JPH01219450A - ヒートポンプ式冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヒートポンプ式冷却装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のヒートポンプ式冷却装置としてエンジン
駆動型のものが知られている。ここで、第３図を参照し
て、従来のし−トポング式冷却装置について説明する。

この冷却装置は駆動源としてのエンジン１を有し、この
エンジン１により駆動伝達装置２を介して冷媒圧縮Ｒ３
が駆動されて、冷奴が圧縮される。冷媒圧縮Ｉ！１３か
らの吐出冷媒は四方切換弁４の冷媒吸入口に流入される
。この四方切換弁４は、冷却サイクル運転と除霜サイク
ル運転とを切換えるためのものである。四方切換弁４の
第１の接続りは、庫外熱交換器５の一方の冷媒口に接続
されている。庫外熱交換器５は、冷却サイクル運転時凝
縮器として働き、除霜サイクル運転時蒸発器として働く
。四方切換弁４の第２の接続口は、庫内熱交換器６の一
方の冷媒口に接続されている。庫内熱交換器６は、冷却
サイクル運転時蒸発器として働き、除霜サイクル運転時
凝縮器として働く、庫内熱交換器６は、冷蔵庫や冷凍シ
ョーゲース等の庫内に設けられている。冷却サイクル運
転時、庫外熱交換器５により凝縮された冷媒は、その他
方の冷媒口から、第１の逆止弁７を介して第１の膨張弁
８に流入され、第１の膨張弁８で膨張された後、庫内熱
交換器６の他方の冷奴［１に流入する。一方、除霜サイ
クル運転時、庫内熱交換器６により凝縮された冷媒は、
その他の冷媒口から、第２の逆止弁９を介して第２の膨
張弁１０で膨張された後、庫外熱交換器５の他方の冷媒
口に流入する。尚、１１は庫外熱交換器５用のコンデン
サファンモータ、１２は庫内熱交換器６用のクーリング
ファンモータである。

上述の構成において、冷却サイクル運転時には、エンジ
ン１によって駆動される圧縮機３より吐出された高温高
圧のガス状冷媒は、図示の実線矢印で示される如く、四
方切換弁４を介し、庫外熱交換器５へ送出される。庫外
熱交換器５は、高温高圧のガス状冷媒を凝縮して高圧の
液状冷媒とする。

この高圧の液状冷奴は、第１の逆止弁７を介し第１の膨
張弁８へ導かれ、ここで断熱膨張されて低圧の液状冷媒
となる。この低圧の液状冷媒は、庫内熱交換器６へ導か
れ、ここで蒸発してガス状冷媒となる。このガス状冷媒
は、四方切換弁４を介し、冷奴圧縮Ｒ３に吸入され、こ
こで圧縮されて上記高温高圧のガス状冷媒となる。以下
、再び同じ作用を繰返す。

一方、除霜サイクル運転時には、エンジン１によって駆
動される圧縮機３より吐出された高温高圧のガス状冷媒
は、図示の破線矢印で示される如く、四方切換弁４を介
し、庫内熱交換器６へ送出される。庫内熱交換器６は、
高温高圧のガス状冷媒を凝縮して高圧の液状冷媒とする
。このとき、庫内熱交換器６の外周についている霜を溶
かし、溶けた霜は庫内熱交換器６の下部に設けられてい
るドレンパン（図示せず）上に水となって溜る。

この溜った水は、ドレンパンにあけられたドレン穴（図
示せず）からドレンホース（図示せず）を介して庫外へ
導かれる。一方、庫内熱交換器６で凝縮された高圧の液
状冷媒は、第２の逆止弁９を介し第２の膨張弁１０へ導
かれ、ここで断熱膨張されて低圧の液状冷媒となる。こ
の際、第２の逆止弁９の後に、ドレンパンの除霜のため
の除霜パイプ（図示せず）等の除霜装置を接続し、この
除霜パイプを介して第２の膨張弁１０へ導くようにして
も良い。この低圧の液状冷媒は、庫外熱交換器５へ導か
れ、ここで蒸発してガス状冷媒となる。

