WO2018198220A1 - 冷凍装置 - Google Patents

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WO2018198220A1
WO2018198220A1 PCT/JP2017/016508 JP2017016508W WO2018198220A1 WO 2018198220 A1 WO2018198220 A1 WO 2018198220A1 JP 2017016508 W JP2017016508 W JP 2017016508W WO 2018198220 A1 WO2018198220 A1 WO 2018198220A1
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WO
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heat storage
oil
refrigerant
unit
heat
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PCT/JP2017/016508
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Inventor
崇憲 八代
寛也 石原
純 三重野
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Priority to PCT/JP2017/016508 priority patent/WO2018198220A1/ja
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    • 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
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/002—Lubrication
    • F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
    • 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
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    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • 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
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    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
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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
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • 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
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05—Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/053—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the storage receiver and another part of the system
    • 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
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    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24—Storage receiver heat

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration apparatus that performs hot gas defrosting using a heat storage tank.
  • Patent Document 1 A hot gas defrosting type refrigeration apparatus using such a heat storage tank is described in Patent Document 1, for example.
  • the refrigerant discharged from the compressor flows into the heat exchanger in the heat storage tank, and heats the heat storage material in the heat storage tank. Thereafter, the refrigerant flows into the condenser and condenses by exchanging heat, and evaporates by flowing into the cooler of the cooler unit and exchanging heat. And this refrigerant
  • coolant returns to a compressor, without flowing in into a thermal storage tank by the four-way valve in a thermal storage unit after evaporation.
  • the refrigerant discharged from the compressor flows into the cooler unit without flowing into the heat storage tank, passes through the cooler, and flows into the heat storage unit. Then, the refrigerant that has flowed into the heat storage unit flows into the heat exchanger in the heat storage tank, re-evaporates by exchanging heat with the heat storage material, and then flows out of the heat storage unit. The refrigerant flowing out of the heat storage unit flows into the refrigerator unit and returns to the compressor.
  • the wet refrigerant is re-evaporated by the heat storage unit. Therefore, the latent heat of the refrigerant can be used at the time of defrosting, and higher defrosting efficiency can be obtained as compared with the simple hot gas defrosting method.
  • ethylene glycol or naiverine Naibrine is a registered trademark
  • the heat storage material it is necessary to collect and refill all the refrigerant and refrigeration oil. End up. Further, in some cases, cleaning in the refrigeration cycle is required. Therefore, it takes time for repairs, and the quality of the refrigeration apparatus is degraded.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional technology, and an object thereof is to provide a refrigeration apparatus capable of improving workability and suppressing deterioration in quality.
  • the refrigerating apparatus of the present invention is a compressor that compresses refrigerant and discharges it together with refrigerating machine oil, an oil separator that separates the refrigerant discharged from the compressor and the refrigerating machine oil, and the oil separator.
  • a refrigerator unit having a heat source side heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the heat source medium, connected to the refrigerator unit by a first main pipe, and the refrigerator unit via the first main pipe
  • a refrigerator unit having a use-side heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing in from the refrigerant and the use medium, the refrigerator unit and the refrigerator unit being connected to the second main pipe, and the refrigerator
  • a heat storage tank that stores the refrigerating machine oil separated by the oil separator as a heat storage material, which is connected to the unit by first and second oil pipes and flows from the refrigerator unit through the first oil pipe. Heat storage It is intended and a knit.
  • the heat storage unit is connected to the refrigerator unit and the cooler unit through the first and second main pipes and the first and second oil pipes, and stored in the heat storage tank.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic for demonstrating the flow of the refrigerant
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration apparatus according to a modification of the first embodiment.
  • the refrigeration apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is a vapor compression refrigeration cycle apparatus, and performs a cooling operation such as a food warehouse or ice making.
  • this refrigeration apparatus performs a defrosting operation for defrosting the use side heat exchanger provided on the cooling side.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the refrigeration apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the refrigeration apparatus 1 includes a refrigerator unit 10, a cooler unit 20, a heat storage unit 30, an oil supply circuit 40, and a control device 50.
  • the refrigerator unit 10, the cooler unit 20, and the heat storage unit 30 are connected by a refrigerant pipe and an oil pipe to form a refrigeration cycle.
  • this example shows the case where one cooler unit 20 is connected, the present invention is not limited to this, and for example, a plurality of cooler units 20 may be connected.
  • the refrigerator unit 10 is a unit on the heat source side, and is installed, for example, outdoors in a building or in a machine room.
  • the refrigerator unit 10 is connected to the cooler unit 20 by one first main pipe 2.
  • the refrigerator unit 10 is connected to the heat storage unit 30 by one second main pipe 3 and two pipes in the oil supply circuit 40.
  • the refrigerator unit 10 includes a compressor 11, an oil separator 12, a heat source side heat exchanger 13, an accumulator 14, a first liquid switching device 15 and a first hot gas switching device 16, and a part of an oil supply circuit 40. I have.
  • the compressor 11 sucks a low-temperature and low-pressure refrigerant, compresses the refrigerant, and discharges it into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant state.
  • the compressor 11 includes various compressors such as a rotary system, a scroll system, and a screw system. In the first embodiment, for example, a screw system in which the amount of refrigerating machine oil flowing out from the compressor 11 is larger. It is preferable to use a compressor or the like.
  • the compressor 11 for example, an inverter compressor capable of controlling the capacity that is the refrigerant delivery amount per unit time by arbitrarily changing the drive frequency can be used.
  • the constant speed compressor with the constant drive frequency by a commercial power supply can also be used.
  • this example demonstrates the case where the compressor 11 is one, it is not restricted to this, For example, you may connect and use the several compressor 11 in parallel.
  • the oil separator 12 is provided with an inlet into which a gas refrigerant including the refrigeration oil discharged from the compressor 11 flows, a refrigerant outlet through which the gas refrigerant flows out, and an oil outlet from which the refrigeration oil flows out. .
  • the oil separator 12 has an inflow port connected to the discharge side of the compressor 11.
  • the oil separator 12 separates the gas refrigerant including the refrigerating machine oil discharged from the compressor 11 into the refrigerant and the refrigerating machine oil.
  • the oil separator 12 for example, a cyclone type or a demister type can be used.
  • the heat source side heat exchanger 13 has an upstream side connected to the refrigerant outlet side of the oil separator 12 and a downstream side connected to the first main pipe 2.
  • a high-temperature and high-pressure gas refrigerant flows during the cooling operation, and performs heat exchange between a heat source medium such as air supplied by a fan (not shown) and the refrigerant.
  • the heat source side heat exchanger 13 functions as a condenser that radiates the heat of the refrigerant to the heat source medium and condenses the refrigerant during the cooling operation.
  • heat source side heat exchanger 13 for example, a cross fin type fin and tube type heat exchanger, a shell and tube type water cooling type heat exchanger, a brazing plate type plate type heat exchanger, or the like can be used. .
  • the accumulator 14 is provided on the suction side of the compressor 11, and the refrigerant returning from the heat storage unit 30 described later flows into the accumulator 14.
  • the accumulator 14 stores surplus refrigerant and the like with respect to transient changes in operation.
  • the accumulator 14 is not necessarily installed in the refrigerator unit 10.
  • the hot gas passes through the pipe cooled to a temperature corresponding to the temperature on the use side at the start of the defrosting operation, the refrigerant is easily condensed.
  • the possibility of liquid compression due to liquid return increases. Therefore, it is desirable to install the accumulator 14, but it is necessary to install the accumulator 14 when the refrigeration apparatus 1 has the ability to reliably evaporate the refrigerant in the heat storage tank 32 as described later. There is no. Whether or not the accumulator 14 is necessary may be determined according to the test or the local environment.
  • the first liquid opening / closing device 15 is, for example, an electromagnetic valve, and is provided in a pipe between the downstream side of the heat source side heat exchanger 13 and the first main pipe 2.
  • the first liquid opening / closing device 15 is normally in an “open” state during the cooling operation, and is in a “closed” state during the pump-down operation, the defrosting operation, and the stop.
  • liquid refrigerant in piping can be collect
  • the 1st main pipe 2 can be shared by the object for cooling operation and the object for defrosting operation.
  • the first hot gas switching device 16 is, for example, an electromagnetic valve, and is provided in a hot gas pipe connected between the refrigerant outlet of the oil separator 12 and the downstream side of the first liquid switching device 15. .
  • the first hot gas switching device 16 is normally in the “closed” state during the cooling operation and is in the “open” state during the defrosting operation.
  • the compressor 11 and the heat source side heat exchanger 13 have been described as separate units.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the compressor 11 and the heat source side heat exchanger 13 are integrated. May be configured.
  • various methods such as an air cooling method or a water cooling method can be applied to the heat exchange method.
  • a compressor having an intermediate injection function is used as the compressor 11.
  • the cooler unit 20 is a usage-side unit, and is installed on, for example, a ceiling, a floor, or a wall in a refrigerated warehouse.
  • the cooler unit 20 is connected to the refrigerator unit 10 by one first main pipe 2.
  • the cooler unit 20 is connected to the heat storage unit 30 by a single second main pipe 3.
  • the cooler unit 20 includes a use-side heat exchanger 21, a first pressure reducing device 22, a second liquid switching device 23, and a second hot gas switching device 24.
  • the upstream side of the use side heat exchanger 21 is connected to the first main pipe 2 and the downstream side is connected to the second main pipe 3.
  • the use-side heat exchanger 21 receives low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant during the cooling operation, and performs heat exchange between the refrigerant and a utilization medium such as air supplied by a fan (not shown).
