JPH0633310Y2

JPH0633310Y2 - 冷凍装置

Info

Publication number: JPH0633310Y2
Application number: JP18438187U
Authority: JP
Inventors: 莞爾不殿; 広志小川; 信博舟橋; 敏雄山下; 利昌高橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2002-12-04
Also published as: JPH0188351U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は物品を冷凍又は冷蔵状態で海上又は陸上輸送す
る冷凍ユニット等に好適な冷凍装置に関する。

（従来の技術）従来のこの種冷凍装置の系統図が第６図に示されてい
る。圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は凝
縮器２に入り、ここでコンデンサファン６によって送ら
れる外気に放熱することによって凝縮液化する。この液
冷媒は温度式膨張弁４によって絞られることにより断熱
膨張した後蒸発器３に入り、ここでエバポレータファン
７によって送られる庫内空気を冷却することにより蒸発
気化して圧縮機１に戻る。

この間、温度式膨張弁４は均圧管4Bを経て導かれる蒸発
器３の出口における冷媒ガスの圧力と、感温筒4Cによっ
て検出された冷媒ガスの温度に対応する冷媒の飽和圧力
との差に応じてその開度が調整され、蒸発器３の出口に
おける冷媒過熱度（冷媒の温度とその蒸発圧力に対応す
る飽和温度との差、以下SHと言う）を常に一定に維持し
ている。

一方、庫内空気の温度は温度検知器８によって検知され
て制御器10に入力され、ここでその設定温度と比較され
る。そして、庫内空気の検知温度がその設定温度より低
い場合には制御器10からの出力によりバイパス路９に介
装されたホットガスバイパス制御弁５の開度が大とされ
る。すると、バイパス路９、ホットガスバイパス制御弁
５を経て蒸発器３に入る高温・高圧のホットガスの量が
多くなるため蒸発器３の冷却能力が減少して庫内空気の
温度が上昇する。

反対に庫内空気の検知温度がその設定温度より高い場合
にはホットガスバイパス制御弁５の開度が小さくなり、
蒸発器３に入る高温・高圧のホットガスの量が少なくな
るので、蒸発器３の冷却能力が増大して庫内空気の温度
が低下する。以上を繰り返すことにより庫内空気の温度
は設定温度に維持される。

庫内空気の設定温度を空気中の水分が凍結する温度以下
としてこの冷凍装置の運転を継続すると、蒸発器３の表
面に霜が付着し、冷凍装置の冷却能力が低下するので、
一定時間毎にデフロスト運転が行われる。

デフロスト運転時には、制御器10からの指令により圧縮
機１、コンデンサファン６、エバポレータファン７の運
転を停止し、蒸発器３に取り付けられたヒータ11に通電
することによって蒸発器３を加温し、その表面に付着し
ている霜を溶融する。そして、この蒸発器３に取り付け
られた温度検知器12の検知温度がその設定温度、即ち、
霜が完全に溶融し終わったときの温度以上に達するとデ
フロスト運転が終了する。

（考案が解決しようとする問題点）上記従来の冷凍装置においては、蒸発器３への着霜の有
無、着霜量の多少に無関係に一定時間毎にデフロスト運
転が行われるので、無駄なデフロスト運転が行われた
り、デフロスト運転の遅れにより冷却能力が著しく低下
したりする。この結果、デフロスト運転時間が非常に長
くなったり、庫内空気温度がその設定温度から大きく外
れてしまうという不具合があった。

（問題点を解決するための手段）本考案は上記問題点に対処するために提案されたもので
あって、その要旨とするところは、圧縮機から吐出され
た冷媒を凝縮器、膨張弁、蒸発器をこの順に経て上記圧
縮機に循環せしめ、冷却能力の調整時には上記圧縮機か
ら吐出された冷媒ガスの一部をホットガスバイパス制御
弁を有するバイパス路を経て上記蒸発器に導く冷凍装置
において、上記膨張弁を上記蒸発器出口の冷媒過熱度を
過熱度目標値になるように制御する電子式膨張弁とする
とともに制御対象温度とその設定温度との偏差を検知し
て上記ホットガスバイパス制御弁の開度を決定する手段
と、決定されたホットガスバイパス制御弁の開度に応じ
て上記過熱度目標値を設定する手段と、所定の過熱度目
標値の下で運転中上記ホットガスバイパス制御弁が所定
開度以下を所定時間保持したときデフロスト手段にデフ
ロストを指令する手段を設けたことを特徴とする冷凍装
置にある。

