JPS5895161A - 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】 本発明は複数の温度の異な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。

従来温度の異なる複数の保冷室を１台の冷凍ユニットで
冷却する形態の代表的なものに家庭用冷凍冷蔵庫の冷却
システムがあり、基本的には第１図に示すような冷却シ
ステムを採用している。

第１図において、（ｌｉＩｆｉ圧縮機で、この圧縮機（
１）から吐出され、凝縮器（２）で液化された冷媒液は
、第１毛細管（３）で減圧され、冷厳室（４）内に配設
された冷蔵用蒸発器（５）で一部分が蒸発し、その際に
上記冷蔵室（４）内の冷却作用を行なう　上記冷蔵用蒸
発器（５）を出た気液２相冷媒は、第２毛細管（６）で
再び減圧され、冷凍室（７）内に配設された冷凍用蒸発
器（８）で残りが蒸発し、その際に冷凍室（７）を冷却
する。上記冷凍用蒸発器（８）を出た冷媒ガスはアキュ
ームレータ（９）ヲ介して上記圧縮機（１１Ｋ吸い込ま
れる。各庫内の温度管理は。

冷蔵室（４）　も−冷凍室（７）のどちらかに配設され
た温ｆＩＩｌ！１節器（図示せず）により、上記圧縮機
（１）を発停させることにより行なう。

以上のような構成の冷凍冷蔵庫においては。

圧縮機（１）の吸入圧力は非常に低圧な冷凍用蒸発器（
８）の蒸発圧力で決定してしまうため、冷蔵用蒸発器（
５）の蒸発圧力がいかに高くても、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。また上述のように
庫内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。

他方の庫内温度は成り行きとなってしまう欠点があった
。

一方各庫内温度の独立コントロールを可能とするために
、冷凍室（７）内に１台の蒸発器（８）を配設し、それ
によって冷蔵室（４）はダンパー制御によって室内温度
をコントロールし、冷凍室（７）の温度は圧縮機（１１
の発停によって行なうという冷却システムも近年一般的
となっている。この方式は両室内温度の独立コントロー
ルは可能であるが、蒸発器（８）の蒸発源にはやはり冷
凍室（７）の温度に依存してしまうため、圧縮機（１）
の吸入圧力が低く冷却システムの効率が非常に悪いこと
一変らない。またこの方式を用いた場合、冷蔵室（４）
はダンパーを介して冷凍室（７）と連通しているため、
冷蔵室（４）内の乾燥過多の問題が生じ。

さらに蒸発器（８）上への着霜量が多くなり頻繁な除霜
が必ＩＰＫなるなどの欠点があった。

本発明は上記従来装置の諸欠点を改良するためなされた
もので、保冷温度の異なる複数の冷却室に、それぞれこ
の冷却室を冷却する蒸発器を配設し、この各蒸発器を並
列接続するとともに各蒸発器に冷媒を流す時刻を別々に
して同時に隨すことない構成にして圧縮機の成績係数を
向上させ冷却装置全体の運転効率を高めるとともに高温
側減圧器を低温側にも１次減圧器として兼用させること
により低温側減圧器を小形にすることができるものであ
る。

以下家庭用冷凍冷蔵庫を例に本発明の詳細について説明
する。

第２図は本発明の一実施例を示す冷却システム図であり
、（１）は圧縮機、（２）は凝縮器、（４）は冷蔵室、
（５）はこの冷厳室（４）内に配設された冷蔵用蒸発器
、（７）は冷凍室、（８）はこの冷凍室（７）内に配設
された冷凍用蒸発器、（９）はアキュームレータである
。（３）は上記凝縮器（２）を出た冷媒液を変圧する第
１減圧器としての第１毛細管、　Ｑｌは上記冷蔵用蒸発
器（５）の冷媒通路上流側に配設された第１開閉弁とし
ての第１電磁弁、（６）ｋｉ上記冷凍用蒸発器（８）の
冷媒通路上流側に配設された第２減圧器としての第２の
毛細管、Ｑυはこの第２の毛細管（６）の冷媒通路上流
側に配設された第２開閉弁としての第２電磁弁、Ｑｚは
上記冷凍用蒸発器（８）の冷媒通路下流側に設けられた
逆止弁である。なお上記第１電磁弁（Ｉと第２電磁弁Ｉ
とで冷媒制御弁を構成している。

また第１電磁弁ＱＯと冷蔵用蒸発器（５）の直列冷媒回
路と、第２電磁弁収りと第２毛細管（６）、冷凍用蒸発
器（８）、逆止弁（Ｉりの直列冷媒回路とは並列接続さ
れて上記爾１毛細管（３）と上記アキュームレータ（９
）との間に接続されている。

