JPS63263371A - 冷凍装置における除湿運転制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ホットガスバイパス路を備え、蒸発器にホッ
トガスをバイパスさせると共に、このバイパスするホッ
トガス圧力を利用して膨張弁の開度調節を行い、能力制
御を可能とした冷凍装置における除湿運転制御装置に関
する。

（従来の技術） 従来、圧縮機の吐出側から蒸発器側にホットガスバイパ
ス路を介装し、前記蒸発器にホットガスをバイパスさせ
ると共に、前記蒸発器に付設するファン風量を低風量か
ら高風量に増大し、かつ、前記バイパス路にバイパスす
るホットガス圧力を膨張弁の均圧管に導入してその弁開
度を絞り込み、前記蒸発器にバイパスさせるホットガス
の加Ｍｆｆｉに見合う液冷媒量を最適制御して、コンテ
ナや冷蔵庫等の庫内温度を、例えば−５℃〜−６℃以下
のフローズン領域から、−５℃〜−６℃より高い温度の
チルド領域に良好に制御できるようにしたものは、特開
昭５９−１２２８８３号公報等に既に開示されている。

又、特開昭６１−２９６５２号公報には、蒸発器の空気
吹出側であってドレンパフの上部位置に、ホットガスバ
イパス路の途中から分岐するドレンパンヒータを配設し
て、このヒータに、前記バイパス路にバイパスするホッ
トガスを経由させ、蒸発器のデフロストを行う時に、ド
レンパンも同時にデフロストできるようにしたものが開
示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 所で、チルド領域での運転時において、コンテナ等の庫
内に、肉類や野菜等の生鮮食料品が収容される場合には
、これら品物から水分が蒸発してしまわないように一般
に前記庫内を高湿度に保つ必要があるのだが、一方で前
記庫内に、ゆり根やチューリヂプ等の球根類あるいはコ
ーヒー豆といった品物が収容される場合には、逆に低湿
度に保つ必要が生じ、該チルド運転時において除湿運転
が必要となるのである。

しかして、上記した二つの従来技術を組合わせ、ホット
ガスバイパス路にホットガスをバイパスさせて低能力運
転即ちチルド運転を行う時に、ドレンパンヒータ側にホ
ットガスを流すという制御を行えば、とのヒータによる
再熱量を加味した温度分だけ余計に蒸発器で通過空気を
冷却でき、空気中の水分の凝縮量を増大できて除湿運転
が可能となることも考えられるのであるが、このチルド
運転時おいて除湿を行おうとした場合にも、膨張弁の均
圧管にホットガス量売 該膨張弁の絞り込みにより冷媒循環量が減少して蒸発器
での冷却量が減少すると共に、バイパス路を介してドレ
ンパンヒータ側に流すホットガス量も減少し、該ヒータ
での再熱量も大きく取れないため、結局、十分な除湿効
果をあげることはできないのであった。

しかも、チルド運転時にあっては、通常、蒸発器を通過
する空気が高風量に設定されるために一上記した膨張弁
から蒸発器に導入される冷媒循環量の減少と和項って、
蒸発器での冷却量が一層減少されることとなり、良好な
除湿は極めて困難であった。

本発明の目的は、フローズン域及びチルド域での各能力
制御運転と、蒸発器及びドレンパンのデフロスト運転と
が共に良好に行えるという従来技術の利点を活かしなが
ら、低能力運転時即ちチルド域での運転時に、庫内に収
容する品物の特性等に応じて良好な除湿運転が行える冷
凍装置における除湿運転制御装置を提供する点にある。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明では、圧縮機（１）から吐出するホットガ
スを凝縮器（２）を側路して蒸発器（５）に導くホット
ガスバイパス路（８）を設けると共に、該バイパス路（
８）のホットガスを膨張弁（４）の均圧管（４０）に導
入させて、ホットガス圧力により′該膨張弁（４）の開
度を調節して能力制御を可能とした冷凍装置における除
湿運転制御装置であって、前記蒸発器（５）の吹出側に
、前記バイパス路（８）のホットガスを導くドレンパン
ヒータ（８０）を配設して、除湿運転可能にすると共に
、湿度設定器（５０）と、湿度センサー（５２）と、除
湿運転時、前記湿度センサー（５２）の検出湿度が設定
値を上回る時、前記バイパス路（８）から前記均圧管（
４０）へのホットガスの導入を遮断して前記膨張弁（４
）の開度制御を解除する解除手段と、該解除手段による
解除後、前記センサー（５２）の検出湿度が前記設定値
を下回らない時、前記ファン（Ｆ）による蒸発器（５）
の通過風ｎを低下する風量調節手段とを設けたことを特
徴とするものである。

