WO2016147291A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2016147291A1
WO2016147291A1 PCT/JP2015/057659 JP2015057659W WO2016147291A1 WO 2016147291 A1 WO2016147291 A1 WO 2016147291A1 JP 2015057659 W JP2015057659 W JP 2015057659W WO 2016147291 A1 WO2016147291 A1 WO 2016147291A1
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WO
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solenoid valve
control box
refrigeration apparatus
refrigerant
valve
Prior art date
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PCT/JP2015/057659
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English (en)
French (fr)
Inventor
信吾 谷中
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus such as a freezer or a refrigerator, and more particularly to a refrigeration apparatus capable of adjusting the temperature of a control box in which control electronic components are accommodated.
  • a cooling device (hereinafter referred to as a unit cooler) is generally arranged in a low temperature environment inside a freezer or a refrigerator. Also in the unit cooler arranged in such a place, a control device including a control electronic component for controlling an actuator mounted on the unit cooler is installed in a state of being accommodated in the control box.
  • control box installed in such a unit cooler, by using an electric heater as a heating device, the internal temperature of the control box can be raised to a usable temperature of the electronic component for control.
  • an electric heater as a heating device since the heating device is not provided, the control electronic component is used below the lower limit value of the usable temperature range of the control electronic component. It will be. Therefore, in such a case, the control box is installed outside the unit cooler.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of an example of a refrigeration apparatus (hereinafter referred to as the refrigeration apparatus 1000) in which a control box is installed outside the unit cooler.
  • the refrigeration apparatus 1000 will be described with reference to FIG.
  • the refrigeration apparatus 1000 includes a unit cooler 1050 and an outdoor unit 1060.
  • a control box 1020 is installed between the unit cooler 1050 and the outdoor unit 1060.
  • the unit cooler 1050 and the outdoor unit 1060 are connected by a refrigerant pipe 1016.
  • the unit cooler 1050 is installed at a position where the cooling target space 1051 such as a refrigerator or a freezer can be cooled.
  • the outdoor unit 1060 is installed in a space (for example, outdoors) different from the space to be cooled 1051. *
  • an expansion valve and a cooler constituting a part of the refrigeration cycle are mounted on the unit cooler 1050 by being connected in series by a refrigerant pipe 1016.
  • the outdoor unit 1060 is mounted with a compressor and a condenser constituting a part of the refrigeration cycle connected in series by a refrigerant pipe 1016. That is, in the refrigeration apparatus 1000, a compressor, a condenser, an expansion valve, and a cooler are sequentially connected by the refrigerant pipe 1016 to constitute a refrigeration cycle.
  • the outdoor unit 1060 is equipped with an outdoor control box 1061 provided with an outdoor control device.
  • the unit cooler 1050 and the control box 1020 are electrically connected by a power line 1015.
  • the outdoor control box 1061 and the control box 1020 of the outdoor unit 1060 are connected by a communication line 1017.
  • the control box 1020 is installed on the outer wall of the unit cooler 1050.
  • the refrigerant pipe 1016 circulates the refrigerant through the components constituting the refrigeration cycle.
  • the longest length of the refrigerant pipe 1016 is generally about 100 m.
  • the power line 1015 connects the control box 1020 and the unit cooler 1050 in order to control and drive a fan motor such as a blower mounted on the unit cooler 1050.
  • the maximum length of the power line 1015 is generally about 30 m.
  • the communication line 1017 electrically connects the outdoor control box 1061 and the control box 1020 of the outdoor unit 1050.
  • the maximum length of the communication line 1017 is generally about 70 m (100 m-30 m).
  • control box as shown in FIG. 10 is installed outside the unit cooler, not only the unit cooler but also the installation work of the control box is required, and the electrical connection between the unit cooler and the control box is not required. Wiring must be routed. For this reason, there is a problem that a lot of labor and time are spent on the installation work of the control box.
  • the present invention has been made to solve at least one of the above-described problems, and provides a refrigeration apparatus in which a control electronic component can operate stably even in a low temperature environment without using an electric heater. It is intended to provide.
  • a refrigeration apparatus includes a refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and a cooler are connected by a refrigerant pipe, and a control box including a control device that controls operations of the compressor and the expansion valve.
  • the control box is for heating, through which refrigerant discharged from the compressor flows. Piping is installed.
  • control box can be heated using the condensation heat of the refrigeration, so that the control box can be built in the second unit, and construction efficiency can be realized. Can do.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram schematically showing a configuration of a refrigeration apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Based on FIG. 1, the apparatus structure of the freezing apparatus 100 is demonstrated. Note that the refrigeration apparatus 100 described here is merely an example of an apparatus provided with a refrigeration cycle, and the present invention is not applied only to the refrigeration apparatus 100 shown here. For example, the number of outdoor units (heat source units) and unit coolers (load side units) is not limited, and the number of components mounted on them is not limited. Moreover, what is necessary is just to determine the mounting unit of a component apparatus according to the use of the freezing apparatus 100. FIG.
  • the refrigeration apparatus 100 includes a unit cooler 50 and an outdoor unit 60.
  • the unit cooler 50 and the outdoor unit 60 are connected by a refrigerant pipe 16.
  • the unit cooler 50 is equipped with a control box 2.
  • An outdoor control box 61 is mounted on the outdoor unit 60.
  • the control box 2 and the outdoor control box 61 are connected by a communication line 17.
  • the unit cooler 50 includes a first electromagnetic valve 5, a second electromagnetic valve 6, a third electromagnetic valve 7, a fourth electromagnetic valve 8, and a capillary (capillary) 9. Further, the unit cooler 50 includes control electronic components that control an actuator (for example, the expansion valve 10, the first electromagnetic valve 5, the second electromagnetic valve 6, the third electromagnetic valve 7, the fourth electromagnetic valve 8, etc.). A control box 2 in which the control device 2A is accommodated is provided.
  • the refrigerant pipe 16 is connected to a first bypass pipe 4 ⁇ / b> A that branches between the condenser 14 and the second electromagnetic valve 6 and joins between the expansion valve 10 and the cooler 15.
  • the refrigerant pipe 16 and the first bypass pipe 4A connect between the first electromagnetic valve 5 and the third electromagnetic valve 7 and between the second electromagnetic valve 6 and the fourth electromagnetic valve 8.
  • the second bypass pipe 4B is connected. A portion of the refrigerant pipe 16 between the condenser 14 and the connection position of the second bypass pipe 4B is referred to as a heating pipe 1.
  • the expansion valve 10 functions as a decompression device that decompresses and expands the refrigerant, and may be configured with an electronic expansion valve whose opening degree can be variably controlled.
  • the expansion valve 10 is provided in the refrigerant pipe 16 between the fourth electromagnetic valve 8 and the cooler 15 so as to be in parallel with the capillary 9.
  • the cooler 15 evaporates the refrigerant.
  • the cooler 15 is provided between the expansion valve 10 and the capillary 9 and the compressor 13.
  • the first electromagnetic valve 5 allows conduction of the refrigerant flowing out of the condenser 14 by controlling opening and closing.
  • the first solenoid valve 5 is provided in the first bypass pipe 4 ⁇ / b> A so as to be in parallel with the second solenoid valve 6.
  • the second electromagnetic valve 6 allows conduction of the refrigerant flowing out of the condenser 14 by controlling opening and closing.
  • the second solenoid valve 6 is provided in the refrigerant pipe 16 so as to be in parallel with the first solenoid valve 5.
  • the first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 are controlled so that the opening / closing operations are reversed, whereby the flow direction of the refrigerant can be the heating pipe 1 or the first bypass pipe 4A. That is, when the first solenoid valve 5 is controlled to open, the second solenoid valve 6 is controlled to close, and the refrigerant flows to the first bypass pipe 4A side. Further, when the first electromagnetic valve 5 is controlled to be closed, the second electromagnetic valve 6 is controlled to be opened, and the refrigerant flows to the heating pipe 1 side.
  • the first solenoid valve 5 and the second solenoid valve 6 are not controlled to open or close simultaneously.
  • the third solenoid valve 7 allows conduction of the refrigerant flowing out of the first solenoid valve 5 or the second solenoid valve 6 by controlling opening and closing.
  • the third solenoid valve 7 is provided in parallel with the fourth solenoid valve 8 in the first bypass pipe 4A between the connection position of the second bypass pipe 4B and the capillary 9.
