JPH0627596B2 - 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、圧縮機の出口側から蒸発
器の入口側にホットガスをバイパスさせるホットガスバ
イパス回路を備え、デフロスト運転時に、ホットガスを
前記バイパス回路を介して前記圧縮機と蒸発器との間で
循環させるごとくした冷凍装置に関する。

（従来技術） この種冷凍装置は特開昭５９−１９７７６５号公報にも
記載されているようにすでに知られている。

第５図の模式図に基づいて説明すると、圧縮機（５０）
の吐出側と蒸発器（５１）の入口側とを３方弁（５２）
を介してホットガスバイパス管（５３）で接続する一
方、凝縮器（５５）と温度自動膨張弁（５４）との間の
液管に、２個の第１、第２開閉弁（５６）（５７）を直
列に介設している。

そして、デフロスト運転開始前に、前記第１開閉弁（５
６）を閉じ、かつ、前記第２開閉弁（５７）を開けてポ
ンプダウン運転を行い、このポンプダウン運転終了後、
前記第１開閉弁（５６）を開け、かつ、前記第２開閉弁
（５７）を閉じて、これら第１、第２開閉弁（５６）
（５７）間に閉じ込められていた所定量の冷媒を前記蒸
発器（５１）側へ流出させ、これと同時に、前記３方弁
（５２）を前記バイパス管（５３）側に切り換えてデフ
ロスト運転を開始し、前記圧縮機（５０）から吐出され
るホットガスを、該圧縮機（５０）→３方弁（５２）→
蒸発器（５１）→圧縮機（５０）と循環させて、ホット
ガスの熱量を利用して前記蒸発器（５１）のデフロスト
を行うごとくしている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、デフロスト運転の終了により、前記３方弁
（５２）を前記凝縮器（５５）側に切換えて、通常の冷
凍運転に復帰すると、前記蒸発器（５１）がホットガス
で加熱されて高温となっており、かつ、この蒸発器（５
１）及び吸入側冷媒配管（以下、蒸発器側という）内に
はホットガスが滞留しているために、この冷凍運転への
復帰当初に、吸入ガス（低圧）圧力が異常に高くなる場
合もあり、これに伴って高圧圧力も上昇して過負荷運転
となり、過負荷運転防止用の安全スイッチ、例えば高圧
制御スイッチや過電流リレーが作用し、前記圧縮機（５
０）が停止する不具合があった。

尚、このような不具合は上記従来冷凍装置に限らず、ホ
ットガスバイパスによりデフロストを行う冷凍装置にお
いては一般的に生じるものである。

しかして、本発明の目的は、デフロスト運転から冷凍運
転への復帰後一定時間内に、高圧または低圧圧力を基に
過負荷運転を検出した場合には強制的にポンプダウン運
転に切換えて、前記蒸発器側のホットガスを回収し、該
蒸発器側の熱負荷を軽減することによって過負荷運転を
回避する点にある。

（問題点を解決するための手段） しかして、本発明の構成を第１図、第２図に基づいて説
明すると、圧縮機（１）の出口側から蒸発器（５）の入
口側にホットガスをバイパスさせるホットガスバイパス
回路（Ａ）を備え、デフロスト運転時に、ホットガスを
前記バイパス回路（Ａ）を介して前記圧縮機（１）と蒸
発器（５）との間で循環させるごとくした冷凍装置にお
いて、前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）に開閉弁
（１３）を設ける一方、デフロスト運転の終了を検出す
るデフロスト終了検出手段（１６）と、該検出手段（１
６）の出力を受けて一定時間カウントするタイマー手段
（１８）と、このタイマー手段（１８）で設定する一定
時間内における冷媒圧力を検出し、この冷媒圧力が所定
以上のとき過負荷運転と判断して過負荷信号を出力する
過負荷検出手段（１９）と、この過負荷検出手段（１
９）から出力した過負荷信号により前記開閉弁（１３）
を閉鎖してポンプダウン運転を指令するポンプダウン運
転指令手段（１７）と、ポンプダウン運転の終了を検出
するポンプダウン運転終了検出手段（２３）と、このポ
ンプダウン運転終了検出手段（２３）の出力により前記
開閉弁（１３）を開放し冷凍運転に復帰させる冷凍運転
復帰指令手段（２０）とを設けたのである。

