CN104813124A - 集装箱用冷冻装置 - Google Patents
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Abstract
吹出温度传感器(34)探测依次通过蒸发器(25)和加热装置(17)后吹向集装箱(C)的库内的吹出空气的温度。在冷却运转和除湿运转中,温度控制部(101)将冷却部(18)控制成由吹出温度传感器(34)探测到的吹出探测温度(Tss)达到目标温度(Tx)。在冷却运转中,目标控制部(201)将目标温度(Tx)设定成与库内设定温度(Tsp)相等的第一设定温度,并且,在从冷却运转切换成除湿运转的情况下,目标控制部(201)将目标温度(Tx)设定成将库内设定温度(Tsp)与目标加算温度相加而得的第二设定温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种集装箱用冷冻装置,尤其涉及一种关于防止低温造成不良影响的对策的集装箱用冷冻装置。
背景技术
以往,为了对用于海运等的集装箱内部进行冷却而使用了集装箱用冷冻装置。专利文献1中示出的集装箱用冷冻装置包括一种依次连接有压缩机、冷凝器、贮液器、电子膨胀阀以及蒸发器的制冷剂回路。并且,在该集装箱用冷冻装置上设置有加热用热交换器(加热装置),该加热用热交换器(加热装置)位于制冷剂回路的蒸发器的风的下游侧。该加热用热交换器构成为,供压缩机的喷出气态制冷剂流动。而且,在该集装箱用冷冻装置中将冷却运转和除湿运转切换着进行,其中,上述冷却运转是一种在蒸发器中对从集装箱的库内吸入到的空气进行冷却的处理,上述除湿运转是一种在蒸发器中对从集装箱的库内吸入到的空气进行冷却并进行除湿后在加热用热交换器中对该空气进行加热的处理。
专利文献1:日本公开专利公报特开平11-63769号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
然而,在如上所述的集装箱用冷冻装置中,从集装箱的库内吸入到的空气在通过蒸发器和加热装置(例如,加热用热交换器)之后,通过沿集装箱的库内宽度方向延伸的吹出口而吹向集装箱的库内。并且,在吹出口的一个部位上设置有吹出温度传感器,上述吹出温度传感器探测从吹出口吹出的空气(即吹出空气)的温度。然后,在冷却运转和除湿运转中的每一个运转中进行温度控制,以便由吹出温度传感器探测出的吹出空气的温度(以下表述为吹出探测温度)变成预先设定过的库内设定温度。
但是,在如上所述的集装箱用冷冻装置中有时存在下述情况,即:在除湿运转中,通过加热装置的空气(即,在蒸发器中进行过冷却除湿的空气)在集装箱的库内宽度方向上不会被均匀地加热。例如,当加热用热交换器的制冷剂温度在库内宽度方向上不均匀的情况下,通过加热用热交换器的空气在库内宽度方向上不会被均匀地加热,从而如图11所示,从加热用热交换器吹出的空气的温度不均匀。在这样的情况下,如果从冷却运转切换成除湿运转,则难以利用吹出温度传感器准确地探测库内宽度方向上的吹出空气的最低温度。具体而言,除湿运转下的吹出探测温度可能会高于库内宽度方向上的吹出空气的实际最低温度。因此,即使在除湿运转中以吹出探测温度变成库内设定温度的方式进行温度控制,库内宽度方向上的吹出空气的最低温度也会低于库内设定温度,其结果是,低温可能会对集装箱中的货物造成不良影响。
于是,本发明的目的在于:提供一种能够防止低温对集装箱中的货物造成不良影响的情况的集装箱用冷冻装置。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明涉及一种集装箱用冷冻装置,其特征在于,上述集装箱用冷冻装置包括具有制冷剂回路16和加热装置17的冷却部18,上述制冷剂回路16上依次连接有压缩机21、冷凝器23、膨胀机构76以及蒸发器25而供制冷剂循环,上述加热装置17设置在从集装箱C的库内吸入到的吸入空气的流动方向上的上述蒸发器25的下游侧,在上述冷却部18中,该吸入空气依次通过该蒸发器25和该加热装置17而吹向该集装箱C的库内,上述集装箱用冷冻装置进行冷却运转和除湿运转,在上述冷却运转中使上述加热装置17停止来在上述蒸发器25中对上述吸入空气进行冷却,在上述除湿运转中在上述蒸发器25中对上述吸入空气进行冷却除湿后在上述加热装置17中对冷却除湿过的上述吸入空气进行加热,上述集装箱用冷冻装置包括:吹出温度传感器34,其探测依次通过上述蒸发器25和上述加热装置17而吹向上述集装箱C的库内的吹出空气的温度;温度控制部101,其在上述冷却运转和上述除湿运转中将上述冷却部18控制成由上述吹出温度传感器34探测出的吹出空气的温度亦即吹出探测温度Tss达到预先设定过的目标温度Tx;以及目标控制部201,其在上述冷却运转中将上述目标温度Tx设定成与对上述集装箱C的库内温度预先设定过的库内设定温度Tsp相等的第一设定温度,另一方面,当从该冷却运转切换到上述除湿运转的情况下,上述目标控制部201将该目标温度Tx设定成将该库内设定温度Tsp和预先设定过的目标加算温度相加而得的第二设定温度。
在上述第一方面的发明中,进行冷却运转和除湿运转。在各运转中,在冷却部18的制冷剂回路16中进行制冷循环,上述制冷循环是将从压缩机21中喷出的制冷剂在冷凝器23中冷凝并在膨胀机构76中膨胀之后在蒸发器25中蒸发的循环。在冷却运转中,从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在通过蒸发器25之际与在蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换,从而被冷却。目标控制部201在冷却运转中将目标温度Tx设定成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。因此,在冷却运转中,温度控制部101将冷却部18控制成:吹出探测温度Tss变成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。
并且,在上述第一方面的发明中,当从冷却运转切换成除湿运转的情况下,从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在通过蒸发器25之际与在蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换而被冷却,从而结露(即,被进行冷却除湿),并且在通过加热装置17之际被加热装置17加热。目标控制部201将目标温度Tx设定成将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的第二设定温度。因此,在从冷却运转切换成除湿运转的情况下,温度控制部101对冷却部18进行控制,以便吹出探测温度Tss达到将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的第二设定温度。
另外,在除湿运转中,通过加热装置17的空气(即,在蒸发器25中已被冷却除湿的空气)有时在集装箱C的库内宽度方向上不会被均匀地加热。在该情况下,通过蒸发器25和加热装置17后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度不均匀,其结果是,吹出探测温度Tss可能会高于集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度。因此,假设即使在除湿运转下进行温度控制以便吹出探测温度Tss变成库内设定温度Tsp,集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度也可能会低于库内设定温度Tsp。
另一方面,在上述第一方面的发明中,当从冷却运转切换成除湿运转的情况下,目标温度Tx被设定成比库内设定温度Tsp高的第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的温度),因此能够从整体上提高吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度,其结果是,还能够提高集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的温度。由此,即使当通过加热装置17的空气在集装箱C的库内宽度方向上不会被均匀地加热的情况下,也能够抑制集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度低于库内设定温度Tsp。
第二方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第一方面的发明中,还包括探测上述吸入空气的温度的吸入温度传感器33,在从上述冷却运转切换到上述除湿运转后,如果由上述吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度亦即吸入探测温度Trs高于预先设定过的吸入基准温度,则上述目标控制部201使上述目标温度Tx降低;另一方面,如果该吸入探测温度Trs低于该吸入基准温度,则上述目标控制部201使该目标温度Tx升高。
在上述第二方面的发明中,从蒸发器25和加热装置17吹向集装箱C的库内的空气在集装箱C的库内循环后再次被吸入到蒸发器25中。因此,吸入探测温度Trs的变化依赖于集装箱C的库内温度的变化。具体而言,如果集装箱C的库内温度升高,则吸入空气的温度升高而吸入探测温度Trs升高。另一方面,如果集装箱C的库内温度降低,则吸入空气的温度降低而吸入探测温度Trs降低。然后,目标控制部201根据从冷却运转切换到除湿运转之后的吸入探测温度Trs的变化来补正目标温度Tx。即,如果在从冷却运转切换到除湿运转之后集装箱C的库内温度上升而吸入探测温度Trs高于吸入基准温度,则目标控制部201使目标温度Tx降低。由此,能够使吹出空气的温度降低,其结果是,能够使集装箱C的库内温度降低。另一方面,如果在从冷却运转切换到除湿运转之后集装箱C的库内温度降低而吸入探测温度Trs低于吸入基准温度,则目标控制部201使目标温度Tx升高。由此,能够使吹出空气的温度上升,其结果是,能够使集装箱C的库内温度上升。这样,根据在从冷却运转切换到除湿运转之后吸入探测温度Trs的变化(具体而言,是比较吸入探测温度Trs与吸入基准温度的结果)来控制吹出空气的温度,由此能够抑制伴随着从冷却运转切换成除湿运转的集装箱C的库内温度的变化。
第三方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第二方面的发明中,上述吸入基准温度被设定成在上述冷却运转处于稳定状态的情况下由上述吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度亦即吸入稳定温度Trs’,或者上述吸入基准温度被设定成将上述库内设定温度Tsp和预先设定过的吸入加算温度相加而得的吸入设定温度。
在上述第三方面的发明中,在从冷却运转切换成除湿运转之后,如果吸入探测温度Trs高于吸入稳定温度Trs’(或者吸入设定温度),则目标控制部201使目标温度Tx降低,另一方面,如果吸入探测温度Trs低于吸入稳定温度Trs’(或者吸入设定温度),则目标控制部201使目标温度Tx升高。这样,能够以吸入稳定温度Trs’或者吸入设定温度作为基准,来判定从冷却运转切换到除湿运转之后集装箱C的库内温度的变化是否引起吸入探测温度Trs的变化。
第四方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第一~第三方面的发明中任一方面的发明中,在上述除湿运转中,上述目标控制部201根据上述蒸发器25中的除湿能力来补正上述目标温度Tx,以便该蒸发器25中的除湿能力越高,则该目标温度Tx越高。
在上述第四方面的发明中,空气在蒸发器25中被冷却而结露,由此对空气进行除湿。即,在除湿运转下存在如下的倾向,即:蒸发器25中的除湿能力(冷却能力)越高,则吹出空气的温度越容易下降。因此,在除湿运转下根据蒸发器25中的除湿能力来补正目标温度Tx,使得蒸发器25中的除湿能力越高则目标温度Tx越高,由此当在除湿运转下吹出空气的温度容易降低的情况下,能够使吹出空气的温度升高。
