(57)【要約】【課題】  加熱運転起動時及び加熱運転切換時における吐出圧力調整弁の頻繁な開閉動作を改善することができる冷凍装置を提供すること。【解決手段】  圧縮機４から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒をエバポレータ８Ａ，８Ｂに導入し、エバポレータで保冷庫３Ａ，３Ｂ内に放熱させて内部を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を圧縮機４へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行う冷凍装置であり、この冷凍装置は、圧縮機１の高圧を検出する圧力センサ１６と、非凝縮加熱運転時に開閉し、余剰冷媒をコンデンサ５側へ分流させて高圧制御を行う吐出圧力調整弁１２と、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、吐出圧力調整弁１２の開時間を強制的に延長する余剰冷媒分流促進制御手段と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒を、コンデンサ、レシーバ及び膨張弁をバイパスし、かつ、減圧手段により保冷庫の庫内温度飽和圧力以下まで減圧してエバポレータに導入することにより、前記エバポレータで前記保冷庫内に放熱させて前記保冷庫内を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を前記圧縮機へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行う冷凍装置であって、
前記圧縮機の高圧を検出する圧力検出手段と、
前記非凝縮加熱運転時に開閉し、余剰冷媒を前記コンデンサ側へ分流させて高圧制御を行う吐出圧力調整弁と、
運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、前記吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長する余剰冷媒分流促進制御手段と、
を備えていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記余剰冷媒分流促進制御手段は、前記吐出圧力調整弁を開状態から閉状態に切り換える時、開状態を維持する所定の遅延時間を設けることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記余剰冷媒分流促進制御手段は、前記加熱運転の起動時及び冷却運転からの運転切換時に前記吐出圧力調整弁を閉状態とする前に所定の開状態維持時間を設けることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
【請求項４】
圧縮機から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒を、コンデンサ、レシーバ及び膨張弁をバイパスし、かつ、減圧手段により保冷庫の庫内温度飽和圧力以下まで減圧してエバポレータに導入することにより、前記エバポレータで前記保冷庫内に放熱させて前記保冷庫内を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を前記圧縮機へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行う冷凍装置の運転制御方法であって、
前記非凝縮加熱運転時に、前記圧縮機の高圧を検出する圧力検出手段の検出値に応じて吐出圧力調整弁を開閉し、余剰冷媒を前記コンデンサ側へ分流させて高圧制御を行うと共に、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、前記吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長して余剰冷媒の分流を促進することを特徴とする冷凍装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保冷庫内の保冷（冷却）だけでなく保温（加熱）も行える冷凍装置及びその運転制御方法に関し、たとえば車両用冷凍装置に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、保冷庫内の保冷（冷却）だけでなく保温（加熱）も行える車両用冷凍装置において、保温のための加熱を行う方式には次の２つが挙げられる。
（１）温水加熱方式
（２）ホットガス冷媒加熱方式
【０００３】
温水加熱方式は、車両用エンジンの冷却水（その温度は９０℃前後になる）を、保冷庫内に導入し、この温水から放熱させることによって保冷庫内を加熱する方式である（たとえば、特許文献１参照）。
ホットガス冷媒加熱方式は、圧縮機から吐出された冷媒（高温高圧の気相状態であり、一般的には「ホットガス」と呼ばれている）を直接エバポレータに導入し、エバポレータにおいてホットガスから放熱させることにより保冷庫内を加熱する方式である。このホットガス冷媒加温方式は、圧縮機から吐出された高温高圧のガス冷媒が保有する熱を利用して冷凍庫内を加熱するので、ガス冷媒の凝縮熱を利用する加熱方式と区別するため、非凝縮加温サイクルとも呼ばれている。
【０００４】
このような非凝縮加温サイクルでは、圧縮機から吐出される冷媒を庫内温度飽和圧力以下に減圧し、過熱域の顕熱で庫内を加温する。そして、加温サイクル中を循環する冷媒ガス量を調整することにより、圧縮機から吐出される冷媒の高低圧を制御する。すなわち、吐出圧力が設定値以上の高圧となって余剰冷媒が生じると吐出圧力調整弁を開き、コンデンサ及びレシーバ側に余剰冷媒を分流させて逃がすことで冷媒量を調整し、これとは反対に加温サイクルの冷媒ガス量が不足し、吐出圧力が設定値以下の低圧まで低下した場合には、たとえば低圧リリーフ弁を開いてレシーバから加温サイクル中に冷媒を戻して吐出圧力を回復させるという制御が行われている。
【特許文献１】特開平１０−１６０３２１号公報（段落［００１６］及び図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記２つの加熱方式には、次のような問題点が指摘されている。
一方の温水加熱方式においては、冷却水を保冷庫内に導入するための配管を別途施工する必要があり、車両に対する冷凍装置の架装が複雑になる。
【０００６】
また、通常の非凝縮冷媒加温サイクルでは、圧縮機とコンデンサとの間に設けられた吐出圧力調整弁の開閉動作による高圧制御と、定圧膨脹弁による低圧制御とにより、一定の加熱能力を得ることができる。
従来の吐出圧力調整弁では、加温サイクル中の冷媒ガス量（ホットガス量）を調整しながら、すなわち、コンデンサやレシーバに余剰冷媒を分流させてチャージしながら高圧を抑えるように制御している。
【０００７】
ここで、吐出圧力調整弁の開閉制御を図６に基づいて具体的に説明する。
この開閉制御では、諸条件に応じて第１の設定圧力Ｐ１及び第２の設定圧力Ｐ２を予め定め（Ｐ１＜Ｐ２）ておき、圧縮機出口の圧力（高圧）が第２の設定圧力Ｐ２まで圧力上昇した時点で、余剰冷媒があると判断して吐出圧力調整弁を開く（弁開度１００％）。そして、吐出圧力調整弁を通って冷媒ガスがコンデンサ側へチャージされると、冷媒ガス量の減少により圧縮機出口の圧力が低下していくので、第２のヒステリシス設定圧力Ｐ２ｈ（Ｐ２ｈ＜Ｐ２）まで圧力低下した時点で吐出圧力調整弁を閉じる（弁開度０％）。すなわち、吐出圧力調整弁は、第２の設定圧力Ｐ２及び第２のヒステリシス設定圧力Ｐｈ２によるヒステリシスを設けて、図６に矢印で示すような反時計廻りの開閉制御がなされている。
【０００８】
さて、このような従来の運転制御では、冷凍装置が運転停止状態から加熱運転を開始する時（以下、「加熱運転起動時」と呼ぶ）、あるいは、冷却運転から加熱運転に運転切換した時（以下、「加熱運転切換時」と呼ぶ）において、吐出圧力調整弁を開いて比較的多量の余剰冷媒をコンデンサ側へチャージする必要がある。このため、加熱運転起動時及び加熱運転切換時に吐出圧力調整弁を開くと、空間容量の大きなコンデンサやレシーバに余剰冷媒が分流されるため急激な圧力低下を生じるので、第２のヒステリシス設定圧力Ｐ２ｈ以下に低下して吐出圧力調整弁は短時間で閉となる。しかし、充分な量の余剰冷媒が分流されずに加温サイクル側に残るため、圧縮機の吐出圧力はすぐに第２の設定圧力Ｐ２まで上昇してしまい、再度吐出圧力調整弁が開となる。
