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1. (WO2017098669) REFRIGERATION CYCLE DEVICE
Document

明 細 書

発明の名称 冷凍サイクル装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007  

課題を解決するための手段

0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074  

符号の説明

0075  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7  

明 細 書

発明の名称 : 冷凍サイクル装置

技術分野

[0001]
 本発明は、ホットデフロストを行う冷凍サイクル装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 冷凍サイクル装置において、蒸発器に発生した霜を取り除くために圧縮機から吐出する高温高圧のガス冷媒を蒸発器に流入して霜を取り除くホットガスデフロストが知られている。ホットガスデフロストの方式として、圧縮機と蒸発器との間にホットガスバイパス配管が設置され、デフロスト時に圧縮機から吐出する高温高圧のガス冷媒がホットガスバイパス配管を介して蒸発器に直接流入させる方式がある。従来、ホットガスデフロスト時には圧縮機吐出過熱度や圧縮機吐出圧力を目標として制御している。例えば、特許文献1においては圧縮機吐出過熱度や圧縮機吐出圧力を検知し、ホットガス回路を切り替える制御が知られている。
[0003]
 また、例えば、特許文献2においては、圧縮機と蒸発器との間のホットガスバイパス路に、二方弁Aとキャピラリチューブを直列に接続した二方弁Bとを並列に設けた制御弁を設けている。そして、室外機出口配管温度を検知し、最初はキャピラリチューブが付いた二方弁Bが開になり、その後所定時間経過後に、他の弁を開くようになっている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2014-119122号公報
特許文献2 : 特開昭62-94766号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかし、特許文献1においては、圧縮機吸込圧力を検知して電磁弁を切り替える制御にはなっていない。よって、圧縮機の吸込圧力が上昇しても、圧縮機吐出圧力が上がらなければ電磁弁を1系統に切り替える制御にならないため、ホットガスデフロスト時の液戻り量が増えてしまうという課題があった。
[0006]
 また、特許文献2においては、他方の二方弁Aが開くタイミングが経過時間を基準に決められている。さらに弁が2つとも開いた後は、圧縮機への液戻りが生じても弁が閉じるような制御にはなっていない。また、圧縮機吐出過熱度を制御目標としていない。そのため、2つの二方弁が開放した状態において圧縮機への液戻りが発生した際に、この液戻りを回避することが出来ない。このため、デフロスト運転時にホットガスバイパス配管に流通する冷媒の量が圧縮機に液戻りが生じない範囲に抑えられ、デフロスト運転に時間が掛かってしまうという課題がある。
[0007]
 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ホットデフロスト時間の短縮を図るとともに、ホットガスデフロスト時の圧縮機への液戻り量を減少させ、さらに圧縮器の吸込圧力の上昇を抑制することにより冷凍サイクル装置の信頼性を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
 本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、前記ホットガスバイパス配管に接続された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び前記圧縮機の吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、前記デフロスト制御手段は、デフロスト運転開始時において、第1冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも低い場合に、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する。

