冷冻装置及冷冻装置的运转方法与流程

文档序号:12835933阅读:207来源:国知局
冷冻装置及冷冻装置的运转方法与流程

本发明涉及一种冷冻装置及冷冻装置的运转方法,尤其涉及一种可选择性地执行冷却运转与升温运转的冷冻装置与此冷冻装置的运转方法。



背景技术:

在专利文献1中记载有一种已知的冷冻车,其装载有一种冷冻装置,所述冷冻装置不仅能够对库内进行冷却还可以进行升温。

此冷冻车由于能够以最佳温度运输库内所收纳的货物(生鲜品等),而不受室外空气温度影响,因此,可以用于例如向便利店等店铺配送商品。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-163829号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

在将专利文献1所述的具备冷冻装置的冷冻车用于向便利店等店铺进行配送时,在日本的酷暑这样的外部空气为高温高湿的环境下,预想会发生以下的配送效率下降的情况。

配送作业中,在配送中心,向冷冻车的预先冷却的库内,装入已载有货物(生鲜品等)的托盘(tray),并以适温状态配送至店铺。

然后,将货物交付至店铺后,将空的托盘带回配送中心。此时,库内是以变冷的状态直接返回,当打开库门以便装入下一批货物时,流入库内的高温高湿的外部空气接触到变冷的托盘,托盘上可能会产生结露。托盘上一旦产生结露,就会给货物的装入带来麻烦,导致配送效率下降。

因此,期望能够在返回至配送中心的途中,预先对在店铺配货时利用冷却运转而被冷却后的库内进行升温运转,使其在返回时达到不会产生结露的程度的温度,这样,即便外部空气为高温高湿,也不会因托盘上的结露而导致配送效率下降。

也就是说,期望装载在冷冻车上的冷冻装置,可以对充分变冷后的库内进行迅速升温。

然而,专利文献1所述的冷冻装置,一旦从冷却运转模式切换至升温运转模式,利用库内热交换器冷却并冷凝后的低温高压的液态冷媒,将会流入作为过冷热交换器而发挥作用的第1库外热交换器内。

这里,像酷暑期的午后这样的室外空气温度显著较高的情况下,至少第1库外热交换器由于外部空气而被加热,温度比平时高很多。

因此,流入至第1库外热交换器内的液态冷媒容易沸腾而气化,可能无法充分通过往下游的第2库外热交换器去的膨胀阀。

如果冷媒无法通过膨胀阀,可以预想在冷媒回路中循环的冷媒的量减少,而进入负压运转状态,导致升温能力下降。

也就是说,可能无法进行良好的升温,并导致上述的配送效率下降。

因此,本发明所要解决的问题在于提供一种冷冻装置及冷冻装置的运转方法,所述冷冻装置可以良好地对变冷的库内进行升温。

解决问题的方法

为了解决上述问题,本发明具有以下构造、顺序。

1)一种冷冻装置,具备冷媒回路,所述冷媒回路包含库内热交换器和库外热交换器,所述冷冻装置可以选择性地进行对配设有前述库内热交换器的库室进行冷却的冷却运转、与对前述库室进行升温的升温运转,所述冷冻装置的特征在于,

前述库外热交换器具有:

第1库外热交换器和第2库外热交换器;第1配管路径,其连接前述第1库外热交换器与前述第2库外热交换器,并只允许从前述第1库外热交换器流向前述第2库外热交换器;及,第1减压器,其配设于前述第1配管路径上;

并且,所述冷媒回路具备:

第2配管路径,其连接前述库内热交换器与前述第1库外热交换器;及,

旁路路径,其连接前述第2配管路径、前述第1配管路径中的前述第1减压器及前述第2库外热交换器之间,且配设有开闭阀与第2减压器。

2)如1)所述的冷冻装置,其中,进一步具备:

第1温度传感器,其测定在前述第2配管路径中流动的冷媒的温度;

第2温度传感器,其测定在前述第1配管路径中的前述第1库外热交换器与前述第1减压器之间流动的冷媒的温度;及,

控制部,其基于利用前述第1温度传感器测定的第1温度、及利用前述第2温度传感器测定的第2温度,来控制前述开闭阀的开闭动作。

3)一种冷冻装置,具备冷媒回路,所述冷媒回路包含库内热交换器和库外热交换器,所述冷冻装置可以选择性地进行对配设有前述库内热交换器的库室进行冷却的冷却运转、与对前述库室进行升温的升温运转,所述冷冻装置的特征在于,

前述库内热交换器具有第1库内热交换器及第2库内热交换器;

前述库外热交换器具有:第1库外热交换器和第2库外热交换器;第1配管路径,其连接前述第1库外热交换器与前述第2库外热交换器,并只允许从前述第1库外热交换器流向前述第2库外热交换器;及,第1减压器,其配设于前述第1配管路径上;

并且,所述冷媒回路具备:

第2配管路径,其一端连接前述第1库外热交换器,另一端侧在分支部处分支并连接前述第1库内热交换器与前述第2库内热交换器;及,

旁路路径,其连接前述第2配管路径中的的前述分支部与前述第1库外热交换器之间、及前述第1配管路径中的前述第1减压器与前述第2库外热交换器之间,且配设有开闭阀与第2减压器。

4)如3)所述的冷冻装置,其中,进一步具备:

第1温度传感器和第2温度传感器,所述第1温度传感器测定在前述第2配管路径中的前述第1库内热交换器与前述分支部之间流动的冷媒的温度,所述第2温度传感器测定在前述第2配管路径中的前述第2库内热交换器与前述分支部之间流动的冷媒的温度;

第3温度传感器,其测定在前述第1配管路径中的前述第1库外热交换器与前述第1减压器之间流动的冷媒的温度;及,

控制部,其基于分别利用前述第1~第3温度传感器测定的第1~第3温度,来控制前述开闭阀的开闭动作。

5)如3)所述的冷冻装置,其中,具备:

第1温度传感器,其测定在前述第2配管路径中的前述分支部与前述第1库内热交换器之间流动的冷媒的温度;

第2温度传感器,其测定在前述第1配管路径中的前述第1库外热交换器与前述第1减压器之间流动的冷媒的温度;及,

控制部,其基于分别利用前述第1温度传感器和第2温度传感器测定的第1温度和第2温度,来控制前述开闭阀的开闭动作。

6)如1)~5)中的任一项所述的冷冻装置,其中,前述库外热交换器具备翅片,所述翅片跨越前述第1库外热交换器与前述第2库外热交换器而连接。

7)如1)~6)中的任一项所述的冷冻装置,其中,在前述第2减压器流通的冷媒的量比在前述第1减压器流通的冷媒的量更多。

8)一种冷冻装置的运转方法,使如2)或5)所述的冷冻装置运转,所述运转方法的特征在于,包括以下步骤:

第1判定步骤,其在执行前述升温运转的过程中,判定从前述第1温度减去前述第2温度后的值是否低于正特定值且经过特定经过时间;

开阀步骤,其在前述第1判定步骤中,当判定为已经过时,使前述开闭阀为开状态;

第2判定步骤,其在前述开阀步骤后,判定从前述第1温度减去前述第2温度后的值是否为前述特定值以上;及,

闭阀步骤,其在前述第2判定步骤中,当判定为前述特定值以上时,使前述开闭阀为闭状态。

9)一种冷冻装置的运转方法,使如4)所述的冷冻装置运转,所述运转方法的特征在于,包括以下步骤:

第1判定步骤,其在执行前述升温运转的过程中,判定从前述第1温度减去前述第3温度后的值、及从前述第2温度减去前述第3温度后的值中的至少一个是否低于正特定值且经过特定的经过时间;

开阀步骤,其在前述第1判定步骤中,当判定为已经过时,使前述开闭阀为开状态;

第2判定步骤,其在前述开阀步骤后,判定从前述第1温度减去前述第3温度后的值、及从前述第2温度减去前述第3温度后的值这两者是否为前述特定值以上;及,

闭阀步骤,其在前述第2判定步骤中,当判定为前述特定值以上时,使前述开闭阀为闭状态。

发明的效果

根据本发明能够获得以下效果,即可以良好地对变冷的库内进行升温。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的冷冻装置的实施例1也就是冷冻装置51的冷媒回路51r的冷媒回路图。

图2是用于说明冷冻装置51的控制系统的构造的方块图。

图3是用于说明配设于冷媒回路51r上的库外热交换器3的构造的示意图。

图4是用于说明冷冻装置51的动作模式的表格。

图5是用于说明冷媒回路51r的模式a的动作的冷媒回路图。

图6是用于说明冷媒回路51r的模式b的动作的冷媒回路图。

图7是用于说明冷媒回路51r的模式b2的动作的冷媒回路图。

图8是用于说明装载有冷冻装置51的冷冻车c的示意图。

图9是用于说明冷媒回路51r的运转内容的表格。

图10是用于说明冷媒回路51r的负压运转时、旁路运转开始时、及旁路运转结束时的冷媒温度的图表。

图11是用于说明冷冻装置51中的旁路运转的控制顺序的流程。

图12是用于说明实施例2也就是冷冻装置52的冷媒回路52r的冷媒回路图。

图13是用于说明冷冻装置52的控制系统的构造的方块图。

图14是用于说明配设于冷媒回路52r上的库外热交换器a3的构造的示意图。

图15是用于说明装载了冷冻装置52的冷冻车ac的示意图。

图16是用于说明冷冻装置52的动作模式的表格。

图17是用于说明配设于冷媒回路52r上的四通阀a2的动作模式的图。

图18是用于说明冷冻车ac的库室与电磁阀组的型态的关系的表格。

图19是说明模式编号1的动作的冷媒回路图。

图20是说明模式编号2的动作的冷媒回路图。

图21是说明模式编号3的动作的冷媒回路图。

图22是说明模式编号4的动作的冷媒回路图。

图23是说明模式编号5、6的动作的冷媒回路图。

图24是说明模式编号7、8的动作的冷媒回路图。

图25是说明旁路运转的动作的冷媒回路图。

图26是用于说明冷冻装置52中的旁路运转的控制顺序的流程。

图27是用于说明变化例1的冷冻装置151的冷媒回路151r的冷媒回路图。

图28是用于说明冷媒回路151r中的冷却运转的动作的冷媒回路图。

图29是用于说明冷媒回路151r中的升温运转的动作的冷媒回路图。

图30是用于说明冷媒回路151r中的旁路运转的动作的冷媒回路图。

图31是用于说明冷冻装置52中的旁路运转的图。

符号的说明

1:压缩机

2:四通阀

2a~2d:端口

3:库外热交换器

3a:第1库外热交换器

3aa、3ab:端口

3b:第2库外热交换器

3ba、3bb:端口

4:受液器

5a、5b:端口

6:储液器

7、12:膨胀阀

8~10、14~16、63:止回阀

11、13、61v:电磁阀

31:控制部

32:输入部

51、52、151:冷冻装置

51r、52r、151r:冷媒回路

62:细管

a:负压运转条件

bp:旁路路径

c:冷冻车

c1:库(收纳库)

cv:内部空间

d1~d4、d61、d62:分支部

fm1、fm2:风扇(鼓风机)

lp1、lp2:并联回路

l1~l11、3la、3lb:配管路径

l61:旁路

l62:本路径

na、nb:通路数

p1~p5:路径

ra、rb、rb2:流道

rk:流通方向限制部

s:收容体

tm:经过时间

ts1、ts2:温度传感器

t1、t2:温度

α、αs、α2:值

β:时间

a1:压缩机

a2:四通阀、

a2a~a2d:(四通阀的)端口

a3:库外热交换器

a3a:第1库外热交换器

a3aa、a3ab:端口

a3b:第2库外热交换器

a3ba、a3bb:端口

a4:受液器

a5a、a5b:库内热交换器

a5au、a5bu:库内热交换器单元

a6:储液器

a11~a13、a14a~a16a、a14b~a16b、a61v:电磁阀

a11g:电磁阀组

a21、a22a、a22b:膨胀阀

a31a、a31b、a32a、a32b、a33、a34、a63:止回阀

a31g:止回阀组

a41:控制部

a42:输入部

a62:细管

abp:旁路路径

ac:冷冻车

ach:车辆本体部

act:冷冻库

aca、acb:库室

acva、acvb:内部空间

ad1~ad5、ad6a、ad6b、ad7、ad8、ad61、ad62:分支部

af1、af2a、af2b:风扇(鼓风机)

afg:风扇组

alp1:并联回路

al1~al3、al4a、al4b、al5、al6、al7a、al7b、al8a、al8b、al9~al12、al12a、al12b、al13、

al13a、al13b、al14~al16:配管路径

ap1~ap9:路径

as:收容体

ats1、ats1a.ats1b、ats2:温度传感器

at1a、at1b、at2:温度

atm:经过时间

lh1~lh7:第1~第7配管路径

lk:通用配管

m1:源流区块

m2:库外热交换区块

m3:库内热交换区块

m3a、m3b、m3c:区块端口

rk1:流道切换部

r1~r3:冷媒流道

tk:中间路径

具体实施方式

利用实施例1的冷冻装置51和实施例2的冷冻装置52等,并参照图1~图31,对本发明的实施方式的冷冻装置进行说明。

<实施例1>

冷冻装置51的构造,示于其冷媒回路图也就是图1和控制系统图也就是图2。

也就是说,冷冻装置51的冷媒回路51r具有以下构造:压缩机1、四通阀2、库外热交换器3(包含由马达驱动的鼓风机也就是风扇fm1)、受液器4、库内热交换器5(包含由马达驱动的鼓风机也就是风扇fm2)、储液器(accumulator)6、电磁阀11、及电磁阀13。

