JPH09269165A - 冷凍装置、マルチクーリングユニット及びクーラの除霜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備費が安価でクーラの除霜効率の良いマル
チクーリングユニットおよびその除霜方法を提供する。 【解決手段】 １台の圧縮機１０によって並列運転され
る多数のクーラ１２を循環連通する冷媒回路１３にホッ
ト冷媒ガスを供給する除霜回路１６を設け、冷媒回路１
３の各クーラ１２への冷媒供給分岐点１４ｂより上流側
にバルブキットＢ１８を設け、分岐された冷媒供給回路
１４ａと冷媒戻り回路１５、およびこの冷媒戻り回路１
５へのホット冷媒ガスを供給する除霜回路１６とを動作
させるバルブキットＡ１７を各クーラ１２毎に設け、冷
却動作および除霜動作を切換えて行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍装置、大型
冷凍倉庫等に使用するマルチクーリングユニットおよび
その除霜方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７〜図１９は従来の大型冷凍倉庫の
クーリングユニットを示すものであり、図１７はクーラ
の配置図、図１０はクーラの冷媒回路図、図１１はクー
ラの部分詳細図である。図において、１は大型冷凍倉庫
の隔壁された複数の冷凍室、２は各冷凍室１に配設され
たクーリングユニットで、圧縮機３、凝縮器４、膨張弁
５およびクーラ６を連通して冷媒を循環させる冷媒管
７、液用電磁弁８、サーモバンク９、吸入圧力調整弁１
０、ホットガス用電磁弁１１から構成されている。４ａ
は凝縮器４の外気ファン、６ａはクーラ６で蛇行状に設
けられた冷媒管７の外周に微細間隔で装着された冷却フ
ィン、６ｂは内気ファンである。

【０００３】次に、上記ユニットの動作について説明す
る。圧縮機３で圧縮された冷媒は高温高圧のホット冷媒
ガスとなり、凝縮器４において外気ファン４ａで送風さ
れた外気と熱交換して液化する。この高圧の冷媒液は膨
張弁５で供給量制御を行うと共に低圧に減圧されてクー
ラ６に供給される。クーラ６において、上記減圧された
冷媒液は内気ファン６ｂによって送風された冷凍室１内
の空気と熱交換してガス化し、上記空気を冷風として冷
凍室１内に送風して貯蔵されている冷凍物を冷凍保存す
る。上記ガス化した低圧冷媒ガスは圧縮機３に吸入され
て再び上記サイクルを繰返す。この時、圧縮機３より吐
出された冷媒ガスはサーモバンク９を連通して凝縮器４
に流れ、サーモバンク９内に廃熱を蓄える。また、冷凍
室１内の温度が所定温度に達すると図示しない温度セン
サーの検知指令により圧縮機３の運転動作が停止し、液
用電磁弁８が閉止する。さらに、上記冷却運転を長時間
続行するとクーラ６の冷却管７および冷却フィン６ａに
霜が生成し、クーラ６の熱交換効率が低下するので、定
期的に液用電磁弁８を閉じ、ホットガス電磁弁１１を開
き、圧縮機３からのホット冷媒ガスをクーラ６へ供給
し、霜を溶かす。そして、このホット冷媒ガスはクーラ
６で冷却液化されるが、サーモバンク９に蓄えられた熱
により完全ガス化して圧縮機１へ吸入される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のクーリングユニ
ットは以上のように構成されており、各冷凍室１におい
て圧縮機３とクーラ６の配置は１：１となるので、高価
な圧縮機３が多数必要となり、設備費が増大していた。
また、クーラ６の除霜用として蓄熱のためのサーモバン
ク９がクーラ６と同数必要となって設備費が増し、か
つ、サーモバンク９の熱容量には限界があるなどの問題
点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、多数の圧縮機およびサーモバン
クを必要とせず、設備費が安価で除霜効率の良いマルチ
クーリングユニットを提供することを目的としており、
さらにこの装置に適した除霜方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る冷
凍装置は、冷媒回路のうちクーラと圧縮機とを連通する
冷媒戻り回路と、圧縮機の冷媒吐出側との間に除霜回路
を設けると共に、クーラの冷却動作時には凝縮器から膨
張弁を介して供給された冷媒がクーラから冷媒戻り回路
を通じて圧縮機に戻され、クーラ除霜動作時には圧縮機
から除霜回路を通じてクーラに冷媒ガスが供給されるよ
うにバルブ切換手段Ａにより冷媒回路を切換動作させる
ものである。

【０００７】請求項２の冷凍装置は、冷媒回路のうちク
ーラと圧縮機とを連通する冷媒戻り回路と、圧縮機の冷
媒吐出側との間に除霜回路を設けると共に、凝縮機出口
側とクーラとの間に冷媒流量を調整する低圧回路を設
け、低圧回路にバイパスするためのバルブ切換手段Ｂを
設けたものである。