発明の効果

[0009]
 本発明の冷凍サイクル装置によれば、デフロスト制御時において圧縮機の吐出過熱度及び吸込圧力に応じて流量調整器によりホットガスバイパス配管を流れる冷媒流量の増減を行い、デフロスト制御時における圧縮機の液戻りを確実に防止しデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態1を示す冷媒回路図である。
[図2] 図1の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。
[図3] デフロスト時間と蒸発器の温度との関係を示すグラフである。
[図4] 図1の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。
[図5] 本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態3を示す冷媒回路図である。
[図6] 本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態4を示す冷媒回路図である。
[図7] 本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態6を示す冷媒回路図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 実施の形態1.
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態1を示す冷媒回路図である。図1に基づいて、冷凍サイクル装置100の回路構成について説明する。この冷凍サイクル装置100は、冷媒を循環させる冷凍サイクル(ヒートポンプサイクル)を利用して冷房運転を行なうものである。冷凍サイクル装置100において、圧縮機1、凝縮器4a、4b、膨張弁及び蒸発器7が配管で接続された冷媒回路が構成されている。なお、冷媒回路は、図1のものに限定されるものではない。また、図1において、凝縮器4a、4bから蒸発器7までの回路については省略されている。また、蒸発器7は、図示されていないクーラ筐体に内蔵されている。
[0012]
 <圧縮機1及び油分離器2>
 圧縮機1は、冷媒を吸入しその冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、例えばインバータにより回転数が制御され容量制御される構成を有している。油分離器2は、圧縮機1から吐出される冷媒のうち冷凍機油が混在している冷媒ガスから冷凍機油成分を分離する機能を有している。なお、油分離器2において分離された冷凍機油は、図示しない圧縮機1に接続された毛細管から圧縮機1に戻されるようになっている。
[0013]
 <凝縮器4a、4b及び蒸発器7>
 凝縮器4a、4bは、例えば凝縮器ファン5a、5b等から供給される空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものであって、油分離器2の吐出側に逆止弁3を介して接続されている。なお、2つの凝縮器4a、4bが設けられている場合について例示しているが、1つ以上の凝縮器を有するものであればよい。蒸発器7は、空気と冷媒との間で熱交換を行ない、冷媒を蒸発ガス化するものである。この蒸発器7には送風ファン7aから風が供給され、熱交換が促進するような構成を有している。
[0014]
 <アキュムレータ8>
 アキュムレータ8は、蒸発器7から流出した冷媒を貯留するものであって、圧縮機1の吸込側に接続されている。そして、アキュムレータ8に貯留された冷媒が圧縮機1に吸引され圧縮される。また、アキュムレータ8の底部側には油戻し配管9が接続されており、油戻し配管9上には油戻し調整器10が配置されている。そして、油戻し配管9から油と少量の液冷媒が圧縮機1へ戻されていく。
[0015]
 <ホットガスバイパス回路>
 さらに、冷凍サイクル装置100は、ホットガスバイパス配管11、流量調整器12、デフロスト制御手段30を備えている。ホットガスバイパス配管11は、圧縮機1と蒸発器7との間に接続されており、ホットガスデフロスト時に圧縮機1から吐出された高温高圧のガス冷媒を凝縮器4a、4bを介さずに直接蒸発器7へ流入させるものである。
[0016]
 <流量調整器12>
 流量調整器12は、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を調整するものであって、たとえば第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bを有している。そして、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの開閉の組み合わせにより、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を調整するようになっている。具体的には、第1開閉弁12aは、第2開閉弁12bよりも容量の大きいものであって、第1開閉弁12aが開放され第2開閉弁12bが閉止した際には、第1の冷媒流量がホットガスバイパス配管11に流れる。一方、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの双方が開放した際には、第1の冷媒流量よりも多い第2の冷媒流量がホットガスバイパス配管11に流れるようになっている。
[0017]
 なお、図1において、流量調整器12が、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bからなる場合について例示するが、ホットガスバイパス配管11を流れる冷媒流量を調整できるものであればその構成を問わない。例えば流量調整器12が3つ以上の複数の開閉弁からなり、多段的に冷媒流量を調整できるものであってもよいし、開度が連続的に調整可能な1つ以上の電動弁からなるものであってもよい。
[0018]
 また、第1開閉弁12aと直列にニードル弁13が接続されている。ニードル弁13は、第1開閉弁12aに対し蒸発器7側に配置されている。ニードル弁13は、圧縮機1への冷媒液戻りが発生しないように開度の調節が行われるものであって、たとえば設置場所等に応じて手動によりデフロスト制御時に所定の流量の冷媒が流れるように所定の開度に設定される。これにより、設置場所による配管長さ等の違いが生じた場合であっても、現地状況に合わせた最適な開度(冷媒流量)に調整可能することができ、除霜時間の短縮化を図ることができる。なお、図1において、ニードル弁13が第1開閉弁12aの後段のみに設けられた場合について例示しているが、第2開閉弁12bの後段にもニードル弁13を設けてもよい。また、第2開閉弁12bの後段にのみニードル弁13を設けてもよい。
[0019]
 <デフロスト制御手段30>
 流量調整器12の動作はデフロスト制御手段30により制御されており、通常冷却運転時にはホットガスバイパス配管11に冷媒が流れないように第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの双方が閉止される。一方、デフロスト運転時には、ホットガスバイパス配管11に冷媒が流通するように、第1開閉弁12aが開放し第2開閉弁12bが閉止する、又は第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの双方が開放する。
[0020]
 デフロスト制御手段30は、ホットガスデフロスト制御時に冷媒状態検出手段20により検出された圧縮機1の吐出過熱度SH及び圧縮機1の吸込圧力Pinに応じて流量調整器12を調整し、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒流量を調整するものである。
[0021]
 <冷媒状態検出手段20>
