JP2004197966A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫の省エネルギーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、冷却システムの凝縮器としての放熱パイプを冷蔵庫箱体内に配設した冷蔵庫が普及している(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図11に従来の冷却サイクル並びに冷蔵庫の概略図を示す。
【0004】
冷蔵庫1の本体2は、前方に開口する鋼板製の外箱3と、この外箱3内に間隔を持たせて組み込まれた前方に開口する合成樹脂製の内箱4と、これら外箱3と内箱4間に充填発泡された発泡ポリウレタン断熱材5とから構成されている。内箱4は上下に仕切る水平の仕切部(6a、6b、6c)によって上下4段に区画され貯蔵室が形成されている。最上段に冷蔵室11、2段目に野菜室12、3段目左側に製氷室13Aと、同じく右側に切替室13B、4段目に冷凍室14が配置され、製氷室13Aと切替室13Bとの間には、縦仕切壁15が設けられている。
【0005】
これら各貯蔵室の開口側には、各貯蔵室に対応して開閉自在に密閉される図示しない扉が設けられ、各扉には庫内と外気とをシールするため、図示しない扉ガスケットが設けられている。
【0006】
この扉ガスケットと本体側の開口周辺の前面部16で庫内温度と外気温度との差異によって結露が生じる恐れがある。この結露を防止するため放熱パイプ8が配設されている。なお、冷蔵室11および野菜室12が冷蔵温度帯、製氷室13Aおよび冷凍室14が冷凍温度帯に保持されている。切替室13Bは、庫内温度が選択可能である。
【0007】
また、放熱パイプ8は、機械室に配設される図示しない圧縮機から吐出された高い温度の冷媒が流れる配管を庫内温度と外気温度との差が大きい冷凍室14や製氷室13Aの開口に配設し、逆に放熱が進んで温度が低下した配管を温度差の小さい冷蔵室11の開口に配設した構成としている。
【0008】
これにより、各温度帯室周辺で発生する結露を防止するのに見合った熱量を適正に分配することが可能となる。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−62023号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、結露は抑えられるものの圧縮機から吐出された高い温度の冷媒が流れる放熱パイプ8を、放熱パイプと温度差が大きい冷凍室14周辺部に配設する構成としているために、圧縮機運転時の放熱パイプ8から冷凍室14への侵入熱量が極端に大きくなり、エネルギー消費量が大きくなるという課題があった。
【0011】
また、従来より、200L以下の冷蔵庫に多く採用されている冷蔵庫は、コスト低減、容積効率向上による省スペース化を図るために、冷蔵庫箱体内のみに放熱パイプを配設している。このような冷蔵庫では、機械室内に凝縮器を配設して庫外に放熱した後、冷蔵庫箱体内の放熱パイプで放熱を行う形式の冷蔵庫と比較して、圧縮機運転時の放熱パイプから庫内への侵入熱量が大きいことが課題であった。
【0012】
また、従来より、200L以下のいわゆる小型冷蔵庫と呼ばれるものにおいては、コスト低減を図るため、冷凍室に設けた冷却器と冷却ファンからの冷気を冷蔵室内に配分し、冷蔵室の温度を検知して圧縮機の運転を制御し、冷蔵室内に自動ダンパーを設けないものがある。このような冷蔵庫では、冷蔵室の温度を優先して制御するため、たとえば周囲温度が低くなった場合、周囲からの吸熱による冷蔵室内の温度上昇が少なくなり、圧縮機の運転率が低下することで、冷凍室の温度が所定の温度を確保できなくなるという課題があった。そして、その課題を解決するために冷蔵室内にヒータを設け、圧縮機停止時に加熱することが行なわれ、増電要素となっていた。
【0013】
本発明は、従来の課題を解決するもので、200L以下のいわゆる小型冷蔵庫の省エネルギーを図ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の発明は、冷蔵室、冷凍室を有し、冷凍サイクルの凝縮器が冷蔵庫箱体内に配設した放熱パイプのみで構成され、前記冷蔵室内に設置した冷蔵室温度検知手段により圧縮機の運転を制御する冷蔵庫において、圧縮機を能力可変型としたものであり、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機の能力を小さくすることにより高圧側圧力が下がり、凝縮器としての放熱パイプの温度を下げることができ、庫内への侵入熱量の低減が可能となり省エネルギー化が図れる。また、圧縮機を低い能力で運転することで圧縮機の運転時間を延ばすことができ冷凍室に必要な冷却量を確保することが可能となる。
【0015】
また、圧縮機の運転時間が延びるので放熱パイプによる冷蔵庫外表面の結露防止効果が大きくなる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、冷蔵室側ウレタン内もしくは冷蔵室庫内に冷蔵室を加熱するヒータを設け、圧縮機停止時に通電するものであり、低外気温時、冷凍室温度を確保できるとともに、圧縮機を低い能力で運転することで圧縮機停止時間を減らし、ヒータの通電率を小さくすることができ、消費電力量の低減が可能となる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、外気温度検知手段により検知した温度によりヒータの通電率を制御するものであり、周囲温度に適したヒータの通電が可能となり、従来、特に圧縮機の運転時間が短くなる低外気温時の冷凍室の冷却量を確保するためにアルミ箔ヒータを圧縮機の運転時間が長い高外気温時にも圧縮機停止時に100%一定通電しており、無駄な熱量を冷蔵室庫内に与えていたために消費電力量の増大の要因となっていたが、外気温が高くなるとアルミ箔ヒータを必要最小限の通電率で通電することにより無駄がなくなり大幅な消費電力量の低減が可能となる。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発明において、外気温温度検知手段により検知した温度により、ファンの回転数を可変するものであり、低外気温時にファンの回転数つまり送風量を下げると、冷凍室の風量比率が大きくなり冷蔵室の風量比率が小さくなるので、冷凍室と冷蔵室の冷却量比率が冷凍室側に大きくなり、冷凍室の冷却量の確保が容易となる。また、冷蔵室の冷却量比率が低下するので圧縮機の停止時間が短くなり、アルミ箔ヒータの通電時間を短くすることができ消費電力量の削減が可能となる。
【0019】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、能力可変型圧縮機の回転数を2段階制御としたものであり、多段変速型の場合は庫内負荷と連動して速やかに圧縮機の回転数を上げることができるので、負荷変動に対してフレキシブルに対応できるというメリットがある反面、圧縮比が大きく効率が悪い状態での運転時間が長くなるので消費電力量が大きくなるという課題があったが、圧縮機の回転数変化幅を2段階とし庫内負荷が極端に増大した場合のみ、高速側の回転数で運転し、基本は低速側の回転数で運転することにより圧縮比が小さく効率が良い状態での運転時間を長くできるので消費電力量を削減することが可能となる。
【0020】
また、圧縮機の能力を速やかに上げていく多段変速型と比較して2段階にすることにより圧縮機の運転時間を延ばすことができるので、冷凍室に必要な冷却量を確保しやすくなるので、従来と比較してアルミ箔ヒータの通電率を小さくすることができ、消費電力量の低減が可能となる。
【0021】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、能力可変型圧縮機の回転数の低速側と高速側の回転数比を1.5倍以下としたものであり、高速時の圧縮機の冷却能力を最小限に抑えることにより、圧縮機の運転時間を最大限にまで延ばすことができ、冷凍室に必要な冷却量を確保しやすくなるので、従来と比較してアルミ箔ヒータの通電率を小さくすることができるので消費電力量の低減が可能となる。
【0022】
また、圧縮機の急激な高低圧の変動はオイルの供給に支障を来たし、圧縮機の損傷に繋がる恐れがあるが回転数比率を最小限にすることにより回転数変化時の高低圧の変動を給油上問題がないレベルで抑えることが可能となる。
【0023】
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫の電動機の定格消費電力を60W以下としたものであり、発熱の大きい素子が集積化しているパワー回路ブロックを流れる電流値を1A以下に抑えることにより、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止が可能となり信頼性が著しく向上するとともに安価なインバータ基板の提供ができる。
