JPWO2016079880A1 - Refrigerator and refrigerant flow rate control method - Google Patents
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Abstract
冷蔵庫であって、貯蔵室と、圧縮機、放熱器、それぞれ異なるCv値を有する複数の毛細管、該複数の毛細管の少なくとも一つを選択する選択手段および冷却器が配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒循環回路であって、選択された毛細管に冷媒が流れる冷媒回路と、冷媒の蒸発温度または冷媒の蒸発圧力の検出に基づいて、第1のセンサ値を出力する第1のセンサと、冷媒の凝縮温度および冷媒の凝縮圧力の内、少なくともいずれか一方の検出に基づいて第2のセンサ値を出力する第2のセンサと、圧縮機の回転数に基づく冷媒の流量、第1のセンサ値および第2のセンサ値に基づいて、選択手段を制御する制御手段と、を備える。A refrigerator, a storage chamber, a compressor, a radiator, a plurality of capillaries each having a different Cv value, a selection means for selecting at least one of the capillaries, and a cooler are connected by piping to circulate the refrigerant A refrigerant circuit that causes the refrigerant to flow through the selected capillary tube, a first sensor that outputs a first sensor value based on detection of the evaporation temperature of the refrigerant or the evaporation pressure of the refrigerant, and the refrigerant A second sensor that outputs a second sensor value based on detection of at least one of the condensing temperature and the condensing pressure of the refrigerant, a flow rate of the refrigerant based on the rotational speed of the compressor, and a first sensor value And a control means for controlling the selection means based on the second sensor value.
Description
本発明は、冷媒の流量制御を行う冷蔵庫および冷媒の流量制御方法に関するものである。 The present invention relates to a refrigerator that performs refrigerant flow control and a refrigerant flow control method.
一般的な冷蔵庫として、貯蔵室と、冷媒循環回路と、冷却器が配設された冷却室と、冷却室から貯蔵室へ冷風を送る送風機と、冷却室と貯蔵室とを繋ぐ風路とを備えたものが知られている。また、冷媒循環回路は、圧縮機と、放熱器と、減圧装置(毛細管)と、冷却器とが配管で接続されて構成される。冷媒循環回路内を冷媒が循環することによって、冷媒が蒸発、圧縮、凝縮、膨張の状態変化を繰り返し、蒸発の際の熱の移動を利用して貯蔵室を冷却される。 As a general refrigerator, a storage room, a refrigerant circulation circuit, a cooling room provided with a cooler, a blower that sends cold air from the cooling room to the storage room, and an air passage that connects the cooling room and the storage room What you have is known. The refrigerant circulation circuit is configured by connecting a compressor, a radiator, a decompression device (capillary tube), and a cooler with piping. As the refrigerant circulates in the refrigerant circuit, the refrigerant repeatedly changes in the state of evaporation, compression, condensation, and expansion, and the storage chamber is cooled by utilizing the movement of heat during evaporation.
従来の冷蔵庫の場合、冷却器に供給される冷媒の流量は、圧縮機の回転数と毛細管の径とで決定される。また、圧縮機のストロークボリュームと毛細管の径は、冷蔵庫の最大負荷点(例えば夏場)と、最少負荷点(例えば冬場)から求められ、決定される。このように、最大負荷点および最少負荷点によって設計された毛細管を用いる場合、その他の負荷点においては、冷媒流量の調整は必然的に圧縮機の回転数のみに依存することになる。例えば、低外気温時または庫内負荷が少量の場合には、圧縮機の回転数を調整可能な範囲内で低速側にシフトして冷媒流量を調整可能な範囲内で少量にし、圧縮機の仕事量を軽減する。しかしながら、負荷量が圧縮機の回転数の調整による冷媒流量調整範囲の下限以下の場合でも、同じ冷媒流量を冷却器に供給するため、圧縮機に吸入される冷媒ガスの密度が濃くなる。これにより、圧縮機の負荷が大きくなり、消費電力量の減少を図れなくなっていた。 In the case of a conventional refrigerator, the flow rate of the refrigerant supplied to the cooler is determined by the rotation speed of the compressor and the diameter of the capillary tube. Further, the stroke volume of the compressor and the diameter of the capillary tube are determined and determined from the maximum load point (for example, summer) and the minimum load point (for example, winter) of the refrigerator. Thus, when using a capillary tube designed with the maximum load point and the minimum load point, the adjustment of the refrigerant flow rate inevitably depends only on the rotation speed of the compressor at the other load points. For example, when the outside air temperature is low or the load in the warehouse is small, the rotation speed of the compressor is shifted to the low speed side within the adjustable range, and the refrigerant flow rate is reduced within the adjustable range. Reduce the amount of work. However, even when the load amount is equal to or lower than the lower limit of the refrigerant flow rate adjustment range by adjusting the rotation speed of the compressor, the same refrigerant flow rate is supplied to the cooler, so that the density of refrigerant gas sucked into the compressor becomes high. As a result, the load on the compressor is increased, and the power consumption cannot be reduced.