第五方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第二~第四方面的发明中任一方面的发明中,上述目标控制部201补正上述目标温度Tx,以便该目标温度Tx在上述库内设定温度Tsp以上。
在上述第五方面的发明中,通过将目标温度Tx的下限设定为库内设定温度Tsp,能够防止将吹出空气的温度过于降低。由此,能够防止集装箱C的库内温度过于降低。
第六方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第一~第五方面的发明中任一方面的发明中,上述加热装置17由再热热交换器32构成,其中,在上述除湿运转中上述压缩机21所喷出的喷出制冷剂的一部分流入上述再热热交换器32。
在上述第六方面的发明中,在除湿运转下从压缩机21中喷出的制冷剂中的一部分制冷剂流入再热热交换器32中,剩余制冷剂在制冷剂回路16中循环并流入蒸发器25中。通过蒸发器25的空气与在蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换而被冷却,从而结露(即,被进行冷却除湿)。另一方面,通过再热热交换器32的空气与在再热热交换器32中流动的制冷剂进行热交换而被加热。由此,在除湿运转下,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿后在再热热交换器32中进行加热。
第七方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,上述第六方面的发明中,还包括在上述除湿运转下进行第一除湿控制和第二除湿控制的运转控制部105,其中,在上述第一除湿控制中使上述压缩机21所喷出的喷出制冷剂的一部分流入上述再热热交换器32,在上述第二除湿控制中对上述冷却部18进行控制,以便在使该压缩机21所喷出的喷出制冷剂的一部分流入到该再热热交换器32的状态下该压缩机21的喷出压力大于该第一除湿控制下的喷出压力。
在上述第七方面的发明中,进行第一除湿控制和第二除湿控制。在第一除湿控制中,从压缩机21喷出的制冷剂中的一部分制冷剂流入再热热交换器32,剩余制冷剂在制冷剂回路16中循环并流入蒸发器25。由此,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿后在再热热交换器32中进行加热。并且,在第二除湿控制中,通过将冷却部18控制成压缩机21的喷出压力大于第一除湿控制下的压缩机21的喷出压力,能够使再热热交换器32中的加热能力上升。另外,如果再热热交换器32中的加热能力上升,则吹出空气的温度升高,从而吹出探测温度Tss高于目标温度Tx。因此,为了使吹出探测温度Tss降低,温度控制部101控制冷却部18来使蒸发器25中的冷却能力上升。例如,温度控制部101通过使冷却部18的制冷剂回路16中的制冷剂循环量增加,来使蒸发器25中的冷却能力上升。由此,使吹出空气的温度降低,其结果是,能够使吹出探测温度Tss降低并接近目标温度Tx。并且,通过使蒸发器25中的冷却能力上升,能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
第八方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第一~第五方面的发明中任一方面的发明中,上述加热装置17由电加热器78构成。
在上述第八方面的发明中,在除湿运转下,通过蒸发器25的空气与在蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换而被冷却,从而结露(即,被进行冷却除湿)。另一方面,通过电加热器78的空气被电加热器78加热。由此,在除湿运转下,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿并在电加热器78中进行加热。
第九方面的发明所涉及的集装箱用冷冻装置的特征在于,在上述第八方面的发明中,还包括在上述除湿运转下进行第一除湿控制和第二除湿控制的运转控制部105,其中,在上述第一除湿控制中使上述电加热器78驱动,在上述第二除湿控制中在使该电加热器78驱动的状态下使该电加热器78的加热容量大于该第一除湿控制中的加热容量。
在上述第九方面的发明中,进行第一除湿控制和第二除湿控制。在第一除湿控制中,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿并在电加热器78中进行加热。并且,在第二除湿控制中,通过使电加热器78的加热容量大于第一除湿控制中的加热容量,能够使电加热器78中的加热能力上升。而且,如果电加热器78中的加热能力上升,则吹出空气的温度升高,从而吹出探测温度Tss高于目标温度Tx。因此,为了使吹出探测温度Tss降低,温度控制部101控制冷却部18来使蒸发器25中的冷却能力上升。由此,使吹出空气的温度降低,其结果是,能够使吹出探测温度Tss降低并接近目标温度Tx。并且,通过使蒸发器25中的冷却能力上升,能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
-发明的效果-
根据第一方面的发明,在从冷却运转切换成除湿运转的情况下,通过将目标温度Tx设定成第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的温度),即使当通过加热装置17的空气在集装箱C的库内宽度方向上不会被均匀地加热的情况下,也能够抑制集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度低于库内设定温度Tsp,因此能够防止低温对集装箱C的货物造成不良影响。
根据第二和第三方面的发明,根据在从冷却运转切换到除湿运转之后的吸入探测温度Trs的变化来补正目标温度Tx,由此能够抑制伴随着从冷却运转切换成除湿运转的集装箱C的库内温度的变化,因此在除湿运转下能够一边防止低温对集装箱C的货物造成不良影响一边还防止集装箱C的库内温度的上升。
根据第四方面的发明,通过在除湿运转下根据蒸发器25中的除湿能力来补正目标温度Tx,从而在除湿运转下吹出空气的温度容易降低的情况下能够使吹出空气的温度升高,因此能够抑制伴随着蒸发器25中的除湿能力的上升而集装箱C的库内温度降低的情况。
根据第五方面的发明,通过将目标温度Tx的下限设定为库内设定温度Tsp,能够防止集装箱C的库内温度过于降低,因此能够可靠地防止除湿运转中低温对集装箱C的货物造成不良影响。
根据第六方面的发明,在除湿运转中,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿并在再热热交换器32中进行加热,因此既能够抑制集装箱C的库内温度降低,也能够对集装箱C的库内空气进行除湿。
根据第七方面的发明,在第二除湿控制中,能够使再热热交换器32中的加热能力上升以便吹出探测温度Tss变成目标温度Tx,并且使蒸发器25中的冷却能力上升来使蒸发器25中的除湿能力上升,因此既能够抑制集装箱C的库内温度的变化,也能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
根据第八方面的发明,在除湿运转中,对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气,能够在蒸发器25中进行冷却除湿并在电加热器78中进行加热,因此既能够抑制集装箱C的库内温度降低,也能够对集装箱C的库内空气进行除湿。
根据第九方面的发明,在第二除湿控制中,能够以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使电加热器78中的加热能力上升,并且使蒸发器25中的冷却能力上升来使蒸发器25中的除湿能力上升,因此能够一边抑制集装箱C的库内温度的变化,一边使蒸发器25中的除湿能力上升。
附图说明
图1是从库外侧观看第一实施方式的集装箱用冷冻装置的立体图。
图2是表示第一实施方式的集装箱用冷冻装置的构成的剖视图。
图3是表示从库内侧观看第一实施方式的壳体时的主视图。
图4是表示第一实施方式的集装箱用冷冻装置的冷却部构成的管道***图。
图5是用于说明第一实施方式的冷却运转和除湿运转的状态转移图。
图6是用于说明第一实施方式的除湿运转中的第一除湿控制~第三除湿控制的图。
图7是用于说明由第一实施方式的第一补正部进行的动作的图,(a)表示降低目标温度的补正例,(b)表示提高目标温度的补正例。
图8是表示第一实施方式的冷却运转和除湿运转中的时间与温度的关系的曲线图。
图9是表示第一实施方式的除湿运转中的集装箱的库内宽度方向与温度的关系的曲线图。
图10是表示第三实施方式的集装箱用冷冻装置的冷却部的构成的管道***图。
图11是表示现有集装箱用冷冻装置的除湿运转中的集装箱的库内宽度方向与温度的关系的曲线图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。在此,对附图中相同或相应部分予以相同的附图标记,并省略对其的说明。
(第一实施方式)
如图1~图3所示,第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10是一种对用于海运等的集装箱C的内部进行冷藏或者冷冻的装置。集装箱C形成为一侧面敞开的箱状(或者有底筒状)。并且,集装箱用冷冻装置10被布置成堵塞集装箱C的开口端部。另外,将成为冷却对象的货物(省略图示)存放在集装箱C的库内。货物的示例性例子有新鲜食品和精密电子部件等。
如图4所示,集装箱用冷冻装置10包括控制器100、具有制冷剂回路16和加热装置17的冷却部18、吸入温度传感器33、吹出温度传感器34以及湿度传感器53。制冷剂回路16是充填有制冷剂的封闭回路,压缩机21、冷凝器23、膨胀阀76以及蒸发器25依次连接而构成制冷剂回路16。
如图2所示,在冷却部18中,加热装置17设置在从集装箱C的库内吸入到的空气(吸入空气)的流动方向上的制冷剂回路16中的蒸发器25下游侧。即,在冷却部18中,吸入空气依次通过蒸发器25和加热装置17后吹向集装箱C的库内。在该例中,加热装置17由再热热交换器32构成。
集装箱用冷冻装置10构成为利用冷却部18的制冷剂回路16中的制冷循环来冷却集装箱C的库内的空气。具体而言,在该集装箱用冷冻装置10中进行冷却运转和除湿运转,其中,上述冷却运转是一种使加热装置17停止并在蒸发器25中对吸入空气进行冷却的处理,上述除湿运转是一种在蒸发器25中对吸入空气进行冷却除湿后在加热装置17中进行加热的处理。
(集装箱用冷冻装置的结构)
如图1和图2所示,集装箱用冷冻装置10包括壳体11,上述壳体11的周缘部安装于集装箱C上以便堵塞集装箱C的开口端部。另外,在该例中,集装箱用冷冻装置10的冷却部18除了具有制冷剂回路16和加热装置17(在该例中为再热热交换器32)之外,还具有库外风扇24、库外马达45以及送风单元30。
如图2所示,壳体11包括位于库外侧的库外壳体12和位于库内侧的库内壳体13。库外壳体12和库内壳体13由金属制铝合金形成。并且,在库外壳体12与库内壳体13之间的空间中设置有绝热材14。
库外壳体12安装在集装箱C的开口端部,以便堵塞集装箱C的开口端部。并且,库外壳体12形成为其下部向库内侧鼓出。库内壳体13沿着库外壳体12形成,其下部对应于库外壳体12的下部而向库内侧鼓出。这样,壳体11的下部形成为朝向集装箱C的库内侧鼓出的形状,由此,在壳体11下部的库外形成有凹部11a。即,在壳体11下部的库外侧形成有库外收放空间S1,在壳体11上部的库内侧形成有库内收放空间S2。
并且,在壳体11的库内侧设置有隔板48。隔板48由大致呈矩形状的板部件构成,隔板48以与壳体11保持有间隙地相对的状态竖立设置。库内收放空间S2根据该隔板48而与集装箱C的库内相区分开。而且,在隔板48的上端与集装箱C的天花板面之间形成有间隙,该间隙构成将集装箱C的库内空气向库内收放空间S2摄入的吸入口51。并且,在隔板48的下端与集装箱C的底面之间形成有间隙,该间隙构成将由集装箱用冷冻装置10处理过的空气(即,依次通过了蒸发器25和加热装置17的空气)吹向库内的吹出口52。另外,隔板48的库内宽度方向的两个端部固定在集装箱C的库内宽度方向的两个侧面上。