 冷媒状態検出手段20は、圧縮機1から吐出される冷媒の吐出過熱度SH及び圧縮機1の吸込圧力Pinを検出するものであって、吐出温度センサ20a、吸込圧力センサ20b、高圧温度センサ20cを備えている。吐出温度センサ20aは、圧縮機1から吐出した冷媒の吐出冷媒温度を検出するものであり、吸込圧力センサ20bは、圧縮機1が吸入する冷媒の吸込圧力Pinを検出するものである。高圧温度センサ20cは油分離器2から吐出した冷媒温度を検出するものである。また、デフロスト制御手段30は冷媒状態検出手段の一部として機能し、吐出温度センサ20aにより検出された吐出冷媒温度と、高圧温度センサ20cにより検出された高圧側温度との差分を吐出過熱度SHとして検出する。
[0022]
 <ホットガスデフロスト時の動作>
 ここで、図1を参照してホットガスデフロスト時における冷媒の流れについて説明する。まず、圧縮機1から出た冷媒が油分離器2において冷媒と油を分離され、油分離器2から流出したガス冷媒は、逆止弁3を介して凝縮器4a、4b側に流れる冷媒と、ホットガスバイパス配管11側に流れる冷媒とに分岐する。なお、通常冷却運転時には流量調整器12は閉止しており、冷媒がホットガスバイパス配管11を流れないようになっている。ホットガスデフロスト時には、流量調整器12は開放される。制御に応じ、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの少なくとも一方を開放する。制御の詳細については後述する。
[0023]
 その後、流量調整器12を流れた冷媒は、蒸発器7内部を通過し、その際に蒸発器7内部に付着した霜を溶かす。蒸発器7内で霜を溶かした冷媒は、一部凝縮しているため、アキュムレータ8で気液分離される。アキュムレータ8を出たガス冷媒は圧縮機1へ吸い込まれる。アキュムレータ8に溜まった液冷媒は、油戻し調整器10を開くことにより少しずつ圧縮機1へ戻される。
[0024]
 蒸発器7に流れる冷媒量が多いほど、除霜するための熱量が多いため、蒸発器7に付着した霜を融かす時間が短くなる。しかし、蒸発器7に流れる冷媒が多すぎると、蒸発器7内でガス冷媒から液冷媒に凝縮した冷媒が大量にアキュムレータ8内に流入する。アキュムレータ8内に貯留できる液冷媒の許容量を超えると、液冷媒が圧縮機1に流入し、圧縮機1の故障の原因となる。
[0025]
 <ホットガスデフロスト時の制御>
 次に、図2は図1のデフロスト制御手段30におけるホットガスデフロスト制御の一例を示すフローチャートであり、図1及び図2を参照して冷凍サイクル装置100のホットガスデフロスト制御について説明する。
[0026]
 まず、デフロスト運転(除霜運転)が必要であると判断された際、もしくは定期的にデフロスト運転を行う際、通常冷却運転が終了する(ステップST1)。そして、ポンプダウン運転により冷媒回路内に残留している冷媒を封じこめ冷媒回収が所定時間行われ(ステップST2)、冷媒回収が完了した後にポンプダウン運転が停止する(ステップST3)。その後、デフロスト運転が開始される(ステップST10)。
[0027]
 デフロスト運転が開始されると、デフロスト制御手段30の制御により流量調整器12の第1開閉弁12aが開き(ステップST11)、ホットガスバイパス配管11に第1冷媒流量の冷媒が流れる。ここで、冷媒状態検出手段20において圧縮機1の吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinが検出される(ステップST12)。吐出過熱度SHは、吐出温度センサ20aにより検出された吐出冷媒温度と、高圧温度センサ20cにより検出された高圧側温度との差分により検出される。また、吸込圧力Pinは、吸込圧力センサ20bにより検出されるものである。
[0028]
 そして、デフロスト制御手段30において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefより大きく、かつ吸込圧力Pinが設定圧力Prefよりも小さい期間が所定期間t1の間継続したか否かが判断される(ステップST13)。設定過熱度SHref及び設定圧力Prefは、予めデフロスト制御手段30に記憶されている。実施の形態1において、所定期間t1は、例えば10秒に設定される。デフロスト制御手段30は、ステップST13の条件を満たすようになるまで、流量調整器12の第1開閉弁12a側を開放し第2開閉弁12bを閉止した状態でのデフロスト運転が継続されるように制御する。
[0029]
 ステップST13の条件を満たす場合、つまり図2においてステップST13のYESの場合、デフロスト制御手段30により第2開閉弁12bが開放される(ステップST14)。すると、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量が第1開閉弁12aのみが開いていた場合に比べて多くなる。このため、デフロスト時間の短縮化を図ることができる。
[0030]
 ステップST14の状態で、圧縮機1の吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinが検出される(ステップST15)。そして、デフロスト制御手段30において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下である期間、又は吸込圧力Pinが設定圧力Pref以上である期間が所定期間t2の間継続したか否かが判断される(ステップST16)。実施の形態1において、所定期間t2は、例えば3秒に設定される。ステップST16の条件を満たすまで、流量調整器12の第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの双方を開放した状態でのデフロスト運転が行われる。つまり、ステップST16のNOの場合の経路でフローが繰り返されることになる。
[0031]
 一方、ステップST16の条件を満たした場合、つまり、ステップST16のYESの場合は、圧縮機1への液戻りの可能性が生じる状態であると判断し、デフロスト制御手段30により第2開閉弁12bが閉止される(ステップST17)。つまり、除霜に使われる冷媒が大量にアキュムレータ8内へ流入し、アキュムレータ8の気液分離できる許容量を超えて圧縮機1へ液冷媒が戻るおそれがあるため、第2開閉弁12bを閉止し、除霜に使用する冷媒の量を少なくする。その後、上述した第1開閉弁12aが開放され第2開閉弁12bが閉止された状態でのデフロスト運転が行われる(ステップST12、ST13)。
[0032]
 デフロスト運転は、デフロスト制御手段30により上記のST11からST17までのフローで制御され、そのフローがデフロスト運転停止条件に至るまで繰り返される。デフロスト運転停止条件は、所定の箇所の温度が所定の温度以上に上昇することである。実施の形態1においては、例えば、蒸発器7の出口温度が25℃以上になった場合にデフロスト運転が停止される。なお、このデフロスト運転停止条件は、冷凍サイクル装置100の仕様に応じ適宜設定することができる。
[0033]
 このように、吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinに応じてホットガスバイパス配管11に流れる冷媒流量を調整することにより、デフロスト運転の期間の短縮化を図りながら圧縮機1への液戻りを確実に防止することができる。すなわち、蒸発器7内に流れる冷媒量が多くて冷媒温度が高いほど、熱量も多くなるため蒸発器7内部に付着した霜を溶かす時間も短くなる。しかし、蒸発器7へ流れる冷媒が多すぎると、蒸発器7内でガスから液に凝縮した液冷媒が大量にアキュムレータ8に入り、アキュムレータ8で気液分離できる許容量を超えてしまい、圧縮機1へ大量の液冷媒が戻って圧縮機1の故障の原因となる。流量調整器12が開放されホットガスバイパス配管11に冷媒が流れた場合、冷媒回路に流れる冷媒循環量は増加するため、蒸発器7へ流れる冷媒流量も多くなってしまう。
[0034]
