【０００１】
本発明は冷蔵庫、特に相異なる温度で食物を格納し保存するための少なくとも２つの貯蔵区画を備えた家庭用冷蔵庫に関する。
【０００２】
冷蔵区画及び冷凍区画といった冷却貯蔵室を備えた冷蔵庫は公知である。このような冷蔵庫は、実際には２つの別個の、即ちそれぞれの区画に１個ずつ冷却回路を備えるか、又は２つの蒸発器を有する単一の冷却回路を備えている。後者の２つの蒸発器は、冷蔵庫の２つの区画が必要とする冷却量に適宜に対応すべく、弁によって冷媒の流れの方向を変えることにより選択的に冷媒が供給されるようになっている。勿論、前者の解決策の方が、回路及びこれに関連する構成要素を二組用意しなければならないので、より高コストである。一方、後者の解決策は効率の点で劣り、また効果の点で不満足である。
【０００３】
欧州特許出願公開第ＥＰ０２４６４６５号に開示される家庭用冷蔵庫用の冷却回路は基本的に、圧縮機、凝縮器、及び冷蔵区画と冷凍区画のそれぞれに直列に配設された２つの蒸発器を備える。圧縮機はロータリー型であり、高始動トルクを特徴とする。その結果、圧縮機が稼動していない時に回路の圧力が全体的に均衡化するのを防止するために、サーモスタットで制御される電磁弁がこの回路に付加されるが、この電磁弁は凝縮器からの入口と蒸発器への２つの出口を備えている。電磁弁の２つの出口は、圧縮機が稼動していない時はその両方が閉じられ、また反対に圧縮機が稼動している時は選択的に開放することができる。しかしながら、この特許出願の開示する解決策は、このような構成の電磁弁を実現するのが極めて困難であり、またいずれにしてもこれを作動させるにはエネルギ消費が増加するため、理論上の策であって実際には実現不可能なものであった。
【０００４】
より新しい特許明細書第ＷＯ００／４９３４４号に開示される解決法は、上述の特許出願公開第ＥＰ０２４６４６５号に開示されているものと類似しているが、使用する圧縮機の種類は明示せず、また弁の作動に関しての記載はあるが、その構成に関しては記載していない。
【０００５】
特に、蒸発器が直列に配設されている時に、Ｓ３の位置にある弁１がどのようにして蒸発器５ｂだけに冷媒を供給することができるのかを理解するのは実際不可能である（図１参照）。弁がこの位置にある時、殆ど全ての冷媒が蒸発器５ａ内にも流れ、従って両方の蒸発器内に冷媒が供給されることは実際に不可避と思われる。実際、この特許が開示する解決策は、冷却回路の最適化により省エネルギーの冷蔵庫を実現しようする単に理論上だけの企てである。
【０００６】
このような目的を達成するために本発明は、付属の請求の範囲に記述するように、新型の可変容量圧縮機（すなわち冷却能力又は冷却容量が可変の圧縮機）と新規の弁の構成とを組合わせて使用した。
【０００７】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照に以下に記す詳細な説明から容易に理解されるであろう。
【０００８】
上述したように最新の従来技術は図１に示されている。図では圧縮機２、凝縮器３、直列の２つの蒸発器５ａ、５ｂを備えた冷却回路が示されている。凝縮器３と蒸発器５ａ、５ｂの間には三方弁１が配設される。Ｓ１の位置にある時、弁は両方の蒸発器への冷媒の通路を遮断する。Ｓ２の位置にある時、弁は冷媒をまず蒸発器５ａ、次に蒸発器５ｂ内に流す。最後のＳ３の位置にある時、弁は蒸発器５ａへの通路Ｐ２を遮断して冷媒を蒸発器５ｂ内だけに流すべきである。しかしながら、図示のように弁１は通路Ｐ２を遮断できないので、この最後の状態は実に不可解である。また、異なる種類の弁によって回路のこのような作動状態を実現できるとしても、２つの蒸発器が必要とする冷却量は互いに大きく異なることから、この冷却回路が正しい均衡状態を保ち得ないのは明らかであろう。
【０００９】
本発明に係る解決策を図２に模式的に示す。図示の冷蔵庫は冷蔵区画１０と冷凍区画１１とを備え、これらの区画はそれぞれ蒸発器１２、１３を備える。２つの蒸発器は冷却回路内で直列に接続され、この冷却回路にはまた圧縮機１４と凝縮器１５が備えられている。各蒸発器は更にそれぞれ絞り弁、即ち毛管１６、１７に連結される。
【００１０】
この発明によれば、圧縮機１４は、可変容量圧縮機、即ち冷凍能力可変式圧縮機であり、回路内の冷媒の流れは、凝縮器１５と毛管１６、１７の間に配設される弁手段の働きで調節される。詳細には、このような弁手段は一方向弁１８と流路切換え弁１９とから構成することができ、この両方の弁はそれぞれ区画１０と１１に配設される２つのサーモスタット（図示せず）により制御される。弁１８は蒸発器への冷媒の通路を開閉することができる。弁１９は、両方の蒸発器に直列に冷媒を供給するか、又は冷凍区画の蒸発器１３だけに供給するようにすることができる。勿論、これら２つの弁１８、１９は、作動の信頼性及び低エネルギー消費が確保できれば、単一の三方弁に代替可能である。
【００１１】
冷却回路の適正な均衡化つまりバランスは、毛管１６、１７を適宜の寸法にすることにより、詳細には毛管１６の流量を毛管１７の流量より大きくすることにより達成される。
【００１２】
従って、ここに提案する解決策の主目的である実際の省エネルギー効果は、種々の要素の組合わせにより達成される。
【００１３】
これらの要素の主たるものは、自動制御ロジック・システムを備えた可変容量圧縮機１４の使用で実現されるが、この自動制御ロジック・システムは、冷蔵庫の２つの区画の稼動率すなわち運転時間の比率と通電時間（すなわち稼動時間）との組合せ（例えば相加平均値）に基づいて、最長の稼動時間を必要とする速度を優先することにより、自動的に運転速度（即ち必要な冷却能力）を選択するようになっている。
【００１４】
図３は（それぞれ横軸と縦軸に示されるように）冷蔵区画と冷凍区画の所要冷却量、つまり必要な熱除去量と温度変化との関係を示すグラフである。Ａ〜Ｈは圧縮機の様々な速度の稼動域を表す（Ａは最低速度、Ｈは最高速度を示す）。矩形は、異なる室温（Ｔａ）における冷蔵庫の調節又は設定領域を表す。圧縮機１４の自動制御ロジックのアルゴリズムは例えば次の稼動データに基づいて規定することができる。
【００１５】
【表１】
ここに、ＲＴは冷蔵装置の稼動時間比率であり、ＯＮは同装置の運転時間である。
【００１６】
