JPH0792320B2 - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍モードインレンジの一定時間毎に蒸発器
のデフロスト運転をするようにした冷凍装置の運転制御
装置に係り、特にデフロスト運転時間の短縮対策に関す
る。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭59−197764号公報に開示される
如く、圧縮機、凝縮器を有する庫外ユニットと、蒸発器
を有する庫内ユニットとを備えた冷凍装置において、デ
フロストタイマにより、連続運転時間が一定値に達する
と、デフロスト指令信号を出力するとともに、デフロス
ト指令信号を受けたときには、吸入ガス圧力値が所定値
に達するまでデフロスト運転をすることにより、庫内の
蒸発器の着霜を除去して冷凍能力の低下を防止しようと
するものは公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来のコンテナ冷凍装置において、次の
ような問題がある。

すなわち、第５図に示すように、外気温度が高いときに
は比較的短時間にデフロスト運転が終了する（図中実線
の曲線における時刻T₂参照）。しかし、外気温度が低い
ときには、デフロスト運転が終了したかどうかの検知を
吸入ガス圧力が所定値以下になったかどうかで検知する
と、低外気温時は冷媒回路から外気への放熱量が多いの
で、デフロストに使用される供給熱量が減少し、吸入ガ
ス温度の上昇速度が低下する。したがって、デフロスト
運転時間が必要以上に長くかかることになる（図中破線
の曲線参照）。

一方、外気温度が低いときには、庫内の水分発生量が少
なくまた換気も行われないので、一般に着霜量は少な
い。ところが、上記のように長時間の間デフロスト運転
が行われると、デフロスト運転の際に放出される熱量は
蒸発器やドレンパン上の着霜を融解する以外にフレーム
等の温度上昇に消費され、温度上昇したフレーム等を再
び冷却するエネルギがさらに余分に必要となる。

上記のような問題は、特に冷凍モードのときに大きい。
すなわち、冷凍モードにおいては、通常、霜，氷の温度
やフレームの温度が低く、そのために、デフロスト運転
の終了を検知するデフロスト完了サーモの設定温度と霜
温度等との温度差が大きいからである。

したがって、外気温度が低いときには、必要以上のデフ
ロスト運転により消費電力の増大を招くとともに、庫内
温度の過上昇によりカーゴ品温度の上昇を招く虞れがあ
った。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、庫内の着霜量に影響する外気温度を圧縮機の冷凍
モードインレンジにおける積算稼働時間から推定し、そ
の結果に応じてデフロスト運転時間を短縮する手段を講
ずることにより、不必要なデフロスト運転時間を低減
し、もって、消費電力の節減とカーゴ品温度の過上昇の
防止とを図ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、第１の解決手段は、第1A図に
示すように、圧縮機（１）、凝縮器（３）、減圧機構
（５）及び蒸発器（６）を順次接続してなる冷凍回路
（９）とを備え、カーゴ品を収納した庫内を低温状態に
保持するための冷凍装置を前提とする。

そして、冷凍装置の運転制御装置として、上記圧縮機
（１）への吸入ガスの温度を検出する吸入ガス温度検出
手段（Ｔh5）と、冷凍モードインレンジの一定時間毎に
デフロスト指令信号を出力する信号出力手段（51）と、
該信号出力手段（51）からのデフロスト指令信号を受け
たとき、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔh5）で検出され
る吸入ガス温度が所定の設定温度以上になるまでの間、
上記蒸発器（６）のデフロスト運転をするよう制御する
通常デフロスト運転制御手段（52）と、圧縮機（１）の
冷凍モードインレンジにおける実稼働時間を積算する積
算手段（53）と、上記デフロスト指令信号を受けたとき
に上記積算手段（53）で積算される圧縮機（１）の積算
稼働時間が所定時間以下のときには、上記通常デフロス
ト運転制御手段（52）の制御を強制的に停止させるとと
もに、設定時間が経過しかつ上記吸入ガス温度が上記設
定温度よりも低い所定温度以上となるまでの間、デフロ
スト運転をするよう制御する低外気デフロスト運転制御
手段（54）とを設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、第1B図に示すように、上記第１の解
決手段と同様の冷凍装置を前提とし、冷凍装置の運転制
御装置として、上記第１の解決手段における信号出力手
段（51）と通常デフロスト運転制御手段（52）とを設け
るものとする。

