(57)【要約】  ホットガスデフロスト時間の短縮を図りつつ、圧縮機への液戻り量を減少させることにより信頼性の高い冷凍サイクル装置を提供する。本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置である。圧縮機の吐出側から蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、ホットガスバイパス配管上に設置された、冷媒の流量を調整する流量調整器と、圧縮機から吐出される冷媒の吐出過熱度及び圧縮機の吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、通常冷却運転時に流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に冷媒状態検出手段により検出された吐出過熱度及び吸込圧力に応じて冷媒の流量を流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備える。デフロスト制御手段は、デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の冷媒がホットガスバイパス配管に流れるように流量調整器を制御し、デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも低い場合に、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させるように流量調整器を制御する。
2017098669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、
前記ホットガスバイパス配管に接続された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び前記圧縮機の吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、
通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、
前記デフロスト制御手段は、
デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、
デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも低い場合に、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する、冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記デフロスト制御手段は、
デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が前記設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が前記設定圧力以上である場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量に減少させるように前記流量調整器を制御する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、
前記ホットガスバイパス配管上に設置された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、
前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、
通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、
前記デフロスト制御手段は、
デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、
前記デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が設定圧力以下である場合に前記圧縮機の運転周波数を減少させる、冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記デフロスト制御手段は、
前記デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも大きい場合に前記圧縮機の運転周波数を増加させ、
前記圧縮機の運転周波数が最大運転周波数になっている場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記デフロスト制御手段は、
前記デフロスト運転中に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させた後において、前記吐出過熱度が設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が設定圧力以下である場合に、前記圧縮機の回転周波数を減小させ、圧縮機運転周波数が最小運転周波数になった場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量に減少させるように前記流量調整器を制御する、請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記流量調整器は、
互いに並列に接続された複数の開閉弁からなるものであり、
前記デフロスト制御手段は、開放する前記開閉弁の数により前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を制御するものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記流量調整器は、
開放されることにより前記第１冷媒流量を前記ホットガスバイパス配管に流す第１開閉弁と、
前記第１開閉弁と並列に接続されている第２開閉弁と、を備え、
前記デフロスト制御手段は、
前記第１開閉弁を開放し、前記第２開閉弁を閉止することにより前記ホットガスバイパス配管に前記第１冷媒流量を流し、
前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁を開放することにより、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させる請求項１〜６の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記凝縮器に流れる前記冷媒を遮断する系統遮断弁をさらに備え、
前記凝縮器は、
前記冷媒回路に複数並列に設置され、
前記デフロスト制御手段は、
前記デフロスト運転中において、前記系統遮断弁を閉じる、請求項１〜７の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記凝縮器に送風する凝縮器ファンをさらに備え、
前記デフロスト制御手段は、
前記デフロスト運転開始時において、前記凝縮器ファンを停止する、請求項１〜８の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記圧縮機の吸入側に設けられたアキュムレータと、
前記アキュムレータに貯留した冷凍機油を前記圧縮機へ戻す油戻し配管と、
前記油戻し配管上に設けられた、前記油戻し配管内の前記冷凍機油の流量を制御する油戻し調整器と、をさらに備え、
前記デフロスト制御手段は、デフロスト制御時に前記圧縮機への前記冷凍機油の戻り量が通常冷却運転時よりも少なくなるように前記油戻し調整器を制御するものである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
前記油分離器から前記圧縮機に冷凍機油を戻す油冷却配管に接続され、冷凍機油を冷却する油冷却器と、
前記油分離器から前記油冷却器までの間の前記油冷却配管と前記油冷却器から前記圧縮機までの間の前記油冷却配管とを接続する配管に備えられた油冷却バイパス弁と、をさらに備え、
前記デフロスト制御手段は、
デフロスト運転開始時において、前記油冷却バイパス弁を開放する、請求項１〜１０の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１２】
