JPH0610570B2 - 冷凍装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置、詳しくは、ホットガスバイパス路
と該バイパス路にバイパスさせるホットガス弁とを備
え、前記バイパス路を介して蒸発器のデフロストを行な
うようにした冷凍装置に関する。

（従来の技術） 従来、ホットガスバイパス路とホットガス弁とを用い、
前記バイパス路を介して導入するホットガスの保有熱量
を利用して蒸発器のデフロストを行うようにした冷凍装
置は、特開昭５９−１９７７６４号公報に示されている
ように知られている。

この冷凍装置は、第５図に示した通り、圧縮機（Ａ）か
ら吐出されるホットガスを蒸発器（Ｂ）にバイパスさせ
るホットガスバイパス路（Ｃ）と、該バイパス路（Ｃ）
にホットガスをバイパスさせるホットガス弁（Ｆ）とを
備える。

又、この公報記載のものは、デフロスト運転に移行され
る直前の運転状況（冷却能力の差異等）に拘わらず適正
なデフロストが行えるように、デフロスト運転に先がけ
て一定量の冷媒を計量し、計量した冷媒をデフロスト回
路に循環させるようにしたものであって、凝縮器（Ｇ）
の下流側に、１対の電磁弁（Ｈ１）（Ｈ２）とこれら電
磁弁（Ｈ１）（Ｈ２）間に介装される計量器（Ｉ）とで
構成する冷媒計量部を設け、デフロスト運転時この計量
部で計量する一定の冷媒量を、前記ホットガスバイパス
路（Ｃ）と蒸発器（Ｂ）及び圧縮機（Ａ）とで形成する
デフロスト回路に流して、蒸発器（Ｂ）のデフロストを
行うようにしている。尚、前記ホットガスバイパス路
（Ｃ）の途中には、ドレンパン（Ｄ）を加熱するドレン
パンヒータ（Ｅ）を設けている。

しかして、以上の冷凍装置において、デフロスト運転に
入る場合には、まず下流側の電磁弁（Ｈ２）を閉じた状
態でポンプダウン運転を行い、ポンプダウン終了後、上
流側電磁弁（Ｈ１）を閉じるのであって、またこの両電
磁弁間の計量部で計量した冷媒を前記デフロスト回路に
導入するには、前記したポンプダウン運転終了後、前記
ホットガス弁（Ｆ）を切換えて、前記バイパス路（Ｃ）
を圧縮機（Ａ）に連通させると共に、下流側の前記電磁
弁（Ｈ２）を開き、高圧の計量部と低圧となっている蒸
発器（Ｂ）側のデフロスト回路との圧力差で計量部の冷
媒を前記デフロスト回路に導入するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで以上の冷凍装置では、前記バイパス路（Ｃ）に
導入されるホットガスにより前記蒸発器（Ｂ）を加熱し
てデフロストを行うものであるが、低外気条件下では、
高外気条件下に比べて前記蒸発器（Ｂ）のデフロストに
要する時間が長くなり、庫内又は室内の温度管理が犠牲
にされる時間も長引くのであった。

即ち、低外気温度時には、圧縮機（Ａ）や室外配管など
庫外に配設されている庫外冷媒配管系統からの熱ロスが
大きく、該圧縮機（Ａ）から吐出されるホットガスの温
度自体が低下されるし、更に、前記蒸発器（Ｂ）に流入
されるホットガス温度も低下されることになるため、該
蒸発器（Ｂ）の解氷に長時間を要するのであった。

又、特に、前記した計量部を設けたものでは、この低外
気時、計量部で計量する冷媒の圧力が低くなるので、計
量部で計量した冷媒の全量がデフロスト回路に流出し難
いし、又、デフロスト運転時、前記電磁弁（Ｈ２）は開
状態としていることから、デフロスト回路を循環するホ
ットガスの一部が、外気にさらされている前記計量部に
逆流し、この計量部で凝縮して溜り、そのためデフロス
ト回路を循環する冷媒量が不足して、全体としてデフロ
スト時間がより一層長くなってしまうのであった。

