JP2019138495A - refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷蔵庫に関する。 The present invention relates to a refrigerator.
蒸発器に付着した霜を融解する除霜機能を備える冷蔵庫が知られている。除霜機能は、蒸発器の下方に除霜ヒータを設け、この除霜ヒータに通電することで実現することが一般的である。一方、特許文献1には、圧縮機の出口と、蒸発器に配設される除霜パイプとを接続する経路を設け、圧縮機から吐出される高温の冷媒を除霜パイプに供給して除霜を行う冷蔵庫が開示されている。特許文献1の冷蔵庫は、圧縮機の熱を除霜に利用できる。 A refrigerator having a defrosting function for melting frost attached to an evaporator is known. The defrosting function is generally realized by providing a defrosting heater below the evaporator and energizing the defrosting heater. On the other hand, Patent Document 1 provides a path that connects the outlet of the compressor and a defrost pipe disposed in the evaporator, and supplies the high-temperature refrigerant discharged from the compressor to the defrost pipe for removal. A refrigerator for frosting is disclosed. The refrigerator of patent document 1 can utilize the heat of a compressor for defrosting.
特許文献1の構成では、除霜時に三方弁を用いて冷媒の流路を除霜パイプに切り換えるが、三方弁を流れる冷媒の流速が速いため、三方弁において音が発生する。冷蔵庫の近くのユーザは、この音を不快に感じる。 In the configuration of Patent Document 1, the flow path of the refrigerant is switched to the defrost pipe using a three-way valve at the time of defrosting. However, since the flow rate of the refrigerant flowing through the three-way valve is high, sound is generated in the three-way valve. Users near the refrigerator feel this sound uncomfortable.
そこで本発明は、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、ユーザが不快に感じる音の発生を抑制する冷蔵庫を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the refrigerator which suppresses generation | occurrence | production of the sound which a user feels unpleasant, utilizing the heat of a compressor for a defrost.
上述した課題を解決するために、本発明が提供する冷蔵庫は、圧縮機、第1の凝縮器、第2の凝縮器、蒸発器とを少なくとも備え、前記圧縮機から前記第1の凝縮器に冷媒が供給される冷凍サイクルを有する冷蔵庫であって、前記冷凍サイクルは、前記第1の凝縮器の下流側で、冷気を生成するために冷媒を前記蒸発器に供給する冷却経路と、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を前記蒸発器に供給することで除霜を行う除霜経路とに分岐し、前記冷却経路において、冷媒は、前記第2の凝縮器を通過したうえで前記蒸発器に供給され、前記除霜経路を流れる冷媒は、前記圧縮機から前記第1の凝縮器に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、前記除霜経路において、蓄冷剤と蒸発機構とで構成される蓄冷器が、前記冷蔵庫の貯蔵室の近傍、かつ、前記蒸発器の下流側に設けられ、前記除霜経路において前記蒸発器から吐出した冷媒は、前記蓄冷器において蒸発したうえで前記圧縮機に戻ることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a refrigerator provided by the present invention includes at least a compressor, a first condenser, a second condenser, and an evaporator, and the compressor to the first condenser. A refrigerator having a refrigeration cycle to which a refrigerant is supplied, the refrigeration cycle having a cooling path for supplying the refrigerant to the evaporator to generate cold air downstream of the first condenser, and a refrigerant The refrigerant is heated and branched to a defrosting path for defrosting by supplying the heated refrigerant to the evaporator. In the cooling path, the refrigerant passes through the second condenser and then enters the evaporator. The supplied refrigerant flowing through the defrosting path is heated by exchanging heat with the path through which the refrigerant is supplied from the compressor to the first condenser. In the defrosting path, the regenerator and the evaporation mechanism are heated. A regenerator comprised of the refrigerator storage room Near and, provided downstream of the evaporator, the refrigerant discharged from the evaporator in the defrosting path, characterized in that return to the compressor after having evaporated in the regenerator.
本発明によれば、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、ユーザが不快に感じる音の発生を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the sound which a user feels unpleasant can be suppressed, utilizing the heat of a compressor for a defrost.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
(実施形態)
図1は、冷蔵庫100の縦断面を示す図である。冷蔵庫100は、冷蔵室101、冷蔵室101の下部に設けられた冷凍室102、冷蔵庫100の上部に設けられた第1の機械室103、冷蔵庫100の下部に設けられた第2の機械室104とを有する。また、冷蔵庫100は、冷凍サイクルを構成する部品として、第1の機械室103に収容されている圧縮機105、冷凍室102の背面に収容されている蒸発器106、第2の機械室104に収容されている第1の凝縮器107を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention.
