JPS63243674A - 冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、冷凍用、冷蔵用貯蔵庫の庫内などを冷却する
ために用いられる冷却システム、又はバイオ、半導体な
ど高い温度精度を必要とする冷却システムに関するもの
である。

（ロ）従来の技術 一般に従来の冷却システムとしては、特公昭４８−１５
８８３号公報に記載されているようなものがあった。こ
の公報に記載されていたものは、冷房機械、冷凍機械等
に使用する圧縮機と送風機とを同一の感温素子で制御し
たものであり、感温素子の検出する温度値に基づいて蒸
発器用の送風機の回転数を変えるものであった。すなわ
ち、温度値が高い時には送風機の回転数を高くし、温度
値が低い時には回転数を低くするものであった。

同時に圧縮機の運転／停止もこの温度値に基づいて行な
われるものであった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 以上のような従来の技術では、送風機の風量が変化する
ため庫内を循環する空気の温度も変わるものであった。

すなわち、蒸発器の蒸発温度は主に圧縮機の能力と凝縮
器の能力又は凝縮器の周囲温度に左右きれるものであり
、これらの能力又は周囲温度の条件を一定にするとこの
蒸発温度ははぼ一定の温度となる。また能力又は周囲温
度の条件が一定にならない時には、減圧装置の絞り量を
調節しても蒸発温度をほぼ一定の温度にすることができ
る。このように蒸発器の蒸発温度（蒸発器の表面温度）
が一定で、この蒸発器と熱交換する空気の量を増やせば
庫内を循環する空気の温度は高くなり、反面この蒸発器
と熱交換する空気の量を減らせば庫内を循環する空気の
温度は低くなる。

従って、従来の技術では送風機の送風量が変化すること
により、庫内を循環する空気の温度が変化し、庫内の温
度はこの循環する空気の温度変動幅に合わせて変動する
ものであった。この時、圧縮機の運転／停止が同時に行
なわれれば、この空気の温度変動幅がさらに大きくなる
ものであった。

また、このような従来技術では、単に庫内を冷やすこと
が主な目的であり、送風機により庫内を循環する空気の
温度は冷却効率を考慮すると庫内の設定温度より５度以
上低くなるように送風機の送風量が設定されていた。庫
内に冷却負荷がある時にはこの負荷の熱容量で庫内の温
度変動が遅くなり、この冷却負荷の温度は設定値と設定
値−５度との間を常に変動するものであった。尚、庫内
を循環する空気の温度を低くすれば、この冷却負荷の温
度変動幅はきらに大きくなるものであった。

さらに、通常は庫内温度を検出するために用いるサーモ
スタットの応答速度が遅く、その分冷却負荷の温度変動
のオーバーシュート分が大きくなり、温度変動幅はさら
に大きくなってしまうものであった。

このように従来の技術では冷却負荷の温度変動幅を小さ
くするには限界があり、冷却負荷の温度変動幅をあまり
小さくできない問題点があった。

斯かる問題点に鑑み、本発明は庫内の冷却負荷の温度変
動幅を従来技術より小さくする冷却システムを提供する
ものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次冷媒
配管で接続した冷凍サイクルを有し、この蒸発器と送風
機とを外部から閉された庫内に設け、蒸発器で冷却され
た空気を送風機で庫内に循環させるように成した冷却シ
ステムにおいて、庫内で発生する発生熱と、外部から庫
内に侵入する侵入熱と、庫内空気の比熱とが の関係を満たすように送風機の送風量を設定するもので
ある。

（＊）作用 以上のようにして送風機の送風量を設定すれば、庫内を
循環する空気の温度が設定温度近くの温度になり庫内の
冷却負荷の温度変動幅を小さくすることができるもので
ある。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
は冷却システムの概略図であり、１は圧縮機、２は凝縮
器、３は膨張弁、４は蒸発器であり、これらを順次配管
接続して冷凍サイクルを構成している。５は前記冷凍サ
イクルに夫々接続させた除霜ユニットで、該ユニットは
圧縮機１と凝縮器２との間の配管６，７に接続する接続
配管端部８，９とを有する熱交換部１０と蒸発器４と圧
縮機１との間の配管１１．１２に接続する接続配管端部
１３，１４とを有する熱交換部１５とを夫々熱交換的に
接続した蓄熱槽１６と、前記熱交換部１５に直列に設け
た吸入圧力調整弁１７と、該吸入圧力調整弁と熱交換部
１５とに並列に設けた電動弁１８を有する短絡管１９と
、前記凝縮器２に並列に入口側に三方切換電磁弁２０を
出口側にエジェクター接続部２１を設は膨張弁３に接続
する接続配管端部２２を有するホットガスバイパス管２
３と、前記エジェクター接続部２１に接続する電磁弁２
４と逆止弁２５とを介して凝縮器２の出口側配管２６に
接続する接続配管端部２７と、前記三方切換電磁弁２０
と凝縮器２との間と蒸発器４の出口側とを接続する電磁
弁２８を有する冷媒回収管２９とから構成されている。