このガス状冷媒は、四方切換弁４を介し、冷媒圧縮１１
３に吸収され、ここで圧縮されて上記高温高圧のガス状
冷媒となる。以下、再び同じ作用を繰返す。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような構成の従来のし−トポンプ式冷却
装置では、外気温度が高い場合にエンジン１の回転数が
高くなると、冷媒サイクル運転及び除霜サイクル運転時
に、共に冷媒圧縮機３の吐出ガス状冷媒の温度が著しく
上昇する。そのため、過熱運転となり、冷媒圧縮８１３
や冷媒圧縮機３と四方切換弁４とを接続するための冷媒
ホース等が過熱により破損するという問題点がある。こ
こで、冷媒圧１？１Ｉ１３の吐出ガス状冷媒の温度が上
昇する主な原因は、上述のようにエンジン１の回転数（
冷媒圧縮機３の回転数）の上昇と外気温度の上昇による
が、その他に、四方切換弁４での吐出ガス状冷媒と吸入
ガス状冷媒との熱交換や、エンジンｌに冷媒圧Ｓ機３を
取付は金具で取付けた場合におけるエンジン１の発熱に
よる影響もある。

また、除霜サイクル運転による庫内熱交換器６の除霜は
、上述したように、庫内熱交換器６へ高温高圧のガス状
冷媒（以下、ホットガスという）を流すことにより、庫
内熱交換器６の外周に付いている霜を溶かすことで行っ
ている。このようなホットガス除霜方法では、庫内熱交
換器６で凝縮された低圧の液状冷媒により、第２の逆止
弁９の後ろに設けである庫内熱交換器６のドレンパン用
除霜装置の除霜性能が低下し、ドレンパン上に溜った水
がドレンパンの底部やドレンパンにあけられたドレン穴
周囲に氷結するという問題点がある。

それ故に、本発明の目的は、冷媒圧縮機の過熱運転を防
ぎ、冷媒圧縮機や冷奴ホース等の破損を防止することが
できるヒートポンプ式冷却装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、庫内熱交換器のドレンパン部の除
霜性能を大幅に改善することができるヒートポンプ式冷
却装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、冷却サイクル運転時にはエンジンによ
って駆動される圧縮機の吐出冷媒が、四方切換弁、庫外
熱交換器、第１の電膜手段、庫内熱交換器、及び上記四
方切換弁を介して上記圧縮機の冷媒吸収口に戻り、除霜
サイクル運転時には上記圧縮機の吐出冷媒が、上記四方
切換弁、上記庫内熱交換器、第２の電膜手段、上記庫外
熱交換器、及び上記四方切換弁を介して上記圧ａ機の冷
媒吸入口に戻るように構成されたヒートポンプ式冷却装
置において、上記圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する為
の温度検出手段と、上記庫外熱交換器をバイパスする第
１のバイパス路と、上記庫内熱交換器をバイパスする第
２のバイパス路とを有し、第１のバイパス路には逆止弁
及び第３の電膜手段が備えられ、第２のバイパス路には
制御弁が備えられており、上記温度検出手段で検出され
た検出温度に基づいて上記制御弁の開閉を制御するよう
にしたことを特徴とするし−トボンブ式冷却装置が得ら
れる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。なお、従来例と同一の構成要素については、同一符号
を付し説明を省略する。

第１図を参照して、本実施例では、冷媒圧縮機３の冷奴
吐出０側に、吐出冷媒の温度を検出（感知）する為の温
度センサ２２が設けられている。

庫外熱交換器５に並列に第１のバイパス路２６が配置さ
れ、この第１のバイパス路２６の一端は庫外熱交換器５
の一端に、その他端は逆止弁７及び膨張弁１０に接続さ
れている。一方、庫内熱交換器６の冷媒出入口には、庫
内熱交換器６をバイパスする第２のバイパス路２７が接
続されている。

第１のバイパス路２６には逆止弁３１及びキャピラリー
４１が備えられており、第２のバイパス路２７には制御
弁（電磁弁）３２が設けられている。

膨張弁８及び逆止弁９はドレンパン５１内に配設された
除霜パイプ５２の一端に接続され、除霜パイプの他端は
それぞれ逆止弁３１、逆止弁７、及び膨張弁１０に接続
されている。

温度センサ２２は、制御用コード３７により、クーリン
グファン１２と電磁弁３２に接続されている。温度セン
サ２２は、冷媒サイクル運転時にクーリングモータ１２
がオンになった時、動作状態になり、冷媒圧１１１Ｉ１
３の吐出冷媒の温度が予め設定された設定温度を超える
と制御信号として開制御信号を電磁弁３２に送出し、冷
媒圧ａｌ１３の吐出冷媒の温度が予め設定された設定温
度以下になった時、制御信号として閉制御信号を電磁弁
３２に送出する。電磁弁３２は、開制御信号を受けると
開き、閉制御信号を受けると閉じる。