【0024】
請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発明において、定格内容積が200L以下としたものであり、例えば一人暮らしの使用者向けの200L以下の小型冷蔵庫の場合は外表面積が小さい分、放熱パイプの長さが短いため放熱パイプの温度が高くなり侵入熱量の影響がより大きくなるので、圧縮機の低能力時の放熱パイプ温度低減による吸熱量低減効果を得やすく、それにより消費電力量低減効果をより顕著に得られる。
【0025】
また、吸熱量が小さいために圧縮機の最大能力を抑えることができるので冷蔵庫の電動機の定格消費電力が小さくなり、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止がより可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0026】
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫箱体断熱部に真空断熱材を備えたものであり、冷蔵庫の吸熱量をさらに下げることにより圧縮機の最大能力をさらに抑えることができるので冷蔵庫の電動機の定格消費電力が小さくなり、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止がより可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0027】
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として可燃性冷媒を用いたものであり、圧縮機運転時に放熱パイプから庫内への侵入熱量を低減することにより、冷蔵室および冷凍室の温度を確保するために必要な冷却量を低減できるので冷媒封入量を削減でき、可燃性冷媒を用いた場合の安全性を向上することが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図1から図10を用いて説明する。
【0029】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における冷蔵庫の概略図、図2は同実施の形態の冷蔵庫の概略断面図である。
【0030】
図において、28は冷蔵庫箱体であり、例えば上方部に比較的高温の区画である冷蔵室26を、下方部に冷蔵室26と図示しない断熱仕切りで区切られた比較的低温の冷凍室27を配置しており、例えばウレタンのような断熱材で周囲と断熱した構成をしている。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。
【0031】
冷蔵室26は冷蔵保存のために通常1〜5℃で設定されているが、保鮮性向上のため若干低めの温度、例えば−3〜0℃で設定されることもあり、収納物によって、使用者が自由に上記のような温度設定を切り替えることを可能としている場合もある。また、ワインや根野菜等の保鮮のために、例えば10℃前後の若干高めの温度設定とする場合もある。
【0032】
冷凍室27は冷凍保存のために通常−22〜−18℃で設定されているが、保鮮性向上のためより低温の温度、例えば−30〜−25℃で設定されることもある。
【0033】
冷凍サイクル29は圧縮機21と放熱パイプ22とキャピラリ23と冷却器24とを接続してある。冷却器24は冷凍室27の背面に位置し冷却器24の近傍には冷却ファン25が設けられている。また、冷蔵室26の庫内には冷蔵室温度検知手段TH1を設け、冷蔵室温度検知手段TH1により圧縮機21の運転を制御するものである。
【0034】
冷凍サイクル29の凝縮器としては、冷蔵庫断熱部内に配設された放熱パイプ22のみで構成されている。つまり、圧縮機21から出た吐出配管は機械室の空間を通りすぐに冷蔵庫断熱箱体内部の放熱パイプ22に連結されている。そして、放熱パイプ22は冷蔵庫外箱の断熱材側にアルミテープで固定されている。
【0035】
また、冷蔵室26、冷凍室27奥面近傍には冷却ファン25の作用により空気を循環させて庫内の冷却を行うために冷蔵室ダクト30および冷凍室ダクト31が配設されている。
【0036】
冷却器24の作用で低温になった冷凍室ダクト31内の冷気は、冷凍室27内に流入する冷気と冷蔵室ダクト30を通り冷蔵室26内に流入する冷気とに分流し、それぞれの庫内を冷却した後、再び冷却器24へと吸い込まれる風路構成をとっている。
【0037】
また、圧縮機21は制御手段C1により、例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としている。
【0038】
なお、圧縮機21の回転数および運転停止の制御は、制御手段C1によりサーミスタである冷蔵室温度検知手段TH1の検出温度を基に制御する。
【0039】
上記構成において、圧縮機21の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、放熱パイプ22にて放熱して凝縮液化し、キャピラリ23に至る。その後、キャピラリ23で図示しないサクションラインと熱交換しながら減圧されて、冷却器24に至り蒸発気化する。冷却器24にて蒸発気化した冷媒は、図示しないサクションラインを経て圧縮機21に吸入される。冷却器24で冷やされた冷気は冷却ファン25により冷凍室ダクト31および冷蔵室ダクト30を通り冷凍室27、冷蔵室26に送風される。そして、制御手段C1によりサーミスタである冷蔵室温度検知手段TH1の検出温度を基に圧縮機21の回転数および運転停止、冷却ファン25の制御を行い、冷蔵室26を所定の温度に制御する。なお、冷凍室27は、冷凍室ダクト31および冷蔵室ダクト30の風量配分により所定の温度になるように設定されている。
【0040】
したがって、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機21の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機21の回転数を下げることにより凝縮圧力も下がり、凝縮器としての放熱パイプ22の温度を下げることができる。その結果、放熱パイプ22から庫内への熱侵入を低減できるので、圧縮機21の入力低減とともに省エネルギー化が図れる。
【0041】
そして、内容積が200L以下のいわゆる小型冷蔵庫の場合は、外表面積が小さい分、放熱パイプ22の長さが短いので放熱パイプ22の温度が高くなり侵入熱量の影響がさらに大きくなる傾向があり、圧縮機21の低能力時の放熱パイプ温度低減による消費電力量低減効果がより顕著に得られる。
【0042】
また、従来の、圧縮機が一定速型であり且つ圧縮機のON/OFFの制御を冷蔵室温度検知手段の検知温度で行い、冷凍室はダクトの風量分配により冷却する構成からなる冷蔵庫においては、ドア開閉や高外気温等、高負荷条件を考慮して圧縮機の能力設計を行っていたので例えば低外気温条件のように負荷が小さい時に極端に圧縮機の運転時間が低下し、冷凍室の庫内温度維持に必要な冷却量を確保できないという課題があった。また、放熱パイプは圧縮機運転時に高温となるために冷蔵庫外表面の結露防止の効果があるが、運転時間低下に伴って結露が生じやすくなるという課題もあった。
【0043】
それに対して、本実施の形態の冷蔵庫では、低負荷条件時に圧縮機21を最低回転数で運転することにより圧縮機21を低い能力で運転できるので圧縮機21の運転時間が延び冷凍室27に必要な冷却量を確保することが可能となる。また、圧縮機21の運転時間が延びるので冷蔵庫外表面温度が高くなる時間が長くなり、結露を防止することが可能となる。
【0044】
なお、本実施の形態の冷蔵庫では、冷凍室27に設けた冷却器24と冷却ファン25からの冷気を冷蔵室26内に配分し、冷蔵室温度検知手段TH1により、冷蔵室26の温度を検知して圧縮機21の運転を制御し、冷蔵室26内に自動ダンパーを設けていないので、低コスト化、省スペースを図れることはもちろんである。
【0045】
また、圧縮機21の能力可変手段をインバータによる回転数制御としたが、図示しない圧縮機のピストンのストロークを制御しても同様の効果が得られる。
【0046】
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における冷蔵庫の断面図であり、図4は同実施の形態のタイムチャートである。なお、実施の形態1と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【0047】