しかして本発明は以上の実情に鑑みて開発したもので、
低外気条件下では、圧縮機への吸入ガス温度を高めるこ
とにより吐出ホットガスの温度を高め、デフロスト時間
の短縮化を図ると共に、デフロストが比較的短時間で済
む高外気条件下では、不必要な吸入ガス加熱による圧縮
機の過負荷運転を回避し、もって外気条件いかんに拘わ
らず適正なデフロスト運転の行える冷凍装置を提供する
にある。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は、圧縮機（１）の吐出管（６ａ）に、
蓄熱溶液を蓄えた蓄熱槽（４０）を付設すると共に、前
記圧縮機（１）の吸入管（６ｃ）に、開閉機構（５１）
を介して分岐路（５０）を分岐し、この分岐路（５０）
を前記吸入管（６ｃ）における前記開閉機構（５１）の
下流側に接続し、また前記分岐路（５０）の中間部を前
記蓄熱槽（４０）に、前記蓄熱溶液と熱交換可能に配設
する一方、外気条件を検出する外気条件検出手段と、デ
フロスト運転時に前記外気条件検出手段により低外気温
度であることを検出した時には前記開閉機構（５１）を
開にして前記分岐路（５０）に冷媒を流し、デフロスト
運転時に前記外気条件検出手段により高外気温度である
ことを検出した時には前記開閉機構（５１）を閉にして
前記分岐路（５０）に冷媒を流さない前記開閉機構（５
１）の開閉制御手段とを設けたことを特徴とするもので
ある。

外気条件検出手段には、検出値が所定値を下回るとき低
外気温度であることを検出する外気温度検出器（５２）
や、吐出ガス温度検出器（５４）がある。

（作 用） 以上の冷凍装置によりデフロスト運転が行われる場合、
外気温度検出器（５２）や吐出ガス温度検出器（５４）
で低外気であることが検出されると、開閉機構（５１）
を介して分岐路（５０）に、蒸発器（４）から流出し圧
縮機（１）に吸入される吸入ガスが分岐されて流され、
該吸入ガスが蓄熱槽（４０）で加熱されて圧縮機（１）
に戻される。この吸入ガスの加熱により圧縮機（１）か
ら吐出されるホットガス温度も高められ、前記蒸発器
（４）には、この温度の高くなったホットガスを導入で
き、低外気であっても短時間にデフロストを完了するこ
とができる。

一方、外気温度検出器（５２）や吐出ガス温度検出器
（５４）で高外気であることが検出されると、分岐路
（５０）を介した蓄熱槽（４０）での吸入ガスの加熱は
中止され、不必要な吸入ガスの加熱がなくなって、圧縮
機（１）の過負荷運転が未然に防止できる。

（実施例） 第１図に示したものは海上コンテナ用の冷凍装置であっ
て、圧縮機（１）、空冷凝縮器（２）、水冷凝縮器
（３）、蒸発器（４）、感温部（５ａ）をもつ感温膨張
弁（５）を備え、これら各機器を冷媒配管（６）で連結
し、前記蒸発器（４）で庫内空気を冷却するようにした
ものである。

また第１図において（７）はドライヤ、（８）はリキッ
ドインジケータ、（９）はアキュムレータ、（１０）は
前記蒸発器（３）の下方に設置するドレンパン、（１
１）は該蒸発器（３）に付設するファン、（１２）は前
記空冷凝縮器（２）に付設するファンである。

そして、以上のごとく構成する冷凍装置において、前記
圧縮器（１）の吐出側から延びる吐出管（６ａ）の途中
には、該圧縮機（１）から吐出されるホットガスを、前
記各凝縮器（２）（３）、感温膨張弁（５）を側路して
前記蒸発器（４）にバイパスさせるホットガスバイパス
路（２０）の入口側を接続して、その出口側を前記蒸発
器（４）の入口側に設ける分流器（１３）に接続する。
尚、前記バイパス路（２０）の途中には、前記ドレンパ
ン（１０）に沿って配設するドレンパンヒータ（２１）
を形成し、前記ドレンパン（１０）をも加熱できるよう
にしているが、このドレンパンヒータ（２１）は、必ず
しも設ける必要はない。