 従来の冷凍サイクル装置の場合、図1に示される吸込圧力センサ20bのように圧縮機1の吸入側の圧力を検知するのではなく、圧縮機1の吐出側の圧力を検出している。そして、デフロスト制御手段30は、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの開閉を制御し、蒸発器7へ流入するホットガスの量を制御するものである。この場合、圧縮機1の吸込圧力Pinが上昇しても、圧縮機1の吐出圧力Poutが上がらなければ、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの両方が開いている状態から第1開閉弁12aのみが開いている状態に切り替えることがないため、デフロスト時の圧縮機1への液戻り量が増えてしまう。
[0035]
 ここで、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置100においては、圧縮機1への液戻りが多い場合、圧縮機1の吸込圧力Pinが増加し、吐出過熱度SHは減少していく。そこで吸込圧力Pinが設定圧力Pref以上かつ吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下になった期間が所定期間経過した場合に、第2開閉弁12bを閉じる。第2開閉弁12bが閉じられることにより、ホットガスバイパス配管11の冷媒流量が減少し、圧縮機1への液戻り量が減少する。これにより、圧縮機1に液戻りすることによる故障等を防止することができる。なお、所定期間は、例えば3秒に設定される。
[0036]
 また、デフロスト時の圧縮機1への液戻り量が少ない場合、圧縮機1の吸込圧力Pinが減少し、吐出過熱度SHが増加する。そして、吸込圧力Pinが設定圧力Prefより低くかつ吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefより高くなった期間が所定期間経過した場合に、冷媒循環量を増加させたとしても圧縮機1への液戻りが発生しない状態であるとして、第2開閉弁12bが開放される。すると、冷媒回路における冷媒循環量が増加するため、蒸発器7へ流れる冷媒量が増加して除霜を短時間で行うことができる。
[0037]
 また、圧縮機1の吸込圧力Pinを設定圧力Prefよりも低くすることにより、圧縮機への液戻し量を減らすことができる理由は、以下のとおりである。ホットガスデフロスト時にホットガス冷媒の凝縮に使用される熱源としては、下記3種類である。
 i)クーラ筐体(現地配管含む)の顕熱
 ii)着霜の顕熱
 iii)着霜の潜熱
 設定圧力Prefを設定し、圧縮機1の吸込圧力飽和温度を0℃以下に保つことによって、0℃未満の物質との熱交換量のみがホットガス冷媒の凝縮に使用される。よって、上記i)~iii)についてさらに細分化可能となり、
 i)-1クーラ筐体の顕熱(-40℃~0℃)
 i)-2クーラ筐体の顕熱(0℃~+20℃)
 ii)-1着霜の顕熱(-40℃~0℃)
 ii)-2着霜の顕熱(0℃~+20℃)
 iii)着霜の潜熱
 ただし、上記に記載の温度については、庫内-40℃から除霜開始し、筐体温度が+20℃で除霜完了とした場合の例である。上記の中でホットガスの凝縮に使用される熱量は、i)-1とii)-1のみであり、その他の熱量についてはホットガスの凝縮に使用されないため、従来と比較してホットガスの凝縮量を減らすことが可能となる。
[0038]
 図3は、デフロスト時間と蒸発器の温度との関係を示すグラフである。吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下である期間、もしくは吸込圧力Pinが設定圧力Pref以上である期間が所定期間経過した場合、デフロスト制御手段30において圧縮機1への液戻りが発生する可能性があると判断される。そして、再び第2開閉弁12bが閉止され、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒流量が制限されることにより、冷媒回路内の冷媒循環量が減少する。すると、圧縮機1への液戻りが確実に発生しない状態でのデフロスト運転を行うことになる。すると、図3の実線に示すように、圧縮機1から吐出される冷媒の吐出温度(蒸発器7に流入する冷媒温度)がデフロスト時間経過とともに高く設定することができ、デフロスト時間の短縮を図ることができる。
[0039]
 以上のように、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒流量を圧縮機1の吐出過熱度SH及び圧縮機1の吸込圧力Pinに応じて切り替えることによって、蒸発器7から圧縮機1への液戻りに対して信頼性が増し、従来よりも冷媒循環量を増加させることができる。また、第2開閉弁12bが開放され冷媒循環量が増加することにより、仮に圧縮機1への液戻りが発生した場合でも、再び第2開閉弁12bが閉止するという保護機能が働き、圧縮機1への液戻りを止めることが可能になっている。
[0040]
 実施の形態2.
 実施の形態2においては、実施の形態1に対し、更に圧縮機1の運転周波数制御を加えたものである。以下、実施の形態1に対し変更される点を中心に説明する。
[0041]
 図4は、図1の冷凍サイクル装置の動作例を示すフローチャートである。本発明の冷凍サイクル装置の実施の形態2を示す冷媒回路図は図1と同じである。
[0042]
 実施の形態2においてデフロスト制御手段30は、デフロスト運転時に運転周波数fを増減させる機能をさらに有している。デフロスト制御手段30は、デフロスト運転開始時において、第1開閉弁12aのみを開放するとともに、予め設定された初期運転周波数f0にて圧縮機1を動作させる。そして、デフロスト制御手段30は、ホットガスバイパス配管11における冷媒流量を一定にした状態で、吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinに基づいて運転周波数fを増減させる。
[0043]
 <ホットガスデフロスト時の制御>
 次に、図1と図4とを参照して冷凍サイクル装置100の実施の形態2における動作例について説明する。なお、図4において、図1のホットガスデフロスト開始までの工程(ステップST1~ST3)は同一の工程であるため、その説明を省略する。ホットガスデフロスト制御が開始された際、流量調整器12の第1開閉弁12aが開き(ステップST21)、ホットガスバイパス配管11に冷媒が流れる。このとき、冷媒状態検出手段20において圧縮機1の吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinが検出される(ステップST22)。
[0044]
 デフロスト制御手段30は、デフロスト制御手段30において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下、又は吸込圧力Pinが設定圧力Pref以下である期間が所定期間t3の間継続したか否かが判断される(ステップST23)。設定過熱度SHref及び設定圧力Prefは、予めデフロスト制御手段30に記憶されている。ステップST23の条件が所定期間t3の間継続した場合(ステップST23のYESの場合)は、圧縮機運転周波数を減少させる(ステップST24)。実施の形態2においては、所定期間t3は例えば3秒に設定される。そして、デフロスト制御手段30は、ステップST23の条件を満たすようになるまで、流量調整器12の第1開閉弁12a側を開放し第2開閉弁12bを閉止した状態でのデフロスト運転が継続されるように制御する。
[0045]
 そして、デフロスト制御手段30において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefより大きくかつ吸込圧力Pinが設定圧力Prefより大きい期間が所定期間t4の間継続したかどうかが判定される(ステップST25)。実施の形態2においては、所定期間t4は、例えば10秒に設定される。ステップST25の条件を満たさない場合、すなわちステップST25においてNOの場合は、再度ステップST21から繰り返される。ステップST25の条件を満たす場合、すなわちST25においてYESの場合には、デフロスト制御手段30は、圧縮機1の運転周波数fと圧縮機1の最大運転周波数fmaxとの比較を行い(ステップST26)、圧縮機1の運転周波数fが増速可能、すなわちST26においてYESの場合に、所定周波数分だけ増速するように制御される(ステップST27)。そして再度ステップST21からフローを繰り返す。圧縮機1の運転周波数fを増加させると、圧縮機1の吸込圧力Pinは減少し、吐出過熱度SHも減少する。なお、圧縮機1の運転周波数fが最大運転周波数fmaxである場合(ステップST26のNOの場合)には増速は行わず、第2開閉弁12bが開放される(ステップST28)。