前記流量調整器は、
前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁に直列に接続された流量調整弁を備える、請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
前記流量調整器は、
連続的に開度の調整可能な電動弁により構成される、請求項１〜５の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットデフロストを行う冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置において、蒸発器に発生した霜を取り除くために圧縮機から吐出する高温高圧のガス冷媒を蒸発器に流入して霜を取り除くホットガスデフロストが知られている。ホットガスデフロストの方式として、圧縮機と蒸発器との間にホットガスバイパス配管が設置され、デフロスト時に圧縮機から吐出する高温高圧のガス冷媒がホットガスバイパス配管を介して蒸発器に直接流入させる方式がある。従来、ホットガスデフロスト時には圧縮機吐出過熱度や圧縮機吐出圧力を目標として制御している。例えば、特許文献１においては圧縮機吐出過熱度や圧縮機吐出圧力を検知し、ホットガス回路を切り替える制御が知られている。【０００３】
また、例えば、特許文献２においては、圧縮機と蒸発器との間のホットガスバイパス路に、二方弁Ａとキャピラリチューブを直列に接続した二方弁Ｂとを並列に設けた制御弁を設けている。そして、室外機出口配管温度を検知し、最初はキャピラリチューブが付いた二方弁Ｂが開になり、その後所定時間経過後に、他の弁を開くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１９１２２号公報
【特許文献２】特開昭６２−９４７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１においては、圧縮機吸込圧力を検知して電磁弁を切り替える制御にはなっていない。よって、圧縮機の吸込圧力が上昇しても、圧縮機吐出圧力が上がらなければ電磁弁を１系統に切り替える制御にならないため、ホットガスデフロスト時の液戻り量が増えてしまうという課題があった。【０００６】
また、特許文献２においては、他方の二方弁Ａが開くタイミングが経過時間を基準に決められている。さらに弁が２つとも開いた後は、圧縮機への液戻りが生じても弁が閉じるような制御にはなっていない。また、圧縮機吐出過熱度を制御目標としていない。そのため、２つの二方弁が開放した状態において圧縮機への液戻りが発生した際に、この液戻りを回避することが出来ない。このため、デフロスト運転時にホットガスバイパス配管に流通する冷媒の量が圧縮機に液戻りが生じない範囲に抑えられ、デフロスト運転に時間が掛かってしまうという課題がある。【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ホットデフロスト時間の短縮を図るとともに、ホットガスデフロスト時の圧縮機への液戻り量を減少させ、さらに圧縮器の吸込圧力の上昇を抑制することにより冷凍サイクル装置の信頼性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、前記ホットガスバイパス配管に接続された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び前記圧縮機の吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、前記デフロスト制御手段は、デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも低い場合に、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷凍サイクル装置によれば、デフロスト制御時において圧縮機の吐出過熱度及び吸込圧力に応じて流量調整器によりホットガスバイパス配管を流れる冷媒流量の増減を行い、デフロスト制御時における圧縮機の液戻りを確実に防止しデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態１を示す冷媒回路図である。
【図２】図１の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。
【図３】デフロスト時間と蒸発器の温度との関係を示すグラフである。
【図４】図１の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態３を示す冷媒回路図である。
【図６】本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態４を示す冷媒回路図である。
【図７】本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態６を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態１を示す冷媒回路図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００の回路構成について説明する。この冷凍サイクル装置１００は、冷媒を循環させる冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）を利用して冷房運転を行なうものである。冷凍サイクル装置１００において、圧縮機１、凝縮器４ａ、４ｂ、膨張弁及び蒸発器７が配管で接続された冷媒回路が構成されている。なお、冷媒回路は、図１のものに限定されるものではない。また、図１において、凝縮器４ａ、４ｂから蒸発器７までの回路については省略されている。また、蒸発器７は、図示されていないクーラ筐体に内蔵されている。
【００１２】
＜圧縮機１及び油分離器２＞
圧縮機１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、例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構成を有している。油分離器２は、圧縮機１から吐出される冷媒のうち冷凍機油が混在している冷媒ガスから冷凍機油成分を分離する機能を有している。なお、油分離器２において分離された冷凍機油は、図示しない圧縮機１に接続された毛細管から圧縮機１に戻されるようになっている。
【００１３】
＜凝縮器４ａ、４ｂ及び蒸発器７＞
凝縮器４ａ、４ｂは、例えば凝縮器ファン５ａ、５ｂ等から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものであって、油分離器２の吐出側に逆止弁３を介して接続されている。なお、２つの凝縮器４ａ、４ｂが設けられている場合について例示しているが、１つ以上の凝縮器を有するものであればよい。蒸発器７は、空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化するものである。この蒸発器７には送風ファン７ａから風が供給され、熱交換が促進するような構成を有している。
【００１４】
＜アキュムレータ８＞
アキュムレータ８は、蒸発器７から流出した冷媒を貯留するものであって、圧縮機１の吸込側に接続されている。そして、アキュムレータ８に貯留された冷媒が圧縮機１に吸引され圧縮される。また、アキュムレータ８の底部側には油戻し配管９が接続されており、油戻し配管９上には油戻し調整器１０が配置されている。そして、油戻し配管９から油と少量の液冷媒が圧縮機１へ戻されていく。
【００１５】
＜ホットガスバイパス回路＞
さらに、冷凍サイクル装置１００は、ホットガスバイパス配管１１、流量調整器１２、デフロスト制御手段３０を備えている。ホットガスバイパス配管１１は、圧縮機１と蒸発器７との間に接続されており、ホットガスデフロスト時に圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒を凝縮器４ａ、４ｂを介さずに直接蒸発器７へ流入させるものである。
【００１６】
＜流量調整器１２＞