また前記ホットガスバイパス路（２０）と前記吐出管
（６ａ）との接続部位には、比例制御弁から成るホット
ガス弁（２２）を介装すると共に、前記水冷凝縮器
（３）の下流側、即ち第１図に示す実施例では、前記リ
キッドインジケータ（８）の下流側でかつ前記膨張弁
（５）の上流側に、冷凍又は冷蔵運転の停止指令及びデ
フロスト運転の開始指令で閉じる電磁弁から成る第１開
閉弁（３０）を設け、かつ、この第１開閉弁（３０）の
上流側に計量タンク（３１）を設けて、前記開閉弁（３
０）の閉動作により、ポンプダウン運転を可能とし、前
記計量タンク（３１）及び前記凝縮器（２）（３）を含
む液溜め部に冷媒を閉じ込めるようにする一方、前記計
量タンク（３１）の上流側、第１図では前記リキッドイ
ンジケータ（８）と計量タンク（３１）との間に、前記
液溜め部に閉じ込めた冷媒のうち、デフロストに使用す
る一定量の冷媒を計量する計量部（３３）を形成する電
磁弁から成る第２開閉弁（３２）を設けている。

しかして図に示す実施例では、前記圧縮機（１）の近く
に蓄熱溶液を蓄えてなる密閉筒状の蓄熱槽（４０）を付
設して、該蓄熱槽（４０）内に前記吐出管（６ａ）にお
ける前記ホットガス弁（２２）の上流側を通過させてい
る。

一方、前記圧縮機（１）の吸入管（６ｃ）における前記
アキュムレータ（９）の出口側から分岐路（５０）を分
岐して、この分岐部分に該分岐路（５０）の開閉機構を
構成する３方電磁弁からなる切換弁（５１）を介装する
一方、この分岐路（５０）の中間部を蓄熱槽（４０）内
を通過させた後、該分岐路（５０）を前記吸入管（６
ｃ）における前記切換弁（５１）の下流側に接続してい
る。

しかして前記切換弁（５１）の操作は、前記空冷凝縮器
（２）の近くに設けた外気温度検出器（５２）の検出結
果に基づいて、前記切換弁（５１）の開閉制御手段によ
り行うのであって、具体的には、前記制御手段として後
記のコントローラ（５３）を用いて、前記外気温度検出
器（５２）により検出された外気温度が０℃以下である
場合、前記コントローラ（５３）により前記切換弁（５
１）をオン動作させて、前記切換弁（５１）の上流側即
ちアキュムレータ（９）の出口側を前記分岐路（５０）
に接続し、また外気温度が０℃以上である場合には、前
記コントローラ（５３）により前記切換弁（５１）をオ
フ動作させて、前記分岐路（５０）を閉じると共に、前
記アキュムレータ（９）の出口側を吸入管（６ｃ）にダ
イレクトに接続するようにしている。

以上の構成において、前記デフロスト回路は、前記圧縮
機（１）、ホットガス弁（２２）、ホットガスバイパス
路（２０）、ドレンパンヒータ（２１）、蒸発器
（４）、アキュムレータ（９）により形成される。

又、前記ホットガス弁（２２）は、電圧に比例して前記
ホットガスバイパス路（２０）への弁開度を０〜１００
％に制御可能とし、前記蒸発器（４）へのホットガスバ
イパス量を制御することにより能力調整を行い、冷凍運
転及び冷蔵運転を可能にすると共に、デフロスト運転時
にはホットガスの全量がホットガスバイパス路（２０）
に流れるようにするのであって、コンピュータを内蔵す
るコントローラ（５３）によりＰＩＤ制御が行なわれる
ようになっている。

また、前記計量部（３３）での計量は、デフロスト運転
の開始指令により前記第１開閉弁（３０）を閉じ、先ず
ポンプダウン運転を行ない、その終了後、前記ホットガ
ス弁（２０）をホットガスバイパス路（２０）に切換え
ると共に前記第２開閉弁（３２）を閉じることにより行
うのであり、また、斯く計量した冷媒を前記デフロスト
回路に供給するには計量後一定時間（約２０秒）の後、
前記第１開閉弁（３０）を開くことにより行うのであ
る。

しかしてデフロスト運転の開始指令は、主としてエアー
プレッシャスイッチ（ＡＰＳ）とデフロストタイマーに
より行ない、またデフロスト運転の終了は、主として前
記蒸発器（４）の出口側における吸入ガス温度を検出す
るデフロスト完了サーモスタット（ＴＨ）により行なう
のであって、更にデフロスト運転の開始指令により行な
うポンプダウン運転の終了は、低圧スイッチ（ＬＰＳ）
を用いて行なうのである。