冷媒回路中的压缩机1、四通阀2、风扇fm1、风扇fm2、电磁阀11、及电磁阀13的动作,由控制部31控制。

由使用者所作出的关于运转的指示,经由输入部32传达至控制部31。

库外热交换器3和库内热交换器5是所谓的翅管式(finandtubetype)式热交换器。并且,库外热交换器3具有以下构造:第1库外热交换器3a和第2库外热交换器3b、及将第1库外热交换器3a与第2库外热交换器3b在冷媒回路上串联连接的回路(并联回路lp1)。

图3是用于说明库外热交换器3的构造图。

第1库外热交换器3a具有将端口3aa与端口3ab连接的冷媒配管路径3la。并且,第2库外热交换器3b具有将端口3ba与端口3bb连接的冷媒配管路径3lb。

第1库外热交换器3a具有通路p1和通路p2作为并联的两个路径。

第2库外热交换器3b具有通路p3~通路p5作为并联的三个路径。

由此,第1库外热交换器3a的通路数na是2以上的整数,且为第2库外热交换器的通路数nb(nb:2以上的整数)以下。也就是说,2≤na≤nb。

库外热交换器3a的通路p1与通路p2按照以下方式配置:相对于送风方向(图3的纸面左右方向)彼此不重叠,在吸入面上成为实质独立的区域。

库外热交换器3b也相同地,通路p3~p5按照以下方式配置:相对于送风方向彼此大致不重叠,在吸入面上成为实质独立的区域。

第1库外热交换器3a与第2库外热交换器3b在由风扇fm1的驱动所产生的风的流通方向上并列设置。

详细来说,第1库外热交换器3a按照以下方式配置:相对于由风扇fm1的驱动所产生的风的流通方向,处于上风侧。

也就是说,第1库外热交换器3a为上游侧热交换器,第2库外热交换器3b为下游侧热交换器。

详细描述冷冻装置51的冷媒回路51r。

压缩机1与四通阀2的端口2a是由配管路径l1连接。

四通阀2的端口2b与库外热交换器3中的第2库外热交换器3b的端口3ba是由配管路径l2连接。

第2库外热交换器3b的端口3bb与第1库外热交换器3a的端口3ab是经由并联回路lp1连接。

并联回路lp1具有以下构造,即并联的配管路径l3和配管路径l4。

在配管路径l3上配设有:膨胀阀7;及,止回阀8,其相对于膨胀阀7串联于第1库外热交换器3a侧,且只允许从第1库外热交换器3a流向第2库外热交换器3b。

在配管路径l4上配设有止回阀9,所述止回阀9只允许从第2库外热交换器3b流向第1库外热交换器3a。

在并联回路lp1上设置有分支部d62,所述分支部d62设置于第2库外热交换器的端口3bb与配管路径l3及配管路径l4之间。

在并联回路lp1上配设有温度传感器ts2,所述温度传感器ts2测定流经第1库外热交换器3a的端口3ab与配管路径l3和配管路径l4之间的区间的冷媒的温度。

优选为,温度传感器ts2配设于靠近端口3ab的位置。

第1库外热交换器3a的端口3aa与受液器4是由配管路径l5连接。

在配管路径l5上,中途设置有分支部d1和分支部d2。在分支部d1与分支部d2之间配设有止回阀10,所述止回阀10只允许从第1库外热交换器3a流向受液器4。

受液器4与库内热交换器5的端口5b,经由并联回路lp2而连接。并联回路lp2具有以下构造,即并联的配管路径l6及配管路径l7。

在配管路径l6上配设有:电磁阀11;及,膨胀阀12,其相对于电磁阀11串联于库内热交换器5侧。

在配管路径l7上配设有电磁阀13。

库内热交换器5的端口5a与四通阀2的端口2d是由配管路径l8连接。在配管路径l8上,中途设置有分支部d3及分支部d4。在分支部d3与分支部d4之间配设有止回阀14,所述止回阀14只允许从库内热交换器5流向四通阀2。

在配管路径l8上配设有温度传感器ts1,所述温度传感器ts1测定流经库内热交换器5与分支部d3之间的区间的冷媒的温度。

优选为,温度传感器ts1配设于靠近库内热交换器5的端口5a的位置。

配管路径l8中的分支部d3与配管路径l5中的分支部d1是由配管路径l9连接。在配管路径l9上配设有止回阀15,所述止回阀15只允许从分支部d3流向分支部d1。

在配管路径l9上设置有分支部d61,所述分支部d61设置于第1库外热交换器3a的端口3aa与分支部d1之间。

分支部d61与并联回路lp1的分支部d62是由配管路径l61连接。以下,将配管路径l61也称作旁路l61。

在旁路l61上配设有:作为开闭阀的电磁阀61v、毛细管(capillarytube)62、及只允许从分支部d61流向分支部d62的止回阀63。

电磁阀61v的开闭动作是由控制部31控制(参照图2)。

毛细管62,以下简称作细管62。

细管62与膨胀阀7同样地起到减压器的作用。并且,细管62是作为减压器使用,且通过的冷媒的量大于膨胀阀7。

配管路径l8中的分支部d4与配管路径l5中的分支部d2是由配管路径l10连接。在配管路径l10上配设有止回阀16,所述止回阀16只允许从分支部d4流向分支部d2。

四个分支部与四个止回阀也就是分支部d1~d4、以及止回阀10及止回阀14~16,构成流通方向限制部rk。

流通方向限制部rk根据四通阀2的切换带来的流道选择,来限制由库外热交换器3的端口3aa出入的冷媒的流通方向。详情如下文所述。

四通阀2的端口2c与压缩机1是经由储液器6并由配管路径l11连接。

对于此冷媒回路51r,控制部31以使四通阀2及电磁阀11、13、61v成为模式a、模式b及模式b2中的任一动作模式的方式,选择性地对其进行控制。

图4是用于说明控制部31所控制的动作模式的图。

模式a是下述动作模式:在四通阀2上,连接端口2a与端口2b,并连接端口2c与端口2d,关闭电磁阀13、61v,打开电磁阀11。

模式b是下述动作模式:在四通阀2上,连接端口2a与端口2d,并连接端口2b与端口2c,打开电磁阀13,关闭电磁阀11、61v。

模式b2是下述动作模式:相对于模式b,打开电磁阀61v。

关于模式a、b及b2,分别参照图5~图7进行说明。图5~图7是在图1所示的冷媒回路51r中,将冷媒流通的配管路径表示为粗线,将流通的方向以箭头表示。

利用四通阀2,在模式a中,冷媒流通的路径成为流道ra(参照图5的粗线路径)。

并且,在模式b、b2中,冷媒流通的路径成为流道rb(参照图6的粗线路径)。

也就是说,四通阀2起到流道选择部的作用,在冷媒回路中,使冷媒流通的路径选择性地成为流道ra与流道rb中的任一个。

并且,如图4所示,控制部31使作为开闭阀的电磁阀11、电磁阀13及电磁阀61v的开闭动作与四通阀2的动作联动执行。

模式b2是使在模式b中为闭状态的电磁阀61v成为开状态。

由此,在模式b2中的冷媒流通的路径,成为在流道rb上附加旁路l61的流道rb2而成的路径。

详细来说,模式b2是将模式b中的部分流道rb与流道rb2并联。

关于模式a、b及b2的详细动作,如下文所述。

具有以上构造的冷冻装置51,可以适用于各种设备和装置等。例如,装载于冷冻车c。

图8是绘示装载至冷冻车c上的装载例的侧视图,其中一部分为切割面。

库内热交换器5,配置于在冷冻车c中应维持恒温的库也就是收纳库(container)c1(以下,简称为库c1)的内部空间cv内,与内部空间cv的空气进行热交换。

在收纳库c1的外部(例如驾驶座的上方)配置有库外热交换器3,与外部空气进行热交换。

其他构件设置于收纳库c1的外侧,设置位置并无限定。

例如,压缩机1和储液器6等收纳于收容体s,并设置于车体下部。控制部31及输入部32设置于驾驶座附近。尤其是输入部32配设于驾驶员容易操作的地方。

压缩机1的动力源例如是冷冻车c的电池或发动机(均未图示)。

接着,关于冷冻装置51的运转动作,基于装载在冷冻车c上的状态,主要参照前述的图5~图7及图9进行说明。

冷冻装置51基于由使用者经由输入部32所作出的指示,选择性地执行多个动作模式(模式a、b及b2)的运转,以使库c1内为一定的温度。

模式a是冷却运转模式。

模式b是升温运转模式。并且,库内热交换器5的除霜运转也以模式b来执行。

模式b2是旁路运转模式。旁路运转模式是下述模式:在冷却运转模式下的运转(以下,简称为冷却运转)后,执行升温运转模式下的运转(以下,简称为升温运转)时,根据情况按照控制部31的判断来执行。将旁路运转模式下的运转简称为旁路运转。

首先,说明冷却运转和升温运转。这里说明的是,不形成负压运转的一般环境条件(外部空气并非极端高温的条件)下的基本运转内容。

图5是用于说明冷却运转时的冷媒回路的图。图6是用于说明升温运转时的冷媒回路的图。图7是用于说明旁路运转时的冷媒回路的图。图9是用于说明各运转时的控制部31的控制的表格。在图5~图7中,将冷媒回路51r中的冷媒流动的配管部位以粗线表示,将冷媒的流动方向以粗箭头表示。

(冷却运转:模式a)

如图9所示,在模式a的冷却运转中,控制部31使四通阀2为模式a,使电磁阀11为开状态,使电磁阀13及电磁阀61v为闭状态,使风扇fm1及风扇fm2为运转状态。

此冷却运转中的风扇fm1及风扇fm2的送风方向,在图5中分别以箭头dr1及箭头dr2所表示。

如图5所示,从压缩机1的吐出口吐出的高压气态冷媒,受控制部31控制,从成为模式a的四通阀2的端口2a,经过端口2b而流入配管路径l2。

流入配管路径l2的气态冷媒,从端口3ba供给至库外热交换器3中的第2库外热交换器3b,流经通路p3~p5中的任一通路,然后从端口3bb以气液混合冷媒的形式流出。

从端口3bb流出的气液混合冷媒,由于电磁阀61v成为闭状态,因此不会流入旁路l61,而是流入配管路径l4。

并且,流经止回阀9从端口3ab供给至第1库外热交换器3a,流经p1及通路p2中的任一通路,并从端口3aa流出。

在库外热交换器3中,风扇fm1受控制部31控制而处于运转状态,外部空气向图5的箭头dr1方向流动。

此状态下,在库外热交换器3中,第2库外热交换器3b与第1库外热交换器3a一体地起到冷凝器的作用。

也就是说,气态冷媒对外部空气散热而冷凝,以高压的液态冷媒的形式从端口3aa流入配管路径l5。

详细来说,冷媒在第2库外热交换器3b的入口也就是端口3ba处,全部为气相。气相的冷媒随着流动于第2库外热交换器3b内,而与外部空气进行热交换,一部分发生冷凝(液化),液态冷媒相对于气态冷媒的比率增加。

