JPS6260627B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷凍冷蔵庫のように保冷温度の異な
る複数の冷却室を有する冷却装置に関するもので
ある。

第１図は従来の冷凍冷蔵庫の冷却装置の基本的
なシステム図であり、図において１は圧縮機、２
はコンデンサー、３は第１の減圧装置としての毛
細管、４は冷蔵室、５は冷蔵用蒸発器、６は第２
の減圧装置としての毛細管、７は冷凍室、８は冷
凍用蒸発器、９はアキユームレーターであり、第
１の毛細管３、冷蔵用蒸発器５、第２の毛細管
６、冷凍用蒸発器は直列に接続されている。

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の毛細管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、その際に冷蔵室４内の冷却作用を行な
う。冷蔵用蒸発器５を出た気液２相冷媒は、第２
の毛細管６でさらに減圧され、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。冷凍用蒸発器８を出た冷媒
ガスは、アキユームレーター９を介して圧縮器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、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、冷
蔵用蒸発器５と冷凍用蒸発器８が直列に配置され
ていることにより、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４の蒸発圧力がいかに高
くとも、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。一方、圧縮機１の停止時に
は、高圧側冷媒と低圧側冷媒が毛細管３，６や圧
縮機１を通るなどして混合バランスし、圧縮機再
起動時に再び高低圧をつけるためのいわゆる起動
ロスを生じており、また、冷媒が高圧側から低圧
側へ流れこんでしまうことによつて、圧縮機再起
動時に液圧縮が起こり、効率低下の原因となつて
いた。庫内温度の調整についても、どちらか１方
の庫内温度に依らざるを得ないため、他方の庫内
温度は成り行きになつてしまう欠点があつた。

本発明は、上記従来装置の諸欠点を改良するた
めになされたもので、保冷温度の異なる複数の冷
却室を冷却するため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効率向上を図り、さらに、圧
縮機の停止時には高圧側と低圧側の冷媒回路を遮
断して圧縮機運転時のままの冷配分配を保持し、
また圧縮機再起動時には圧縮機の吐出口と吸入口
の冷媒を同圧にして、再起動に要する起動力を小
さくし、定常運転への立ち上り時間を、短縮する
ことを目的とするものである。

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、この発明の一実施例を示すシステム
図であり、図において、１〜９は上記従来装置と
全く同様のものである。１０は冷蔵用蒸発器５の
冷媒通路上流側に配設された第１の減圧機構とし
ての毛細管、１１は冷凍用蒸発器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毛細
管、１２は冷凍用蒸発器８の冷凍通路下流側に配
設された逆流防止手段としての第１の逆止弁、１
９は第１の毛細管１０の冷媒回路上流側に設けら
れた第１の電磁弁、２０は第２の毛細管１１の冷
媒回路上流側に設けられた第２の電磁弁で、第１
の電磁弁１９、第１の毛細管１０および冷蔵用蒸
発器５の冷媒回路は直列接続され、この直列冷媒
回路と第２の電磁弁２０、第２の毛細管１１、冷
凍用蒸発器８、第１の逆止弁１２が直列接続され
た冷媒回路とは、コンデンサー２とアキユームレ
ーター９との間に並列に接続されている。２１は
圧縮機１の吐出口と吸入口とを接続するバイパス
路、２２はこのバイパス路２１上に設けられた第
３の電磁弁、２３はアキユームレーター９と、圧
縮機吸入口側バイパス路分岐点との間に設けられ
た第２の逆止弁、２４は圧縮機吐出口側バイパス
路分岐点とコンデンサー２との間に設けられた第
３の逆止弁である。

第３図は運転制御ブロツク図で、１３は冷蔵室
４内に配設された温度検出センサー、１４は冷凍
室７内に配設された温度検出センサー、１５は冷
蔵室用温度制御器で、温度検出センサー１３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。１６は冷凍室用温度制御器で、温度検出セ
ンサー１４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には
OFF信号を出力する。１７はこの温度制御器１
６のON信号と上記温度制御器１５のOFF信号と
により、ON信号を出力するANDゲート、１８は
このANDゲート１７のON信号、または、上記温
度制御器１５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。圧縮機１はOR
ゲート１８のON信号により駆動される。第１の
電磁弁１９は上記温度制御器１５のON信号で開
放され、第２の電磁弁２０はANDゲート１７の
ON信号で開放される。第３の電磁弁２２はORゲ
ート１８のOFF信号で開放される。

以上のように構成された家庭用冷凍冷蔵庫にお
いて、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１３，１４によつて
検出された温度により、両温度制御器１５，１６
はON信号を出力する。そして温度制御器１５か
らの出力がORゲート１８を介して圧縮機１と第
３の電磁弁２２に出力し、圧縮機１を駆動し、第
３の電磁弁２２を閉止するとともに、第１の電磁
弁１９を開放する。一方ANDゲート１７はON信
号を出力しないので、第２の電磁弁２０は閉止し
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１９が開放されると、冷媒は第１の
毛細管１０および第１の電磁弁１９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、
冷蔵庫４の冷却を行なう。一方、第２の電磁弁２
０は閉止しているので、冷凍用蒸発器８には冷媒
が流れず、冷凍室７は冷却が行なわれない。ま
た、第３の電磁弁２２も閉止するのでバイパス路
２１の冷媒の流れは止まる。

