专利名称：冷冻装置的制作方法
冷冻装置技术领域
本发明是关于一种可根据热泵方式来同时进行冷却与加温的运转的冷冻装置。
背景技术：
例如，在冷冻车中，对于分隔货柜内部而成的二个隔室，将其中一方保持低温而将 另一方保持高温，借此能同时配送保存温度相异的商品。
另外，为了将二个隔室的其中一方保持低温而将另一方保持高温，先前是采用一 种将“冷却和加温系统”(冷热系统)安装在冷冻车上，所述冷却和加温系统是将利用汽车 水箱的冷却水热量的温水加热装置与先前的冷冻装置组合而成。
然而，用于上述冷却和加温系统中的温水加热装置，除了需要专用的设置空间以 外，为了提供驾驶座舱暖气而共享汽车水箱的冷却水，所以会有驾驶座舱内的暖气能力 (加温能力)不足等的问题。
因此，在专利文献I中提出一种系统，以先前型式的冷冻装置作为基本，根据冷媒 来进行冷却与加温。此系统，是采用以下的方式，即伴随通常的冷冻循环中的冷媒的蒸发， 从周围夺取蒸发潜热(由液相转变为气相所需要的热量)，借此来冷却其中一方的隔室，而 将从压缩机吐出的高温高压气态冷媒(热气体)，绕开凝结器与膨胀阀(使热气体旁通，即 不经过凝结器与膨胀阀)，导入室内的蒸发器中，根据在该蒸发器中的冷媒的放热，来加温 另一方的隔室(热气体方式)。此情况，若冷媒以高压的状态(凝结温度高的状态)在蒸发 器中放热，则该冷媒由于凝结而液化，由于会发生液态冷媒被吸入压缩机中的不良情况，所 以在将冷媒导入蒸发器中之前，根据减压手段来将该冷媒减压至室内温度饱和压力以下， 使凝结温度降低，来防止冷媒发生凝结。
[先前专利文献]
(专利文献)
专利文献1:日本特开2004-162998号公报 发明内容
[发明所欲解决的问题]
然而，在专利文献中所提出的系统，由于是采用一种方式，所述方式在冷却其中一 方的隔室时，使冷媒在凝结器中凝结(液化)，而在加温另一方的隔室时，使冷媒绕开凝结 器与膨胀阀而流动，因此，无法同时地进行冷却与加温，由于需要交互地进行冷却运转与加 温运转，因此会有效率差这样的问题。
又，在加温时，没有利用冷媒的相变化，所以无法有效利用凝结潜热来作为热源， 因此也会有加热能力低这样的问题。
进而，采用一种方式，所述方式在加温时，当冷媒回路的低压压力变成设定值以下 时，从受液器(receiver)将冷媒补充至冷媒回路中。但是，若压缩机的回转数大幅地变化， 则反馈控制延迟，也会有冷媒没有迅速地补充至冷媒回路中的可能性这样的问题。
本发明是鉴于上述问题而开发出来，其目的在于提供一种冷冻装置，可同时进行 冷却运转与加温运转，并能有效地利用由于冷媒的相变化所需要或产生的潜热，来提高冷 却与加温能力。
[解决问题的技术手段]
为了达成上述目的，权利要求1所述的发明，是一种冷冻装置，在二个隔室内分别 装设蒸发器，且所述冷冻装置包括
冷却回路，所述冷却回路，使冷媒依序至少流过压缩机、凝结器、对应于各隔室而 装设的二个膨胀阀中的至少其中一方、及并联连接的上述二个蒸发器中的至少其中一方， 来冷却两个隔室中的至少其中一方；
加温回路，所述加温回路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝结器与上述膨 胀阀而流向二个蒸发器中的至少其中一方，借此来加温二个隔室中的至少其中一方；及
冷却和加温回路，所述冷却和加温回路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝 结器与上述其中一方的膨胀阀，流入其中一方的蒸发器中而液化，借此来加温其中一方的 隔室，然后使液化后的冷媒流向另一方的膨胀阀与另一方的蒸发器而使其蒸发，借此来冷 却另一方的隔室。
权利要求2所述的发明，是针对权利要求1所述的发明，其中
在上述冷却回路的上述凝结器与上述膨胀阀之间，装设受液器，并装设有冷媒回 流管路与冷媒补充管路；所述冷媒回流管路，使通过上述蒸发器后的冷媒回流至上述受液 器中；所述冷媒补充管路，从受液器将冷媒补充至上述压缩机的低压侧回路中。
权利要求3所述的发明，是针对权利要求1或2所述的发明，其中在旁通管路上， 装设流量调整手段；所述旁通管路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝结器与上述膨 胀阀，而流向各蒸发器中。
权利要求4所述的发明，是针对权利要求1 3中的任一项所述的发明，其中在 冷媒管路上装设多数个开闭阀，且所述冷冻装置装设有控制手段，用以控制各开闭阀的开 闭；所述冷媒管路，用以构成上述冷却回路、上述加温回路、及上述冷却和加温回路。
权利要求5所述的发明，是针对权利要求4所述的发明，其中在上述各隔室中装 设温度检测手段，上述控制手段，对于各隔室的设定温度，依照根据上述温度检测手段所测 定的各隔室的测定温度，来对上述开闭阀进行开闭控制，借此来选择地进行冷却运转、加温 运转、及冷却和加温运转；
所述冷却运转，是使冷媒在上述冷却回路中流动，来冷却二个隔室中的至少其中一方;
所述加温运转，是使冷媒在上述加温回路中流动，来加温二个隔室中的至少其中一方;
所述冷却和加温运转，是使冷媒在上述冷却和加温回路中流动，来冷却其中一方 的隔室，并加温另一方的隔室。
权利要求6所述的发明，是针对权利要求5所述的发明，其中在上述冷媒补充管 路上装设开闭阀，并在冷媒管路上装设用以检测上述压缩机的吸入压力与吐出压力的压力 检测手段，上述控制手段，根据上述加温运转来对二个隔室进行加温时，以规定周期、或是 当根据上述压力检测手段所检测出来的压缩机的吸入压力成为设定值以下时，打开上述开闭阀，将冷媒从上述受液器补充至压缩机的低压侧回路中。