由此,在第2库外热交换器3b的出口也就是端口3bb处,大部分冷媒成为液态冷媒的气液混合冷媒。这里,液态冷媒的比率根据运转条件而不同。

接着,从端口3bb流出的气液混合冷媒,从端口3ab流入第1库外热交换器3a。利用第1库外热交换器3a,继续进行冷媒与外部空气的热交换,在出口也就是端口3aa处,冷媒在高压下大致全部成为液相。

冷媒在库外热交换器3中从气相相变成液相,由此,使冷媒的体积减少。

在库外热交换器3中,使因体积减少而导致液相的比率变高的冷媒所流通的第1库外热交换器3a的通路数na,少于气相的比率较高的冷媒所流通的第2库外热交换器3b的通路数nb。由此,流动于第1库外热交换器3a内的冷媒,与以液态冷媒的形式流通于第2库外热交换器3b时相比,流速变大,冷媒的过冷度也变大。

流入配管路径l5的高压的液态冷媒,通过止回阀10进入受液器4。

在受液器4中,与运转环境相对应的剩余量的液态冷媒发生滞留。

例如,当库c1内的热负荷较小时,循环的冷媒的量可以较少,在受液器4内积存较多的液态冷媒。另一方面,当库c1内的热负荷较大时,由于循环的冷媒的量需要较多,因此,积存于受液器4内的液态冷媒的量变少。

受液器4成为以下构造:当有液态冷媒积存时,使液态冷媒流出。

受控制部31控制,使电磁阀13为闭状态,并使电磁阀11为开状态,因此,从受液器4流出的液态冷媒流入配管路径l6。

也就是说,流入配管路径l6的液态冷媒,通过电磁阀11进入膨胀阀12。

在膨胀阀12中,液态冷媒膨胀。由此,液态冷媒由于压力和温度降低,气化被促进,而成为由气相与液相混合而成的气液混合冷媒。

从膨胀阀12流出的气液混合冷媒,流入库内热交换器5。

在库内热交换器5中,风扇fm2受控制部31控制而处于运转状态,使库c1内的空气向图5的箭头dr2的方向流动。

在此状态下,气液混合冷媒与库c1内的空气进行热交换,从库c1内的空气获取热量,完全气化,而成为气态冷媒。

也就是说,库内热交换器5起到蒸发器的作用,使库c1内被冷却。

从库内热交换器5流出的气态冷媒,流入配管路径l8。

在配管路径l8中,由于气态冷媒的分支部d3处的压力低于配管路径l5中的分支部d1的压力,因此,不会流入配管路径l9,而是通过止回阀14到达四通阀2。

由于四通阀2受控制部31控制而成为模式a,因此,气态冷媒从端口2d流经端口2c,进一步流经储液器6并返回至压缩机1的吸入口。

(升温运转:模式b)

如图6所示,在升温运转中,控制部31使四通阀2成为模式b,使电磁阀11及电磁阀61v为闭状态,使电磁阀13为开状态,使风扇fm1及风扇fm2为运转状态。

此升温运转中的风扇fm1及风扇fm2的送风方向,与冷却运转相同为一定方向,在图6中分别以箭头dr3和箭头dr4表示。

如图6所示,受控制部31控制,从压缩机1的吐出口吐出的高压气态冷媒,从成为模式b的四通阀2的端口2a,经过端口2d而流入配管路径l8。接着,气态冷媒从分支部d4流入配管路径l10,并进入受液器4。

在受液器4中,气态冷媒将之前的冷却运转中所积存的液态冷媒挤出,很快充满受液器4内。

因此,气态冷媒随着积存部分的液态冷媒之后,从受液器4流出。由于受控制部31控制,使电磁阀13成为开状态,电磁阀11成为闭状态,因此,从受液器4流出的气态冷媒流入配管路径l7,接着流入库内热交换器5。

在库内热交换器5中,如上所述,风扇fm2受控制部31控制而处于运转状态,库c1内的空气向图6的箭头dr4方向流动。

在此状态下,气态冷媒与库c1内的空气进行热交换,向库c1内的空气放出热量而冷凝,大致成为高压的液态冷媒。因此,库c1内被升温。

在从库内热交换器5流出的冷媒中,含有液态冷媒,并且含有与库c1内的热负荷等运转环境相应量的气态冷媒。

由于在分支部d3处,压力低于分支部d4,因此,此含有液态冷媒与气态冷媒的气液混合冷媒流入配管路径l9。

并且,通过止回阀15后,在分支部d61中,由于电磁阀61v成为闭状态,因此,不会流入旁路l61,全部从端口3aa流入库外热交换器3的第1库外热交换器3a。

在库外热交换器3中,风扇fm1受控制部31控制而处于运转状态,外部空气向图6的箭头dr3方向流动。因此,第1库外热交换器3a相对于第2库外热交换器3b,位于外部空气流通的上游侧。

此状态下,在第1库外热交换器3a内,液态冷媒冷却,温度下降。

也就是说,第1库外热交换器3a对于液态冷媒起到过冷热交换器的作用。

与液态冷媒一起流入第1库外热交换器3a中的气态冷媒,通过此冷却,也大致全部成为液态冷媒。

过冷却后的液态冷媒从第1库外热交换器3a的端口3ab流出,并流入配管路径l3。

在配管路径l3中,液态冷媒通过止回阀8进入膨胀阀7。

在膨胀阀7中,液态冷媒膨胀。由此,液态冷媒由于压力和温度降低,气化被促进,而成为由气相与液相混合而成的气液混合冷媒。

从膨胀阀7流出的气液混合冷媒,从端口3bb流入第2库外热交换器3b。

在第2库外热交换器3b中,从端口3bb流入的气液混合冷媒,利用与外部空气的热交换从外部空气获取热而蒸发,并成为气态冷媒,从端口3ba流入配管路径l2。

也就是说,第2库外热交换器3b起到蒸发器的作用。

流入配管路径l2的气态冷媒,从成为模式b的四通阀2的端口2b经过端口2c,流经储液器6并返回至压缩机1的吸入口。

在此升温运转中,冷冻装置51获得以下效果。

使用四通阀进行冷却运转与升温运转的切换,在升温运转中,不仅利用压缩机工作所获得的热量进行升温,还利用由库外热交换器从外部空气获得的热量进行升温。因此,获得较高的升温能力。

冷却运转与升温运转的切换,基本上仅仅利用四通阀与电磁阀的切换来执行,而无需基于压力传感器等的测定结果来进行控制。因此,运转工作的控制较为简单。

在第2库外热交换器3b中,气液混合冷媒进行从外部空气获取热量的热交换,成为低压气态冷媒。

在库外热交换器3中,多个翅片(fin,未图示)以横跨第1库外热交换器3a与第2库外热交换器3b的方式而设置并共用。因此,在第1库外热交换器3a中,液态冷媒所放出的部分热量在翅片上传递并移动至第2库外热交换器3b,以在第2库外热交换器3b中的相变的蒸发热的形式而被利用。

由此,由于第2库外热交换器3b中的液态冷媒的蒸发得以被促进,因此,可以防止所谓的液击现象的产生,也就是液态冷媒被吸入至压缩机。

在此升温运转中,受液器4中并无液态冷媒滞留。另一方面,根据库c1内的包含热负荷的运转环境,冷媒回路51r所需的冷媒循环量会发生变化。

因此,在冷冻装置51的第1库外热交换器3a中,存在液态冷媒、及与运转环境相应量的气态冷媒。

换句话说,第1库外热交换器3a,在升温运转中,代替受液器4调整确保剩余的液态冷媒,以便使冷媒回路51r内循环有最适合运转环境的冷媒量。

由此,可以将冷媒回路51r的高压侧的压力维持在较高的值。

因此,库内热交换器5中的冷媒冷凝温度变高,升温能力提高。

冷冻装置51根据使用流通方向限制部rk等,使在冷却运转与升温运转中,流通于库内热交换器5中的冷媒的方向相同。并且,使在冷却运转与升温运转中,风扇fm2运转所产生的气流方向也相同。

(库内热交换器5的除霜运转:模式b)

如果长时间进行冷却运转,就可能会使库c1内的空气中所含的水分结冰成霜,并附着于库内热交换器5的翅片上。由于翅片上的结霜会阻碍热交换,因此,执行库内热交换器5的除霜运转,以便除霜。

如图9所示,此除霜运转只有在使风扇fm2停止方面,不同于升温运转。

(旁路运转:模式b2)

冷冻装置51可以在例如除了日本的酷暑期以外的一般环境条件下,在上述冷却运转后,执行升温运转,使得经冷却而变成低温的库内温度立即上升。

另一方面,如上文所述,当外部空气为极端高温时,在冷却运转后,直接执行升温运转时,利用经冷却而变成低温的库内热交换器5而冷凝的低温且低沸点的液态冷媒,流入至被外部空气暖化而变成高温的第1库外热交换器3a时,可能会沸腾蒸发。

在图10的图表中,此状态的流道rb中的各部位的温度是以负压运转时(以黑圈表示的温度)表示的例子。

利用温度传感器ts1测定的从库内热交换器5的端口5a流出的冷媒的温度t1是大大低于0℃的低温。另一方面,利用温度传感器ts2测定的被第1库外热交换器3a暖化并从端口3ab流出的冷媒的温度为t2,是大大高于0℃的高温(t1<<t2)。

因沸腾蒸发而气化的冷媒,由于无法充分通过配管路径l3的膨胀阀7,因此,在冷媒回路51r的流道rb中循环的冷媒的量减少,而成为负压运转状态,且升温能力降低。

在冷冻装置51中,在从冷却运转切换成升温运转下,作为产生负压运转状态时及用于防止产生负压运转状态的预防措施,执行旁路运转。

详细来说,控制部31判定在后述的顺序例中是否执行旁路运转,并控制旁路运转与升温运转的切换。

首先,针对在可形成负压运转状态的环境条件(以下,称作负压运转化条件a)下执行旁路运转时的冷媒的流通及作用加以说明。

旁路运转的基本动作与升温运转相同。因此,这里,主要说明与升温运转不同的冷媒的流向。

首先,如图4及图9所示,旁路运转是利用在升温运转中使电磁阀61v从闭状态成为开状态来执行。

库内的空气,由于在冷却运转中已变为低温,因此,利用在库内热交换器5中的热交换,冷媒实质上成为液态冷媒并流出至配管路径l8。

根据使电磁阀61v成为开状态,从库内热交换器5流出的低温高压的液态冷媒,如图7所示,在配管路径l9中的分支部d61中分流。

详细来说,冷媒的流通,与升温运转时相同,分为:从端口3aa流入第1库外热交换器3a的流动(以下,称作本流)、及仅在旁路运转时产生的流动也就是流动于旁路l61的流动(以下,称作旁路流)。

作为本流流入至第1库外热交换器3a的液态冷媒,由于第1库外热交换器3a被外部空气暖化而变成高温,因此而被升温。

在负压运转化条件a下,被外部空气暖化的第1库外热交换器3a的温度高于流入的液态冷媒的沸点。

因此,液态冷媒经第1库外热交换器3a升温后,沸腾蒸发而成为气态冷媒,流入膨胀阀7。

这里,由于气态冷媒无法充分通过膨胀阀7,因此,来自本流的冷媒实质上不会流通至膨胀阀7以后的配管路径,或者仅流通少量。

另一方面,作为旁路流流入至旁路l61的液态冷媒,经细管62减压,通过止回阀63,流经分支部d62从端口3bb流入第2库外热交换器3b。

流入至第2库外热交换器3b的来自旁路流的液态冷媒,因与外部空气进行热交换而蒸发。由于此热交换在液态冷媒与第2库外热交换器3b自身之间也会进行,因此,第2库外热交换器3b冷却。

在图10的图表中所表示的此状态的流道rb中的各部位的温度,是旁路运转开始时(以空心方块表示的温度)的例子。

由温度传感器ts1测定的从库内热交换器5的端口5a流出的冷媒的温度是t1′。另一方面,由温度传感器ts2测定的从第1库外热交换器3a的端口3ab流出的冷媒的温度是t2′,还是从端口3ab流出的冷媒的温度更高(t1′<t2′)。

