JP2000514544A - 家庭用その他の蒸気圧縮式冷凍機器における冷凍回路の改良 - Google Patents

家庭用その他の蒸気圧縮式冷凍機器における冷凍回路の改良

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、家庭用その他の蒸気圧縮式冷却機器の冷凍回路において、コンプレッサ(1)を駆動するモータに用いられる同一の制御手段(7)を利用して、キャピラリーチューブ(4)の上流に設けられた電磁バルブ手段(8)を制御するものである。上記モータはブラシレスタイプのモータであり、また上記バルブ手段は上記コンプレッサ(1)の動作が一時停止中に、凝結器(2)から蒸発器(5)へと移行する冷媒の流れを遮断する。ここで、上記制御手段(7)は、単一の電気的パラメータ、例えば好適には電源周波数を制御する。より好ましい実施の形態にあっては、上記バルブ手段(8)は、少なくとも一つの双安定バルブからなる。

Description

【発明の詳細な説明】 家庭用その他の蒸気圧縮式冷凍機器における冷凍回路の改良 本発明は、電子的に制御されたブラシレスモータによって駆動される密閉形コ ンプレツサ、及び膨張装置の上流部における冷媒の流れを遮断するための電磁バ ルブ手段を有する家庭用その他の冷却機器(冷蔵庫、冷凍機等)における冷凍回 路の改良に関する。 上述した種類の冷凍回路におけるよく知られた問題点は、これら冷却機器の制 御サーモスタットが決定するコンプレッサの運転における停止期間の間に、冷媒 の一部が凝縮器(すなわちこの熱力学的流体回路(thermo-fluid-dynamic circu it)における最高温部)から冷媒の膨張装置を形成するキャピラリーチューブを 通って、蒸発器(最低温部)へと移行(migrate)することである。上記停止期 間の後、コンプレッサが再始動する時には、既に気体状態の冷媒が上記キャピラ リーチューブの吸入部に存在している。その結果、コンプレッサが再始動した後 のある一定時間、冷却効果が著しく損なわれる。これはつまり、コンプレッサを 駆動しているモータが、減少した分の冷却効果を補うために電気エネルギーを使 用しているということになる。 上に述べたように冷媒が移行するのを防ぐため、かつまた上述したコンプレッ サの停止の際に、このコンプレッサの「上流」部分と「下流」部分との間に所要 の圧力差を生成するために使われる無駄なエネルギー消費をなくすために、この 冷凍回路に適当なバルブ手段を付加することが、何年も前に既に提案されている 。これにより、キャピラリーチューブの吸入部には、常に液相の冷媒が存在する ことともなっている。 一例として、プレソスタティック(pressostatic)バルブ、すなわち圧力感受 性バルブ手段が知られている。このバルブを冷凍回路に直接組み込むと、サーモ スタットによって決定されるコンプレッサの一時停止時にキャピラリーチューブ 内の冷媒の流れを効果的に遮断し、その後コンプレッサの再始動時ごとに自動的 にこの流れを回復させることができる(アメリカ特許第4,267,702号参 照)。しかしながら、このような圧力感受性バルブ手段は機械式であって、構造 の変更、特に冷媒が漏出する原因となりやすい溶接や機械的な継手などの形態で の構造的な変更が必要とされることから、冷凍回路全体の信頼性が著しく損われ ることとなる。 上記のものと同様な効果を挙げるバルブ手段が他にも知られている。これは、 温度センサと連動して動作するタイプのものである(アメリカ特許第4,286 ,438号参照)。これらの他の手段では冷凍回路の変更は必要でないが、避け ることのできない熱慣性と、センサを設置するのに信頼できる箇所(通常は、冷 凍回路の凝縮器のコイルの上、つまり冷却装置の外側である)を特定することの 実用上の困難という理由から、通常このバルブ手段の開放及び閉止と、コンプレ ッサを駆動するモータの起動及び停止のタイミングとを正確にかつ確実に同期さ せることができない。 