JPH09318165A - 電気冷蔵庫 - Google Patents

電気冷蔵庫

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JPH09318165A
JPH09318165A JP8134681A JP13468196A JPH09318165A JP H09318165 A JPH09318165 A JP H09318165A JP 8134681 A JP8134681 A JP 8134681A JP 13468196 A JP13468196 A JP 13468196A JP H09318165 A JPH09318165 A JP H09318165A
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JP
Japan
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compressor
operating
solenoid valve
capacitor
refrigerator
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JP8134681A
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English (en)
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Kazuhisa Ichimoto
和久 市本
Hirokazu Nakamura
浩和 中村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/37Capillary tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2519On-off valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮機停止時に於ける蒸発器への高温ガス冷媒
流入によるエネルギ損失を最少にし、しかも運転中の圧
縮機の効率を最大にして、大幅に消費電力量を低減する
電気冷蔵庫を提供する。 【解決手段】圧縮機1、凝縮器2、キャピラリチューブ
3、蒸発器4を有する電気冷蔵庫で、凝縮器2とキャピ
ラリチューブ3の間に電気的に開閉する弁5を設置し、
圧縮機1を運転する電機部品として始動用コンデンサ8
を1個と運転用コンデンサ9,10を具備し、周囲温
度、蒸発器温度、冷凍室温度により、電磁弁5の開閉状
態と運転用コンデンサ8の通電状態を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は消費電力量の少ない
電気冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電気冷蔵庫の基本的な冷蔵サイク
ルは、ガス冷媒を圧縮する圧縮機と、外部に放熱して液
化する凝縮器と、減圧して低温の液冷媒にするキャピラ
リチューブと、冷蔵庫の内部で熱を吸収し液冷媒をガス
化する蒸発器で構成されており、冷媒がこれらの圧縮
機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器を循環するこ
とにより冷凍庫及び冷蔵庫内を冷却している。また、冷
凍室あるいは冷蔵室を一定温度に保つため、通常、圧縮
機は断続的に運転されている。
【0003】しかし、圧縮機停止時には、凝縮器内の高
温ガス冷媒がキャピラリチューブを通り蒸発器内に流入
し、蒸発器の温度を上昇させて蒸発器周囲の空気を加熱
するため、熱負荷が増加し、消費電力量が増加する問題
があった。
【0004】こうした問題を解決する方法として例えば
特開昭59−13859号公報に示されるものがある。
この公知例を図4を用いて説明する。
【0005】図4では、圧縮機1、凝縮器2、キャピラ
リチューブ3、蒸発器4が順次、連設されている冷凍サ
イクルで、凝縮器2とキャピラリチューブ3の間に二方
電磁弁5が設置されている。二方電磁弁5は圧縮機が運
転されている間は開状態となっており、冷蔵庫内が十分
に冷却され、圧縮機の運転が停止されると、瞬時に閉状