随着第2库外热交换器3b冷却,共用翅片的第1库外热交换器3a的温度也下降。

此第1库外热交换器3a的温度下降,由此,流入至第1库外热交换器3a的本流的沸腾蒸发在初期停止。

因此,从第1库外热交换器3a流出的液态冷媒的量,也就是通过膨胀阀7的冷媒的量激增。

因此,在冷媒回路51r中循环的冷媒量不会剧烈减少,冷媒量即便减少也会快速恢复。

这样一来,冷冻装置51具有由含有电磁阀61v、细管62及止回阀63的旁路l61所组成的旁路路径bp(参照图1),由此,能够执行旁路运转。

在旁路运转下,根据使电磁阀61v为开状态,并产生通过旁路l61的旁路流,可以对第2库外热交换器3b供应冷媒。

因此,在冷媒回路51r内循环的冷媒的量不会剧烈减少,而确保为一定量以上,难以产生负压运转。并且,即便产生负压运转,仍会在初期恢复至通常的升温运转。

在图10的图表中所表示的旁路运转结束时的流道rb中的各部位的温度,是按照旁路运转结束时(以黑色菱形表示的温度)的例子。

由温度传感器ts1测定的从库内热交换器5的端口5a流出的冷媒的温度是t1″。另一方面,由温度传感器ts2测定的从第1库外热交换器3a的端口3ab流出的冷媒的温度是t2″,且低于t1″。由此,从库内热交换器5的端口5a流出的冷媒的温度与从库内热交换器5的端口5a流出的冷媒的温度的高低,从旁路运转开始时发生反转。(t1″>t2″)

在此例中,反转的温度的差(t1″-t2″)为特定值α(deg)以上,因此,根据控制部31,以负压运转解除等方式,作为旁路运转结束。接着说明特定值α及判定顺序。

针对在冷却运转后的升温运转中是否实施上述的旁路运转的判定方法,进行说明。判定是由控制部31基于利用温度传感器ts1、ts2获得的温度t1、t2来进行。

温度传感器ts1测定从库内热交换器5流出的冷媒的温度t1(参照图2),并将测定结果送至控制部31。

温度传感器ts2测定从第1库外热交换器3a流出的冷媒的温度t2(参照图2),并将测定结果送至控制部31。

控制部31按照图11(流程图)所示的顺序例,控制旁路运转的动作。

首先,控制部31根据来自外部的指示,执行冷却运转(s1)。

接着,控制部31根据来自外部的指示,从冷却运转切换至升温运转(s2)。由此,升温运转开始。

控制部31判定以下值是否不足特定值α(s3),即:从来自温度传感器ts1的检测温度也就是温度t1减去温度传感器ts2的检测温度也就是温度t2的值(t1-t2)。

此判定优选为以短时间间隔进行,更优选为实时且连续地进行。

值α是根据冷冻装置51的规格和冷冻车c的运用环境等而适当设定的值,例如5(deg)。

值α可以设定为负值与正值中的任一个。在通常的规格下,下限是-3(deg)左右。

因此,为了在值α被设定为负数时使(s3)成立,至少为t1-t2<0。

同样地,在值α被设定为0(零)时,至少为t1-t2≤0。

并且,当值α为正数时,可以为t1-t2<0、t1-t2>0中的任一个。

当(s3)的判定为「否」(no)时,控制部31判定外部是否作出运转停止指示(s8),当为no时,继续(s3)的判定。

当(s8)的判定为「是」(yes)时,停止升温运转(s9),结束动作。

当(s3)的判定为yes时,对判定变为yes后的经过时间tm是否为特定的时间β秒以上进行判定(s4)。

特定的时间β是根据冷冻装置51的动作特性等适当设定。例如20秒。

当(s4)的判定为no时,移动至(s8),当无停止指示时执行(s3)。

只要(s3)的判定为yes,就积累经过时间tm。

当(s4)的判定为yes时,控制部31决定执行旁路运转,并打开电磁阀61v(s5)。

符合此判定的流道rb中的温度分布,是按照图10的旁路运转开始时及负压运转时表示。

详细来说,在旁路运转开始时,从温度t1减去温度t2的值αs不足值α,并且,在负压运转时,从温度t1减去温度t2的值αs明显不足值α,因此,控制部31决定旁路运转的执行。

在旁路运转执行中,控制部31判定以下值是否为特定值α以上,即:从来自温度传感器ts1的检测温度也就是温度t1减去温度传感器ts2的检测温度也就是温度t2的值αs(s6)。

当(s6)的判定为no时,控制部31继续(s6)判定。

当(s6)的判定为yes时,负压运转解除或变成负压运转的可能性非常小,控制部31停止旁路运转,返回至通常的升温运转。也就是说,关闭电磁阀61v(s7)。

控制部31执行(s7)后移至(s8)。

由此,控制部31在从冷却运转移至升温运转后,对从库内热交换器5流出的冷媒的温度t1与从第1库外热交换器3a流出的冷媒的温度t2进行比较。并且,如果从温度t1减去温度t2的值αs不足特定值α、且其状态继续为特定的经过时间tm以上时,判断为已产生或将会产生负压运转的可能性很大,并执行旁路运转。

在旁路运转执行中,监视温度t1、t2,当基于两个温度的值αs为特定值α以上时,从旁路运转移至通常的升温运转。

旁路运转是在从冷却运转切换至升温运转时执行,除此以外,在升温运转中,也根据温度t1、t2适当执行。

因此,外部环境伴随时间变化,即便重新成为负压运转化条件a,仍可以防止负压运转的发生。

由此,冷冻装置51及具备此冷冻装置51的冷冻车c可以在短时间内良好地对变冷的库内进行升温。

<实施例2>

作为实施例2,对冷冻装置52进行说明。相对于实施例1的冷冻装置51,冷冻装置52是具备多个库内热交换器的(此例中为两个)例。

冷冻装置52的构造示于其冷媒回路52r的图也就是图12、及控制系统的图也就是图13。

首先,说明冷冻装置52的概略构造。

冷冻装置52具有热泵式的冷媒回路52r。

冷媒回路52r具有下述构造:压缩机a1、四通阀a2、包含风扇af1的库外热交换器a3、受液器a4、包含风扇af2a的库内热交换器a5a、包含风扇af2b的库内热交换器a5b、储液器a6、包含多个电磁阀的电磁阀组a11g(参照图13:详情如下文所述)、膨胀阀a21、a22a、a22b、及包含多个止回阀的止回阀组a31g(未图示:详情如下文所述)。

风扇af1、af2a及af2b是由马达驱动的鼓风机,也将它们汇总称作风扇组afg(参照图13)。

电磁阀组a11g是汇总电磁阀a11、a12、a13、a14a、a14b、a15a、a15b、a16a及a16b的总称。

止回阀组a31g是汇总止回阀a31a、a31b、a32a、a32b、a33及a34的总称。

如图13所示,冷冻装置52具备控制部a41。由使用者所作出的关于运转的指示经由输入部a42传达至控制部a41。控制部a41,其基于所传达的指示等,对冷媒回路52r中的压缩机a1、四通阀a2、风扇组afg及电磁阀组a11g的动作进行控制。

库外热交换器a3、库内热交换器a5a及库内热交换器a5b,具有所谓的翅管式的构造。

库外热交换器a3具有第1库外热交换器a3a及第2库外热交换器a3b。库外热交换器a3的详情如下文所述。

接着,详述冷媒回路52r。

为了使图12容易理解,将冷媒回路52r分为以下三个区块来进行说明:源流区块m1,其包含压缩机a1、四通阀a2及储液器a6;库外热交换区块m2,其包含库外热交换器a3与并联回路alp1;及,库内热交换区块m3,其包含受液器a4与库内热交换器a5a及库内热交换器a5b。

在图12的右下方,压缩机a1与四通阀a2的端口a2a,由配管路径al1连接。

四通阀a2的端口a2b与库外热交换器a3中的第2库外热交换器a3b的端口a3ba,由配管路径al2连接。

第2库外热交换器a3b的端口a3bb与第1库外热交换器a3a的端口a3ab,如上所述经由并联回路alp1而连接。

并联回路alp1的一端侧通过配管路径al3与端口a3bb连接,另一端侧通过配管路径al5与端口a3ab连接。在配管路径al5上配设有电磁阀a11。

并联回路alp1具有并联的配管路径al4a及配管路径al4b。

配管路径al4a上配设有:膨胀阀a21;及,止回阀a31a,其相对于膨胀阀a21串联于第1库外热交换器a3a侧,并只允许从第1库外热交换器a3a流向第2库外热交换器a3b。

配管路径al4b上配设有止回阀a31b,所述止回阀a31b只允许从第2库外热交换器a3b流向第1库外热交换器a3a。

在配管路径al5中的电磁阀a11与端口a3ab之间,设置有分支部ad1。

在分支部ad1上,连接有配管路径al6的一端侧。配管路径al6的另一端侧,通过库内热交换区块m3的区块端口m3a连接于分支部ad2。在配管路径al6上配设有电磁阀a12。

分支部ad2与库内热交换器a5a的端口a5aa以配管路径al7a连接。在配管路径al7a上,从分支部ad2侧串联配设有电磁阀a14a、膨胀阀a22a。

分支部ad2与库内热交换器a5b的端口a5ba以配管路径al7b连接。在配管路径al7b上,从分支部ad2侧串联配设有电磁阀a14b、膨胀阀a22b。

在库内热交换器a5a的端口a5ab上,连接有配管路径al8a的一端侧。在配管路径al8a的另一端侧,设置有分支部ad3。在配管路径al8a上,配设有电磁阀a15a。

在库内热交换器a5b的端口a5bb上,连接有配管路径al8b的一端侧。在配管路径al8b的另一侧上,连接有分支部ad3。在配管路径al8b上,配设有电磁阀a15b。

分支部ad3与四通阀a2的端口a2c通过库内热交换区块m3的区块端口m3c,由配管路径al9连接。

在图12的左上部中,在分支部ad2上,连接有配设有电磁阀a13的配管路径al10的一端侧。在配管路径al10的另一端侧,设置有分支部ad4。

分支部ad4与第1库外热交换器a3a的端口a3aa通过库内热交换区块m3的区块端口m3b由配管路径al11连接。

在配管路径al11上,从分支部ad4侧,配设有受液器a4与分支部ad5。在分支部ad5上,连接有从配管路径al11分支的配管路径al12的一端侧。

在配管路径al12的另一端侧,设置有分支部ad55。在分支部ad55上,分支连接有配管路径al12a及配管路径al12b的一端侧。

在配管路径al7a中,在膨胀阀a22a与库内热交换器a5a的端口a5aa之间设置有分支部ad6a。

分支部ad6a与分支部ad55由配管路径al12a连接。在配管路径al12a上,配设有电磁阀a16a。

在配管路径al7b中,在膨胀阀a22b与库内热交换器a5b的端口a5ba之间设置有分支部ad6b。

分支部ad6b与分支部ad55由配管路径al12b连接。在配管路径al12b上,配设有电磁阀a16b。

在配管路径al11中的分支部ad5与第1库外热交换器a3a的端口a3aa之间,设置有分支部ad7。在分支部ad7上,连接有配管路径al13的一端侧。

在配管路径al13的另一端侧,设置有分支部ad77。

在分支部ad77上,分支连接有配管路径al13a与配管路径al13b。

配管路径al13a将分支部ad77、配管路径al8a中的电磁阀a15a及库内热交换器a5a的端口a5ab之间连接起来。

配管路径al13b将分支部ad77、配管路径al8b中的电磁阀15b及库内热交换器a5b的端口a5bb之间连接起来。

在配管路径al13a及配管路径al13b上分别配设有止回阀a32a及止回阀a32b,所述止回阀a32a及止回阀a32b只允许流向分支部ad77。

在配管路径al11中的分支部ad5与分支部ad7之间配设有止回阀a33,所述止回阀a33只允许流向分支部ad5。

图12的左上方所示的分支部ad4与四通阀a2的端口a2d之间,通过库内热交换区块m3的区块端口m3d由配管路径al14连接。在配管路径al14上配设有止回阀a34,所述止回阀a34只允许流向分支部ad4。