【０００８】請求項３のマルチクーリングユニットは、
高温高圧の冷媒ガスを吐出する圧縮機と、圧縮機からの
冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、凝縮器からの液状冷媒
が冷媒供給回路、膨張弁を介して並列的に供給される複
数のクーラと、クーラからの冷媒を圧縮機に戻す冷媒戻
り回路を備え、冷媒戻り回路と圧縮機の冷媒吐出側との
間に除霜回路を設け、クーラの冷却動作時には冷媒を冷
媒供給回路を介してクーラに供給すると共に冷媒戻り回
路を通じて圧縮機に戻し、クーラ除霜動作時には圧縮機
から除霜回路を通じてクーラに冷媒ガスを供給するよう
に冷媒供給回路、冷媒戻り回路、及び除霜回路を切換動
作するバルブ切換手段Ａを設け、凝縮器出口側でかつ複
数のクーラへの冷媒供給分岐点より上流側に、冷媒流量
を調整する低圧回路にバイパスするためのバルブ切換手
段Ｂを設けたものである。

【０００９】請求項４の発明は、上記複数のクーラを１
部屋内に分散して配置させた。

【００１０】請求項５の発明は、上記複数のクーラを隔
離された部屋毎に分散して配置させた。

【００１１】請求項６の発明は、膨張弁とクーラ間の冷
媒供給回路と、除霜回路との間に開閉制御可能なバルブ
を有するバイパス回路を設けた。

【００１２】請求項７の発明は、凝縮器に大気中の空気
を送風するファンにおいて、いずれかのクーラの除霜動
作中には、ファンの回転数を低速回転するようにした。

【００１３】請求項８のクーラの除霜方法は、クーラの
冷媒戻り回路側からホット冷媒ガスが供給される工程
と、上記クーラの冷媒供給回路側からホット冷媒ガスが
供給される工程からなる。

【００１４】請求項９のマルチクーリングユニットにお
けるクーラの除霜方法は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁
を介して並列的に接続された複数のクーラと、クーラか
らの冷媒を圧縮機に戻す冷媒戻り回路と、圧縮機からの
冷媒ガスをクーラに供給する除霜回路を備えたものにお
いて、除霜する所定のクーラへのホット冷媒ガスを供給
する工程と、上記工程と同時に冷却動作停止中のクーラ
の稼働を再開させ残りのクーラを稼働させる工程とから
なる。

【００１５】請求項１０のクーラの除霜方法は、冷媒戻
り回路からクーラへホット冷媒ガスを供給する工程と、
このホット冷媒ガス供給を停止させるホット冷媒ガス供
給中断工程と、上記停止期間中に上記ホット冷媒ガスが
変態した冷媒液をクーラから冷媒戻り回路にガス化させ
て流入させる冷媒ガス戻し工程とからなる。

【００１６】請求項１１のマルチクーリングユニットに
おけるクーラの除霜方法は、圧縮機と、凝縮器と、膨張
弁を介して並列的に接続された複数のクーラと、クーラ
からの冷媒を圧縮機に戻す冷媒戻り回路と、圧縮機から
の冷媒ガスをクーラに供給する除霜回路を備えたものお
いて、除霜するクーラへホット冷媒ガスを供給する工程
と、冷媒供給回路の冷媒を減圧させる低圧回路工程と、
上記ホット冷媒ガスのクーラでの液化工程と、液化され
た冷媒液を上記低圧回路によって他のクーラに供給する
冷媒供給工程とからなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１は実施の形態１によるマルチクーリ
ングユニットを示す冷媒回路図、図２は図１のマルチク
ーリングユニットの配置例を示す構成図である。図にお
いて、１０は冷媒回路に圧縮した冷媒を供給する大型の
圧縮機であり、例えば大型冷凍倉庫の機械室に設置され
ている。１１は当該大型冷凍倉庫の屋外、例えば屋上に
設置された大形の凝縮器であり、大気中の空気を送風す
る外気ファン１１ａが装着されている。１２（１２Ａ,
１２Ｂ,１２Ｃ,…）は多数の冷凍室１に例えば１個ずつ
装着され内気ファン１０１２を有するクーラ、１３ａは
各冷凍室１の冷媒供給回路に接続されている膨張弁であ
る。