[0046]
 この状態で、圧縮機1の吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinが検出される(ステップST29)。そして、吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefより大きく、かつ吸込圧力Pinが設定圧力Prefより大きい期間が所定期間t5継続したか否かが判断される(ステップST30)。実施の形態2において、t5は、例えば10秒に設定される。上記条件を満たす場合、すなわちST30においてYESの場合は、圧縮機1の運転周波数fが所定量だけ増速される(ステップST31)。圧縮機1の運転周波数fを増加させると、圧縮機1の吸込圧力Pinは減少し、吐出過熱度SHも減少する。圧縮機1が増速された後、ST28からのフローが繰り返される。なお、既に最大運転周波数fmaxに達している場合には、最大運転周波数fmaxでの運転を継続し、ST28からのフローが繰り返される。
[0047]
 ST30の条件を満たさない場合、すなわちST30においてNOの場合は、デフロスト制御手段30は、吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下、又は吸込圧力Pinが設定圧力Pref以下である期間が所定期間t6継続したか否かが判断される(ステップST32)。実施の形態2においては、所定期間t6は、例えば3秒に設定される。ステップST32においてNOの場合は、まだ圧縮機1への液戻りが発生しないと判断し、再度ST28からのフローが繰り返される。ステップST32においてYESの場合は、圧縮機1の運転周波数fが最小かどうかが判定される(ステップST33)。圧縮機1の運転周波数fが最小運転周波数fminに達していない場合は、圧縮機運転周波数は減少される(ステップST34)。そして、圧縮機1の運転周波数fが最小運転周波数fminに至るまで、ST28からのフローが繰り返される。一方、運転周波数fが最小運転周波数fminに達している場合、第2開閉弁12bが閉止される(ステップST35)。
[0048]
 つまり、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの双方が開放した状態で、圧縮機1の運転周波数fの増減による冷媒循環量の制御が行われ(ステップST29~ST35)、圧縮機1への液戻りの可能性が生じた際には、第2開閉弁12bを閉止し、再び第1開閉弁12aのみが開放した状態でホットデフロスト制御が行われる(ステップST21~ST35)。
[0049]
 デフロスト運転は、デフロスト制御手段30により上記のST21からST35までのフローで制御され、そのフローがデフロスト運転停止条件に至るまで繰り返される。デフロスト運転停止条件は、所定の箇所の温度が所定の温度以上に上昇することである。実施の形態2においても実施の形態1と同様に、例えば、蒸発器7の出口温度が25℃以上になった場合にデフロスト運転が停止される。なお、このデフロスト運転停止条件は、冷凍サイクル装置100の仕様に応じ適宜設定することができる。
[0050]
 このように、デフロスト運転時において、流量調整器12によるホットガスバイパス配管11に流れる冷媒流量の制御と、圧縮機1に吸入される冷媒吸込量の制御との双方を行うことにより、圧縮機1への液戻り状態が発生しない範囲内において最大限の能力でホットガスデフロストを行うことができるため、デフロスト時間をさらに短縮しながら、圧縮機1への液戻りを確実に防止することができる。
[0051]
 実施の形態3.
 図5は、本発明の冷凍サイクル装置300の実施の形態3を示す冷媒回路図である。実施の形態3において冷凍サイクル装置300の動作例を示すフローチャートは、図2と同じである。図2及び図5を参照して冷凍サイクル装置300について説明する。なお、図5の冷凍サイクル装置300において、図1の冷凍サイクル装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。実施の形態3においては、実施の形態1に対して、油戻り配管309に油戻り開閉弁310a及び油戻り開閉弁310bを並列に設けてアキュムレータ8から圧縮機1の吸込側への油戻し量を制御する点を変更したものである。
[0052]
 図5の油戻り配管309は、アキュムレータ8から圧縮機1へ戻す冷凍機油の量を調整するためのものであって、複数の油戻し開閉弁309a、309bを有している。各油戻し開閉弁309a、309bは容量の異なる開閉弁からなっており、それぞれデフロスト制御手段330により独立して開放・閉止が制御されている。そして、通常の冷却運転時には容量の大きな油戻し開閉弁309aが使用される。一方、ホットガスデフロスト時には、デフロスト制御手段330は、図1のステップST11と同時に容量の大きい油戻し開閉弁309aを閉止するとともに、容量の小さい油戻し開閉弁309bを開放する。
[0053]
 このように、デフロスト運転時において、ホットガスバイパス配管11における冷媒流量を制御するとともに、通常冷却運転時に比べてアキュムレータ8から圧縮機1への油戻り量を少なくするようになっている。これにより、液戻りの減少によるホットガスの循環量を増加させることができ、デフロスト時間が短縮可能となる。
[0054]
 実施の形態4.
 図6は、本発明の冷凍サイクル装置400の実施の形態4を示す冷媒回路図である。図6の冷凍サイクル装置400の動作例を示すフローチャートは、図2と同じである。図2及び図6を参照して冷凍サイクル装置400について説明する。なお、図6の冷凍サイクル装置400において、図1の冷凍サイクル装置100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図6の冷凍サイクル装置400が図1の冷凍サイクル装置100と異なる点は、デフロスト運転時に、複数の凝縮器4a、4bのうち一部の凝縮器4bへの冷媒の流通を停止させる点である。
[0055]
 図6の冷凍サイクル装置400において、凝縮器4bの流入側に系統遮断弁401が配置されており、系統遮断弁401の開閉により流通もしくは遮断を選択できるようになっている。なお、図6において、一部の凝縮器4b側にのみ系統遮断弁401が設けられている場合について例示しているが、すべての凝縮器4a、4bに系統遮断弁401を設け、デフロスト制御手段430が閉止する系統遮断弁401を選択するようにしてもよい。
[0056]
 そして、通常冷却運転時には系統遮断弁401を開放して複数の凝縮器4a、4bによる冷却運転が行われるとともに、ホットデフロスト制御時においては、デフロスト制御手段430は系統遮断弁401を閉止して凝縮器4bへの冷媒の流通を遮断する。つまり、図2のステップST11と同時に系統遮断弁401を閉止する。このように、デフロスト運転時には、ホットガスバイパス配管11へ冷媒を流通させるとともに、一部の凝縮器4bへの冷媒の流通を遮断し、凝縮温度を通常冷却運転時よりも高くすることにより、デフロスト時間を短縮することが可能になる。
[0057]
 実施の形態5.
 図1及び図2を参照して冷凍サイクル装置500について説明する。実施の形態5において、冷凍サイクル装置100が実施の形態1における冷凍サイクル装置100と異なる点は、デフロスト運転時に、凝縮器4a、4bへの送風を停止させる点である。
[0058]
