JP2001133113A - 冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
システムの効率向上を行うことで、省エネルギー並びに
冷媒量削減が可能である冷蔵庫を提供することである。 【解決手段】 蒸発温度の比較的高い第一の蒸発器3を
有する冷蔵室側冷却回路と蒸発温度の比較的低い第二の
蒸発器5を有する冷凍室側冷却回路への冷媒の流れを流
路制御手段12により切り替えることで、冷蔵室4と冷
凍室6との冷却を互いに独立して行う冷却サイクルにお
いて、冷蔵室4を冷却するための冷蔵室側冷却回路の必
要冷媒量が、冷凍室6を冷却するための冷凍室側冷却回
路の必要冷媒量と比較して少ない構成とする。
Description
を互いに独立に冷却を行う冷却システムの高効率化と冷
媒量削減および安全性向上に関するものである。
庫の一例として、特公昭62−22396号公報に開示
されている冷蔵庫の冷却サイクル図を示す。
に配設された第一の蒸発器であり、5は冷凍室6内に配
設された第二の蒸発器である。
冷媒回路上流側に配設された第一のキャピラリであり、
8は冷凍室冷却用である第二の蒸発器5の冷媒回路上流
側に配設された第二のキャピラリであり、9は冷凍室冷
却用の第二の蒸発器5の下流側に設けた逆止弁である。
配設された第一の開閉弁であり、11は第二のキャピラ
リ8の冷媒回路上流側に設けられた第二の開閉弁であ
る。
ついて、以下その動作を説明する。
る。まず圧縮機1により圧縮された冷媒が凝縮器2で凝
縮液化される。凝縮された冷媒は第一のキャピラリ7も
しくは第二のキャピラリ8で減圧されて、それぞれ第一
の蒸発器3、第二の蒸発器5へ流入,蒸発気化された
後、再び圧縮機1へと吸入される。
となった第一の蒸発器3、第二の蒸発器5と冷蔵室4,
冷凍室6の空気が熱交換することにより各室が冷却され
る。
検知手段と制御手段により以下のように行われる。
定値以上の温度手段を検知すると圧縮機1が起動し、冷
凍サイクルの運転が行われる。冷蔵室4の温度検知手段
が所定値以下となるまで第一の開閉弁10が開放とな
り、第二の開閉弁11は閉止となる。
することなく、第一の蒸発器3へのみ流れる。このとき
の冷凍サイクルの蒸発温度の設定は、冷蔵室4の温度設
定が5℃程度に対して−5〜0℃であり、通常の−30
〜−25℃の蒸発温度に対して2〜2.5倍の成績係数
で圧縮機の運転が可能である。
検知手段が所定値以下を検知すると、第一の開閉弁10
が閉止し、第二の開閉弁11が開放となる。
し、冷凍室6の冷却が行われる。このときの冷凍サイク
ルの蒸発温度は冷凍室の温度設定が−18℃程度に対し
通常の蒸発温度(−30〜−25℃)で冷却される。
器への冷媒供給時間を分配して、交互に繰り返し冷却す
るので、冷蔵室4冷却時は独立的に冷媒を第一の蒸発器
へと循環させることで低圧圧力調整弁が不要で高蒸発温
度(−5〜0℃)が可能であり、圧縮機1の圧縮比を小
さくでき、高い成績係数で運転を行い効率化を図るもの
である。
温度が高いので、第二の蒸発器5に冷媒が流れ込むのを
防止するものである。
4の冷却中に比較して冷媒量が少なくてすむので、通常
は冷媒量過多となる。しかしながら第一の開閉弁10が
第一の蒸発器3の下流側に設けてあり、これを閉止する
ので第一の蒸発器3に冷媒を溜め込むことが可能であ
り、冷媒量調節ができる。
っては、冷蔵室4と冷凍室6とを蒸発器への冷媒供給時
間を分配して、交互に繰り返し冷却することで冷蔵室4
冷却時の冷凍サイクルを圧縮機1の成績係数がよい比較
的高蒸発温度(−5〜0℃)で運転することを可能とし
ている。
発器5の蒸発温度(−30〜−25℃)は、冷蔵室4内
に配設された第一の蒸発器3の蒸発温度(−5〜0℃)
と比較してかなり低い温度であり圧力も低い状態となっ
ている。
設された第一の蒸発器3の温度は−5〜0℃であるが、
冷凍室6内の温度は例えば約−18℃と低いために冷凍
室6内に配設された第二の蒸発器5の温度も約−18℃
程度であり、第一の蒸発器3の温度と比較して第二の蒸
発器5の温度がかなり低いため、圧力も低い状態となっ
ているので、第二の蒸発器5に滞留した冷媒は第二の蒸
発器5から流出しにくい。その結果、第一の蒸発器3に
充分な冷媒が供給されず、冷媒循環量不足となり冷蔵室
4の冷却効率が低下することとなる。
媒量が冷凍室6の冷却を行う場合の必要冷媒量と比較し
て多い場合は、冷蔵室4の冷却時において、冷凍室6内
に配設された低温,低圧の第二の蒸発器5に滞留した冷
媒を第一の蒸発器3から全て回収しなければならないた
め、第一の蒸発器3に充分な冷媒が供給されず、冷媒循
環量不足となり冷蔵室4の冷却効率が低下する傾向は強
くなる。
環量不足による冷却効率低下を防止する施策として、第
一の蒸発器3の出口側または第二の蒸発器5の出口側に
冷媒貯留手段を設け、必要以上に冷媒を封入する方法が
考えられるが、この方法では冷却サイクル内に存在する
冷媒量が増大するため、可燃性自然冷媒を用いる場合に
は冷媒漏洩時の危険性が高く問題がある。
するもので、冷蔵室と冷凍室の冷却を切り替えて行う冷
却システムの効率向上を行うことで、省エネルギーが可
能である冷蔵庫を提供することを目的とする。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。
に本発明の冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、流路制御手