そこで、冷媒流量をより適切に調整するために、特許文献1には、異なる径を有する2本の毛細管を備え、外気温度または庫内負荷量により2本の毛細管を切り替える冷蔵庫が提案されている。具体的には、特許文献1に記載される冷蔵庫は、2本の毛細管に接続される三方弁、ならびに冷却室の入口および出口に配置された温度センサをさらに備える。そして、これらの温度センサの出力から、冷却室の出入口温度差を求めて目標とする温度差とを比較し、比較結果に応じて2本の毛細管を切り替えるよう三方弁を制御する。
Therefore, in order to more appropriately adjust the refrigerant flow rate,
しかしながら、特許文献1に記載される構成では、2本の毛細管の切り替えパターンとして、2本の毛細管のいずれか一方に冷媒を流す場合、および両方の毛細管に冷媒を流す場合に限られており、設計時の負荷点以外の負荷点(例えば扉開閉があり、庫内温度が急上昇した場合)において、消費電力量の減少を図ることができない。これに対し、異なる径を有する毛細管を多く使用することで、より多くの負荷点に応じた冷媒流量の調整を実現することが可能であるが、この場合は製品コストが増加するといった問題点がある。
However, in the configuration described in
本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであり、冷蔵庫の運転状態に応じて冷却器への冷媒供給量を適切に調整することにより、省エネルギーを実現可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。 This invention is for solving the above problems, and provides a refrigerator capable of realizing energy saving by appropriately adjusting the amount of refrigerant supplied to the cooler according to the operating state of the refrigerator. For the purpose.
本発明に係る冷蔵庫は、貯蔵室と、圧縮機、放熱器、それぞれ異なるCv値を有する複数の毛細管、該複数の毛細管の少なくとも一つを選択する選択手段および冷却器が配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒循環回路であって、選択された毛細管に冷媒が流れる冷媒回路と、冷媒の蒸発温度または冷媒の蒸発圧力の検出に基づいて、第1のセンサ値を出力する第1のセンサと、冷媒の凝縮温度および冷媒の凝縮圧力の内、少なくともいずれか一方の検出に基づいて第2のセンサ値を出力する第2のセンサと、圧縮機の回転数に基づく冷媒の流量、第1のセンサ値および第2のセンサ値に基づいて、選択手段を制御する制御手段と、を備える。 The refrigerator according to the present invention includes a storage chamber, a compressor, a radiator, a plurality of capillaries each having a different Cv value, a selection unit that selects at least one of the capillaries, and a cooler connected by piping. A refrigerant circuit that circulates the refrigerant, a refrigerant circuit through which the refrigerant flows through the selected capillary, and a first sensor that outputs a first sensor value based on detection of the evaporation temperature of the refrigerant or the evaporation pressure of the refrigerant; A second sensor that outputs a second sensor value based on detection of at least one of the refrigerant condensing temperature and the refrigerant condensing pressure, a refrigerant flow rate based on the number of revolutions of the compressor, Control means for controlling the selection means based on the sensor value and the second sensor value.
本発明に係る冷蔵庫では、圧縮機の回転数、蒸発温度および凝縮温度などに基づいて、複数の毛細管の少なくとも一つを選択することで、冷蔵庫の運転状態に応じて、最適な冷媒供給量を冷却器へ供給することができる。これにより、冷媒流量の過不足を抑制し、圧縮機の負担を低減するとともに、省エネルギーを実現することが可能となる。 In the refrigerator according to the present invention, by selecting at least one of the plurality of capillaries on the basis of the rotational speed of the compressor, the evaporation temperature, the condensation temperature, and the like, an optimal refrigerant supply amount can be obtained according to the operating state of the refrigerator. Can be supplied to the cooler. As a result, it is possible to suppress excess or deficiency of the refrigerant flow rate, reduce the burden on the compressor, and realize energy saving.
