(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機を備える１台の室外機に、冷凍室の庫内に設置される複数台の室内機が冷媒配管でつながれたマルチ型冷凍装置の制御装置において、
該室内機の庫内の設定温度を設定するリモートコントローラと、該制御装置に複数の除霜運転の方法を備え、前記制御装置は前記各々の室内機に収納された室内熱交換器が蒸発器として作用している場合に、前記室内熱交換器の中間温度若しくは出口温度を検出し、これら温度のいずれかが凍結温度に達していると判断されると、該室内熱交換器に送風を行う送風除霜と、
前記室内機をサーモオフさせ、庫内温度を利用して除霜するサーモオフ除霜と、
四方弁を反転させて高温の冷媒ガスによるホットガス除霜とを備え、
前記設定温度の設定値により、前記送風除霜と、前記サーモオフ除霜または前記ホットガス除霜とのいずれかを選択することを特徴とする冷凍装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、除霜間隔タイマの計測時間が設定された時間以上となっていた場合、前記設定温度の設定値を確認すると共に前記室内熱交換器の中間温度または出口温度のいずれかが凍結温度に達していることを検出し、前記設定温度の設定値に基づいて、一方の前記送風除霜を行うか、他方のサーモオフ除霜またはホットガス除霜を行うかのいずれかを選択することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置の制御装置。
【請求項３】
前記サーモオフ除霜と、前記ホットガス除霜とは、前記圧縮機を停止させて所定時間後、前記設定温度の設定値によりいずれかが選択されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷凍装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の室内機と１又は多数の室外機で構成されるマルチ型冷凍装置の制御装置に係わり、詳しくは各々の室内機別の凍結状態を確認し、各々の状態に応じた除霜を可能にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数の冷凍室に設置された室内機（室内熱交換器）を同一の冷媒配管系統にて室外機に接続し冷却を行わせるマルチ型冷凍装置が使用されていた。この様な形態の冷凍装置では、冷凍室を常に設定温度に保つ必要があり、複数の冷凍室を個別に冷却したい要望や、各々の冷却室の利用状況に合わせた制御が行われている。
【０００３】
このような形態の冷凍装置では、冷却している室内機（室内熱交換器）が着霜することにより冷房能力が低下することを防止するため、霜を取り除く除霜制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマルチ型冷凍装置の除霜は、同一冷媒配管系統の機器を一括して行うため、本来除霜の不要な冷凍室の温度上昇を招き、常に設定温度に保つ要望に応えることができなかった。
【０００５】
本発明では、上述した要望に応えるマルチ型冷凍装置の室内機（室内熱交換器）を個別に除霜制御することが可能な制御装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、圧縮機を備える１台の室外機に、冷凍室の庫内に設置される複数台の室内機が冷媒配管でつながれたマルチ型冷凍装置の制御装置において、該室内機の庫内の設定温度を設定するリモートコントローラと、該制御装置に複数の除霜運転の方法を備え、前記制御装置は前記各々の室内機に収納された室内熱交換器が蒸発器として作用している場合に、前記室内熱交換器の中間温度若しくは出口温度を検出し、これら温度のいずれかが凍結温度に達していると判断されると、該室内熱交換器に送風を行う送風除霜と、前記室内機をサーモオフさせ、庫内温度を利用して除霜するサーモオフ除霜と、四方弁を反転させて高温の冷媒ガスによるホットガス除霜とを備え、前記設定温度の設定値により、前記送風除霜と、前記サーモオフ除霜または前記ホットガス除霜とのいずれかを選択することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御装置は、除霜間隔タイマの計測時間が設定された時間以上となっていた場合、前記設定温度の設定値を確認すると共に前記室内熱交換器の中間温度または出口温度のいずれかが凍結温度に達していることを検出し、前記設定温度の設定値に基づいて、一方の前記送風除霜を行うか、他方のサーモオフ除霜またはホットガス除霜を行うかのいずれかを選択することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記サーモオフ除霜と、前記ホットガス除霜とは、前記圧縮機を停止させて所定時間後、前記設定温度の設定値によりいずれかが選択されることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の冷凍装置の実施の形態を示すシステム構成及び冷媒系統図である。