またさらに、始動コンデンサを備えず、「過大な容量を備えている(oversize d)」ものでもないインダクションモータに駆動されたコンプレッサと、上記バ ルブ手段とを有する家庭用機器の冷凍回路に関しては、上記バルブ手段の存在に 起因して、回路内に圧力アンバランスがあると、コンプレッサの再始動がほとん ど不可能になるという問題点がある。これに対してなされた提案は、上記のバル ブ手段に加えて、密封されたコンプレッサのケース(shell)内部で使用される 「制御バルブ」、すなわちチェックバルブを設けることであった(WO94/1 8512参照)。たしかに始動トルクが大きいモータを使用する必要はなくなる が、システム全体の効率における顕著な改善は、この方法では得られない。また 、この解決法では、全ての冷凍回路が実際に上記のバルブ手段を必要としている わけではないので、種々の範囲のコンプレッサモデルにいちいち対応して、様々 な変更を加える必要が生じる。当然ながら、製造業者にとってこれは、作業およ び管理コストが間違いなく増加することになる。 以上のような問題点を解決すべく、本発明は以下のような目的を有する。 コンプレッサ動作における一時停止時に、冷媒が凝縮器から蒸発器へ移行する のを、確実にかつ充分に防止すること。 コンプレッサの駆動に使用されるモータを大型化(積層スタック又は銅巻線の いずれかあるいは両方)する必要性をなくすことにより、製造業者によるコスト 負担を(エンドユーザーの機器購買価格が、実質的に及び不都合にも上昇するの を防ぐために)最小にする。 冷凍回路全体の信頼性に影響するリスクを最小化すること。 そして、特に エネルギー消費量を低減すること。 である。 上記の目標は、添付する請求の範囲に掲げる特徴及び性質を有する冷凍回路に よって達成される。 特に、冷凍回路にあっては、本出願人によって出願された欧州特許出願公開第 0490089号(EP-A-0 490 089)に記載されたタイプの電子制御ブラシレス モータによって駆動される密閉形コンプレッサを使用することと、さらにはその モータ電子制御システムを使用して、この冷凍回路のキャピラリーチューブの上 流部に設けたバルブを制御することとが、有効であることが判明した。実際のと ころ、このタイプのコンプレッサ駆動モータは、冷凍回路全体の効率(COP) を向上させ、エネルギー消費を削減し、ノイズレベルを低減させるだけでなく、 バルブ手段の存在に起因する圧力アンバランスのもとであっても、何の問題もな く再始動することができ、かつまた始動コンデンサを設ける必要がない。 いずれにしても、本発明は、添付図面に関する限定されない例により以下に示 される好適な実施例の記載から、容易にかつ明解に理解されるであろう。 図1は、本発明に係る冷凍回路のブロック図である。 図2は、コンプレッサ動作の一定期間における吸入および排出側の冷媒圧力が 経時変化するパターンを示す図である。 図1に示されるように、家庭用その他の冷却機器用冷凍回路は、ケース内に駆 動モータが収容された密封形コンプレッサ1と、凝縮器2と、脱水フィルタ3と 、冷媒がその内部で実質的に等エンタルピー的な膨張をするためのキャピラリー チューブ4と、膨張器5とを備える。 本明細書中で既に述べたように、本発明のコンプレッサ1は、本出願人による 欧州特許出願公開第0490089号(EP-A-0 490 089)に記載のタイプ、すな わち周波数制御装置7に連動したブラシレスモータによって駆動されるタイプの ものである。この周波数制御装置は、次のことを保証するものである。すなわち 、いかなる負荷条件の下においてもモータは、コンプレッサの動作を最適化する ような自動制御された回転速度で運転することができ、この自動制御された回転 速度は、いかなる場合も、電源系の周波数によって決められる従来の同等な(eq uivalent)インダクションモータにおける定格速度よりも遅い。コンプレッサ1 と周波数制御装置7との間の接続は、適切な方法で行われ、特に通常の電線6に よって接続される。 本冷凍回路の凝縮器2とキャピラリーチューブ4との間の部分、より好ましく は、凝縮器2の排出部と脱水フィルタ3の吸入部との間の部分に、双安定性かつ 単方向性のバルブ8が設けられる。