在配管路径al9(分支部ad3与四通阀a2的端口a2c之间)上,设置有分支部ad8。

分支部ad8与储液器a6的入口之间由配管路径al15连接。并且,储液器a6的出口与压缩机a1的吸入口之间,由配管路径al16连接。

冷媒回路52r,进一步具有以下构造。

在并联回路alp1上,在第2库外热交换器a3b的端口a3bb、配管路径al4a及配管路径al4b之间设置有分支部ad62。

在配管路径al11上,在第1库外热交换器a3a的端口a3aa与分支部ad7之间设置有分支部ad61。

分支部ad61与并联回路alp1的分支部ad62由配管路径al61连接。以下,也将配管路径al61称作旁路al61。

在旁路al61上,配设有作为开闭阀的电磁阀a61v、细管a62及止回阀a63,所述止回阀a63只允许从分支部ad61流向分支部ad62。

电磁阀a61v的开闭动作受控制部a41控制(参照图13)。并且,电磁阀a61v不包含在电磁阀组a11g中。

毛细管也就是细管a62与膨胀阀a21同样地起到减压器的作用。并且,细管a62是作为减压器使用,且通过的冷媒的量大于膨胀阀a21。

在配管路径al13a上配设有温度传感器ats1a,所述温度传感器ats1a在库内热交换器a5a中的端口a5ab附近,测定流经此部位的冷媒的温度。优选为,温度传感器ats1a配设于靠近库内热交换器a5a的端口a5ab的位置。

在配管路径al13b上配设有温度传感器ats1b,所述温度传感器ats1b在库内热交换器a5b中的端口a5bb附近,测定流经此部位的冷媒的温度。优选为,温度传感器ats1b配设于靠近库内热交换器a5b的端口a5bb的位置。

在并联回路alp1的配管路径al5中的第1库外热交换器a3a的端口a3ab附近,配设有温度温度传感器ats2,所述温度温度传感器ats2测定流经端口a3ab与分支部ad1之间的区间的冷媒。

冷媒回路52r中,将包含库内热交换器a5a在内的分支部ad2及分支部ad55与分支部ad3及分支部ad77之间的配管路径,称作库内热交换器单元a5au。

将包含库内热交换器a5b在内的分支部ad2及分支部ad55与分支部ad3及分支部ad77之间的配管路径,称作库内热交换器单元a5bu。

库内热交换器单元a5au与库内热交换器单元a5bu实质上为相同的配管路径。也就是说,冷媒回路52r中,两个库内热交换器单元并联连接。

上述的部分各配管,根据流通的冷媒的相,分为以下所示的管。

并且,在以下的记载中,低压是指:相对于利用压缩机1而升压的冷媒的压力(作为高压)为相对较低的压力。

配管路径al1、al14是利用压缩机a1而升压的流通有高压气态冷媒的高压气体管。

配管路径al2是高压或低压的气态冷媒流通的气体管。

配管路径al6、al11是高压的液态冷媒流通的高压液管。

配管路径al15、al16是低压的气态冷媒流通的低压气体管。

接着,参照图14,说明库外热交换器a3的详情。

图14是与库外热交换器a3的截面相对应的示意性构造图。

如上所述,库外热交换器a3由翅管式而构成。

第1库外热交换器a3a及第2库外热交换器a3b,分别具有多个路径,第1库外热交换器a3a的通路数为第2库外热交换器a3b的通路数以下。

第1库外热交换器a3a具有以下构造:三个路径也就是路径ap1~路径ap3。

第2库外热交换器a3b具有以下构造:六个路径也就是路径ap4~ap9。

在第1库外热交换器a3a的内部,在端口a3aa与端口a3ab之间,并联连接有路径ap1~路径ap3。

并且,路径ap1~路径ap3按照以下方式配置:在送风方向(图14中的左右方向)上彼此不重叠,在吸入侧的一面(以下,也称作吸入面)上成为实质独立的区域。

在第2库外热交换器a3b的内部,在端口a3ba与端口a3bb之间,并联连接有路径ap4~ap9。

路径ap4~ap9按照以下方式配置:在送风方向上彼此大致不重叠,在吸入面上成为实质独立的区域。

第1库外热交换器a3a与第2库外热交换器a3b按照以下方式配置:第1库外热交换器a3a处于受风扇af1驱动而沿一定方向流动的通风外部空气的上风侧。也就是说,第1库外热交换器a3a是上游侧热交换器,第2库外热交换器a3b是下游侧热交换器。

冷冻装置52可以适用于各种设备和装置等。例如,可以用于冷冻库、及具有冷冻库且可移动的冷冻车。

图15是绘示装载至具备冷冻库act的冷冻车ac上的使用装载例的侧视图,其中一部分为切割面。

冷冻车ac具备:冷冻库act、冷冻装置52、及具有用于行驶的动力源和行驶机构的车辆本体部ach。冷冻库act具有库室aca及库室acb作为独立的两个隔热保温库。

库内热交换器a5a配置于库室aca的内部空间acva内,与内部空间acva的空气进行热交换。

库内热交换器a5b配置于库室acb的内部空间acvb内,与内部空间acvb的空气进行热交换。

在冷冻库act的外部(例如驾驶座的上方)配置有库外热交换器3,与外部空气进行热交换。

冷冻装置52的其他构件设置于冷冻库act的外侧。设置位置并无限定。

例如,压缩机a1和储液器a6等收纳于收容体as,并设置于车体的下方。控制部a41及输入部a42设置于驾驶座附近。尤其是输入部a42配设于驾驶员容易操作的地方。

压缩机a1是电动压缩机,受到例如作为电源的电池、逆变电路的驱动。并且,压缩机a1并不限定于此电动压缩机,也可以是将冷冻车ac的行驶动力源(发动机和电动机等)作为驱动源的类型。

接着,关于冷冻装置52的动作,以装载于冷冻车ac上的情况为例,主要参照图16~图26进行说明。

冷冻车ac可以通过冷冻装置52的动作,使两个库室aca(作为第1室)与库室acb(作为第2室),分别独立地维持在冷却、升温、除霜及停止(既不冷却也不升温)这四个运转状态。除霜是库内热交换器a5a、a5b的除霜。

也就是说,冷冻装置52可以根据控制部a41的控制,分别对库内热交换器a5a、a5b,选择性地执行冷却、升温、除霜及停止这四个动作模式。因此,作为各动作模式的组合,能够对两个库室aca、acb执行包含全停止的16种动作模式。

图16是绘示包含全停止的16种动作模式(模式编号1~16)的控制状态的表格。如此表所示,控制部a41对四通阀a2、作为释放阀的电磁阀组a11g、及风扇组afg(风扇af1、af2a及af2b)进行控制,并选择性地执行各动作模式。

也就是说,四通阀a2及电磁阀组a11g成为流道切换部rk1,在控制部a41的控制下,根据动作模式选择性地切换冷媒在冷媒回路52r中流通的流道。

16种动作模式例如按照以下方式分类:

二室冷却运转(模式编号1)、二室升温运转(模式编号2)、冷却/升温同时运转(模式编号3、4)、一室冷却运转(模式编号5、6)、一室升温运转(模式编号7、8)、除霜运转(模式编号9~15)、全停止(模式编号16)。

关于四通阀a2的模式,控制部a41切换至如图17所示的模式#a与模式#b。

在此切换中,控制部a41,在使库室aca及库室acb中的至少一个为升温或除霜的动作模式时切换为模式#b,其他情况切换为模式#a。

全停止(动作模式16)下的四通阀a2的模式并无限定。也就是说,保持在刚刚停止前的动作模式下的模式即可。

关于电磁阀组a11g的型态,控制部a41以a~h这8种型态,对各阀的开状态、闭状态的组合进行控制。

详细来说,如图18所示,库室aca及库室acb的各四个动作模式的组合形成的共计16种动作模式分别对应并控制a~h型态中的任一种。

全停止(动作模式16)中的型态并无限定。也就是说,保持在刚刚停止前的动作模式中的型态无妨。

关于风扇组afg,控制部a41使风扇af1在全停止(动作模式16)以外的所有动作模式1~15中为on,使风扇af2a、af2b在分别配设的库室aca、acb冷却或升温时为on,除霜或停止时为off。

接着,关于不包含除霜的动作模式(模式编号1~8),参照图19~图24进行说明。各图中,对动作的风扇添加阴影。并且,当风扇吹出的空气的温度低于热交换器吸入的空气的温度时,吹出的空气用白色箭头表示;而当风扇吹出的空气的温度高于热交换器吸入的空气的温度时,用黑色箭头表示。另外,冷媒流通的路径用粗线来表示。

并且,这里要说明的是负压运转化条件a以外的环境条件(外部空气并非极度高温的条件)下的基本运转内容。

[1-1]二室冷却运转

<模式编号1:参照图19>

将库室aca及库室acb一起冷却的模式。

从压缩机a1的吐出口吐出至配管路径al1的高温高压气态冷媒,从成为模式#a的四通阀a2的端口a2a,通过端口a2b流入配管路径al2。在模式#a中,端口a2c与端口a2d也相连接,但这些端口不发挥作用。

流入配管路径al2的冷媒,相对于库外热交换器a3中的第2库外热交换器a3b,从端口a3ba流入,并从端口a3bb流出。

冷媒从端口a3bb流出,通过止回阀a31b及开状态的电磁阀a11,相对于第1库外热交换器a3a,从端口a3ab流入。

从端口a3ab流入的冷媒,从第1库外热交换器a3a的端口a3aa流出后,流入配管路径al11。

在库外热交换器a3中,风扇af1处于运转状态,外部空气从第1库外热交换器a3a向第2库外热交换器a3b流动。

处于运转状态的风扇带有阴影,停止状态的风扇涂成白色,可以由此来区别两个状态。以下的说明也相同。

在外部空气流动状态下,在库外热交换器a3中第2库外热交换器a3b与第1库外热交换器a3a一体地起到冷凝器的作用。也就是说,从压缩机a1吐出的气态冷媒,对外部空气散热后冷凝,以高压的液态冷媒的形式从端口a3aa流入配管路径al11。

详细来说,冷媒在第2库外热交换器a3b的入口也就是端口a3ba中,全部是气相的气态冷媒。此气态冷媒在第2库外热交换器a3b内流动,随之与外部空气热交换,部分发生冷凝(液化),液态冷媒相对于气态冷媒的比率增加。

由此,在第2库外热交换器a3b的出口也就是端口a3bb中,大部分冷媒为液态冷媒的气液混合冷媒。这里,液态冷媒的比率根据运转条件而有所不同。

接着,从端口a3bb流出的气液混合冷媒,从端口a3ab流入第1库外热交换器a3a。在第1库外热交换器a3a中,继续进行冷媒与外部空气的热交换,在出口也就是端口a3aa中,冷媒在高压下几乎全部成为液相。

在以下的说明中,当外部空气或内部空气通过热交换器从冷媒夺取热量并放出时,用黑色箭头表示流通。反之,被冷媒夺取热量并放出时,用白色箭头表示流通。

由于冷媒在库外热交换器a3中从气相相变成液相,冷媒的体积减少。

在库外热交换器a3中,使液相的比率因体积减少而升高的冷媒流通的第1库外热交换器a3a的通路数ana(此例中ana=3),少于气相比率较高的冷媒流通的第2库外热交换器3b的通路数anb(此例中anb=6)。由此,在第1库外热交换器a3a内流动的冷媒,相比于将第2库外热交换器a3b作为液态冷媒流通时,流速变大,冷媒的过冷度也变大。

从端口a3aa出来并流入配管路径al11的高压的液态冷媒,通过止回阀a33进入受液器a4。

在受液器a4中,相应于运转环境的剩余量的液态冷媒滞留。

例如,在库室aca内及库室acb内的热负荷较小时,循环的冷媒的量可以较少,在受液器a4内滞留剩余部分的液态冷媒。另一方面,在库室aca内及库室acb内的热负荷较大时,由于需要较多的循环的冷媒量,因此,在受液器a4内滞留的液态冷媒量变少。因此,冷媒回路52r中始终循环着最适量的冷媒,可以稳定维持高度的冷却能力。

