JP2008157595A - Refrigerator-freezer - Google Patents

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Tadashi Ishidoya
廉 石戸谷
Hisataka Katou
久尊 加藤
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Toshiba Carrier Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To always operate a compressor near a maximum efficiency throughout the year in a refrigerator-freezer in which R290 (propane) is used as a refrigerant. <P>SOLUTION: This refrigerator-freezer uses a refrigerating cycle in which R290 (propane) is used as a refrigerant. The refrigerating cycle has a hermetic reciprocating compressor the rotational speed of which is controllable. The inside of the refrigerator-freezer is cooled by compressing the refrigerant in the cylinders of the compressor. The displacement of the cylinders of the compressor is so selected that the accumulated average number of revolutions of the compressor in a stable operation state in which the inside temperature is stably controlled within a specified temperature range is 30-40 rps. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷媒としてR290(プロパン)を用いる冷凍冷蔵庫に関する。   The present invention relates to a refrigerator-freezer that uses R290 (propane) as a refrigerant.

現在、家庭用の冷凍冷蔵庫においては、冷媒としてR600a(イソブタン)が主に使用されており、圧縮機としては回転数制御が可能な密閉型圧縮機が使用されている。また、冷媒としては、R290(プロパン)を用いることも検討されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−267312号公報
Currently, R600a (isobutane) is mainly used as a refrigerant in a domestic refrigerator-freezer, and a hermetic compressor capable of controlling the rotation speed is used as a compressor. In addition, the use of R290 (propane) as a refrigerant has been studied (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267312

しかしながら、従来においては、冷媒としてR290(プロパン)を用いた場合の圧縮機の効率の良い回転数制御については、検討されていない。   However, conventionally, efficient compressor speed control of a compressor when R290 (propane) is used as a refrigerant has not been studied.

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、冷媒としてR290(プロパン)を用いた冷凍冷蔵庫において、年間を通じて圧縮機が常に、最高効率付近で運転できるようにした冷凍冷蔵庫を提供することにある。   The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to allow the compressor to always operate near the maximum efficiency throughout the year in a refrigerator-freezer using R290 (propane) as a refrigerant. It is to provide a refrigerator-freezer.

上記課題を解決するため、請求項1記載のものは、冷媒としてのR290(プロパン)を用いる冷凍サイクルを備え、この冷凍サイクルは回転数制御が可能な密閉型往復動式の圧縮機を有し、この圧縮機の気筒内で前記冷媒を圧縮することにより、庫内を冷却する冷凍冷蔵庫において、前記庫内温度が所定の温度範囲に安定して制御される周囲温度30度±1℃における安定運転状態時における前記圧縮機の積算平均回転数が30〜40rpsとなるように気筒容積を選定したことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 includes a refrigeration cycle using R290 (propane) as a refrigerant, and the refrigeration cycle has a hermetic reciprocating compressor capable of controlling the rotational speed. In the refrigerator-freezer which cools the inside of the refrigerator by compressing the refrigerant in the cylinder of the compressor, the inside temperature is stably controlled within a predetermined temperature range. The cylinder volume is selected so that the accumulated average rotational speed of the compressor during operation is 30 to 40 rps.

本発明によれば、消費電力量を必要最小限に留めることができるようになるとともに、騒音を増大することなしに、現在、主流となっている冷媒R600a(イソブタン)を用いた家庭用の冷凍冷蔵庫に対し、年間消費電力量を大幅に低減することが可能となる。   According to the present invention, the amount of power consumption can be kept to the minimum necessary, and the refrigeration for home use using the refrigerant R600a (isobutane), which is currently mainstream, without increasing noise. Compared to the refrigerator, the annual power consumption can be greatly reduced.

以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の一実施の形態である家庭用の冷凍冷蔵庫を示す側断面図、図2はその冷却系統図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing a domestic refrigerator-freezer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cooling system diagram thereof.

冷凍冷蔵庫1は、断熱箱体2と内箱3で構成されている。冷凍冷蔵庫1の内部は、断熱仕切壁4によって上下に仕切られ、上部側が冷蔵室30、下部側が冷凍室40となっている。断熱仕切壁4により、冷蔵室30の冷気と冷凍室40の冷気とは完全に独立し、各冷気が混合することがない。   The refrigerator-freezer 1 includes a heat insulating box 2 and an inner box 3. The inside of the refrigerator-freezer 1 is divided into upper and lower parts by a heat insulating partition wall 4, and the upper side is a refrigerator compartment 30 and the lower part is a freezer compartment 40. Due to the heat insulating partition wall 4, the cold air in the refrigerator compartment 30 and the cold air in the freezer compartment 40 are completely independent, and the cold air is not mixed.