冷蔵室ダクト仕切り32は、冷蔵室内箱と共に冷蔵室ダクト30を構成するものであり、例えばポリプロピレンで構成されている。アルミ箔ヒータ33は、冷蔵室26側の例えば冷蔵室ダクト仕切り32に配設された温調用ヒータである。そして、インバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型圧縮機21とアルミ箔ヒータ33は制御手段C2により回転数および通電を制御される。
【0048】
アルミ箔ヒータ33の通電制御方法を図4に示すタイムチャートにより説明する。
【0049】
圧縮機21停止中に、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th2を検知すると圧縮機21を起動する。この時、アルミ箔ヒータ33の通電を停止する(T1)。圧縮機21運転中に、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th1以下を検知すると圧縮機21を停止すると同時にアルミ箔ヒータ33の通電を開始する(T2)。圧縮機21停止中に、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th2以上を検知すると圧縮機21を起動すると同時にアルミ箔ヒータ33の通電を停止する(T3)。アルミ箔ヒータ33を圧縮機21停止時に通電するのは、特に低外気温条件のように負荷が小さい時に圧縮機21の運転時間が低下し、冷凍室7の庫内温度維持に必要な冷却量を確保できないので、強制的に冷蔵室26庫内に熱負荷を与えて圧縮機21の運転時間を引き伸ばし冷凍室27の冷却量を確保するためである。
【0050】
しかし、従来の能力一定型圧縮機では、高負荷条件を考慮して圧縮機の能力設計を行っていたので例えば低外気温条件のように負荷が小さい時に、極端に圧縮機の運転時間が低下し、アルミ箔ヒータ33の通電時間が増大し消費電力量が増加するといった課題があった。
【0051】
それに対して、本実施の形態の冷蔵庫では、圧縮機21を能力可変型とすると低負荷条件時に圧縮機21を最低回転数で運転することにより圧縮機21を低い能力で運転できるので、圧縮機21の運転時間が延び、停止時間が短くなるのでアルミ箔ヒータ33の通電時間が減少し、大幅な消費電力量の削減が可能となる。
【0052】
なお、圧縮機1の例えば更なる低回転化による低能力化により、アルミ箔ヒータ13の廃止も可能であり、安価な冷蔵庫の提供ができる。
【0053】
また、アルミ箔ヒータ33を冷蔵室ダクト仕切り32内に配設するとしたが、冷蔵室側内箱のウレタン側もしくは断熱仕切り34内に配設しても、同様の効果が得られる。
【0054】
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3における冷蔵庫の断面図である。図6は同実施の形態のタイムチャートである。なお、実施の形態1、2と同一構成については詳細な説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【0055】
TH2は、外気温度を検知する例えばサーミスタである外気温度検知手段であり、例えば冷蔵庫箱体8の天面に配設されている。
【0056】
図6に示すように、圧縮機21運転中に、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th1を検知すると圧縮機21を停止すると同時にアルミ箔ヒータ33の通電を開始する(T4)。この時、制御手段C3によりアルミ箔ヒータ33の通電を通電率X%で行う。なお、この通電率X%は外気温度検知手段TH2の検知温度に依存する関数であり、外気温度が高いほどXが小さくなる関数としてある。
【0057】
従来、特に圧縮機の運転時間が短くなる低外気温時の冷凍室冷却量を確保するために、アルミ箔ヒータ33を圧縮機の運転時間が長く冷凍室の冷却量を確保できる高外気温時にも圧縮機停止に100%一定通電しており、無駄な熱量を冷蔵室庫内に与えていたために消費電力量の増大の要因となっていたが、外気温が高くなるとアルミ箔ヒータ33を必要最小限の通電率で通電することにより無駄がなくなり大幅な消費電力量の低減が可能となる。
【0058】
なお、外気温度検知手段TH2を冷蔵庫箱体28の天面に配設するとしたが、冷蔵庫箱体28の外表面(例えば側面やドア表面)や図示しない制御基板に配設しても同様の効果が得られる。
【0059】
(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4における冷蔵庫の断面図である。
【0060】
図7に示すように、冷却ファン25は冷凍室ダクト31近傍に配設している。そのため、冷却ファン25から吐出される風量が小さくなればなるほど、冷蔵室ダクト30と冷凍室ダクト31の風路抵抗を比較すると顕著に冷凍室ダクト31の風路抵抗が小さくなり、全風量に占める冷凍室27への風量比率が増加する。
【0061】
また、同実施の形態の冷蔵庫の冷却ファン25の電圧テーブルを(表1)に示す。
【0062】
【表1】
【0063】
外気温別に冷却ファン25の最低使用電圧が制御され、制御手段C4で、外気温度検知手段TH2が所定の温度th3以下を検知すると冷却ファン25の印加電圧の最低値をV1として冷却ファン25の運転を行い、th3以上を検知すると最低値をV1より大きいV2とする。また、th3以下の外気温時における冷却ファン25の電圧の制御は冷蔵室温度検知手段TH1の検知温度により制御を行う。
【0064】
従来、圧縮機のON/OFFを冷蔵室温度検知手段TH1で行っていたため、圧縮機の運転時間が短くなる低外気温時の冷凍室の冷却量を確保することが困難であったが、低外気温時に冷却ファン25の印加電圧を落とし、冷却ファン25からの吐出風量を小さくすると上記に示したように冷凍室27の風量比率が大きくなり冷蔵室26の風量比率が小さくなるので、冷凍室27と冷蔵室26の冷却量比率が冷凍室27側に大きくなり、冷凍室27の冷却量の確保が容易となる。そして、冷蔵室26の冷却量比率が低下するので圧縮機21の停止時間が短くなり、アルミ箔ヒータ33の通電時間を短くすることができ消費電力量の大幅な削減が可能となる。
【0065】
また、圧縮機21を例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型とするとさらに低外気温時の圧縮機21の運転時間を延ばすことができるので、アルミ箔ヒータ33の通電時間を大幅に短くすることができ消費電力量をさらに大幅に削減できる。また、アルミ箔ヒータ33の廃止も可能となる。
【0066】
(実施の形態5)
図8は本発明の実施の形態5における冷蔵庫の運転状態を示すタイムチャートである。
【0067】
圧縮機21停止中に、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th2以上を検知すると図示しない制御手段C5はこの信号を受け取り、圧縮機21を回転数HZ1で起動する(T5)。圧縮機21を回転数HZ1で運転中に、ドア開閉等により冷蔵庫庫内の温度がさらに上昇し、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th4以上を検知すると図示しない制御手段C5はこの信号を受け取り、圧縮機21の回転数をHZ2に引き上げる(T6)。圧縮機21を回転数HZ2で運転中に、庫内が冷却され冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th4以下を検知すると、圧縮機21の回転数をHZ1に引き下げる(T7)。以上の動作を繰り返し、冷蔵室温度検知手段TH1が所定の温度th2以下を検知すると、圧縮機21を停止する(T8)。
【0068】
このように、圧縮機21の回転数を冷蔵室温度検知手段TH1の検知温度により2段階に変速させるものである。
【0069】
従来の、圧縮機が多段変速型の場合は庫内負荷と連動して速やかに圧縮機の回転数を上げることができるので、負荷変動に対してフレキシブルに対応できるというメリットがある反面、圧縮比が大きく効率が悪い状態での運転時間が長くなるので消費電力量が大きくなるという課題があった。
【0070】
しかし、本実施の形態の冷蔵庫では、圧縮機21の回転数変化幅を2段階とし庫内負荷が極端に増大した場合のみ高速側の回転数HZ2で運転し、基本は低速側の回転数HZ1で運転することにより圧縮比が小さく効率が良い状態での運転時間を長く保てるので消費電力量を削減することが可能となる。
【0071】
また、圧縮機21の能力を速やかに上げていく多段変速型と比較して2段階にすることにより圧縮機21の運転時間を延ばすことができるので、冷凍室27に必要な冷却量を確保しやすくなり、従来と比較してアルミ箔ヒータ33の通電率を小さくすることができるのでさらに消費電力量の低減が可能となる。
【0072】
