集装箱用制冷装置 |
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| 申请号 | CN201380040398.5 | 申请日 | 2013-07-23 | 公开(公告)号 | CN104508406A | 公开(公告)日 | 2015-04-08 |
| 申请人 | 大金工业株式会社; | 发明人 | 上野明敏; 藤本祐介; 栗山英明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 谋求提高集装箱用制冷装置的除湿性能。集装箱用制冷装置根据除湿负荷进行第一除湿控制和第二除湿控制。在该第一除湿控制下，让通过 蒸发 器 后的空气与再加热 热交换器 中的制冷剂进行热交换，将空气加热后再该加热后的空气吹到集装箱的箱内。在该第二除湿控制下，使流入再加热热交换器的 压缩机 的喷出制冷剂的压 力 比第一除湿控制的压力高，并且调节压缩机的喷出制冷剂的流量以使集装箱的箱内 温度 在规定的温度范围内。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种集装箱用制冷装置，其包括将压缩机(30)、冷凝器(31)、膨胀机构(32)以及蒸发器(33)依次连接而构成的制冷剂回路(20)、和供所述压缩机(30)的喷出制冷剂的一部分直接流入的再加热热交换器(83)，该集装箱用制冷装置让来自集装箱(C)箱内的吸入空气和在所述蒸发器(33)中流动的制冷剂进行热交换而将吸入空气冷却，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 集装箱用制冷装置技术领域[0001] 本发明涉及一种集装箱用制冷装置，特别涉及除湿性能的提高措施。 背景技术[0002] 到目前为止，为对用于海上运输等的集装箱内进行冷却而使用集装箱用制冷装置。专利文献1所公开的集装箱用制冷装置包括将压缩机、冷凝器、贮液器、电子膨胀阀以及蒸发器依次连接而构成的制冷剂回路。而且，在该制冷剂回路中设置有位于蒸发器的下风一侧的用于加热的热交换器(再加热热交换器)。该热交换器构成为压缩机的喷出气态制冷剂在其中流动。集装箱用制冷装置中，进行在蒸发器中冷却而被除湿的空气(吹出空气)被再加热热交换器加热(再加热)的除湿动作。 [0003] 专利文献1：日本公开特许公报特开平11-63769号公报 发明内容[0004] －发明所要解决的技术问题－ [0005] 然而，近年来，多数情况下集装箱内都装有精密设备、生的新鲜食物等，要求集装箱用制冷装置具有较高的除湿性能。另一方面，还有一个问题就是，存在上述再加热热交换器进行的除湿动作的除湿能力不足的情况。 [0006] 本发明是为解决上述问题而完成的。其目的在于：提高集装箱用制冷装置的除湿性能。 [0007] －用以解决技术问题的技术方案－ [0008] 第一方面的发明是一种集装箱用制冷装置。其包括将压缩机30、冷凝器31、膨胀机构32以及蒸发器33依次连接而构成的制冷剂回路20、和供所述压缩机30的喷出制冷剂的一部分直接流入的再加热热交换器83，让来自集装箱C箱内的吸入空气和在所述蒸发器33中流动的制冷剂进行热交换而将吸入空气冷却。集装箱用制冷装置构成为:该集装箱用制冷装置根据除湿负荷进行第一除湿控制和第二除湿控制。在所述第一除湿控制下，让通过了所述蒸发器33以后的空气和所述再加热热交换器83中的制冷剂进行热交换将该空气加热后，再将该加热后的空气吹到集装箱C的箱内。在所述第二除湿控制下，使流入所述再加热热交换器83内的压缩机30的喷出制冷剂的压力比所述第一除湿控制下的压力高，并且调节所述压缩机30的喷出制冷剂的流量以使所述集装箱C的箱内温度在规定的温度范围内。 [0009] 在所述第一方面的发明中进行第一除湿控制和第二除湿控制。在第一除湿控制下，从压缩机30喷出的制冷剂在制冷剂回路20中循环，从膨胀机构32中流出，在蒸发器33中与从集装箱C的箱内吸入的空气进行热交换，该空气被冷却而结露，由此对集装箱C的箱内进行除湿。从压缩机30喷出的制冷剂的一部分直接流入再加热热交换器83。然后，在再加热热交换器83中，所述喷出制冷剂和在蒸发器33中已被冷却被除湿的空气(通过了蒸发器33的空气)之间进行热交换，被冷却被除湿的空气被加热。也就是说，在再加热热交换器83中对通过了蒸发器33以后的空气加热。另一方面，提高蒸发器33的冷却能力以使集装箱C的箱内温度在规定范围内，来将通过蒸发器33的空气冷却而除湿。这样一来，集装箱C的箱内被除湿，并且箱内温度被保持在规定的温度范围内。 [0010] 在第二除湿控制下，使压缩机30的喷出制冷剂的压力比第一除湿控制下的压缩机30的喷出制冷剂的压力高。这样一来，流入再加热热交换器83的压缩机30的喷出制冷剂的压力升高，再加热热交换器83的加热能力提高。因为使集装箱C的箱内温度在规定的范围内，所以压缩机30的喷出制冷剂的流量增加，蒸发器33的冷却能力提高。因此，蒸发器(33)的冷却能力和除湿能力提高。 [0011] 第二方面的发明是这样的，在所述第一方面的发明中，该集装箱用制冷装置构成为进一步进行第三除湿控制，在该第三除湿控制下，使所述蒸发器33中的制冷剂的过热度α比规定的过热度高，并且对所述压缩机30的喷出制冷剂的流量进行调节以使所述集装箱C的箱内温度在规定的温度范围内，根据除湿负荷进行所述第一除湿控制、第二除湿控制和第三除湿控制。 [0012] 在所述第二方面的发明中进行第三除湿控制。