JPH04332362A - 冷凍装置の運転制御装置 - 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】

【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、デフロスト運転における終了検出対策
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、膨張弁と、蒸発器とが順に冷媒配管
によって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、デフロストタイマにより連続
運転時間が一定値になると、ホットガスを蒸発器に流し
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】しかしながら、上記従
来の冷凍装置において、次のような問題があった。

【０００４】すなわち、図５に示すように、外気温度が
高いときには比較的短時間にデフロスト運転が終了する
（図中実線の曲線における時刻Ｔ２参照）。しかし、外
気温度が低いときには、デフロスト運転が終了したかど
うかの検知を圧縮機の吸入ガス温度が所定値以下になっ
たかどうかで検知すると、低外気温時は冷媒回路から外
気への放熱量が多いので、デフロストに使用される供給
熱量が減少し、吸入ガス温度の上昇速度が低下する。し
たがって、デフロスト運転時間が必要以上に長くかかる
ことになる（図中破線の曲線参照）。

【０００５】一方、外気温度が低いときには、冷凍装置
を冷凍コンテナに設けた場合、庫内の水分発生量が少な
く、また、換気も行われないので、一般に着霜量は少な
い。ところが、上記のように長時間の間デフロスト運転
が行われると、デフロスト運転の際に放出される熱量は
蒸発器やドレンパン上の着霜を融解する以外にフレーム
等の温度上昇に消費され、温度上昇したフレーム等を再
び冷却するエネルギがさらに余分に必要となる。

【０００６】上記のような問題は、特に冷凍モードのと
きに大きい。すなわち、冷凍モードにおいては、通常、
霜，氷の温度やフレームの温度が低く、そのために、デ
フロスト運転の終了を検知するデフロスト完了サーモの
設定温度と霜温度等との温度差が大きいからである。

【０００７】したがって、外気温度が低いときには、必
要以上のデフロスト運転により消費電力の増大を招くと
ともに、庫内温度の過上昇によりカーゴ品温度の上昇を
招く虞れがあった。

【０００８】また、上記デフロスト運転の終了検出につ
いて、従来、バックアップ手段が施されていないため、
制御基板等の異常が生じると、デフロスト運転が継続し
て吸入ガス温度が異常に上昇し、圧縮機が損傷するとい
う問題があった。

【０００９】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であり、不必要なデフロスト運転時間を低減して、消費
電力の節減と温度の過上昇の防止とを図ると共に、デフ
ロスト運転の終了を正確に行うようにすることを目的と
するものである。

【００１０】

【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、外気温度を圧縮機の稼動
時間で推定してデフロスト運転時間を短縮すると共に、
圧縮機の吸入ガス温度が異常上昇するとデフロスト運転
を終了するようにしたものである。

【００１１】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、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）を備えた冷
凍装置を前提としている。

【００１２】そして、上記圧縮機（１１）への吸入ガス
の温度を検出する吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）と、
冷凍モードのインレンジにおいて一定時間毎にデフロス
ト信号を出力してデフロスト運転を制御するデフロスト
運転手段（２１）と、該デフロスト運転手段（２１）の
デフロスト運転時において、上記吸入ガス温度検出手段
（Ｔｈ５）の検出温度が第１の所定温度以上になると、
該デフロスト運転を終了させる第１デフロスト終了手段
（２４）とが設けられている。更に、冷凍モードのイン
レンジにおける上記圧縮機（１１）の実稼動時間を積算
する稼動時間積算手段（２２）と、上記デフロスト運転
手段（２１）のデフロスト運転時間を計数するデフロス
ト時間算出手段（２３）と、上記デフロスト運転手段（
２１）のデフロスト運転時において、稼動時間積算手段
（２２）の積算稼動時間が所定時間以下の場合、デフロ
スト時間算出手段（２３）が所定時間を計数し且つ吸入
ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の検出温度が第１の所定温
度より低い第２の所定温度以上になると、上記第１デフ
ロスト終了手段（２４）に代ってデフロスト運転を終了
させる第２デフロスト終了手段（２５）とが設けられて
いる。加えて、上記デフロスト運転手段（２１）のデフ
ロスト運転時において、稼動時間積算手段（２２）の積
算稼動時間が所定時間以下の場合、上記吸入ガス温度検
出手段（Ｔｈ５）の検出温度が第２の所定温度より高い
第３の所定温度以上になると、上記第２デフロスト終了
手段（２５）とは別にデフロスト運転を強制的に終了さ
せる第３デフロスト終了手段（２６）が設けられた構成
としている。