权利要求7所述的发明，是针对权利要求6所述的发明，其中装设开闭阀，所述开 闭阀用以使从上述压缩机吐出的冷媒往上述凝结器方向的流动中断或畅通，当上述开闭阀 位于关闭状态的加温运转、或在冷却和加温运转时根据上述压力检测手段所检测出来的压 缩机的吐出压力变成设定值以上，则打开上述开闭阀，且若压缩机的吐出压力变成容许限 定值以上时，停止压缩机的运转。
权利要求8所述的发明，是针对权利要求5 7中的任一项所述的发明，其中流 过上述凝结器与上述蒸发器的冷媒，不论是上述冷却运转、上述加温运转、上述冷却和加温 运转的任何一种的情况，都往相同方向流动。
[功效]
根据权利要求1所述的发明，隔室的冷却，是根据与通常的冷冻装置同样地使冷 媒在蒸发器中蒸发而进行；隔室的加温，是使从压缩机吐出的高压高温气态冷媒(热气 体)，绕开凝结器与膨胀阀而导入蒸发器中，根据在该蒸发器中使冷媒放热来进行(热气体 方式)。
另一方面，当冷却其中一方的隔室而加温另一方的隔室的情况，使从压缩机吐出 的冷媒，绕开凝结器与其中一方的膨胀阀，而流入其中一方的蒸发器中，根据所述冷媒的液 化来加温其中一方的隔室，然后使液化后冷媒流向另一方的膨胀阀与另一方的蒸发器，根 据使液化后的冷媒蒸发，能冷却另一方的隔室。此种方式是所谓的热泵方式，在其中一方的 隔室中，蒸发器发挥作为凝结器的功能，使气态冷媒凝结而作相变化，伴随此相变化作用， 能有效地利用热量大的凝结潜热来作为热源，因而能提高隔室的加温效率。而且，液化后 的冷媒，根据膨胀阀而被减压后，被导入另一方的隔室的蒸发器中而蒸发，所以会从周围夺 取蒸发潜热而能效率良好地冷却另一方的隔室。这样，在本发明中，由于是采用热泵方式， 所述热泵方式是利用在两个隔室之间的热量移动、及伴随冷媒的相变化所需要或产生的潜 热，来进行冷却与加温，因此，能有效利用热能源来提高冷却和加温能力，并能缩短装置的 启动时间。
而且，在冷却和加温运转时，没有使用凝结器，由于绕开凝结器来使冷媒循环，所 以能同时地进行冷却运转与加温运转，并能效率佳地进行冷却与加温。
根据权利要求2所述的发明，在冷却和加温运转时，冷媒在其中一方的隔室的蒸 发器中凝结而液化，并将液化后的冷媒贮留在受液器中，然后，从受液器传送来的液态冷 媒，在根据另一方的膨胀阀而被减压后，流入另一方的隔室的蒸发器中，并使其蒸发，而能 用来冷却另一方的隔室，并能安定地进行冷却和加温运转。又，例如，在由于进行加温运转 而使冷媒回路中的冷媒循环量不足的情况，将冷媒从受液器补充至压缩机的低压侧回路 中，借此能补足冷媒循环量。
根据权利要求3所述的发明，在加温运转时，使从压缩机吐出的冷媒，绕开凝结器 与膨胀阀，流向蒸发器前，根据流量调整手段来限制该冷媒的流量且将冷媒减压，由于作成 此种构成，该冷媒的凝结温度下降，而能一定程度地抑制冷媒在蒸发器中发生凝结。
根据权利要求4及5所述的发明，对于各个隔室的设定温度，依照根据温度检测手 段所测定的各个隔室的测定温度，控制手段对电磁阀进行开闭控制，借此能选择地进行“冷 却运转”、“加温运转”及“冷却和加温运转”。
根据权利要求6所述的发明，当根据加温运转来对两个隔室进行加温时，以规定周期、或是当根据压力检测手段所检测出来的压缩机的吸入压力成为设定值以下时，将冷媒从受液器补充至压缩机的低压侧回路中，由于作成此种构成，即使冷冻机的回转数大幅地变化，也可防止发生冷媒回路的冷媒循环量不足这样的不良情况。
根据权利要求7所述的发明，装设有开闭阀，所述开闭阀用以使从压缩机吐出的冷媒往凝结器方向的流动中断或畅通，当该开闭阀位于关闭状态的加温运转、或在冷却和加温运转时压缩机的吐出压力变成设定值以上，则打开开闭阀，使一部分的冷媒放泄，且若压缩机的吐出压力变成容许限定值以上时，停止压缩机的运转，由于作成此种构成，可防止冷媒回路的异常压力上升，确保高安全性。
根据权利要求8所述的发明，使凝结器与蒸发器的内部的冷媒，不论是冷却运转、 加温运转、冷却和加温运转的任何一种的情况，当通过这些零件的内部时，冷媒一直往相同方向流动，由于作成此种构成，当变更调温模式时，不需要使压缩机停止，而且，能自由地变更其中一的隔室的调温模式，不会受到另一的隔室的调温模式的影响，针对冷冻车的配送等的作业，所述冷冻车会在短时间内反复行进或停车而使引擎频繁地停止，可得到一种能将引擎的回转有效地利用于冷冻装置的运转中的效果。
图1是本发明的冷冻装置的冷媒回路图(冷却-冷却运转时)；
图2是本发明的冷冻装置的冷媒回路图(加温-加温运转时)；
图3是本发明的冷冻装置的冷媒回路图(冷却-加温运转时)；
图4是表示本发明的冷冻装置的控制全体的流程的流程图；
图5是表示本发明的冷冻装置的前室调温模式判断的流程的流程图6是表示本发明的冷冻装置的后室调温模式判断的流程的流程图7是表示本发明的冷冻装置的压力控制流程的流程图8是表示本发明的冷冻装置的加温冷媒填充控制的流程的流程图9是表示本发明的冷冻装置的电磁阀控制的流程的流程图10是表示本发明的冷冻装置的各运转时的电磁阀的开闭动作的图。
主要组件符号说明
I 压缩机
2 凝结器
3 受液器
4A、4B 膨胀阀
5A、5B 蒸发器
6 蓄液器
7 压力传感器(压力检测手段)
8 逆止阀
9、10温度传感器(温度检测手段)
IlAUlB 逆止阀
12压力调整阀
13压力传感器(压力检测手段)
14A、14B流量调节器(流量调整手段)
15AU5B逆止阀
16流量调节器(减压器)
17控制器(控制手段)
18设定部
LI L3、L4A、L4B、L5A、L5B、L6、L7冷媒管路
