JPS627462B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は冷凍装置の改良に係り、特に、圧縮機
の吐出側から蒸発器へ至るホツトガスバイパス管
を設け、蒸発器の除霜をホツトガスで行うように
した冷凍装置に関する。

(ロ) 従来の技術 従来、冷凍装置のホツトガスによる除霜方法に
は、蒸発器を凝縮器として使用し圧縮機から吐出
されたホツトガスを直に蒸発器に供給する逆サイ
クル方式や、圧縮機の吐出側に流路切換弁を設
け、この切換弁から凝縮器を側路して蒸発器へ至
るホツトガスバイパス管を設け、圧縮機から吐出
されたガスをホツトガスバイパス管を介して蒸発
器へ供給するホツトガスバイパス方式等がある。
これら、逆サイクル方式やホツトガスバイパス方
式は、圧縮機から吐出されたガスを直に蒸発器へ
供給しているため、ヒーター加熱による除霜方式
のように電力消費量はかからず、しかも、オフサ
イクル除霜方式に比して除霜時間を短縮できると
いう利点がある。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述した逆サイクル方式やホツ
トガスバイパス方式は、単に圧縮機から吐出され
るホツトガスの感熱だけを利用するものであるた
め、着霜量が多いと蒸発器で液化した冷媒がその
まま圧縮機へ戻り、いわゆる液バツク現象を起こ
すという問題があつた。

また、斯る問題を解決するために、圧縮機と凝
縮器の間の吐出管と、圧縮機と蒸発器の間の吸入
管を熱交換的に蓄熱槽内に入れたいわゆるサーモ
バンク方式の除霜装置が考案されいてる。この方
式は、冷却運転中に圧縮機から吐出されるホツト
ガスで蓄熱槽を加熱しておき、除霜時に、蒸発器
で液化した冷媒を蓄熱槽へ導くものであり、ホツ
トガスの感熱と潜熱の双方を利用することにより
蒸発器で液化した冷媒を蓄熱槽で完全に気化でき
るため、液バツクの防止には効果がある。

しかしながら、上述したサーモバンク方式をは
じめとするいづれのホツトガス除霜方式でも以下
に説明するような問題があり、改善策が要望され
ている。すなわち、ホツトガスによる除霜方式
は、今まで冷却運転下にあつて冷たくなつている
蒸発器へいきなりホツトガスを供給するものであ
るため、除霜運転の初期にはホツトガスが蒸発器
内で液化滞溜し、圧縮機へ戻る冷媒量が減少して
低圧圧力が低下すると共に高圧側圧力も低下し、
除霜能力が低下してしまうという問題があつた。

本発明は斯る点に鑑みなされたもので、ホツト
ガス除霜による除霜時間の短縮、サーモバンク方
式による除霜終了後の液バツク防止といつた働
き、更には再冷却運転時の冷凍能力をすみやかに
安定させるいわゆるポンプダウン運転機能を備え
つつ、除霜運転の初期におけるホツトガスの蒸発
器内での液化滞溜を防ぎ、冷媒循環量の減少をな
くして除霜能力を向上させることを目的とする。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器及
び蓄熱槽を有し、前記圧縮機の吐出側と蒸発器の
入口側とをホツトガスバイパス管で接続し、この
バイパス管の圧縮機側の接続部にその流路を凝縮
器側とホツトガスバイパス管側とに切替える流路
切換弁を設け、圧縮機と凝縮器の間の吐出管の一
部と、圧縮機と蒸発器の間の吸入管の一部とを蓄
熱槽内に入れると共に、前記吸入管と並列に短絡
管を接続し、凝縮器の入口側と蒸発器の出口側と
の間に冷媒回収管を設け、前記短絡管、冷媒回収
管、及び凝縮器の出口側配管のそれぞれに第１電
磁弁、第２電磁弁、第３電磁弁と逆止弁を設ける
と共に膨張弁に並列に第４電磁弁を設け、これら
第１乃至第４電磁弁及び前記流路切換弁の開閉に
よつて冷却運転、除霜運転及び除霜終了後の冷媒
回収運転を切替える冷凍装置において、前記流路
切換弁と電磁弁とは、冷却運転時には、流路切換
弁を凝縮器側に切替えて第１電磁弁と第２電磁弁
を開、第３電磁弁と第４電磁弁を閉とし、少なく
とも除霜運転の初期には、流路切換弁をホツトガ
スバイパス管側に切替えると共に第１電磁弁を
閉、第２電磁弁と第３電磁弁と第４電磁弁を開と
し、冷媒回収運転時には、流路切換弁を再び凝縮
器側に切替えると共にすべての電磁弁を閉とする
よう構成したものである。