 実施の形態5において、デフロスト制御手段30はホットガスデフロスト開始時に凝縮器ファン5a、5bによる凝縮器4a、4bへの送風を停止させるようになっている。つまり、図2のステップST11と同時に凝縮器ファン5a、5bを停止する。なお、通常冷却運転時には、凝縮器ファンは凝縮温度が低くなるように制御を行っている。このように、デフロスト運転時には、凝縮器ファン5a、5bを停止させて凝縮温度を通常冷却運転時よりも高くすることにより、デフロスト時間の短縮することが可能になる。
[0059]
 実施の形態6.
 図7は、本発明の冷凍サイクル装置600の実施の形態6を示す冷媒回路図である。図7の冷凍サイクル装置600の動作例を示すフローチャートは、図2と同じである。図1及び図2を参照して冷凍サイクル装置600について説明する。なお、図7の冷凍サイクル装置600において、図1の冷凍サイクル装置600と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図6の冷凍サイクル装置600が図1の冷凍サイクル装置600と異なる点は、デフロスト運転時に、油分離器2に貯留された冷凍機油を冷却する油冷却器651への冷凍機油の流通を停止させる点である。
[0060]
 実施の形態6における冷凍サイクル装置600は、通常冷却運転時においては、油分離器2にて気体冷媒と分離された冷凍機油を貯留している。貯留された冷凍機油は、油分離器2の底部に設けられた油冷却配管653aから油冷却器651へ供給される。この時、油冷却バイパス弁650は閉止されている。油冷却器651へ供給された冷凍機油は、油冷却ファン652により油冷却器651に送られた空気と熱交換し、冷却される。冷却された冷凍機油は、油冷却配管653bを通り、圧縮機1に戻る構造になっている。
[0061]
 デフロスト制御手段630は、ホットガスデフロスト開始時に油冷却バイパス弁650を開放する。つまり、図2のステップST11と同時に油冷却バイパス弁650を開放する。ホットガスデフロスト時には、油冷却バイパス弁650を開放することにより、冷凍機油は油冷却器651を経ることなく圧縮機1に戻される。よって、冷凍機油は冷却されずに油分離器2から圧縮機1に戻る。これにより、圧縮機1で冷凍機油に与えられた熱量を油冷却器651で外部に放出することがないため、圧縮機1が冷媒に対し効率よく熱量を与えることができるため、ホットガスデフロスト運転の効率がよくなり、デフロスト時間の短縮することが可能になる。
[0062]
 本発明の実施の形態は、上記各実施の形態のみに限定されない。例えば、上記各実施形態1~6において、冷房運転を行う冷媒回路について例示しているが、冷房運転及び暖房運転が選択可能な冷凍サイクル装置に適用することができる。この場合、上述した一方の熱交換器(蒸発器7)側だけにホットガスバイパス配管11を設けるだけでなく、双方の凝縮器4a、4b、蒸発器7にバイパス配管を設けておき、運転の切り替えに応じて上述したデフロスト制御に使用するホットガスバイパス配管を選択するようにしてもよい。
[0063]
 さらに、上記実施の形態1~6において、冷凍サイクル装置に1つの蒸発器が設けられている場合について例示しているが、並列に接続された複数の蒸発器7が設けられた場合にも適用することができる。また、実施の形態2~6を適宜組み合わせて使用することも可能である。
[0064]
<本発明の効果>
 本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、圧縮機1、凝縮器4a、4b、膨張弁6及び蒸発器7が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置100、300、400、600であって、圧縮機1の吐出側から蒸発器7までを直接接続するホットガスバイパス配管11と、ホットガスバイパス配管11に接続された、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器12と、圧縮機1から吐出される冷媒の吐出過熱度SH及び圧縮機1の吸込圧力Pinを検出する冷媒状態検出手段20と、通常冷却運転時に流量調整器12を閉止させ、デフロスト運転時に冷媒状態検出手段20により検出された吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinに応じてホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を流量調整器12により増減させるデフロスト制御手段30、330、430、630と、を備え、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転開始時において、第1冷媒流量の冷媒がホットガスバイパス配管11に流れるように流量調整器12を制御し、デフロスト運転中において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefよりも大きく、かつ吸込圧力Pinが設定圧力Prefよりも低い場合に、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒量を第1冷媒流量よりも増加させるように流量調整器12を制御する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、デフロスト制御時にホットガスバイパス配管11内の冷媒流量が圧縮機1への液戻しが発生しない範囲であると判断し、冷媒流量を増加させることができる。つまり、圧縮機1への液戻しが発生しない範囲で冷媒流量を増加させてデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
[0065]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転中において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下で、かつ吸込圧力Pinが設定圧力Pref以上である場合にホットガスバイパス配管11に流れる冷媒量を第1冷媒流量に減少させるように流量調整器を制御するものである。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、デフロスト制御時にホットガスバイパス配管11内の冷媒流量が増加して圧縮機1への液戻しが発生する前に、冷媒流量を減少させることができる。つまり、デフロスト時間の短縮を図りつつ、圧縮機1への液戻しが発生しそうな時は冷媒流量を減少させることにより確実に液戻りを防止することが可能になる。
[0066]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、圧縮機1、凝縮器4a、4b、膨張弁6及び蒸発器7が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置100、300、400、600であって、圧縮機1の吐出側から蒸発器7までを直接接続するホットガスバイパス配管11と、ホットガスバイパス配管11に接続された、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器12と、圧縮機1から吐出される冷媒の吐出過熱度SH及び圧縮機1の吸込圧力Pinを検出する冷媒状態検出手段20と、通常冷却運転時に流量調整器12を閉止させ、デフロスト運転時に冷媒状態検出手段20により検出された吐出過熱度SH及び吸込圧力Pinに応じてホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を流量調整器12により増減させるデフロスト制御手段30、330、430、630と、を備え、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転開始時において、第1冷媒流量の冷媒がホットガスバイパス配管11に流れるように流量調整器12を制御し、デフロスト運転中において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHref以下か、又は吸込圧力Pinが設定圧力Pref以下である場合に圧縮機1の運転周波数fを減少させるように流量調整器12を制御する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、デフロスト制御時に圧縮機1の運転周波数を減少させることにより、吐出過熱度SHを上昇させてデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