なお、本実施の形態では圧縮機21の運転中に圧縮機21の回転数を冷蔵室温度検知手段TH1の検知温度によりUP、DOWNさせるもので説明したが、一度高速側の回転数HZ2にUPしたら圧縮機21が停止するまでその回転数を維持し続けるという制御にしても同様の効果が得られる。
【0073】
また、高速側の圧縮機21の回転数HZ2を低速側の回転数HZ1の1.5倍以下に制御し、高速時の圧縮機1の冷却能力を最小限に抑えることにより、圧縮機21の運転時間を最大限に延ばすことができる。その結果、冷凍室27に必要な冷却量を確保しやすくなるので、従来と比較してアルミ箔ヒータ33の通電率を小さくすることができ、消費電力量の低減が可能となる。
【0074】
また、圧縮機21の急激な高低圧の変動はオイルの供給に支障を来たし、圧縮機21の損傷に繋がる恐れがあるが回転数比率を1.5倍以下にすることにより回転数変化時の高低圧の変動を給油上問題がないレベルで抑えることが可能となる。
【0075】
また、本実施の形態では圧縮機21の運転制御を冷蔵室温度検知手段TH1の検知温度により行なうもので説明したが、冷凍室内の温度で圧縮機21の運転を制御し、冷蔵室には自動ダンパーを設けたものでも圧縮機の回転数変化幅を2段階、あるいは高速側の圧縮機21の回転数HZ2を低速側の回転数HZ1の1.5倍以下に制御することによる作用、効果を得られる。
【0076】
(実施の形態6)
図9は本発明の実施の形態6における冷蔵庫の運転制御装置の構成図である。35は商用電源(図示せず)から圧縮機21の能力を可変するための電源を作り出す電力変換部であり、例えばインバータや位相制御などの方法がある。電源変換部35は、発熱の大きい素子(例えばダイオード、トランジスタなど)を集積化したパワー回路ブロック36と、所定の電源を得るためにパワー回路ブロック36の制御を行う電力変換制御部37とからなる。38はパワー回路ブロック36の放熱を促進するヒートシンクである。
【0077】
ここで、インバータによる回転数制御の場合は圧縮機21の気筒容積の小容量化や高速側回転数の適正化により、圧縮機21の冷凍能力すなわち消費電力を最小限化に抑え、冷蔵庫の電動機の定格消費電力を60W以下とすることにより、パワー回路ブロック36を流れる電流値を1A以下に抑えることができる。これにより、パワー回路ブロック36の温度上昇を抑えることができ、パワー素子の信頼性が著しく向上する。なお、電動機の定格消費電力とは周囲温度30℃、圧縮機を連続運転とし冷蔵庫内を最も冷える状態にして安定した時の消費電力(入力)を言う。
【0078】
また、従来例えば3Aのパワー素子を使用していた場合、1A用のパワー素子への小容量化が可能となり低コスト化が図れる。
【0079】
また、ヒートシンク38の小型化もしくは廃止も可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0080】
なお、内容積が200L以下のいわゆる小型冷蔵庫の場合は、外気からの吸熱負荷量が小さいために圧縮機21の最大冷凍能力すなわち最大消費電力を抑えることが容易にできるので、パワー素子の小型化、ヒートシンク38の小型化もしくは廃止がより安易に可能となる。
【0081】
(実施の形態7)
図10は本発明の実施の形態7における冷蔵庫の断面図である。
【0082】
真空断熱材39は、例えば冷蔵庫箱体28背面の内箱と外箱の間に配設された、例えばシート状無機繊維集合体からなる芯材と前記芯材を覆うガスバリア性フィルムで構成されたものである。
【0083】
冷蔵庫箱体28の製造にあたっては、真空断熱材39をあらかじめ例えば冷蔵庫外箱に直接的に接着固定したあと、硬質ウレタンフォームの原料を注入して一体発泡を行う。
【0084】
真空断熱材39により、冷蔵庫箱体28の外気からの吸熱負荷量を低減できるので、圧縮機21の最大冷凍能力すなわち最大消費電力を抑えることが容易にできるので、パワー素子の小型化、ヒートシンク38の小型化もしくは廃止がより安易に可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0085】
また、真空断熱材39を取付けた側の冷蔵庫外箱の壁面温度を上げることができ冷蔵庫外箱の結露を防止することが可能となる。
【0086】
なお、真空断熱材39を冷蔵庫外箱に間接的に接着しても同様の効果が得られる。
【0087】
また、真空断熱材39を背面に配設するとしたが、冷蔵庫側面の内箱と放熱パイプ22の間に真空断熱材39を配設すると、圧縮機21運転時の放熱パイプ22から庫内への侵入熱量を低減できるので冷蔵室26と冷凍室27の庫内温度を維持するために必要な冷却負荷量が小さくなり、さらに圧縮機21の最大冷凍能力すなわち最大消費電力を抑えることが可能となり、パワー素子の小型化、ヒートシンク38の小型化もしくは廃止がさらに安易に可能となる。
【0088】
(実施の形態8)
本発明の実施の形態8を図1を用いて説明する。
【0089】
実施の形態1に示したように、圧縮機21は制御手段C1により、例えばインバータによる回転数制御で冷媒循環量を制御し冷凍能力を変化させることができる能力可変型としている。
【0090】
冷蔵室温度検知手段TH1により検知した温度により、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機21の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機21の能力を落とすことにより放熱パイプ22の温度を下げることができる。
【0091】
その結果、冷蔵室26と冷凍室27の庫内温度を維持するために必要な冷却負荷量が小さくなり、インバータによる回転数制御の場合は圧縮機21の気筒容積の小容量化や高速側回転数の適正化により圧縮機21の冷凍能力を最小限に抑えることが可能となる。
【0092】
これにより、必要冷媒量の削減が可能となり冷媒として可燃性冷媒を可燃性冷媒を用いた場合の安全性を向上することが可能となる。また、実施の形態7に示したように真空断熱材を配設した冷蔵庫においては、冷蔵庫箱体28の外気および放熱パイプ22からの吸熱負荷量を低減できるので、さらに圧縮機21の圧縮機21の冷凍能力を最小限に抑えることが可能となり、さらに必要冷媒量が削減でき安全性を向上できる。
【0093】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載の発明は、冷蔵室、冷凍室を有し、冷凍サイクルの凝縮器が冷蔵庫箱体内に配設した放熱パイプのみで構成され、前記冷蔵室内に設置した冷蔵室温度検知手段により圧縮機の運転を制御する冷蔵庫において、圧縮機を能力可変型としたものであり、庫内の負荷変動に合わせて圧縮機の能力を可変できるので例えば扉開閉のない安定時には、圧縮機の能力を小さくすることにより高圧側圧力が下がり、凝縮器としての放熱パイプの温度を下げることができ、庫内への侵入熱量の低減が可能となり省エネルギー化が図れる。また、圧縮機を低い能力で運転することで圧縮機の運転時間を延ばすことができ冷凍室に必要な冷却量を確保することが可能となる。また、圧縮機の運転時間が延びるので放熱パイプによる冷蔵庫外表面の結露防止効果が大きくなる。
【0094】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、冷蔵室側ウレタン内もしくは冷蔵室庫内に冷蔵室を加熱するヒータを設け、圧縮機停止時に通電するものであり、低外気温時、冷凍室温度を確保できるとともに、圧縮機を低い能力で運転することで圧縮機停止時間を減らし、ヒータの通電率を小さくすることができ、消費電力量の低減が可能となる。
【0095】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、外気温度検知手段により検知した温度によりヒータの通電率を制御するものであり、周囲温度に適したヒータの通電が可能となり、従来、特に圧縮機の運転時間が短くなる低外気温時の冷凍室の冷却量を確保するためにアルミ箔ヒータを圧縮機の運転時間が長い高外気温時にも圧縮機停止時に100%一定通電しており、無駄な熱量を冷蔵室庫内に与えていたために消費電力量の増大の要因となっていたが、外気温が高くなるとアルミ箔ヒータを必要最小限の通電率で通電することにより無駄がなくなり大幅な消費電力量の低減が可能となる。
【0096】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発明において、外気温温度検知手段により検知した温度により、ファンの回転数を可変するものであり、低外気温時にファンの回転数つまり送風量を下げると、冷凍室の風量比率が大きくなり冷蔵室の風量比率が小さくなるので、冷凍室と冷蔵室の冷却量比率が冷凍室側に大きくなり、冷凍室の冷却量の確保が容易となる。また、冷蔵室の冷却量比率が低下するので圧縮機の停止時間が短くなり、アルミ箔ヒータの通電時間を短くすることができ消費電力量の削減が可能となる。