流量調整器１２は、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を調整するものであって、たとえば第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂを有している。そして、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの開閉の組み合わせにより、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を調整するようになっている。具体的には、第１開閉弁１２ａは、第２開閉弁１２ｂよりも容量の大きいものであって、第１開閉弁１２ａが開放され第２開閉弁１２ｂが閉止した際には、第１の冷媒流量がホットガスバイパス配管１１に流れる。一方、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの双方が開放した際には、第１の冷媒流量よりも多い第２の冷媒流量がホットガスバイパス配管１１に流れるようになっている。
【００１７】
なお、図１において、流量調整器１２が、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂからなる場合について例示するが、ホットガスバイパス配管１１を流れる冷媒流量を調整できるものであればその構成を問わない。例えば流量調整器１２が３つ以上の複数の開閉弁からなり、多段的に冷媒流量を調整できるものであってもよいし、開度が連続的に調整可能な１つ以上の電動弁からなるものであってもよい。
【００１８】
また、第１開閉弁１２ａと直列にニードル弁１３が接続されている。ニードル弁１３は、第１開閉弁１２ａに対し蒸発器７側に配置されている。ニードル弁１３は、圧縮機１への冷媒液戻りが発生しないように開度の調節が行われるものであって、たとえば設置場所等に応じて手動によりデフロスト制御時に所定の流量の冷媒が流れるように所定の開度に設定される。これにより、設置場所による配管長さ等の違いが生じた場合であっても、現地状況に合わせた最適な開度（冷媒流量）に調整可能することができ、除霜時間の短縮化を図ることができる。なお、図１において、ニードル弁１３が第１開閉弁１２ａの後段のみに設けられた場合について例示しているが、第２開閉弁１２ｂの後段にもニードル弁１３を設けてもよい。また、第２開閉弁１２ｂの後段にのみニードル弁１３を設けてもよい。
【００１９】
＜デフロスト制御手段３０＞
流量調整器１２の動作はデフロスト制御手段３０により制御されており、通常冷却運転時にはホットガスバイパス配管１１に冷媒が流れないように第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの双方が閉止される。一方、デフロスト運転時には、ホットガスバイパス配管１１に冷媒が流通するように、第１開閉弁１２ａが開放し第２開閉弁１２ｂが閉止する、又は第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの双方が開放する。
【００２０】
デフロスト制御手段３０は、ホットガスデフロスト制御時に冷媒状態検出手段２０により検出された圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎに応じて流量調整器１２を調整し、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒流量を調整するものである。
【００２１】
＜冷媒状態検出手段２０＞
冷媒状態検出手段２０は、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出過熱度ＳＨ及び圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎを検出するものであって、吐出温度センサ２０ａ、吸込圧力センサ２０ｂ、高圧温度センサ２０ｃを備えている。吐出温度センサ２０ａは、圧縮機１から吐出した冷媒の吐出冷媒温度を検出するものであり、吸込圧力センサ２０ｂは、圧縮機１が吸入する冷媒の吸込圧力Ｐｉｎを検出するものである。高圧温度センサ２０ｃは油分離器２から吐出した冷媒温度を検出するものである。また、デフロスト制御手段３０は冷媒状態検出手段の一部として機能し、吐出温度センサ２０ａにより検出された吐出冷媒温度と、高圧温度センサ２０ｃにより検出された高圧側温度との差分を吐出過熱度ＳＨとして検出する。
【００２２】
＜ホットガスデフロスト時の動作＞
ここで、図１を参照してホットガスデフロスト時における冷媒の流れについて説明する。まず、圧縮機１から出た冷媒が油分離器２において冷媒と油を分離され、油分離器２から流出したガス冷媒は、逆止弁３を介して凝縮器４ａ、４ｂ側に流れる冷媒と、ホットガスバイパス配管１１側に流れる冷媒とに分岐する。なお、通常冷却運転時には流量調整器１２は閉止しており、冷媒がホットガスバイパス配管１１を流れないようになっている。ホットガスデフロスト時には、流量調整器１２は開放される。制御に応じ、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの少なくとも一方を開放する。制御の詳細については後述する。
【００２３】
その後、流量調整器１２を流れた冷媒は、蒸発器７内部を通過し、その際に蒸発器７内部に付着した霜を溶かす。蒸発器７内で霜を溶かした冷媒は、一部凝縮しているため、アキュムレータ８で気液分離される。アキュムレータ８を出たガス冷媒は圧縮機１へ吸い込まれる。アキュムレータ８に溜まった液冷媒は、油戻し調整器１０を開くことにより少しずつ圧縮機１へ戻される。
【００２４】
蒸発器７に流れる冷媒量が多いほど、除霜するための熱量が多いため、蒸発器７に付着した霜を融かす時間が短くなる。しかし、蒸発器７に流れる冷媒が多すぎると、蒸発器７内でガス冷媒から液冷媒に凝縮した冷媒が大量にアキュムレータ８内に流入する。アキュムレータ８内に貯留できる液冷媒の許容量を超えると、液冷媒が圧縮機１に流入し、圧縮機１の故障の原因となる。
【００２５】
＜ホットガスデフロスト時の制御＞
次に、図２は図１のデフロスト制御手段３０におけるホットガスデフロスト制御の一例を示すフローチャートであり、図１及び図２を参照して冷凍サイクル装置１００のホットガスデフロスト制御について説明する。
【００２６】
まず、デフロスト運転（除霜運転）が必要であると判断された際、もしくは定期的にデフロスト運転を行う際、通常冷却運転が終了する（ステップＳＴ１）。そして、ポンプダウン運転により冷媒回路内に残留している冷媒を封じこめ冷媒回収が所定時間行われ（ステップＳＴ２）、冷媒回収が完了した後にポンプダウン運転が停止する（ステップＳＴ３）。その後、デフロスト運転が開始される（ステップＳＴ１０）。
【００２７】
デフロスト運転が開始されると、デフロスト制御手段３０の制御により流量調整器１２の第１開閉弁１２ａが開き（ステップＳＴ１１）、ホットガスバイパス配管１１に第１冷媒流量の冷媒が流れる。ここで、冷媒状態検出手段２０において圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎが検出される（ステップＳＴ１２）。吐出過熱度ＳＨは、吐出温度センサ２０ａにより検出された吐出冷媒温度と、高圧温度センサ２０ｃにより検出された高圧側温度との差分により検出される。また、吸込圧力Ｐｉｎは、吸込圧力センサ２０ｂにより検出されるものである。
【００２８】
そして、デフロスト制御手段３０において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆより大きく、かつ吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆよりも小さい期間が所定期間ｔ１の間継続したか否かが判断される（ステップＳＴ１３）。設定過熱度ＳＨｒｅｆ及び設定圧力Ｐｒｅｆは、予めデフロスト制御手段３０に記憶されている。実施の形態１において、所定期間ｔ１は、例えば１０秒に設定される。デフロスト制御手段３０は、ステップＳＴ１３の条件を満たすようになるまで、流量調整器１２の第１開閉弁１２ａ側を開放し第２開閉弁１２ｂを閉止した状態でのデフロスト運転が継続されるように制御する。
