JPS6326829B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、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するものである。

従来、高温庫と低温庫を１台の冷凍ユニツトで
冷却するという形態は、家庭用の冷凍冷蔵庫など
の冷却システムに代表的なものが見られ、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図は従来の冷却装置を示す構成略図で、１
は圧縮機、２はコンデンサ、３は第１毛細管、４
は高温蒸発器、７は第２毛細管、８は低温蒸発
器、１０は高温庫、１１は低温庫、１２はアキユ
ムレータである。

次に、動作について説明する。

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毛細管３で
減圧され高温庫１０内に配設された高温蒸発器４
で一部分が蒸発し、その際、高温庫１０内の冷却
作用を行う。高温蒸発器４を出た気液２相の冷媒
液は第２毛細管７で再び減圧され、低温庫１１内
に配設された低温蒸発器８で残りが蒸発し、その
際、低温庫１１を冷却する。低温蒸発器８を出た
冷媒液はアキユムレータ１２を介して圧縮機１に
吸い込まれる。高、低温庫１０，１１内の温度管
理は高温庫１０、低温庫１１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う。

以上のような構成の従来例においては、圧縮機
１の吸入圧力が低温蒸発器８の蒸発圧力に依存し
てしまうため、高温蒸発器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、前述のように庫内温度
調整が高、低温庫１０，１１のどちらか一方の庫
内温度によらざるを得ないため、他方の庫内温度
は成り行きまかせ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、蒸発器を１台とし、それによつて高
温庫１０はダンパー制御によつて庫内温度をコン
トロールし、低温庫１１の温度は圧縮機１の駆
動，停止によつて行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。この方
式は、両庫内温度の独立コントロールは可能であ
るが、蒸発器の蒸発温度はやはり低温庫１１の温
度に依存してしまうため、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には
変りはない。また、この方式を用いた場合、高温
庫１０を冷却する蒸発器の冷却面温度が低温庫１
１に見合つた低いものとなるため、高温庫１０内
の乾燥過多の問題が生じ、また、蒸発器上への着
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。

この発明は、上記従来装置の種々の欠点を改良
するためになされたもので、従来の家庭用冷蔵庫
などの冷却システムを大きく変えるものである。
以下この発明について説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示す構成略図で
ある。この図において、５，６は第１，第２電磁
弁、７は第２毛細管で、低温庫１１内に配設され
た低温蒸発器８と連通し、第１毛細管３の出口の
第２電磁弁６との間の冷媒配管路中に配設され
る。９は逆止弁、その他は第１図と同じものであ
る。

第２図の実施例は、通常の蒸発器を並列接続し
た冷凍システムに似ているが基本的には全く異な
つたものである。すなわち、まず、異なる両蒸発
器４，８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冷却システムに具備されてい
た圧力調整部がこの発明の高温蒸発器４の後に存
在しない。つまり、この発明の特徴的な動作は両
蒸発器４，８には同時に冷媒液は流さないという
点にあり、さらに詳しくは第２電磁弁６、両毛細
管３，７、低温蒸発器８、逆止弁９によつて構成
される低温系統と、第１電磁弁５、第１毛細管
３、高温蒸発器４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
４，８の蒸発温度（圧力）が、例えば低温蒸発器
８が−30℃、高温蒸発器４が０℃となるように設
定されているという点にある。

さらに高温系統と低温系統をそれぞれ単独に運
転する際に問題となる冷媒量調整を低温蒸発器８
内に溜め込む方式としていることである。

つまり、この発明は、低温、高温の各系統を単
独に運転する際、各冷媒量を適正に保ことができ
るため、高温庫１０を冷却する際の高温蒸発器４
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、冷凍システムの
運転効率を向上させようとするものである。

第３図は運転制御回路のブロツク図である。第
３図において、２１，２２は前記高温庫１０、低
温庫１１内にそれぞれ配設された温度検出セン
サ、２３，２４は温度制御器、２５は前記温度制
御器２３のオフ信号と温度制御器２４のオン信号
によつて成立するANDゲートなどの論理積回路、
２６は前記論理積回路２５の出力と温度制御器２
３のオン信号のどちらかで成立するORゲート等
の論理和回路、１，５，６は第２図と同じく圧縮
機、第１電磁弁、第２電磁弁である。

次に、第２図の実施例の動作を第３図の運転制
御回路のブロツク図を参照しながら説明する。

温度検出センサ２１，２２によつて一定時間ご
とに検出された両庫内温度は温度制御器２３，２
４に入力される。温度制御器２３は高温庫１０内
の温度が高い場合はオン信号を第１電磁弁５と、
論理和回路２６を介して圧縮機１とに出力し、両
者を動作させる。