(Embodiment)
FIG. 1 is a view showing a longitudinal section of the
第2の機械室104は、隔壁108によって2つの区画に分割されている。隔壁108には、第1の凝縮器107を空冷するファン109が設けられている。ファン109の風上側に第1の凝縮器107が収容されていて、ファン109の風下側に蒸発皿110が収容されている。
The
冷凍室102には、蒸発器106が生成する冷気を冷蔵室101と冷凍室102に供給する冷却ファン111、冷凍室102に供給される冷気を遮断するための冷凍室ダンパー112が収容されている。また、冷蔵室101には、冷蔵室101に冷気を供給するダクト113、冷蔵室101に供給される冷気を遮断するための冷蔵室ダンパー114が収容されている。また、冷凍室102には、蒸発器106の温度を検出するための温度センサ115が収容されている。
The
また、冷凍室102の上部の壁(冷凍室102と冷蔵室101の仕切り壁)には、蓄冷器116が埋設されている。蓄冷器116は、融点が−21℃〜−31℃の蓄冷剤と蒸発機構とで構成される。蓄冷器116は、後述の除霜経路において、凝縮した冷媒を気化し、更に冷媒が気化した際の冷却エネルギーを貯留する。
A
なお、図1で説明した構成の他に、冷蔵庫100は、除霜ヒータ200や図2で説明する冷凍サイクルを構成する部品を収容している。
In addition to the configuration described with reference to FIG. 1, the
次に図2を用いて、冷蔵庫100の冷凍サイクルを説明する。圧縮機105から吐出された冷媒は、第1の凝縮器107で外気と熱交換を行い、一部の気体を残して凝縮する。第1の凝縮器107を通過した冷媒は、ドライバ201によって水分が除去され、流路切り換えバルブ202に流入する。流路切り換えバルブ202に流入する冷媒は、液相冷媒と気相冷媒が混在する状態である。流路切り換えバルブ202によって、冷媒の流路は、冷却経路と除霜経路とに分岐する。冷却経路は、冷気を生成するために冷媒を蒸発器106に供給する経路である。一方、除霜経路は、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を蒸発器106に供給することで除霜を行う経路である。
Next, the refrigeration cycle of the
まず、冷却経路について説明する。冷却経路は、流路切り換えバルブ202から第2の凝縮器203に冷媒が流れる経路である。第2の凝縮器203は、冷蔵庫100の扉(冷蔵室101の扉と冷凍室102の扉のいずれか、又は、両方)に這わされている。第2の凝縮器203を通過する冷媒は、外部に放熱することで冷蔵庫100の扉を温め、冷蔵庫100の扉で結露が発生することを防止する。第2の凝縮器203を通過して液化した冷媒は、第1の絞り204によって減圧され、蒸発器106で蒸発する。冷媒が蒸発器106で蒸発することで冷気が生成され、この冷気が冷蔵室101と冷凍室102の冷却に利用される。なお、第2の凝縮器203と第1の絞り204との間には、二方弁205が設けられている。蒸発器106を通過した冷媒は、第1の吸入管206を介して圧縮機105に戻る。
First, the cooling path will be described. The cooling path is a path through which the refrigerant flows from the flow
次に、除霜経路について説明する。除霜経路は、流路切り換えバルブ202から第2の絞り207に冷媒が流れる経路である。冷媒は第2の絞り207によって減圧され、第2の絞り207を通過した冷媒は、第1の熱交換部208において、圧縮機105から第1の凝縮器107に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、気化する。そして、蒸発器106に供給された冷媒が蒸発器106を加熱することで、蒸発器106の除霜が実現される。
Next, the defrosting path will be described. The defrosting path is a path through which the refrigerant flows from the flow
なお、第2の絞り207から吐出された冷媒が流れる配管を、圧縮機105から第1の凝縮器107に冷媒が供給される配管の一部と例えば1m〜2m程度はんだ付けすることで、第1の熱交換部208が形成される。また、第1の熱交換部208を冷蔵庫100の筐体の外壁面に形成することで、筐体の顕熱を、除霜経路における冷媒の加熱に利用できる。
The pipe through which the refrigerant discharged from the
また、冷媒が第1の凝縮器107を通過することで、冷媒の一部が液化して冷媒の体積が減少し、流路切り換えバルブ202を流れる冷媒の流速が遅くなる。圧縮機105から吐出された、流速が速い気相冷媒がそのまま流路切り換えバルブ202を流れる訳ではないため、ユーザが不快に感じる音が流路切り換えバルブ202から発生することを抑制できる。
Further, when the refrigerant passes through the
除霜経路について引き続き説明する。蒸発器106を加熱しながら凝縮した冷媒は、第3の絞り209によって再度減圧され、蓄冷器116の蒸発機構によって蒸発する。蓄冷器116を通過した冷媒は、第2の吸入管210を介して圧縮機105に戻る。第2の吸入管210を流れる冷媒は、第2の熱交換部211において、第1の熱交換部208の下流側、かつ、蒸発器106の上流側にあたる蒸発経路の一部と熱交換することで加熱される。第2の吸入管210を流れる気相冷媒を第2の熱交換部211において加熱することで、外気に曝される圧縮機105の近傍で第2の吸入管210が結露することを抑制できる。なお、冷媒が蓄冷器116の蒸発機構によって蒸発する際に発生する冷却エネルギーは蓄冷剤に貯留され、除霜完了後に冷凍室102の冷却に利用される。