L8、L9A、L9B芳通管路
L10A、L10B、L11 冷媒回流管路
L12冷媒补充管路
Vl、V2A、V2B、V3A、V3B、V4A、V4B、V5电磁阀(开闭阀)具体实施方式
以下，参照图面来说明本发明的实施形态。
图1 图3是本发明的冷冻装置的冷媒回路图，以下，基于图1来说明冷冻装置的基本构成。
本实施形态的冷冻装置是要被安装于冷冻车上，作为主要的机器，包括压缩机1、凝结器2、受液器3、二个膨胀阀4A和4B、二-个蒸发器5A和5B、及蓄液器6。
上述压缩机1，根据未图标的引擎而被回转驱动，从其吐出侧延伸出来的冷媒管路LI，被连接至上述凝结器2的入口侧，用以检测压缩机I的吐出压力的压力传感器7与开闭阀即电磁阀Vl被装设在此冷媒管路LI上。而且，从凝结器2的出口侧延伸出来的冷媒管路L2，被连接至上述受液器3，用以阻止冷媒从受液器3往凝结器2流动的逆止阀8被装设在该冷媒管路L2上。
另外，在冷冻车的未图示的货柜内，形成被前后地分隔而成的前室A与后室B，上述蒸发器5A、5B与温度传感器9、10，分别被设置在这些前室A与后室B内，两蒸发器5A、5B 并联地连接。
然后，从上述受液器3延伸出来的冷媒管路L3，从途中分叉成二条冷媒管路L4A、 L4B，各条冷媒管路L4A、L4B,被连接至已分别设置在前室A与后室B内的蒸发器5A、5B的各入口侧。而且，开闭阀即电磁阀V4A、V4B与上述膨胀阀4A、4B，分别各自装设一个在这些冷媒管路L4A、L4B上。
又，从各蒸发器5A、5B的出口侧延伸出来的冷媒管路L5A、L5B，合流成一条冷媒管路L6，冷媒管路L6被连接至上述蓄液器6的入口侧。而且，开闭阀即电磁阀V3A、V3B与用以阻止冷媒从蓄液器6往蒸发器5A、5B流动的逆止阀11A、11B，分别各自装设一个在冷媒管路L5A、L5B上，压力调整阀12被装设在冷媒管路L6上。又，从蓄液器6的出口侧延伸出来的冷媒管路L7，被连接至压缩机的吸入侧，用以检测压缩机I的吸入压力的压力传感器13， 被装设在此冷媒管路L7上。
另一方面，旁通管路L8，从上述冷媒管路LI的压力传感器7与电磁阀Vl之间分叉出来，所述旁通管路L8用以使冷媒绕开上述凝结器2、上述受液器3及上述膨胀阀4A、4B ； 此旁通管路L8，从途中分叉成二条旁通管路L9A、L9B，这些旁通管路L9A、L9B被连接在上述冷媒管路L4A、L4B的各膨胀阀4A、4B与各蒸发器5A、5B之间。而且，开闭阀即电磁阀V2A、 V2B与毛细管或节流阀等的流量调节器14A、14B，分别各自装设一个在各旁通管路L9A、L9B 上。
又，冷媒回流管路L10A、L10B，分别从上述冷媒管路L5A、L5B的各蒸发器5A、5B与各电磁阀V3A、V3B之间分叉出来，这些冷媒回流管路L10A、L10B，合流而成为一条冷媒回流管路L11。而且，冷媒回流管路L11，被连接至上述冷媒管路L2的上述逆止阀8与上述受液器3之间，用以容许冷媒从各蒸发器5A、5B往受液器3流动的逆止阀15A、15B，分别被装设在冷媒回流管路L10A、LlOB上。
进而，冷媒补充管路L12从受液器3的下部开始延伸，此冷媒补充管路L12，被连接至冷媒管路L6的上述压力调整阀12与上述蓄液器6之间。而且，开闭阀即电磁阀V5与流量调节器16，被装设在冷媒补充管路L12上。
另外，本实施形态的冷冻装置，设有控制手段即控制器17，上述温度传感器9、温度传感器10、压力传感器7、压力传感器13、及电磁阀V1、V2A、V2B、V3A、V3B、V4A、V4B、V5, 分别被电连接至此控制器17上。又，用以输入温度设定值、压力设定值等的各种运转条件等的设定部18，被连接至控制器17上。
然后，在本实施形态的冷冻装置中，能选择“冷却回路”、“加温回路”或“冷却和加温回路”来进行“冷却运转”、“加温运转”、及“冷却和加热运转”中的任一种；所述“冷却回路”，如图1的粗线所示，使冷媒依序流过压缩机1、凝结器2、受液器3、二 个膨胀阀4A和4B 中的至少其中一方、并联连接的二个蒸发器5A和5B中的至少其中一方、及蓄液器6，来冷却前室A与后室B中的至少其中一方(在图1中表示一起冷却前室A与后室B的情况的冷却回路)；所述“加温回路”，如图2的粗线所示，使从压缩机I吐出的气态冷媒(热气体)，绕开凝结器2与膨胀阀4A、4B而流向二个流量调节器14A和14B中的至少其中一方、二个蒸发器5A和5B中的至少其中一方、及蓄液器6，借此来加温前室A与后室B中的至少其中一方(在图2中表示一起加温前室A与后室B的情况的加温回路)；所述“冷却和加温回路”， 如图3的粗线所示，使从压缩机I吐出的气态冷媒(热气体)，绕开凝结器2与其中一方的膨胀阀4A (或4B)，流入其中一方的蒸发器5B (或5A)中而液化，借此来加温后室B (或前室A)，然后使液化后的冷媒流向另一方的膨胀阀4B(或4A)与另一方的蒸发器5A(或5B)而使其蒸发，借此来冷却前室A (或后室B)(在图3中表示冷却前室A且加温后室B的情况的冷却和加温回路)。
此处，以下基于图4 图9所示的流程图来说明根据控制器17而实行的控制流程。
首先，控制器17，对前室A和后室B的各设定温度与根据温度传感器9、10所检测出来的前室A与后室B的各测定温度，进行比较来判断前室A与后室B的各调温模式。