冷蔵室30の庫内は、冷蔵仕切板5によって冷蔵貯蔵室6と野菜室7とに仕切られている。冷凍室40の庫内は、第1冷凍室8と第2冷凍室9とから構成されている。各室6〜9には開閉扉51〜54それぞれが設けられている。   The inside of the refrigerator compartment 30 is partitioned into a refrigerator compartment 6 and a vegetable compartment 7 by the refrigerator compartment plate 5. The inside of the freezer compartment 40 is composed of a first freezer compartment 8 and a second freezer compartment 9. Each chamber 6-9 is provided with an open / close door 51-54.

野菜室7の背面側には冷蔵室蒸発器10と冷蔵室冷却ファン11が配置され、冷蔵室冷却ファン11は庫内温度変動や扉開閉によって任意に運転される。冷蔵貯蔵室6の背面側は、冷気を冷蔵室30内に供給するための冷気循環路12となっている。   A refrigerator compartment evaporator 10 and a refrigerator compartment cooling fan 11 are arranged on the back side of the vegetable compartment 7, and the refrigerator compartment cooling fan 11 is arbitrarily operated by changing the temperature inside the cabinet or opening and closing the door. The back side of the refrigerated storage chamber 6 is a cold air circulation path 12 for supplying cold air into the refrigerated chamber 30.

第1冷凍室8の背面側には冷凍室冷却ファン14、第2冷凍室9の背面側には冷凍室蒸発器13が配置され、冷気を循環させることによってこれら第1及び第2冷凍室8,9を冷却する。   A freezer compartment cooling fan 14 is disposed on the back side of the first freezer compartment 8, and a freezer compartment evaporator 13 is disposed on the back side of the second freezer compartment 9, and these first and second freezer compartments 8 are circulated by circulating cold air. , 9 is cooled.

冷凍冷蔵庫1の背面下部側には機械室15が設けられ、この機械室15には、図2に示すような冷凍サイクルを構成する圧縮機16と凝縮器17が配置され、圧縮機16から吐出された冷媒が凝縮器17を通った後、三方弁18の冷媒切替機構によって切替られた流路を通流するようにしてある。   A machine room 15 is provided on the lower back side of the refrigerator 1. In this machine room 15, a compressor 16 and a condenser 17 constituting a refrigeration cycle as shown in FIG. 2 are arranged, and discharged from the compressor 16. After the passed refrigerant passes through the condenser 17, it flows through the flow path switched by the refrigerant switching mechanism of the three-way valve 18.

三方弁18の一方の出口には冷蔵キャピラリ19と冷蔵室蒸発器10が順次接続され、三方弁の他方の出口には冷凍キャピラリ20と冷凍室蒸発器13とアキュムレータ21が順次接続されている。そして、アキュムレータ21の出口配管には、機械室15内において逆止弁22が接続され、この逆止弁22の出口側は冷蔵室蒸発器10の出口配管と合流して圧縮機16の吸込側に接続されている。   A refrigerating capillary 19 and a refrigerating chamber evaporator 10 are sequentially connected to one outlet of the three-way valve 18, and a refrigerating capillary 20, a refrigerating chamber evaporator 13 and an accumulator 21 are sequentially connected to the other outlet of the three-way valve. A check valve 22 is connected to the outlet pipe of the accumulator 21 in the machine chamber 15, and the outlet side of the check valve 22 joins with the outlet pipe of the refrigerator compartment evaporator 10 to the suction side of the compressor 16. It is connected to the.

三方弁18は、冷蔵室冷却系と冷凍室冷却系との流路を交互に切替えることが可能であると同時に、両流路を同時に遮断する全閉モードと同時に解放する全開モードの切替えも可能である。   The three-way valve 18 can alternately switch the flow path between the refrigerator compartment cooling system and the freezer compartment cooling system, and at the same time, can switch between the fully closed mode that simultaneously shuts off both flow paths and the fully open mode that opens. It is.

圧縮機16、冷却ファン11,14、三方弁18、凝縮器ファン23等の機械系の制御は、コントローラ60によって行われる。このコントローラ60は各所に設置されている冷媒温度センサや圧力センサ、圧縮機回転数センサの信号を入力し、それらの信号に基づき必要な制御、例えば、自動霜取り制御などを行う。     The controller 60 controls the mechanical system such as the compressor 16, the cooling fans 11 and 14, the three-way valve 18, and the condenser fan 23. The controller 60 inputs signals from refrigerant temperature sensors, pressure sensors, and compressor speed sensors installed at various locations, and performs necessary control based on these signals, for example, automatic defrost control.