段と、第一の減圧手段と、冷蔵室内に配設された第一の
蒸発器と、第一の送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍
室内に配設された第二の蒸発器と、第二の送風手段と、
逆止弁とを備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制
御手段と前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷
蔵室側冷却回路を形成するとともに、前記第一の減圧手
段と前記第一の蒸発器に並列となるように前記第二の減
圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前
記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第二の
減圧手段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側
冷却回路を形成し、前記流路制御手段により各冷却回路
への冷媒の流れを切り替えることで前記冷蔵室と前記冷
凍室の冷却を互いに独立して行うものであり、前記冷蔵
室を冷却するための前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が
前記冷凍室を冷却するための前記冷凍室側冷却回路の必
要冷媒量と比較して少ないことを特徴とする。
量が第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小
容量であることを特徴とする。
2MPa以上0.5MPa以下であることを特徴とす
る。
室の冷却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通
常の回転数より高い回転数で運転することを特徴とす
る。
除霜ヒータを備え、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定
時間のあいだ除霜ヒータに通電することを特徴とする。
除霜ヒータを備え、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定
時間のあいだ除霜ヒータに断続的に通電することを特徴
とする。
定時間のあいだ第二の送風手段を運転することを特徴と
する。
イクルの冷媒に可燃性自然冷媒(イソブタン,プロパン
等)を用いたことを特徴とする。
却を切り替えて行う冷却システムの冷媒量削減と効率向
上を行うことで、省エネルギーが可能である冷蔵庫を提
供することができる。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能な冷蔵庫を提供することができる。
は、圧縮機と、凝縮器と、流路制御手段と、第一の減圧
手段と、冷蔵室内に配設された第一の蒸発器と、第一の
送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍室内に配設された
第二の蒸発器と、第二の送風手段と、逆止弁とを備え、
前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第一
の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷蔵室側冷却回路を
形成するとともに、前記第一の減圧手段と前記第一の蒸
発器に並列となるように前記第二の減圧手段と前記第二
の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前記圧縮機と前記凝
縮器と前記流路制御手段と前記第二の減圧手段と前記第
二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側冷却回路を形成
し、前記流路制御手段により各冷却回路への冷媒の流れ
を切り替えることで前記冷蔵室と前記冷凍室の冷却を互
いに独立して行うものであり、前記冷蔵室を冷却するた
めの前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が前記冷凍室を冷
却するための前記冷凍室側冷却回路の必要冷媒量と比較
して少ないことを特徴とする。
の必要冷媒量が冷凍室を冷却するための必要冷媒量と比
較して少ないことにより、冷蔵室の冷却を行う際に、低
温,低圧の第二の蒸発器に滞留した冷媒の一部が第一の
蒸発器に循環すれば、冷蔵室を冷却するための必要冷媒
量を確保できるため、第一の蒸発器の循環量不足を解消
し、冷蔵室の冷却効率を向上することで省エネルギー化
が可能となる。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能となる。
構成する配管内の容量が第二の蒸発器を構成する配管内
の容量と比較して小容量であることを特徴とする。
管内の容量が小さいほど、必要冷媒量が減少する傾向が
あるため、第一の蒸発器を構成する配管内の容量が第二
の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量であ
る場合には、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量が冷凍
室を冷却するための必要冷媒量と比較して少ない傾向と
なり、冷蔵室の冷却を行う際に、低温,低圧の第二の蒸