【0097】
また、請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明において、能力可変型圧縮機の回転数を2段階制御としたものであり、多段変速型の場合は庫内負荷と連動して速やかに圧縮機の回転数を上げることができるので、負荷変動に対してフレキシブルに対応できるというメリットがある反面、圧縮比が大きく効率が悪い状態での運転時間が長くなるので消費電力量が大きくなるという課題があったが、圧縮機の回転数変化幅を2段階とし庫内負荷が極端に増大した場合のみ、高速側の回転数で運転し、基本は低速側の回転数で運転することにより圧縮比が小さく効率が良い状態での運転時間を長くできるので消費電力量を削減することが可能となる。また、圧縮機の能力を速やかに上げていく多段変速型と比較して2段階にすることにより圧縮機の運転時間を延ばすことができるので、冷凍室に必要な冷却量を確保しやすくなるので、従来と比較してアルミ箔ヒータの通電率を小さくすることができ、消費電力量の低減が可能となる。
【0098】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、能力可変型圧縮機の回転数の低速側と高速側の回転数比を1.5倍以下としたものであり、高速時の圧縮機の冷却能力を最小限に抑えることにより、圧縮機の運転時間を最大限にまで延ばすことができ、冷凍室に必要な冷却量を確保しやすくなるので、従来と比較してアルミ箔ヒータの通電率を小さくすることができるので消費電力量の低減が可能となる。また、圧縮機の急激な高低圧の変動はオイルの供給に支障を来たし、圧縮機の損傷に繋がる恐れがあるが回転数比率を最小限にすることにより回転数変化時の高低圧の変動を給油上問題がないレベルで抑えることが可能となる。
【0099】
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫の電動機の定格消費電力を60W以下としたものであり、発熱の大きい素子が集積化しているパワー回路ブロックを流れる電流値を1A以下に抑えることにより、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止が可能となり信頼性が著しく向上するとともに安価なインバータ基板の提供ができる。
【0100】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発明において、定格内容積が200L以下としたものであり、例えば一人暮らしの使用者向けの200L以下の小型冷蔵庫の場合は外表面積が小さい分、放熱パイプの長さが短いため放熱パイプの温度が高くなり侵入熱量の影響がより大きくなるので、圧縮機の低能力時の放熱パイプ温度低減による吸熱量低減効果を得やすく、それにより消費電力量低減効果をより顕著に得られる。また、吸熱量が小さいために圧縮機の最大能力を抑えることができるので冷蔵庫の電動機の定格消費電力が小さくなり、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止がより可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0101】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発明において、冷蔵庫箱体断熱部に真空断熱材を備えたものであり、冷蔵庫の吸熱量をさらに下げることにより圧縮機の最大能力をさらに抑えることができるので冷蔵庫の電動機の定格消費電力が小さくなり、パワー素子の小型化、ヒートシンクの小型化もしくは廃止がより可能となり安価なインバータ基板の提供ができる。
【0102】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の発明において、冷媒として可燃性冷媒を用いたものであり、圧縮機運転時に放熱パイプから庫内への侵入熱量を低減することにより、冷蔵室および冷凍室の温度を確保するために必要な冷却量を低減できるので冷媒封入量を削減でき、可燃性冷媒を用いた場合の安全性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の冷蔵庫の概略図
【図2】同実施の形態の冷蔵庫の断面図
【図3】本発明の実施の形態2の冷蔵庫の断面図
【図4】同実施の形態の冷蔵庫のタイムチャート
【図5】本発明の実施の形態3の冷蔵庫の断面図
【図6】同実施の形態の冷蔵庫のタイムチャート
【図7】本発明の実施の形態4の冷蔵庫の断面図
【図8】本発明の実施の形態5の冷蔵庫の運転状態を示すタイムチャート
【図9】本発明の実施の形態6の冷蔵庫の運転制御装置の構成図
【図10】本発明の実施の形態7の冷蔵庫の断面図
【図11】従来の冷蔵庫の概略図
【符号の説明】
21 圧縮機
22 放熱パイプ
25 冷却ファン
26 冷蔵室
27 冷凍室
28 冷蔵庫箱体
29 冷凍サイクル
33 アルミ箔ヒータ
39 真空断熱材
TH1 冷蔵室温度検知手段
TH2 外気温度検知手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to energy saving of refrigerators.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, refrigerators in which a radiating pipe as a condenser of a cooling system is disposed in a refrigerator box have become widespread (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 11 shows a schematic diagram of a conventional cooling cycle and a refrigerator.
[0004]
The
[0005]
On the opening side of each of these storage rooms, doors (not shown) are provided which are openably and closably sealed corresponding to the respective storage rooms, and door gaskets (not shown) are provided on each of the doors to seal the inside and the outside air. Have been.
[0006]
Condensation may occur due to the difference between the inside temperature and the outside air temperature between the door gasket and the
[0007]
The
[0008]
This makes it possible to appropriately distribute the amount of heat appropriate to prevent dew condensation occurring around each temperature zone chamber.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-62023
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional configuration has a configuration in which the
[0011]
Conventionally, refrigerators that are often used in refrigerators of 200 L or less have a heat-dissipating pipe provided only in the refrigerator box in order to save space by reducing costs and improving volumetric efficiency. In such a refrigerator, a condenser is arranged in the machine room to radiate heat to the outside of the refrigerator, and then compared to a refrigerator in which the heat is radiated by a radiating pipe in the refrigerator box, the radiating pipe is operated from the radiating pipe during the compressor operation. The problem was that the amount of heat that penetrated into the interior was large.