【０００９】
以下同様にして、たとえば図７に示すように、吐出圧力（高圧）の変動により吐出圧力調整弁が短時間の開閉を頻繁に繰り返した後、加温サイクル中の余剰冷媒がなくなって吐出圧力が静定した時点で開閉も安定する。
このように、吐出圧力調整弁の開閉動作が頻繁に繰り返されると、その耐久性が問題になるばかりか、開閉動作により生じる開閉音が運転騒音ともなって好ましくない。このため、冷凍装置の商品性を向上させるためには、冷凍装置の加熱性能を損なうことなく吐出圧力調整弁の頻繁な開閉を低減することが望まれる。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱運転起動時及び加熱運転切換時における吐出圧力調整弁の頻繁な開閉動作を改善することができる冷凍装置及びその運転制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒を、コンデンサ、レシーバ及び膨張弁をバイパスし、かつ、減圧手段により保冷庫の庫内温度飽和圧力以下まで減圧してエバポレータに導入することにより、前記エバポレータで前記保冷庫内に放熱させて前記保冷庫内を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を前記圧縮機へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行う冷凍装置であって、前記圧縮機の高圧を検出する圧力検出手段と、前記非凝縮加熱運転時に開閉し、余剰冷媒を前記コンデンサ側へ分流させて高圧制御を行う吐出圧力調整弁と、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、前記吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長する余剰冷媒分流促進制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
このような本発明の冷凍装置によれば、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長する余剰冷媒分流促進制御手段を備えているので、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時には、余剰冷媒を強制的にコンデンサ側へ分流させて圧縮機の高圧を効率よく下げることができる。
【００１３】
また、上述した本発明の冷凍装置においては、前記余剰冷媒分流促進制御手段は、前記吐出圧力調整弁を開状態から閉状態に切り換える時、開状態を維持する所定の遅延時間を設けることが好ましく、これにより、遅延時間内に余剰冷媒をコンデンサ側へ分流させて圧縮機の高圧を効率よく下げることができる。
【００１４】
また、上述した本発明の冷凍装置においては、前記余剰冷媒分流促進制御手段は、前記加熱運転起動時及び冷却運転からの運転切換時に前記吐出圧力調整弁を閉状態とする前に所定の開状態維持時間を設けることが好ましく、これにより、開状態維持時間内に余剰冷媒をコンデンサ側へ分流させて圧縮機の高圧を効率よく下げることができる。
【００１５】
本発明に係る冷凍装置の運転制御方法は、圧縮機から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒を、コンデンサ、レシーバ及び膨張弁をバイパスし、かつ、減圧手段により保冷庫の庫内温度飽和圧力以下まで減圧してエバポレータに導入することにより、前記エバポレータで前記保冷庫内に放熱させて前記保冷庫内を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を前記圧縮機へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行う冷凍装置の運転制御方法であって、前記非凝縮加熱運転時に、前記圧縮機の高圧を検出する圧力検出手段の検出値に応じて吐出圧力調整弁を開閉し、余剰冷媒を前記コンデンサ側へ分流させて高圧制御を行うと共に、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、前記吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長して余剰冷媒の分流を促進することを特徴とするものである。
【００１６】
このような冷凍装置の運転制御方法によれば、非凝縮加熱運転時に、圧縮機の高圧を検出する圧力検出手段の検出値に応じて吐出圧力調整弁を開閉し、余剰冷媒をコンデンサ側へ分流させて高圧制御を行うと共に、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時に、吐出圧力調整弁の開時間を強制的に延長して余剰冷媒の分流を促進するので、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時には、強制的に延長した開時間内に余剰冷媒をコンデンサ側へ分流させて圧縮機の高圧を効率よく下げることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明の冷凍装置及びその運転制御方法によれば、運転停止状態から加熱運転の起動時及び冷却運転から加熱運転への運転切換時においては、余剰冷媒を強制的にコンデンサ側へ分流させて圧縮機の高圧を十分に下げることができるので、下記のような効果が得られる。
（１）吐出圧力調整弁（たとえば電磁弁）の頻繁な開閉動作を防ぎ、吐出圧力調整弁の信頼性や耐久性を向上させる。
（２）吐出圧力調整弁（たとえば電磁弁）の開閉回数が減少するので、開閉音による騒音の発生を低減することができる。
（３）吐出圧力調整弁を閉じる前に所定の遅延時間を設ける方式の場合、所定の開状態維持時間を設けるという一定時間停止方式において、外気が低い時に生じることが懸念される加温サイクルのガス不足を防止することができる。
【００１８】
このように、吐出圧力調整弁の信頼性や耐久性の向上に加えて、運転騒音の低減も可能になることから、冷凍装置の商品性向上に顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る冷凍装置及びその制御方法について、一実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る冷凍装置として、車両用冷凍装置の構成図を示したものである。また、図２は前記車両用冷凍装置の冷却サイクルを示す説明図、図３は前記車両用冷凍装置の加温（加熱）サイクルを示す説明図、図４は前記車両用冷凍装置における吐出圧力調整弁の開閉制御を示す説明図である。
【００２０】
図１に示す車両用冷凍装置１は、トラック等の車両に搭載されてコンテナ（荷室）内の冷却及び加熱を行う装置である。この車両用冷凍装置１は、２つの保冷庫３Ａ，３Ｂを有しており、保冷庫３Ａ，３Ｂ内の保冷（冷却）だけでなく保温（加熱）も行えるものである。保冷庫３Ａは車両の前側に配置されており、前室とも称する。保冷庫３Ｂは車両の後側に配置されており、後室とも称する。
【００２１】
図１に示すように、車両用冷凍装置１は、圧縮機４、コンデンサ５、レシーバ６、膨張弁７Ａ，７Ｂ、エバポレータ８Ａ，８Ｂ、アキュムレータ９を有しており、これらの各機器が図１中に太い実線で示す冷媒配管Ｌ１を介して順次接続されることにより、冷媒を用いた冷却（冷凍）サイクルを実現する閉回路の冷媒循環系統を構成している。また、車両用冷凍装置１には制御装置１０が装備されており、制御装置１０は制御部１０Ａ、記憶部１０Ｂ及び入力部１０Ｃを有している。
【００２２】
２つのエバポレータ８Ａ，８Ｂは、膨張弁７Ａ，７Ｂなどとともに前記系統内に並列に接続されている。詳述すると、冷媒配管Ｌ１は、レシーバ６の出口側とエバポレータ８Ａ，８Ｂの出口側との間において、冷媒配管Ｌ１−１と冷媒配管Ｌ１−２とに並列に分岐されている。
