JP2500531B2 - 冷凍装置の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍装置の運転制御装
置に関し、特に、デフロスト運転前の圧縮機容量制御対
策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の冷凍装置には、特開昭
５９−１９７７６４号公報に開示されているように、圧
縮機と、凝縮器と、レシーバと、膨張弁と、蒸発器とが
順に冷媒配管によって接続されると共に、凝縮器、レシ
ーバ及び膨脹弁をバイパスするホットガスバイパス路が
接続されて構成されているものがある。そして、この冷
凍装置において、エアプレッシャスイッチやタイマ等で
蒸発器のフロストを検出すると、ホットガスを圧縮機よ
りホットガスバイパス路を介して蒸発器に流してデフロ
スト運転を行う一方、圧縮機の吸入ガス温度が所定温度
になると、上記デフロスト運転を終了し、このデフロス
ト運転によって蒸発器のフロストを除去し、冷凍能力の
低下を防止するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した冷凍装置にお
いて、デフロスト運転を行う前に冷媒を計量して一定量
の冷媒でデフロスト運転を行う、所謂計量デフロストを
行っている。つまり、デフロスト運転の前にポンプダウ
ン運転を行い、冷媒をレシーバ等に一旦回収し、この回
収した冷媒の一部を利用してデフロスト運転を行うよう
にしている。

【０００４】しかしながら、従来、上記ポンプダウン運
転は、圧縮機の容量を最大容量に設定して行っているた
め、図４に示すように、ポンプダウン運転前の定常運転
時に圧縮機の容量が低容量(A1)の場合、ポンプダウン運
転(A2)になると、圧縮機吐出側の高圧冷媒圧力が一時的
に急上昇し、高圧カット（ＨＰＳカット）を生じるとい
う問題があった(A3)。特に、レシーバの容量が小さく、
しかも、外気温度が高い場合に生じ易くなる。つまり、
圧縮機が低容量の場合、レシーバに冷媒液が多く溜って
おり、この状態から圧縮機の容量が最大容量に切替わる
ので、吐出した冷媒ガスが圧縮され、高圧カットにな
る。この高圧カットが生じると、圧縮機が停止するの
で、再起動操作を要し、円滑な連続運転を行うことがで
きないという問題があった。

【０００５】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ポンプダウン運転時に高圧カットが生じないように
して円滑な連続運転を可能にすると共に、レシーバ等の
小型化を図ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、ポンプダウン運転の開始
時に圧縮機容量を低容量にし、その後、圧縮機容量を高
容量にするようにしたものである。

【０００７】具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、先ず、容量可変の圧縮機（１
１）と、凝縮器（１２）と、膨張機構（ＥＶ）と、蒸発
器（１４）とが順に接続されて成る冷媒循環回路（１）
と、上記圧縮機（１１）より吐出したホットガスを少な
くとも凝縮器（１２）をバイパスして蒸発器（１４）に
供給するホットガスバイパス路（１７）と、該ホットガ
スバイパス路（１７）がバイパスする上記冷媒循環回路
（１）の一部に設けられ、冷媒を閉込める液溜め手段
（１８）とを備えた冷凍装置を前提としている。

【０００８】そして、上記圧縮機（１１）の容量を負荷
に応じて制御する容量制御手段（２１）と、上記蒸発器
（１４）のフロスト時に冷媒を上記液溜め手段（１８）
に回収するようにポンプダウン運転を行うポンプダウン
制御手段（２３）とが設けられている。更に、該ポンプ
ダウン制御手段（２３）のポンプダウン運転において運
転開始時に圧縮機（１１）の容量を低容量に設定し、所
定時間後に高容量に変更する容量変更手段（２４）が設
けられている。加えて、上記ポンプダウン制御手段（２
３）によるポンプダウン運転の終了後に液溜め手段（１
８）の冷媒の一部を利用し、ホットガスを圧縮機（１
１）からホットガスバイパス路（１７）に流してデフロ
スト運転を行うデフロスト制御手段（２２）が設けられ
た構成としている。

