WO2023223429A1 - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
Definitions
- the present disclosure relates to a refrigerator-freezer.
- a high-temperature, high-pressure refrigerant is depressurized by a throttle mechanism, and the refrigerant temperature is lowered.
- impurities such as metal pieces may clog the pipe of the throttle mechanism.
- the temperature inside the piping of the throttling mechanism may drop to below freezing, causing the moisture in the refrigerant to freeze, causing a blockage in the piping of the throttling mechanism.
- a dryer is installed upstream of the throttle mechanism. A suction unit and a filter are arranged inside the dryer. Moisture that has entered the negative pressure region within the refrigeration cycle is captured by the adsorption section, and impurities such as metal pieces within the refrigeration cycle are captured by the filter.
- a flow rate adjustment valve is installed to control the flow rate according to the required cooling capacity.
- the dryer is installed upstream of the flow rate regulating valve, which is the liquid part of the refrigeration cycle, and removes moisture and impurities before the throttling mechanism.
- the dryer is installed in the area at the bottom of the back side of the refrigerator-freezer, which is called the machine room.
- a condenser and a blower are installed in the machine room of the refrigerator-freezer.
- the refrigerant in the condenser is condensed through heat exchange. Air sent by a blower from the upstream side in the air flow direction is heated by a compressor or the like as a heating element before it exits the air outlet of the machine room located downstream in the air flow direction. If a dryer in which the refrigerant is in a supercooled region is installed on the downstream side in the air flow direction, heated air from a compressor or the like exchanges heat with the refrigerant in the dryer, thereby receiving heat and heating the refrigerant. As the refrigerant in the dryer is heated, the amount of condensation obtained in the condenser, condenser pipe, and cabinet pipe decreases, which reduces the refrigeration capacity and worsens the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle. .
- COP coefficient of
- Patent Document 1 the supercooling region piping through which refrigerant in the supercooling region flows is arranged on the upstream side in the air flow direction with respect to the condenser.
- a dryer is included as part of the subcooled area piping. Therefore, heat exchange between the air before passing through the condenser and the compressor and the refrigerant of the dryer is possible. By exchanging heat with air at a temperature lower than that of the dryer, the dryer plays the role of a radiator, which increases the refrigeration capacity and is expected to improve the coefficient of performance of the refrigeration cycle.
- the amount of heat dissipated by the dryer is affected by the environment around the dryer.
- the limit of the amount of heat radiation is the amount of heat radiated by forced convection heat exchange equivalent to the outside temperature, so it is difficult to obtain a large amount of heat radiation. Therefore, it is difficult for the dryer to ensure the degree of supercooling.
- the present disclosure has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a refrigerator-freezer in which the dryer can ensure a degree of supercooling.
- the refrigerator-freezer of the present disclosure includes a casing having a back surface, a refrigerant circuit disposed within the casing, and a drain pipe disposed within the casing.
- the housing includes an outer box, an inner box, a heat insulating member disposed between the outer box and the inner box, a freezer compartment, and a vegetable compartment located below the freezer compartment.
- the refrigerant circuit includes a compressor, a condenser, a condenser pipe, a cabinet pipe, a dryer, a flow rate adjustment valve, a throttle mechanism, and a cooler, and includes a compressor, a condenser, a condenser pipe, a cabinet pipe, a dryer, a flow rate adjustment valve,
- the refrigerant is configured to flow through the throttle mechanism and the cooler in this order.
- the drain pipe is disposed below the cooler and is configured to flow drain generated in the cooler.
- the dryer is disposed within the heat insulating member, is in thermal contact with the drain pipe, and is disposed within a projection plane in which the vegetable compartment is projected onto the back surface of the housing.
- the dryer since the dryer is disposed within the heat insulating member, heat radiation is promoted and the dryer can ensure the degree of subcooling.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a refrigerator-freezer according to an embodiment from the front side.
- FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a refrigerator-freezer according to an embodiment from the back side.
- 1 is a refrigerant circuit diagram schematically showing a refrigerant circuit of a refrigerator-freezer according to an embodiment.
- FIG. 2 is a rear view schematically showing the arrangement of a dryer and the like of the refrigerator-freezer according to the embodiment.
- 5 is a partial cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4.
- FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a dryer according to an embodiment.
- FIG. 2 is a front view schematically showing the arrangement of a dryer according to an embodiment.
- FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing the arrangement of a dryer according to an embodiment.
- FIG. 2 is a rear view schematically showing the arrangement of a dryer and the like of the refrigerator of Comparative Example 1.
- FIG. 7 is a front view schematically showing the arrangement of a dryer in Comparative Example 2.
- 3 is a partial cross-sectional view schematically showing the arrangement of a dryer in Comparative Example 2.