Next, the defrosting path will be described. The refrigerant condensed while heating the
本実施形態では、蓄冷器116を冷凍室102の上部の壁に埋設すると説明したが、これは、蓄冷器116の蓄冷剤が凝固しないようにするためである。一般的に冷凍室102の温度設定をより低温に設定すると、冷凍室102は−22℃〜−25℃になる。一方、冷凍室102の上部の壁は冷凍室102の中心の温度よりも5℃〜10℃程度高い。従って、蓄冷器116を冷凍室102の上部の壁に埋設することで、冷凍室102の温度設定をより低温に設定した場合であっても、蓄冷器116の蓄冷剤が凝固することを防止できる。なお、蓄冷器116の蓄冷剤が凝固することを防止できれば、蓄冷器116を埋設する場所は冷凍室102の上部の壁に限らず、冷凍室102の近傍の他の場所であっても良い。また、蓄冷器116は、冷凍室102とは異なる他の貯蔵室、例えば冷蔵室101の近傍に埋設しても良い。
In the present embodiment, it has been described that the
次に図3を用いて、蒸発器106の除霜を行う除霜モードにおける、冷蔵庫100の動作を説明する。図3は、左から右に進むにつれて時間の経過が進むことを示す。
Next, operation | movement of the
圧縮機105の「ON」は、圧縮機105が動作していることを示す。また、圧縮機105の「OFF」は、圧縮機105が停止していることを示す。
“ON” of the
流路切り換えバルブ202の「冷却」は、流路切り換えバルブ202から冷却経路への流路が開放され、流路切り換えバルブ202から除霜経路への流路が閉塞されていることを示す。また、流路切り換えバルブ202の「除霜」は、流路切り換えバルブ202から除霜経路への流路が開放され、流路切り換えバルブ202から冷却経路への流路が閉塞されていることを示す。また、流路切り換えバルブ202の「全閉」は、流路切り換えバルブ202から冷却経路への流路、及び、流路切り換えバルブ202から除霜経路への流路の両方が閉塞されていることを示す。
“Cooling” of the flow
二方弁205の「開放」は、二方弁205が開放されていることを示す。また、二方弁205の「閉塞」は、二方弁205が閉塞されていることを示す。
“Open” of the two-
冷却ファン111の「ON」は、冷却ファン111が動作していることを示す。また、冷却ファン111の「OFF」は、冷却ファン111が停止していることを示す。
“ON” of the cooling
冷凍室ダンパー112の「開放」は、冷凍室ダンパー112が開放されていることを示す。また、冷凍室ダンパー112の「閉塞」は、冷凍室ダンパー112が閉塞されていることを示す。
“Open” of the
冷蔵室ダンパー114の「開放」は、冷蔵室ダンパー114が開放されていることを示す。また、冷蔵室ダンパー114の「閉塞」は、冷蔵室ダンパー114が閉塞されていることを示す。
“Open” of the
除霜ヒータ200の「ON」は、除霜ヒータが通電され、除霜ヒータによる除霜が行われていることを示す。一方、除霜ヒータ200の「OFF」は、除霜ヒータへの通電が停止し、除霜ヒータによる除霜が行われていないことを示す。
“ON” of the
タイミングT1は、圧縮機105の運転時間の累積が所定時間に達したタイミングである。タイミングT1において、冷蔵庫100は、通常の冷却モードから除霜モードに移行する。除霜によって冷凍室102の温度が上昇することが想定されるため、冷蔵庫100は、冷凍室ダンパー112をしばらくの間開放することで、除霜を開始する前に冷凍室102の温度を低下させる。
Timing T1 is a timing at which the accumulated operation time of the
次にタイミングT2において、流路切り換えバルブ202の状態が「冷却」から「除霜」に切り換わる。タイミングT2において冷媒の流路が冷却経路から除霜経路に切り換わることで、加熱された冷媒が蒸発器106に供給されるようになり、蒸発器106の除霜が開始される。除霜経路による除霜は、蒸発器106の上側で行われる。蒸発器106の下側の除霜は、後述する除霜ヒータ200によって行われる。
Next, at the timing T2, the state of the flow
また、タイミングT2において、二方弁205の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わる。タイミングT2において二方弁205を閉塞することで、蒸発器106による冷気の生成が停止した状態で除霜が開始されることになり、除霜の効率が向上する。また、タイミングT2において、冷凍室ダンパー112の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わり、冷蔵室ダンパー114の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わる。これは、冷蔵室101の内部の空気を循環させながら蒸発器106を空気側からも加熱することで、蒸発器106の配管に残留する冷媒を蒸発させて圧縮機105に戻すためである。
Further, at the timing T2, the state of the two-
次にタイミングT3において、冷却ファン111の状態が「ON」から「OFF」に切り換わり、冷蔵室ダンパー114の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わる。蔵室ダンパー114を閉塞し、かつ、冷却ファン111を停止するのは、蒸発器106の配管に残留する冷媒が蒸発し、蒸発器106の温度が冷蔵室101の空気温度に近づいて熱交換が困難になるからである。