从受液器a4放出的液态冷媒,经过开状态的电磁阀a13到达分支部ad2,分支流入库内热交换器单元a5au侧的配管路径al7a与库内热交换器单元a5bu侧的配管路径al7b。

首先,流入配管路径al7a的冷媒经由电磁阀a14a进入膨胀阀a22a。冷媒在膨胀阀a22a中减压膨胀,形成低温的气液混合冷媒,并相对于库内热交换器a5a从端口a5aa流入。

库内热交换器a5a的风扇af2a处于动作状态。因此,在库内热交换器a5a内,可以在冷媒、通风的库内空气(以下称作通风内部空气)之间进行热交换。

通过此热交换,冷媒夺取热量并气化,通风内部空气在降温后被送出至库室aca内(白色箭头)。由此,库室aca冷却。

另一方面,流入配管路径al7b的冷媒经由电磁阀a14b进入膨胀阀a22b。冷媒在膨胀阀a22b中减压膨胀,形成低温的气液混合冷媒相对于库内热交换器a5b从端口a5ba流入。

库内热交换器a5b的风扇af2b处于动作状态。因此,在库内热交换器a5b内,在冷媒与通风内部空气之间进行热交换。

通过此热交换,冷媒夺取热量并气化,通风内部空气降温后被送出至库室acb内(白色箭头)。由此,库室acb冷却。

在库内热交换器a5a及a5b中气化后的冷媒,分别从端口a5ab及a5bb流经电磁阀a15a及a15b在分支部ad3处合流,并通过配管路径al15及配管路径al16经由储液器a6返回压缩机a1的吸入口。

[1-2]二室升温运转

<模式编号2:参照图20>

将库室aca及库室acb一起升温的模式。

从压缩机a1的吐出口吐出至配管路径al1的高温高压气态冷媒,从成为模式#b的四通阀a2的端口a2a,通过端口a2d流入配管路径al14。

流入配管路径al14的冷媒,经过止回阀a34及分支部ad4,由于电磁阀a13为闭状态,因此进入受液器a4。通过之前的动作模式,液态冷媒蓄留于受液器a4时,被压成气态冷媒,受液器a4内即刻仅包括气态冷媒。

通过受液器a4的气态冷媒经过分支部ad5及配管路径al12,在分支部ad55处分支流入配管路径al12a与配管路径al12b。

首先,流入配管路径al12a的气态冷媒,经过电磁阀a16a,相对于库内热交换器a5a从端口a5aa流入。

库内热交换器a5a的风扇af2a处于动作状态。因此,在库内热交换器a5a内,在冷媒与通风内部空气之间进行热交换,冷媒夺取热量并大部分冷凝液化后大致成为液态冷媒,通风内部空气升温后送出至库室aca内(黑色箭头)。由此,库室aca被升温。

另一方面,流入配管路径al12b的气态冷媒,经过电磁阀a16b,相对于库内热交换器a5b从端口a5ba流入。

库内热交换器a5b的风扇af2b处于动作状态。因此,在库内热交换器a5b内,在冷媒与通风内部空气之间进行热交换,冷媒夺取热量并大部分冷凝液化大致成为液态冷媒,通风内部空气升温后送出至库室acb内(黑色箭头)。由此,库室acb被升温。

从库内热交换器a5a及a5b流出的冷媒是高压的大致液化的冷媒,但包含与库室aca内及库室acb内的热负荷等运转环境相应量的气态冷媒。

此大致液化的高压冷媒,从端口a5ab及a5bb流入配管路径al13a及al13b,经过止回阀a32a及a32b,在分支部ad77处合流。并且,分支部ad77处的合流后,经过配管路径al13及分支部ad7,通过配管路径al11,相对于第1库外热交换器a3a从端口a3aa流入。

库外热交换器a3的风扇af1处于动作状态。因此,在第1库外热交换器a3a内进行液态冷媒与通风外部空气的热交换,液态冷媒降温且过冷度增加。也就是说,第1库外热交换器a3a对于液态冷媒起到过冷热交换器的作用。

与液态冷媒一起流入第1库外热交换器a3a中的未冷凝的气态冷媒,也因与通风外部空气的热交换而冷却并完全液化。

在第1库外热交换器a3a中的热交换后,从端口a3ab流出的液态冷媒,经过配管路径al5的电磁阀a11及配管路径al4a的止回阀a31a,进入膨胀阀a21。

在膨胀阀a21中,液态冷媒减压膨胀并形成低温的气液混合冷媒。并且,通过配管路径al3,相对于第2库外热交换器a3b从端口a3bb流入。

在第2库外热交换器a3b中,冷媒通过与通风外部空气的热交换,低温的液态冷媒从外部空气夺取热量并气化,形成完全的气态冷媒。此时第2库外热交换器a3b起到蒸发器的作用。

此气态冷媒从端口a3ba流出至配管路径al2,经过储液器a6返回压缩机a1的吸入口。

[1-3]冷却/升温同时运转

模式编号3及模式编号4是同时执行升温运转与冷却运转的动作模式,也就是对两个库室中的一个进行升温,并对另一个进行冷却。

<模式编号3(库室aca升温、库室acb冷却):参照图21>

在此动作模式中,对与库室aca相对应的库内热交换器单元a5au进行升温运转,对与库室acb相对应的库内热交换器单元a5bu进行冷却运转。

从压缩机a1至分支部ad55的冷媒的流通与模式编号2相同。

关于分支部ad55以后,在此模式编号3中,由于电磁阀a16b为闭状态,因此,冷媒(气态冷媒)不会在分支部ad55处分支,仅流入配管路径al12a。

流入配管路径al12a的气态冷媒,经过电磁阀a16a,相对于库内热交换器a5a从端口a5aa流入。

库内热交换器a5a的风扇af2a处于动作状态。因此,在库内热交换器a5a内,在冷媒与通风内部空气之间进行热交换。

在此热交换中,冷媒被夺取热量,大部分冷凝液化后大致形成液态冷媒,通风内部空气在升温后送出至库室aca内。由此,库室aca被升温。

从库内热交换器a5a流出的冷媒是高压的大致液化的冷媒,但包括与库室ca内的热负荷等运转环境相应量的气态冷媒。

此大致液化的高压冷媒从端口a5ab流入配管路径al13a,经过止回阀a32a,通过分支部ad77及配管路径al13,并从分支部ad7进入配管路径al11。并且,相对于库外热交换器a3的第1库外热交换器a3a,从端口a3aa流入。

库外热交换器a3的风扇af1处于动作状态。因此,在第1库外热交换器a3a内,进行液态冷媒与通风外部空气的热交换,液态冷媒被夺取热量,并降温后过冷度增加。也就是说,第1库外热交换器a3a对于液态冷媒起到过冷热交换器的作用。

与液态冷媒一起流入第1库外热交换器a3a中的未冷凝的气态冷媒,也因与通风外部空气热交换而被夺取热量,并冷却后完全液化。

在第1库外热交换器a3a中的热交换后,液态冷媒从端口a3ab出来并流入配管路径al6,经过电磁阀a12到达分支部ad2。

此模式下,由于电磁阀a13、a14a处于闭状态,因此,液态冷媒流入配设有处于开状态的电磁阀a14b的配管路径al7b,并进入膨胀阀a22b。

在膨胀阀a22b中,液态冷媒减压膨胀并形成低温的气液混合冷媒,相对于库内热交换器a5b从端口a5ba流入。

库内热交换器a5b的风扇af2b处于动作状态。因此,在库内热交换器a5b内,气液混合冷媒利用热交换从通风内部空气夺取热量并蒸发,形成完全的气态冷媒。库内热交换器a5b起到蒸发器的作用。

另一方面,通风内部空气降温后送出至库室acb内。由此,库室acb冷却。

气体化后的冷媒从端口a5bb流入配管路径al8b,经过电磁阀a15b及储液器a6,返回压缩机a1的吸入口。

<模式编号4(库室ca冷却、库室cb升温):参照图22>

相对于模式编号3,模式编号4调换了进行升温的库内热交换器单元与进行冷却的库内热交换器单元。

也就是说,将电磁阀a16a及电磁阀a16b的开闭状态倒置,使电磁阀a16a为闭状态,使电磁阀a16b为开状态,使来自压缩机a1的高压气态冷媒流入库内热交换器a5b。

并且,将电磁阀a14a及电磁阀a14b的开闭状态倒置,使电磁阀a14a为开状态,使电磁阀a14b为闭状态,使第1库外热交换器a3a中冷却的液态冷媒流入库内热交换器a5a。

由此,库室aca冷却,库室acb被升温。

在同时执行此升温与冷却的动作模式3及动作模式4中,如上所述,在第1库外热交换器a3a中,液态冷媒的过冷度增加。因此,与其过冷度的增加量相应程度地,冷却运转的库内热交换器的冷却能力增加。

[1-4]一室冷却运转

<模式编号5、6:参照图23>

一室冷却运转是将两个库室aca、acb中的一个冷却,而另一个停止运转。这里,运转停止包括两种情况,即:停止继续运转、及在二室冷却运转中因库室内部温度达到设定温度而暂时停止。

模式编号5是使库室aca冷却并使库室acb停止运转的动作模式,其冷媒流道以图23的粗实线表示。

也就是说,模式编号5是以下动作模式,即:相对于二室冷却运转的模式编号1(参照图19),使电磁阀a14b为闭状态,使冷媒不会流入库内热交换器单元a5bu,同时使风扇af2b停止。

并且,使电磁阀a15b为开状态,使不运转的库内热交换器a5b内的冷媒,经过配管路径al8b向配管路径al15释放。也可以是,从模式编号5开始运转经过特定时间,库内热交换器a5b内的冷媒释放后,再使电磁阀a15b为闭状态。

与模式编号1通用的冷媒流道中的冷媒的相状态、和库外热交换器a3及库内热交换器a5a中的热交换作用等,与模式编号1的情况相同。

模式编号6是使库室acb冷却并使库室aca停止运转的运转模式。其冷媒流道仅在分支部ad2与分支部ad3之间不同,它们之间是以图23的粗虚线所示的流道。

也就是说,模式编号6相对于二室冷却运转的模式编号1(参照图19),使电磁阀a14a为闭状态,使冷媒不会流入库内热交换器单元a5au,同时使风扇af2a停止(图23的风扇af2a、af2b表示模式编号5中的动作状态。在模式编号6中为相反的动作状态)。

并且,使电磁阀a15a为开状态,使不运转的库内热交换器a5a内的冷媒,经过配管路径al8a向配管路径al15释放。也可以是,从模式编号6开始运转经过特定时间,库内热交换器a5a内的冷媒释放后,再使电磁阀a15a为闭状态。

与模式编号1通用的冷媒流道中的冷媒的相状态、和库外热交换器a3及库内热交换器a5b中的热交换作用等,与模式编号1的情况相同。

[1-5]一室升温运转

<模式编号7、8:参照图24>

一室升温运转是将两个库室aca、acb中的一个升温,将另一个停止运转。这里,运转停止包括两种情况,即:停止继续运转、及在二室升温运转中因库室内部温度达到设定温度而暂时停止。

模式编号7是使库室aca升温并使库室acb停止运转的动作模式,其冷媒流道以图24的粗实线表示。

也就是说,模式编号7是以下动作模式,即:相对于二室升温运转的模式编号2(参照图20),使电磁阀a16b为闭状态,使冷媒不会流入库内热交换器单元a5bu,同时使风扇af2b停止。

并且,使电磁阀a15b为开状态,使不运转的库内热交换器a5b内的冷媒,经过配管路径al8b向配管路径al9释放。也可以是,从模式编号7开始运转经过特定时间,库内热交换器a5b内的冷媒释放后,再使电磁阀a15b为闭状态。

与模式编号2通用的冷媒流道中的冷媒的相状态、和库外热交换器a3及库内热交换器a5a中的热交换作用等,与模式编号2的情况相同。

模式编号8是使库室acb升温并使库室aca停止运转的运转模式,其冷媒流道仅在分支部ad55与分支部ad77之间不同,它们之间形成以图24的粗虚线表示的流道。

也就是说,模式编号8相对于二室升温运转的模式编号2(参照图20),使电磁阀a16a为闭状态,使冷媒不会流入库内热交换器单元a5au,同时使风扇af2a停止(图24的风扇af2a、af2b表示模式编号7中的动作状态。在模式编号8中为相反的动作状态。)