次に、上述の実施例の動作について第２図も参照して説
明する。

冷却サイクル運転時、クーリングファン１２がオン状態
になると、温度センサ２２は通電されて動作状態となる
。一方、四方切換弁４はオフ状態である０通常、冷却サ
イクル運転時では、冷却に必要な冷媒量を第１の膨張弁
８で断熱膨張させた冷奴を庫内熱交換器６に供給してい
る。しかしながら、エンジン１（冷媒圧縮機３）の回転
数が上昇したり、外気温度が高くなると、冷媒圧８機３
の吐出冷媒の温度が設定温度より高くなる。このとき、
温度センサ２２は開制御信号を電磁弁３２に送出し、電
磁弁３２を開ける。これにより、庫内熱交換器６で吸熱
しない低い温度のガス状冷媒が四方切換弁４を介して冷
媒圧縮機３の吸入口に供給され、冷奴圧縮機３の吐出冷
媒の温度を下げることができる。これにより、冷媒圧縮
機３の吐出冷媒の温度が徐々に低くなる。冷媒圧１機３
の吐出冷媒の温度が設定温度より低くなると、温度セン
サ２２は閉制御信号を電磁弁３２に送出し電磁弁３２を
閉じる。これにより、庫内熱交換器６で吸熱した高い温
度のガス状冷媒のみが四方切換弁４を介して冷媒圧縮機
３の吸収口に供給され、冷媒圧縮機３の吐出冷媒の温度
を上げることができる。このように、冷却サイクル運転
時は、温度センサ２２で冷媒圧縮Ｒ３の吐出冷媒の温度
を感知し、電磁弁３２を開閉制御することにより、エン
ジン１の回転数や外気温度に応じたガス状冷媒を冷媒圧
縮機３の吸入口に供給して、冷媒圧ｍＲ３の吐出冷媒の
温度を常に設定温度付近になるように制御することがで
きる。

一方、除霜すイクル運転時、クーリングファン１２がオ
フ状態になると、温度センサ２２への通電が停止し、温
度センサ２２は非動作状態となり、電磁弁３２は閉の状
態となる。一方、四方切換弁４はオン状態となる。庫内
熱交換器６、膨張弁８、除霜パイプ５２を介して流れる
冷媒は、その一部が逆止弁３１．及びキャピラリ４１を
通って流れ、これにより、庫外熱交換器５で吸熱しない
低い温度のガス状冷媒が四方切換弁４を介して冷媒圧縮
Ｒ３の吸入口に供給される。第１のバイパス路２６をバ
イパスする冷媒量はエンジン１の回転数や外気温度の変
化による庫外熱交換器５の入口端と出口端との圧力差に
応じて変化するから、冷奴圧縮Ｒ３の吐出冷媒温度をほ
ぼ設定温度に制御することができる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、冷却サ
イクルの際には、圧！ｌｉ５機の吐出冷媒の温度を検出
し、この検出温度に基づいて、庫内熱交換器をバイパス
するバイパス路に設けた電磁弁を開閉制御しているので
、圧ｓｌｌや冷媒ホース等の破損を防止することができ
る。また、除霜サイクル運転時には、庫内熱交換器をバ
イパスするバイパス路を介してドレンパン用除霜パイプ
にホットガスを供給できるようにしているので、庫内熱
交換器側の除霜性能の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示す図、第２図は第１
図を説明するための図、第３図は従来例を示す図である
。 １・・・エンジン、２・・・駆動伝達装置、３・・・冷
奴圧ｍ観、４・・・四方切換弁、５・・・庫外熱交換器
、６・・・庫内熱交換器、７．９・・・逆止弁、８，１
ｏ・・・膨張弁、２２・・・温度センサ、３１・・・逆
止弁、３２・・・電磁弁、５２・・・除霜パイプ。 １１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．冷却サイクル運転時にはエンジンによつて駆動され
   る圧縮機の吐出冷媒が、四方切換弁、庫外熱交換器、第
   １の膨脹手段、庫内熱交換器、及び上記四方切換弁を介
   して上記圧縮機の冷媒吸入口に戻り、除霜サイクル運転
   時には上記圧縮機の吐出冷媒が、上記四方切換弁、上記
   庫内熱交換器、第２の膨脹手段、上記庫外熱交換器、及
   び上記四方切換弁を介して上記圧縮機の冷媒吸入口に戻
   るように構成されたヒートポンプ式冷却装置において、
   上記圧縮機の吐出冷媒の温度を検出する為の温度検出手
   段と、上記庫外熱交換器をバイパスする第１のバイパス
   路と、上記庫内熱交換器をバイパスする第２のバイパス
   とを有し、上記第１のバイパス路には逆止弁及び第３の
   膨脹手段が備えられ、上記第２のバイパス路には制御弁
   が備えられており、上記温度検出手段で検出された検出
   温度に基づいて上記制御弁を開閉制御するようにしたこ
   とを特徴とするヒートポンプ式冷却装置。