【００１８】１３は上記圧縮機１０、凝縮器１１、クー
ラ１２および膨張弁１３ａを連通循環する冷媒回路であ
り、冷媒供給回路１４（図の実線）および冷媒戻り回路
１５（図の点線）から構成されている。冷媒供給回路１
４は冷媒供給分岐点１４ｂから分岐冷媒供給回路１４ａ
を介して各クーラ１２（１２Ａ,１２Ｂ,１２Ｃ,…）に
連通され、冷媒戻り回路１５は各クーラ１２（１２Ａ,
１２Ｂ,１２Ｃ,…）から圧縮機１０に連通されている。
１６はホット冷媒ガス供給回路となる除霜回路（図の一
点鎖線）を示し、クーラ１２（１２Ａ,１２Ｂ,１２Ｃ,
…）からの冷媒戻り回路１５と圧縮機１０の冷媒吐出側
の冷媒回路１３とを分岐連通するように設けられ、冷媒
回路１３側には共通の電磁弁１６ａが設けられている。

【００１９】１７（１７Ａ,１７Ｂ,１７Ｃ,…）は各ク
ーラ１２（１２Ａ,１２Ｂ,１２Ｃ,…）毎に設けられた
バルブキットＡである。このバルブキットＡには、分岐
冷媒供給回路１４ａに電磁弁１４ｃ及び膨張弁１３ａ
が、この電磁弁１４ｃ及び膨張弁１３ａのバイパス回路
１４ｄに逆止弁１４ｅが設けられ、また冷媒戻り回路１
５に電磁弁１５ａが設けられ、分岐された除霜回路１６
毎に電磁弁１６ｂが設けられている。また、上記除霜回
路１６の上流側には除霜回路１６を開閉する電磁弁１６
ａが設けられている。

【００２０】１８は冷媒供給回路１４の凝縮器１１と冷
媒供給分岐点１４ｂの間に設けられたバルブキットＢで
あり、このバルブキットＢには、冷媒供給回路１４の電
磁弁１８ａと、この電磁弁１８ａのバイパス回路となる
低圧回路１８ｂに電磁弁１８ｃと、ニードル弁からなる
流量調整弁１８ｄとが設けられている。１９は各冷凍室
１内に設けられた温度センサであり、この温度センサ１
９で検知された温度に基づき制御コントローラ１００を
介して例えば分岐冷媒供給回路１４ａの電磁弁１４ｃを
電気的に開閉制御する。１００は制御コントローラであ
り、温度センサ１９等からの情報を受けて、バルブキッ
トＡ及びバルブキットＢ内の各電磁弁、除霜回路１６の
電磁弁１６ａを開閉制御する役割を果す。

【００２１】次に、実施の形態１のマルチクーリングユ
ニットの動作について説明する。図３はクーラ１２Ｂの
冷却動作を示す冷媒回路図、図４はクーラ１２Ｂの除霜
動作を示す冷媒回路図、図５はクーラ１２Ｂの冷却動作
及び除霜動作時の各電磁弁の開閉状態を示すタイミング
チャート図である。

【００２２】まず、図３及び図５により、クーラ１２Ｂ
の冷却動作について説明する。圧縮機１０で圧縮された
冷媒は高温高圧のホット冷媒ガスとなり冷媒回路１３に
よって凝縮器１１へ送られる。そして、凝縮器１１にお
いて上記冷媒ガスは外気ファン１１ａにより送風された
外気と熱交換されて液化する。なお、この場合、除霜回
路１６の電磁弁１６ａは閉状態になっている。クーラ１
２Ａ,１２Ｂ,１２Ｃ,…のいずれもが除霜動作を行って
いない場合は、バルブキット１８の冷媒供給回路の電磁
弁１８ａが開、低圧回路の電磁弁１８ｃが閉となってお
り、上記高圧の冷媒液は、冷媒供給回路１４の開状態の
電磁弁１８ａを介して冷媒供給分岐点１４ｂから各クー
ラの分岐冷媒供給回路１４ａに供給される。クーラ１２
Ｂが冷却動作を行っている場合、バルブキット１７Ｂの
電磁弁１４ｃは開状態となっており、分岐冷媒供給回路
１４ａに供給された上記高圧冷媒液は開状態の電磁弁１
４ｃを経て膨張弁１３ａに供給される。そして膨張弁１
３ａにより供給量制御が行われると共に低圧に減圧され
てクーラ１２Ｂに供給される。クーラ１２Ｂでは、内気
ファン１０１２によって送風された冷凍室内の空気と冷
却管および冷却フィンを介して熱交換されてガス化さ
れ、冷媒戻り回路１５に戻される。クーラ１２Ｂが冷却
動作を行っている時には、バルブキット１７Ｂの冷媒戻
り回路の電磁弁１５ａが開状態、除霜回路の電磁弁１６
ｂが閉状態となっているので、上記熱交換されたガスは
冷媒戻り回路１５の開状態の電磁弁１５ａを介して圧縮
機１０に戻される。一方、クーラ１２Ｂで冷却された冷
凍室内の空気は、貯蔵されている冷凍物を冷凍保存す
る。また、冷凍室１内の温度が設定温度に達すると温度
センサー１９の検知指令により、制御コントローラ１０
０が分岐冷媒供給回路１４ａの電磁弁１４ｃが閉動作
し、クーラ１２Ｂへの冷媒の供給を停止する。また、冷
凍室１内の室温が上昇すると、温度センサー１９の検知
指令により、制御コントローラ１００が電磁弁１４ａが
開動作させて、冷媒を膨張弁１３ａを介してクーラ１２
Ｂに供給して冷却動作を再開する。なお、上記ではクー
ラ１２Ｂの冷却動作について説明したが、その他のクー
ラ１２Ａ，１２Ｃ…でも同様である。