冷蔵庫４が冷却され、所定下限値に達すると、
温度制御器１５からの出力はOFF信号になるの
で、第１の電磁弁１９は閉止する。一方、冷凍室
７は依然として所定上限値よりも高いので、温度
制御器１６からON信号が出ており、ANDゲート
１７は温度制御器１５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３の電磁弁２２は閉止、第２の電磁弁
２０を開放する。従つてコンデンサー２で凝縮さ
れた冷媒液は第２の毛細管１１側へ流れ、冷凍用
蒸発器８で蒸発し、冷凍室７を冷却する。

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１５から
のON信号により圧縮機１は運転を続けるととも
に、第１の電磁弁１９は開放され、またANDゲ
ート１７はOFF信号を出力するので、第２の電
磁弁２０が閉止し、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の温度が所定下限値
以下になると再び冷凍室７側の冷却運転に切替わ
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１５，１６は、各々の
OFF信号を出力し、第１、第２の電磁弁１９，
２０を閉じ、圧縮機１を停止、同時に第３の電磁
弁を開放する。従つて冷媒は、圧縮機１の吐出口
と吸入口を接続するバイパス路２１内においては
混合バランスし、吐出口と吸入口が同圧となる一
方、第１、第２の電磁弁１９，２０、第１、第
２、第３の逆止弁１２，２３，２４によつてバイ
パス路２１以外の冷媒回路は遮断された状態とな
り、高圧側と低圧側の冷媒分配がそのまま保たれ
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℃前後で、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℃前後で、これを実現するの
に必要な蒸発温度は０〜−５℃である。また、両
者の冷却負荷比率はおよそ４：６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−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
４の冷却負荷を、従来の２倍以上の圧縮機１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、第１の逆止弁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内に流れこむのを防止
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１９，２０が閉止し、冷凍用蒸発器８の冷媒通
路下流側に第１の逆止弁１２があり、アキユーム
レーター９の冷媒通路下流側に第２の逆止弁２
３、コンデンサー２の冷媒通路上流側に第３の逆
止弁２４があるので、冷媒回路を遮断して、圧縮
機１運転時のままの高低圧冷媒分配を保持し、圧
縮機１の再起動時に定常運転に移行するまでの時
間が短縮できるとともに、圧縮機１の吐出口と吸
入口を接続するバイパス路２１上に設けられた第
３の電磁弁２２を開放することにより、圧縮機１
の吐出口、吸入口を同圧にし、圧縮機１の再起動
時に要する起動力を小さくすることができ、その
分省エネルギー化につながる。

なお、上記実施例においては第２の毛細管１１
の下流に第２の電磁弁２０を設けたが、この毛細
管１１は抵抗が大きいので、電磁弁２０は設けな
くとも同様の効果が期待できる。

また、上記実施例では第１，第２の減圧機構１
０，１１と共に、毛細管を用いたが、これは、膨
張弁など他の手段でもよい。

この実施例においては、バイパス路２１上に電
磁弁２２を設けたが、代わりに、バイパス路分岐
点に３方弁その他を配設することでも同様の効果
を期待できる。その際、第２，第３の逆止弁２
３，２４の何れかが不要になる。また、圧縮機１
の吐出口と吸入口を接続するバイパス路２１は圧
縮機１周辺の冷媒通路に設ける他に、圧縮機１と
一体にしてもよいものである。

上記実施例は、家庭用冷蔵庫について述べた
が、これに限られるものではなく、他の冷却装置
としても利用することができる。冷却室について
も２個のみではなく、２個以上あつても容易に適
合でき、この場合、逆止弁１２は最も高い保冷温
度の冷却室に対応しない蒸発器８等の冷媒通路下
流側にそれぞれ設ける。もちろん全ての蒸発器の
冷媒通路下流側に逆止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
かを優先することも可能である。

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、かつ各冷却室内温度の独立制御を可能にす
るとともに、圧縮機運転中の高低圧冷媒分配を圧
縮機停止中もそのまま保持して再起動の際の立ち
上り時間を短くし、また、圧縮機再起動に先立つ
て吐出口と吸入口を同圧にすることにより、起動
力を小さくするのでこの面からも冷却装置の運転
効率を向上させることができる。

【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
御ブロツク図である。 図において、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は冷凍庫、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は第１の逆止弁、１３，１４は
温度検出センサー、１５，１６は温度制御器、１
７はANDゲート、１８はORゲート、１９は第１
の電磁弁、２０は第２の電磁弁、２１はバイパス
路、２２は第３の電磁弁、２３，２４は逆止弁で
ある。なお、各図中、同一符号は、同一または相
当部分を示す。

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、この各冷却
   室にそれぞれ設けられ個別に冷却する蒸発器、こ
   の各蒸発器の冷媒通路上流側にそれぞれ直列接続
   された複数の減圧機構と電磁弁、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それぞれ設けられた逆流防止
   手段とからなる各直列回路を並列接続した冷媒回
   路を、１台の圧縮機と上記圧縮機の冷媒通路下流
   側に設けられたコンデンサーに接続するととも
   に、上記圧縮機の吐出口と吸入口を接続するバイ
   パス路を備え、上記各冷却室に設けられた温度検
   知器からの信号により、上記電磁弁を開放し対応
   する蒸発器に冷媒を流し、かつより優先順位の高
   い冷却室から運転指令が出た時には、それに対応
   する蒸発器にのみ優先的に冷媒を流す制御装置、
   及び、上記圧縮機の停止時に、上記バイパス路に
   冷媒を流す制御手段を備えたことを特徴とする冷
   却装置。