JPS58210448A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のたがいに温度を異にする保伶室をもつ冷
蔵庫などの冷却装置に関し、その目的とするところは圧
縮機の成績係数を向上させ、？′＠却装置の運転効率の
向上を図る点にある。

従来高温庫と低温庫とを１台の冷凍ユニットで冷却する
という形態は家庭用の冷凍冷蔵庫に代表的なものが見ら
れ、これは第１図に示すような冷却システムを採用して
いる。

すなわち＠１図において圧縮機（１）から吐出されコン
デンサ（２）で液化された冷媒液は、第１の毛細管（３
）で減圧され高温庫Ｑｌ内の高温用蒸発器（４）で。

一部分が蒸発して庫内の冷却を行い、この高温用蒸発器
をでた気液混合冷媒り第２の毛細管（７）で再び減圧さ
れ、低温庫（＋１１内の低温用蒸発器（８）で残りが蒸
発して低温庫６υ内を冷却し、その後この低温用蒸発器
（８）をでた冷媒ガスはアキュームレータｔｔａを介し
て圧縮機（１）に吸い込まれる。そして各庫内の温度管
理は高温庫、低温庫のどちらかの庫内に配設された温度
調節器（図示せず）Ｋより圧縮機（１）全駆動・停止さ
せることＫより行われている。

上記構成の従来のものでは圧縮機（１）の吸入圧力が結
果的に低温用蒸発器（８）の蒸発圧力に依存することに
なるため、高温用蒸発器（４）の蒸発圧力がいかに高く
とも圧縮機（１）の成績係数は非常に悪いものとなり、
冷却システムとしても効率の悪い運転を金銭なくされて
いた。

また上記のように庫内の温度調整がどちらか一方の庫内
温度によらざるを得ないため、他方の庫内温度はこれに
従属してしまう欠点があった。−芳容庫内温度の独立制
御を可能とするために、蒸発器を１台としそれによって
高温庫はダンパー制御によって庫内温度を制御し、低温
庫の温度制御は圧縮機の駆動停止によって行なうという
冷却システムも家庭用冷蔵庫などで近年一般的になって
いる。しかしこの方式は両庫内温度の独立制御は可能で
あるが蒸発器の蒸発温度はやはり低温庫の温度に依存す
ることになるため最初の従来例で述べたように冷却シス
テムの効率が非常に悪いことは変らない。またこの方式
を用いた場合、高温庫を冷却する蒸発器の冷却面温度が
低温庫に見合った低いものとなるため、高温庫内の乾燥
過多の問題が生じるばかりでなく蒸発器上への着鞘量が
大きくなり頻繁な除霜が必要になる。

さらに従来例一般について言える欠点としては冷媒量の
問題がある。すなわち封入冷媒量の過不足は冷却装置の
特注に大きく影響を与えるのであるが、適正刺入冷媒量
の決定は非常に難しく、またその適正冷媒量そのものも
家庭用冷蔵庫などのように空冷コンデンサを使用するも
のでは外気温度条件によって大きく変わる。これはコン
デンサ部に肝溜される冷媒量が外気温度条件によって変
化するためであり、この現象により夏期温度条件に合わ
せて封入冷媒量を決めれば冬期に冷媒不足を起こし０反
対に冬期温度条件に合わせれば夏期に冷媒過多となり、
どちらにしても運転効率の低下は免れることはできなか
った。

本発明は上記従来のものにおける種々の欠点を改良する
ためになされたもので、以下第２図に示す本発明の一実
施例について説明する。

すなわち第２図の冷却システム図において（１）は圧縮
機、（２）はコンデンサ、（５）は高温庫（１１内に配
設された高温用蒸発器（４）の冷媒出口側に設けた制御
弁、（３１Ｕこの制御弁（５）’を有する高温用蒸発器
（４）とこれに並列に接続され低温庫ｆｉ＋）内に配設
された低温用蒸発器（８）との高・低温の２系統に直列
に設けた共通の第１の毛細管でこれら双方への冷媒分流
点より上流側に設けられている。（７）はこの分流点と
上記低温用蒸発器（８）の？＠媒入口との間に配設され
た第２の毛細管、（９）は低温用蒸発器（８）の冷媒出
口側に設けた逆止弁、収のはアキュームレータである０ この第２図のものは蒸発器を並列接続した通常の冷凍シ
ステムと一見似ているが基本的に全く異ったものである
。まず異なる両蒸発器の蒸発圧力を同一の吸入圧力に整
合させるための従来の並列冷却システムにあった圧力調
整部がこの本発明の高温用蒸発器（４）の後に存在しな
い。つまり本発明の特徴は両蒸発器（４１、＋８１には
同時に冷媒は流さないという点にあり、具体的には共通
の第１の毛細管（３）、これの後流側に設けた第２の毛
細管（７）、こ　　　　−れと直列の低温用蒸発器（８
）、その出口側の逆止弁（９）によって構成される低温
系統と制御弁（５）、上記共通の第１の毛細管（３）、
高温用蒸発器（４）とによりて構成される高温系統の各
系統の仕様は圧縮機（１）とコンデンサ（２）の熱源側
と各系統単独の組み合わせにおいて両蒸発器（４）、（
８）の蒸発温度（圧力）がたとえば低温用蒸発器が一３
０℃、高温用蒸発器が０℃となるように設定されるとい
う点にある。