以下に、本発明における冷蔵庫および冷媒流量制御方法の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments of a refrigerator and a refrigerant flow rate control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態における冷蔵庫100の概略構成図であり、図2は冷蔵庫100が備える冷媒循環回路10の構造図である。冷蔵庫100は、箱体(図示せず)の内部に形成される複数の貯蔵室9aおよび9bと、送風機6と、風量調節器7と、冷却器4を含む冷却室8と、冷媒循環回路10と、コントローラ50とを備える。また、貯蔵室9aには、貯蔵室9a内の温度を検出する庫内温度センサ21が配置され、貯蔵室9bには貯蔵室9b内の温度を検出する庫内温度センサ22が配置される。さらに、冷却器4には、冷媒の蒸発温度を検出する蒸発温度センサ23が配置され、放熱器2には、冷媒の凝縮温度を検知する凝縮温度センサ24が配置される。蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24が本発明の第1のセンサおよび第2のセンサにそれぞれ相当する。蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24によって検出された蒸発温度および凝縮温度は、コントローラ50に出力される。蒸発温度および凝縮温度が本発明の第1のセンサ値および第2のセンサ値にそれぞれ相当する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1および図2に示すように、冷媒循環回路10は、圧縮機1、放熱器2、毛細管3、冷却器4および三方弁5を有する。圧縮機1は、冷媒循環回路10内の冷媒を圧縮する。放熱器2は、圧縮機1で圧縮された冷媒を凝縮する。毛細管3は、減圧装置であり、放熱器2によって凝縮された冷媒を減圧する。本実施の形態では、毛細管3は、径および長さのうち、少なくともいずれか一方が異なる2本の毛細管3aおよび3bで構成される。毛細管3aおよび3bが本発明の第1の毛細管および第2の毛細管にそれぞれ相当する。三方弁5は、本発明の選択手段に相当し、一つの入口流路5aと二つの出口流路5bおよび5cを有する。三方弁5は、二つの出口流路5bおよび5cを開閉して冷媒の流路を選択する。出口流路5bは毛細管3aに接続され、出口流路5cは毛細管3bへ接続される。冷却器4は、毛細管3によって減圧された冷媒を蒸発させる。圧縮機1、放熱器2、毛細管3、冷却器4が順に接続されて冷蔵庫100の冷凍サイクルを構成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
冷蔵庫100において、圧縮機1から吐出された高温高圧ガス冷媒は放熱器2に送られる。放熱器2において、冷媒は外気と熱交換し、放熱によって凝縮する。凝縮した高圧液冷媒は、毛細管3で減圧され、低圧低温の冷媒となる。その後、冷媒は冷蔵庫100の箱体内に配置された冷却器4へ流入し、冷却室8内の空気と熱交換する。これにより、冷却室8内の空気は冷媒によって冷却され、冷媒は低圧ガス冷媒となる。冷却室8で冷却された空気は、送風機6によって搬送され、貯蔵室9aおよび9bにそれぞれ繋がる風路(図1の矢印線)を通り、各貯蔵室9aおよび9bへ流入する。これにより、貯蔵室9aおよび9bが冷却される。
In the
冷却器4において低圧ガスとなった冷媒は、圧縮機1に流入する。そして、圧縮機1で再度加圧され、高温高圧ガス冷媒となって吐出される。また、各貯蔵室9aおよび9bを冷却した冷却空気は、戻り風路を通って再度冷却室8へ流入し、再び冷却器4で冷却される。
The refrigerant that has become low-pressure gas in the
図3は、冷蔵庫100の制御ブロック図である。コントローラ50は、例えばマイコン等で構成される制御手段であり、庫内温度センサ21および22、蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24、圧縮機1、三方弁5、送風機6ならびに風量調節器7に接続される。コントローラ50は、風量制御部51、冷媒流量制御部52および記憶部53を有する。風量制御部51は、貯蔵室9aおよび9bにそれぞれ配置される庫内温度センサ21および22の出力値に応じて、送風機6の回転数の変更、または風量調節器7の操作量の変更を行う。これにより、冷却空気の風量が調節され、各貯蔵室9aおよび9bの温度が調節される。なお、本実施の形態では全ての貯蔵室9aおよび9bに庫内温度センサ21および22を配置しているが、これに限定されるものでなく、温度を一定に制御する少なくとも1つの貯蔵室に温度センサを配置すれば良い。また、庫内温度センサ21および22の位置は、図1に示す位置に限定されるものではなく、各貯蔵室9aおよび9bの温度を代表する位置であればどこに配置されても良い。
FIG. 3 is a control block diagram of the
また、冷媒流量制御部52は、冷媒の蒸発温度および凝縮温度をそれぞれ検知する蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24の出力値に基づく三方弁5の制御、ならびに圧縮機1の回転数の制御を行い、冷却器4に供給する冷媒の流量を調整する。なお、蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24について、図1では蒸発温度センサ23を冷却器4に配置し、凝縮温度センサ24を放熱器2に配置しているが、これに限定されるものではなく、蒸発温度および凝縮温度を代表する位置であればどこに配置されても良い。例えば、蒸発温度センサ23によって冷却器4の出口温度を検出し、これを蒸発温度としても良い。記憶部53は、風量制御部51および冷媒流量制御部52における制御に必要なデータ(毛細管3aおよび3bのCv値など)を記憶する。
