JPH06123527A - 冷凍・冷蔵ユニットの冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】圧縮機１，高圧遮断装置２，凝縮器３，凝縮器
用ファン５，ドライヤ６，冷却用キャピラリ７，蒸発器
８，蒸発器用ファン９，ストレーナ１０，除霜用低圧遮
断器１１，アキュームレータ１２，逆止弁１３，除霜用
絞りピース１７とその他の機器から成る冷凍・冷蔵ユニ
ットにおいて、圧縮器及び凝縮器と蒸発器に接続する三
方弁３を設け、圧縮機１からの吐出ガスを冷却運転時は
凝縮器４に連通、除霜運転時は蒸発器８に連通する制
御。 【効果】除霜運転時の液戻り量が緩和され、圧縮機の信
頼性が向上して圧縮機の故障率を低下させることができ
る。また、蒸発器内の熱交換ロスが無いため、除霜時間
を短縮できる。従って、除霜中の庫内温度上昇及び温度
変化が少なく庫内負荷に与える悪影響を抑制することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍・冷蔵ユニットに
おいて吐出ガスバイパス除霜方式を採用する冷凍サイク
ルに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在冷凍・冷蔵ユニットに採用されてい
る除霜方式の冷凍サイクルは、凝縮側熱交換器と蒸発側
熱熱交換器を逆転させる逆サイクル除霜と吐出ガスを蒸
発器へバイパスして直接圧縮機に戻す吐出ガスバイパス
除霜の２種類に大別されるが、本発明は後述に関する。

【０００３】本発明に最も近い公知例として、日立のプ
レハブ冷蔵庫の天井面に設置用の一体形冷凍・冷蔵ユニ
ットのフラットタイプは、吐出ガスバイパス除霜を採用
しているが、その具体的制御は、吐出ガスバイパスライ
ンの２方向電磁弁を開路と同時に凝縮器吐出側に設けた
２方向電磁弁を数分間、閉じた後、開くといった制御を
している。

【０００４】従来技術では、凝縮器入口側に２方向弁を
設けた例はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冷凍・冷蔵ユニットの
ようにキャピラリを使用する冷凍サイクルの場合、冷蔵
庫内温度の低い条件、即ち軽負荷運転では、サイクル内
の余剰冷媒は蒸発器内に徐々に滞溜してくる。この状態
から吐出ガスバイパス除霜に入った場合、蒸発器内で
は、急激な凝縮作用が生じる凝縮器の内圧が吐出ガスバ
イパス側に逆流加圧することで、圧縮機の許容限度以上
の液戻りが発生するという問題があった。また、蒸発器
と圧縮機の間にアキュームレータを設けても、限定され
る製品寸法内に収容するアキュームレータの有効容積で
は液戻り量が過大となり、圧縮機の信頼性，耐用年数を
低下させるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、除霜運転直後の上記問題
を解決するため、凝縮器から吐出ガスバイパスに逆流す
る冷媒を遮断することにより、圧縮機への過度な液戻り
を防止することにある。

【０００７】また上述する問題の解決には、自動膨張弁
の採用並びに四方弁による逆サイクル除霜が考えられる
が価格的に格差があり、製品が原価高となる問題があり
キャピラリサイクルとした吐出ガスバイパス方式が価格
的に優位にある。

【０００８】更に、従来技術による吐出ガスバイパス除
霜では、外気温度が低い場合、コンデンサへ流れ込んで
凝縮する熱エネルギは除霜能力のロス分となり、除霜時
間が長くなるという問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は凝縮器入口側に
自在に全閉，全開する弁を設けて除霜運転直後に、凝縮
器入口側を全閉して、圧縮機からの吐出ガスを凝縮器へ
の流入、または、凝縮器から吐出ガスバイパスへの逆流
を防止すると同時に吐出ガスバイパス側の弁を全開する
制御としている。

【００１０】

【作用】圧縮機からの吐出ガスを凝縮器入口側と蒸発器
入口にバイパスする配管に接続する３方切換弁は、制御
により、冷却運転中は凝縮器へ吐出ガスを送給すること
で冷媒を凝縮してキャピラリで低圧低温の気液共存の冷
媒を蒸発器に提供して、冷却運転が成される。