このバルブは、例えばイタリア特許第120 3572号(IT-A-1 203 572)に記載されたような、既知のタイプのものである 。他のタイプのバルブも使用することができるが、不必要なエネルギー消費を避 けるために、閉位置から開位置へ、およびその逆のような、切替動作(swtching transients)時にのみ電力を消費するタイプのものであることが必要である。 本発明の最も主要な特徴によると、上記双安定バルブ8の動作は、前記周波数 制御装置7と連動しており、モータに駆動されるコンプレッサ1の動作もまた、 その周波数制御装置7と連動している。このバルブ8と周波数制御装置7との間 の接続も適切な方法であればよく、例えば通常の電線9を用いればよい。 そして本発明によれば、ただ1つの機能パラメータである周波数を制御するた めに1つの制御装置7を使用することによって、前記所望のロジックに従ってバ ルブ8を確実に動作させることができる。すなわち、バルブ8の開閉時期と、コ ンプレッサ1を駆動するモータの始動及び停止サイクルとの間の正しいタイミン グを確実にとることができる。 本発明によって得られる結果を確認するために、本発明の冷凍回路を設けた家 庭用冷却機器のコンプレッサ1において、稼働中のある時点におけるコンプレッ サ1の直近「下流部」と「上流部」の圧力実験値を図2に示す。簡略化のために 、ここで考慮される時間は、コンプレッサの2つの動作期間(1A及び2Aで示 される)のみと、その両者の間の一時停止期間(1Bで示される)とに分けてい る。 コンプレッサが始動した時点(図2のグラフの原点)から、「下流部」の圧力は 初期の低い値P'eから高い値P”eまで上昇し、動作期間1Aの大部分にわた りこの値P”eで安定となる。動作期間1Aは時刻T1で終了するが、このT1 では、コンプレッサがオフとされその動作が停止する(機器の制御サーモスタッ トが、周知の方法でトリップするためである)。一方「上流部」での圧力は、そ の同じ期間1Aの間、初期の高い値P’iからそれよりやや低い値P”iへとす ばやく下降する。そして、終点T1までほぼ一定値を保つ。次に、時点T1から 始まって、コンプレッサの休止期間1B(コンプレッサの再始動時刻T2で終了 する)の間中、前記「下流部」の圧力は、初期値P'eから値P'''eへと減少し 、前記「上流部」の圧力は、初期値P”iから値P'''iへと上昇する。続くコ ンプレッサの動作期間2Aは、時刻T2に始まり時刻T3で終了するが、この間 、前記「下流部」の圧力は低い値P'''eから高い値P”eへと上昇し、前記「 上流部」の圧力は高い値P'''iからほぼ低い値P”iへと減少する。 以上のことから明らかに分かるように、コンプレッサのポーズ期間1Bの間に 、凝縮器2から蒸発器5へ冷媒が移行することは実質的にない。つまり、時刻ゼ ロおよびT2では、コンプレッサ1の始動(あるいは再始動)と同期して、制御 装置7は双安定バルブ8に開状態へと切り換えるように指示を出している。一方 、時刻T1およびT3では、同制御装置は前記バルブに閉状態へと切り換えるよ うに指示を出している。その結果、コンプレッサ1の「上流部」と「下流部」と の間に明らかな圧力差(P'''e−P'''i)が生じ、これはポーズ期間の終わり まで持続することが、やはり図2から明瞭に読みとれる。本発明にも使用してい る周波数制御装置と連動されたブラシレスモータの主要な効果は、上述のような 圧力アンバランス状態が存在するときでも、このモータが最も正確にかつ容易に 始動することにある。しかもその際に、従来のインダクションモータの場合とは 異なり、始動コンデンサを追加的に使用する必要はいっさいない。 本明細書で既に指摘したように、本発明は上述の冷凍回路を備えた機器を動作 させるにあたって得られるべき大幅なエネルギー消費節約効果を可能とする上で 、つまり、この冷却機器の消費エネルギーの大幅削減を可能にする点で、非常に 効果的である。以上のことを確認するために、本出願人によって行われた比較試 験 の結果を下表に示す。