【００２３】次に、図４及び図５により、クーラ１２Ｂ
の除霜動作について説明する。上記冷却動作を長時間続
行するとクーラ１２の冷却管および冷却フィンに霜状の
氷が生成付着する。この着霜は、過去のデータによりク
ーラ１２の運転時間、又は温度センサー１９のＯＮ動作
つまり分岐冷媒供給回路１４ａの電磁弁１４ｃのＯＮ動
作時間によりその程度が推定判断される。上記多数のク
ーラ１２のうち、いずれかのクーラ１２Ｂの分岐冷媒供
給回路１４ａの電磁弁１４ｃのＯＮ動作時間が所定の設
定値に達すると、着霜されたと判断し（図５のＴ１時
刻）、制御コントローラ１００からの電気指令によりホ
ット冷媒ガス供給回路となる除霜回路１６の電磁弁１６
ａが開動作する。更に、上記着霜したクーラ１２Ｂにお
けるバルブキット１７Ｂの分岐冷媒供給回路１４ａの電
磁弁１４ｃと冷媒戻り回路１５の電磁弁１５ａとが閉動
作され、分岐された除霜回路１６の電磁弁１６ｂが開動
作されてクーラ１２Ｂの冷媒戻り回路１５と回路接続す
る。これらの電磁弁の開閉制御により、圧縮機１０から
吐出された高温高圧冷媒ガスの一部は冷媒供給回路１３
から開状態の電磁弁１６ａを介して除霜回路１６に導入
される。そして、上記ホット冷媒ガスはバルブキット１
７Ｂの開状態の電磁弁１６ｂから着霜したクーラ１２Ｂ
に供給されて、当該ガスの保有する高温熱で冷却管およ
び冷却フィンに付着した霜状の氷を溶融して除霜する。
上記除霜動作によってホット冷媒ガスは温度が低下して
液状となり分岐冷媒供給回路１４ａの逆止弁１４ｅを介
して流出する。このように、他のクーラ１２Ａ，１２
Ｃ，…の冷却動作を続行しながら、所定の着霜したクー
ラ１２Ｂだけを除霜することができる。

【００２４】上記除霜動作において、冷媒供給回路１４
の低圧回路工程として、バルブキット１８の電磁弁１８
ａを閉動作させると同時に低圧回路１８ｂの電磁弁１８
ｃを開動作させ、冷媒液を低圧回路１８ｂ側に供給す
る。そうすると、冷媒液は低圧回路１８ｂの流量調整弁
１８ｄで絞られ流量を減じ圧力が低下した状態で冷媒供
給回路１４に戻される。このようにすると、上記除霜す
るクーラ１２Ｂへのホット冷媒ガス供給工程と液化工程
によりホット冷媒ガスが除霜動作によって液化されて冷
媒液となり、この冷媒液が上記減圧された冷媒供給回路
１４に流入容易になり、他の冷却動作するクーラに供給
する供給工程を形成して冷媒液を有効に利用することが
できる。

【００２５】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図６〜図８について説明する。図６は実施の形態
２におけるクーラ１２Ｃの除霜動作Ａを示す冷媒回路
図、図７は同じく除霜動作Ｂを示す冷媒回路図、図８は
電磁弁の開閉制御を示すタイミングチャート図である。
図において、２０はバルブキット１７において分岐され
た除霜回路１６の電磁弁１６ｂの上流側と分岐冷媒供給
回路１４ａの膨張弁１３ａの下流側とに連通するバイパ
ス回路であり、このバイパス回路２０には制御コントロ
ーラ１００により開閉制御される電磁弁２０ａが設けら
れている。そして、バイパス回路２０及び電磁弁２０ａ
により、除霜回路１６から供給されるホット冷媒ガスを
分岐冷媒供給回路１４ａを介してクーラ１２へ供給する
回路が形成される。なお、その他の構成は上記実施の形
態１と同様なので説明を省略する。