The refrigerant flow rate controller 52 controls the three-
図4は、本実施の形態における三方弁5の模式図である。図4に示すように、三方弁5では、4段階の流路の選択が可能となっている。図4(a)は第1段階における流路を示す。第1段階では、出口流路5bおよび5cの両方が開かれる(全開)。これにより、毛細管3aおよび毛細管3bの両方に冷媒が流れる。図4(b)は第2段階における流路を示す。第2段階では、出口流路5bが開かれ、出口流路5cが閉じられる。これにより、出口流路5bに接続される毛細管3aにのみ冷媒が流れる。図4(c)は第3段階における流路を示す。第3段階では、出口流路5cが開かれ、出口流路5bが閉じられる。これにより、出口流路5cに接続される毛細管3bにのみ冷媒が流れる。図4(d)は第4段階における流路を示す。第4段階では、出口流路5bおよび5cの両方が閉じられる(全閉)。これにより、毛細管3aおよび毛細管3bのいずれにも冷媒が流れない。
FIG. 4 is a schematic diagram of the three-
冷媒循環回路10の一般的な運転状態(ある圧縮機回転数、外気温度、庫内温度)において、毛細管3で冷媒を過度に減圧してしまうと、冷媒循環回路10内に流れる冷媒量が減少し、冷却能力が不足してしまう。一方、毛細管3で適切に減圧しないと、冷媒の循環流量は増加するが、放熱器2内の冷媒圧力(高圧側)と冷却器4内の圧力(低圧)側の差が確保できず、冷蔵庫100内を十分に冷却することができない。そのため、冷媒循環回路10を効率よく運転できる絞り量として流量係数Cvが存在し、以下の式(1)で表される。
If the refrigerant is excessively depressurized by the
G・・・流量[kg/h](∝圧縮機1の回転数)
ρ・・・高圧液冷媒密度[kg/m3]
Pc・・・凝縮圧力[MPa]
Pe・・・蒸発圧力[MPa]
a・・・定数[−]G: Flow rate [kg / h] (rotation speed of the compressor 1)
ρ ・ ・ ・ High-pressure liquid refrigerant density [kg / m 3 ]
Pc: Condensation pressure [MPa]
Pe: Evaporation pressure [MPa]
a: Constant [-]
ここで、凝縮圧力Pcは凝縮温度を検出する凝縮温度センサ24の出力値から算出することができ、蒸発圧力Peは蒸発温度を検出する蒸発温度センサ23の出力値から算出することができる。また、冷蔵庫100においては、放熱器2の出口の冷媒状態は液冷媒となるため凝縮温度を検出する凝縮温度センサ24の出力値から高圧液冷媒密度ρを算出することができる。また、流量Gは、圧縮機1の回転数から算出することができる。また、定数aは0.3〜0.45内の数値にすることで適切なCv値を算出することができる。
Here, the condensation pressure Pc can be calculated from the output value of the
式(1)で求められるCv値(以下、「Cvp」という)と凝縮圧力Pc、蒸発圧力Pe、および圧縮機1の回転数(∝流量G)の関係を図5に示す。図5は、Cv値マップの一例であり、図5において、横軸は圧縮機1の回転数(流量)を示し、縦軸はCv値を示す。図5では、冷蔵庫100における凝縮圧力と蒸発圧力の差(Pc−Pe)がΔP1、ΔP2およびΔP3の3つの例におけるCv値のマップを示す。具体的には、ΔP1は7.0(MPa)であり、ΔP2は9.0(MPa)であり、ΔP3は11.4(MPa)である。FIG. 5 shows the relationship between the Cv value (hereinafter referred to as “Cvp”) obtained by the equation (1), the condensing pressure Pc, the evaporating pressure Pe, and the rotation speed (soot flow rate G) of the
また、図5において、Cvaは毛細管3aのCv値を示し、Cvbは毛細管3bのCv値を示す。各毛細管のCv値は径および長さによって異なる。図5に示すように、本実施の形態では、毛細管3aのCv値(Cva)は、毛細管3bのCv値(Cvb)に比べ大きい(Cva>Cvb)ものとする。また、三方弁5の第1段階(毛細管3aおよび3bの両方に冷媒が流される場合)におけるCv値は、CvaとCvbの和(Cva+Cvb)である。そのため、三方弁5による流路の選択によって生じるCv値は第1段階(Cva+Cvb)>第2段階(Cva)>第3段階(Cvb)となる。
In FIG. 5, Cva indicates the Cv value of the capillary 3a, and Cvb indicates the Cv value of the capillary 3b. The Cv value of each capillary varies with the diameter and length. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the Cv value (Cva) of the capillary 3a is larger than the Cv value (Cvb) of the capillary 3b (Cva> Cvb). Further, the Cv value in the first stage of the three-way valve 5 (when the refrigerant flows through both the capillaries 3a and 3b) is the sum of Cva and Cvb (Cva + Cvb). Therefore, the Cv value generated by the selection of the flow path by the three-