一方の冷媒配管Ｌ１−１には、膨張弁７Ａとエバポレータ８Ａとが冷媒流れ方向の下流側から順に設けられ、かつ、開閉弁ＳＶ１（電磁弁）が膨張弁７Ａの上流側に設けられている。開閉弁ＳＶ１は冷媒流路（冷媒配管Ｌ１−１）を開閉して、エバポレータ８Ａへの冷媒の導入を断続するものである。
【００２３】
他方の冷媒配管Ｌ１−２には、膨張弁７Ｂとエバポレータ８Ｂとが下流側から順に設けられ、かつ、開閉弁ＳＶ２が膨張弁７Ｂの上流側に設けられている。開閉弁ＳＶ２は冷媒流路（冷媒配管Ｌ１−２）を開閉して、エバポレータ８Ｂへの冷媒の導入を断続するものである。
この場合、エバポレータ８Ａは保冷庫（前室）３Ａ側に配置され、エバポレータ８Ｂは保冷庫（後室）３Ｂ側に配置されている。
【００２４】
また、冷媒配管Ｌ１には、図１中に細い実線で示すバイパス配管Ｌ２が、上述したコンデンサ５、レシーバ６及び膨張弁７Ａ，７Ｂをバイパスして接続されている。バイパス配管Ｌ２の一端側（上流側）は圧縮機４の吐出側に接続される一方、バイパス配管Ｌ２の他端側（下流側）はバイパス配管Ｌ２−１，Ｌ２−２の２つに分岐され、その一方のバイパス配管Ｌ２−１がエバポレータ８Ａの入口側に接続され、他方のバイパス配管Ｌ２−２がエバポレータ８Ｂの入口側に接続されている。
さらに、一方のバイパス配管Ｌ２−１には、冷媒流路（バイパス配管Ｌ２−１）を開閉してエバポレータ８Ａへの冷媒の導入を断続する開閉弁ＳＶ３（電磁弁）が設けられ、他方のバイパス配管Ｌ２−２には、冷媒流路（バイパス配管Ｌ２−２）を開閉してエバポレータ８Ｂへの冷媒の導入を断続する開閉弁ＳＶ４（電磁弁）が設けられている。
【００２５】
従って、加熱運転の際、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４を開けば、バイパス配管Ｌ２により、圧縮機１から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒（ホットガス）を、コンデンサ５、レシーバ６及び膨張弁７Ａ，７Ｂをバイパスして、エバポレータ８Ａ，８Ｂに導入することができる。
また、バイパス配管Ｌ２には減圧手段としての定圧膨張弁１１が設けられている。この定圧膨張弁１１では、加熱運転の際、圧縮機４から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒を、過熱状態におかれる保冷庫３Ａ，３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ったままで減圧する。
【００２６】
すなわち、圧縮機４、定圧膨張弁１１、エバポレータ８Ａ，８Ｂが冷媒配管Ｌ１及びバイパス配管Ｌ２を介して順次接続されることにより、一般的にはホットガスとも呼ばれている非凝縮冷媒による加温サイクルを実現する冷媒循環系統を構成している。
【００２７】
また、冷媒配管Ｌ１には、吐出圧力調整手段としての吐出圧力調整弁１２が設けられている。この吐出圧力調整弁１２は、圧縮機４の高圧側（吐出側）とコンデンサ５の入口側との間に設けられており、圧縮機４の高圧側（圧縮機４の吐出側から定圧膨張弁１１及び吐出圧力調整弁１２までの間）の冷媒圧力、すなわち、圧縮機４から吐出された高温高圧で気相状態にある冷媒（ホットガス）の圧力が、第２の設定圧力（以下、所定圧力）Ｐ２よりも高い場合に開く電磁弁である。ここで使用する吐出圧力調整弁１２の電磁弁には、消費電力の低減を可能にする通電閉（ノーマルオープン）タイプが好ましい。
なお、バイパス配管Ｌ２の一端側は、吐出圧力調整弁１２の上流側において、圧縮機１から吐出された高圧側の冷媒が流れる冷媒配管Ｌ１に接続されている。
【００２８】
従って、バイパス配管Ｌ２に冷媒を流す加熱運転の際、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高い場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて高圧側の冷媒の一部を余剰冷媒として、冷媒配管Ｌ１に分流させる。この余剰冷媒は、コンデンサ５及びレシーバ６に導かれてチャージ（貯留）されるので、上述した高圧側の冷媒圧力を所定圧力Ｐ２以下に下げることができる。このことによって、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が高くなり過ぎないように調整されている。
【００２９】
そして、レシーバ６と圧縮機４の低圧側（エバポレータ８Ａ，８Ｂの出口側からアキュムレータ９または圧縮機４の吸い込み側までの間）とは、冷媒流路としての冷媒配管Ｌ３によってつながれており、この冷媒配管Ｌ３には、冷媒流路（冷媒配管Ｌ３）を開閉して冷媒の流通を断続する開閉手段としての低圧リリーフ弁１３と、開閉弁ＳＶ５（電磁弁）とが設けられている。
【００３０】
低圧リリーフ弁１３は、細い配管Ｌ４によって圧縮機４の高圧側と接続されており、細い配管Ｌ４を介して得られる前記高圧側の冷媒圧力が第１の設定圧力（以下、所定圧力）Ｐ１よりも低い場合に開く弁である。従って、加熱運転の際（この時、開閉弁ＳＶ５は開とされる）、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低い場合には、低圧リリーフ弁１３が開いて、レシーバ６に保持されている冷媒の一部が圧縮機４の低圧側に戻されると、エバポレータ８Ａ，８Ｂから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加えられることにより、上述した高圧側の冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
この時、レシーバ６に保持されている冷媒は、レシーバ６の冷媒圧力と、圧縮機４の低圧側の冷媒圧力との差圧によって、レシーバ６から前記低圧側へと流れる（戻される）。なお、この場合のレシーバ６の冷媒圧力は、冷媒が単にレシーバ６内に保持されている状態であるため、外気温度によって決まることとなる。
【００３１】
また、圧縮機４の高圧側には、高圧側の圧力検出手段としての圧力センサ１６が設置されており、この圧力センサ１６による高圧側の冷媒の圧力検出値と所定圧力Ｐ２とを比較して、吐出圧力調整弁１２の開閉制御を行うようになっている。
また、圧縮機４と吐出圧力調整弁１２との間、レシーバ６と開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２との間、及びエバポレータ８Ａ，８Ｂとアキュムレータ９との間には、冷媒の流れを一方向に規制する逆止弁１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄがそれぞれ設置されている。
また、保冷庫３Ａ，３Ｂには、保冷庫３Ａ，３Ｂ内の温度（庫内温）を検出する温度センサ１５Ａ，１５Ｂが設置されている。
【００３２】
制御装置１０の制御部１０Ａは、吐出圧力調整弁１２、コンデンサ用ファンＦＭ２、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒ、圧縮機４の駆動源となる図示しないエンジンと圧縮機４との間に介設された圧縮機クラッチＭＣＬ、開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ５、温度センサ１５Ａ，１５Ｂ及び圧力センサ１６と、それぞれ図１中に点線で示す信号線で接続されており、車両用冷凍装置１の各運転モード（詳細後述）において、各温度センサ１５Ａ，１５Ｂの庫内温度検出信号（庫内温度検出値）と庫内温度設定値とに基づき、吐出圧力調整弁１２及び開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ５の開閉制御、コンデンサ用ファンＦＭ２及びエバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒの運転／停止制御、さらには圧縮機クラッチＭＣＬの断続制御（圧縮機４の運転／停止制御）を行う。
【００３３】
