(57)【要約】      （修正有）【課題】所定のデフロスト運転による除霜状態に応じて、冷却運転時間を最適化することにより、庫内温度の安定性を向上できる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍装置（1）は、冷却運転とデフロスト運転とを切り換えて実行する運転切換部（81）を備えている。運転切換部（81）は、デフロスト運転開始後に、庫内熱交換器（53）の温度が所定温度まで上昇する第１終了条件、および、所定温度に上昇するまでに所定時間が経過する第２終了条件のうち、一方の終了条件を満たすと、デフロスト運転を終了して冷却運転に切り換えるデフロスト終了部（82）と、冷却運転開始後に、所定の冷却運転時間が経過すると、冷却運転を終了してデフロスト運転に切り換える一方、デフロスト終了部（82）によるデフロスト運転の終了条件に応じて、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間から変更する冷却終了部（83）とを備えている。【選択図】図１
2011232008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（21）と熱源側熱交換器（25）と庫内を冷却するための利用側熱交換器（53）とが接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、
上記利用側熱交換器（53）で庫内を冷却する冷却運転と、上記利用側熱交換器（53）を加熱して除霜を行うデフロスト運転とを切り換えて実行する運転切換部（81）とを備えた冷凍装置であって、
上記運転切換部（81）は、
上記デフロスト運転開始後に、上記利用側熱交換器（53）の温度が所定温度まで上昇する第１終了条件、および、上記利用側熱交換器（53）の温度が上記所定温度に上昇するまでに所定時間が経過する第２終了条件のうち、一方の終了条件を満たすと、該デフロスト運転を終了して上記冷却運転に切り換えるデフロスト終了部（82）と、
上記冷却運転開始後に、所定の冷却運転時間が経過すると、該冷却運転を終了して上記デフロスト運転に切り換える一方、上記デフロスト終了部（82）によるデフロスト運転の終了条件に応じて、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間から変更する冷却終了部（83）とを備えている
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記冷却終了部（83）は、上記第１終了条件を満たし上記デフロスト運転が終了すると、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間よりも長くする一方、上記第２終了条件を満たし上記デフロスト運転が終了すると、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間よりも短くする
ことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
請求項１または２の何れか１項において、
上記デフロスト運転は、上記冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が凝縮器として機能するように冷媒を循環させる運転である
ことを特徴とする冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デフロスト運転を行う冷凍装置に関し、特に、庫内温度の安定性向上に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルを利用して冷凍庫等の庫内を冷却する冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１には、この種の冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えており、該冷媒回路には、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張弁、利用側熱交換器が順に接続されている。圧縮機から吐出された冷媒は、熱源側熱交換器で凝縮して液冷媒となり、膨張弁で減圧されて利用側熱交換器で蒸発し、圧縮機に戻る。この冷媒循環を繰り返し、利用側熱交換器で冷媒が庫内空気から吸熱することにより、庫内を冷却する冷却運転が行われる。
【０００３】
また、上記特許文献１の冷凍装置では、利用側熱交換器を加熱して該利用側熱交換器の除霜を行うデフロスト（除霜）運転が行われる。この冷凍装置では、冷却運転が所定時間行われる毎に、デフロスト運転に切り換わるように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、デフロスト運転から冷却運転への切り換えは、一般的に、以下のように行われる。
【０００６】
デフロスト運転において、利用側熱交換器の温度が上昇し所定値に達すると（第１終了条件）、利用側熱交換器における霜が殆ど融けたとみなして、デフロスト運転は終了し冷却運転へ切り換えられる。また、利用側熱交換器の温度が所定値に達することなく所定の制限時間が経過すると（第２終了条件）、庫内温度の過度の上昇を防止する観点から、デフロスト運転は強制的に終了し冷却運転に切り換えられる。