并且,使电磁阀a15a为开状态,使不运转的库内热交换器a5a内的冷媒,经过配管路径al8a向配管路径al9释放。也可以是,从模式编号8开始运转经过特定时间,库内热交换器a5a内的冷媒释放后,再使电磁阀a15a为闭状态。

与模式编号2通用的冷媒流道中的冷媒的相状态、和库外热交换器a3及库内热交换器a5b中的热交换作用等,与模式编号2的情况相同。

[1-6]除霜运转(库内热交换器a5a、a5b的除霜)

例如,将库室aca以动作模式1、4、5中的任一个进行长时间冷却后,库室aca内的空气所含有的水分可能会结冰并以霜的形式附着在库内热交换器a5a的翅片上。翅片上附着霜后,由于会阻碍热交换,因此,执行库内热交换器a5a的除霜运转来除霜。除霜运转同样会对库内热交换器a5b执行。

由于冷媒回路52r是热泵式,因此,对除霜进行所谓逆循环的除霜。

具体来说,对要除霜的热交换器进行升温运转,使与其热交换器相应的风扇停止。以下,参照图24等来说明各运转模式的详情。

<模式编号9>

是仅进行库内热交换器a5a的除霜的除霜运转的动作模式,在只对库内热交换器a5a进行升温的模式编号7的动作模式中,使风扇af2a停止(off)。

<模式编号10>

是仅进行库内热交换器a5b的除霜的除霜运转的动作模式,在只对库内热交换器a5b进行升温的模式编号8的动作模式中,使风扇af2b停止(off)。

<模式编号11>

是对库内热交换器a5a与库内热交换器a5b两者进行除霜的除霜运转的动作模式,在二室升温运转(模式编号2)的动作模式中,使风扇af2a与风扇af2b两者停止(off)。

并且,冷冻装置52可以对冷冻库act的两个库室aca、acb中的一个库室进行除霜,同时对另一个库室进行冷却或升温。

<模式编号12>

是对库内热交换器a5a进行除霜、并对库内热交换器a5b进行升温运转的动作模式,在二室升温运转(模式编号2)的动作模式中,使风扇af2a停止(off)。

<模式编号13>

是对库内热交换器a5b进行除霜、并对库内热交换器a5a进行升温运转的动作模式,在二室升温运转(模式编号2)的动作模式中,使风扇af2b停止(off)。

<模式编号14>

是对库内热交换器a5a进行除霜、并对库内热交换器a5b进行冷却运转的动作模式,在冷却/升温同时运转中的模式编号3的动作模式中,使风扇af2a停止(off)。

<模式编号15>

是对库内热交换器a5b进行除霜、并对库内热交换器a5a进行冷却运转的动作模式,在冷却/升温同时运转中的模式编号4的动作模式中,使风扇af2b停止(off)。

冷冻装置52可以在外部空气并非极端高温的日本一般环境条件下,在上述的冷却运转后,执行升温运转,使经冷却而成为低温的库内温度立即上升。

另一方面,如实施例1中所述,在酷暑期等外部空气极端高温时,在执行例如模式编号1的二室冷却运转后,立即执行模式编号2的二室升温运转,此时,可能发生以下现象。

也就是说发生以下现象:在冷却而成为低温的库内热交换器a5a、a5b中冷凝后的低温的液态冷媒,流入至因外部空气而暖化成为高温的第1库外热交换器a3a,此时,沸腾蒸发。

因沸腾蒸发而气化的冷媒,由于无法充分通过配管路径al4a的膨胀阀a21,因此,在冷媒回路52r中循环的冷媒的量减少,而变成负压运转状态,且升温能力下降。

在冷冻装置52中,在从冷却运转切换而来的升温运转下,作为产生负压运转状态时及用于防止产生负压运转状态的预防措施,执行旁路运转。

详细来说,控制部a41判定在后述的顺序例中是否执行旁路运转,并控制旁路运转与升温运转的切换。

首先,针对在可形成负压运转状态的环境条件(负压运转化条件a)下执行旁路运转时的冷媒的流通及作用加以说明。

旁路运转的基本动作与升温运转相同。因此,这里,主要说明与升温运转不同的冷媒的流通。

并且,说明预先执行模式编号1的二室冷却运转,从库内热交换器a5a、a5b变成十分低温的状态进行升温运转时的旁路运转。

首先,在二室升温运转的模式编号2的运转状态下,通过进一步使电磁阀a61v为开状态,来执行旁路运转。

由于库室aca及库室acb的内部的空气,在冷却运转中已变为低温,因此,利用库内热交换器a5a、a5b中的热交换,冷媒实质成为液态冷媒而在配管路径al11中流通。

根据使电磁阀a61v成为开状态,从库内热交换器a5a、a5b流出的低温高压的液态冷媒,如图25所示,在配管路径al11中的分支部ad61处分流。

详细来说,与模式编号2的二室升温运转时相同,分为:从端口a3aa流入第1库外热交换器a3a的流动(本流)、及仅在旁路运转时产生的流动也就是流动于旁路al61的流动(旁路流)。

作为本流而流入至第1库外热交换器a3a的液态冷媒,由于第1库外热交换器a3a被外部空气暖化而变成高温,因此而被升温。

在负压运转化条件a下,被外部空气暖化的第1库外热交换器a3a的温度高于流入的液态冷媒的沸点。

因此,液态冷媒经第1库外热交换器a3a升温后,沸腾蒸发而成为气态冷媒,流入膨胀阀a21。

但是,气态冷媒无法充分通过膨胀阀a21,因此,来自本流的冷媒实质上不会流通至膨胀阀a21以后的配管路径,或者仅流通少量。

另一方面,作为旁路流流入至旁路al61的液态冷媒,经细管a62减压,通过止回阀a63,流经分支部ad62从端口a3bb流入第2库外热交换器a3b。

流入至第2库外热交换器a3b的来自旁路流的液态冷媒,因与外部空气的热交换而蒸发。并且,由于此热交换在第2库外热交换器a3b自身之间也会执行,因此,第2库外热交换器a3b冷却。

随着第2库外热交换器a3b冷却,共用翅片的第1库外热交换器a3a的温度也下降。

根据此温度下降,流入至第1库外热交换器a3a的本流的沸腾蒸发在初期停止。因此,从第1库外热交换器a3a流出的液态冷媒的量,也就是说通过膨胀阀a21的冷媒的量激增。

因此,在冷媒回路52r中循环的冷媒量不会剧烈减少,冷媒量即便减少也会快速恢复。

由此,在旁路运转下,利用使电磁阀a61v为开状态,并产生通过旁路al61的旁路流,可以对第2库外热交换器a3b供应冷媒,在冷媒回路52r内循环的冷媒的量不会剧烈减少,而确保为一定量以上,难以产生负压运转。并且,即便产生负压运转,仍会在初期返回至通常的升温运转。

由此,冷冻装置52可以在短时间内良好地对变冷的库内进行升温。

旁路运转并非限定于应用在以下情况:在模式编号1的二室冷却运转后,实施模式编号2的二室升温运转。旁路运转也可以应用于以下情况:从执行一室冷却运转后存在已冷却的库的状态,对该冷却后的库进行升温的升温运转;详情如下文所述。

接着,针对在从冷却运转切换至升温运转时是否实施上述旁路运转的判定方法,加以说明。判定是由控制部a41基于从温度传感器ats1a、ats1b及ats2获得的温度at1a、at1b及at2来进行。

温度传感器ats1a对从库内热交换器a5a流出的冷媒的温度at1a(参照图13)进行测定,并将测定结果送出至控制部a41。

温度传感器ats1b对从库内热交换器a5b流出的冷媒的温度at1b(参照图13)进行测定,并将测定结果送出至控制部a41。

温度传感器ats2对从第1库外热交换器a3a流出的冷媒的温度at2(参照图13)进行测定,并将测定结果送出至控制部a41。

控制部a41按照图26(流程图)所示的顺序例,控制旁路运转的动作。

首先,控制部a41根据来自外部的指示,执行二室冷却运转(as1)。

接着,控制部a41根据来自外部的指示切换至二室升温运转(as2)。由此,二室升温运转开始。

控制部a41判定以下中的任一个值是否不足特定值α2,即:从来自温度传感器ats1a的检测温度也就是温度at1a减去温度传感器ats2的检测温度也就是温度at2的值(at1a-at2)、及从来自温度传感器ats1b的检测温度也就是温度at1b减去温度传感器ats2的检测温度也就是温度at2的值(at1b-at2)(as3)。

此判定动作优选为以较短时间间隔进行,更优选为实时且连续地进行。

值α2是根据冷冻装置52的规格和冷冻车ac的运用环境等适当设定。例如5(deg)。

值α2可以设定为负值与正值中的任一个。在通常的规格下,下限是-3(deg)左右。

因此,为了在值α2被设定为负数时使(as3)成立,至少为(at1a-at2)及(at1b-at2)中的一个不足0。

同样地,在值α2被设定为0(零)时,至少为(at1a-at2)及(at1b-at2)中的一个为0以下。

并且,当值α2为正数时,(at1a-at2)及(at1b-at2)中的任一个,既可以不足0也可以为0以上。

当(as3)的判定为no时,控制部a41判定外部是否作出运转停止指示(as8),当为no时,继续(as3)的判定。

当(as8)的判定为yes时,停止升温运转(as9),结束动作。

当(as3)的判定为yes时,对判定变为yes后的经过时间atm是否为特定的时间β2秒以上进行判定(as4)。

特定的时间β2是根据冷冻装置52的动作特性等适当设定。例如20秒。

当(as4)的判定为no时,移动至(as8),当无停止指示时执行(as3)。

只要(as3)的判定为yes,就累积经过时间atm。

当(as4)的判定为yes时,决定执行旁路运转。也就是说,打开电磁阀a61v(as5)。由此,旁路运转被执行。

在旁路运转执行中,判定以下两个值是否为特定值α2以上,即:从来自温度传感器ats1a的检测温度也就是温度at1a减去温度传感器ats2的检测温度也就是温度at2的值、及从来自温度传感器ats1b的检测温度也就是温度at1b减去温度传感器ats2的检测温度也就是温度at2的值(as6)。

当(as6)的判定为no时,控制部a41继续(as6)判定。

当(as6)的判定为yes时,控制部a41的负压运转解除或变成负压运转的可能性非常小,停止旁路运转,返回通常的升温运转。也就是说,关闭电磁阀a61v(as7)。

控制部a41执行(as7)后移至(as8)。

由此,控制部a41在从二室冷却运转移至二室升温运转后,对从库内热交换器a5a、a5b流出的冷媒的各温度at1a、at1b、与从第1库外热交换器a3a流出的冷媒的温度at2进行比较。

并且,如果从温度at1a减去温度at2的值、与从温度at1b减去温度at2的值中的任一个不足特定值α2、且其状态继续特定的经过时间atm以上时,判断为已产生负压运转、或将会产生负压运转的可能性很大,并执行旁路运转。

在旁路运转执行中,监视温度at1a、温度at1b、及温度at2,从温度at1a减去温度at2的值、及从温度at1b减去温度at2的值同为特定值α2以上时,从旁路运转移至通常的升温运转。

旁路运转是在从冷却运转切换至升温运转的切换时执行,除此以外,在升温运转中,也根据温度at1a、at1b及at2适当执行。

因此,即便外部环境随时间变化,即便成为负压运转化条件a,仍可以防止负压运转的发生。

这样一来,冷冻装置52具有由包含电磁阀a61v、细管a62、及止回阀a63的旁路al61所组成的旁路路径abp(参照图12),由此,能够执行旁路运转,且不易发生负压运转。并且,即便负压运转,初期返回至通常的升温运转。

因此,冷冻装置52可以短时间内良好地升温库内。

冷却运转在一室冷却运转后的升温运转时,将冷却的库的温度与温度at2比较。这实质上与实施例1的控制相同。

上述的冷冻装置52具备:

