JPS58210450A - 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】 本発明は複数のだがいに温度を異にする保冷室をもつ冷
蔵庫などの冷却装置に関し、その目的とするところは圧
縮機の底積係数を向上させ、冷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。

すなわち第１図において圧縮機０）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）で減圧され高温庫顛内の高温用蒸発器（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
でた気液混合冷媒は第２の毛細管（７）で再び減圧され
、低温庫６υ内の低温用蒸発器（８）で残りが蒸発して
、低温庫１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Ｉ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）により圧縮機
（１）を駆動・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（璽）の吸入圧力が結
果的に低温用蒸発器（８）の類３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余儀なくされて
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ｔζよっ
て高温率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遅早一般的になっ
ている。しかしこの方式は両庫内温度の独立側−１１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ぺたように冷
却システムの効率が非常に悪いことは変わらない。また
この方式を用いた場合高温率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
の乾燥過多の開路が生じるばかりでな（蒸発器上への着
霜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
特性に大きく影響を与えるのであるが適正封入冷媒量の
決定は非常に難しく、またその適正冷゛麹量そのものも
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べ変わる。これはコン
デンサ部に貯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、この現象により皮期温匿条件に合わ
せて封入冷媒１ｔＩｋ決め７ｔは冬期に冷媒不足を起こ
し１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−Ｅ記従来のものにおける櫓々の欠点な改良す
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°〔説明する。

すなわち第２図の冷却システム図において０）は圧縮機
、（２）はコンデンサ、（３）は高温庫＠呻内に配設さ
れた高温用蒸発器（４）に連通し、この蒸発器（４）の
冷媒入口側に配設された第１の毛細管、（７）は低温庫
（１１）内に設けた低温用蒸発器（８）に連通し、この
蒸発器（８）とその冷媒入口側に設けた第２の制御弁（
６）との間に配設された第２の毛細管、（５）は上記高
温用蒸発器（４）の冷媒出口側に設けた第１の制御弁。

（９）は低温用蒸発器（８）の冷媒出口側に設けた逆止
弁。

Ｉはアキュームレータである。

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
ステノ・と−兄似ているが基本的に全く異ったものであ
る。すなわちまず異なる側蓋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側蓋発器１４１．
　＋８１には同時に冷媒は流さないという点にあり、具
体的には第２０電磁弁（６）、第２の毛細管（７）、低
温用蒸発器（８）および逆止弁（９）Ｋよって構成され
ている低温系統と、第１の制御弁（５）、第１の毛細管
（３）および高温用蒸発器（４）とＫよって構成されて
い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紹み合わせにおいて側
蓋発器（４１，（８１の蒸発器［（圧力）がたとえば低
温用蒸発器が一３０℃。

高温用蒸発器が０℃となるように設定されているとい５
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、言い
換えればコンデンサ（２）をでた冷媒液を時系列的に＾
・低の上記側蓋発器に分配し、高温率０１を冷却する際
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０）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ｉ３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（ＩＩｌ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ＴＩ１．高温庫Ｈ内に
配設された温度検出器（１０ａ）によつ°〔検出された
高温庫内温度ＴＩの各信号は演算制御装置０に入力され
る。

この装置１６１は電源Ｉ、上記第１の制御弁（５）、第
２の制御弁（６）、圧縮機（１）、リレー（５ａ）　ｅ
　（６ａ）　、　（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ｎ＋ｌ　、　ｍｌ　、　ｍｌによって制御する
ようになっている。

そしてこのｍｌ、　ｍ７　、　ｍｌの各出力信号は、各
々のリレー（ｌａ）Ｉ　（６ａ）Ｉ　（５ａ）の閉路信
号であり、上記ｍ１の信号によつ°〔圧縮機（１）は動
作し、　ｍｌの信号によって第２の制御弁（６）は動作
開放し７．さらにｍｌの信号によって第１の制御弁（５
）が動作開放するようになっている。

具体的には＾温庫ａ曙内の温度Ｔ）］が設定値よりも高
い時は、上記制御装置０はｍｌの出力とｍｌの出力を出
す、； これにより圧縮機（重）は運転し、第１の制御弁１５）
は動作開放するから高温用蒸発器（４）に冷媒が流入し
、高龜庫顛は冷却される。また低温庫０υ内の温［Ｔｔ
、が設定値よりも高い時は同様にしてｍｌとｍｌ　が出
力され、またｍｌ　出力が停止されて低温庫Ｏ０内が冷
却される。

さもに＆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［０１はｍｌ　、　ｍｌ　、　ｍｌの出力を
出さないので圧縮機（１）は停止し９両電磁弁（５）、
　＋６１は動作せず９両庫内は共に冷却されない。