【０００７】
しかしながら、上述したデフロスト運転の終了条件がどちらであっても、上記特許文献１の冷凍装置のように常に一定時間だけ冷却運転が行われると、以下のような問題があった。
【０００８】
即ち、第２終了条件によりデフロスト運転が強制終了した状態では、利用側熱交換器において霜が残留している可能性が高い。この状態で冷却運転が所定時間行われると、着霜が更に進行して霜が肥大化してしまい、次のデフロスト運転で除霜しきれなくなるおそれがある。そうすると、利用側熱交換器において常に霜が残留した状態となり、冷却運転において適切な冷却能力が発揮されず、庫内温度の安定性が損なわれるという問題があった。
【０００９】
また、第１終了条件によりデフロスト運転が終了した状態では、利用側熱交換器において殆ど霜が残留していないため、この状態で冷却運転が所定時間行われても、それ程着霜は進行せず肥大化する可能性は低い。一方、庫内温度の安定性を維持する観点から、冷却運転の運転時間は長い方が好ましい。ところが、上述した冷凍装置では、霜が肥大化する可能性が低い状態においても冷却運転が予め設定された所定時間しか行われないため、庫内温度の安定性が十分に確保されているとは言えなかった。
【００１０】
そこで本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定のデフロスト運転による除霜状態に応じて、冷却運転時間を最適化することにより、庫内温度の安定性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、圧縮機（21）と熱源側熱交換器（25）と庫内を冷却するための利用側熱交換器（53）とが接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）と、上記利用側熱交換器（53）で庫内を冷却する冷却運転と、上記利用側熱交換器（53）を加熱して除霜を行うデフロスト運転とを切り換えて実行する運転切換部（81）とを備えた冷凍装置を前提としている。そして、本発明は、上記運転切換部（81）は、上記デフロスト運転開始後に、上記利用側熱交換器（53）の温度が所定温度まで上昇する第１終了条件、および、上記利用側熱交換器（53）の温度が上記所定温度に上昇するまでに所定時間が経過する第２終了条件のうち、一方の終了条件を満たすと、該デフロスト運転を終了して上記冷却運転に切り換えるデフロスト終了部（82）と、上記冷却運転開始後に、所定の冷却運転時間が経過すると、該冷却運転を終了して上記デフロスト運転に切り換える一方、上記デフロスト終了部（82）によるデフロスト運転の終了条件に応じて、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間から変更する冷却終了部（83）とを備えているものである。
【００１２】
上記発明の冷凍装置は、冷却運転とデフロスト運転とが切り換えられて、繰り返し実行される。冷却運転では、圧縮機（21）で圧縮された冷媒が熱源側熱交換器（25）で凝縮した後、利用側熱交換器（53）で蒸発し庫内空気から吸熱することで、庫内の冷却が行われる。デフロスト運転では、利用側熱交換器（53）が加熱されることで、利用側熱交換器（53）の除霜が行われる。
【００１３】
本発明では、冷却運転開始後デフロスト運転に切り換わるまでの冷却運転時間は、一定ではなく、前回の冷却運転時間から変更される。冷却運転時間の変更は、前に実施されるデフロスト運転の終了条件に応じて行われる。デフロスト運転の終了条件には、第１終了条件と第２終了条件とがある。第１終了条件とは、デフロスト運転中に利用側熱交換器（53）の温度が上昇して除霜が概ね終了したとみなせる温度に達することである。一方、第２終了条件とは、利用側熱交換器（53）の温度が除霜が概ね終了したとみなせる温度に達することなく、所定の制限時間が経過することである。冷凍装置では、どちらの条件を満たしてデフロスト運転が終了しても、庫内温度を安定化させる方向に冷却運転時間は変更される。そして、次の冷却運転は、その変更された冷却運転時間で行われる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷却終了部（83）は、上記第１終了条件を満たし上記デフロスト運転が終了すると、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間よりも長くする一方、上記第２終了条件を満たし上記デフロスト運転が終了すると、上記冷却運転時間を前回の冷却運転時間よりも短くするものである。
【００１５】
本発明では、第１終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、利用側熱交換器（53）の除霜は概ね終了する。そして、冷却運転時間は前回の冷却運転時間よりも長く設定されて、冷却運転が行われる。このように霜の残留が殆どない状態で、前回より長い冷却運転時間で冷却運転が行われても、利用側熱交換器（53）への着霜はそれ程進行しない。つまり、利用側熱交換器（53）として適切な冷却能力が発揮される状態でより長く冷却運転が行われるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００１６】
