(57)【要約】【課題】冷却運転中、ホットガス除霜運転中のいずれの運転状態においても、凝縮排熱を利用して任意のタイミングでドレンパンを加熱できるようにすることで、効率がよく、除霜時間を短縮できる冷凍装置を得る。【解決手段】冷凍装置１００は、冷却器２０の下方に配置されたドレンパン２２と、ドレンパン２２に付設されたドレンパン加熱配管２５と、二段圧縮機５の下流から分岐し、冷却器２０の上流に合流するホットガスバイパス管１５と、主膨張弁１８の上流から分岐し、冷却器２０の上流に合流する第２分岐配管３ｂと、熱回収膨張弁２４とドレンパン加熱配管２５との間を流れる冷媒を加熱する熱回収器２３と、を備えている。【選択図】図１
2014134316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、第１の流路開閉手段、第１の膨張手段、蒸発器が接続された冷媒回路と、
前記蒸発器の下方に配置されたドレンパンと、
前記ドレンパンに付設された冷媒配管である第１のドレンパン加熱手段と、
前記圧縮機の下流から分岐し、第２の流路開閉手段、前記第１のドレンパン加熱手段を経由して、前記蒸発器の上流に合流する第１のバイパス回路と、
前記第１の膨張手段の上流から分岐し、第２の膨張手段、前記第１のドレンパン加熱手段の順に流通した後、前記蒸発器の上流に合流する第２のバイパス回路と、
前記第２の膨張手段と前記第１のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、
を備えた
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記冷媒加熱手段は、
前記凝縮器を流通し、前記第１の流路開閉手段と前記第１の膨張手段との間を流れる冷媒と、
前記第２の膨張手段と前記第１のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒と、
を熱交換させる内部熱交換器である
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記凝縮器の下流から分岐し、第３の膨張手段を介して前記圧縮機の吸入もしくは中間圧に合流する第３のバイパス回路と、
前記第３のバイパス回路を流れる冷媒と前記凝縮器を流出した冷媒とを熱交換させる第２の内部熱交換器と、
を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第２の流路開閉手段を閉止するとともに、前記第２の膨張手段を閉止する通常冷却運転モードと、
前記第２の膨張手段を開放して前記第２のバイパス回路に冷媒を流通させるとともに、前記冷媒加熱手段を動作させてドレンパンを加熱するドレンパン加熱運転モードと、
前記第１の流路開閉手段を閉止し、前記第２の流路開閉手段を開放することで前記第１のバイパス回路に冷媒を流通させるホットガス除霜運転モードと、を備え、
前記通常冷却運転モードと前記ホットガス除霜運転モードとの間に前記ドレンパン加熱運転モードを実行する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
外部熱源による第２のドレンパン加熱手段を備え、
前記ホットガス除霜運転モード時に、前記第２のドレンパン加熱手段を動作させる
ことを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記第１のバイパス回路は、
前記圧縮機の下流と前記第１の流路開閉手段の上流とを接続することで前記蒸発器の上流に合流している、
または、
前記圧縮機の下流と前記第２のバイパス回路における前記冷媒加熱手段の下流とを接続することで前記蒸発器の上流に合流している
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば冷蔵倉庫の内部を所定温度に冷却、維持する冷凍装置に関するもので、特にドレンパンヒータを備えた冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば冷蔵倉庫の内部を所定温度に冷却、維持する冷凍装置が存在している。このような冷凍装置では、一般的に、冷却運転中において冷却器に霜が成長して伝熱を阻害するので、所定の周期で除霜運転が行われるようになっている。このとき発生するドレン水がドレンパン上で再凍結するなどの状況を想定し、ドレンパンにも電気ヒータなどの加熱手段を備えるようにしているのが一般的である。