尚、こゝにいう冷凍運転とは、所定温度より低い設定温
度に制御する冷凍運転の他に、前記所定温度以上の設定
温度に制御する冷蔵運転も含む概念である。

（作 用） デフロスト運転の終了により冷凍運転に復帰した後、一
定時間内に低圧圧力または高圧圧力を検出し、この圧力
が所定以上のとき過負荷運転と判断して過負荷信号を出
力する過負荷検出手段（１９）から過負荷信号が出力す
ると、前記開閉弁（１３）が閉鎖されてポンプダウン運
転が行われるので、前記蒸発器（５）及び吸入側の冷媒
配管内のホットガスが前記圧縮機（１）に吸入されて回
収され、これと共に前記蒸発器（５）自身の温度も低下
するのである。従って、このポンプダウン運転により前
記蒸発器（５）側の熱負荷が従来に比して軽減され、こ
のポンプダウン運転終了後に冷凍（冷蔵）運転に復帰さ
せることにより、前記圧縮機（１）の過負荷運転を回避
できるのである。

また前記一定時間内に前記過負荷検出手段（１９）が働
かなければポンプダウン運転することなく冷凍（冷蔵）
運転に復帰するのである。

（実施例） 第２図に示したものは、コンテナ用の冷凍装置で、この
冷凍装置は庫内を所定温度より低い設定温度に制御する
いわゆる冷凍運転と、前記所定温度以上の設定温度に制
御するいわゆる冷蔵運転との２つの態様の冷凍運転が行
えるようにしている。

以下説明すると、前記冷凍装置は、圧縮機（１）、空冷
凝縮器（２）、水冷凝縮器（３）、温度自動膨張弁
（４）及び蒸発器（５）を冷媒配管で順次接続して冷媒
回路を形成している。

（ＥＦ）は蒸発器ファン、（ＣＦ）は凝縮器ファンであ
る。

そして、前記圧縮機（１）と前記空冷凝縮器（２）とを
接続する吐出ガス管（６）に３方比例制御弁から成るホ
ットガス弁（７）を介装し、該ホットガス弁（７）を介
してホットガスバイパス管（８）により、前記ガス管
（６）と前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）とを接
続している。かくして、前記ホットガス弁（７）とホッ
トガスバイパス管（８）とによりホットガスバイパス回
路（Ａ）とを形成している。

前記液管（９）には、デフロスト運転時に循環させる冷
媒量を最適な所定量とするために、前記液管（９）に一
対の第１、第２電磁開閉弁（１３）（１４）を介装し、
これら開閉弁（１３）（１４）間の液管（９）（以下、
計量部（９ａ）という）で所定量の液冷媒が計量できる
ようにしている。

また、第２図において、（４１）（４２）は前記膨張弁
（４）に設ける感温筒及び均圧管で、該均圧管（４２）
には３方弁（４３）を介装して、前記蒸発器（５）の出
口側圧力と前記ホットガスバイパス管（８）側圧力とを
選択的に前記膨張弁（４）に均圧圧力として作用させら
れるようにしている。

また、（Ｄ）は前記蒸発器（５）の下方に設けるドレン
パンヒータで、該ドレンパンヒータ（Ｄ）には前記ホッ
トガスバイパス管（８）から３方弁（８ａ）を介して分
岐するデフロストバイパス管（８ｂ）を接続している。
尚、（１０）は前記蒸発器（５）の入口側液管（９）に
設ける分流器、（１１）はアキュムレータである。