試験は、以下の構成を有する冷凍回路を備えた住宅用の縦 型フリーザー(residential-type upright freezer)について行った。 (a)定格電力72ワットで、定格静電容量45マイクロファラドの始動コンデ ンサを備えた従来型のインダクションモータで駆動されるコンプレッサ。 (b)実質的に(a)と同じ定格電力のブラシレス型モータによって駆動され、 繰り返し上記に引用した本出願人による欧州特許出願公開第0490089号( EP-A-0 490 089)に記載された条件(condition)の周波数制御装置と連動した コンプレッサ。 (c)上記(b)のコンプレッサに加えて、図1に示す回路の中に設けられ、本 発明の教示に従ってコンプレッサ駆動モータの周波数制御装置に連動された双安 定かつ単方向性のバルブ。 上記の試験には、正味の使用可能容量が230リットルで、冷凍機内部の温度 を均一かつ等しく保つために、冷媒R600を同量(80g)充填した冷凍回路 を備えた急速冷凍機を使用した。 試験結果 この表からは、本出願人の先の特許出願に開示された解決策によってもともと 得ることができる優れた効果(ケース(b))と比較しても、本発明による効果 が明らかに、かつ充分に認められる(ケース(c))。また、バルブの開閉サイ クルをコンプレッサモータの始動及び停止サイクルと正確に同期させるために、 ただ一つの同じ周波数制御装置が使用されることを考慮すると、上記の効果を得 るために製造業者が負担するコストはほとんど増加せず、またそれ故に、本発明 の冷凍回路を備えた家庭用冷却機器の価格にもそれほど大きな影響はない。 以上、本発明についてその好適な実施形態の一例に基づいて説明したが、当業 者は、本発明の教示するところに基づいて、他の変形例及び実施例を開発するこ とが可能である。例えば、異なる機能的電気パラメータを採用することにより、 一つの制御装置を通して、コンプレッサ駆動モータ及び電磁バルブ手段の両方を 制御することができる。その場合、このバルブ手段は、本実施形態に記載したよ うな双安定・単方向性のバルブとは異なる手段によって形成することができる。 そのような他の変形例は、本発明の範囲から逸脱するものではないとして認めら れるものである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年6月16日(1998.6.16) 【補正内容】 明細書 家庭用その他の蒸気圧縮式冷凍機器における冷凍回路の改良 本発明は、電子的に制御されたブラシレスモータによって駆動される密閉形コ ンプレッサ、及び膨張装置の上流部における冷媒の流れを遮断するための電磁バ ルブ手段を有する家庭用その他の冷却機器(冷蔵庫、冷凍機等)における冷凍回 路の改良に関する。 上述した種類の冷凍回路におけるよく知られた問題点は、これら冷却機器の制 御サーモスタットが決定するコンプレッサの運転における停止期間の間に、冷媒 の一部が凝縮器(すなわちこの熱力学的流体回路(thermo-fluid-dynamic circu it)における最高温部)から冷媒の膨張装置を形成するキャピラリーチューブを 通って、蒸発器(最低温部)へと移行(migrate)することである。上記停止期 間の後、コンプレッサが再始動する時には、既に気体状態の冷媒が上記キャピラ リーチューブの吸入部に存在している。その結果、コンプレッサが再始動した後 のある一定時間、冷却効果が著しく損なわれる。これはつまり、コンプレッサを 駆動しているモータが、減少した分の冷却効果を補うために電気エネルギーを使 用しているということになる。 上に述べたように冷媒が移行するのを防ぐため、かつまた上述したコンプレッ サの停止の際に、このコンプレッサの「上流」部分と「下流」部分との間に所要 の圧力差を生成するために使われる無駄なエネルギー消費をなくすために、この 冷凍回路に適当なバルブ手段を付加することが、何年も前に既に提案されている 。これにより、キャピラリーチューブの吸入部には、常に液相の冷媒が存在する ことともなっている。 