実際の省エネルギー効果を達成する他の要素はパルス制御弁１８、１９の使用である。これらの弁が作動することにより冷蔵庫が稼動していない時には回路は閉じられ、熱くなった冷媒が凝縮器１５から蒸発器１２、１３に流れるのが防止される。更に、弁１９は実際に、冷蔵庫の各区画の冷却必要量、つまり熱除去に必要な量に従って選択的に蒸発器に冷媒を供給することができる。
【００１７】
更に、毛管１６、１７の流量容量の差により、２つの区画の独立的な使用とその状態（室温、サーモスタット設定値、ドアの開閉等）の相違との両方に関連した冷蔵庫の熱負荷に実際に合致する冷却容量を実現できるので、冷却回路の柔軟性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
第ＷＯ００／４９３４４号に開示される直近の従来技術による解決法を模式的に示す図である。
【図２】
本発明に係る冷却回路を備えた冷蔵庫を図式的に示す断面図である。
【図３】
図１に示す冷蔵庫の冷蔵区画と冷凍区画の冷却必要量と温度変化の関係を示すグラフである。[0001]
The present invention relates to refrigerators, and in particular to household refrigerators with at least two storage compartments for storing and storing food at different temperatures.
[0002]
Refrigerators with cooling storage compartments, such as refrigerated compartments and frozen compartments, are known. Such refrigerators are actually provided with two separate cooling circuits, one in each compartment, or a single cooling circuit with two evaporators. The latter two evaporators are selectively supplied with a refrigerant by changing the direction of the flow of the refrigerant by means of a valve so as to appropriately respond to the amount of cooling required by the two compartments of the refrigerator. . Of course, the former solution is more costly since two sets of circuits and associated components must be provided. On the other hand, the latter solution is inferior in efficiency and unsatisfactory in effectiveness.
[0003]
The cooling circuit for a household refrigerator disclosed in EP 0 246 465 basically comprises a compressor, a condenser and two evaporators arranged in series in each of the refrigeration and freezing compartments. . The compressor is of the rotary type and is characterized by a high starting torque. As a result, a thermostatically controlled solenoid valve is added to the circuit to prevent the pressure in the circuit from balancing globally when the compressor is not running, but the solenoid valve is And two outlets to the evaporator. The two outlets of the solenoid valve can be closed both when the compressor is not running and selectively opened when the compressor is running. However, the solution disclosed in this patent application is extremely difficult to realize a solenoid valve of such a configuration, and in any case requires an increase in energy consumption to operate it, so that it is theoretically impossible. It was a measure that was not feasible in practice.
[0004]
The solution disclosed in the newer patent specification WO 00/49344 is similar to that disclosed in the above-mentioned patent application publication number EP 0 246 465, but does not specify the type of compressor used, Although there is a description regarding the operation of the valve, no description is given regarding the configuration thereof.