図5に示されるように、冷媒循環回路10を効率よく運転するためのCv値(Cvp)は、流量に比例して変化する。しかしながら、従来のように、2本の毛細管3aおよび3bのいずれか一方に冷媒を流す場合、または両方に冷媒を流す場合のみしか選択パターンがない場合には、Cv値はCva、Cvbまたは(Cva+Cvb)のいずれかで固定となってしまう。そこで、本実施の形態の冷媒流量制御処理では、運転状態に応じた適切なCv値(Cvp)となるように、三方弁5を制御し、毛細管3aおよび3bの選択を行う。
As shown in FIG. 5, the Cv value (Cvp) for operating the
本実施の形態における冷媒流量制御処理の流れについて図6〜図8を参照して説明する。図6は、本実施の形態における冷媒量制御処理を示すフローチャートである。本処理は、冷蔵庫100の扉の開閉、外気温度の変化、または圧縮機1の回転数の変化などが生じた場合に、コントローラ50の冷媒流量制御部52によって開始される。図6に示すように、本処理では、まず、蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24から蒸発温度および凝縮温度をそれぞれ取得し、圧縮機1から回転数を取得する(S1)。そして、取得した凝縮温度、蒸発温度および回転数から、式(1)に基づいて目的のCv値(Cvp)を算出する(S2)。続いて、Cvpが第1段階のCv値(Cva+Cvb)より大きいか否かを判断する(S3)。
The flow of the refrigerant flow rate control process in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the refrigerant amount control process in the present embodiment. This process is started by the refrigerant flow rate control unit 52 of the
Cvpが第1段階のCv値(Cva+Cvb)より大きい場合(S3:YES)、三方弁5を図4(a)に示す第1段階で固定する(S4)。これにより、毛細管3aおよび毛細管3bの両方に冷媒が流れる。一方、Cvpが第1段階のCv値(Cva+Cvb)以下である場合(S3:NO)、Cvpが第3段階のCv値(Cvb)以下であるか否かを判断する(S5)。そして、Cvpが第3段階のCv値(Cvb)以下である場合(S5:YES)、三方弁5を図4(c)に示す第3段階で固定する(S6)。これにより、毛細管3bにのみ冷媒が流れる。
When Cvp is larger than the Cv value (Cva + Cvb) in the first stage (S3: YES), the three-
一方、Cvpが第3段階のCv値(Cvb)より大きい場合(S5:NO)、Cvpが第2段階のCv値(Cva)より大きいか否かを判断する(S7)。そして、Cvpが第2段階のCv値(Cva)より大きい場合(S7:YES)、所定の周期Tで、三方弁5を図4(a)に示す第1段階と図4(b)に示す第2段階とに交互に選択する(S8)。これにより、毛細管3aおよび3bの両方ならびに毛細管3aのみに交互に冷媒が流れる。また、このとき、第1段階に固定される時間(毛細管3aおよび3bの両方に冷媒が流れる時間)T1と第2段階に固定される時間(毛細管3aのみに冷媒が流れる時間)T2は、Cvpに応じて可変に設定される。詳しくは、冷媒流量制御部52は、下記の式(2)に示すように、周期T(T1+T2)おけるCv値の平均が目的のCv値(Cvp)となるように時間T1およびT2を設定する。On the other hand, when Cvp is larger than the Cv value (Cvb) in the third stage (S5: NO), it is determined whether Cvp is larger than the Cv value (Cva) in the second stage (S7). When Cvp is larger than the Cv value (Cva) in the second stage (S7: YES), the three-
[数2]
Cvp=((Cva+Cvb)×T1+Cva×T2)/T ・・・(2)[Equation 2]
Cvp = ((Cva + Cvb) × T 1 + Cva × T 2 ) / T (2)
図7は、三方弁5による流路の選択の一例を説明する図である。図7において、横軸は時間を示し、縦軸はCv値を示す。図7の例の場合、S2で算出されたCv値(Cvp)は、第2段階のCv値(Cva)に近い値であるため、第2段階に固定される時間T2が、第1段階に固定される時間T1よりも長く設定される。また、図8は、三方弁5による選択の別の例を説明する図である。図8においても、横軸は時間を示し、縦軸はCv値を示す。図8の例の場合、S2で算出されたCv値(Cvp)が、第1段階のCv値(Cva+Cvb)に近い値であるため、第1段階に固定される時間T1が、第2段階に固定される時間T2よりも長く設定される。いずれの例の場合も、周期TにおけるCv値を平均するとCvpとなる。また、所定の周期Tとしては、任意の時間を設定することが可能であるが、600秒以上に設定することで、三方弁5の寿命を確保しつつ、効率の良く三方弁5を制御することができる。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of selection of a flow path by the three-