  • the use side heat exchanger 21 functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during the cooling operation and cools the air or the like with the heat of vaporization at that time.
  • a plate fin tube type can be used as the use side heat exchanger 21, for example.
  • the first decompression device 22 is connected between the first main pipe 2 and the upstream side of the use side heat exchanger 21.
  • the first decompressor 22 is an expansion valve, for example, and decompresses the high-pressure liquid refrigerant to expand it into a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the first decompression device 22 is controlled by a control device 50 described later so that the refrigerant outlet temperature of the use side heat exchanger 21 is optimized.
  • the first pressure reducing device 22 is constituted by a valve capable of controlling the opening, such as an electronic expansion valve. Further, the first pressure reducing device 22 is not limited to this, and for example, a temperature type device may be used.
  • the second liquid opening / closing device 23 is, for example, an electromagnetic valve, and is located between the first main pipe 2 and the upstream side of the use side heat exchanger 21 and upstream of the first pressure reducing device 22.
  • the pressure reducing device 22 is connected in series.
  • the second liquid opening / closing device 23 is normally in the “open” state during the cooling operation and is in the “closed” state during the defrosting operation.
  • the second hot gas switching device 24 is, for example, a solenoid valve, and is between the first main pipe 2 and the upstream side of the use-side heat exchanger 21, and includes the first decompression device 22 and the second liquid switching device.
  • the device 23 is connected in parallel.
  • the second hot gas switching device 24 is normally in a “closed” state during the cooling operation and is in an “open” state during the defrosting operation.
  • the heat storage unit 30 operates as a thermo bank that stores heat with warm refrigeration oil during the cooling operation and evaporates the refrigerant during the defrost operation using the heat.
  • the heat storage unit 30 is provided between the refrigerator unit 10 and the cooler unit 20.
  • the heat storage unit 30 is connected to the cooler unit 20 by one second main pipe 3.
  • the heat storage unit 30 is connected to the refrigerator unit 10 by two pipes in one second main pipe 3 and the oil supply circuit 40.
  • the heat storage unit 30 includes a refrigerant flow switching device 31, a heat storage tank 32, an auxiliary heater 33 and a temperature sensor 34, a second pressure reducing device 35, and a part of an oil supply circuit 40.
  • the refrigerant flow switching device 31 is provided in the second main pipe 3 that connects the cooler unit 20 and the heat storage unit 30, and the heat storage unit 30 and the refrigerator unit 10.
  • the refrigerant flow switching device 31 is, for example, a four-way valve, and switches the refrigerant flow path during the cooling operation and the defrosting operation by switching the direction in which the refrigerant flows. Specifically, the refrigerant flow switching device 31 switches the flow path so that the flowed refrigerant does not flow into the heat storage tank 32 described later during the cooling operation, and flows into the heat storage tank 32 during the defrosting operation. .
  • the second decompression device 35 is, for example, a linear expansion valve, and decompresses the refrigerant from the cooler unit 20 flowing into the heat storage tank 32 so as to be easily re-evaporated. As described above, by providing the second decompression device 35, even when the defrosting heat amount is used so that the hot gas is completely liquefied in the cooler unit 20, the hot gas is re-evaporated by the heat storage side heat exchanger 32a. It is easy to do. Therefore, defrosting efficiency can be improved.
  • the refrigerant flowing out of the cooler unit 20 is in a gas-liquid two-phase state, it is likely to evaporate in the heat storage side heat exchanger 32a. Therefore, if the state of the refrigerant flowing into the heat storage tank 32 can be changed to the gas-liquid two-phase state by the amount of frost formation or operation control of the use side heat exchanger 21, the second decompression device 35 is not installed. Good.
  • the heat storage tank 32 is for storing refrigerating machine oil as a heat storage material, and has a heat storage side heat exchanger 32a inside.
  • An oil supply circuit 40 described later is connected to the heat storage tank 32 to store or circulate refrigeration oil.
  • the thermal storage tank 32 can suppress the fall of the temperature of the refrigerating machine oil stored during the cooling operation, for example, by covering the outside with a heat insulating material.
  • the heat storage side heat exchanger 32a functions as an evaporator that performs heat exchange between the refrigerant that flows in during the defrosting operation and the refrigeration oil stored in the heat storage tank 32, and evaporates the refrigerant.
  • a plate fin tube type may be used, or a pipe through which a refrigerant flows may be disposed in the heat storage tank 32.
  • the heat storage side heat exchanger 32a is not limited to this, and for example, a shell and tube type can be used. In this case, the heat exchange performance can be improved by using refrigeration oil on the shell side and refrigerant on the tube side.
  • the auxiliary heater 33 is used as an auxiliary heat source when the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 is low. For example, when the defrosting operation is started in a state where the outside air temperature is low and the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 has not risen to a preset temperature, the auxiliary heater 33 performs the freezing in the heat storage tank 32. Heat the machine oil.
  • the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 can be secured, and the defrosting performance can be secured.
  • the auxiliary heater 33 may not be provided.
  • the temperature sensor 34 detects the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 and supplies the detection result to the control device 50.
  • a thermistor or a resistance temperature detector such as PT100 ⁇ can be used.
  • the oil supply circuit 40 is for returning the refrigerating machine oil separated by the oil separator 12 of the refrigerating machine unit 10 to the compressor 11.
  • the oil supply circuit 40 is for storing or circulating the refrigerating machine oil as the heat storage material in the heat storage tank 32 of the heat storage unit 30.
  • the oil supply circuit 40 is provided in the refrigerator unit 10 and the heat storage unit 30, and includes an oil cooler 41, a first oil supply bypass opening / closing device 42, a second oil supply bypass opening / closing device 43, and a first heat storage circuit opening / closing device 44. And a second heat storage circuit switching device 45.
  • the oil cooler 41 has an upstream side connected to the oil outlet of the oil separator 12 and a downstream side connected to the oil return port of the compressor 11.
  • the oil cooler 41 cools the refrigerating machine oil that flows in.
  • a plate fin tube heat exchanger can be used when the refrigerator unit 10 is air-cooled, and a shell and tube heat exchanger is used when the refrigerator unit 10 is water-cooled. Can do.
  • a plate heat exchanger can be used when the refrigerator unit 10 performs refrigerant cooling with an intermediate refrigerant.
  • the first oil supply bypass opening / closing device 42 is, for example, an electromagnetic valve, and is connected to the oil cooler 41 in parallel. In the oil supply circuit 40, when the refrigeration oil is cooled, the first oil supply bypass opening / closing device 42 is in the “closed” state, and when the refrigeration oil is not cooled, the first oil supply bypass opening / closing device 42 is “open”. State.
  • the second oil supply bypass opening / closing device 43 is provided between the oil outlet of the oil separator 12 and the upstream side of the oil cooler 41 and the first oil supply bypass opening / closing device 42.
  • the second oil supply bypass opening / closing device 43 is, for example, an electromagnetic valve, and is provided for switching the circulation route of the refrigerating machine oil.
  • the second oil supply bypass opening / closing device 43 is normally in a “closed” state during the cooling operation and is in an “open” state during the defrosting operation.
  • the second oil supply bypass opening / closing device 43 Connected to the heat storage tank 32 on the upstream side of the second oil supply bypass opening / closing device 43 is connected to a first oil pipe 4 provided with a first heat storage circuit opening / closing device 44 described later, and on the downstream side, A second oil pipe 5 connected to the heat storage tank 32 and provided with a second heat storage circuit switching device 45 described later is connected. Then, the second oil supply bypass opening / closing device 43 switches the flow path of the refrigerating machine oil in cooperation with the first heat storage circuit opening / closing device 44 and the second heat storage circuit opening / closing device 45.
  • the first heat storage circuit switching device 44 is, for example, a solenoid valve, and is provided in the first oil pipe 4 that connects the upstream side of the second oil supply bypass switching device 43 and the heat storage tank 32.
  • the second heat storage circuit switching device 45 is, for example, an electromagnetic valve, and is provided in the second oil pipe 5 that connects the downstream side of the second oil supply bypass switching device 43 and the heat storage tank 32.
  • the first heat storage circuit switching device 44 and the second heat storage circuit switching device 45 circulate and block the refrigerating machine oil to the heat storage tank 32 according to the open / close state.
  • the first heat storage circuit switching device 44 and the second heat storage circuit switching device 45 are normally in the “open” state during the cooling operation and in the “closed” state during the defrosting operation.
  • the temperature of the refrigeration oil in the heat storage tank 32 is The case where it is judged that it has fully secured can be considered.
  • the first heat storage circuit opening / closing device 44 and the second heat storage circuit opening / closing device 45 are in the “closed” state, and block the inflow of refrigerating machine oil into the heat storage tank 32.
  • the control device 50 includes, for example, software executed on an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU (Central Processing Unit), and hardware such as a circuit device that implements various functions.
  • the control device 50 controls the operation of the entire refrigeration apparatus 1 based on, for example, settings made by a user operation on a remote controller (not shown) and various information received from each part of the refrigeration apparatus 1.
  • the control device 50 determines the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 detected by the temperature sensor 34 (hereinafter, referred to as “heat storage tank temperature” as appropriate).
  • the open / close state of each open / close device provided in each part is controlled.
  • the control apparatus 50 is provided with the memory
  • the refrigerator unit 10 and the cooler unit 20 in the refrigeration apparatus 1 are equipped with a plurality of sensors.