尚、３０は膨張弁３に並列に設けた電磁弁である。

また、３１は送風機であり、蒸発器４と共に庫３２の内
部に設けられている。送風機３１を運転することによっ
て、庫３２内の空気が蒸発器４で冷却され、かつ循環す
る。

圧縮機１は運転能力を最大８４５０　Ｋｃａｌ／　ｈ（
蒸発温度−１０℃）まで変えることができる。（例えば
インバータ装置を用いて圧縮機の回転数を変えるように
したものなど）この運転能力は、圧縮機１の吸込み側の
冷媒圧力が一定になるように調節きれるものである。

電動弁１８は、冷凍サイクル中の冷媒の流量を調整する
ものであり、温度検出器３３が検出する温度と庫内の設
定温度との差に基づいて、この電動弁１８の開度が変わ
るものである。尚、温度検出器３３は送風機３１の吸込
み側に設けられている。

このように構成された冷却システムでは、温度検出器３
３の検出値、及び圧縮機１の吸込み側の冷媒圧力に基づ
いて冷凍能力が変化し庫３２内の冷却負荷の変化に対応
するものである。

庫３２は約５８．３２ｍ”の体積があり、全外表面積が
約９６．１２ｍ”で、各面の熱通過率が０．３４Ｋｃａ
ｌ／　ｍ”ｈ℃である。

蒸発器４は温度差５°Ｃで熱交換する空気の風量を約４
．８Ｋｍ”／ｈとした時に約４５００　Ｋｃａｌ／　ｈ
の熱交換能力を有している。

外気温度が約３０’Ｃ，入庫品の重さが０．３ｋｇ、比
熱が８６０　Ｋｃａｌ／　ｋｇ　、このような条件の下
で庫３２内の温度設定値（ＴＳ）を−１，５°Ｃにする
。（庫内の空気を約Ｏ℃とすると、その比熱は約０．２
４１Ｋｃａｌ／ｋｇ、比重は約１．２５１ｋｇ　／　ｍ
”である。）この時、庫３２への外部からの侵入熱は侵
入熱−熱通過率×全外表面積×（外気温度一温度設定値
） ＝　１．０２９Ｋｃａｌ／　ｈ 同様に庫３２の発生熱（入庫品の冷却熱を除く）は 発生熱−入庫品の重さ×入庫品の比熱 ＝　２５８　Ｋｃａｌ／　ｈ 庫内空気の熱量は 熱量−空気の比熱×空気の比重 ＝　０．３０１５ 従って、 となる。

第２図は上記の冷却システムを実際に運転した場合の庫
３２内の温度変化を示す説明図である。

この図において縦軸は温度、横軸は時間の経過を表わし
ている。庫内が安定した状態（〜時刻１＋）では、温度
変動幅がほとんどない状態で安定している。時刻１．〜
時刻ｔ、は除霜運転中である。（蒸発器４に付着した着
霜を取り除く運転である。）この除霜運転により庫内温
度が上昇するが、時刻塘で除霜運転が終了すると、庫内
温度は速やかに設定温度ｔ、に近づき、その後の温度変
化はほとんどなくなる。

（ト）発明の効果 以上のように庫内の空気を循環させる送風機の送風量を
以下の関係を満足するように設定することによって、 庫内の空気の循環量が多くなり、庫内の温度変動に対す
る追従性が向上ｌすると共に、吐出空気と設定温度との
差も小さくでき庫内の温度変動幅を小さくできる。

また、蒸発器で熱交換した後に吐出される吐出空気温度
と庫内温度との差が小きくなることによって、庫内の温
度分布も小きくなり庫内の温度むらを抑制できる。また
、本発明のシステムは直接膨張式の蒸発器を用いて庫内
を直接冷却することができ、中間にブラインなどの媒体
を用いるシステムに比べ極めて簡単に高精度のシステム
を構成することができるものです。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すシステムの概略図、第２
図は第１図に示したシステムを用いた時−の庫内の温度
変化を示す説明図である。 １・・・圧縮機、　２・・・凝縮器、　３・・・減圧装
置、４・・・蒸発器、　　３１・・・送風機、　　３２
・・・庫。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を順次冷媒配
   管で環状に接続した冷凍サイクルを有し、この蒸発器と
   送風機とを外部から閉された庫内に設け、蒸発器で冷却
   された空気を送風機で庫内に循環させるように成した冷
   却システムにおいて、庫内で発生する発生熱と、外部か
   ら庫内に侵入する侵入熱と、庫内空気の比熱とが （侵入熱＋発生熱）／（送風機の送風量×庫内空気の熱
   量）＜１．０の関係を満たすように送風機の送風量を設
   定することを特徴とする冷却システム。