次に、上記したように構成される冷凍冷蔵庫1の冷却制御動作について説明する。   Next, the cooling control operation of the refrigerator 1 configured as described above will be described.

冷凍室冷却モードの場合、冷媒は冷凍キャピラリ20で減圧されて冷凍室蒸発器13に入り、冷凍室40を冷却した後、再び圧縮機16に戻る。すなわち、冷媒は冷凍キャピラリ20、冷凍室蒸発器13、アキュムレータ21、逆止弁22の順に流れ、冷凍室冷却ファン14の運転によって冷気が庫内を循環し、第1及び第2冷凍室8,9を冷却する。   In the freezer compartment cooling mode, the refrigerant is decompressed by the freezing capillary 20 and enters the freezer compartment evaporator 13, cools the freezer compartment 40, and then returns to the compressor 16 again. That is, the refrigerant flows in the order of the freezing capillary 20, the freezing room evaporator 13, the accumulator 21, and the check valve 22, and the cold air circulates in the refrigerator by the operation of the freezing room cooling fan 14, and the first and second freezing rooms 8, 9 is cooled.

一方、三方弁18が切替り、冷蔵室冷却モードになった場合、冷媒は冷蔵キャピラリ19で減圧され、冷蔵室蒸発器10に入り、冷蔵室30を冷却した後、再び圧縮機16に戻る。すなわち、冷媒は冷蔵キャピラリ19、冷蔵室蒸発器10の順に流れ、冷蔵室ファン11の運転によって冷蔵貯蔵室6と野菜室7を冷却する。   On the other hand, when the three-way valve 18 is switched to enter the refrigerating chamber cooling mode, the refrigerant is decompressed by the refrigerating capillary 19, enters the refrigerating chamber evaporator 10, cools the refrigerating chamber 30, and then returns to the compressor 16 again. That is, the refrigerant flows in the order of the refrigerating capillary 19 and the refrigerating room evaporator 10, and cools the refrigerating storage room 6 and the vegetable room 7 by operating the refrigerating room fan 11.

ところで、上記した冷凍冷蔵庫1においては、冷媒としては、R290(プロパン)が用いられ、圧縮機16としては回転数制御が可能なDCモータ搭載の密閉小型往復動用ののものが使用されている。   By the way, in the above-described refrigerator 1, R290 (propane) is used as the refrigerant, and the compressor 16 is used for a hermetically small reciprocating motion mounted with a DC motor capable of controlling the rotational speed.

以下、この密閉小型往復動用圧縮機のカロリメータ試験特性について説明する。なお、圧縮機16の気筒容積は約5ccである。   Hereinafter, the calorimeter test characteristics of the hermetic compact reciprocating compressor will be described. The cylinder volume of the compressor 16 is about 5 cc.

図3中Aは、凝縮温度を38℃(冷凍冷蔵庫の周囲温度約30℃に相当)、図中Bは、凝縮温度を21℃(冷凍冷蔵庫の周囲温度約15℃に相当)、蒸発温度はいずれも−23.3℃とし、圧縮機16の回転数を変化させたときのCOP(成績係数)の測定結果を示すものである。   3A, the condensation temperature is 38 ° C. (corresponding to the ambient temperature of the refrigerator-freezer is about 30 ° C.), B in the figure is the condensation temperature of 21 ° C. (corresponding to the ambient temperature of the refrigerator-freezer is about 15 ° C.), and the evaporation temperature is In either case, the measurement result of COP (coefficient of performance) when the rotational speed of the compressor 16 is changed at −23.3 ° C. is shown.

