JPS5895162A - 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】 本発明扛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顯
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菫庫の冷却
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、（りは圧縮機で、この圧縮機（１１か
ら吐出され、コンデンサー（２）で液化された冷媒液は
、第１毛細管（３）で減圧され、冷蔵室（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。−Ｆ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ムレータ（９）を介して上記圧縮機
（１）に吸い込まれる。各庫内の温度管理は、冷蔵室（
４）か冷凍室（７）のどちらかに配設さ−れた温度調節
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。

圧動機（＋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（１１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（りの
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）の蒸発温度はやはり冷凍
室（７）の温度に依存してしまうためン圧縮機（１１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は
変らない。またこの方式を用いた場合、？＠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）上への着霜蓋が大きくなり頻繁な除
霜が必要に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
して同時に流すことなく、かつ低温側蒸発器に冷媒を流
しているときは、高い温度に保冷する蒸発器に残余の冷
媒を溜めることにより、圧縮機の成績係数を向上させ効
率向上を図るとともに各保冷温度の蒸発器における冷媒
の過多や過少をなくし、−冷媒充填量の問題をなくシ、
さらに圧縮機の停止時は冷媒サイクルの高圧側と低圧側
との圧力差をそのままにし、再起動時の定常運転への立
ち上り時間を短くするものである。

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）はコンデンサ、（４）は冷蔵
室、（５）はこの冷蔵室（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）はアキュムレータであ
る　αＩは上記冷蔵用蒸発器（５）の冷媒通路下流側に
配設された第１の減圧機構としての第１の毛細管、（１
１）は上記冷凍用蒸発器（８）の冷媒通路上流側に配設
された第２の減圧機構としての第２の毛細管、（′ａは
同じく冷凍用蒸発器（８）の冷媒通路下流側に配設され
た逆止弁、α３は冷蔵用蒸発器（５）の冷媒通路下流側
に設けられた開閉弁。

（至）は上記第１の毛細管０１と上記冷蔵用蒸発器（５
）との間に設けられた第１の電磁弁、Ｑυは上記第２の
毛細管αＢと上記冷凍用蒸発器（８）との間に設けられ
た第２の電磁弁である。そして、上記第１の毛細管０１
と第１の電磁弁■と冷蔵用蒸発器（５）および開閉弁０
３の冷媒回路と第２の毛細管Ｑｌｌと第２の電磁弁Ｑυ
と冷凍用蒸発器′（８）および逆止弁０３の冷媒回路と
は上記コンデンサ（２）と上記アキュムレータ（９）と
の間に並列接続されている。

第３図は運転制御ブロック図で、　０４１は冷蔵室（４
）内に配設された温度検出センサー、αｅは冷凍室（７
）内に配設された温度検出センサー、　ＱＥ９は冷蔵室
用温度制御器で温度検出センサーＩからの検出値が冷蔵
室（４）の所定上限値以上の時はＯＮ信号を、所定下限
値以下の時はＯＦＦ信号を出力する。αηは冷凍室用温
度制御器で温度検出センサーａ＄からの検出値が冷凍室
（７）の所定上限値以上の時はＯＮ信号を、所定下限値
以下の時はＯＦＦ信号を出力する。（ｉｓはこの温度制
御器ａ９のＯＮ信号と、上記温度検出器ＯｅのＯＦＦ信
号とによ！７ＯＮ信号を出力するＡＮＤゲート、Ｏ！１
はこのＡＮＤゲートのＯＩＪ信号または上記温度制御器
ａ１３のＯＮ信号の何れかの信号によりＯＮ信号を出力
するＯＲゲートである。また（１１は圧縮機、翰は第１
の電磁弁、　ｃ！ｎは第２の電磁弁である。なお開閉弁
０３ＦｉｔＪ！Ｅｌの電磁弁（至）と連動し同じ開閉動
作をする。

なお本実施例において、冷蔵用蒸発器（５）は冷媒の蒸
発温度が０℃に、また冷凍用蒸発器（８）の冷媒蒸発温
度は一３０℃に設定されている。

以上のように構成された家庭用冷凍冷蔵庫にあって、冷
蔵室（４）と冷凍室（７）がともに所定温度よりも高い
と温度検出センサーσ４．１日により検出された温度に
よって両温度制御器員、αηはＯＮ信号を出力する。そ
し、て温度制御器ａ輪からの出力がＯＲゲートａｌを介
して圧縮機（りに出力し圧縮機（１）を駆動するととも
に第１の電磁弁（イ）を開放する。またこの１１磁弁（
至）と連動して開閉弁０３も開放する。一方ＡＮＤゲー
）　（１８はＯＮ信号を出力しないので第２の電磁弁ｃ
！９は閉正したままである。

このように圧縮機（１）が駆動され、第１の電磁弁（イ
）と開閉弁０３が開放されると冷媒は第１の毛細管（Ｉ
Ｑおよび第１の電磁弁（イ）を介して冷蔵用蒸発器（５
）に流れ、冷蔵用蒸発器（５）で蒸発し、冷蔵室（４）
の冷却を行なう。一方第２の電磁弁ｒ２ｉ＋は閉止して
いるので冷凍用蒸発器（８）には冷媒が流れないため、
冷凍室（７）は冷却動作が行なわれない。

冷蔵室（４）が冷却され所定下限値に達すると温度制御
器αｅからの出力はＯＦＦ信号になるので第１の電磁弁
（至）および開閉弁Ｉは閉止する。

一方冷凍室（７）は依然所定上限値よりも高いので温度
制御器ａηからＯＮ信号が出ており、　ＡＮＤゲート舖
は温度制御器翰からのＯＦＦ信号とによりＯＮ信号を出
力し、このＯＮ信号により圧縮機（１）は駆動し、第２
の電磁弁−を開放する０従りて゛コンデンサ（２）で凝
縮された液冷媒は第２の毛細管ａＤ側に流れ、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
冷却動作の際は冷蔵室（４）の冷却動作時に比べ。