[0012]
Further, conventionally, in a so-called small refrigerator of 200 L or less, in order to reduce costs, cool air provided from a cooler and a cooling fan provided in a freezing room is distributed to the cold room, and the temperature of the cold room is detected. Some compressors control the operation of the compressor and do not have an automatic damper in the refrigerator compartment. In such a refrigerator, since the temperature of the refrigerator compartment is controlled with priority, for example, when the ambient temperature decreases, the temperature rise in the refrigerator compartment due to heat absorption from the surroundings decreases, and the operating rate of the compressor decreases. Thus, there has been a problem that the temperature of the freezing compartment cannot be maintained at a predetermined temperature. In order to solve the problem, a heater is provided in the refrigerating chamber, and heating is performed when the compressor is stopped.
[0013]
The present invention has been made to solve the conventional problem, and an object of the present invention is to save energy of a so-called small refrigerator of 200 L or less.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0015]
In addition, since the operation time of the compressor is extended, the effect of preventing condensation on the outer surface of the refrigerator by the heat radiating pipe is increased.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a heater for heating the refrigerating compartment is provided in the refrigerating compartment side urethane or the refrigerating compartment storage, and electricity is supplied when the compressor is stopped. At the time of air temperature, the freezing room temperature can be ensured, and the compressor can be operated with a low capacity, so that the compressor stop time can be reduced, the power supply rate of the heater can be reduced, and the power consumption can be reduced.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the energization rate of the heater is controlled by the temperature detected by the outside air temperature detection means, and the energization of the heater suitable for the ambient temperature can be performed. Conventionally, in order to secure the cooling amount of the freezing room at low outside air temperature, especially when the operation time of the compressor is short, the aluminum foil heater is energized at 100% constant when the compressor is stopped even at the high outside air temperature when the operation time of the compressor is long. The waste heat was given to the refrigerator compartment, which caused an increase in power consumption.However, when the outside air temperature increased, the aluminum foil heater was energized with the minimum necessary energization rate. There is no waste, and it is possible to greatly reduce the power consumption.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the number of revolutions of the fan is varied according to the temperature detected by the outside air temperature detecting means. When the rotation speed of the fan, that is, the air flow rate is reduced at the outside temperature, the air volume ratio of the freezer compartment becomes larger and the air volume ratio of the refrigerator compartment becomes smaller. It is easy to secure the cooling amount of the chamber. In addition, since the cooling amount ratio of the refrigerator compartment is reduced, the stop time of the compressor is shortened, the energization time of the aluminum foil heater can be shortened, and the power consumption can be reduced.