１〜３は、冷凍室を示している。冷凍室１に収納された室内機Ａ１は、制御装置Ｂ１、電子膨張弁Ｖ１、室内熱交換器Ｈ１、センサＣ１（室内熱交換器Ｈ１の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ）、リモートコントローラＲ１（以下、リモコンと称する。）で構成され、冷凍室２に収納された室内機Ａ２は、制御装置Ｂ２、電子膨張弁Ｖ２、室内熱交換器Ｈ２、センサＣ２（室内熱交換器Ｈ２の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ）、リモコンＲ２で構成され、冷凍室３に収納された室内機Ａ３は、制御装置Ｂ３、電子膨張弁Ｖ３、室内熱交換器Ｈ３、センサＣ３（室内熱交換器Ｈ３の入口、中間、出口温度を計測する温度センサ）、リモコンＲ３で構成されている。１０は、本システムの室外機で、１１はガスエンジン、１２は圧縮機、１３は室外熱交換器、１４は制御装置である。室内機Ａ１〜Ａ３と室外機は、冷媒ガス管１５、冷媒液管１６、及び除霜時に冷媒流れを反転させるための四方弁１７でつながれて構成される。
【００２０】
次に、このシステムの動作を詳述する。室外機１０は、ガスエンジン１１により圧縮機１２を駆動し、凝縮器として作用する室外熱交換器１３で液化された冷媒を冷媒液管１６で室内機Ａ１〜Ａ３に供給し、室内熱交換器Ｈ１〜Ｈ３でガス化された冷媒を冷媒ガス管１５を介して圧縮機１２へ回収する。室内機の動作として例えば室内機Ａ１について説明すると、室外機１０から供給される液冷媒は、電子膨張弁Ｖ１で流量調整されて供給される。室内機Ｄ１の冷媒の入口温度と中間温度と出口温度は、センサＣ１で検出され制御装置Ｂ１へ伝達され、更に室外機１０の制御装置１４へ伝達される。また、室内機Ｄ１の温度設定を行うリモコンＲ１のデータも、室外機１０の制御装置１４へ伝達される。
【００２１】
上述した一連の制御を、室外機１０に具備する制御装置１４が行っており、この制御に必要なセンサ信号を室内機Ａ１のセンサＣ１、室内機Ａ２のセンサＣ２、室内機Ａ３のセンサＣ３、室内機Ａ１のリモコンＲ１、室内機Ａ２のリモコンＲ２、室内機Ａ２のリモコンＲ２から受信し、判断し、各室内機の制御装置Ｂ１〜Ｂ３へ返している。
【００２２】
次に、本発明の実施形態の制御装置１４が行う除霜制御の動作を図２〜５に示す。
【００２３】
除霜制御を行う条件としては、制御装置１４の除霜モード設定により自動除霜と定刻除霜が選択できる。自動除霜は、室内熱交換器の温度によって除霜のタイミングを自動的に決めて行う除霜であり、定刻除霜はその除霜タイミングを予め設定された除霜時刻に行う除霜である。
【００２４】
図２は、自動除霜の動作を示すフロー図であり、室内熱交換器Ｈ１〜Ｈ３の中間温度及び出口温度、室内機Ａ１〜Ａ３の設定温度（リモコンＲ１〜Ｒ３で設定する庫内温度設定）、除霜間隔の３つの要素で制御している。
【００２５】
ステップＳ１では、除霜間隔タイマの計測時間が設定間隔を超えていれば、リモコンの設定温度を確認し（ステップＳ２）、設定間隔以下であれば処理を終了する。ステップＳ２においてリモコンの設定温度が低くなければ、熱交換器の中間もしくは出口温度が凍結温度に達しているか確認し、凍結温度に達していれば送風除霜を開始する（ステップＳ３→Ｓ４）。ステップＳ３において凍結温度に達していなければ処理を終了する。ステップＳ２において設定温度が低い場合（送風除霜できないほど庫内が低温の場合）は、熱交換器中間及び出口温度のいずれか低い方が凍結温度状態になっており、時間が経過していれば除霜方法の選択処理へ移行する（ステップＳ５→Ｓ６）。ステップＳ６において時間の経過が短ければ処理を終了する。
【００２６】
図３は、図２で示したフロー図の除霜方法の選択処理の詳細な動作を示すフロー図である。この除霜方法は、サーモオフ除霜（室内機をサーモオフさせて庫内温度を利用して除霜する）と、温度の高い冷媒のよる除霜（ホットガス除霜）（四方弁を暖房側に切替えて運転し、高温高圧の冷媒ガスで除霜する）の２種類の方法を室内機別に選択している。
【００２７】
ステップＳ７で室外機１０の圧縮機１２を停止させ、３分間経過したかを確認し、３分間経過していなければ処理を終了する（ステップＳ８）。次に、リモコンＲ１〜Ｒ３の設定温度が低いかどうか確認し、設定温度が低くなければ送風除霜を開始する（ステップＳ９→Ｓ１０）。設定温度が低い場合は、熱交換器の中間及び出口温度のいずれか低い方が送風するだけで除霜ができる温度になっているか確認し、温度の高い冷媒による除霜を開始する（ステップＳ９→Ｓ１１→Ｓ１２）。