在第三除湿控制下，使蒸发器33的过热度α比规定过热度高。这样一来，压缩机30吸入侧的压力下降，蒸发器33的出口蒸发温度降低。这样一来，在蒸发器33结露的水分量增加，除湿能力提高。因为通过提高使蒸发器33的过热度α，在蒸发器33中流动的制冷剂的比体积增大，所以在蒸发器33中流动的制冷剂的流量减少。因此，根据过热度α的上升使压缩机30的喷出制冷剂的流量增加，使在蒸发器33中流动的制冷剂的流量增加。这样一来，蒸发器33的冷却能力得以维持，能够将集装箱C的箱内温度维持在规定的温度范围内。 [0013] 第三方面的发明是这样的，在所述第一或第二方面的发明中，所述压缩机30构成为转速N可变。该集装箱用制冷装置构成为：通过调节所述压缩机30的转速N，来调节从该压缩机30喷出的喷出制冷剂的流量。 [0014] 在所述第三方面的发明中，通过调节压缩机30的转速N来调节从压缩机30喷出的喷出制冷剂的流量，调节在蒸发器33中流动的制冷剂的流量。 [0015] 第四方面的发明是这样的，在所述第一或第二方面的发明中，在所述制冷剂回路20中连接有调节被吸入所述压缩机30的制冷剂的流量的流量调节阀92，该集装箱用制冷装置构成为：通过打开和关闭所述流量调节阀92来调节从压缩机30喷出的喷出制冷剂的流量。 [0016] 在所述第四方面的发明中，通过打开和关闭流量调节阀92，来调节被吸入压缩机30的制冷剂的流量。这样来调节从压缩机30喷出的喷出制冷剂的流量，调节在蒸发器33中流动的制冷剂的流量。 [0017] －发明的效果－ [0018] 根据所述第一方面的发明，因为使压缩机30的喷出制冷剂的压力升高，所以能够提高流过再加热热交换器83的制冷剂的压力。因此而能够提高再加热热交换器83的加热能力。另一方面，因为对压缩机30的喷出制冷剂的流量进行调节而使得集装箱C的箱内温度处于规定的温度范围，所以能够随着再加热热交换器83的加热能力的增大而提高蒸发器33的冷却能力。这样一来，能够边将集装箱C的箱内温度维持在规定的温度范围内，边提高通过蒸发器33的空气的除湿能力。 [0019] 根据所述第二方面的发明，因为提高了蒸发器33的过热度α，所以能够使蒸发器33的出口蒸发温度下降。因为调节了压缩机30的喷出制冷剂的流量，所以能够根据过热度α的上升增加蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来，因为在蒸发器33结露的水分量增加，所以能够提高除湿能力。其结果是，能够边将集装箱C的箱内温度维持在规定的温度范围内，边提高通过蒸发器33的空气的除湿能力。 [0020] 根据所述第三方面的发明，因为使压缩机30的转速N可变，所以通过改变压缩机30的转速N就能够调节压缩机30的喷出制冷剂的流量。因此而能够调节流过蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来就能够将集装箱C的箱内温度调节在规定的温度范围内。 [0021] 根据所述第四方面的发明，因为设置有对被吸入压缩机30的制冷剂的流量进行调节的吸入流量调节阀92，所以能够通过打开和关闭流量调节阀92，就能够调节压缩机30的喷出制冷剂的流量。因此而能够调节流过蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来，就能够将集装箱C的箱内温度调节在规定的温度范围内。附图说明 [0022] 图1是从箱外侧看到的第一实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的立体图。 [0023] 图2是表示第一实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的结构的剖视图。 [0024] 图3是从箱内侧观看第一实施方式所涉及的壳体时所看到的主视图。 [0025] 图4是表示第一实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的制冷剂回路的管道系统图。 [0026] 图5是表示第一实施方式所涉及的除湿运转的控制方框图。 [0027] 图6是表示第一实施方式所涉及的除湿控制状态的图。 [0028] 图7是表示第一实施方式所涉及的集装箱箱内的时间和温度的关系的曲线图。 [0029] 图8是表示本实施方式所涉及的集装箱用制冷装置的制冷剂回路的管道系统图。 具体实施方式[0030] 下面参照附图对本发明的实施方式做详细的说明。 [0031] 〈发明的第一实施方式〉 [0032] 如图1～图3所示，本第一实施方式中的集装箱用制冷装置1对陆上运输或海上运输等所使用的集装箱C内进行冷藏或者冷冻。设置集装箱用制冷装置1来将一侧开放的箱状集装箱C的开口端封闭起来。如图4所示，集装箱用制冷装置1包括制冷剂回路20。也就是说，集装箱用制冷装置1构成为：利用制冷剂回路20的制冷循环将集装箱C箱内的空气冷却。此外，虽未图示，为冷却对象的运输物堆放在集装箱C箱内。 [0033] －集装箱用制冷装置的结构－ [0034] 如图1～图3所示，集装箱用制冷装置1包括壳体2。该壳体2的周缘部安装在集装箱C上，以将集装箱C的开口端封闭起来。 [0036] 所述箱外壳体4被安装在集装箱C的开口周缘部，来将集装箱C的开口端封闭起来。箱外壳体4形成为其下部朝着集装箱C的箱内侧突出。 [0037] 所述箱内壳体3与所述箱外壳体4相对而设。