【００２９】
ステップＳＴ１３の条件を満たす場合、つまり図２においてステップＳＴ１３のＹＥＳの場合、デフロスト制御手段３０により第２開閉弁１２ｂが開放される（ステップＳＴ１４）。すると、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量が第１開閉弁１２ａのみが開いていた場合に比べて多くなる。このため、デフロスト時間の短縮化を図ることができる。
【００３０】
ステップＳＴ１４の状態で、圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎが検出される（ステップＳＴ１５）。そして、デフロスト制御手段３０において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下である期間、又は吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以上である期間が所定期間ｔ２の間継続したか否かが判断される（ステップＳＴ１６）。実施の形態１において、所定期間ｔ２は、例えば３秒に設定される。ステップＳＴ１６の条件を満たすまで、流量調整器１２の第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの双方を開放した状態でのデフロスト運転が行われる。つまり、ステップＳＴ１６のＮＯの場合の経路でフローが繰り返されることになる。
【００３１】
一方、ステップＳＴ１６の条件を満たした場合、つまり、ステップＳＴ１６のＹＥＳの場合は、圧縮機１への液戻りの可能性が生じる状態であると判断し、デフロスト制御手段３０により第２開閉弁１２ｂが閉止される（ステップＳＴ１７）。つまり、除霜に使われる冷媒が大量にアキュムレータ８内へ流入し、アキュムレータ８の気液分離できる許容量を超えて圧縮機１へ液冷媒が戻るおそれがあるため、第２開閉弁１２ｂを閉止し、除霜に使用する冷媒の量を少なくする。その後、上述した第１開閉弁１２ａが開放され第２開閉弁１２ｂが閉止された状態でのデフロスト運転が行われる（ステップＳＴ１２、ＳＴ１３）。
【００３２】
デフロスト運転は、デフロスト制御手段３０により上記のＳＴ１１からＳＴ１７までのフローで制御され、そのフローがデフロスト運転停止条件に至るまで繰り返される。デフロスト運転停止条件は、所定の箇所の温度が所定の温度以上に上昇することである。実施の形態１においては、例えば、蒸発器７の出口温度が２５℃以上になった場合にデフロスト運転が停止される。なお、このデフロスト運転停止条件は、冷凍サイクル装置１００の仕様に応じ適宜設定することができる。
【００３３】
このように、吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎに応じてホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒流量を調整することにより、デフロスト運転の期間の短縮化を図りながら圧縮機１への液戻りを確実に防止することができる。すなわち、蒸発器７内に流れる冷媒量が多くて冷媒温度が高いほど、熱量も多くなるため蒸発器７内部に付着した霜を溶かす時間も短くなる。しかし、蒸発器７へ流れる冷媒が多すぎると、蒸発器７内でガスから液に凝縮した液冷媒が大量にアキュムレータ８に入り、アキュムレータ８で気液分離できる許容量を超えてしまい、圧縮機１へ大量の液冷媒が戻って圧縮機１の故障の原因となる。流量調整器１２が開放されホットガスバイパス配管１１に冷媒が流れた場合、冷媒回路に流れる冷媒循環量は増加するため、蒸発器７へ流れる冷媒流量も多くなってしまう。
【００３４】
従来の冷凍サイクル装置の場合、図１に示される吸込圧力センサ２０ｂのように圧縮機１の吸入側の圧力を検知するのではなく、圧縮機１の吐出側の圧力を検出している。そして、デフロスト制御手段３０は、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの開閉を制御し、蒸発器７へ流入するホットガスの量を制御するものである。この場合、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎが上昇しても、圧縮機１の吐出圧力Ｐｏｕｔが上がらなければ、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの両方が開いている状態から第１開閉弁１２ａのみが開いている状態に切り替えることがないため、デフロスト時の圧縮機１への液戻り量が増えてしまう。
【００３５】
ここで、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００においては、圧縮機１への液戻りが多い場合、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎが増加し、吐出過熱度ＳＨは減少していく。そこで吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以上かつ吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下になった期間が所定期間経過した場合に、第２開閉弁１２ｂを閉じる。第２開閉弁１２ｂが閉じられることにより、ホットガスバイパス配管１１の冷媒流量が減少し、圧縮機１への液戻り量が減少する。これにより、圧縮機１に液戻りすることによる故障等を防止することができる。なお、所定期間は、例えば３秒に設定される。
【００３６】
また、デフロスト時の圧縮機１への液戻り量が少ない場合、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎが減少し、吐出過熱度ＳＨが増加する。そして、吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆより低くかつ吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆより高くなった期間が所定期間経過した場合に、冷媒循環量を増加させたとしても圧縮機１への液戻りが発生しない状態であるとして、第２開閉弁１２ｂが開放される。すると、冷媒回路における冷媒循環量が増加するため、蒸発器７へ流れる冷媒量が増加して除霜を短時間で行うことができる。
【００３７】
また、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎを設定圧力Ｐｒｅｆよりも低くすることにより、圧縮機への液戻し量を減らすことができる理由は、以下のとおりである。ホットガスデフロスト時にホットガス冷媒の凝縮に使用される熱源としては、下記３種類である。
ｉ）クーラ筐体（現地配管含む）の顕熱
ｉｉ）着霜の顕熱
ｉｉｉ）着霜の潜熱
設定圧力Ｐｒｅｆを設定し、圧縮機１の吸込圧力飽和温度を０℃以下に保つことによって、０℃未満の物質との熱交換量のみがホットガス冷媒の凝縮に使用される。よって、上記ｉ）〜ｉｉｉ）についてさらに細分化可能となり、
ｉ）−１クーラ筐体の顕熱（−４０℃〜０℃）
ｉ）−２クーラ筐体の顕熱（０℃〜＋２０℃）
ｉｉ）−１着霜の顕熱（−４０℃〜０℃）
ｉｉ）−２着霜の顕熱（０℃〜＋２０℃）
ｉｉｉ）着霜の潜熱
ただし、上記に記載の温度については、庫内−４０℃から除霜開始し、筐体温度が＋２０℃で除霜完了とした場合の例である。上記の中でホットガスの凝縮に使用される熱量は、ｉ）−１とｉｉ）−１のみであり、その他の熱量についてはホットガスの凝縮に使用されないため、従来と比較してホットガスの凝縮量を減らすことが可能となる。
【００３８】
図３は、デフロスト時間と蒸発器の温度との関係を示すグラフである。吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下である期間、もしくは吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以上である期間が所定期間経過した場合、デフロスト制御手段３０において圧縮機１への液戻りが発生する可能性があると判断される。そして、再び第２開閉弁１２ｂが閉止され、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒流量が制限されることにより、冷媒回路内の冷媒循環量が減少する。すると、圧縮機１への液戻りが確実に発生しない状態でのデフロスト運転を行うことになる。すると、図３の実線に示すように、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出温度（蒸発器７に流入する冷媒温度）がデフロスト時間経過とともに高く設定することができ、デフロスト時間の短縮を図ることができる。