図6に戻って、Cvpが第2段階のCv値(Cva)以下である場合(S7:NO)、所定の周期Tで、三方弁5を図4(b)に示す第2段階と図4(c)に示す第3段階とで交互に選択する(S9)。これにより、毛細管3aおよび毛細管3bに交互に冷媒が流れる。この場合も、冷媒流量制御部52は、S8の処理と同様に、周期TにおけるCv値の平均が、目的のCv値(Cvp)となるように、第2段階に固定する時間(毛細管3aのみに冷媒が流れる時間)と第3段階に固定する時間(毛細管3bのみに冷媒が流れる時間)を設定する。
Returning to FIG. 6, when Cvp is equal to or less than the Cv value (Cva) of the second stage (S7: NO), the three-
このように、上記実施の形態の冷蔵庫100では、冷蔵庫100の運転状態に応じた目的のCv値を求め、該目的のCv値となるように三方弁5によって冷媒流路(毛細管3aおよび3b)を選択することにより、庫内負荷に最適な冷媒流量を供給することが可能となる。これにより、冷媒循環回路10における冷媒の過不足が抑制され、圧縮機1の負荷を低減するとともに消費電力量を低減することが可能となる。
As described above, in the
また、複数の毛細管3aおよび3bを三方弁5で選択することにより、きめ細かい流量制御が可能となり、設計時の負荷点以外の負荷点においても、冷却器4への冷媒供給量を適切に調整することができる。具体的には、設計点以外の負荷点である、目的のCv値(Cvp)が第1段階のCv値(Cva+Cvb)以下であり、かつ第2段階のCv値(Cva)より大きい場合、またはCv値(Cvp)が第2段階のCv値(Cva)より小さく、第3段階のCv値(Cvb)より大きい場合にも、冷媒供給量を適切に調整することができる。これにより、冷蔵庫100の省エネルギー性を向上することが可能となる。また毛細管3を2本で構成することで、製品コストを抑えつつ消費電力を改善することができる。
Further, by selecting a plurality of capillaries 3a and 3b with the three-
以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形または組み合わせが可能である。例えば、上記実施の形態においては、冷蔵庫100が1個の冷却器4を備える場合について説明したが、複数の冷却器を備えた冷蔵庫においても、本発明を適用することが可能である。
The above is the description of the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications or combinations are possible within the scope of the technical idea. For example, although the case where the
また、上記実施の形態では、蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24の出力値に基づき、蒸発圧力および凝縮圧力を算出する構成となっていたが、これらに限定されるものではない。例えば、蒸発温度センサ23および凝縮温度センサ24に替えて(または加えて)、蒸発圧力を検出する蒸発圧力センサおよび凝縮圧力を検出する凝縮圧力センサを備えても良い。また、高圧液冷媒密度ρは、あらかじめ記憶部53に記憶される固定値を用いても良い。
Moreover, in the said embodiment, although it became the structure which calculates evaporation pressure and a condensation pressure based on the output value of the evaporation temperature sensor 23 and the
また、上記実施の形態では、2本の毛細管3aおよび3bを三方弁5によって選択する構成としたが、3本以上の毛細管を三方弁5以外の選択手段(4方弁など)によって選択する構成としても良い。
In the above embodiment, the two capillaries 3a and 3b are selected by the three-
また、上記の実施の形態では、三方弁5による選択回数が増加する可能性があるため、三方弁5の周囲に防音材を備える構成としても良い。このように構成することにより、冷蔵庫100の静音性を高めることができ、ユーザーへの快適性を維持することができる。
Moreover, in said embodiment, since the frequency | count of selection by the three-
さらに、上記の実施の形態における冷媒流量制御処理では、算出されたCv値(Cvp)が第3段階のCv値(Cvb)以下である場合(S5:YES)、三方弁5を図4(c)に示す第3段階で固定する(S6)構成となっているが、これに限定されるものではない。例えば、周期Tで、三方弁5を図4(c)に示す第3段階と図4(d)に示す第4段階(全閉の状態)とを交互に選択する構成としても良い。これにより、毛細管3bにのみ冷媒が流れる状態と、いずれの毛細管にも冷媒が流れない状態が交互に選択される。また、この場合も、周期TにおけるCv値の平均が目的のCv値(Cvp)となるように、第3段階に固定する時間(毛細管3bにのみ冷媒が流れる時間)と第4段階に固定する時間(全閉の時間)が、算出されたCv値(Cvp)に応じて設定される。また、目的のCv値(Cvp)は、式(1)から算出されるだけでなく、流量、凝縮圧力および蒸発圧力に応じて予め作成されたテーブルから求められても良い。