更に、（Ｔｈ１）は吸入ガス管（１２）に取付けられた
デフロスト運転終了検出手段（１６）としてのサーミス
タ、（ＲＳ）は吸込空気用温度センサー、（ＳＳ）は吹
出空気用温度センサー、（ＡＰＳ）はエアープレッシャ
スイッチである。

以上説明した冷凍装置は第３図に示す制御回路により運
転制御がなされる。

この制御回路は、入力部（Ｉ）と出力部（１０）と中央
演算処理部（ＣＰＵ）、タイマー（ＴＭ）、及びメモリ
部（Ｍ）（ＲＯＭ，ＲＡＭ）とから成るマイクロコンピ
ュータと電源部（Ｖ）とから構成されるコントローラ
（Ｃ）に各種電気機器を接続して構成される。

即ち、 コントローラ（Ｃ）の電源部（Ｖ）には、交流２４
Ｖの電源（Ｙ）が運転スイッチ（３−８８）を介して接
続される。また、前記電源（Ｙ）には、蒸発器ファン
（ＥＦ）用の駆動開閉器（８８ＥＦ）の常開接点（８８
ＥＦ_１）を、補助リレー（Ｘ）を介して接続している。

コントローラ（Ｃ）の入力部（Ｉ）には、フロスト
検知用の前記エアープレッシャスイッチ（ＡＰＳ）、手
動デフロストスイッチ（３Ｄ）、冷蔵運転時に吹出空気
温度を検知する前記温度センサー（ＳＳ）、冷凍運転時
に吸込空気温度を検知する前記温度センサー（ＲＳ）、
デフロスト運転の終了を検出する前記サーミスタ（Ｔｈ
１）を接続する。

コントローラ（Ｃ）の出力部（Ｏ）には、第１出力
接点（Ｘ１）に、通常運転時の保護用の高圧圧力開閉器
（ＨＰＳ）、ポンプダウン終了指令手段（２１）として
の低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）、圧縮機（１）の発停用開
閉器（８８Ｃ）の直列回路が接続され、かつ、この開閉
器（８８Ｃ）に並列に凝縮器ファン（ＣＦ）駆動用開閉
器（ＣＦ）が接続され、また、第２出力接点（Ｘ２）に
蒸発器ファン（ＥＦ）の駆動用開閉器（８８ＥＦ）が接
続され、第３出力接点（Ｘ３）には、前記補助リレー
（Ｘ）の常開接点（Ｘ−１）と過負荷検出手段（１９）
として作用する圧力開閉器（ＰＳ）（高圧圧力開閉器又
は低圧圧力開閉器）との並列回路と第１電磁開閉弁（１
３）のソレノイド（２０Ｒ１）との直列回路が接続さ
れ、第４出力接点、（Ｘ４）には第２電磁開閉弁（１
４）のソレノイド（２０Ｒ２）が接続され、第５出力接
点（Ｘ５）には膨張弁（４）の均圧管切換用の３方弁
（４３）のソレノイド（２０Ｒ３）が接続され、第６出
力接点（Ｘ６）にはドレンパンヒータ（Ｄ）切換用の３
方弁（８ａ）のソレノイド（２０Ｒ４）がそれぞれ接続
され、更に、ホットガス弁（７）の駆動部（２０ＭＶ）
が接続されている。

尚、（ＳＰ）は温度設定器で、この温度設定器（Ｓ
Ｐ）の設定温度の高低により冷蔵運転又は冷凍運転がな
される。

また前記コントローラ（Ｃ）には、デフロスト終了検出
手段（１６）の出力を受けて一定時間（例えば１分間）
カウントするタイマー（ＴＭ）からなるタイマー手段
（１８）と、前記一定時間内における低圧圧力または高
圧圧力を検出し、この圧力が所定以上のとき過負荷運転
と判断して過負荷信号を出力する前記過負荷検出手段
（１９）から出力した過負荷信号により前記開閉弁（１
３）を閉鎖してポンプダウン運転を指令するポンプダウ
ン運転指令手段（１７）とポンプダウン終了検出手段
（２１）の出力により前記開閉弁（１３）を開放し冷凍
（冷蔵）運転に復帰させる冷凍運転復帰指令手段（２
０）とを有している。