（作用）本考案においては、上記構成を具えているため、所定の
過熱度目標値の下で運転中ホットガスバイパス弁が所定
開度以下を所定時間保持したとき、デフロスト運転が開
始される。

（実施例）本考案の１実施例を第１図ないし第５図を参照しながら
具体的に説明する。

第１図には系統図が示されている。第６図に示す従来の
ものに比し、温度式膨張弁４に代えて電子式膨張弁12
（以下、EEVと言う）が用いられ、かつ、蒸発器３の出
口における冷媒ガスの圧力を検知する冷媒圧力検知器14
の出力が制御器15に入力されるようになっている点で相
違するが、他の構成は同様であり、対応する部材には同
じ符号が付されている。

第２図には制御ブロック図が、第３図には制御フローチ
ャートがそれぞれ示されている。

温度検知器８で検知された庫内空気の温度、即ち、制御
対象温度は制御器15の温度偏差検出手段20に送られ、こ
こで制御温度設定手段21から入力された設定温度との偏
差が検出される。この偏差はMV開度決定手段22に送ら
れ、ここでホットガスバイパス制御弁５（以下MVと言
う）の開度が決定され、この出力は目標SH設定手段26に
出力されると同時にMV駆動手段23を経てMV5に出力さ
れ、MV5の開度が調整される。また、冷媒温度検知器12
で検知された蒸発器３の出口の冷媒温度及び冷媒圧力検
知器14で検知された蒸発器３の出口の冷媒圧力は制御器
15のSH検出手段24に送られ、ここで蒸発器３の出口にお
ける過熱度（以下、SHと言う）が検出される。検出され
たSHはSH偏差検出手段25に入力され、ここで目標SH設定
手段26から入力された目標SHと比較され、これらの間の
偏差が検出される。この偏差はEEV駆動手段27を経てEEV
13に出力され、EEV13の開度が調整される。

MV開度決定手段22の出力及び目標SH設定手段26の出力は
デフロスト開始タイマ28に入力され、MV開度決定手段22
で決定されたMV開度が所定値以下になると、デフロスト
開始タイマ28がセットされ、これがタイムアップする
と、これからの出力がデフロスト制御手段29を経てデフ
ロスト用ヒータ11に送られ、デフロストを開始する。

第３図において、制御がスタートすると、ステップで
目標SHがQmaxSH、即ち、冷凍能力最大時のSHと等しいか
否かが確かめられる。否の場合は制御が終了するが、然
りの場合にはステップでMV開度が所定値以下か否かが
確かめられる。否の場合には制御が終了するが、然りの
場合にはステップでタイマ28がセット済みか否かが確
かめられる。否の場合にはステップでタイマ28がセッ
トされた後ステップに移行するが、然りの場合には直
ちにステップに移行し、ここでタイマ28がタイムアッ
プしたか否かが確かめられる。否の場合には制御が終了
するが、然りの場合にはステップでデフロスト運転が
開始され、デフロスト運転が終了するとステップでタ
イマ28をクリアして制御を終了する。

第４図にはSH及びMV5の開度に対する冷凍能力の変化を
示す線図が画かれており、線イはMV5の開度を全閉とし
た場合の冷凍能力を、線ロはMV5の開度を全開とした場
合の冷凍能力を示している。SHはEEV13の開度が小さく
なると大きくなり、EEV13の開度が大きくなると小さく
なる。

しかして、EEV13とMV5の開度を調整することにより冷凍
能力はQminからQmaxまで変化させることができる。そし
て、QmaxSHにおいて冷凍能力はQmaxとなる。

さて、制御対象温度を設定温度に安定させるためにQ₁と
いう冷凍能力を必要とすると、SHはSH0からSH1まで変更
することができ、MV5の開度はMV0からMVIの範囲内で変
更できる。そして、MV5の開度は制御対象空気温度と設
定温度との偏差に応じて設定される。目標SHはMV5の開
度が常に開度域下限の線SPMV1と開度域上限の線SPMV2と
の間の斜線で示す範囲になるように設定される。

今、MV5の開度及び設定された目標SHが第４図の☆印に
あるとする。この場合の冷凍能力はQ₁より大きいので、
MV5の開度は大きくなり、作動点は破線矢印に示すよう
に下方に向かってQ₁の線上に移行する。この作動点にお
けるMV5の開度はMV開度域上限の線SPMV2より大きいの
で、目標SHの設定値を大きくして作動点を一点鎖線で示
すように移行させる。すると、冷凍能力はQ¹より小さく
なるため、今度はMV5の開度が小さくなって作動点は破
線矢印で示すように上方に向かってQ₁の線上に移行す
る。このようにして目標SHをMV5の開度がSPMV1からSPMV
2の範囲に入るように変更して行く。