一例として、プレソスタティック(pressostatic)バルブ、すなわち圧力感受 性バルブ手段が知られている。このバルブを冷凍回路に直接組み込むと、サーモ スタットによって決定されるコンプレッサの一時停止時にキャピラリーチューブ 内の冷媒の流れを効果的に遮断し、その後コンプレッサの再始動時ごとに自動的 にこの流れを回復させることができる(アメリカ特許第4,267,702号参 照)。しかしながら、このような圧力感受性バルブ手段は機械式であって、構造 の変更、特に冷媒が漏出する原因となりやすい溶接や機械的な継手などの形態で の構造的な変更が必要とされることから、冷凍回路全体の信頼性が著しく損われ ることとなる。 上記のものと同様な効果を挙げるバルブ手段が他にも知られている。これは、 温度センサと連動して動作するタイプのものである(アメリカ特許第4,286 ,438号参照)。これらの他の手段では冷凍回路の変更は必要でないが、避け ることのできない熱慣性と、センサを設置するのに信頼できる箇所(通常は、冷 凍回路の凝縮器のコイルの上、つまり冷却装置の外側である)を特定することの 実用上の困難という理由から、通常このバルブ手段の開放及び閉止と、コンプレ ッサを駆動するモータの起動及び停止のタイミングとを正確にかつ確実に同期さ せることができない。 またさらに、始動コンデンサを備えず、「過大な容量を備えている(oversize d)」ものでもないインダクションモータに駆動されたコンプレッサと、上記バ ルブ手段とを有する家庭用機器の冷凍回路に関しては、上記バルブ手段の存在に 起因して、回路内に圧力アンバランスがあると、コンプレッサの再始動がほとん ど不可能になるという問題点がある。これに対してなされた提案は、上記のバル ブ手段に加えて、密封されたコンプレッサのケース(shell)内部で使用される 「制御バルブ」、すなわちチェックバルブを設けることであった(WO94/1 8512参照)。たしかに始動トルクが大きいモータを使用する必要はなくなる が、システム全体の効率における顕著な改善は、この方法では得られない。また 、この解決法では、全ての冷凍回路が実際に上記のバルブ手段を必要としている わけではないので、種々の範囲のコンプレッサモデルにいちいち対応して、様々 な変更を加える必要が生じる。当然ながら、製造業者にとってこれは、作業およ び管理コストが間違いなく増加することになる。 また、冷凍あるいは空気調和システムの凝縮器と制御要素(キャピラリーチュ ーブ)との間に、ブロッキングバルブ(blocking valve)を設けることも知られ ている。このバルブは、非動作又は開位置と動作又は閉位置との間で変位するこ とができる磁気形封止滑り弁を備えている(イギリス特許公開第2222231 号(GB-A-2 222 231)参照)。封止滑り弁は、バルブのハウジングに組み込まれ た電磁要素によって、一方の位置から他方の位置へ移動され、非電磁的な力によ って、いずれかの位置に保持される。より詳細には、このバルブの電磁要素は、 前記冷凍あるいは空気調和システムの密閉形コンプレッサ用電気モータの始動巻 線と直列に配置されたコイルであり、ブロッキングバルブの磁気滑り弁は、自重 によって開位置に保持される。 このようなバルブには、実用上多くの問題点があるが、特に、「電流ベース」 (コンプレッサを駆動する電気モータの巻線を流れる電流)で動作するので、バ ルブをコンプレッサの始動及び停止と正確に同期させることができない。さらに 、そのコンプレッサを駆動する電気モータは、独立した始動巻線を持ったタイプ のものである必要がある。最後に重要なことは、このバルブは垂直に取り付けな ければならず、全体のサイズが厳重に制限されるような冷凍あるいは空気調和シ ステムにあっては不都合な場合があることである。 以上のような問題点を解決すべく、本発明は以下のような目的を有する。 コンプレッサ動作における一時停止時に、及びコンプレッサが本出願人により 出願された欧州特許出願公開第0490089号(EP-A-0 490 089)に記載され たタイプの電子制御ブラシレスモータによって、電気回路の全誘導負荷になんら 有害な影響を与えることなく駆動される場合、冷媒が凝縮器から蒸発器へ移行す るのを、確実にかつ充分に防止すること。 