JP6004734B2 - 輸送用冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍車等に搭載される輸送用冷凍装置に関するものである。

輸送用冷凍装置においては、冷凍車の庫内に積まれる荷物によって、あるいは外気温によって、荷物の品質を維持するため、加温運転が必要な場合がある。一般に、この種輸送用冷凍装置での加温方式には、圧縮機から吐出されたホットガス冷媒を、ホットガスバイパス回路により凝縮器をバイパスさせて直接蒸発器に導入し、そのホットガス冷媒の放熱を利用して加温するホットガスバイパス方式が用いられている。この方式の場合、外気から吸熱することができず、圧縮機の動力分のみが加熱源となるため、能力が小さく、効率が悪い等の問題を有している。

そこで、上記問題を克服すべく、輸送用冷凍装置において、ヒートポンプ加温方式を採用したものが特許文献１により提供されている。ヒートポンプ加温方式の場合、外気からの吸熱を利用して加温運転することができることから、加温能力を大きくすることができるとともに、エネルギー効率のよい加温運転を行うことができる。

一方、冷暖房を行うヒートポンプ式空気調和機において、暖房運転時に停止中の一定以上の容量を有する室内機の熱交換器に液冷媒が溜り込み、ガスロー状態となるのを防止するため、室内膨張弁の開度を所定開度単位で開くようにした技術が特許文献２に示されており、また、暖房運転の停止後、ファンのみを運転することにより、室内熱交換器に残っている熱量（余熱）により暖房するようにした技術が特許文献３に示されている。

特開２０１０−２３６８３１号公報 特許第４１００８５３号公報 特許第３２８２７１９号公報

しかしながら、輸送用冷凍装置は、主に低温製品の輸送に適用されることから、庫内ユニット側に設けられる庫内熱交換器、すなわち蒸発器に内容積の大きな熱交換器が用いられている。このため、能力が高く、効率のよいヒートポンプ加温方式を用い、内容積の大きい庫内熱交換器を凝縮器として機能させることにより、異なる複数の室内を同時に加温すると、低温設定室側の庫内熱交換器内に液冷媒が溜まり込み、システム内がガスロー状態となり、より大きな能力が必要となる高温設定室側の加温能力が大幅に低下してしまう等の課題が生じる。

また、圧縮機が吐出されたホットガスを、庫内熱交換器に直接導入して加温するホットガスバイパス方式の加温方式に比べ、ヒートポンプ加温方式の方が、加温能力が大きいことから、設定温度と外気温度とが近い室を加温する際、過暖房となって設定温度をオーバーショートする度合いが大きくなり、温度管理性能が悪化してしまう等の課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数の室を同時に加温時、システム内がガスロー状態となって加温能力が不足する問題を解消するとともに、設定温度に係わりなく、各室を適正にかつ効率よく加温することができる輸送用冷凍装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の輸送用冷凍装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る輸送用冷凍装置は、圧縮機、庫外熱交換器、加温用膨張弁および庫外ファンを備えている庫外ユニットに対して、庫内熱交換器、冷却用膨張弁および庫内ファンを備えている複数台の庫内ユニットが並列に接続され、前記庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、前記複数の室の加温が、前記庫外熱交換器で吸熱し、その熱を前記庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、前記各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされ、前記複数の室の加温切換え時、加温開始される室の前記庫内ユニットを、前記庫内熱交換器にホットガス冷媒を供給するとともに前記庫内ファンを運転する、オン状態とするとともに、加温停止される室の前記庫内ユニットに一定時間だけ前記庫内ファンを停止した状態で前記ホットガス冷媒を供給し、前記一定時間が経過後、前記加温停止される室の前記庫内ユニットの前記庫内熱交換器への前記ホットガス冷媒の冷媒流通を中断し、庫内ファンをオンにする、オフ状態とする構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、互いに並列に接続されている複数台の庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、複数の室の
加温が、庫外熱交換器で吸熱し、その熱を庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされているため、加温方式をヒートポンプ方式としても、複数の室を個別に交互に切換え加温運転することにより、他の室の設定温度に関係なく、必要な冷媒量を確保して個別に加温運転することができる。従って、複数の室を同時に加温した時、低温設定室側の庫内熱交換器に液冷媒が溜り込んでシステム内がガスロー状態となり、より大きい能力が必要な高温設定室側を加温するための能力が不足してしまう等の問題を解消し、設定温度に係わりなく、各々の室を適正にかつ効率よく加温することができる。
また、本発明によれば、複数の室の加温切換え時、加温開始される室の庫内ユニットをオン状態とするとともに、加温停止される室の庫内ユニットに一定時間だけ庫内ファンを停止した状態でホットガス冷媒を供給し、一定時間が経過後、オフ状態とする構成とされているため、複数の室の加温切換え時、加温が停止される室側の庫内ユニットの庫内熱交換器内に保持されている液冷媒を、庫内ファンを停止して一定時間だけホットガス冷媒を供給することにより、システム側に追い出すことができる。従って、加温開始される室側の加温運転に際して、システム内がガスロー状態となり、能力不足に陥る事態を確実に防止することができるとともに、複数の室を加温するために必要な冷媒量を大幅に削減することができる。
本発明に係る輸送用冷凍装置は、圧縮機、庫外熱交換器、加温用膨張弁および庫外ファンを備えている庫外ユニットに対して、庫内熱交換器、冷却用膨張弁および庫内ファンを備えている複数台の庫内ユニットが並列に接続され、前記庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、前記複数の室の加温が、前記庫外熱交換器で吸熱し、その熱を前記庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、前記各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされ、前記の加温運転が、前記庫内ファンを停止した状態で前記圧縮機からのホットガス冷媒を循環し、前記庫内熱交換器の温度が上昇後、前記ホットガス冷媒の循環を停止し、前記庫内ファンを運転して前記庫内熱交換器の熱容量のみで加温する構成とされていることを特徴とする。
本発明によれば、互いに並列に接続されている複数台の庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、複数の室の
加温が、庫外熱交換器で吸熱し、その熱を庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされているため、加温方式をヒートポンプ方式としても、複数の室を個別に交互に切換え加温運転することにより、他の室の設定温度に関係なく、必要な冷媒量を確保して個別に加温運転することができる。従って、複数の室を同時に加温した時、低温設定室側の庫内熱交換器に液冷媒が溜り込んでシステム内がガスロー状態となり、より大きい能力が必要な高温設定室側を加温するための能力が不足してしまう等の問題を解消し、設定温度に係わりなく、各々の室を適正にかつ効率よく加温することができる。
また、本発明によれば、加温運転が、庫内ファンを停止した状態で圧縮機からのホットガス冷媒を循環し、庫内熱交換器の温度が上昇後、ホットガス冷媒の循環を停止し、庫内ファンを運転して庫内熱交換器の熱容量のみで加温する構成とされているため、設定温度が外気温度に近い室をヒートポンプ加温方式によって加温すると、能力が大き過ぎ、過暖房となって設定温度をオーバーショートすることがあるが、庫内ファンを止めてホットガス冷媒を循環し、庫内熱交換器の温度が上昇した後、ホットガス冷媒の循環を止め、庫内ファンを運転することにより、庫内熱交換器の熱容量のみを利用して、低能力で加温することができる。従って、過暖房を防止して設定温度の過度なオーバーショートを抑制し、各室の温度管理精度を向上することができる。