  • a high pressure sensor is provided on the discharge side of the compressor 11 and a low pressure sensor is provided on the suction side.
  • the heat source side heat exchanger 13 is provided with an outside air temperature sensor or a water temperature sensor.
  • the control device 50 controls each unit so that the operation of the refrigeration apparatus 1 is optimized using the sensor values detected by such various sensors as control parameters.
  • the refrigeration apparatus 1 performs a cooling operation for cooling a use medium in a space such as a refrigerated warehouse and a defrosting operation for removing frost formation on the use side heat exchanger 21 in the cooler unit 20.
  • a cooling operation for cooling a use medium in a space such as a refrigerated warehouse
  • a defrosting operation for removing frost formation on the use side heat exchanger 21 in the cooler unit 20.
  • coolant and refrigerating machine oil in the cooling operation in the refrigeration apparatus 1 and a defrost operation is demonstrated.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the flow of refrigerant and refrigerating machine oil during the cooling operation in the refrigeration apparatus 1 of FIG.
  • the refrigerant flow switching device 31 and each switching device are set to the state shown in FIG.
  • white is an “open” state
  • black is a “closed” state.
  • the solid line arrow shows the flow of the refrigerant
  • the dotted line arrow shows the flow of the refrigerating machine oil.
  • the open / close state of each open / close device is not uniquely determined by the operation mode, and is appropriately controlled according to the temperature state of the refrigerating machine oil or the like.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 11, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is discharged together with the refrigerating machine oil.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and refrigeration oil discharged from the compressor 11 flows into the inlet of the oil separator 12.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and the refrigeration oil are separated into the gas refrigerant and the refrigeration oil in the oil separator 12, the gas refrigerant flows out from the refrigerant outlet, and the refrigeration oil flows out from the oil outlet.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the oil separator 12 flows into the heat source side heat exchanger 13, condenses while dissipating heat by exchanging heat with the heat source medium, and becomes a high-pressure liquid refrigerant to form the heat source side heat exchanger 13. Spill from.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 13 flows out of the refrigerator unit 10 and flows into the cooler unit 20 through the first main pipe 2.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the cooler unit 20 is decompressed by the first decompression device 22 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and flows into the use-side heat exchanger 21.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the use-side heat exchanger 21 exchanges heat with the use medium to absorb and evaporate, thereby cooling the indoor air and forming a low-temperature and low-pressure gas refrigerant.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the use-side heat exchanger 21 flows out of the cooler unit 20 and flows into the heat storage unit 30 through the second main pipe 3.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing into the heat storage unit 30 flows out of the heat storage unit 30 without flowing into the heat storage tank 32 via the refrigerant flow switching device 31.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the heat storage unit 30 flows into the refrigerator unit 10 through the second main pipe 3.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing into the refrigerator unit 10 passes through the accumulator 14 and is sucked into the compressor 11.
  • the refrigerating machine oil that has flowed out of the oil separator 12 flows out of the refrigerating machine unit 10 via the first oil pipe 4 because the second oil supply bypass opening / closing device 43 is in the “closed” state, and stores heat. It flows into the unit 30. At this time, the refrigerating machine oil is heated to the discharge temperature of the compressor 11.
  • the refrigerating machine oil that has flowed into the heat storage unit 30 flows into the heat storage tank 32 and circulates, and flows out of the heat storage tank 32.
  • the refrigerating machine oil that has flowed out of the heat storage tank 32 flows out of the heat storage unit 30 and flows into the refrigerating machine unit 10 via the second oil pipe 5.
  • the refrigerating machine oil that has flowed into the refrigerating machine unit 10 flows into the oil cooler 41 and is cooled, and then returned to the compressor 11.
  • the refrigeration oil is cooled by the oil cooler 41 and returned to the compressor 11.
  • the first oil supply bypass opening / closing device 42 is set to the “open” state.
  • the refrigerating machine oil is returned to the compressor 11 as it is through the first oil supply bypass opening / closing device 42 without flowing into the oil cooler 41 due to the pressure loss of the oil cooler 41. Whether the refrigerating machine oil needs to be cooled is determined by the control device 50, and the open / close state of the first oil supply bypass opening / closing device 42 is controlled according to the determination result.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the flow of refrigerant and refrigerating machine oil during the defrosting operation in the refrigeration apparatus 1 of FIG.
  • the refrigerant flow switching device 31 and each switching device are set to the state shown in FIG.
  • the solid line arrow indicates the flow of the refrigerant
  • the dotted line arrow indicates the flow of the refrigerating machine oil.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 11, becomes a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, and is discharged together with the refrigerating machine oil.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and refrigeration oil discharged from the compressor 11 flows into the inlet of the oil separator 12.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant and the refrigeration oil are separated into the gas refrigerant and the refrigeration oil in the oil separator 12, the gas refrigerant flows out from the refrigerant outlet, and the refrigeration oil flows out from the oil outlet.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the oil separator 12 flows out of the refrigerator unit 10 through a hot gas pipe provided with the first hot gas switching device 16.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed out of the refrigerator unit 10 flows into the cooler unit 20 through the first main pipe 2.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the cooler unit 20 flows into the use-side heat exchanger 21 via the second hot gas switching device 24.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the use-side heat exchanger 21 is defrosted with hot gas and flows out of the use-side heat exchanger 21.
  • the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger 21 flows out of the cooler unit 20 and flows into the heat storage unit 30 via the second main pipe 3.
  • the refrigerant that has flowed into the heat storage unit 30 flows into the heat storage tank 32 via the refrigerant flow switching device 31 and the second decompression device 35.
  • the refrigerant flowing into the heat storage tank 32 evaporates by exchanging heat with the refrigerating machine oil by the heat storage side heat exchanger 32 a in the heat storage tank 32, and flows out from the heat storage tank 32.
  • the refrigerant that has flowed out of the heat storage tank 32 flows out of the heat storage unit 30 via the refrigerant flow switching device 31.
  • the refrigerant that has flowed out of the heat storage unit 30 flows into the refrigerator unit 10 through the second main pipe 3.
  • the refrigerant flowing into the refrigerator unit 10 passes through the accumulator 14 and is sucked into the compressor 11.
  • the refrigerating machine oil that has flowed out of the oil separator 12 is stored in the heat storage unit 30 because both the first heat storage circuit switching device 44 and the second heat storage circuit switching device 45 in the heat storage unit 30 are in the “closed” state.
  • the oil is not returned to 30 and is returned to the compressor 11 via the second oil supply bypass opening / closing device 43.
  • the refrigerating machine oil is basically returned to the compressor 11 without passing through the oil cooler 41 in order to ensure the hot gas heat quantity.
  • the refrigerating machine oil may be cooled by the oil cooler 41.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process for controlling the flow of the refrigeration oil during the cooling operation in the refrigeration apparatus 1 of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a process for controlling the flow of refrigeration oil during the defrosting operation in the refrigeration apparatus 1 of FIG. 1.
  • step S1 the control device 50 determines whether or not the temperature in the heat storage tank, which is the temperature of the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 detected by the temperature sensor 34, is equal to or higher than the set temperature. To do. When it is determined that the temperature in the heat storage tank is lower than the set temperature (step S1; No), the process proceeds to step S2.
  • step S ⁇ b> 2 the control device 50 sets the second oil supply bypass switch 43 to the “closed” state, and sets each of the first heat storage circuit switch 44 and the second heat storage circuit switch 45 to the “open” state. Set to. Thereby, in the oil supply circuit 40, the heated refrigerating machine oil flowing out from the oil separator 12 circulates in the heat storage tank 32.
  • step S3 the control apparatus 50 measures the elapsed time from the process of step S2.
  • the control unit 50 in step S4, it is determined whether the detected heat storage tank temperature by the temperature sensor 34 is set temperature or higher.
  • step S4 the control device 50 places the first oil supply bypass opening / closing device 42 in the “open” state. Set. Thereby, the refrigerating machine oil that has flowed out of the heat storage tank 32 is returned to the compressor 11 without being radiated by the oil cooler 41.
  • step S1 when it is determined in step S1 that the temperature in the heat storage tank is equal to or higher than the set temperature (step S1; Yes), and in step S4, it is determined that the temperature in the heat storage tank is equal to or higher than the set temperature (step S4). ; Yes), the control device 50 determines that the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 has reached a sufficient temperature. Then, a series of processing ends. Note that the process shown in FIG. 4 is cyclically repeated for each preset time during the cooling operation.
  • a grace period may be set in advance in order to prevent hunting due to excessive opening and closing of the respective switching devices. For example, in step S1 and step S4, when the grace period T 2 which is set after performing determination has elapsed, the process according to the following steps are performed.
  • the process shown in the flowchart of FIG. 4 is a process for securing the temperature in the heat storage tank, and is performed independently of other controls such as protection control. Therefore, when the operation of each switchgear by protection control or the like intervenes between processes in each step, protection control may be given priority. For example, when the refrigeration oil is not cooled and the discharge temperature of the compressor 11 rises and the protection control is activated, the first oil supply bypass opening / closing device 42 is set to “ In some cases, the discharge temperature suppression control is performed in the “closed” state.
  • step S ⁇ b> 11 the control device 50 determines whether it is time to start the defrosting operation.
  • the control device 50 determines the timing for starting the defrosting operation based on the time, the accumulated operation time of the compressor 11, or the operation state of the unit. For example, when the operation schedule is set in advance, the defrosting operation is started along the set schedule.