【００３９】
以上のように、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒流量を圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎに応じて切り替えることによって、蒸発器７から圧縮機１への液戻りに対して信頼性が増し、従来よりも冷媒循環量を増加させることができる。また、第２開閉弁１２ｂが開放され冷媒循環量が増加することにより、仮に圧縮機１への液戻りが発生した場合でも、再び第２開閉弁１２ｂが閉止するという保護機能が働き、圧縮機１への液戻りを止めることが可能になっている。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態２においては、実施の形態１に対し、更に圧縮機１の運転周波数制御を加えたものである。以下、実施の形態１に対し変更される点を中心に説明する。
【００４１】
図４は、図１の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態２を示す冷媒回路図は図１と同じである。
【００４２】
実施の形態２においてデフロスト制御手段３０は、デフロスト運転時に運転周波数ｆを増減させる機能をさらに有している。デフロスト制御手段３０は、デフロスト運転開始時において、第１開閉弁１２ａのみを開放するとともに、予め設定された初期運転周波数ｆ０にて圧縮機１を動作させる。そして、デフロスト制御手段３０は、ホットガスバイパス配管１１における冷媒流量を一定にした状態で、吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎに基づいて運転周波数ｆを増減させる。
【００４３】
＜ホットガスデフロスト時の制御＞
次に、図１と図４とを参照して冷凍サイクル装置１００の実施の形態２における動作例について説明する。なお、図４において、図１のホットガスデフロスト開始までの工程（ステップＳＴ１〜ＳＴ３）は同一の工程であるため、その説明を省略する。ホットガスデフロスト制御が開始された際、流量調整器１２の第１開閉弁１２ａが開き（ステップＳＴ２１）、ホットガスバイパス配管１１に冷媒が流れる。このとき、冷媒状態検出手段２０において圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎが検出される（ステップＳＴ２２）。
【００４４】
デフロスト制御手段３０は、デフロスト制御手段３０において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下、又は吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以下である期間が所定期間ｔ３の間継続したか否かが判断される（ステップＳＴ２３）。設定過熱度ＳＨｒｅｆ及び設定圧力Ｐｒｅｆは、予めデフロスト制御手段３０に記憶されている。ステップＳＴ２３の条件が所定期間ｔ３の間継続した場合（ステップＳＴ２３のＹＥＳの場合）は、圧縮機運転周波数を減少させる（ステップＳＴ２４）。実施の形態２においては、所定期間ｔ３は例えば３秒に設定される。そして、デフロスト制御手段３０は、ステップＳＴ２３の条件を満たすようになるまで、流量調整器１２の第１開閉弁１２ａ側を開放し第２開閉弁１２ｂを閉止した状態でのデフロスト運転が継続されるように制御する。
【００４５】
そして、デフロスト制御手段３０において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆより大きくかつ吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆより大きい期間が所定期間ｔ４の間継続したかどうかが判定される（ステップＳＴ２５）。実施の形態２においては、所定期間ｔ４は、例えば１０秒に設定される。ステップＳＴ２５の条件を満たさない場合、すなわちステップＳＴ２５においてＮＯの場合は、再度ステップＳＴ２１から繰り返される。ステップＳＴ２５の条件を満たす場合、すなわちＳＴ２５においてＹＥＳの場合には、デフロスト制御手段３０は、圧縮機１の運転周波数ｆと圧縮機１の最大運転周波数ｆｍａｘとの比較を行い（ステップＳＴ２６）、圧縮機１の運転周波数ｆが増速可能、すなわちＳＴ２６においてＹＥＳの場合に、所定周波数分だけ増速するように制御される（ステップＳＴ２７）。そして再度ステップＳＴ２１からフローを繰り返す。圧縮機１の運転周波数ｆを増加させると、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎは減少し、吐出過熱度ＳＨも減少する。なお、圧縮機１の運転周波数ｆが最大運転周波数ｆｍａｘである場合（ステップＳＴ２６のＮＯの場合）には増速は行わず、第２開閉弁１２ｂが開放される（ステップＳＴ２８）。
【００４６】
この状態で、圧縮機１の吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎが検出される（ステップＳＴ２９）。そして、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆより大きく、かつ吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆより大きい期間が所定期間ｔ５継続したか否かが判断される（ステップＳＴ３０）。実施の形態２において、ｔ５は、例えば１０秒に設定される。上記条件を満たす場合、すなわちＳＴ３０においてＹＥＳの場合は、圧縮機１の運転周波数ｆが所定量だけ増速される（ステップＳＴ３１）。圧縮機１の運転周波数ｆを増加させると、圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎは減少し、吐出過熱度ＳＨも減少する。圧縮機１が増速された後、ＳＴ２８からのフローが繰り返される。なお、既に最大運転周波数ｆｍａｘに達している場合には、最大運転周波数ｆｍａｘでの運転を継続し、ＳＴ２８からのフローが繰り返される。
【００４７】
ＳＴ３０の条件を満たさない場合、すなわちＳＴ３０においてＮＯの場合は、デフロスト制御手段３０は、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下、又は吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以下である期間が所定期間ｔ６継続したか否かが判断される（ステップＳＴ３２）。実施の形態２においては、所定期間ｔ６は、例えば３秒に設定される。ステップＳＴ３２においてＮＯの場合は、まだ圧縮機１への液戻りが発生しないと判断し、再度ＳＴ２８からのフローが繰り返される。ステップＳＴ３２においてＹＥＳの場合は、圧縮機１の運転周波数ｆが最小かどうかが判定される（ステップＳＴ３３）。圧縮機１の運転周波数ｆが最小運転周波数ｆｍｉｎに達していない場合は、圧縮機運転周波数は減少される（ステップＳＴ３４）。そして、圧縮機１の運転周波数ｆが最小運転周波数ｆｍｉｎに至るまで、ＳＴ２８からのフローが繰り返される。一方、運転周波数ｆが最小運転周波数ｆｍｉｎに達している場合、第２開閉弁１２ｂが閉止される（ステップＳＴ３５）。
【００４８】
つまり、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの双方が開放した状態で、圧縮機１の運転周波数ｆの増減による冷媒循環量の制御が行われ（ステップＳＴ２９〜ＳＴ３５）、圧縮機１への液戻りの可能性が生じた際には、第２開閉弁１２ｂを閉止し、再び第１開閉弁１２ａのみが開放した状態でホットデフロスト制御が行われる（ステップＳＴ２１〜ＳＴ３５）。
【００４９】