本発明のもう一つの特徴は高温庫０１を冷却している状
態から低温庫Ｏ０の冷却運転に切り替わる時。

または高鍼庫（ＩＩを冷却している状態から圧縮機０）
が停止して全ての冷却ン停止′１″る時に発揮されるも
のである。

具体的にはまず高温庫０１の温度ＴＩが所定値以下とな
った時制御装置ｕ６１はｍｌ　出力を停止する。

その結果第１の制御弁（５夛は高温用蒸発器（４）から
の冷媒出口を閉止する。この時制御装置０１はすぐには
ｍｌ　１ｇ号を出力しない。つまり第２の制御弁（６）
はｍｌ　出力が出ないのでまだ閉路している。

この状態で制御装置Ｉは圧縮機０）の運転信号！＋１１
を出力しつづけてＪ１５す、所定時間圧Ａｍ（１）が停
止しないようにする３、この動作により相当証の冷媒が
高温用蒸発器（４）内に貯溜される。

この動作は以下に述べる理由により行われるものであり
、こ謙１は第２図のよ、５、Ｋ冷媒の減圧手段としても
毛細管を用いるものに、ｔｌｌつては必要不可欠のもの
である。つまり蒸発温度の異なる＆該の蒸発器を並列に
接続し、減圧手段として毛細管を用い、冷媒をそのいず
れか一力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は系統内の冷媒封入−
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続し、その切り替えのみによって蒸
発温度を変えた運転がｏＪ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便５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、挽目すれば高温用蒸
発′５１４１の出口側に１ｌｉｌＪ御弁（５）を有せ′
１尚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９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はな
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１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、
つまり第１の制御弁（５）とｖＳ２の制御弁（６）を閉
ＩＦ、シ、圧縮機（１）のみを運転するその継続時間は
画然発器’１４１．　＋８１の蒸発温度、全系統への冷
媒封入量等によって変化するものであり、さらＫはコン
デンサが空冷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。したがって適正貯榴蛙つまり適正貯溜動
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Ｋよって上記のｒｌｉ制御装置（Ｉ罎が構成されてい
なければならないこともちろんである。

以上の１５′にシて冷鉱の貯榴動作か終了し、低温庫０
１）も設定温度よりも低い時は制御装Ｗａ漕はｎ＋１出
力を停止し、圧縮様０）が件正される６、反対Ｋ　（１
（混純１００内のＭＵが設定値よりも高い時は制御＆［
／（１３１はｍｌ　　出力を停止せずにｔｏ２　を出力
する１、ソの結果第２０制１１４１弁（（−）が開放し
、低温用蒸発器（８）は適正な蒸発温度で低温庫０１）
内を冷却１−ることｉｎなる。

その他第２図に示−ノーように第１の毛細管（３）を高
温用蒸発器（４）への冷媒の入口に配設しであるのはこ
の高温用蒸発器（４）への冷媒の貯榴をより容易にし、
当該貯溜動作の際に少しでも高温庫ａ１内を冷却しよう
と−Ｊ−るためのものである。

以上述べた本発明の冷却装置を具体的に家庭用冷蔵庫に
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）の温度は一１
８℃程展でそのμＶ内湿温度実現イる丸めには−２５〜
−３０℃の蒸発温度が必賛である。一方高混純（冷蔵室
）の温度は３℃程度であり、蒸発温度はＯ〜−５℃位で
充分である。また両者の冷却負荷比率は４：＠程度で冷
蔵室の負荷の方が大ぎい。加えて底積係数、つまり運転
効率を−２５〜−３０℃とＯ〜−５℃の側蓋発温度で比
較した場合後者は前者の約２〜２５倍である。

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砂
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。

さらには高混純、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綾を適正に維持することができる
。

この発明の冷却装置は以上のように構成しているので、
圧縮機の底積係数を向上させ、冷却装置の運転効率の大
巾な向上が図れ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０）は圧縮機、（３）は高温
回路側の第１の毛細管、（４）は高温用蒸発器、（５）
は第１の制御弁、（６）は第２の制御弁、（７）は低温
回路側の第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− ＊　１　　ａ ネ　２　　い 牛　３　ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （り低温用蒸発器と高温用蒸発器を並列に接続し、この
   低温用蒸発器の冷媒入口側にその通路の開閉用第２の制
   御弁と第２の毛細管とを直列に設けると共に、高温用蒸
   発器の冷媒入口側に第１の毛細管を、また出口側にその
   通路の開閉用第１の制御弁を設け、これら高・低温の２
   系統回路次それぞれ単独運転させるようにしたことを特
   １とする冷却装置。 （２）高温用蒸発器に設けた第１の制御弁を開放し、低
   温用蒸発器に設けた第２の制御弁を閉止した高温用蒸発
   器への冷媒流通状態から、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低温側回路を
   その制御弁で閉止させたまま高温側回路の制御弁も閉止
   してその運転終了までの所定時間そのまま圧縮機を駆動
   させ冷媒を高温用蒸発器に溜めるようにした特許請求の
   範囲＃Ａ１項記載の冷却装置。