  • step S11 If it is determined that it is time to start the defrosting operation (step S11; Yes), the process proceeds to step S12. On the other hand, if it is determined that it is not the timing to start the defrosting operation (step S11; No), the process returns to step S11, and the process of step S11 is repeated until the timing to start the defrosting operation is reached.
  • step S12 the control device 50 determines whether or not the temperature in the heat storage tank detected by the temperature sensor 34 is equal to or higher than a set temperature. When it is determined that the temperature in the heat storage tank is lower than the set temperature (step S12; No), the process proceeds to step S13.
  • step S13 the control device 50 starts the defrosting operation, and the first heat storage circuit switching device 44 and the second heat storage circuit switching device so that the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 does not return to the refrigerator unit 10.
  • Each of 45 is set to the “closed” state.
  • the control device 50 puts the second oil supply bypass opening / closing device 43 in the “open” state.
  • the control device 50 turns on the auxiliary heater 33 to heat the refrigerating machine oil in the heat storage tank 32 in order to ensure the temperature in the heat storage tank 32.
  • the control with respect to the auxiliary heater 33 does not need to be performed.
  • the control device 50 keeps the first oil supply bypass opening / closing device 42 in the “open” state so as not to lower the oil temperature in the refrigerator unit 10.
  • the control device 50 cools the refrigerating machine oil with the oil cooler 41 with the first oil supply bypass opening / closing device 42 in the “closed” state.
  • step S14 the control device 50 determines whether or not the temperature in the heat storage tank detected by the temperature sensor 34 is lower than the set temperature. This is a process that is set as a condition for turning off the auxiliary heater 33 in order to suppress power consumption that is increased by turning on the auxiliary heater 33 in step S13.
  • step S14 When the temperature in the heat storage tank is equal to or higher than the set temperature (step S14; No), the control device 50 turns off the auxiliary heater 33 in step S15. On the other hand, when the temperature in the heat storage tank is lower than the set temperature (step S14; Yes), the process returns to step S14, and the process of step S14 is repeated until the condition of step S14 is satisfied.
  • ON and OFF of the auxiliary heater 33 is not limited to this example, and may be determined according to the installation environment or operating state of the unit. For example, during the defrosting operation, the auxiliary heater 33 may be always turned on. Further, for example, when the second decompression device 35 can decompress the temperature in accordance with the temperature in the heat storage tank 32, the auxiliary heater 33 may be always turned off.
  • step S12 when it is determined in step S12 that the temperature in the heat storage tank is equal to or higher than the set temperature (step S12; Yes), the process proceeds to step S16.
  • step S ⁇ b> 16 the control device 50 starts the defrosting operation and sets each of the first heat storage circuit switching device 44 and the second heat storage circuit switching device 45 to the “closed” state. Further, the control device 50 puts the second oil supply bypass opening / closing device 43 in the “open” state.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the refrigeration apparatus 1 according to the modification of the first embodiment.
  • symbol is attached
  • the hot gas pipe provided with the first hot gas switching device 16 in the refrigerator unit 10 is connected to the downstream side of the first liquid switching device 15. Without being connected to the upstream side of the second hot gas switching device 24 of the cooler unit 20. Then, the bypass of the first decompression device 22 in the cooler unit 20 is removed, and the first liquid switching device 15 in the refrigerator unit 10 is removed.
  • the second liquid opening / closing device 23 in the cooler unit 20 replaces the first liquid opening / closing device 15 in the first embodiment. Therefore, the second liquid opening / closing device 23 operates in the same manner as the first liquid opening / closing device 15 during the cooling operation, the defrosting operation, the pump down operation, and the stop. Thereby, the refrigeration apparatus 1 by a modification can be operated similarly to the refrigeration apparatus 1 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1
  • the refrigeration apparatus 1 includes the compressor 11 that compresses the refrigerant and discharges it together with the refrigerating machine oil, and the oil separator 12 that separates the refrigerant discharged from the compressor 11 and the refrigerating machine oil.
  • a refrigerator unit 10 having a heat source side heat exchanger 13 for exchanging heat between the refrigerant separated by the oil separator 12 and the heat source medium, and the refrigerator unit 10 and the first main pipe 2 are connected.
  • a cooler unit 20 having a use side heat exchanger 21 for exchanging heat between the refrigerant flowing from the refrigerator unit 10 via the first main pipe 2 and the use medium, the cooler unit 20 and the refrigerator unit 10.