S卩，若开始冷冻装置的运转，则如图4所示，控制器17，读取前室A与后室B的各设定温度TsF、TsR(步骤SI)，并读取根据温度传感器9、10而分别检测出来的前室A与后室B的各测定温度TmF、TmR(步骤S2)。然后，判断在前室A中的测定温度TmF是否位于考虑(附加)了温度控制幅度Td后的设定温度幅度(TsF-Td) (TsF+Td)的范围内(步骤 S3)。然后，在前室A中的测定温度TmF没有位于设定温度幅度(TsF-Td) (TsF+Td)的范围内的情况(在步骤S3中的判断结果是“否(NO)”的情况)，则进行图5所示的处理(前室调温模式判断)。
在图5所示的前室调温模式判断中，判断前室A是否停止(停止冷却或加温)(步骤Sll)，在前室A没有停止的情况(在步骤Sll中的结果为“否”的情况)，判断在前室A 中的测定温度TmF是否超过设定温度的上限值(TsF+Td)(步骤S12)。在前室A中的测定温度TmF超过设定温度的上限值(TsF+Td)的情况(在步骤S12中的判断结果为“是(YES)” 的情况)，前室A判断为“冷却模式”(步骤S13)，而在没有超过的情况，(在步骤S12中的判断结果为“否”的情况)，由于在前室A中的测定温度TmF比设定温度的下限值(TsF-Td) 更低，所以前室A判断为加温模式(步骤S14)，然后，处理转移至图4所示的主程序(步骤 S15)。又，在前室A停止的情况(在步骤Sll中的判断结果为“是”的情况)，处理直接转移至图4所示的主程序(步骤S15)。
经过以上的处理，来判断在前室A中的调温模式，关于后室B，也进行同样的调温模式的判断。
S卩，如图4所示，判断在后室B中的测定温度TmR是否位于考虑(附加)了温度控制幅度Td后的设定温度幅度(TsR-Td) (TsR+Td)的范围内(步骤S4)。然后，在后室B 中的测定温度TmR没有位于设定温度幅度(TsR-Td) (TsR+Td)的范围内的情况(在步骤 S4中的判断结果是“否”的情况)，则进行图6所示的处理(后室调温模式判断)。
在图6所示的后室调温模式判断中，判断后室B是否停止(停止冷却或加温)(步骤S21)，在后室B没有停止的情况(在步骤S21中的结果为“否”的情况)，判断在后室B中的测定温度TmR是否超过设定温度的上限值(TsR+Td)(步骤S22)。在后室B中的测定温度 TmR超过设定温度的上限值(TsR+Td)的情况(在步骤S22中的判断结果为“是”的情况)， 后室B判断为“冷却模式”(步骤S23)，而在没有超过的情况，(在步骤S22中的判断结果为 “否”的情况)，由于在后室B中的测定温度TmR比设定温度的下限值(TsR-Td)更低，所以后室B判断为加温模式(步骤S24)，然后，处理转移至图4所示的主程序(步骤S25)。又， 在后室B停止的情况(在步骤S21中的判断结果为“是”的情况)，处理直接转移至图4所示的主程序(步 骤S25)。
继而，控制器17，对根据压力传感器7、13所检测出来的压缩机I的吸入压力的测定值Pml和吐出压力的测定值Pmh与吸入压力的设定值Psl和吐出压力的设定值Psh，进行比较，来控制冷媒回路内的冷媒压力。
即，判断是否吐出压力的测定值Pmh比设定值Psh小(Pmh < Psh)且吸入压力的测定值Pml比设定值Psl大(Pml>Psl)(图4的步骤S5)，在其判断结果为“否”的情况， 进行图7所示的压力控制。
关于图7所示的压力控制，判断吐出压力的测定值Pmh是否为设定值Psh以上 (Psh ( Pmh)(步骤S31)，在判断结果为“是”的情况，电磁阀Vl打开(开放)，气态冷媒的一部分往凝结器2流动，于是压缩机I的吐出压力下降(步骤S32)。继而，判断吐出压力的测定值Pmh是否为容许限定值以上(步骤S33)，在判断结果为“是”的情况，压缩机(copm)l 停止(步骤S34)，处理转移至图4所示的主程序(步骤S35)。又，在步骤S33中的判断结果为“否”的情况，处理直接转移至图4所示的主程序(步骤S35)。
另一方面，在步骤S31中的判断结果为“否”的情况(吐出压力的测定值Pmh是未满设定值Psh的情况)，由于吸入压力的测定值Pml —定是设定值Psl以下，所以判断在冷媒回路中冷媒不足而打开电磁阀V5 (步骤S36)。于是，被贮留在受液器3中的冷媒，从冷媒补充管路L12被补充至蓄液器6的上游的冷媒管路L6中，之后，处理转移至图4所示的主程序(步骤S35)。
继而，如图4所示，判断是否有冷却运转单元(前室A和后室B中的至少其中一方是否被判断为冷却模式)(步骤S6)，在其判断结果为“否”的情况，图8所示的加温冷媒填充控制被进行。
在图8所示的加温冷媒填充控制中，在前室A与后室B都没有被冷却，且前室A和后室B中的至少其中一方被加温的情况(前室A和后室B中的至少其中一方被判断为加温模式的情况)，电磁阀V5仅以一定周期开放时间(Tm2-Tml)，于是被贮留在受液器3中的冷媒，从冷媒补充管路L12被补充(填充)在冷媒回路中。还有，从受液器3经由冷媒补充管路L12而被供给的液态冷媒，在流过冷媒补充管路L12的过程中，由于会根据流量调节器16 而被减压，所以其一部分会蒸发而气化。
S卩，首先，判断是否有加温运转单元(前室A和后室B中的至少其中一方是否被判断为加温模式)(步骤S41)，若该判断结果为“是”，则判断是否经过规定时间Tml (步骤 S42)，一旦经过规定时间Tml (在步骤S42中的判断结果为“是”的情况)，判断电磁阀V5是否关闭(步骤S43)，在电磁阀V5关闭的情况(在步骤S43中的判断结果为“是”的情况)， 打开电磁阀V5(步骤S44)。还有，在步骤S41中的判断结果为“否”的情况(没有加温运转单元的情况)，处理转移至图4所示的主程序(步骤S48)。