制御部１０Ａでは、通常は前述のように圧力センサ１６の圧力検出値と所定圧力Ｐ２とを比較し、圧力検出値が所定値Ｐ２以上であれば吐出圧力調整弁１２を開く。
しかし、後述する各運転モードの中で、車両用冷凍装置１が運転停止状態から加熱運転を開始する時（以下、「加熱運転起動時」と呼ぶ）、あるいは、冷却運転から加熱運転に運転切換する時（以下、「加熱運転切換時」と呼ぶ）には、吐出圧力調整弁１２の開時間を強制的に延長することにより、余剰冷媒をコンデンサ５側へ積極的に分流させて定圧膨張弁１１側へ流れる冷媒量を減少させる制御を実施する。以下の説明では、このような制御を「余剰冷媒分流促進制御手段」と呼ぶこととし、この余剰冷媒分流促進制御手段は、たとえば制御回路として制御部１０Ａ内に組み込まれている。
【００３４】
制御装置１０の入力部１０Ｃは、保冷庫３Ａ，３Ｂそれぞれの庫内温度設定値、運転モードの選択、各保冷庫３Ａ，３Ｂの１回当りの加熱／冷却時間（エバポレータ８Ａ，８Ｂへの冷媒導入時間）などの情報を入力するために使用される。制御装置１０の記憶部１０Ｂでは、温度センサ１５Ａ，１５Ｂの庫内温度検出値及び保冷庫３Ａ，３Ｂそれぞれの庫内温度設定値や、その他の情報を記憶しておくようになっている。
【００３５】
ここで車両用冷凍装置１の各運転モードについて、［表１］を参照して説明する。
なお、表１において、前室サーモ「ＯＮ」は、冷却運転の場合には温度センサ１５Ａの庫内温度検出値が保冷庫３Ａの庫内温度設定値よりも高いと判断して保冷庫３Ａの冷却運転を実行することを意味し、加熱運転の場合には温度センサ１５Ａの庫内温度検出値が保冷庫３Ａの庫内温度設定値よりも低いと判断して保冷庫３Ａの加熱運転を実行することを意味する。同様に、後室サーモ「ＯＮ」は、冷却運転の場合には温度センサ１５Ｂの庫内温度検出値が保冷庫３Ｂの庫内温度設定値よりも高いと判断して保冷庫３Ｂの冷却運転を実行することを意味し、加熱運転の場合には温度センサ１５Ｂの庫内温度検出値が保冷庫３Ｂの庫内温度設定値よりも低いと判断して保冷庫３Ｂの加熱運転を実行することを意味する。
【００３６】
また、前室サーモ「ＯＦＦ」は、冷却運転の場合には温度センサ１５Ａの庫内温度検出値が保冷庫３Ａの庫内温度設定値以下になったと判断して保冷庫３Ａの冷却運転を停止すること（温度管理停止）を意味し、加熱運転の場合には温度センサ１５Ａの庫内温度検出値が保冷庫３Ａの庫内温度設定値以上になったと判断して保冷庫３Ａの加熱運転を停止すること（温度管理停止）を意味する。同様に、後室サーモ「ＯＦＦ」は、冷却運転の場合には温度センサ１５Ｂの庫内温度検出値が保冷庫３Ｂの庫内温度設定値以下になったと判断して保冷庫３Ｂの冷却運転を停止すること（温度管理停止）を意味し、加熱運転の場合には温度センサ１５Ｂの庫内温度検出値が保冷庫３Ｂの庫内温度設定値以上になったと判断して保冷庫３Ｂの加熱運転を停止すること（温度管理停止）を意味する。
【００３７】
また、「◎」と「×」のマークは、吐出圧力調整弁１２及び開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ５に関しては「開」と「閉」、コンデンサ用ファンＦＭ２及びエバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒに関しては「運転」と「停止」、圧縮機クラッチＭＣＬに関しては「接続」（圧縮機４の運転）と「切り離し」（圧縮機４の停止）を意味する。
【００３８】
【表１】
2005180751.tif 000003
【００３９】
表１に示すように、車両用冷凍装置１では、次の（１）〜（５）の運転モードを選択することができる。
（１）前室・後室とも冷却運転モード
（２）前室・後室とも加熱運転モード
（３）前室冷却・後室加熱運転モード
（４）前室加熱・後室冷却運転モード
（５）デフロスト運転モード
【００４０】
そして、制御装置１０では、運転モード（１）〜（５）の何れかが選択されたとき、次の（Ａ）〜（Ｌ）の運転モードを選択的に実行する。
（Ａ）前室冷却・後室冷却交互運転モード  （（Ｂ）と（Ｃ）の交互運転）
（Ｂ）前室のみ冷却（後室は温度管理停止）運転モード
（Ｃ）後室のみ冷却（前室は温度管理停止）運転モード
（Ｄ）前室加熱・後室加熱同時運転モード
（Ｅ）前室のみ加熱（後室は温度管理停止）運転モード
（Ｆ）後室のみ加熱（前室は温度管理停止）運転モード
（Ｇ）前室冷却・後室加熱交互運転モード  （（Ｂ）と（Ｆ）の交互運転）
（Ｈ）前室加熱・後室冷却交互運転モード  （（Ｅ）と（Ｃ）の交互運転）
（Ｉ）前室のみデフロスト運転モード
（Ｊ）後室のみデフロスト運転モード
（Ｋ）前室・後室同時デフロスト運転モード
【００４１】
すなわち、運転モード（１）が選択されたときには運転モード（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）が選択的に実行され、運転モード（２）が選択されたときには運転モード（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）が選択的に実行され、運転モード（３）が選択されたときには運転モード（Ｇ），（Ｂ），（Ｆ）が選択的に実行され、運転モード（４）が選択されたときには運転モード（Ｈ），（Ｅ），（Ｃ）が選択的に実行される。また、運転モード（５）が選択されたときには、さらに運転モード（Ｉ），（Ｊ），（Ｋ）の何れかが選択されて実行される。なお、運転モード（Ａ）〜（Ｋ）の詳細は次のとおりである。
【００４２】
運転モード（１）が選択されているとき、前室サーモ及び後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ａ）が実行される。運転モード（Ａ）では、運転モード（Ｂ）と運転モード（Ｃ）の交互運転が行われる。この交互運転はたとえば２分間隔で行われる。なお、この時同時運転は行わず、交互運転を行うのは、冷却運転では２室の温度が異なる場合、冷媒の蒸発圧力も異なるためである。
【００４３】
運転モード（１）が選択されているとき、前室サーモがＯＮで後室サーモがＯＦＦであれば、運転モード（Ｂ）が実行される。なお、運転モード（Ａ）は前述の運転モード（Ａ）や、後述する運転モード（Ｇ）においても実行される。
【００４４】
運転モード（Ｂ）では、次のような冷却運転が行われる。すなわち、開閉弁ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５が閉じられ、開閉弁ＳＶ１及び吐出圧力調整弁１２が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒ及びコンデンサ用ファンＦＭ２は運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。
【００４５】
圧縮機４から吐出された高温高圧で気相状態の冷媒は、吐出圧力調整弁１２を流通してコンデンサ５に流入する。コンデンサ２に流入した冷媒は外部の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒となる。この液冷媒はレシーバ６、開閉弁ＳＶ１を流通し、膨張弁７Ａを流通する過程で断熱膨張して低温低圧の液冷媒となった後にエバポレータ８Ａに流入する。エバポレータ８Ａに流入した液冷媒は、保冷庫３Ａ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒（気相状態の冷媒）となる。この低温低圧のガス冷媒はエバポレータ８Ａから流出した後、アキュムレータ９を流通し、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００４６】
図２に示すように、飽和線を表すモリエル線図Ｉに対して、この時の冷却サイクルは図中にＩＩで示すようになる。すなわち、冷却サイクルＩＩにおいてａ点からｂ点までが圧縮機４による冷媒の圧縮、ｂ点からｃ点までがコンデンサ５による冷媒の凝縮、ｃ点からｄ点までが膨張弁７Ａによる冷媒の膨張（減圧）、ｄ点からａ点までがエバポレータ８Ａにおける冷媒の蒸発（保冷庫内の冷却）である。
【００４７】