  • the refrigerator unit 10 is connected to the first oil pipe 4 and the second oil pipe 5, and flows from the refrigerator unit 10 through the first oil pipe 4. , Separated by oil separator 12 The the refrigerating machine oil and a heat storage unit 30 having the heat storage tank 32 for storing the heat storage material.
  • the heat storage unit 30 is connected to the refrigerator unit 10 by the second main pipe 3, the first oil pipe 4 and the second oil pipe 5, and is connected to the cooler unit 20 by the second main pipe 3. The Therefore, the number of pipes connected to the heat storage unit 30 can be reduced as compared with the conventional case, and workability can be improved.
  • Embodiment 1 and the modification of this invention were demonstrated, this invention is not limited to Embodiment 1 and the modification of this invention mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention Various modifications and applications are possible.
  • the type of the refrigerant is not particularly specified, but a high-pressure refrigerant such as R410A has a large temperature by using R410A as the refrigerant because the temperature of the refrigerating machine oil tends to be high. A heat storage effect can be obtained.
  • R410A high-pressure refrigerant
  • R410A has a large temperature by using R410A as the refrigerant because the temperature of the refrigerating machine oil tends to be high.
  • a heat storage effect can be obtained.
  • the refrigerant has a higher pressure than R410A and is unlikely to increase the discharge temperature, such as R404A, a sufficient effect can be obtained by devising the oil cooler 41, for example.

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Abstract

冷凍装置は、冷媒を圧縮して冷凍機油と共に吐出する圧縮機、圧縮機から吐出された冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器、および油分離器で分離された冷媒と熱源媒体との間で熱交換を行う熱源側熱交換器を有する冷凍機ユニットと、冷凍機ユニットと第１の主管で接続され、第１の主管を介して冷凍機ユニットから流入する冷媒と利用媒体との間で熱交換を行う利用側熱交換器を有する冷却器ユニットと、冷却器ユニットおよび冷凍機ユニットと第２の主管で接続されるとともに、冷凍機ユニットと第１および第２の油配管で接続され、第１の油配管を介して冷凍機ユニットから流入する、油分離器で分離された冷凍機油を蓄熱材として貯留する蓄熱槽を有する蓄熱ユニットとを備える。

Description

冷凍装置
　本発明は、蓄熱槽を利用してホットガス除霜を行う冷凍装置に関するものである。
　従来、蓄熱槽を利用したホットガス除霜方式の冷凍装置では、冷却運転時に、圧縮機から吐出された高温の冷媒が蓄熱ユニットにおける蓄熱槽内の熱交換器に流入し、蓄熱槽内の蓄熱材を加熱する。一方、ホットガス除霜運転時には、冷却器ユニットから流出する冷媒は、蓄熱槽内の加熱された蓄熱材と熱交換することによって再蒸発し、圧縮機に戻る。これにより、冷凍装置における除霜能力を向上させるとともに、圧縮機への冷媒の液戻りを防止している。
　このような蓄熱槽を利用したホットガス除霜方式の冷凍装置が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の冷凍装置では、冷却運転時に、圧縮機から吐出された冷媒が蓄熱槽内の熱交換器に流入し、蓄熱槽内の蓄熱材を加熱する。その後、冷媒は、凝縮器内に流入して熱交換を行うことによって凝縮するとともに、冷却器ユニットの冷却器に流入して熱交換を行うことによって蒸発する。そして、この冷媒は、蒸発後に蓄熱ユニット内の四方弁により、蓄熱槽に流入することなく圧縮機に戻る。
　一方、除霜運転時には、圧縮機から吐出された冷媒は、蓄熱槽に流入することなく冷却器ユニットに流入し、冷却器を通過して蓄熱ユニットに流入する。そして、蓄熱ユニットに流入した冷媒は、蓄熱槽内の熱交換器に流入し、蓄熱材と熱交換することによって再蒸発した後、蓄熱ユニットから流出する。蓄熱ユニットから流出した冷媒は、冷凍機ユニットに流入して圧縮機に戻る。
　このように、蓄熱槽を利用したホットガス除霜方式の冷凍装置では、湿り状態の冷媒を蓄熱ユニットで再蒸発させる。そのため、除霜の際に冷媒の潜熱を利用することができ、単純ホットガス除霜方式と比較して、高い除霜効率を得ることができる。
特開昭５９－１１２１６１号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の冷凍装置では、蓄熱ユニットを他のユニットに接続する際に、高圧側の回路と接続する３箇所の配管と、再蒸発のための回路と接続する２箇所の配管との合計５箇所の配管が必要となる。そのため、冷凍装置を設置する際の施工性が悪いという課題があった。
　また、蓄熱材には、エチレングリコールまたはナイブライン（ナイブラインは登録商標）等を使用することが一般的である。このような場合に、例えば、蓄熱槽内で配管亀裂等が生じて蓄熱材が冷凍サイクル内に流入するような異常が発生すると、冷媒および冷凍機油をすべて回収して再充填する必要が生じてしまう。さらに、場合によっては、冷凍サイクル内の洗浄が必要となる。そのため、修理に手間がかかるとともに、冷凍装置の品質が低下してしまう。
　本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、施工性を向上させるとともに、品質の低下を抑制することができる冷凍装置を提供することを目的とする。
　本発明の冷凍装置は、冷媒を圧縮して冷凍機油と共に吐出する圧縮機、該圧縮機から吐出された前記冷媒と前記冷凍機油とを分離する油分離器、および該油分離器で分離された前記冷媒と熱源媒体との間で熱交換を行う熱源側熱交換器を有する冷凍機ユニットと、前記冷凍機ユニットと第１の主管で接続され、該第１の主管を介して前記冷凍機ユニットから流入する冷媒と利用媒体との間で熱交換を行う利用側熱交換器を有する冷却器ユニットと、前記冷却器ユニットおよび前記冷凍機ユニットと第２の主管で接続されるとともに、前記冷凍機ユニットと第１および第２の油配管で接続され、前記第１の油配管を介して前記冷凍機ユニットから流入する、前記油分離器で分離された前記冷凍機油を蓄熱材として貯留する蓄熱槽を有する蓄熱ユニットとを備えるものである。
　以上のように、本発明によれば、蓄熱ユニットを第１および第２の主管、ならびに第１および第２の油配管で冷凍機ユニットおよび冷却器ユニットと接続し、蓄熱槽に貯留する蓄熱材として冷凍機油を用いることにより、施工性を向上させるとともに、品質の低下を抑制することができる。
実施の形態１に係る冷凍装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１の冷凍装置における、冷却運転時の冷媒および冷凍機油の流れについて説明するための概略図である。 図１の冷凍装置における、除霜運転時の冷媒および冷凍機油の流れについて説明するための概略図である。 図１の冷凍装置における、冷却運転時の冷凍機油の流れを制御するための処理の一例を示すフローチャートである。 図１の冷凍装置１における、除霜運転時の冷凍機油の流れを制御するための処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る冷凍装置の構成の一例を示すブロック図である。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１に係る冷凍装置について説明する。本実施の形態１に係る冷凍装置は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であり、例えば、食品倉庫または製氷等の冷却運転を行う。また、この冷凍装置は、冷却側に設けられた利用側熱交換器の霜取りを行うための除霜運転を行う。
［冷凍装置の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る冷凍装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、冷凍装置１は、冷凍機ユニット１０、冷却器ユニット２０、蓄熱ユニット３０、給油回路４０および制御装置５０を備えている。冷凍装置１では、冷凍機ユニット１０、冷却器ユニット２０および蓄熱ユニット３０が冷媒配管および油配管で接続されて冷凍サイクルが形成されている。なお、この例では、１つの冷却器ユニット２０が接続されている場合を示すが、これに限られず、例えば複数の冷却器ユニット２０が接続されてもよい。
（冷凍機ユニット）
　冷凍機ユニット１０は、熱源側のユニットであり、例えば、建物の屋外または機械室等に設置される。冷凍機ユニット１０は、１本の第１の主管２で冷却器ユニット２０と接続されている。また、冷凍機ユニット１０は、１本の第２の主管３、ならびに給油回路４０における２本の配管とで蓄熱ユニット３０と接続されている。冷凍機ユニット１０は、圧縮機１１、油分離器１２、熱源側熱交換器１３、アキュムレータ１４、第１の液開閉装置１５および第１のホットガス開閉装置１６、ならびに給油回路４０の一部を備えている。
　圧縮機１１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒の状態にして吐出する。圧縮機１１としては、ロータリ方式、スクロール方式またはスクリュー方式等の種々の圧縮機があるが、本実施の形態１では、例えば、圧縮機１１から流出する冷凍機油の流出量がより多い、スクリュー方式の圧縮機等を用いると好ましい。
　また、圧縮機１１としては、例えば、駆動周波数を任意に変化させることにより、単位時間あたりの冷媒送出量である容量を制御することが可能なインバータ圧縮機を用いることができる。また、これに限られず、例えば、商用電源による駆動周波数が一定の定速圧縮機を用いることもできる。さらに、この例では、圧縮機１１が１台である場合について説明するが、これに限られず、例えば、複数台の圧縮機１１を並列接続して用いてもよい。