さらに、本発明の輸送用冷凍装置は、上記の輸送用冷凍装置において、前記加温運転時に、前記複数の室の設定温度が異なる場合、個別に交互に運転する運転時間の間隔が、低温設定室側の運転時間よりも高温設定室側の運転時間の方が長くされていることを特徴とする。

本発明によれば、加温運転時に、複数の室の設定温度が異なる場合、個別に交互に運転する運転時間の間隔が、低温設定室側の運転時間よりも高温設定室側の運転時間の方が長くされているため、設定温度が異なる複数の室を個別に交互に切換えて加温運転するようにしても、設定温度が高い高温設定室側の方の運転時間を長くすることにより、高温の設定温度まで十分に加温することができる。従って、複数の室を各々の設定温度に応じて適正にかつ効率よく加温することができる。

さらに、本発明の輸送用冷凍装置は、上述のいずれかの輸送用冷凍装置において、前記複数の室が共に、室内温度が前記室の設定温度に到達しておらず、加温の運転要求がある状態であるサーモオン時、前記設定温度と前記室内温度との温度差が大きい方の室から加温運転を開始する構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の室が共にサーモオン時、設定温度と室内温度との温度差が大きい方の室から加温運転を開始する構成とされているため、複数の室が共にサーモオンの時には、設定温度の高・低に関係なく、設定温度と室内温度との温度差に基づいて、温度差が大きい方の室がより加温の必要性が高いと判断し、その室を優先して加温運転することができる。従って、複数の室を個別に交互に切換え加温して温度調整する際において、各々の室の温度管理精度を高めることができる。

さらに、本発明の輸送用冷凍装置は、上述のいずれかの輸送用冷凍装置において、前記複数の室の加温切換え時、加温開始される室の前記庫内ユニットを、前記庫内熱交換器に前記ホットガス冷媒を供給するとともに前記庫内ファンを運転する、オン状態とするとともに、加温停止される室の前記庫内ユニットの前記庫内熱交換器内を低圧にバランスする構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の室の加温切換え時、加温開始される室の庫内ユニットをオン状態とするとともに、加温停止される室の庫内ユニットの庫内熱交換器内を低圧にバランスする構成とされているため、複数の室の加温切換え時、加温が停止される室側の庫内ユニットの庫内熱交換器内を低圧にバランスさせることによって、その庫内熱交換器内に保持されている液冷媒を、圧縮機の吸引作用によって徐々に低圧のシステム側に戻すことができる。従って、加温開始される室側の加温運転に際して、システム内がガスロー状態となり、能力不足に陥る事態を確実に防止することができるとともに、複数の室を加温するために必要な冷媒量を大幅に削減することができる。

さらに、本発明の輸送用冷凍装置は、上記の輸送用冷凍装置において、前記ホットガス冷媒の循環、停止および前記庫内ファンの運転、停止が、冷媒の圧力または温度もしくは時間の少なくともいずれか１つを検知して交互に断続的に繰り返される構成とされていることを特徴とする。

