(57)【要約】【課題】  本発明は除霜運転前に除霜運転に必要な熱量を検知する機能を有し、必要な熱量を確保する機能を有した冷凍冷蔵ユニットを提供するものである。【解決手段】  冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、該凝縮器に送風を行う凝縮器用送風機と、前記凝縮器からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁と、該膨張弁からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備えた冷凍冷蔵ユニットにおいて、前記圧縮機と前記凝縮器との間で冷媒配管を前記凝縮器を介さずに前記膨張弁と前記蒸発器との間に分岐させるバイパス管と、該バイパス管に備えられたホットガス用電磁弁と、を備え、前記蒸発器の出口温度が設定温度以下になった場合で、かつ、設定時間が経過した場合に、前記ホットガス用電磁弁を開くことにより、前記蒸発器に前記圧縮機から吐出された冷媒を流す除霜運転を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、
該凝縮器に送風を行う凝縮器用送風機と、
前記凝縮器からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路を構成し、冷凍冷蔵庫の冷蔵または冷凍を行なう冷凍冷蔵ユニットにおいて、
前記圧縮機と前記凝縮器との間で冷媒配管を前記凝縮器を介さずに前記膨張弁と前記蒸発器との間に分岐させるバイパス管と、
該バイパス管に備えられたホットガス用電磁弁と、を備え、
前記蒸発器の出口温度が設定温度以下になった場合で、かつ、設定時間が経過した場合に、前記ホットガス用電磁弁を開くことにより、前記蒸発器に前記圧縮機から吐出された冷媒を流す除霜運転を行うことを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧縮機の吐出側の冷媒温度を検出する吐出ガス温度センサを備え、
該吐出ガス温度センサの検出値が設定値以下となった場合に前記凝縮器用送風機を停止する、または、前記凝縮器用送付機の回転数を最低回転数に近い状態で運転することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
【請求項３】
請求項２において、
前記吐出ガス温度センサの検出値が設定値以上となった場合に前記ホットガス用電磁弁を開くことを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
【請求項４】
請求項１において、
前記冷凍冷蔵庫の庫外の温度が設定温度以下になった場合、又は、前記冷凍冷蔵ユニットの高圧圧力が設定圧力以下になった場合に、前記凝縮器用送風機を停止する、または、前記凝縮器用送付機の回転数を最低回転数に近い状態で運転することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
【請求項５】
請求項１において、前記除霜運転は、前記蒸発器の出口温度が設定値以上、あるいは設定時間が経過した場合に終了することを特徴とする冷凍冷蔵ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍冷蔵ユニットについて、特にプレハブ式冷凍冷蔵庫の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、プレハブ式冷凍冷蔵庫に搭載される冷凍冷蔵ユニットにおいて、冷凍サイクルを構成する蒸発器へ付着する霜による熱交換能力の低下を防止するために、熱交換器に付着した霜を溶かす除霜運転が行なわれている。このような除霜運転は、圧縮機と凝縮器との間で冷媒配管を分岐させたバイパス管を冷媒配管で接続し、圧縮機、ホットガスデフロスト用電磁弁、蒸発器を順次接続した除霜回路で行なわれることが多い。このような除霜運転は、一般的には運転時間をタイマにより積算し、周期的に除霜運転が行なわれる。また冷媒配管の温度を測定し、蒸発器についた霜の量を推定して、冷媒配管の温度が設定値以下となった場合に行なわれる。
【０００３】
そのようなものとして、「圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器を冷媒配管で順次接続した冷媒回路とバイパス管及び冷媒配管で圧縮機、ホットガスデフロスト用電磁弁、ドレンパンコイル及び蒸発器を順次接続した除霜回路と蒸発器吸込空気温度センサと無着霜検知用温度センサとこれらの温度情報に基づいて蒸発器の着霜状態を判断し、蒸発器に付着した霜を溶かす除霜運転を実行する制御装置を備え、蒸発器の着霜状態を適切に判断して、無駄な除霜運転を防止可能にした冷凍冷蔵ユニット」が提案されている。(たとえば、特許文献１を参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０４１３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の除霜装置では、着霜状態を判断し除霜運転を行なうようになっている。しかし、プレハブ式冷凍冷蔵庫の庫外温度が低い場合、除霜運転に必要な冷凍サイクル内の熱量が少ないことから、完全に霜を溶かすために、除霜時間を長くする必要があった。これにより、本来、冷却には不要な消費電力が多く発生し、ランニングコストを増大させていた。
【０００６】