さらに、圧縮機（１）の冷凍モードインレンジにおける
実稼働時間を積算する積算手段（53）と、上記デフロス
ト指令信号を受けたときに上記積算手段（53）で積算さ
れる圧縮機（１）の積算稼働時間が所定時間以下のとき
には、上記吸入ガス温度の設定温度を低くするよう変更
する変更手段（55）とを設ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、冷凍装置
の冷凍モードインレンジにおける運転中、一定時間が経
過する毎に信号出力手段（51）によりデフロスト運転指
令が出力され、通常デフロスト運転制御手段（52）によ
り、吸入ガス温度検出手段（Ｔh3）により検出される吸
入ガス温度が設定温度になるまでの間、蒸発器（６）の
着霜を除霜するデフロスト運転が行われる。

その場合、積算手段（53）により、冷凍モードインレン
ジにおける圧縮機（１）の実稼働時間が積算され、低外
気デフロスト運転制御手段（54）により、圧縮機（１）
の積算稼働時間が所定時間以下のときには、所定の設定
時間が経過して吸入ガス温度が上記設定時間よりも低い
所定温度以上になるまでの間デフロスト運転を行うよう
制御される。つまり、デフロスト運終了の判断となる吸
入ガス温度の設定温度が低く変更されたことになり、デ
フロスト運転の終了時期が早められる。一方、最低限設
定時間のデフロスト運転は保障されているので、デフロ
スト不良が生じる虞れはない。すなわち、低外気による
水分量の減少や外気に対する放熱量の減少で、必要以上
の長時間に亘るデフロスト運転を招くことなく、デフロ
スト運転が終了する。したがって、デフロスト運転時間
が短縮され、消費電力が節減されるとともに、不必要な
デフロスト運転の防止により、カーゴ品温度の過上昇が
防止されることになる。

請求項（２）の発明では、通常デフロスト運転制御手段
（52）により、信号出力手段（51）のデフロスト運転指
令信号に応じて、上記請求項（１）の発明と同様のデフ
ロスト運転制御が行われる。そして、積算手段（53）で
積算される圧縮機（１）の冷凍モードインレンジにおけ
る積算稼働時間が所定時間よりも低いときには、変更手
段（55）により、デフロスト運転を終了する基準となる
設定温度を低くするよう変更されるので、デフロスト運
転時間が短縮され、消費電力の節減とカーゴ品温度の過
上昇の抑制とがなされる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の第１実施例に係る冷凍コンテナ等に設
けられる冷凍装置の冷媒配管系統を示し、（１）は圧縮
機、（３）はファン（3a）を付設してなる凝縮器、
（４）はレシーバ、（５）は冷媒を減圧する減圧機構と
しての電子膨張弁、（６）はファン（6a）を付設してな
る冷凍庫内に配置される蒸発器、（７）は上記圧縮機
（１）への吸入冷媒中の液成分を除去するためのアキュ
ムレータであって、上記各機器は冷媒配管（８）により
冷媒の循環可能に接続されていて、凝縮器（４）で庫外
空気との熱交換により得た冷熱を移動させて蒸発器
（６）で庫内に放出するようにした冷凍回路（９）が構
成されている。

また、（２）は上記圧縮機（１）と凝縮器（３）との間
の冷媒配管（８）に介設された三方比例弁であり、（1
0）は一端が該三方比例弁（２）に接続され、他端が上
記凝縮器（３）、レシーバ（４）及び電子膨張弁（５）
をバイパスして蒸発器（６）の上流側の液ライン（8a）
に接続されたホットガスバイパス路であって、該ホット
ガスバイパス路（10）には、ドレンパンヒータ部（11）
が設けられている。すなわち、蒸発器（６）の着霜時、
上記三方比例弁（２）の調節により圧縮機（１）から吐
出されるホットガスの一部をホットガスバイパス路（1
0）側にバイパスさせて、ドレンパンヒータ部（11）を
加熱することにより、蒸発器（６）やドレンパン（図示
せず）の着霜を融解するようになされている。