運転モード（１）が選択されているとき、前室サーモがＯＦＦで後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｃ）が実行される。なお、運転モード（Ｂ）は前述の運転モード（Ａ）や、後述する運転モード（Ｈ）においても実行される。
【００４８】
運転モード（Ｃ）でも、上記の運転モード（ｂ）と同様に次のような冷却運転が行われる。すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５が閉じられ、開閉弁ＳＶ２及び吐出圧力調整弁１２が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒ及びコンデンサ用ファンＦＭ２は運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。
圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出され、吐出圧力調整弁１２を流通してコンデンサ５に流入する。コンデンサ２に流入した冷媒は庫外の空気に熱を与え、自らは凝縮して高温高圧の液冷媒（液相状態の冷媒）となる。この液冷媒はレシーバ６、開閉弁ＳＶ２を流通し、膨張弁７Ｂを流通する過程で断熱膨張して低温低圧の液冷媒となった後にエバポレータ８Ｂに流入する。エバポレータ８Ｂに流入した液冷媒は、保冷庫３Ｂ内の空気を冷却し、自らは蒸発して低温低圧のガス冷媒（気相状態の冷媒）となる。この低温低圧のガス冷媒はエバポレータ８Ｂから流出した後、アキュムレータ９を流通し、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００４９】
そして、運転モード（２）が選択されているとき、前室サーモ及び後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｄ）が実行される。
【００５０】
運転モード（Ｄ）では、次のような非凝縮冷媒加熱運転が行われる。すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒは運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。なお、コンデンサ用ファンＦＭ２は停止される。
【００５１】
圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い状態で吐出圧力調整弁１２を閉じているため、コンデンサ５には流入せず、全量が定圧膨張弁１１に流入する。この定圧膨脹弁１１に導かれた冷媒は、保冷庫３Ａ，３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４を流通してエバポレータ８Ａ，８Ｂに導入される。エバポレータ８Ａ，８Ｂでは、導入された気相状態の冷媒が、凝縮を伴わないで放熱し、保冷庫３Ａ，３Ｂ内の空気を加熱する。放熱した冷媒は低温低圧の気相状態となってエバポレータ８Ａ，８Ｂから流出し、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００５２】
かくして、非凝縮の冷媒による加熱運転が行われる。図３に示すように、飽和線や等温線を表すモリエル線図Ｉに対して、この時の加温サイクルはＩＩＩのようになる。加温サイクルＩＩＩにおいて、ａ点からｂ点までが圧縮機４による冷媒の圧縮、ｂ点からｃ点までが定圧膨張弁１１による冷媒の減圧、ｃ点からａ点までがエバポレータ８Ａ，８Ｂにおける冷媒の放熱（保冷庫内の加熱）である。
【００５３】
この非凝縮冷媒加熱運転の際、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、すなわち圧力センサ１６で検出した冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部が分流してコンデンサ６に導入される。その結果、前記高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。こうしてコンデンサ６に導入された冷媒は、レシーバ６に保持される。
また、図６に示すように、吐出圧力調整弁１２は、冷媒圧力が所定圧力Ｐ２まで上昇した時点で開となり、第２のヒステリシス設定圧力Ｐ２ｈまで圧力低下した時点で閉となるように、ヒステリシスが設けられている。
【００５４】
一方、この非凝縮冷媒加熱運転の際、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ａ，８Ｂから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記高圧側の冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
すなわち、図６に示すように、低圧リリーフ弁１３は冷媒圧力が所定圧力Ｐ１まで低下した時点で開き始め、さらに冷媒圧力が低くなるにしたがって弁開度が増加する。なお、低圧リリーフ弁１３は、図示のように開と閉の特性が一致せず、すなわち、閉時には第１のヒステリシス設定圧力Ｐ１ｈで全閉となるようにヒステリシスが設けられている。
【００５５】
また、図６に示すように、所定圧力Ｐ１，Ｐ２は、Ｐ２よりもＰ１のほうが低く設定され、かつ、ヒステリシスも考慮して（Ｐ１ｈ＜Ｐ２ｈ）、吐出圧力調整弁１２が開いている時期と、低圧リリーフ弁１３が開いている時期とが重ならないように設定されている。
【００５６】
上記のような非凝縮冷媒による加熱運転では、定圧膨張弁１１の絞り量と、圧縮機４、定圧膨張弁１１及びエバポレータ８Ａ，８Ｂを有してなる非凝縮冷媒加温サイクルの系統を循環する冷媒の循環流量とによって、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力（圧縮機４の吐出圧力）が決まる。従って、吐出圧力調整弁１２が開いてレシーバ６に保持される冷媒の量が増えることにより、前記冷媒の循環流量が低下すると、前記高圧側の冷媒圧力が低下してしまう。そこで、前記高圧側の冷媒圧力の低下を抑制するため、前記高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１より低くなると低圧リリーフ弁１３が開いて、レシーバ６に保持されている冷媒の一部を、非凝縮冷媒加温サイクルの系統に戻して同系統を流れる冷媒に加えることにより、前記冷媒の循環流量を増やすようになっている。
【００５７】
冷媒圧力の低下についてさらに詳述すると、定圧膨張弁１１はエバポレータ８Ａ，８Ｂに導入される冷媒の圧力を保冷庫３Ａ，３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで減圧するため、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が高くなるほど開度が減少し（絞られ）、逆に前記冷媒圧力が低くなるほど開度が増加する。従って、前記冷媒の循環流量の低下により前記高圧側の冷媒圧力が低下してきても、定圧膨張弁１１の働きにより、圧縮機４の低圧側の冷媒圧力は直ぐには低下せず、定圧膨張弁１１が全開してから低下し始める。このため、非凝縮冷媒加温サイクルにおける冷媒圧力の低下をできるだけ早期に抑制するには、前記高圧側の冷媒圧力の低下に応じて冷媒を補充することが非常に有効であると考えられる。
このため、細い配管Ｌ４で連通させた高圧側の冷媒圧力を監視して、上記のように前記高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１より低くなると低圧リリーフ弁１３を開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を戻すようにしている。なお、低圧リリーフ弁１３は、運転モード（Ａ）などの冷却運転時においても冷媒圧力が低いときには開いてしまうことがあるため、冷却運転時には冷媒配管Ｌ３を確実に閉じておくことができるように開閉弁ＳＶ５が設けられている。
【００５８】
運転モード（２）が選択されているとき、前室サーモがＯＮで後室サーモがＯＦＦであれば、運転モード（Ｅ）が実行される。