デフロスト運転は、デフロスト制御手段３０により上記のＳＴ２１からＳＴ３５までのフローで制御され、そのフローがデフロスト運転停止条件に至るまで繰り返される。デフロスト運転停止条件は、所定の箇所の温度が所定の温度以上に上昇することである。実施の形態２においても実施の形態１と同様に、例えば、蒸発器７の出口温度が２５℃以上になった場合にデフロスト運転が停止される。なお、このデフロスト運転停止条件は、冷凍サイクル装置１００の仕様に応じ適宜設定することができる。
【００５０】
このように、デフロスト運転時において、流量調整器１２によるホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒流量の制御と、圧縮機１に吸入される冷媒吸込量の制御との双方を行うことにより、圧縮機１への液戻り状態が発生しない範囲内において最大限の能力でホットガスデフロストを行うことができるため、デフロスト時間をさらに短縮しながら、圧縮機１への液戻りを確実に防止することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図５は、本発明の冷凍サイクル装置３００の実施の形態３を示す冷媒回路図である。実施の形態３において冷凍サイクル装置３００の動作例を示すフローチャートは、図２と同じである。図２及び図５を参照して冷凍サイクル装置３００について説明する。なお、図５の冷凍サイクル装置３００において、図１の冷凍サイクル装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態３においては、実施の形態１に対して、油戻り配管３０９に油戻り開閉弁３１０ａ及び油戻り開閉弁３１０ｂを並列に設けてアキュムレータ８から圧縮機１の吸込側への油戻し量を制御する点を変更したものである。
【００５２】
図５の油戻り配管３０９は、アキュムレータ８から圧縮機１へ戻す冷凍機油の量を調整するためのものであって、複数の油戻し開閉弁３０９ａ、３０９ｂを有している。各油戻し開閉弁３０９ａ、３０９ｂは容量の異なる開閉弁からなっており、それぞれデフロスト制御手段３３０により独立して開放・閉止が制御されている。そして、通常の冷却運転時には容量の大きな油戻し開閉弁３０９ａが使用される。一方、ホットガスデフロスト時には、デフロスト制御手段３３０は、図１のステップＳＴ１１と同時に容量の大きい油戻し開閉弁３０９ａを閉止するとともに、容量の小さい油戻し開閉弁３０９ｂを開放する。
【００５３】
このように、デフロスト運転時において、ホットガスバイパス配管１１における冷媒流量を制御するとともに、通常冷却運転時に比べてアキュムレータ８から圧縮機１への油戻り量を少なくするようになっている。これにより、液戻りの減少によるホットガスの循環量を増加させることができ、デフロスト時間が短縮可能となる。
【００５４】
実施の形態４．
図６は、本発明の冷凍サイクル装置４００の実施の形態４を示す冷媒回路図である。図６の冷凍サイクル装置４００の動作例を示すフローチャートは、図２と同じである。図２及び図６を参照して冷凍サイクル装置４００について説明する。なお、図６の冷凍サイクル装置４００において、図１の冷凍サイクル装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図６の冷凍サイクル装置４００が図１の冷凍サイクル装置１００と異なる点は、デフロスト運転時に、複数の凝縮器４ａ、４ｂのうち一部の凝縮器４ｂへの冷媒の流通を停止させる点である。
【００５５】
図６の冷凍サイクル装置４００において、凝縮器４ｂの流入側に系統遮断弁４０１が配置されており、系統遮断弁４０１の開閉により流通もしくは遮断を選択できるようになっている。なお、図６において、一部の凝縮器４ｂ側にのみ系統遮断弁４０１が設けられている場合について例示しているが、すべての凝縮器４ａ、４ｂに系統遮断弁４０１を設け、デフロスト制御手段４３０が閉止する系統遮断弁４０１を選択するようにしてもよい。
【００５６】
そして、通常冷却運転時には系統遮断弁４０１を開放して複数の凝縮器４ａ、４ｂによる冷却運転が行われるとともに、ホットデフロスト制御時においては、デフロスト制御手段４３０は系統遮断弁４０１を閉止して凝縮器４ｂへの冷媒の流通を遮断する。つまり、図２のステップＳＴ１１と同時に系統遮断弁４０１を閉止する。このように、デフロスト運転時には、ホットガスバイパス配管１１へ冷媒を流通させるとともに、一部の凝縮器４ｂへの冷媒の流通を遮断し、凝縮温度を通常冷却運転時よりも高くすることにより、デフロスト時間を短縮することが可能になる。
【００５７】
実施の形態５．
図１及び図２を参照して冷凍サイクル装置５００について説明する。実施の形態５において、冷凍サイクル装置１００が実施の形態１における冷凍サイクル装置１００と異なる点は、デフロスト運転時に、凝縮器４ａ、４ｂへの送風を停止させる点である。
【００５８】
実施の形態５において、デフロスト制御手段３０はホットガスデフロスト開始時に凝縮器ファン５ａ、５ｂによる凝縮器４ａ、４ｂへの送風を停止させるようになっている。つまり、図２のステップＳＴ１１と同時に凝縮器ファン５ａ、５ｂを停止する。なお、通常冷却運転時には、凝縮器ファンは凝縮温度が低くなるように制御を行っている。このように、デフロスト運転時には、凝縮器ファン５ａ、５ｂを停止させて凝縮温度を通常冷却運転時よりも高くすることにより、デフロスト時間の短縮することが可能になる。
【００５９】
実施の形態６．
図７は、本発明の冷凍サイクル装置６００の実施の形態６を示す冷媒回路図である。図７の冷凍サイクル装置６００の動作例を示すフローチャートは、図２と同じである。図１及び図２を参照して冷凍サイクル装置６００について説明する。なお、図７の冷凍サイクル装置６００において、図１の冷凍サイクル装置６００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図６の冷凍サイクル装置６００が図１の冷凍サイクル装置６００と異なる点は、デフロスト運転時に、油分離器２に貯留された冷凍機油を冷却する油冷却器６５１への冷凍機油の流通を停止させる点である。
【００６０】
実施の形態６における冷凍サイクル装置６００は、通常冷却運転時においては、油分離器２にて気体冷媒と分離された冷凍機油を貯留している。貯留された冷凍機油は、油分離器２の底部に設けられた油冷却配管６５３ａから油冷却器６５１へ供給される。この時、油冷却バイパス弁６５０は閉止されている。油冷却器６５１へ供給された冷凍機油は、油冷却ファン６５２により油冷却器６５１に送られた空気と熱交換し、冷却される。冷却された冷凍機油は、油冷却配管６５３ｂを通り、圧縮機１に戻る構造になっている。
【００６１】
デフロスト制御手段６３０は、ホットガスデフロスト開始時に油冷却バイパス弁６５０を開放する。つまり、図２のステップＳＴ１１と同時に油冷却バイパス弁６５０を開放する。ホットガスデフロスト時には、油冷却バイパス弁６５０を開放することにより、冷凍機油は油冷却器６５１を経ることなく圧縮機１に戻される。よって、冷凍機油は冷却されずに油分離器２から圧縮機１に戻る。これにより、圧縮機１で冷凍機油に与えられた熱量を油冷却器６５１で外部に放出することがないため、圧縮機１が冷媒に対し効率よく熱量を与えることができるため、ホットガスデフロスト運転の効率がよくなり、デフロスト時間の短縮することが可能になる。
【００６２】
本発明の実施の形態は、上記各実施の形態のみに限定されない。例えば、上記各実施形態１〜６において、冷房運転を行う冷媒回路について例示しているが、冷房運転及び暖房運転が選択可能な冷凍サイクル装置に適用することができる。この場合、上述した一方の熱交換器（蒸発器７）側だけにホットガスバイパス配管１１を設けるだけでなく、双方の凝縮器４ａ、４ｂ、蒸発器７にバイパス配管を設けておき、運転の切り替えに応じて上述したデフロスト制御に使用するホットガスバイパス配管を選択するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記実施の形態１〜６において、冷凍サイクル装置に１つの蒸発器が設けられている場合について例示しているが、並列に接続された複数の蒸発器７が設けられた場合にも適用することができる。また、実施の形態２〜６を適宜組み合わせて使用することも可能である。