発器に滞留した冷媒の一部が第二の蒸発器に循環すれ
ば、冷蔵室を冷却するための必要冷媒量を確保できるた
め、第一の蒸発器の循環量不足を解消し、冷蔵室の冷却
効率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
による減圧量が0.2MPa以上0.5MPa以下であ
ることを特徴とする。
量(0.6MPa程度)より小さい0.2MPa以上
0.5MPa以下とすることで冷媒が第一の減圧手段を
通過する際の抵抗が小さく、冷媒が流れ易くなり、冷蔵
室の冷却を開始した際、冷媒が抵抗の小さい第一の減圧
手段を介して第一の蒸発器に速やかに移動するため冷媒
循環量不足にならず、冷蔵室の冷却効率向上が可能とな
る。
変型の圧縮機であり、冷蔵室の冷却を開始する際に、所
定時間のあいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で
運転することを特徴とする。
あいだ圧縮機を通常の回転数より高い回転数で運転する
ことにより、低温,低圧の第二の蒸発器に滞留した冷媒
の回収能力を高めるとともに、冷媒を強い力で多量に第
一の蒸発器に押し出すことができるため、冷媒循環量不
足にならず、冷蔵室の冷却効率向上が可能となる。
除霜を定期的に行う除霜ヒータを設け、冷蔵室の冷却を
開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに通電する
ことを特徴とする。
だ除霜ヒータに通電することにより、冷蔵室の冷却中に
第二の蒸発器の温度及び圧力の上昇を促進できるため、
第二の蒸発器に滞留した冷媒を回収する効率を向上させ
ることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を
短縮し、冷蔵室の冷却効率向上が可能となる。
開始する際に、所定時間のあいだ除霜ヒータに断続的に
通電することを特徴とする。
電することにより、冷蔵室の冷却中に第二の蒸発器の温
度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の蒸発器に滞
留した冷媒を回収する効率を向上させることができ、第
一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮することがで
きるが、例えば冷凍室内及び冷蔵室内の温度差が小さい
場合のように、負荷状態によってはポンプダウン後の冷
蔵室の冷却時に所定時間のあいだ連続して通電しなくて
も、冷媒循環量不足の時間が充分に短い場合がある。こ
のような場合には、ポンプダウン後の冷蔵室の冷却時の
除霜ヒータの通電を、例えばデューティ制御等により断
続的に行うことにより、除霜ヒータによる消費電力を低
減することが可能となる。
開始する際に、所定時間のあいだ第二の送風手段を運転
することを特徴とする。
だ第二の送風手段を運転することにより、冷蔵室の冷却
中に第二の蒸発器の温度及び圧力の上昇を促進できるた
め、第二の蒸発器に滞留した冷媒を回収する効率を向上
させることができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時
間を短縮し、冷蔵室の冷却効率向上が可能な冷蔵庫を提
供できる。
器型であり、冷却サイクルの冷媒に可燃性自然冷媒(イ
ソブタン,プロパン等)を用いたことを特徴とする。
の冷却に切り替わる際の第一の蒸発器の冷媒循環量不足
を解消または緩和することにより、冷媒を効率よく利用
できるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イ
ソブタン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量
削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能と
なる。
ら図15を用いて説明する。従来例と同一構成について
はその詳細な説明を省略し、同一符号を付す。
形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図2は同実施の形
態による流路制御手段の概略断面図、図3は同実施の形
態による第一の蒸発器の冷媒封入量特性図、図4は同実
施の形態による第二の蒸発器の冷媒封入量特性図、図5
は同実施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートであ
る。
2と、第一の減圧手段7と、冷蔵室4内に配設された第
一の蒸発器3と、第一の送風手段13と、第二の減圧手
段8と、冷凍室6内に配設された第二の蒸発器5と、第
二の送風手段14と、逆止弁9とを備え、圧縮機1と凝
縮器2と第一の減圧手段7と第一の蒸発器3とで冷蔵室
側冷却回路を形成するとともに、第一の減圧手段7と第
一の蒸発器3に並列となるように第二の減圧手段8と第
二の蒸発器5と逆止弁9とを接続し、圧縮機1と凝縮器
2と第二の減圧手段8と第二の蒸発器5と逆止弁9とで
冷凍室側冷却回路を形成している。
高温の区画である冷蔵室4を、下方部に比較的低温の区
画である冷凍室6を配置してあり、例えばウレタンのよ
うな断熱材で周囲と断熱して構成している。食品等の収
納物の出し入れは図示しない断熱ドアを介して行われ
る。
可燃性自然冷媒を使用した場合に安全性向上の面から冷
蔵庫箱体15内での配管接続箇所削減のために機械室1
6に配設されている。