（作用） 湿度センサー（５２）による検出湿度が設定値を上回る
時、即ち、検出湿度が設定値に対し高くてもっと除湿を
行う必要がある時には、バイパス路（８）から均圧管（
４０）へのホットガスの導入が遮断されてホットガスに
よる膨張弁（４）の開度制御が解除されることとなるた
めに、蒸発器（５）に投じる液冷媒量が増加できて、該
蒸発器（５）での冷却量が増加できると共に、バイパス
路（８）側から均圧管（４０）に導入されていたホット
ガスが遮断されてドレンパンヒータ（８０）に流れるホ
ットガス量の減少もなくし得、該ヒータ（８０）での再
熱量も確保できるのであり、蒸発器（５）を通過する空
気を良好に冷却せして該空気から水分を良好に凝縮せし
めることができると共に、該蒸発器（５）でその除湿の
ために一旦余計に冷却せしめた空気温度をヒータ（８０
）で再熱できることとなって、結局、その除湿効率が向
上できるのである。

更に、上記したホットガスによる膨張弁（４）の開度制
御が解除された後にも、検出湿度が設定値を下回らずに
、更に除湿を行う必要がある時には、ファン（Ｆ）によ
る蒸発器（５）の通過風量が低下されることとなるため
に、蒸発器（５）の吸込側と吹出側との湿度勾配が大き
く取れると共に、風量低下に伴うファン（Ｆ）の入力低
減によりファンモータの発、熱等による通過空気の熱損
失等も少なくでき、上記した冷媒循環量の増加と和項っ
て、該蒸発器（５）での冷却量が一月増加されることと
なり、更に良好な除湿が行えるのである。

（実施例） 第１図に示すものは例えば冷凍コンテナ等に装備される
冷凍装置であり、圧縮機（１）の吐出ガス管（１１）側
から、ファン（Ｆ２）を付設する凝縮器（２）、受液器
（３）、均圧管（４０）及び感温筒（４４）をもつ感温
膨張弁（４）、ファン（Ｆ）を付設する蒸発器（５）、
アキュムレータ（６）を順次冷媒配管（１０）を介して
接続すると共に、前記吐出ガス管（１１）と蒸発器（５
）の入口側に介装する分流器（４５）との間に、ホット
ガス弁（７）を介して圧縮機（１）から吐出するホット
ガスを前記凝縮器（２）及び膨張弁（４）を側路して蒸
発器（５）に導くホットガスバイパス路（８）を設けた
ものである。

前記ホットガス弁（７）は、主として電圧に比例して前
記バイパス路（８）に対する弁開度を０％〜１００％に
制御可能とした電動式三方弁を用い、その電動部（２０
Ｍ）の駆動により、前記蒸発器（５）へのホットガスバ
イパス量を調節するようにしている。

又、前記膨張弁（４）の均圧管（４０）は、三方切換弁
（４３）並びに第１及び第２接続管（４１）（４２）を
介して、前記蒸発器（５）の出口側の低圧配管（１２）
と、前記バイパス路（８）とにそれぞれ接続し、前記均
圧管（４０）に、低圧圧力又はホットガス圧力を選択的
に導入させて、前記膨張弁（４）の弁開度を調節するよ
うにしている。

そして、チルド運転時には、前記ホットガス弁（７）を
バイパス路（８）に対して開き、かつ、その弁開度を、
コンテナ庫内の設定温度と、蒸発器（５）の吸込側に介
装するリターンセンサー（Ｒ８）又は吹出側に介装する
サプライセンサー（ＳＳ）による検出温度に基づいて所
ｍＰＩＤ制御し、バイパス路（８）に所定量のホットガ
スをバイパスすると共に、前記切換弁（４３）を、均圧
管（４０）と第２接続管（４２）とが連通ずるよう切換
えて、バイパス路（８）をバイパスするホットガスの圧
力を膨張弁（４）に導入させてその弁開度を調節する一
方、蒸発器（５）のファン（Ｆ）の風量を高風量側に設
定して、もって、蒸発器（５）に導入するホットガスの
加熱量に見合って、膨張弁（４）から蒸発器（５）に投
じられる液冷課全を設定し、庫内の設定温度と外気温度
いかんに拘わらず広い運転範囲内で良好な空調が行える
ようにしているのである。