一方、第２終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、利用側熱交換器（53）の霜は残留している可能性が高い。そして、冷却運転時間は前回よりも短く設定されて、冷却運転が行われる。このように、霜が残留していても前回より短く冷却運転が行われることで、霜の肥大化は抑制され、次のデフロスト運転で除霜が終了する可能性は高くなる。除霜が終了すれば、その後の冷却運転時に利用側熱交換器（53）において適切な冷却能力が発揮され、庫内温度を安定維持させることができる。
【００１７】
第３の発明は、上記第１または第２の何れかの発明において、上記デフロスト運転は、上記冷媒回路（10）において上記利用側熱交換器（53）が凝縮器として機能するように冷媒を循環させる運転である。
【００１８】
本発明では、デフロスト運転において、冷媒は冷却運転時の循環方向とは逆の方向に循環される。したがって、圧縮機（21）で圧縮された高温の冷媒が利用側熱交換器（53）に向けて吐出され利用側熱交換器（53）で凝縮することで、利用側熱交換器（53）は加熱されて除霜が行われる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る冷凍装置によれば、デフロスト運転の終了条件に応じて、冷却運転時間を変更するようにした。そのため、上記冷凍装置は、デフロスト運転終了時の除霜状態に応じて、庫内温度を安定化させる方向に冷却運転時間を調整することができる。
【００２０】
また、上記冷凍装置は、デフロスト運転から冷却運転へ切り換えが行われる度に、冷却運転時間の調整を行うようにした。その結果、冷却運転時間の調整は繰り返し行われ、
冷却運転時間は庫内温度が安定する最適値に徐々に近づく。そして、やがて冷却運転時間は最適値に達して、庫内温度はより安定した状態に維持される。このように、上記冷凍装置は、冷却運転時間を繰り返し調整することにより、庫内温度がより安定する状態を実現し、冷凍装置の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
また、上記冷凍装置では、水分の侵入や庫内設定温度の変更等、庫内環境が変化しても、その時の除霜状態に応じて冷却運転時間は変更される。つまり、庫内環境が変化すると、まず、変化後のデフロスト運転による除霜状態に応じて冷却運転時間の調整が行われる。そして、繰り返し調整を行うことにより、冷却運転時間は最適値に達して、庫内温度はより安定した状態となる。このように上記冷凍装置では、庫内環境が変化しても、早く庫内温度を安定化させることができる。
【００２２】
また、上記第２発明に係る冷凍装置によれば、デフロスト運転の終了条件のうち第１終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、冷却運転時間は前回の冷却運転時間よりも長く設定するようにした。第１終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、利用側熱交換器（53）の除霜は概ね終了する。このように霜の残留が殆どない状態で、前回より長い冷却運転時間で冷却運転が行われても、利用側熱交換器（53）への着霜はそれ程進行しない。つまり、利用側熱交換器（53）として適切な冷却能力が発揮される状態でより長く冷却運転が行われるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００２３】
また、上記第２発明に係る冷凍装置によれば、デフロスト運転の終了条件のうち第２終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、冷却運転時間は前回の冷却運転時間よりも短く設定するようにした。第２終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、利用側熱交換器（53）に霜が残留している可能性は高い。しかし、前回より冷却運転時間を短くして冷却運転が行われることで、霜の肥大化は抑制され、次のデフロスト運転で除霜が終了する可能性は高くなる。そして除霜が終了すると、その後の冷却運転において適切な冷却能力が発揮されるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００２４】
また、上記冷凍装置では、デフロスト運転の第１及び第２終了条件に応じて、冷却運転時間を繰り返し調整すると、冷却運転時間は最適化される。つまり、上記冷凍装置では、所定の制限時間内に、除霜が終了すれば冷却運転時間を長くし、除霜が終了しなければ冷却運転時間を短くすることが繰り返し行われる。そうすると、冷却運転時間は、所定の制限時間までに除霜が必ず終了する範囲で最も長い最適値に達する。そして上記冷凍装置は、その冷却運転時間の最適値で冷却運転を行うと、庫内熱交換器（53）において冷却能力が適切に発揮される冷却運転時間が最も長くなり、庫内温度を最も安定維持させることができる。
【００２５】