する図示しない温度検出手段をそれぞれ設けてあり、圧
縮機1と流路制御手段12と第一の送風手段13と第二
の送風手段14を制御する図示しない制御手段とを備え
ている。
方弁であり、凝縮器2から第二の減圧手段8への冷媒の
流れを遮断し、第一の減圧手段7への冷媒の流れを開放
(第一の状態)し、冷蔵室側冷却回路を形成する第一の
位置17と、凝縮器2から第一の減圧手段7への冷媒の
流れを遮断し、第二の減圧手段8への冷媒の流れを開放
(第二の状態)し、冷凍室側冷却回路を形成する第二の
位置18と、凝縮器2の出口側を閉止することにより第
一の減圧手段7と第二の減圧手段8への冷媒の流れをと
もに遮断し、冷却サイクルの高圧側と低圧側を遮断(第
三の状態)する第三の位置19とを備えている。回転軸
20に偏芯して固定されたシール部材21がシリンダ2
2内を回転移動し、第一,第二,第三の位置にそれぞれ
停止することで各位置に接続された配管を閉止するもの
である。回転は図示しない駆動手段と伝達手段により行
われる。各位置への位置決めは、例えばパルスモーター
の駆動パルス数により制御される。
路の必要冷媒量について図3を用いて説明する。
いて、流路制御手段12を第一の状態とし、冷蔵室4を
冷却するための冷蔵室側冷却回路を形成し、圧縮機1及
び第一の送風手段13を連続して運転させた状態で、冷
蔵室側冷却回路に封入する冷媒量(冷媒封入量)を変化
させた場合の安定時における第一の蒸発器3の冷媒入口
温度,冷媒出口温度、及び冷蔵室4の庫内温度の関係を
表す。
器3の冷媒出口温度が冷媒入口温度と比較して高く、冷
媒循環量が不足している状態であり、冷蔵室4の冷却効
率が悪く、冷蔵室4の庫内温度も高い状態となってい
る。
器3の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度とな
り、冷媒循環量が過不足のない状態であり、冷蔵室4の
冷却効率が良く、冷蔵室4の庫内温度も低い状態となっ
ている。
転状態における圧縮機1への液バック現象を防止するた
めに、第一の蒸発器3の冷媒出口側には冷媒貯留手段が
設けられる。冷媒封入量が60g〜80gのあいだは、
冷媒封入量としては過封入の状態であるが、この冷媒貯
留手段による貯留効果(余裕度)により、第一の蒸発器
3の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度を保ち、
冷蔵室4の冷却効率が良く、冷蔵室4の庫内温度も低い
状態を保つ。冷媒封入量が90gをこえると、冷媒貯留
手段による貯留効果(余裕度)以上の冷媒が存在するこ
とになり、圧縮機1に液冷媒が吸入されるという液バッ
ク現象を起こし、第一の蒸発器3の蒸発温度は上昇し、
冷蔵室4の冷却効率も悪化する。
路の冷媒循環量が過不足のない状態における冷媒封入量
(この場合は50g)を冷蔵室4を冷却するための必要
冷媒量とする。
いて、流路制御手段12を第二の状態とし、冷凍室6を
冷却するための冷凍室側冷却回路を形成し、圧縮機1及
び第二の送風手段14を連続して運転させた状態で、冷
凍室側冷却回路に封入する冷媒量(冷媒封入量)を変化
させた場合の安定時における第二の蒸発器5の冷媒入口
温度,冷媒出口温度、及び冷凍室6の庫内温度の関係を
表す。
器5の冷媒出口温度が冷媒入口温度と比較して高く、冷
媒循環量が不足している状態であり、冷凍室5の冷却効
率が悪く、冷凍室5の庫内温度も高い状態となってい
る。
器5の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度とな
り、冷媒循環量が過不足のない状態であり、冷凍室6の
冷却効率が良く、冷凍室6の庫内温度も低い状態となっ
ている。
転状態における圧縮機1への液バック現象を防止するた
めに、第二の蒸発器5の冷媒出口側には冷媒貯留手段が
設けられる。冷媒封入量が90g〜110gのあいだ
は、冷媒封入量としては過封入の状態であるが、この冷
媒貯留手段による貯留効果(余裕度)により、第二の蒸
発器5の冷媒入口温度と冷媒出口温度は同等の温度を保
ち、冷凍室6の冷却効率が良く、冷凍室6の庫内温度も
低い状態を保つ。冷媒封入量が120gをこえると、冷
媒貯留手段による貯留効果(余裕度)以上の冷媒が存在
することになり、圧縮機1に液冷媒が吸入されるという
液バック現象を起こし、第二の蒸発器5の蒸発温度は上
昇し、冷凍室6の冷却効率も悪化する。
路の冷媒循環量が過不足のない状態における冷媒封入量
(この場合は80g)を冷凍室6を冷却するための必要
冷媒量とする。
の必要冷媒量(この例では50g)が冷凍室6を冷却す
るための必要冷媒量(この例では80g)と比較して少
ないことを特徴とする。
冷蔵室4と冷凍室6の冷却のタイミングについて図5の
タイムチャートを元に説明する。
第二の状態であり、第二の蒸発器5へと冷媒が流れ、第
二の送風手段14は運転している。
の冷媒は、凝縮器2により凝縮液化し、流路制御手段1
2を経て第二の減圧手段8で減圧された後、第二の蒸発
器5へと流入し、第二の送風手段14の運転により、冷
凍室6内の空気と熱交換することで、第二の蒸発器5内
の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より低温の
空気となり冷凍室6の冷却を行う。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
第二の送風手段14を停止する(T01)。