なお、以上の制御回路においては、前記タイマー（Ｔ
Ｍ）はデフロスト終了後蒸発器ファン（ＥＦ）を１分間
遅延駆動させるためにも使用する一方、この蒸発器ファ
ン（ＥＦ）用の駆動開閉器（８８ＥＦ）の常開接点（８
８ＥＦ_１）と前記補助リレー（Ｘ）とを前記の如く直列
に接続すると共に、該リレー（Ｘ）の常開接点（Ｘ−
１）と前記圧力開閉器（ＰＳ）との並列回路を前記開閉
弁（１３）のソレノイド（２０Ｒ１）に直列に接続して
いるので、前記開閉弁（１３）は、前記常開接点（８８
ＥＦ_１）の動作を介して、前記１分間の間は圧力開閉器
（ＰＳ）により制御されるようになっている。

しかし前記補助リレー（Ｘ）はタイマー（ＴＭ）の出力
を、前記常開接点（８８ＥＦ_１）の開閉動作を介するこ
となく直接うけるようにしてもよいことは云うまでもな
い。この場合、前記補助リレー（Ｘ）は出力部（Ｏ）の
補助出力接点（図示せず）に接続させればよい。また、
圧力開閉器（ＰＳ）が高圧圧力開閉器であるときは、そ
の開動作の圧力設定値は、通常運転時の保護用の高圧圧
力開閉器（ＨＰＳ）の圧力設定値より低いことが必要で
ある。

次に、この制御回路による運転態様について説明する。

前記冷凍装置は、運転スイッチ（３−８８）を閉にする
ことにより、前記第１、第２電磁開閉弁（１３）（１
４）が各ソレノイド（２０Ｒ１）（２０Ｒ２）の励磁に
より開放して、運転が開始される。

そして、前記温度設定器（ＳＰ）の設定温度が前記所定
温度より低い冷凍運転域である場合には、吸入側の前記
温度センサー（ＲＳ）により圧縮機（１）がオンオフ制
御されると共に、前記膨張弁（４）の均圧管（４２）は
前記蒸発器（５）の出口側の圧力を該膨張弁（４）に導
くように前記３方弁（４３）が切換えられるのである。

一方、前記温度設定器（ＳＰ）の設定温度が前記所定温
度より高い冷蔵運転域である場合には、吹出側の前記温
度センサー（ＳＳ）によりホットガス弁（７）のＰＩＤ
制御によるホットガスバイパス量の制御がなされると同
時に、前記均圧管（４２）の３方弁（４３）が、前記膨
張弁（４）に前記ホットガスバイパス管（８）側圧力を
導入するように切換られ、該膨張弁（４）を通過する液
冷媒量が少なくなるように制御され、前記ホットガスバ
イパス管（８）に介装した前記３方弁（８ａ）が、該バ
イパス管（８）を流通するホットガスが前記ドレンパン
ヒータ（Ｄ）をバイパスするように切換えられるのであ
る。

以上の冷凍運転または冷蔵運転中に、蒸発器（５）がフ
ロストすると、前記エアープレッシャスイッチ（ＡＰ
Ｓ）が作動してデフロストが指令される。

この指令によって第１電磁開閉弁（１３）がソレノイド
（２０Ｒ１）の消磁により閉となり、第２電磁開閉弁
（１４）がソレノイド（２０Ｒ２）の励磁により開とな
り、ポンプダウン運転が開始する。そして、前記計量部
（９ａ）に液冷媒を押し込め、低圧圧力開閉器（ＬＰ
Ｓ）の開動作によるポンプダウン運転の終了により前記
第２電磁開閉弁（１４）を閉鎖した後、前記第１電磁開
閉弁（１３）を開放して前記計量部（９ａ）に貯留され
た所定量の液冷媒を前記蒸発器（５）側に放出させるよ
うにしている。