“库外收放空间”
在库外收放空间S1内设置有压缩机21、冷凝器23、库外风扇24以及库外马达45。压缩机21以及冷凝器23连接在制冷剂回路16上。库外马达45驱动库外风扇24使其旋转,从而库外风扇24将库外的空气引向库外收放空间S1内并运向冷凝器23。库外马达45构成为能够响应于控制器100的控制来切换驱动和停止(起停)。即,库外风扇24的起停受控制器100的控制。在冷凝器23中,从集装箱C的库外吸入到的空气与制冷剂之间进行热交换。
“库内收放空间”
在库内收放空间S2中的壳体11的库内侧的上部设置有再热热交换器32、蒸发器25、送风单元30、吸入温度传感器33以及湿度传感器53,在库内收放空间S2中的壳体11的库内侧的下部设置有吹出温度传感器34。具体而言,在库内收放空间S2中,在与吸入口51最接近的上部(即,吸入口51的附近)布置有吸入温度传感器33和湿度传感器53,在靠近该吸入温度传感器33的正下侧布置有送风单元30,在靠近送风单元30的下侧布置有蒸发器25,在靠近蒸发器25的下侧布置有再热热交换器32,在与吹出口52最接近的下部(即,吹出口52的附近)布置有吹出温度传感器34。
-送风单元-
送风单元30将集装箱C的库内空气运向库内收放空间S2(具体而言,是蒸发器25和再热热交换器32)中。送风单元30设置在库内收放空间S2的上部,在壳体11的宽度方向上并排布置有2个送风单元30。各送风单元30包括风扇罩31、库内风扇26以及库内马达46。库内马达46驱动库内风扇26使其旋转,从而库内风扇26从隔板48上侧的吸入口51吸引集装箱C的库内空气并将上述库内空气运向库内收放空间S2(具体而言,是蒸发器25和再热热交换器32)。库内马达46构成为能够响应于控制器100的控制来切换驱动和停止(起停)。即,库内风扇26的起停受控制器100的控制。而且,由库内风扇26从集装箱C的库内吸入到的空气(吸入空气)依次通过蒸发器25和再热热交换器32,然后从隔板48下侧的吹出口52吹向集装箱C的库内。即,对于从集装箱C的库内吸入到的吸入空气的流动方向而言,再热热交换器32设置在蒸发器25的下游侧。
-吸入温度传感器-
吸入温度传感器33探测从集装箱C的库内吸入的吸入空气(即,从集装箱C的库内被送入库内收放空间S2的空气)的温度。在该例中,吸入温度传感器33设置在2个送风单元30、30之间的与送风单元30的上部几乎呈水平状的高度处。由吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度(以下记为吸入探测温度Trs)被传送至控制器100。
-吹出温度传感器-
吹出温度传感器34探测从库内收放空间S2吹向集装箱C的库内的空气(吹出空气)的温度。即,吹出温度传感器34探测依次通过蒸发器25和再热热交换器32后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度。在该例中,吹出温度传感器34设置在库内收放空间S2的下部(即,库内壳体13的鼓出部分)与隔板48之间的库内宽度方向上的大致中心位置处。由吹出温度传感器34探测到的吹出空气的温度(以下记为吹出探测温度Tss)被传送至控制器100。
-湿度传感器-
湿度传感器53探测从集装箱C的库内吸入的吸入空气的湿度。由湿度传感器53探测到的吸入空气的湿度(以下,记为吸入探测湿度)被传送至控制器100。
“集装箱用冷冻装置的其他结构”
此外,如图1所示,在壳体11上布置有两个沿宽度方向排列的开口孔27,上述开口孔27向靠近壳体11的上侧的位置敞开。在开口孔27安装有在保修时能够打开和关闭的开关门28。在壳体11的库外收放空间S1内的与库外风扇24相邻的位置处布置有电子元器件箱29。
如图3所示,在壳体11上部的库内侧设置有沿壳体11的宽度方向延伸并支承蒸发器25的蒸发器支承框架15。此外,在壳体11的库内侧设置有侧撑条40和框架支承部件43。侧撑条40竖立设置在壳体11的宽度方向上的两个端侧,并且与向库内侧鼓出的壳体11的下部连接。框架支承部件43是一种形成为截面大致呈“U”字状的柱状部件,其被设置成如下:在壳体11下部的库内侧,框架支承部件43在壳体11宽度方向上的中心部分沿上下方向延伸。蒸发器支承框架15的宽度方向上的两个端部被侧撑条40支承,并且其宽度方向上的中心部被框架支承部件43支承。具体而言,蒸发器支承框架15的宽度方向上的中心部分固定在壳体11的库内侧的宽度方向上的中心部并且与框架支承部件43的上端部连接。
(制冷剂回路的构成)
如图4所示,在制冷剂回路16中,通过制冷剂管依次连接有压缩机21、冷凝器23、膨胀阀76以及蒸发器25。在该例中,在冷凝器23与膨胀阀76之间设置有高压液管81,在膨胀阀76与蒸发器25之间设置有低压液管82,在蒸发器25与压缩机21之间设置有低压气管83。在冷凝器23的附近设置有用于将集装箱C的库外的空气向冷凝器23中摄入的库外风扇24。在蒸发器25的附近设置有用于将集装箱C的库内的空气向蒸发器25中摄入的库内风扇26。并且,在高压液管81上依次设置有贮液器73、第一过冷却热交换器60、第一开关阀35、干燥机42以及第二过冷却热交换器63,在低压气管83上设置有吸气比例阀66。
“压缩机”
压缩机21将制冷剂压缩并喷出。并且,压缩机21构成为能够响应于控制器100的控制来切换驱动和停止。在该例中,压缩机21具有压缩机构(省略图示)以及驱动压缩机构的压缩机马达(省略图示)。并且,压缩机马达的转速被设定为恒定速度。即,压缩机马达构成为以恒定的转速进行驱动。
“冷凝器”
冷凝器23供从压缩机21喷出的制冷剂流入,并使流入到冷凝器23的制冷剂向通过冷凝器23的空气(在该例中为库外空气)散热来使制冷剂冷凝。即,在冷凝器23中,在冷凝器23中流动的制冷剂与在通过冷凝器23的空气互相进行热交换,从而在冷凝器23中流动的制冷剂被冷凝,并且在冷凝器23中通过的空气被加热。例如,冷凝器23由包括圆管亦即传热管的热交换器(所谓的横肋管片式热交换器)构成。
“贮液器”
贮液器73设置在冷凝器23的制冷剂流动方向(制冷剂回路16中的制冷剂的流动方向)上的下游侧,其构成为将从冷凝器23流入的制冷剂分离为饱和液体和饱和气体并使饱和液体流出。例如,贮液器73由纵向长度较长的圆筒状密闭容器构成。
“第一过冷却热交换器”
第一过冷却热交换器60具有第一高压侧流路61和第一低压侧流路62。第一过冷却热交换器60的第一高压侧流路61设置在贮液器73的制冷剂流动方向上的下游侧。
“第一开关阀”
第一开关阀35用于调节高压液管81中的干燥机42与膨胀阀76之间的制冷剂的流量,第一开关阀35构成为能够响应于控制器100的控制来调节其开度。
“干燥机”
干燥机42设置在第一开关阀35的制冷剂流动方向上的下游侧,其构成为捕获从冷凝器23流出来的液态制冷剂(在该例中,是通过了贮液器73、第一过冷却热交换器60以及第一开关阀35的液态制冷剂)中的水分。
“第二过冷却热交换器”
第二过冷却热交换器63具有第二高压侧流路64和第二低压侧流路65。第二过冷却热交换器63的第二高压侧流路64设置在干燥机42的制冷剂流动方向上的下游侧。
“膨胀阀(膨胀机构)”
膨胀阀76是一种使在其内部流动的制冷剂膨胀来进行减压的阀,膨胀阀76构成为能够响应于控制器100的控制来调节其开度。
“蒸发器”
蒸发器25供从膨胀阀76流出的制冷剂(在该例中,是向低压液管82流出的制冷剂)流入,并使流入到蒸发器25中的制冷剂吸收通过蒸发器25的空气(具体而言,是从集装箱C的库内吸入到的吸入空气)的热,来冷却空气。即,在蒸发器25中,在蒸发器25中流动的制冷剂与在蒸发器25中通过的空气互相进行热交换,来使在蒸发器25中流动的制冷剂蒸发,并且使在蒸发器25中通过的空气冷却。例如,蒸发器25由包括圆管亦即传热管的热交换器(所谓的横肋管片式热交换器)构成。蒸发器25的传热管沿集装箱C的库内宽度方向延伸。
“吸气比例阀”
吸气比例阀66是一种调节在制冷剂回路16中循环的制冷剂的流量的阀,吸气比例阀66构成为能够响应于控制器100的控制来调节其开度。即,制冷剂回路16构成为能够响应于控制器100的控制来调节制冷剂循环量。
“第一支管”
在高压气管80的中途连接有第一支管85,上述第一支管85供在高压气管80中流动的制冷剂的一部分流入。进而,第一、第二连接管91、92从该第一支管85分支形成。即,第一支管85的一端连接在高压气管80的中途。
“第一~第三连接管”
第一连接管91的一端与第一支管85的另一端连接,另一方面,第一连接管91的另一端连接在低压液管82的中途。在第一连接管91上设置有加热器电磁阀71。第二连接管92的一端与第一支管85的另一端连接,另一方面,第二连接管92的另一端连接在低压液管82的中途。在第二连接管92上依次设置有再热电磁阀70和再热热交换器32。并且,在第一连接管91的中途(具体而言,在与低压液管82连接的第一连接管91的另一端与加热器电磁阀71之间)连接有第三连接管93。第三连接管93的一端连接在第一连接管91的中途,另一方面,第三连接管93的另一端连接在低压液管82的中途。在第三连接管93上设置有集水盘加热器77。
“加热器电磁阀、再热电磁阀”
再热电磁阀70和加热器电磁阀71构成为能够响应于控制器100的控制来调节其开度。利用加热器电磁阀71的开度来调节第一连接管91和第三连接管93中的制冷剂流量。利用再热电磁阀70的开度来调节第二连接管92中的制冷剂流量。另外,加热器电磁阀71在对集水盘加热器77进行驱动的情况下,被设定为打开状态。
“集水盘加热器”
集水盘加热器77加热集水盘(省略图示)来使结冰的水在集水盘中溶化,上述集水盘供在蒸发器25中结露的水积存。集水盘加热器77构成为供压缩机21所喷出的喷出制冷剂(即,热气)流入。
“再热热交换器”
再热热交换器32供在除湿运转中从压缩机21喷出的制冷剂的一部分流入,并使流入到再热热交换器32中的制冷剂的热向通过再热热交换器32的空气(具体而言,在蒸发器25中被冷却除湿过的空气)散发来加热空气。即,在再热热交换器32中,除湿运转中在再热热交换器32中流动的制冷剂与通过再热热交换器32的空气互相进行热交换,从而在再热热交换器32中流动的制冷剂被冷凝,另一方面,通过再热热交换器32的空气被加热。例如,再热热交换器32由包括圆管亦即传热管的热交换器(所谓的横肋管片式热交换器)构成。再热热交换器32的传热管沿集装箱C的库内宽度方向延伸。从再热热交换器32流出的制冷剂流入低压液管82。
“第二支管”
并且,在高压液管81的中途(具体而言,是第一过冷却热交换器60与第一开关阀35之间)连接有第二支管86,其中,在高压液管81中流动的制冷剂的一部分流入上述第二支管86。第二支管86的一端连接在高压液管81的中途,另一方面,第二支管86的另一端与压缩机21的中间通口连接,其中,在压缩室的压力成为压缩机21的中压时,该中间通口与该压缩室连通。在第二支管86上依次设置有第二开关阀36、毛细管39、第二过冷却热交换器63的第二低压侧流路65以及第一过冷却热交换器60的第一低压侧流路62。
“第二开关阀”
第二开关阀36用于调节在第二支管86中流动的制冷剂的流量,第二开关阀36构成为能够响应于控制器100的控制来调节其开度。另外,在第一、第二过冷却热交换器60、63中对制冷剂进行过冷却的情况下,第二开关阀36被设定成打开状态,在第一、第二过冷却热交换器60、63中不对制冷剂进行过冷却的情况下,第二开关阀36被设定成关闭状态。
“第四连接管”
此外,在第二支管86的中途(具体而言,是第二开关阀36的制冷剂的吸入侧,即与高压液管81连接的第二支管86的一端和第二开关阀36之间)连接有第四连接管94。第四连接管94的一端连接在第二支管86的中途,另一方面,第四连接管94的另一端连接在低压液管82的中途。
“第五连接管”
并且,在第四连接管94的中途连接有第五连接管95。第五连接管95的一端连接在第四连接管94的中途,另一方面,第五连接管95的另一端连接在低压气管83的中途(具体而言,是压缩机21的吸入侧与吸气比例阀66之间)。在第五连接管95设置有第三开关阀37。
“第三开关阀”