【００５９】
運転モード（Ｅ）では、保冷庫８Ａに対してのみ非凝縮冷媒加熱運転が行われる。すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２、ＳＶ４及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ５が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒは運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。なお、コンデンサ用ファンＦＭ２は停止される。
【００６０】
圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い限りは吐出圧力調整弁１２が開かないため、コンデンサ５には流入せず、定圧膨張弁１１によって保冷庫３Ａの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ３を流通してエバポレータ８Ａに導入される。エバポレータ８Ａでは、導入された気相状態の冷媒が、凝縮を伴わないで放熱し、保冷庫３Ａ内の空気を加熱する。放熱した冷媒は低温低圧の気相状態となってエバポレータ８Ａから流出し、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。かくして、冷媒を凝縮させず、非凝縮の冷媒による加熱運転が行われる（図３参照）。
【００６１】
この非凝縮冷媒加熱運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部がコンデンサ６に導入される。その結果、前記冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。なお、コンデンサ６に導入された冷媒はレシーバ６に保持される。
【００６２】
そして、この非凝縮冷媒加熱運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ａから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
【００６３】
運転モード（２）が選択されているとき、前室サーモがＯＦＦで後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｆ）が実行される。
【００６４】
運転モード（Ｆ）では、保冷庫８Ｂに対してのみ非凝縮冷媒加熱運転が行われる。すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２、ＳＶ３及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ４，ＳＶ５が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒは運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。なお、コンデンサ用ファンＦＭ２は停止される。
【００６５】
圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い限りは吐出圧力調整弁１２が開かないため、コンデンサ５には流入せず、定圧膨張弁１１によって保冷庫３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ４を流通してエバポレータ８Ｂに導入される。エバポレータ８Ｂでは、導入された気相状態の冷媒が、凝縮を伴わないで放熱し、保冷庫３Ｂ内の空気を加熱する。放熱した冷媒は低温低圧の気相状態となってエバポレータ８Ｂから流出し、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。かくして、冷媒を凝縮させず、非凝縮の冷媒による加熱運転が行われる（図３参照）。
【００６６】
この非凝縮冷媒加熱運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部がコンデンサ６に導入される。その結果、前記冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。なお、コンデンサ６に導入された冷媒はレシーバ６に保持される。
【００６７】
そして、この非凝縮冷媒加熱運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ｂから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
【００６８】
次に、運転モード（３）が選択されているとき、前室サーモ及び後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｇ）が実行される。運転モード（Ｇ）では、運転モード（Ｂ）と運転モード（Ｆ）の交互運転が行われる。この交互運転はたとえば２分間隔で行われる。
【００６９】
運転モード（３）が選択されているとき、前室サーモがＯＮで後室サーモがＯＦＦであれば、運転モード（Ｂ）が実行される。
【００７０】
運転モード（３）が選択されているとき、前室サーモがＯＦＦで後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｆ）が実行される。
【００７１】
次に、運転モード（４）が選択されているとき、前室サーモ及び後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｈ）が実行される。運転モード（Ｈ）では、運転モード（Ｅ）と運転モード（Ｃ）の交互運転が行われる。この交互運転はたとえば２分間隔で行われる。
【００７２】
運転モード（４）が選択されているとき、前室サーモがＯＮで後室サーモがＯＦＦであれば、運転モード（Ｅ）が実行される。
【００７３】
運転モード（４）が選択されているとき、前室サーモがＯＦＦで後室サーモがＯＮであれば、運転モード（Ｅ）が実行される。
【００７４】
次に、運転モード（５）が選択されているとき、さらに運転モード（Ｉ）が選択された場合には、次のように保冷庫３Ａ（エバポレータ８Ａ）に対してのみデフロスト運転が行われる。
【００７５】
すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ４及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ５が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆは停止され、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｒ及びコンデンサ用ファンＦＭ２は運転され、圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４が運転される）。圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い限りは吐出圧力調整弁１２が開かないため、コンデンサ５には流入せず、定圧膨張弁１１によって保冷庫３Ａの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ３を流通してエバポレータ８Ａに導入される。エバポレータ８Ａでは、導入された気相状態の冷媒によって保冷庫３Ａ（エバポレータ８Ａ）の霜取りが行われる。エバポレータ８Ａから流出した低温低圧で気相状態の冷媒は、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００７６】
かくして、非凝縮の冷媒によるデフロスト運転が行われる。図示は省略するが、保冷庫３Ａにはデフロスト終了を判断する温度センサ（エバポレータコイルの表面温度等を計測するセンサ）の温度検出値が目標温度に達した時点で開閉弁ＳＶ３を閉じてデフロスト運転を終了する。なお、デフロスト運転としては、タイマーや手動によってデフロスト運転の開始や終了を制御するタイマーデフロストや手動デフロストも可能である。