[0067]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転中において、吐出過熱度SHが設定過熱度SHrefより大きく、吸込圧力Pinが設定圧力Prefより大きい場合に、圧縮機1の運転周波数fを増加させる。圧縮機1の運転周波数fが最大運転周波数fmaxになっている場合にホットガスバイパス配管11に流れる冷媒量を第1冷媒流量よりも増加させるように流量調整器12を制御する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、圧縮機1の運転周波数を最大まで増速させつつ、圧縮機1への液戻しが発生しない範囲であると判断し場合には、冷媒流量を増加させることができる。つまり、圧縮機1への液戻しが発生しない範囲で冷媒流量を増加させデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。
[0068]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転中に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させた後において、吐出過熱度SHが設定過熱度以下か、又は吸込圧力Pinが設定圧力Pref以下である場合に、圧縮機1の運転周波数fを減小させ、圧縮機1の運転周波数fが最小運転周波数fminになった場合にホットガスバイパス配管11に流れる冷媒量を第1冷媒流量に減少させるように流量調整器12を制御する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bの両方が開放され、ホットガスバイパス配管11の流量が増えた場合において、圧縮機1への液戻しが発生しない範囲であると判断し場合には、さらに圧縮機1の運転周波数fを増加させることにより、さらにデフロスト時間の短縮を図ることが可能になる。デフロスト制御時にホットガスバイパス配管11内の冷媒流量が増加させ、さらに圧縮機1の運転周波数fを増速させて蒸発器7へ送る熱量を増やすことによりデフロスト時間を短縮させることができるが、圧縮機1への液戻しが発生する前に、冷媒流量を減少させることができる。つまり、デフロスト時間の短縮を図りつつ、圧縮機1への液戻しが発生しそうな時は冷媒流量を減少させることにより確実に液戻りを防止することが可能になる。
[0069]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、流量調整器12は、互いに並列に接続された複数の開閉弁からなるものであり、デフロスト制御手段30、330、430、630は、開放する開閉弁の数によりホットガスバイパス配管11に流れる冷媒の流量を制御するものである。
 また、さらに流量調整器12は、開放されることにより第1冷媒流量をホットガスバイパス配管11に流す第1開閉弁12aと、第1開閉弁12aと並列に接続されている第2開閉弁12bと、を備え、デフロスト制御手段30、330、430、630は、第1開閉弁12aを開放し、第2開閉弁12bを閉止することによりホットガスバイパス配管11に第1冷媒流量を流し、第1開閉弁12a及び第2開閉弁12bを開放することにより、ホットガスバイパス配管11に流れる冷媒量を第1冷媒流量よりも増加させる。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、簡易な構成の冷媒回路で構成され、制御も2つの開閉弁の開閉のみで可能である。これにより、冷凍サイクル装置100、300、400、600にかかるコストが抑制できる。
[0070]
 また、本発明の冷凍サイクル装置400においては、凝縮器4a、4bに流れる冷媒を遮断する系統遮断弁401をさらに備え、凝縮器4a、4bは、冷媒回路に複数並列に設置され、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転中において、系統遮断弁401を閉じる。
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、凝縮器4a、4bに送風する凝縮器ファン5a、5bをさらに備え、デフロスト制御手段30、330、430、630は、デフロスト運転開始時において、凝縮器ファン5a、5bを停止する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600は、デフロスト運転時に凝縮器の容量を減少させて運転されることにより、除霜に使用される熱量を増やすことができるため、凝縮器の容量を変更せずにデフロスト運転をする場合と比較してデフロスト時間の短縮を図ることができる。
[0071]
 また、本発明の冷凍サイクル装置300においては、圧縮機1の吸入側に設けられたアキュムレータ8と、アキュムレータ8に貯留した冷凍機油を圧縮機1へ戻す油戻し配管9と、油戻し配管9上に設けられた、油戻し配管9内の冷凍機油の流量を制御する油戻し調整器10と、をさらに備え、デフロスト制御手段330は、デフロスト制御時に圧縮機1への冷凍機油の戻り量が通常冷却運転時よりも少なくなるように油戻し調整器10を制御するものである。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置300は、冷却した冷凍機油及び熱量の少ない液冷媒が圧縮機1へ戻る量が抑えられるため、その分ホットガスを蒸発器7へ供給する量が増えるため、デフロスト時間の短縮となる。
[0072]
 また、本発明の冷凍サイクル装置600においては、圧縮機1の吐出側に設けられた油分離器2と、油分離器2から圧縮機1へ冷凍機油を戻す油冷却配管653a、653bに接続され、冷凍機油を冷却する油冷却器651と、油分離器2から油冷却器651までの間の油冷却配管653aと油冷却器651から圧縮機1までの間の油冷却配管653bとを接続する配管に備えられた油冷却バイパス弁650と、をさらに備え、デフロスト制御手段630は、デフロスト運転開始時において、油冷却バイパス弁650を開放する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置300は、冷却した冷凍機油及び熱量の少ない液冷媒が圧縮機1へ戻る量が抑えられるため、その分ホットガスを蒸発器7へ供給する量が増えるため、デフロスト時間の短縮となる。
[0073]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、流量調整器12は、第1開閉弁12a又は第2開閉弁12bに直列に接続された流量調整弁を備える。なお流量調整弁は、本発明の実施の形態1~6においてはニードル弁13に相当する。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、設置場所による配管長さ11等の違いが生じた場合であっても、現地状況に合わせた最適な開度(冷媒流量)に調整可能することができ、除霜時間の短縮化を図ることができる。
[0074]
 また、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、流量調整器12は、連続的に開度の調整可能な電動弁により構成される。
 このように構成されることにより、本発明の冷凍サイクル装置100、300、400、600においては、複数の弁を使用することなく単一の開閉弁でホットガスデフロスト運転することができ、また、ホットガスバイパス配管11の冷媒流量も連続的に変化させることができるため、さらに精密な流量制御をすることが可能となる。