このようにしたとき、高温庫１０内の高温蒸発
器４で冷媒液は蒸発し高温庫１０の冷却作用を行
う。このとき、低温庫１１内の温度が高くなり、
温度制御器２４からオン信号がでても第３図に示
すように論理積回路２５が成立しないため、第２
電磁弁６は開かず、低温庫１１は冷却されない。
しかし、高温庫１０が冷却され所定値に達する
と、温度制御器２３はオフ信号を出力し第１電磁
弁５を閉止し、この時、高温系と低温系とでは冷
媒液量が異なることから、一定時間（数秒間）圧
縮機１を駆動させ、冷媒液を高温蒸発器４に溜め
込む、そのとき温度制御器２４からオフ信号が出
ていれば圧縮機１は停止する。しかし、このとき
低温庫１１内の温度が高く温度制御器２４からオ
ン信号が出ていれば、このオン信号と温度制御器
２３のオフ信号とによつて論理積回路２５が成立
するので論理和回路２６によつて圧縮機１は運転
を続け、第２電磁弁６も前記論理積出力によつて
開きそれによつて低温庫１１が冷却される。

このように、低温庫１１の冷却運転を行つてい
る途中に再び高温庫１０の温度が所定値より上昇
すれば、温度制御器２３からのオン信号によつて
前述のように高温庫１０の冷却運転に切り替わ
る。双方の庫内温度が所定値以下となれば温度制
御器２３，２４は各オフ信号を出し、第１、第２
電磁弁５，６は閉止し、この時、高温庫１０の冷
却運転を行つていた場合は、前記と同じく高温蒸
発器４に冷媒液を溜め込んだ後、圧縮機１は停止
する。

次に、上述したこの発明の効果を家庭用冷蔵庫
を例として具体的な数値によつて説明する。

通常、家庭用冷凍冷蔵庫の低温庫（冷凍庫）１
１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）１０の温度は３℃程
度であり、蒸発温度は０〜−５℃位で十分であ
る。また、両者の冷却負荷比率は４：６程度で、
高温庫（冷蔵室）１０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、後者は前者の約２〜2.5倍である。

つまり、第２図、第３図で説明してきたこの発
明の実施例を、例えば家庭用の冷凍冷蔵庫に適用
した場合、60％を占める冷蔵室の冷却負荷を従来
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期待できるこ
とが判る。また、高温庫１０側の扉開放や過大負
荷などにより高温庫１０側だけの連続冷却運転に
なるのを防ぐことができる。

なお、上記実施例においては、説明を簡単にす
るために低温系に第２電磁弁６を入れてあるが、
低温用の第２毛細管７の流通抵抗が高温用に比べ
著しく大きくなるため低温系の第２電磁弁６は入
れなくてもよい。

また、前述の説明は負荷側が２系統のものにつ
いてのみ行つてきたが、より多系統の負荷につい
てもこの発明は適用できることはいうまでもな
い。

以上説明したようにこの発明は、高温系統と低
温系統をそれぞれ単独に運転制御させるように
し、かつ高温庫の冷却時に高温庫側の温度制御器
からのオフ信号によつて電磁弁を閉として所定時
間圧縮機を駆動し高温蒸発器に冷媒液を溜め込ま
せる運転制御回路を設けたので、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。加えて、各庫内温度の独立制御が
可能であり、さらに高温系と低温系のそれぞれの
運転に対する冷媒流量の適正化が可能になり、ま
た、圧力調整弁等が不要になるなど大きな効果が
ある。さらに高温庫の冷却が適正な高い蒸発温度
で行われるため、高温庫の乾燥などの問題も生じ
ない等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の冷却装置を示す概略構成図、第
２図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第
３図は第２図の動作を説明するため運転制御回路
のブロツク図である。 図中、１は圧縮機、２はコンデンサ、３は第１
毛細管、４は高温蒸発器、５は第１電磁弁、６は
第２電磁弁、７は第２毛細管、８は低温蒸発器、
９は逆止弁、１０は高温庫、１１は低温庫、１２
はアキユムレータ、２１，２２は温度検出セン
サ、２３，２４は温度制御器、２５は論理積回
路、２６は論理和回路である。なお、図中の同一
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 高温庫と低温庫にそれぞれ高温蒸発器と低温
   蒸発器を備え、圧縮機からの冷媒液を第１毛細管
   を介して前記高温蒸発器と低温蒸発器に通し冷却
   を行う冷却装置において、前記高温蒸発器の下流
   側に電磁弁を配置し、前記低温蒸発器の上流側に
   第２毛細管を配置し、前記高温蒸発器と電磁弁の
   直列接続したものと前記第２毛細管と低温蒸発器
   の直列接続したものとを互に並列に接続し、前記
   高温庫と低温庫にそれぞれ温度検出センサを設
   け、これらの温度検出センサの出力に応じオン信
   号およびオフ信号を出力する温度制御器をそれぞ
   れ設け、前記高温庫の冷却時に前記高温庫側の温
   度制御器からのオフ信号によつて前記電磁弁を閉
   として所定時間前記圧縮機を駆動し前記高温蒸発
   器に冷媒液を溜め込ませる運転制御回路を設けた
   ことを特徴とする冷却装置。