【００１１】一方、除霜運転時には、凝縮器入口側を閉
じ、蒸発器入口側にバイパスする系路が開になり、圧縮
機からの吐出ガスを蒸発器内で凝縮する熱量、即ち、圧
縮機入力相当熱量で除霜が成される。なお、除霜中は高
温高圧側となる凝縮器の入口側が完全に閉じるため、除
霜開始直後の圧縮機、吐出圧力が急激に低下しても凝縮
器内圧により蒸発器の入口側に逆流を生じることはな
い。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図４によ
り説明する。図３に示す本発明の冷凍サイクルは、圧縮
機１，高圧遮断装置２，三方弁３，凝縮器４，ドライヤ
６，冷却用キャピラリ７，蒸発器８，ストレーナ１０，
除霜用低圧遮断装置１１，アキュームレータ１１，逆止
弁１３，ストレーナ１４，液インジェクション用電磁弁
１５，液インジェクション用キャピラリ１６，除霜用絞
りピース１７，除霜用電磁弁１８から成り、これに凝縮
器４及び蒸発器８の熱交換用のファン、即ち、凝縮器用
ファン５と蒸発器用ファン９を付加している。これは、
図１に示す従来の冷凍サイクルに対して、圧縮機１から
の吐出ガスを、３方弁３を介することで冷却運転と除霜
運転に切換が成せる方法を採用している。即ち、冷却運
転時は三方弁３は凝縮器４側に連通して、吐出ガスは全
て、凝縮器４内へ冷媒は供給され凝縮した後、キャピラ
リ７による減圧作用で遮断膨張して、低温低圧状態に変
化する。然るに蒸発器８内で、蒸発潜熱による気化熱を
冷蔵庫内の空気から吸熱して冷却運転が成され、ストレ
ーナ１０，アキュームレータ１２及びストレーナ１３を
通って圧縮機１に戻るサイクルとしている。

【００１３】除霜運転時は、三方弁３は吐出ガスバイパ
ス配管に連通して吐出ガスは全て、蒸発器８内に冷媒が
送給される。然るに蒸発器８に着霜した霜により、吐出
ガスは急速な凝縮伝熱を伴い除霜運転が成される。除霜
の終了は、除霜用低圧遮断装置１１の作動即ち蒸発器８
に着霜のない状態における蒸発圧力以上を検知して自動
的に圧縮機を停止して、任意の設定時間だけ水切りを実
行する。この一連の動作を図４に示す。本装置は冷却運
転と除霜運転の各１回を１サイクル運転として、複数サ
イクルを繰り返し実行するものである。

【００１４】一方、図１に示す従来のサイクルでは、冷
却運転時は、前述した本発明のサイクルと同一となる
が、除霜運転時は除霜用電磁弁１８が開路となり、吐出
ガスの大半は蒸発器８に流入して除霜に必要な熱エネル
ギに有効活用されるが、凝縮器４に流入する一部の吐出
ガスは液冷媒または飽和ガスに状態変化して蒸発器８に
送給され吐出ガスによって蒸発するので除霜エネルギロ
スが生じる。従って、従来技術の吐出ガスバイパスによ
る除霜運転では、（１）除霜時間が長くなる。（２）液
戻し量が増大して圧縮機１の信頼性，寿命を低下させ
る。という不都合があった。特に、凝縮器４の吐込空気
温度が低い条件では、より顕著であった。

【００１５】本発明によれば、除霜運転時は吐出ガス
は、全て吐出ガスバイパスから蒸発器８に送給されか
つ、凝縮器４からの逆流を防止している故、従来技術に
よる問題を解決することができる。

【００１６】なお、図３に示す。三方弁３を活用した実
施例により本発明サイクルを説明したが、自動運転でき
る別案として図５が挙げられる。この場合、三方弁３の
代用として、図１に示す従来のサイクル系統図に凝縮器
入口に電磁弁１９を設け、図６に示すタイムチャートの
ような動作を繰り返す。即ち、冷却運転時は除霜用電磁
弁１８を閉じ、凝縮器入口の電磁弁１９を開き、除霜運
転時は除霜用電磁弁１８を開き、凝縮器入口電磁弁１９
を閉じることにより同等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の冷凍・冷蔵ユニットのサイクル系統図。

【図２】図１における各機器のタイムチャート。

【図３】本発明による冷凍・冷蔵ユニットのサイクル系
統図。

【図４】図３における各機器のタイムチャート。

【図５】本発明による冷凍・冷蔵ユニットのサイクル系
統図。

【図６】図５における各機器のタイムチャート。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…高圧遮断装置、３…三方弁、４…凝縮
器、５…凝縮器用ファン、６…ドライヤ、７…冷却用キ
ャピラリ、８…蒸発器、９…蒸発器用ファン、１０…ス
トレーナ、１１…除霜用低圧遮断装置、１２…アキュー
ムレータ、１３…逆止弁、１４…ストレーナ、１５…液
インジェクション用電磁弁、１６…液インジェクション
用キャピラリ、１７…除霜用絞りピース、１８…除霜用
電磁弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 龍太郎 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機，凝縮器，蒸発器，アキュームレー
   タと冷媒流量を制御するキャピラリを含む冷凍・冷蔵ユ
   ニットにおいて、前記圧縮機と前記凝縮器を接続する配
   管に自在に開閉できる三方切換弁を設け、接続口の残り
   の一方を減圧装置を介して前記キャピラリと前記蒸発器
   間とを接続する配管に連通することを特徴とする冷凍・
   冷蔵ユニットの冷凍サイクル。