図3中Aでは、30rps以上でCOPが高く40rps付近で最高効率を示す。30rps未満では効率が低く、特に、25rps以下での効率低下が著しい。低速側での効率低下が著しくなるのは、モータ効率の低下に加え、R290(プ口パン)は凝縮圧力がR600a(イソブタン)の2.5倍以上にもなる高圧冷媒であるため、本質的にピストン・シリンダ間の漏れ損失が大きい。したがって、1回転当たりの漏れ時間が長くなる低速ほどその影響が顕著に出てくるためと考えられる。気筒容積を3.8cc、4.6cc、5.5ccに変えて試験を行なっても同様で、この傾向は変らなかった。なお、40rpsを超えると、COPが徐々に低下するとともに、騒音が増大する。   In FIG. 3A, COP is high at 30 rps or higher, and the maximum efficiency is shown at around 40 rps. If it is less than 30 rps, the efficiency is low. In particular, the efficiency decreases significantly at 25 rps or less. The decrease in efficiency on the low speed side is significant because, in addition to the decrease in motor efficiency, R290 (Pump Pan) is a high-pressure refrigerant whose condensation pressure is 2.5 times or more that of R600a (isobutane). In addition, leakage loss between the piston and cylinder is large. Therefore, it is considered that the influence becomes more noticeable at a low speed at which the leakage time per rotation becomes longer. Even when the test was performed with the cylinder volume changed to 3.8 cc, 4.6 cc, and 5.5 cc, this tendency was the same, and this tendency did not change. If it exceeds 40 rps, the COP gradually decreases and the noise increases.

したがって.本条件(夏場想定)におけるR290(プ口パン)用圧縮機の省電力上の好ましい使い方としては、実使用時の冷蔵庫は熱負荷変動を受けることを考慮すると、夜間等扉開閉がなく熱負荷が小さい時には最高効率点(40rps付近)を含む低速側の30〜40rpsで運転し、かつ扉開閉が激しく熱負荷が大きくなった場合でも最高効率点から高速側に大きくずれないよう、好ましくは50rps以下で運転することが望ましいと言える。   Therefore. As a preferred method for power saving of the compressor for R290 (open mouth pan) under these conditions (summer summer assumption), considering that the refrigerator during actual use is subject to thermal load fluctuations, there is no door opening and closing at night etc. When it is small, it is preferably operated at 30 to 40 rps on the low speed side including the highest efficiency point (around 40 rps), and even if the door is opened and closed severely and the heat load increases, it is preferably 50 rps so that it does not deviate greatly from the highest efficiency point to the high speed side. It can be said that it is desirable to drive in the following.

図3中Bは、25〜30rps付近で最高効率を示し、効率低下が大きくなるのは,20rps以下となっている。Aに対し最高効率点が低速側に移動するのは、凝縮器温度、すなわち圧縮機吐出圧力が低い条件であることにより、ピストン・シリンダ間の圧縮機漏れ損失が減少するためである。すなわち、Aと同等の漏れ損失となる回転数が低速側に移動することと、低速になるほど機械損失が小さくなって行くことによる。   In FIG. 3, B shows the highest efficiency in the vicinity of 25 to 30 rps, and the decrease in efficiency is greater than 20 rps. The reason why the maximum efficiency point moves to the low speed side with respect to A is that the compressor leakage loss between the piston and the cylinder decreases due to the low condenser temperature, that is, the compressor discharge pressure. That is, the number of revolutions that causes a leakage loss equivalent to A moves to the low speed side, and the mechanical loss decreases as the speed decreases.

本条件(冬場想定)におけるR290(プ口パン)用圧縮機の省電力上の好ましい使われ方としては、20〜35rpsの間で運転されることが望ましいと言える。   It can be said that it is desirable to operate between 20-35 rps as a preferred usage for power saving of the compressor for R290 (bread bread) under this condition (presumed in winter).

AB間の条件におけるCOP曲線については、以上より、図中矢印線上を最高効率点とする曲線として移動して行くことが容易に推定される。   From the above, it is easily estimated that the COP curve in the condition between AB moves as a curve having the highest efficiency point on the arrow line in the figure.

図3中Cは、気筒容積10ccクラスの冷媒R600a(イソブタン)用圧縮機を、冷媒をR600a(イソブタン)としてAと同条件で測定した時の特性である。   C in FIG. 3 is a characteristic when a compressor for a refrigerant R600a (isobutane) having a cylinder capacity of 10 cc class is measured under the same conditions as A with the refrigerant as R600a (isobutane).

Aとは異なり、低速側での落込みはなく低速側ほど効率が良い。これは、R600a(イソブタン)の凝縮圧力がR290(プ口バン)の40%以下と非常に低いため、基本的に圧縮機の漏れ損失自体が小さく、低速でも漏れ損失がそれほど大きくならないためと考えられる。したがって、本条件(夏場想定)におけるR600a(イソブタン)用圧縮機の省電力上の好ましい使い方としては、できるだけ低速側で運転することが望ましいと言うことになる。   Unlike A, there is no drop on the low speed side and the efficiency is better on the low speed side. This is thought to be because the condensation pressure of R600a (isobutane) is very low, 40% or less of R290 (pouch van), and therefore the leakage loss of the compressor is basically small and the leakage loss is not so great even at low speeds. It is done. Therefore, it can be said that it is desirable to operate on the low speed side as much as possible as a preferred method for power saving of the compressor for R600a (isobutane) under this condition (summer summer assumption).

