TWI680268B - 冷凍裝置 - Google Patents

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TWI680268B
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Hiroyuki Fujino
增野謙
Ken Masuno
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Abstract

本發明提供一種冷凍裝置,該冷凍裝置在冷卻或升溫二個以上庫室時,可以高精度地維持各庫內溫度。
前述冷凍裝置,具備冷媒回路(52)、及流路切換部(RK1),其中,該冷媒回路(52)具有:第一冷媒流路(R1),其包括將來自壓縮機(1)的氣態冷媒導入第一庫內熱交換器(5A)中的第一配管路徑(LH1)、將來自第一庫內熱交換器的液態冷媒導入庫外熱交換器(3)中的第二配管路徑(LH2)、及將來自庫外熱交換器的過冷卻冷媒導入第二庫內熱交換器(5B)中的第三配管路徑(LH3);第二冷媒流路(R2),其包括將來自壓縮機的氣態冷媒向第一和第二庫內熱交換器分支並導入的第四配管路徑(LH4)、及將來自第一和第二庫內熱交換器的液態冷媒導入庫外熱交換器中的第五配管路徑(LH5);及,第三冷媒流路(R3),其包括將來自壓縮機的氣態冷媒導入庫外熱交換器中的第六配管路徑(LH6)、及將來自庫外熱交換器的液態冷媒向第一和第二庫內熱交換器分支並導入的第七配管路徑(LH7);該流路切換部(RK1),選擇性地切換第一至第三流路。

Description

冷凍裝置
本發明關於一種冷凍裝置和冷凍庫,尤其關於一種可以對二個以上庫室分別選擇性地執行冷卻與升溫的冷凍裝置。
例如,作為具備冷凍庫且用於向便利商店等配送商品之冷凍車,已知一種冷凍車,該冷凍車為了不受外部空氣溫度影響地以最合適的溫度來運輸庫內存放的貨物,而配備有一種冷凍裝置,不僅能夠對庫內進行冷卻也能夠對庫內進行升溫。
另外,在專利文獻1中記載有一種冷凍車,該冷凍車配備有:冷凍庫,其具有二個以上(例如,兩個)庫室;及,熱泵式冷凍裝置,以能夠將兩個庫室維持在彼此不同的設定溫度的方式,進行冷卻或升溫。這種冷凍車由於能夠在同一批次中運輸保存溫度不同的貨物,因此,運輸效率提高。
[先行技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1:日本特開2013-234784號公報
專利文獻1中所記載的冷凍裝置,在對兩個庫室內部升溫時,為了防止循環的冷媒量下降而使升溫能力不足,對於兩個庫室的冷媒流路,使冷媒交互循環而並非同時循環。
因此,具有以下應改善的問題點:伴隨著流路的切換,庫室內部溫度上下變化,對設定溫度,難以高精度且穩定地維持。
所以,本發明所要解決的問題在於提供一種冷凍裝置,其能夠在冷卻或升溫二個以上庫室內部時,按照設定溫度,高精度且穩定地維持各個庫室內部溫度。
為了解決上述問題,本發明具有以下構造。
1)一種冷凍裝置,其具備被配設於第一庫室內的第一庫內熱交換器、及被配設於第二庫室內的第二庫內熱交換器,該冷凍裝置的特徵在於:具備冷媒回路、及流路切換部;其中,該冷媒回路包括前述第一庫內熱交換器、前述第二庫內熱交換器、被配設於前述第一和第二庫室的外面的庫外熱交換器、及將冷媒壓縮並以氣相冷媒的形態吐出的壓縮機;並且,該冷媒回路具有:第一冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒導入前述 第一庫內熱交換器中的第一配管路徑、將利用前述第一庫內熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第二配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器被過冷卻後的液相的前述冷媒導入前述第二庫內熱交換器中的第三配管路徑;第二冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第四配管路徑、及將利用前述第一和第二庫內熱交換器液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第五配管路徑;及,第三冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第六配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第七配管路徑;並且,該流路切換部,作為流通前述冷媒的流路,選擇性地切換前述第一冷媒流路、前述第二冷媒流路、及前述第三冷媒流路。
2)如1)中所述的冷凍裝置,其中,根據前述流路切換部而被選擇切換的使前述冷媒流通的流路,當是前述第一冷媒流路時,前述第一庫室內部利用前述第一庫內熱交換 器中的熱交換而被升溫,前述第二庫室內部利用前述第二庫內熱交換器中的熱交換而被冷卻。
3)如1)中所述的冷凍裝置,其中,前述第一至第三冷媒流路,以使流通於前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器中的前述冷媒的流通方向彼此成為相同的方式來構成。
4)如2)中所述的冷凍裝置,其中,前述第一至第三冷媒流路,以使流通於前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器中的前述冷媒的流通方向彼此成為相同的方式來構成。
5)如1)~4)中的任一項所述的冷凍裝置,其中,前述第四配管路徑與前述第七配管路徑,各自有一部分為共通路徑,在前述共通路徑中,配設有受液器。
6)如1)~4)中的任一項所述的冷凍裝置,其中,前述庫外熱交換器具有:將外部空氣送向特定方向的風扇、位於前述特定方向的上游側的上游側熱交換器、及與前述上游側熱交換器串聯連接並位於下游側的下游側熱交換器;並且,當選擇了前述第一冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,其將所導入的液相化後的前述冷媒過冷卻並導出;當選擇了前述第二冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,使所導入的液相的前述冷媒過冷卻,並且前述下游側熱交換器作為蒸發器而發揮 作用,使利用前述上游側熱交換器過冷卻後的前述冷媒蒸發並以氣相冷媒的形態導出;當選擇了前述第三冷媒流路時,前述上游側熱交換器與前述下游側熱交換器一體地作為冷凝器而發揮作用,使由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒冷凝並作為液相冷媒加以導出。
7)如5)所述的冷凍裝置,其中,前述庫外熱交換器具有:將外部空氣送向特定方向的風扇、位於前述特定方向的上游側的上游側熱交換器、及與前述上游側熱交換器串聯連接並位於下游側的下游側熱交換器;並且,當選擇了前述第一冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,其將所導入的液相化後的前述冷媒過冷卻並導出;當選擇了前述第二冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,使所導入的液相的前述冷媒過冷卻,並且前述下游側熱交換器作為蒸發器而發揮作用,使利用前述上游側熱交換器過冷卻後的前述冷媒蒸發並以氣相冷媒的形態導出;當選擇了前述第三冷媒流路時,前述上游側熱交換器與前述下游側熱交換器一體地作為冷凝器而發揮作用,使由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒冷凝並作為液相冷媒加以導出。
根據本發明,能夠在冷卻或升溫二個以上庫室內部時,按照設定溫度高精度且穩定地維持各個庫室內部溫度。
1‧‧‧壓縮機
2、2A、2B‧‧‧四通閥
2a~2d、2Aa~2Ad、2Ba~2Bd‧‧‧(四通閥的)端口
2G‧‧‧四通閥組
3‧‧‧庫外熱交換器
3A‧‧‧第一庫外熱交換器(上游側熱交換器)
3Aa、3Ab‧‧‧端口
3B‧‧‧第二庫外熱交換器(下游側熱交換器)
3Ba、3Bb‧‧‧端口
3c‧‧‧管
3LA、3LB‧‧‧冷媒配管路徑
4‧‧‧受液器
5A、5B、5C‧‧‧庫內熱交換器
5Aa、5Ab、5Ba、5Bb‧‧‧端口
5AU、5BU、5CU、55AU、55BU、55CU‧‧‧庫內熱交換器單元
6‧‧‧儲液器
11、12、13、14A、14B、15A、15B、16A、16B‧‧‧電磁閥
11G、11G2‧‧‧電磁閥組
21、22A、22B‧‧‧膨脹閥
31a、31b、32A、32B、33、34、35A、35B、36A、36B、37A、37B、38A、38B、39‧‧‧止回閥
31G‧‧‧止回閥組
41‧‧‧控制部
42‧‧‧輸入部
43A、43B‧‧‧氣液熱交換器
51、151‧‧‧冷凍裝置
52、152‧‧‧冷媒回路
C‧‧‧冷凍車
CH‧‧‧車輛本體部
CT‧‧‧冷凍庫
CA、CB、CC‧‧‧庫室
CVA、CVB‧‧‧內部空間
D1、D2、D3、D4、D5、D6A、D6B、D7、D8、D9A、D9B、D55、D77、D10A、D10B‧‧‧分支部
G、GA、GB、GA1~GA3、GB1~GB9‧‧‧配管列組F1、F2A、F2B‧‧‧風扇(送風機)
FG‧‧‧風扇組
LH1~LH7、LH11~LH17‧‧‧第一配管路徑~第七配管路徑
LK‧‧‧共通配管
LP1‧‧‧並聯回路
L1、L2、L3、L4a、L4b、L5、L6、L7A、L7B、L8A、L8B、L9、L10、L11、L12、L12A、L12B、L13、L13A、L13B、L14、L15、L16、L17A、L17B、L18、L18A、L18B、L19A、L19B‧‧‧配管路徑
M1、M11‧‧‧源流區塊
M2、M12‧‧‧庫外熱交換區塊
M3、M13、M23、M33‧‧‧庫內熱交換區塊
M3a、M3b、M3c、M3d‧‧‧區塊端口
P1~P9‧‧‧通路
RK1、RK2‧‧‧流路切換部
R1~R3、R11~R13‧‧‧冷媒流路
S‧‧‧收納體
WD‧‧‧通風外部空氣
圖1是用於說明本發明的實施方式中的冷凍裝置的實施例1也就是冷凍裝置51的冷媒回路52的冷媒回路圖。
圖2是用於說明冷凍裝置51的控制系統的方塊圖。
圖3是用於說明被配設於冷媒回路52上的庫外熱交換器3的示意剖面圖。
圖4是用於說明庫外熱交換器3的第一斜視圖。
圖5是用於說明庫外熱交換器3的第二斜視圖。
