冷凍装置が稼働しているとき、蒸発コイルの表面には霜が付着しやすい。霜が厚すぎると冷却効果に影響するため、適時に除霜する必要がある。低温冷凍装置と中温冷凍装置では、温度範囲が異なるため、除霜操作に対応する制御部品も異なる。除霜方法は一般的に、停止除霜、自己発熱除霜、外部装置による除霜などがある。
中温冷凍機器の場合、蒸発コイルの運転温度は一般的に凝固点温度より低く、停止中は凝固点温度より高くなるため、冷蔵ショーケースなどの中温冷凍機器では一般的に停止除霜方式が採用されます。運転中は、庫内温度は約1℃、コイル温度は庫内温度より約10℃低くなります。機械を停止すると、庫内の空気温度は凝固点温度より高くなり、蒸発器のファンが回転し続けるため、庫内の高温の空気によって直接除霜が行われます。除霜は、タイマー制御またはランダム制御で行うことができます。タイマー制御による除霜は、コンプレッサーを一定時間停止させることで、庫内の空気によってコイルの除霜が行われます。除霜時間と除霜期間は、タイマーの設定に従って制御されます。通常は、冷凍庫の熱負荷が最も低いときにコンプレッサーが停止するように設定されています。霜取りタイマーは、24時間以内に複数の霜取り時間を設定できます。
低温冷凍装置では、蒸発器の作動温度が凝固点よりも低いため、時間制御による除霜方式を採用する必要があります。冷凍庫内の空気温度が氷点下を大きく下回る場合、除霜のために蒸発器に熱を供給する必要があります。除霜に必要な熱は、一般的にシステム内部の熱とシステム外部の熱によって供給されます。
内部熱を利用した除霜方法は、一般に温風除霜と呼ばれます。この方法では、コンプレッサーからの高温蒸気を利用し、コンプレッサーの排気管と蒸発器の入口を接続し、蒸発器上の霜層が完全に溶けるまで高温蒸気を流し続けます。除霜に必要なエネルギーがシステム自体から供給されるため、この方法は経済的で省エネルギーです。
蒸発器が単管で膨張弁がT字管の場合、高温ガスを直接蒸発器に吸い込んで除霜することができます。配管が複数ある場合は、膨張弁と冷媒流量分配器の間に高温蒸気を注入し、高温蒸気が蒸発器の各配管に均等に流れるようにすることで、バランス除霜を実現する必要があります。
解凍作業は通常、タイマーによって開始されます。機器や状態によってタイマーの設定時間は異なり、解凍時間の延長によるエネルギー消費量の増加や食品の温度異常を防ぐように設定されています。
除霜終了は時間または温度によって決定できます。温度によって終了する場合は、蒸発器の温度が凝固点温度よりも高いかどうかを判断するために温度検出装置を設置する必要があります。温度検出装置が温度が凝固点温度よりも高いことを検出した場合、システムを正常動作に戻すために、蒸発器に入る高温蒸気を直ちに遮断する必要があります。この場合、通常は同時に機械式タイマーが設置され、温度検出素子の電気信号に従って除霜動作が終了します。各コンポーネントの動作の基本プロセスは次のとおりです。設定された除霜温度に達すると、タイマー接点が閉じ、電磁弁が開き、ファンが停止し、コンプレッサーが運転を継続し、高温蒸気が蒸発器に送られます。コイル温度が一定値まで上昇すると、サーモスタット接点が切り替わり、タイマーのX端子が切断され、除霜が終了します。コイル温度が一定値まで低下すると、サーモスタット接点が切り替わり、ファンが再起動します。
高温蒸気による解凍運転中、タイマーは以下のコンポーネントの動作を同時に調整する必要があります。
1) 高温蒸気電磁弁を開ける必要があります。
2) 蒸発器ファンが停止します。そうでないと、冷気が効果的に除霜されません。
3) コンプレッサーは連続運転しなければならない。
4) 解凍終了スイッチで解凍を終了できない場合は、タイマーを最大解凍時間に設定する必要があります。
5) 排水ヒーターに通電します。
他の冷凍機器では、例えばコイルの近くに電気ヒーターを設置するなど、外部熱源を用いて除霜を行います。この除霜方法もタイマーで制御されます。除霜能力は外部装置に由来するため、温風除霜ほど経済的ではありません。しかし、配管距離が長い場合は、電気加熱除霜の効率が比較的高くなります。温蒸気配管が長い場合、冷媒が凝縮しやすくなり、除霜速度が非常に遅くなるだけでなく、液状冷媒がコンプレッサーに入り込み、液状冷媒の逆流を引き起こし、コンプレッサーを損傷させる可能性があります。熱除霜タイマーは、以下の要素の動作を制御する必要があります。
1) ほとんどの場合、蒸発器ファンが停止します。
2) コンプレッサーが停止する。
3) 電気ヒーターに電源が入る。
4) 排水ヒーターに通電します。
タイマーと併用される温度センサーは、一般的に3本のリード線、ホット接点、コールド接点を備えた単極双投型デバイスです。コイルの温度が上昇するとホット接点端子が通電され、コイルの温度が低下するとコールド接点端子が通電されます。
除霜時間が長くなりすぎたり、除霜後にコンプレッサーが過負荷になったりするのを防ぐため、除霜終了スイッチ（ファン遅延スイッチとも呼ばれる）をシステムに設置することができます。除霜終了スイッチの温度センサーは、通常、蒸発器の上端に設置されます。コイル上の氷層が完全に溶けると、除霜終了コントローラーの個別温度センサーが除霜熱を検知し、コントローラーの接点を閉じ、除霜終了ソレノイドバルブを作動させます。これにより、システムは冷却モードに戻ります。このとき、蒸発器とファンはすぐには作動せず、コイルに残っている熱を除去し、除霜後の過剰な吸引圧力によるコンプレッサーの過負荷を防ぐために、遅延後に作動を開始します。同時に、ファンがキャビネット内の食品に湿った空気を吹き付けるのを防ぎます。
投稿日時：2022年1月24日
