JPS6222396B2 - - Google Patents

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
ニツ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、１は圧縮機で、この圧縮機１
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。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
アキユムレータ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から冷凍
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
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
系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きた。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
成り行きとなつてしまう欠点があつた。

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、それによつて冷蔵室４はダンパー制御によつ
て室内温度をコントロールし、冷凍室７の温度は
圧縮機１の発停によつて行なうという冷却システ
ムも近年一般的となつている。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、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にことは変らない。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
量が大きくなり頻繁な除霜が必要になるなどの欠
点があつた。

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、圧縮機の成績系数を向上させ効率
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
くすものである。

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
れた冷凍用蒸発器である。

１０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の減圧機構としての第１の毛細
管、１１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、１２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、１３は冷蔵用蒸発器５の
冷媒通路下流側に設けられた第１の開閉弁、１４
は上記第２の毛細管１１の冷媒通路上流側に設け
られた第２の開閉弁である。そして第１の毛細管
１０と冷蔵用蒸発器５及び第１の開閉弁１３の冷
媒回路と第２の開閉弁１４、第２の毛細管１１、
冷凍用蒸発器８及び逆止弁１２の冷媒回路とは上
記コンデンサ２の上記圧縮機１の吸入側との間に
並列接続されている。

第３図は運転制御ブロツク図で１５は冷蔵室４
内に配設された温度検出センサー、１６は冷凍室
７内に配設された温度検出センサー、１７は冷蔵
室用温度制御器で温度検出センサー１５からの検
出値が冷蔵室４の所定上限値以上のときはオン信
号を、所定下限値以下のときはオフ信号を出力す
る。１８は冷凍室用温度制御器で温度検出センサ
ー１６からの検出値が冷凍室７の所定上限値以上
のときはオン信号を、所定下限値以下のときはオ
フ信号を出力する。１９ａ，１９ｂははこの温度
制御器１８のオン信号と上記温度制御器１７のオ
フ信号でオン信号を出力する第１の論理回路とし
てのNANDゲートおよびANDゲート、２０はこ
の論理積出力と上記温度制御器１７の出力との論
理和をとる第２の論理回路としてのORゲートで
あり、このORゲート２０の出力で圧縮機１を駆
動し、第１の開閉弁１３は上記温度制御器１７の
オン信号で開し、オフ信号で閉、第２の開閉弁１
４は上記ANDゲート１９ｂの出力で開する。

以上のように構成された家庭用冷凍冷蔵庫にあ
つて冷蔵室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１５，１６により検出さ
れた温度によつて両温度制御器１７，１８はオン
信号を出力する。そして温度制御器１７からの出
力がORゲート２０を介して圧縮機１に出力し、
圧縮機１を駆動するとともに第１の開閉弁１３を
開放する。一方ANDゲート１９ｂはNANDゲー
ト１９ａからオフ信号がでているので出力は発生
せず第２の開閉弁１４は閉止したまゝである。

このように圧縮機１が駆動されると冷媒は第１
の毛細管１０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の開閉弁１４は閉止したまゝである
ので冷凍用蒸発器８には冷媒が流れず冷凍室７は
冷却動作が行なわれない。冷蔵室４が冷却され所
定値に達すると温度制御器１７も温度検出センサ
ー１５からの温度によりオフ信号を出力し、第１
の開閉弁１３を閉止する。

一方冷凍室７は依然設定値よりも高いので温度
制御器１８からオン信号が出ており、温度制御器
１７からのオフ信号とによりANDゲート１９ｂ
から出力がで、ORゲート２０を介して圧縮機１
を駆動する。また第２の開閉弁１４はANDゲー
ト１９ｂの出力により開となるのでコンデンサ２
で凝縮された液冷媒は第２の毛細管１１側に流
れ、冷凍用蒸発器８で蒸発し、冷凍室７の冷却を
行なう。なおこの冷凍室冷却動作中は冷蔵室冷却
動作に比べ冷媒量が少なくて済むので通常は冷媒
量が過多になるが、本実施例では第１の開閉弁を
閉じることにより冷蔵用蒸発器に冷媒がたまるの
でこのようなことがない。