(ホ) 作用 本発明の冷凍装置は上記のような機器の構成に
より、冷却運転時には圧縮機から吐出されるホツ
トガスで蓄熱槽を加熱しておき、除霜終了後の再
冷却運転時に、蒸発器からの液化した冷媒を蓄熱
槽で完全に気化させて、液バツクを防いでいる。
また、除霜運転時の初期には、圧縮機から吐出さ
れたホツトガスをホツトガスバイパス管を介して
蒸発器へ導き、従前のようにホツトガスによる除
霜を行うだけでなく、冷却運転中に凝縮器や受液
器内に残溜した高温の液冷媒を、凝縮器と蒸発器
との圧力差によつて、冷媒回収管や凝縮器の出口
側配管を介して蒸発器内へ導くことができ、この
高温冷媒で蒸発器を加熱することにより、該蒸発
器内でのホツトガスの液化滞溜を低減し、冷媒循
環量の減少を押え、除霜能力を向上できるように
している。更に、冷媒回収運転では、除霜時に蒸
発器内に貯つた液冷媒を、蓄熱槽で気化した後、
凝縮器内に再回収できるようにして、再冷却運転
時の冷凍能力をすみやかに安定できるようにして
いる。

(ヘ) 実施例 以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明す
る。

１は圧縮機、２は凝縮器、３は受液器、４は膨
張弁、５は蒸発器、６はアキユームレータであ
り、これらは順次接続して冷凍サイクルを構成す
る。

７は除霜装置ユニツトであり、該ユニツトは圧
縮機１と凝縮器２との間の吐出管８の熱交換部９
と蒸発器５とアキユームレータ６との間の吸入管
１０の熱交換部１１とを夫々熱交換的に接続した
蓄熱槽１２と、前記吸入管１０の熱交換部１１に
直列に設けた吸入圧力調整弁１３と、該吸入圧力
調整弁と熱交換部１１とに並列に設けた短絡管１
５と、この短絡管に設けた冷却運転時のみ開放さ
れる電磁弁１４と、前記凝縮器２と受液器３とに
並列に入口側に三方切換電磁弁１６を出口側にエ
ジエクター接続部１７を設けたホツトガスバイパ
ス管１８と、前記エジエクター接続部１７と受液
器３との間に直列に設けた電磁弁１９と逆止弁２
０と、前記三方切換電磁弁１６と凝縮器２との間
と蒸発器５の出口側とを接続する冷媒回収管２２
と、該冷媒回収管に設けた初期除霜運転時のみ開
放される電磁弁２１とを一体に組込んで構成して
いる。電磁弁１９は冷却運転時と初期除霜運転時
とに開放されている。２３は膨張弁４に並列に設
けた電磁弁で、該電磁弁は除霜運転時のみ開放さ
れる。

上記の構成において、冷却運転時には電磁弁１
４，１９は開、電磁弁２１，２３は閉、三方切換
電磁弁１６は凝縮器２側に開いているために、圧
縮機１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は実線矢
印で示すように吐出管８の熱交換部９で蓄熱槽１
２と熱交換させて蓄熱させ凝縮器２で凝縮液化さ
せると共に受液器３に貯溜される。前記受液器３
に貯溜された液冷媒は逆止弁２０と電磁弁１９と
を介して膨張弁４で減圧され蒸発器５で蒸発気化
して短絡管１５の電磁弁１４を通りアキユームレ
ータ６から圧縮機１に帰還し以後同様に繰返す。

除霜運転時の初期には電磁弁１９，２１，２３
は開、電磁弁１４は閉、三方切換電磁弁１６はホ
ツトガスバイパス管１８側に開いているため、圧
縮機１で圧縮された高温の吐出ガスは点線矢印で
示すように三方切換電磁弁１６からホツトガスバ
イパス管１８を流れてエジエクター接続部１７で
凝縮器２内と受液器３内の高温液冷媒を該受液器
側から吸引して気液混合状態で電磁弁２３を介し
て蒸発器５内に流入させると共に前記凝縮器２内
と受液器３内との高温液冷媒を該凝縮器側から圧
力差により冷媒回収管２２を通り蒸発器５の出口
側から該蒸発器内に流入させて貯溜させる。前記
蒸発器５内に凝縮器２と受液器３との液冷媒が供
給された一定時間後には電磁弁１９，２１が閉じ
られてホツトガスバイパス管１８だけの除霜状態
に入る。エジエクター接続部１７と受液器３との
間に設けた逆止弁２０はホツトガスがエジエクタ
ー接続部１７から該ホツトガス圧力と受液器３内
圧力とに差が生じた時に前記受液器３内に逆流し
て寝込んで冷媒循環量が減少するのを防止してい
る。

前記ホツトガスバイパス管１８だけのホツトガ
ス除霜状態に入つたホツトガスは蒸発器５を除霜
して熱交換され液化した冷媒を吸入圧力調整弁１
３で減圧して熱交換部１１で蓄熱槽１２と熱交換
して気化しアキユームレータ６を介して圧縮機１
に帰還させる。

除霜終了後すべての電磁弁１４，１９，２１，
２３を閉寒し三方切換電磁弁１６を凝縮器２側に
切替えると、蒸発器５に貯つた液冷媒は吸入圧力
調整弁１３と蓄熱槽１２内の熱交換部１１とを通
り圧縮機１に吸込まれて該圧縮機から吐出され凝
縮器２で液化され受液器３に該受液器の出口側に
設けた電磁弁１９が閉塞しているため順次貯溜さ
れてすべて回収された時点で電磁弁１４，１９を
開放して冷却運転に入る。