箱内壳体3与箱外壳体4的下部相对应朝着箱内侧突出。在箱外壳体4和箱内壳体3之间的空间内设置有隔热材5。如图1所示，位于壳体2的靠上侧位置的开口6沿着壳体2的宽度方向并排着设置有两个。维修时能够打开、关闭的开闭门13安装在开口6上。在壳体2的箱外收放空间S1内与箱外风扇35相邻的位置设置有电气元器件盒12。 [0038] 该壳体2的下部形成为朝着集装箱C的箱内侧突出。这样一来，就会在壳体2的下部且集装箱C的箱外侧形成凹部2a。从而在壳体2下部的集装箱C的箱外侧形成箱外收放空间S1，在壳体2上部的集装箱C的箱内侧形成箱内收放空间S2。 [0039] 在所述壳体2的集装箱C的箱内侧设置有隔离板7。该隔离板7由近似矩形的板部件构成，以与壳体2的集装箱C的箱内侧的面相对的方式竖着设置。由该隔离板7划分出集装箱C的箱内空间和箱内收放空间S2。在隔离板7的上端和集装箱C内的顶面之间形成有间隙，该间隙构成将集装箱C的箱内空气吸入箱内收放空间S2的吸入口8。在隔离板7的下端和集装箱C内的底面之间形成有间隙，该间隙构成将在集装箱用制冷装置1内已经过处理的空气(亦即已将箱内空气冷却的空气)吹到集装箱C的箱内的吹出口9。 [0041] 所述箱外风扇35由箱外风扇马达35a驱动旋转，将集装箱C箱外的空气(外部空气)引入箱外收放空间S1内，并送往冷凝器31。在冷凝器31中，在流过冷凝器31的制冷剂和箱外空气之间进行热交换。 [0042] 在所述箱内收放空间S2内的上部一侧设置有蒸发器33、两台送风单元10、10、吸入温度传感器70以及再加热热交换器83，在在所述箱内收放空间S2内的下部一侧设置有吹出温度传感器71。具体而言，在箱内收放空间S2的靠近吸入口8的最上部位置设置有吸入温度传感器70，在该吸入温度传感器70的正下方设置有送风单元10，在送风单元10的正下方设置有蒸发器33，在蒸发器33的正下方设置有再加热热交换器83。在箱内收放空间S2内离吹出口9最近的最下部设置有吹出温度传感器71。 [0043] 各所述送风单元10将集装箱C的箱内空气吸入并朝着蒸发器33吹出去。送风单元10、10在箱内收放空间S2的上部沿着壳体2的宽度方向并排着设置有两台。各送风单元10包括风扇壳11、箱内风扇36以及箱内风扇马达36a。箱内风扇36由箱内风扇马达36a驱动旋转，从吸入口8将集装箱C的箱内空气引入并朝着蒸发器33吹出。在该蒸发器 33中，在流过蒸发器33的制冷剂和从吸入口8吸入的空气之间进行热交换。从蒸发器33中流出的箱内空气通过再加热热交换器83被从吹出口9吹往集装箱C箱内。 [0044] 所述吸入温度传感器70是对从集装箱C箱内吸入箱内收放空间S2的空气(箱内空气)的温度进行检测的传感器。吸入温度传感器70设置在两台送风单元10、10之间且送风单元10的上部位置处。由该吸入温度传感器70检测到的检测信号发送给后述的控制器100。 [0045] 所述蒸发器33让被吸入箱内收放空间S2的集装箱C箱内的空气与制冷剂进行热交换而冷却。蒸发器33连接在制冷剂回路20中，构成为让制冷剂在其内部流动。流过蒸发器33的制冷剂从被吸入箱内收放空间S2的集装箱C的箱内空气吸热而蒸发。被吸入箱内收放空间S2内的集装箱C的箱内空气在通过蒸发器33之际向制冷剂放热而被冷却。特别是在除湿运转下，通过由蒸发器33将箱内空气冷却，让空气中的水分结露，来将该箱内空气除湿(冷却除湿)。 [0046] 所述再加热热交换器83是在除湿运转下使用的热交换器。具体而言，该再加热热交换器83连接在制冷剂回路20中，将在蒸发器33中被冷却除湿的空气加热。在集装箱用制冷装置1的除湿运转下，被压缩机30压缩了的喷出制冷剂直接供往再加热热交换器83。在蒸发器33被冷却除湿的空气流入再加热热交换器83中，该空气和喷出制冷剂进行热交换，这样将在蒸发器33中被冷却除湿的空气加热。 [0047] 所述吹出温度传感器71是对从箱内收放空间S2吹向集装箱C箱内的空气的温度进行检测的传感器。吹出温度传感器71设置在箱内收放空间S2的下部。具体而言，吹出温度传感器71位于箱内壳体3的突出部分和隔离板7之间且集装箱C箱内的宽度方向的大致中央位置。 [0048] -制冷剂回路的构成- [0049] 如图4所示，所述该制冷剂回路20具有主回路21、热气旁路回路22、再加热回路80、过冷却回路23和控制器100。 [0050] 由制冷剂管道将压缩机30、冷凝器31、主膨胀阀32以及蒸发器33依次串联起来而构成所述主回路21。 [0051] 所述压缩机30具有驱动压缩机构的马达(省略图示)。该压缩机30的马达转速由变频器进行多级控制。也就是说，压缩机30的转速N可变。 [0052] 所述冷凝器31和蒸发器33都由管片式热交换器构成。冷凝器31布置在箱体2的箱外一侧。箱外空气和制冷剂在冷凝器31中进行热交换。蒸发器33布置在箱体2的箱内一侧。箱内空气和制冷剂在蒸发器33中进行热交换。在蒸发器33的下方设置有接水盘(drain pan)37。接水盘37形成为上侧敞开的扁平容器状。在接水盘37的内部回收了从蒸发器33上掉下来的霜、冰块、以及从空气中冷凝出来的结露水等。主膨胀阀32构成为其开度能够由脉冲马达进行多级调节。主膨胀阀32构成图5和图6所示的主EV。在所述冷凝器31附近设置有箱外风扇35。另一方面，在蒸发器33附近设置有箱内风扇36。箱内风扇36构成为：将已由蒸发器33冷却了的冷却空气供向箱内。在所述箱外风扇35内设置有箱外风扇马达35a；在所述箱内风扇36内设置有箱内风扇马达36a。 [0053] 在所述压缩机30和冷凝器31之间的高压气管24上依次设置有第四开关阀38和止回阀CV。第四开关阀38构成为其开度能够由脉冲马达进行多级调节。第四开关阀38构成图5和图6所示的DMV。止回阀CV允许制冷剂朝着图4中箭头所示的方向流动，禁止其逆向流动。 [0054] 在所述冷凝器31和主膨胀阀32之间的高压液管25上依次设置有贮液器41、第二开关阀49、干燥器43以及过冷却热交换器44。所述贮液器41设置在冷凝器31的制冷剂下游一侧。所述贮液器41构成为：使从冷凝器31流出的制冷剂流入其中，将该制冷剂分离成饱和液体和饱和气体。所述第二开关阀49由能够开关的电磁阀构成。所述干燥器43构成为：捕捉流经冷凝器31的液态制冷剂中的水分。连接在主膨胀阀32的下游一侧的液封防止管90连接在冷凝器31的上流一侧。在该液封防止管90上设置有液封开关阀91。 [0055] 所述过冷却热交换器44对已流经冷凝器31的液态制冷剂进行冷却。过冷却热交换器44具有一级通路45和二级通路46。也就是说，在过冷却热交换器44中，在一级通路45中流动的制冷剂和在二级通路46中流动的制冷剂进行热交换。一级通路45与主回路 21的高压液管25相连接，二级通路46与过冷却回路23的过冷却分支管26相连接。过冷却分支管26的流入端连接在高压液管25上的贮液器41和第二开关阀49之间。过冷却分支管26的流出端与压缩机30的处于压缩中途(中压状态)的压缩室(中压压缩室)相连接。也就是说，过冷却分支管26是一条使高压液管25中的液态制冷剂的一部分分流后流入压缩机30的中压压缩室的通路。在过冷却分支管26上的二级通路46的制冷剂流入侧设置有第一开关阀47和过冷却膨胀阀48。第一开关阀47由能够开关的电磁阀构成。过冷却膨胀阀48的开度能够由脉冲马达进行多级调节，该过冷却膨胀阀48构成将制冷剂减压的减压机构。过冷却膨胀阀48构成图5和图6所示的中间EV。 [0056] 所述热气旁路回路(hot gas bypass circuit)22具有一条主通路50和从该主通路50分支出来的两条分支通路51、52。将该两条分支通路51、52称为第一分支通路51和第二分支通路52。主通路50的流入端连接在高压气管24上的第四开关阀38与压缩机30的喷出侧之间。在主通路50上设置有第三开关阀53和止回阀CV。第三开关阀53由能够开关的电磁阀构成。 [0057] 所述第一分支通路51其一端与主通路50的流出端相连接，其另一端与主膨胀阀32和蒸发器33之间的低压液管27相连接。同样，第二分支通路52也是其一端与主通路 50的流出端相连接，其另一端与低压液管27相连接。第二分支通路52由长度比第一分支通路51长的制冷剂管道构成。第二分支通路52具有沿着接水盘37底部蛇行而设的接水盘加热器54。接水盘加热器54构成为：利用制冷剂对接水盘37的内部进行加热。如上所述，热气旁路回路22构成将已由压缩机30压缩了的制冷剂(从压缩机30喷出的高温气态制冷剂)供向蒸发器33的旁路回路。 [0058] 所述再加热回路80具有再加热通路82。再加热通路82的流入端连接在主通路50上。在再加热通路82上设置有第五开关阀81。该第五开关阀81由能够开关的电磁阀构成。第五开关阀81由图5和图6中的RSV构成。所述再加热通路82具有再加热热交换器83和毛细管。再加热热交换器83，在进行除湿运转时使从压缩机30流入的喷出制冷剂与已被蒸发器33冷却除湿后的空气进行热交换，将该空气加热。再加热热交换器83由管片式热交换器构成。毛细管使已从再加热热交换器83流出的制冷剂减压。如上所述，再加热回路80构成用以将已由压缩机30压缩了的制冷剂(从压缩机30喷出的高温气态制冷剂)的一部分供向再加热热交换器83的回路。 [0059] 在所述制冷剂回路20上设置有各种传感器类部件。具体而言，在高压气管24上设置有高压压力传感器60、高压压力开关61以及喷出温度传感器62。高压压力传感器60对从压缩机30喷出的高压气态制冷剂的压力进行检测。喷出温度传感器62对从压缩机30喷出的高压气态制冷剂的温度进行检测。在蒸发器33和压缩机30之间的低压气管28上设置有低压压力传感器63和吸入温度传感器64。低压压力传感器63对被吸入压缩机30的低压气态制冷剂的压力进行检测。吸入温度传感器64对被吸入压缩机30的低压气态制冷剂的温度进行检测。 [0060] 在所述过冷却分支管26的二级通路46的流入一侧设置有流入温度传感器65，在所述过冷却分支管26的二级通路46的流出一侧设置有流出温度传感器66。流入温度传感器65对即将流入二级通路46的制冷剂的温度进行检测。流出温度传感器66对刚刚从二级通路46流出的制冷剂的温度进行检测。 [0061] 在所述低压液管27的蒸发器33的流入一侧设置有流入温度传感器67。该流入温度传感器67对即将流入蒸发器33的制冷剂的温度进行检测。在低压气管28的蒸发器33的流出一侧设置有流出温度传感器68。该流出温度传感器68对刚刚从蒸发器33流出的制冷剂的温度进行检测。 [0062] 在所述集装箱的箱外且冷凝器31的吸入侧设置有室外空气温度传感器69。室外空气温度传感器69对即将被吸入冷凝器31的箱外空气的温度(以下称其为箱外温度Tout)进行检测。在集装箱的箱内且蒸发器33的吸入侧设置有吸入温度传感器70和湿度传感器72；在在集装箱的箱内且蒸发器33的吹出侧设置有吹出温度传感器71。吸入温度传感器70对即将通过蒸发器33的箱内空气的温度进行检测(以下称其为吸入温度Trs)。