第２図に示す実施例は９通常の蒸発器を並列接続した冷
却システムに似ているが基本的には全く異ったものであ
る。

まず異る温度レベルにある蒸発器の蒸発圧力を同一の吸
入圧力に整合させるため従来装置では高温側蒸発器の後
にあった圧力調整部が本発明では不要となる。つまり本
発明の特徴的動作は両蒸溌器（５）　、　＋８１には同
時に冷媒を流さない点にある診さらに詳しくは第２電磁
弁Ｉ、第２毛細管（６）、冷凍用蒸発器（８）、逆止弁
αりとで構成される低温側、即ち冷凍用冷媒回路と、第
１電磁弁も・、冷蔵用蒸発器（５）とで構成される高温
側。

即ち冷蔵用冷媒回路とに凝縮器（２）を経て第１毛細管
（３）を出た冷媒液を両室内温度変化状況に応じて時系
列的に分配し、冷蔵室（４）を冷却する際の冷蔵用蒸発
器り５）の蒸発圧力を高く維持することによって圧縮機
（１）の成績係数を向上させるものである。

第３図は第２図に示す家庭用冷凍冷蔵庫の運転制御ブロ
ック図で、（Ｉｌｔｊ冷蔵室（４）内に配設された温度
検出センサー、（Ｉ４は冷凍室（７）内に配設された温
度検出センサー、ａ５は冷蔵室用温度制御器で温度検出
センサー＜ＩＩからの検出値が冷蔵室（４）の所定上限
値以上の時はオン信号を、所定下限値以下の時はオフ信
号を出力する。０１１９Ｆｉ冷凍室用温度制御器で温度
検出センサーａ４からの検出値が冷凍室（７）の所定上
限値以上の時はオン信号を、所定下限値以下の時はオフ
信号を出力する。θηは・この温度制御器（ｌｅのオン
信号と、上記温度制御器α□□□のオフ信号とによりオ
ン信号を出力するＡＮＤゲートからなる論理積回路、　
ｃｌｌはこのＡＮＤゲート−（１７１のオン信号と上記
温度制御器（ＩＳＯオン信号の何れかによりオン信号を
出力するＯＲゲートからなる論理和回路、（１）はこの
ＯＲゲートｃ！υのオン信号で駆動される圧縮機、　（
ＩＩは上記温度制御器なうのオン信号で開する第１電磁
弁、ａＤは上記ＡＮＤグー）　（１７１のオン信号で開
する第２電磁弁である。

以上のように構成されたものにおいて、冷蔵室（４）の
温度が所定上限温度より高いと温度検出センサー（１１
からの信号により温度制御器ａ！９からはオン信号が出
るので第１電磁弁ａ１を開にし。

かつｅＲゲー）　ｔＪｇｊを介して圧縮機（１）を駆動
する。

従って冷媒は第１毛細管（３）から第１電磁弁ａ１を通
り、冷蔵用蒸発器（５）のみ通過し冷蔵室（４）内を冷
却する。冷蔵室（４）が冷却され所定上限温度より低く
、冷凍室（７）が所定上限温度より高いときＦｉ温度検
出センサー０３からの検出値により温度制御器ａ９から
のオフ信号で第１電磁弁α０を閉にする。

一方第２電磁弁ＯＤは温度検出センサーαくの検出値で
温度制御器Ｏｅからはオン信号が出力されているのでＪ
ｋＮＤゲートαηにより開し、また圧縮機（１）も駆動
され、第１毛細管（３）を出た冷媒は第２電磁弁Ｏ１１
，第２毛細管（６）を経て冷凍用蒸発器（８）に流れ、
冷凍用蒸発器（８）で蒸発し、冷凍室（７）の冷却動作
を行なう。

この冷凍室（７）の冷却運転中、再び冷蔵室（４）の温
度が所定上限値より上昇すると温度制御器ａ！９からの
オン信号により圧縮機１１）は運転を続けるとともに、
　ｌ！Ｉ）ゲートもηからはオフ信号が出力するので第
１電磁弁Ｑ（Ｉは開、第２電磁弁Ｉは閉となり、冷蔵用
蒸発器（５）に冷媒が流れ、冷蔵室（４）を冷却し、冷
凍室（７）の冷却運転は中止するＯそして冷蔵室（４）
の温度が所定下限値以下になると上述の動作により再び
冷凍室（７）側の冷却運転に切り換り、冷蔵室（４）、
冷凍室（７）双方の温度が所定下限値以下に々れば温度
制御器ａ！９．ｏｅは各々のオフ信号を出力し圧縮機（
１）を停止するとともに第１．第２電磁弁０１．（Ｉｌ
ｌを閉にする。

以上の動作を具体的数値によってさらに説明する。通常
、家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室（７）の保冷温度は一１８
℃程度で、その室内温度を実現するためには−２５，−
−３０℃の蒸発温度が必要であり、冷蔵室（４）の保冷
温度は５℃程度であり蒸発温度は０．−−５℃である、
また両者の冷却負荷比率は４：８程度で冷蔵室（４）の
負荷の方が大きい０加えて圧縮機（１１の成績係数、つ
まり運転効率を−２５，−−３０℃とトー５℃の両蒸発
温度で比較した場合、後者は前者の２．−２．５倍であ
る。