また、上記第３発明に係る冷凍装置によれば、デフロスト運転において、冷媒は冷却運転時の循環方向とは逆の方向に循環される。そして圧縮機（21）から利用側熱交換器（53）に向けて吐出された高温冷媒が利用側熱交換器（53）を加熱することで除霜が行われる。そのため、デフロスト運転のために新たな機構が付加されることはなく、デフロスト運転を行う冷凍装置として小型化が可能である。また、高温冷媒は配管内部から利用側熱交換器（53）を加熱するため、庫内温度に大きな影響を及ぼすことなくデフロスト運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態に係る冷凍装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態において冷却運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。
【図３】図３は、実施形態においてデフロスト運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。
【図４】図４は、実施形態においてのデフロスト終了部の制御フロー図である。
【図５】図５は、実施形態において冷却終了部の制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態の冷凍装置（1）は、冷凍庫内を冷却するものである。この冷凍装置（1）は、庫外ユニット（2）と庫内ユニット（3）とコントローラ（80）とを備え、庫外ユニット（2）と庫内ユニット（3）とが液側連絡配管（14）とガス側連絡配管（15）によって接続されている。
【００２９】
上記庫外ユニット（2）には庫外回路（20）が、庫内ユニット（3）には庫内回路（50）がそれぞれ設けられている。この冷凍装置（1）では、庫外回路（20）に対して庫内回路（50）が上述した連絡配管（14,15）で接続されることにより、蒸気圧縮式冷凍サイクルが可能な冷媒回路（10）を構成している。また冷媒回路（10）は、冷媒の循環方向が正サイクルの冷却運転と逆サイクルの除霜運転とを切り換えて行うように構成されている。なお、上記冷媒回路（10）には、例えば、冷媒としてＲ４１０Ａが充填されている。
【００３０】
〈庫外ユニット〉
上記庫外ユニット（2）の庫外回路（20）には、圧縮機（21）、四路切換弁（24）、庫外熱交換器（25）、レシーバ（27）、過冷却熱交換器（28）が冷媒配管によって順に接続されている。
【００３１】
上記圧縮機（21）の吐出側には、吐出管（22）が接続され、吐出管（22）は油分離器（38）と逆止弁（CV）が設けられている。上記の逆止弁（CV）は、圧縮機（21）から四路切換弁（24）へ向かう冷媒の流れのみを許容する弁である。上記圧縮機（21）の吸入側には、吸入管（23）が接続されている。
【００３２】
上記油分離器（38）は、油戻し管（39）を介して圧縮機（21）に接続され、中間圧の圧縮室に連通している。
【００３３】
上記四路切換弁（24）の第１ポートは、圧縮機（21）の吐出側の吐出管（22）に接続され、第２ポートは、圧縮機（21）の吸入側の吸入管（23）に接続され、第３ポートは、庫外熱交換器（25）のガス側の一端に接続され、第４ポートは、閉鎖弁（12）を介してガス側連絡配管（15）に接続されている。上記四路切換弁（24）は、冷却運転を行う場合は、第１ポートと第３ポートが互いに連通し且つ第２ポートと第４ポートが互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）に切り換わり、除霜運転を行う場合には、第１ポートと第４ポートが互いに連通し且つ第２ポートと第３ポートが互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）に切り換わるように構成されている。
【００３４】
上記庫外熱交換器（25）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、熱源側熱交換器を構成している。庫外熱交換器（25）の近傍には、庫外ファン（26）が設けられている。庫外熱交換器（25）は、冷媒が庫外ファン（26）によって送られた空気と熱交換するように構成されている。上記庫外熱交換器（25）のガス側の一端は、上述したように四路切換弁（31）の第３ポートに接続され、液側の他端は、第１液管（32）によってレシーバ（27）に接続されている。第１液管（32）には、レシーバ（27）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。
【００３５】
上記レシーバ（27）は、庫外熱交換器（25）で凝縮した液冷媒を一時的に貯留できるようになっている。
【００３６】
上記過冷却熱交換器（28）は、庫外熱交換器（25）で凝縮した液冷媒を過冷却する過冷却器を構成し、高圧側流路（28a）と低圧側流路（28b）とを備え、例えば、プレート型熱交換器で構成されている。高圧側流路（28a）の流入端は、レシーバ（27）の底部に接続され、高圧側流路（28a）の流出端は、第２液管（33）を介して閉鎖弁（11）に接続されている。第２液管（33）には、閉鎖弁（11）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。一方、低圧側流路（28b）の流入端は、第１分岐管（34）を介して第２液管（33）に接続されている。第１分岐管（34）は、第２液管（33）における逆止弁（CV）の上流側から分岐している。第１分岐管（34）には、過冷却用膨張弁（29）が設けられている。この過冷却用膨張弁（29）は、開度可変な電子膨張弁により構成されている。低圧側流路（28b）の流出端には、インジェクション管（37）の一端が接続されている。上記過冷却熱交換器（28）は、高圧側流路（28a）の冷媒と、低圧側流路（28b）の冷媒とが熱交換して、高圧側流路（28a）の冷媒を過冷却するように構成されている。