【００６４】
＜本発明の効果＞
本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、圧縮機１、凝縮器４ａ、４ｂ、膨張弁６及び蒸発器７が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００であって、圧縮機１の吐出側から蒸発器７までを直接接続するホットガスバイパス配管１１と、ホットガスバイパス配管１１に接続された、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器１２と、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出過熱度ＳＨ及び圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎを検出する冷媒状態検出手段２０と、通常冷却運転時に流量調整器１２を閉止させ、デフロスト運転時に冷媒状態検出手段２０により検出された吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎに応じてホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を流量調整器１２により増減させるデフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０と、を備え、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の冷媒がホットガスバイパス配管１１に流れるように流量調整器１２を制御し、デフロスト運転中において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆよりも大きく、かつ吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆよりも低い場合に、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒量を第１冷媒流量よりも増加させるように流量調整器１２を制御する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、デフロスト制御時にホットガスバイパス配管１１内の冷媒流量が圧縮機１への液戻しが発生しない範囲であると判断し、冷媒流量を増加させることができる。つまり、圧縮機１への液戻しが発生しない範囲で冷媒流量を増加させてデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
【００６５】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転中において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下で、かつ吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以上である場合にホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒量を第１冷媒流量に減少させるように流量調整器を制御するものである。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、デフロスト制御時にホットガスバイパス配管１１内の冷媒流量が増加して圧縮機１への液戻しが発生する前に、冷媒流量を減少させることができる。つまり、デフロスト時間の短縮を図りつつ、圧縮機１への液戻しが発生しそうな時は冷媒流量を減少させることにより確実に液戻りを防止することが可能になる。
【００６６】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、圧縮機１、凝縮器４ａ、４ｂ、膨張弁６及び蒸発器７が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００であって、圧縮機１の吐出側から蒸発器７までを直接接続するホットガスバイパス配管１１と、ホットガスバイパス配管１１に接続された、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器１２と、圧縮機１から吐出される冷媒の吐出過熱度ＳＨ及び圧縮機１の吸込圧力Ｐｉｎを検出する冷媒状態検出手段２０と、通常冷却運転時に流量調整器１２を閉止させ、デフロスト運転時に冷媒状態検出手段２０により検出された吐出過熱度ＳＨ及び吸込圧力Ｐｉｎに応じてホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を流量調整器１２により増減させるデフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０と、を備え、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転開始時において、第１冷媒流量の冷媒がホットガスバイパス配管１１に流れるように流量調整器１２を制御し、デフロスト運転中において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆ以下か、又は吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以下である場合に圧縮機１の運転周波数ｆを減少させるように流量調整器１２を制御する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、デフロスト制御時に圧縮機１の運転周波数を減少させることにより、吐出過熱度ＳＨを上昇させてデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
【００６７】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転中において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度ＳＨｒｅｆより大きく、吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆより大きい場合に、圧縮機１の運転周波数ｆを増加させる。圧縮機１の運転周波数ｆが最大運転周波数ｆｍａｘになっている場合にホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒量を第１冷媒流量よりも増加させるように流量調整器１２を制御する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、圧縮機１の運転周波数を最大まで増速させつつ、圧縮機１への液戻しが発生しない範囲であると判断し場合には、冷媒流量を増加させることができる。つまり、圧縮機１への液戻しが発生しない範囲で冷媒流量を増加させデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
【００６８】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転中に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第１冷媒流量よりも増加させた後において、吐出過熱度ＳＨが設定過熱度以下か、又は吸込圧力Ｐｉｎが設定圧力Ｐｒｅｆ以下である場合に、圧縮機１の運転周波数ｆを減小させ、圧縮機１の運転周波数ｆが最小運転周波数ｆｍｉｎになった場合にホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒量を第１冷媒流量に減少させるように流量調整器１２を制御する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂの両方が開放され、ホットガスバイパス配管１１の流量が増えた場合において、圧縮機１への液戻しが発生しない範囲であると判断し場合には、さらに圧縮機１の運転周波数ｆを増加させることにより、さらにデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。デフロスト制御時にホットガスバイパス配管１１内の冷媒流量が増加させ、さらに圧縮機１の運転周波数ｆを増速させて蒸発器７へ送る熱量を増やすことによりデフロスト時間を短縮させることができるが、圧縮機１への液戻しが発生する前に、冷媒流量を減少させることができる。つまり、デフロスト時間の短縮を図りつつ、圧縮機１への液戻しが発生しそうな時は冷媒流量を減少させることにより確実に液戻りを防止することが可能になる。
