JPS58210455A - 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圧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）で減圧され高温純０（Ｉ内高温片蒸発器（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Ｑｌｌ内の低温用蒸発器（８）で残りが蒸発
して低温庫αυ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１２を介して圧
縮機＋ＩＩＫ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０）を駆動・停止させるこ
と罠より行われている。

上記構成の従来のものでは圧縮機ｆｉｌ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筒く
とも圧縮機＋１１の底積係数は非常に悪いものとカリ、
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。−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
高温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列で述べたように冷却シス
テムの効率が非′帛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純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
決定は非常に短しく、−１だ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２反
対に冬期温度条件に合わせればｙ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＋１１は圧縮
機、（２１はコンテンサー、（５）は高温庫顧内に配設
された高温用蒸発器（４）の冷媒出口側に設けた第１の
制御弁、（３）はこの制御弁（５）を有する萬温用蒸発
器（４）とこれに並列に接続され低温庫Ｃｌ１ｌ内に配
設された低温用蒸発器（８）との鳥・低温の２系統に直
列に設けた共通の第１の毛細管で、これら取方への冷媒
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）の冷媒入口との間に設けた
第２の毛細管、（６）は同じくこの低温用蒸発器（８）
の冷媒出口側に設けた第２の制御弁、　ｎｚ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媒シ
ステムと一見似ているが基本的に全く異るものである。

まず異なる両点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）の後に存在せず、
この部分には第１の制御弁（５１が設けられている。つ
まり本発明の特徴は両点発器（４１（８１Ｋは同時に冷
媒は流さないという点にあり、具体的にけ共通の第１の
毛細管（３）。

これの後流側の第２の毛卸１管（７）、とわと直列の低
温用蒸発器（８）およびこの蒸発器の冷媒出口側に設け
た第２の制御弁（６１によって構成される低温系統と、
第１の制御弁（５）、共通の第１の毛細管（３）、高温
用蒸発器（４）とによって構成される尚涙系統の各系統
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点発器１４＋　（ｓｌ
の蒸発温度（圧力）が例えば低温用蒸発器が一３０℃。

高温用蒸発器が０℃ど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（２１をでた冷媒液を時系列的に高
・低の上記両点発器に分配り、、　冒混純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（ｔｌの底積係数を向上さ
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”（第２図により詳＃ｌ
Ｋ説明する。この第３図は不発明の冷却装置の運転方法
を説明するだめの電気配線および制御系統図であり、低
温庫［１１１内疋配設された温度検出器（１＋ａ）によ
って検出された低温庫内温度ＴＬ。

高温純（１１内に配設された温度検出器（＋Ｏａ、）に
よって検出された篩混庫内湛度ＴＨの各信号は演算側径
１装置α３に入力される。

この装置Ｉ順は電源０４１　、上記第１の制御弁（５）
、第２の制御弁（６）、圧縮機＋１１　、　　リレー（
ｓａ）　（６ａ）　（＋ａ）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、ｍ２．ｍ３によって制御するようになっ
ている。そしてこのｍｌ、ｍ７．ｍ３の各出力信号は、
各々のりＩ／　−（＋ａ）　（６ａ）　（５ａ’、）の
閉路イｉ号であり、上記ｍ１の信号によって圧縮機（１
）は動作し、ｍｌの信号によって第２の制御弁（６）は
動作開放し、さらにｍ３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。

具体的には高温純＋１１内の温度Ｔ）Ｉが設定値よりも
高い時は、上記制御装置Ｑ３はｍ３の出力とｍｌの出力
を出す。

しかしこの際にはｍｌは出力せず、したがって第２の制
御弁（６）は閉止したままになっている。つまり圧縮機
（ＩＩは運転し、第１の制御弁（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ＱＣＩ内
は冷却される。この際第２の制御弁（６）は閉止してい
るから冷媒は低温用蒸発器（８）内で凝縮するという不
都合は生じない。また低温庫Ｃｌ１ｌ内の温度ＴＬが設
定値よりも高い時は同様にしてｍｌとｍｌが出力され低
温庫αＤ内が冷却される。