【００３７】
上記インジェクション管（37）の他端（流出端）は、油戻し管（39）に接続され、圧縮機（21）の中間圧の圧縮室に連通している。
【００３８】
上記第２液管（33）における逆止弁（CV）と閉鎖弁（11）の間には、第２分岐管（35）の一端が接続されている。第２分岐管（35）の他端は、第１液管（32）における逆止弁（CV）の下流側に接続されている。第２分岐管（35）には、第１液管（32）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。また、第１液管（32）と第２液管（33）との間には、レシーバ（27）および過冷却熱交換器（28）をバイパスする第３分岐管（36）が接続されている。つまり、第３分岐管（36）の一端は第１液管（32）における逆止弁（CV）の上流側に接続され、他端は第２液管（33）における第１分岐管（34）の接続部よりも上流側に接続されている。この第３分岐管（36）には、庫外膨張弁（31）が設けられている。庫外膨張弁（31）は、開度が調節可能な電子膨張弁である。
【００３９】
上記庫外回路（20）には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、吐出管（22）には、吐出管温度センサ（61）と高圧圧力スイッチ（62）が設けられている。吐出管温度センサ（61）は吐出管（22）の温度を検出するものであり、高圧圧力スイッチ（62）は吐出圧力を検出して異常高圧時には冷凍装置（1）を緊急停止させるものである。吸入管（23）には、吸入管（23）の温度を検出するための吸入管温度センサ（63）が設けられている。庫外ファン（26）の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ（67）が設けられている。また、第２液管（33）には、液冷媒の温度を検出する液温度センサ（68）が設けられている。
【００４０】
〈庫内ユニット〉
上記庫内ユニット（3）の庫内回路（50）には、液側端からガス側端へ向かって順に、加熱用配管（51）、庫内膨張弁（52）および庫内熱交換器（53）が設けられている。
【００４１】
上記加熱用配管（51）は、液側連絡配管（14）に接続された配管であり、上記庫内熱交換器（53）の下方に配設され、さらに加熱用配管（51）の周囲にはドレンパン（55）が設けられている。ドレンパン（55）は、庫内熱交換器（53）の表面から落下する霜や結露水を回収するものである。つまり、加熱用配管（51）は、ドレンパン（55）に回収された霜や結露水が凍結して生成される氷塊（残留フロスト）を、冷媒によって加熱して融解させるためのものである。
【００４２】
上記庫内膨張弁（52）は、開度が調節可能な電子膨張弁であり、利用側膨張弁を構成している。
【００４３】
上記庫内熱交換器（53）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、利用側熱交換器を構成している。庫内熱交換器（53）の近傍には庫内ファン（54）が設けられている。庫内熱交換器（53）は、冷媒が庫内ファン（54）によって送られた庫内空気と熱交換するように構成されている。
【００４４】
また、上記庫内回路（50）には、４つの温度センサが設けられている。具体的に、庫内熱交換器（53）の伝熱管には、冷媒の蒸発温度を検出するための蒸発温度センサ（72）が設けられている。庫内回路（50）におけるガス側端の近傍には、ガス冷媒の温度を検出するための冷媒温度センサ（73）が設けられている。庫内ファン（54）の近傍には、庫内の温度を検出するための庫内温度センサ（74）が設けられている。さらに、加熱用配管（51）の近傍には、その加熱用配管（51）の温度を検出するための配管温度センサ（75）が設けられている。
【００４５】
〈コントローラ〉
上記コントローラ（80）は、圧縮機（21）およびファン（26,54）の駆動制御を行うと共に、各種の弁（24,29,31,52）の切り換えや開度調節を行い、後述する冷却運転及びデフロスト運転を制御するものである。そして、上記コントローラ（80）には、運転切換部（81）が設けられている。
【００４６】
上記運転切換部（81）は、冷却運転とデフロスト運転とを切り換えるように構成されている。運転切換部（81）は、デフロスト終了部（82）と冷却冷却終了部（83）とを有している。
【００４７】
デフロスト終了部（82）は、デフロスト運転開始後に、デフロスト運転の終了条件を満たすと、デフロスト運転を終了して冷却運転に切り換えるように構成されている。デフロスト運転の終了条件は、庫内熱交換器（53）の温度が所定温度まで上昇する第１終了条件と、庫内熱交換器（53）の温度が上記所定温度に上昇するまでに所定時間が経過する第２終了条件とがある。所定温度とは、庫内熱交換器（53）の除霜が概ね終了したとみなせる温度である。庫内熱交換器（53）の温度として、例えば、庫内熱交換器（53）内の蒸発温度センサ（72）の温度が用いられる。尚、温度を検出する位置は、庫内熱交換器（53）の配管内に限らず、庫内熱交換器（53）の近傍であればどこでも構わない。また所定時間とは、デフロスト運転の制限時間である。このように、冷凍装置（1）では、予めデフロスト運転に制限時間を設けることで、デフロスト運転が過剰に長引くのを回避して庫内温度の大幅な上昇を抑制することができる。