【００２６】次に、実施の形態２の除霜動作について、
クーラ１２Ｃを例に説明する。本実施の形態の除霜動作
は、図６又は図８で示す前半段階の除霜動作Ａと、図７
又は図８で示す後半段階の除霜動作Ｂに分けられる。ま
ず、除霜動作Ａ（前半段階）では、上記実施の形態１と
同様にして、制御コントローラ１００は、バルブキット
１８の冷媒供給回路の電磁弁１８ａを閉に、低圧回路の
電磁弁１８ｃを開にすると共に、ホット冷媒ガス供給回
路となる除霜回路１６の電磁弁１６ａを開動作させる。
更に、上記着霜したクーラ１２Ｃのバルブキット１７Ｃ
の冷媒供給回路１４ａの電磁弁１４ｃと冷媒戻り回路１
５の電磁弁１５ａとを閉動作し、除霜回路１６の電磁弁
１６ｂを開動作してクーラ１２Ｃの冷媒戻り回路１５と
接続する。この時、バイパス回路２０の電磁弁２０ａは
閉状態である。上記電磁弁の開閉制御により、圧縮機１
０から吐出された高温高圧冷媒ガスの一部は冷媒供給回
路１３から開状態の電磁弁１６ａを介して除霜回路１６
に導入され、バルブキット１７Ｂの開状態の電磁弁１６
ｂから着霜したクーラ１２Ｃに供給される。その結果、
ホット冷媒ガスの保有する高温熱で冷却管および冷却フ
ィンに付着した霜状の氷を溶融して除霜する。

【００２７】次に、除霜動作Ｂ（後半段階）では、制御
コントローラ１００は、クーラ１２Ｃのバルブキット１
７Ｃにおける除霜回路１６の電磁弁１６ｂと分岐冷媒供
給回路１４ａの電磁弁１４ｃとを閉動作し、バイパス回
路２０の電磁弁２０ａと冷媒戻り回路１５の電磁弁１５
ａとを開動作する。これによって、ホット冷媒ガスを分
岐冷媒供給回路１４ａからクーラ１２に供給するホット
冷媒ガスバイパス供給工程が形成され、クーラ１２Ｃを
冷媒供給回路側から除霜することができる。

【００２８】本実施の形態２において、ホット冷媒ガス
によるクーラ１２の除霜工程は、バルブキット１７の電
磁弁開閉動作により、前半段階は冷媒戻り回路１５から
ホット冷媒ガスがクーラ１２に供給され、後半段階は分
岐冷媒供給回路１４ａからクーラ１２に供給されること
となり、クーラ１２の蛇行状に屈曲した長い冷却管に着
霜した氷をホット冷媒ガスを両側から供給して除霜する
ことができる。これにより、ホット冷媒ガスを一側から
のみ供給して除霜すると、この除霜動作によりホット冷
媒ガスが次第に冷却液化して除霜に要する時間が長くか
かることになるのが、ホット冷媒ガスをクーラの両側か
ら供給することにより除霜を短時間でしかも効率的に行
うことができるようになる。

【００２９】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図９及び図１０について説明する。図９は実施の
形態３による外気ファンを有する冷媒回路図、図１０は
外気ファンの動作を示すタイミングチャート図である。
図において、１１ａは凝縮器１１に取付けられた外気フ
ァンであり、図示しない変速モータ又は高速、低速の２
段速モータにより駆動されるようになっている。なお、
その他の構成は上記実施の形態１と同様なので説明を省
略する。

【００３０】次に、実施の形態３の動作について説明す
る。クーラ１２の冷却運転中は、ホット冷媒ガスを冷媒
液に迅速に変化させて供給する必要があるために、外気
ファン１１ａを高速回動させて、外気を凝縮器１１に吹
き付けて熱交換を行っている。次に、いずれかのクーラ
１２に着霜が検知されると、上記実施の形態１と同様
に、バルブキット１８の電磁弁１８ａを閉に、低圧回路
の電磁弁１８ｃを開にすると共に、除霜回路１６の電磁
弁１６ａを開動作させる。更に、上記着霜したクーラ１
２のバルブキット１７の冷媒供給回路１４ａの電磁弁１
４ｃと冷媒戻り回路１５の電磁弁１５ａとを閉動作し、
除霜回路１６の電磁弁１６ｂを開動作させ、除霜回路１
６によって除霜動作がなされる。この際（図１０の時刻
Ｔ１）、外気ファン１１ａの回転を低速回動に切換えて
凝縮器１１への外気供給量を減少させる。これにより、
凝縮器１１でのホット冷媒ガスの凝縮量が減少し、従っ
て冷媒液の供給も減少して、上記クーラ１２の除霜動作
が容易となる。

【００３１】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図について説明する。本実施の形態４のマルチク
ーリングユニットの構成は、上記実施の形態１〜３と同
様であるのでその説明を省略する。多数の冷凍室１内に
夫々配設されたクーラ１２は、冷凍室１内に収納保存さ
れている冷凍貯蔵物に応じて冷却動作の続行または停止
のいずれかの状態にある。本実施の形態では、上記冷却
動作中のクーラ１２のうち、いずれかのクーラ１２が上
述の除霜運転に入ると、ホット冷媒ガスを供給する工程
と同時に、上記冷却動作停止中のクーラ１２の冷却動作
を強制的にＯＮ指令させて、残りのクーラ１２の全稼働
工程を形成させる。