【００７７】
このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部がコンデンサ６に導入される。その結果、前記冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。なお、コンデンサ６に導入された冷媒はレシーバ６に保持される。
【００７８】
また、このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ａから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
【００７９】
運転モード（５）が選択されているとき、さらに運転モード（Ｊ）が選択された場合には、次のように保冷庫３Ｂ（エバポレータ８Ｂ）に対してのみデフロスト運転が行われる。
【００８０】
すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ４，ＳＶ５が開けられる。また、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ及びコンデンサ用ファンＦＭ２は運転され、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｒは停止され，圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い限りは吐出圧力調整弁１２が開かないため、コンデンサ５には流入せず、定圧膨張弁１１によって保冷庫３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ４を流通してエバポレータ８Ｂに導入される。エバポレータ８Ｂでは、導入された気相状態の冷媒によって保冷庫３Ｂ（エバポレータ８Ｂ）の霜取りが行われる。エバポレータ８Ｂから流出した低温低圧で気相状態の冷媒は、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００８１】
かくして、冷媒を凝縮させず、非凝縮の冷媒によるデフロスト運転が行われる。図示は省略するが、保冷庫３Ｂにはデフロスト終了を判断する温度センサ（エバポレータコイルの表面温度等を計測するセンサ）の温度検出値が目標温度に達した時点で開閉弁ＳＶ４を閉じてデフロスト運転を終了する。
【００８２】
なお、このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部がコンデンサ６に導入される。その結果、前記冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。コンデンサ６に導入された冷媒はレシーバ６に保持される。
【００８３】
また、このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ｂから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
【００８４】
運転モード（５）が選択されているとき、さらに運転モード（Ｋ）が選択された場合には、次のように保冷庫３Ａ，３Ｂ（エバポレータ８Ａ，８Ｂ）の両方に対してデフロスト運転が行われる。
【００８５】
すなわち、開閉弁ＳＶ１，ＳＶ２及び吐出圧力調整弁１２が閉じられ、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５が開けられる。また、コンデンサ用ファンＦＭ２は運転され、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒは停止され，圧縮機クラッチＭＣＬは接続される（圧縮機４は運転される）。圧縮機４で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相状態となって圧縮機４から吐出される。この高温高圧で気相状態の冷媒は、その圧力が所定圧力Ｐ２よりも低い限りは吐出圧力調整弁１２が開かないため、コンデンサ５には流入せず、定圧膨張弁１１によって保冷庫３Ａ，３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで気相状態を保ちつつ減圧された後、開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４を流通してエバポレータ８Ａ，８Ｂに導入される。エバポレータ８Ａ，８Ｂでは、導入された気相状態の冷媒によって保冷庫３Ａ，３Ｂ（エバポレータ８Ａ，８Ｂ）の霜取りが行われる。エバポレータ８Ａ，８Ｂから流出した低温低圧で気相状態の冷媒は、アキュムレータ９を流通した後、圧縮機４に吸入されて圧縮される。以降は上記の行程が繰り返される。
【００８６】
かくして、冷媒を凝縮させず、非凝縮の冷媒によるデフロスト運転が行われる。前述のデフロスト終了を判断する温度センサ（エバポレータコイルの表面温度等を計測するセンサ）の温度検出値が目標温度に達した時点で開閉弁ＳＶ３，ＳＶ４を閉じてデフロスト運転を終了する。
なお、このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ２よりも高くなった場合には、吐出圧力調整弁１２が開いて、前記高圧側の冷媒の一部がコンデンサ６に導入される。その結果、前記冷媒圧力が所定圧力Ｐ２以下に低減される。なお、コンデンサ６に導入された冷媒はレシーバ６に保持される。
【００８７】
また、このデフロスト運転の際にも、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低くなった場合には、低圧リリーフ弁１３が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻すことにより、エバポレータ８Ａ，８Ｂから圧縮機４へと戻る低温低圧で気相状態の冷媒に加える。このことにより、前記冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くすることができる。
【００８８】
前室サーモ及び後室サーモがＯＦＦになったときには停止モード（Ｌ）となる。停止モード（Ｌ）では、通電開の吐出圧力調整弁１２を除く全ての開閉弁ＳＶ１〜ＳＶ５が閉じられ、コンデンサ用ファンＦＭ２は停止され、圧縮機クラッチＭＣＬは切り離され（圧縮機４が停止され）、エバポレータ用ファンＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒのみが運転される。
【００８９】
以上説明したように、車両用冷凍装置１においては、圧縮機４から吐出された気相状態で高温高圧の冷媒を、コンデンサ５、レシーバ６及び膨張弁７Ａ，７Ｂをバイパスし、かつ、定圧膨張弁１１により保冷庫３Ａ，３Ｂの庫内温度飽和圧力以下まで減圧してエバポレータ８Ａ，８Ｂに導入することにより、エバポレータ８Ａ，８Ｂで保冷庫３Ａ，３Ｂ内に放熱させて保冷庫３Ａ，３Ｂ内を加熱し、この放熱で低温低圧の気相状態となった冷媒を圧縮機４へと戻す非凝縮冷媒加熱運転を行うため、温水加熱方式のように温水（エンジン冷却水）を導入する配管の施工を要せず、かつ、アキュムレータに液冷媒を溜める必要もなく、保冷庫３Ａ，３Ｂ内を迅速にかつ効率よく加熱することができる。
【００９０】
また、上述した車両用冷凍装置１においては、レシーバ６と圧縮機４の低圧側とをつなぐ冷媒配管Ｌ３を開閉する低圧リリーフ弁１３を有し、圧縮機４の高圧側の冷媒圧力が所定圧力Ｐ１よりも低い場合、この低圧リリーフ弁１２が開いてレシーバ６に保持されている冷媒の一部を、圧縮機４の低圧側に戻して、エバポレータ８Ａ，８Ｂから圧縮機４へ戻る低温低圧の気相状態となった冷媒に加えることにより、前記高圧側の冷媒圧力を所定圧力Ｐ１以上に高くする構成としたため、冷媒の循環量を確保して加熱能力を高く保つことができる。この場合の圧力調整手段としては、必ずしも低圧リリーフ弁１３に限定されるものではなく、圧力センサ１６の圧力検出値に基づいて電動弁や電磁弁などの弁の開閉を行う構成としてもよい。
【００９１】