【０００３】
電気ヒータによってドレンパンを加熱する方式では、多大な電気入力が必要となってしまう。また、局所的に高温になる箇所でドレン水が大量に蒸発し、庫内壁面で再凝縮が発生してしまう。これらのことが問題となるため、冷媒配管をドレンパンヒータとし、これに高温冷媒を循環させることでドレンパン加熱を行う方法が提案されている。
【０００４】
例えば、ホットガスによる除霜運転を行う際のバイパス配管に、ドレンパンヒータ（ドレンパンヒータ２０）を介装することで、ホットガスバイパス冷媒によってドレンパンを加熱する方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、減圧する前の高圧液冷媒が流通する配管をドレンパンヒータ（ドレンパンヒータ１７）にするとともに、エコノマイザによってドレンパン周囲温度近くまで液冷媒を冷却し、冷却運転中にはドレンパンヒータから冷蔵倉庫内への放熱を抑制する方式が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３１８２２９号公報（第３頁、第１図等）
【特許文献２】特開２０１１−１３７６０２号公報（第７−１１頁、図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示されたような冷凍装置では、ホットガス除霜運転中しかドレンパンを加熱できない。そのため、除霜開始直後にはドレンパン上でドレン水が凍結し、排水不良になる可能性がある。加えて、ドレンパン加熱の熱源として冷却運転中の凝縮排熱を利用できず、圧縮機の電気入力でドレンパンと冷却器の双方を加熱することとなるため、除霜時間が長くなってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に示されたような冷凍装置では、冷却運転中は液冷媒がドレンパンヒータ配管を循環し、除霜運転中はガス冷媒が循環するため、冷媒封入量が多くなってしまう。加えて、除霜運転時には高温の吐出ガス冷媒がドレンパンヒータを流通するため、ドレン水の蒸発量が多くなってしまう。さらには、液冷媒は中間圧冷媒温度までしか冷却されないので、冷却対象である冷凍倉庫内温度が中間圧冷媒温度よりも十分低くなるような条件では、倉庫内への放熱を抑制することができない。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却運転中、ホットガス除霜運転中のいずれの運転状態においても、凝縮排熱を利用して任意のタイミングでドレンパンを加熱できるようにすることで、効率がよく、除霜時間を短縮できる冷凍装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、第１の流路開閉手段、第１の膨張手段、蒸発器が接続された冷媒回路と、前記蒸発器の下方に配置されたドレンパンと、前記ドレンパンに付設された冷媒配管である第１のドレンパン加熱手段と、前記圧縮機の下流から分岐し、第２の流路開閉手段、前記第１のドレンパン加熱手段を経由して、前記蒸発器の上流に合流する第１のバイパス回路と、前記第１の膨張手段の上流から分岐し、第２の膨張手段、前記第１のドレンパン加熱手段の順に流通した後、前記蒸発器の上流に合流する第２のバイパス回路と、前記第２の膨張手段と前記第１のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る冷凍装置は、冷却運転を行っている状態であっても、任意のタイミングでドレンパン加熱手段にホットガス冷媒を流通させることができる。よって、本発明に係る冷凍装置によれば、除霜開始直前のタイミングでドレンパンを加熱することで、庫内負荷の増大を最小限にすることができ、除霜開始時にはドレンパンが十分に加熱されているのでドレン溢れや残霜による不具合の発生を抑制できる。