【００４８】
冷却終了部（83）は、所定の冷却運転時間が経過すると、冷却運転を終了してデフロスト運転に切り換える制御を行うように構成されている。また冷却終了部（83）は、デフロスト運転の終了条件に応じて、冷却運転時間を前回の冷却運転時間から変更するように構成されている。
このデフロスト終了部（82）及び冷却終了部（83）の具体的な制御動作については後述する。
【００４９】
−運転動作−
次に、上記冷凍装置（1）の運転動作について図２及び図３を参照しながら説明する。冷凍装置（1）では、冷凍庫内を冷却する冷却運転と、庫内熱交換器（53）を加熱して除霜するデフロスト運転とが行われる。
【００５０】
〈冷却運転〉
先ず、冷却運転の動作について説明する。図２に示すように、この冷却運転では、四路切換弁（24）が第１状態に設定される。また、蒸発温度センサ（72）の検出値と冷媒温度センサ（73）の検出値の差が所定値となるように、庫内膨張弁（52）の開度を調節する過熱度制御が行われる。また、過冷却用膨張弁（29）の開度は、液温度センサ（68）の検出値が所定値となるように制御される。なお、庫外膨張弁（31）は全閉状態に設定される。
【００５１】
この冷却運転では、冷媒回路（10）において、庫外熱交換器（25）が凝縮器として機能し且つ庫内熱交換器（53）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。つまり、圧縮機（21）が駆動されると、冷媒回路（10）において図２に示す矢印の方向に冷媒が流れる。
【００５２】
具体的に、圧縮機（21）で圧縮された高温高圧のガス冷媒が吐出管（22）へ吐出される。その際、油分離器（38）では、流入した吐出冷媒から冷凍機油が分離されて貯留される。貯留された冷凍機油は、油戻し管（39）を通って圧縮機（21）へ流入する。
【００５３】
吐出管（22）へ吐出された冷媒は、四路切換弁（24）を介して庫外熱交換器（25）へ流入する。庫外熱交換器（25）では、冷媒が庫外空気と熱交換して凝縮（放熱）する。凝縮した冷媒は、第１液管（32）、レシーバ（27）および過冷却熱交換器（28）の高圧側流路（28a）を順に通過して第２液管（33）へ流入する。第２液管（33）に流入した冷媒は、一部が第１分岐管（34）へ流れ、残りが液側連絡配管（14）へ流れる。
【００５４】
第１分岐管（34）へ流れた冷媒（分岐冷媒）は、過冷却用膨張弁（29）で減圧された後、過冷却熱交換器（28）の低圧側流路（28b）へ流入する。過冷却熱交換器（28）では、高圧側流路（28a）の冷媒と低圧側流路（28b）の冷媒（分岐冷媒）とが熱交換する。これにより、高圧側流路（28a）の冷媒が過冷却され、低圧側流路（28b）の冷媒が蒸発する
。低圧側流路（28b）で蒸発したガス冷媒は、インジェクション管（37）へ流れる。したがって、液側連絡配管（14）へは、過冷却熱交換器（28）で過冷却された液冷媒が流入することとなる。
【００５５】
一方、インジェクション管（37）へ流れたガス冷媒は、油戻し管（39）から流入した冷凍機油と合流して、圧縮機（21）の圧縮機構における中間圧の圧縮室へ流入する。ここで、冷凍装置（1）では、インジェクションされる冷媒の圧力が中間圧の圧縮室内の冷媒の圧力よりも高くなるように構成されている。そうでないと、インジェクション管（37）から中間圧の圧縮室へ冷媒が流入しにくくなるからである。中間圧の圧縮室では、その圧縮室内の冷媒とインジェクションされた冷媒とが混合される。つまり、中間圧の圧縮室内の冷媒は冷却されながら圧縮される。これにより、圧縮機（21）の吐出冷媒温度の異常上昇が防止される。
【００５６】
液側連絡配管（14）へ流れた冷媒は、庫内回路（50）へ流入し、先ず、加熱用配管（51）を流れる。そうすると、ドレンパン（55）内に回収された残留フロストは、加熱用配管（51）を流れる冷媒によって加熱されて融解する。これにより、加熱用配管（51）を流れる冷媒がさらに冷却される。なお、融解後のフロスト（水）は、所定の排水経路を通じてドレンパン（55）の外部、ひいては庫外へ排出される。
【００５７】
加熱用配管（51）を流出した冷媒は、庫内膨張弁（52）で減圧された後、庫内熱交換器（53）へ流入する。庫内熱交換器（53）では、冷媒が庫内空気と熱交換して蒸発する。これにより、庫内空気が冷却される。庫内熱交換器（53）で蒸発した冷媒は、ガス側連絡配管（15）を介して再び庫外回路（20）へ流入する。庫外回路（20）へ流入した冷媒は、四路切換弁（24）を介して吸入管（23）から圧縮機（21）へ吸入される。圧縮機（21）へ吸入された冷媒は、圧縮された後再び吐出され、この冷媒循環が繰り返される。
【００５８】
〈デフロスト運転〉
図３に示すように、デフロスト運転では、四路切換弁（24）が第２状態に設定される。庫内膨張弁（52）は全開状態に設定される一方、過冷却用膨張弁（29）は全閉状態に設定される。そして、この状態で圧縮機（21）の運転を行うと、冷媒回路（10）では庫外熱交換器（25）が蒸発器として機能し且つ庫内熱交換器（53）が凝縮器として機能する蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。冷媒回路（10）では、図３に示す矢印の方向に冷媒が流れる。なお、デフロスト運転中は、庫外膨張弁（31）の開度は適宜調節される。
