JPS6260629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のたがいに温度を異にする保冷室
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。

従来高温庫と低温庫とを１台の冷凍ユニツトで
冷却するという形態は、家庭用の冷凍冷蔵などの
冷却システムに代表的なものが見られ、これは第
１図に示すような冷却システムを採用している。

すなわち第１図において圧縮機１から吐出さ
れ、コンデンサ２で液化された冷媒液は第１の毛
細管３で減圧され高温庫４内の高温用蒸発器５で
１部分が蒸発して庫内の冷却を行い、この高温用
蒸発器５を出た気液混合冷媒は第２の毛細管６で
再び減圧され、低温庫７内の低温用蒸発器８で残
りが蒸発して低温庫４を冷却し、その後低温用蒸
発器８を出た冷媒ガスはアキユ―ムレータ９を介
して圧縮機１に吸い込れる。そして各庫内の温度
管理は高温庫、低温庫のどちらかの庫内に配設さ
れた温度調節器（図示せず）により、圧縮機１を
駆動停止させることにより行われている。

上記構成のものでは圧縮機１の吸入圧力が結果
的に低温用蒸発器８の蒸発圧力に依存することに
なるため、高温用蒸発器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。また上記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これに従属してしまう欠点
があつた。一方庫内温度の独立制御を可能とする
ために、蒸発器を１台とし、それによつて高温庫
はダンパー制御によつて庫内温度を制御し、低温
庫の温度制御は圧縮機の駆動・停止によつて行な
うという冷却システムも家庭用冷蔵庫などで近年
一般的となつている。

しかしこの方式は両庫内温度の独立制御は可能
であるが蒸発器の蒸発温度はやはり低温庫の温度
に依存するため最初の従来例について述べたよう
に、冷却システムの効率が非常に悪いことは変わ
らない。またこの方式を用いた場合、高温庫を冷
却する蒸発器の冷却面温度が低温庫に見合つた、
低いものとなるため高温庫内の乾燥過多の問題が
生ずるばかりでなく、蒸発器上への着霜量が多く
なり頻繁な除霜が必要になり、さらに低温回路の
単独運転による急速冷凍ができないなどの欠点が
あつた。

本発明は上記従来のものにおける種々の欠点を
解消するためになされたもので以下第２図に示す
本発明の一実施例について説明する。すなわち図
中第１図のものと同一個所は同一符号で示してい
るが、この第２図の冷却システム図において１
０，１１はコンデンサ２からの冷媒の分流点にそ
れぞれ並列に設けた高・低温側の電磁弁、１２は
上記電磁弁１０の下流側に設けられ高温庫４内に
配設された高温用蒸発器５に連通された高温回路
側毛細管、１３は他方の電磁弁１１の下流側に設
けられ低温庫７内に配設された低温用蒸発器８に
連通された低温回路側毛細管、１４は低温用蒸発
器８の出口側に設けた逆止弁である。

この第２図のものは蒸発器を並列に接続した通
常の冷凍システムと一見似ているが基本的には全
く異つたものである。まず異なる両蒸発器の蒸発
圧力を同一の吸入圧力に整合させるための従来の
並列システムにあつた圧力調整部がこの本発明の
高温用蒸発器５の後に存在しない。

つまり本発明の特徴は両蒸発器５，８には同時
に冷媒を流さないという点にあり、具体的には電
磁弁１１、毛細管１３、蒸発器８、逆止弁１４に
よつて構成される低温系統と、電磁弁１０、毛細
管１２、蒸発器５とによつて構成される高温系統
の各系統の仕様は圧縮機１とコンデンサ２の熱源
側と各系統単独の組み合わせにおいて両蒸発器
５，８の蒸発温度（圧力）がたとえば低温用蒸発
器８が−30℃、高温用蒸発器５が０℃となるよう
に設定されているという点にある。

すなわち本発明は低温・高温の各系統を単独に
運転、言い換えればコンデンサ２を出た冷媒液を
時系列的に高・低の上記両蒸発器に分配し、高温
庫４を冷却する際の高温用蒸発器５の蒸発温度
（圧力）を高く維持することによつて圧縮機１の
成績係数を向上させようとするものである。

さらに本発明のもう一つの特徴は低温用蒸発器
８の蒸発温度の設定を第３図で示す急速冷凍スイ
ツチ１９によつて、たとえば−30℃の通常設定を
より下方の修正設定値のたとえば−40℃に変えた
例えば製氷時の急速冷凍に変えられるようにした
点にある。

次に本発明のものの動作について第２図と第３
図により詳細に説明する。この第３図の制御系統
図において１５は上記高温庫４内に、また１６は
低温庫７内にそれぞれ配設された各庫内の温度検
出センサー、１７，１８はこれらに接続されたそ
れぞれの温度制御器、１９は低温側温度制御器１
８に設けた急速冷凍スイツチで、このスイツチが
ON状態になると、上記制御器１８の設定温度が
通常の−30℃からさらに低温の−40℃の下方修正
設定値に変更され、スイツチをOFFにすれば設
定値は通常の−30℃のもとの設定温度にもどるよ
うになつている。２０は上記急速冷凍スイツチ１
９のON、OFF動作に応動させた連動スイツチ
で、このスイツチ２０が入ればON信号を出力す
る。２１は上記高温側の温度制御器１７のON信
号と連動スイツチ２０のOFF信号によつて成立
するANDゲートなどの論理積回路、２２は低温
側の温度制御器１８のON信号と上記論理積回路
２１の否論理積信号によつて成立する論理積回
路、２３は論理積回路２１の論理積出力と論理積
回路２２の論理積出力のどちらか一方からの出力
で成立する論理和回路である。