さらに双方の庫内温度が設定値よりも低い時は上記制御
装置α３はｍｌ、ｍｌ、ｍ３の出力を出さないので圧縮
機（１）は停止１両制御弁＋５１１６１は動作しない。

たゾし圧縮機（１１の動作信号ｍ１はｍ３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
の動作は以下に述べる。

すなわち本発明のもう一つの特徴は高温純ａυを　−冷
却している状態から低温庫［１１１の冷却運転に切り替
わる時、または高温純（ＩＱを冷却している状態から圧
縮機＋１１が停止する時に発揮されるものである。

具体的にはまず烏混純ａ１の温度ＴＨが所定値以下とな
った時制御装置ｑ３はｍ３出力を停止する。その結果制
御弁（５）は尚温州蒸発器（４）の冷媒出口を閉止する
。この時第２の制御弁（６）けｍ２出力がでないのでそ
のまままだ閉路している。この状態で制御装置Ｑ３は圧
縮器（１）の運転信号ｍ１を出力しつづけて所定時間、
圧縮機（１）が停止しないようにする。

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。一方この状態では他方の低温回路には大き
な流通抵抗の第２の毛細管（７）が存在するので冷媒は
流れない。

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Ｋ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畠い蒸発温
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抽を調整変化させ
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々い。

つまり上記のような操作を行わず、換言すわば高温用蒸
発器（４）の出口側に制御弁（５）を有せず１ｈ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Ｐ度により弁し）１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１Ｊ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け筒い蒸発温度の運
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畠効率運
転が可能となるものである。

以上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＋１１のみを運転する
その継続時間は両点発器（４１＋８１の蒸発温度、全系
統への冷媒の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。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ＯＪが構成され
ていなければならないことはもちろんである。

なお第２図で示すように低温用蒸発器（８）の冷媒出口
側に高温回路の運転時に閉止する第２の制御弁（６）を
設けているのは高温用蒸発器（４）に冷媒が流入し畠混
純ａｏ内を冷却している際に、この冷媒がが低温用蒸発
器（８）内に逆流するのを防止するためのものであり、
また共通の第１の毛細管（３）を高・低温回路への冷媒
の分流点より上流側に配設しであるのけ高温用蒸発器（
４）への冷媒の貯溜をより容易にし、この貯溜動作の際
に少しでも高温床Ｑｌ内を冷却すると共にこの状態での
低温系統への冷媒の流入を防ぐためのものである。

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期待てきるものであ
る。

通常家庭用冷媒冷蔵庫の低温庫（冷凍庫）の温度は一１
８℃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。一方島混純（冷蔵室）
の温度は３℃程度であり、蒸発温度は０〜−５℃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
室の負荷の方が太きい。

加えて圧縮機の収積係数、つまり運転効率を−２５〜−
３０℃と０〜−５℃の画然発温度で比較した場合、後者
は前者の約２〜２．５倍である。

つまり第２．第３図で説明した本発明の冷却装量な家庭
用の冷凍冷＊庫に採用した場合６割を占める冷＃、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Ｋ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低温用蒸発器
の冷媒出口側への８！！２の制御弁の付設により、より
適正に維持することができる。

本発明の冷却装置は以上のように構成しているので圧縮
機の収積係数を向上させ、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より適正な条件に簡単に維
持することが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を説明するため
の制御系統図である。 なお図中（１）は圧縮機、（３１は共通の第１の毛細管
。 （４）は高温用蒸発器、（５）は第１の制御弁、り６）
は第２の制御弁、（７）は第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 簗　２　図 １１ 第３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、またその出口側にはこ
   の通路の開閉用第２の制御弁を配設し、他方の高温用蒸
   発器の出口側にはこの通路の開閉用第１の制御弁を設け
   、これら両川口側のそれぞれの制御弁の選択開閉により
   。 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第１の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、上記
   低温用蒸発器の出口側に設けた第２の制御弁を閉止した
   まま高温側回路の上記第１の制御弁を閉止し、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＾温州蒸発器内に溜め
   るようにした特許請求の範囲第１項記載の冷却装置。