JPH06185836A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍装置に於ける低外気温時の凝縮器での冷
媒寝込みにより生じる除霜サイクルのガス冷媒不足を無
くす。 【構成】 凝縮器２とその下流側に設けられる第１の開
閉弁１１をバイパスする第１のバイパス回路１０に第２
の開閉弁１２を設け、凝縮器２の下流側にある受液器３
の下流側に液溜め容器７を設けると共に、減圧装置４を
バイパスする第２のバイパス回路２０に第３の開閉弁１
３を設ける。これにより低外気温時に凝縮器２に冷媒寝
込みを生じても、除霜運転に於いて液溜め容器７に貯留
している冷媒がプラスされて除霜サイクル内を高温のガ
ス冷媒となって循環するので、低外気温時に於ける除霜
サイクルのガス冷媒不足は無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の除霜に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷凍装置は、図６に示すように、
圧縮機１，送風ファン２１を有する凝縮器２，レシーバ
３，減圧装置４，送風ファン５１を有する蒸発器５及び
アキュムレータ６が順次接続され、減圧装置４をバイパ
スするバイパス回路２０に開閉弁１３が設けられて冷媒
回路が構成されている。

【０００３】上記の冷凍装置は、冷凍運転時には凝縮器
２と蒸発器５の送風ファン２１と５１を作動させると共
に矢印Ａの方向に冷媒を流し、除霜運転時には凝縮器２
と蒸発器５の送風ファン２１と５１を停止させると共に
矢印Ｂの方向に冷媒を流すことにより、減圧装置４をバ
イパスさせて蒸発器５に高温冷媒を流し、蒸発器５の除
霜を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
冷凍装置に於いては、除霜運転時に凝縮器の送風ファン
を停止させても、凝縮器を流れる高温ガス冷媒は外気に
よって放熱するので、蒸発器に達する時には冷媒の温度
が下がり、そのため除霜時間が掛かるという問題があ
る。特に、外気温の低い場合や車載用冷凍装置のように
凝縮器に風の当たる場合は、凝縮器を流れる高温ガス冷
媒の放熱が更に進むので、霜を解かすのに必要な温度の
冷媒が着霜した蒸発器に供給されず、そのため除霜が行
われないという問題があった。

【０００５】そこで、この問題を解決するため、本出願
人は特願平３−２６４５００号（平成３年１０月１４日
出願、以下改良型と呼ぶ）に於いて、図６に示す従来の
冷媒回路に対し、図５に示すように、凝縮器２の下流側
又は上流がほに第１の開閉弁１１を設け、且つ第１の開
閉弁１１と凝縮器２をバイパスする第１のバイパス回路
１０を設けると共に、この第１のバイパス回路１０に第
２の開閉弁１２を設けることにより、除霜運転時は第１
の開閉弁１１を閉じて第２の開閉弁１２を開き、圧縮機
１から供給される高温のガス冷媒を凝縮器２をバイパス
させ、さらに減圧装置４もバイパスさせて蒸発器５に供
給することにより、除霜時間の短縮化を図ることを提案
している。

【０００６】しかしながら、上記の改良型の場合、冷凍
運転に於いて外気温が低くなる程、凝縮器２内の冷媒の
液化が促進され、凝縮器２内に液冷媒が滞留（以下、冷
媒の寝込みと呼ぶ）するため、除霜運転に於いて除霜サ
イクル（除霜運転での冷媒の循環サイクル）のガス冷媒
不足を生じ、それに伴って圧縮機の圧縮仕事が少なくな
るので、外気温が低くなる程、除霜時間が長く掛かると
いう問題があった。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、冷凍装置の除霜運転に於いて、外気温が低くなっ
ても、除霜サイクルのガス冷媒不足を生じないようにす
ることにより、除霜時間の増大を防止することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、圧縮機，送風ファンを有する凝縮器，
減圧装置及び送風ファンを有する蒸発器が順次接続され
て成る冷凍装置に於いて、前記凝縮器の下流側又は上流
側に設けられ、凝縮器の冷媒流路を開閉する第１の開閉
弁と、この第１の開閉弁と前記凝縮器をバイパスする第
１のバイパス回路と、この第１のバイパス回路に設けら
れ、第１のバイパス回路を開閉する第２の開閉弁と、前
記減圧装置をバイパスする第２のバイパス回路と、この
第２のバイパス回路に設けられ、第２のバイパス回路を
開閉する第３の開閉弁と、前記第２の開閉弁から前記減
圧装置をバイパスする分岐部までの間の冷媒配管中に設
けられ、冷媒を貯留する液溜め容器とを備え、冷凍運転
時は前記第１の開閉弁を開いて前記第２と第３の開閉弁
を閉じると共に前記凝縮器と前記蒸発器の送風ファンを
作動させ、除霜運転時は前記第１の開閉弁を閉じて前記
第２と第３の開閉弁を開くと共に前記凝縮器と前記蒸発
器の送風ファンのうち少なくとも蒸発器の送風ファンの
作動を停止させるように制御する構成の技術的手段を用
いるものである。