  • the fourth solenoid valve 8 allows conduction of the refrigerant flowing out of the first solenoid valve 5 or the second solenoid valve 6 by controlling opening and closing.
  • the fourth solenoid valve 8 is provided in the refrigerant pipe 16 between the connection position of the second bypass pipe 4 ⁇ / b> B and the expansion valve 10 so as to be in parallel with the third solenoid valve 7.
  • the third solenoid valve 7 and the fourth solenoid valve 8 are controlled so that the opening and closing operations are reversed, whereby the refrigerant flow direction can be changed to the refrigerant pipe 16 or the first bypass pipe 4A. That is, when the third electromagnetic valve 7 is controlled to be opened, the fourth electromagnetic valve 8 is controlled to be closed, and the refrigerant flows through the first bypass pipe 4A side and flows into the capillary 9. Further, when the third electromagnetic valve 7 is controlled to be closed, the fourth electromagnetic valve 8 is controlled to be opened, and the refrigerant flows through the refrigerant pipe 16 side and flows into the expansion valve 10.
  • the third solenoid valve 7 and the fourth solenoid valve 8 are not controlled to open or close simultaneously.
  • the capillary 9 functions as a decompression device that decompresses and expands the refrigerant.
  • the capillary 9 is provided in the first bypass pipe 4 ⁇ / b> A between the third electromagnetic valve 7 and the cooler 15 so as to be in parallel with the expansion valve 10.
  • a state in which the capillary 9 is installed is described as an example of the “decompression device” of the present invention, but the present invention is not limited to the capillary 9 and a temperature type automatic expansion valve that does not require electronic control is connected to the capillary 9. It can also be substituted.
  • Compressor 13, condenser 14, expansion valve 10, and cooler 15 are connected in this order through refrigerant pipe 16 to constitute a refrigerant circuit.
  • the control box 2 is installed between the connection position of the second solenoid valve 6 and the second bypass pipe 4B.
  • a heating pipe 1 is attached to the control box 2.
  • the control box 2 will be described in detail with reference to FIG.
  • the compressor 13 sucks the refrigerant and compresses the refrigerant to a high temperature and high pressure state.
  • the compressor 13 is configured of a type in which the rotation speed is controlled by an inverter and the capacity is controlled.
  • the condenser 14 condenses and liquefies the refrigerant.
  • the condenser 14 is provided on the discharge side of the compressor 13.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the control box 2 provided in the refrigeration apparatus 100.
  • the control box 2 will be described based on FIG.
  • control box 2 accommodates the control device 2A including the control electronic components that control the actuator.
  • the control device 2A includes a general-purpose CPU, inverter, data bus, input / output port, nonvolatile memory, timer, and the like.
  • the control device 2A determines the opening degree of the expansion valve 10, the opening / closing of the first electromagnetic valve 5, and the opening / closing of the second electromagnetic valve 6 according to the operation information (temperature of the space to be cooled, set temperature, refrigerant pipe temperature, refrigerant pressure, etc.). Predetermined control is performed for opening / closing the third electromagnetic valve 7 and opening / closing the fourth electromagnetic valve 8.
  • a heat insulating material 3 is stuck around the control box 2.
  • the control box 2 can prevent heat from escaping to the outside air and is efficiently heated.
  • a heating pipe 1 used as a heating device is attached to the outer wall of the control box 2.
  • the refrigerant heat on the outlet side of the condenser 14 can be conducted to the control box 2 and the inside of the control box 2 is heated.
  • the heating pipe 1 is bent a plurality of times so that the control box 2 can be efficiently heated.
  • the heating piping 1 is affixed on the outer wall of the control box 2 is shown as an example, the inside of the control box 2 may be inserted.
  • the configuration of the heating pipe 1 is not particularly limited to the illustrated configuration, and the number of bendings, the shape, and the like are not particularly limited.
  • a temperature detection device 70 is installed inside the control box 2.
  • the temperature detection device 70 is formed of, for example, a thermostat, and starts energization of the control device 2A when the inside of the control box 2 is warmed to a predetermined temperature (for example, + 5 ° C.).
  • a predetermined temperature for example, + 5 ° C.
  • heat generated by a heat generating component such as an inverter mounted on the control device 2A can also be used as means for heating the inside of the control box 2.
  • the temperature detection device 70 may be installed anywhere as long as it is inside the control box 2, and the installation location is not particularly limited. However, it is desirable to install in the vicinity of the control device 2A.
  • the control box 2 Since the unit cooler 50 is installed in a low-temperature environment such as a freezer or a refrigerator, the control box 2 is also exposed to a low-temperature environment. Thus, in the refrigeration apparatus 100, the heat of the refrigerant on the outlet side of the condenser 14 is used to bring the control device 2A (specifically, the control electronic component) housed in the control box 2 within the usable temperature range. To warm up.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a relay sequence in opening and closing each electromagnetic valve of the refrigeration apparatus 100. Based on FIG. 3, opening and closing of each solenoid valve will be described.
  • the control device 2A of the control box 2 has a relay device 2B as a control electronic component.
  • the relay device 2 ⁇ / b> B has a first relay 11 and a second relay 12.
  • the structure of the 1st relay 11 and the 2nd relay 12 is not specifically limited, it is good to comprise with a C contact relay etc.
  • the first relay 11 opens and closes the first electromagnetic valve 5 and the second electromagnetic valve 6. That is, the first relay 11 switches between opening and closing of the first electromagnetic valve 5 and opening and closing of the second electromagnetic valve 6 by ON / OFF based on a command from the control device 2A. Specifically, when the first relay 11 is ON, the first electromagnetic valve 5 is controlled to be opened, and the second electromagnetic valve 6 is controlled to be closed. On the contrary, when the first relay 11 is OFF, the first electromagnetic valve 5 is controlled to be closed, and the second electromagnetic valve 6 is controlled to be opened.
  • the second relay 12 opens and closes the third solenoid valve 7 and the fourth solenoid valve 8. That is, the second relay 12 switches the opening / closing of the third electromagnetic valve 7 and the opening / closing of the fourth electromagnetic valve 8 by ON / OFF based on a command from the control device 2A. Specifically, when the second relay 12 is ON, the third electromagnetic valve 7 is controlled to be closed, and the fourth electromagnetic valve 8 is controlled to be opened. On the contrary, when the second relay 12 is OFF, the third electromagnetic valve 7 is controlled to be opened, and the fourth electromagnetic valve 8 is controlled to be closed.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow during operation when the refrigeration apparatus 100 is activated.
  • 5 and 6 are explanatory views for explaining an example of the refrigerant flow of the refrigeration apparatus 100.
  • FIG. The operation of the refrigeration apparatus 100 will be described together with the flow of the refrigerant based on FIGS. 5 and 6, the flow of the refrigerant is indicated by arrows.
  • x is appended to the solenoid valve that is controlled to be closed.
  • the refrigeration apparatus 100 is activated when the outdoor unit 60 and the unit cooler 50 are turned on. At this time, both the first relay 11 and the second relay 12 are OFF. That is, when the outdoor unit 60 and the unit cooler 50 are powered on (step S101), the first relay 11 and the second relay 12 are both OFF, so the first electromagnetic valve 5 is closed and the second The electromagnetic valve 6 is opened, the third electromagnetic valve 7 is opened, and the fourth electromagnetic valve 8 is closed (step S102).
  • step S103 the operation of the compressor 13 is started (step S103).
  • the flow of the refrigerant in the refrigeration apparatus 100 is as shown in FIG.
  • the refrigerant discharged from the compressor 13 flows into the condenser 14.
  • the refrigerant flowing into the condenser 14 radiates heat and then flows through the heating pipe 1. That is, the refrigerant discharged from the compressor 13 passes through the condenser 14, then flows through the heating pipe 1, passes through the control box 2, and then flows through the second bypass pipe 4 ⁇ / b> B into the capillary 9.
  • the refrigerant flowing into the capillary 9 is decompressed and expanded, and changes its state into a low-temperature / low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant of liquid and gas.
  • This gas-liquid two-phase refrigerant flows into the cooler 15.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the cooler 15 cools the air in the space to be cooled, flows out of the cooler 15, and is sucked into the compressor 13 again.
  • the control box 2 is heated by introducing the refrigerant on the outlet side of the condenser 14 to the heating pipe 1. Further, since the opening degree of the expansion valve 10 cannot be controlled when the power is not supplied to the control device 2A, the refrigerant is guided to the capillary 9 when the refrigeration apparatus 100 is started.