本発明は除霜運転前に除霜運転に必要な熱量を検知する機能を有し、必要な熱量を確保する機能を有した冷凍冷蔵ユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、「冷媒を圧縮する圧縮機と、  
該圧縮機からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器と、  
該凝縮器に送風を行う凝縮器用送風機と、  
前記凝縮器からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁と、  
該膨張弁からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路を構成し、冷凍冷蔵庫の冷蔵または冷凍を行なう冷凍冷蔵ユニットにおいて、
前記圧縮機と前記凝縮器との間で冷媒配管を前記凝縮器を介さずに前記膨張弁と前記蒸発器との間に分岐させるバイパス管と、  
該バイパス管に備えられたホットガス用電磁弁と、を備え、  
前記蒸発器の出口温度が設定温度以下になった場合で、かつ、設定時間が経過した場合に、前記ホットガス用電磁弁を開くことにより、前記蒸発器に前記圧縮機から吐出された冷媒を流す除霜運転を行うこと」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プレハブ式冷凍冷蔵庫の庫外温度が低く、除霜運転を行なうための熱量が小さい場合においても、適切な熱量を確保し、除霜時間を短くすることで、冷却には不要な消費電力を少なくすることができ、ランニングコストを低減させることが可能な冷凍冷蔵ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例である冷凍冷蔵ユニットを設置した場合の概要図の例である。
【図２】冷凍冷蔵ユニットの内部構造がわかるようにした正面図、上面図を示している。
【図３】冷凍冷蔵ユニットの冷凍サイクル構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
本実施例では、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外温度が低い時においても除霜運転に必要な熱量を確保する機能を有した冷凍冷蔵ユニットの例を説明する。  
図１は、スーパーや農家などで使用されるプレハブ式冷凍冷蔵庫と冷凍冷蔵ユニットの機器設置図である。プレハブ式冷凍冷蔵庫１の天井部に冷凍冷蔵ユニット２が設置されて、プレハブ冷凍冷蔵庫内を一般的に−２５℃から＋２０℃くらいに冷却するものである。
【００１１】
図２は、冷凍冷蔵ユニット２の一部を破断して内部構造がわかるようにした正面図、上面図を示している。２は冷凍冷蔵ユニットの筐体を示し、この筐体２には、プレハブ式冷凍冷蔵庫１内の空気を循環する蒸発器用送風機３と凝縮器用送風機４と冷凍サイクルを構成する部品が設置されている。それらは主として圧縮機５、凝縮器６、膨張弁７、蒸発器８、ホットガス用電磁弁９、インジェクション用電磁弁１０が設けられている。
【００１２】
その他にプレハブ式冷凍冷蔵庫１内の温度を検出する庫内温度センサ１１が取り付けられ、この庫内温度センサ１１の検出値を用いて後で説明する圧縮機５の運転又は停止の制御が行われる。またプレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外の温度を検出する庫外温度センサ１２が取り付けられており、この庫外温度センサ１２の検出値を用いて、後で説明する圧縮機５の運転中における凝縮器用送風機４の運転又は停止が制御される。
【００１３】
さらに冷凍サイクルの運転圧力を検出するための高圧圧力センサ１３、低圧圧力センサ１４、圧縮機５の吐出ガス温度を検出するための吐出ガス温度センサ１５、ホットガス用電磁弁９のＯＮ／ＯＦＦを制御するための除霜用温度センサ１６や電気箱１７が設けられている。
【００１４】
図３は、冷凍冷蔵ユニット２の冷凍サイクル構成例を示す。冷凍冷蔵ユニット２の構成部品について具体的に説明すると冷媒を圧縮する圧縮機５と、圧縮機５からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器６と、を備え、凝縮器６には凝縮器用送風機４により送風が行われることで高圧冷媒ガスと空気との熱交換が行われる。凝縮器６からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁７と、膨張弁７からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器８と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路が構成されている。
【００１５】
圧縮機５と凝縮器６との間で冷媒配管をバイパス管２０により凝縮器６を介さずに膨張弁７と蒸発器８との間に分岐させることで、圧縮機、ホットガス用電磁弁、蒸発器８とが順次接続して除霜回路が構成される。また、凝縮器６と膨張弁７との間でインジェクション用配管２１により、圧縮機５の吸入側に液冷媒がインジェクションされる。すなわち、凝縮器６、インジェクション用電磁弁１０、キャピラリチューブ、圧縮機５とが順次接続されることでインジェクション回路が構成される。
【００１６】
以上の構成により冷凍サイクルが構成されてプレハブ式冷凍冷蔵庫１内の冷蔵または冷凍を行なう。つまり、庫内温度センサ１１の検出値が目標設定温度となるように圧縮機５、膨張弁７、凝縮器用送風機４、蒸発器用送風機３などを制御するものである。
【００１７】