【０００９】

【作用】上記の手段によれば、冷凍装置の冷凍運転に於
いて外気温が低くなると、凝縮器内に液冷媒が寝込む
が、同時に液溜め容器内にも液冷媒が滞留するため、除
霜運転に於いて圧縮機から供給される高温のガス冷媒
は、凝縮器をバイパスして第１のバイパス回路に流れて
液溜め容器内に流入し、液溜め容器内に滞留している液
冷媒は高温のガス冷媒と共に減圧装置をバイパスして第
２のバイパス回路に流れて蒸発器に供給される。

【００１０】そのため、除霜運転に於いて、液溜め容器
内に滞留している液冷媒がプラスされ、高温のガス冷媒
となって除霜サイクル内を循環するので、外気温が低く
なっても、除霜サイクルでのガス冷媒の不足は生じな
い。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の冷凍装置を図に示す実施例に
ついて説明する。図１は、本実施例の冷媒回路を示す構
成図である。図１に於いて、１は冷媒を圧縮し吐出する
圧縮機、２は圧縮機１より供給される高温高圧のガス冷
媒を凝縮液化する送風ファン２１を有する凝縮器、３は
凝縮器２で凝縮液化した冷媒を気液に分離する受液器、
４は受液器３より分離された液冷媒を減圧膨張する減圧
装置、５は減圧装置で減圧膨張した霧状の冷媒を蒸発す
る送風ファン５１を有する蒸発器、６は蒸発器５で蒸発
した気液二相冷媒よりガス冷媒を導出して圧縮機１へガ
ス冷媒を戻すアキュムレータ、７は本発明の冷媒を溜め
る液溜め容器で、受液器３の下流側に設けられ、これ等
が冷媒配管により順次接続されている。

【００１２】ここで、１１は凝縮器２の下流側に設けら
れた第１の開閉弁、１０は第１の開閉弁１１と凝縮器２
をバイパスする第１のバイパス回路であり、この第１の
バイパス回路１０には第２の開閉弁１２が設けられてい
る。また、２０は減圧装置４をバイパスする第２のバイ
パス回路であり、この第２のバイパス回路２０には第３
の開閉弁１３が設けられており、以上により冷媒回路が
構成されている。なお、上記の第１，第２及び第３の開
閉弁１１，１２及び１３は、何れも電磁式二方弁より成
り、通電することによって開弁するものである。

【００１３】図２は、上記実施例に於ける冷凍運転と除
霜運転に関する電気回路図である。図２に於いて、電源
１１０に接続された冷凍スイッチ１１１より、リレー１
０１，１０２，１０３，１０４及び１０５が並列に接続
され、これ等の各リレーは制御アンプ１００に接続され
ている。

【００１４】また、冷凍スイッチ１１１より、リレー１
０１の接点１０１ａ，リレー１０２の接点１０２ａ，リ
レー１０３の接点１０３ａ，リレー１０４の接点１０４
ａ及びリレー１０５の接点１０５ａが並列に接続されて
おり、接点１０１ａは第１の開閉弁１１に、接点１０２
ａは第２の開閉弁１２に、接点１０３ａは第３の開閉弁
１３に、接点１０４ａは凝縮器送風ファン２１のモータ
２１ａに及び接点１０５ａは蒸発器送風ファン５１のモ
ータ５１ａに夫々接続されている。１０６は蒸発器５の
出口近傍の温度を検出し制御アンプ１００に信号を入力
する温度センサーてあり、１０７は冷凍庫内の温度を検
出する温度センサであり、以上により電気回路が構成さ
れている。