本発明によれば、ホットガス冷媒の循環、停止および庫内ファンの運転、停止が、冷媒の圧力または温度もしくは時間の少なくともいずれか１つを検知して交互に断続的に繰り返される構成とされているため、冷媒の圧力または温度もしくは時間の少なくともいずれか１つを検知し、ホットガス冷媒の循環、停止と庫内ファンの運転、停止を交互に断続的に繰り返すことによって、冷凍装置を安定的に継続して運転しながら、加温能力を適正に調整することができる。従って、過暖房を防止し、各々の室の温度管理精度を向上することができる。

本発明によると、加温方式をヒートポンプ方式としても、複数の室を個別に交互に切換え加温運転することにより、他の室の設定温度に関係なく、必要な冷媒量を確保して個別に加温運転することができるため、複数の室を同時に加温した時、低温設定室側の庫内熱交換器に液冷媒が溜り込んでシステム内がガスロー状態となり、より大きい能力が必要な高温設定室側を加温するための能力が不足してしまう等の問題を解消し、設定温度に係わりなく、各々の室を適正にかつ効率よく加温することができる。

本発明の第１実施形態に係る輸送用冷凍装置の冷媒回路図である。 図１に示す輸送用冷凍装置のＡ室冷却運転時の冷媒回路図である。 図１に示す輸送用冷凍装置のＡ室加温運転時の冷媒回路図である。 図１に示す輸送用冷凍装置のＡ室加温運転からＢ室加温運転に切換え時の冷媒回路図である。 図１に示す輸送用冷凍装置のＢ室加温運転時の冷媒回路図である。 図１に示す輸送用冷凍装置のＡ室加温運転からＢ室加温運転に切換え時のシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る輸送用冷凍装置のＡ室加温運転時の冷媒回路図である。 図７に示す輸送用冷凍装置のＢ室加温運転時の冷媒回路図である。 図７に示す輸送用冷凍装置のＡ室加温運転からＢ室加温運転に切換え時のシーケンス図である。 本発明の第３実施形態に係る輸送用冷凍装置のＡ室加温運転時（ファンを停止してホットガス冷媒を循環）の冷媒回路図である。 本発明の第３実施形態に係る輸送用冷凍装置のＡ室加温運転時（熱交換器の熱容量のみで加温）の冷媒回路図である。 図１０および図１１に示す輸送用冷凍装置のＡ室加温運転時のシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る輸送用冷凍装置の冷媒回路図が示されている。
輸送用冷凍装置１は、トラックの荷台側に搭載されるバンボディと称されている荷室内に設置された庫内ユニットと、バンボディの外部に設置される庫外ユニットとから構成されるものである。ここでは、荷室が複数のＡ室およびＢ室に区画され、各々の室Ａ，Ｂ内に庫内ユニット２Ａ，２Ｂが設置されるとともに、庫内ユニット２Ａ，２Ｂ側に設けられる機器以外の機器類がバンボディの外部に設置される庫外ユニット３側に設けられた構成の輸送用冷凍装置１が示されている。

庫外ユニット３側には、トラックの走行用エンジン、冷凍装置専用のサブエンジンあるいは電動モータ等により駆動される圧縮機４が具備されており、この圧縮機４からの冷媒吐出配管５には、電磁弁６Ｍ（ＳＶ７Ｍ）および高圧ガス配管（ホットガスライン）７Ｍを介して、冷却運転時に凝縮器、加温運転時に蒸発器として機能する庫外熱交換器８が接続されている。同様に、圧縮機４からの吐出配管５には、電磁弁６Ａ，６Ｂ（ＳＶ７ＡおよびＳＶ７Ｂ）、高圧ガス配管７Ａ，７Ｂを介して、冷却運転時に蒸発器、加温運転時に凝縮器として機能する庫内熱交換器９Ａ，９Ｂが互いに並列に接続されている。

また、圧縮機４の吸入配管１０には、アキュームレータ１１が設けられており、このアキュームレータ１１と高圧ガス配管７Ｍ，７Ａ，７Ｂ中の電磁弁６Ｍ，６Ａ，６Ｂ（ＳＶ７Ｍ，ＳＶ７Ａ，ＳＶ７Ｂ）の下流側との間に、各々電磁弁１２Ｍ，１２Ａ，１２Ｂ（ＳＶ６Ｍ，ＳＶ６Ａ，ＳＶ６Ｂ）を有する低圧ガス配管（吸入ライン）１３Ｍ，１３Ａ，１３Ｂが接続されている。

庫外熱交換器８の他端側には、加温用膨張弁１４と電磁弁１６Ｍ（ＳＶ１Ｍ）との直列回路に逆止弁１７Ｍが並列に接続されている回路を有する液冷媒配管（液ライン）１８Ｍが接続されており、この液冷媒配管（液ライン）１８Ｍの他端側は、レシーバ１９に接続されている。更に、庫内熱交換器９Ａ，９Ｂの他端側には、冷却用膨張弁１５Ａ，１５Ｂと電磁弁１６Ａ，１６Ｂ（ＳＶ１Ａ，ＳＶ１Ｂ）との直列回路に逆止弁１７Ａ，１７Ｂが並列に接続されている回路を有する液冷媒配管（液ライン）１８Ａ，１８Ｂが並列に接続されており、この液冷媒配管（液ライン）１８Ａ，１８Ｂの他端側は、レシーバ１９に接続されている。