[0019]
The invention according to
[0020]
In addition, since the operation time of the compressor can be extended by setting it to two stages as compared with the multi-stage transmission type in which the capacity of the compressor is quickly increased, it is easy to secure the necessary cooling amount in the freezing room. In addition, compared to the conventional case, the duty ratio of the aluminum foil heater can be reduced, and the power consumption can be reduced.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, the ratio of the low-speed side to the high-speed side of the rotational speed of the variable capacity compressor is 1.5 times or less. By minimizing the cooling capacity of the compressor, the operating time of the compressor can be extended to the maximum, and it becomes easier to secure the required cooling amount in the freezing room. Since the energization rate of the heater can be reduced, the amount of power consumption can be reduced.
[0022]
In addition, rapid fluctuations in high and low pressure of the compressor may hinder oil supply and may lead to damage to the compressor.However, by minimizing the rotation speed ratio, fluctuations in high and low pressure when the rotation speed changes are reduced. It is possible to reduce the level at which there is no problem in refueling.
[0023]
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
[0024]
The invention according to
[0025]
In addition, since the maximum capacity of the compressor can be suppressed due to the small amount of heat absorption, the rated power consumption of the electric motor of the refrigerator is reduced, and it is possible to reduce the size of the power element, the size of the heat sink, or abolish the heat sink. Can be provided.
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the refrigerator box heat insulating portion is provided with a vacuum heat insulating material to further reduce the heat absorption of the refrigerator. As a result, the maximum capacity of the compressor can be further suppressed, so that the rated power consumption of the electric motor of the refrigerator is reduced, the size of the power element, the size of the heat sink, or the elimination of the heat sink can be further reduced, so that an inexpensive inverter board can be provided.
[0027]
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, a flammable refrigerant is used as the refrigerant. By reducing the amount of heat that enters, it is possible to reduce the amount of cooling required to secure the temperatures of the refrigerator compartment and the freezer compartment, thereby reducing the amount of charged refrigerant and improving safety when using flammable refrigerants. It becomes possible.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0029]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigerator according to
[0030]
In the drawing,
[0031]
The refrigerating
[0032]
The freezing
[0033]
The
[0034]
The condenser of the
[0035]
Further, a
[0036]
The cool air in the
[0037]
Further, the
[0038]
The control of the rotation speed and the operation stop of the
[0039]
In the above configuration, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged by the operation of the
[0040]
Therefore, since the capacity of the
[0041]
Then, in the case of a so-called small refrigerator having an internal volume of 200 L or less, the length of the
[0042]
Further, in a conventional refrigerator having a configuration in which the compressor is of a constant speed type and the ON / OFF control of the compressor is performed based on the temperature detected by the refrigerator temperature detecting means, and the freezing room is cooled by distributing the air volume of the duct. Since the compressor capacity was designed in consideration of high load conditions such as opening and closing doors and high outside air temperature, the operating time of the compressor was extremely reduced when the load was small, for example, in low outside air temperature conditions. There was a problem that it was not possible to secure the cooling amount required for maintaining the temperature in the refrigerator. In addition, since the heat radiating pipe becomes high in temperature during the operation of the compressor, it has an effect of preventing dew condensation on the outer surface of the refrigerator, but there is also a problem that dew condensation easily occurs as the operation time is reduced.
[0043]
On the other hand, in the refrigerator of the present embodiment, the
[0044]
In the refrigerator of the present embodiment, the cool air from the cooler 24 and the cooling
[0045]
In addition, although the capacity varying means of the
[0046]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a refrigerator according to
[0047]
The refrigerator
[0048]
A method for controlling the energization of the
[0049]
When the refrigerator compartment temperature detecting means TH1 detects the predetermined temperature th2 while the
[0050]
However, in the conventional fixed capacity compressor, the capacity of the compressor was designed in consideration of high load conditions, so that when the load was small, for example, in a low outside air temperature condition, the operation time of the compressor was extremely reduced. However, there has been a problem that the energization time of the
[0051]
On the other hand, in the refrigerator according to the present embodiment, when the
[0052]
It should be noted that the aluminum foil heater 13 can be abolished by lowering the capacity of the
[0053]
Although the
[0054]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a sectional view of a refrigerator according to
[0055]
TH2 is an outside air temperature detecting means which is, for example, a thermistor for detecting the outside air temperature, and is disposed on the top surface of the
[0056]
As shown in FIG. 6, when the refrigerator compartment temperature detecting means TH1 detects a predetermined temperature th1 during the operation of the
[0057]
Conventionally, in order to secure the cooling amount of the freezing room at a low outside temperature when the operating time of the compressor is particularly short, the
[0058]
Although the outside air temperature detecting means TH2 is arranged on the top surface of the
[0059]
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a sectional view of a refrigerator according to
[0060]
As shown in FIG. 7, the cooling
[0061]
Also, (Table 1) shows a voltage table of the cooling
[0062]
[Table 1]
[0063]
The minimum use voltage of the cooling
[0064]
Conventionally, since the ON / OFF of the compressor has been performed by the refrigerator temperature detecting means TH1, it has been difficult to secure the cooling amount of the freezer at the time of low outside air temperature, in which the operation time of the compressor is shortened. When the voltage applied to the cooling
[0065]
Further, if the
[0066]
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a time chart showing an operation state of the refrigerator in the fifth embodiment of the present invention.
[0067]
If the refrigerator compartment temperature detecting means TH1 detects a predetermined temperature th2 or more while the
[0068]
As described above, the rotation speed of the
[0069]
In the case of conventional multi-speed compressors, the number of rotations of the compressor can be quickly increased in conjunction with the load in the refrigerator, so that there is an advantage that the compressor can flexibly cope with load fluctuations, but the compression ratio However, there is a problem that the power consumption increases because the operating time in a state where the efficiency is low and the efficiency is low becomes long.