段12を経て第一の減圧手段7で減圧された後、第一の
蒸発器3へと流入し、第一の送風手段13の運転によ
り、冷蔵室4内の空気と熱交換することで、第一の蒸発
器3内の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より
低温の空気となり冷蔵室4の冷却を行う。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T02)。
弁11を経て第二の減圧手段8で減圧された後、第二の
蒸発器5へと流入し、第二の送風ファン14の運転によ
り、冷凍室6内の空気と熱交換することで、第二の蒸発
器5内の冷媒は蒸発気化し、熱交換された空気は、より
低温の空気となり冷凍室6の冷却を行う。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T03)。
際に、低温,低圧の第二の蒸発器5に滞留した冷媒の一
部が第一の蒸発器3に循環すれば、冷蔵室を冷却するた
めの必要冷媒量を確保できるため、第一の蒸発器3の循
環量不足を解消し、冷蔵室4の冷却効率を向上すること
で省エネルギー化が可能となる。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能となる。
が、第一の減圧手段7,第二の減圧手段8の入口側にそ
れぞれ二方弁を設置しても同等の効果が得られる。
形態による第一の蒸発器の正面図、図6(b)は同実施
の形態による第二の蒸発器の正面図である。
する配管の長さをL1、内径をD1、内容量をV1と
し、第二の蒸発器5を構成する配管の長さをL2、内径
をD2、内容量をV2とすると、第一の蒸発器3,第二
の蒸発器5を構成する配管の内容量はそれぞれV1=1
/4πD12L1,V2=1/4πD22L2であらわさ
れ、第一の蒸発器3の配管の内容量V1と第二の蒸発器
5の配管の内容量V2はV1<V2となるように構成さ
れている。
管内の容量が小さいほど、必要冷媒量が減少する傾向が
あるため、第一の蒸発器3を構成する配管内の容量が第
二の蒸発器5を構成する配管内の容量と比較して小容量
である場合には、冷蔵室4を冷却するための必要冷媒量
が冷凍室6を冷却するための必要冷媒量と比較して少な
い傾向となり、冷蔵室4の冷却を行う際に、低温,低圧
の第二の蒸発器5に滞留した冷媒の一部を回収すれば、
冷蔵室4を冷却するのに必要な冷媒量を確保できるた
め、凝縮器2の出口側流路を、流路制御手段12により
閉鎖した状態で圧縮機1を運転するポンプダウンによる
冷媒回収効率を向上することができ、冷蔵室4の冷却効
率を向上することで省エネルギー化が可能となる。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能となる。
の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図8は同実施の
形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
る減圧量R1は0.2MPa〜0.5MPa、通常の減
圧量である第二の減圧手段8による減圧量R2は0.6
MPa程度でありR1<R2という構成になっている。
ついて図8のタイムチャートを元に説明する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
第二の送風手段14を停止し、冷蔵室4の冷却を開始す
る(T11)。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T12)。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T13)。
圧手段8のような通常の減圧量(0.6MPa程度)よ
り小さい0.2MPa〜0.5MPaとすることで冷媒
が第一の減圧手段7を通過する際の抵抗が小さく、冷媒
が流れ易くなり、冷蔵室4の冷却を行う際に、冷媒が抵
抗の小さい第一の減圧手段7を介して第一の蒸発器3に
速やかに移動するため冷媒循環量不足にならず、冷蔵室
4の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可能と
なる。
るので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソブ
タン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削減
により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能とな
る。
手段の入口に窒素ガスにより1.2MPa(12kgf
/cm2G)の圧力をかけた場合における減圧手段の入
口と出口の圧力差(差圧)とする。
aの状態では、減圧手段による窒素ガスの流量は12L
/min〜30L/minである。
の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図10は同実施
の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
ついて図10のタイムチャートを元に説明する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
第二の送風手段14を停止し、冷蔵室4の冷却を開始す
る(T21)。