圖6是用於說明庫外熱交換器3的通路的示意圖。
圖7是用於說明配備有冷凍裝置51的冷凍車C的示意圖。
圖8是用於說明冷凍裝置51的動作模式的表格。
圖9是用於說明被配設於冷媒回路52上的四通閥2的模式的圖。
圖10是用於說明冷凍裝置51的動作模式中的電磁閥組11G的型態的表格。
圖11是用於說明模式編號1的動作模式的冷媒回路圖。
圖12是用於說明模式編號2的動作模式的冷媒回路圖。
圖13是用於說明模式編號3的動作模式的冷媒回路圖。
圖14是用於說明模式編號4的動作模式的冷媒回路圖。
圖15是用於說明模式編號5、6的動作模式的冷媒回路圖。
圖16是用於說明模式編號7、8的動作模式的冷媒回路圖。
圖17是用於說明實施例2的冷凍裝置151的冷媒回路152的冷媒回路圖。
圖18是用於說明冷凍裝置151的控制系統的方塊圖。
圖19是用於說明冷凍裝置151的動作模式的表格。
圖20是用於說明模式編號21的動作模式的冷媒回路圖。
圖21是用於說明模式編號22的動作模式的冷媒回路圖。
圖22是用於說明模式編號23的動作模式的冷媒回路圖。
圖23是用於說明模式編號24的動作模式的冷媒回路圖。
圖24是用於說明模式編號25、26的動作模式的冷媒回路圖。
圖25是用於說明模式編號27的動作模式的冷媒回路圖。
圖26是用於說明模式編號28的動作模式的冷媒回路圖。
圖27是用於說明變化例1的冷媒回路圖。
圖28是用於說明將變化例2應用於實施例1的例子的圖。
圖29是用於說明將變化例2應用於實施例2的例子的圖。
根據實施例1的冷凍裝置51和實施例2的冷凍裝置151等,參照圖1~圖29來說明本發明的實施方式的冷凍裝置。
(實施例1)
首先,參照圖1與圖2來說明實施例1的冷凍裝置51的構造,該圖1表示冷凍裝置51的冷媒回路52,該圖2表示控制系統。
首先,說明冷凍裝置51的概略構造。
冷凍裝置51具有熱泵式的冷媒回路52。
冷媒回路52是具有下述構件而構成:壓縮機1、四通閥2、包括風扇F1之庫外熱交換器3、受液器4、包 括風扇F2A之庫內熱交換器5A、包括風扇F2B之庫內熱交換器5B、儲液器(accumulator)6、包括二個以上電磁閥之電磁閥組11G(參照圖2,詳情如下所述)、膨脹閥21、22A、22B、及包括二個以上止回閥之止回閥組31G(未圖示,詳情如下所述)。
風扇F1、F2A、F2B是利用馬達驅動的送風機,這些統稱為風扇組FG(參照圖2)。
電磁閥組11G是匯總了電磁閥11、12、13、14A、14B、15A、15B、16A、16B的總稱。
止回閥組31G是匯總了止回閥31a、31b、32A、32B、33、34的總稱。
如圖2所示,冷凍裝置51具備控制部41。來自使用者的有關運轉的指示,經由輸入部42而傳達至控制部41。控制部41基於所傳達的指示等,對冷媒回路52中的壓縮機1、四通閥2、風扇組FG及電磁閥組11G的動作進行控制。
庫外熱交換器3、庫內熱交換器5A及庫內熱交換器5B,具有所謂的鰭管式(fin and tube type)的結構。
如圖1所示,庫外熱交換器3具有第一庫外熱交換器3A和第二庫外熱交換器3B。
第一庫外熱交換器3A與第二庫外熱交換器3B,經由具有並聯回路之並聯回路LP1而串聯地連接。
第一庫外熱交換器3A具有冷媒配管路徑3LA,該冷媒配管路徑3LA連接端口(port)3Aa與端口3Ab(參照圖3和圖6)。
第二庫外熱交換器3B具有冷媒配管路徑3LB,該冷媒配管路徑3LB連接端口3Ba與端口3Bb(參照圖3和圖6)。此庫外熱交換器3的結構的詳情如下所述。
接著,詳細描述冷媒回路52。
為了使圖1容易理解,將冷媒回路52分為以下三個區塊來進行說明:源流區塊M1,其包括壓縮機1、四通閥2及儲液器6;庫外熱交換區塊M2,其包括庫外熱交換器3與並聯回路LP1;及,庫內熱交換區塊M3,其包括受液器4、庫內熱交換器5A及庫內熱交換器5B。
在圖1的右下處,壓縮機1與四通閥2的端口2a,以配管路徑L1連接。
四通閥2的端口2b與庫外熱交換器3中的第二庫外熱交換器3B的端口3Ba,以配管路徑L2連接。
第二庫外熱交換器3B的端口3Bb與第一庫外熱交換器3A的端口3Ab,如上所述地經由並聯回路LP1連接。
並聯回路LP1的一端側與端口3Bb,以配管路徑L3連接,另一端側與端口3Ab,以配管路徑L5連接。在配管路徑L5上,配設有電磁閥11。
並聯回路LP1具有並聯的配管路徑L4a和配管路徑L4b。
在配管路徑L4a上,配設有膨脹閥21與止回閥31a,該止回閥31a相對於膨脹閥21串聯連接於第一庫外熱交換器3A側,只允許從第一庫外熱交換器3A流向第二庫外熱交換器3B。
在配管路徑L4b上,配設有止回閥31b,該止回閥31b只允許從第二庫外熱交換器3B流向第一庫外熱交換器3A。
在配管路徑L5中的電磁閥11與端口3Ab之間,設置有分支部D1。
在分支部D1上,連接有配管路徑L6的一端側。配管路徑L6的另一端側通過庫內熱交換區塊M3的區塊端口M3a而連接於分支部D2。在配管路徑L6上,配設有電磁閥12。
分支部D2與庫內熱交換器5A的端口5Aa,以配管路徑L7A連接。在配管路徑L7A上,從分支部D2側串聯地配設有電磁閥14A、膨脹閥22A。
分支部D2與庫內熱交換器5B的端口5Ba,以配管路徑L7B連接。在配管路徑L7B上,從分支部D2側串聯地配設有電磁閥14B、膨脹閥22B。
在庫內熱交換器5A的端口5Ab上,連接有配管路徑L8A的一端側。在配管路徑L8A的另一端側設置有分支部D3。在配管路徑L8A上,配設有電磁閥15A。
在庫內熱交換器5B的端口5Bb上,連接有配管路徑L8B的一端側。配管路徑L8B的另一側連接於分支部D3。在配管路徑L8B上,配設有電磁閥15B。
分支部D3與四通閥2的端口2c,通過庫內熱交換區塊M3的區塊端口M3c,以配管路徑L9連接。
在圖1的左上部處,於分支部D2上,連接有配設了電磁閥13之配管路徑L10的一端側。在配管路徑L10的另一端側,設置有分支部D4。
分支部D4與第一庫外熱交換器3A的端口3Aa,通過庫內熱交換區塊M3的區塊端口M3b,以配管路徑L11連接。
在配管路徑L11上,從分支部D4側,配設有受液器4與分支部D5。在分支部D5上,連接有從配管路徑L11分支出來的配管路徑L12的一端側。
在配管路徑L12的另一端側,設置有分支部D55。在分支部D55上,分支連接有配管路徑L12A和配管路徑L12B的一端側。
在配管路徑L7A中,於膨脹閥22A與庫內熱交換器5A的端口5Aa之間設置有分支部D6A。
分支部D6A與分支部D55以配管路徑L12A連接。在配管路徑L12A上,配設有電磁閥16A。
在配管路徑L7B中,於膨脹閥22B與庫內熱交換器5B的端口5Ba之間,設置有分支部D6B。
分支部D6B與分支部D55以配管路徑L12B連接。在配管路徑L12B上,配設有電磁閥16B。
在配管路徑L11中的分支部D5與第一庫外熱交換器3A的端口3Aa之間,設置有分支部D7。在分支部D7上,連接有配管路徑L13的一端側。
在配管路徑L13的另一端側,設置有分支部D77。
在分支部D77上,分支連接有配管路徑L13A與配管路徑L13B。
配管路徑L13A,將分支部D77、及配管路徑L8A中的電磁閥15A與庫內熱交換器5A的端口5Ab之間連接。
配管路徑L13B,將分支部D77、及配管路徑L8B中的電磁閥15B與庫內熱交換器5B的端口5Bb之間連接。
在配管路徑L13A和配管路徑L13B上,分別配設有只允許向分支部D77流通的止回閥32A和止回閥32B。
在配管路徑L11中的分支部D5與分支部D7之間,配設有只允許向分支部D5流通的止回閥33。
圖1的左上所示的分支部D4與四通閥2的端口2d之間,通過庫內熱交換區塊M3的區塊端口M3d,以配管路徑L14連接。在配管路徑L14上,配設有只允許向分支部D4流通的止回閥34。
在配管路徑L9上(在分支部D3與四通閥2的端口2c之間),設置有分支部D8。
分支部D8與儲液器6的入口之間,以配管路徑L15連接。另外,儲液器6的出口與壓縮機1的吸入口之間,以配管路徑L16連接。
在冷媒回路52中,將在分支部D2和分支部D55、與分支部D3和分支部D77之間的配管路徑(包括庫內熱交換器5A),稱為庫內熱交換器單元5AU。
將在分支部D2和分支部D55、與分支部D3和分支部D77之間的配管路徑(包括庫內熱交換器5B),稱為庫內熱交換器單元5BU。
庫內熱交換器單元5AU與庫內熱交換器單元5BU是實質相同的配管路徑。也就是說,在冷媒回路52中,兩個庫內熱交換器單元並聯連接。
上述的各配管的一部分,按照流通的冷媒的相態,被分類為以下所示的管。此分類與後述的實施例2的冷媒回路152為共通。
另外,以下記載中的低壓,是指相對於利用壓縮機1升壓後的冷媒的壓力(設為高壓),為相對較低的壓力。
配管路徑L1、L14是利用壓縮機1升壓後的高壓氣態冷媒流通的高壓氣體管。
配管路徑L2是高壓或低壓的氣態冷媒流通的氣體管。
配管路徑L6、L11是高壓的液態冷媒流通的高壓液管。
配管路徑L14是高壓的氣態冷媒流通的高壓氣體管。
配管路徑L15、L16是低壓的氣態冷媒流通的低壓氣體管。
接著,參照圖3~圖6來說明庫外熱交換器3的詳情。
圖3是與庫外熱交換器3的剖面相對應的示意性構造圖。圖4是從左前斜上方觀察庫外熱交換器3而得的外觀斜視圖,圖5是從右後斜上方觀察而得的外觀斜視圖。圖6是說明庫外熱交換器3的內部通路(冷媒配管路徑3LA、3LB)的圖。
圖3~圖6所示的上下左右前後的各方向,是為了讓人容易理解而簡便設定的方向,並非用以限定庫外熱交換器3的設置姿勢等。
庫外熱交換器3,如上所述地以鰭管式構成。
如圖3所示,在被配管於庫外熱交換器3內部的管道形式的管3c的剖面中,前後方向為4列,上下方向為各列18段。也就是說,設為M列N段的鰭管式時,為4列18段。
各列和各段的管3c,為了如圖3的粗線所示地連接,在左右兩端部折回地配設(參照圖4和圖5)。
在前後4列中,最前方側的1列包含在第一庫外熱交換器3A中,後方側的3列包含在第二庫外熱交換器3B中。
也就是說,第一庫外熱交換器3A是1列18段,第二庫外熱交換器3B是3列18段。
此處,串聯地連接的1列或二列以上稱為配管列組G。此處,即便是1列的情況下,為了方便,也稱為“配管列組”。
根據此稱呼,第一庫外熱交換器3A具有M=1的1列配管列組GA,第二庫外熱交換器3B具有M=3的3列配管列組GB。
在第一庫外熱交換器3A中,上下鄰接的6段的管3c被當作1個冷媒配管路徑,並從上方側依序構成3個通路也就是通路P1~通路P3。