サイズが制約される機器にも適用できること。 冷凍回路全体の信頼性に影響するリスクを最小化すること。 そして、特に エネルギー消費量を低減すること。 である。 上記の目標は、添付する請求の範囲に掲げる特徴及び性質を有する冷凍回路に よって達成される。 特に、冷凍回路にあっては、密閉形コンプレッサを使用することと、さらには そのモータ電子制御システムを使用して、この冷凍回路のキャピラリーチューブ の上流部に設けたバルブを制御することとが、有効であることが判明した。実際 のところ、このタイプのコンプレッサ駆動モータは、冷凍回路全体の効率(CO P)を向上させ、エネルギー消費を削減し、ノイズレベルを低減させるだけでな く、バルブ手段の存在に起因する圧力アンバランスのもとであっても、何の問題 もなく再始動することができ、かつまた始動コンデンサを設ける必要がない。 いずれにしても、本発明は、添付図面に関する限定されない例により以下に示 される好適な実施例の記載から、容易にかつ明解に理解されるであろう。 図1は、本発明に係る冷凍回路のブロック図である。 図2は、コンプレッサ動作の一定期間における吸入および排出側の冷媒圧力が 経時変化するパターンを示す図である。 図1に示されるように、家庭用その他の冷却機器用冷凍回路は、ケース内に駆 動モータが収容された密封形コンプレッサ1と、凝縮器2と、脱水フィルタ3と 、冷媒がその内部で実質的に等エンタルピー的な膨張をするためのキャピラリー チューブ4と、膨張器5とを備える。 本明細書中で既に述べたように、本発明のコンプレッサ1は、本出願人による 欧州特許出願公開第0490089号(EP-A-0 490 089)に記載のタイプ、すな わち周波数制御装置7に連動したブラシレスモータによって駆動されるタイプの ものである。この周波数制御装置は、次のことを保証するものである。すなわち 、いかなる負荷条件の下においてもモータは、コンプレッサの動作を最適化する ような自動制御された回転速度で運転することができ、この自動制御された回転 速度は、いかなる場合も、電源系の周波数によって決められる従来の同等な(eq uivalent)インダクションモータにおける定格速度よりも遅い。コンプレッサ1 と周波数制御装置7との間の接続は、適切な方法で行われ、特に通常の電線6に よって接続される。 本冷凍回路の凝縮器2とキャピラリーチューブ4との間の部分、より好ましく は、凝縮器2の排出部と脱水フィルタ3の吸入部との間の部分に、双安定性かつ 単方向性のバルブ8が設けられる。このバルブは、例えばイタリア特許第120 3572号(IT-A-1 203 572)に記載されたような、既知のタイプのものである 。他のタイプのバルブも使用することができるが、不必要なエネルギー消費を避 けるために、閉位置から開位置へ、およびその逆のような、切替動作(swtching t ransients)時にのみ電力を消費するタイプのものであることが必要である。 本発明の最も主要な特徴によると、上記双安定バルブ8の動作は、前記周波数 制御装置7と連動しており、モータに駆動されるコンプレッサ1の動作もまた、 その周波数制御装置7と連動している。このバルブ8と周波数制御装置7との間 の接続も適切な方法であればよく、例えば通常の電線9を用いればよい。 そして本発明によれば、ただ1つの機能パラメータである周波数を制御するた めに1つの制御装置7を使用することによって、前記所望のロジックに従ってバ ルブ8を確実に動作させることができる。すなわち、バルブ8の開閉時期と、コ ンプレッサ1を駆動するモータの始動及び停止サイクルとの間の正しいタイミン グを確実にとることができる。 本発明によって得られる結果を確認するために、本発明の冷凍回路を設けた家 庭用冷却機器のコンプレッサ1において、稼働中のある時点におけるコンプレッ サ1の直近「下流部」と「上流部」の圧力実験値を図2に示す。