態になる。これにより凝縮器内の高温ガス冷媒が蒸発器
内に侵入するのを防止できるわけであるが、但し、圧縮
機が再起動する際に圧縮機の吸込側と吐出側とに圧力差
があり、モータのトルク不足で起動できない可能性があ
るため、必要により圧縮機の運転直前に二方電磁弁5を
数分間開状態にし、高温ガス冷媒の蒸発器内への流入を
最少限に抑えていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧力を完全に
バランスさせることは、冷媒が蒸発器内に流入すること
であり、結果的に消費電力量の低減に対してはあまり効
果がなかった。
【0007】本発明の目的は、圧縮機停止時に於ける蒸
発器への高温ガス冷媒流入によるエネルギ損失を最少に
し、しかも運転中の圧縮機の効率を最大にすることによ
り、大幅に消費電力量を低減できる電気冷蔵庫を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸
発器を冷媒管により順次連設した冷凍サイクルで、凝縮
器とキャピラリチューブの間に電気的に開閉する弁を設
置し、更に圧縮機を運転する電機部品として始動用コン
デンサを1個と運転用コンデンサを複数個具備した。
【0009】さらに、本発明は、冷蔵庫の周囲温度が低
い場合、圧縮機停止時には電磁弁を常時閉状態とし、圧
縮機運転開始時に上記電磁弁を開状態にすると同時に始
動用コンデンサ1個と運転用コンデンサ複数個に通電さ
せることで圧縮機を始動し、蒸発器が一定温度以下に冷
却された時点でいづれかの運転用コンデンサの通電を停
止し、また、冷蔵庫の周囲温度が比較的高い場合、圧縮
機を運転する数分前に電磁弁を開状態にし、圧縮機の運
転開始時には始動用コンデンサ1個と運転用コンデンサ
複数個に通電し、冷却後にいづれかの運転用コンデンサ
の通電を停止し、更に、冷蔵庫の周囲温度が極めて高い
場合、電磁弁を常時開状態、また圧縮機運転中は常時2
個の運転用コンデンサに通電する。
【0010】また、上記の制御方法として、冷蔵庫周囲
温度が低い場合及び比較的高い場合、蒸発器に設置した
温度センサの検出温度が設定値以下になった時点で、通
電されている圧縮機運転用コンデンサの数を少なくし、
また冷蔵庫周囲温度が比較的高い場合、冷凍室内に設置
した冷凍室温度センサの検出温度が設定値以上に上昇し
たとき電磁弁を開状態にし、その後遅延タイマの作動、
または冷凍室温度センサの別の検出温度により圧縮機を
駆動するようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図6を用いて説明する。
【0012】図5は本発明の部分の電気回路図である。
1は圧縮機、5は二方電磁弁、6は電源であり、7は始
動時に作用する静的サーミスタで8は始動用のコンデン
サ、9,10はそれぞれ運転用の第1コンデンサ及び第
2コンデンサであり、これらは制御スイッチ11a,1
1b,11cで駆動する。つまり、11aと11bが同
時にオンになると圧縮機は高トルク状態で運転を開始
し、11bがオフされると標準トルク状態になり、圧縮
機は適正な容量のコンデンサで運転されるため高い効率
を得ることができる。また、11cは電磁弁の開閉を制
御するが、その構造によりオン時に開状態になるもの、
閉状態になるもの、あるいは瞬時の通電により開閉状態
が切り替わるもの等どれを使用しても良い。
【0013】図6は本発明の制御構成図である。図6
で、12はマイクロコンピュータ等を主体とした制御装
置で、これには冷蔵庫に設置された周囲温度センサ1
3、冷凍室内に設置された冷凍室温度センサ14、及び
蒸発器上に設置された蒸発器温度センサ15からの検出
温度信号が入力されるようになっている。そして、制御
装置12が判断すれば、駆動回路16を介して、電磁弁
の開閉及び圧縮機の運転(停止,高トルク運転,標準ト
ルク運転)を行う。
【0014】電磁弁の開閉条件及び圧縮機の運転条件
(停止,高トルク運転,標準トルク運転)に関する一実
施例を図1に示す。
【0015】本実施例では、冷蔵庫の周囲温度で3パタ
ーンに分けて制御している。
【0016】まず、図1中で周囲温度が30℃未満の場
合、電磁弁は圧縮機運転中は常時開状態、圧縮機停止時