【０００９】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、請求項１記載の発明における容量変更手段（２４）
が、圧縮機（１１）の容量をポンプダウン運転の開始時
に最低容量に設定し、所定時間後に最大容量に変更する
ように構成されたものである。

【００１０】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
冷媒は冷媒循環回路（１）を循環し、蒸発器（１４）に
おいて吸込んだ空気を冷却して該冷却空気を吹出してい
る。そして、容量制御手段（２１）は負荷に応じて圧縮
機（１１）の容量を制御している。

【００１１】一方、上記蒸発器（１４）がフロストする
と、まず、ポンプダウン制御手段（２３）がポンプダウ
ン運転を開始すると共に、該ポンプダウン制御手段（２
３）の運転信号を受けて、容量変更手段（２４）が圧縮
機（１１）の容量を低容量に設定し、所定時間後に高容
量に変更する。具体的に、請求項２に係る発明では、ポ
ンプダウン運転の初期は圧縮機（１１）の容量を最低容
量にし、その後、最大容量に変更する。そして、このポ
ンプダウン運転によって冷媒を液溜め手段（１８）に閉
込める。

【００１２】その後、デフロスト制御手段（２２）が上
記液溜め手段（１８）に閉込められた冷媒の一部を利用
して、ホットガスを圧縮機（１１）からホットガスバイ
パス路（１７）を介して蒸発器（１４）に供給し、デフ
ロスト運転を制御して蒸発器（１４）のフロストを除去
する。

【００１３】

【効果】従って、請求項１に係る発明によれば、ポンプ
ダウン運転の開始時は圧縮機（１１）の容量を低容量に
設定し、その後、圧縮機（１１）の容量を高容量に変更
するようにしたために、圧縮機（１１）が低容量である
定常運転状態からポンプダウン運転に切替わった際、圧
縮機（１１）より高圧冷媒ガスが多量に吐出されないの
で、高圧カットを防止することができる。特に、外気温
度が高い場合においても高圧カットを防止することがで
きることから、再起動操作を要することがなく、円滑な
連続運転を行うことができる。

【００１４】また、液溜め手段（１８）の冷媒貯溜容量
が小さい場合においても高圧カットを防止することがで
きるので、例えば、レシーバの容量を小さくでき、装置
全体の小型化を図ることができる。

【００１５】また、請求項２に係る発明によれば、ポン
プダウン運転の初期は圧縮機（１１）の容量を最低容量
に設定するので、高圧カットをより確実に行うことがで
きると共に、よりレシーバ等の小型化を図ることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に基づいて詳細に
説明する。

【００１７】図２に示すように、（１）は冷凍コンテナ
に設けられる冷凍装置の冷媒循環回路であって、図示し
ないコンテナ本体の庫内を冷却するものである。

【００１８】該冷媒循環回路（１）は、容量を１００％
の最大容量と、６７％の中容量と、３３％の最低容量と
に可変な圧縮機（１１）と、凝縮器（１２）と、レシー
バ（１３）と、膨張機構である電動膨張弁（ＥＶ）と、
蒸発器（１４）と、アキュームレータ（１５）と、ブリ
ードポートを有する吸入電磁弁（ＳＶ）とが順に冷媒配
管（１６）によって接続されて閉回路に構成されてい
る。そして、上記凝縮器（１２）には庫外ファン（１２
ａ）が、蒸発器（１４）には庫内ファン（１４ａ）がそ
れぞれ付設される一方、上記圧縮機（１１）と凝縮器
（１２）との間には３方電磁弁（ＴＶ）が介設されてい
る。該３方電磁弁（ＴＶ）にはホットガスバイパス路
（１７）の一端が接続され、該ホットガスバイパス路
（１７）は他端が上記電動膨張弁（ＥＶ）と蒸発器（１
４）との間に接続されると共に、ドレンパンヒータ（１
７ａ）が形成されている。そして、上記ホットガスバイ
パス路（１７）はデフロスト運転時にホットガスを圧縮
機（１１）から蒸発器（１４）に供給し、該蒸発器（１
４）及びドレンパン（図示省略）のフロストを融解する
ように構成されている。