在第二庫外熱交換器3B中,各列中鄰接的3段的管3c被當作相對向以3列串聯連接的1個冷媒配管路徑,並從上方側構成6個通路也就是通路P4~P9。
因此,在第一庫外熱交換器3A中,通路P1~通路P3分別設置有對應的配管列組GA1~配管列組GA3。另外,在第二庫外熱交換器3B中,通路P4~P9分別設置有對應的配管列組GB4~GB9。
第一庫外熱交換器3A的通路數,小於等於第二庫外熱交換器3B的通路數。
在第一庫外熱交換器3A內部中,端口3Aa分支成3個並分別連接於通路P1~通路P3的一端側。端口3Ab分支成3個並分別連接於通路P1~通路P3的各另一端側。
也就是說,如圖6所示,在端口3Aa與端口3Ab之間,並聯地連接有通路P1~通路P3。
另外,如圖3所示,通路P1~通路P3被配置成:在送風方向(前後方向)上並非彼此重疊,而是在吸入側的一面(以下,也稱作吸入面)中實際地形成獨立的區域。
在第二庫外熱交換器3B中,端口3Ba分支成6個並分別連接於通路P4~P9的一端側。端口3Bb分支成6個並分別連接於通路P4~P9的另一端側。
也就是說,如圖6所示,在端口3Ba與端口3Bb之間,並聯地連接有通路P4~P9。
如圖3所示,通路P4~P9被配置成:在送風方向(前後方向)上並非彼此大致重疊,而是在吸入面中實際地形成獨立的區域。
第一庫外熱交換器3A與第二庫外熱交換器3B,於前後方向上並列設置。詳細來說,第一庫外熱交換器3A被配置成:處於受風扇F1驅動而向特定方向流通的通風外部空氣WD的上風側(前側)。也就是說,第一庫外熱交換器3A是上游側熱交換器,第二庫外熱交換器3B是下游側熱交換器。
冷凍裝置51可以應用於各種設備和裝置等。例如,可以用於冷凍庫、及具備冷凍庫且可移動之冷凍車。圖7是表示使用並配備於具備冷凍庫CT之冷凍車C中的例子的側視圖,一部分為剖面。
冷凍車C,具備:冷凍庫CT和冷凍裝置51、及具有用於行駛的動力源和行駛機構之車輛本體部CH。冷凍庫CT具有庫室CA和庫室CB來作為獨立的兩個絕熱保溫庫。
庫內熱交換器5A被配置於庫室CA的內部空間CVA內,其與內部空間CVA的空氣進行熱交換。
庫內熱交換器5B被配置於庫室CB的內部空間CVB內,其與內部空間CVB的空氣進行熱交換。
在冷凍庫CT的外部(例如,駕駛座的上方),配置有庫外熱交換器3,其與外部空氣進行熱交換。
冷凍裝置51的其他構件被設置於冷凍庫CT的外側。設置位置並未限定。
例如,壓縮機1和儲液器6等,被容納於收納體S中並被設置於車體的下方。控制部41和輸入部42被設置於駕駛座周圍。尤其是輸入部42被配設於駕駛者容易操作的位置。
壓縮機1是電動壓縮機,根據例如作為電源的蓄電池、與變頻電路而被驅動。另外,壓縮機1並不限定於此電動壓縮機,也可以是將冷凍車C的行駛動力源(引擎和馬達等)作為驅動源的類型。
接著,以配備於冷凍車C的情況為例,主要參照圖8~圖16來說明冷凍裝置51的動作。
冷凍車C,根據冷凍裝置51的動作,可以使兩個庫室CA(作為第一室)與庫室CB(作為第二室),分別獨立地維持在冷卻、升溫、除霜、停止(既不冷卻也不升溫)的4個運轉狀態。除霜是庫內熱交換器5A、5B的除霜。
也就是說,冷凍裝置51,根據控制部41的控制,可以分別對庫內熱交換器5A、5B選擇性地執行冷卻、升溫、除霜、及停止這4個動作模式。因此,作為各動作模式的組合,能夠對兩個庫室CA、CB執行包含全停止的16種動作模式。
圖8是表示包含全停止的16種動作模式(模式編號1~16)的控制狀態之表格。如此表格所示,控制部41控制四通閥2、電磁閥組11G、及風扇組FG(風扇F1、F2A、F2B),並選擇性地執行各動作模式。
也就是說,四通閥2和電磁閥組11G構成流路切換部RK1,在控制部41的控制下,按照動作模式,選擇性地切換冷媒在冷媒回路52中流通的流路。
16種動作模式如以下分類。
二室冷卻運轉(模式編號1)、二室升溫運轉(模式編號2)、冷卻/升溫同時運轉(模式編號3、4)、一室冷卻運轉(模式編號5、6)、一室升溫運轉(模式編號 7、8)、除霜運轉(模式編號9~15)、全停止(模式編號16)。
關於四通閥2的模式,控制部41切換如圖9所示的模式# A與模式# B。
此切換中,控制部41將庫室CA和庫室CB的至少一者設為升溫或除霜的動作模式時為模式# B,其他情況為模式# A。
全停止(動作模式16)中的四通閥2的模式並不限定。也就是說,保持在剛剛停止前的動作模式中的模式也無妨。
關於電磁閥組11G的型態,控制部41將各閥的開狀態、閉狀態的組合以A~H這8種型態來控制。
詳情如圖10所示,庫室CA和庫室CB的各4個動作模式的組合所形成的共計16種動作模式,分別對應並控制A~H型態中的一種。
全停止(動作模式16)中的型態並不限定。也就是說,保持在剛剛停止前的動作模式中的型態也無妨。
關於風扇組FG,控制部41將風扇F1在全停止(動作模式16)以外的所有動作模式1~15中設為ON,風扇F2A、F2B當分別被配設的庫室CA、CB冷卻或升溫時,設為ON,當除霜或停止時設為OFF。
接著,關於不包含除霜的動作模式(模式編號1~8),參照圖11~圖16來進行說明。在圖11~圖16中,動作的風扇附有影線(hatching)。另外,當被 風扇吹出的空氣的溫度低於被吸入熱交換器的空氣的溫度時,吹出的空氣用白色箭頭表示;當被風扇吹出的空氣的溫度高於被吸入熱交換器的空氣的溫度時,用黑色箭頭表示。另外,冷媒流通的路徑用粗線來表示。
[1-1]二室冷卻運轉
<模式編號1:參照圖11>
將庫室CA和庫室CB一起冷卻的模式。
由壓縮機1的吐出口吐出至配管路徑L1中的高溫高壓的氣態冷媒,從被設為模式# A的四通閥2的端口2a,通過端口2b而流入配管路徑L2。在模式# A中,端口2c與端口2d相連接,但這些端口不發揮作用。
流入配管路徑L2中的冷媒,相對於庫外熱交換器3中的第二庫外熱交換器3B,從端口3Ba流入並從端口3Bb流出。
冷媒從端口3Bb流出,通過止回閥31b和開狀態的電磁閥11,相對於第一庫外熱交換器3A從端口3Ab流入。
從端口3Ab流入的冷媒,從第一庫外熱交換器3A的端口3Aa流出後,流入配管路徑L11。
在庫外熱交換器3中,風扇F1處於運轉狀態,外部空氣從第一庫外熱交換器3A向第二庫外熱交換器3B流動。
處於運轉狀態的風扇帶有影線,停止狀態的風扇塗成白色,可以由此來區別兩個狀態。以下的說明也如此。
在外部空氣流動狀態下,於庫外熱交換器3中,第二庫外熱交換器3B與第一庫外熱交換器3A一體地作為冷凝器而發揮作用。也就是說,由壓縮機1吐出的氣態冷媒對外部空氣散熱而冷凝,以高壓的液態冷媒的形式從端口3Aa流入配管路徑L11。
詳細來說,冷媒在第二庫外熱交換器3B的入口也就是端口3Ba中,全部是氣相的氣態冷媒。此氣態冷媒在第二庫外熱交換器3B內流通,隨之與外部空氣作熱交換,一部分發生冷凝(液化),於是液態冷媒相對於氣態冷媒的比率增加。
據此,在第二庫外熱交換器3B的出口也就是端口3Bb中,大部分冷媒成為液態冷媒的氣液混合冷媒。此處,液態冷媒的比率是根據運轉條件而有所不同。
接著,從端口3Bb流出的氣液混合冷媒,從端口3Ab流入第一庫外熱交換器3A。在第一庫外熱交換器3A中,繼續進行冷媒與外部空氣的熱交換,在出口也就是端口3Aa中,冷媒在高壓下幾乎全部成為液相。
在以下說明中,外部空氣或內部空氣利用熱交換器而從冷媒奪取熱量並被吹出時,用黑色箭頭來表示氣流。反之,被冷媒奪取熱量並被吹出時,用白色箭頭來表示氣流。
因為冷媒在庫外熱交換器3中從氣相向液相進行相變化,冷媒的體積減少。
在庫外熱交換器3中,使液相的比率因體積減少而升高的冷媒流通的第一庫外熱交換器3A的通路數Na(此 例中Na=3),少於使氣相比率較高的冷媒流通的第二庫外熱交換器3B的通路數Nb(此例中Nb=6)。據此,在第一庫外熱交換器3A內流通的冷媒,相比於當冷媒以液態冷媒的形態在第二庫外熱交換器3B內流通時,流速變大,冷媒的過冷度也變大。
從端口3Aa流出並流入配管路徑L11中的高壓的液態冷媒,通過止回閥33而進入受液器4。
在受液器4中,按照運轉環境的不同,滯留的液態冷媒的剩餘量也不同。
例如,當庫室CA內和庫室CB內的熱負荷較小時,循環的冷媒量可以較少,在受液器4內滯留多餘的液態冷媒。另一方面,當庫室CA內和庫室CB內的熱負荷較大時,由於需要較多的冷媒循環量,因此,在受液器4內滯留的液態冷媒量變少。因此,冷媒回路52中始終循環著最適量的冷媒,可高度地維持穩定的冷卻能力。
從受液器4放出的液態冷媒,經過開狀態的電磁閥13而到達分支部D2,並分支流入庫內熱交換器單元5AU側的配管路徑L7A與庫內熱交換器單元5BU側的配管路徑L7B。
首先,流入配管路徑L7A中的冷媒,經由電磁閥14A而進入膨脹閥22A。冷媒在膨脹閥22A中減壓膨脹,成為低溫的氣液混合冷媒,並相對於庫內熱交換器5A從端口5Aa流入。
庫內熱交換器5A的風扇F2A處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5A內,可在冷媒、通風的庫內空氣(以下稱為通風內部空氣)之間進行熱交換。
利用此熱交換,冷媒奪取熱量並氣化,通風內部空氣降溫後被送出(吹出)至庫室CA內(白色箭頭)。據此,庫室CA被冷卻。
另一方面,流入配管路徑L7B中的冷媒,經由電磁閥14B而進入膨脹閥22B。冷媒在膨脹閥22B中減壓膨脹,成為低溫的氣液混合冷媒後,相對於庫內熱交換器5B從端口5Ba流入。
庫內熱交換器5B的風扇F2B處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5B內,在冷媒、通風內部空氣之間進熱交換。
利用此熱交換,冷媒奪取熱量而氣化,通風內部空氣降溫後被送出至庫室CB內(白色箭頭)。據此,庫室CB被冷卻。
在庫內熱交換器5A和5B中,氣化後的冷媒分別從端口5Ab和5Bb,經過電磁閥15A和15B,在分支部D3合流,並通過配管路徑L15和配管路徑L16且經由儲液器6而返回壓縮機1的吸入口。
[1-2]二室升溫運轉
<模式編號2:參照圖12>
將庫室CA和庫室CB一起升溫的模式。
由壓縮機1的吐出口吐出至配管路徑L1中的高溫高壓的氣態冷媒,從被設為模式# B的四通閥2的端口2a,通過端口2d而流入配管路徑L14。
流入配管路徑L14中的冷媒,經過止回閥34和分支部D4,由於電磁閥13為閉狀態,因此進入受液器4。即便由於之前的動作模式,在受液器4中蓄留有液態冷媒的情況,該液態冷媒會被氣態冷媒擠出,於是受液器4內會立即變成僅存在氣態冷媒。
通過受液器4的氣態冷媒,經過分支部D5和配管路徑L12,在分支部D55中分支並流入配管路徑L12A與配管路徑L12B。