は常時閉状態となり、圧縮機が起動するときは2個の運
転用コンデンサ(第1及び第2)に通電され、安定後は
運転用コンデンサは1個(第1)のみ通電される。この
具体的な制御方法の一例を図2を用いて説明する。図2
は冷蔵庫の周囲温度30℃未満に於ける制御のタイミン
グチャートである。圧縮機停止状態では、高温ガス冷媒
の蒸発器への流入が防止されているが、冷蔵庫周囲から
の熱漏洩のために冷蔵庫内の温度は少しずつ上昇する。
冷蔵室温度センサの検出温度が−17℃以上になった時
点で、圧縮機を高トルクで始動する(図5中の制御スイ
ッチ11a,11bをオン)。このとき、冷凍サイクル
上は、電磁弁の影響により圧縮機の吸込側と吐出側で圧
力的にアンバランスであるが、圧縮機を高トルクで運転
するため始動することができる。さらに、圧縮機の運転
開始により蒸発器が冷却され始め、蒸発器温度センサが
−18℃以下を検出した時点で運転効率の高い標準トル
ク運転に切り替える(図5中の制御スイッチ11bをオ
フ)。冷蔵庫の周囲温度が低い場合は、凝縮器の温度が
低く、吐出圧力が低いので、始動後は小さいトルクでも
運転可能であり、1個の運転コンデンサのみの使用によ
り、高効率を得られる。なお、圧縮機の停止は、冷蔵室
温度センサの検出温度が−19℃以下になった時点で行
っている。
【0017】以上より、30℃以下の場合は、圧縮機停
止時に高温ガス冷媒の蒸発器内への流入を完全に防止で
き、しかも圧縮機運転中の効率を向上できるので冷蔵庫
の消費電力量を大幅に低減できる。
【0018】また、図1中で周囲温度が30℃以上で4
0℃未満の場合、電磁弁を圧縮機始動の数分前に開状態
にし、圧縮機の吸込側と吐出側で圧力差を始動可能な範
囲まで小さくした上で、2個の運転用コンデンサ(第1
及び第2)に通電して運転する。安定後は運転用コンデ
ンサは1個(第1)のみ通電される。具体的な制御方法
を図3を用いて説明する。図3は冷蔵庫の周囲温度30
℃以上40℃未満に於ける制御のタイムチャート図であ
る。圧縮機停止状態で、冷蔵室温度センサの検出温度が
−17.5℃以上になった時点で、まず電磁弁を開状態
に切り替える。このとき冷蔵庫に具備した遅延タイマを
作動させ、3分後に圧縮機を高トルクで始動する。これ
は、高トルク運転であっても周囲温度が30℃以上の場
合、圧縮機の吸込側と吐出側で圧力差が大きく始動でき
ない可能性があるためであり、3分間で圧力差を低減
し、高トルク運転で確実に始動する。
【0019】なお、電磁弁を開状態にしてから圧縮機を
始動するまでの制御方法は、遅延タイマを用いる方法だ
けでなく、圧縮機の運転停止時に冷凍室温度センサの検
出温度で制御しても良い。例えば、−17.5℃到達時
に電磁弁を開状態に切り替え、更に−17.0℃到達時
に2個のコンデンサで始動を開始する方法も本発明の一
例である。
【0020】以上の方法により、周囲温度が30℃以上
で40℃未満の場合、圧縮機停止時に高温ガス冷媒の蒸
発器内への流入を最小限に抑えることができ、しかも圧
縮機運転中の効率を向上できるので冷蔵庫の消費電力量
を低減できる。
【0021】また、図1中で周囲温度が40℃以上の場
合、電磁弁は常時開状態、また圧縮機運転中は常時2個
の運転用コンデンサに通電するものであり、従来の方式
に対して省電力化することはできないが、周囲温度が4
0℃以上になるのは日本では極短期間だけであり、年間
を等して消費電力量を考えた場合、本発明の省エネルギ
効果は極めて大きい。
【0022】なお、本実施例は三つの制御パターンを3
0℃未満、30℃以上40℃未満、40℃以上に分類し
たが、冷凍サイクルの圧力特性、圧縮機のトルク特性等
により温度帯域は上記に限定されるものではない。
【0023】
【発明の効果】本発明は、圧縮機停止時に高温ガス冷媒
の蒸発器内への流入を最小限に抑えることができ、しか
も圧縮機運転中の効率を向上できるので消費電力量の少
ない電気冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における周囲温度と運転パターンとの関
係を示す説明図。
【図2】本発明の周囲温度30℃未満における制御のタ
イミングチャート。
【図3】本発明の周囲温度30℃以上40℃未満におけ
る制御のタイミングチャート。