第三开关阀37用于调节在第五连接管95中流动的制冷剂的流量,第三开关阀37构成为,能够响应于控制器100的控制来调节其开度。另外,第三开关阀37是为了保护制冷剂回路16而设置的,在压缩机21的喷出压力(从压缩机21喷出的高压气态制冷剂的压力)变成比预先设定过的高压异常阈值高的值的情况下,第三开关阀37被设定成打开状态。
“第六连接管”
在低压气管83的中途(具体而言,是吸气比例阀66的制冷剂的上游侧,即蒸发器25与吸气比例阀66之间)连接有第六连接管96。第六连接管96的一端连接在低压气管83的中途,另一方面,第六连接管96的另一端连接在高压气管80的中途。在第六连接管96设置有第四开关阀38。
“第四开关阀”
第四开关阀38用于调节在第六连接管96中流动的制冷剂的流量,第四开关阀38构成为,能够响应于控制器100的控制来调节其开度。另外,第四开关阀38是为了保护制冷剂回路16而设置的,在压缩机21的吸入压力(吸入至压缩机21的低压气态制冷剂的压力)变成比预先设定过的低压异常阈值低的值的情况下,第四开关阀38被设定成打开状态。
“各种传感器”
此外,在制冷剂回路16中设置有各种传感器。该例中,在制冷剂回路16中设置有高压压力开关110、高压压力传感器111、喷出温度传感器112、低压压力传感器113以及吸入温度传感器114。高压压力开关110、高压压力传感器111以及喷出温度传感器112设置在制冷剂回路16的高压气管80上。低压压力传感器113和吸入温度传感器114设置在低压气管83上蒸发器25与压缩机21之间。
高压压力传感器111检测从压缩机21喷出的高压气态制冷剂的压力(即,压缩机21的喷出压力)。喷出温度传感器112检测从压缩机21喷出的高压气态制冷剂的温度。低压压力传感器113检测被压缩机21吸入的低压气态制冷剂的压力(即,压缩机21的吸入压力)。吸入温度传感器114检测被压缩机21吸入的低压气态制冷剂的温度。由各传感器111~114探测到的值(压力和温度等)传送至控制器100,并适当地用于后述的各控制中。
(控制器的构成)
控制器100控制集装箱用冷冻装置10的运转。即,控制器100将冷却部18控制成进行冷却运转和除湿运转。如图5所示,该例中,在除湿运转中进行第一除湿控制~第三除湿控制。控制器100包括温度控制部101、目标控制部201以及运转控制部105。
“温度控制部”
在冷却运转和除湿运转中,温度控制部101监视由吹出温度传感器34探测到的吹出空气的温度(即,吹出探测温度Tss),并且控制冷却部18以便吹出探测温度Tss变成目标温度Tx。具体而言,在吹出探测温度Tss高于目标温度Tx的情况下温度控制部101进行第一冷却动作,在吹出探测温度Tss低于目标温度Tx的情况下温度控制部101进行第二冷却动作。其中,第一冷却动作是指用于使蒸发器25中的冷却能力上升的动作,第二冷却动作是指用于使蒸发器25中的冷却能力降低的动作。
该例中,在第一冷却动作中温度控制部101使制冷剂回路16的吸气比例阀66的开度增大,在第二冷却动作中温度控制部101使制冷剂回路16的吸气比例阀66的开度减小。并且,如果集装箱用冷冻装置10的运转模式从除湿运转切换成冷却运转,则温度控制部101根据制冷剂回路16的吸气比例阀66的开度来进行第一冷却动作和第二冷却动作中的任意一个动作。具体而言,当吸气比例阀66的开度大于“100pls”的情况下温度控制部101进行第一冷却动作,当吸气比例阀66的开度在“100pls”以下的情况下温度控制部101进行第二冷却动作。
“目标控制部”
目标控制部201用于在冷却运转和除湿运转中设定(或者补正)吹出探测温度Tss的目标温度,其具有目标设定部102、第一补正部103以及第二补正部104。
-目标设定部-
在冷却运转中,目标设定部102将目标温度Tx设定成第一设定温度,上述第一设定温度与对集装箱C的库内温度预先设定过的库内设定温度Tsp相等。并且,在集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转的情况下,目标设定部102将目标温度Tx设定成将库内设定温度Tsp与预先设定过的目标加算温度相加而得的第二设定温度(即,比集装箱C的库内温度的设定值(库内设定温度Tsp)高出规定值的值)。
该例中,在第一除湿控制和第二除湿控制中,目标设定部102将目标温度Tx设定成第二设定温度;在冷却运转和第三除湿控制中,目标设定部102将目标温度Tx设定成第一设定温度。例如,如图6所示,目标加算温度被设定成“0.6℃”。其中,“0.6℃”是目标加算温度的一个例子,本发明并不限于此。
-第一补正部-
第一补正部103监视由吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度(即,吸入探测温度Trs),在集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转之后,吸入探测温度Trs变得比预先设定过的吸入基准温度高(或者低)的情况下,第一补正部103补正目标温度Tx。具体而言,如果吸入探测温度Trs高于吸入基准温度,则第一补正部103使目标温度Tx降低;另一方面,如果吸入探测温度Trs低于吸入基准温度,则第一补正部103使目标温度Tx升高。另外,第一补正部103还可以构成如下:在集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转之后,周期性地进行对目标温度Tx的补正(即,根据吸入探测温度Trs与吸入基准温度的比较结果来补正目标温度Tx的动作)。
另外,第一补正部103补正目标温度Tx,以便目标温度Tx在库内设定温度Tsp以上。即,目标温度Tx的下限被设定成库内设定温度Tsp。
在该例中,吸入基准温度被设定为已稳定的冷却运转时的吸入温度传感器33的探测温度(即,在冷却运转变成稳定状态的情况下由吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度,以下记为吸入稳定温度Trs’)。其中,已稳定的冷却运转时(即,冷却运转处于稳定状态的情况),例如是指将温度控制进行成如下所述的状态的情况:如图8所示,集装箱C的库内因冷却运转而被冷却导致吹出空气的温度降低后,吹出空气的温度(具体而言,是吹出探测温度Tss)相对于库内设定温度Tsp在规定的温度范围内(in range)变动。并且,目标控制部201的第一补正部103还可以构成为在冷却运转之际(即,在从冷却运转切换成除湿运转之前)存储吸入稳定温度Trs’。
在该例中,如图6所示,第一补正部103通过将目标温度Tx与第一补正温度Y相加来补正目标温度Tx。即,由第一补正部103补正过的目标温度Tx相当于在补正前的目标温度Tx加上第一补正温度Y而得的温度。并且,在吸入探测温度Trs高于吸入基准温度的情况下,第一补正部103将第一补正温度Y设定成负值;在吸入探测温度Trs低于吸入基准温度的情况下,第一补正部103将第一补正温度Y设定成正值。
并且,在该例中,第一补正部103构成为如下:如图7(a)和图7(b)所示,在从冷却运转切换成除湿运转之后,周期性地对第一补正温度进行调节(即,比较吸入探测温度Trs与吸入基准温度来调节第一补正温度的动作)。例如,如果吸入基准温度被设定成吸入稳定温度Trs’、补正前的目标温度Tx被设定成将库内设定温度Tsp与目标加算温度(+0.6℃)相加而得的第二设定温度(即,Tsp+0.6℃)、表示负值的第一补正温度Y被设定成“-0.2℃”、表示正值的第一补正温度Y被设定成“+0.2℃”,则第一补正部103按照下述方式补正目标温度Tx。
如图7(a)所示,在从冷却运转切换成除湿运转之后,当吸入探测温度Trs高于吸入稳定温度Trs’的情况下,第一补正部103将目标温度Tx与表示负值的第一补正温度(-0.2℃)相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6℃-0.2℃”。然后,在切换成除湿运转之后的吸入探测温度Trs即使通过该补正也依然高于吸入稳定温度Trs’的情况下,第一补正部103将补正后的目标温度Tx与表示负值的第一补正温度(-0.2℃)再相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6-(0.2℃×2)”。
另一方面,如图7(b)所示,在从冷却运转切换成除湿运转之后,当吸入探测温度Trs低于吸入稳定温度Trs’的情况下,第一补正部103将目标温度Tx与表示正值的第一补正温度(+0.2℃)相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6℃+0.2℃”。然后,在切换成除湿运转之后的吸入探测温度Trs即使通过该补正也依然低于吸入稳定温度Trs’的情况下,第一补正部103将补正后的目标温度Tx与表示正值的第一补正温度(+0.2℃)再相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6+(0.2℃×2)”。
-第二补正部-
第二补正部104在除湿运转(在该例中,是第二除湿控制)中监视蒸发器25中的除湿能力,并且根据蒸发器25中的除湿能力来补正目标温度Tx,以便蒸发器25中的除湿能力越高,则目标温度Tx越高。即,伴随着蒸发器25中的除湿能力的提高,第二补正部104使目标温度Tx升高。
在该例中,第二补正部104监视在除湿运转(具体而言,是第二除湿控制)中由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力(喷出制冷剂的压力),并且根据压缩机21的喷出压力来补正目标温度Tx,以便压缩机21的喷出压力越大,则目标温度Tx越高。
并且,在该例中,如图6所示,第二补正部104通过将目标温度Tx与第二补正温度Z相加来补正目标温度Tx。即,由第二补正部104补正过的目标温度Tx相当于将补正前的目标温度Tx与第二补正温度Z相加而得的温度。并且,第二补正部104根据蒸发器25中的除湿能力(在该例中,是压缩机21的喷出压力)来调节第二补正温度Z,以便蒸发器25中的除湿能力越高(在该例中,是压缩机21的喷出压力越大),则第二补正温度Z越高。例如,如图6所示,伴随着蒸发器25中的除湿能力提高,第二补正部104使第二补正温度Z按照“0.2℃”、“0.4℃”、“0.6℃”的顺序阶段性地升高。
“运转控制部”
如果集装箱用冷冻装置10起动,则运转控制部105将集装箱用冷冻装置10的运转模式设定成冷却运转。并且,运转控制部105监视吸入探测湿度(由湿度传感器53探测到的吸入空气的湿度)、吸入探测温度Trs以及吹出探测温度Tss,并且进行集装箱用冷冻装置10的运转模式的切换(即,冷却运转与除湿运转的切换)。另外,运转控制部105在除湿运转下进行第一除湿控制~第三除湿控制中的任意一种控制。
-冷却运转中的控制-
在冷却运转中,运转控制部105控制冷却部18,以便加热装置17(在该例中,是再热热交换器32)停止并且从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在制冷剂回路16的蒸发器25中被冷却。
在该例中,在冷却运转中,运转控制部105将第一开关阀35设定成打开状态、将再热电磁阀70设定成关闭状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
-第一除湿控制-
在第一除湿控制中,运转控制部105控制冷却部18,以便从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在制冷剂回路16的蒸发器25中被冷却除湿,并在加热装置17(在该例中,是再热热交换器32)中被加热。
在该例中,在第一除湿控制中,运转控制部105使压缩机21所喷出的喷出制冷剂的一部分流入(直接流入)再热热交换器32。具体而言,运转控制部105将第一开关阀35和再热电磁阀70设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
-第二除湿控制-
在该例中,在第二除湿控制中,与第一除湿控制一样,运转控制部105将第一开关阀35和再热电磁阀70设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