首先,流入配管路徑L12A中的氣態冷媒,經過電磁閥16A,相對於庫內熱交換器5A從端口5Aa流入。
庫內熱交換器5A的風扇F2A處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5A內,於冷媒與通風內部空氣之間進行熱交換,冷媒被奪取熱量並大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CA內(黑色箭頭)。據此,庫室CA被升溫。
另一方面,流入配管路徑L12B中的氣態冷媒,經過電磁閥16B,相對於庫內熱交換器5B從端口5Ba流入。
庫內熱交換器5B的風扇F2B處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5B內,於冷媒與通風內部空氣之間進行 熱交換,冷媒被奪取熱量並大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CB內(黑色箭頭)。據此,庫室CB被升溫。
從庫內熱交換器5A和5B流出的冷媒,是高壓的大致液化的冷媒,但包含與庫室CA內和庫室CB內的熱負荷等的運轉環境相對應的量的氣態冷媒。
此大致液化的高壓的冷媒,從端口5Ab和5Bb流入配管路徑L13A和L13B,經過止回閥32A和32B而在分支部D77合流。並且,在分支部D77中的合流後,經過配管路徑L13和分支部D7並通過配管路徑L11,然後相對於第一庫外熱交換器3A從端口3Aa流入。
庫外熱交換器3的風扇F1處於動作狀態。因此,在第一庫外熱交換器3A內進行液態冷媒與通風外部空氣的熱交換,於是液態冷媒降溫且過冷度增加。也就是說,第一庫外熱交換器3A對於液態冷媒,作為過冷卻熱交換器而發揮作用。
向第一庫外熱交換器3A中,與液態冷媒一起流入的未冷凝的氣態冷媒,也因與通風外部空氣的熱交換而被冷卻並完全液化。
在第一庫外熱交換器3A中的熱交換後,從端口3Ab流出的液態冷媒,經過配管路徑L5的電磁閥11及配管路徑L4a的止回閥31a,進入膨脹閥21。
液態冷媒,在膨脹閥21中,減壓膨脹而成為低溫的氣液混合冷媒。然後,通過配管路徑L3,相對於第二庫外熱交換器3B從端口3Bb流入。
在第二庫外熱交換器3B中,冷媒利用與通風外部空氣的熱交換,低溫的液態冷媒從外部空氣奪取熱量並氣化,而成為完全的氣態冷媒。此時,第二庫外熱交換器3B作為蒸發器而發揮作用。
此氣態冷媒,從端口3Ba流出至配管路徑L2,經過儲液器6而返回壓縮機1的吸入口。
[1-3]冷卻/升溫同時運轉
模式編號3和模式編號4是同時執行升溫兩個庫室的一者並冷卻另一者的升溫運轉與冷卻運轉的動作模式。
<模式編號3(庫室CA升溫、庫室CB冷卻):參照圖13>
此動作模式中,升溫運轉對應於庫室CA的庫內熱交換器單元5AU,冷卻運轉對應於庫室CB的庫內熱交換器單元5BU。
由壓縮機1至分支部D55的冷媒的流通,與模式編號2相同。
關於分支部D55以後的流通,此模式編號3中,由於將電磁閥16B設為閉狀態,因此,冷媒(氣態冷媒)不在分支部D55分支,僅流入配管路徑L12A。
流入配管路徑L12A中的氣態冷媒,經過電磁閥16A,相對於庫內熱交換器5A從端口5Aa流入。
庫內熱交換器5A的風扇F2A處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5A內,於冷媒與通風內部空氣之間進行熱交換。
此熱交換中,冷媒被奪取熱量,大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CA內。據此,庫室CA被升溫。
從庫內熱交換器5A流出的冷媒,是高壓的大致液化的冷媒,但包含與庫室CA內的熱負荷等的運轉環境相對應的量的氣態冷媒。
此大致液化的高壓的冷媒,從端口5Ab流入配管路徑L13A,經過止回閥32A,通過分支部D77和配管路徑L13,並從分支部D7進入配管路徑L11。然後,相對於庫外熱交換器3的第一庫外熱交換器3A從端口3Aa流入。
庫外熱交換器3的風扇F1處於動作狀態。因此,在第一庫外熱交換器3A內進行液態冷媒與通風外部空氣的熱交換,液態冷媒被奪取熱量而降溫,使得過冷度增加。也就是說,第一庫外熱交換器3A,對於液態冷媒作為過冷卻熱交換器而發揮作用。
向第一庫外熱交換器3A中,與液態冷媒一起流入的未冷凝的氣態冷媒,也因與通風外部空氣作熱交換而被奪取熱量並冷卻而完全液化。
第一庫外熱交換器3A中的熱交換後,液態冷媒從端口3Ab流出並流入配管路徑L6,經過電磁閥12而到達分支部D2。
在此模式下,電磁閥13、14A處於閉狀態,因此,液態冷媒流入已配設有設為開狀態的電磁閥14B的配管路徑L7B中並進入膨脹閥22B。
液態冷媒,在膨脹閥22B中,減壓膨脹而成為低溫的氣液混合冷媒,然後相對於庫內熱交換器5B從端口5Ba流入。
庫內熱交換器5B的風扇F2B處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5B內,氣液混合冷媒根據與通風內部空氣作熱交換而奪取熱量並蒸發,於是成為完全的氣態冷媒。庫內熱交換器5B作為蒸發器而發揮作用。
另一方面,通風內部空氣降溫後被送出至庫室CB內。據此,庫室CB被冷卻。
氣化後的冷媒,從端口5Bb流入配管路徑L8B,經過電磁閥15B和儲液器6而返回壓縮機1的吸入口。
<模式編號4(庫室CA冷卻、庫室CB升溫):參照圖14>
模式編號4相對於模式編號3,調換了升溫的庫內熱交換器單元與冷卻的庫內熱交換器單元。
也就是說,將電磁閥16A和電磁閥16B的開閉狀態倒置,電磁閥16A設為閉狀態,電磁閥16B設為開狀態 後,使來自壓縮機1的高壓的氣態冷媒流入庫內熱交換器5B。
另外,將電磁閥14A和電磁閥14B的開閉狀態倒置,電磁閥14A設為開狀態,電磁閥14B設為閉狀態後,使在第一庫外熱交換器3A中被冷卻後的液態冷媒,流入庫內熱交換器5A。
據此,庫室CA被冷卻,庫室CB被升溫。
在同時執行此升溫與冷卻的動作模式3和動作模式4中,如上所述,在第一庫外熱交換器3A中,液態冷媒的過冷度增加。因此,其過冷度增加的份量,會使變成冷卻運轉的庫內熱交換器的冷卻能力增加。
[1-4]一室冷卻運轉
<模式編號5、6:參照圖15>
一室冷卻運轉,是將兩個庫室CA、CB中的一者冷卻,另一者設為停止運轉。此處,所謂運轉停止是包含停止繼續運轉的情況、及在二室冷卻運轉中因庫室內部溫度達到設定溫度而暫時停止的情況。
模式編號5是冷卻庫室CA並將庫室CB設為運轉停止的動作模式,其冷媒流路以圖15的粗實線表示。
也就是說,模式編號5是一種動作模式,該動作模式相對於二室冷卻運轉的模式編號1(參照圖11),將電磁閥14B設為閉狀態,並使冷媒不流入庫內熱交換器單元5BU,同時使風扇F2B停止。
另外,電磁閥15B設為開狀態,將不運轉的庫內熱交換器5B內的冷媒,經過配管路徑L8B向配管路徑L15解放。電磁閥15B,如果從模式編號5的運轉開始,經過規定時間後,庫內熱交換器5B內的冷媒被解放,那麼電磁閥15B可以設為閉狀態。
與模式編號1共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5A中的熱交換作用等,與模式編號1的情況相同。
模式編號6是冷卻庫室CB並將庫室CA設為運轉停止的運轉模式。其冷媒流路僅在分支部D2與分支部D3之間不同,它們之間形成以圖15的粗虛線所示的流路。
也就是說,模式編號6相對於二室冷卻運轉的模式編號1(參照圖11),將電磁閥14A設為閉狀態,並使冷媒不流入庫內熱交換器單元5AU,同時使風扇F2A停止(圖15的風扇F2A、F2B表示模式編號5中的動作狀態。在模式編號6中形成相反的動作狀態)。
另外,將電磁閥15A設為開狀態,並將不運轉的庫內熱交換器5A內的冷媒,經過配管路徑L8A向配管路徑L15解放。電磁閥15A,如果從模式編號6的運轉開始,經過規定時間後,庫內熱交換器5A內的冷媒被解放,那麼電磁閥15A可以設為閉狀態。
與模式編號1共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5B中的熱交換作用等,與模式編號1的情況相同。
[1-5]一室升溫運轉
<模式編號7、8:參照圖16>
一室升溫運轉,升溫兩個庫室CA、CB中的一者,將另一者設為運轉停止。此處,所謂運轉停止包含停止繼續運轉的情況、及在二室升溫運轉中因庫室內部溫度達到設定溫度而暫時停止的情況。
模式編號7是升溫庫室CA並將庫室CB設為運轉停止的動作模式,其冷媒流路以圖16的粗實線表示。
也就是說,模式編號7是一種動作模式,該動作模式相對於二室升溫運轉的模式編號2(參照圖12),將電磁閥16B設為閉狀態,以使冷媒不流入庫內熱交換器單元5BU,並使風扇F2B停止。
另外,將電磁閥15B設為開狀態,並將不運轉的庫內熱交換器5B內的冷媒,經過配管路徑L8B向配管路徑L9解放。電磁閥15B,如果從模式編號7的運轉開始經過規定時間後,庫內熱交換器5B內的冷媒被解放,也可以將電磁閥15B設為閉狀態。
與模式編號2共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5A中的熱交換作用等,與模式編號2的情況相同。
模式編號8是升溫庫室CB並將庫室CA設為運轉停止的運轉模式,其冷媒流路僅在分支部D55與分支部D77之間不同,它們之間形成以圖16的粗虛線表示的流路。
也就是說,模式編號8相對於二室升溫運轉的模式編號2(參照圖12),將電磁閥16A設為閉狀態,以使冷媒不流入庫內熱交換器單元5AU,並使風扇F2A停止(圖16的風扇F2A、F2B表示模式編號7中的動作狀態。模式編號8中形成相反的動作狀態)。
另外,將電磁閥15A設為開狀態,並將不運轉的庫內熱交換器5A內的冷媒,經過配管路徑L8A向配管路徑L9解放。電磁閥15A,如果從模式編號8的運轉開始經過規定時間後,庫內熱交換器5A內的冷媒被解放,那麼可以將電磁閥15A設為閉狀態。
與模式編號2共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5B中的熱交換作用等,與模式編號2的情況相同。
[1-6]除霜運轉(庫內熱交換器5A、5B的除霜)
例如,如果將庫室CA以動作模式1、4、5的任一者進行長時間冷卻,則在庫內熱交換器5A的鰭片上,有時會有包含在庫室CA內的空氣中的水分凍結並以霜的形式附著。鰭片上附著霜後,會阻礙熱交換,因此,執行 庫內熱交換器5A的化霜運轉來除霜。對熱交換器5B同樣進行化霜運轉。