【００１９】更に、上記凝縮器（１２）と電動膨張弁
（ＥＶ）との間には液溜め手段（１８）が設けられてお
り、上記レシーバ（１３）と電動膨張弁（ＥＶ）との間
に開閉弁（ＷＶ）と液溜め部（１９）をが介設され、該
液溜め部（１９）とレシーバ（１３）とで上記液溜め手
段（１８）が構成されている。そして、デフロスト運転
を行う前にポンプダウン運転を行い冷媒をレシーバ（１
３）及び液溜め部（１９）に回収するようにしている。

【００２０】また、上記冷凍装置には各種のセンサが設
けられており、（ＨＰＳ）は圧縮機（１１）の吐出側の
高圧冷媒圧力を検出する高圧センサ、（Ｔｈ１）は蒸発
器（１４）の入口側の液管温度を検出する液管温度セン
サ、（Ｔｈ２）は蒸発器（１４）の出口側のガス管温度
を検出するガス管温度センサ、（Ｔｈ３）は蒸発器（１
４）の空気吸込側の吸込空気温度を検出する吸込温度セ
ンサ、（Ｔｈ４）は蒸発器（１４）の空気吹出側の吹出
空気温度を検出する吹出温度センサ、（Ｔｈ５）は圧縮
機（１１）の吸入側の吸入ガス温度を検出する吸入管温
度センサである。

【００２１】そして、上記各センサ（ＨＰＳ），（Ｔｈ
１）〜（Ｔｈ５）の検出信号はコントローラ（２）に入
力される一方、該コントローラ（２）は上記圧縮機（１
１）、電動膨張弁（ＥＶ）、吸入電磁弁（ＳＶ）、３方
電磁弁（ＴＶ）及び開閉弁（ＷＶ）等を制御するように
構成されている。すなわち、上記コントローラ（２）
は、電動膨張弁（ＥＶ）を冷凍モード時には液管温度セ
ンサ（Ｔｈ１）とガス管温度センサ（Ｔｈ２）との検出
信号に基づく過熱度によってＰＩＤ制御すると共に、冷
蔵モード時には吹出温度センサ（Ｔｈ４）の検出信号に
基づく吹出空気温度によってＰＩＤ制御する一方、吸入
電磁弁（ＳＶ）を蒸発温度が低下すると、例えば、電動
膨張弁（ＥＶ）の所定開度が一定時間継続すると閉動す
るように制御している。

【００２２】また、上記コントローラ（２）には、圧縮
機（１１）の容量制御手段（２１）が設けられると共
に、デフロスト制御手段（２２）と、ポンプダウン制御
手段（２３）と、容量変更手段（２４）とが設けられて
いる。該容量制御手段（２１）は、冷凍モード時におい
て、庫内温度、つまり、吸込温度センサ（Ｔｈ３）が検
出する吸込空気温度が設定温度になるように圧縮機（１
１）をＯＮ・ＯＦＦ制御する一方、冷蔵モード時におい
て、吹出温度センサ（Ｔｈ４）が検出する吹出空気温度
が設定温度になるように圧縮機（１１）の容量を制御す
るように構成されている。

【００２３】また、上記ポンプダウン制御手段（２３）
は、蒸発器（１４）のフロスト時にポンプダウン運転を
行うもので、電動膨張弁（ＥＶ）を閉弁し、開閉弁（Ｗ
Ｖ）を開弁して冷媒を液溜め部（１９）及びレシーバ
（１３）に回収するように構成されている。また、上記
容量変更手段（２４）は、ポンプダウン運転時に圧縮機
（１１）の容量を変更するもので、第１タイマ（Ｔ１）
と第２タイマ（Ｔ２）とを備えている。そして、該容量
変更手段（２４）は、ポンプダウン運転の開始時に第１
タイマ（Ｔ１）がカウントアップするまで圧縮機（１
１）の容量を最低容量に設定し、その後、第２タイマ
（Ｔ２）がカウントアップするまで圧縮機（１１）の容
量を最大容量に設定するように構成されている。