如上述，若电磁阀V5被打开(步骤S44)，则判断是否已经过规定时间Tm2 (步骤 S45)，一旦经过规定时间Tm2 (在步骤S45中的判断结果为“是”的情况)，电磁阀V5被关闭 (步骤S46)，之后，时间Tml与Tm2 —起被重置(Tml = 0、Tm2 = O)(步骤S47)，然后，处理转移至图4所示的主程序(步骤S48)。
一旦上述加温冷媒填充控制被进行或是在有冷却运转单元(在图4的步骤S6中的判断结果为“是”的情况)，如图4所示，判断运转是否停止(步骤S7)，在运转停止的情况(在步骤S7中的判断结果为“是”的情况)，压缩机(comp) I与未图示的风扇及电磁阀Vl 以外的全部的电磁阀V2A、V2B、V3A、V3B、V4A、V4B被“OFF(关闭)”(步骤S8)。还有，电磁阀Vl为常开阀，若切断往电磁阀的通电，该电磁阀便会打开。
另一方面，在没有停止运转的情况(在步骤S7中的判断结果为“否”的情况)，进行图9所示的电磁阀控制。
S卩，若根据图5所示的处理流程，来对前室A进行调温模式判断，并根据图6所示的处理流程，来对后室B进行调温模式判断(步骤S51)，则依照被判断后的调温模式，电磁阀V1、V2A、V2B、V3A、V3B、V4A、V4B，如图10所示，对于各种运转，分别被进行开闭操作(步骤S52)，且压缩机(comp) I及未图示的风扇分别被驱动控制(步骤S53)，然后，处理转移至图4所示的主程序(步骤S54)。
此处，关于I)冷却运转、2)加温运转、3)冷却和加温运转、4)运转停止、及5)除霜运转，一边参照图1 图3所示的冷媒回路图与图10所示的电磁阀的开闭动作，一边进行以下的说明。
I)冷却运转
1-1) 一起冷却前室A与后室B的冷却-冷却运转
当一起冷却前室A与后室B的情况，如图10所示，关闭电磁阀V2A、V2B，其它的电磁阀V1、V3A、V3B、V4A、V4B，全部打开。于是，冷媒以图1的粗线所示的冷却回路进行循环。
S卩，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒，通过冷媒管路LI，被导入凝结器2中，所述冷媒在凝结器2中被冷却而凝结，然后根据凝结而液化后的液态冷媒，通过冷媒管路L2，被送往受液器3，然后从受液器3通过冷媒管路L3和冷媒管路L4A、L4B而流动，在该流动过程中，根据膨胀阀4A、4B而被减压。而且，根据膨胀阀4A、4B而被减压后的液态冷媒，被导入分别装设在前室A与后室B内的蒸发器5A、5B中，由于所述被减压后的液态冷媒在各蒸发器5A、5B中从周围夺取蒸发潜热而蒸发,所以前室A与后室B —起被冷却。 而且，用于根据蒸发来冷却前室A与后室B的冷媒，从冷媒管路L5A、L5B往冷媒管路L6流动而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中，于是，气态冷媒根据压缩机I而被再度压缩，以后，反复进行同样的冷冻循环，一起冷却前室A与后室B。
1-2)仅冷却前室A而后室B停止的冷却-停止运转
在仅冷却前室A而后室B被停止的情况，如图10所示，从上述冷却-冷却运转的状态，关闭电磁阀V4B，在凝结器2中液化后的高压液态冷媒，在流过其中一方的冷媒管路 L4A的过程中，根据膨胀阀4A而被减压，而仅被供给至前室A的蒸发器5A中。因此，在其中一方的蒸发器5A中，冷媒蒸发而仅前室A被冷却。而且，用于冷却前室A的冷媒，从冷媒管路L5A往冷媒管路L6流动而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中，于是，气态冷媒根据压缩机I而被再度压缩。而且，以后反复进行同样的冷冻循环，仅冷却前室A。
1-3)仅冷却后室B而前室A停止的停止-冷却运转
在仅冷却后室B而前室A被停止的情况，如图10所示，从上述冷却-冷却运转的状态，关闭电磁阀V4A，在凝结器2中液化后的高压液态冷媒，在流过其中一方的冷媒管路 L4B的过程中，根据膨胀阀4B而被减压，而仅被供给至后室B的蒸发器5B中。因此，在其中一方的蒸发 器5B中，冷媒蒸发而仅后室B被冷却。而且，用于冷却后室B的冷媒，从冷媒管路L5B往冷媒管路L6流动而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中，于是，气态冷媒根据压缩机I而被再度压缩。而且，以后反复进行同样的冷冻循环，仅冷却后室B。
2)加温运转
2-1) 一起加温前室A与后室B的加温-加温运转
当一起加温前室A与后室B的情况，如图10所示，关闭电磁阀V1、V4A和V4B，其它的电磁阀V2A、V2B、V3A、V3B打开。于是，冷媒以图2的粗线所示的加温回路进行循环， 而根据热气体方式来一起加温前室A与后室B。
S卩，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒(热气体)，绕开凝结器2、受液器3及膨胀阀4A、4B，从冷媒管路LI，通过旁通管路L8、旁通管路L9A和L9B、及冷媒管路 L4A和L4B，而被导入前室A与后室B的各蒸发器5A、5B，并且，气态冷媒，当通过旁通管路 L9A、L9B时，根据流量调节器14A、14B，被限制流量且被减压，其凝结温度稍微下降。
而且，被导入前室A与后室B的各蒸发器5A、5B中的气态冷媒，主要是根据放热来分别加温前室A与后室B，所述气态冷媒的一部分由于凝结而液化。如此，根据在蒸发器5A、5B中的凝结，一部分液化后的冷媒，其一部分通过冷媒管路L5A和L5B、冷媒回流管路LlOA 和L10B、及冷媒回流管路LI I，而被导入受液器3，于是液态冷媒会被贮留在受液器3中。又， 其它的冷媒，从冷媒管路L5A、L5B,通过冷媒管路L6而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气 液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中。而且，气态冷媒根据压 缩机I而被再度压缩，以后反复进行同样的冷冻循环，一起加温前室A与后室B。