【００３２】図１１のタイミングチャートにより、本実
施の形態４の動作を具体的に説明する。すなわち、時刻
Ｔ１までクーラ１２Ａ及びクーラ１２Ｂは冷却動作を行
っており、クーラ１２Ｃは冷却停止状態にあるとする。
そして、時刻Ｔ１においてクーラ１２Ｂが除霜動作に入
ると同時に、それまで冷却停止中であったクーラ１２Ｃ
を強制的に冷却動作に移行させる。なお、クーラ１２Ａ
はそのまま冷却動作を続行させる。

【００３３】このように、除霜運転するクーラ１２以外
の全てのクーラ１２を冷却動作させることにより、これ
ら冷凍室１の室内熱を冷媒によって熱移動させ、圧縮機
１０に戻る廃熱量を多くして、圧縮機１０から吐出され
るホット冷媒ガスを高温にして上記除霜を更に容易にさ
せる。

【００３４】実施の形態５．以下、この発明の実施の形
態５を図について説明する。図１２は本実施の形態５の
除霜動作を示す冷媒回路図であり、回路を構成する部分
は実施の形態１（図１，図２）と同様であるので説明を
省略する。図１３は本実施の形態５の冷却及び除霜動作
を示すタイミングチャート図である。

【００３５】実施の形態１と同様に、冷却動作中のクー
ラのうちいずれかのクーラ１２Ｂが時刻Ｔ１で除霜運転
に入ると、ホット冷媒ガスが除霜回路１６からバルブキ
ット１７Ｂの電磁弁１６ｂを介して分岐した冷媒戻り回
路１５に運ばれ、この冷媒戻り回路１５からクーラ１２
内に供給されて除霜動作を行う。この状態を示したのが
図１２の除霜動作１である。そして、上記除霜動作中
に、定期的に短時間例えば５〜１０秒間（図１３のΔＴ
時間）、バルブキット１７Ｂの除霜回路１６の電磁弁１
６ｂを閉動作すると同時に、冷媒戻り回路１５の電磁弁
１５ａを開動作させる。この状態を示したのが図１２の
除霜動作２である。上記設定時間ΔＴが経過した後、再
び、バルブキット１７Ｂの除霜回路１６の電磁弁１６ｂ
を開動作に、冷媒戻り回路１５の電磁弁１５ａを閉動作
に戻し、除霜動作１を行なう。

【００３６】すなわち、本実施の形態５では、クーラ１
２の冷媒戻り回路１５へのホット冷媒ガス供給工程によ
り除霜動作１を行ない、この除霜動作１中に定期的に短
時間ホット冷媒ガス供給中断工程を設けてこれを除霜動
作２とした。その結果、除霜動作１（ホット冷媒ガス供
給工程）では、ホット冷媒ガスがクーラ１２の除霜によ
って放熱凝縮して液化し、この冷媒液がクーラ１２内に
滞留して除霜を妨害することがあるが、除霜動作２（ホ
ット冷媒ガス供給中断工程）を設けることにより、上記
冷媒液を冷媒戻り回路１５に戻すと共に、上記戻り回路
１５内に残留するホット冷媒ガスでガス化させる冷媒ガ
ス戻り工程を形成し、全体として効率的な除霜動作を行
うことができる。

【００３７】実施の形態６．以下、この発明の実施の形
態６を図について説明する。図１４は本実施の形態６に
よるクーラ配置図であり、図１５は図１４の冷媒回路図
である。図において、２２は大形の冷凍室であり、クー
ラ１２が所定位置に分置されている。なお、その他の構
成は上記実施の形態と同様なので説明を省略する。上記
実施の形態では、各冷凍室１にクーラ１２が設置されこ
れらのクーラ１２が各冷凍室１を冷却していたが、本実
施の形態では、大形の冷凍室２２に貯蔵された冷凍物
を、分置された複数のクーラ１２により冷却させるよう
に構成する。そして、これらのクーラ１２は設置場所、
例えば、入口近傍または冷凍物の出庫、入庫によって冷
却動作状態または冷却停止状態に制御される。そして、
上記いずれかのクーラ１２が除霜時期に達すると、上記
実施の形態と同様に、着霜したクーラ１２だけにホット
冷媒ガスを供給して除霜動作を行う。この際、他のクー
ラ１２は上記除霜動作に関係なく冷却等の動作を継続し
ているので、大形冷凍室２２内の貯蔵物の冷却を阻害す
ることはない。

