JPS6198786A - 冷蔵装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、冷蔵装置に係り特に、高効率運転が可能でか
つ冷凍能力の制御が可能な非共沸混合冷媒及び、これを
用いた冷蔵装置に関する。

〔発明の背景〕

現在、各種冷７ａ庫が実用化されているが、近年の高効
率化、高性能化の要望に対していくつかの間；！ｊを有
している。

まず高効率化について説明する。現在冷蔵庫を含め、各
種冷凍空調機器には、ジクロロジフルオロメタン（Ｒ１
２）、クロロトリフルオロメタン（Ｒ１３）、クロロジ
フルオロメタン（Ｒ２２）、プロモトリフルオロメタン
（Ｒ１３Ｂ１）等の単一化合物から成る冷媒、並びに混
合冷媒として共沸混合冷媒が用いられている。ここで、
共沸混合冷媒とは、ある、圧力、温度下で混合冷媒が熱
平衡している場合、混合冷媒の液組成と蒸気組成とが等
しい、すなわち共沸点をもつ冷媒を言う。例えば、Ｒ５
０２と称される４８．８重量％のＲ２２と５１．２ｆｆ
ｉｉ％のクロロペンタフルオロエタン（Ｒ１１５）から
成る混合冷媒、あるいはＲ５０４と称される５１．８重
量％のＲ１１５と４８．２重量％のジフルオロメタン（
Ｒ３２）とから成る混合冷媒がある。共沸混合冷媒は、
単一化合物と同様の挙動を示すので、純冷媒の性質を補
う目的で使われている。しかし、今後純冷媒の開発には
、費用、毒性の面などから多くの困難が伴なうと考えら
れる。また共沸混合冷媒が上記のように純冷媒と同様な
性格を有することから、これらの使用による大幅な効率
向上は望めない。

一方、非共沸混合冷媒は共沸混合冷媒と異なりすべての
温度、圧力下で共沸点をもたない混合冷媒である。非共
沸混合冷媒を用いれば、一定圧力下で沸点と３点とが異
なるため、凝縮器や蒸発器のような相変化を伴う熱交換
器に濃度勾配ができる。これを利用して機器の高効率化
が期待できる。

暖房機器に非共沸混合冷媒を適用した例として、公開特
許公報昭５６−１１６７７６号に開示されるように、非
共沸混合冷媒を用いると暖房効率の向上する例が知られ
ている。

次に、高性能化について、ここでは代表的な例として、
冷ａ庫をとり上げて説明する。現在冷蔵庫に用いられて
いる冷媒はＲ１２である。しかし、夜間邪の開閉が少な
い場合や、外気温の低い冬季など、熱負荷の小さい運転
条件に対しては、Ｒ１２の冷凍能力は過大となる。この
ため、熱負荷の小さい場合は、運転を断続的に行なう、
ＯＮ、ＯＦＦ制御によって極度の温度低下を防止するよ
うにしている。ｒ！ｆｒ続運転は、ＯＮ、ＯＦＦ時に過
大な電力を消費するため、効率低下の大きな原因となる
。

従って連続運転が望まれるが、そのためには何らかの方
法で冷凍能力を負荷に応じて制御する必要がある。一方
今後、現行より大きな冷凍能力に対する需要が考えられ
る。例えば、味覚を保存しようという狙いから１食品の
細胞を破壊することなく保存する急速冷凍機能がこれに
あたる。従って今後、冷蔵庫に対しては機能及び高効率
化の両面から、広範囲に亘る冷凍能力の適切な制御法が
要求されてくる。

一つの方法として、回転数制御と呼ばれる方法がある。

これは、圧縮機の回転数を制御し、冷媒の単位時間当り
の循環量を変えて冷凍能力を調節する方式である。この
方式を採用する場合、当然ではあるが、モーターの回転
数を＃御するためのインバーター回路を新たに設ける必
要がある。このインバーター回路は一般に、大型で高価
なものである。従って、回転数制御方式をとった場合、
冷蔵庫の有効体積の減少及び、相当なコストアップは避
けられない。さらに、低速運転時の回転むらや、高速運
転時の潤滑など、技術面にも解決すべき問題は多い。