尚、第１図において（ＨＰＳ）は高圧スイッチ、（ＨＰ
ＣＳ）は高圧制御スイッチ、（ＯＰＳ）は油圧保護スイ
ッチ、（ＷＰＳ）は水圧スイッチである。

次に以上の構成からなる冷凍装置のデフロスト運転を説
明する。

エアープレッシャスイッチ（ＡＰＳ）からのデフロスト
運転開始指令により、まず第１開閉弁（３０）が閉じら
れた状態でポンプダウン運転が行われ、低圧ガス管側の
圧力が所定値以下となって前記低圧スイッチ（ＬＰＳ）
が作動すると、ポンプダウン運転が終了して、第２開閉
弁（３２）が閉じて、前記第１開閉弁（３２）が開くと
共に、前記ホットガス弁（２２）を介して、前記バイパ
ス路（２０）が圧縮機（１）の吐出側に連通し、前記計
量部（３３）で計量した一定の冷媒がデフロスト回路に
導入されるのである。

そして、前記圧縮機（１）から吐出するホットガスは、
前記バイパス路（２０）から前記ドレンパンヒータ（２
１）を経て前記蒸発器（４）をに供給され、再び圧縮機
（１）に戻される。

ところでかかるデフロスト運転時、外気温度が０℃以下
の低外気であると、前記コントローラ（５３）による切
換弁（５１）のオン動作により、前記分岐路（５０）
に、蒸発器（４）並びにアキュムレータ（９）を流出し
て圧縮機（１）に戻される吸入ガスが、前記分岐路（５
０）に流されて、前記蓄熱槽（４０）内を通過する時、
第３図で明らかなように、蓄熱溶液との熱交換により、
蓄熱槽無しのもの（点線）に比べて昇温されるのであ
る。そして、斯くのごとく吸入ガス温度の高くなった状
態で圧縮機（１）に戻され、該圧縮機（１）から吐出さ
れるホットガスの温度も高められることになる。従っ
て、低外気時で圧縮機（１）やホットガスバイパス路
（２０）等での熱ロスが大きくても、又、計量部（３
３）への逆流再凝縮等によるホットガス循環量の目減り
があっても、前記蒸発器（４）には、高温のホットガス
が供給されるため、該蒸発器（４）でのデフロストは促
進できるのである。

一方、外気温度が０℃以上の高外気であると、前記コン
トローラ（５３）による切換弁（５１）のオフ動作に伴
い、前記分岐路（５０）を閉じて、蓄熱槽（４０）での
吸入ガスの昇温を行うことなくダイレクトに圧縮機
（１）に吸入ガスを戻すのである。従ってデフロストに
時間がかからない０℃以上の高外気温度状態では、不必
要な吸入ガスの加熱が行われないので、前記圧縮機
（１）の駆動をそれだけ抑制することが出来、該圧縮機
（１）が過負荷運転になるのを防止することが出来るの
である。

以上の実施例では、前記コントローラ（５３）により、
外気温度検出器（５２）の検出結果に基づいて、前記分
岐路（５０）の開閉機構を構成する前記切換弁（５１）
を制御するようにしたが、吐出ガスの温度を検出する吐
出ガス温度検出器（５４）を、例えば第１図において２
点鎖線で示すごとく、前記吐出管（６ａ）に設けるか、
あるいは吐出ガス温度と相関関係にある吸入ガス温度を
検出すべく圧縮機（１）の吸入管（６ｃ）に設けて、デ
フロスト回路を流れる吐出ガスの温度から外気温度を推
定するようにし、該検出器（５４）による検出温度が設
定値を下回るとき、前記コントローラ（５３）により、
前記切換弁（５１）をオン動作させて前記分岐路（５
０）にホットガスを導入させるようにしてもよい。

しかして吐出ガスの温度はデフロスト運転開始後、所定
時間経過しないと、デフロスト回路に循環する冷媒の状
態が安定しないことから、以上の実施例のものでは、第
４図のフローチャートに示すごとく、デフロスト開始時
は、前記切換弁（５１）をオン動作させておき、前記吐
出ガス温度検出器（５４）により検出した吐出ガス温度
（Ｔ０）が設定温度（α℃）よりも高くなった時に始め
て前記切換弁（５１）をオフ動作させるようにするのが
好ましい。