　油分離器１２は、圧縮機１１から吐出された冷凍機油を含むガス冷媒が流入する流入口と、ガス冷媒が流出する冷媒流出口と、冷凍機油が流出する油流出口とが設けられている。油分離器１２は、流入口が圧縮機１１の吐出側に接続されている。
　油分離器１２は、圧縮機１１から吐出された冷凍機油を含むガス冷媒を、冷媒と冷凍機油とに分離する。油分離器１２としては、例えば、サイクロン式またはデミスタ式等のものを用いることができる。
　熱源側熱交換器１３は、上流側が油分離器１２の冷媒流出口側に接続され、下流側が第１の主管２に接続されている。熱源側熱交換器１３は、冷却運転時に高温高圧のガス冷媒が流入し、図示しないファン等によって供給される空気などの熱源媒体と冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、熱源側熱交換器１３は、冷却運転の際に、冷媒の熱を熱源媒体に放熱して冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。
　熱源側熱交換器１３としては、例えば、クロスフィン式のフィンアンドチューブ型熱交換器、シェルアンドチューブ型の水冷型熱交換器、またはブレージングプレート式のプレート型熱交換器等を用いることができる。
　アキュムレータ１４は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、後述する蓄熱ユニット３０から戻ってくる冷媒が流入する。アキュムレータ１４は、過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒等を貯留する。アキュムレータ１４を設置することにより、圧縮機１１への液戻りによる液圧縮を防止することができるアキュムレータ１４の内容積は、ユニット容量および冷却器ユニット２０の容積等に応じて適宜決定することができる。
　なお、アキュムレータ１４は、冷凍機ユニット１０に必ずしも設置されている必要はない。ホットガスによる除霜運転を行う場合、除霜運転開始時においては、ホットガスが利用側の温度に相当する温度に冷却された配管内を通過するため、冷媒が凝縮しやすく、圧縮機１１において液戻りによる液圧縮が発生する可能性が上昇する。そのため、アキュムレータ１４を設置することが望ましいが、後述するようにして蓄熱槽３２において冷媒を確実に蒸発させることができる能力を冷凍装置１が有している場合には、アキュムレータ１４を設置する必要はない。アキュムレータ１４の要否については、試験または現地の環境等に応じて決定すればよい。
　第１の液開閉装置１５は、例えば電磁弁であり、熱源側熱交換器１３の下流側と第１の主管２との間の配管に設けられている。第１の液開閉装置１５は、通常、冷却運転時において「開」状態とされ、ポンプダウン運転時、除霜運転時および停止時において「閉」状態とされる。
　なお、除霜運転の開始前に第１の液開閉装置１５を「閉」状態としてポンプダウン運転を行うことにより、配管内の液冷媒を冷凍機ユニット１０側に回収することができる。これにより、第１の主管２を冷却運転用と除霜運転用とで共用することができる。
　第１のホットガス開閉装置１６は、例えば電磁弁であり、油分離器１２の冷媒流出口と第１の液開閉装置１５の下流側との間に接続されたホットガス配管に設けられている。第１のホットガス開閉装置１６は、通常、冷却運転時において「閉」状態とされ、除霜運転時において「開」状態とされる。
　なお、図１に示す例では、圧縮機１１および熱源側熱交換器１３が別体であるように説明したが、これに限られず、例えば、圧縮機１１および熱源側熱交換器１３が一体的に構成されてもよい。また、熱交換の方式についても、空冷式または水冷式等、種々の方式を適用することができる。さらに、冷凍機ユニット１０としては、例えば、レシーバ、過冷却熱交換器および中間インジェクション回路等の図示されない構成を、必要に応じて備えていてもよい。例えば、中間インジェクション回路を備えた冷凍機ユニット１０の場合、圧縮機１１としては、中間インジェクションの機能を備えた圧縮機を用いる。
（冷却器ユニット）
　冷却器ユニット２０は、利用側のユニットであり、例えば、冷蔵倉庫内の天井、床または壁等に設置される。冷却器ユニット２０は、１本の第１の主管２で冷凍機ユニット１０と接続されている。また、冷却器ユニット２０は、１本の第２の主管３で蓄熱ユニット３０と接続されている。冷却器ユニット２０は、利用側熱交換器２１、第１の減圧装置２２、第２の液開閉装置２３および第２のホットガス開閉装置２４を備えている。
　利用側熱交換器２１は、上流側が第１の主管２に接続され、下流側が第２の主管３に接続されている。利用側熱交換器２１は、冷却運転時に低温低圧の気液二相冷媒が流入し、図示しないファン等によって供給される空気などの利用媒体と冷媒との間で熱交換を行う。具体的には、利用側熱交換器２１は、冷却運転の際に冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により空気等を冷却する蒸発器として機能する。利用側熱交換器２１としては、例えば、プレートフィンチューブ式のものを用いることができる。
　第１の減圧装置２２は、第１の主管２と利用側熱交換器２１の上流側との間に接続されている。第１の減圧装置２２は、例えば膨張弁であり、高圧の液冷媒を減圧して膨張させ、低圧の気液二相冷媒にする。第１の減圧装置２２は、利用側熱交換器２１の冷媒出口温度が最適となるように、後述する制御装置５０によって制御される。第１の減圧装置２２は、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁で構成されている。また、第１の減圧装置２２は、これに限られず、例えば温度式のものを用いてもよい。
　第２の液開閉装置２３は、例えば電磁弁であり、第１の主管２と利用側熱交換器２１の上流側との間であって、第１の減圧装置２２の上流側に第１の減圧装置２２と直列に接続されている。第２の液開閉装置２３は、通常、冷却運転時において「開」状態とされ、除霜運転時において「閉」状態とされる。
　第２のホットガス開閉装置２４は、例えば電磁弁であり、第１の主管２と利用側熱交換器２１の上流側との間であって、第１の減圧装置２２および第２の液開閉装置２３と並列に接続されている。第２のホットガス開閉装置２４は、通常、冷却運転時において「閉」状態とされ、除霜運転時において「開」状態とされる。
（蓄熱ユニット）
　蓄熱ユニット３０は、冷却運転時に温かい冷凍機油によって蓄熱し、その熱を利用して除霜運転時に冷媒を蒸発させるサーモバンクとして動作する。蓄熱ユニット３０は、冷凍機ユニット１０と冷却器ユニット２０との間に設けられている。蓄熱ユニット３０は、１本の第２の主管３で冷却器ユニット２０と接続されている。また、蓄熱ユニット３０は、１本の第２の主管３および給油回路４０における２本の配管で冷凍機ユニット１０と接続されている。蓄熱ユニット３０は、冷媒流路切替装置３１、蓄熱槽３２、補助ヒータ３３および温度センサ３４、第２の減圧装置３５、ならびに給油回路４０の一部を備えている。
　冷媒流路切替装置３１は、冷却器ユニット２０と蓄熱ユニット３０、ならびに蓄熱ユニット３０と冷凍機ユニット１０とを接続する第２の主管３に設けられている。冷媒流路切替装置３１は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷却運転時および除霜運転時の冷媒の流路を切り替える。具体的には、冷媒流路切替装置３１は、流入した冷媒が、冷却運転時に後述する蓄熱槽３２に流入しないように、また、除霜運転時に蓄熱槽３２に流入するように流路を切り替える。
　第２の減圧装置３５は、例えばリニア膨張弁であり、蓄熱槽３２に流入する冷却器ユニット２０からの冷媒を、再蒸発しやすいように減圧させる。このように、第２の減圧装置３５を設けることにより、冷却器ユニット２０において、ホットガスが完全に液化するほど除霜熱量を使った場合でも、ホットガスを蓄熱側熱交換器３２ａで再蒸発しやすい状態とすることができる。そのため、除霜効率を向上させることができる。
　ただし、冷却器ユニット２０から流出する冷媒が気液二相状態であれば、蓄熱側熱交換器３２ａで蒸発しやすい。したがって、利用側熱交換器２１の着霜量または運転制御によって蓄熱槽３２へ流入する冷媒の状態を気液二相状態にすることができれば、第２の減圧装置３５は、設置しなくてもよい。
　蓄熱槽３２は、蓄熱材としての冷凍機油を貯留させるためのものであり、内部に蓄熱側熱交換器３２ａを有している。蓄熱槽３２には、後述する給油回路４０が接続され、冷凍機油を貯留または循環させる。蓄熱槽３２は、例えば外側を断熱材で覆うことにより、冷却運転中に貯留された冷凍機油の温度の低下を抑制することができる。
　蓄熱側熱交換器３２ａは、除霜運転時に流入した冷媒と蓄熱槽３２に貯留された冷凍機油との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。蓄熱側熱交換器３２ａとしては、例えばプレートフィンチューブ式のものを用いてもよいし、冷媒が流通する配管を蓄熱槽３２内に配設したものでもよい。プレート式の熱交換器を用いることにより、熱交換性能を向上させることができるとともに、冷凍機油の全量を抑えることができるため、コストを低減することができる。
　また、蓄熱側熱交換器３２ａとしては、これに限られず、例えば、シェルアンドチューブ式のものを用いることができる。なお、この場合は、シェル側を冷凍機油とし、チューブ側を冷媒とすることにより、熱交換性能を向上させることができる。
　補助ヒータ３３は、蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度が低い場合に、補助熱源として用いられるものである。例えば、外気温度が低く、蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度が予め設定された温度まで上昇していない状態で除霜運転が開始された場合に、補助ヒータ３３は、蓄熱槽３２内の冷凍機油を加熱する。
　なお、例えば、後述するようにして圧縮機１１に戻る冷凍機油の温度が制御されることにより、蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度を確保することができ、除霜性能を確保することができる場合には、補助ヒータ３３は設けなくてもよい。
　温度センサ３４は、蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度を検出し、検出結果を制御装置５０に供給する。温度センサ３４としては、例えば、サーミスタまたはＰＴ１００Ωなどの測温抵抗体等を用いることができる。
（給油回路）
　給油回路４０は、冷凍機ユニット１０の油分離器１２で分離された冷凍機油を圧縮機１１に返油するためのものである。また、給油回路４０は、蓄熱材としての冷凍機油を蓄熱ユニット３０の蓄熱槽３２に貯留または循環させるためのものである。給油回路４０は、冷凍機ユニット１０および蓄熱ユニット３０に設けられており、油冷却器４１、第１の給油バイパス開閉装置４２、第２の給油バイパス開閉装置４３、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５を備えている。
　油冷却器４１は、上流側が油分離器１２の油流出口に接続され、下流側が圧縮機１１の返油口に接続されている。油冷却器４１は、流入する冷凍機油を冷却する。油冷却器４１としては、例えば、冷凍機ユニット１０が空冷式の場合はプレートフィンチューブ熱交換器を用いることができ、冷凍機ユニット１０が水冷式の場合はシェルアンドチューブ熱交換器を用いることができる。また、例えば、冷凍機ユニット１０が中間冷媒との冷媒冷却を行う場合には、プレート熱交換器を用いることができる。
　第１の給油バイパス開閉装置４２は、例えば電磁弁であり、油冷却器４１に対して並列に接続されている。この給油回路４０において、冷凍機油を冷却する場合に、第１の給油バイパス開閉装置４２が「閉」状態とされ、冷凍機油を冷却しない場合に、第１の給油バイパス開閉装置４２が「開」状態とされる。