なお、MV5の開度がSPMV1より小さくなれば目標SHを小さ
くすれば良い。

EEV13はエバポレータ３の出口における検知された検知S
HとMV5の開度によって定められた目標SHとの偏差によっ
て開度調整され、検知SHが目標SHより小さい場合にはEE
V13の開度は小さくされ、逆の場合は大きくされる。

さて、エバポレータ３に着霜すると、冷凍能力が第５図
に一点鎖線で示す線ハ、ニに示すように低下する。従っ
て、必要冷凍能力がQ₁で着霜がないときは、SHはSHaとS
Hbとの間になるように制御されているが、着霜すると、
MV5の開度は小さくなり、下限SPMV1より小さくなる毎に
目標SHは徐々に小さくする。そして、着霜が進行してQm
axSHにおいてMV5が全閉になっても必要冷凍能力を発揮
できなくなると、制御対象空気温度は設定温度より上昇
してしまう。そこで、設定SHがQmaxSHに到達したとき、
設定SHをQmaxSHに固定する。すると、MV5の開度が更に
小さくなり、MV5の開度が所定の開度以下となって所定
時間経過するとデフロストが開始される。

かくして、冷凍装置の運転中においても自由に目標SHが
変更することによって冷凍能力を変更することができ、
更に、MV5の開度を変更することによって冷凍能力の制
御範囲が拡大される。そして、設定された目標SHとMV5
の開度状態により冷凍能力の限界を判断してこれをフロ
スト信号として用いてデフロスト運転を開始する。

（考案の効果）本考案においては、膨張弁を蒸発器出口の冷媒過熱度を
過熱度目標値になるように制御する電子式膨張弁とする
とともに制御対象温度とその設定温度との偏差を検知し
て上記ホットガスバイパス制御弁の開度を決定する手段
と、決定されたホットガスバイパス制御弁の開度に応じ
て上記過熱度目標値を設定する手段と、所定の過熱度目
標値の下で運転中上記ホットガスバイパス制御弁が所定
開度以下を所定時間保持したときデフロスト手段にデフ
ロスト指令する手段を設けたので、蒸発器への着霜が進
行して冷凍装置の冷凍能力が低下した時点でデフロスト
を行うことができる。従って、制御対象温度がその設定
温度から大きく外れるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の１実施例を示し、第１図
は冷凍装置の系統図、第２図は制御ブロック図、第３図
制御フローチャート、第４図はホットガスバイパス制御
弁の開度及び過熱度の変化に対する冷凍能力の変化を示
す線図、第５図は蒸発器に着霜した場合の冷凍能力の変
化を示す線図である。第６図は従来の冷凍装置の系統図
である。圧縮機……１、凝縮器……２、電子式膨張弁……13、蒸
発器……３、バイパス回路……９、ホットガスバイパス
制御弁……５、制御器……15、制御対象温度検知器……
８、冷媒圧力検知器……14、冷媒温度検知器……12、ホ
ットガスバイパス制御弁の開度決定手段……22、過熱度
目標値設定手段……26、電子式膨張弁駆動手段……27、
デフロスト開始タイマ……28、デフロスト制御手段……
29、デフロスト用電気ヒータ……11

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者山下敏雄愛知県西春日井郡西枇杷島町字旭町３丁目１番地三菱重工業株式会社エアコン製作所内 (72)考案者高橋利昌愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器、膨張
弁、蒸発器をこの順に経て上記圧縮機に循環せしめ、冷
却能力の調整時には上記圧縮機から吐出された冷媒ガス
の一部をホットガスバイパス制御弁を有するバイパス路
を経て上記蒸発器に導く冷凍装置において、上記膨張弁
を上記蒸発器出口の冷媒過熱度を過熱度目標値になるよ
うに制御する電子式膨張弁とするとともに制御対象温度
とその設定温度との偏差を検知して上記ホットガスバイ
パス制御弁の開度を決定する手段と、決定されたホット
ガスバイパス制御弁の開度に応じて上記過熱度目標値を
設定する手段と、所定の過熱度目標値の下で運転中上記
ホットガスバイパス制御弁が所定開度以下を所定時間保
持したときデフロスト手段にデフロストを指令する手段
を設けたことを特徴とする冷凍装置。