冷媒回路52是熱泵式,藉此對除霜進行所謂逆循環的化霜。
具體來說,對要除霜的熱交換器進行升溫運轉,並使對應於其熱交換器的風扇停止。以下,參照圖8等來說明各運轉模式的詳情。
<模式編號9>
是僅進行庫內熱交換器5A的除霜的化霜運轉的動作模式,針對僅升溫運轉庫內熱交換器5A的模式編號7的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號10>
是僅進行庫內熱交換器5B的除霜的化霜運轉的動作模式,針對僅升溫運轉庫內熱交換器5B的模式編號8的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
<模式編號11>
是將庫內熱交換器5A與庫內熱交換器5B兩者除霜的化霜運轉的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號2)的動作模式,使風扇F2A與風扇F2B兩者停止(OFF)。
另外,冷凍裝置51能夠一邊對冷凍庫CT的兩個庫室CA、CB其中之一的庫室進行除霜,一邊對另一庫室進行冷卻或升溫。
<模式編號12>
是對庫內熱交換器5A進行除霜,並升溫運轉庫內熱交換器5B的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號2)的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號13>
是對庫內熱交換器5B進行除霜,並升溫運轉庫內熱交換器5A的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號2)的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
<模式編號14>
是對庫內熱交換器5A進行除霜,並冷卻運轉庫內熱交換器5B的動作模式,針對冷卻/升溫同時運轉中的模式編號3的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號15>
是對庫內熱交換器5B進行除霜,並冷卻運轉庫內熱交換器5A的動作模式,針對冷卻/升溫同時運轉中的模式編號4的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
上述的冷凍裝置51具備冷媒回路52、及流路切換部RK1,其中,該冷媒回路52具有:第一冷媒流路R1,其包括將由壓縮機1吐出的冷媒導入庫內熱交換器5A中的第一配管路徑(配管路徑L1、L14、L11、L12、L12A)LH1、將在庫內熱交換器5A中冷凝而液相化後的冷媒導入庫外熱交換器3中的第二配管路徑(配管路徑L13A、L11)LH2、及將在庫外熱交換器3中過冷卻後的液相的冷媒導入庫內熱交換器5B中的第三配管路徑(配管路徑L6、L7B)LH3(參照圖13);
第二冷媒流路R2,其包括將由壓縮機1吐出的冷媒向庫內熱交換器5A和庫內熱交換器5B分支並導入的第四配管路徑(配管路徑L1、L14、L11、L12、L12A、L12B)LH4、及將在庫內熱交換器5A、5B中液相化後的冷媒導入庫外熱交換器3中的第五配管路徑(配管路徑L13A、L13B、L13、L11)LH5(參照圖12);及,
第三冷媒流路R3,其包括將由壓縮機1吐出的氣相冷媒導入庫外熱交換器3中的第六配管路徑(配管路徑L1、L2)LH6、及將在庫外熱交換器3中冷凝而液相化後的冷媒向庫內熱交換器5A和庫內熱交換器5B分支並導入的第七配管路徑(配管路徑L11、L10,L7A、L7B)LH7(參照圖11);
該流路切換部RK1,作為流通冷媒的流路,選擇性地切換第一冷媒流路R1、第二冷媒流路R2、及第三冷媒流路R3(四通閥2、電磁閥組11G)(參照圖8)。
另外,第二冷媒流路R2中的第四配管路徑的一部分與第三冷媒流路R3中的第七配管路徑的一部分,是共通的部分也就是共通配管LK。具體來說,是配管路徑L11中的分支部D4與分支部D5之間。並且,在此共通配管LK上,配設有受液器4。
(實施例2)
對實施例2的冷凍裝置151的構造,參照表示其冷媒回路152的圖17、及表示控制系統的圖18來進行說明。
冷媒回路152,作為構成區塊,具有源流區塊M11、庫外熱交換區塊M12、及庫內熱交換區塊M13。各區塊與實施例1中的冷媒回路52的各區塊的比較,如下所述。
[與源流區塊M1的比較]
冷媒回路152的源流區塊M11,與冷媒回路52的源流區塊M1相同。
[與庫外熱交換區塊M2的比較]
不同點在於:冷媒回路152的庫外熱交換區塊M12,相對於冷媒回路52的庫外熱交換區塊M2,與電磁閥11並聯地,追加配設有只允許向分支部D1流通的止回閥39。
根據止回閥39的追加配設,電磁閥11為開狀態時的流量特性提高。
[與庫內熱交換區塊M3的比較]
冷媒回路152的庫內熱交換區塊M13,相對於庫內熱交換區塊M3,有以下方面的不同。
在配管路徑L7A(其連接分支部D2與庫內熱交換器5A的端口5Aa)中,於電磁閥14A與膨脹閥22A之間,追加配設有只允許向膨脹閥22A流通的止回閥35A。
在配管路徑L7B(其連接分支部D2與庫內熱交換器5B的端口5Ba)中,於電磁閥14B與膨脹閥22B之間,追加配設有只允許向膨脹閥22B流通的止回閥35B。
根據此止回閥35A、35B的追加配設,電磁閥14A、14B的動作特性被強化。詳細來說,能夠更切實地防止當電磁閥14A、14B為閉狀態時的冷媒洩漏。
在配管路徑L12A(其連接分支部D55與庫內熱交換器5A的端口5Aa)中,電磁閥16A被除去,並且從分支部D55側,串聯地追加連接有四通閥2A與止回閥36A。
四通閥2A,其端口2Ac與分支部D55連接,其端口2Ab與止回閥36A連接。止回閥36A被配設為只允許向庫內熱交換器5A的端口5Aa流通。
在配管路徑L12B(其連接分支部D55與庫內熱交換器5B的端口5Ba)中,電磁閥16B被除去,並且從分支部D55側,串聯地追加連接有四通閥2B與止回閥36B。
四通閥2B,其端口2Bc與分支部D55連接,其端口2Bb與止回閥36B連接。止回閥36B被配設為只允許向庫內熱交換器5B的端口5Ba流通。
庫內熱交換器5A的端口5Ab、及設於配管路徑L12A中的四通閥2A與止回閥36A之間的分支部D9A,以配管路徑L17A連接。
在配管路徑L17A上,配設有只允許向分支部D9A流通的止回閥37A。
庫內熱交換器5B的端口5Bb、及設於配管路徑L12B中的四通閥2B與止回閥36B之間的分支部D9B,以配管路徑L17B連接。
在配管路徑L17B上,配設有只允許向分支部D9B流通的止回閥37B。
在分支部D7上,分支連接有配管路徑L18的一端側。在配管路徑L18的另一端側,設置有分支部D77。
在分支部D77上,分支連接有配管路徑L18A與配管路徑L18B。
配管路徑L18A,連接已被設於庫內熱交換器5A的端口5Ab與止回閥37A之間的分支部D10A、及分支部D77。
在配管路徑L18A上,配設有只允許向分支部D77流通的止回閥38A。
配管路徑L18B,連接已被設於庫內熱交換器5B的端口5Bb與止回閥37B之間的分支部D10B、及分支部D77。
在配管路徑L18B上,配設有只允許向分支部D77流通的止回閥38B。
配管路徑L9的一端側也就是分支部D3、四通閥2A的端口2Aa及四通閥2B的端口2Ba,分別以配管路徑L19A和配管路徑L19B連接。
四通閥2A、2B的端口2Ad、2Bd,被施以配管塞住處理。
在以上方面,與冷媒回路52不同的冷媒回路152具有多個四通閥2、2A、及2B。將這些匯總稱為四通閥組2G。
另外,將電磁閥11~13、14A、及14B匯總稱為電磁閥組11G2。電磁閥組11G2相對於實施例1的電磁閥組11G,是除去電磁閥15A、15B、16A、及16B後而成的組。
另外,風扇F1、F2A、F2B與實施例1相同,匯總稱為風扇組FG。
將在分支部D2和分支部D55、與分支部D3和分支部D77之間的配管路徑(包括庫內熱交換器5A),稱為庫內熱交換器單元55AU。
將在分支部D2和分支部D55、與分支部D3和分支部D77之間的配管路徑(包括庫內熱交換器5B),稱為庫內熱交換器單元55BU。
庫內熱交換器單元55AU與庫內熱交換器單元55BU是實際上相同的配管路徑。也就是說,在冷媒回路152中,兩個庫內熱交換器單元並聯連接。
冷凍裝置151與冷凍裝置51相同,可以配備於具備冷凍庫CT之冷凍車C中。
接著,關於冷凍裝置151的動作,以配備於冷凍車C中的情況為例,主要參照圖19~圖26來進行說明。
冷凍車C,根據冷凍裝置151的動作,能夠使兩個庫室CA(第一室)與庫室CB(第二室),分別獨立地以冷卻、升溫、除霜、停止(既不冷卻也不升溫)的4個運轉狀態維持。除霜是庫內熱交換器5A、5B的除霜。
也就是說,冷凍裝置151,根據控制部41的控制,能夠分別對庫內熱交換器5A、5B選擇性地執行冷卻、升溫、除霜、及停止的4個動作模式。因此,作為各動作模式的組合,能夠對兩個庫室CA、CB執行包含全停止的16種動作模式。
圖19是表示包含16種動作模式(模式編號21~36)的表格。控制部41,如此表所示,控制四通閥組2G、電磁閥組11G2、及風扇組FG(風扇F1、F2A、F2B)並選擇性地執行各動作模式
也就是說,四通閥組2G和電磁閥組11G2,在控制部41的控制下,將在冷媒回路152中冷媒流通的流路,作成可對應於動作模式而選擇性地切換的流路切換部RK2。
16種動作模式,例如以下所述般分類。
二室冷卻運轉(模式編號21)、二室升溫運轉(模式編號22)、冷卻/升溫同時運轉(模式編號23、24)、一室冷卻運轉(模式編號25、26)、一室升溫運轉(模式編號27、28)、除霜運轉(模式編號29~35),全停止(模式編號36)。
關於四通閥組2G中的四通閥2、2A、2B的切換模式,控制部41與實施例1的情況相同,是分別獨立地切換為如圖9所示的模式# A與模式# B。
此切換中,控制部41將庫室CA和庫室CB的至少一者設為升溫或除霜的動作模式時,為模式# B,其他情況為模式# A。
另外,四通閥2A與四通閥2B的模式切換中,分別配設的庫內熱交換器單元55AU與庫內熱交換器單元55BU,為升溫或除霜的動作模式時,設為模式# B,為冷卻或停止的動作模式時,設為模式# A。
電磁閥組11G2的開閉型態,與包含在冷媒回路52中的電磁閥組11G中的電磁閥11~13、14A、14B的開閉型態相同。也就是說,圖10所示的對應將維持原樣應用。