并且,在第二除湿控制中,运转控制部105控制冷却部18,以便蒸发器25中的除湿能力比第一除湿控制中的除湿能力高。而且,在第二除湿控制中,运转控制部105根据除湿负荷(即,由湿度传感器53探测到的吸入空气的湿度与预先设定过的目标湿度之差)来控制冷却部18,以便除湿负荷越大,则制冷剂回路16的蒸发器25中的除湿能力越高。即,伴随着除湿负荷的增加,运转控制部105使蒸发器25中的除湿能力升高。
在该例中,在第二除湿控制中,运转控制部105监视由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力,并且控制库外风扇24以便压缩机21的喷出压力变成预先设定过的目标喷出压力。具体而言,在压缩机21的喷出压力小于目标喷出压力的情况下,运转控制部105使库外风扇24停止;在压缩机21的喷出压力大于目标喷出压力的情况下,运转控制部105驱动库外风扇24。而且,在该例中,运转控制部105在第二除湿控制中监视除湿负荷,并且根据除湿负荷来设定目标喷出压力以便除湿负荷越大,则目标喷出压力越大。其中,第二除湿控制中的目标喷出压力(可变值)的最低值大于第一除湿控制中的目标喷出压力(恒定值)。
-第三除湿控制-
在第三除湿控制中,运转控制部105控制冷却部18,以便加热装置17(在该例中,是再热热交换器32)停止并且从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在制冷剂回路16的蒸发器25中被冷却除湿。
在该例中,在第三除湿控制中,运转控制部105将第一开关阀35设定成打开状态、将再热电磁阀70设定成关闭状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
(运转模式的切换)
接下来,参照图5,对由运转控制部105进行的运转模式的切换进行说明。在该例中,运转控制部105按照下述方式进行冷却运转与除湿运转的切换以及第一除湿控制~第三除湿控制的切换。
“冷却运转→除湿运转”
如果在冷却运转中满足下述条件中的所有条件,则运转控制部105将集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转。
·条件1:吸入探测湿度(由湿度传感器53探测到的吸入空气的湿度)高于预先设定过的目标湿度。
·条件2:吹出探测温度Tss收敛在预先设定过的吹出温度范围(包括目标温度Tx的温度范围)内。
·条件3:吸入探测温度Trs收敛在预先设定过的吸入温度范围(包括目标温度Tx的温度范围)内。
“第一除湿控制→第二除湿控制”
如果集装箱用冷冻装置的运转模式从冷却运转切换成除湿运转,则运转控制部105进行第一除湿控制。此外,如果在第一除湿控制下满足下述条件中的所有条件,则运转控制部105结束第一除湿控制而进行第二除湿控制。
·条件1:吸入探测湿度高于目标湿度。
·条件2:吹出探测温度Tss收敛在吹出温度范围内。
“第二除湿控制→第一除湿控制”
如果在第二除湿控制下满足下述条件中的至少一个条件,则运转控制部105结束第二除湿控制而进行第一除湿控制。
·条件1:吸入探测湿度低于预先设定过的基准湿度(比目标湿度低的湿度)。
·条件2:吹出探测温度Tss高于预先设定过的第一基准温度(吹出温度范围中的温度)。
“第一除湿控制→第三除湿控制”
如果在第一除湿控制下满足下述条件,则运转控制部105结束第一除湿控制而进行第三除湿控制。
·条件1:吹出探测温度Tss高于预先设定过的第二基准温度(比第一基准温度高且比吹出温度范围的上限温度低的温度)。
“第三除湿控制→第一除湿控制”
如果在第三除湿控制下满足下述条件中的所有条件,则运转控制部105结束第三除湿控制而进行第一除湿控制。
·条件1:吸入探测湿度高于目标湿度。
·条件2:吹出探测温度Tss收敛在吹出温度范围内。
“除湿运转→冷却运转”
如果在除湿运转(具体而言,是第一除湿控制~第三除湿控制)下满足下述条件中的至少一个条件,则运转控制部105将集装箱用冷冻装置10的运转模式从除湿运转切换成冷却运转。
·条件1:吸入探测湿度低于目标湿度。
·条件2:吹出探测温度Tss低于吹出温度范围的下限温度。
·条件3:吸入探测温度Trs低于吸入温度范围的下限温度。
·条件4:吸入探测温度Trs高于吸入温度范围的上限温度。
(集装箱用冷冻装置的运转动作)
接下来,对由第一实施方式的集装箱用冷冻装置10进行的冷却运转和除湿运转进行说明。另外,为了简化说明,在以下的说明中,假设第二开关阀36、第三开关阀37、第四开关阀38以及加热器电磁阀71被设定成关闭状态。
“冷却运转”
在冷却运转下,第一开关阀35处于打开状态,再热电磁阀70处于关闭状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度。并且,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
压缩机21所喷出的喷出制冷剂通过高压气管80向冷凝器23传送。在冷凝器23中流动的制冷剂与通过冷凝器23的空气(即,由库外风扇24传送的库外空气)进行热交换。其结果是,冷凝器23中的制冷剂向通过冷凝器23的空气(库外空气)散热而冷凝。
从冷凝器23流出来的液态制冷剂在高压液管81中流动并流入贮液器73中,从而分为饱和液体和饱和气体,成为饱和液体的制冷剂向第一过冷却热交换器60的第一高压侧流路61传送。
通过第一过冷却热交换器60的第一高压侧流路61之后的制冷剂在高压液管81中流动并通过第一开关阀35。通过第一开关阀35之后的制冷剂在干燥机42中补充水分后,流入第二过冷却热交换器63的第二高压侧流路64。通过第二过冷却热交换器63的第二高压侧流路64之后的制冷剂在高压液管81中流动,并在膨胀阀76中被减压之后,在低压液管82中流动并向蒸发器25传送。
在蒸发器25中流动的制冷剂与通过蒸发器25的空气(由库内风扇26传送的库内空气,即吸入空气)进行热交换。其结果是,在蒸发器25中流动的制冷剂从通过蒸发器25的空气(吸入空气)吸热而蒸发,通过蒸发器25的空气(吸入空气)则被冷却。从蒸发器25流出来的制冷剂在低压气管83中流动并通过吸气比例阀66,然后被压缩机21吸入而再次被压缩。
这样,在冷却运转中,从集装箱C的库内通过吸入口51而吸入到库内收放空间S2中的吸入空气在蒸发器25中被冷却之后,通过处于停止状态的再热热交换器32后从吹出口52吹出,从而返回库内。
并且,在冷却运转中,目标控制部201将目标温度Tx设定成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。因此,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。
在吹出探测温度Tss高于第一设定温度的情况下,温度控制部101进行第一冷却动作。在第一冷却动作中,温度控制部101使制冷剂回路16的吸气比例阀66的开度增加。由此,制冷剂回路16中的制冷剂循环量增加,从而蒸发器25中的冷却能力上升。其结果是,依次通过蒸发器25和再热热交换器32后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度降低,从而吹出探测温度Tss降低并接近第一设定温度(即,库内设定温度Tsp)。
另一方面,在吹出探测温度Tss低于第一设定温度的情况下,温度控制部101进行第二冷却动作。在第二冷却动作中,温度控制部101使吸气比例阀66的开度减小。由此,制冷剂回路16中的制冷剂循环量减少,从而蒸发器25中的冷却能力降低。其结果是,依次通过蒸发器25和再热热交换器32后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度升高,从而吹出探测温度Tss升高并接近第一设定温度(即,库内设定温度Tsp)。另外,在第二冷却动作中,为了保护压缩机21,温度控制部101还可以将第四开关阀38设定成打开状态。
-第一和第二过冷却热交换器中的制冷剂的过冷却-
另外,当在冷却运转下第二开关阀36被设定成打开状态的情况下,在第一、第二过冷却热交换器60、63中对制冷剂进行过冷却。即,制冷剂在制冷剂回路16中如下所述那样循环。
通过第一过冷却热交换器60的第一高压侧流路61之后的制冷剂,上述制冷剂中的一部分分流流向第二支管86而通过第二开关阀36,另一方面,剩余部分在高压液管81中流动而通过第一开关阀35。通过第二开关阀36之后的制冷剂在毛细管39中被减压之后,依次通过第二过冷却热交换器63的第二低压侧流路65和第一过冷却热交换器60的第一低压侧流路62而流入压缩机21的中间通口。另外,在第一过冷却热交换器60中,在第一高压侧流路61和第一低压侧流路62中流动的制冷剂彼此进行热交换,从而在第一高压侧流路61中流动的制冷剂被过冷却。
另一方面,通过第一开关阀35之后的制冷剂在干燥机42中补充水分后,流入第二过冷却热交换器63的第二高压侧流路64。在第二过冷却热交换器63中,在第二高压侧流路64和第二低压侧流路65中流动的制冷剂彼此进行热交换,从而在第二高压侧流路64中流动的制冷剂被过冷却。在第二过冷却热交换器63的第二高压侧流路64中被过冷却后的制冷剂在高压液管81中流动,并在膨胀阀76中被减压之后,在低压液管82中流动而传送至蒸发器25。
这样,当在冷却运转中第二开关阀36被设定成打开状态的情况下,第一过冷却热交换器60使在第一高压侧流路61中流动的制冷剂与在第一低压侧流路62中流动的制冷剂互相进行热交换,来对在第一高压侧流路61中流动的制冷剂进行过冷却。并且,第二过冷却热交换器63使在第二高压侧流路64中流动的制冷剂与在第二低压侧流路65中流动的制冷剂互相进行热交换,来对在第二高压侧流路64中流动的制冷剂进行过冷却。
“除湿运转(第一除湿控制)”
如果集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转,则进行第一除湿控制,再热电磁阀70变成打开状态。另外,在第一除湿控制中,第一开关阀35处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
在除湿运转中,从压缩机21喷出的制冷剂中的一部分在第二连接管92中流动,并通过再热电磁阀70后流入(直接流入)再热热交换器32。另一方面,从压缩机21喷出的制冷剂中的剩余部分(即,不流入第二连接管92的制冷剂)则与在冷却运转中同样地在冷凝器23中冷凝、在膨胀阀76中膨胀之后在蒸发器25中蒸发。即,在蒸发器25中流动的制冷剂与通过蒸发器25的空气(由库内风扇26传送的库内空气,即吸入空气)进行热交换。其结果是,在蒸发器25中流动的制冷剂从通过蒸发器25的空气(吸入空气)吸热而蒸发,而通过蒸发器25的空气(吸入空气)则被冷却而结露。因此,吸入空气被除湿。
另一方面,在再热热交换器32中流动的制冷剂(高压气态制冷剂)与通过再热热交换器32的空气(即,在蒸发器25中被冷却除湿过的空气)进行热交换。其结果是,在再热热交换器32中流动的制冷剂(高压气态制冷剂)向通过再热热交换器32的空气散热而冷凝,通过再热热交换器32的空气被加热。
这样,在除湿运转中,从集装箱C的库内通过吸入口51而吸入到库内收放空间S2中的吸入空气在蒸发器25中被冷却除湿之后在再热热交换器32中被加热,并从吹出口52吹出,从而返回库内。
并且,如果集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转(即,如果进行第一除湿控制),则目标设定部102将目标温度Tx设定成将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的第二设定温度。由此,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的第二设定温度。
在吹出探测温度Tss高于第二设定温度的情况下,温度控制部101进行第一冷却动作。由此,蒸发器25中的冷却能力上升,其结果是,依次通过蒸发器25和再热热交换器32后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度降低,从而吹出探测温度Tss降低并接近第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的温度)。