上記制御回路においてそれぞれの温度検出セン
サ１５，１６によつて検出された両庫内温度はそ
れぞれ温度制御器１７，１８に入力される。そし
て上記の急速冷凍スイツチ１９が入つていない場
合で高温側制御器１７は高温庫４内の温度が高い
場合はON信号を出力し、論理積回路２１を介し
て電磁弁１０および論理和回路２３を介した圧縮
機１の動作を行わせて高温庫７を冷却する。

この冷却途中では低温庫７内の温度も高くな
り、温度制御器１８からON信号がでても論理積
回路２１が成立し、論理積回路２２が成立するこ
とがないため電磁弁１１は開かず、低温庫７は冷
却されない。しかしその後において高温庫４が冷
却されて、その所定値に達すると温度制御器１７
はOFF信号を出力し高温系統側の電磁弁１０は
閉止する。そのとき低温庫７内の温度が高く、上
記のように制御器１８からON信号が出ている場
合にはこのON信号と制御器１７のOFF信号で論
理積回路２１を介して論理積回路２２に否論理積
信号が入力されてこれが成立するので、論理和回
路２３によつて圧縮機１は運転を続け、電磁弁１
１も開き、それによつて低温庫７が冷却される。

このようにして低温庫７の冷却運転を行つてい
る途中に再び高温庫４の温度が所定値より上昇す
れば温度制御器１７からのON信号によつて前述
のように高温庫４の冷却運転に切り替わる。また
双方の庫内温度が所定値以下となれば各温度制御
器１７，１８は各々OFF信号を出力し電磁弁１
０，１１は閉止し圧縮機１は停止する。

次に製氷等で急速冷凍が必要なときには上記の
急速冷凍スイツチ１９を入れる。この時に運転状
態が低温庫７の冷却運転であつた場合には上記の
両スイツチ１９，２０により温度制御器１８の設
定温度がさらに一段と下がり、この低温系統下で
圧縮機１、コンデンサ２が全能力で低温庫７を冷
却して急速冷凍が行われる。なおこの急速冷凍時
にはその設定温度までか、あるいは当該スイツチ
１９を切るまでは高温制御器１７からのON信号
が出力されても、この急速冷凍運転は続けられる
ものである。

以上述べてきた本発明の冷却装置を家庭用冷蔵
庫に採用した場合の効果を具体的な数値により以
下に説明する。通常家庭用冷凍冷蔵庫の低温庫
（冷凍庫）の温度は−18℃程度で、その庫内温度
を実現するためには−25〜−30℃の蒸発温度が必
要である。一方高温庫（冷蔵室）の温度は３℃程
度であり、蒸発温度は０〜−５℃位で充分であ
る。また両者の冷却負荷比率は４：６程度で冷蔵
室の負荷の方が大きい。加えて圧縮機の成積係数
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約２〜2.5
倍である。

つまり第２，第３図で説明してきた本発明の冷
却装置をたとえば家庭用の冷凍冷蔵庫に採用した
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、
それだけ大巾な省エネルギー効果が期待でき、さ
らに所望に応じ即座に急速冷凍運転に変えること
もできる。

本発明の冷却装置は以上のように冷媒を蒸発圧
力のたがいに異なる蒸発器に時系列的に分配する
ことにより、圧縮機および冷凍システム全体の運
転効率を飛躍的に向上させることができるばかり
でなく、高・低の各庫内温度の独立制御が可能で
あり、さらには所望に応じて即座に急速冷凍運転
への移行も可能になる等の種々の利点を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置を示す配管系統図、第
２図は本発明の冷却装置の一実施例を示す配管系
統図、第３図は第２図の冷却システムの制御回路
図である。 なお図中４は高温庫、５は高温用蒸発器、７は
低温庫、８は低温用蒸発器、１０，１１は電磁
弁、１２，１３は毛細管、１７，１８は温度制御
器、１９は急速冷凍スイツチ、２０はその連動ス
イツチである。その他図中同一符号は同一部分を
示すものとする。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電磁弁、毛細管および低温用蒸発器を直列に
   有する低温庫の冷却用冷媒通路と、電磁弁、毛細
   管および高温用蒸発器を直列に有する高温庫の冷
   却用冷媒通路とを並列に接続し、これら高・低温
   の各通路をそれぞれ単独運転させると共に、上記
   高温庫の冷却運転を低温庫の冷却運転に優先さ
   せ、かつ低温庫の温度制御器にはその設定値の下
   方修正用急速冷凍スイツチを設け、所望時にこの
   スイツチを閉止してこれに応動する連動スイツチ
   により他方の高温庫の冷却運転回路を停止させて
   低温庫を急速冷凍し、その修正設定温度に達した
   時にこの急速冷凍運転を再び最初の高温庫の冷却
   運転に戻すようにしたことを特徴とする冷却装
   置。