風扇組FG也與實施例1相同,控制部41將風扇F1在全停止(動作模式36)以外的所有動作模式21~35設為ON,風扇F2A、F2B在分別配設的庫室CA、CB冷卻或升溫時設為ON,除霜或停止時設為OFF。
接著,對不包含除霜的動作模式(模式編號21~28),參照圖20~圖26來進行說明。在圖20~圖26中,動作的風扇附有影線。另外,當比起通過風扇吸入熱交換器的空氣,吹出的空氣的溫度更低時,吹出的 空氣用白色箭頭表示,溫度高時,用黑色箭頭表示。另外,冷媒流通的路徑用粗線表示。
[2-1]二室冷卻運轉
<模式編號21:參照圖20>
將庫室CA和庫室CB一起冷卻的模式。
此模式編號21相對於實施例1的模式編號1,僅在以下方面不同:由壓縮機1至成為庫內熱交換器5A、5B的出口的各端口5Ab、5Bb的冷媒流路,在配管L7A、L7B中分別通過止回閥35A、35B。
也就是說,從端口5Aa、5Ba流入庫內熱交換器5A、5B中的氣液混合的冷媒,在與通風內部空氣之間進行熱交換,冷媒奪取熱量並氣化,於是通風內部空氣被奪取熱量並降溫後,被送出至庫室CA、CB內。據此,庫室CA、CB被冷卻。
另外,從端口5Ab、5Bb至分支部D3的冷媒流路,與模式編號1不同,從分支部D3至壓縮機1的返回流路,與模式編號1相同。
因此,以下,對於從與模式編號1不同的庫內熱交換器5A的端口5Ab及庫內熱交換器5B的端口5Bb至分支部D3的冷媒流路,按照通過庫內熱交換器5A的流路、通過庫內熱交換器5B的流路,依序說明。
首先,在庫內熱交換器5A中氣化後從端口5Ab流出的冷媒,在配管路徑L17A中流通,並通過止回閥37A,由於四通閥2A被設為模式# A,於是冷媒從 端口2Ab通過端口2Aa流入配管路徑L19A,到達分支部D3。
另一方面,在庫內熱交換器5B中氣化後從端口5Bb流出的冷媒,在配管路徑L17B中流通,並通過止回閥37B,由於四通閥2B被設為模式# A,於是冷媒從端口2Bb通過端口2Ba流入配管路徑L19B,到達分支部D3。
[2-2]二室升溫運轉
<模式編號22:參照圖21>
將庫室CA和庫室CB一起升溫的模式。
此模式編號22相對於實施例1的模式編號2,由壓縮機1至分支部D55的冷媒流路相同。
從分支部D55經過庫內熱交換器5A、5B至分支部D77的冷媒流路與模式編號2不同,從分支部D77至壓縮機1的返回流路與模式編號2相同。
因此,以下,關於從分支部D55至分支部D77的冷媒流路,按照通過庫內熱交換器5A的流路、通過庫內熱交換器5B的流路,依序說明。
首先,四通閥2A被設為模式# B,由此,通過分支部D55,以氣體的形式分支並流入配管路徑L12A中的冷媒,從四通閥2A的端口.2Ac通過端口2Ab並經過止回閥36A,然後相對於庫內熱交換器5A從端口5Aa流入。
庫內熱交換器5A的風扇F2A處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5A內,在冷媒與通風內部空氣之間進行熱交換,冷媒被奪取熱量並大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CA內。據此,庫室CA被升溫。
大致液化的冷媒,從庫內熱交換器5A的端口5Ab流出,經過止回閥38A,並通過分支部D77和配管路徑L18而到達分支部D7。
另一方面,四通閥2B被設為模式# B,由此,通過分支部D55且分支流入配管路徑L12B中的冷媒(氣態冷媒),從四通閥2B的端口2Bc通過端口2Bb並經過止回閥36B,然後相對於庫內熱交換器5B從端口5Ba流入。
庫內熱交換器5B的風扇F2B處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5B內,在冷媒與通風內部空氣之間進行熱交換,冷媒被奪取熱量並大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CB內。據此,庫室CB被升溫。
大致液化的冷媒,從庫內熱交換器5B的端口5Bb流出,經過止回閥38B,並通過分支部D77和配管路徑L18而到達分支部D7。
[2-3]冷卻/升溫同時運轉
模式編號23和模式編號24,是同時執行升溫兩個庫室的一者並冷卻另一者的升溫運轉與冷卻運轉的動作模式。
<模式編號23(庫室CA升溫、庫室CB冷卻):參照圖22>
此模式中,升溫運轉對應於庫室CA的庫內熱交換器單元55AU,冷卻運轉對應於庫室CB的庫內熱交換器單元55BU。
由壓縮機1至分支部D55的冷媒的流通與模式編號22相同。
關於分支部D55之後的流通,在模式編號23中,由於將四通閥2B設為模式# A,從端口2Bc的流入被停止,因此,冷媒(氣態冷媒)僅流入配管路徑L12A。
四通閥2A被設為模式# B,由此,流入配管路徑L12A的冷媒,從四通閥2A的端口2Ac通過端口2Ab,並經過止回閥36A,相對於庫內熱交換器5A從端口5Aa流入。
庫內熱交換器5A的風扇F2A處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5A內,在冷媒與通風內部空氣之間進行熱交換,冷媒被奪取熱量並大部分冷凝液化而大致成為液態冷媒,於是通風內部空氣升溫並被送出至庫室CA內。據此,庫室CA被升溫。
從庫內熱交換器5A流出的冷媒,是高壓的大致液化的冷媒,但包含與庫室CA內的熱負荷等的運轉環境相對應的量的氣態冷媒。
此大致液化的高壓的冷媒,從端口5Ab流出並流入配管路徑L18A,經過止回閥38A,並通過分支部D77和配管路徑L18而從分支部D7進入配管路徑L11。然後,相對於庫外熱交換器3的第一庫外熱交換器3A,從端口3Aa流入。
庫外熱交換器3的風扇F1處於動作狀態。因此,在第一庫外熱交換器3A內進行液態冷媒與通風外部空氣的熱交換,液態冷媒被奪取熱量而降溫,於是過冷度增加。也就是說,第一庫外熱交換器3A對於液態冷媒作為過冷卻熱交換器而發揮作用。
向第一庫外熱交換器3A中,與液態冷媒一起流入的未冷凝的氣態冷媒,也因與通風外部空氣作熱交換而被奪取熱量並被冷卻而完全液化。
第一庫外熱交換器3A中的熱交換後,液態冷媒從端口3Ab流入配管路徑L6,經過電磁閥12而到達分支部D2。
在此模式下,電磁閥14A為閉狀態,電磁閥14B處於開狀態,因此,液態冷媒僅流入配管路徑L7B,經過電磁閥14B和止回閥35B而進入膨脹閥22B。
液態冷媒,在膨脹閥22B中,減壓膨脹而成為低溫的氣液混合冷媒,然後相對於庫內熱交換器5B從端口5Ba流入。
庫內熱交換器5B的風扇F2B處於動作狀態。因此,在庫內熱交換器5B內氣液混合冷媒通過與通風內部空氣作熱交換奪取熱量並氣化,成為完全的氣態冷媒。另一方面,通風內部空氣降溫並被送出至庫室CB內。據此,庫室CB被冷卻。
氣化後的冷媒,從端口5Bb流入配管路徑L17B。並且,經過止回閥37B及設為模式# A的四通閥2B的端口2Bb、2Ba,在配管路徑L19B、L15中流通,然後經過儲液器6而返回壓縮機1的吸入口。
<模式編號24(庫室CA冷卻、庫室CB升溫):參照圖23>
此模式編號24相對於模式編號23,調換了升溫的庫內熱交換器單元與冷卻的庫內熱交換器單元。
也就是說,將四通閥2A和四通閥2B的模式倒置,四通閥2A設為模式# A,四通閥2B設為模式# B,使來自壓縮機1的高壓的氣態冷媒僅流入庫內熱交換器5B。
另外,將電磁閥14A和電磁閥14B的開閉狀態倒置,電磁閥14A設為開狀態,電磁閥14B設為閉狀態,使第一庫外熱交換器3A中冷卻的液態冷媒,僅流入庫內熱交換器5A。
據此,庫室CA被冷卻,庫室CB被升溫。
在同時執行此升溫與冷卻的動作模式23和動作模式24中,如上所述,在第一庫外熱交換器3A中,液態冷媒的過冷度增加。因此,其過冷度增加的份量,會使變成冷卻運轉的庫內熱交換器的冷卻能力增加。
[2-4]一室冷卻運轉
<模式編號25、26:參照圖24>
一室冷卻運轉,是將兩個庫室CA、CB中的一者冷卻,另一者設為運轉停止。此處,所謂運轉停止是包含停止繼續運轉的情況、及在二室冷卻運轉中因庫室內部溫度達到設定溫度而暫時停止的情況。
模式編號25是冷卻庫室CA並將庫室CB設為運轉停止的運轉模式,其冷媒流路以圖24的粗實線表示。
也就是說,模式編號25是一種動作模式,該動作模式相對於二室冷卻運轉的模式編號21(參照圖20),將電磁閥14B設為閉狀態,並使冷媒不流入庫內熱交換器單元55BU,且使風扇F2B停止。與模式編號21共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5A中的熱交換作用等模式,與編號21的情況相同。
模式編號26是冷卻庫室CB並將庫室CA設為運轉停止的運轉模式,其冷媒流路僅在分支部D2與分支部D3之間不同,形成以圖24的粗虛線表示的流路。
也就是說,模式編號26是相對於二室冷卻運轉的模式編號21(參照圖20),將電磁閥14A設為閉狀態,以使冷媒不流入庫內熱交換器單元55AU,並使風扇F2A停止的動作模式。與模式編號21共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5B中的熱交換作用等,與模式編號21的情況相同。
[2-5]一室升溫運轉
<模式編號27:參照圖25>
一室升溫運轉,是升溫兩個庫室CA、CB中的一者,並將另一者設為運轉停止。此處,所謂運轉停止包含停止繼續運轉的情況、及在二室升溫運轉中因庫室內部溫度達到設定溫度而暫時停止的情況。
模式編號27是升溫庫室CA,將庫室CB設為運轉停止的動作模式,其冷媒流路以圖25的粗實線表示。
也就是說,模式編號27是一種動作模式,該動作模式相對於二室升溫運轉的模式編號22(參照圖21),將四通閥2B設為模式# A,以使冷媒不流入庫內熱交換器單元55BU,並使風扇F2B停止。與模式編號22共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5A中的熱交換作用等,與模式編號22的情況相同。
<模式編號28:參照圖26>
模式編號28,是升溫庫室CB並將庫室CA設為運轉停止的運轉模式,其冷媒流路以圖26的粗虛線表示。
也就是說,模式編號28,相對於二室升溫運轉的模式編號22(參照圖21),將四通閥2A設為模式# A,以使冷媒不流入庫內熱交換器單元55AU,並使風扇F2A停止。與模式編號22共通的冷媒流路中的冷媒的相態、及庫外熱交換器3和庫內熱交換器5B中的熱交換作用等模式,與編號22的情況相同。
[2-6]除霜運轉(庫內熱交換器5A、5B的除霜)