【００５９】
具体的に、圧縮機（21）の吐出冷媒は、油分離器（38）で冷凍機油が分離された後、四路切換弁（24）を介して庫内熱交換器（53）へ流入する。庫内熱交換器（53）では、付着した霜が高温冷媒によって加熱されて融解される一方、冷媒が霜によって冷却されて凝縮（放熱）する。庫内熱交換器（53）で凝縮した冷媒は、加熱用配管（51）を流れ、ドレンパン（55）内の残留フロストの融解に利用される。加熱用配管（51）を通過した冷媒は、液側連絡配管（14）及び第２分岐管（35）を経由してレシーバ（27）を通過し、過冷却熱交換器（28）を経て第３分岐管（36）へ流入する。第３分岐管（36）に流入した冷媒は、庫外膨張弁（31）で減圧されてから庫外熱交換器（25）へ流入する。庫外熱交換器（25）では、冷媒が庫外空気と熱交換して蒸発する。庫外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、四路切換弁（24）を介して吸入管（23）から圧縮機（21）へ吸入される。圧縮機（21）へ吸入された冷媒は、圧縮された後再び吐出され、この冷媒循環が繰り返される。
【００６０】
〈コントローラの動作〉
次に、コントローラ（80）の運転切換部（81）で行われる冷却運転とデフロスト運転の制御動作について説明する。
【００６１】
本実施形態の冷凍装置（1）は、運転切換部（81）により冷却運転とデフロスト運転とが切り換えられて、繰り返し実行される。具体的には、運転切換部（81）のデフロスト終了部（82）により、デフロスト運転から冷却運転への切り換えが行われる。一方、運転切換部（81）の冷却終了部（83）により、冷却運転からデフロスト運転への切り換えが行われる。
【００６２】
図４に示すように、デフロスト運転では、まず、ステップST1において、第１終了条件を満たすか否かが判断される。第１終了条件を満たすと、庫内熱交換器（53）の除霜が概ね終了したとみなされ、デフロスト終了部（82）によりデフロスト運転は終了する。一方、第１終了条件を満たさなければ、ステップST2へ進む。
【００６３】
ステップST2においては、第２終了条件を満たすか否かが判断される。第２終了条件を満たすと、デフロスト終了部（82）によりデフロスト運転は終了する。一方、第２終了条件を満たさなければ、再びステップST1に戻る。このように、第１終了条件及び第２終了条件のいずれかを満たすまで、ステップST1及びステップST2が繰り返し行われ、いずれかの終了条件を満たすと、デフロスト終了部（82）によりデフロスト運転は終了する。デフロスト運転が終了すると、デフロスト終了部（82）により冷却運転に切り換えられる。
【００６４】
次に図５に示すように、冷却運転では、まずステップST11において、冷却運転回数が判断される。冷却運転が１回目ならば、ステップST12へ進む。一方、冷却運転が２回目以降であれば、ステップST13へ進む。
【００６５】
ステップST12では、予め設定された時間を冷却運転時間として冷却運転が開始される。予め設定された冷却運転時間は、少なくとも庫内設定温度が概ね維持できる冷却運転時間より長ければ良い。冷却運転が開始されると、ステップST16へ進む。そして、予め設定された冷却運転時間が経過すると、冷却運転は終了する。冷却運転が終了すると、冷却終了部（83）により、デフロスト運転に切り換えられる。
【００６６】
ステップST13では、デフロスト運転が第１終了条件で終了したか否かが判断される。デフロスト運転が第１終了条件で終了していれば、ステップST14へ進み、第１終了条件で終了せずに第２終了条件で終了していれば、ステップST15へ進む。
【００６７】
ステップST14では、冷却終了部（83）により冷却運転時間が前回の冷却運転時間よりも一定時間だけ長く変更され、冷却運転が開始される。冷却運転が開始されると、ステップST16へ進む。そして、変更された冷却運転時間が経過すると、冷却運転は終了する。冷却運転が終了すると、冷却終了部（83）により、デフロスト運転に切り換えられる。
【００６８】
ステップST14へ進むのは、前のデフロスト運転が第１終了条件を満たして終了した場合であり、庫内熱交換器（53）の除霜は概ね終了している。このような場合、冷却運転時間が前回の冷却運転時間よりも長く設定されても、庫内熱交換器（53）への着霜はそれ程進行しない。つまり、庫内熱交換器（53）として冷却能力が適切に発揮される状態でより長く冷却運転が行われるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００６９】
ステップST15では、冷却終了部（83）により冷却運転時間が前回の冷却運転時間よりも一定時間だけ短く変更され、冷却運転が開始される。冷却運転が開始されると、ステップST16へ進む。そして、変更された冷却運転時間が経過すると、冷却運転は終了する。冷却運転が終了すると、冷却終了部（83）により、デフロスト運転に切り換えられる。
【００７０】