另一方面,在吹出探测温度Tss低于第二设定温度的情况下,温度控制部101进行第二冷却动作。由此,蒸发器25中的冷却能力降低,其结果是,依次通过蒸发器25和再热热交换器32后吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度升高,从而吹出探测温度Tss升高并接近第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的温度)。
通过按照这种方式进行温度控制,即使吹出空气的温度因在再热热交换器32中的加热而上升导致吹出探测温度Tss高于目标温度Tx,也能够通过温度控制部101的第一冷却动作使蒸发器25中的冷却能力上升,来使吹出空气的温度降低。由此,能够抑制除湿运转中吹出空气的温度上升。
“第二除湿控制”
即使通过第一除湿控制来进行除湿,对集装箱C的库内空气的除湿依然不充分的情况(即,在第一除湿控制中吸入探测湿度高于目标湿度的情况)下,运转控制部105结束第一除湿控制而进行第二除湿控制。其中,在第二除湿控制中,第一开关阀35和再热电磁阀70处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
并且,在第二除湿控制中,目标温度Tx被设定成第二设定温度(将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的温度)。即,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成第二设定温度。
并且,在第二除湿控制中,运转控制部105根据除湿负荷设定目标喷出压力,以便除湿负荷越大,则目标喷出压力越大。然后,运转控制部105根据由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力来控制库外风扇24的起停。具体而言,如果由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力低于目标喷出压力,则运转控制部105使库外风扇24停止。由此,冷凝器23中的热交换受到阻碍,压缩机21的喷出压力增大。另一方面,如果由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力高于目标喷出压力,则运转控制部105将库外风扇24驱动。由此,冷凝器23中的热交换得到促进,压缩机21的喷出压力降低。即,目标喷出压力越大,则压缩机21的喷出压力越大。
另外,压缩机21的喷出压力越大,则流入再热热交换器32的制冷剂的压力越大,其结果是,再热热交换器32中的加热能力升高。并且,如果吹出空气的温度因再热热交换器32中的加热能力的上升而升高导致吹出探测温度Tss高于目标温度Tx,则温度控制部101为了使吹出探测温度Tss降低而进行第一冷却动作。由此,蒸发器25中的冷却能力上升而吹出空气的温度降低,其结果是,吹出探测温度Tss降低并接近目标温度Tx。并且,如果蒸发器25中的冷却能力上升,则在蒸发器25中结露的水分量增加。即,蒸发器25中的除湿能力上升。
这样,根据除湿负荷设定目标喷出压力,由此能够根据除湿负荷设定蒸发器25中的除湿能力,以便除湿负荷越大,则蒸发器25中的除湿能力越高。
在第二除湿控制中,通过温度控制部101和运转控制部105对冷却部18的控制,来以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使再热热交换器32中的加热能力上升并且使蒸发器25中的冷却能力上升,从而能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
“第三除湿控制”
当在第一除湿控制下吹出探测温度Tss上升的情况下,运转控制部105结束第一除湿控制而进行第三除湿控制。在第三除湿控制中,再热电磁阀70处于关闭状态。另外,在第三除湿控制中,第一开关阀35处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
在第三除湿控制中,与冷却运转同样,压缩机的喷出制冷剂在冷凝器23中冷凝、在膨胀阀76中膨胀之后在蒸发器25中蒸发。即,通过蒸发器25的空气(吸入空气)在与蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换后被冷却而结露。这样,从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在蒸发器25中被冷却除湿。
并且,在第三除湿控制中,目标设定部102将目标温度Tx设定成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。因此,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成第一设定温度。
(吹出空气的温度伴随着从冷却运转切换成除湿运转的变化)
另外,在除湿运转中,通过加热装置17(在该例中,是再热热交换器32)的空气有时不是被均匀地加热的。例如,由于再热热交换器32的传热管(沿库内宽度方向延伸的传热管)内的制冷剂存在温度差,因此产生从再热热交换器32吹出的吹出空气温度不均匀的情况。如果在这样的情况下从冷却运转切换成除湿运转,则难以利用吹出温度传感器34准确地探测库内宽度方向上的吹出空气的最低温度。例如,如图9所示,当吹出温度传感器34设置在集装箱C的库内宽度方向上的中心部的情况下,并且,当与库内宽度方向上的中心部相比稍微更靠近端部的部分的吹出空气处于最低温度、而不是库内宽度方向上的中心部的吹出空气处于最低温度的情况下,由吹出温度传感器34探测的吹出空气的温度(即,吹出探测温度Tss)高于库内宽度方向上的吹出空气的实际最低温度。
另一方面,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,当从冷却运转切换成除湿运转的情况下,目标温度Tx被设定成比库内设定温度高的第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的温度),因此能够整体上使吹向集装箱C的库内的吹出空气的温度升高。由此,即使在通过加热装置17的空气在集装箱C的库内宽度方向上不是被均匀地加热的情况下,也能够抑制集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度低于库内设定温度Tsp。
(第一补正部对目标温度的补正)
接下来,说明由第一补正部103对目标温度Tx进行的补正。如上所述,第一补正部103监视由吸入温度传感器33探测到的吸入空气的温度(即,吸入探测温度Trs),在集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转之后,如果吸入探测温度Trs高于吸入基准温度,则第一补正部103使目标温度Tx降低,另一方面,如果吸入探测温度Trs低于吸入基准温度,则第一补正部103使目标温度Tx升高。
另外,从蒸发器25和加热装置17吹向集装箱C的库内的空气在集装箱C的库内循环并再次吸入到蒸发器25中。因此,从集装箱C的库内吸入的吸入空气在集装箱C的库内宽度方向上的温度不均匀程度小于吹向集装箱C的库内的吹出空气在集装箱C的库内宽度方向上的温度不均匀程度。并且,吸入探测温度Trs的变化依赖于集装箱C的库内温度的变化。具体而言,如果集装箱C的库内温度升高,则吸入空气的温度升高,从而吸入探测温度Trs升高。另一方面,如果集装箱C的库内温度降低,则吸入空气的温度降低,从而吸入探测温度Trs降低。因此,在从冷却运转切换成除湿运转之后,当吸入探测温度Trs高于吸入基准温度(在该例中,是吸入稳定温度Trs’)的情况下,能够判断出集装箱C的库内温度升高,当吸入探测温度Trs低于吸入基准温度的情况下,能够判断出集装箱C的库内温度降低。
然后,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,如上所述,第一补正部103根据从冷却运转切换成除湿运转前后的吸入探测温度Trs的变化,来补正目标温度Tx。即,如果在从冷却运转切换成除湿运转后集装箱C的库内温度上升而导致吸入探测温度Trs高于吸入基准温度(在该例中,是吸入稳定温度Trs’),则第一补正部103使目标温度Tx降低。由此,能够使吹出空气的温度降低,其结果是,能够使集装箱C的库内温度降低。另一方面,如果在从冷却运转切换成除湿运转后集装箱C的库内温度降低而导致吸入探测温度Trs低于吸入基准温度,则第一补正部103使目标温度Tx升高。由此,能够使吹出空气的温度上升,其结果是,能够使集装箱C的库内温度上升。
这样,根据从冷却运转切换成除湿运转前后的吸入探测温度Trs的变化来控制吹出空气的温度,由此能够抑制集装箱C的库内温度伴随着从冷却运转切换成除湿运转而变化。
(由第二补正部对目标温度的补正)
接下来,说明由第二补正部104对目标温度进行的补正。如上所述,在该例中,第二补正部104监视在除湿运转(具体而言,是第二除湿控制)中由高压压力传感器111探测到的压缩机21的喷出压力,并根据压缩机21的喷出压力来补正目标温度Tx,以便压缩机21的喷出压力越高,则目标温度Tx越高。
另外,蒸发器25中的除湿能力依赖于压缩机21的喷出压力。即,压缩机21的喷出压力越高,则流入再热热交换器32的制冷剂的压力越高,其结果是,再热热交换器32中的加热能力上升。并且,吹出空气的温度因再热热交换器32中的加热能力的上升而升高,从而吹出探测温度Tss高于目标温度Tx。然后,温度控制部101控制冷却部18以便吹出探测温度Tss降低,来使蒸发器25中的冷却能力上升。由此,蒸发器25中的除湿能力上升。
这样,蒸发器25中的除湿能力依赖于压缩机21的喷出压力,因此根据压缩机21的喷出压力来补正目标温度Tx,由此能够将目标温度Tx补正为:蒸发器25中的除湿能力越高,则目标温度Tx越高。
在除湿运转中,空气在蒸发器25中被冷却而结露,由此对空气进行除湿。即,在除湿运转下,存在下述倾向:蒸发器25中的除湿能力(冷却能力)越高,则吹出空气的温度越容易下降。
而且,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,如上所述,第二补正部104在除湿运转下根据蒸发器25中的除湿能力来补正目标温度Tx,以便蒸发器25中的除湿能力越高,则目标温度Tx越高。由此,当在除湿运转中吹出空气的温度容易下降的情况下,能够使吹出空气的温度升高。
(第一实施方式的效果)
如上所述,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,在从冷却运转切换成除湿运转的情况下,通过将目标温度Tx设定成比库内设定温度Tsp高的第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的温度),从而,即使通过加热装置17(在该例中,是再热热交换器32)的空气在集装箱C的库内宽度方向上不是被均匀地加热的情况下,也能够抑制集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度比库内设定温度Tsp低。由此,能够防止低温对集装箱C的货物造成不良影响。
此外,根据从冷却运转切换到除湿运转之后的吸入探测温度Trs的变化(具体而言,是吸入探测温度Trs与吸入稳定温度Trs’的比较结果),来补正目标温度Tx,由此能够抑制集装箱C的库内温度伴随着从冷却运转切换成除湿运转而变化。由此,在除湿运转中,既防止低温对集装箱C的货物造成不良影响,又能够防止集装箱C的库内温度上升。
此外,通过将用于判定吸入探测温度Trs的变化的吸入基准温度设定成吸入稳定温度Trs’,能够以吸入稳定温度Trs’为基准,来判定从冷却运转切换成除湿运转前后的集装箱C的库内温度的变化是否引起吸入探测温度Trs的变化。
此外,在除湿运转(具体而言,是第二除湿控制)下根据蒸发器25中的除湿能力来补正目标温度Tx,由此当在除湿运转中吹出空气的温度容易下降的情况下,能够使吹出空气的温度升高。由此,能够抑制集装箱C的库内温度伴随着蒸发器25中的除湿能力的上升而降低。