上記庫外熱交換器８には、外気を通風する庫外ファン（ＣＦ）２０が付設されており、また、庫内熱交換器９Ａ，９Ｂには、Ａ室およびＢ室内の空気を庫内熱交換器９Ａ，９Ｂを通して循環する庫内ファン２１Ａ，２１Ｂ（ＥＦ−Ａ，ＥＦ−Ｂ）が付設されている。更に、上記庫内ユニット２Ａ側には、庫内熱交換器９Ａ、冷却用膨張弁１５Ａ、電磁弁１６Ａ、逆止弁１７Ａおよび庫内ファン２１Ａ等が設けられ、庫内ユニット２Ｂ側には、庫内熱交換器９Ｂ、冷却用膨張弁１５Ｂ、電磁弁１６Ｂ、逆止弁１７Ｂおよび庫内ファン２１Ｂ等が設けられている。それ以外の機器類は、庫外ユニット３側に設けられ、これら機器類が冷媒配管を介して接続されることにより、公知の如く冷却サイクルおよびヒートポンプ加温サイクルが構成されている。

上記の輸送用冷凍装置１において、冷却運転は、以下のようにして行われる。
図２には、Ａ室の冷却運転時の回路が太線で示されている。なお、図中において、塗潰し電磁弁が通電開、白抜き電磁弁が閉、塗潰しファンがオン、白抜きファンがオフの状態を示さている。
圧縮機４から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、開とされている電磁弁６Ｍを介して高圧ガス配管７Ｍより庫外熱交換器８に導入され、ここで庫外ファン２０により通風される外気と熱交換されて凝縮液化される。

この高圧液冷媒は、逆止弁１７Ｍを経てレシーバ１９に導入され、いったん貯留されて循環流量が調整される。Ａ室の冷却運転時、電磁弁１６Ａが開とされているため、レシーバ１９に貯留された液冷媒は、電磁弁１６Ａを経て冷却用膨張弁１５Ａに導かれ、冷却用膨張弁１５Ａを通過する過程で断熱膨張されて低圧の気液二相冷媒となり、庫内熱交換器９Ａに供給される。庫内熱交換器９Ａに供給された冷媒は、庫内ファン２１Ａにより循環されるＡ室内の空気と熱交換され、その空気から吸熱して蒸発ガス化された後、電磁弁１２Ａが開とされていることから、高圧ガス配管７Ａ、低圧ガス配管１３Ａ、アキュームレータ１１および吸入配管１０を経て、圧縮機４に吸入され、再圧縮される。

以下、同様のサイクルを繰り返す。この間、庫内熱交換器９Ａで冷媒と熱交換されて冷却されたＡ室内の空気を、庫内ファン２１Ａを介してＡ室内に吹出すことにより、Ａ室内を冷却運転することができる。また、Ｂ室を冷却運転する場合、電磁弁１６Ｂおよび１２Ｂを開とするとともに、庫内ファン２１Ｂをオンとし、庫内ユニット２Ｂに冷媒を流通させることにより、Ａ室の場合と同様、Ｂ室を冷却運転することができ、これにより、Ａ室およびＢ室を同時または個別に冷却運転することができる。

一方、Ａ室およびＢ室の加温運転は、Ａ室およびＢ室を同時に加温運転すると、設定温度が低い低温設定室側の庫内熱交換器９Ａまたは９Ｂで凝縮した液冷媒が溜り込み、システム内がガスロー状態となって、設定温度が高い高温設定室側での加温能力が不足する事態に陥る場合がある。そこで、本実施形態においては、以下に説明する通り、Ａ室およびＢ室に設けられている庫内ユニット２Ａ，２Ｂを個別に交互に切換えて加温運転するようにしている。

図３ないし図６を用いて、庫内ユニット２Ａ，２Ｂを個別に交互に切換えて加温運転する場合の一例を説明する。図３には、Ａ室の加温運転時の回路が太線で示されている。
圧縮機４から吐出された高温高圧の冷媒ガスは、開とされている電磁弁６Ａを介して高圧ガス配管７Ａより庫内熱交換器９Ａに導入され、ここで庫内ファン２１Ａによって循環されるＡ室内の空気と熱交換されて凝縮液化される。この熱交換によってＡ室内の空気は加温され、庫内ファン２１Ａを介してＡ室内に吹出されることにより、Ａ室内の加温に供される。

庫内熱交換器９Ａで凝縮液化された高圧液冷媒は、逆止弁１７Ａを経てレシーバ１９に導入され、いったん貯留されて循環流量が調整される。加温運転時、電磁弁１６Ｍが開とされているため、レシーバ１９に貯留された液冷媒は、電磁弁１６Ｍを経て加温用膨張弁１４に導かれ、この加温用膨張弁１４を通過する過程で断熱膨張されて低圧の気液二相冷媒となり、庫外熱交換器８に供給される。庫外熱交換器８に供給された冷媒は、庫外ファン２０により通風される外気と熱交換され、外気から吸熱して蒸発ガス化された後、電磁弁１２Ｍが開とされていることから、高圧ガス配管７Ｍ、低圧ガス配管１３Ｍ、アキュームレータ１１および吸入配管１０を経て、圧縮機４に吸入され、再圧縮される。