ステップST15へ進むのは、前のデフロスト運転が第２終了条件を満たして終了した場合であり、庫内熱交換器（53）の霜が残留している可能性は高い。このような場合、霜が残留していても前回より短く冷却運転が行われることで、霜の肥大化は抑制され、次のデフロスト運転で除霜が終了する可能性は高くなる。除霜が終了すれば、その後に行われる冷却運転において適切な冷却能力が発揮され、庫内温度を安定維持させることができる。
【００７１】
尚、ステップST14及びステップST15では、共に冷却運転時間が前回から一定時間だけ変更されるが、例えば、その変更時間は１から数時間単位に設定される。また、冷却運転及びデフロスト運転の運転途中で、その変更時間を変更させても構わない。
【００７２】
また、ステップST14において冷却運転時間を変更する際、庫内設定温度に応じて冷却運転時間に上限値を定めることが可能である。例えば、庫内設定温度が−５℃より低い場合、庫内の水分は固体（結晶）化した状態で浮遊するため、庫内熱交換器（53）へ着霜しにくく、霜の肥大化は生じにくい。そのため、冷却運転時間の上限値は、例えば１０時間と高く設定される。一方、庫内温度が−５℃以上の場合は、固体化されない状態で水分が浮遊するため、庫内熱交換器（53）へ着霜しやすく、霜の肥大化が生じやすい。そのため、冷凍装置（1）は、冷却運転時間の上限値を例えば３時間と低く設定し、長時間冷却による霜の肥大化を防止している。つまり、冷凍装置（1）では、霜の肥大化により冷却能力が大幅に低下しない範囲内で、冷却運転時間を変更することができる。
【００７３】
−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、デフロスト運転から冷却運転へ切り換えが行われる度に、デフロスト運転の終了条件に応じて、冷却運転時間を前の冷却運転時間から変更するようにした。
【００７４】
具体的には、所定のデフロスト制限時間内に、庫内熱交換器（53）の温度が所定温度に達する（第１終了条件）と、デフロスト終了部（82）により冷却運転時間は前回よりも長くなるように変更した。第１終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、庫内熱交換器（53）の除霜は概ね終了する。このように霜の残留が殆どない状態で、前回より長い冷却運転時間で冷却運転が行われても、庫内熱交換器（53）への着霜はそれ程進行しない。つまり、庫内熱交換器（53）として適切な冷却能力が発揮される状態でより長く冷却運転が行われるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００７５】
一方、庫内熱交換器（53）の温度が所定温度に達することなく所定時間が経過する（第２終了条件）と、デフロスト終了部（82）により冷却運転時間は前回よりも短くなるように変更した。第２終了条件を満たしてデフロスト運転が終了すると、庫内熱交換器（53）に霜が残留している可能性は高い。しかし、前回より冷却運転時間を短くして冷却運転が行われることで、霜の肥大化は抑制され、次のデフロスト運転で除霜が終了する可能性は高くなる。そして除霜が終了すると、その後の冷却運転時に庫内熱交換器（53）において適切な冷却能力が発揮されるため、庫内温度を安定維持させることができる。
【００７６】
また、冷凍装置（1）では、デフロスト運転から冷却運転へ切り換えが行われる度に、デフロスト運転の第１及び第２終了条件に応じて、冷却運転時間を繰り返し変更すると、冷却運転時間は最適化される。つまり、冷凍装置（1）では、所定の制限時間内に、除霜が終了すれば冷却運転時間を長くし、除霜が終了しなければ冷却運転時間を短くすることが繰り返し行われる。そうすると、冷却運転時間は、所定の制限時間までに除霜が必ず終了する範囲で最も長い最適値に達する。そして冷凍装置（1）は、その冷却運転時間の最適値で冷却運転を行うと、冷却能力が適切に発揮される冷却運転時間が最も長くなり、庫内温度を最も安定維持させることができる。
【００７７】
また、冷凍装置（1）では、水分の侵入や庫内設定温度の変更等、庫内環境が変化しても、デフロスト運転による除霜状態に応じて冷却運転時間は変更される。つまり、庫内環境が変化すると、変化後の除霜状態に応じて冷却運転時間の調整が行われる。そして、繰り返し調整を行うことにより、冷却運転時間は最適値に達して、庫内温度はより安定した状態となる。このように冷凍装置（1）では、庫内環境が変化しても、早く庫内温度を安定化させることができる。
【００７８】
尚、本実施形態の冷却終了部（83）は、冷却運転時間を長くすること（図５のステップST14）と、冷却運転を短くすること（図５のステップST15）の両方を行うようにしたが、本発明は何れか一方だけを行うようにしてもよい。この場合でも、従来より冷却運転時間を最適化させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
1         冷凍装置
10        冷媒回路
21        圧縮機
25        庫外熱交換器（熱源側熱交換器）
53        庫内熱交換器（利用側熱交換器）
81        運転切換部
82        デフロスト終了部
83        冷却終了部
【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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