2-2)仅加温前室A而后室B停止的加温-停止运转
在仅加温前室A而后室B被停止的情况，如图10所示，从上述加温-加温运转的 状态，关闭电磁阀V2B，于是，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒(热气体)， 从冷媒管路LI，通过旁通管路L8、旁通管路L9A、及冷媒管路L4A，而被导入前室A的蒸发器 5A，并且，气态冷媒，当通过旁通管路L9A时，根据流量调节器14A，被限制流量且被减压，其 凝结温度稍微下降。
而且，被导入前室A的蒸发器5A中的气态冷媒，根据放热而仅加温前室A，所述气 态冷媒的一部分发生凝结而液化。如此，根据在蒸发器5A中的放热，一部分液化后的冷媒， 其一部分通过冷媒管路L5A、冷媒回流管路L10A、及冷媒回流管路L11，而被导入受液器3， 于是液态冷媒会被贮留在受液器3中。又，其它的冷媒，从冷媒管路L5A，通过冷媒管路L6 而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引 至压缩机I中。然后，气态冷媒根据压缩机I而被再度压缩，以后反复进行同样的冷冻循环， 仅加温前室A。
2-3)停止前室A而仅加温后室B的停止-加温运转
在前室A被停止而仅加温后室B的情况，如图10所示，从上述加温-加温运转的 状态，关闭电磁阀V2A，于是，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒，从冷媒管路 LI，通过旁通管路L8、旁通管路L9B、及冷媒管路L4B，而被导入后室B的蒸发器5B，并且，气 态冷媒，当通过旁通管路L9B时，根据流量调节器14B，被限制流量且被减压，其凝结温度稍 微下降。
而且，被导入后室B的蒸发器5B中的气态冷媒，根据放热而仅加温后室B，所述气 态冷媒的一部分发生凝结而液化。如此，根据在蒸发器5B中的放热，一部分液化后的冷媒， 其一部分通过冷媒管路L5B、冷媒回流管路L10B、及冷媒回流管路L11，而被导入受液器3， 于是液态冷媒会被贮留在受液器3中。又，其它的冷媒，从冷媒管路L5B，通过冷媒管路L6 而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后，仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引 至压缩机I中。然后，气态冷媒根据压缩机I而被再度压缩，以后反复进行同样的冷冻循环， 仅加温后室B。
3)冷却和加温运转
3-1)冷却前室A且加温后室B的冷却-加温运转
当冷却前室A且加温后室B的情况，如图10所示，关闭电磁阀V1、V2A、V3B、V4B， 其它的电磁阀V2B、V3A、V4A打开。于是，冷媒以图3的粗线所示的冷却和加温回路(串联 回路)进行循环，而根据热泵方式来加温后室B且冷却前室A。
即，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒(热气体)，绕开凝结器2、受 液器3及膨胀阀4B，从冷媒管路LI，通过旁通管路L8、旁通管路L9A及冷媒管路L4B，而被 导入后室B的蒸发器5B，并且，气态冷媒，当通过旁通管路L9B时，根据减压器14B而被减压，其凝结温度稍微下降。
而且，被导入后室B的蒸发器5B中的气态冷媒，在发挥作为凝结器的功能的蒸发 器5B中，根据进行凝结与放热，来加温后室B，所述气态冷媒的大部分由于凝结而液化。
如上述，根据在蒸发器5B中的凝结而液化后的冷媒，通过冷媒管路L5B、冷媒回流 管路L10B、及冷媒回流管路LI I，而被导入受液器3，于是液态冷媒会被贮留在受液器3中。 而且，从受液器3，高压的液态冷媒会从冷媒管路L3通过冷媒管路L4A而被导入前室A的蒸 发器5A中，并且，液态冷媒在通过冷媒管路L4A时，被膨胀阀4A节流而被减压。
如上述，根据膨胀阀4A而被减压后的液态冷媒(一部分会变成气态)，在蒸发器 5A中，从周围夺取蒸发潜热，于是前室A会被冷却。而且，用于根据蒸发来冷却前室A的冷 媒，从冷媒管路L5A往冷媒管路L6流动而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后， 仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中。然后，气态冷媒根据压缩机I而被再 度压缩，以后反复进行同样的热泵循环，于是前室A被冷却且后室B被加温。
3-2)加温前室A且冷却后室B的加温-冷却运转
当加温前室A且冷却后室B的情况，如图10所示，
关闭电磁阀V1、V2B、V3A、V4A，其它的电磁阀V2A、V3B、V4B打开。于是，冷媒在冷 却和加温回路(串联回路)中进行循环，而根据热泵方式来加温前室A且冷却后室B。
即，根据压缩机I而被压缩而成的高压高温气态冷媒(热气体)，绕开凝结器2、受 液器3及膨胀阀4A，从冷媒管路LI，通过旁通管路L8、旁通管路L9A及冷媒管路L4A，而被 导入前室A的蒸发器5A，并且，气态冷媒，当通过旁通管路L9A时，根据流量调节器14A，被 限制流量且被减压，其凝结温度稍微下降。