図4は、図3中のAおよびCを、横軸を冷凍能力にとって比較したものである。   FIG. 4 is a comparison of A and C in FIG. 3 with the horizontal axis as the refrigeration capacity.

周囲温度(室温)30℃における冷凍冷蔵庫での必要冷凍能力を200〜300Wとすると、R290(プ口パン)用の気筒容積5ccクラスで35〜50rpsでの運転になる。これと同等能力をR600a(イソブタン)用10ccクラスで出すためには、概ね55〜80rpsでの運転が必要であり、そのCOPを比較すると、R290(プ口パン)用のほうが10%以上良好となっている。   Assuming that the required refrigeration capacity in a refrigerator / freezer at an ambient temperature (room temperature) of 30 ° C. is 200 to 300 W, the operation is performed at 35 to 50 rps with a cylinder volume of 5 cc class for R290 (open mouth pan). In order to produce the same capacity in the 10 cc class for R600a (isobutane), it is necessary to operate at approximately 55 to 80 rps. Compared to the COP, the R290 (bread bread) is better than 10%. It has become.

すなわち、本例2機種の圧縮機を必要冷凍能力を200〜300Wとする冷凍冷蔵庫に搭載した場合、R290(プ口パン)用のほうが圧倒的に省電力になると言うこと示している。   That is, when the compressors of the two models of this example are mounted in a refrigerator-freezer having a required refrigeration capacity of 200 to 300 W, the R290 (bread pan) is overwhelmingly saving power.

なお、R600a(イソブタン)用の気筒容積を15〜20ccとして低速でも同等能力の出るような運転をすれば、効率の良い運転は可能である。   An efficient operation is possible if the cylinder capacity for R600a (isobutane) is set to 15 to 20 cc and operation is performed so that the same capacity can be obtained even at low speed.

しかし、R600a(イソブタン)用の外形は、おおよそ10から11ccクラスまでは、R290(プロパン)用5ccクラスの外形とほぼ同じ大きさで構成可能であるが、15〜20ccとなれば(現状に比べ非常に大きなものとなり、経済的間題(コストアップ)もさることながら、冷凍冷蔵庫仕様上も、機械室容積が増大することになり有効内容積の大幅減少、という基本的なデメリットが生じ、現実的とは言えない。   However, the outer shape for R600a (isobutane) can be configured with approximately the same size as the outer shape of the 5 cc class for R290 (propane) from about 10 to 11 cc class. In addition to the economic problems (cost increase), the refrigerator room specifications increase the volume of the machine room, resulting in the fundamental disadvantage of a significant reduction in the effective internal volume. It's not right.

ところで、上記した冷凍冷蔵庫1の圧縮機16としては、以下に示す条件において、圧縮運転中の積算平均回転数が30〜40rpsとなるような気筒容積のものが選定されている。   By the way, as the compressor 16 of the refrigerator-freezer 1 described above, a cylinder having a cylinder capacity such that the integrated average rotational speed during the compression operation is 30 to 40 rps is selected under the following conditions.

条件:JIS C 9801(2006)「家庭用電気冷蔵庫及び電気冷凍庫の特性及び試験方法」の第15項「消費電力量試験」で、室温30℃±1℃での試験において、測定開始から、扉開閉、負荷投入終了以降に到達(出現)する安定運転状態時(除霜時前後を除く)。   Conditions: JIS C 9801 (2006) “Characteristics and test method of household electric refrigerator and electric freezer”, Section 15 “Power consumption test”, test at room temperature 30 ℃ ± 1 ℃, from the start of measurement, door During stable operation that occurs (appears) after the opening / closing and load application ends (except before and after defrosting).

図5は上記JIS C 9801(2006)に規定されている「消費電力量試験」の方法を示すものである。   FIG. 5 shows a method of “power consumption test” defined in JIS C 9801 (2006).

この試験では、運転開始から少なくとも24時間運転を継続したのち、消費電力量の測定を24時間行なう。自動霜取り方式の場合には、上記運転開始から少なくとも24時間運転を継続したのちに最初に行われる霜取制御の終了から消費電力量を測定開始し、少なくとも24時間測定する。   In this test, after the operation is continued for at least 24 hours, the power consumption is measured for 24 hours. In the case of the automatic defrosting method, after the operation is continued for at least 24 hours from the start of the operation, the measurement of the power consumption is started from the end of the defrosting control that is first performed, and the measurement is performed for at least 24 hours.