  • the internal temperature of the control box 2 is detected by the temperature detection device 70.
  • the temperature detection device 70 detects whether or not the internal temperature of the control box 2 is equal to or higher than the low temperature detection level temperature (step S104).
  • the temperature detection device 70 cuts off the power supply to the control device 2A (step S105).
  • the temperature detection device 70 starts energizing the control device 2A (step S106).
  • step S107 a command to turn on the second relay 12 is output from the control device 2A (step S107).
  • step S107 a command to turn on the second relay 12 is output from the control device 2A (step S107).
  • step S108 a command to turn on the second relay 12 is output from the control device 2A (step S107).
  • the third electromagnetic valve 7 is closed and the fourth electromagnetic valve 8 is opened (step S108).
  • the flow of the refrigerant in the refrigeration apparatus 100 is as shown in FIG. That is, the refrigerant discharged from the compressor 13 flows through the heating pipe 1, passes through the control box 2, and then flows into the expansion valve 10. That is, in the refrigeration apparatus 100, the normal control state starts (step S109).
  • the refrigerant flowing into the expansion valve 10 is decompressed and expanded, and changes its state into a low-temperature / low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant of liquid and gas.
  • This gas-liquid two-phase refrigerant flows into the cooler 15.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the cooler 15 cools the air in the space to be cooled, flows out of the cooler 15, and is sucked into the compressor 13 again.
  • the air supplied to the cooler 15 by the indoor blower or the like is cooled by the evaporation heat of the refrigerant flowing into the cooler 15, and is supplied by the indoor blower to the cooling target area where the unit cooler 50 is installed.
  • the temperature rises by cooling the area to be cooled and the heat generating equipment installed.
  • the air whose temperature has risen is supplied again to the cooler 15 by the indoor blower, and is cooled by the heat of evaporation of the refrigerant.
  • the operation can be prevented from starting until the internal temperature of the control box 2 reaches the usable temperature range of the control apparatus 2A by utilizing the heat of condensation of the refrigerant. Therefore, according to the refrigeration apparatus 100, the control apparatus 2A mounted on the control box 2 can be stably operated. Specifically, according to the refrigeration apparatus 100, since the inside of the control box 2 can be heated using the heat of condensation of the refrigerant without using an electric heater, stable operation of the control apparatus 2A is realized even in a low temperature environment. it can. Moreover, compared with the case where an electric heater is used, according to the refrigeration apparatus 100, since an electric heater is not used, energy saving can also be implement
  • control box 2 can be mounted on the unit cooler 50, there is no need to worry about malfunction due to noise caused by wiring routing, and an inverter for a fan and an electronic expansion valve can be installed. It becomes possible. Therefore, by using a fan inverter and installing an electronic expansion valve, it is possible to make finer adjustments for air volume and refrigerant flow, and to achieve energy saving and stabilization of warehouse temperature.
  • the case where the inside of the control box 2 is heated by simply circulating the refrigerant is taken as an example.
  • the control device installed in the outdoor unit 60 by communication determines that the operation of the control device 2A has not started
  • the rotation of the outdoor fan mounted in the outdoor unit The number may be reduced or stopped.
  • the heat exchange efficiency in the condenser 14 can be reduced, the temperature of the refrigerant flowing through the heating pipe 1 can be increased, and the inside of the control box 2 can be heated earlier.
  • a case where the control device installed in the outdoor unit 60 by communication determines that the operation of the control device 2A has not started can be assumed when communication is not established between the two.
  • FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an example of a refrigerant flow of the refrigeration apparatus 100A according to Embodiment 2 of the present invention. Based on FIG. 7, the operation of the refrigeration apparatus 100A will be described. In FIG. 7, the flow of the refrigerant is indicated by arrows. Moreover, x is appended to the solenoid valve that is controlled to be closed.
  • the refrigeration apparatus 100A described here is merely an example of an apparatus having a refrigeration cycle, and the present invention is not applied only to the refrigeration apparatus 100A shown here. For example, the number of outdoor units (heat source units) and unit coolers (load side units) is not limited, and the number of components mounted on them is not limited. Moreover, what is necessary is just to determine the mounting unit of a component apparatus according to the use of 100 A of freezing apparatuses.
  • the second embodiment adds to the contents of the first embodiment and stops the heating inside the control box 2. Is also taken into consideration.
  • the temperature detection device 70 detects whether the inside of the control box 2 is higher than the high temperature detection level temperature (for example, + 50 ° C.). To execute.
  • the temperature detection device 70 detects that the inside of the control box 2 is equal to or higher than the high temperature detection level temperature
  • a command to turn on the first relay 11 is output from the control device 2A, and the first electromagnetic valve 5 is opened and the second solenoid valve 6 is closed.
  • the flow of the refrigerant in the refrigeration apparatus 100 is as shown in FIG. That is, the refrigerant discharged from the compressor 13 flows through the first bypass pipe 4 ⁇ / b> A and the second bypass pipe 4 ⁇ / b> B and flows into the expansion valve 10.
  • the heating of the control box 2 can be stopped by flowing the refrigerant through the first bypass pipe 4A. Then, when the inside of the control box 2 reaches a normal temperature (for example, + 20 ° C.) by the temperature detection device 70, a command to turn off the first relay 11 is output from the control device 2A, and the inside of the control box 2 is added. Resume temperature.
  • a normal temperature for example, + 20 ° C.
  • the refrigeration apparatus 100A in addition to the control operation of the refrigeration apparatus 100 according to Embodiment 1, when the internal temperature of the control box 2 becomes high, the refrigerant flowing through the heating pipe 1 is bypassed. I try to let them.
  • the refrigeration apparatus 100A in addition to the effects produced by the refrigeration apparatus 100 according to Embodiment 1, when the internal temperature of the control box 2 becomes high, the internal heating of the control box 2 is stopped, The internal temperature of the control box 2 can be set within the usable temperature range of the control device 2A, and the control device 2A can be prevented from being overheated.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of a refrigerant flow of the refrigeration apparatus 100B according to Embodiment 3 of the present invention. Based on FIG. 8, the operation of the refrigeration apparatus 100B will be described. In FIG. 8, the flow of the refrigerant is indicated by arrows. Moreover, x is appended to the solenoid valve that is controlled to be closed. Further, the switching of the closing control of the third solenoid valve 7 and the fourth solenoid valve 8 is indicated by a broken line arrow.
  • the refrigeration apparatus 100B described here is merely an example of an apparatus having a refrigeration cycle, and the present invention is not applied only to the refrigeration apparatus 100B shown here.
  • the number of outdoor units (heat source units) and unit coolers (load side units) is not limited, and the number of components mounted on them is not limited. Moreover, what is necessary is just to determine the mounting unit of a component apparatus according to the use of refrigeration equipment 100B.
  • the description has focused on the heating inside the control box 2 by the heat of condensation of the refrigerant.
  • the temperature inside the control box 2 is low. The case where the level is below the detection level is considered.
  • the temperature detection device 70 when the temperature detection device 70 detects that the inside of the control box 2 is lower than the low temperature detection level temperature, the temperature detection device 70 cuts off the power supply to the control device 2A.
  • both the first relay 11 and the second relay 12 are turned off. That is, the first solenoid valve 5 is closed, the second solenoid valve 6 is opened, the third solenoid valve 7 is opened, and the fourth solenoid valve 8 is closed (see the broken line arrow). Therefore, the refrigeration apparatus 100B returns to the state before starting.
  • the control apparatus 2A in addition to the control operation of the refrigeration apparatus 100 according to Embodiment 1, when the internal temperature of the control box 2 reaches the low temperature detection level temperature, the energization to the control apparatus 2A is interrupted. I am doing so. By doing so, according to the refrigeration apparatus 100B, in addition to the effects exhibited by the refrigeration apparatus 100 according to Embodiment 1, the control apparatus 2A can be prevented from being used below the lower limit value of the usable temperature.
  • the case where the heating inside the control box 2 is stopped by simply not circulating the refrigerant is taken as an example.