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の通常冷却運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の通常冷却運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力−エンタルピ線図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の除霜準備運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置の除霜準備運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置のホットガス除霜運転モードのバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷凍装置のホットガス除霜運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷凍装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づいて、冷凍装置１００の構成について説明する。この冷凍装置１００は、冷媒を循環させることで、冷蔵倉庫内を冷却するものである。
【００１５】
＜回路構成＞
図１において、冷凍装置１００は、屋外に置かれた熱源ユニット１と、冷蔵倉庫内に置かれた冷却ユニット２と、を有している。熱源ユニット１と冷却ユニット２とは、液配管３、ガス配管４で接続されて冷凍サイクルを形成している。なお、冷凍装置１００の冷媒回路中に封入されている冷媒を特に限定するものではないが、以下の説明ではＲ４１０Ａを使用した場合を例にしている。
【００１６】
熱源ユニット１には、低段圧縮部６及び高段圧縮部７を有し、圧縮途中の中間圧力部に冷媒を注入できる中間圧ポート５ａを備えた二段圧縮機５、空冷凝縮器８、受液器１０、エコノマイザ１１、液電磁弁２９が直列に配備されている。二段圧縮機５の中間圧ポート５ａには、インジェクション管１４を介して冷媒が注入されるようになっている。空冷凝縮器８には、室外空気と冷媒との熱交換量を調整する室外送風機９が併設されている。また、熱源ユニット１には、エコノマイザ１１と液電磁弁２９との間で液配管３が分岐され、二段圧縮機５の中間圧ポート５ａに接続されるインジェクション管１４が設けられている。
【００１７】
インジェクション管１４は、エコノマイザ１１の低圧側に冷媒を導く第１分岐インジェクション管１４ａと、エコノマイザ１１をバイパスする第２分岐インジェクション管１４ｂと、で構成されている。第１分岐インジェクション管１４ａと第２分岐インジェクション管１４ｂとは、エコノマイザ１１の下流側で接続されている。
【００１８】
エコノマイザ１１の低圧側には、高圧液冷媒が流れる液配管３から分岐されたバイパス冷媒（第１分岐インジェクション管１４ａを流れる冷媒）がエコノマイザ膨張弁１２を経由して流通するようになっている。エコノマイザ膨張弁１２は、エコノマイザ１１の上流側における第１分岐インジェクション管１４ａに接続されている。また、高圧液冷媒を直接中間圧ポート５ａにバイパスするための液バイパス膨張弁１３が第２分岐インジェクション管１４ｂに設置されている。
【００１９】
さらに、熱源ユニット１では、二段圧縮機５の出口側とエコノマイザ１１の高圧冷媒の流れ下流側とを接続するホットガスバイパス管１５が設けられている。つまり、二段圧縮機５から吐出された冷媒の一部を、ホットガスバイパス管１５に流し、熱源側ホットガス弁１６を介して高圧冷媒出口であるエコノマイザ１１の下流に合流することが可能になっている。
【００２０】
冷却ユニット２には、液電磁弁１７、熱回収器２３、主膨張弁１８、分配器１９、冷却器２０が直列に配備されている。冷却器２０には、冷蔵倉庫内の空気と冷媒との熱交換量を調整する庫内送風機２１が併設されている。また、冷却器２０の下部にはドレンパン２２が併設されている。ドレンパン２２は、除霜運転時に冷却器２０から落ちるドレン水を受け、倉庫外に排水するようになっている。そして、このドレンパン２２の下面には、ドレンパン加熱配管２５とドレンパン加熱ヒータ２７とが張り付けられている。ドレンパン加熱ヒータ２７は、ヒータ電源２８に接続され、電源が供給されるようになっている。
【００２１】
また、冷却ユニット２には、液配管３を、液電磁弁１７の高圧冷媒の流れ上流側で分岐し、ドレンパン加熱配管２５に接続する第１分岐配管３ａが設けられている。第１分岐配管３ａには、庫内側ホットガス弁２６が設置されている。なお、ドレンパン加熱配管２５の下流側は、主膨張弁１８と分配器１９との間に接続されている。
【００２２】
さらに、冷却ユニット２には、液配管３を、熱回収器２３と主膨張弁１８との間で分岐し、第１分岐配管３ａにおける庫内側ホットガス弁２６の下流側に接続する第２分岐配管３ｂが設けられている。第２分岐配管３ｂには、熱回収膨張弁２４が設置されている。
【００２３】