つまり本発明は低温、高温の各系統を単独に運転、ｂい
換えればコンデンサ（２）ｔ−でた冷媒液を時系列的に
高・低の上記両蒸発器に分配し、高温庫（ｌＩｔ−Ｎ却
する際の高温用蒸発器（４）の蒸発温度（圧力）を高く
維持することによって圧縮機（１１の成績係数を向上さ
せ、冷凍システムの運転効率を向上させようとするもの
である。

次に本発明のものの動作について第２図と第３図により
詳細に説明する。この第３図は本発明の冷却装置の運転
方法を説明するための電気配線および制御系統図であり
、低温庫ａｌ内に配設された温度検出器（１１ａ）によ
って検出された低温庫内温度ＴＬ、高温庫ＣＩＩ内に配
設された温度検出器（１０ａ）によって検出された高温
庫内温度ＴＨの各信号は演算制御装置α■に入力される
。

この装置ｕ３は電源１．上記制御弁（５）、圧縮機（１
）。

リレー（５ａ）、　（１ａ）によって構成される本冷却
装置の作動電気回路を、出力信号ｍｌ　、　ｍｌによっ
て、制御するようになっている。そしてこのｍｌ　、　
ｍｌの各出力信号は、各々のリレー（１ａ）　、　（５
ａ）の閉路信号であり、上記ｍ１の信号によって圧縮機
（１）は動作し、ｍｌの信号によって制御弁（５）が動
作開放するようになっている。

具体的には高温庫内温度の温度ＴＨが設定値よりも高い
時は、上記制御装置ａ３はｍｌの出力とｍｌの出力を出
す。

これにより圧縮機（１）は運転し、電磁弁（５）は動作
開放するから高温用蒸発器（４）に冷媒が流入し、高温
庫ａＯ内ｉｉ玲却されろ。この時低温系統には第２の毛
細管（７）が余分に存在すΣので抵抗が大きく冷媒は流
れない。

また低温庫ＱＤ内の温度ＴＬが設定値よりも高い時はｍ
ｌのみが出力されｍｌの出力が停止される。

その結果制御弁（５）は閉止し、冷媒は最初高温系統に
流れるが、しばらくして低温系統に流れる。その結果低
温庫Ｉ内が冷却される。さらに双方の庫内温度がそれぞ
れ設定値よりも低い時は上記制御装置６１はｍｌ　、ｍ
ｌの出力を出さないので圧縮機（１）ｉｊ、停止、制御
弁（ｆｉ）　ｔｉ動作しない。

た譬し圧縮機（１）の動作信号ｍ１はｍｌが停止された
後も所定時間そのまま出力されるようになっており、こ
の動作の説明は以下に述べる。

すなわち本発明のもう一つの＠微は高温庫ａｌｔ−冷却
している状態から低温厚Ｉの冷却運転に切り替わる時、
、ｔｆｃｈ高温庫Ｑｌ’を冷却している状態から圧縮機
（１）が停止して全ての冷却が停止する時に発揮される
ものである。

具体的にＦｉまず高温厚（ｌＩの温度ＴＨが所定値以下
となった時制御装置も３はｍ２出力を停止する。

その結果制御弁（５）は高温用蒸発器（４）の６媒出口
を閉止する。この状態で制御装置Ｑ３は圧縮機＋１１の
運転信号ｍ１を出力しつづけており、所定時間圧縮機（
１）が停止しないようにする。このようにすることによ
りコンデンサ（２）ヲ出た気液混合冷媒は第２の毛細管
が存在する流通抵抗の大きい低温系統をさけ、高温系統
に流入する。この動作により相当量の冷媒が高温用蒸発
器（４）内に貯溜される。この動作は以上述べる理由に
より行われるものでありこれは＠２図のように冷媒の減
圧手段として毛細管を用いるものにあっては必要不可欠
のものである。つまり蒸発温度の異なる複数の蒸発器を
並列に接続し、減圧手段として毛細管を用い、冷媒をそ
のいずれか一方に選択的に流通させる本発明のシステム
においては高い蒸発温度の蒸発器に冷媒を流す場合と、
低い蒸発温度の蒸発器に冷媒を流す場合１よ系統内の冷
媒封入量を調整変化させなければならない。単に流通抵
抗の異なる毛細管を並列に接読し、その切り替えのみに
よって蒸発温度を変えた運転が可能であるという考えで
は少くとも毛細管を減圧手段として使うシステムにおい
ては効率のよい運転状態は実現できるものではない。