  • the control device installed in the outdoor unit 60 not only stops the circulation of the refrigerant but determines by communication that the operation of the control device 2A has not started, the rotation of the outdoor fan mounted on the outdoor unit The number may be reduced or stopped. By doing so, the heat exchange efficiency in the condenser 14 can be reduced, the temperature of the refrigerant flowing through the heating pipe 1 can be increased, and the internal temperature of the control box 2 is unlikely to reach the low temperature detection level temperature. Can be maintained.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining an example of the refrigerant flow of the refrigeration apparatus 100C according to Embodiment 4 of the present invention. Based on FIG. 9, the configuration and operation of the refrigeration apparatus 100C will be described. Note that the refrigeration apparatus 100C described here is merely an example of an apparatus having a refrigeration cycle, and the present invention is not applied only to the refrigeration apparatus 100C shown here. For example, the number of outdoor units (heat source units) and unit coolers (load side units) is not limited, and the number of components mounted on them is not limited. Moreover, what is necessary is just to determine the mounting unit of a component apparatus according to the use of 100 C of freezing apparatuses.
  • the circuit configuration in which the first bypass pipe 4A, the second bypass pipe 4B, and the capillary 9 are installed has been described.
  • the first bypass pipe 4A and the second bypass pipe are provided.
  • the internal piping 4B and the capillary 9 are not installed, and the heating inside the control box 2 is adjusted by the opening degree of the expansion valve 10.
  • the refrigeration cycle is operated with the opening of the expansion valve 10 set to the minimum required for operation in the fourth embodiment. I am doing so. That is, the refrigerant discharged from the compressor 13 passes through the condenser 14, then flows through the heating pipe 1, passes through the control box 2, and then flows into the expansion valve 10.
  • the expansion valve 10 is set to an opening that is at least required for operation. Therefore, the refrigerant flowing into the expansion valve 10 is decompressed and expanded, and changes its state to a low-temperature / low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant of liquid and gas.
  • This gas-liquid two-phase refrigerant flows into the cooler 15.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the cooler 15 cools the air in the space to be cooled, flows out of the cooler 15, and is sucked into the compressor 13 again.
  • the temperature detection device 70 detects that the inside of the control box 2 is equal to or higher than the low temperature detection level temperature, the refrigeration apparatus 100 starts the normal control state.
  • the opening degree of the expansion valve 10 is set to the opening degree in the normal control state, and the refrigerant flowing into the expansion valve 10 is decompressed and expanded, so that the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase liquid and gas
  • the state changes to the state refrigerant.
  • This gas-liquid two-phase refrigerant flows into the cooler 15.
  • the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the cooler 15 cools the air in the space to be cooled, flows out of the cooler 15, and is sucked into the compressor 13 again.
  • the air supplied to the cooler 15 by the indoor blower or the like is cooled by the evaporation heat of the refrigerant flowing into the cooler 15, and is supplied by the indoor blower to the cooling target area where the unit cooler 50 is installed.
  • the temperature rises by cooling the area to be cooled and the heat generating equipment installed.
  • the air whose temperature has risen is supplied again to the cooler 15 by the indoor blower, and is cooled by the heat of evaporation of the refrigerant.
  • the inside of the control box 2 can be heated by using the heat of condensation of the refrigerant. Therefore, according to the refrigeration apparatus 100C, the control device 2A mounted on the control box 2 can be stably operated. Specifically, according to the refrigeration apparatus 100C, since the inside of the control box 2 can be heated using the heat of condensation of the refrigerant without using an electric heater, stable operation of the control apparatus 2A is realized even in a low temperature environment. it can. Further, according to the refrigeration apparatus 100C, since the control box 2 can be mounted on the unit cooler 50, there is no need to worry about malfunction due to noise caused by wiring routing, and a fan inverter and an electronic expansion valve can be installed. It becomes possible.