また、装置にはセンサ類が配置されていて、（HPS）は
高圧側圧力を検出する高圧センサ、（Ｔh1）は蒸発器
（６）の液管温度を検出する液管センサ、（Ｔh2）は蒸
発器（６）のガス管温度を検出するガス管センサ、（Ｔ
h3）は蒸発器（６）の空気吸込口に配置され、吸込空気
温度を検出する吸込温センサ、（Ｔh4）は蒸発器（６）
の空気吹出口に配置され、庫内への吹出空気温度を検出
する吹出温センサ、（Ｔh5）は吸入管に配置され、吸入
ガス温度ｔを検出する吸入ガス温度検出手段としての吸
入管センサであって、上記各センサ類の信号はコントロ
ーラ（20）に信号線で接続されていて、該コントローラ
（20）により、冷凍装置の運転が制御されるようになさ
れている。

ここで、本実施例に係るコントローラ（20）の制御例に
ついて、第３図のフローチャートに基づき説明する。第
３図は冷凍モードインレンジにおける制御内容を示し、
ステップS₁で冷凍モードンインレンジにおける圧縮機
（１）の実稼働時間の積算を行って、ステップS₂でデフ
ロストタイマー（図示せず）から出力されるデフロスト
運転指令信号を受けると、ステップS₃でデフロスト運転
を開始して、ステップS₄で、圧縮機（１）の積算稼働時
間T₁が所定の設定時間α（例えば３時間程度の時間）よ
りも大きいか否かを判別する。そして、T₁＞αであれ
ば、ステップS₅に進んで、上記吸入管センサ（Ｔh5）で
検出される吸入ガス温度ｔを入力し、ステップS₆で吸入
ガス温度ｔがデフロスト完了サーモ（図示せず）の設定
温度t₁（例えば40℃程度の温度）以上になるまで待っ
て、t₁以上になると、ステップS₇でデフロスト運転を終
了する。

一方、上記ステップS₄における判別で、圧縮機（１）の
積算稼働時間t₁が設定時間αよりも大きいときには、ス
テップS₈に移行して、所定の設定時間Tsを有するデフロ
スト運転タイマ（図示せず）のカウントを開始し、ステ
ップS₉で吸入ガス温度ｔを入力して、ステップS₁₀,S₁₁
で吸入ガス温度ｔが０℃以上になり、かつデフロスト運
転タイマがカウントアップすると、ステップS₁₂でデフ
ロスト運転を終了する。

上記フローにおいて、ステップS₂により、冷凍モードイ
ンレンジの一定時間毎にデフロスト信号を出力する信号
出力手段（51）が構成され、ステップS₃〜S₇の制御によ
り、上記信号出力手段（51）からのデフロスト指令を受
けたとき、吸入ガス温度ｔが所定の設定温度t₁になるま
での間、蒸発器（６）とデフロスト運転を行うよう制御
する通常デフロスト運転制御手段（52）が構成されてい
る。

また、ステップS₁により、圧縮機（１）の冷凍モードイ
ンレンジにおける実稼働時間を積算する積算手段（53）
が構成され、ステップS₃,S₄からステップS₈〜S₁₂の制御
により、上記積算手段（53）で積算される圧縮機（１）
の積算稼働時間T₁が所定時間α以下のときには、上記通
常デフロスト運転制御手段（52）の制御を強制的に停止
させるとともに、設定時間Tsが経過し、かつ吸入ガス温
度ｔが設定温度t1よりも低い所定温度（０℃）以上にな
るまでの間、デフロスト運転をするよう制御する低外気
デフロスト運転制御手段（54）が構成されている。

したがって、本第１実施例では、冷凍装置の冷凍モード
インレンジにおける運転中、一定時間が経過する毎に信
号出力手段（51）によりデフロスト運転指令が出力さ
れ、通常デフロスト運転制御手段（52）により、吸入管
センサ（吸入ガス温度検出手段）（Ｔh3）により検出さ
れる吸入ガス温度ｔが設定温度t₁になるまでの間、上記
三方比例弁（２）の開度を調節して圧縮機（１）から吐
出されるホットガスの一部をホットガスバイパス路（1
0）のドレンパンヒータ部（11）にバイパスさせて、蒸
発器（６）の着霜を除霜するデフロスト運転が行われ
る。