湿度传感器72对即将通过蒸发器33的箱内空气的湿度进行检测。吹出温度传感器71对刚刚通过蒸发器33的集装箱C内的箱内空气的温度(以下称其为吹出温度Tss)进行检测。 此外，本实施方式所涉及的湿度指相对湿度。 [0063] 所述控制器100包括温度控制部101、控制切换部103、温度设定部104、除湿判断部105和除湿控制部102。控制器100上连接有上述各种传感器，该传感器检测到的信号输入控制器100。 [0064] 所述温度控制部101在进行冷却运转时或除湿运转时进行控制以使集装箱C箱内温度达到规定的设定温度。在温度控制部101，由控制切换部103对第一温度控制和第二温度控制进行切换。 [0065] 在第一温度控制下，冷却运转时或除湿运转时进行温度控制，以使吹出温度Tss达到第一设定温度Tsp。具体而言，在第一温度控制下，对所述压缩机30的转速N、主膨胀阀32的开度进行控制以便吹出温度Tss接近第一设定温度Tsp。在第一温度控制下，如果吹出温度Tss比第一设定温度Tsp低，则降低压缩机30的转速N，减小主膨胀阀32的开度，减少流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，抑制对箱内空气的冷却。让吹出温度Tss接近第一设定温度Tsp。另一方面，在第一温度控制下，如果吹出温度Tss比第一设定温度Tsp高，则提高压缩机30的转速N，增大主膨胀阀32的开度，增加流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，将箱内空气冷却，让吹出温度Tss接近第一设定温度Tsp。 [0066] 在第二温度控制下，在进行除湿运转时进行温度控制，以便吸入温度Trs达到后述的由温度设定部104设定的第二设定温度Tsp’。具体而言，在第二温度控制下，对所述压缩机30的转速N、主膨胀阀32的开度进行控制，以便吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。在第二温度控制下，如果吸入温度Trs比第二设定温度Tsp’低，则降低压缩机30的转速N，减小主膨胀阀32的开度，减少流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，抑制对箱内空气的冷却，让吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。另一方面，在第二温度控制下，如果吸入温度Trs比第二设定温度Tsp’高，则提高压缩机30的转速N，增大主膨胀阀32的开度，增加流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，将箱内空气冷却使吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。 [0067] 所述控制切换部103是这样的一种切换部，如果在进行除湿运转时吹出温度Tss变得比吸入温度Trs高，该控制切换部103就将对集装箱C的箱内温度控制从第一温度控制切换到第二温度控制。如果在再加热热交换器83对在除湿运转中在蒸发器33中被冷却被除湿的空气加热，则会出现吹给箱内的吹出空气在集装箱C的箱内宽度方向上的温度不均匀这样的情况。如图7所示，存在由于吹出温度传感器71安装位置的不同检测到的吹出温度Tss比吸入温度Trs高的情况。也就是说，存在吹出温度传感器71受再加热热交换器83的影响而检测到局部较高的吹出空气的温度(误检测)的可能性。另一方面，因为被从集装箱C的箱内吸到蒸发器33内的空气在集装箱C的箱内充分混合，所以与吹出空气相比，温度偏差小，检测到局部较高的吸入温度Trs这种情况也很少。因此，当在进行除湿运转的过程中吹出温度Tss变得比吸入温度Trs高时，控制切换部103就将温度控制部101的对集装箱C的箱内温度控制从第一温度控制切换到第二温度控制。 [0068] 所述温度设定部104对第二温度控制下的集装箱C的箱内温度进行设定。具体而言，在控制切换部103，将集装箱C的箱内温度控制从第一温度控制切换到第二温度控制的情况下，由温度设定部104设定第二设定温度Tsp’。该第二设定温度Tsp’是将第一温度控制下的集装箱C箱内的设定温度即第一设定温度Tsp中加上固定值即2℃后而得到的温度，其中的固定值即2℃是补正值X。如果在第二温度控制下，控制成吸入温度Trs接近第一设定温度Tsp，那么集装箱C的箱内温度就会因为吸入温度Trs比集装箱C的箱内温度(向集装箱C箱内吹出的吹出空气的平均温度)高而降低过度，运输物就会发生低温障碍。因此，温度设定部104在第二温度控制下设定第二设定温度Tsp’，该第二设定温度Tsp是在集装箱C的第一设定温度Tsp中加上固定值即2℃后而得到的温度，其中的固定值即2℃是补正值X。这样做以后，就能够防止集装箱C的箱内温度降低过度，从而能够防止运输物发生低温障碍。 [0069] 所述除湿判断部105基于吹出温度传感器71和湿度传感器72的检测湿度和集装箱C箱内的设定湿度来判断是否进行集装箱C箱内的除湿运转。当集装箱C的箱内温度一直维持在0℃以上的设定温度(Tsp、Tsp’)的规定范围内，且集装箱C的箱内湿度比设定湿度+2％高的情况下，除湿判断部105做出要进行除湿运转的判断。另一方面，在所述条件以外的情况下，除湿判断部105做出不进行除湿运转这样的不除湿判断。 [0070] 所述除湿控制部102是这样的一种控制部，在所述除湿判断部105做出进行除湿运转的判断的情况下，该除湿控制部102就对集装箱C的箱内除湿运转进行控制。如图5、图6所示，除湿控制部102根据除湿负荷(亦即湿度传感器72的检测湿度和集装箱C箱内的设定湿度之差)的增大而依次进行第一到第三除湿控制。 [0071] 首先，对第一除湿控制做说明。在第一除湿控制下，将第五开关阀81完全打开，让压缩机30的喷出制冷剂流入再加热热交换器83。在第一除湿控制下，在蒸发器33中已被冷却被除湿的空气通过再加热热交换器83之际，与流过再加热热交换器83的制冷剂进行热交换，该空气被加热。也就是说，在第一除湿控制下，在蒸发器33中将从集装箱C的箱内吸入的空气冷却、除湿。另一方面，通过在再加热热交换器83中加热，边将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上，边降低箱内的空气湿度。 [0072] 所述第二除湿控制是这样的一种除湿控制。即，在即使利用所述第一除湿控制进行除湿运转对集装箱C箱内的除湿仍然不够的情况下，通过进行使流入再加热热交换器83的压缩机30的喷出制冷剂的压力(以下称为喷出压力)比第一除湿控制高的β控制，来对集装箱C的箱内进行除湿。具体而言，当在第一除湿控制后由除湿判断部105做出要进行除湿运转这样的判断的情况下，第二除湿控制就根据箱外风扇35的转速的切换控制压缩机30的喷出压力。此外，设定成压缩机30的喷出压力伴随着事先设定的可变值β(1～9)提高而升高。首先，在箱外风扇35停止的情况下，因为不在冷凝器31中进行热交换，所以压缩机30的喷出压力升高。当喷出压力高到极限时，就让箱外风扇35旋转。这样一来，就在冷凝器31中进行热交换，压缩机30的喷出压力就下降，再加热热交换器83的加热能力就不足。因此除湿控制部102就通过根据除湿负荷提高可变值β来提高压缩机30的喷出压力的设定值。此时，因为箱外风扇35旋转，所以在冷凝器31中进行热交换，蒸发器33的冷却除湿能力提高。为维持集装箱C的箱内温度，使压缩机30的喷出压力的设定值比箱外风扇35停止时高。这样一来，如果流入再加热热交换器83的制冷剂的压力升高，再加热热交换器83的加热能力就会提高。此外，压缩机30的喷出制冷剂的压力最大为2100kPa。 也就是说，在第二除湿控制下，通过提高再加热热交换器83的加热能力，另一方面，提高蒸发器33的冷却除湿能力，则能够一边将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上，一边降低箱内的湿度。 [0073] 所述第三除湿控制是这样的一种除湿控制。即，在即使利用所述第一和第二除湿控制进行除湿运转，对集装箱C箱内的除湿仍然不够的情况下，就提高蒸发器33的过热度α来对集装箱C的箱内进行除湿。具体而言，当在第二除湿控制后由除湿判断部105做出要进行除湿运转的判断的情况下，第三除湿控制，就在将第五开关阀81完全打开的状态下调节主膨胀阀32，从蒸发器33的过热度α为2℃起按照5℃、8℃、11℃、14℃这样的顺序依次上升，以便让蒸发器33的过热度α接近集装箱C的箱内湿度。此外，压缩机30的喷出压力被设定为最大值。这样一来，因为压缩机30的吸入压力降低，流过蒸发器33的制冷剂的比体积增大，所以制冷剂的循环量减少。而且，压缩机30的吸入压力降低以后，蒸发器33的出口蒸发温度就降低，在蒸发器33结露的水分量增加。因为这样便不能将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上，所以除湿控制部102会提高压缩机30的转速N，使流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量增加。这样做以后，会使流入蒸发器33的制冷剂量增加，蒸发器33的冷却能力提高。因此，能够将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上。 [0074] －运转动作－ [0075] 接下来，对所述集装箱用制冷装置1的运转动作做说明。集装箱用制冷装置1的运转动作大致分为“冷却运转”和“除湿运转”。冷却运转是一种将集装箱C的箱内冷却到较低温度的运转。也就是说，冷却运转是一种是对存放在集装箱C箱内的运输物(例如新鲜食品等)进行保存而对箱内进行冷藏/冷却的运转。除湿运转是一种使集装箱C箱内的湿度降低的运转。 [0076] 〈冷却运转〉 [0077] 在冷却运转中进行“冷却动作”。在冷却运转的冷却动作下，图4中的第一开关阀47和第二开关阀49成为开放状态，第三开关阀53和第五开关阀81成为关闭状态。第四开关阀38成为完全打开状态，过冷却膨胀阀48和主膨胀阀32的开度被适当地调节。压缩机 30、箱外风扇35以及箱内风扇36运转。 [0078] 已在压缩机30中压缩了的制冷剂在冷凝器31中冷凝后，通过贮液器41。已通过贮液器41的制冷剂的一部分直接流入低压液管27，剩余部分分流到过冷却分支管26中。流经低压液管27的制冷剂由主膨胀阀32减压后，流入蒸发器33。在蒸发器33中,制冷剂从箱内空气吸热而蒸发。箱内空气由此而被冷却。已在蒸发器33中蒸发了的制冷剂被吸入压缩机30后被再次压缩。 [0079] 已分流流入过冷却分支管26的制冷剂通过过冷却膨胀阀48被减压到中压后，流入过冷却热交换器44的二级通路46中。在过冷却热交换器44中，在一级通路45中流动的制冷剂和在二级通路46中流动的制冷剂进行热交换。