尚、フローズン運転時には、前記ホットガス弁（７）の
バイパス路（８）に対する弁開度を０％としてホットガ
スのバイパスは行わないと共に、前記切換弁（４３）は
第１接続管（４１）側に切換えて、均圧管（４０）に低
圧圧力を導入し、かつ、前記ファン（Ｆ）の風量は低風
量側に設定しているのである。

しかして、以上の構成において、前記バイパス路（８）
の途中から、三方弁で構成する開閉機構（９）を介して
ドレンパンヒータ（８０）を分岐し、かつ、該ヒータ（
８０）をその短絡路（８１）に迂回杖に接続するのであ
り、前記切換機構（９）の切換えにより、前記バイパス
路（８）にバイパスさせるホットガスを、一旦前記ヒー
タ（８０）に経由させた後に蒸発器（５）にバイパスさ
せる場合と、前記ヒータ（８０）に経由させずに直接蒸
発器（５）にバイパスさせる場合とが選択できるように
するのである。

又、前記ヒータ（８０）は、ファン（Ｆ）による蒸発′
ｒＳ（５）の空気吹出側であって、該蒸発器（５）を通
過する空気からの結露水等を受止めるドレンパン（１５
）の上部に配設し、吹出空気の再熱と、ドレンパン（１
５）の解氷と゛が行えるようにするのである。

そして、フローズン領域からチルド領域にわたる能力制
御あるいはチルド領域での除湿制御等は、前記したホッ
トガス弁（７）、三方切換弁（４３）、及び開閉機構（
９）等の制御により行うのであり、これら弁手段の制御
は、前記圧縮機（１）及び凝縮器（５）に付設したファ
ン（Ｆ）等の発停制御と共に、第１図に示すコントロー
ラ（１００）を用いて行うのである。

前記コントローラ（１００）は、マイクロコンピュータ
等で構成するものであって、その入力側には、吸込及び
吹出空気温度を検出する前記各センサー（Ｒ８）（ＳＳ
）及びコンテナ庫内の設定温度を任意設定する温度設定
器（５３）を介装すると共に、前記庫内の設定湿度を任
意設定する湿度設定器（５０）と、前記蒸発器（５）を
通過する通過空気のリターン側の湿度を検出する湿度セ
ンサー（５２）、及びマニュアル操作で前記ヒータ（８
０）にホットガスを経由させる除湿指令スイッチ（５４
）を介装するのである。

又、出力側には、前記圧縮機（１）のモータ（ＭＣ）を
発停する電磁継電器（８８Ｃ）、蒸発器側ファン（Ｆ）
のモータ（ＭＦ）を発停する電磁継電器（８８Ｆ）並び
に該モータ（ＭＦ）を極数変更等により回転数を変化さ
せて蒸発器（５）への吹出空気を高風量と低風量とに切
換える電磁１シ 継電器（８８ＦＨ）、凝縮器側ファン（Ｆ２）のモータ
（ＭＦ２）を発停する電磁継電器（８８Ｆ２）、前記ホ
ットガス弁（７）の電動部（２０Ｍ）、前記切換弁（４
３）の切換え用リレー（２０ＲＥ）　、及び前記開閉機
１１（９）の切換え用リレー（２０ＲＤ）を介装するの
である。

尚、前記電磁継電器（８８Ｇ）（８８Ｆ）の通電回路に
は、吐出ガス管（１１）に配設する高圧圧力検出器（Ｈ
ＰＳ）並びに、圧縮機モータ（ＭＣ）の過電流リレー（
５１Ｃ）及びサーモスイッチ（４９Ｃ）を直列に介装し
ており、更に、ファン用の前記電磁継電器（８８Ｆ）に
は、そのファンモータ（ＭＦ）のサーモスイッチ（４９
ＣＦ）を直列に介装している。

そして、前記温度設定器（５３）の設定温度に応じてフ
ローズン又はチルド運転がなされるのであって、フロー
ズン運転時には、リターン又はサプライセンサー（Ｒ３
又はＳＳ）の検出温度と設定温度とを比較して、圧縮機
（１）及びファン（Ｆ）の発停制御つまりは電磁継電器
（８８Ｃ）（８８Ｆ）のオン／オフ制御がなされるので
あり、又、チルド運転時には、リターンセンサー（Ｒ８
）の検出温度と設定温度とを比較して、電動部（２０Ｍ
）の駆動制御を行う一方、リレー（２０ＲＥ）をオンに
して均圧管（４０）にホットガス圧力を導入すると共に
、電磁継電器（８８ＦＨ）をオンにしてファン（Ｆ）を
高風量に設定するのである。

