JPS6350630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度の異なる２個の保冷室を有する冷
凍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装置の代表的なものとして家
庭用の冷凍冷蔵庫があり、第１図に示すような冷
却システムを基本的に採用している。

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、凝縮器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
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いことは変らない。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、２個の異なる温度に保冷する冷
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２個
の蒸発器に同時に冷媒を流すことがなく、かつ各
蒸発器に冷媒を流す優先順位を決め、この優先順
位によつて冷媒を流すように構成して圧縮機の成
績係数を向上させ、冷却装置全体の運転効率を高
めるとともに切換スイツチにより上記優先順位に
切換え可能としたものである。

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は凝縮器、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、９はアキユムレータでこれらは
従来装置と同じものである。３は上記凝縮器２を
出た冷媒液を減圧する第１減圧器としての第１毛
細管、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開閉弁としての第１電磁弁、
６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減圧器としての第２の毛細管、１１は
この第２の毛細管６の冷媒通路上流側に配設され
た第２開閉弁としての第２電磁弁、１２は上記冷
凍用蒸発器８の冷媒通路下流側に設けられた逆止
弁である。なお第１電磁弁１０と第１の毛細管３
と冷蔵用蒸発器５の直列冷媒回路と、第２電磁弁
１１と第２の毛細管６と冷凍用蒸発器８および逆
止弁１２の直列冷媒回路とは並列接続されて上記
凝縮器２と上記アキユムレータ９との間に接続さ
れている。

第３図は第２図に示す家庭用冷凍冷蔵庫の運転
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は上記温度検出セン
サー１３からの検出値が冷蔵室４の所定上限温度
値以上の時はオン信号を、所定下限温度未満の時
はオフ信号を出力する冷蔵室用温度制御器、１６
は温度センサー１４からの検出値が冷凍室７の所
定上限温度値以上の時はオン信号を、所定下限温
度値未満の時はオフ信号を出力する冷凍室用温度
制御器、１７はこの温度制御器１６のオン信号と
上記温度制御器１５のオン信号とにより成立しオ
ン信号を出力するANDゲートなどの論理積回路、
１８，１９は上記温度制御器１５，１６からの信
号をそれぞれ反転する第１インバータ、２０，２
１は上記ANDゲート１７からの信号を反転する
第２インバータ、２２，２３はこの第２インバー
タ２０，２１からのオン信号によつてそれぞれ成
立し温度制御器１５，１６の出力を通過させる第
１スリーステートゲート、２４，２５は上記
ANDゲート１７のオン信号によりそれぞれ成立
し、上記温度制御器１５，１６の出力か、上記第
１インバータ１８，１９の出力を通過させる第２
スリーステートゲート、２６は冷蔵室用第１、第
２スリーステートゲート２２，２４、冷凍室用第
１、第２スリーステートゲート２３，２５の何れ
か一つのオン信号で成立しオン信号を出力する
ORゲートなどの論理和回路、２７は上記第２ス
リーステートゲート２４，２５に入力させる信号
を上記温度制御器１５の出力と冷蔵用第１インバ
ータ１８の出力および上記冷凍用第１インバータ
１９の出力と温度制御器１６の出力とを切替える
連動切換スイツチである。そして上記ORゲート
２６のオン信号により圧縮機１は駆動され、冷蔵
用第１、第２スリーステートゲート２２，２４の
オン信号で第１電磁弁１０は開放され、冷凍用第
１、第２スリーステートゲート２３，２５のオン
信号で第２電磁弁１１は開放される。また１７〜
２６の各構成要素により冷媒回路制御器を構成し
ている。

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を優先させるため切換スイツチ２７
を切換え、第３図に示す如く、第２スリーステー
トゲート２４には温度制御器１５の出力を、第２
スリーステートゲート２５には温度制御器１６の
出力を反転させた第１インバータ１９の出力をそ
れぞれ入力するようにする。温度検出センサー１
３，１４によつて検出された両室内温度は温度制
御器１５，１６に入力される。この時冷蔵室４の
温度が所定上限値よりも高く、冷凍室７の温度が
所定下限値よりも低い場合、冷凍用温度制御器１
６はオフ信号を出力し、冷蔵用温度制御器１５は
オン信号を出力する。この温度制御器１５の出力
はANDゲート１７と第１スリーステートゲート
２２に入力される。しかしANDゲート１７は成
立しないためオフ信号が出力され、この信号は冷
蔵用第２インバータ２０と冷蔵用第２スリーステ
ートゲート２４に入力される。ここで第２インバ
ータ２０に入力された信号は反転されオン信号と
なり、冷蔵用第１スリーステートゲート２２に入
力されるため冷蔵用温度制御器１５からのオン信
号は冷蔵用第１スリーステートゲート２２を通
り、第１電磁弁１０を開放するとともにORゲー
ト２６を介して圧縮機１を駆動する。従つて冷蔵
室４の冷却動作が行なわれる。この冷蔵室４の冷
却動作中、冷凍室７内の温度も所定上限値より高
くなり温度制御器１６からオン信号が出た時、
ANDゲート１７は成立するが冷凍用第１スリー
ステートゲート２３はANDゲート１７からの出
力を反転した冷凍用第２インバータ２１からのオ
フ信号によつて成立せず、また第２スリーステー
トゲート２５も温度制御器１６からのオン信号を
反転した冷凍用第１インバータ１９からのオフ信
号をそのまま出力するため冷凍室７は冷却されな
い。冷蔵室４の冷却動作により冷蔵室４の温度が
所定下限値未満になると冷蔵用温度制御器１５は
オフ信号を出力し、第１電磁弁１０は閉止する。
その時冷凍室７内の温度が高く冷凍用温度制御器
１６からオン信号が出ていれば、このオン信号と
冷蔵用温度制御器１５のオフ信号とによつて
ANDゲート１７は成立しないためオフ信号を出
力し、このオフ信号が冷凍用第２インバータ２１
で反転され、オン信号となるため冷凍用第１スリ
ーステートゲート２３は成立してオン信号を出力
し、ORゲート２６を通つて圧縮機１は運転を続
け、第２電磁弁１１も開き、冷凍室７が冷却され
る。