而且，被导入前室A的蒸发器5A中的气态冷媒，在发挥作为凝结器的功能的蒸发 器5A中，根据进行凝结与放热，来加温前室A，所述气态冷媒的大部分由于凝结而液化。如 此，根据在蒸发器5A中的凝结而液化后的冷媒，通过冷媒管路L5A、冷媒回流管路L10A、及 冷媒回流管路L11，而被导入受液器3，于是液态冷媒会被贮留在受液器3中。而且，从受液 器3，高压的液态冷媒会从冷媒管路L3通过冷媒管路L4B而被导入后室B的蒸发器5B中， 并且，液态冷媒在通过冷媒管路L4A时，根据膨胀阀4B而被减压。
如上述，根据膨胀阀4B而被减压后的液态冷媒(一部分会变成气态)，在蒸发器 5B中，从周围夺取蒸发潜热，于是后室B会被冷却。而且，用于根据蒸发来冷却后室B的冷 媒，从冷媒管路L5B往冷媒管路L6流动而到达蓄液器6，在该蓄液器6中被气液分离，然后， 仅气态冷媒流过冷媒管路L7而被吸引至压缩机I中。然后，气态冷媒根据压缩机I而被再 度压缩，以后反复进行同样的热泵循环，于是前室A被加温且后室B被冷却。
4)运转停止
运转停止，有根据分别装设在前室A与后室B中的未图示的恒温器(thermostat) 而使调温停止的情况、及由于冷冻装置的运转结束而停止的情况；在前者的情况中，如图 10所示，电磁阀V1、电磁阀V3A和V3B被打开(电磁阀Vl由于是常开阀，没有通电便会打 开)，其它的电磁阀V2A、V2B、V4A、V4B被关闭；在后者的情况，仅电磁阀Vl被打开，其它全 部的电磁阀V2A、V2B、V3A、V3B、V4A、V4B被关闭。
5)除霜运转
5-1)前室A的除霜运转
对于附着在蒸发器5A(被设置于前室A中)上的结霜，当要加以融解除去的情况， 则进行与上述加温-停止运转相同的运转，根据压缩机I而被压缩而成高温高压气态冷媒 (热气体)，被导入蒸发器5A中，根据该气态冷媒的放热，结霜会被除去。
5-2)后室B的除霜运转
对于附着在蒸发器5B(被设置于后室B中)上的结霜，当要加以融解除去的情况， 则进行与上述停止-加温运转相同的运转，根据压缩机I而被压缩而成高温高压气态冷媒 (热气体)，被导入蒸发器5B中，根据该气态冷媒的放热，结霜会被除去。
以上，针对本实施形态的冷冻装置，前室A与后室B的其中一方或双方的冷却，是 与通常的冷冻装置同样地，根据使冷媒在蒸发器5A、5B的其中一方或双方中蒸发来进行； 前室A与后室B的其中一方或双方的加温，是使从压缩机I吐出的高压高温气态冷媒(热 气体)，绕开凝结器2、受液器3及膨胀阀4A、4B，导入蒸发器5A、5B的其中一方或双方，并根 据使所述冷媒在该蒸发器5A、5B的其中一方或双方中放热来进行(热气体方式)。
又，当冷却前室A (或后室B)而加温后室B(或前室A)的情况，使从压缩机I吐出 的冷媒，绕开凝结器2与其中一方的膨胀阀4B (或4A)，而流入其中一方的蒸发器5B (或5A) 中，根据所述冷媒的液化来加温后室B (或前室A)，然后使液化后冷媒流向膨胀阀4A (或 4B)与蒸发器5A(或5B)，根据使液化后的冷媒蒸发，能冷却前室A(或后室B)。此种方式是 所谓的热泵方式，在其中一方的后室(或前室A)中，蒸发器5B(或5A)发挥作为凝结器的 功能，使气态冷媒凝结而作相变化，伴随此相变化作用，能有效地利用热量大的凝结潜热来 作为热源，因而能提高后室B (或前室A)的加温效率。
而且，液化后的冷媒，根据膨胀阀4A(或4B)而被减压后，被导入另一方的前室 A(或后室B)的蒸发器5A(或5B)中而蒸发，所以会从周围夺取蒸发潜热而能效率良好地冷 却另一方的前室A (或后室B)。这样，在本实施形态的冷冻装置中，由于是采用热泵方式，所 述热泵方式是利用在前室A与后室B之间的热量移动、及伴随冷媒的相变化所需要或产生 的潜热，来进行冷却与加温，因此，能有效利用热能源来提高冷却和加温能力，并能缩短装 直的启动时间。
又，在冷却和加温运转时，没有使用凝结器2，由于绕开凝结器2来使冷媒循环，所 以能同时地进行冷却运转与加温运转，并能效率佳地进行冷却与加温。
进而，在本实施形态的冷冻装置中，在冷却和加温运转时，冷媒在前室A (或后室B)的蒸发器5A(或5B)中凝结而液化，并将液化后的冷媒贮留在受液器3中，然后，从受液 器3传送来的液态冷媒，在根据膨胀阀4B (或4A)而被减压后，流入后室B (或前室A)的蒸 发器5B (或5A)中，并使其蒸发，而能用来冷却后室B (或前室A)，并能安定地进行冷却和加 温运转。又，例如，在由于进行加温运转而使冷媒回路中的冷媒循环量不足的情况，打开电 磁阀V5，将冷媒从受液器3经过冷媒补充管路L12而补充至压缩机I的低压侧回路中，借此 能补足冷媒循环量。
又，在本实施形态的冷冻装置中，在加温运转时，从压缩机I吐出的冷媒，绕开凝 结器2及膨胀阀4A、4B，流向蒸发器5A、5B前，根据流量调节器14A、14B来限制该冷媒的流 量且将冷媒减压，由于作成此种构成，该冷媒的凝结温度下降，而能一定程度地抑制冷媒在 蒸发器5A、5B中发生凝结。
进而，根据本实施形态的冷冻装置，对于前室A与后室B的设定温度，依照根据温度传感器9、10所测定的前室A与后室B的测定温度，控制器17对电磁阀V1、V2A、V2B、V3A、 V3B、V4A、V4B进行开闭控制，借此能选择地进行“冷却运转”、“加温运转”及“冷却和加温运转”。
又，本实施形态的冷冻装置，根据加温运转来对前室A与后室B进行加温时，以规 定周期、或是当根据压力传感器13所检测出来的压缩机I的吸入压力成为设定值以下时， 打开电磁阀V5，将冷媒从受液器3补充至压缩机I的低压侧回路中，由于作成此种构成， 即使冷冻机的回转数大幅地变化，也可防止发生冷媒回路的冷媒循环量不足这样的不良情况。