以下、同様のサイクルを繰り返す。これによって、庫外熱交換器８で外気から熱を汲み上げ、その熱を庫内熱交換器９ＡによりＡ室に放熱してＡ室を加温するヒートポンプ加温運転を行うことができる。なお、Ａ室の加温運転中、Ｂ室側の庫内ユニット２Ｂは、冷媒の流通が中断され、庫内ファン２１Ｂのみがオンされた停止状態とされている。
この加温運転によりＡ室内が設定温度に到達した場合あるいはＡ室の加温運転が設定時間継続された場合、Ａ室の加温運転が終了され、Ｂ室の加温運転に切換えられる。この切換え時に一定時間、例えば１分間だけ、庫内熱交換器９Ａ内に溜っている液冷媒をシステム側に追い出す運転を平行して行い、Ｂ室の加温運転に切換えるようにしている。

液冷媒の排出運転は、図４の示される回路によって行われる。つまり、Ａ室からＢ室への加温切換え時、電磁弁６Ｂを開とすることによって、圧縮機４から吐出された高温高圧の冷媒ガスを電磁弁６Ｂおよび高圧ガス配管７Ｂを介して庫内熱交換器９Ｂに導入する一方で、上記の如く１分間だけ電磁弁６Ａを開状態に保持するとともに、庫内ファン２１Ａをオフ状態として庫内熱交換器９Ａに圧縮機４からのホットガス冷媒を供給する。これによって、庫内熱交換器９Ａ内に溜っていた液冷媒は、レシーバ１９に追い出され、Ｂ室の加温運転に有効に使われるようにしている。

この液冷媒の排出運転中、図４の示されるように、電磁弁６Ｂが開とされ、Ｂ室側の庫内ユニット２Ｂの庫内熱交換器９Ｂに圧縮機４から吐出された高温高圧の冷媒ガスが供給されるとともに、庫内ファン２１Ｂがオンとされているため、既にＢ室の加温運転が開始されている。そして、１分間の液冷媒排出運転が終了すると、図５に示されるように、電磁弁６Ａが閉とされ、庫内ユニット２Ａは、冷媒流通が中断されるとともに、庫内ファン２１Ａのみがオンされた停止状態とされる。これによって、Ｂ室が図５に示される如くヒートポンプ加温運転されることになる。

図６に、上記のＡ室およびＢ室の加温切換え運転と液冷媒の追い出し運転とを組み合わせた制御のシーケンス図が示されている。
Ａ室側の加温運転が終了し、Ｂ室側の加温運転に切換える際、電磁弁（ＳＶ７Ｂ）６Ｂに通電して開とし、庫内熱交換器９Ｂにホットガス冷媒を供給開始するとともに、庫内ファン（ＥＦ−Ｂ）２１Ｂの運転をそのまま継続し、庫内ユニット２Ｂをオン状態としてＢ室側の加温運転を開始する。一方、それまで加温運転をしていた庫内ユニット２Ａについては、１分間だけ、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａを通電開状態に維持し、その１分間、庫内ファン（ＥＦ−Ａ）２１Ｂの運転を停止することにより、庫内熱交換器９Ａに溜り込んでいた液冷媒をレシーバ１９に追い出す運転を行う。

これによって、Ｂ室側の加温運転時に、システム側、すなわちＢ室を加温するためのヒートポンプ加温サイクル内がガスロー状態となり、加温能力が不足する事態の発生を防止することができるとともに、システム内に充填する冷媒量自体を低減することができる。そして、１分の冷媒追い出す運転が終了すると、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａを閉とするとともに、庫内ファン（ＥＦ−Ａ）２１Ｂをオンとして庫内ユニット２Ａを停止状態とし、Ｂ室側の加温運転をそのまま継続する。

上記の加温運転は、Ａ室およびＢ室の設定温度に応じて、設定温度が高い方の高温設定室側の運転時間を長く設定し、設定温度が低い方の低温設定室側の運転時間をそれより短く設定して交互に行うようにしている。例えば、Ａ室側の設定温度がＢ室側の設定温度よりも高い場合、Ａ室側の加温運転時間を、例えば２分に設定し、設定温度が低いＢ室側の加温運転時間を１分に設定してその時間間隔で交互に運転を行うようにする。ただし、加温運転中に、室内温度が設定温度に到達してサーモオフした場合は、その時点で運転の切換えを行うようにすればよい。

また、Ａ室およびＢ室がサーモオフ状態から共にサーモオンした時には、設定温度の高低に関係なく、設定温度と室内温度との温度差が大きい方の室を優先して加温運転を開始するようにしている。これは、温度差が大きい室の方が、より加温の必要性が高いと判断されるためであり、設定温度の高低に関係なく、そちらの室を優先的に加温運転する構成としている。

