパス路 １１ 三方切換弁（切換機構） ５１ デフロスト運転手段 ５２ 均量化運転手暖 ５３ 開度変更手段 Ｔha 外気温度センサ（外気温度検出手段） ＬPS 低圧圧力スイッチ（圧力低下検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（１）、凝縮器（２）、電動膨張
   弁（３）及び蒸発器（４）を順次接続してなる冷媒回路
   （９）と、吐出管と上記電動膨張弁（３）−蒸発器
   （４）間の液管とをバイパス接続するバイパス路（１
   ０）と、吐出冷媒の流れを上記凝縮器（２）側とバイパ
   ス路（１０）側とに切換える切換機構（１１）と、上記
   凝縮器（２）の下流側かつ上記電動膨張弁（３）の上流
   側に介設され、所定量の冷媒を貯溜可能な液溜め部
   （５）と、該液溜め部（５）の上流側かつ上記凝縮器
   （２）の下流側に介設され、冷媒回路（９）を開閉する
   開閉弁（６）とを備えた冷凍装置において、 上記圧縮機（１）直前の吸入圧力が所定圧力以下になる
   ときを検知する圧力低下検出手段（ＬPS）と、デフロス
   ト指令に応じ、上記電動膨張弁（３）を閉じ開閉弁
   （６）を開いてポンプダウン運転を行う一方、上記圧力
   低下検出手段（ＬPS）の出力を受けると、上記開閉弁
   （６）を閉じて電動膨張弁（３）を開き、上記切換機構
   （１１）により吐出冷媒の流れをバイパス路（１０）側
   に切換えてデフロスト運転を行うデフロスト運転手段
   （５１）とを備えるとともに、 デフロスト指令を受けたとき、上記デフロスト運転手段
   （５１）によるポンプダウン運転前に、上記電動膨張弁
   （３）の開度を一定の低開度にして、所定時間の間運転
   する均量化運転手段（５２）を備えたことを特徴とする
   冷凍装置の運転制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置の運転制御装置
   において、 外気温度を検出する外気温度検出手段（Ｔha）と、該外
   気温度検出手段（Ｔha）の出力を受け、上記均量化運転
   手段（５２）による冷凍装置の運転時、外気温度が高い
   ほど上記電動膨張弁（３）の開度を絞るよう変更する開
   度変更手段（５３）とを備えたことを特徴とする運転制
   御装置。