[0005]
In particular, it is practically impossible to understand how the valve 1 at the position S3 can supply refrigerant only to the evaporator 5b when the evaporators are arranged in series ( (See FIG. 1). When the valve is in this position, almost all of the refrigerant also flows into the evaporator 5a, and thus it is indeed unavoidable that refrigerant is supplied to both evaporators. In fact, the solution disclosed in this patent is merely a theoretical attempt to achieve an energy-saving refrigerator by optimizing the cooling circuit.
[0006]
To this end, the present invention provides a new type of variable displacement compressor (i.e., a compressor with variable cooling capacity or capacity) and a novel valve configuration, as set forth in the appended claims. Was used in combination.
[0007]
The features and advantages of the present invention will be more readily understood from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0008]
As mentioned above, the latest prior art is shown in FIG. The figure shows a cooling circuit comprising a compressor 2, a condenser 3, and two evaporators 5a, 5b in series. A three-way valve 1 is provided between the condenser 3 and the evaporators 5a and 5b. When in position S1, the valve shuts off the refrigerant passage to both evaporators. When in the position of S2, the valve flows refrigerant first into the evaporator 5a and then into the evaporator 5b. When in the last position S3, the valve should shut off the passage P2 to the evaporator 5a and allow the refrigerant to flow only into the evaporator 5b. However, as shown, valve 1 cannot block passage P2, so this last situation is indeed mysterious. Also, even though different types of valves can achieve such an operating state of the circuit, the cooling amounts required by the two evaporators are so different from each other that this cooling circuit cannot maintain a correct balance. It will be obvious.
[0009]
The solution according to the invention is shown schematically in FIG. The illustrated refrigerator comprises a refrigerating compartment 10 and a freezing compartment 11, which compartments comprise evaporators 12, 13, respectively. The two evaporators are connected in series in a cooling circuit, which is also provided with a compressor 14 and a condenser 15. Each evaporator is further connected to a respective throttle valve or capillary 16, 17.
[0010]
According to the present invention, the compressor 14 is a variable displacement compressor, that is, a compressor having a variable refrigerating capacity, and the flow of the refrigerant in the circuit is controlled by a valve disposed between the condenser 15 and the capillaries 16 and 17. It is adjusted by the action of the means. In particular, such a valve means can consist of a one-way valve 18 and a flow switching valve 19, both of which are provided with two thermostats (not shown) arranged in compartments 10 and 11, respectively. ). Valve 18 can open and close the passage of the refrigerant to the evaporator. The valve 19 can supply the refrigerant in series to both evaporators or only the evaporator 13 in the refrigeration compartment. Of course, these two valves 18 and 19 can be replaced with a single three-way valve as long as reliable operation and low energy consumption can be ensured.
[0011]
Proper balancing of the cooling circuit is achieved by appropriately sizing the capillaries 16, 17, in particular by making the flow in the capillary 16 greater than the flow in the capillary 17.
[0012]
Thus, the actual energy saving effect, which is the main objective of the proposed solution, is achieved by a combination of various factors.
[0013]
The main of these elements is realized by the use of a variable capacity compressor 14 with an automatic control logic system, which automatically operates the two compartments of the refrigerator. The operation speed (ie, required cooling capacity) is automatically set by giving priority to the speed that requires the longest operation time based on the combination (for example, the arithmetic average value) of the current and the energization time (ie, the operation time). You have to choose.
[0014]
FIG. 3 is a graph showing the required amount of cooling in the refrigerated and frozen compartments (as shown on the abscissa and ordinate, respectively), i.e., the relationship between the required heat removal and temperature changes. A to H represent the operating ranges of the compressor at various speeds (A indicates the lowest speed, H indicates the highest speed). The rectangles represent the adjustment or setting areas of the refrigerator at different room temperatures (Ta). The algorithm of the automatic control logic of the compressor 14 can be defined based on, for example, the following operation data.
[0015]
[Table 1]
Here, RT is the operating time ratio of the refrigerator, and ON is the operating time of the refrigerator.
[0016]
Another factor that achieves the actual energy saving effect is the use of pulse control valves 18,19. The activation of these valves closes the circuit when the refrigerator is not running, preventing hot refrigerant from flowing from the condenser 15 to the evaporators 12,13. In addition, the valve 19 can actually supply refrigerant to the evaporator selectively in accordance with the cooling requirements of each compartment of the refrigerator, i.e. the amount required for heat removal.
[0017]
In addition, differences in the flow capacities of the capillaries 16, 17 can actually affect the heat load of the refrigerator associated with both independent use of the two compartments and differences in their conditions (room temperature, thermostat settings, opening and closing doors, etc.). Therefore, the flexibility of the cooling circuit can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 4 schematically shows a solution according to the latest prior art disclosed in WO 00/49344.
FIG. 2
1 is a cross-sectional view schematically showing a refrigerator provided with a cooling circuit according to the present invention.
FIG. 3
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a required cooling amount and a temperature change of a refrigerator compartment and a freezing compartment of the refrigerator shown in FIG.