其结果是，一级通路45中的制冷剂被过冷却，另一方面，二级通路46中的制冷剂蒸发。已从二级通路46流出的制冷剂被从压缩机30的中间口吸入处于中压状态的压缩室。 [0080] 在冷却动作下，对压缩机30的转速N和主膨胀阀32的开度进行控制，以便由温度控制部101使集装箱C的箱内温度达到第一设定温度Tsp。具体而言，如果吹出温度Tss比第一设定温度Tsp低，温度控制部101就让压缩机30的转速N降低且减小主膨胀阀32的开度。这样做以后，制冷剂回路20中的制冷剂的循环量就减少而能够抑制冷却能力，吹出温度Tss就会接近第一设定温度Tsp。因此，集装箱C的箱内温度被保持在第一设定温度Tsp上。另一方面，如果吹出温度Tss比第一设定温度Tsp高，温度控制部101就让压缩机30的转速N上升，且增大主膨胀阀32的开度。这样做以后，制冷剂回路20中的制冷剂的循环量就增加，冷却能力就提高，吹出温度Tss就会接近第一设定温度Tsp。因此，集装箱C的箱内温度被保持在第一设定温度Tsp上。 [0081] 在冷却动作下，箱内风扇36以高转数运转。根据从压缩机30喷出的制冷剂的状态来控制箱外风扇35的箱外风扇马达35a的转速。 [0082] 〈除湿运转〉 [0083] 接下来，对集装箱用制冷装置1的除湿运转做说明。除湿控制部102根据由除湿判断部105做出的要进行除湿运转的判断进行除湿运转。在除湿运转下，根据除湿负荷进行三种除湿控制。在进行除湿运转时，如果吹出温度Tss比吸入温度Trs高，就由控制切换部103将温度控制部101对集装箱C的箱内温度进行的控制从第一温度控制切换到第二温度控制。 [0084] －第一除湿控制－ [0085] 接下来，对第一除湿控制做说明。在该第一除湿控制下，如图4～图6所示，由除湿控制部102控制压缩机30、箱外风扇35以及箱内风扇36运转，并且第五开关阀81处于完全打开状态。此外，第一开关阀47和过冷却膨胀阀48成为关闭状态，第四开关阀38以760脉冲的开度打开。箱内风扇36以高转速运转。 [0086] 第一除湿控制一开始，压缩机30的喷出制冷剂就通过第四开关阀38、冷凝器31以及主膨胀阀32流入蒸发器33中。流经蒸发器33内部的制冷剂与由箱内风扇36提供的箱内空气进行热交换。其结果是，制冷剂从箱内空气吸热而蒸发，箱内空气被冷却到设定温度(Tsp、Tsp’)以下，空气中的水分结露。箱内空气因此而被除湿。 [0087] 压缩机30的喷出制冷剂的一部分通过处于完全打开状态的第五开关阀81流入再加热回路80。在再加热回路80中，已流入的喷出制冷剂流经再加热通路82后流入再加热热交换器83中。再加热热交换器83中的制冷剂与在蒸发器33中已被冷却被除湿的空气进行热交换。其结果是，在再加热热交换器83中，制冷剂向箱内空气放热而冷凝，箱内空气被加热。也就是说，通过在再加热热交换器83将在蒸发器33中已被冷却被除湿的空气加热，以保证将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上。 [0088] 在即使进行第一除湿控制，集装箱C的箱内湿度也比设定湿度+2％高，且集装箱C的箱内温度一直维持在设定温度(Tsp、Tsp’)的规定范围内的情况下，则由除湿判断部105做出除湿判断，由除湿控制部102开始进行第二除湿控制。 [0089] －第二除湿控制－ [0090] 接下来，参照图4～图6对第二除湿控制做说明。与第一除湿控制不同，该第二除湿控制是通过对箱外风扇35进行β控制来提高压缩机30的喷出压力的一种控制。在第二除湿控制下，蒸发器33的过热度α被设定为初始值。 [0091] 具体而言，第二除湿控制一开始，就由除湿控制部102将蒸发器33的过热度α控制在2℃上。除湿控制部102让箱外风扇35停止。因为箱外风扇35一停止，就不在冷凝器31中进行热交换，所以压缩机30的喷出压力升高。当喷出压力高到极限时，除湿控制部102就让箱外风扇35旋转。这样一来，就会在冷凝器31中进行热交换，压缩机30的喷出压力就会下降，再加热热交换器83的加热能力就不足。因此，除湿控制部102通过根据除湿负荷让可变值β从1增加到9来提高压缩机30的喷出压力的设定值。这样一来，流入再加热热交换器83的制冷剂的压力就升高。如果再加热热交换器83中的制冷剂的压力升高，再加热热交换器83的加热能力就提高。因为如果再加热热交换器83的加热能力提高，集装箱C的箱内温度就会提高，所以除湿控制部102就提高压缩机30的转速N，增加在制冷剂回路20中循环的制冷剂的流量，使蒸发器33的冷却能力提高，使在蒸发器33中结露的水分量增加。这样一来，就能够一边将集装箱C的箱内温度保持在设定温度(Tsp、Tsp’)上，一边降低箱内湿度。 [0092] 在即使进行第二除湿控制集装箱C的箱内湿度也比设定湿度+2％高，且集装箱C的箱内温度一直维持在设定温度(Tsp、Tsp’)的规定范围内的情况下，则由除湿判断部105做出除湿判断，由除湿控制部102开始进行第三除湿控制。 [0093] －第三除湿控制－ [0094] 接下来，参照图4～图6对第三除湿控制做说明。与第二除湿控制不同，该第三除湿控制是由除湿控制部102对蒸发器33的过热度α进行控制。 [0095] 具体而言，除湿控制部102对主膨胀阀32进行调节，让蒸发器33的过热度α从2℃按照5℃、8℃、11℃、14℃这样的顺序上升，以便集装箱C的箱内湿度接近设定湿度。这样一来，因为压缩机30的吸入压力降低，流过蒸发器33的制冷剂的比体积增大，所以制冷剂的循环量减少。