さて、上述した車両用冷凍装置１は、加熱運転起動時及び加熱運転切換時において、吐出圧力調整弁１２の開時間を強制的に長くする余剰冷媒分流促進制御手段を備えている。この余剰冷媒分流促進制御手段は、たとえば運転停止の状態から運転モード（２）を選択して（Ｄ）の加熱運転を開始する場合や、運転モード（１）の（Ａ）で冷却運転している状態から運転モード（２）の（Ｄ）に切り換えて加熱運転を開始する場合等に実施されるものであり、所定圧力Ｐ２以上の高圧となった時に吐出圧力調整弁１２を開くという通常の開閉制御とは異なっている。
【００９２】
このような加熱運転起動時及び加熱運転切換時には、加熱運転開始と共に吐出圧力調整弁１２が閉じられる。しかし、加温サイクルに余剰冷媒を生じるため、圧力センサ１６が所定値Ｐ２以上の高圧を検出して吐出圧力調整弁１２はすぐに開くこととなる。
そこで、たとえば図４に示すように、吐出圧力調整弁１２を開状態から閉状態に切り換える時には、余剰冷媒分流促進制御手段として遅延時間ｔｄを設ける。
【００９３】
図４は加熱運転切換時の場合であり、冷却から加熱に切り換えられた時間Ｔで吐出圧力調整弁１２が閉じるため、冷媒循環経路の容積減少等に伴い圧力センサ１６が検出する吐出圧力Ｐは上昇する。この結果、吐出圧力が所定値Ｐ２まで上昇した時間Ｔ１で吐出圧力調整弁１２を開とするが、冷媒循環容積にコンデンサ５やレシーバ６が加わって急増するため、吐出圧力Ｐは短時間の開時間ｔａで急激に圧力Ｐａまで減少する。
この圧力Ｐａは、第２のヒステリシス設定圧力Ｐ２ｈより低く、第１の設定圧力Ｐ１より高い値であるから（図６参照）、通常（従来）の開閉制御では吐出圧力調整弁１２が時間Ｔ２ですぐに閉となる。なお、図中の圧力変化ΔＰは、加温サイクル静定までの圧力Ｐａと所定圧力Ｐ２との差圧である。
【００９４】
しかし、開状態から閉状態への遅延時間ｔｄを設けてあるので、吐出圧力調整弁１２が実際に閉じるのは、時間Ｔ２から遅延時間ｔｄを経過した時間Ｔ３となる。このため、実際に吐出圧力調整弁１２が開いているのは、時間Ｔ１からＴ３までの時間ｔとなる。
すなわち、この時間ｔは、
ｔ＝ｔａ＋ｔｄ  であるから、
通常制御と比較して遅延時間ｔｄ分だけ吐出圧力調整弁１２の開時間が延長されることになり、この延長時間内に余剰冷媒をコンデンサ５側へ分流させることができる。換言すれば、遅延時間ｔｄを設けたことにより、吐出圧力調整弁１２を遅延時間ｔｄだけ長く開いて加温サイクルからコンデンサ５側へ導く余剰冷媒量を増すことができる。
なお、遅延時間ｔｄは諸条件に応じて適宜設定可能な値であるが、たとえば５秒程度の時間が設定される。
【００９５】
従って、遅延時間ｔｄ分だけ吐出圧力調整弁１２の開閉サイクルが長くなり、しかも、開時間の延長に伴ってコンデンサ５側へチャージする１サイクル当たりの余剰冷媒量が増加するので、加温サイクル運転が安定するまでに生じていた吐出圧力調整弁１２の頻繁な開閉は解消または大幅に低減される。なお、安定した加温サイクルの運転に到達するまで必要となる吐出圧力調整弁１２の開閉回数は、余剰冷媒量に応じて変化する。
また、余剰冷媒のチャージは外気温度が低温の場合ほど早いため、上述したように所定の遅延時間ｔｄを設けておき、吐出圧力調整弁１２の開閉回数（図示の例では３回）で余剰冷媒のチャージ量を調整できる余剰冷媒分流促進制御手段は、チャージ量が多くなりすぎて加温サイクル側の冷媒量が不足するという現象を防止するためにも好都合である。
【００９６】
＜第２の実施形態＞
続いて、上述した余剰冷媒分流促進制御手段の他の実施形態を図５に基づいて説明する。
この場合の余剰冷媒分流促進制御手段は、加熱運転起動時及び加熱運転切換時に吐出圧力調整弁１２を閉状態とする前に設定した所定の開状態維持時間ｔｈとなる。この開状態維持時間ｔｈは、たとえば冷却運転から加熱運転に切り換えられた時、通常（従来）の制御では運転切換と同時に吐出圧力調整弁１２を閉じるのに対し、所定の開状態維持時間ｔｈだけ開状態から閉状態への切換時期を遅らせるように設定された時間である。なお、この開状態維持時間ｔｈは諸条件に応じて適宜定める値であるが、通常は３０秒程度に設定される。
【００９７】
すなわち、冷却運転から時間Ｔで加熱運転に切り換えられた場合、時間Ｔから開状態維持時間ｔｈが経過した時間Ｔ１になるまで吐出圧力調整弁１２を開状態に維持し、加温サイクルからコンデンサ５側へ余剰冷媒を分流させてチャージする時間を確保している。換言すれば、加熱運転起動時及び加熱運転切換時においては、吐出圧力調整弁１２を閉じる前に所定時間ｔｈだけ開状態を維持しておき、この間に余剰冷媒をコンデンサ５側へ強制的に分流させてチャージするのである。
この結果、加温サイクル側の余剰冷媒がかなり減少することとなるので、吐出圧力調整弁１２の開閉制御を時間Ｔ１から通常通りに実施しても、すなわち、時間Ｔ１から所定圧力Ｐ２及び第２のヒステリシス設定圧力Ｐ２ｈを検出しての開閉制御を実施しても、すでに余剰冷媒量がかなり減少しているので、加温サイクル運転が安定するまでに生じる吐出圧力調整弁１２の頻繁な開閉は大幅に低減または解消される。
【００９８】
上述した冷凍装置及びその制御方法は、加熱運転起動時及び加熱運転切換時において、吐出圧力調整弁１２の開閉制御に遅延時間ｔｄ（第１の実施形態）や開状態維持時間ｔｈ（第２の実施形態）のような余剰冷媒分流促進制御手段を備え、吐出圧力調整弁１２の開時間を通常制御時よりも積極的に延長して加温サイクル側の余剰冷媒を強制的にコンデンサ５側へ分流させて、この余剰冷媒を加温サイクル外のコンデンサ５にチャージするように構成したので、吐出圧力調整弁１２の頻繁な開閉動作が改善される。従って、吐出圧力調整弁１２として使用される電磁弁等の弁類はその耐久性や信頼性を増し、しかも、吐出圧力調整弁１２の頻繁な開閉動作による冷凍装置の運転騒音も低減されるので、商品性の向上した冷凍装置となる。
【００９９】
ところで、上述した第１及び第２の実施形態では、冷凍装置を車両用冷凍装置として説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、他の冷凍装置にも適用可能である。
また、余剰冷媒分流促進制御手段については、上述した遅延時間ｔｄ及び開状態維持時間ｔｈの併用も可能である。
また、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、たとえば冷凍サイクルの構成についても種々の変形例が可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用冷凍装置の構成図である。
【図２】前記車両用冷凍装置の冷却サイクルを示す説明図である。
【図３】前記車両用冷凍装置の加温サイクルを示す説明図である。
【図４】前記車両用冷凍装置における余剰冷媒分流促進制御手段として、遅延時間ｔｄを示す説明図である。
【図５】本発明に係る余剰冷媒分流促進制御手段の第２の実施形態として、開状態維持時間ｔｈを示す説明図である。。
【図６】吐出圧力調整弁の通常（従来）制御を示す説明図である。
【図７】図６に示した通常制御の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  車両用冷凍装置
３Ａ，３Ｂ  保冷庫
４  圧縮機
５  コンデンサ
６  レシーバ
７Ａ，７Ｂ  膨張弁
８Ａ，８Ｂ  エバポレータ
９  アキュムレータ
１０  制御装置
１０Ａ  制御部
１０Ｂ  記憶部
１０Ｃ  入力部
１１  定圧膨張弁
１２  吐出圧力調整弁
１３  低圧リリーフ弁
１４Ａ〜１４Ｄ  逆止弁
１５Ａ，１５Ｂ  温度センサ
１６  圧力センサ
Ｌ１  冷媒配管
Ｌ２  バイパス配管
Ｌ３  冷媒配管
Ｌ４  細い配管
Ｌ５  バイパス配管
Ｌ６  バイパス配管
ＳＶ１〜ＳＶ５  開閉弁（電磁弁）
ＦＭ１Ｆ，ＦＭ１Ｒ  エバポレータ用ファン
ＦＭ２  コンデンサ用ファン
ＭＣＬ  圧縮機クラッチ
ｔｄ  遅延時間（余剰冷媒分流促進制御手段）
ｔｈ  開状態維持時間（余剰冷媒分流促進制御手段）
【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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