また、冷却方式が、冷気強制循環方式の場合には、冷蔵庫扉と冷凍庫扉の開閉、及び負荷投入を上記測定開始後、2時間経過した時点から行なう。冷蔵庫扉は8分ごとに1回、計35回開閉する。この冷蔵庫扉の開閉角度は90°±5°、開放時間10秒間(全開放時間5秒以上)とする。また、冷凍庫扉は40分ごとに1回、計8回開閉する。この冷凍庫扉の開閉角度は90°±5°、開放時間10秒間(全開放時間5秒以上)とする。   Further, when the cooling method is a cold air forced circulation method, opening and closing of the refrigerator door and the freezer door and loading of the load are performed after 2 hours have elapsed since the start of the measurement. The refrigerator door opens and closes once every 8 minutes, for a total of 35 times. The opening / closing angle of the refrigerator door is 90 ° ± 5 ° and the opening time is 10 seconds (the total opening time is 5 seconds or more). The freezer door opens and closes once every 40 minutes, for a total of 8 times. The open / close angle of the freezer door is 90 ° ± 5 ° and the opening time is 10 seconds (total opening time is 5 seconds or more).

ここで、安定運転状態時とは、消費電力量の測定開始後の霜取り制御の制御開始前7時間〜2時間における運転状態時である。   Here, the stable operation state is an operation state during 7 hours to 2 hours before the start of control of the defrosting control after the start of measurement of power consumption.

図6は、上記した冷蔵冷凍庫1の「消費電力量試験」を室温30℃±1℃にて行った時、圧縮機16の運転回転数が時間的にどのように変化するのかの一例を示すものである。   FIG. 6 shows an example of how the rotational speed of the compressor 16 changes with time when the above-described “power consumption test” of the refrigerated refrigerator 1 is performed at room temperature of 30 ° C. ± 1 ° C. Is.

本試験は、一般家庭での夏場の実使用状態を模擬(想定)したものであり、冷凍冷蔵庫1が、年間の通常使用状態の中で最も熱負荷が大きくなる夏場において、圧縮機16の運転回転数がどのように変化するかを示すものである。   This test simulates (assumes) the actual use state in a general household in the summer, and the refrigerator 16 operates the compressor 16 in the summer when the heat load is greatest in the normal use state of the year. It shows how the rotational speed changes.

圧縮機16の回転数は安定時の35rpsから扉開閉、負荷投入時の概ね50rpsの間を行き来している。これは図3中Aに示すように、圧縮機16の最高効率点40rps付近を含み、常に効率の頂上付近(効率低下が少ない状態)で運転されるということであり、省電力上最も好ましい運転パターンの内のーつとなっていることが分かる。     The rotation speed of the compressor 16 goes back and forth between 35 rps at the stable time and approximately 50 rps at the time of door opening and closing and loading. As indicated by A in FIG. 3, this means that the compressor 16 is always operated near the top of efficiency (state where there is little decrease in efficiency), including the vicinity of the highest efficiency point of 40 rps, and the most preferable operation in terms of power saving. You can see that it is one of the patterns.

すなわち、この冷凍冷蔵庫1は、少なくとも、年間を通じ通常使用状態の中で最も熱負荷が大きくなる夏場において、最も効率の良い運転をすることができるということを意味している。   That is, this refrigerator-freezer 1 means that the most efficient operation can be performed at least in the summer when the heat load is greatest during normal use throughout the year.

また,騒音的にも、圧縮機16の回転数が60rpsを越えるような高速運転の出現が見られず、夏場以外はさらに回転数が落ちることより、年間を通してより静粛な運転が可能となる。     In terms of noise, the appearance of high speed operation in which the rotational speed of the compressor 16 exceeds 60 rps is not observed, and the rotational speed further decreases except in summer, so that quieter operation is possible throughout the year.

一方、この冷凍冷蔵庫1を、室温15℃±1℃にて前述の「消費電力量試験」を行った場合、
その圧縮機16の運転回転数は(図は省略)、概ね20〜35rpsの間を行き来する。これは図3中Bに示すように、圧縮機16の最高効率点25〜30rpsを含み、常に効率の頂上付近(効率低下が少ない状態)で運転されるということであり、省電力上最も好ましい運転パターンの内のーつになっていることが分かる。
On the other hand, when this refrigerator-freezer 1 was subjected to the above-mentioned “power consumption test” at room temperature of 15 ° C. ± 1 ° C.,
The operating speed of the compressor 16 (not shown) is approximately between 20 and 35 rps. As shown in FIG. 3B, this includes the highest efficiency point of 25-30 rps of the compressor 16 and is always operated near the top of efficiency (state where there is little reduction in efficiency), which is most preferable in terms of power saving. You can see that this is one of the driving patterns.