熱回収器２３の低圧側には、主膨張弁１８の上流側で分岐された冷媒（第２分岐配管３ｂを流れる冷媒）が、熱回収膨張弁２４を経由して流通するようになっている。第２分岐配管３ｂを流れる冷媒は、ドレンパン加熱配管２５の上流側で第１分岐配管３ａに合流し、ドレンパン加熱配管２５を流通し、主膨張弁１８の下流に合流するように接続されている。さらに、液配管３からのホットガスが第１分岐配管３ａに送られてくる除霜運転時には、膨張弁（主膨張弁１８、熱回収膨張弁２４）を通過せずにドレンパン加熱配管２５と冷却器２０に冷媒が流通するように構成されている。
【００２４】
「二段圧縮機５」が、本発明の「圧縮機」に相当する。
「空冷凝縮器８」が、本発明の「凝縮器」に相当する。
「熱源側ホットガス弁１６」が、本発明の「第２の流路開閉手段」に相当する。
「ホットガスバイパス管１５」及び「第１分岐配管３ａ」が、本発明の「第１のバイパス回路」に相当する。
「インジェクション管１４」が、本発明の「第３のバイパス回路」に相当する。
「エコノマイザ膨張弁１２」が、本発明の「第３の膨張手段」に相当する。
「エコノマイザ１１」が、本発明の「第２の内部熱交換器」に相当する。
【００２５】
「液電磁弁１７」が、本発明の「第１の流路開閉手段」に相当する。
「主膨張弁１８」が、本発明の「第１の膨張手段」に相当する。
「冷却器２０」が、本発明の「蒸発器」に相当する。
「ドレンパン加熱配管２５」が、本発明の「第１のドレンパン加熱手段」に相当する。
「熱回収膨張弁２４」が、本発明の「第２の膨張手段」に相当する。
「第２分岐配管３ｂ」が、本発明の「第２のバイパス回路」に相当する。
「熱回収器２３」が、本発明の「冷媒加熱手段」、「第１の内部熱交換器」に相当する。
「ドレンパン加熱ヒータ２７」が、本発明の「第２のドレンパン加熱手段」に相当する。
【００２６】
＜運転動作＞
（通常冷却運転モード）
図２は、冷凍装置１００の通常冷却運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図３は、冷凍装置１００の通常冷却運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力−エンタルピ線図である。図２及び図３に基づいて、冷凍装置１００の通常冷却運転時の冷凍サイクル動作について説明する。図２は、図１の概略構成図に、バルブ動作と冷媒の流れを示す矢印を追加記載したものである。なお、図２では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図２に示すアルファベットは、図３に示すアルファベットに対応している。
【００２７】
通常冷却運転モードでは、二段圧縮機５から吐出された高温高圧の冷媒（状態Ａ）は、空冷凝縮器８で外気に放熱して凝縮し、高圧液冷媒（状態Ｂ）となる。この高圧液冷媒は、受液器１０を経由してエコノマイザ１１に流通し、エコノマイザ膨張弁１２によって減圧された中間圧冷媒（状態Ｆ）によって冷却され、過冷却度を増大させた液冷媒（状態Ｃ）となる。
【００２８】
この過冷却度を増大させた液冷媒（状態Ｃ）は、液配管３を流通して冷却ユニット２に流入し、液電磁弁１７、主膨張弁１８を通過して減圧され、例えば飽和温度−３０℃程度の低圧二相冷媒（状態Ｄ）となって冷却器２０に流入する。この低圧二相冷媒（状態Ｄ）は、庫内送風機２１によって送られてくる冷蔵倉庫の約−２０℃の空気によって加熱されて蒸発し、低圧ガス冷媒（状態Ｅ）となる。この低圧ガス冷媒は、ガス配管４を経由して再び熱源ユニット１に戻り、二段圧縮機５に再び吸入される。
【００２９】
一方、熱源ユニット１のエコノマイザ１１においては、第１インジェクション管４ａを流れ、エコノマイザ膨張弁１２で中間圧まで減圧された冷媒（状態Ｆ）が、再びエコノマイザ１１に流入して高圧液冷媒（状態Ｂ）と熱交換を行う。ここで、二段圧縮機５の中間圧ポート５ａに流入させる冷媒としては、高乾き度であり、吐出ガス温度を十分に冷却できないことが考えられる。そのため、エコノマイザ膨張弁１２は、二段圧縮機５の吐出ガス温度が異常高温とならないように流量調整を行う。
【００３０】
結果として、二段圧縮機５の中間圧ポート５ａにインジェクションする冷媒（状態Ｇ）は、エコノマイザ１１によって蒸発したガス冷媒と液バイパス膨張弁１３を流通する液冷媒との合流したものとなっている。この中間圧二相冷媒（状態Ｇ）と、低圧ガス冷媒（状態Ｅ）として二段圧縮機５に吸入されて中間圧まで昇圧された冷媒と、が二段圧縮機５内部で合流し、状態Ｈとなっている。