また、ホットガスバイパス管（８）の３方弁（８ａ）は
ドレンパンヒータ（Ｄ）にホットガスが流通するように
切換られ、また、均圧管（４２）に介装する３方弁（４
３）は該均圧管（４２）が吸入ガス管（１２）に連通す
るように切換られる。

そして、前記ホットガス弁（７）は前記ホットガスバイ
パス管（８）側に１００％開度に切換られて、低圧圧力
開閉器（ＬＰＳ）の閉鎖によりホットガスを前記圧縮機
（１）→ホットガス弁（７）→ホットガスバイパス管
（８）→蒸発器（５）→圧縮機（１）のデフロスト回路
に循環させ、該回路を循環するホットガスの熱量により
前記蒸発器（５）に付着したフロストを取除くのであ
る。

なお、デフロスト指令によって、蒸発器ファン（ＥＦ）
は停止する。

以下、第４図に基づいて、デフロスト運転から冷凍運転
に復帰するまでの運転態様を説明する。

このデフロスト運転（ステップ１００）により、前記蒸
発器（５）出口側の吸入ガス管（１２）の温度が上昇
し、所定温度に達すると前記サーミスタ（Ｔｈ１）の出
力を基にデフロスト運転の終了が指令される（ステップ
１０１）。

そうすると、前記第２電磁開閉弁（１４）が開放され
（ステップ１０２）、これと共にホットガス弁（７）が
０％に切換えられて（ステップ１０３）、通常の冷凍運
転に復帰するのである。

これと同時に、前記タイマー手段（１８）がカウントを
開始するのである（ステップ１０４）。

このタイマー手段（１８）がカウントする１分間の間に
例えば高圧圧力が設定圧力まで上昇して、前記圧力開閉
器（ＰＳ）が開動作すると（ステップ１０５）、前記第
１電磁開閉弁（１３）が閉鎖されてポンプダウン運転が
開始される（ステップ１０６）。

以上の如く前記した１分間の間に前記圧力開閉器（Ｐ
Ｓ）が働くと冷凍運転に優先してポンプダウン運転が行
なわれるのである。

このポンプダウン運転により低圧圧力が低下していき、
所定圧力以下になると前記低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）が
開動作して（ステップ１０７）、前記圧縮機（１）が停
止し、ポンプダウン運転が終了するのである（ステップ
１０８）。そして、このポンプダウン運転により、前記
蒸発器（５）及び該蒸発器（５）から前記圧縮機（１）
に至る配管内のホットガスが回収されると共に、前記蒸
発器（５）の温度低下が図れるのである。

また、ステップ１０７における低圧圧力開閉器（ＬＰ
Ｓ）の開動作による前記圧縮機（１）の停止と同時に前
記第１電磁開閉弁（１３）が開放される（ステップ１１
０）。

前記第１電磁開閉弁（１３）の開放により、吸入側冷媒
配管に冷媒が流出していき、前記所定圧以上となって前
記低圧圧力開閉器（ＬＰＳ）が再び閉動作する（ステッ
プ１１１）。

この結果、前記圧縮機（１）が再駆動し（ステップ１１
１）、通常の冷凍運転に復帰するのである。これと同時
に前記蒸発器ファン（ＥＦ）を駆動するのである（ステ
ップ１１２）。

かくして、前記ポンプダウン運転により前記蒸発器
（５）側の熱負荷が軽減されているから、この冷凍運転
の再開時に高圧が極端に上昇して、前記圧縮機（１）が
過負荷運転となるのを防止できるのである。