本試験は、一般家庭での冬場の実使用状態を模擬(想定)したものであり、冷凍冷蔵庫1は、年間を通じ通常使用状態の中で最も熱負荷が小さくなる冬場においても、最も効率の良い運転をすることができるということを意味している。   This test simulates (assumes) the actual winter usage in a general household. The refrigerator-freezer 1 is most efficient even in winter when the heat load is the lowest in normal usage throughout the year. It means that you can drive.

冷凍冷蔵庫1が、室温30℃(夏場)〜室温15℃(冬場)の間で運転された場合、室温が低下すると熱負荷が減少するため、圧縮機16の回転数は低速側に移動する。しかし、この圧縮機16の回転数の低速側への移動にともなって凝縮器17の温度が低下するため、圧縮機16の吐出圧力が減少する。これにより、ピストン・シリンダ間の圧縮機漏れ損失が減少することになり、また摺動速度の低下にともない機械損失も減少するため、最高効率点は低速側に移動することになる。   When the refrigerator-freezer 1 is operated between a room temperature of 30 ° C. (summer) and a room temperature of 15 ° C. (winter), the heat load is reduced when the room temperature is lowered, so the rotational speed of the compressor 16 moves to the low speed side. However, since the temperature of the condenser 17 decreases as the rotational speed of the compressor 16 moves to the low speed side, the discharge pressure of the compressor 16 decreases. As a result, the compressor leakage loss between the piston and the cylinder is reduced, and the mechanical loss is also reduced as the sliding speed is lowered. Therefore, the highest efficiency point moves to the low speed side.

すなわち、室温が低下するとともに、圧縮機16の回転数は低速側に移動して行くが、この移動にともなって圧縮機16の最高効率点も図3中の矢印線上を低速側に移動して行くことにより、効率の頂上付近(効率低下が少ない状態)での運転状態は継続されることになる。   That is, as the room temperature decreases, the rotational speed of the compressor 16 moves to the low speed side. With this movement, the maximum efficiency point of the compressor 16 also moves to the low speed side on the arrow line in FIG. By going, the operation state in the vicinity of the peak of efficiency (a state in which the efficiency decrease is small) is continued.

以上のように、夏場の実使用状態を想定した室温30℃の「消費電力量試験」において、安定運転状態時における圧縮機の積算平均回転数が、圧縮機の最高効率点(40rps付近)よりも低速側にあたる30〜40rpsとなるように圧縮機の気筒容積を選定するため、通常使用状態において、年間を通じ圧縮機が常に最高効率付近で運転されるようになり、冷凍冷蔵庫1の消費電力量を必要最小限に留めることができるようになるとともに、現在主流となっている冷媒R600a(イソブタン)を用いた家庭用冷蔵庫に対しても、特に大型タイプになるほど年間消費電力量を大幅に低減することが可能となる。   As described above, in the “power consumption test” at room temperature of 30 ° C. assuming actual use in summer, the cumulative average rotational speed of the compressor in the stable operation state is from the highest efficiency point of the compressor (near 40 rps). Since the cylinder volume of the compressor is selected to be 30 to 40 rps corresponding to the low speed side, the compressor is always operated near the maximum efficiency throughout the year in the normal use state. Can be kept to the minimum necessary, and even for household refrigerators that use the refrigerant R600a (isobutane), which is currently the mainstream, the annual power consumption is greatly reduced as the size of the refrigerator increases. It becomes possible.

また、特殊モード(急速冷凍、急速製氷等)を除き、夏場でも圧縮機の(回転数が60rpsを越えるような)高速運転の出現が押さえられ、年間を通してより静粛運転が可能となる。   In addition, except for special modes (rapid freezing, rapid ice making, etc.), the appearance of high-speed operation (such as the rotation speed exceeding 60 rps) of the compressor is suppressed even in summer, and quieter operation is possible throughout the year.

さらに、上記した冷凍冷蔵庫1の圧縮機16としては、上記JIS C 9801(2006)の条件に限らず、例えば、以下に示す条件において、圧縮運転中の積算平均回転数が30〜40rpsとなるような気筒容積のものが選定されても良い。   Further, the compressor 16 of the refrigerator-freezer 1 described above is not limited to the conditions of JIS C 9801 (2006). For example, under the following conditions, the integrated average rotational speed during the compression operation is 30 to 40 rps. A cylinder with a large cylinder volume may be selected.