しかして、チルド運転時に、前記湿度設定器（５０）の
設定湿度が低く設定されるか、又は前記スイッチ（５４
）がオン操作されて、除湿運転が指令されリレー（２０
ＲＤ）がオンされる場合には、バイパス路（８）をバイ
パスするホットガスがヒータ（８０）を経由し、蒸発器
（５）を通過する吹出空気を再熱できて除湿可能となる
のであるが、このチルド運転時において除湿運転が良好
に行えるようにするために、前記コントローラ（１００
）内に、湿度センサー（５２）による検出湿度いかんに
よってホットガスによる膨張弁（４）の開度制御（以下
均圧制御と称する）を解除する解除手段と、ファン（Ｆ
）の風量を低下する風量調節手段とを組込んで、第３図
のフローチャートに示す如く制御するのである。

以下、そのフローに沿って説明する。

■　湿度センサー（５２）の検出湿度（ＲＨ）が、湿度
設定器（５０）による設定湿度もしくはスイッチ（５４
）による除湿の場合には予め定めた比較定数（以下単に
設定値（ＳＰ）と云う）を上回る時、リレー（２０ＲＥ
）をオフにして、バイパス路（８）から均圧管（４０）
へのホットガスの導入を遮断し、ホットガス圧力による
膨張弁（４）の開度制御即ち均圧制御を解除する。

■　上記処理■により均圧制御を解除してから更に、例
えば３０分経過後、再び検出湿度（ＲＨ）と設定値（Ｓ
Ｐ）とを比較する。尚、均圧制御解除後３０分経過させ
たのは、湿度センサー（５２）が蒸発器（５）のリター
ン側に介装され、コンテナ庫内を循環してリターンする
空気からその十分に安定した湿度を検出するためである
。

■　上記処理■により均圧制御の解除を行っても、検出
湿度（ＲＨ）が設定値（ＳＰ）を下回らない時、更に、
電磁継電器（８８ＦＨ）をオフにして、ファン（Ｆ）の
風量つまりは蒸発器（５）の通過風量を低下する。

■　一方、上記処理■により均圧制御の解除を行った場
合、検出湿度（ＲＨ）が設定値（Ｓ　Ｐ）を下回ること
となった時には、前記ファン（Ｆ）の風量低下は行わず
に、コントローラ（１００）内に内蔵する１２時間タイ
マをカウントしてその期間中、均圧制御のみを解除した
状態で運転を継続し、１２時間経過後、再び前記リレー
（２０ＲＥ）をオンにして、均圧制御の解除状態をクリ
アし、上記処理■に戻るのである。

■　上記処理■を行った後、即ち均圧制御を解除し、か
つ、風量低下を行った後にも、１２時間タイマをカウン
トしてその期間中、均圧制御を解除した状態でかつ風量
低下を行った状態で運転を継続し、１２時間経過後、再
び前記リレー（２０ＲＥ）及び電磁継電器（８８ＦＨ）
をオンにして、均圧制御の解除状態及び風量低下状態を
クリアし、上記処理■に戻るのである。

か（して、上記処理■で、検出湿度（ＲＨ）が設定値（
ＳＰ）を上回る時、即ち、検出湿度（ＲＨ）が設定値（
ＳＰ’）に対し高くもっと除湿を行う必要がある時には
、均圧制御が解除されて、膨張弁（４）による絞り込み
が解除され、均圧管（４０）は低圧配管（１２）に接続
されて該膨張弁（４）は低圧圧力によって開度調節され
ることとなり、蒸発器（５）に投じる液冷媒量が増加で
きて、該蒸発器（５）での冷却量が増加できることとな
るのである。

又、バイパス路（８）側から均圧管（４０）に導入され
ていたホットガスが遮断されるのであるから、その分、
ヒータ（８０）側に流すホットガス量も増加でき、該ヒ
ータ（８０）での再熱量も大きく取れるのである。

従って、蒸発器（５）での冷却量及びヒータ（８０）で
の再熱量が十分に確保できることから、蒸発器（５）を
通過する空気から水分を凝縮回収せしめる能力つまり除
湿能力が増大できると共に、該蒸発器（５）でその除湿
のために一旦余計に冷却せしめた空気温度をヒータ（８
０）で十分再熱できることとなって、結局、その除湿効
率が向上できるのである。