一方、ステップ１０４におけるタイマー手段（１８）に
よる１分間のカウント中に、高圧圧力が前記設定圧力以
上に上がらず、前記圧力開閉器（ＰＳ）が開動作しなけ
れば、冷凍運転が継続されて前記タイマー手段（１８）
による１分間のカウント終了後、前記蒸発器ファン（Ｅ
Ｆ）が駆動される（ステップ１１２）。尚、このように
冷凍運転に復帰後１分間前記ファン（ＥＦ）を駆動させ
ない理由は、低圧圧力の異常上昇を防止する上でより好
ましいからである。

尚、上記説明においては、ステップ１１１において圧縮
機（１）を再駆動すると直ちにステップ１１２に進み、
前記蒸発器ファン（ＥＦ）を駆動するようにしたが、該
ファン（ＥＦ）の再起動を前記圧縮機（１）の再起動よ
りも一定時間（例えば１分間）遅らせて、低圧圧力の上
昇をより確実に抑制するようにしてもよく、この場合に
は例えば、ステップ１１１から前記ステップ１０４に戻
って、前記タイマー手段（１８）を再動作させて、この
タイマー手段（１８）による１分のカウント終了後に前
記ステップ１１２に進み、前記蒸発器ファン（ＥＦ）の
運転を開始するようにしてもよい。

また、前記負荷運転時のポンプダウン運転の場合、第１
電磁開閉弁（１３）にかえて第２電磁開閉弁（１４）を
利用するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のごとく本発明によれば、 デフロスト運転終了による冷凍運転復帰後一定時間内に
おいて、冷媒圧力を検出する過負荷検出手段（１９）が
働いた時に、一旦ポンプダウン運転を行い、前記蒸発器
側のホットガスを回収してから再び冷凍運転に復帰する
ようにしたから、デフロスト運転により前記蒸発器側の
生じた熱負荷を軽減することができ、この結果、必要な
ときのみポンプダウン運転をすることにより冷凍運転復
帰直後に過負荷運転を有効に回避できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２〜４図は本発明
の第１実施例の説明図で、第２図は冷凍装置の冷媒回路
図、第３図は電気回路図、第４図は運転を示すフローチ
ャート、第５図は従来例の冷媒回路の説明図である。 （１）……圧縮機 （５）……蒸発器 （７）……ホットガス弁 （８）……ホットガスバイパス管 （９）……液管 （１３）……第１電磁開閉弁 （１４）……第２電磁開閉弁 （ＡＰＳ）……エアープレッシャスイッチ （ＰＳ）……圧力開閉器 （ＬＰＳ）……低圧圧力開閉器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）の出口側から蒸発器（５）の
   入口側にホットガスをバイパスさせるホットガスバイパ
   ス回路（Ａ）を備え、デフロスト運転時に、ホットガス
   を前記バイパス回路（Ａ）を介して前記圧縮機（１）と
   蒸発器（５）との間で循環させるごとくした冷凍装置に
   おいて、前記蒸発器（５）の入口側の液管（９）に開閉
   弁（１３）を設ける一方、デフロスト運転の終了を検出
   するデフロスト終了検出手段（１６）と、該検出手段
   （１６）の出力を受けて一定時間カウントするタイマー
   手段（１８）と、このタイマー手段（１８）で設定する
   一定時間内における冷媒圧力を検出し、この冷媒圧力が
   所定以上のとき過負荷運転と判断して過負荷信号を出力
   する過負荷検出手段（１９）と、この過負荷検出手段
   （１９）から出力した過負荷信号により前記開閉弁（１
   ３）を閉鎖してポンプダウン運転を指令するポンプダウ
   ン運転指令手段（１７）と、ポンプダウン運転の終了を
   検出するポンプダウン運転終了検出手段（２３）と、こ
   のポンプダウン運転終了検出手段（２３）の出力により
   前記開閉弁（１３）を開放し冷凍運転に復帰させる冷凍
   運転復帰指令手段（２０）とを設けたことを特徴とする
   冷凍装置。