（発明の効果） 以上の本発明にかかる冷凍装置には、次に記載する効果
が得られる。

即ち、デフロスト運転が行われる場合、外気温度検出器
（５２）や吐出ガス温度検出器（５４）で低外気である
ことが検出されると、開閉機構（５１）を介して分岐路
（５０）に、蒸発器（４）から流出し圧縮機（１）に吸
入される吸入ガスが分岐されて流され、圧縮機（１）に
戻される吸入ガスを蓄熱槽（４０）で加熱できるため、
圧縮機（１）から吐出されるホットガスの温度も高める
ことができ、蒸発器（４）には、この温度の高くなった
ホットガスを導入できて、低外気で圧縮機（１）やホッ
トガスバイパス路（２０）等で熱ロスを受けても前記蒸
発器（４）を短時間にデフロストすることができるので
ある。

一方、外気温度検出器（５２）や吐出ガス温度検出器
（５４）で高外気であることが検出されると、分岐路
（５０）を介した蓄熱槽（４０）での吸入ガスの加熱は
中止され、不必要な吸入ガスの加熱がなくなって、圧縮
機（１）の過負荷運転が未然に回避できるのである。

従って、外気条件いかんに拘わらず適正なデフロストを
行い得るに至ったのである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明にかかる冷凍装置の実施例を示す冷媒配
管図、第２図は要部の拡大断面図、第３図はデフロスト
時の冷媒の温度変化を示す説明図、第４図は本発明にか
かる冷凍装置の別の実施例のデフロスト時の運転制御を
示すフローチャート、第５図は従来の冷凍装置の一例を
示す冷媒配管図である。 （１）……圧縮機 （２）（３）……凝縮器 （４）……蒸発器 （５）……膨張機構 （２０）……ホットガスバイパス路 （４０）……蓄熱槽 （５０）……分岐路 （５１）……切換弁（開閉機構） （５２）……外気温度検出器 （５４）……吐出ガス温度検出器 （６ａ）……吐出管 （６ｃ）……吸入管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）と凝縮器（２）（３）と膨張
   機構（５）及び蒸発器（４）を備え、前記圧縮機（１）
   から吐出するホットガスを前記凝縮器（２）（３）を側
   路して前記蒸発器（４）に導くホットガスバイパス路
   （２０）と、該バイパス路（２０）にホットガスをバイ
   パスさせるホットガス弁（２２）を設けて、前記バイパ
   ス路（２０）を介して導入するホットガスにより前記蒸
   発器（４）のデフロストを可能にした冷凍装置であっ
   て、前記圧縮機（１）の吐出管（６ａ）に、蓄熱溶液を
   蓄えた蓄熱槽（４０）を付設すると共に、前記圧縮機
   （１）の吸入管（６ｃ）に、開閉機構（５１）を介して
   分岐路（５０）を分岐し、この分岐路（５０）を前記吸
   入管（６ｃ）における前記開閉機構（５１）の下流側に
   接続し、また前記分岐路（５０）の中間部を前記蓄熱槽
   （４０）に、前記蓄熱溶液と熱交換可能に配設する一
   方、外気条件を検出する外気条件検出手段と、デフロス
   ト運転時に前記外気条件検出手段により低外気温度であ
   ることを検出した時には前記開閉機構（５１）を開にし
   て前記分岐路（５０）に冷媒を流し、デフロスト運転時
   に前記外気条件検出手段により高外気温度であることを
   検出した時には前記開閉機構（５１）を閉にして前記分
   岐路（５０）に冷媒を流さない前記開閉機構（５１）の
   開閉制御手段とを設けたことを特徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】外気条件検出手段が、外気温度検出器（５
   ２）であって、該検出器（５２）による検出温度が所定
   値を下回るとき、低外気温度であることを検出する請求
   項１記載の冷凍装置。
3. 【請求項３】外気条件検出手段が、吐出ガス温度検出器
   （５４）であって、該検出器（５４）による検出温度が
   所定値を下回るとき、低外気温度であることを検出する
   請求項１記載の冷凍装置。