そして、この処理■による均圧制御を解除した後にも、
検出湿度（ＲＨ）が設定値（ＳＰ）を下回らずに、更に
除湿を行う必要がある時には、上記処理■で、蒸発器（
５）を通過する空気が高風量から低風量に変更されるこ
ととなるために、蒸発器（５）の吸込側と吹出側との湿
度勾配が大きく取れると共に、風量低下に伴うファン（
Ｆ）のモータ（ＭＦ）の入力低減により通過空気の熱損
失を少なくでき、上記処理■による冷媒循環量の増加と
和項って、該蒸発器（５）での冷却量が一層増加される
こととなり、更に良好な除湿が行えるのである。

又、上記処理■では、１２時間タイマをカウントして後
、均圧制御の解除状態を一旦クリアし、一方処理■では
、同じく１２時間タイマをカウントして後、均圧制御の
解除状態及び風量の低下状態を共に一旦クリアし、いず
れも本来のチルド運転の基本状態である均圧制御を行い
、かつ、高風量で運転するという状態に戻してから、処
理■にリターンさせるようにしたのであるから、ハンチ
ングを防止して安定した制御が行えると共に、１２時間
経過に伴い例えば日中から夜間へ、又は夜間から日中へ
といった具合に、その外気温度条件が変化することとな
るのが大半であり、上記処理■を経てリターンする場合
つまりは処理■により均圧制御の解除と風量の低下とを
行った場合であっても、１２時間経過後の次の制御では
、例えば均圧制御の解除を行うだけで風量の低下は行わ
なくともよい状態で運転できることとなり、効率的な制
御が行えるのである。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、蒸発器（５）へのホッ
トガスのバイパスと、ホットガス圧力による膨張弁（４
）の開度制御で、蒸発器（５）にバイパスするホットガ
スの加熱量に見合って液冷媒量を設定し、広い運転条件
下で良好な能力制御が可能であるという利点を備えなが
ら、更に、能力制御運転時に庫内に収容する品物の特性
等に応じて除湿する場合にも、湿度センサー（５２）に
よる検出湿度が設定値を上回る時、ホットガスによる膨
張弁（４）の開度制御を解除するようにし、更に、この
ホットガスによる膨張弁（４）の開度制御が解除された
後にも、掻出湿度が設定値を下回らない時には、更にフ
ァン（Ｆ）による蒸発器（５）の通過風量を低下するよ
うにしたから、蒸発器（５）での冷却】及びドレンパン
ヒータ（８０）での再熱量が共に十分確保でき、良好な
除湿運転が行えるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御装置を備える冷凍装置の冷媒
配管系統図、第２図は同制御装置の概略電気回路図、第
３図はその制御手順を示すフローチャートである。 （１）・・・・圧縮機 （２）・・・・凝縮器 （４）・・・・膨張弁 （５）・・・・蒸発器 （７）・・・・ホットガス弁 （８）・・・・ホットガスバイパス路 （４０）・・・・均圧管 （５０）・・・・湿度設定器 （５２）・・・・湿度センサー （８０）・・・・ドレンパンヒータ （Ｆ）・・・・ファン “８“′”°”６　ｕ　、、、、、、、、δ代理人　弁
理士　津　１）直　久　４ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　圧縮機（１）と凝縮器（２）とファン（Ｆ）を
   付設する蒸発器（５）及び均圧管（４０）をもつ膨張弁
   （４）とを備え、前記圧縮機（１）から吐出するホット
   ガスを前記凝縮器（２）を側路して前記蒸発器（５）に
   導くホットガスバイパス路（８）を設けると共に、該バ
   イパス路（８）のホットガスを前記均圧管（４０）に導
   入させて、ホットガス圧力により前記膨張弁（４）の開
   度を調節して能力制御を可能とした冷凍装置における除
   湿運転制御装置であって、前記蒸発器（５）の吹出側に
   、前記バイパス路（８）のホットガスを導くドレンパン
   ヒータ（８０）を配設して、除湿運転可能にすると共に
   、湿度設定器（５０）と、湿度センサー（５２）と、除
   湿運転時、前記湿度センサー（５２）の検出湿度が設定
   値を上回る時、前記バイパス路（８）から前記均圧管（
   ４０）へのホットガスの導入を遮断して前記膨張弁（４
   ）の開度制御を解除する解除手段と、該解除手段による
   解除後、前記センサー（５２）の検出湿度が前記設定値
   を下回らない時、前記ファン（Ｆ）による蒸発器（５）
   の通過風量を低下する風量調節手段とを設けたことを特
   徴とする冷凍装置における除湿運転制御装置。