此外,通过将目标温度Tx的下限设定成库内设定温度Tsp,能够防止吹出空气的温度过于降低。由此,能够防止集装箱C的库内温度过于降低,因此能够可靠地防止在除湿运转中低温对集装箱C的货物造成不良影响。
此外,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,在除湿运转(具体而言,是第一除湿控制)下,能够在蒸发器25中对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气进行冷却除湿并在再热热交换器32中对上述吸入空气进行加热。由此,既能够抑制集装箱C的库内温度降低,也能够对集装箱C的库内空气进行除湿。
此外,在第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置中,在除湿运转(具体而言,是第二除湿控制)中,能够以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使再热热交换器32中的加热能力上升并且使蒸发器25中的冷却能力上升,来使蒸发器25中的除湿能力上升,因此能够一边抑制集装箱C的库内温度的变化,一边使蒸发器25中的除湿能力上升。
(运转控制部的变形例)
另外,运转控制部105还可以构成为如下:其监视蒸发器25中的过热度,并且控制冷却部18的膨胀阀76的开度,以便蒸发器25中的过热度变成预先设定过的目标过热度。具体而言,运转控制部105可以构成为如下:当蒸发器25中的过热度低于目标过热度的情况下,运转控制部105使膨胀阀76的开度减小来使蒸发器25中的过热度升高;当蒸发器25中的过热度高于目标过热度的情况下,运转控制部105使膨胀阀76的开度增加来使蒸发器25中的过热度降低。
进而,在第二除湿控制中,当压缩机21的喷出压力达到最大值(极限值)的情况下,运转控制部105还可以通过进行如下所述的动作来使蒸发器25中的除湿能力上升。即,运转控制部105还可以构成为如下:在第二除湿控制中,运转控制部105监视除湿负荷,并根据除湿负荷来设定目标过热度,以便除湿负荷越大,则目标过热度越高。例如,随着除湿负荷增大,运转控制部105可以使目标过热度以“2℃”、“5℃”、“8℃”、“11℃”、“14℃”的顺序阶段性地升高。
如果蒸发器25中的过热度升高,则压缩机21的吸入压力降低,从而蒸发器25的出口蒸发温度降低。由此,在蒸发器25中结露的水分量增加。另外,如果压缩机21的吸入压力降低,则在蒸发器25中流动的制冷剂的比容增大,从而制冷剂回路16中的制冷剂循环量减少,其结果是,蒸发器25中的冷却能力降低,从而吹出空气的温度上升。而且,如果吹出空气的温度上升而导致吹出探测温度Tss高于目标温度Tx,则温度控制部101进行第一冷却动作(具体而言,是使吸气比例阀66的开度增大来使制冷剂回路16中的制冷剂循环量增加的动作)。由此,蒸发器25中的冷却能力上升而吹出空气的温度降低,其结果是,吹出探测温度Tss降低并接近目标温度Tx。
这样,根据除湿负荷来设定目标过热度,由此能够根据除湿负荷来设定蒸发器25中的除湿能力,以便除湿负荷越大,则蒸发器25中的除湿能力越高。
并且,通过由温度控制部101和运转控制部105对冷却部18进行的控制,能够以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使蒸发器25的出口蒸发温度降低并且使制冷剂回路16中的制冷剂循环量增加,因此能够一边抑制集装箱C的库内温度的变化,一边使蒸发器25中的除湿能力上升。
(第二实施方式)
接下来,对第二实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10进行说明。在第二实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,吸入基准温度不是被设定成吸入稳定温度Trs’,而是被设定成将库内设定温度Tsp与预先设定过的吸入加算温度相加而得的吸入设定温度(即,基于集装箱C的库内温度的设定值(库内设定温度Tsp)的值)。即,在从冷却运转切换成除湿运转之后,如果吸入探测温度Trs高于吸入设定温度,则第一补正部103使目标温度Tx降低,另一方面,如果吸入探测温度Trs低于吸入设定温度,则第一补正部103使目标温度Tx升高。其他构成则与第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10相同。
另外,作为吸入基准温度,还可以设定两种吸入基准温度(第一吸入基准温度和第二吸入基准温度)。即,可以设定用于判定吸入探测温度Trs的上升的第一吸入基准温度和用于判定吸入探测温度Trs的降低的第二吸入基准温度。例如,还可以为:第一吸入基准温度被设定成将库内设定温度Tsp与第一吸入加算温度(例如+3.0℃)相加而得的第一吸入设定温度,第二吸入基准温度被设定成将库内设定温度Tsp与第二吸入加算温度(低于第一吸入加算温度的温度,例如+0.5℃)相加而得的第二吸入设定温度。
例如,如果第一吸入基准温度被设定成将库内设定温度Tsp与第一吸入加算温度(+3.0℃)相加而得的第一吸入设定温度(即,“Tsp+3.0℃”)、第二吸入基准温度被设定成将库内设定温度Tsp与第二吸入加算温度(+0.5℃)相加而得的第二吸入设定温度(即,“Tsp+0.5℃”)、补正前的目标温度Tx被设定成将库内设定温度Tsp与目标加算温度(+0.6℃)相加而得的第二设定温度(即,Tsp+0.6℃)、表示负值的第一补正温度Y被设定成“-0.2℃”、表示正值的第一补正温度Y被设定成“+0.2℃”,则第一补正部103如下所述那样对目标温度Tx进行补正。
即,在从冷却运转切换成除湿运转之后,当吸入探测温度Trs高于第一吸入基准温度(Tsp+3.0℃)的情况下,第一补正部103将目标温度Tx与表示负值的第一补正温度(-0.2℃)相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6℃-0.2℃”。然后,即使通过该补正,切换成除湿运转之后的吸入探测温度Trs依然高于第一吸入基准温度(Tsp+3.0℃)的情况下,第一补正部103将补正后的目标温度Tx与表示负值的第一补正温度(-0.2℃)再相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6-(0.2℃×2)”。
另一方面,在从冷却运转切换成除湿运转之后,当吸入探测温度Trs低于第二吸入基准温度(Tsp+0.5℃)的情况下,第一补正部103将目标温度Tx与表示正值的第一补正温度(+0.2℃)相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6℃+0.2℃”。然后,即使通过该补正,切换成除湿运转之后的吸入探测温度Trs依然低于第二吸入基准温度(Tsp+0.5℃)的情况下,第一补正部103将补正后的目标温度Tx与表示正值的第一补正温度(+0.2℃)再相加。由此,目标温度Tx变成“Tsp+0.6+(0.2℃×2)”。
(第二实施方式的效果)
如上所述,通过将用于判定吸入探测温度Trs的变化的吸入基准温度设定成吸入设定温度(即,将库内设定温度Tsp与吸入加算温度相加而得的温度),能够以吸入设定温度为基准,来判定从冷却运转切换到除湿运转之后的集装箱C的库内温度的变化是否引起了吸入探测温度Trs的变化。
另外,第二实施方式的集装箱用冷冻装置10所起到的其他作用、效果与第一实施方式的集装箱用冷冻装置10所起到的作用、效果相同。
(第三实施方式)
接下来,对第三实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10进行说明。在第三实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,加热装置17并不是由再热热交换器32构成的,而是由电加热器78构成的。并且,在制冷剂回路16中省略了与再热热交换器32相关的构成(具体而言,是第一支管85、第二连接管92、再热电磁阀70以及再热热交换器32)以及与集水盘加热器77相关的构成(具体而言,是第一连接管91、第三连接管93、加热器电磁阀71以及集水盘加热器77)。其他构成则与第一实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10的构成相同。
(电加热器)
电加热器78构成为能够响应于控制器100的控制来改变其加热容量。并且,电加热器78设置在从集装箱C的库内吸入到的吸入空气的流动方向上的蒸发器25的下游侧,并且电加热器78以大致与蒸发器25平行的方式沿着集装箱C的库内宽度方向延伸。
(运转控制部)
在该例中,在冷却运转和除湿运转(具体而言,是第一~第三除湿运转)中,运转控制部105如下所述那样对电加热器78进行控制。另外,由运转控制部105进行的运转模式的切换和第一除湿控制~第三除湿控制的切换动作则与第一实施方式相同。
“冷却运转中的控制”
在冷却运转中,运转控制部105使电加热器78停止。另外,在冷却运转中,与第一实施方式同样,运转控制部105将第一开关阀35设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
“第一除湿控制”
在第一除湿控制中,运转控制部105将电加热器78驱动。另外,在第一除湿控制中,与第一实施方式同样,运转控制部105将第一开关阀35设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
“第二除湿控制”
在第二除湿控制中,与第一实施方式同样,运转控制部105将电加热器78驱动、将第一开关阀35设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。而且,在第二除湿控制中,运转控制部105监视除湿负荷,并且根据除湿负荷来设定电加热器78的加热容量,以便除湿负荷越大,则电加热器78的加热容量越大。其中,第二除湿控制中的电加热器78的加热容量(可变值)的最低值高于第一除湿控制中的电加热器78的加热容量(恒定值)。
“第三除湿控制”
在第三除湿控制中,运转控制部105使电加热器78停止。另外,与第一实施方式同样,在第三除湿控制中,运转控制部105将第一开关阀35设定成打开状态、将膨胀阀76的开度设定成规定的开度、将压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26设定成驱动状态。
(集装箱用冷冻装置的运转动作)
接下来,对由第三实施方式的集装箱用冷冻装置10进行的冷却运转和除湿运转进行说明。另外,由第一补正部103和第二补正部104对目标温度Tx进行的补正则与第一实施方式相同。另外,为了简化说明,在以下的说明中,假设第二开关阀36、第三开关阀37、第四开关阀38以及加热器电磁阀71被设定成关闭状态。
“冷却运转”
在冷却运转中,电加热器78停止,第一开关阀35处于打开状态、膨胀阀76的开度被设定成规定的开度。并且,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26变成驱动状态。由此,在冷却运转中,从集装箱C的库内通过吸入口51吸入到库内收放空间S2中的吸入空气在蒸发器25中被冷却后通过处于停止状态的电加热器78而从吹出口52被吹出,从而返回库内。
并且,与第一实施方式同样,在冷却运转中,目标控制部201将目标温度Tx设定成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。因此,温度控制部101以吹出探测温度Tss变成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度的方式进行第一冷却动作和第二冷却动作。
“除湿运转(第一除湿控制)”
如果集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转,则进行第一除湿控制,电加热器78进行驱动。另外,在第一除湿控制中,第一开关阀35处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