符号の説明

[0075]
 1 圧縮機、2 油分離器、3 逆止弁、4a 凝縮器、4b 凝縮器、5a 凝縮器ファン、5b 凝縮器ファン、6 膨張弁、7 蒸発器、7a 送風ファン、8 アキュムレータ、9 油戻り配管、10 油戻り調整器、11 ホットガスバイパス配管、12 流量調整器、12a 第1開閉弁、12b 第2開閉弁、13 ニードル弁、20 冷媒状態検出手段、20a 吐出温度センサ、20b 吸込圧力センサ、20c 高圧温度センサ、30 デフロスト制御手段、100 冷凍サイクル装置、300 冷凍サイクル装置、309 油戻り配管、309a 油戻し開閉弁、309b 油戻し開閉弁、310a 油戻り開閉弁、310b 油戻り開閉弁、330 デフロスト制御手段、400 冷凍サイクル装置、401 系統遮断弁、430 デフロスト制御手段、500 冷凍サイクル装置、600 冷凍サイクル装置、630 デフロスト制御手段、650 油冷却バイパス弁、651 油冷却器、652 油冷却ファン、653a 油冷却配管、653b 油冷却配管、Pin 吸込圧力、Pout 吐出圧力、Pref 設定圧力、SH 吐出過熱度、SHref 設定過熱度、f 運転周波数、f0 初期運転周波数、fmax 最大運転周波数、fmin 最小運転周波数、t1 所定期間、t2 所定期間、t3 所定期間、t4 所定期間、t5 所定期間、t6 所定期間。

請求の範囲

[請求項1]
 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
 前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、
 前記ホットガスバイパス配管に接続された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、
 前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び前記圧縮機の吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、
 通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、
 前記デフロスト制御手段は、
 デフロスト運転開始時において、第1冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、
 デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも低い場合に、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する、冷凍サイクル装置。
[請求項2]
 前記デフロスト制御手段は、
 デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が前記設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が前記設定圧力以上である場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量に減少させるように前記流量調整器を制御する、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項3]
 圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が配管で直列に接続された冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置であって、
 前記圧縮機の吐出側から前記蒸発器までを直接接続するホットガスバイパス配管と、
 前記ホットガスバイパス配管上に設置された、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒の流量を調整する流量調整器と、
 前記圧縮機から吐出される前記冷媒の吐出過熱度及び吸込圧力を検出する冷媒状態検出手段と、
 通常冷却運転時に前記流量調整器を閉止させ、デフロスト運転時に前記冷媒状態検出手段により検出された前記吐出過熱度及び前記吸込圧力に応じて前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を前記流量調整器により増減させるデフロスト制御手段と、を備え、
 前記デフロスト制御手段は、
 デフロスト運転開始時において、第1冷媒流量の前記冷媒が前記ホットガスバイパス配管に流れるように前記流量調整器を制御し、
 前記デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が設定圧力以下である場合に前記圧縮機の運転周波数を減少させる、冷凍サイクル装置。
[請求項4]
 前記デフロスト制御手段は、
 前記デフロスト運転中において、前記吐出過熱度が設定過熱度よりも大きく、かつ前記吸込圧力が設定圧力よりも大きい場合に前記圧縮機の運転周波数を増加させ、
 前記圧縮機の運転周波数が最大運転周波数になっている場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させるように前記流量調整器を制御する、請求項3に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項5]
 前記デフロスト制御手段は、
 前記デフロスト運転中に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させた後において、前記吐出過熱度が設定過熱度以下か、又は前記吸込圧力が設定圧力以下である場合に、前記圧縮機の回転周波数を減小させ、圧縮機運転周波数が最小運転周波数になった場合に前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量に減少させるように前記流量調整器を制御する、請求項4に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項6]
 前記流量調整器は、
 互いに並列に接続された複数の開閉弁からなるものであり、
 前記デフロスト制御手段は、開放する前記開閉弁の数により前記ホットガスバイパス配管に流れる前記冷媒の流量を制御するものである、請求項1~5のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項7]
 前記流量調整器は、
 開放されることにより前記第1冷媒流量を前記ホットガスバイパス配管に流す第1開閉弁と、
 前記第1開閉弁と並列に接続されている第2開閉弁と、を備え、
 前記デフロスト制御手段は、
 前記第1開閉弁を開放し、前記第2開閉弁を閉止することにより前記ホットガスバイパス配管に前記第1冷媒流量を流し、
 前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁を開放することにより、前記ホットガスバイパス配管に流れる冷媒量を前記第1冷媒流量よりも増加させる請求項1~6の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項8]
 前記凝縮器に流れる前記冷媒を遮断する系統遮断弁をさらに備え、
 前記凝縮器は、
 前記冷媒回路に複数並列に設置され、
 前記デフロスト制御手段は、
 前記デフロスト運転中において、前記系統遮断弁を閉じる、請求項1~7の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項9]
 前記凝縮器に送風する凝縮器ファンをさらに備え、
 前記デフロスト制御手段は、
 前記デフロスト運転開始時において、前記凝縮器ファンを停止する、請求項1~8の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項10]
 前記圧縮機の吸入側に設けられたアキュムレータと、
 前記アキュムレータに貯留した冷凍機油を前記圧縮機へ戻す油戻し配管と、
 前記油戻し配管上に設けられた、前記油戻し配管内の前記冷凍機油の流量を制御する油戻し調整器と、をさらに備え、
 前記デフロスト制御手段は、デフロスト制御時に前記圧縮機への前記冷凍機油の戻り量が通常冷却運転時よりも少なくなるように前記油戻し調整器を制御するものである、請求項1~9のいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項11]
 前記圧縮機の吐出側に設けられた油分離器と、
 前記油分離器から前記圧縮機に冷凍機油を戻す油冷却配管に接続され、冷凍機油を冷却する油冷却器と、
 前記油分離器から前記油冷却器までの間の前記油冷却配管と前記油冷却器から前記圧縮機までの間の前記油冷却配管とを接続する配管に備えられた油冷却バイパス弁と、をさらに備え、
 前記デフロスト制御手段は、
 デフロスト運転開始時において、前記油冷却バイパス弁を開放する、請求項1~10の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項12]
 前記流量調整器は、
 前記第1開閉弁又は前記第2開閉弁に直列に接続された流量調整弁を備える、請求項7に記載の冷凍サイクル装置。
[請求項13]
 前記流量調整器は、
 連続的に開度の調整可能な電動弁により構成される、請求項1~5の何れか1項に記載の冷凍サイクル装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]