その場合、第５図に示すように、外気温度が高いときに
は吸入ガス温度ｔの上昇も速く、デフロスト運転の開始
時刻Toから比較的短時間（例えば30分間程度の時間）が
経過した時刻T₂でデフロスト運転が終了する（図中実線
の曲線参照）が、外気温度が低い時には凝縮器（３）に
おける外気への放熱量が多いため、蒸発器（６）の除霜
のために供給される熱量が減少し、吸入ガス温度ｔの上
昇が少なくなるので、デフロスト運転時間が非常に長く
なる虞れを生じる（例えば90分間程度の時間、図中破線
の曲線参照）。一方、外気温度が低いときには、庫内の
水分量が比較的少なく、本来それほど長時間のデフロス
ト運転を行う必要はない。したがって、余分なデフロス
ト運転により、蒸発器（６）やドレンパンヒータ部（1
1）の着霜を融解するだけでなく、フレーム等の温度を
上昇させ、余分な熱量の供給により、消費電力量の増大
を招く虞れもある。

それに対して、本発明では、積算手段（53）により、冷
凍モードインレンジにおける圧縮機（１）の実稼働時間
が積算され、低外気デフロスト運転制御手段（54）によ
り、圧縮機（１）の積算稼働時間T₁が所定時間α以下の
ときには、所定の設定時間Tsが経過して吸入ガス温度ｔ
が所定温度（０℃）以上になるまでの間デフロスト運転
を行うよう制御される。すなわち、第５図に示すよう
に、設定時間Tsが経過したときにデフロスト運転が終了
することになり、デフロスト運転の短縮を図ることがで
き、消費電力の節減を図ることができるとともに、その
ような無駄なデフロスト運転を防止することで、庫内温
度の過上昇つまりカーゴ品温度の過上昇を防止すること
ができるのである。

なお、低外気デフロスト運転制御手段（54）によるデフ
ロスト運転において、デフロスト運転開始後設定時間が
経過しても、吸入ガス温度ｔが０℃に達しないうちはデ
フロスト運転が継続されるので、蒸発器（６）が除霜さ
れていないのにデフロスト運転が終了するようなことは
ない。

次に、第２実施例にについて説明する。本実施例でも、
冷媒回路の構造は上記第１実施例と同じである。本第２
実施例に係るコントローラ（20）の制御例について、第
４図のフローチャートに基づき説明する。まず、ステッ
プR₁〜R₃で上記第３図のステップS₁〜S₃と同様の制御を
行って、ステップR₄で圧縮機（１）の冷凍モードインレ
ンジにおける積算稼働時間T₁が所定値αよりも大きいか
否かを判別して、大きければステップR₅で、デフロスト
完了サーモ（図示せず）の設定温度t₁を標準値（例えば
40℃程度の値）に設定する一方、ステップR₄の判別でT₁
＞αでないときには、ステップR₆に移行して、上記設定
温度t₁を所定の変更値（例えば20℃程度の値）に変更す
る。その後、それぞれステップR₇に進んで吸入ガス温度
ｔを入力し、ステップR₈の判別で吸入ガス温度ｔが設定
値t₁以上になると、ステップR₉でデフロスト運転を終了
する。

上記制御のフローにおいて、ステップR₆により、圧縮機
（１）の積算稼働時間T₁が所定時間α以下のときには、
デフロスト運転を行う吸入ガス温度ｔの設定値を低くす
るよう変更する変更手段（55）が構成されている。

したがって、本第２実施例では、通常デフロスト運転制
御手段（52）により、上記第１実施例と同様のデフロス
ト運転制御を行われる。そして、積算手段（53）で積算
される圧縮機（１）の冷凍モードインレンジにおける積
算稼働時間T₁が所定時間α以下のときには、変更手段
（55）により、デフロスト運転を終了する基準となる設
定温度t₁を低くするよう変更されるので、デフロスト運
転時間が短縮され、上記第１実施例と同様の作用効果を
得ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、冷
凍装置において、冷凍モードインレンジにおける一定時
間ごとにデフロスト運転を行う場合、通常は吸入ガス温
度が所定の設定温度になるまでデフロスト運転を行う一
方、圧縮機の冷凍モードインレンジにおける積算稼働時
間が所定時間以下のときには、設定時間が経過し、かつ
吸入ガス温度が設定温度よりも低い所定温度になるまで
の間、デフロスト運転を行うようにしたので、デフロス
ト運転時間の短縮による消費電力の節減を図ることがで
きるとともに、不必要なデフロスト運転の防止により、
カーゴ品温度の過上昇を防止することができる。