【００３１】
冷蔵倉庫内の空気は、表面温度が−３０℃程度になっている冷却器２０で冷却減湿されるので、結露した水分は氷結し、霜となって冷却器２０の表面に積層する。この霜は、時間の経過とともに成長し、やがて冷却器２０の通風量を低下させてしまう。そのため、一定時間間隔で除霜運転を必要となる。
【００３２】
（除霜準備運転モード（ドレンパン加熱運転モード））
図４は、冷凍装置１００の除霜準備運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図５は、冷凍装置１００の除霜準備運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。図４及び図５に基づいて、冷凍装置１００の除霜準備運転時の冷凍サイクルの動作について説明する。図４は、図１の概略構成図に、バルブ動作と冷媒の流れを示す矢印を追加記載したものである。なお、図４では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図４に示すアルファベットは、図５に示すアルファベットに対応している。
【００３３】
冷凍装置１００では、冷却ユニット２が所定時間連続で冷却運転を行うか、あるいは庫内空気温度と冷媒蒸発温度との温度差が所定値以上に広がるなど、冷却器２０に霜が成長していると判断すると、まず、除霜準備運転モードに入る。除霜準備運転の基本動作は前述の通常冷却運転モードと同じであるが、エコノマイザ１１で熱交換を行わない点と、冷却ユニット２内の熱回収器２３で高温高圧の液冷媒から熱を回収し、その熱によってドレンパン２２を加熱する点で通常冷却運転とは相違している。
【００３４】
熱源ユニット１内部では、中間圧ポート５ａにインジェクションする冷媒流量を、エコノマイザ１１を経由しない液バイパス膨張弁１３のみで調整し、エコノマイザ膨張弁１２は全閉とする。これにより、空冷凝縮器８を通過した高圧液冷媒（状態Ｂ）は、エコノマイザ１１で冷却されることなく冷却ユニット２に流入することになる。
【００３５】
冷却ユニット２では、状態Ｂから僅かに圧力を下げただけの液冷媒（状態Ｃ）は、熱回収器２３を通過後に一部分岐されて熱回収膨張弁２４によって低圧まで減圧された低圧二相冷媒（状態Ｊ）と熱交換を行い、過冷却度を増大した液冷媒（状態Ｉ）となる。一方、分岐した低圧冷媒（状態Ｊ）は、熱回収器２３で高温液冷媒により加熱されて高温の低圧ガス冷媒（状態Ｋ）となり、ドレンパン加熱配管２５を流通することでドレンパン２２を高温にするとともに、やや温度を低下させた冷媒（状態Ｌ）となって主流冷媒と合流する。その後の動作は通常冷却運転モードと同一である。
【００３６】
このように動作することで、除霜運転を始める前にドレンパン２２を３０℃程度まで加熱することができ、ドレン水が落下しても再凍結させないようにすることができる。また、このときの加熱源は、熱源ユニット１で室外空気に排出する凝縮排熱の一部であるので、新たな電気入力を必要としておらず、高効率な加熱が行える。また、ドレンパン２２を加熱するために分岐した低圧冷媒は、ドレンパン２２の冷熱を回収して冷却能力の増大に寄与することになる。
【００３７】
（ホットガス除霜運転モード）
図６は、冷凍装置１００のホットガス除霜運転モードのバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図７は、冷凍装置１００のホットガス除霜運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。図６及び図７に基づいて、冷凍装置のホットガス除霜運転モードの冷凍サイクルの動作について説明する。なお、図６では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図６に示すアルファベットは、図７に示すアルファベットに対応している。
【００３８】
ホットガス除霜運転モードでは、熱源ユニット１内にある液電磁弁２９が閉止されるとともに、熱源側ホットガス弁１６が開放される。冷却ユニット２側では庫内送風機２１が停止し、液電磁弁１７が閉止、庫内側ホットガス弁２６が開放される。
【００３９】