  • the case where the inside of the control box 2 is heated by simply circulating the refrigerant is taken as an example.
  • the control device installed in the outdoor unit 60 by communication determines that the operation of the control device 2A has not started
  • the rotation of the outdoor fan mounted in the outdoor unit The number may be reduced or stopped.
  • the heat exchange efficiency in the condenser 14 can be reduced, the temperature of the refrigerant flowing through the heating pipe 1 can be increased, and the inside of the control box 2 can be heated earlier.
  • a case where the control device installed in the outdoor unit 60 by communication determines that the operation of the control device 2A has not started can be assumed when communication is not established between the two.
  • the refrigeration apparatus according to the present invention is divided into the first to fourth embodiments and the heating of the control box 2 installed in the unit cooler 50 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this. It goes without saying that it can also be used for a control box mounted on another unit (for example, an outdoor unit, a relay unit, etc.) installed in a cold region.
  • the outdoor unit 60 described in the first to fourth embodiments corresponds to the “first unit” of the present invention
  • the unit cooler 50 corresponds to the “second unit” of the present invention.
  • the “first unit” and the “second unit” are determined according to the unit on which the control box is mounted.

Abstract

　冷凍装置１００は、制御ボックス２には、圧縮機１３から吐出された冷媒が流れる加温用配管１が設置されている。

Description

冷凍装置
　本発明は、例えば冷凍庫や冷蔵庫等の冷凍装置に関し、特に制御用電子部品が収容されている制御ボックスの温度調整が可能な冷凍装置に関するものである。
　冷凍装置では、冷凍庫や冷蔵庫の内部における低温環境下に冷却装置（以下、ユニットクーラと称す）が配置されることが一般的である。このような場所に配置されるユニットクーラにおいても、ユニットクーラに搭載されているアクチュエータを制御する制御用電子部品を備えた制御装置が制御ボックスに収容された状態で設置されている。
　従来、このようなユニットクーラに設置されている制御ボックスにおいては、加温装置として電熱ヒータを使用することで、制御ボックスの内部温度が制御用電子部品の使用可能温度まで上昇させられるようになっていた（たとえば、特許文献１参照）。
　また、加温装置としての電熱ヒータを備えていないものにおいては、加温装置を備えていないことから、制御用電子部品が、制御用電子部品の使用可能温度範囲の下限値未満で使用されることになる。そのため、このような場合、制御ボックスをユニットクーラの外部に設置することになる。
　図１０は、制御ボックスをユニットクーラの外部に設置した冷凍装置の一例（以下、冷凍装置１０００と称する）の概略構成を示す概略構成図である。図１０に基づいて、冷凍装置１０００について説明する。
　冷凍装置１０００は、ユニットクーラ１０５０と、室外ユニット１０６０と、を備えている。ユニットクーラ１０５０と室外ユニット１０６０との間には、制御ボックス１０２０が設置されている。また、ユニットクーラ１０５０と室外ユニット１０６０とは、冷媒配管１０１６で接続されている。ユニットクーラ１０５０は、冷蔵庫又は冷凍庫などの冷却対象空間１０５１を冷却可能な位置に設置される。室外ユニット１０６０は、冷却対象空間１０５１とは別の空間（たとえば、屋外）に設置される。　
　一般的に、ユニットクーラ１０５０には、冷凍サイクルの一部を構成する膨張弁と冷却器とが冷媒配管１０１６により直列に接続されて搭載されている。
　また、一般的に、室外ユニット１０６０には、冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機と凝縮器とが冷媒配管１０１６により直列に接続されて搭載されている。
　つまり、冷凍装置１０００においては、圧縮機、凝縮器、膨張弁、冷却器が冷媒配管１０１６により順に接続されて冷凍サイクルが構成されている。
　なお、室外ユニット１０６０には、室外制御装置を備えた室外制御ボックス１０６１が搭載されている。
　ユニットクーラ１０５０と制御ボックス１０２０とは、動力線１０１５で電気的に接続されている。また、室外ユニット１０６０の室外制御ボックス１０６１と制御ボックス１０２０とは、通信線１０１７で接続されている。そして、制御ボックス１０２０は、ユニットクーラ１０５０の外壁に設置されている。
　冷媒配管１０１６は、冷凍サイクルを構成する構成要素に冷媒を循環させるものである。冷媒配管１０１６の最長長さは、一般的に１００ｍ程度である。
　動力線１０１５は、ユニットクーラ１０５０に搭載されている送風機などのファンモーターを制御、駆動するために、制御ボックス１０２０とユニットクーラ１０５０とを接続している。動力線１０１５の最長長さは、一般的に３０ｍ程度である。
　通信線１０１７は、室外ユニット１０５０の室外制御ボックス１０６１と制御ボックス１０２０とを電気的に連絡するものである。通信線１０１７の最長長さは、一般的に７０ｍ（１００ｍ－３０ｍ）程度である。
特開２０１１－１３３１９７号公報
　特許文献１に記載されている技術では、制御ボックスの内部温度を、電熱ヒータを用いて上昇させることになり、消費電力を多く要し、省エネに対する課題が残っている。
　また、図１０に示すような制御ボックスをユニットクーラの外部に設置するものにおいては、ユニットクーラとは別に制御ボックスの据付作業が必要になるだけでなく、ユニットクーラと制御ボックスとの間の電気配線引き回しが必要となる。そのため、制御ボックスの据付作業に多くの手間及び時間が費やされるという課題があった。
　さらに、制御ボックスをユニットクーラの外部に設置するものにおいては、ユニットクーラと制御ボックスとの間の電気配線長さに制約がある。そのため、制御ボックスの設置場所が限定されるという課題があった。
　加えて、配線引き回しによるノイズによる誤動作が懸念されるため、ユニットクーラに搭載されるファンのインバータ化や電子式の膨張弁対応がなされなかった。
　本発明は、上記の課題のうち少なくとも１つを解決するためになされたもので、電熱ヒータを用いることなく、制御用電子部品が低温環境下においても安定して動作できるようにした冷凍装置を提供することを目的としている。
　本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び、冷却器を冷媒配管で接続した冷媒回路と、前記圧縮機及び前記膨張弁の動作を制御する制御装置を備えた制御ボックスと、前記圧縮機が少なくとも搭載された第１ユニットと、前記制御ボックスが少なくとも搭載された第２ユニットと、を備え、前記制御ボックスには、前記圧縮機から吐出された冷媒が流れる加温用配管が設置されているものである。
　本発明に係る冷凍装置によれば、制御ボックスを冷凍の凝縮熱を利用して加温することができるので、第２ユニットに制御ボックスを内蔵することが可能となり、省工事性を実現することができる。
本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の構成を概略的に示す概略回路図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍装置に設けられている制御ボックスを説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の各電磁弁の開閉におけるリレーシーケンスを示した概略図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の起動時の動作時の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態３に係る冷凍装置の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態４に係る冷凍装置の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。 制御ボックスをユニットクーラの外部に設置した冷凍装置の一例の概略構成を示す概略構成図である。