この冷凍室７の冷却運転中、再び冷蔵室４の温
度が所定値より上昇すると温度制御器１７からの
オン信号により圧縮機１は運転を続けるとともに
第１の開閉弁１３が開放し、ANDゲート１９か
らの出力がなくなつて第２の開閉弁１４が閉じる
ので第１の毛細管１０側に冷媒が流れ、冷蔵室４
を冷却し冷凍室７の冷却運転は中止する。そして
冷蔵室４の温度が所定値以下になると再び上述の
動作により冷凍室７側の冷却運転に切り換る。そ
して冷蔵室４、冷凍室７双方の温度が所定値以下
になれば温度制御器１７，１８は各々オフ信号を
出力し圧縮機１は停止する。

以上の動作を具体的数値によつてさらに説明す
る。通常、家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室７の保冷温
度は−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４：６
程度で冷蔵室４の負荷の方が大きい。加えて圧縮
機１の成績系数、つまり運転効率を−25〜−30℃
と０〜−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較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１２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。

なお上記実施例においては第１、第２の減圧機
構１０，１１として共に毛細管を用いたがこれは
膨張弁などの他の手段でもよい。

また上記実施例においては高温側、即ち冷蔵室
の冷却運転を優先するものについて述べたが、温
度検出センサと温度制御器とを入れ替えて、低温
側、即ち冷凍室の冷却運転を優先させるようにし
てもよい。

なお上記実施例においては家庭用冷凍冷蔵庫を
例にとつて説明したがこれに限らず保冷温度の異
なる２つの冷却室を一台の圧縮機で冷却する場合
に利用できることは云うまでもない。

以上述べたように本発明は保冷温度の異なる冷
却室を一台の圧縮機で冷却する装置において、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、圧縮機及び冷却装置の運転効率を
大きく向上させることができ、加えて各室内温度
の独立制御が可能になる。また高温室の冷却が適
正な蒸発温度で行なわれるため高温室の乾燥など
の問題がなくなる。

さらに低温室の冷却の際は高温室の冷却時に比
較して冷媒量が過多になる傾向があるが本発明に
よれば第１の開閉弁を閉じることにより高温側蒸
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。

【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図の運
転制御ブロツク図である。 図中同一符号は同一又は相当部分を示し、１は
圧縮機、２はコンデンサ、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、１０
は第１の毛細管、１１は第２の毛細管、１２は逆
止弁、１３は第１の開閉弁、１４は第２の開閉
弁、１５，１６は温度検出センサー、１７，１８
は温度制御器、１９はANDゲート、２０はORゲ
ートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機、コンデンサ、減圧機構、蒸発器の順
   に冷媒の流れる冷媒回路において保冷温度の異な
   る２個の冷却室に夫々設けられ個別に冷却する高
   温側および低温側の蒸発器、上記高温側蒸発器と
   この上流側に接続された第１の減圧機構と下流側
   に接続された第１の開閉弁とからなる高温側冷却
   路と、上記低温側蒸発器とこの上流側に接続され
   た第２の減圧機構および第２の開閉弁と下流側に
   接続された逆止弁とからなる低温側冷却路とをコ
   ンデンサ出口と圧縮機・吸込側との間に並列接続
   してなる単一の冷却ユニツト、上記各冷却室の温
   度を検知し、オン・オフ信号を出力する高温側お
   よび低温側の温度制御器、これらの温度制御器の
   出力を入力とし、いずれか一方の温度制御器のオ
   フ信号と他方の温度制御器のオン信号が入力した
   場合のみオン信号を出力する第１の論理回路、こ
   の第１の論理回路と上記一方の温度制御器の出力
   の論理和をとる第２の論理回路を備え、この第２
   の論理回路の出力する論理和信号により、上記冷
   却ユニツトの圧縮機を制御し、上記一方の温度制
   御器の出力するオン信号およびオフ信号で上記第
   １または第２いずれか一方の開閉弁の開動作およ
   び閉動作を行い、上記第１の論理回路の出力する
   オン信号およびオフ信号で他方の開閉弁の開動作
   および閉動作を行うことを特徴とする冷却装置。