斯くして、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
互いに並列に接続されている複数台の庫内ユニット２Ａ，２Ｂが設置されている複数の室Ａ，Ｂが個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置１において、複数の室Ａ，Ｂの加温が、庫外熱交換器８で吸熱し、その熱を庫内熱交換器９Ａ，９Ｂで放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされており、各室Ａ，Ｂの加温運転時、各々の室Ａ，Ｂを個別に交互に切換え加温運転する構成とされている。このため、加温方式をヒートポンプ方式としても、複数の室Ａ，Ｂを個別に交互に切換え加温運転することにより、他の室の設定温度に関係なく、必要な冷媒量を確保して個別に加温運転することができる。

従って、複数の室Ａ，Ｂを同時に加温した時、低温設定室側の庫内熱交換器９Ａ，９Ｂに液冷媒が溜り込んでシステム内、すなわちヒートポンプ加温サイクル内がガスロー状態となり、より大きい能力が必要な高温設定室側を加温するための能力が不足してしまう等の問題を解消し、設定温度に係わりなく、各々の室Ａ，Ｂを適正にかつ効率よく加温することができる。

また、加温運転時に、複数の室Ａ，Ｂの設定温度が異なる場合、個別に交互に運転する運転時間の間隔が、低温設定室側の運転時間よりも高温設定室側の運転時間の方が長くされている。このため、設定温度が異なる複数の室を個別に交互に切換えて加温運転するようにしても、設定温度が高い高温設定室側の方の運転時間を長くすることにより、高温の設定温度まで十分に加温することができる。従って、複数の室Ａ，Ｂを各々の設定温度に応じて適正にかつ効率よく加温することができる。

さらに、複数の室Ａ，Ｂが共にサーモオン時、設定温度と室内温度との温度差が大きい方の室ＡまたはＢから加温運転を開始するようにしているため、複数の室Ａ，Ｂが共にサーモオンの時には、設定温度の高・低に関係なく、設定温度と室内温度との温度差に基づいて、温度差が大きい方の室ＡまたはＢがより加温の必要性が高いと判断し、その室ＡまたはＢを優先して加温運転することができる。これによって、複数の室Ａ，Ｂを個別に交互に切換え加温して温度調整する際において、各々の室Ａ，Ｂの温度管理精度を高めることができる。

また、本実施形態においては、複数の室Ａ，Ｂの加温切換え時、加温開始される室ＡまたはＢの庫内ユニット２Ａ，２Ｂをオン状態とするとともに、加温停止される室ＡまたはＢの庫内ユニット２Ａ，２Ｂに、一定時間（例えば、１分間）だけ電磁弁６Ａまたは６Ｂを開とし、庫内ファン２１Ａまたは２１Ｂを停止した状態でホットガス冷媒を供給し、一定時間が経過後、オフ状態とするようにしている。このため、複数の室Ａ，Ｂの加温切換え時、加温停止される室ＡまたはＢの庫内ユニット２Ａ，２Ｂの庫内熱交換器９Ａ，９Ｂ内に保持されている液冷媒を、庫内ファン２１Ａまたは２１Ｂを停止して１分間だけホットガス冷媒を供給することにより、システム側に追い出すことができる。

これによって、加温開始される室ＡまたはＢ側の加温運転に際して、システム内、すなわちヒートポンプ加温サイクル内がガスロー状態となり、能力不足に陥る事態を確実に防止することができるとともに、複数の室Ａ，Ｂを加温するために必要な冷媒量を大幅に削減することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図７ないし図９を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、加温運転が停止される庫内ユニット側の庫内熱交換器９Ａ，９Ｂ内に溜り込んでいる液冷媒の排出の仕方が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態においては、加温運転の切換え時、加温開始される室Ａ，Ｂの庫内ユニット２Ａ，２Ｂをオン状態とするとともに、加温停止される室Ａ，Ｂの庫内ユニット２Ａ，２Ｂの庫内熱交換器９Ａ，９Ｂ内を低圧側にバランスさせる構成とされている。

図７には、室Ａ内を加温運転している状態が示されている。この場合、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａ、電磁弁（ＳＶ６Ｍ）１２Ｍおよび電磁弁（ＳＶ１Ｍ）１６Ｍが開とされ、圧縮機４から吐出された冷媒は、電磁弁６Ａ、高圧ガス配管７Ａ、庫内熱交換器９Ａ、逆止弁１７Ａ、レシーバ１９、電磁弁１６Ｍ、加温用膨張弁１４、庫外熱交換器８、高圧ガス配管７Ｍ、電磁弁１２Ｍ、低圧ガス配管１３Ｍおよびアキュームレータ１１によって形成されるヒートポンプ加温サイクル内を順次循環する。この間、庫外熱交換器８で外気から吸熱し、その熱を庫内熱交換器９Ａで放熱することにより室Ａ内を加温する。