【００２８】
図４は、庫内温度が高い場合に実行する送風除霜の詳細な動作を示すフロー図である。
【００２９】
ステップＳ１３で冷媒液の回収動作中であるか判断し、回収していない場合は室内膨張弁を閉めて（ステップＳ１４）、ステップＳ１８へ進む。冷媒液の回収中の場合は、室内ファンを停止し、四方弁が冷房側になっているか、暖房側になっているかで制御を切替えている（ステップＳ１５→Ｓ１６→Ｓ１７）。次にステップＳ１８で、熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方が除霜完了温度に達して、ある程度時間が経過したかどうか確認し、所定時間経過後に除霜運転を終了する（ステップＳ１８→Ｓ２０）。ステップＳ１８において時間の経過が短い場合は、予め設定されている除霜運転時間の最長値を越えていないか確認し、超えている場合は除霜運転を終了する（ステップＳ１９）。
【００３０】
図５は、庫内温度が低く送風除霜が出来ない場合に実行する、温度の高い冷媒を室内熱交換器に流して行う除霜運転の詳細な動作を示すフロー図である。
【００３１】
ステップＳ２１では、熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方が除霜完了温度に達して、ある程度時間が経過したかどうか確認する。時間経過が短い場合は、次に熱交換器入口及び中間温度のいずれか低い方がすぐ除霜を終了しなければならない温度に達していないか確認する（ステップＳ２２）。更に、予め設定されている除霜運転時間の最長値を超えていないか確認し、最長除霜時間を経過し、且つ熱交換器中間温度か出口温度のいずれか低い方の温度が期待値より上がらなかった場合、除霜不良と判定し除霜を終了する（ステップＳ２３→Ｓ２５）。そして、除霜後の運転時に室内熱交換器の温度が下がるまで室内ファンを停止し、処理を終了する（ステップＳ２７）。また、ステップ２３で最長除霜時間が経過してしまった場合は除霜運転を終了する。
【００３２】
このとき、リモコンには除霜運転中を示す表示を行う。また、四方弁が暖房側になっていても運転モードの表示は「冷房」のままとする。
【００３３】
制御装置１４のその他の制御としては、温度の高い冷媒による除霜運転をいずれかの室内機で実施している場合は、他の室内機の冷媒弁は閉じておく。また、除霜不良に至った場合は、リモコンに「除霜」及び「点検」を同じに表示し、室外機の制御装置１４が具備する表示装置に警報を表示させる。ただし、通常の冷房運転はそのまま継続することができ、次の除霜時期に来た時に除霜不良を解除する。この時、再び除霜不良に至れば再度警報を表示する。
【００３４】
以上、本発明を上述した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、本発明の制御装置は、各々の室内熱交換器ごとに最適な除霜方法を実施するので、必要最低限の除霜運転を選択することが可能となると共に、除霜に必要な時間を最小に近づけることが可能となり、冷凍室の庫内温度上昇を必要最低限に抑えられる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、本発明の制御装置は、必要な室内熱交換器のみ除霜運転を実施するため、他の熱交換器の運転には影響しないため、除霜が必要でない冷凍室の温度上昇を防ぐことができる。
【００３７】
請求項３に記載の発明によれば、圧縮機を停止させて所定時間後、サーモオフ除霜、或いはホットガス除霜を行うため、最適な除霜方法を実施するので、運転効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスヒートポンプ式冷凍装置の構造を示した冷媒回路図である。
【図２】本発明に係る自動除霜制御の動作を示すチャート図である。
【図３】本発明に係る除霜方法の選択の動作を示すチャート図である。
【図４】本発明に係る送風除霜の動作を示すチャート図である。
【図５】本発明に係る温度の高い冷媒による除霜の動作を示すチャート図である。
【符号の説明】
１０  室外機
１４  制御装置
１５、１６  冷媒配管
Ａ１、Ａ２、Ａ３  室内機
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  温度検出手段
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３  室内熱交換器
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３  冷媒弁
【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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