Next, at timing T3, the state of the cooling
次にタイミングT4において、冷凍室ダンパー112の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わり、除霜ヒータ200の状態が「OFF」から「ON」に切り換わる。除霜ヒータ200への通電が開始されることで、蒸発器106の下側の除霜が開始される。
Next, at the timing T4, the state of the
タイミングT5は、温度センサ115が検知する温度が所定の温度に達したタイミングであり、蒸発器106の除霜が完了したと冷蔵庫100が判断するタイミングである。タイミングT5において、流路切り換えバルブ202の状態が「除霜」から「冷却」に切り換わり、除霜ヒータ200の状態が「ON」から「OFF」に切り換わる。タイミングT5において、二方弁205を閉塞したまま流路切り換えバルブ202の状態を「除霜」から「冷却」に切り換えるのは、流路切り換えバルブ202を通過する冷媒の流速を抑え、ユーザが不快に感じる音が発生することを抑制するためである。
Timing T5 is a timing at which the temperature detected by the
次にタイミングT6において、二方弁205の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わり、冷却ファン111の状態が「OFF」から「ON」に切り換わり、冷蔵室ダンパー114の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わる。タイミングT6において、冷蔵庫100は除霜モードから冷却モードに移行する。
Next, at the timing T6, the state of the two-
図3に示す通り、冷蔵庫100は、圧縮機105を動作させたまま除霜モードから冷却モードに移行する。もし、冷蔵庫100が除霜モードから冷却モードに移行した直後に圧縮機105を停止すると、高圧の冷媒が蓄冷器116に流入し、蓄冷器116に貯留した冷却エネルギーが失われてしまう。冷蔵庫100は、圧縮機105を動作させたまま除霜モードから冷却モードに移行することで、高圧の冷媒が蓄冷器116に流入することを防止できる。
As shown in FIG. 3, the
次に、冷蔵庫100が実行する処理を、図4のフローチャートに示す。図4のフローチャートに示す各ステップは、冷蔵庫100のCPUが冷蔵庫100のROM等のメモリに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。なお、CPUやROMは図1には図示されていないが、CPUやROMで構成される制御コントローラが冷蔵庫100の天面に収容されている。
Next, the process executed by the
ステップ401において、CPUは、除霜を行うか否かを判定する。本実施形態では、圧縮機105の運転時間の累積が所定時間に達した場合に、除霜を行うとCPUが判定し、処理はステップ402に進む。
In step 401, the CPU determines whether to perform defrosting. In this embodiment, when accumulation of the operation time of the
次にステップ402において、CPUは、冷媒の流路を除霜経路に切り換える。CPUは、冷媒の流路を冷却経路から除霜経路に切り換えるように流路切り換えバルブ202を制御する。冷媒の流路が除霜経路に切り換わることで、第1の熱交換部208で加熱された冷媒が蒸発器106に供給されるようになり、蒸発器106の除霜が行われる。なお、除霜経路による除霜は、蒸発器106の上側を中心に行われる。
Next, in step 402, the CPU switches the refrigerant flow path to the defrosting path. The CPU controls the flow
次にステップ403において、CPUは、除霜ヒータ200の動作を開始する。CPUが除霜ヒータ200への通電を開始することで、蒸発器106の除霜が行われる。なお、除霜ヒータ200による除霜は、蒸発器106の下側を中心に行われる。
Next, in step 403, the CPU starts the operation of the
次にステップ404において、CPUは、除霜が完了したか否かを判定する。本実施形態では、温度センサ115が検知する温度が所定の温度に達した場合に、除霜が完了したとCPUが判定し、処理はステップ405に進む。
Next, in step 404, the CPU determines whether or not the defrosting is completed. In the present embodiment, when the temperature detected by the
次にステップ405において、CPUは、冷媒の流路を冷却経路に戻し、また、除霜ヒータ200の動作を停止する。CPUは、冷媒の流路を除霜経路から冷却経路に切り換えるように流路切り換えバルブ202を制御する。また、CPUは、除霜ヒータ200への通電を停止する。
Next, in step 405, the CPU returns the refrigerant flow path to the cooling path, and stops the operation of the