Furthermore, in the refrigerant flow rate control process in the above embodiment, when the calculated Cv value (Cvp) is equal to or lower than the third-stage Cv value (Cvb) (S5: YES), the three-
1 圧縮機、2 放熱器、3、3a、3b 毛細管、4 冷却器、5 三方弁、5a 入口流路、5b、5c 出口流路、6 送風機、7 風量調節器、8 冷却室、9a、9b 貯蔵室、10 冷媒循環回路、21、22 庫内温度センサ、23 蒸発温度センサ、24 凝縮温度センサ、50 コントローラ、51 風量制御部、52 冷媒流量制御部、53 記憶部、100 冷蔵庫
DESCRIPTION OF
本発明に係る冷蔵庫は、貯蔵室と、圧縮機、放熱器、それぞれ異なるCv値を有する複数の毛細管、該複数の毛細管の少なくとも一つを選択する選択手段および冷却器が配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒循環回路であって、選択された毛細管に冷媒が流れる冷媒回路と、冷媒の蒸発温度または冷媒の蒸発圧力の検出に基づいて、第1のセンサ値を出力する第1のセンサと、冷媒の凝縮温度および冷媒の凝縮圧力の内、少なくともいずれか一方の検出に基づいて第2のセンサ値を出力する第2のセンサと、圧縮機の回転数に基づく冷媒の流量、第1のセンサ値および第2のセンサ値に基づいて、選択手段を制御する制御手段と、を備え、複数の毛細管は、第1のCv値を有する第1の毛細管と、第1のCv値より小さい第2のCv値を有する第2の毛細管とを含み、選択手段は、第1の毛細管および第2の毛細管の両方に冷媒を流す第1段階と、第1の毛細管のみに冷媒を流す第2段階と、第2の毛細管のみに冷媒を流す第3段階と、のいずれかを選択するものであり、制御手段は、周期的に第1段階と第2段階または第2段階と第3段階を交互に選択するよう選択手段を制御する。 The refrigerator according to the present invention includes a storage chamber, a compressor, a radiator, a plurality of capillaries each having a different Cv value, a selection unit that selects at least one of the capillaries, and a cooler connected by piping. A refrigerant circuit that circulates the refrigerant, a refrigerant circuit through which the refrigerant flows through the selected capillary, and a first sensor that outputs a first sensor value based on detection of the evaporation temperature of the refrigerant or the evaporation pressure of the refrigerant; A second sensor that outputs a second sensor value based on detection of at least one of the refrigerant condensing temperature and the refrigerant condensing pressure, a refrigerant flow rate based on the number of revolutions of the compressor, Control means for controlling the selection means based on the sensor value and the second sensor value, wherein the plurality of capillaries have a first capillary having a first Cv value and a first capillary smaller than the first Cv value. Has a Cv value of 2 The second capillary, and the selection means includes a first stage for flowing the refrigerant to both the first capillary and the second capillary, a second stage for flowing the refrigerant only to the first capillary, and a second The third stage for flowing the refrigerant only to the capillary is selected, and the control means selects to periodically select the first stage and the second stage or the second stage and the third stage alternately. that controls the means.