【図4】本発明の主要な冷凍サイクルの系統図。
【図5】本発明の主要な電気回路図。
【図6】本発明の実施例である制御装置のブロック図。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…凝縮器、3…キャピラリチューブ、4
…蒸発器、5…二方電磁弁、6…電源、7…静的サーミ
スタ、8…始動コンデンサ、9…運転第1コンデンサ、
10…運転第2コンデンサ、11a,11b,11c…制
御スイッチ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸
    発器を冷媒管により順次連設した冷凍サイクルにおい
    て、上記凝縮器と上記キャピラリチューブの間に電磁弁
    を設置し、上記圧縮機を運転する電気部品として始動用
    コンデンサを1個と運転用コンデンサを複数個有するこ
    とを特徴とする電気冷蔵庫。
  2. 【請求項2】上記圧縮機が停止している時に上記電磁弁
    を閉状態にし、運転開始時に上記電磁弁を開状態にする
    と同時に、上記始動用コンデンサと上記運転用コンデン
    サに通電し上記圧縮機を運転する請求項1に記載の電気
    冷蔵庫。
  3. 【請求項3】冷蔵庫の周囲温度が低い場合、上記圧縮機
    の停止時には上記電磁弁が常時閉状態であり、上記圧縮
    機の運転開始時に上記電磁弁が開状態になると同時に上
    記始動用コンデンサと上記運転用コンデンサに通電させ
    れることで上記圧縮機が始動し、上記蒸発器が一定温度
    以下に冷却された時点でいづれかの運転用コンデンサの
    通電が停止され、 上記冷蔵庫の周囲温度が比較的高い場合、上記圧縮機が
    運転される数分前に上記電磁弁が開状態になり、上記圧
    縮機の運転開始時には上記始動用コンデンサと上記運転
    用コンデンサに通電され、冷却後にいづれかの上記運転
    用コンデンサの通電が停止され、 上記冷蔵庫の周囲温度が極めて高い場合、上記電磁弁は
    常時開状態であり、また上記圧縮機の運転中は常時上記
    運転用コンデンサに通電されている請求項1または2に
    記載の電気冷蔵庫。
  4. 【請求項4】上記冷蔵庫の周囲温度が約30℃未満の場
    合、上記圧縮機の停止時には上記電磁弁が常時閉状態で
    あり、上記圧縮機の運転開始時に上記電磁弁が開状態に
    なると同時に上記始動用コンデンサと上記運転用コンデ
    ンサに通電させれることで上記圧縮機が始動し、上記蒸
    発器が一定温度以下に冷却された時点でいづれかの上記
    運転用コンデンサの通電が停止され、 上記冷蔵庫の周囲温度が約30℃以上で約40℃未満の
    場合、上記圧縮機が運転される数分前に上記電磁弁が開
    状態になり、上記圧縮機の運転開始時には上記始動用コ
    ンデンサと上記運転用コンデンサに通電され、冷却後に
    いづれかの運転用コンデンサの通電が停止され、 更に、上記冷蔵庫の周囲温度が約40℃以上の場合、上
    記電磁弁は常時開状態であり、また上記圧縮機の運転中
    は常時上記運転用コンデンサに通電されている請求項
    1,2または3に記載の電気冷蔵庫。
  5. 【請求項5】上記蒸発器に設置した温度センサの検出温
    度が設定値以下になった時点で、通電されている上記圧
    縮機の上記運転用コンデンサの数を少なくする請求項
    1,2,3または4に記載の電気冷蔵庫。
  6. 【請求項6】上記冷凍室内に設置した温度センサの検出
    温度が設定値以上に上昇したとき上記電磁弁を開状態に
    し、遅延タイマの作動により上記圧縮機を駆動する請求
    項1,2,3,4または5に記載の電気冷蔵庫。
  7. 【請求項7】上記冷凍室内に設置した上記温度センサの
    検出温度が設定値以上に上昇したとき上記電磁弁を開状
    態にし、更に上記温度センサの検出温度が別の設定値ま
    で上昇した時点で上記圧縮機を駆動する請求項1,2,
    3,4,5または6に記載の電気冷蔵庫。
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