本実施形態では、1つのCPUが図4のフローチャートに示す各ステップが実現されると説明したが、複数のCPUが協働することで実現される構成にしても良い。また、図3で説明した各タイミングの動作も、冷蔵庫100のCPUが冷蔵庫100のROM等のメモリに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。
In the present embodiment, it has been described that each step shown in the flowchart of FIG. 4 is realized by one CPU, but a configuration realized by cooperation of a plurality of CPUs may be adopted. The operation at each timing described in FIG. 3 is also realized by the CPU of the
本実施形態によれば、除霜経路を流れる冷媒が、第1の熱交換部208において圧縮機105から吐出された高温の冷媒によって加熱されるため、圧縮機105の熱を除霜に利用できる。圧縮機105の熱を除霜に利用することで、除霜ヒータ200に通電する時間を短縮できるため、除霜時の冷蔵庫100の消費電力を低減できる。また、圧縮機105から吐出された冷媒がそのまま流路切り換えバルブ202を流れる訳ではないため、ユーザが不快に感じる音が流路切り換えバルブ202から発生することを抑制できる。
According to this embodiment, since the refrigerant flowing through the defrosting path is heated by the high-temperature refrigerant discharged from the
本発明は、家庭用の冷蔵庫や冷凍庫、業務用の冷蔵庫や冷凍庫に適用できる。 The present invention can be applied to household refrigerators and freezers, and commercial refrigerators and freezers.
100 冷蔵庫
105 圧縮機
106 蒸発器
107 第1の凝縮器
116 蓄冷器
200 除霜ヒータ
202 流路切り換えバルブ
208 第1の熱交換部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記冷凍サイクルは、前記第1の凝縮器の下流側で、冷気を生成するために冷媒を前記蒸発器に供給する冷却経路と、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を前記蒸発器に供給することで除霜を行う除霜経路とに分岐し、
前記冷却経路において、冷媒は、前記第2の凝縮器を通過したうえで前記蒸発器に供給され、
前記除霜経路を流れる冷媒は、前記圧縮機から前記第1の凝縮器に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、
前記除霜経路において、蓄冷剤と蒸発機構とで構成される蓄冷器が、前記冷蔵庫の貯蔵室の近傍、かつ、前記蒸発器の下流側に設けられ、
前記除霜経路において前記蒸発器から吐出した冷媒は、前記蓄冷器において蒸発したうえで前記圧縮機に戻ることを特徴とする冷蔵庫。 A refrigerator having at least a compressor, a first condenser, a second condenser, and an evaporator, and having a refrigeration cycle in which a refrigerant is supplied from the compressor to the first condenser,
The refrigeration cycle is a downstream side of the first condenser, a cooling path for supplying refrigerant to the evaporator to generate cold air, heating the refrigerant, and supplying the heated refrigerant to the evaporator Branch to the defrosting path to defrost at
In the cooling path, the refrigerant passes through the second condenser and is then supplied to the evaporator.
The refrigerant flowing through the defrosting path is heated by exchanging heat with the path through which the refrigerant is supplied from the compressor to the first condenser,
In the defrosting path, a regenerator composed of a regenerator and an evaporation mechanism is provided in the vicinity of the refrigerator storage room and on the downstream side of the evaporator,
The refrigerant discharged from the evaporator in the defrosting path evaporates in the regenerator and returns to the compressor.
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