【００１３】

【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、該冷却空気を吹出してい
る。

【００１４】一方、連続運転時間が一定時間になると、
デフロスト運転制御手段（２１）がデフロスト運転を制
御し、上記蒸発器（１４）のフロストを除去する。また
、このデフロスト運転と前回のデフロスト運転との間に
おける圧縮機（１１）の実稼動時間を稼動時間積算手段
（２２）が算出する一方、吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ
５）が圧縮機（１１）の吸入ガス温度を検出すると共に
、デフロスト時間算出手段（２３）がデフロスト運転時
間を算出している。

【００１５】そして、稼動時間積算手段（２２）の積算
稼動時間が所定時間を越える場合、外気温度が高いとし
て、吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の検出温度が第１
の所定温度以上になると、第１デフロスト終了手段（２
４）がデフロスト運転を終了させる。

【００１６】また、稼動時間積算手段（２２）の積算稼
動時間が所定時間以下の場合、外気温度が低いとして、
上記デフロスト時間算出手段（２３）が所定時間を算出
し、且つ吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の検出温度が
第２の所定温度以上になると、第２デフロスト終了手段
（２５）が第１デフロスト終了手段（２４）に代ってデ
フロスト運転を終了させる。

【００１７】また、上記稼動時間積算手段（２２）の積
算稼動時間が所定時間以下の場合におけるデフロスト運
転時において、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の
検出温度が第３の所定温度以上になると、上記第２デフ
ロスト終了手段（２５）とは別に第３デフロスト終了手
段（２６）がデフロスト運転を強制的に終了させる。こ
の結果、デフロスト時間算出手段（２３）の異常等であ
ってもデフロスト運転が確実に終了する。

【００１８】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
冷凍モードのインレンジにおいて、一定時間ごとにデフ
ロスト運転を行う場合、通常は吸入ガス温度が第１の所
定温度になるまでデフロスト運転を行う一方、冷凍モー
ドのインレンジにおける圧縮機（１１）の積算稼働時間
が所定時間以下のときには、所定時間が経過し、且つ吸
入ガス温度が第２の所定温度になると、デフロスト運転
を終了するようにしたために、デフロスト運転時間を短
縮することができるので、消費電力の節減を図ることが
できると共に、不必要なデフロスト運転を防止すること
ができることから、カーゴ品等の温度の過上昇を防止す
ることができる。

【００１９】また、デフロスト時間算出手段（２３）が
異常になった場合や、稼動時間積算手段（２２）が稼動
時間を誤算出した場合等において、デフロスト運転が異
常に継続しても、吸入ガス温度が第三の所定温度になる
と、デフロスト運転を終了させるようにしているので、
吸入ガス温度が異常に上昇することを確実に防止するこ
とができることから、圧縮機（１１）の損傷等を確実に
防止することができ、異常時の信頼性を向上することが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２１】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。

【００２２】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（１２ａ
）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（１
２）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（１４）との
間に接続されると共に、ドレンパンヒータ（１７ａ）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（１４）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。

【００２３】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ガス
温度検出手段としての吸入管温度センサである。

【００２４】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）及び３
方電磁弁（ＴＶ）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（Ｅ
Ｖ）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。

【００２５】また、上記コントローラ（２）には、デフ
ロスト運転制御手段（２１）及び稼動時間積算手段（２
２）が設けられると共に、デフロスト時間算出手段であ
るデフロスト運転タイマ（２３）と、第１デフロスト終
了手段（２４）と、第２デフロスト終了手段（２５）と
、第３デフロスト終了手段（２６）とが設けられている
。該デフロスト運転手段（２１）は、冷凍等の運転が所
定時間継続すると、例えば、１２時間継続すると、デフ
ロスト信号を出力し、３方電磁弁（ＴＶ）を切換え、ホ
ットガスを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。また、上記稼動時間積算手段（２２）
は、前回のデフロスト運転の終了から今回のデフロスト
運転までの間において、冷凍モードのインレンジにおけ
る圧縮機（１１）の実稼動時間を算出するように構成さ
れている。

