JPS58210452A - 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
縮機の成績係数を向上させ、冷却装置の運転効率の向上
を図る点にある５、従来高混純と低温庫とを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（１１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）で減圧され高混純（１ψ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０１）内の低温用蒸発器（８）で残りが蒸発
して低温庫０１）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圓を介して圧
縮機（１１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
（１１を駆動・停止させることにより行われている。

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）の蒸発圧力かいかに高く
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Ｆ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、１−勇者庫内温度の独
立制御を可能とするために、蒸発器を１台としそれによ
って高混純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制御は可
能であるか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わらない。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一つ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Ｉ−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４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。。

１゛−なわち第２図の冷却システム図において１１）は
圧縮機、（２）はコンデンサ、（３）は高混純００）内
に配設された高温用蒸発器（４）に連通し、この蒸発器
（１）の冷媒入口に配設された低抵抗の第１の毛細管、
（５）は−Ｈ記高温用蒸発器（４）の冷媒出口側に設け
られた制御弁、（力は低温庫旧）内の低温用蒸発器（８
）に連通し、この蒸発器（８）の冷媒入口に配設された
Ｌ配薬１の毛細管（３）より高抵抗の第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
、（１ｚ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に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５、すなわちまず異なる画然発器の蒸発圧力な同一の
吸入圧力に整合させるだ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発明の高温用蒸発器（４）の後
に存在しない。つ、上り本発明の特徴は画然発Ｃｔ４）
　ｉ８）・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２の毛；、ｌｌｌ管（７）、低温用蒸発器
（８）および逆止弁（９）によって構成されている低温
系統と制御弁（５）、第１の毛細管（３１：Ｆｓよび高
温用蒸発器（４）とによって構成されてし・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画然発器＋４）
＋ｓ）の蒸発温度（圧力）がたとえば低温用４蒸発藩が
一３０°Ｃ９高温用蒸発器が０℃となるように設定され
ているという点にある。

つまり本発明は低温、高温の各系統を単独に運転、言い
換えればコンデンサ（２）をでた倹媒液を時系列的に高
・低の上記画然発器に分配し、高混純１ｌｌ）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（］）の成績係数を向ヒさせ
、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（１１）内に配設された温度検出器（ｉｉａ）
によって検出された低温庫内温度ＴＬ＋　高混純（１０
）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ｆＪ３１
に人力される。。

この装置（１３１は電源０４１．上記制御弁（５）、圧
縮機（Ｉ）。

リレー（５ａ）（１ａ）によって構成される本冷却装置
の作動電気［１］１路を、出力信号ｍ１　、　ｍｌ　、
にょって制御するようにな−っている。

ソシてこのｍｌ　、　ｒｎ２の各出力信号は、各々のリ
レー（１ａ）（５ａ）の閉路信号であり、上記ｍ１の信
号によって圧縮機＋１１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。

具体的には高混純（１０１内の温度ＴＨ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Ｔｌ）は運転し制御弁（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
ＯＱ内は冷却される。この時低温系統には抵抗の大きい
第２の毛細管（７）が存在するので冷媒は流れない。ま
た低温庫（１１）内の温度ＴＬが設定値よりも高い時は
ｍｌ　　のみが出力されｍｌ　の出方が停止される。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（して低温系統に流れこれにより低温庫（
１１）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０３１はｍｌ、　ｍｌの出力を出さないの
で圧縮機（１）は停止、制御弁（５）は動作しない。

たりし圧縮機＋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。

本発明のもう・一つの特徴は高混純（１０１を冷却して
いる状態から低温庫（１１）の冷却運転に切り替わる時
。

または高混純Ｏ１を冷却している状態から圧縮機（＋）
が停止して全ての冷却が停止するときに発揮されるもの
である。具体的にはまず高混純Ｏ１の温度ＴＨが所定値
以下となった時制御装置０３）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）の冷媒出口
を閉止する。この状態で制御装置（１（至）は圧縮機（
＋１の運転信号ｍ１　　を出力［２つづけており。

所定時間圧縮機（１）が停＋１−１な℃・ようにする。

このようにすることによりコンデンサ（２）を出た気液
混合冷媒は第２の毛細管の存在により流通抵抗の大きい
この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。

この動作は以下に述べる理由により行われるものであり
、これは第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３、
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ノ、においては高
い蒸発Ａ度の蒸発器に冷媒を流ず場合と、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
管を並列に接続し、その切り替えのみによって蒸発温度
を変えた運転か可能であ−るという考えでは少（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
（・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）を有せず高い蒸発
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９毛細管は通常の温度式膨張弁の「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＋ｌＪ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）を閉止し圧縮機（１）のみを運転す
るその継続時間は画然発５　＋ｎ　ｔｓ）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、
さらに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１、したがって適正貯溜量
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（１３１が
構成されていなければならないこともちろんである５゜ 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°゛Ｃ程度でその庫内温度を実現するためには−２５
〜−３０℃の蒸発温度が必要である。一方高混純（冷蔵
室）の温度は３℃程度であり、蒸発温度は０〜−５°Ｃ
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３．加えて圧縮機の成績係
数、つまり運転効率を一２５〜〜３０゛（と０〜−５Ｃ
の画然発温度で比較した場合後者は前者の約２〜２５倍
である１、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倍はトの圧縮機の運転
効率で吸収することができ、それだけ大きな省エネルギ
ー効果か得られるばかりでな（。

さらには高混純の冷却運転時と低温庫の冷却１亜転時に
おけるそれぞれの冷媒量を適正にすることかでき、また
ｒ重用される制御弁も１個で−Ｊ−むものである。

本発明の冷却装置は以ト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−１ニさせ、
その運転効率の大＋ｉ］な向トが図れると共に全体を安
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ｐＨ機、（３）
は高温回路側の低抵抗の第１の毛細管、（４）は高温用
蒸発器、（５）は制御弁、（７）は低温回路側の高抵抗
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− 第１図 第　Ｗ　　ＩＪ ／／

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し、こ
   の低温用蒸発器の冷媒入口側に高抵抗の第２の毛細管を
   設けると共に、高温用蒸発器の冷媒入口側に、より低抵
   抗の第１の毛細管を　また出口側にその通路の開閉用制
   御弁を設け、これら高・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高温側回路の制
   御弁を閉止してその運転の終了時までの所定時間そのま
   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。