一般に冷媒量が過多となるが本実施例によれば開閉弁Ｉ
の閉正により、冷蔵用蒸発器（５）に冷媒がたまり、冷
媒量調節作用をも併せもつ。

どの冷凍室（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（ＩＱからの
ＯＮ信号により圧縮機（１１は運転を続けるとともに第
１の電磁弁−と開閉弁６３を開放し。

またＡＮＤゲー）　ＱａはＯＦＦ信号を出力するので第
２の電磁弁ｃ！Ｄが閉止し、第１の毛細管部側に冷媒が
流れ、冷蔵室（４）を冷却し冷凍室（７）の冷却運転は
中正する。そして冷蔵室（４）の温度が所定下限値以下
になると再び冷凍室（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
になれば温度制御器（ＩＧ、０？）は各々°　の０ＦＩ
Ｆ信号を出力し第１．第２の電磁弁（１）、　２１１お
よび開閉弁ａ冴を閉じ、圧縮機＋１）は停止する。

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，−
＝ｓｏ℃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０Ｓ−５℃である。また
両者の冷却負荷比率は４４６程度で冷蔵室（４）の負荷
の方が大きい。

加えて圧縮機（１）の成績係数、つまり運転効率を−２
５−−３０℃とＯ，−−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が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。

さらに圧縮機（１）の停止中は第１．第２の電磁弁［、
Ｃ１１および開閉弁（ＩＳが閉止し、かつ冷凍用蒸発器
（８）の冷媒通路下流側に逆止弁Ｏａがあるので、この
冷媒サイクルにおいて冷媒の高圧側と低圧側とは分離さ
れたままの状態であり、圧縮機０）の再起動時、高圧側
と低圧側との圧力差をつけ定常運転に移行するまで立ち
上がり時間が短くなり、その分省エネルギー化に繋る。

なお上記実施例においては第１．第２の減圧機構（ＩＩ
、ａｌｌとして共に毛細管を用いたがこれは膨張弁など
他の手段でもよい。

また上記実施例は家庭用冷凍冷蔵庫について述べたが、
これに限ぎられるものでなく、冷却室も２個のみでなく
２個以上あっても容易に適合できるものである。この場
合、逆止弁ｔＡ３は最も高い保冷温度冷却室に対応する
蒸発器以外の蒸発器の冷媒通路下流側にそれぞれ設け、
開閉弁Ｏ３は最も低い保冷温度冷却室に対応する蒸発器
以外の蒸発器の冷媒通路下流側に逆止弁と直列にそれぞ
れ設ける。勿論全ての蒸発器の冷媒通路下流側に逆止弁
と開閉弁を設けてもよいものである。この場合は高温側
の冷却運転を優先するもののみでなく低温側あるいは複
数の冷却室の何れか一つを優先することも可訃であるρ
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ができ、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。

高温側保冷室の乾燥などの問題も生じないものである。

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
高温側蒸発器（８）の後に必要であったが本発明ではこ
れが不要となる。

さらにまた低温側保冷室の伶却゛動作の際は高温側保冷
室の冷却動作時に比較して冷媒蓋が過多になるが本発明
によれば高・源側蒸発器の冷媒通路下流側にあ鼠開閉弁
を閉じるので高温側蒸発器に冷媒がたまり冷媒量調整作
用をもあわせもつものである。

しかも圧縮機の停止時において、冷媒サイクル中、冷媒
の高圧側と低圧側とは分離したままの状態を保つので圧
縮機再起励時冷媒の高圧側と低圧側との圧力差をつけ定
常運転に移行するまでの立ち上が９時間が短くなり、こ
の面からもエネルギーの省略が図れる。

【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、第３図は第２図の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）はコンデンサー、（４）は冷蔵
室。 （５）は冷蔵用蒸発器、（７）は冷凍室、（８）は冷凍
用蒸発器、　（ＩＩは第１の毛細管、ａｏは第２の毛細
管。 ｏ’ａｔａ逆止弁、　（ＩＩは開閉弁、ａｉ、ａｓは温
度検出センサー、　０８　、　（１？）は温度制御器、
　０ＩＨＡＮＩ）　ケ−）　。 ａｓはＯＲグー）、ｍ、＊１ｌｊｔ磁弁である０代理人
　暮　野　信　− ＠ｌｖ？Ｊ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　保冷温度の異なる複数の冷却室、これら各冷
   却室に夫々設けられ個別に冷却する蒸発器ｔこの各蒸発
   器に夫々直列接続され複数の減圧機構、この各減圧機構
   と上記蒸発器との間の冷媒通路に夫々設けられた電磁弁
   、最も高い保冷温度の冷却室に対応する蒸発器以外の上
   記各蒸発器の冷媒通路下流側に夫々設けられた逆止弁、
   最も低い保冷温度の冷却室に対応する蒸発器以外の上記
   各蒸発器の冷媒通路下流側にこの逆上弁と夫々直列接続
   され、上記対応する電磁弁と連動して同じ開閉動作をす
   る開閉弁、上記各冷却室に設けられ対応する上記上流側
   の電磁弁を動作させる温度検知器。 この温度検知器からの信号により、対応する電磁弁の開
   放信舟が出ているにもかかわらずより優先順位の高い電
   磁弁が開放しているときは閉止される温度制御器とを有
   し、上記各減圧機構、電磁弁、蒸発器、逆止弁、開閉弁
   の直列回路を直列接続し、一台の圧縮機とコンデンサー
   の冷却ユニットに接続してなることを特徴とする冷却装
   置。