【００１５】次に、上記実施例について、その作動を説
明する。図２に於いて、冷凍スイッチ１１１を投入する
と、温度センサー１０７の検出温度が設定値以上の場合
は、制御アンプ１００によってリレー１０１，１０４及
び１０５に通電され、接点１０１ａ，１０４ａ及び１０
５ａが閉じるため、第１の開閉弁１１が開くと共に送風
ファンモータ２１ａと５１ａに通電され、凝縮器送風フ
ァン２１と蒸発器送風ファン５１が作動する。

【００１６】そのため、図１に於いて、圧縮機１より吐
出された冷媒は、矢印Ａで示すように、凝縮器２，第１
の開閉弁１１，受液器３，液溜め容器７，減圧装置４，
蒸発器５及びアキュムレータ６と流れて圧縮機１に戻る
冷媒の循環となり、凝縮器送風ファン２１と蒸発器送風
ファン５１の作動により蒸発器５から冷風が庫内（図示
せず）に吹出され、通常の冷凍運転が行われる。

【００１７】上記の冷凍運転に於いて、ガス冷媒の凝縮
液化が進んで凝縮器２に液冷媒が寝込むが、同時に液溜
め容器７には受液器３から導出される液冷媒が溜まる。
次に、図２に於いて、制御ファン１００が冷凍運転の時
間を検出し、その時間が設定された値以上になると、制
御アンプ１００によってリレー１０１，１０４及び１０
５への通電が断たれ、リレー１０２と１０３に通電され
て接点１０１ａ，１０４ａ及び１０５ａが開き接点１０
２ａと１０３ａが閉じるため、第１の開閉弁１１が閉じ
て凝縮器送風ファン２１と蒸発器送風ファン５１が停止
すると共に、第２の開閉弁１２と第３の開閉弁１３が通
電されて開く。

【００１８】そのため、図１に於いて、圧縮機１により
吐出された冷媒は、矢印Ｂで示すように、第２の開閉弁
１２が開いた第１のバイパス回路１０，受液器３，液溜
め容器７，第３の開閉弁１３が開いた第２のバイパス回
路２０，蒸発器５及びアキュムレータ６と流れて圧縮機
１に戻る冷媒の循環となる。

【００１９】ここで、圧縮機１より吐出された高温のガ
ス冷媒は、凝縮器２と減圧装置４をバイパスして放熱の
少ない配管中を通り蒸発器５に供給されるので、蒸発器
５の霜は、この高温ガス冷媒の熱によって融解される除
霜運転が行われる。

【００２０】なお、上記の除霜に於いて、液溜め容器７
に滞留している液冷媒は、圧縮機１より凝縮器２をバイ
パスして供給される高温のガス冷媒と共に、減圧装置４
をバイパスして蒸発器５に送られ、蒸発器５で放熱して
気液二相の冷媒となり、アキュムレータ６に貯えられ
る。

【００２１】アキュムレータ６に溜まった冷媒からガス
冷媒が導出されて圧縮機１に吸入され、再び圧縮機１よ
り高温のガス冷媒が供給される。外気温が低い場合は、
凝縮器２へ液冷媒が寝込みはじめ、アキュムレータ６に
貯えられた冷媒は徐々に減少し始めるが、冷凍運転時液
溜め容器７の中に滞留していた冷媒によってアキュムレ
ータ６内には除霜終了まで液冷媒が存在し、除霜サイク
ル内のガス冷媒が不足することはなく、蒸発器５の除霜
は短時間で行われる。

【００２２】この除霜運転は、温度センサー１０６の検
出温度が設定値以上になるまで行われ、設定値以上にな
ると、制御アンプ１００によって除霜運転は解除され、
再び前述の冷凍運転が行われる。