例如,如果將庫室CA以動作模式21、24、25的任一者進行長時間冷卻,則在庫內熱交換器5A的鰭片上,有時會有包含在庫室CA內的空氣的水分凍結並以霜的形式附著。鰭片上附著霜後,會阻礙熱交換,因此,執行庫內熱交換器5A的化霜運轉來除霜。對熱交換器5B同樣進行化霜運轉。
由於冷媒回路152是熱泵式,藉此對除霜進行所謂逆循環的化霜。
具體來說,對所冷卻運轉的熱交換器進行升溫運轉,並使對應的風扇停止。以下,參照圖19來說明各運轉模式的詳情。
<模式編號29>
是僅進行庫內熱交換器5A的除霜的化霜運轉的動作模式,針對僅升溫運轉庫內熱交換器5A的模式編號27的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號30>
是僅進行庫內熱交換器5B的除霜的化霜運轉的動作模式,針對僅升溫運轉庫內熱交換器5B的模式編號28的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
<模式編號31>
是將庫內熱交換器5A與庫內熱交換器5B兩者除霜的化霜運轉的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號22)的動作模式,使風扇F2A與風扇2B兩者停止(OFF)。
另外,冷凍裝置151能夠對冷凍庫CT的兩個庫室CA、CB其中之一的庫室進行除霜,同時對另一庫室升溫或冷卻。
<模式編號32>
是對庫內熱交換器5A進行除霜,並升溫運轉庫內熱交換器5B的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號22)的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號33>
是對庫內熱交換器5B進行除霜,並升溫運轉庫內熱交換器5A的動作模式,針對二室升溫運轉(模式編號22)的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
<模式編號34>
是對庫內熱交換器5A進行除霜,並冷卻運轉庫內熱交換器5B的動作模式,針對冷卻/升溫同時運轉中的模式編號23的動作模式,使風扇F2A停止(OFF)。
<模式編號35>
是對庫內熱交換器5B進行除霜,並冷卻運轉庫內熱交換器5A的動作模式,針對冷卻/升溫同時運轉中的模式編號24的動作模式,使風扇F2B停止(OFF)。
上述的冷凍裝置151具備冷媒回路152、及流路切換部RK2,其中,該冷媒回路152具有:第一冷媒流路R11,其包括將由壓縮機1吐出的冷媒導入庫內熱交換器5A中的第一配管路徑(配管路徑L1、L14、L11、L12、L12A)LH11、將在庫內熱交換器5A中冷凝而液相化後的冷媒導入庫外熱交換器3中的第二配管路徑(配管路徑L18A、L11)LH12、及將在庫外熱交換器3中過冷卻後的液相的冷媒導入第二庫內熱交換器5B中的第三配管路徑(配管路徑L6、L7B)LH13(參照圖22);第二冷媒流路R12,其包括將由壓縮機1吐出的冷媒向庫內熱交換器5A和庫內熱交換器5B分支並導入的第四配管路徑(配管路徑L1、L14、L11、L12、L12A、L12B)LH14、及將在庫內熱交換器5A、5B中液相化後的冷媒導入庫外熱交換器3中的第五配管路徑(配管路徑L18A、L18B、L18、L11)LH15(參照圖21);及, 第三冷媒流路R13,其包括將由壓縮機1吐出的氣相冷媒導入庫外熱交換器3中的第六配管路徑(配管路徑L1、L2)LH16、及將在庫外熱交換器3中冷凝而液相化後的冷媒向庫內熱交換器5A和庫內熱交換器5B分支並導入的第七配管路徑(配管路徑L11、L10,L7A、L7B)LH17(參照圖20);該流路切換部RK2,作為流通冷媒的流路,選擇性地切換第一冷媒流路R11、第二冷媒流路R12、及第三冷媒流路R13(四通閥組2G、電磁閥組11G2)(參照圖19)。
另外,在第二冷媒流路R2中的第四配管路徑LH14的一部分、與第三冷媒流路R3中的第七配管路徑LH17的一部分,是共通的部分也就是共通配管LK。具體來說,是配管路徑L11中的分支部D4與分支部D5之間。並且,在此共通配管LK上,配設有受液器4。
在以上詳述的實施例1和實施例2中,能夠如下所述地進行庫外熱交換器3的除霜。
長時間進行模式編號2、7、8、22、27、28的將庫外熱交換器3的第二庫外熱交換器3B,作為蒸發器發揮功能的二室同時升溫或一室升溫運轉後,在第二庫外熱交換器3B的鰭片上,有時會有包含在外部空氣中的水分凍結並以霜的形式附著。
此時,冷凍裝置51、151未被分類為圖8、圖19的動作模式,但可以執行庫外熱交換器3的化霜運轉。
此化霜運轉是在二庫室冷卻運轉的模式編號1、21的動作模式中,使所有風扇F1、F2A、F2B停止(OFF)的動作。
以上詳述的冷凍裝置51和冷凍裝置151、及具備其任意一者之冷凍庫CT和冷凍車C,具有熱泵式的冷媒回路52、152。
因此,不僅使用因壓縮機1的動作所獲得的熱能,還使用了在升溫運轉庫內熱交換器5A、5B中任意一者的動作模式中,根據庫外熱交換器3而從外部空氣獲得的熱能,另外,進一步加上在同時運轉升溫與冷卻的動作模式中從進行冷卻的庫室的內部空氣中獲得的熱能,來對應該加溫的庫室進行升溫。據此,能夠獲得更優異的升溫能力。
冷媒回路52和冷媒回路152,在全停止以外的動作模式中,向受液器4流通冷媒。
在對二個以上庫內熱交換器5A、5B中的至少一者進行升溫或除霜運轉的動作模式(模式編號2~4、7~15、22~24、27~35)中,受液器4充滿氣態冷媒。
據此,在這些動作模式中,沒有滯留於受液器4的液態冷媒,因此可以利用冷媒回路52、152內的全部冷媒,即便連續進行升溫或除霜運轉,也難以導致冷媒不足。
在不包含升溫和除霜運轉的動作模式(模式編號1、5、6、21、25、26)中,冷媒回路52和冷媒回路152能夠向受液器4中蓄留液態冷媒。
詳細來說,發生在冷卻運轉中產生剩餘冷媒的狀況時,可以將其剩餘冷媒確保地維持在受液器4中。
另一方面,發生在升溫和除霜運轉中產生剩餘的冷媒的運轉狀況時,在第一庫外熱交換器3A中,以液態冷媒的形式,相應於在冷媒回路52、152內循環的合適的冷媒量,能夠確保剩餘部分的冷媒。
據此,即便連續進行冷卻運轉、及升溫和除霜運轉,仍可以將回路內壓力高度維持在最佳水準,維持高度運轉能力。因此,能夠高精度且穩定地維持庫室內部的設定溫度。
冷媒回路52和冷媒回路152的庫外熱交換器3,以不包含升溫和除霜的動作模式(模式編號1、5、6、21、25、26)來運轉二個以上所有的庫內熱交換器5A、5B時,第二庫外熱交換器3B與第一庫外熱交換器3A一體地作為冷凝器而發揮作用。
據此,冷凍裝置51、151具有高度的冷卻能力。
另外,以對二個以上庫內熱交換器5A、5B中至少一者進行升溫或除霜運轉的動作模式(模式編號2~4、7~15、22~24、27~35)來運轉時,第一庫外熱交換器3A作為過冷卻熱交換器而發揮作用。
據此,冷凍裝置51、151中,冷卻能力提高相當於過冷度增加的份量。
進一步,從成為升溫或除霜運轉的庫內熱交換器5A、5B的端口5Ab、5Bb,流出氣液混合冷媒。也就 是說,在從端口5Aa、5Ba至端口5Ab、5Bb的熱交換器內,會發生冷媒的冷凝,因此熱交換器整體散熱,熱交換器的熱交換效率提高。
在冷媒回路52和冷媒回路152中,二個以上庫內熱交換器5A、5B分別具有用於輸入輸出冷媒的一對端口,一對端口分別具有雙系統的輸入輸出配管路徑。
例如,參照圖1來說明冷媒回路52的庫內熱交換器5A,庫內熱交換器5A具有用於輸入輸出的一對端口5Aa、5Ab。
端口5Aa,具有:連接於分支部D2上的配管路徑L7A、及連接於分支部D55上的配管路徑L12A之雙系統的路徑。
端口5Ab,具有:連接於分支部D3上的配管路徑L8A、及連接於分支部D77上的配管路徑L13A之雙系統的路徑。
此處,將配管路徑L7A、配管路徑L8A的組合設為第一路徑,將配管路徑L12A、配管路徑L13A的組合設為第二路徑,於是冷媒回路52在對庫內熱交換器5A進行冷卻運轉的動作模式中,在冷媒流通於第一路徑中並進行升溫或除霜運轉的動作模式中,冷媒會流通於第二路徑中。庫內熱交換器5B也相同。
另一方面,如果就冷媒回路152的庫內熱交換器5A進行說明,端口5Aa,具有:連接於分支部D2 上的配管路徑L7A、及連接於分支部D55上的配管路徑L12A之雙系統的路徑。
端口5Ab,具有:連接於分支部D3上的配管路徑L17A和配管路徑L19A、及連接於分支部D77上的配管路徑L18A之雙系統的路徑。
此處,將配管路徑L7A、與配管路徑L17A和配管路徑L19A的組合設為第一路徑,將配管路徑L12A與配管路徑L18A的組合設為第二路徑,於是冷媒回路在對152庫內熱交換器5A進行冷卻運轉的動作模式中,冷媒流通於第一路徑,在進行升溫或除霜運轉的動作模式中,冷媒流通於第二路徑。庫內熱交換器5B也相同。
也就是說,即便是在具有第一路徑和第二路徑的庫內熱交換器5A、5B中任意一者的動作模式中,冷媒都流通於相同方向。具體來說,是從端口5Aa、5Ba向端口5Ab、端口5Bb流通。
對於動作模式,當從庫內熱交換器5A、5B作為冷凝器而發揮作用的動作模式切換為作為蒸發器而發揮作用的動作模式時,從庫內熱交換器5A、5B內部向壓縮機1返回的冷媒是氣液混合冷媒。
因此,根據此動作模式的切換,大量的液態冷媒不會返回至壓縮機1,不用擔心壓縮機1因液壓縮而損壞。
進一步,此切換動作能夠在暫時停止冷凍裝置15、151後不對冷媒回路內的壓力進行平衡就執行。因此,冷凍裝置51、151的運轉效率提高。
冷凍裝置51、151具有熱泵式的冷媒回路52、152,相對於二個以上庫內熱交換器5A、5B,可以不交互循環流通冷媒,始終使冷媒循環並執行冷卻運轉與升溫運轉的任意一者。
據此,分別配設有庫內熱交換器5A、5B之庫室CA、CB內部溫度,相對於設定溫度,不易上下變化,相對於設定溫度,能夠高精度且穩定地維持。
實施例的冷凍裝置51、151不限定於上述構成,在不脫離本發明要旨的範圍內也可以作成變化例。
<變化例1:參照圖27>
變化例1是在冷凍裝置51、151的冷媒回路52、152中,配設了氣液熱交換器43A的例子,該氣液熱交換器43A,將在流入庫內熱交換器5A的端口5Aa之前的配管路徑L7A中的分支部D2與膨脹閥22A之間流通的冷媒、及從端口5Ab流出的冷媒之間進行熱交換。圖27表示在冷媒回路52上配設了氣液熱交換器43A的例子。
冷媒流通至配管路徑L7A,可能會進行使庫內熱交換器5A作為蒸發器而發揮功能的冷卻運轉。