压缩机30的吸入压力下降以后，蒸发器33的出口蒸发温度就下降，在蒸发器33结露的水分量就增加。因此，除湿控制部102就使压缩机30的转速N比控制值高，使流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量增加，使流入蒸发器33制冷剂量增加。这样一来，因为流过蒸发器33的制冷剂的流量增加，所以蒸发器33的冷却能力升高，会使集装箱C的箱内温度接近设定温度(Tsp、Tsp’)。也就是说，能够边将集装箱C的箱内温度维持在设定温度(Tsp、Tsp’)的规定范围内，边提高除湿能力。 [0096] －箱内温度控制的切换－ [0097] 接下来，对进行除湿运转时温度控制部101的第一温度控制和第二温度控制的切换做说明。首先，当在除湿运转的过程中吹出温度Tss比吸入温度Trs高的情况下，控制切换部103就将温度控制部101对集装箱C的箱内温度的控制从第一温度控制切换到第二温度控制。 [0098] 接下来，由温度设定部104将第二温度控制下的集装箱C的箱内温度的设定值设定为第二设定温度Tsp’。该第二设定温度Tsp’是在第一设定温度Tsp中加上固定值即2℃以后得到的温度。 [0099] 温度控制部101进行第二温度控制。温度控制部101对压缩机30的转速N、主膨胀阀32的开度进行控制，以便吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。如果吸入温度Trs比第二设定温度Tsp’低，温度控制部101就降低压缩机30的转速N，减小主膨胀阀32的开度，减少流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，抑制对箱内空气的冷却，使吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。另一方面，如果吸入温度Trs比第二设定温度Tsp’高，温度控制部101就提高压缩机30的转速N，增大主膨胀阀32的开度，增加流过制冷剂回路20的制冷剂的循环量，将箱内空气冷却，使吸入温度Trs接近第二设定温度Tsp’。 [0100] －第一实施方式的效果－ [0101] 根据所述第一实施方式，因为使压缩机30的喷出制冷剂的压力升高，所以能够提高流过再加热热交换器83的制冷剂的压力。因此而能够提高再加热热交换器83的加热能力。另一方面，因为对压缩机30的喷出制冷剂的流量进行调节而使得集装箱C的箱内温度处于规定的温度范围，所以能够随着再加热热交换器83的加热能力的增大而提高蒸发器33的冷却能力。这样一来，能够边将集装箱C的箱内温度维持在规定的温度范围内，边提高通过蒸发器33的空气的除湿能力。 [0102] 因为提高了蒸发器33的过热度α，所以能够使蒸发器33的出口蒸发温度下降。因为调节了压缩机30的喷出制冷剂的流量，所以能够根据过热度α的上升增加蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来，因为在蒸发器33结露的水分量增加，所以能够提高除湿能力。 其结果是，能够边将集装箱C的箱内温度维持在规定的温度范围内，边提高通过蒸发器33的空气的除湿能力。 [0103] 因为使压缩机30的转速N可变，所以通过改变压缩机30的转速N就能够调节压缩机30的喷出制冷剂的流量。因此而能够调节流过蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来就能够将集装箱C的箱内温度调节在规定的温度范围内。 [0104] 〈发明的第二实施方式〉 [0105] 接下来，对本第二实施方式做说明。如图8所示，本实施方式所涉及的集装箱用制冷装置1与第一实施方式所涉及的集装箱用制冷装置不同之处在于：包括吸入流量调节阀92和压缩机30的结构不同这两点上。此外，在本第二实施方式中，仅对与本第一实施方式不同的部分做说明。 [0106] 具体而言，本实施方式所涉及的压缩机30并非构成为转速可变，而是在固定的转速下运转。吸入流量调节阀92设置在制冷剂回路20中压缩机30和蒸发器33之间。此外，吸入流量调节阀92构成本发明所涉及的流量调节阀。温度控制部101通过调节吸入流量调节阀92的开度来调节被吸入压缩机30的制冷剂的流量。 [0107] 根据所述第二实施方式，因为设置有对被吸入压缩机30的制冷剂的流量进行调节的吸入流量调节阀92，所以通过打开和关闭流量调节阀92就能够调节压缩机30的喷出制冷剂的流量。因此而能够调节流过蒸发器33的制冷剂的流量。这样一来，就能够将集装箱C的箱内温度调节在规定的温度范围内。其它结构、作用和效果都和第一实施方式一样。 [0108] 此外，以上实施方式是本质上优选的示例，并没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途进行限制的意图。 [0109] －产生实用性－ [0110] 如上所述，本发明对于在进行集装箱用制冷装置的除湿控制有用。 [0111] －符号说明－ [0112] 20 制冷剂回路 [0113] 30 压缩机 [0114] 31 冷凝器 [0115] 32 主膨胀阀 [0116] 33 蒸发器 [0117] 83 再加热热交换器 [0118] 92 吸入流量调节阀 |
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