請求項（２）の発明によれば、冷凍装置において、通常
は吸入ガス温度が設定温度以下になるまでデフロスト運
転を行う一方、冷凍モードインレンジにおける圧縮機の
積算稼働時間が所定時間以下のときには、デフロスト運
転を終了すると基準となる吸入ガス温度の設定温度を標
準の値よりも低い値に変更するようにしたので、上記請
求項（１）の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第1A図は請求項（１）の発明の構成を示すブロック図、
第1B図は請求項（２）の発明の構成を示すブロック図で
ある。第２図以下は本発明の実施例を示し、第２図は冷
凍装置の構成を示す冷媒配管系統図、第３図は第１実施
例に係る制御内容を示すフローチャート図、第４図は第
２実施例に係る制御内容を示すフローチャート図、第５
図は本発明の効果を示す説明図である。 １……圧縮機 ３……凝縮器 ５……電子膨張弁（減圧機構） ６……蒸発器 ９……冷凍回路 51……信号出力手段 52……通常デフロスト運転制御手段 53……積算手段 54……低外気デフロスト運転制御手段 55……変更手段 Ｔh5……吸入管センサ（吸入ガス温度検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機（１）、凝縮器（３）、減圧機構
   （５）及び蒸発器（６）を順次接続してなる冷凍回路
   （９）とを備え、カーゴ品を収納した庫内を低温状態に
   保持するための冷凍装置において、 上記圧縮機（１）への吸入ガスの温度を検出する吸入ガ
   ス温度検出手段（Ｔh5）と、 冷凍モードインレンジの一定時間毎にデフロスト指令信
   号を出力する信号出力手段（51）と、 該信号出力手段（51）からのデフロスト指令信号を受け
   たとき、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔh5）で検出され
   る吸入ガス温度が所定の設定温度以上になるまでの間、
   上記蒸発器（６）のデフロスト運転をするよう制御する
   通常デフロスト運転制御手段（52）と、 圧縮機（１）の冷凍モードインレンジにおける実稼働時
   間を積算する積算手段（53）と、 上記デフロスト指令信号を受けたときに上記積算手段
   （53）で積算される圧縮機（１）の積算稼働時間が所定
   時間以下のときには、上記通常デフロスト運転制御手段
   （52）の制御を強制的に停止させるとともに、設定時間
   が経過しかつ上記吸入ガス温度が上記設定温度よりも低
   い所定温度以上となるまでの間、デフロスト運転をする
   よう制御する低外気デフロスト運転制御手段（54）と を備えたことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
2. 【請求項２】圧縮機（１）、凝縮器（３）、減圧機構
   （５）及び蒸発器（６）を順次接続してなる冷凍回路
   （９）を備え、カーゴ品を収納した庫内を低温状態に保
   持するための冷凍装置において、 上記圧縮機（１）への吸入ガスの温度を検出する吸入ガ
   ス温度検出手段（Ｔh5）と、 冷凍モードインレンジの一定時間毎にデフロスト指令信
   号を出力する信号出力手段（51）と、 該信号出力手段（51）からのデフロスト指令信号を受け
   たときに、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔh5）で検出さ
   れる吸入ガス温度が設定温度以上になるまでの間、上記
   蒸発器（６）のデフロスト運転をするよう制御する通常
   デフロスト運転制御手段（52）と、 圧縮機（１）の冷凍モードインレンジにおける実稼働時
   間を積算する積算手段（53）と、 上記デフロスト指令信号を受けたときに上記積算手段
   （53）で積算される圧縮機（１）の積算稼働時間が所定
   時間以下のときには、上記吸入ガス温度の設定温度を低
   くするよう変更する変更手段（55）とを備えたことを特
   徴とする冷凍装置の運転制御装置。