つまり上記のような操作を行わず、換言すれば高温用蒸
発器（４）の出口側に制御弁（５）ヲ有せず高い蒸発温
度の運転から、直接低い蒸発温度の運転に切り替えた場
合１毛細管は通常の温度式膨張弁のように蒸発器出口の
過熱度により弁開度を制御するものでないため蒸発温度
はあまり低下せず、ために圧縮機は液状冷媒を吸入して
しまい、運転効率が大巾に低下するばかりでなく圧縮機
が破損してしまうという事故に発展することになる。

このような事由から本発明の装置では高い蒸発温度の運
転が終了する際に、高温用蒸発器に余剰冷媒を貯溜する
動作を行わせており、このため低い蒸発温度の高効率運
転が可能となるものである。

以上に述べた高温用蒸発器（４）への冷媒の貯溜動作、
つまり制御弁（５）ｔ−閉止し圧縮機（１１のみを運転
するその継続時間は両蒸発器＋４１　、　（８）の蒸発
温度。

全系統への冷媒封入量によって変化するものであり、さ
らＫはコンデンサが空伶であるものにあっては外気温度
条件によっても変化する。したがつて適正貯溜量、つま
り適正貯溜動作時間はこれらの条件によってあらかじめ
求められ、それに′よって上記の制御装置０が構成され
ていなければならないこともちろんである。

また第２図に示すように共通の第１の毛細管（３）を高
・低温回路への分流点より上流側に配設しであるのは高
温用蒸発器（４）への冷媒の貯溜をより容易にし、この
貯溜動作の際に少しでも高温庫（４）内１に冷却すると
共に、この状態での冷媒の低温系統への流入を防止する
ためのものである。

以上述べた本発明の冷却装置を家庭用冷蔵庫に採用した
場合には以下に述べるような効果がある。

通常家庭用冷凍冷蔵庫の低温庫（冷凍庫）の温度Ｖｉ−
１８°Ｃ程度でその庫内温度を実現するためＶＣｉ−１
−２５−−−３０℃の蒸発温度が必要である。

一方高温庫（冷蔵室）の温度は３℃程度であり。

蒸発温度はＯ，−−Ｓ℃位で充分である。また両者の冷
却負荷比率は４：６程度で冷蔵室の負荷の方が大きい−
加えて圧縮機の成績係数、つ１ｖ運転効率を−２５，−
−３０℃と０−−５℃の両蒸発温度で比較した場合後者
は前者の約２−２．５倍である０ つまり第２．第３図で説明してきた本発明の冷却装置を
家庭用の冷凍冷蔵庫に採用した場合６割を占める冷蔵室
の冷却負荷を従来の２倍以上の圧縮機の運転効率で吸収
することができ、それだけ大きな省エネルギー効果が得
られるばかりでなくさらには高温庫の冷却運転時と低温
庫の冷却運転時におけるそれぞれの冷媒量を適正にする
ことができ、また低温回路側に特別に制御弁を設ける必
要もない。

本発明の冷却装置は以上のように構成しているのできわ
めて簡単な装置で圧縮機の成績係数を向上させ、その運
転効率の大巾な向上が図れると共に低温回路への特別な
毛細管の付加や制御弁の付加を必要とせずその分冷却装
置を安価に製作できるという利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置における冷媒配管系統図、第２
図は本発明の冷却装置の一実施例を示すその冷媒配管系
統図、第３図は本発明の冷却装置の動作説明のための制
御系統図である。なお図中（１）は圧縮機、（３）は共
通の第１の毛細管、（４）は高温用蒸発器、（５）は制
御弁、（７１ｉｉ第２の毛細管、（８）は低温用蒸発器
を示すものである。 代理人葛野信− 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低温用蒸発器と高温用蒸発器を並列に接続させて
   、双方への冷媒の分流点より上流側に共通の第１の毛細
   管を設けると共に、この分流点と上記一方の低温用蒸発
   器の入口との間に第２の毛細管を介挿させ、他方の高温
   用蒸発器の出口側にはその通路の開閉用制御弁を設け、
   この制御弁の開閉により上記共通の第１の毛細管を通る
   高・低温の２系統回路をそれぞれ単独運転させるように
   したことを特徴とする冷却装置。
2. （２）高温用蒸発器に設けた制御弁を開放した当該回路
   への冷媒の流通状態から低温用蒸発器への冷媒の流通状
   態への移行時、または圧縮機の停止時には＾温側回路の
   上記制御弁を閉止し、共通の第１の毛細管を通してその
   運転の終了時までの所要時間そのまま圧縮機を駆動させ
   て冷媒を高温用蒸発器内に溜めるようにした特許請求の
   範囲第１項記載の冷却装置。