JP5617791B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
サイクル内の冷媒の流れを分岐する分岐部(13)と、分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を第1蒸発器(16)の冷媒蒸発温度よりも低い温度で蒸発させる第2蒸発器(21)とを備え、
第1蒸発器(16)は、第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために用いられる第1冷却能力(Qh_c)を発揮する第1部位(16a)と第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられる第2冷却能力(Qh_f)を発揮する第2部位(16b)とに区画され、第2蒸発器(21)は、第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられ、
さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)とを備え、
分岐部(13)は、放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐するものであり、
分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部(14a)から噴射された噴射冷媒によって第2蒸発器(21)から流出した冷媒を冷媒吸引口(14c)から吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口(14c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(14d)を有するとともに、昇圧部(14d)にて昇圧された冷媒を第1蒸発器(16)側へ流出させるエジェクタ(14)と、
分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を減圧させて第2蒸発器(21)側へ流出させる第2蒸発器用減圧手段(15a)とを備えることを特徴とする。
次に、請求項2に記載の発明では、異なる温度帯となる第1、第2冷却対象空間(Ci、Fr)を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であって、
サイクル内の冷媒の流れを分岐する分岐部(13)と、分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を第1蒸発器(16)の冷媒蒸発温度よりも低い温度で蒸発させる第2蒸発器(21)とを備え、
第1蒸発器(16)は、第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために用いられる第1冷却能力(Qh_c)を発揮する第1部位(16a)と第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられる第2冷却能力(Qh_f)を発揮する第2部位(16b)とに区画され、第2蒸発器(21)は、第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられ、
さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
放熱器(12)から流出した冷媒を減圧させるノズル部(14a)から噴射された噴射冷媒によって第2蒸発器(21)から流出した冷媒を冷媒吸引口(14c)から吸引し、噴射冷媒と冷媒吸引口(14c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(14d)を有するエジェクタ(14)と、
分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を減圧させて第2蒸発器(21)側へ流出させる第2蒸発器用減圧手段(22a)とを備え、
分岐部(13)は、エジェクタ(14)から流出した冷媒の流れを分岐することを特徴とする。
これによれば、請求項2に記載の発明においても、請求項1に記載の発明による前述の効果と同様の効果を奏することができる。
A1/A2=Qc/(Qf−Ql)となっていてもよい。
図1〜3により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態の冷凍サイクル装置100の全体構成図である。本実施形態では、この冷凍サイクル装置100を、食品・飲料水等を低温(具体的には、0℃〜10℃)で冷蔵保存する冷蔵室Ciおよび食品等を極低温(具体的には、−20℃〜−10℃)で冷凍保存する冷凍室Frを有する冷蔵庫(冷凍冷蔵装置)1に適用している。
W=D=1/3×H…(F1)
Hc≒2/3×H…(F2)
Hf≒1/3×H…(F3)
Wc=Wf≒1/3×H…(F4)
Dc=Df≒1/3×H…(F5)
なお、このF1〜F5の関係は、一般的な家庭用冷蔵庫における寸法比と同等である。
Q1=K(Hc×Wc+Hc×Dc+Wc×Dc)×2×(To−Tc)
=K(10/9)H2×(30−0)
=(300/9)×K×H2…(F6)
Q2=K(Hf×Wf+Hf×Df)×2×(To−Tf)
=K(4/9)H2×(30+20)
=(200/9)×K×H2…(F7)
Q3=K(Wf×Df)×2×(Tc−Tf)=K(Wc×Dc)×2×(Tc−Tf)
=K(2/9)H2×(0+20)
=(40/9)×K×H2…(F8)
なお、Kは熱貫流率である。
Qc=Q1−Q3=(260/9)×K×H2…(F9)
Qf=Q2+Q3=(240/9)×K×H2…(F10)
上記式F9、F10から明らかなように、一般的な家庭用冷蔵庫では、冷蔵室Ci内を第1目標温度Tcに冷却するために必要な冷却能力Qcと冷凍室Fr内を第2目標温度Tfに冷却するために必要な冷却能力Qfは、ほぼ同等となる。
Qc=Qh_c…(F11)
Qf=Qh_f+Ql…(F12)
従って、本実施形態では、流出側蒸発器16の熱交換コア部のうち第1コア部16aを構成する部位の面積A1と第2コア部16bを構成する部位の面積A2との面積比A1/A2が以下数式F13を満たすように決定している。
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。商用電源から制御装置に電源が供給されると、制御装置が、圧縮機11、第1、第2送風ファン17、18を作動させる。
本実施形態では、図4の全体構成図に示す冷凍サイクル装置200を、第1実施形態と同様の冷蔵庫1に適用した例を説明する。なお、図4では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
本実施形態では、図5の全体構成図に示す冷凍サイクル装置300を、第1実施形態と同様の冷蔵庫1に適用した例を説明する。
本実施形態では、図6の全体構成図に示す冷凍サイクル装置400を、第1実施形態と同様の冷蔵庫1に適用した例を説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置400では、第3実施形態と同様に、エジェクタ14が廃止されており、第1実施形態と同様の構成の内部熱交換器15の高圧側冷媒流路15aの出口側に分岐部13を配置している。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
12 放熱器
13 分岐部
14 エジェクタ