　以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置１００の構成を概略的に示す概略回路図である。図１に基づいて、冷凍装置１００の機器構成について説明する。なお、ここで説明する冷凍装置１００は、あくまでも冷凍サイクルを備えた装置の一例であり、ここで示す冷凍装置１００だけに本発明が適用されるものではない。例えば、室外ユニット（熱源ユニット）及びユニットクーラ（負荷側ユニット）の台数を限定するものではないし、それらに搭載されている構成機器の個数も限定するものではない。また、冷凍装置１００の用途に応じて、構成機器の搭載ユニットを決定すればよい。
［機器構成］
　図１で示されるように、冷凍装置１００は、ユニットクーラ５０と、室外ユニット６０と、を備えている。ユニットクーラ５０と室外ユニット６０とは、冷媒配管１６で接続されている。また、ユニットクーラ５０には制御ボックス２が搭載されている。室外ユニット６０には室外制御ボックス６１が搭載されている。そして、制御ボックス２と室外制御ボックス６１とは、通信線１７で接続されている。
＜ユニットクーラ５０＞　
　ユニットクーラ５０には、冷凍サイクルの一部を構成する膨張弁１０と冷却器１５とが直列に接続されて搭載されている。また、ユニットクーラ５０には、第１電磁弁５、第２電磁弁６、第３電磁弁７、第４電磁弁８、及び、キャピラリー（毛細管）９が搭載されている。さらに、ユニットクーラ５０には、アクチュエータ（たとえば、膨張弁１０、第１電磁弁５、第２電磁弁６、第３電磁弁７、第４電磁弁８等）を制御する制御用電子部品を備えた制御装置２Ａが収容されている制御ボックス２が設けられている。
　冷媒配管１６には、凝縮器１４と第２電磁弁６との間で分岐され、膨張弁１０と冷却器１５との間で合流する第１バイパス用配管４Ａが接続されている。また、冷媒配管１６と第１バイパス用配管４Ａとは、第１電磁弁５と第３電磁弁７との間と、第２電磁弁６と第４電磁弁８との間と、を接続する第２バイパス用配管４Ｂで接続されている。なお、冷媒配管１６のうち、凝縮器１４と第２バイパス用配管４Ｂの接続位置との間の部分を、加温用配管１と称するものとする。
　膨張弁１０は、冷媒を減圧膨張させる減圧装置として機能するものであり、開度が可変に制御可能な電子膨張弁で構成するとよい。膨張弁１０は、第４電磁弁８と冷却器１５との間における冷媒配管１６に、キャピラリー９と並列となるように設けられている。
　冷却器１５は、冷媒を蒸発ガス化するものである。冷却器１５は、膨張弁１０及びキャピラリー９と、圧縮機１３と、の間に設けられている。なお、冷却器１５の近傍に空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される室内送風機を付設しておくとよい。こうすることで、冷却器１５において、室内送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換が実行でき、冷媒を蒸発ガス化する際に空気を冷却できる。
　第１電磁弁５は、開閉が制御されることで、凝縮器１４から流出した冷媒の導通を許容するものである。第１電磁弁５は、第１バイパス用配管４Ａに、第２電磁弁６と並列となるように設けられている。　
　第２電磁弁６は、開閉が制御されることで、凝縮器１４から流出した冷媒の導通を許容するものである。第２電磁弁６は、冷媒配管１６に、第１電磁弁５と並列となるように設けられている。
　第１電磁弁５と第２電磁弁６とは、開閉動作が逆となるように制御され、これによって冷媒の流れ方向を加温用配管１又は第１バイパス用配管４Ａにすることができる。
　つまり、第１電磁弁５が開に制御されるとき、第２電磁弁６は閉に制御され、冷媒は、第１バイパス用配管４Ａ側に流れることになる。また、第１電磁弁５が閉に制御されるとき、第２電磁弁６は開に制御され、冷媒は、加温用配管１側に流れることになる。
　第１電磁弁５と第２電磁弁６とが、同時に開もしくは閉に制御されることはない。
　第３電磁弁７は、開閉が制御されることで、第１電磁弁５又は第２電磁弁６から流出した冷媒の導通を許容するものである。第３電磁弁７は、第２バイパス用配管４Ｂの接続位置とキャピラリー９との間における第１バイパス用配管４Ａに、第４電磁弁８と並列となるように設けられている。
　第４電磁弁８は、開閉が制御されることで、第１電磁弁５又は第２電磁弁６から流出した冷媒の導通を許容するものである。第４電磁弁８は、第２バイパス用配管４Ｂの接続位置と膨張弁１０との間における冷媒配管１６に、第３電磁弁７と並列となるように設けられている。
　第３電磁弁７と第４電磁弁８とは、開閉動作が逆となるように制御され、これによって冷媒の流れ方向を冷媒配管１６又は第１バイパス用配管４Ａにすることができる。
　つまり、第３電磁弁７が開に制御されるとき、第４電磁弁８は閉に制御され、冷媒は、第１バイパス用配管４Ａ側を流れキャピラリー９に流入することになる。また、第３電磁弁７が閉に制御されるとき、第４電磁弁８は開に制御され、冷媒は、冷媒配管１６側を流れ膨張弁１０に流入することになる。
　第３電磁弁７と第４電磁弁８とが、同時に開もしくは閉に制御されることはない。
　キャピラリー９は、冷媒を減圧膨張させる減圧装置として機能するものである。キャピラリー９は、第３電磁弁７と冷却器１５との間における第１バイパス用配管４Ａに、膨張弁１０と並列となるように設けられている。
　なお、ここでは、本発明の「減圧装置」の一例としてキャピラリー９を設置した状態を例に説明するが、キャピラリー９に限定するものではなく、電子制御が不要な温度式自動膨張弁をキャピラリー９の代用とすることもできる。
　圧縮機１３、凝縮器１４、膨張弁１０、冷却器１５を順に冷媒配管１６で接続して冷媒回路を構成している。
　制御ボックス２は、第２電磁弁６と第２バイパス用配管４Ｂの接続位置との間に設置されている。そして、制御ボックス２には、加温用配管１が貼設されている。制御ボックス２については、図２で詳細に説明するものとする。
＜室外ユニット６０＞
　室外ユニット６０には、冷凍サイクルの一部を構成する圧縮機１３と凝縮器１４とが直列に接続されて搭載されている。
　圧縮機１３は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえばインバータにより回転数が制御され容量制御されるタイプのもので構成されている。
　凝縮器１４は、冷媒を凝縮液化するものである。凝縮器１４は、圧縮機１３の吐出側に設けられている。なお、凝縮器１４の近傍に空気を供給するための遠心ファンや多翼ファン等で構成される室外送風機を付設しておくとよい。こうすることで、凝縮器１４において、室外送風機から供給される空気と冷媒との間で熱交換が実行でき、冷媒を凝縮液化できる。
　図２は、冷凍装置１００に設けられている制御ボックス２を説明するための説明図である。図２に基づいて、制御ボックス２について説明する。
　上述したように、制御ボックス２には、アクチュエータを制御する制御用電子部品を備えた制御装置２Ａが収容されている。
　制御装置２Ａは、汎用のＣＰＵ、インバータ、データバス、入出力ポート、不揮発メモリ、タイマーなどを備えている。この制御装置２Ａは、運転情報（冷却対象空間の温度、設定温度、冷媒配管温度、冷媒圧力など）によって、膨張弁１０の開度、第１電磁弁５の開閉、第２電磁弁６の開閉、第３電磁弁７の開閉、第４電磁弁８の開閉などに対し所定の制御を行う。
　図２に示すように、制御ボックス２の周囲には、断熱材３が貼設されている。断熱材３の作用によって、制御ボックス２は、外気に熱が逃げるのを阻止でき、効率よく加温されることになる。
　また、制御ボックス２の外壁には、加温装置として用いられる加温用配管１が貼設されている。これによって、凝縮器１４の出口側の冷媒熱を制御ボックス２に熱伝導することができ、制御ボックス２の内部が加温されることになる。また、加温用配管１は、複数回数曲げられて、制御ボックス２を効率よく加温することができるようになっている。
　なお、加温用配管１は、制御ボックス２の外壁に貼設されている場合を例に示しているが、制御ボックス２の内部を挿通させるようにしてもよい。また、加温用配管１の構成を特に図示している構成に限定するものではなく、曲げ回数や形状等を特に限定するものではない。
　さらに、制御ボックス２の内部には、温度検知装置７０が設置されている。温度検知装置７０は、たとえばサーモスタットで構成され、制御ボックス２の内部が所定温度（たとえば、＋５℃）まで温まったとき、制御装置２Ａへの通電を開始する。制御装置２Ａの通電が開始すると、制御装置２Ａに搭載されているインバータ等の発熱部品による発熱も制御ボックス２の内部を加温する手段として利用することができる。
　なお、温度検知装置７０は、制御ボックス２の内部であればどこに設置されていてもよく、設置場所を特に限定するものではない。ただし、制御装置２Ａの近傍に設置することが望ましい。
　ユニットクーラ５０は冷凍庫又は冷蔵庫等の内部の低温環境下に設置されるため、制御ボックス２も低温環境下に曝されることになる。そこで、冷凍装置１００では、凝縮器１４の出口側の冷媒熱を利用して、制御ボックス２の内部に収容されている制御装置２Ａ（詳しくは制御用電子部品）を使用可能温度範囲内になるまで加温することとしている。
　図３は、冷凍装置１００の各電磁弁の開閉におけるリレーシーケンスを示した概略図である。図３に基づいて、各電磁弁の開閉について説明する。
　制御ボックス２の制御装置２Ａは、制御用電子部品としてリレー装置２Ｂを有している。リレー装置２Ｂは、第１リレー１１及び第２リレー１２を有している。なお、第１リレー１１及び第２リレー１２の構成を特に限定するものではないが、Ｃ接点リレー等で構成するとよい。
　第１リレー１１は、第１電磁弁５及び第２電磁弁６の開閉を行う。つまり、第１リレー１１は、制御装置２Ａからの命令に基づいて、第１電磁弁５の開閉、第２電磁弁６の開閉を、ＯＮ／ＯＦＦによって切り替える。
　具体的には、第１リレー１１がＯＮになっているとき、第１電磁弁５が開に制御され、第２電磁弁６が閉に制御される。反対に、第１リレー１１がＯＦＦになっているとき、第１電磁弁５が閉に制御され、第２電磁弁６が開に制御される。
　第２リレー１２は、第３電磁弁７及び第４電磁弁８の開閉を行う。つまり、第２リレー１２は、制御装置２Ａからの命令に基づいて、第３電磁弁７の開閉、第４電磁弁８の開閉を、ＯＮ／ＯＦＦによって切り替える。