【００６９】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、流量調整器１２は、互いに並列に接続された複数の開閉弁からなるものであり、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、開放する開閉弁の数によりホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒の流量を制御するものである。
また、さらに流量調整器１２は、開放されることにより第１冷媒流量をホットガスバイパス配管１１に流す第１開閉弁１２ａと、第１開閉弁１２ａと並列に接続されている第２開閉弁１２ｂと、を備え、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、第１開閉弁１２ａを開放し、第２開閉弁１２ｂを閉止することによりホットガスバイパス配管１１に第１冷媒流量を流し、第１開閉弁１２ａ及び第２開閉弁１２ｂを開放することにより、ホットガスバイパス配管１１に流れる冷媒量を第１冷媒流量よりも増加させる。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、簡易な構成の冷媒回路で構成され、制御も２つの開閉弁の開閉のみで可能である。これにより、冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００にかかるコストが抑制できる。
【００７０】
また、本発明の冷凍サイクル装置４００においては、凝縮器４ａ、４ｂに流れる冷媒を遮断する系統遮断弁４０１をさらに備え、凝縮器４ａ、４ｂは、冷媒回路に複数並列に設置され、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転中において、系統遮断弁４０１を閉じる。
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、凝縮器４ａ、４ｂに送風する凝縮器ファン５ａ、５ｂをさらに備え、デフロスト制御手段３０、３３０、４３０、６３０は、デフロスト運転開始時において、凝縮器ファン５ａ、５ｂを停止する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００は、デフロスト運転時に凝縮器の容量を減少させて運転されることにより、除霜に使用される熱量を増やすことができるため、凝縮器の容量を変更せずにデフロスト運転をする場合と比較してデフロスト時間の短縮を図ることができる。
【００７１】
また、本発明の冷凍サイクル装置３００においては、圧縮機１の吸入側に設けられたアキュムレータ８と、アキュムレータ８に貯留した冷凍機油を圧縮機１へ戻す油戻し配管９と、油戻し配管９上に設けられた、油戻し配管９内の冷凍機油の流量を制御する油戻し調整器１０と、をさらに備え、デフロスト制御手段３３０は、デフロスト制御時に圧縮機１への冷凍機油の戻り量が通常冷却運転時よりも少なくなるように油戻し調整器１０を制御するものである。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置３００は、冷却した冷凍機油及び熱量の少ない液冷媒が圧縮機１へ戻る量が抑えられるため、その分ホットガスを蒸発器７へ供給する量が増えるため、デフロスト時間の短縮となる。
【００７２】
また、本発明の冷凍サイクル装置６００においては、圧縮機１の吐出側に設けられた油分離器２と、油分離器２から圧縮機１へ冷凍機油を戻す油冷却配管６５３ａ、６５３ｂに接続され、冷凍機油を冷却する油冷却器６５１と、油分離器２から油冷却器６５１までの間の油冷却配管６５３ａと油冷却器６５１から圧縮機１までの間の油冷却配管６５３ｂとを接続する配管に備えられた油冷却バイパス弁６５０と、をさらに備え、デフロスト制御手段６３０は、デフロスト運転開始時において、油冷却バイパス弁６５０を開放する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置３００は、冷却した冷凍機油及び熱量の少ない液冷媒が圧縮機１へ戻る量が抑えられるため、その分ホットガスを蒸発器７へ供給する量が増えるため、デフロスト時間の短縮となる。
【００７３】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、流量調整器１２は、第１開閉弁１２ａ又は第２開閉弁１２ｂに直列に接続された流量調整弁を備える。なお流量調整弁は、本発明の実施の形態１〜６においてはニードル弁１３に相当する。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、設置場所による配管長さ１１等の違いが生じた場合であっても、現地状況に合わせた最適な開度（冷媒流量）に調整可能することができ、除霜時間の短縮化を図ることができる。
【００７４】
また、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、流量調整器１２は、連続的に開度の調整可能な電動弁により構成される。
このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置１００、３００、４００、６００においては、複数の弁を使用することなく単一の開閉弁でホットガスデフロスト運転することができ、また、ホットガスバイパス配管１１の冷媒流量も連続的に変化させることができるため、さらに精密な流量制御をすることが可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１  圧縮機、２  油分離器、３  逆止弁、４ａ  凝縮器、４ｂ  凝縮器、５ａ  凝縮器ファン、５ｂ  凝縮器ファン、６  膨張弁、７  蒸発器、７ａ  送風ファン、８  アキュムレータ、９  油戻り配管、１０  油戻り調整器、１１  ホットガスバイパス配管、１２  流量調整器、１２ａ  第１開閉弁、１２ｂ  第２開閉弁、１３  ニードル弁、２０  冷媒状態検出手段、２０ａ  吐出温度センサ、２０ｂ  吸込圧力センサ、２０ｃ  高圧温度センサ、３０  デフロスト制御手段、１００  冷凍サイクル装置、３００  冷凍サイクル装置、３０９  油戻り配管、３０９ａ  油戻し開閉弁、３０９ｂ  油戻し開閉弁、３１０ａ  油戻り開閉弁、３１０ｂ  油戻り開閉弁、３３０  デフロスト制御手段、４００  冷凍サイクル装置、４０１  系統遮断弁、４３０  デフロスト制御手段、５００  冷凍サイクル装置、６００  冷凍サイクル装置、６３０  デフロスト制御手段、６５０  油冷却バイパス弁、６５１  油冷却器、６５２  油冷却ファン、６５３ａ  油冷却配管、６５３ｂ  油冷却配管、Ｐｉｎ  吸込圧力、Ｐｏｕｔ  吐出圧力、Ｐｒｅｆ  設定圧力、ＳＨ  吐出過熱度、ＳＨｒｅｆ  設定過熱度、ｆ  運転周波数、ｆ０  初期運転周波数、ｆｍａｘ  最大運転周波数、ｆｍｉｎ  最小運転周波数、ｔ１  所定期間、ｔ２  所定期間、ｔ３  所定期間、ｔ４  所定期間、ｔ５  所定期間、ｔ６  所定期間。
【図１】
2017098669.tif 000003
【図２】
2017098669.tif 000004
【図３】
2017098669.tif 000005
【図４】
2017098669.tif 000006
【図５】
2017098669.tif 000007
【図６】
2017098669.tif 000008
【図７】
2017098669.tif 000009
【国際調査報告】
2017098669.tif 000010
2017098669.tif 000011
2017098669.tif 000012
2017098669.tif 000013