此時,高壓的液態冷媒流入膨脹閥22A,而從端口5Ab流出比液態冷媒更低溫的氣態冷媒。因此,在氣液熱交換器43A中,流向膨脹閥22A的液態冷媒會被冷卻,於是過冷度增加。
據此,配備了此變化例1的冷凍裝置之冷凍庫CT和冷凍車C,利用庫內熱交換器5A中的熱交換,從庫室CA內的空氣奪取的熱量增加,因此,冷卻庫室CA內的能力提高。
另外,庫內熱交換器5A中的液態冷媒的蒸發得到促進,因此,能夠防止對於壓縮機1的所謂液體返回(倒流)現象。
使庫內熱交換器5A進行升溫或除霜運轉時,冷媒不流通至配管路徑L7A,因此,氣液熱交換器43A不發揮作用。
也可以同樣地在庫內熱交換器5B上配設氣液熱交換器43B。圖27中表示了對冷媒回路52中的庫內熱交換器5B,配設與氣液熱交換器43A發揮相同作用的氣液熱交換器43B的例子。雖然未圖示出來,但在冷媒回路152中,也可以同樣地配設氣液熱交換器43A、43B。
<變化例2:參照圖28、圖29>
冷凍裝置51、151也可以具備3個以上的庫內熱交換器。
圖28中例示了對冷凍裝置51中的庫內熱交換區塊M3並聯追加了第三個庫內熱交換器單元5CU而成的庫內熱交換區塊M23。
圖29中例示了對冷凍裝置151中的庫內熱交換區塊M13並聯追加了第三個庫內熱交換器單元55CU而成的庫內熱交換器區塊M33。
配備了具有3個庫內熱交換器單元之冷凍裝置51、151的冷凍庫CT和冷凍車C,具有庫室CC(未圖示),該庫室CC配設有包含在第三個庫內熱交換器單元5CU、55CU中的庫內熱交換器5C。
例如,根據使用變化例2中的設為三個庫內熱交換器之冷凍裝置,能夠將3個庫室CA~庫室CC分別獨立地設為冷卻/升溫/除霜/停止的四組運轉狀態。也就是說,能夠執行包含全停止在內的64組動作模式。
<其他變化例>
庫外熱交換器3及多個庫內熱交換器5A~5C的結構,並不限定於上述的鰭管式結構。可以是例如盤旋式或平行流動式的結構,此時也可以獲得同樣的效果。
根據冷凍裝置51、151,可以設定的庫室內部的溫度區域並不限定。至少包含對應於冷凍和冷藏的溫度區域。

Claims (7)

  1. 一種冷凍裝置,其具備被配設於第一庫室內的第一庫內熱交換器、及被配設於第二庫室內的第二庫內熱交換器,該冷凍裝置的特徵在於:具備冷媒回路、及流路切換部;其中,該冷媒回路包括前述第一庫內熱交換器、前述第二庫內熱交換器、被配設於前述第一和第二庫室的外面的庫外熱交換器、及將冷媒壓縮並以氣相冷媒的形態吐出的壓縮機;前述庫外熱交換器具有串聯連接的第一庫外熱交換器與第二庫外熱交換器;並且,該冷媒回路具有:第一冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒導入前述第一庫內熱交換器中的第一配管路徑、對於前述庫外熱交換器,將利用前述第一庫內熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒僅導入於前述第一庫外熱交換器中的第二配管路徑、及將利用前述第一庫外熱交換器被過冷卻後的液相的前述冷媒導入前述第二庫內熱交換器中的第三配管路徑;第二冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第四配管路徑、及將利用前述第一和第二庫內熱交換器液相化後的前述冷媒導入前述第一庫外熱交換器中,接著導入前述第二庫外熱交換器中的第五配管路徑;及,第三冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒導入前述第二庫外熱交換器中,接著導入前述第一庫外熱交換器中的第六配管路徑、及將利用前述第二庫外熱交換器和前述第一庫外熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第七配管路徑;並且,該流路切換部,作為流通前述冷媒的流路,選擇性地切換前述第一冷媒流路、前述第二冷媒流路、及前述第三冷媒流路。
  2. 如請求項1所述的冷凍裝置,其中,根據前述流路切換部而被選擇切換的使前述冷媒流通的流路,當是前述第一冷媒流路時,前述第一庫室內部利用前述第一庫內熱交換器中的熱交換而被升溫,前述第二庫室內部利用前述第二庫內熱交換器中的熱交換而被冷卻。
  3. 如請求項1所述的冷凍裝置,其中,前述第一至第三冷媒流路,以使流通於前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器中的前述冷媒的流通方向彼此成為相同的方式來構成。
  4. 如請求項2所述的冷凍裝置,其中,前述第一至第三冷媒流路,以使流通於前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器中的前述冷媒的流通方向彼此成為相同的方式來構成。
  5. 一種冷凍裝置,其具備被配設於第一庫室內的第一庫內熱交換器、及被配設於第二庫室內的第二庫內熱交換器,該冷凍裝置的特徵在於:具備冷媒回路、及流路切換部;其中,該冷媒回路包括前述第一庫內熱交換器、前述第二庫內熱交換器、被配設於前述第一和第二庫室的外面的庫外熱交換器、及將冷媒壓縮並以氣相冷媒的形態吐出的壓縮機;並且,該冷媒回路具有:第一冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒導入前述第一庫內熱交換器中的第一配管路徑、將利用前述第一庫內熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第二配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器被過冷卻後的液相的前述冷媒導入前述第二庫內熱交換器中的第三配管路徑;第二冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第四配管路徑、及將利用前述第一和第二庫內熱交換器液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第五配管路徑;及,第三冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第六配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第七配管路徑;並且,該流路切換部,作為流通前述冷媒的流路,選擇性地切換前述第一冷媒流路、前述第二冷媒流路、及前述第三冷媒流路;前述第四配管路徑與前述第七配管路徑,各自有一部分為共通路徑,在前述共通路徑中,配設有受液器,該受液器具備用來導入或導出冷媒的二個連接口;在選擇前述第二冷媒流路時與選擇前述第三冷媒流路時,導入或導出前述受液器的冷媒的流通方向相反。
  6. 一種冷凍裝置,其具備被配設於第一庫室內的第一庫內熱交換器、及被配設於第二庫室內的第二庫內熱交換器,該冷凍裝置的特徵在於:具備冷媒回路、及流路切換部;其中,該冷媒回路包括前述第一庫內熱交換器、前述第二庫內熱交換器、被配設於前述第一和第二庫室的外面的庫外熱交換器、及將冷媒壓縮並以氣相冷媒的形態吐出的壓縮機;並且,該冷媒回路具有:第一冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒導入前述第一庫內熱交換器中的第一配管路徑、將利用前述第一庫內熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第二配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器被過冷卻後的液相的前述冷媒導入前述第二庫內熱交換器中的第三配管路徑;第二冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第四配管路徑、及將利用前述第一和第二庫內熱交換器液相化後的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第五配管路徑;及,第三冷媒流路,其包括將由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒導入前述庫外熱交換器中的第六配管路徑、及將利用前述庫外熱交換器冷凝而液相化後的前述冷媒向前述第一庫內熱交換器和前述第二庫內熱交換器分支並導入的第七配管路徑;並且,該流路切換部,作為流通前述冷媒的流路,選擇性地切換前述第一冷媒流路、前述第二冷媒流路、及前述第三冷媒流路;前述庫外熱交換器具有:將外部空氣送向特定方向的風扇、位於前述特定方向的上游側的上游側熱交換器、及與前述上游側熱交換器串聯連接並位於下游側的下游側熱交換器;並且,當選擇了前述第一冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,其將所導入的液相化後的前述冷媒過冷卻並導出;當選擇了前述第二冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,使所導入的液相的前述冷媒過冷卻,並且前述下游側熱交換器作為蒸發器而發揮作用,使利用前述上游側熱交換器過冷卻後的前述冷媒蒸發並以氣相冷媒的形態導出;當選擇了前述第三冷媒流路時,將前述氣相的冷媒先導入前述下游側熱交換器,接著導入前述上游側熱交換器,前述上游側熱交換器與前述下游側熱交換器一體地作為冷凝器而發揮作用,使由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒冷凝並作為液相冷媒加以導出,並且前述上游側熱交換器亦作為過冷卻熱交換器而發揮作用。
  7. 如請求項5所述的冷凍裝置,其中,前述庫外熱交換器具有:將外部空氣送向特定方向的風扇、位於前述特定方向的上游側的上游側熱交換器、及與前述上游側熱交換器串聯連接並位於下游側的下游側熱交換器;並且,當選擇了前述第一冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,其將所導入的液相化後的前述冷媒過冷卻並導出;當選擇了前述第二冷媒流路時,前述上游側熱交換器作為過冷卻熱交換器而發揮作用,使所導入的液相的前述冷媒過冷卻,並且前述下游側熱交換器作為蒸發器而發揮作用,使利用前述上游側熱交換器過冷卻後的前述冷媒蒸發並以氣相冷媒的形態導出;當選擇了前述第三冷媒流路時,前述上游側熱交換器與前述下游側熱交換器一體地作為冷凝器而發揮作用,使由前述壓縮機吐出的氣相的前述冷媒冷凝並作為液相冷媒加以導出。
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