　具体的には、第２リレー１２がＯＮになっているとき、第３電磁弁７が閉に制御され、第４電磁弁８が開に制御される。反対に、第２リレー１２がＯＦＦになっているとき、第３電磁弁７が開に制御され、第４電磁弁８が閉に制御される。
［動作］
　次に、冷凍装置１００の起動時の動作について説明する。図４は、冷凍装置１００の起動時の動作時の流れを示すフローチャートである。図５及び図６は、冷凍装置１００の冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。図４～図６に基づいて、冷凍装置１００の動作を冷媒の流れとともに説明する。なお、図５及び図６において、冷媒の流れを矢印で示している。また、閉制御されている電磁弁には×を付記している。
　まず、冷凍装置１００は、室外ユニット６０及びユニットクーラ５０に電源が投入されことで起動する。このとき、第１リレー１１及び第２リレー１２はともにＯＦＦになっている。つまり、室外ユニット６０及びユニットクーラ５０に電源が投入されると（ステップＳ１０１）、第１リレー１１及び第２リレー１２は、ともにＯＦＦとなっていることから第１電磁弁５は閉、第２電磁弁６は開、第３電磁弁７は開、第４電磁弁８は閉となる（ステップＳ１０２）。
　その後、圧縮機１３の運転が開始される（ステップＳ１０３）。このとき、冷凍装置１００における冷媒の流れは図５に示すようになる。圧縮機１３から吐出した冷媒は、凝縮器１４に流入する。凝縮器１４に流入した冷媒は、放熱した後、加温用配管１を流れる。
　つまり、圧縮機１３から吐出された冷媒が、凝縮器１４を経由した後、加温用配管１を流れて制御ボックス２を経由し、その後第２バイパス用配管４Ｂを流れキャピラリー９に流入する。
　キャピラリー９に流入した冷媒は、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、冷却器１５に流入する。冷却器１５に流入した気液二相冷媒は、冷却対象空間の空気を冷却して、冷却器１５から流出し、圧縮機１３に再度吸入される。
　冷凍装置１００の起動時においては、加温用配管１に凝縮器１４の出口側の冷媒を導くことで、制御ボックス２の加温を行う。また、制御装置２Ａに電源が通電されていないときは膨張弁１０の開度制御が行えないため、冷凍装置１００の起動においては、キャピラリー９に冷媒を導くようにしている。
　制御ボックス２の内部温度は、温度検知装置７０によって検知されている。温度検知装置７０は、制御ボックス２の内部温度が低温検知レベル温度以上であるかどうかを検知する（ステップＳ１０４）。
　温度検知装置７０は、制御ボックス２の内部が低温検知レベル温度（たとえば、＋５℃）未満の場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、制御装置２Ａへの通電を遮断する（ステップＳ１０５）。
　一方、温度検知装置７０は、制御ボックス２の内部が低温検知レベル温度以上の場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、制御装置２Ａへの通電を開始する（ステップＳ１０６）。
　その後、制御装置２Ａから第２リレー１２をＯＮする命令が出力する（ステップＳ１０７）。そうすると、第３電磁弁７は閉、第４電磁弁８は開となる（ステップＳ１０８）。このとき、冷凍装置１００における冷媒の流れは図６に示すようになる。つまり、圧縮機１３から吐出された冷媒が、加温用配管１を流れて制御ボックス２を経由し、その後膨張弁１０に流入する。つまり、冷凍装置１００では、通常制御状態が開始することになる（ステップＳ１０９）。
　通常制御状態では、膨張弁１０に流入した冷媒が、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、冷却器１５に流入する。冷却器１５に流入した気液二相冷媒は、冷却対象空間の空気を冷却して、冷却器１５から流出し、圧縮機１３に再度吸入される。
　なお、室内送風機等により冷却器１５に供給される空気は、この冷却器１５に流入した冷媒の蒸発熱により冷却され、室内送風機によってユニットクーラ５０が設置されている冷却対象域に供給され、その冷却対象域や設置されている発熱機器等を冷却することで温度が上昇することになる。そして、温度上昇した空気は、室内送風機によって冷却器１５に再度供給され、冷媒の蒸発熱で冷却される。
　以上のように、冷凍装置１００では、冷媒の凝縮熱を利用することで制御ボックス２の内部温度が制御装置２Ａの使用可能温度範囲になるまで動作を開始しないようにできる。そのため、冷凍装置１００によれば、制御ボックス２に搭載されている制御装置２Ａを安定して動作させることができる。
　具体的には、冷凍装置１００によれば、電熱ヒータを用いることなく冷媒の凝縮熱を使用して制御ボックス２の内部を加温できるので、低温環境下においても制御装置２Ａの安定動作が実現できる。
　また、電熱ヒータをする場合と比較すると、冷凍装置１００によれば、電熱ヒータを用いることがないので、省エネルギー化も実現することができる。
　また、冷凍装置１００によれば、制御ボックス２をユニットクーラ５０に搭載することができるので、配線引き回しによるノイズによる誤動作の心配が不要になり、ファンのインバータ化や電子式の膨張弁の設置が可能になる。そのため、ファンのインバータ化や電子式の膨張弁の設置により、より細かな風量や冷媒流用の調整が行え、省エネルギー化、倉庫内温度の安定化の実現も図ることができる。
　なお、上記の説明においては、単純に冷媒を循環させることで制御ボックス２の内部を加温した場合を例にした。しかしながら、冷媒の単純循環だけでなく、通信によって室外ユニット６０に設置されている制御装置が、制御装置２Ａの動作が開始されていないと判断したとき、室外ユニットに搭載されている室外送風機の回転数を低下もしくは停止させるようにしてもよい。こうすることによって、凝縮器１４での熱交換効率を低下させ、加温用配管１を流れる冷媒の温度を上昇させることができ、より早く制御ボックス２の内部を加温することが可能となる。たとえば、通信によって室外ユニット６０に設置されている制御装置が制御装置２Ａの動作が開始されていないと判断する場合とは、両者の間において通信が成立していない場合などが想定できる。
実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍装置１００Ａの冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。図７に基づいて、冷凍装置１００Ａの動作を説明する。なお、図７において、冷媒の流れを矢印で示している。また、閉制御されている電磁弁には×を付記している。ここで説明する冷凍装置１００Ａは、あくまでも冷凍サイクルを備えた装置の一例であり、ここで示す冷凍装置１００Ａだけに本発明が適用されるものではない。例えば、室外ユニット（熱源ユニット）及びユニットクーラ（負荷側ユニット）の台数を限定するものではないし、それらに搭載されている構成機器の個数も限定するものではない。また、冷凍装置１００Ａの用途に応じて、構成機器の搭載ユニットを決定すればよい。
　実施の形態１では、冷媒の凝縮熱による制御ボックス２の内部の加温を中心に説明したが、実施の形態２では、実施の形態１の内容に加え、制御ボックス２の内部の加温停止までも考慮している。
　制御ボックス２の内部の加温停止は、冷凍装置１００の通常制御状態において、温度検知装置７０が制御ボックス２の内部が高温検知レベル温度（たとえば、＋５０℃）以上であるかどうかを検知することにより実行する。
　具体的には、温度検知装置７０により制御ボックス２の内部が高温検知レベル温度以上であることが検知されると、制御装置２Ａから第１リレー１１をＯＮする命令が出力され、第１電磁弁５を開、第２電磁弁６を閉になる。このとき、冷凍装置１００における冷媒の流れは図７に示すようになる。つまり、圧縮機１３から吐出された冷媒が、第１バイパス用配管４Ａ、第２バイパス用配管４Ｂを流れて、膨張弁１０に流入する。
　このように、第１バイパス用配管４Ａに冷媒を流すことで制御ボックス２の加温を停止することができる。そして、温度検知装置７０により制御ボックス２の内部が通常温度（たとえば、＋２０℃）になったところで、制御装置２Ａから第１リレー１１をＯＦＦにする命令が出力され、制御ボックス２の内部の加温を再開する。
　以上のように、冷凍装置１００Ａでは、実施の形態１に係る冷凍装置１００の制御動作に加え、制御ボックス２の内部温度が高温になったとき、加温用配管１を流れていた冷媒をバイパスさせるようにしている。こうすることにより、冷凍装置１００Ａによれば、実施の形態１に係る冷凍装置１００が奏する効果に加え、制御ボックス２の内部温度が高温になったとき制御ボックス２の内部の加温を止め、制御ボックス２の内部温度を制御装置２Ａの使用可能温度範囲内にすることができ、制御装置２Ａを過熱しすぎないようにできる。
実施の形態３．
　図８は、本発明の実施の形態３に係る冷凍装置１００Ｂの冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。図８に基づいて、冷凍装置１００Ｂの動作を説明する。なお、図８において、冷媒の流れを矢印で示している。また、閉制御されている電磁弁には×を付記している。さらに、第３電磁弁７と第４電磁弁８の閉制御の切り替えを破線矢印で示している。ここで説明する冷凍装置１００Ｂは、あくまでも冷凍サイクルを備えた装置の一例であり、ここで示す冷凍装置１００Ｂだけに本発明が適用されるものではない。例えば、室外ユニット（熱源ユニット）及びユニットクーラ（負荷側ユニット）の台数を限定するものではないし、それらに搭載されている構成機器の個数も限定するものではない。また、冷凍装置１００Ｂの用途に応じて、構成機器の搭載ユニットを決定すればよい。
　実施の形態１では、冷媒の凝縮熱による制御ボックス２の内部の加温を中心に説明したが、実施の形態３では、実施の形態１の内容に加え、制御ボックス２の内部の温度が低温検知レベル未満になった場合を考慮している。
　具体的には、温度検知装置７０により制御ボックス２の内部が低温検知レベル温度未満であることが検知されると、温度検知装置７０は制御装置２Ａへの通電を遮断する。制御装置２Ａの通電が遮断されることで、第１リレー１１と第２リレー１２の双方がＯＦＦされることになる。つまり、第１電磁弁５が閉、第２電磁弁６が開、第３電磁弁７が開、第４電磁弁８が閉となる（破線矢印参照）。よって、冷凍装置１００Ｂでは、起動前の状態に戻ることになる。