【００２３】次に、本発明の冷凍装置について、その除
霜効果を説明する。図３は、各冷凍装置について、除霜
効果を示す特性図（外気温度と除霜時間の関係図）であ
り、除霜時間は、温度センサー１０６の検出温度が霜を
完全に解かすに必要な＋３℃に到達する時間によった。
なお、試験は表１に示す条件で行った。

【００２４】

【表１】 図３から解るように、図１に示す本発明の冷凍装置は、
図６に示す従来の冷凍装置及び図５に示す改良型の冷凍
装置に比べて、外気温が低くなっても除霜時間の増大は
極めて小さい。

【００２５】なお、液溜め容器７の容量は、凝縮器２の
容量を除霜運転で必要な冷媒量の合計から、冷凍運転で
必要な冷媒量を差引いた値よりも大きいことが望まし
い。次に、本実施例では、液溜め容器７を受液器３の下
流側の冷媒配管に設けたが、図４に示すように、第１の
バイパス回路１０にある第２の開閉弁１２の下流側に設
けても良く、要は冷凍運転で液冷媒が溜まり且つ除霜運
転でガス冷媒の循環する部分、即ち、図１に於いて、第
２の開閉弁１２から分岐部１０ａまで、もしくは受液器
３から減圧装置４をバイパスする分岐部２０ａまでの間
の冷媒配管中ならば、どこに設けても良い。

【００２６】また、本実施例では、除霜運転時に凝縮器
送風ファン２１と蒸発器送風ファン５１を共に停止させ
たが、凝縮器送風ファン２１は必ずしも停止させる必要
はない。

【００２７】なお、本実施例では、第１の開閉弁１１を
凝縮器２の下流側に設けたが、上流側に設けて除霜時に
於ける凝縮器２への冷媒の流れを遮断しても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、冷凍運転に於いて外気温の低下により、凝
縮器で冷媒の寝込みを生じても、除霜運転に於いて液溜
め容器内に貯留された冷媒がプラスされて除霜サイクル
を循環するので、外気温が低くなっても除霜サイクルの
ガス冷媒不足を生じることがなく、そのため低温時の除
霜時間の増大が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍装置の冷媒回路を示す構成図であ
る。

【図２】同上装置の冷凍運転と除霜運転に関する電気回
路図である。

【図３】同上装置の除霜の効果を説明するための特性図
である。

【図４】本発明の他の冷凍装置の冷媒回路を示す構成図
である。

【図５】改良型の冷凍装置の冷媒回路を示す構成図であ
る。

【図６】従来の冷凍装置の冷媒回路を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ４ 減圧装置 ５ 蒸発器 ７ 液溜め容器 １０ 第１のバイパス回路 １１ 第１の開閉弁 １２ 第２の開閉弁 １３ 第３の開閉弁 ２０ 第２のバイパス回路 ２０ａ 分岐部 ２１ 凝縮器送風ファン ５１ 蒸発器送風ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機，送風ファンを有する凝縮器，減
   圧装置及び送風ファンを有する蒸発器が順次接続されて
   成る冷凍装置に於いて、 前記凝縮器の下流側又は上流側に設けられ、凝縮器の冷
   媒流路を開閉する第１の開閉弁と、 この第１の開閉弁と前記凝縮器をバイパスする第１のバ
   イパス回路と、 この第１のバイパス回路に設けられ、第１のバイパス回
   路を開閉する第２の開閉弁と、 前記減圧装置をバイパスする第２のバイパス回路と、 この第２のバイパス回路に設けられ、第２のバイパス回
   路を開閉する第３の開閉弁と、 前記第２の開閉弁から前記減圧装置をバイパスする分岐
   部までの間の冷媒配管中に設けられ、冷媒を貯留する液
   溜め容器とを備え、 冷凍運転時は前記第１の開閉弁を開いて前記第２と第３
   の開閉弁を閉じると共に前記凝縮器と前記蒸発器の送風
   ファンを作動させ、除霜運転時は前記第１の開閉弁を閉
   じて前記第２と第３の開閉弁を開くと共に前記凝縮器と
   前記蒸発器の送風ファンのうち少なくとも蒸発器の送風
   ファンの作動を停止させるように制御することを特徴と
   する冷凍装置。