在除湿运转中,与冷却运转同样,从压缩机21喷出的制冷剂在冷凝器23中冷凝、在膨胀阀76中膨胀之后在蒸发器25中蒸发。即,在蒸发器25中流动的制冷剂与通过蒸发器25的空气(由库内风扇26传送的库内空气,即吸入空气)进行热交换。其结果是,在蒸发器25中流动的制冷剂从通过蒸发器25的空气(吸入空气)吸热而蒸发,通过蒸发器25的空气(吸入空气)则被冷却而结露。因此,吸入空气被除湿。另一方面,在电加热器78通过的空气(即,在蒸发器25中被冷却除湿后的空气)被电加热器78加热。
这样,在除湿运转中,从集装箱C的库内通过吸入口51而吸入到库内收放空间S2的吸入空气,上述吸入空气在蒸发器25中被冷却除湿之后在电加热器78中被加热并从吹出口52被吹出,从而返回库内。
并且,如果集装箱用冷冻装置10的运转模式从冷却运转切换成除湿运转(即,如果进行第一除湿控制),则目标设定部102将目标温度Tx设定成将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的第二设定温度。因此,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的第二设定温度。
通过按照这种方式进行温度控制,即使吹出空气的温度因由电加热器78进行的加热而上升导致吹出探测温度Tss高于目标温度Tx,也能够通过温度控制部101的第一冷却动作使蒸发器25中的冷却能力上升,来使吹出空气的温度降低。由此,能够抑制除湿运转中吹出空气的温度上升。
“第二除湿控制”
即使通过第一除湿控制来进行除湿,对集装箱C的库内空气的除湿依然不充分的情况(即,第一除湿控制中吸入探测湿度高于目标湿度的情况)下,运转控制部105结束第一除湿控制而进行第二除湿控制。另外,在第二除湿控制中,电加热器78进行驱动,第一开关阀35处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
并且,在第二除湿控制中,目标温度Tx被设定成第二设定温度(将库内设定温度Tsp与目标加算温度相加而得的温度)。即,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成第二设定温度。
并且,在第二除湿控制中,运转控制部105根据除湿负荷来设定电加热器78的加热容量,以便除湿负荷越大,则电加热器78的加热容量越大。另外,电加热器78的加热容量越大,则电加热器78中的加热能力越高。并且,如果吹出空气的温度因电加热器78中的加热能力的上升而上升,从而导致吹出探测温度Tss高于目标温度Tx,则温度控制部101为了使吹出探测温度Tss降低而进行第一冷却动作。由此,蒸发器25中的冷却能力上升而吹出空气的温度降低,其结果是,吹出探测温度Tss降低并接近目标温度Tx。并且,如果蒸发器25中的冷却能力上升,则在蒸发器25中结露的水分量增加。即,蒸发器25中的除湿能力上升。
这样,根据除湿负荷来设定电加热器78的加热容量,由此能够根据除湿负荷来设定蒸发器25中的除湿能力,以便除湿负荷越大,则蒸发器25中的除湿能力越高。
并且,在第二除湿控制中,通过温度控制部101和运转控制部105对冷却部18的控制,来以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使电加热器78中的加热能力上升并且使蒸发器25中的冷却能力上升,从而能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
“第三除湿控制”
当在第一除湿控制中吹出探测温度Tss上升的情况下,运转控制部105结束第一除湿控制而进行第三除湿控制。在第三除湿控制中,电加热器78处于停止状态。另外,在第三除湿控制中,第一开关阀35处于打开状态,膨胀阀76的开度变成规定的开度,压缩机21和库外风扇24以及库内风扇26处于驱动状态。
在第三除湿控制中,与在冷却运转中同样,压缩机的喷出制冷剂在冷凝器23中冷凝、在膨胀阀76中膨胀之后在蒸发器25中蒸发。即,通过蒸发器25的空气(吸入空气)与在蒸发器25中流动的制冷剂进行热交换而被冷却,从而结露。这样,从集装箱C的库内吸入到的吸入空气在蒸发器25中被冷却除湿。
并且,在第三除湿控制中,目标设定部102将目标温度Tx设定成与库内设定温度Tsp相等的第一设定温度。因此,温度控制部101进行第一冷却动作和第二冷却动作,以便吹出探测温度Tss变成第一设定温度。
(第三实施方式的效果)
如上所述,在第三实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,当从冷却运转切换成除湿运转的情况下,目标温度Tx被设定成比库内设定温度Tsp高的第二设定温度(即,将库内设定温度Tsp和目标补正温度相加而得的温度),由此,即使当通过加热装置17(在该例中,是电加热器78)的空气在集装箱C的库内宽度方向上不是被均匀地加热的情况下,也能够抑制集装箱C的库内宽度方向上的吹出空气的最低温度比库内设定温度Tsp低。由此能够防止低温对集装箱C的货物造成不良影响。
并且,在第三实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置10中,在除湿运转(具体而言,是第一除湿控制)中,能够在蒸发器25中对从集装箱C的库内吸入到的吸入空气进行冷却除湿并在电加热器78中对上述吸入空气进行加热,因此既能够抑制集装箱C的库内温度降低,也能够对集装箱C的库内空气进行除湿。
并且,在第三实施方式所涉及的集装箱用冷冻装置中,在除湿运转(具体而言,是第二除湿控制)中,能够以吹出探测温度Tss变成目标温度Tx的方式使电加热器78中的加热能力上升并使蒸发器25中的冷却能力上升来使蒸发器25中的除湿能力上升,因此既能够抑制集装箱C的库内温度的变化,也能够使蒸发器25中的除湿能力上升。
另外,第三实施方式的集装箱用冷冻装置10所起到的其他作用、效果与第一实施方式的集装箱用冷冻装置10所起到的作用、效果相同。
(其他实施方式)
在以上的说明中,举了压缩机21的转速(具体而言,是压缩机马达的转速)为恒定速度的情况的例子,但是压缩机21还可以构成为其转速可响应于控制器100的控制而改变。在该情况下,温度控制部101还可以构成为:对压缩机21的转速进行控制,以便吹出探测温度Tss达到目标温度Tx。具体而言,温度控制部101在第一冷却动作中使压缩机21的转速上升。由此,能够使制冷剂回路16中的制冷剂循环量增加来使蒸发器25中的冷却能力上升。另外,温度控制部101在第二冷却动作中使压缩机21的转速降低。由此,能够使制冷剂回路16中的制冷剂循环量减少来使蒸发器25中的冷却能力降低。
另外,还可以将以上实施方式适当地组合实施。以上实施方式是本质上优选的示例而已,并没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途进行限制的意图。
-产业实用性-
综上所述,本发明对集装箱用冷冻装置有用。
-符号说明-
16 制冷剂回路
17 加热装置
18 冷却部
21 压缩机
23 冷凝器
25 蒸发器
32 再热热交换器
33 吸入温度传感器
34 吹出温度传感器
53 湿度传感器
76 膨胀阀(膨胀机构)
78 电加热器
101 温度控制部
102 目标设定部
103 第一补正部
104 第二补正部
105 运转控制部
201 目标控制部
Claims (9)
1.一种集装箱用冷冻装置,包括具有制冷剂回路(16)和加热装置(17)的冷却部(18),上述制冷剂回路(16)上依次连接有压缩机(21)、冷凝器(23)、膨胀机构(76)以及蒸发器(25)而供制冷剂循环,上述加热装置(17)设置在从集装箱(C)的库内吸入到的吸入空气的流动方向上的上述蒸发器(25)的下游侧,在上述冷却部(18)中,该吸入空气依次通过该蒸发器(25)和该加热装置(17)而吹向该集装箱(C)的库内,上述集装箱用冷冻装置进行冷却运转和除湿运转,在上述冷却运转中使上述加热装置(17)停止来在上述蒸发器(25)中对上述吸入空气进行冷却,在上述除湿运转中在上述蒸发器(25)中对上述吸入空气进行冷却除湿后在上述加热装置(17)中对冷却除湿过的上述吸入空气进行加热,
上述集装箱用冷冻装置的特征在于,包括:
吹出温度传感器(34),其探测依次通过上述蒸发器(25)和上述加热装置(17)而吹向上述集装箱(C)的库内的吹出空气的温度;
温度控制部(101),其在上述冷却运转和上述除湿运转中将上述冷却部(18)控制成由上述吹出温度传感器(34)探测出的吹出空气的温度亦即吹出探测温度(Tss)达到预先设定过的目标温度(Tx);以及
目标控制部(201),其在上述冷却运转中将上述目标温度(Tx)设定成与对上述集装箱(C)的库内温度预先设定过的库内设定温度(Tsp)相等的第一设定温度,另一方面,在从该冷却运转切换到上述除湿运转的情况下,上述目标控制部(201)将该目标温度(Tx)设定成将该库内设定温度(Tsp)和预先设定过的目标加算温度相加而得的第二设定温度。
2.根据权利要求1所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述集装箱用冷冻装置还包括探测上述吸入空气的温度的吸入温度传感器(33),
在从上述冷却运转切换到上述除湿运转后,如果由上述吸入温度传感器(33)探测到的吸入空气的温度亦即吸入探测温度(Trs)高于预先设定过的吸入基准温度,则上述目标控制部(201)使上述目标温度(Tx)降低;另一方面,如果该吸入探测温度(Trs)低于该吸入基准温度,则上述目标控制部(201)使该目标温度(Tx)升高。
3.根据权利要求2所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述吸入基准温度被设定成在上述冷却运转处于稳定状态的情况下由上述吸入温度传感器(33)探测到的吸入空气的温度亦即吸入稳定温度(Trs’),或者上述吸入基准温度被设定成将上述库内设定温度(Tsp)和预先设定过的吸入加算温度相加而得的吸入设定温度。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
在上述除湿运转中,上述目标控制部(201)根据上述蒸发器(25)中的除湿能力来补正上述目标温度(Tx),以便该蒸发器(25)中的除湿能力越高,则该目标温度(Tx)越高。
5.根据权利要求2-4中任一项权利要求所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述目标控制部(201)补正上述目标温度(Tx),以便该目标温度(Tx)在上述库内设定温度(Tsp)以上。
6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述加热装置(17)由再热热交换器(32)构成,其中,在上述除湿运转中上述压缩机(21)所喷出的喷出制冷剂的一部分流入上述再热热交换器(32)。
7.根据权利要求6所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述集装箱用冷冻装置还包括在上述除湿运转下进行第一除湿控制和第二除湿控制的运转控制部(105),其中,在上述第一除湿控制中使上述压缩机(21)所喷出的喷出制冷剂的一部分流入上述再热热交换器(32),在上述第二除湿控制中对上述冷却部(18)进行控制,以便在使该压缩机(21)所喷出的喷出制冷剂的一部分流入到该再热热交换器(32)的状态下该压缩机(21)的喷出压力大于该第一除湿控制下的喷出压力。
8.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述加热装置(17)由电加热器(78)构成。
9.根据权利要求8所述的集装箱用冷冻装置,其特征在于:
上述集装箱用冷冻装置还包括在上述除湿运转下进行第一除湿控制和第二除湿控制的运转控制部(105),其中,在上述第一除湿控制中使上述电加热器(78)驱动,在上述第二除湿控制中在使该电加热器(78)驱动的状态下使该电加热器(78)的加热容量大于该第一除湿控制中的加热容量。
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