　第２の給油バイパス開閉装置４３は、油分離器１２の油流出口と、油冷却器４１および第１の給油バイパス開閉装置４２の上流側との間に設けられている。第２の給油バイパス開閉装置４３は、例えば電磁弁であり、冷凍機油の流通経路を切り替えるために設けられている。第２の給油バイパス開閉装置４３は、通常、冷却運転時において「閉」状態とされ、除霜運転時において「開」状態とされる。
　第２の給油バイパス開閉装置４３の上流側には、蓄熱槽３２に接続され、後述する第１の蓄熱回路開閉装置４４が設けられた第１の油配管４が接続され、下流側には、蓄熱槽３２に接続され、後述する第２の蓄熱回路開閉装置４５が設けられた第２の油配管５が接続されている。そして、第２の給油バイパス開閉装置４３は、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５と連携して、冷凍機油の流通経路を切り替える。
　第１の蓄熱回路開閉装置４４は、例えば電磁弁であり、第２の給油バイパス開閉装置４３の上流側と、蓄熱槽３２との間を接続する第１の油配管４に設けられている。第２の蓄熱回路開閉装置４５は、例えば電磁弁であり、第２の給油バイパス開閉装置４３の下流側と、蓄熱槽３２との間を接続する第２の油配管５に設けられている。
　第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５は、開閉状態に応じて、蓄熱槽３２への冷凍機油の循環および遮断を行う。第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５は、通常、冷却運転時において「開」状態とされ、除霜運転時において「閉」状態とされる。
　なお、冷却運転時であっても、例えば、外気温度が低い場合などの要因により温度が低い冷凍機油が蓄熱槽３２を循環する可能性があるときで、蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度が十分に確保できていると判断される場合等が考えられる。このような場合、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５は、「閉」状態とされ、蓄熱槽３２への冷凍機油の流入を遮断する。
（制御装置）
　制御装置５０は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。制御装置５０は、例えば、図示しないリモートコントローラに対する使用者の操作による設定、ならびに冷凍装置１の各部から受け取る各種情報に基づき、冷凍装置１全体の動作を制御する。
　本実施の形態１において、制御装置５０は、例えば、温度センサ３４で検出された蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度（以下、「蓄熱槽内温度」と適宜称する）に基づき、冷凍装置１の各部に設けられた各開閉装置の開閉状態を制御する。また、制御装置５０は、図示しない記憶部を備え、各開閉装置を制御する際に用いられる各種の温度に関する各種の設定値および設定時間等が予め記憶されている。
　なお、図示しないが、冷凍装置１における冷凍機ユニット１０および冷却器ユニット２０には、複数のセンサが搭載されている。例えば、圧縮機１１の吐出側には高圧圧力センサが設けられ、吸入側には低圧圧力センサが設けられている。また、熱源側熱交換器１３には外気温度センサまたは水温センサが設けられている。制御装置５０は、このような各種センサで検出されたセンサ値を制御パラメータとして、冷凍装置１の動作が最適となるように各部を制御する。
［冷凍装置の動作］
　次に、上記構成を有する冷凍装置１の動作について説明する。本実施の形態１に係る冷凍装置１は、冷蔵倉庫等の空間内の利用媒体を冷却する冷却運転と、冷却器ユニット２０における利用側熱交換器２１の着霜を取り除く除霜運転とを行う。以下では、冷凍装置１における冷却運転および除霜運転における冷媒および冷凍機油の流れについて説明する。
（冷却運転）
　図２は、図１の冷凍装置１における、冷却運転時の冷媒および冷凍機油の流れについて説明するための概略図である。冷却運転時においては、冷媒流路切替装置３１および各開閉装置が図２に示す状態に設定される。ここで、各開閉装置において、白抜きが「開」状態であることを示し、黒塗りが「閉」状態であることを示す。また、図２において、実線の矢印が冷媒の流れを示し、点線の矢印が冷凍機油の流れを示す。なお、各開閉装置の開閉状態は、運転モードによって一意に決定されるものではなく、冷凍機油の温度状態等に応じて適宜制御されるものとする。
　低温低圧の冷媒は、圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって冷凍機油とともに吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒および冷凍機油は、油分離器１２の流入口に流入する。高温高圧のガス冷媒および冷凍機油は、油分離器１２においてガス冷媒と冷凍機油とに分離され、ガス冷媒が冷媒流出口から流出し、冷凍機油が油流出口から流出する。
　油分離器１２から流出した高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器１３に流入し、熱源媒体と熱交換して放熱しながら凝縮し、高圧の液冷媒となって熱源側熱交換器１３から流出する。熱源側熱交換器１３から流出した高圧の液冷媒は、冷凍機ユニット１０から流出し、第１の主管２を介して冷却器ユニット２０に流入する。
　冷却器ユニット２０に流入した高圧の液冷媒は、第１の減圧装置２２によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、利用側熱交換器２１に流入する。利用側熱交換器２１に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、利用媒体と熱交換して吸熱および蒸発することにより室内空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器２１から流出する。利用側熱交換器２１から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷却器ユニット２０から流出し、第２の主管３を介して蓄熱ユニット３０に流入する。
　蓄熱ユニット３０に流入した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置３１を介して蓄熱槽３２に流入することなく、蓄熱ユニット３０から流出する。蓄熱ユニット３０から流出した低温低圧のガス冷媒は、第２の主管３を介して冷凍機ユニット１０に流入する。
　冷凍機ユニット１０に流入した低温低圧のガス冷媒は、アキュムレータ１４を通過して、圧縮機１１に吸入される。
　一方、油分離器１２から流出した冷凍機油は、第２の給油バイパス開閉装置４３が「閉」状態とされているため、第１の油配管４を介して冷凍機ユニット１０から流出し、蓄熱ユニット３０に流入する。このとき、冷凍機油は、圧縮機１１の吐出温度相当に加熱されている。
　蓄熱ユニット３０に流入した冷凍機油は、蓄熱槽３２に流入して循環し、蓄熱槽３２から流出する。そして、蓄熱槽３２から流出した冷凍機油は、蓄熱ユニット３０から流出し、第２の油配管５を介して冷凍機ユニット１０に流入する。冷凍機ユニット１０に流入した冷凍機油は、油冷却器４１に流入して冷却された後、圧縮機１１に返油される。
　なお、この例では、第１の給油バイパス開閉装置４２が「閉」状態とされているため、冷凍機油は、油冷却器４１で冷却されて圧縮機１１に返油される。一方、冷凍機油の冷却が不要である場合には、第１の給油バイパス開閉装置４２が「開」状態とされる。そして、冷凍機油は、油冷却器４１の圧損によって油冷却器４１に流入することなく、第１の給油バイパス開閉装置４２を介してそのまま圧縮機１１に返油される。このような冷凍機油の冷却の要否は、制御装置５０によって判断され、判断結果に応じて第１の給油バイパス開閉装置４２の開閉状態が制御される。
（除霜運転）
　図３は、図１の冷凍装置１における、除霜運転時の冷媒および冷凍機油の流れについて説明するための概略図である。除霜運転時においては、冷媒流路切替装置３１および各開閉装置が図３に示す状態に設定される。図３において、実線の矢印が冷媒の流れを示し、点線の矢印が冷凍機油の流れを示す。
　低温低圧の冷媒は、圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって冷凍機油とともに吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒および冷凍機油は、油分離器１２の流入口に流入する。高温高圧のガス冷媒および冷凍機油は、油分離器１２においてガス冷媒と冷凍機油とに分離され、ガス冷媒が冷媒流出口から流出し、冷凍機油が油流出口から流出する。
　油分離器１２から流出した高温高圧のガス冷媒は、第１のホットガス開閉装置１６が設けられたホットガス配管を介して冷凍機ユニット１０から流出する。冷凍機ユニット１０から流出した高温高圧のガス冷媒は、第１の主管２を介して冷却器ユニット２０に流入する。
　冷却器ユニット２０に流入した高温高圧のガス冷媒は、第２のホットガス開閉装置２４を介して利用側熱交換器２１に流入する。利用側熱交換器２１に流入した高温高圧のガス冷媒は、ホットガスによる除霜を行い、利用側熱交換器２１から流出する。利用側熱交換器２１から流出した冷媒は、冷却器ユニット２０から流出し、第２の主管３を介して蓄熱ユニット３０に流入する。
　蓄熱ユニット３０に流入した冷媒は、冷媒流路切替装置３１および第２の減圧装置３５を介して蓄熱槽３２に流入する。蓄熱槽３２に流入した冷媒は、蓄熱槽３２内の蓄熱側熱交換器３２ａにより冷凍機油と熱交換することで蒸発し、蓄熱槽３２から流出する。蓄熱槽３２から流出した冷媒は、冷媒流路切替装置３１を介して蓄熱ユニット３０から流出する。蓄熱ユニット３０から流出した冷媒は、第２の主管３を介して冷凍機ユニット１０に流入する。冷凍機ユニット１０に流入した冷媒は、アキュムレータ１４を通過して、圧縮機１１に吸入される。
　一方、油分離器１２から流出した冷凍機油は、蓄熱ユニット３０内の第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５が共に「閉」状態とされていることにより、蓄熱ユニット３０に流入せず、第２の給油バイパス開閉装置４３を介して圧縮機１１に返油される。ここで、冷凍機油は、ホットガス熱量確保のため、基本的には油冷却器４１を介さずに圧縮機１１に返油される。なお、冷凍機油の温度が高くなり、圧縮機１１における吐出温度の保護を行う場合は、油冷却器４１で冷凍機油を冷却させてもよい。
（冷凍機油流れの制御処理）
　次に、本実施の形態１に係る冷凍装置１における、冷凍機油の流れを制御するための処理について説明する。図４は、図１の冷凍装置１における、冷却運転時の冷凍機油の流れを制御するための処理の一例を示すフローチャートである。図５は、図１の冷凍装置１における、除霜運転時の冷凍機油の流れを制御するための処理の一例を示すフローチャートである。
（冷却運転時）
　まず、図４を参照して、冷却運転時の処理について説明する。冷却運転が開始されると、ステップＳ１において、制御装置５０は、温度センサ３４で検出された蓄熱槽３２内の冷凍機油の温度である蓄熱槽内温度が設定温度以上であるか否かを判断する。蓄熱槽内温度が設定温度未満であると判断した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ２に移行する。
　制御装置５０は、ステップＳ２において、第２の給油バイパス開閉装置４３を「閉」状態とするとともに、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５のそれぞれを「開」状態に設定する。これにより、給油回路４０において、油分離器１２から流出した加熱された冷凍機油が蓄熱槽３２内を循環する。
　ステップＳ３において、制御装置５０は、ステップＳ２の処理からの経過時間を計測する。そして、計測時間が予め設定された時間Ｔ１だけ経過すると、制御装置５０は、ステップＳ４において、温度センサ３４で検出された蓄熱槽内温度が設定温度以上であるか否かを判断する。蓄熱槽内温度が設定温度未満であると判断した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）には、処理がステップＳ５に移行し、制御装置５０は、第１の給油バイパス開閉装置４２を「開」状態に設定する。これにより、蓄熱槽３２から流出した冷凍機油は、油冷却器４１で放熱せずにそのまま圧縮機１１に返油される。