【００２６】一方、上記デフロスト運転タイマ（２３）
は、デフロスト運転時間を算出するように構成されてい
る。また、上記第１デフロスト終了手段（２４）は、稼
動時間積算手段（２２）の積算稼動時間が所定時間を越
える場合、上記吸入管温度センサ（Ｔｈ５）の検出温度
が第１の所定温度、例えば、４０℃以上になると、デフ
ロスト運転を終了させるように構成されている。また、
上記第２デフロスト終了手段（２５）は、稼動時間積算
手段（２２）の積算稼動時間が所定時間以下の場合、上
記デフロスト運転タイマ（２３）が所定時間をカウント
し、例えば、４５分が経過し、且つ上記吸入管温度セン
サ（Ｔｈ５）の検出温度が第２の所定温度、例えば、０
℃以上になると、デフロスト運転を終了させるように構
成されている。更にまた、上記第３デフロスト終了手段
（２６）は、上記吸入管温度センサ（Ｔｈ５）の検出温
度が第２の所定温度より高い第３の所定温度になると、
例えば、３５℃以上になると、上記第２デフロスト終了
手段（２５）とは別個にデフロスト運転を強制的に終了
させるように構成されている。つまり、上記第２デフロ
スト終了手段（２５）と第３デフロスト終了手段（２６
）とは、図３に示すように、アンド回路（２７）と、オ
ア回路（２８）とを備え、該アンド回路（２７）には吸
入管温度センサ（Ｔｈ５）が検出した０℃以上の第２の
所定温度信号Ｓ１と、デフロスト運転タイマ（２３）が
カウントする４５分の時間信号Ｓ２とが入力する一方、
上記オア回路（２８）にはアンド回路（２７）の出力信
号と、吸入管温度センサ（Ｔｈ５）が検出した３５℃以
上の第３の所定温度信号Ｓ３とが入力するように構成さ
れ、該オア回路（２８）がデフロスト運転の終了信号Ｓ
４を出力するようになっている。

【００２７】次に、この冷凍装置の冷凍モードにおける
デフロスト運転の制御動作について図４のフローチャー
トに基づき説明する。

【００２８】先ず、ステップＳＴ１で稼動時間積算手段
（２２）が冷凍モードのインレンジにおける圧縮機（１
１）の実稼動時間の積算を行って、ステップＳＴ２でデ
フロスト運転手段（２１）がフロスト運転指令信号を出
力すると、ステップＳＴ３でデフロスト運転を開始し、
３方電磁弁（ＴＶ）を切換え、ホットガスをホットガス
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。続いて、ステップＳＴ４で
、圧縮機（１１）の積算稼動時間Ｔ１が所定の設定時間
α（例えば、３時間程度の時間）よりも大きいか否かを
判別する。そして、Ｔ１＞αであれば、ステップＳＴ５
に移り、上記吸入管温度センサ（Ｔｈ５）が検出する吸
入ガス温度ｔを入力し、ステップＳＴ６で、吸入ガス温
度ｔが第１の所定温度ｔ１（例えば、４０℃の温度）以
上になるまで待って、第１の所定温度ｔ１以上になると
、ステップＳＴ７で、第１デフロスト終了手段（２４）
がデフロスト運転を終了する。

【００２９】一方、上記ステップＳＴ４における判別で
、圧縮機（１１）の積算稼動時間Ｔ１が設定時間αより
も小さいときには、ステップＳＴ８に移行して、所定時
間を有するデフロスト運転タイマ（２３）がカウントを
開始し、ステップＳＴ９で、吸入ガス温度ｔを入力して
、ステップＳＴ１０で吸入ガス温度ｔが０℃以上になる
までステップＳＴ９に戻る。そして、吸入ガス温度ｔが
０℃以上になると、ステップＳＴ１１に移り、吸入ガス
温度ｔが３５℃以上になるまでステップＳＴ１２に移り
、デフロスト運転タイマ（２３）がカウントアップする
までステップＳＴ９に戻る。その後、吸入ガス温度ｔが
０℃以上になり、且つデフロスト運転タイマ（２３）が
カウントアップ（４５分）すると、ステップＳＴ１３で
第２デフロスト終了手段（２５）がデフロスト運転を終
了する。

【００３０】また、上記ステップＳＴ１１において、吸
入ガス温度が３５℃以上になると、ステップＳＴ１３に
移り、第３デフロスト終了手段（２６）がデフロスト運
転を強制的に終了する。つまり、デフロスト運転時間が
４５分以上で、且つ吸入ガス温度が０℃以上になるか、
又は、単に吸入ガス温度が３５℃以上になると、デフロ
スト運転を終了する。