【００３８】その他の実施の形態．上記実施の形態にお
いては、圧縮機１台により冷媒を圧縮するものを示した
が、複数台の圧縮機を設けて負荷に応じて動作させても
良い。また、上記実施例では膨張弁１３ａとして機械式
の膨張弁を使用したが、電子式膨張弁を使用することも
可能であり、図１６に示すように双方向流通可能な電子
膨張弁１３ｂを使用すると逆止弁１４ｅが不要となる効
果がある。なお、図１６は電子式膨張弁１３ｂを使用し
た場合のクーラ１２の冷却時と除霜時の冷媒の流れを示
したものである。

【００３９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、設備費
が安価で除霜効率の良い冷凍装置、マルチクーリングユ
ニットを提供することができ、特に高価な圧縮機、サー
モバンクを多数必要とせず効率的なクーラの除霜ができ
る。

【００４０】またこの発明のマルチクーリングユニット
及びその除霜方法によれば、他のクーラの冷却動作を続
行しながら冷却効率を減ずることなく、所定のクーラの
み除霜することができる。

【００４１】さらに、除霜するクーラから発生した冷媒
液を他のクーラに供給することにより冷却効率を向上さ
せることができる。

【００４２】また、除霜時に圧縮機の起動・発停の必要
がなく、安定した冷却・除霜運転ができ、維持費が安価
となる。

【００４３】また、クーラの除霜動作を効率的に行うこ
とができ、除霜に要する時間を短縮することができる。

【００４４】特に、請求項９の発明によれば、クーラの
冷却運転による廃熱を除霜に利用するため、除霜時間が
短縮され省エネルギー化に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるマルチクーリ
ングユニットを示す冷媒回路図である。