この冷凍室７の冷却運転を行なつている途中に
再び冷蔵室４内の温度が所定上限値より上昇すれ
ば冷蔵用温度制御器１５からのオン信号によつて
前述のように冷蔵室４の冷却運転に切り換わる。
双方の庫内温度が所定下限値以下となれば両温度
制御器１５，１６は各々オフ信号を出力し電磁弁
１０，１１は閉止し、圧縮機１は停止する。

以上述べた本発明の効果を具体的な数値により
説明する。通常家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室の温度
は−18℃程度で、その温度を実現するためには−
25〜−30℃の蒸発温度が必要である。一方冷蔵室
の温度は５℃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程度で冷蔵室の負荷の方が大きい。加えて圧縮
機の成績係数、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。即ちこの実施例では冷
却負荷の６割を占める冷蔵室の冷却運転を、冷凍
室の冷気を分配するようにして行なつていた従来
に比べ２倍以上の圧縮機の運転効率で行なうこと
ができ、大きな省エネルギー効果が期待できる。

なお上記説明は冷蔵室４の冷却動作を優先させ
るものについて述べたが切換スイツチ２７を切換
えることにより冷凍室７の冷却動作を優先させる
ことになる。

また上記実施例に於いては説明を簡単にするた
めに２個の開閉弁によつて切替動作を行なわせる
ようにした三方弁を用いてもよく、また減圧器に
毛細管を用いた場合冷凍室冷媒回路の毛細管部の
流通抵抗が冷蔵室用に比べ著しく大きくなるため
冷凍庫用冷媒回路の開閉弁を兼ねさせることがで
きる。つまり不要となる。

さらに上記実施例は家庭用冷凍冷蔵庫について
述べたがこれ以外にも適用が可能であることは言
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２
個の冷却室をそれぞれに備えた蒸発器と一台の圧
縮機および凝縮器で冷却するものにあつて冷媒を
蒸発圧力の異なる蒸発器に時系列的に分配するこ
とにより圧縮機および冷却システム全体の運転効
率を向上させるもので、加えて各冷却室温度の独
立制御が可能なこと、また蒸発後の冷媒圧力を調
整する圧力調整弁が不要である。比較的高い温度
に保冷する冷却室の蒸発器の蒸発温度が適正な高
い温度で行なわれるため、乾燥などの問題も生じ
ない。さらに２個の保冷室を冷却する優先順位を
切換えできる切換スイツチを有しているので使用
時によつて自由に選択でき使い勝手が向上するも
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図はその運転制
御ブロツク図である。 図中同一符号は同一または相当部分を示し、１
は圧縮機、２は凝縮器、３は第１毛細管、４は冷
蔵室、５は冷蔵用蒸発器、６は第２毛細管、７は
冷凍室、８は冷凍用蒸発器、１０は第１電磁弁、
１１は第２電磁弁、１２は逆止弁、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、１８，１９，２０，２１はイ
ンバータ、２２，２３，２４，２５はスリーステ
ートゲート、２６はORゲート、２７は切換スイ
ツチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 減圧器と蒸発器を直列接続した冷媒回路を２
   個並列接続して一台の圧縮機と凝縮器に直列接続
   し、上記各蒸発器によつて夫々温度の異なる保冷
   室を冷却する冷却装置において、低い温度に保冷
   する蒸発器の後に設けられた逆止弁と、上記各保
   冷室内温度を検出し、この温度が所定値以上の時
   はオン信号を、所定値未満のときはオフ信号を出
   力する２個の温度制御器と、この温度制御器から
   のオン信号により上記圧縮機を駆動するとともに
   対応する冷媒回路にのみ冷媒を流しかつ両温度制
   御器からオン信号が出力されているときは冷媒を
   優先された冷媒回路にのみ流す冷媒制御弁および
   冷媒回路制御器と、この冷媒回路の優先順位を変
   更可能な切換スイツチとを有することを特徴とす
   る冷却装置。 ２ 冷媒制御弁を直列冷媒回路にそれぞれ設けら
   れた開閉弁とし、減圧器を毛細管で構成して、最
   低温度に保冷する保冷室に対応する冷媒回路の開
   閉弁を省いたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の冷却装置。