これにより、二段圧縮機５を流出する高温高圧の吐出ガス冷媒（状態Ａ）の大半がそのまま冷却ユニット２に運ばれ、冷却器２０の除霜に使用されることになるが、冷媒の一部は空冷凝縮器８、受液器１０、液バイパス膨張弁１３を経由して二段圧縮機５の中間圧ポート５ａに戻る。この僅かに分岐されて熱源ユニット１内を循環する冷媒流量は、液バイパス膨張弁１３によって二段圧縮機５の吐出ガス温度が適正に維持されるよう調整されている。
【００４０】
冷却ユニット２側に流通するホットガス冷媒は、熱源ユニット１側にある熱源側ホットガス弁１６によって主に減圧され、３０℃程度の低圧ガス冷媒（状態Ｋ）となってドレンパン加熱配管２５まで到達する。このとき、ドレンパン２２は除霜準備運転モードによって十分加熱されているので、ドレンパン加熱配管２５を流通したホットガス冷媒はほとんど状態を変えることなく冷却器２０に流入する。
【００４１】
冷却器２０に流入したホットガス冷媒は、冷却器２０に付着した霜を融かしながら温度を下げ、およそ０℃のガス冷媒（状態Ｅ）となった後に冷却器２０を流出し、ガス配管４を経由して再び二段圧縮機５に吸入される。
【００４２】
また、冷凍装置１００では、除霜熱量を増大させるための補助熱源としてドレンパン２２にドレンパン加熱ヒータ２７を付設している。このドレンパン加熱ヒータ２７は、ホットガス除霜運転モードでドレンパン２２を加熱するようになっている。このときのヒータ熱量は、ドレンパン加熱配管２５を流通するホットガス冷媒に伝えられ、冷却器２０の除霜熱量として使用されるようになっている。
【００４３】
除霜用補助熱源であるドレンパン加熱ヒータ２７が、ホットガス冷媒を介して冷却器２０を加熱するようにしたことにより、電気ヒータで直接加熱する場合よりも局所的高温部分を減少させることができ、ドレン水の蒸発による庫内壁面の結露等の不具合を回避することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態１では、圧縮過程が低段と高段に分かれた二段圧縮機の場合を説明したが、中間圧ポートのない通常の圧縮機の場合でもエコノマイザ１１からの戻り冷媒を二段圧縮機５の吸入側とすることで、冷凍装置１００と同様の効果が得られる。
【００４５】
以上のように、実施の形態１に係る冷凍装置１００によれば、冷却運転を行っている状態であっても、ドレンパン加熱配管２５にホットガス冷媒を流通させることができるので、除霜中に発生するドレン水がドレンパン２２で凍結することがなく、除霜運転の信頼性が向上する。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。
【００４６】
また、ドレンパン加熱媒体がホットガス冷媒であるので、電気ヒータのように異常過熱することがなく、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくい。
【００４７】
また、電気ヒータを補助熱源として除霜する場合でも、ドレンパン加熱配管２５を加熱するように電気ヒータを配置することで、電気ヒータの放熱ムラによる異常過熱を抑制することができ、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくくすることができる。
【００４８】
また、ドレンパン加熱配管２５に流通する冷媒は、常に低圧ガス冷媒であるので、通常の運転状態に対して必要冷媒量の変動が少なく、ドレンパン加熱配管２５に液冷媒が溜まり込むことがなく、封入冷媒量が多くなったり、余剰冷媒を格納するための受液器が大きくなったりすることがなく、機器コストが低減される。
【００４９】
また、エコノマイザ回路と、液バイパス回路の２系統で二段圧縮機５の吐出ガス温度を調整しているので、通常冷却運転時は液冷媒に十分な過冷却度を付与して高効率な冷却運転が行える。加えて、除霜準備運転モードでは、エコノマイザを使用しないことで高温のホットガス冷媒を生成でき、ドレンパン加熱時間を短縮することができる。
【００５０】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る冷凍装置１００Ａの冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図８に基づいて、冷凍装置１００Ａについて説明する。この冷凍装置１００Ａは、実施の形態１に係る冷凍装置１００と同様に、冷媒を循環させることで、冷蔵倉庫内を冷却するものである。なお、この実施の形態２では、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
【００５１】