この室Ａ内の加温運転中、オフ状態とされている室Ｂに設けられている庫内ユニット２Ｂの庫内熱交換器９Ｂは、低圧ガス配管１３Ｂ中の電磁弁（ＳＶ６Ｂ）１２Ｂが開とされることにより、低圧側に圧力バランスされるように構成されている。このため、加温運転が停止された時、庫内熱交換器９Ｂ内に溜り込んでいた液冷媒は、圧縮機４の吸引作用により、庫内熱交換器９Ｂ内から高圧ガス配管７Ｂ、電磁弁１２Ｂ、低圧ガス配管１３Ｂを介してアキュームレータ１１内に戻され、室Ａ内を加温するサイクル中に供給されることになる。

一方、室Ａの加温運転から、室Ｂの加温運転に切換え時、図８に示されるように、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａが閉、電磁弁（ＳＶ７Ｂ）６Ｂが開とされる。これによって、圧縮機４から吐出された冷媒は、電磁弁６Ｂ、高圧ガス配管７Ｂ、庫内熱交換器９Ｂ、逆止弁１７Ｂ、レシーバ１９、電磁弁１６Ｍ、加温用膨張弁１４、庫外熱交換器８、高圧ガス配管７Ｍ、電磁弁１２Ｍ、低圧ガス配管１３Ｍおよびアキュームレータ１１で形成されるヒートポンプ加温サイクル内を順次循環する。この間、庫外熱交換器８で外気から吸熱し、その熱を庫内熱交換器９Ｂで放熱することにより室Ｂ内を加温する。

同時に、オフ状態とされた庫内ユニット２Ａの庫内熱交換器９Ａに溜り込んでいる液冷媒は、電磁弁電磁弁（ＳＶ６Ａ）１２Ａが開とされ、庫内熱交換器９Ａが低圧側に圧力バランスされることにより、圧縮機４の吸引作用で高圧ガス配管７Ｂ、電磁弁１２Ｂ、低圧ガス配管１３Ｂを介してアキュームレータ１１内に戻され、室Ｂ内を加温するサイクル中に供給されることになる。図９には、Ａ室からＢ室への加温切換え運転時、庫内ユニット２Ａの庫内熱交換器９Ａに溜り込んでいる液冷媒をシステム側に戻すための制御シーケンス図が示されている。

本実施形態では、図９からも明らかな通り、加温開始するユニット側の高圧ガス配管７Ａ，７Ｂ中の電磁弁６Ａ，６Ｂを開、低圧ガス配管１３Ａ，１３Ｂ中の電磁弁１２Ａ，１２Ｂを閉とするとともに、加温停止するユニット側の高圧ガス配管７Ａ，７Ｂ中の電磁弁６Ａ，６Ｂを閉、低圧ガス配管１３Ａ，１３Ｂ中の電磁弁１２Ａ，１２Ｂを開とする弁の切換えだけで、オフ状態となる庫内熱交換器９Ａ，９Ｂへの液冷媒の溜り込みを防止することができる。従って、本実施形態によっても、加温開始される室ＡまたはＢの加温運転に際して、そのヒートポンプ加温サイクル内がガスロー状態となり、能力不足に陥る事態を確実に防止することができるとともに、複数の室Ａ，Ｂを加温するために必要な冷媒量を大幅に削減することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図１０ないし図１２を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第２実施形態に対して、加温運転時の設定温度が外気温度に近い場合の運転の仕方を特定している点で異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
ヒートポンプ加温方式の場合、外気から吸熱して加温できるため、ホットガスバイパス方式に比べて能力が大きく、加温する室Ａ，Ｂの設定温度が外気温度に近い場合、過暖房となり易く、温度管理性能が悪化する。

本実施形態では、このような場合、例えば室Ａの加温に際して、まず図１０に示されるように、庫内ユニット２Ａの庫内ファン（ＥＦ−Ａ）２１Ａを停止した状態で電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａを開とし、圧縮機４から吐出されたホットガス冷媒を庫内熱交換器９Ａに供給する。この冷媒は、通常の室Ａの加温運転時と同じ加温サイクル内を循環される。庫内熱交換器９Ａ内に供給されたホットガス冷媒は、庫内ファン２１Ａが停止されていることから、自然放熱により庫内熱交換器９Ａを加熱して一部が凝縮されるが、殆どの冷媒はガス状態のまま庫内熱交換器９Ａを通過してレシーバ１１に至る。これによって、庫内熱交換器９Ａは、その熱容量に見合った量の熱を蓄え、加熱された状態となる。

庫内熱交換器９Ａの温度が上昇後、図１１に示されるように、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａを閉としてホットガス冷媒の循環を停止するとともに、庫内ファン（ＥＦ−Ａ）２１Ａを運転し、庫内熱交換器９Ａに蓄えられていた熱を放熱することにより、庫内熱交換器９Ａの熱容量のみで加温する構成としている。図１２には、この低能力で加温する際の制御シーケンス図が示されている。つまり、この運転時には、図１２に示されるように、電磁弁（ＳＶ７Ａ）６Ａのオン、オフと、庫内ファン（ＥＦ−Ａ）２１Ａのオン、オフが交互に断続的に繰り返されることなる。

また、電磁弁６Ａおよび庫内ファン２１Ａのオン、オフ切換えは、吐出冷媒の圧力、温度もしくは時間（例えば、１分間隔でのオン、オフ）等のいずれか１つを検知し、所定のインターバルで交互にオン、オフを繰り返すようにすればよい。なお、室Ｂ側を低能力で加温する際も、電磁弁（ＳＶ７Ｂ）６Ｂのオン、オフと、庫内ファン（ＥＦ−Ｂ）２１Ｂのオン、オフを交互に断続的に繰り返すことにより、同様に加温運転することができる。