15a 高圧側冷媒流路
16 第1蒸発器(流出側蒸発器)
16a、16b 第1、第2コア部
17、18 第1、第2送風ファン
21 第2蒸発器(吸引側蒸発器)
22a 固定絞り
22c 固定絞り
25a 高圧側冷媒流路
Ci 冷蔵室(第1冷却対象空間)
Fr 冷凍室(第2冷却対象空間)
Claims (5)
- 異なる温度帯となる第1、第2冷却対象空間(Ci、Fr)を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であって、
サイクル内の冷媒の流れを分岐する分岐部(13)と、
前記分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、
前記分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を前記第1蒸発器(16)の冷媒蒸発温度よりも低い温度で蒸発させる第2蒸発器(21)とを備え、
前記第1蒸発器(16)は、前記第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために用いられる第1冷却能力(Qh_c)を発揮する第1部位(16a)と前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられる第2冷却能力(Qh_f)を発揮する第2部位(16b)とに区画され、
前記第2蒸発器(21)は、前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられ、
さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)とを備え、
前記分岐部(13)は、前記放熱器(12)から流出した冷媒の流れを分岐するものであり、
前記分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を減圧させるノズル部(14a)から噴射された噴射冷媒によって前記第2蒸発器(21)から流出した冷媒を冷媒吸引口(14c)から吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(14c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(14d)を有するとともに、前記昇圧部(14d)にて昇圧された冷媒を前記第1蒸発器(16)側へ流出させるエジェクタ(14)と、
前記分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を減圧させて前記第2蒸発器(21)側へ流出させる第2蒸発器用減圧手段(15a)とを備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 異なる温度帯となる第1、第2冷却対象空間(Ci、Fr)を冷却する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置であって、
サイクル内の冷媒の流れを分岐する分岐部(13)と、
前記分岐部(13)にて分岐された一方の冷媒を蒸発させる第1蒸発器(16)と、
前記分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を前記第1蒸発器(16)の冷媒蒸発温度よりも低い温度で蒸発させる第2蒸発器(21)とを備え、
前記第1蒸発器(16)は、前記第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために用いられる第1冷却能力(Qh_c)を発揮する第1部位(16a)と前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられる第2冷却能力(Qh_f)を発揮する第2部位(16b)とに区画され、
前記第2蒸発器(21)は、前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために用いられ、
さらに、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機(11)から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器(12)から流出した冷媒を減圧させるノズル部(14a)から噴射された噴射冷媒によって前記第2蒸発器(21)から流出した冷媒を冷媒吸引口(14c)から吸引し、前記噴射冷媒と前記冷媒吸引口(14c)から吸引された吸引冷媒とを混合させて昇圧させる昇圧部(14d)を有するエジェクタ(14)と、
前記分岐部(13)にて分岐された他方の冷媒を減圧させて前記第2蒸発器(21)側へ流出させる第2蒸発器用減圧手段(22a)とを備え、
前記分岐部(13)は、前記エジェクタ(14)から流出した冷媒の流れを分岐することを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記第1蒸発器は、内部を流通する冷媒と前記第1、第2冷却対象空間(Ci、Fr)へ送風される送風空気とを熱交換させる第1冷却用熱交換器(16)であり、
前記第2蒸発器は、内部を流通する冷媒と前記第2冷却対象空間(Fr)へ送風される送風空気とを熱交換させる第2冷却用熱交換器(21)であり、
前記第1蒸発器(16)のうち、前記第1部位(16a)を構成する熱交換領域の第1面積(A1)と前記第2部位(16b)を構成する熱交換領域の第2面積(A2)との面積比(A1/A2)が、前記第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために必要な冷却能力(Qc)と前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために必要な冷却能力(Qf)との冷却能力比(Qf/Qc)に基づいて決定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1面積をA1とし、前記第2面積をA2とし、前記第2蒸発器(21)にて発揮される冷却能力をQlとし、前記第1冷却対象空間(Ci)を冷却するために必要な冷却能力をQcとし、前記第2冷却対象空間(Fr)を冷却するために必要な冷却能力をQfとしたときに、
A1/A2=Qc/(Qf−Ql)となっていることを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1冷却対象空間(Ci)へ空気を送風する第1送風手段(17)と、
前記第2冷却対象空間(Fr)へ空気を送風する第2送風手段(18)とを備え、
前記第1蒸発器は、内部を流通する冷媒と前記第1、第2送風手段(17、18)によって送風された第1、第2送風空気とを熱交換させる第1冷却用熱交換器(16)であり、
前記第2蒸発器は、内部を流通する冷媒と前記第2送風手段(18)によって送風された第2送風空気とを熱交換させる第2冷却用熱交換器(21)であり、
前記第1送風空気の風量(Qair1)は、前記第1冷却対象空間(Ci)の温度が第1目標温度(Tc)に近づくように決定され、
前記第2送風空気の風量(Qair2)は、前記第2冷却対象空間(Fr)の温度が第2目標温度(Tf)に近づくように決定されることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
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