冷媒回路52r;及,

流道切换部rk1(四通阀a2、电磁阀组a11g),其作为流通冷媒的流道,选择性地切换第1冷媒流道r1、第2冷媒流道r2、及第3冷媒流道r3(参照图16);

其中,所述冷媒回路52r具有:第1冷媒流道r1,其包含将从压缩机a1吐出的冷媒导入库内热交换器a5a的第1配管路径(配管路径al1、al14、al11、al12、al12a)lh1、将在库内热交换器a5a中冷凝而液相化的冷媒导入库外热交换器a3a的第2配管路径(配管路径al13a、al13、al11)lh2、及将在库外热交换器a3a中过冷的液相的冷媒导入库内热交换器a5b的第3配管路径(配管路径al6,al7b)lh3(参照图21);

第2冷媒流道r2,其包含将从压缩机a1吐出的冷媒向库内热交换器a5a及库内热交换器a5b分支导入的第4配管路径(配管路径al1、al14、al11、al12、al12a、al12b)lh4、及将在库内热交换器a5a、a5b中液相化的冷媒导入库外热交换器a3a的第5配管路径(配管路径al13a、al13b、al13、al11)lh5(参照图20);及,

第3冷媒流道r3,其包含将从压缩机1吐出的气体相的冷媒导入库外热交换器a3的第6配管路径(配管路径al1、al2)lh6、及将在库外热交换器a3中冷凝而液相化的冷媒向库内热交换器a5a及库内热交换器a5b分支导入的第7配管路径(配管路径al11、al10、al7a、al7b)lh7(参照图19)。

并且,第2冷媒流道r2(参照图20)中的第4配管路径的一部分、与第3冷媒流道r3中的第7配管路径的一部分为通用的部分,也就是通用配管lk。具体来说,是配管路径al11中的分支部ad4与分支部ad5之间。并且,在此通用配管lk上,配设有受液器a4。

实施例2的冷冻装置52可以如下所示地进行库外热交换器a3的除霜。

如果长时间进行模式编号2、7、8,也就是使库外热交换器a3的第2库外热交换器a3b起到蒸发器作用的二室同时升温或一室升温运转,外部空气所含的水分可能会结冰并以霜的形式附着在第2库外热交换器a3b的翅片上。

此时,冷冻装置52未分类为图16的动作模式,但可以执行库外热交换器a3的除霜运转。

在二室冷却运转的模式编号1的动作模式中,此除霜运转是使所有风扇af1、af2a、af2b停止(off)的动作。

以上详述的冷冻装置51及冷冻车c具有热泵式冷媒回路51r。并且,冷冻装置52及冷冻车ac具有热泵式冷媒回路52r。

因此,不仅使用了压缩机1、a1的动作所获得的热能,还使用了在对库内热交换器5及库内热交换器a5a、a5b进行升温运转的动作模式中分别利用库外热交换器3及库外热交换器a3从外部空气获得的热能,并且,进一步加上在同时运转升温与冷却的动作模式中从冷却的库室的内部空气获得的热能,来对应升温的库室进行升温。由此,可以获得更优异的升温能力。

冷媒回路51r及冷媒回路52r,在全停止以外的动作模式中,分别向受液器4及受液器a4中流通冷媒。

例如,在冷媒回路52r中,对多个库内热交换器a5a、a5b中的至少一个进行升温或除霜运转的动作模式(模式编号2~4、7~15)中,受液器a4中充满气态冷媒。

由此,在这些动作模式中,由于没有滞留在受液器a4中的液态冷媒,因此,可以利用冷媒回路52r内的全部冷媒,即便连续地进行升温或除霜运转,也不易变成冷媒不足。在冷媒回路51r中也相同。

冷媒回路52r在不包含升温及除霜运转的动作模式(模式编号1、5、6)中,受液器a4中可能蓄留液态冷媒。

详细来说,当在冷却运转中出现产生剩余冷媒的状况时,可以将其剩余冷媒确保在受液器a4中。

另一方面,当在升温及除霜运转中出现产生剩余的冷媒的运转状况时,在第1库外热交换器a3a中,可以确保与在冷媒回路52r内循环的合适的冷媒量相对应的剩余部分的冷媒,作为液态冷媒。

由此,即便连续进行冷却运转、升温及除霜运转,仍然可以将回路内压力维持在最佳水平,维持高度的运转能力。因此,可以高精度且稳定维持库室内的设定温度。

冷媒回路52r的库外热交换器a3,当以不包含升温及除霜的动作模式(模式编号1、5、6)来运转库内热交换器a5a、a5b时,第2库外热交换器a3b与第1库外热交换器a3a一体地起到冷凝器的作用。

由此,冷冻装置52具有高度的冷却能力。

并且,在负压运转化条件a以外的环境下,当以升温或除霜运转的动作模式(模式编号2~4,7~15)来运转库内热交换器a5a、a5b内至少一个时,第1库外热交换器a3a起到过冷热交换器的作用。

由此,冷冻装置52中,与其过冷度的增加量相应程度地,冷却能力得以提高。

进一步,从成为升温或除霜运转的库内热交换器a5a、a5b的端口a5ab、a5bb中,流出气液混合冷媒。也就是说,从端口a5aa、a5ba至端口a5ab、a5bb的热交换器内,会发生冷媒的冷凝,因此,热交换器整体散热,热交换器的热交换效率提高。

在冷媒回路52r中,多个库内热交换器a5a、a5b分别具有用于输入输出冷媒的一对端口,一对端口分别具有双系统的输入输出配管路径。

例如,参照图12来说明冷媒回路52r的库内热交换器a5a,库内热交换器a5a具有用于输入输出的一对端口a5aa、a5ab。

关于端口a5aa,具有双系统的路径,即连接于分支部ad2的配管路径al7a、及连接于分支部ad55的配管路径al12a。

关于端口a5ab,具有双系统的路径,即连接于分支部ad3的配管路径al8a、及连接于分支部ad77的配管路径al13a。

这里,如果将配管路径al7a与配管路径al8a的组合作为第1路径,并将配管路径al12a与配管路径al13a的组合作为第2路径,冷媒回路52r,在对库内热交换器a5a进行冷却运转的动作模式中,在冷媒流通于第1路径中并进行升温或除霜运转的动作模式中,冷媒流通于第2路径中。关于库内热交换器a5b,也相同。

也就是说,在具有第1路径及第2路径的库内热交换器a5a、a5b中,在任一动作模式下,冷媒朝相同方向流通。具体来说,从端口a5aa、a5ba流向端口a5ab、端口a5bb。

将动作模式,从库内热交换器a5a、a5b起到冷凝器的作用的动作模式切换至起到蒸发器的作用的动作模式,此时,从库内热交换器a5a、a5b的内部返回至压缩机a1的冷媒为气液混合冷媒。

因此,通过此动作模式的切换,不会有大量的液态冷媒返回至压缩机a1,不用担心压缩机a1因液压缩而损坏。

进一步,此切换动作能够在暂时停止冷冻装置52后不对冷媒回路内的压力进行平衡就执行。因此,冷冻装置52的运转效率提高。

冷冻装置52具有热泵式的冷媒回路52r,相对于多个库内热交换器a5a、a5b,可以不交互循环流通冷媒,始终使冷媒循环并执行冷却运转与升温运转中的任意一个。

由此,分别配设有库内热交换器a5a、a5b的库室aca、acb的内部温度,不易相对于设定温度上下变化,可以相对于设定温度高精度且稳定地维持。

图31是用于说明冷冻装置52中的旁路运转的应用动作的图。如图31所示,执行一室冷却运转,将冷却的库室切换至用于为了升温而升温运转或除霜的的除霜运转,此时,能够以实施例1中说明的旁路运转来进行(图31的黑色箭头)。

并且,执行二室冷却运转,将冷却的库室切换至用于为了升温运转或除霜的的除霜运转,此时,能够以实施例2中说明的旁路运转来进行(图31的白色箭头)。

上述的实施例1的冷冻装置51及实施例2的冷冻装置52中的构造及控制顺序,并不限定于上述的内容,在不脱离本发明主旨的范围内也可以变化。

<变化例:参照图27>

实施例1的冷冻装置51可以变化为以下说明的冷冻装置151。

变化例的冷冻装置151具有冷媒回路151r,所述冷媒回路151r将冷冻装置51的冷媒回路51r中的库外热交换器3去掉第1库外热交换器3a后仅设第2库外热交换器3b。

除了去掉第1库外热交换器3a以外,冷冻装置151的构造与冷冻装置51相同(参照图2)。

也就是说,冷冻装置151的库外热交换器3具有一个库外热交换器3b,从分支部d61至并联回路lp1的配管路径l3、l4之间,由配管路径l62(称作本路径l62)连接。

温度传感器ts2配设于本路径l62。

在图28中,以粗线表示冷冻装置151的冷却运转也就是模式变化a的流道。

相对于冷冻装置51中的模式a,模式变化a的不同点在于:通过并联回路lp1的配管路径l4后的冷媒,直接通过本路径l62及分支部d61到达分支部d1。

在图29中,以粗线表示冷冻装置151的升温运转也就是模式变化b的流道。

相对于冷冻装置51中的模式b,模式变化b的不同点在于:通过配管路径l9通过分支部d61后的冷媒,直接通过本路径l62到达并联回路lp1的配管路径l3。

控制部31以冷却运转后的升温运转,参照与冷冻装置51相同的图11说明的顺序(s1~s9),来控制电磁阀61v的开闭。

在负压运转化条件a下,在冷媒回路151r中,当配管路径l8、l9及本路径l62(以下,称作中间路径tk:参照图27)中的任一个处于外部空气下时,以冷却运转而形成低温的库内热交换器5而被充分冷却并流出的低温的液态冷媒,可能会在通过中间路径tk时,被暖化而沸腾蒸发并气体化。

气体化的冷媒,与冷冻装置51时同样地无法通过膨胀阀7,因此,冷媒回路151r变成负压运转状态。

利用基于温度t1、t2的顺序(s1~s9)判定控制部31变成此负压运转状态或负压运转状态的可能性较高,适当地使电磁阀61v为开状态,执行旁路运转。

冷冻装置151也具有由包含电磁阀61v、细管62及止回阀63的旁路l61所组成的旁路路径bp,由此,能够执行旁路运转,不易产生负压运转。并且,即便产生负压运转,在初期返回至通常的升温运转。

由此,根据变化例的冷冻装置151,即便是从库内热交换器5至库外热交换器3之间的中间路径tk的至少一部分接触外部空气的配设状况,当外部空气为高温的运转环境时,通过执行旁路运转可以避免产生负压运转。

上述的实施例及各变化例,可以尽可能地组合实施。

库内热交换器,不仅限于2台,也可以是3台以上。

例如,也可以是具有多个库内热交换器与单个库外热交换器的冷媒回路。此时,控制部基于在升温运转中从多个库内热交换器流出的冷媒的各温度、及流入库外热交换器的冷媒的温度,以参照图26说明的顺序(as1~as9),判定是否执行旁路运转即可。

当存在多个库内热交换器时,也可以将分别测定升温运转中从各库内热交换器流出的冷媒的温度的多个温度传感器,以一个温度传感器代替。

例如,如图12以虚线所示,也可以在从多个库内热交换器a5a、a5b流出的冷媒合流流通的配管路径al13上,配设一个温度传感器ats1。

控制部a41基于在升温运转中从流动于配管路径al13的库内热交换器a5a、a5b流出并合流的冷媒的温度at1、及利用温度传感器ats1测定并利用温度传感器ats2测定的冷媒的温度at2,来判定是否执行旁路运转即可。此时的判定顺序,可以采用参照图11说明的顺序(s1~s9)。

在上述的实施例1、2及变化例中,控制部31、a41基于升温运转中流通的冷媒的温度,来执行是否判定旁路运转。

相对于此,作为控制方法的变化例,控制部31、a41,在执行冷却运转后,切换至为使变成低温的库室的温度上升的升温运转,此时,也可以控制冷媒回路51r、52r、151r的动作,以便务必在特定的时间执行旁路运转。

此变化例对于装载冷冻装置51、52、151的冷冻车的使用环境成为负压运转化条件a的情况较多时,较为有效。

在以上说明中,也可以将膨胀阀7、a21称为第1减压器,并将细管62、a62称为第2减压器。

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