簡略化のために 、ここで考慮される時間は、コンプレッサの2つの動作期間(1A及び2Aで示 される)のみと、その両者の間の一時停止期間(1Bで示される)とに分けてい る。コンプレッサが始動した時点(図2のグラフの原点)から、「下流部」の圧 力は初期の低い値P'eから高い値P”eまで上昇し、動作期間1Aの大部分に わたりこの値P”eで安定となる。動作期間1Aは時刻T1で終了するが、この T1では、コンプレッサがオフとされその動作が停止する(機器の制御サーモス タットが、周知の方法でトリップするためである)。一方「上流部」での圧力は 、その同じ期間1Aの間、初期の高い値P’iからそれよりやや低い値P”iへ とすばやく下降する。そして、終点T1までほぼ一定値を保つ。次に、時点T1 から始まって、コンプレッサの休止期間1B(コンプレッサの再始動時刻T2で 終了する)の間中、前記「下流部」の圧力は、初期値P'eから値P'''eへと減 少し、前記「上流部」の圧力は、初期値P”iから値P'''iへと上昇する。続 くコンプレッサの動作期間2Aは、時刻T2に始まり時刻T3で終了するが、こ の間、前記「下流部」の圧力は低い値P'''eから高い値P”eへと上昇し、前 記「上流部」の圧力は高い値P'''iからほぼ低い値P”iへと減少する。 以上のことから明らかに分かるように、コンプレッサのポーズ期間1Bの間に 、 凝縮器2から蒸発器5へ冷媒が移行することは実質的にない。つまり、時刻ゼロ およびT2では、コンプレッサ1の始動(あるいは再始動)と同期して、制御装 置7は双安定バルブ8に開状態へと切り換えるように指示を出している。一方、 時刻T1およびT3では、同制御装置は前記バルブに閉状態へと切り換えるよう に指示を出している。その結果、コンプレッサ1の「上流部」と「下流部」との 間に明らかな圧力差(P'''e−P'''i)が生じ、これはポーズ期間の終わりま で持続することが、やはり図2から明瞭に読みとれる。本発明にも使用している 周波数制御装置と連動されたブラシレスモータの主要な効果は、上述のような圧 力アンバランス状態が存在するときでも、このモータが最も正確にかつ容易に始 動することにある。しかもその際に、従来のインダクションモータの場合とは異 なり、始動コンデンサを追加的に使用する必要はいっさいない。 本明細書で既に指摘したように、本発明は上述の冷凍回路を備えた機器を動作 させるにあたって得られるべき大幅なエネルギー消費節約効果を可能とする上で 、つまり、この冷却機器の消費エネルギーの大幅削減を可能にする点で、非常に 効果的である。以上のことを確認するために、本出願人によって行われた比較試 験の結果を下表に示す。試験は、以下の構成を有する冷凍回路を備えた住宅用の 縦型フリーザー(residential-type upright freezer)について行った。 (a)定格電力72ワットで、定格静電容量45マイクロファラドの始動コンデ ンサを備えた従来型のインダクションモータで駆動されるコンプレッサ。 (b)実質的に(a)と同じ定格電力のブラシレス型モータによって駆動され、 繰り返し上記に引用した本出願人による欧州特許出願公開第0490089号( EP-A-0 490 089)に記載された条件(condition)の周波数制御装置と連動した コンプレッサ。 (c)上記(b)のコンプレッサに加えて、図1に示す回路の中に設けられ、本 発明の教示に従ってコンプレッサ駆動モータの周波数制御装置に連動された双安 定かつ単方向性のバルブ。 上記の試験には、正味の使用可能容量が230リットルで、冷凍機内部の温度 を均一かつ等しく保つために、冷媒R600を同量(80g)充填した冷凍回路 を備えた急速冷凍機を使用した。 試験結果 この表からは、本出願人の先の特許出願に開示された解決策によってもともと 得ることができる優れた効果(ケース(b))と比較しても、本発明による効果 が明らかに、かつ充分に認められる(ケース(c))。