室温30℃±1℃で、冷凍冷蔵庫の庫内に負荷を入れない状態で運転を開始し、運転開始後、扉を開閉することなく、24時間経過後の霜取り制御終了後、4時間経過後から次回の霜取り開始前2時間における運転状態。   Start at a room temperature of 30 ° C ± 1 ° C with no load in the refrigerator. After starting operation, without opening and closing the door, after defrosting control after 24 hours, after 4 hours To 2 hours before the next start of defrosting.

この場合にも、通常使用状態において、年間を通じ圧縮機が常に最高効率付近で運転されるようになり、冷凍冷蔵庫1の消費電力量を必要最小限に留めることができる。   Also in this case, the compressor is always operated near the maximum efficiency throughout the year in the normal use state, and the power consumption of the refrigerator-freezer 1 can be kept to the minimum necessary.

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment mentioned above. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.

本発明の一実施の形態である冷凍冷蔵庫の内部構成を概略的に示す図。The figure which shows schematically the internal structure of the refrigerator-freezer which is one embodiment of this invention. 図1の冷凍冷蔵庫の冷凍サイクル装置を示す図。The figure which shows the refrigerating-cycle apparatus of the freezer refrigerator of FIG. 消費電力量試験時を想定して行なった圧縮機単体のカロリーメータ試験の結果を示す図。The figure which shows the result of the calorimeter test of the compressor single-piece | unit performed assuming the time of the power consumption amount test. 図1のR290(プロパン)を用いる冷凍冷蔵庫と、冷媒としてR600a(イソブタン)を用いる冷凍冷蔵庫の冷凍能力を比較して示す図。The figure which compares and shows the refrigerating capacity of the refrigerator-freezer which uses R290 (propane) of FIG. 1, and the refrigerator-freezer which uses R600a (isobutane) as a refrigerant | coolant. 消費電力量の試験方法を示す図。The figure which shows the test method of power consumption. 消費電力量試験を室温30℃で行なったときの圧縮機の運転回数の変化を示す図。The figure which shows the change of the frequency | count of a driving | operation of a compressor when a power consumption test is performed at room temperature 30 degreeC.

符号の説明Explanation of symbols

1…冷凍冷蔵庫、16…圧縮機、60…制御手段   1 ... Refrigerated refrigerator, 16 ... Compressor, 60 ... Control means

Claims (2)

冷媒としてR290(プロパン)を用いる冷凍サイクルを備え、この冷凍サイクルは回転数制御が可能な密閉型往復動式の圧縮機を有し、この圧縮機の気筒内で前記冷媒を圧縮することにより、庫内を冷却する冷凍冷蔵庫において、
前記庫内温度が所定の温度範囲に安定して制御される周囲温度30度±1℃における安定運転状態時における前記圧縮機の積算平均回転数が30〜40rpsとなるように前記圧縮機の気筒容積を選定したことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
It has a refrigeration cycle using R290 (propane) as a refrigerant, and this refrigeration cycle has a hermetic reciprocating compressor capable of controlling the rotation speed, and by compressing the refrigerant in a cylinder of the compressor, In the refrigerator-freezer that cools the interior,
Cylinders of the compressor so that the integrated average rotation speed of the compressor is 30 to 40 rps in a stable operation state at an ambient temperature of 30 degrees ± 1 ° C where the internal temperature is stably controlled within a predetermined temperature range. A refrigerator-freezer characterized in that the volume is selected.
自動霜取制御を行う制御手段を備え、
前記安定運転状態は、JIC C 9801(2006)「家庭用電気冷蔵庫及び電気冷凍庫の特性及び試験方法」の第15項「消費電力量試験」における周囲温度+30℃±1℃の試験において、消費電力量の測定開始後、霜取り開始前7時間〜2時間の間における運転状態であることを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。
Equipped with a control means for performing automatic defrosting control,
The stable operation state is the power consumption in the test of ambient temperature + 30 ° C. ± 1 ° C. in Section 15 “Power Consumption Test” of JIC C 9801 (2006) “Characteristics and Test Methods of Home Electric Refrigerator and Electric Freezer”. The refrigerator-freezer according to claim 1, wherein the refrigerator is in an operating state between 7 hours and 2 hours before the start of defrosting after the measurement of the amount is started.
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