Claims (12)
圧縮機、放熱器、それぞれ異なるCv値を有する複数の毛細管、該複数の毛細管の少なくとも一つを選択する選択手段および冷却器が配管で接続され、冷媒を循環させる冷媒循環回路であって、前記選択された毛細管に前記冷媒が流れる冷媒回路と、
前記冷媒の蒸発温度または前記冷媒の蒸発圧力の検出に基づいて、第1のセンサ値を出力する第1のセンサと、
前記冷媒の凝縮温度および前記冷媒の凝縮圧力の内、少なくともいずれか一方の検出に基づいて第2のセンサ値を出力する第2のセンサと、
前記圧縮機の回転数に基づく前記冷媒の流量、前記第1のセンサ値および前記第2のセンサ値に基づいて、前記選択手段を制御する制御手段と、を備える冷蔵庫。A storage room;
A compressor, a heat radiator, a plurality of capillaries each having a different Cv value, a selection means for selecting at least one of the capillaries and a cooler connected by a pipe, and a refrigerant circulation circuit for circulating a refrigerant, A refrigerant circuit through which the refrigerant flows through selected capillaries;
A first sensor that outputs a first sensor value based on detection of an evaporation temperature of the refrigerant or an evaporation pressure of the refrigerant;
A second sensor that outputs a second sensor value based on detection of at least one of the condensation temperature of the refrigerant and the condensation pressure of the refrigerant;
A refrigerator comprising: control means for controlling the selection means based on the flow rate of the refrigerant based on the rotation speed of the compressor, the first sensor value, and the second sensor value.
前記選択手段は、前記第1の毛細管および前記第2の毛細管の両方に前記冷媒を流す第1段階と、前記第1の毛細管のみに前記冷媒を流す第2段階と、前記第2の毛細管のみに前記冷媒を流す第3段階と、のいずれかを選択するものであり、
前記制御手段は、前記目的のCv値に基づいて、周期的に前記第1段階と前記第2段階または前記第2段階と第3段階を交互に選択するよう前記選択手段を制御する請求項3に記載の冷蔵庫。The plurality of capillaries include a first capillary having a first Cv value, and a second capillary having a second Cv value smaller than the first Cv value;
The selection means includes a first stage in which the refrigerant flows through both the first capillary and the second capillary, a second stage in which the refrigerant flows through only the first capillary, and only the second capillary. The third stage of flowing the refrigerant in
The said control means controls the said selection means to select alternately the said 1st stage and the said 2nd stage or the said 2nd stage and the 3rd stage periodically based on the said target Cv value. Refrigerator.
前記制御手段は、前記目的のCv値が、前記第2のCv値以下である場合、周期的に前記第3段階と前記第4段階を交互に選択するよう前記選択手段を制御する請求項4〜6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。The selection means can further select a fourth stage in which the refrigerant does not flow through any of the first capillary and the second capillary,
5. The control unit controls the selection unit to periodically select the third stage and the fourth stage periodically when the target Cv value is equal to or less than the second Cv value. The refrigerator as described in any one of -6.
前記冷媒の蒸発温度または前記冷媒の蒸発圧力の検出に基づいて第1のセンサ値を出力する工程と、
前記冷媒の凝縮温度および前記冷媒の凝縮圧力の内、少なくともいずれか一方の検出に基づいて第2のセンサ値を出力する工程と、
前記圧縮機の回転数に基づく前記冷媒の流量、前記第1のセンサ値および前記第2のセンサ値に基づいて、前記選択手段を制御する工程と、を含む冷媒流量制御方法。A storage circuit, a compressor, a radiator, a plurality of capillaries each having a different Cv value, a selection means for selecting at least one of the capillaries and a cooler are connected by piping, and a refrigerant circulation circuit for circulating a refrigerant A refrigerant flow rate control method in a refrigerator, comprising: a refrigerant circuit through which the refrigerant flows in the selected capillary tube; and a control unit.
Outputting a first sensor value based on detection of an evaporation temperature of the refrigerant or an evaporation pressure of the refrigerant;
Outputting a second sensor value based on detection of at least one of the condensation temperature of the refrigerant and the condensation pressure of the refrigerant;
Controlling the selection means based on the flow rate of the refrigerant based on the number of rotations of the compressor, the first sensor value, and the second sensor value.
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