また、バルブの開閉サイ クルをコンプレッサモータの始動及び停止サイクルと正確に同期させるために、 ただ一つの同じ周波数制御装置が使用されることを考慮すると、上記の効果を得 るために製造業者が負担するコストはほとんど増加せず、またそれ故に、本発明 の冷凍回路を備えた家庭用冷却機器の価格にもそれほど大きな影響はない。 請求の範囲 1.電子制御ブラシレス形電気モータによって駆動されるコンプレッサ(1)と 、少なくとも一つの蒸発器(5)、凝結器(2)、及びキャピラリーチューブ( 4)または同様の膨張装置と、そのキャピラリーチューブ(4)の上流に配置さ れ、上記コンプレッサ(1)の動作における一時停止期間中に閉止できるように なっている電磁バルブ手段(8)とを備えた家庭用その他の冷却機器用熱力学的 流体回路において、 上記コンプレッサを駆動するモータ(1)及び上記バルブ手段(8)の両方に ついて同一の周波数制御装置(7)が用いられ、所望のロジック及びパターンに 従って、そのバルブ手段(8)の開閉サイクルと前記コンプレッサ(1)の始動 及び停止サイクルとのタイミングとを同期させる ことを特徴とする熱力学的流体回路。 2.それ自体は既知の種類のものである前記周波数制御装置(7)は、上記コン プレッサ(1)を駆動するモータに、少なくとも本線(mains)あるいは電源周波 数と異なる周波数を供給して、コンプレッサの動作を最適にする速度で運転する ことができる ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の家庭用その他の冷却機器用冷凍回路 。 3.上記バルブ手段(8)は、少なくとも一つの双安定かつ単方向性のバルブを 備え、そのバルブは上記コンプレッサ(1)を駆動するモータの動作期間(1A ,2A,……)に対応する第1の設定(configuration)時には開放し、前記コ ンプレッサ(1)のモータの動作中における一時停止期間(1B,……)に対応 する第2の設定時にはほぼ閉止した状態を保つ ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の家庭用その他の冷却機器用冷凍回路 。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.電子制御ブラシレス形電気モータによって駆動されるコンプレッサ(1)と 、少なくとも一つの蒸発器(5)、凝結器(2)、及びキャピラリーチューブ( 4)または同様の膨張装置と、そのキャピラリーチューブ(4)の上流に配置さ れ、上記コンプレッサ(1)の動作における一時停止期間中に閉止できるように なっている電磁バルブ手段(8)とを備えた家庭用その他の冷却機器用熱力学的 流体回路において、 上記コンプレッサを駆動するモータ(1)と上記バルブ手段(8)とが、とも に同一の制御装置(7)に接続され、所望のロジック及びパターンに従って、そ のバルブ手段(8)の開閉サイクルと前記コンプレッサ(1)の始動及び停止サ イクルとのタイミングとを同期させる ことを特徴とする熱力学的流体回路。 2.前記同一の制御装置(7)は、それ自体は既知の種類のものである周波数制 御装置であって、上記コンプレッサ(1)を駆動するモータは、少なくとも本線 (mains)あるいは電源周波数と異なる周波数が供給されて、コンプレッサの動 作を最適にする速度で運転することができる ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の家庭用その他の冷却機器用冷凍回路 。 3.上記バルブ手段(8)は、少なくとも一つの双安定かつ単方向性のバルブを 備え、そのバルブは上記コンプレッサ(1)を駆動するモータの動作期間(1A ,2A,……)に対応する第1の設定(configuration)時には開放し、前記コ ンプレッサ(1)のモータの動作中における一時停止期間(1B,……)に対応 する第2の設定時にはほぼ閉止した状態を保つ ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の家庭用その他の冷却機器用冷凍回路 。
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