1は通常の回転数より高い回転数で所定の時間(Tb
0)のあいだ運転する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T22)。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T23)。
いだ圧縮機1を通常の回転数より高い回転数で運転する
ことにより、冷媒を強い力で多量に第一の蒸発器3に押
し出すことができるため、冷媒循環量不足にならず、冷
蔵室4の冷却効率を向上することで省エネルギー化が可
能となる。
るので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソブ
タン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削減
により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能とな
る。
施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル図、図12は同実
施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
う除霜ヒータである。
ついて図12のタイムチャートを元に説明する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
第二の送風手段14を停止し、冷蔵室4の冷却を開始す
る(T31)。
ータ24を所定の時間(Tb1)のあいだ通電する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T32)。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T33)。
だ除霜ヒータ24に通電することにより、冷蔵室4の冷
却中に第二の蒸発器5の温度及び圧力の上昇を促進でき
るため、第二の蒸発器5に滞留した冷媒を回収する効率
を向上させることができ、第一の蒸発器3の冷媒循環量
不足の時間を短縮し、冷蔵室4の冷却効率を向上するこ
とで省エネルギー化が可能となる。
るので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソブ
タン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削減
により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能とな
る。
施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
ついて図13のタイムチャートを元に説明する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
第二の送風手段14を停止し、冷蔵室4の冷却を開始す
る(T41)。
ータ24を所定の時間(Tb2)のあいだデューティ制
御等により断続的に通電する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T42)。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T43)。
4に通電することにより、冷蔵室4の冷却中に第二の蒸
発器5の温度及び圧力の上昇を促進できるため、第二の
蒸発器5に滞留した冷媒を回収する効率を向上させるこ
とができ、第一の蒸発器の冷媒循環量不足の時間を短縮
することができるが、例えば冷凍室6内及び冷蔵室4内
の温度差が小さい場合のように、負荷状態によっては冷
蔵室4の冷却時に所定時間のあいだ連続して通電しなく
ても、冷媒循環量不足の時間が充分に短い場合がある。
このような場合には、ポンプダウン後の冷蔵室4の冷却
時の除霜ヒータ23の通電を、例えばデューティ制御等
により断続的に行うことにより、除霜ヒータ23による
消費電力を低減することが可能となる。
るので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソブ
タン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削減
により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能とな
る。
施の形態による冷蔵庫の運転タイムチャートである。
ついて図14のタイムチャートを元に説明する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第一の状態となり、第一の
蒸発器3に冷媒が流れ、第一の送風手段13を運転し、
冷蔵室4の冷却を開始する(T51)。
3)のあいだ第二の送風手段14は運転する。
段が予め設定された所定の温度を越えていることを検知
すると、流路制御手段12は第二の状態となり第二の蒸
発器5に冷媒が流れ、第一の送風手段13を停止し、第
二の送風手段14を運転し、冷凍室6の冷却を開始する
(T52)。
により冷媒の流れを切り替えることで冷蔵室4と冷凍室
6を交互に冷却し、冷蔵室4と冷凍室6の温度検知手段
が予め設定された所定の温度より低いことを検知する
と、流路制御手段は第三の状態となり、第一の送風手段
13と第二の送風手段14をともに停止し、圧縮機1を
停止する(T53)。
いだ第二の送風手段14を運転することにより、冷蔵室