【００２４】一方、上記デフロスト制御手段（２２）
は、ポンプダウン制御手段（２３）のポンプダウン運転
が終了すると、上記電動膨張弁（ＥＶ）を開弁し、開閉
弁（ＷＶ）を閉弁すると共に、３方電磁弁（ＴＶ）を切
換え、液溜め部（１９）に溜った冷媒を利用し、ホット
ガスを上記圧縮機（１１）からホットガスバイパス路
（１７）を介して蒸発器（１４）に供給し、デフロスト
運転を制御するように構成されている。

【００２５】次に、上記冷凍装置における運転動作につ
いて図３の制御フローに基づき説明する。

【００２６】先ず、定常運転時においては、圧縮機（１
１）より吐出した冷媒は凝縮器（１２）で凝縮し、電動
膨張弁（ＥＶ）で膨張した後、蒸発器（１４）で蒸発し
て圧縮機（１１）に戻り、コンテナ本体内である庫内を
冷却している。そして、この定常運転時において、容量
制御手段（２１）は圧縮機（１１）の容量を制御してお
り、冷凍モード時は、吸込温度センサ（Ｔｈ３）が検出
する吸込空気温度が設定温度になるように圧縮機（１
１）をＯＮ・ＯＦＦ制御する一方、冷蔵モード時は、吹
出温度センサ（Ｔｈ４）が検出する吹出空気温度が設定
温度になるように圧縮機（１１）の容量を１００％と６
７％と３３％との何れかに制御している。この冷蔵モー
ドの定常運転時において、蒸発器（１４）がフロストす
ると、タイマ等でフロストが検出され、ステップＳＴ１
の動作が行われてポンプダウン運転が開始される。つま
り、ポンプダウン制御手段（２３）が電動膨張弁（Ｅ
Ｖ）を全閉にし、開閉弁（ＷＶ）を開弁する一方、容量
変更手段（２４）が第１タイマ（Ｔ１）をカウントさせ
ると共に、圧縮機（１１）の容量を最低容量（３３％）
に設定する。そして、この第１タイマ（Ｔ１）は圧縮機
（１１）の最低容量の運転時間と電動膨張弁（ＥＶ）の
閉弁時間とに設定されており、例えば、１０秒に設定さ
れている。

【００２７】その後、ステップＳＴ２に移り、第１タイ
マ（Ｔ１）がカウントアップしたか否かを判定し、カウ
ントアップするまでステップＳＴ２に待機して、圧縮機
（１１）を最低容量で運転する。

【００２８】続いて、上記第１タイマ（Ｔ１）がカウン
トアップすると、ステップＳＴ３に移り、容量変更手段
（２４）が圧縮機（１１）の容量を最低容量から最大容
量に変更すると共に、第２タイマ（Ｔ２）をカウントさ
せる。そして、ステップＳＴ４に移り、第２タイマ（Ｔ
２）がカウントアップしたか否かを判定し、第２タイマ
（Ｔ２）がカウントアップするまでステップＳＴ４に待
機する。

【００２９】その後、上記第２タイマ（Ｔ２）がカウン
トアップすると、例えば、２５秒経過すると、ステップ
ＳＴ５に移り、上記ポンプダウン制御手段（２３）が電
動膨張弁（ＥＶ）を全開にすると共に、開閉弁（ＷＶ）
を閉弁する一方、圧縮機（１１）を停止する。これによ
り、液溜め部（１９）に溜った冷媒のみが蒸発器（１
４）に流れることになる。