このように構成された冷凍冷蔵ユニット２において、例えば、冷凍サイクルを運転して、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の空間を冷却する。蒸発温度が着霜温度すなわち０℃以下で、かつ、水分を含む場合、蒸発器８は着霜する。この状態を継続すると、蒸発器８への着霜が進行し、蒸発器送風機３の風が流れなくなり、蒸発器８の冷却が阻害され、所定の温度が維持できなくなる。この状態が継続すると、プレハブ式冷凍冷蔵庫内に保存されている食品の腐敗や冷凍された食品の解凍に繋がる。
【００１８】
これを解消するため、蒸発器８の除霜運転を除霜用温度センサ１６またはタイマにより、ホットガス用電磁弁９を開き、除霜運転を行なう。除霜運転は、蒸発温度が着霜温度すなわち０℃以下で使用する場合、所定の温度を維持するためには必要不可欠な制御であるが、冷却運転ではないことから、できるだけ短時間にかつ確実に蒸発器８に付いた霜を溶かすことが望まれる。従来の技術では、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外温度が低い場合、除霜運転に必要な冷凍サイクル内の熱量が少ないことから、完全に霜を溶かすために、除霜時間を長くする必要があった。これにより、本来、冷却には不要な消費電力が多く発生し、ランニングコストを増大させていた。
【００１９】
本実施例では、冷凍サイクル内の熱量を検出するために、吐出ガス温度センサ１５にて検知した圧縮機５の冷媒温度が設定値以下の場合、除霜運転を行なう前に、凝縮器送風機４を停止させることで、圧縮機５から出る冷媒温度を高くすることで、除霜運転に必要な熱量を確保する。
【００２０】
すなわち、蒸発器８の出口温度を検出する除霜用温度センサ１６と運転時間をカウントするタイマ手段を備え、除霜用温度センサ１６とタイマ手段に基づいて蒸発器８の着霜状態を判断し、ホットガス用電磁弁９の開閉を制御することで、蒸発器８に付着した霜を溶かす除霜運転の可能としている。
【００２１】
より具体的に説明すると本実施例の冷凍冷蔵ユニットは、冷媒を圧縮する圧縮機５と該圧縮機５からの高圧冷媒ガスを凝縮する凝縮器６と、該凝縮器６に送風を行う凝縮器用送風機４と、凝縮器６からの高温高圧の液冷媒を膨張させる膨張弁７と、該膨張弁７からの低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸発器８と、を冷媒配管で順次接続することで冷媒回路を構成し、冷凍冷蔵庫の冷蔵または冷凍を行なう。そして、圧縮機５と凝縮器６との間で冷媒配管を凝縮器６を介さずに膨張弁７と蒸発器８との間に分岐させるバイパス管２０と、バイパス管２０に備えられたホットガス用電磁弁９とを備え、蒸発器８の出口温度が設定温度以下になった場合で、かつ、設定時間が経過した場合に、ホットガス用電磁弁９を開くことにより、蒸発器８に圧縮機５から吐出された冷媒を流す除霜運転を行う。
【００２２】
また、ホットガスデフロストに必要な熱量を判断する吐出ガス温度センサ１５を備え、設定値以下となった場合に凝縮器用送風機４を停止する、あるいは、凝縮器用送付機４の回転数を最低回転数に近い状態で運転する。つまり、圧縮機５の吐出側の冷媒温度を検出する吐出ガス温度センサ１５を備え、該吐出ガス温度センサ１５の検出値が設定値以下となった場合に凝縮器用送風機４を停止する、または、前記凝縮器用送付機の回転数を最低回転数に近い状態で運転するものである。
【００２３】
また、吐出ガス温度センサ１５の検出値が設定値以上となった場合には、十分に吐出ガスが温まったと判断してホットガス用電磁弁９を開くことが望ましい。ホットガスデフロストに必要な熱量を判断する方法は、吐出ガス温度センサ１５以外にプレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外温度を検出する庫外温度センサ１２の検出値や冷凍冷蔵ユニット２の高圧圧力を検知できる高圧圧力センサ１３を用いることもできる。つまり、これらの検出値が設定値以下の場合には十分な熱量が無いと判断して、凝縮器用送風機４を停止する、または、前記凝縮器用送付機の回転数を最低回転数に近い状態で運転するものである。
【００２４】
また、除霜運転は、除霜用温度センサ１６が設定値以上、あるいはタイマ手段により設定時間が経過した場合に除霜運転を終了する機能を有することが望ましい。これにより、プレハブ式冷凍冷蔵庫１の庫外温度が低い場合でも、除霜運転を短時間で行うことができる。また、完全に霜を溶かすことで、本来、冷却には不要な消費電力を少なくすることができ、ランニングコストを低減させることが可能となる。なお、冷凍サイクル内の熱量を検出するための手段は、高圧圧力センサ１３や庫外温度センサ１２を用いても良い。さらに除霜運転を行なう前に、凝縮器送風機は、最低回転数に近くても良い。
【符号の説明】
【００２５】
１：プレハブ式冷凍冷蔵庫
２：冷凍冷蔵ユニット
３：蒸発器用送風機
４：凝縮器用送風機
５：圧縮機
６：凝縮器
７：膨張弁
８：蒸発器
９：ホットガス用電磁弁
１０：インジェクション用電磁弁
１１：庫内温度センサ
１２：庫外温度センサ
１３：高圧圧力センサ
１４：低圧圧力センサ
１５：吐出ガス温度センサ
１６：除霜用温度センサ
１７：電気箱
１８：建築物
１９：換気装置
２０：バイパス管
２１：インジェクション用配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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