尚、本実施例では初期除霜運転時において、蒸
発器５内に高温冷媒が供給された一定時間後に、
電磁弁１９，２１を閉じてホツトガスバイパス管
１８だけによる除霜運転に入るものについて説明
したが、蒸発器５に高温冷媒が供給された後は、
電磁弁１９，２１の開閉状態はその後除霜能力に
影響を及ぼすものではない。すなわち、電磁弁１
９をそのまま開放状態にしておいても、流路切換
弁１６がホツトガスバイパス管１８側に切替つて
いること、及び電磁弁１９と凝縮器２の間の配管
には逆止弁２０が設けられていることから、ホツ
トガスバイパス管１８を流れるホツトガスが凝縮
器２の出口側配管へ逆流するようなことはないた
め、ホツトガスバイパス管１８を介して蒸発器５
へ流れるホツトガス量は電磁弁１９を閉じたとき
と同じとなり、除霜能力に大きな影響を及ぼすこ
とはない。また、電磁弁２１をそのまま開放状態
にしておいても、流路切換弁１６がホツトガスバ
イパス管１８側に切替つていることから、ホツト
ガスが冷媒回収管２２を介して蒸発器５内へ流入
するようなことはなく、凝縮器２と蒸発器５との
圧力が均等になつて凝縮器２の高温冷媒が蒸発器
５へ供給されなくなるだけであり、除霜後の液冷
媒が冷媒回収管２２を介して少しづつ凝縮器２に
回収されることにより除霜後の液処理が助けられ
ることはあつても、蒸発器５の除霜にあてられる
ホツトガス量は、電磁弁２１を閉じたときと変わ
らないこととなり、除霜能力に大きな影響を与え
るものではない。

更に、本実施例ではホツトガスバイパス管１８
にエジエクター接続部１７を設けたものについて
説明したが、高温冷媒を蒸発器５へ導くことがで
きるのは、凝縮器２と蒸発器５との圧力差、及び
エジエクター１７による吸引作用であり、実施の
形態によつてはエジエクター１７はなくてもよ
い。

また、除霜装置をユニツト化して一体に形成し
たため、既存の冷凍装置にも簡単に組込むことが
できる。

(ト) 発明の効果 以上のように本発明の冷凍装置によれば、除霜
終了後の再冷却運転時における液バツク防止や、
再冷却運転時に冷凍能力が不安定になるのを防ぐ
といつた従前の機能を備えつつ、除霜運転時の初
期には、凝縮器内に残溜した高温冷媒を、冷媒回
収管と凝縮器の吐出側配管の双方を介して蒸発器
へ供給して該蒸発器を加熱し、蒸発器内でのホツ
トガスの液化滞溜やこれによる冷媒循環量の減少
を防ぎ、除霜能力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す冷凍回路図であ
る。 １…圧縮機、２…凝縮器、４…膨張弁、５…蒸
発器、８…吐出管、９，１１…熱交換部、１０…
吸入管、１２…蓄熱槽、１３…吸入圧力調整弁、
１４，１９，２１，２２…電磁弁、１５…短絡
管、１６…三方切換電磁弁、１７…エジエクター
接続部、１８…ホツトガスバイパス管、２２…冷
媒回収管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を順次配
   管接続すると共に、圧縮機と凝縮器の間の吐出管
   及び、圧縮機と蒸発器の間の吸入管の夫々の一部
   を内部に収納した蓄熱槽を備え、かつ、前記圧縮
   機の吐出側と蒸発器の入口側をホツトガスバイパ
   ス管で接続し、このバイパス管の圧縮機側の接続
   部にその流路を凝縮器側とホツトガスバイパス管
   側とに切り替える流路切換弁を設け、前記蓄熱槽
   内に入れられた吸入管の一部と並列に第１電磁弁
   を有する短絡管を接続し、凝縮器の入口側と蒸発
   器の出口側とを第２電磁弁を有する冷媒回収管で
   接続し、更に凝縮器の出口側配管に第３電磁弁と
   逆止弁を直列に設けると共に膨張弁と並列に第４
   電磁弁を設けてなり、冷却運転時には、流路切換
   弁を凝縮器側に切り替えると共に第１電磁弁と第
   ３電磁弁を開、第２電磁弁と第４電磁弁を閉とし
   て冷却サイクルを形成し、除霜運転時には、流路
   切換弁をホツトガスバイパス管側に切り替えると
   共に第１電磁弁を閉、第４電磁弁を開として除霜
   サイクルを形成し、更に、冷媒回収運転時には、
   流路切換弁を再び凝縮器側に切り替えると共にす
   べての電磁弁を閉として冷媒回収サイクルを形成
   している冷凍装置において、この装置には、除霜
   運転時の初期に、前記第２電磁弁と第３電磁弁と
   を開放する機構が設けられていることを特徴とす
   る冷凍装置。