【図２】 実施の形態１によるクーラ配置図である。

【図３】 実施の形態１のクーラの冷却動作を示す冷媒
回路図である。

【図４】 実施の形態１のクーラの除霜動作を示す冷媒
回路図である。

【図５】 実施の形態１の各電磁弁の開閉状態を示すタ
イミングチャート図である。

【図６】 実施の形態２のクーラの除霜動作Ａを示す冷
媒回路図である。

【図７】 実施の形態２のクーラの除霜動作Ｂを示す冷
媒回路図である。

【図８】 実施の形態２の各電磁弁の開閉状態を示すタ
イミングチャート図である。

【図９】 実施の形態３のマルチクーリングユニットの
冷媒回路図である。

【図１０】 実施の形態３のタイミングチャート図であ
る。

【図１１】 実施の形態４のタイミングチャート図であ
る。

【図１２】 実施の形態５のクーラの除霜動作を示す冷
媒回路図である。

【図１３】 実施の形態５のタイミングチャート図であ
る。

【図１４】 実施の形態６によるクーラ配置図である。

【図１５】 図１４の冷媒回路図である。

【図１６】 電子式膨張弁を使用した場合の冷媒の流れ
を示す図である。

【図１７】 従来のクーラの配置図である。

【図１８】 従来のクーラの冷媒回路図である。

【図１９】 図１８のクーラの部分詳細図である。

【符号の説明】

１０ 圧縮機、１１ 凝縮器、１２（１２Ａ,１２Ｂ,１
２Ｃ,…） クーラ、１３ 冷媒回路、１３ａ 膨張
弁、１３ｂ 電子式膨張弁、１４ 冷媒供給回路、１４
ａ 分岐冷媒供給回路、１４ｃ，１５ａ，１６ａ，１６
ｂ，１８ａ，１８ｃ，２０ａ 電磁弁、１４ｄ バイパ
ス回路、１４ｅ 逆止弁、１５ 冷媒戻り回路、１６
除霜回路、１７（１７Ａ,１７Ｂ,１７Ｃ,…） バルブ
キット、１８ バルブキット、１８ｂ 低圧回路、１８
ｄ 流量調整弁、１９ 温度センサー、２０ バイパス
回路、２１ 外気ファン、２２ 大形の冷凍室、１００
制御コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 淳一 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 北内 肇 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 井川 博 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 松岡 文雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と凝縮器と膨張弁とクーラとを連
   通循環する冷媒回路を備えた冷凍装置において、 上記冷媒回路のうちクーラと圧縮機とを連通する冷媒戻
   り回路と、圧縮機の冷媒吐出側との間に除霜回路を設け
   ると共に、 クーラの冷却動作時には凝縮器から膨張弁を介して供給
   された冷媒がクーラから上記冷媒戻り回路を通じて圧縮
   機に戻され、クーラ除霜動作時には圧縮機から上記除霜
   回路を通じてクーラに冷媒ガスが供給されるように冷媒
   回路を切換動作するバルブ切換手段Ａを設けたことを特
   徴とする冷凍装置。
2. 【請求項２】 圧縮機と凝縮器と膨張弁とクーラとを連
   通循環する冷媒回路を備えた冷凍装置において、 上記冷媒回路のうちクーラと圧縮機とを連通する冷媒戻
   り回路と、圧縮機の冷媒吐出側との間に除霜回路を設け
   ると共に、 凝縮機出口側とクーラとの間に設けた冷媒流量を調整す
   る低圧回路にバイパスするためのバルブ切換手段Ｂを設
   けたことを特徴とする冷凍装置。
3. 【請求項３】 高温高圧の冷媒ガスを吐出する圧縮機
   と、圧縮機からの冷媒ガスを凝縮させる凝縮器と、凝縮
   器からの液状冷媒が冷媒供給回路、膨張弁を介して並列
   的に供給される複数のクーラと、クーラからの冷媒を圧
   縮機に戻す冷媒戻り回路を備えたマルチクーリングユニ
   ットにおいて、 冷媒戻り回路と圧縮機の冷媒吐出側との間に除霜回路を
   設け、 クーラの冷却動作時には冷媒を冷媒供給回路を介してク
   ーラに供給すると共に冷媒戻り回路を通じて圧縮機に戻
   し、クーラ除霜動作時には圧縮機から除霜回路を通じて
   クーラに冷媒ガスを供給するように冷媒供給回路、冷媒
   戻り回路、及び除霜回路を切換動作するバルブ切換手段
   Ａを設け、 凝縮器出口側でかつ複数のクーラへの冷媒供給分岐点よ
   り上流側に、冷媒流量を調整する低圧回路にバイパスす
   るためのバルブ切換手段Ｂを設けたことを特徴とするマ
   ルチクーリングユニット。
4. 【請求項４】 上記複数のクーラは１部屋内に分散して
   配置したことを特徴とする請求項３記載のマルチクーリ
   ングユニット。
5. 【請求項５】 上記複数のクーラは隔離された部屋毎に
   分散して配置したことを特徴とする請求項３記載のマル
   チクーリングユニット。
6. 【請求項６】 膨張弁とクーラ間の冷媒供給回路と、除
   霜回路との間に開閉制御可能なバルブを有するバイパス
   回路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５の
   いずれか１項に記載の冷凍装置又はマルチクーリングユ
   ニット。
7. 【請求項７】 凝縮器に大気中の空気を送風するファン
   において、いずれかのクーラの除霜動作中には、上記フ
   ァンの回転数を低速回転するようにしたことを特徴とす
   る請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の冷凍装
   置又はマルチクーリングユニット。
8. 【請求項８】 冷媒供給回路から冷媒が供給されて冷却
   動作を行い、当冷媒が冷媒戻り回路から圧縮機に戻され
   るように構成されたクーラを除霜する方法であって、 上記クーラの冷媒戻り回路側からホット冷媒ガスが供給
   される工程と、上記クーラの冷媒供給回路側からホット
   冷媒ガスが供給される工程からなるクーラの除霜方法。
9. 【請求項９】 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁を介して並
   列的に接続された複数のクーラと、クーラからの冷媒を
   圧縮機に戻す冷媒戻り回路と、圧縮機からの冷媒ガスを
   クーラに供給する除霜回路を備えたマルチクーリングユ
   ニットにおけるクーラの除霜方法であって、 除霜する所定のクーラへのホット冷媒ガスを供給する工
   程と、上記工程と同時に冷却動作停止中のクーラの稼働
   を再開させ残りのクーラを稼働させる工程とからなるク
   ーラの除霜方法。
10. 【請求項１０】 冷媒供給回路から冷媒が供給されて冷
    却動作を行い、当冷媒が冷媒戻り回路から圧縮機に戻さ
    れるように構成されたクーラを除霜する方法であって、 冷媒戻り回路からクーラへホット冷媒ガスを供給する工
    程と、このホット冷媒ガス供給を停止させるホット冷媒
    ガス供給中断工程と、上記停止期間中に上記ホット冷媒
    ガスが変態した冷媒液をクーラから冷媒戻り回路にガス
    化させて流入させる冷媒ガス戻し工程とからなるクーラ
    の除霜方法。
11. 【請求項１１】 圧縮機と、凝縮器と、膨張弁を介して
    並列的に接続された複数のクーラと、クーラからの冷媒
    を圧縮機に戻す冷媒戻り回路と、圧縮機からの冷媒ガス
    をクーラに供給する除霜回路を備えたマルチクーリング
    ユニットにおけるクーラの除霜方法であって、 除霜するクーラへホット冷媒ガスを供給する工程と、冷
    媒供給回路の冷媒を減圧させる低圧回路工程と、上記ホ
    ット冷媒ガスのクーラでの液化工程と、液化された冷媒
    液を上記低圧回路によって他のクーラに供給する冷媒供
    給工程とからなるクーラの除霜方法。