このように本発明の実施例による家庭用冷凍冷蔵庫、の
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かでき大きな省エネ
ルギー効果が図れる。

また逆止弁ａ３は冷凍用蒸発器（８）内の圧力が冷蔵用
蒸発器（５）内の圧力に比べ低圧であるため冷蔵室（４
）の冷却運転中、冷蔵用蒸発器（５）を出た冷媒が冷凍
用蒸発器（８）内に流れ込むのを防止するものである。

なお上記実施例は家庭用冷凍冷蔵庫に適用した場合につ
いて述べたがこれに限られるものでなく、保冷温度の異
なる冷却室を複数重する冷却装置に適用できるものであ
る。

また上記実施例では減圧器として毛細管を使用した場合
について述べたが膨張弁などを用いてもよいことは勿論
であり１毛細管を用いた場合はこの毛細管の冷媒流通抵
抗が大きいので第１開閉弁が開いていれば第２開閉弁が
開いても低温翻に流れず、従ってこの第２開閉弁は省略
することができ、第１開閉弁でのみ冷媒制御弁を構成で
きる。負荷側が２系統以上の多系統の場合についても、
より高温側の減圧器を共有させることで適合させること
ができる。

本発明は以上述べてきたように、冷媒を蒸発圧力の異な
る蒸発器に時系列的に分配することにより圧縮機および
冷却装置全体の運転効率を向上させることかで−き、加
−えて各冷却室内温度の独立制御が可能なこと、また高
温側保冷室の冷却が適正な高い蒸発温度で行なわれるた
め。

高徳側保冷室の乾燥などの問題も生じず、低温側蒸発器
への着霜量も少なくて済すものである。

さらに従来の蒸発器を並列接続した冷凍システムは冷媒
を同時に両蒸発器に流しているので両蒸発器の蒸発後圧
力を同一の吸入圧力に整合させるための圧力調整部が高
温側蒸発ｈ（８）の彼に必要であったが本発明ではこれ
が不要となり。

しかも低温側の減圧器へはより高温側減圧器で減圧され
た後の冷媒を流すようにしているので小形ですみ構成費
用が安価になる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の家庭用冷凍冷蔵庫の冷却システム図、第
２図は本発明の一実施例を示す家庭用冷凍冷蔵庫の冷却
システム図、紀３図はその運転制御ブロック図である。 図中同一符号は同一または相当部分を示し。 （１）は圧縮機、（２）は凝縮器、（３）は第１毛細管
、（４）は冷蔵室９（５）は冷蔵用蒸発器、（６）は第
２毛細管。 １７１　Ｆｉ冷凍室、（８１Ｆｉ冷凍用蒸発器、　ＯＩ
は第１開閉弁、ａｏＦｉ第２開閉弁、　ａ３は逆止弁、
　Ｏ騰、　（＋４１は温度検出センサー、（ＩＩ、翰は
温度制御器、０７ｉはＡＮＤゲート、鱈はＯＲゲートで
ある。 代理人　葛　野　信　−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　保冷温度の異る複数の冷却室の低温側冷却室
   を冷却する第２減圧器と低温側蒸発器の直列［Ｌ：！回
   路と、高温側冷却室を冷却する高温側蒸発器とを並列接
   続し、この並列ｌＵ路を第１減圧器の冷媒通路下流側に
   接続し、冷媒制御弁により上記直列回路と高温側蒸発器
   との何れかに透析的に冷媒を流すことを特徴とする冷却
   装Ｎ。
2. （２）　　冷媒制御弁を第２減圧器の冷媒通路上流側に
   配設された第２開閉弁と、高温側蒸発器の冷媒通路上側
   に配設された第１開閉弁とで構成し、高温側冷却室内の
   温度を感知してオン・オフ信号を出力する第１の温度制
   御器と。 低温側冷却室内の温度を感知してオン・オフ信号を出力
   する第２の温度制御器と、上記第１の温度制御器のオフ
   信号と第２の温度制御器のオン信号とによりオン信号を
   出力する論理積回路と、この論理積回路のオン信号と上
   記第１の温度制御器のオン信号の何れかでオン信号を出
   力する論理和回路とを備え、この論理和回路のオン信号
   で圧縮機を駆動し、上記第１の温度制御器のオン信号で
   上記第１開閉弁の開動作を、上記論理積回路のオン信号
   で上記第２開閉弁の開動作を行なうことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の冷却装置。
3. （３）第２減圧器を毛細管で構成し、冷媒制御弁を高温
   側蒸発器の冷媒通路上流側に配設された第１開閉弁で構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の冷却装置。