一方、非共沸混合冷媒を用いれば、前述の非共沸性を積
極的に利用することにより、広範囲に亘る冷凍能力の制
御が可能となる。つまり、一般に窩い冷凍能力を有する
低沸点冷媒を多く含む気相から、蒸留によって低沸点成
分を分雅することにより、循環する冷媒組成を広い範囲
で変化させることが可能となり、目的とする冷凍能力の
広範な制御が可能となる。高い冷凍能力を必要とする場
合は、分ｎした、冷媒を再びサイクル中に戻し、冷凍能
力の大きい組成にすれば良い。こ、こで、分ご１ｔに使
用する蒸留装置は内容積１５０ｍｍの冷媒だめを有する
、直径１．５　ｃｍ、長さ２０ｃｍ程度の小型のもので
充分である。従って、冷蔵庫の有効体Ｃ１の減少やコス
トの上昇は小さいものとなる。非共３混合冷媒の非共沸
性を利用して、公開特許公報昭５６−５８８１号に示さ
れるように、外気温に応じて暖房能力を変化させる例が
知られている。しかし、冷蔵装置用としては、使用条件
が異なるため、同一の冷媒が適用できるとは限らない。

また冷蔵装はを対数とした非共沸混合冷媒の検討例は見
当らない。

本発明は、特に冷蔵装置を対象として、最適の非共沸混
合冷媒を得るべく検討した結果得たものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高効率化かっ、能力制御が可能な冷蔵
装置及びこれを使用する冷媒組成物を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

すなわち、上記現状に鑑みて検討した結果、本発明は冷
蔵庫運転の温度域で作動させる冷媒として、クロロジフ
ルオロメタン（Ｒ２２）と、１゜２−ジクロロトリフル
オロエタン（Ｒ１１４）とから成る混合冷媒を用い高効
率に運転可能なものである。更に、非共沸であることか
ら、冷凍能力を＃御した２転も可能である。

〔発明の実施例〕

実施例 冷媒の試験に用いた冷蔵庫は通常のサイクルに図に示す
分離器を取り付けて使用した。すなわち凝縮器と膨張弁
との間に蒸留式の冷媒分離器２を設け、電磁弁５を開け
、電磁弁６を閉めておくことによって、抽出タンク４に
低沸点冷媒が高濃度で抽出される。従ってサイクルを循
環する冷媒は高沸点冷媒が高濃度のものとなる。分離器
を働かせない場合、電磁弁５を閉める。また、高冷凍能
力が必要な場合には電磁弁６を開ける。このようにして
１種々の濃度の混合冷媒が＠環できる。

上記の試数冷ａｒＭ、の蒸発器、凝縮器には、比熱既知
の熱媒体を流し、流量と出入口温度を計測することによ
って吸・放熱量を測定した。運転は、外気温度、膨張弁
の調節により蒸発器入口を一３０℃、凝縮器出口４０°
Ｃの条件で行なった。また、循環冷媒濃度は、圧縮機出
口に冷媒捕集器を取り付け、その冷媒ガスをガスクロマ
トグラフで測定して得た。

試験結果の一部を表に示す。これは冷媒封入後適宜分ｍ
器を作動させた後の性能を示すものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の冷媒組成物は、分離器を
作動することによって、電源を断続させることなく、成
績係数の高い状憇即ち効率の高い状りで１幅広い冷凍能
力を得ることができる。しかも、この混合冷媒組成物は
、従来冷蔵庫に用いている冷媒Ｒ１２（ジクロロジフル
オロメタン）に比べ例１から例８と広範囲の運転条件で
成績係数が高い。特に、ｍ成を限定することはないが現
行冷蔵庫のＭ　ｆｋＡ率並びに冷媒の冷凍能力と成績係
数を考處すると、クロロジフルオロメタンが３０〜７５
重景％、１，２ジクロロテトラフルオロエタンが２５〜
７０重量％から成る混合冷媒が特に好適である。

当然のことながら、常に大きな冷凍能力を必要とする冷
ｉ２　装Ｕに対しては１例えば実施例１０の一定徂成の
混合冷媒を常時使用することによって。

高効率化が図れるし、冷凍能力が高い分だけ早く低温が
得られることになる。このような場合には、分ｍ器は必
要としない。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例の混合冷媒を分離するのに用い
る分ｎ器を示す系統図である。 １・・・凝縮器出口、２・・・冷媒分離器、３・・・膨
張弁、４・・・抽出タンク、５，６・・・電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、クロロジフルオロメタンと１，２−ジクロロテトラ
   フルオロエタンとを構成成分とする混合冷媒組成物を用
   いたことを特徴とする冷蔵装置。