　一方、ステップＳ１において、蓄熱槽内温度が設定温度以上であると判断した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ならびに、ステップＳ４において、蓄熱槽内温度が設定温度以上であると判断した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）には、制御装置５０は、蓄熱槽３２内の冷凍機油が十分な温度に達していると判断する。そして、一連の処理が終了する。なお、図４に示す処理は、冷却運転中、予め設定された時間毎に巡回的に繰り返される。
　ステップＳ１およびステップＳ４において、蓄熱槽内温度を判断する場合には、それぞれの開閉装置が過度に開閉することによるハンチングを防止するため、猶予時間を予め設定してもよい。例えば、ステップＳ１およびステップＳ４では、判断を行ってから設定された猶予時間Ｔ２が経過した場合に、次のステップによる処理が行われる。
　ここで、図４のフローチャートに示す処理は、蓄熱槽内温度を確保するための処理であり、保護制御といった他の制御とは独立して行われるものである。そのため、各ステップにおける処理の間で保護制御等による各開閉装置の動作が介入した場合は、保護制御を優先する場合がある。例えば、冷凍機油が冷却されず、圧縮機１１の吐出温度が上昇して保護制御が働く場合には、ステップＳ５の処理が行われるタイミングであっても、第１の給油バイパス開閉装置４２を「閉」状態として吐出温度の抑制制御を行う場合がある。
（除霜運転時）
　次に、図５を参照して、除霜運転時の処理について説明する。ステップＳ１１において、制御装置５０は、除霜運転を開始するタイミングであるか否かを判断する。除霜運転を開始するタイミングは、時刻、圧縮機１１の運転積算時間、またはユニットの運転状態によって制御装置５０が判断する。例えば、運転スケジュールが予め設定されている場合には、設定されたスケジュールに沿って除霜運転が開始される。
　除霜運転を開始するタイミングであると判断した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ１２に移行する。一方、除霜運転を開始するタイミングではないと判断した場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１１に戻り、除霜運転を開始するタイミングとなるまでステップＳ１１の処理を繰り返す。
　ステップＳ１２において、制御装置５０は、温度センサ３４で検出された蓄熱槽内温度が設定温度以上であるか否かを判断する。蓄熱槽内温度が設定温度未満であると判断した場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１３に移行する。
　ステップＳ１３において、制御装置５０は、除霜運転を開始し、蓄熱槽３２内の冷凍機油が冷凍機ユニット１０に返らないように、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５のそれぞれを「閉」状態に設定する。また、制御装置５０は、第２の給油バイパス開閉装置４３を「開」状態とする。さらに、制御装置５０は、蓄熱槽３２内の温度を確保するために、補助ヒータ３３をＯＮとして、蓄熱槽３２内の冷凍機油を加熱する。なお、補助ヒータ３３が設けられていない場合には、補助ヒータ３３に対する制御は行われなくてよい。
　また、このとき、制御装置５０は、冷凍機ユニット１０内の油温度を下げないようにするため、第１の給油バイパス開閉装置４２を「開」状態としている。しかし、圧縮機１１の吐出温度が規定値を超える場合には、制御装置５０は、第１の給油バイパス開閉装置４２を「閉」状態として、油冷却器４１で冷凍機油を冷却する。
　次に、ステップＳ１４において、制御装置５０は、温度センサ３４で検出された蓄熱槽内温度が設定温度未満であるか否かを判断する。これは、ステップＳ１３で補助ヒータ３３をＯＮとすることによって増加する消費電力を抑制するために、補助ヒータ３３をＯＦＦとする条件として設定される処理である。
　蓄熱槽内温度が設定温度以上である場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、制御装置５０は、ステップＳ１５において、補助ヒータ３３をＯＦＦとする。一方、蓄熱槽内温度が設定温度未満である場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４の条件を満たすまでステップＳ１４の処理を繰り返す。
　なお、補助ヒータ３３のＯＮおよびＯＦＦは、この例に限られず、ユニットの設置環境または運転状態等によって決定してもよい。例えば、除霜運転中においては、補助ヒータ３３を常にＯＮとしてもよい。また、例えば、第２の減圧装置３５が蓄熱槽３２内の温度に応じて減圧することができるような場合には、補助ヒータ３３を常にＯＦＦとしてもよい。
　一方、ステップＳ１２において、蓄熱槽内温度が設定温度以上であると判断した場合（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、制御装置５０は、除霜運転を開始し、第１の蓄熱回路開閉装置４４および第２の蓄熱回路開閉装置４５のそれぞれを「閉」状態に設定する。また、制御装置５０は、第２の給油バイパス開閉装置４３を「開」状態とする。
［冷凍装置の変形例］
　次に、本実施の形態１の変形例について説明する。図６は、本実施の形態１の変形例に係る冷凍装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明において、図１に示す冷凍装置１と共通する部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　図６に示すように、変形例による冷凍装置１は、冷凍機ユニット１０における第１のホットガス開閉装置１６が設けられたホットガス配管を、第１の液開閉装置１５の下流側に接続せずに、冷却器ユニット２０の第２のホットガス開閉装置２４の上流側に接続する。そして、冷却器ユニット２０における第１の減圧装置２２のバイパスを取り除くと共に、冷凍機ユニット１０における第１の液開閉装置１５を取り除く。
　この場合、冷却器ユニット２０における第２の液開閉装置２３は、実施の形態１における第１の液開閉装置１５の代わりとなる。したがって、冷却運転時、除霜運転時、ポンプダウン運転時および停止時における第２の液開閉装置２３は、第１の液開閉装置１５と同様に動作する。これにより、変形例による冷凍装置１は、実施の形態１に係る冷凍装置１と同様に動作させることができる。
　以上のように、本実施の形態１に係る冷凍装置１は、冷媒を圧縮して冷凍機油と共に吐出する圧縮機１１、圧縮機１１から吐出された冷媒と冷凍機油とを分離する油分離器１２、および油分離器１２で分離された冷媒と熱源媒体との間で熱交換を行う熱源側熱交換器１３を有する冷凍機ユニット１０と、冷凍機ユニット１０と第１の主管２で接続され、第１の主管２を介して冷凍機ユニット１０から流入する冷媒と利用媒体との間で熱交換を行う利用側熱交換器２１を有する冷却器ユニット２０と、冷却器ユニット２０および冷凍機ユニット１０と第２の主管３で接続されるとともに、冷凍機ユニット１０と第１の油配管４および第２の油配管５で接続され、第１の油配管４を介して冷凍機ユニット１０から流入する、油分離器１２で分離された冷凍機油を蓄熱材として貯留する蓄熱槽３２を有する蓄熱ユニット３０とを備えている。
　このように、蓄熱ユニット３０は、第２の主管３、第１の油配管４および第２の油配管５で冷凍機ユニット１０と接続され、第２の主管３で冷却器ユニット２０と接続される。そのため、蓄熱ユニット３０に接続される配管の本数を従来よりも削減することができ、施工性を向上させ得ることができる。
　また、この冷凍装置１では、蓄熱材として冷凍機油を使用するため、何らかの異常によって冷凍サイクル中に蓄熱材が混入した場合でも、冷媒および蓄熱材の全回収および再チャージが不要となり、装置の品質低下を抑制することができる。
　以上、本発明の実施の形態１および変形例について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、本実施の形態１および変形例では、冷媒の種類を特に指定していないが、Ｒ４１０Ａのような高圧冷媒は、冷凍機油の温度が高くなりやすいため、冷媒としてＲ４１０Ａを用いることにより、大きな蓄熱効果を得ることができる。ただし、Ｒ４０４ＡのようにＲ４１０Ａより高圧圧力が低く、吐出温度が上昇しにくい冷媒であっても、例えば油冷却器４１を用いる等の工夫をすることにより、十分な効果を得ることができる。
　１　冷凍装置、２　第１の主管、３　第２の主管、１０　冷凍機ユニット、１１　圧縮機、１２　油分離器、１３　熱源側熱交換器、１４　アキュムレータ、１５　第１の液開閉装置、１６　第１のホットガス開閉装置、２０　冷却器ユニット、２１　利用側熱交換器、２２　第１の減圧装置、２３　第２の液開閉装置、２４　第２のホットガス開閉装置、３０　蓄熱ユニット、３１　冷媒流路切替装置、３２　蓄熱槽、３２ａ　蓄熱側熱交換器、３３　補助ヒータ、３４　温度センサ、３５　第２の減圧装置、４０　給油回路、４１　油冷却器、４２　第１の給油バイパス開閉装置、４３　第２の給油バイパス開閉装置、４４　第１の蓄熱回路開閉装置、４５　第２の蓄熱回路開閉装置、５０　制御装置。

Claims (6)

  1. 　冷媒を圧縮して冷凍機油と共に吐出する圧縮機、該圧縮機から吐出された前記冷媒と前記冷凍機油とを分離する油分離器、および該油分離器で分離された前記冷媒と熱源媒体との間で熱交換を行う熱源側熱交換器を有する冷凍機ユニットと、
    　前記冷凍機ユニットと第１の主管で接続され、該第１の主管を介して前記冷凍機ユニットから流入する冷媒と利用媒体との間で熱交換を行う利用側熱交換器を有する冷却器ユニットと、
    　前記冷却器ユニットおよび前記冷凍機ユニットと第２の主管で接続されるとともに、前記冷凍機ユニットと第１および第２の油配管で接続され、前記第１の油配管を介して前記冷凍機ユニットから流入する、前記油分離器で分離された前記冷凍機油を蓄熱材として貯留する蓄熱槽を有する蓄熱ユニットと
    を備える冷凍装置。
  2. 　前記蓄熱ユニットは、
    　前記利用媒体を冷却する冷却運転の際に、
    　前記冷却器ユニットから流入する冷媒を、前記第２の主管を介して前記冷凍機ユニットに流出させ、
    　前記第１の油配管を介して流入する前記冷凍機油を前記蓄熱槽に貯留させる
    請求項１に記載の冷凍装置。
  3. 　前記蓄熱ユニットは、
    　前記利用側熱交換器の着霜を取り除く除霜運転の際に、
    　前記第２の主管を介して前記冷却器ユニットから流入する冷媒と、前記蓄熱槽に貯留された前記冷凍機油との間で熱交換を行う
    請求項１または２に記載の冷凍装置。
  4. 　前記冷凍機ユニットは、
    　前記第１の油配管と前記第２の油配管との間に設けられ、前記油分離器で分離された前記冷凍機油の前記蓄熱槽への流入を制御するバイパス開閉装置をさらに有し、
    　前記蓄熱ユニットは、
    　前記第１の油配管に設けられ、前記蓄熱槽への前記冷凍機油の流入を制御する第１の蓄熱回路開閉装置と、
    　前記第２の油配管に設けられ、前記蓄熱槽からの前記冷凍機油の流出を制御する第２の蓄熱回路開閉装置と
    をさらに有する
    請求項１～３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
  5. 　前記利用媒体を冷却する冷却運転の際に、
    　前記バイパス開閉装置は、閉状態とされ、
    　前記第１および第２の蓄熱回路開閉装置は、開状態とされる
    請求項４に記載の冷凍装置。
  6. 　前記利用側熱交換器の着霜を取り除く除霜運転の際に、
    　前記バイパス開閉装置は、開状態とされ、
    　前記第１および第２の蓄熱回路開閉装置は、閉状態とされる
    請求項４または５に記載の冷凍装置。
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