【００３０】次いで、ステップＳＴ５からステップＳＴ
６に移り、デフロスト制御手段（２２）が圧縮機（１
１）を起動して、デフロスト運転を開始し、３方電磁弁
（ＴＶ）を切換え、上記液溜め部（１９）に溜った冷媒
を利用してホットガスを圧縮機（１１）からホットガス
バイパス路（１７）に流し、蒸発器（１４）に供給して
デフロストを行うことになる。

【００３１】従って、上記ポンプダウン運転の開始時は
圧縮機（１１）の容量を最低容量に設定し、その後、圧
縮機（１１）の容量を最高容量に変更するようにしたた
めに、圧縮機（１１）が低容量の定常運転状態からポン
プダウン運転に切替わった際、圧縮機（１１）より高圧
冷媒ガスが多量に吐出されないので、高圧カットを防止
することができる。特に、外気温度が高い場合において
も高圧カットを防止することができることから、再起動
操作を要することがなく、円滑な連続運転を行うことが
できる。

【００３２】また、液溜め手段（１８）におけるレシー
バ（１３）の冷媒貯溜容量が小さい場合においても高圧
カットを防止することができるので、該レシーバ（１
３）の容量を小さくでき、装置全体の小型化を図ること
ができる。

【００３３】尚、上記実施例において、容量変更手段
（２４）は圧縮機（１１）の容量を最低容量と最高容量
に設定するようにしたが、図３に示すように、ポンプダ
ウン運転の初期は圧縮機（１１）の容量をポンプダウン
運転の前の容量に設定するようにし、その後、最高容量
に変更するようにしてもよい。

【００３４】また、液溜め部（１９）は、高圧液菅側に
設けたが、低圧液菅側に設けてもよい。

【００３５】また、本発明は、実施例の冷媒循環回路
（１）に限られるものではなく、また、冷凍コンテナに
設けられるものに限られるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】冷媒回路図である。

【図３】ポンプダウン運転の制御フロー図である。

【図４】従来例を示し、時間に対する圧縮機の吐出冷媒
ガス圧力の特性図である。

【符号の説明】

１ 冷媒循環回路 ２ コントローラ １１ 圧縮機 １２ 凝縮器 １４ 蒸発器 １７ ホットガスバイパス路 １８ 液溜め手段 ２１ 容量制御手段 ２２ デフロスト制御手段 ２３ ポンプダウン制御手段 ２４ 容量変更手段 ＥＶ 電動膨脹弁（膨脹機構）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容量可変の圧縮機（１１）と、凝縮器
   （１２）と、膨張機構（ＥＶ）と、蒸発器（１４）とが
   順に接続されて成る冷媒循環回路（１）と、上記圧縮機
   （１１）より吐出したホットガスを少なくとも凝縮器
   （１２）をバイパスして蒸発器（１４）に供給するホッ
   トガスバイパス路（１７）と、該ホットガスバイパス路
   （１７）がバイパスする上記冷媒循環回路（１）の一部
   に設けられ、冷媒を閉込めるる液溜め手段（１８）とを
   備えた冷凍装置において、上記圧縮機（１１）の容量を
   負荷に応じて制御する容量制御手段（２１）と、上記蒸
   発器（１４）のフロスト時に冷媒を上記液溜め手段（１
   ８）に回収するようにポンプダウン運転を行うポンプダ
   ウン制御手段（２３）と、該ポンプダウン制御手段（２
   ３）のポンプダウン運転において運転開始時に圧縮機
   （１１）の容量を低容量に設定し、所定時間後に高容量
   に変更する容量変更手段（２４）と、上記ポンプダウン
   制御手段（２３）によるポンプダウン運転の終了後に液
   溜め手段（１８）の冷媒の一部を利用し、ホットガスを
   圧縮機（１１）からホットガスバイパス路（１７）に流
   してデフロスト運転を行うデフロスト制御手段（２２）
   とを備えていることを特徴とする冷凍装置の運転制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷凍装置の運転制御装置
   において、容量変更手段（２４）は、圧縮機（１１）の
   容量をポンプダウン運転の開始時に最低容量に設定し、
   所定時間後に最大容量に変更するように構成されている
   ことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。