　以上のように、冷凍装置１００Ｂでは、実施の形態１に係る冷凍装置１００の制御動作に加え、制御ボックス２の内部温度が低温検知レベル温度になったとき、制御装置２Ａへの通電を遮断するようにしている。こうすることにより、冷凍装置１００Ｂによれば、実施の形態１に係る冷凍装置１００が奏する効果に加え、制御装置２Ａを使用可能な温度の下限値以下で使用しないようにすることができる。
　なお、上記の説明においては、単純に冷媒を循環させないことで制御ボックス２の内部の加温を停止した場合を例にした。しかしながら、冷媒の循環停止だけでなく、通信によって室外ユニット６０に設置されている制御装置が、制御装置２Ａの動作が開始されていないと判断したとき、室外ユニットに搭載されている室外送風機の回転数を低下もしくは停止させるようにしてもよい。こうすることによって、凝縮器１４での熱交換効率を低下させ、加温用配管１を流れる冷媒の温度を上昇させることができ、制御ボックス２の内部温度が低温検知レベル温度に到達しにくい状態を維持することが可能になる。
実施の形態４．
　図９は、本発明の実施の形態４に係る冷凍装置１００Ｃの冷媒の流れの一例を説明するための説明図である。図９に基づいて、冷凍装置１００Ｃの構成及び動作を説明する。なお、ここで説明する冷凍装置１００Ｃは、あくまでも冷凍サイクルを備えた装置の一例であり、ここで示す冷凍装置１００Ｃだけに本発明が適用されるものではない。例えば、室外ユニット（熱源ユニット）及びユニットクーラ（負荷側ユニット）の台数を限定するものではないし、それらに搭載されている構成機器の個数も限定するものではない。また、冷凍装置１００Ｃの用途に応じて、構成機器の搭載ユニットを決定すればよい。
　実施の形態１～３では、第１バイパス用配管４Ａ、第２バイパス用配管４Ｂ及びキャピラリー９を設置した回路構成を説明したが、実施の形態４では、第１バイパス用配管４Ａ、第２バイパス用配管４Ｂ及びキャピラリー９を設置せず、膨張弁１０の開度によって制御ボックス２の内部の加温を調整するようにしている。
　具体的には、実施の形態１～３において制御ボックス２をバイパスするとき、実施の形態４においては膨張弁１０の開度を運転に最低限必要となる開度にして、冷凍サイクルを運転するようにしている。つまり、圧縮機１３から吐出された冷媒が、凝縮器１４を経由した後、加温用配管１を流れて制御ボックス２を経由し、その後に膨張弁１０に流入する。
　このとき、膨張弁１０は、運転に最低限必要となる開度に設定されている。そのため、膨張弁１０に流入した冷媒は、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、冷却器１５に流入する。冷却器１５に流入した気液二相冷媒は、冷却対象空間の空気を冷却して、冷却器１５から流出し、圧縮機１３に再度吸入される。温度検知装置７０が、制御ボックス２の内部が低温検知レベル温度以上であることを検知すると、冷凍装置１００では、通常制御状態が開始することになる。
　通常制御状態では、膨張弁１０の開度が通常制御状態時の開度に設定され、膨張弁１０に流入した冷媒が、減圧され膨張して、液とガスの低温・低圧の気液二相状態の冷媒に状態変化する。この気液二相冷媒は、冷却器１５に流入する。冷却器１５に流入した気液二相冷媒は、冷却対象空間の空気を冷却して、冷却器１５から流出し、圧縮機１３に再度吸入される。
　なお、室内送風機等により冷却器１５に供給される空気は、この冷却器１５に流入した冷媒の蒸発熱により冷却され、室内送風機によってユニットクーラ５０が設置されている冷却対象域に供給され、その冷却対象域や設置されている発熱機器等を冷却することで温度が上昇することになる。そして、温度上昇した空気は、室内送風機によって冷却器１５に再度供給され、冷媒の蒸発熱で冷却される。
　以上のように、冷凍装置１００Ｃにおいても、冷媒の凝縮熱を利用することで制御ボックス２の内部を加温することができる。そのため、冷凍装置１００Ｃによれば、制御ボックス２に搭載されている制御装置２Ａを安定して動作させることができる。
　具体的には、冷凍装置１００Ｃによれば、電熱ヒータを用いることなく冷媒の凝縮熱を使用して制御ボックス２の内部を加温できるので、低温環境下においても制御装置２Ａの安定動作が実現できる。
　また、冷凍装置１００Ｃによれば、制御ボックス２をユニットクーラ５０に搭載することができるので、配線引き回しによるノイズによる誤動作の心配が不要になり、ファンのインバータ化や電子式の膨張弁の設置が可能になる。
　なお、上記の説明においては、単純に冷媒を循環させることで制御ボックス２の内部を加温した場合を例にした。しかしながら、冷媒の単純循環だけでなく、通信によって室外ユニット６０に設置されている制御装置が、制御装置２Ａの動作が開始されていないと判断したとき、室外ユニットに搭載されている室外送風機の回転数を低下もしくは停止させるようにしてもよい。こうすることによって、凝縮器１４での熱交換効率を低下させ、加温用配管１を流れる冷媒の温度を上昇させることができ、より早く制御ボックス２の内部を加温することが可能となる。たとえば、通信によって室外ユニット６０に設置されている制御装置が制御装置２Ａの動作が開始されていないと判断する場合とは、両者の間において通信が成立していない場合などが想定できる。
　以上、本発明に係る冷凍装置を実施の形態１～４に分けてユニットクーラ５０に設置される制御ボックス２の加温を例に説明したが、本発明は、これだけに限定するものではなく、寒冷地に設置される他のユニット（たとえば、室外ユニット、中継ユニット等）に搭載される制御ボックスにも利用できることは、言うまでもない。
　実施の形態１～４で説明した室外ユニット６０が本発明の「第１ユニット」に相当し、ユニットクーラ５０が本発明の「第２ユニット」に相当する。
　ただし、制御ボックスの搭載されるユニットに応じて、「第１ユニット」及び「第２ユニット」が決定することになる。
　１　加温用配管、２　制御ボックス、２Ａ　制御装置、２Ｂ　リレー装置、３　断熱材、４Ａ　第１バイパス用配管、４Ｂ　第２バイパス用配管、５　第１電磁弁、６　第２電磁弁、７　第３電磁弁、８　第４電磁弁、９　キャピラリー、１０　膨張弁、１１　第１リレー、１２　第２リレー、１３　圧縮機、１４　凝縮器、１５　冷却器、１６　冷媒配管、１７　通信線、５０　ユニットクーラ、６０　室外ユニット、６１　室外制御ボックス、７０　温度検知装置、１００　冷凍装置、１００Ａ　冷凍装置、１００Ｂ　冷凍装置、１００Ｃ　冷凍装置、１０００　冷凍装置、１０１６　冷媒配管、１０１７　通信線、１０２０　制御ボックス、１０５０　ユニットクーラ、１０６０　室外ユニット、１０６１　室外制御ボックス。

Claims (9)

  1. 　圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び、冷却器を冷媒配管で接続した冷媒回路と、
    　前記圧縮機及び前記膨張弁の動作を制御する制御装置を備えた制御ボックスと、　
    　前記圧縮機が少なくとも搭載された第１ユニットと、
    　前記制御ボックスが少なくとも搭載された第２ユニットと、を備え、
    　前記制御ボックスには、
    　前記圧縮機から吐出された冷媒が流れる加温用配管が設置されている
    　冷凍装置。
  2. 　前記制御装置には少なくともインバータが搭載されており、
    　前記インバータの発熱も前記制御ボックスの加温に利用する
    　請求項１に記載の冷凍装置。
  3. 　前記制御ボックスの内部の温度を検知する温度検知装置を備え、
    　前記温度検知装置は、
    　前記制御装置に搭載されている電子部品の使用可能温度範囲内になったと判断するまで、前記制御装置への通電を遮断する
    　請求項１又は２に記載の冷凍装置。
  4. 　前記凝縮器の下流側で分岐され、前記膨張弁と前記冷却器との間で合流する第１バイパス用配管と、
    　前記第１バイパス用配管に設置された第１電磁弁と、
    　前記凝縮器の下流側に前記第１電磁弁と並列となるように設置された第２電磁弁と、
    　前記第１電磁弁の下流側に設置された第３電磁弁と、
    　前記第３電磁弁の下流側で前記冷却器の上流側に設置された減圧装置と、
    　前記第２電磁弁の下流側で前記膨張弁の上流側に設置された第４電磁弁と、
    　前記第１電磁弁と前記第３電磁弁との間と、前記第２電磁弁と前記第４電磁弁との間と、を接続する第２バイパス用配管と、を備え、
    　前記温度検知装置は、
    　前記制御装置への通電が開始されるまでは、前記第１電磁弁を閉、前記第２電磁弁を開、前記第３電磁弁を開、前記第４電磁弁を閉にして、前記加温用配管、前記第２バイパス用配管及び前記減圧装置を使用可能にし、
    　前記制御装置への通電開始後は、前記第１電磁弁を閉、前記第２電磁弁を開、前記第３電磁弁を閉、前記第４電磁弁を開にして、前記加温用配管及び前記膨張弁を使用可能にする
    　請求項３に記載の冷凍装置。
  5. 　前記膨張弁を使用した状態において前記温度検知装置により前記制御ボックスの内部温度が高温検知レベル温度以上であることが検知されると、
    　前記制御装置は、
    　前記第１電磁弁を開、前記第２電磁弁を閉にして、前記第１バイパス用配管、前記第２バイパス用配管及び前記膨張弁を使用する
    　請求項４に記載の冷凍装置。
  6. 　前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁の開閉は、
    　前記制御装置が備えている第１リレーのＯＮ、ＯＦＦによって切り替えられ、
    　前記第３電磁弁及び前記第４電磁弁の開閉は、
    　前記制御装置が備えている第２リレーのＯＮ、ＯＦＦによって切り替えられる
    　請求項４又は５に記載の冷凍装置。
  7. 　前記制御ボックスの周囲に断熱材を貼設した
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  8. 　前記制御ボックスを加温している際、前記第１ユニットに搭載されている室外送風機の回転数を低下もしくは停止させる
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  9. 　前記第１ユニットが室外ユニットであり、
    　前記第２ユニットがユニットクーラである
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の冷凍装置。
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