其它，根据本实施形态的冷冻装置，装设电磁阀VI，所述电磁阀Vl用以使从压缩 机I吐出的冷媒往凝结器2方向的流动中断或畅通，当该电磁阀Vl位于关闭状态的加温运 转、或在冷却和加温运转时压缩机I的吐出压力变成设定值以上，则打开电磁阀VI，使一部 分的冷媒放泄，且若压缩机I的吐出压力变成容许限定值以上时，停止压缩机I的运转，由 于作成此种构成，可防止冷媒回路的异常压力上升，确保高安全性。
又，根据本实施形态的冷冻装置，使凝结器2与蒸发器5A、5B的内部的冷媒，不论 是冷却运转、加温运转、冷却和加温运转的任何一种的情况，当通过这些零件的内部时，冷 媒一直往相同方向流动，由于作成此种构成，当变更调温模式时，不需要使压缩机I停止， 而且，能自由地变更前室A (或后室B)的调温模式，不会受到后室B (或前室A)的调温模式 的影响，针对冷冻车的配送等的作业，所述冷冻车会在短时间内反复行进或停车而使引擎 频繁地停止，可得到一种能将引擎的回转有效地利用于冷冻装置的运转中的效果。
还有，以上说明了将本发明应用于冷冻装置中的形态，所述冷冻装置要被安装在 冷冻车上，但是，对于要安装在冷冻车以外的其它的任意的冷冻装置，本发明当然也能同样 地加以应用。
权利要求
1.一种冷冻装置，在二个隔室内分别装设蒸发器，且所述冷冻装置包括冷却回路，所述冷却回路，使冷媒依序至少流过压缩机、凝结器、对应于各隔室而装设的二个膨胀阀中的至少其中一方、及并联连接的上述二个蒸发器中的至少其中一方，来冷却两个隔室中的至少其中一方；加温回路，所述加温回路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝结器与上述膨胀阀而流向二个蒸发器中的至少其中一方，借此来加温二个隔室中的至少其中一方；及冷却和加温回路，所述冷却和加温回路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝结器与上述其中一方的膨胀阀，流入其中一方的蒸发器中而液化，借此来加温其中一方的隔室， 然后使液化后的冷媒流向另一方的膨胀阀与另一方的蒸发器而使其蒸发，借此来冷却另一方的隔室。
2.如权利要求1所述的冷冻装置，其中在上述冷却回路的上述凝结器与上述膨胀阀之间，装设受液器，并装设有冷媒回流管路与冷媒补充管路；所述冷媒回流管路，使通过上述蒸发器后的冷媒回流至上述受液器中； 所述冷媒补充管路，从受液器将冷媒补充至上述压缩机的低压侧回路中。
3.如权利要求1所述的冷冻装置，其中在旁通管路上，装设流量调整手段；所述旁通管路，使从上述压缩机吐出的冷媒，绕开上述凝结器与上述膨胀阀，而流向各蒸发器中。
4.如权利要求1所述的冷冻装置，其中在冷媒管路上装设多数个开闭阀，且所述冷冻装置装设有控制手段，用以控制各开闭阀的开闭；所述冷媒管路，用以构成上述冷却回路、上述加温回路、及上述冷却和加温回路。
5.如权利要求4所述的冷冻装置，其中在上述各隔室中装设温度检测手段，上述控制手段，对于各隔室的设定温度，依照根据上述温度检测手段所测定的各隔室的测定温度，来对上述开闭阀进行开闭控制，借此来选择地进行冷却运转、加温运转、及冷却和加温运转；所述冷却运转，是使冷媒在上述冷却回路中流动，来冷却二个隔室中的至少其中一方；所述加温运转，是使冷媒在上述加温回路中流动，来加温二个隔室中的至少其中一方；所述冷却和加温运转，是使冷媒在上述冷却和加温回路中流动，来冷却其中一方的隔室，并加温另一方的隔室。
6.如权利要求5所述的冷冻装置，其中在上述冷媒补充管路上装设开闭阀，并在冷媒管路上装设用以检测上述压缩机的吸入压力与吐出压力的压力检测手段，上述控制手段，根据上述加温运转来对二个隔室进行加温时，以规定周期、或是当根据上述压力检测手段所检测出来的压缩机的吸入压力成为设定值以下时，打开上述开闭阀，将冷媒从上述受液器补充至压缩机的低压侧回路中。
7.如权利要求6所述的冷冻装置，其中装设开闭阀，所述开闭阀用以使从上述压缩机吐出的冷媒往上述凝结器方向的流动中断或畅通，当上述开闭阀位于关闭状态的加温运转、或在冷却和加温运转时根据上述压力检测手段所检测出来的压缩机的吐出压力变成设定值以上，则打开上述开闭阀，且若压缩机的吐出压力变成容许限定值以上时，停止压缩机的运转。
8.如权利要求5 7中的任一项所述的冷冻装置，其中流过上述凝结器与上述蒸发器的冷媒，不论是上述冷却运转、上述加温运转、上述冷却和加温运转的任何一种的情况，都往相同方向流动。
全文摘要
本发明提供一种冷冻装置，装设有冷却回路，使冷媒依序流过压缩机1、凝结器2、受液器3、膨胀阀4A和4B中的至少其中一方、蒸发器5A和5B中的至少其中一方，来冷却前室A与后室B中的至少其中一方；加温回路，使从压缩机1吐出的冷媒，绕开凝结器2与膨胀阀4A、4B而流向蒸发器5A和5B中的至少其中一方，借此来加温前室A与后室B中的至少其中一方；以及冷却和加温回路，使从压缩机1吐出的冷媒，绕开凝结器2，流入其中一方的蒸发器5B(或5A)中而液化，借此来加温后室B(或前室A)，然后使液化后的冷媒流向膨胀阀4A(或4B)与另一方的蒸发器5A(或5B)而使其蒸发，借此来冷却前室A(或后室B)。
文档编号F25B29/00GK103017403SQ201110291369
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者三平勇人, 稻田洋介 申请人:东普雷股份有限公司