4の冷却中に第二の蒸発器5の温度及び圧力の上昇を促
進できるため、第二の蒸発器5に滞留した冷媒を回収す
る効率を向上させることができ、第一の蒸発器5の冷媒
循環量不足の時間を短縮し、冷蔵室4の冷却効率を向上
することで省エネルギー化が可能となる。
るので冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソブ
タン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削減
により冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能となる。
施の形態による冷蔵庫の冷却サイクル概略図である。
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いている。
を解消することにより、冷蔵室4の冷却効率を向上する
ことで、冷媒量を削減でき、特に可燃性自然冷媒(イソ
ブタン,プロパン等)を用いる場合には、その冷媒量削
減により、冷媒漏洩時の安全性を高めることが可能とな
る。
冷凍室の冷却を切り替えて行う冷却システムの冷媒量削
減と効率向上を行うことで、省エネルギーが可能である
冷蔵庫を提供することができる。
することができるので冷媒量を削減でき、特に可燃性自
然冷媒(イソブタン,プロパン等)を用いる場合には、
その冷媒量削減により、冷媒漏洩時の安全性を高めるこ
とが可能な冷蔵庫を提供することができる。
クル図
特性図
特性図
ト
発器の正面図
イクル図
ト
イクル図
ート
サイクル図
ート
タイムチャート
タイムチャート
サイクル図
Claims (8)
- 【請求項1】 圧縮機と、凝縮器と、流路制御手段と、
第一の減圧手段と、冷蔵室内に配設された第一の蒸発器
と、第一の送風手段と、第二の減圧手段と、冷凍室内に
配設された第二の蒸発器と、第二の送風手段と、逆止弁
とを備え、前記圧縮機と前記凝縮器と前記流路制御手段
と前記第一の減圧手段と前記第一の蒸発器とで冷蔵室側
冷却回路を形成するとともに、前記第一の減圧手段と前
記第一の蒸発器に並列となるように前記第二の減圧手段
と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とを接続し、前記圧縮
機と前記凝縮器と前記流路制御手段と前記第二の減圧手
段と前記第二の蒸発器と前記逆止弁とで冷凍室側冷却回
路を形成し、前記流路制御手段により各冷却回路への冷
媒の流れを切り替えることで前記冷蔵室と前記冷凍室の
冷却を互いに独立して行うものであり、前記冷蔵室を冷
却するための前記冷蔵室冷却回路の必要冷媒量が前記冷
凍室を冷却するための前記冷凍室側冷却回路の必要冷媒
量と比較して少ないことを特徴とする冷蔵庫。 - 【請求項2】 第一の蒸発器を構成する配管内の容量が
第二の蒸発器を構成する配管内の容量と比較して小容量
であることを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。 - 【請求項3】 第一の減圧手段による減圧量が0.2M
Pa以上0.5MPa以下であることを特徴とする請求
項1または請求項2に記載の冷蔵庫。 - 【請求項4】 圧縮機は能力可変型であり、冷蔵室の冷
却を開始する際に、所定時間のあいだ圧縮機を通常の回
転数より高い回転数で運転することを特徴とする請求項
1から請求項3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 【請求項5】 第二の蒸発器の除霜を定期的に行う除霜
ヒータを設け、冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間
のあいだ除霜ヒータに通電することを特徴とする請求項
1から請求項4のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 【請求項6】 冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間
のあいだ除霜ヒータに断続的に通電することを特徴とす
る請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の冷蔵
庫。 - 【請求項7】 冷蔵室の冷却を開始する際に、所定時間
のあいだ第二の送風手段を運転することを特徴とする請
求項1から請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 【請求項8】 圧縮機は低圧容器型であり、冷却サイク
ルの冷媒に可燃性自然冷媒を用いたことを特徴とする請
求項1から請求項7のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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JP2007303796A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Hoshizaki Electric Co Ltd | 冷却貯蔵庫及びその運転方法 |
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1999
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