[0070]
However, the refrigerator of the present embodiment operates at the high-speed rotation speed HZ2 only when the load in the refrigerator is extremely increased by setting the rotation speed of the
[0071]
In addition, since the operation time of the
[0072]
In the present embodiment, the rotation speed of the
[0073]
In addition, the rotation speed HZ2 of the high-
[0074]
Also, a sudden change in the high and low pressures of the
[0075]
Further, in the present embodiment, the operation control of the
[0076]
(Embodiment 6)
FIG. 9 is a configuration diagram of a refrigerator operation control device according to
[0077]
Here, in the case of the rotation speed control by the inverter, the refrigeration capacity, that is, the power consumption of the
[0078]
Further, when a power element of, for example, 3A is conventionally used, the capacity can be reduced to a power element for 1A, and cost can be reduced.
[0079]
Further, the
[0080]
In the case of a so-called small refrigerator having an internal volume of 200 L or less, the maximum refrigerating capacity of the
[0081]
(Embodiment 7)
FIG. 10 is a sectional view of a refrigerator according to Embodiment 7 of the present invention.
[0082]
The vacuum
[0083]
In manufacturing the
[0084]
The vacuum
[0085]
Further, the wall surface temperature of the outer box of the refrigerator on which the vacuum
[0086]
The same effect can be obtained by indirectly bonding the vacuum
[0087]
Although the vacuum
[0088]
(Embodiment 8)
[0089]
As shown in the first embodiment, the
[0090]
The capacity of the
[0091]
As a result, the amount of cooling load required to maintain the internal temperature of the
[0092]
As a result, it is possible to reduce the required amount of refrigerant, and it is possible to improve safety when a flammable refrigerant is used as the refrigerant. Further, in the refrigerator provided with the vacuum heat insulating material as shown in the seventh embodiment, since the amount of heat absorbed by the outside air of the
[0093]
【The invention's effect】
As described above, the invention according to
[0094]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a heater for heating the refrigerating room is provided in the refrigerating room side urethane or the refrigerating room storage, and electricity is supplied when the compressor is stopped. At low outside air temperature, the freezing room temperature can be ensured, and the compressor can be operated with a low capacity to reduce the compressor stop time, reduce the heater energization rate, and reduce power consumption. .
[0095]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the energization rate of the heater is controlled by the temperature detected by the outside air temperature detecting means, and the energization of the heater suitable for the ambient temperature is possible. Conventionally, in order to secure the cooling amount of the freezing room at a low outside air temperature in which the operation time of the compressor is particularly short, the aluminum foil heater is set to 100% when the compressor is stopped even at a high outside air temperature when the operation time of the compressor is long. The constant energization and the use of unnecessary heat in the refrigerator compartment caused an increase in power consumption.However, when the outside air temperature increased, the aluminum foil heater was energized with the minimum required energization rate. As a result, waste can be eliminated and the amount of power consumption can be greatly reduced.
[0096]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the rotation speed of the fan is varied according to the temperature detected by the outside air temperature detection means. However, when the fan rotation speed, that is, the air volume is reduced at low outside air temperature, the air volume ratio of the freezer compartment becomes large and the air volume ratio of the refrigerator compartment becomes small, so the cooling volume ratio between the freezer compartment and the refrigerator compartment becomes larger toward the freezer compartment side. In addition, it is easy to secure the cooling amount of the freezing room. In addition, since the cooling amount ratio of the refrigerator compartment is reduced, the stop time of the compressor is shortened, the energization time of the aluminum foil heater can be shortened, and the power consumption can be reduced.
[0097]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the rotational speed of the variable capacity compressor is controlled in two stages. In the case of, the number of rotations of the compressor can be increased quickly in conjunction with the load in the refrigerator, so that there is an advantage that it can flexibly respond to load fluctuations, but operation with a large compression ratio and low efficiency There was a problem that the power consumption increased due to the increase in time, but the compressor was operated at the high-speed rotation speed only when the load in the refrigerator was extremely increased with two stages of rotation speed change width. By operating at a low rotational speed, the operating time in a state where the compression ratio is small and the efficiency is good can be lengthened, so that the power consumption can be reduced. In addition, since the operation time of the compressor can be extended by setting it to two stages as compared with the multi-stage transmission type in which the capacity of the compressor is quickly increased, it is easy to secure the necessary cooling amount in the freezing room. In addition, compared to the conventional case, the duty ratio of the aluminum foil heater can be reduced, and the power consumption can be reduced.
[0098]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, the ratio of the low-speed side to the high-speed side of the rotational speed of the variable capacity compressor is 1.5 times or less, By minimizing the cooling capacity of the compressor at high speeds, the operating time of the compressor can be extended to the maximum, and it becomes easier to secure the required cooling amount in the freezer compartment. Since the duty ratio of the aluminum foil heater can be reduced, the power consumption can be reduced. In addition, rapid fluctuations in high and low pressure of the compressor may hinder oil supply and may lead to damage to the compressor.However, by minimizing the rotation speed ratio, fluctuations in high and low pressure when the rotation speed changes are reduced. It is possible to reduce the level at which there is no problem in refueling.
[0099]
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
[0100]
The invention according to
[0101]
According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the refrigerator box heat insulating portion is provided with a vacuum heat insulating material, and the amount of heat absorbed by the refrigerator is reduced. By further lowering the maximum capacity of the compressor, it is possible to further reduce the rated power consumption of the electric motor of the refrigerator, making it possible to downsize the power element, downsize or eliminate the heat sink, and provide an inexpensive inverter board. it can.
[0102]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the method according to any one of the first to ninth aspects, wherein a flammable refrigerant is used as the refrigerant. By reducing the amount of heat entering the chiller, the amount of cooling required to secure the temperature of the refrigerator compartment and the freezer compartment can be reduced, so that the amount of charged refrigerant can be reduced, and the safety when flammable refrigerants are used is improved. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the refrigerator according to the embodiment.
FIG. 3 is a sectional view of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a time chart of the refrigerator according to the embodiment;
FIG. 5 is a sectional view of a refrigerator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a time chart of the refrigerator according to the embodiment;
FIG. 7 is a sectional view of a refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a time chart showing an operation state of the refrigerator according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a refrigerator operation control device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a refrigerator according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram of a conventional refrigerator.
[Explanation of symbols]
21 Compressor
22 Heat dissipation pipe
25 Cooling fan
26 Refrigerator room
27 Freezer
28 refrigerator box
29 Refrigeration cycle
33 Aluminum foil heater
39 Vacuum insulation
TH1 Refrigerator room temperature detection means
TH2 Outside air temperature detection means
Claims (10)
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