斯くして、本実施形態によると、庫内熱交換器９Ａ，９Ｂの熱容量のみで加温することができるため、冷媒の凝縮熱を放熱することにより加温するものに比べ、加温能力を大幅に低減することができる。従って、過暖房を防止して設定温度の過度なオーバーショートを抑制することにより、各室の温度管理精度を向上することができる。また、冷媒の圧力または温度もしくは時間等のいずれか１つを検知し、ホットガス冷媒の循環、停止と庫内ファン２１Ａ，２１Ｂの運転、停止を交互に断続的に繰り返すようにしているため、冷凍装置１を安定的に継続して運転しながら、加温能力を適正に調整することができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記した各実施形態において設定した運転時間等の設定値は、一例であり、本発明は、それに限定されるものでないことは云うまでもなく、設定温度等と共に、実情に合わせて適宜設定すればよい。

１ 輸送用冷凍装置
２Ａ，２Ｂ 庫内ユニット
３ 庫外ユニット
４ 圧縮機
６Ａ，６Ｂ，６Ｍ 電磁弁（ＳＶ７Ａ，ＳＶ７Ｂ，ＳＶ７Ｍ）
７Ａ，７Ｂ，７Ｍ 高圧ガス配管
８ 庫外熱交換器
９Ａ，９Ｂ 庫内熱交換器
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｍ 電磁弁（ＳＶ６Ａ，ＳＶ６Ｂ，ＳＶ７Ｍ）
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｍ 低圧ガス配管
１４ 加温用膨張弁
１５Ａ，１５Ｂ 冷却用膨張弁
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｍ 電磁弁（ＳＶ１Ａ，ＳＶ１Ｂ，ＳＶ１Ｍ）
２０ 庫外ファン
２１Ａ，２１Ｂ 庫内ファン
Ａ，Ｂ 室

Claims (6)

1. 圧縮機、庫外熱交換器、加温用膨張弁および庫外ファンを備えている庫外ユニットに対して、庫内熱交換器、冷却用膨張弁および庫内ファンを備えている複数台の庫内ユニットが並列に接続され、前記庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、
   前記複数の室の加温が、前記庫外熱交換器で吸熱し、その熱を前記庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、
   前記各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされ、
   前記複数の室の加温切換え時、加温開始される室の前記庫内ユニットを、前記庫内熱交換器にホットガス冷媒を供給するとともに前記庫内ファンを運転する、オン状態とするとともに、加温停止される室の前記庫内ユニットに一定時間だけ前記庫内ファンを停止した状態で前記ホットガス冷媒を供給し、前記一定時間が経過後、前記加温停止される室の前記庫内ユニットを、前記庫内熱交換器への前記ホットガス冷媒の冷媒流通を中断し、前記庫内ファンをオンにする、オフ状態とする構成とされていることを特徴とする輸送用冷凍装置。
2. 圧縮機、庫外熱交換器、加温用膨張弁および庫外ファンを備えている庫外ユニットに対して、庫内熱交換器、冷却用膨張弁および庫内ファンを備えている複数台の庫内ユニットが並列に接続され、前記庫内ユニットが設置されている複数の室が個別に冷却または加温可能とされている輸送用冷凍装置において、
   前記複数の室の加温が、前記庫外熱交換器で吸熱し、その熱を前記庫内熱交換器で放熱して加温するヒートポンプ加温方式とされ、
   前記各室の加温運転時、各々の室を個別に交互に切換え加温運転する構成とされ、
   前記の加温運転が、前記庫内ファンを停止した状態で前記圧縮機からのホットガス冷媒を循環し、前記庫内熱交換器の温度が上昇後、前記ホットガス冷媒の循環を停止し、前記庫内ファンを運転して前記庫内熱交換器の熱容量のみで加温する構成とされていることを特徴とする輸送用冷凍装置。
3. 前記加温運転時に、前記複数の室の設定温度が異なる場合、個別に交互に運転する運転時間の間隔が、低温設定室側の運転時間よりも高温設定室側の運転時間の方が長くされていることを特徴とする請求項１または２に記載の輸送用冷凍装置。
4. 前記複数の室が共に、室内温度が前記室の設定温度に到達しておらず、加温の運転要求がある状態であるサーモオン時、前記設定温度と前記室内温度との温度差が大きい方の室から加温運転を開始する構成とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。
5. 前記複数の室の加温切換え時、加温開始される室の前記庫内ユニットを、前記庫内熱交換器に前記ホットガス冷媒を供給するとともに前記庫内ファンを運転する、オン状態とするとともに、加温停止される室の前記庫内ユニットの前記庫内熱交換器内を低圧にバランスする構成とされていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。
6. 前記ホットガス冷媒の循環、停止および前記庫内ファンの運転、停止が、冷媒の圧力または温度もしくは時間の少なくともいずれか１つを検知して交互に断続的に繰り返される構成とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。

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