【００３１】従って、図５に示すように、外気温度が高
いときには、吸入ガス温度ｔの上昇も速く、デフロスト
運転の開始時刻Ｔ０から比較的短時間（例えば、３０分
間程度の時間）が経過した時刻Ｔ２でデフロスト運転が
終了する（図中実線の曲線参照）が、外気温度が低い時
には外気への放熱量が多いため、蒸発器（６）の除霜の
ために供給される熱量が減少し、吸入ガス温度ｔの上昇
が少なくなるので、デフロスト運転時間が非常に長くな
る虞れを生じる（例えば、９０分間程度の時間、図中破
線の曲線参照）。一方、外気温度が低いときには、庫内
の水分量が比較的少なく、本来それほど長時間のデフロ
スト運転を行う必要はない。この結果、余分なデフロス
ト運転により、蒸発器（６）やドレンパンヒータ部（１
１）のフロストを融解するだけでなく、フレーム等の温
度を上昇させ、余分な熱量の供給により、消費電力量の
増大を招く虞れもある。

【００３２】そこで、稼動時間積算手段（２２）が冷凍
モードのインレンジにおける圧縮機（１１）の実稼動時
間を積算し、第１デフロスト終了手段（２４）によって
圧縮機（１１）の積算稼動時間Ｔ１が所定時間α以下の
ときには、所定時間が経過して吸入ガス温度ｔが０℃以
上になるまでの間デフロスト運転を行う。すなわち、図
５に示すように、設定時間Ｔｓが経過したときにデフロ
スト運転が終了することになり、デフロスト運転の短縮
を図ることができ、消費電力の節減を図ることができる
と共に、無駄なデフロスト運転を防止することで、庫内
温度の過上昇、つまりカーゴ品温度の過上昇を防止する
ことができるのである。また、上記デフロスト運転にお
いて、デフロスト運転開始後所定時間が経過しても、吸
入ガス温度ｔが０℃に達しないうちはデフロスト運転が
継続されるので、蒸発器（６）が除霜されていないのに
デフロスト運転が終了するようなことはない。

【００３３】また、デフロスト運転タイマ（２３）が異
常になった場合や、稼動時間積算手段（２２）が稼動時
間を誤算出した場合等において、デフロスト運転が異常
に継続しても、吸入ガス温度ｔが第三の所定温度になる
と、デフロスト運転を終了させるようにしているので、
吸入ガス温度が異常に上昇することを確実に防止するこ
とができることから、圧縮機（１１）の損傷等を確実に
防止することができ、異常時の信頼性を向上することが
できる。

【００３４】尚、本実施例は第１の所定温度（４０℃）
と、第３の所定温度（３５℃）とを異なる値にしたが、
同一温度にしてもよい。

【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】第２デフロスト終了手段及び第３デフロスト終
了手段の回路図である。

【図４】デフロスト運転の制御フロー図である。

【図５】時間に対する吸入ガス温度の特性図である。

【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 ２１　　　　デフロスト運転制御手段 ２２　　　　稼動時間積算手段 ２３　　　　デフロスト運転タイマ（デフロスト時間算
出手段） ２４　　　　第１デフロスト終了手段 ２５　　　　第２デフロスト終了手段 ２６　　　　第３デフロスト終了手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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）を備えた冷凍装置において
   、上記圧縮機（１１）への吸入ガスの温度を検出する吸
   入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）と、冷凍モードのインレ
   ンジにおいて一定時間毎にデフロスト信号を出力してデ
   フロスト運転を制御するデフロスト運転手段（２１）と
   、該デフロスト運転手段（２１）のデフロスト運転時に
   おいて、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の検出温
   度が第１の所定温度以上になると、該デフロスト運転を
   終了させる第１デフロスト終了手段（２４）と、冷凍モ
   ードのインレンジにおける上記圧縮機（１１）の実稼動
   時間を積算する稼動時間積算手段（２２）と、上記デフ
   ロスト運転手段（２１）のデフロスト運転時間を計数す
   るデフロスト時間算出手段（２３）と、上記デフロスト
   運転手段（２１）のデフロスト運転時において、稼動時
   間積算手段（２２）の積算稼動時間が所定時間以下の場
   合、デフロスト時間算出手段（２３）が所定時間を計数
   し且つ吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５）の検出温度が第
   １の所定温度より低い第２の所定温度以上になると、上
   記第１デフロスト終了手段（２４）に代ってデフロスト
   運転を終了させる第２デフロスト終了手段（２５）と、
   上記デフロスト運転手段（２１）のデフロスト運転時に
   おいて、稼動時間積算手段（２２）の積算稼動時間が所
   定時間以下の場合、上記吸入ガス温度検出手段（Ｔｈ５
   ）の検出温度が第２の所定温度より高い第３の所定温度
   以上になると、上記第２デフロスト終了手段（２５）と
   は別にデフロスト運転を強制的に終了させる第３デフロ
   スト終了手段（２６）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。