図８に示す冷凍装置１００Ａは、冷却ユニット２が複数台（図８では２台）接続されることを想定して構成された冷媒回路を有している。また、図８では、ホットガス除霜運転時の動作を示している。なお、図８では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。つまり、図８の上側に示す冷却ユニット２が除霜運転を実行しており、図８の下側に示す冷却ユニット２が除霜運転を実行していない。
【００５２】
冷凍装置１００Ａでは、液電磁弁２９が不要となる一方、熱源ユニット１と冷却ユニット２とを接続する第３の接続配管であるホットガス配管３０が追加設置されている。ホットガス配管３０には、ホットガス冷媒が流通する。このホットガス配管３０は、ホットガスバイパス管１５と連結し、庫内側ホットガス弁２６に接続している。つまり、ホットガス配管３０は、実施の形態１に係る冷凍装置１００の「第１分岐配管３ａ」に対応している。
【００５３】
液配管３には通常冷却運転モードと同じ高圧液冷媒が循環している。そのため、冷凍装置１００Ａでは、除霜運転をしていない冷却ユニット２（例えば、図８の下側に示す冷却ユニット２）には冷却運転用の液冷媒を供給できるようになっている。このような構成にすれば、複数の冷却ユニット２が接続された場合でも、そのそれぞれが独立にホットガス除霜運転を行うことができる。
【００５４】
「ホットガスバイパス管１５」及び「ホットガス配管３０」が、本発明の「第１のバイパス回路」に相当する。
【００５５】
以上のように、実施の形態２に係る冷凍装置１００Ａによれば、冷却ユニット２が増設されたとしても、冷凍装置１００と同様に、冷却運転を行っている状態であっても、ドレンパン加熱配管２５にホットガス冷媒を流通させることができるので、除霜中に発生するドレン水がドレンパン２２で凍結することがなく、除霜運転の信頼性が向上する。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。
【００５６】
また、ドレンパン加熱媒体がホットガス冷媒であるので、電気ヒータのように異常過熱することがなく、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくい。
【００５７】
また、電気ヒータを補助熱源として除霜する場合でも、ドレンパン加熱配管２５を加熱するように電気ヒータを配置することで、電気ヒータの放熱ムラによる異常過熱を抑制することができ、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくくすることができる。
【００５８】
また、ドレンパン加熱配管２５に流通する冷媒は、常に低圧ガス冷媒であるので、通常の運転状態に対して必要冷媒量の変動が少なく、ドレンパン加熱配管２５に液冷媒が溜まり込むことがなく、封入冷媒量が多くなったり、余剰冷媒を格納するための受液器が大きくなったりすることがなく、機器コストが低減される。
【００５９】
また、エコノマイザ回路と、液バイパス回路の２系統で二段圧縮機５の吐出ガス温度を調整しているので、通常冷却運転時は液冷媒に十分な過冷却度を付与して高効率な冷却運転が行える。加えて、除霜準備運転モードでは、エコノマイザを使用しないことで高温のホットガス冷媒を生成でき、ドレンパン加熱時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  熱源ユニット、２  冷却ユニット、３  液配管、４  ガス配管、４ａ  第１インジェクション管、５  二段圧縮機、５ａ  中間圧ポート、６  低段圧縮部、７  高段圧縮部、８  空冷凝縮器、９  室外送風機、１０  受液器、１１  エコノマイザ、１２  エコノマイザ膨張弁、１３  液バイパス膨張弁、１４  インジェクション管、１５  ホットガスバイパス管、１６  熱源側ホットガス弁、１７  液電磁弁、１８  主膨張弁、１９  分配器、２０  冷却器、２１  庫内送風機、２２  ドレンパン、２３  熱回収器、２４  熱回収膨張弁、２５  ドレンパン加熱配管、２６  庫内側ホットガス弁、２７  ドレンパン加熱ヒータ、２８  ヒータ電源、２９  液電磁弁、３０  ホットガス配管、１００  冷凍装置、１００Ａ  冷凍装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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