- FIGS. 1 and 2 The configuration of a refrigerator-freezer 100 according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
- the refrigerator-freezer 100 includes a housing 10 and a refrigerant circuit RC.
- the refrigerator-freezer 100 is configured to cool the inside of the refrigerator-freezer 100 to a target temperature using a refrigerant circuit RC housed in the housing 10.
- the housing 10 has a front surface FS, a rear surface RS, a pair of side surfaces SS, a ceiling section TS, and a bottom section BS.
- the housing 10 has a box-like shape with an open front side FS. Further, inside the casing 10, a partition wall is provided that partitions the internal space of the casing 10 into a plurality of storage chambers. In this way, the housing 10 has a plurality of storage chambers.
- the casing 10 has first to fifth storage chambers as the plurality of storage chambers.
- the housing 10 includes a vegetable compartment 10a as a first storage compartment, a freezing compartment 10b as a second storage compartment, an ice making compartment 10c as a third storage compartment, a switching compartment 10d as a fourth storage compartment, and a fifth storage compartment.
- doors are provided for a vegetable compartment 10a, a freezer compartment 10b, an ice making compartment 10c, a switching compartment 10d, and a refrigerator compartment 10e.
- the vegetable compartment 10a is provided at the bottom of the refrigerator-freezer 100.
- the vegetable compartment 10a is a storage compartment that mainly stores vegetables.
- the vegetable compartment 10a is arranged below the freezer compartment 10b.
- the freezing chamber 10b is a storage chamber that is set at a freezing temperature that freezes items stored therein.
- the indoor temperature setting of the freezer compartment (second storage compartment) 10b is lower than that of the vegetable compartment 10a (first storage compartment).
- the ice-making compartment 10c and the switching compartment 10d are arranged side by side on the left and right above the freezing compartment 10b.
- the ice making room 10c is a storage room that stores ice produced by an ice making machine inside the refrigerator.
- the switching chamber 10d is a storage chamber whose temperature range can be switched depending on the purpose.
- the refrigerator compartment 10e is provided at the top of the refrigerator-freezer 100.
- the refrigerator compartment 10e is a storage compartment whose temperature is set to such a degree that the items stored therein do not freeze.
- the vegetable compartment 10a, the freezer compartment 10b, the ice making compartment 10c, the switching compartment 10d, and the refrigerator compartment 10e each have an opening provided on the front FS side of the housing 10.
- Each opening of the vegetable compartment 10a, the freezer compartment 10b, the ice making compartment 10c, the switching compartment 10d, and the refrigerator compartment 10e is covered with a door having a heat insulating structure so as to be openable and closable.
- Each storage room is distinguished by a settable temperature zone (set temperature zone).
- the indoor temperature of the vegetable compartment 10a can be set to about 8°C, the freezer compartment 10b to about -18°C, the ice making compartment 10c to about -13°C, and the refrigerator compartment 10e to about 5°C.
- the switching chamber 10d can switch the indoor temperature to a temperature range such as chilled (about 0° C.) or soft freezing (about ⁇ 8° C.).
- the indoor temperature setting of each storage compartment is set so that the vegetable compartment 10a has the highest temperature and the freezer compartment 10b has the lowest temperature.
- the set temperature of each storage room is not limited to this.
- each storage chamber is provided with an internal temperature sensor, and the operation of the refrigeration cycle and the operation of each part are controlled so that the detected value of the internal temperature sensor becomes the set temperature.
- the housing 10 has a machine room MR and a cooler room CR.
- the machine room MR is provided at the lower part of the back surface RS side of the housing 10.
- the machine room MR communicates with the outside of the housing 10.
- a compressor 1, a condenser 2, and a throttle mechanism 7 are arranged in the machine room MR.
- the cooler chamber CR is provided on the back RS side of the housing 10.
- the cooler room CR is arranged above the machine room MR.
- a cooler 8 is arranged within the cooler chamber CR.
- a cooler room blower fan (not shown) for supplying cold air generated by the cooler 8 to each storage compartment is arranged in the cooler room CR.
- the cooler chamber CR communicates with each storage chamber via an air passage (not shown).
- a blower outlet (not shown) for blowing out cold air flowing through an air path (not shown) to each storage room is provided on the back RS side of each storage room.
- Each outlet is provided with a damper (not shown), and the temperature of each storage chamber is controlled by opening and closing the damper.
- the refrigerant circuit RC is arranged within the casing 10. That is, the refrigerant circuit RC is housed in the housing 10.
- the refrigerant circuit RC includes a compressor 1 , a condenser 2 , a condenser pipe 3 , a cabinet pipe 4 , a dryer 5 , a flow control valve 6 , a throttle mechanism 7 and a cooler 8 .
- the refrigerant circuit RC includes a compressor 1, a condenser 2, a condenser pipe 3, a cabinet pipe 4, a dryer 5, a flow rate regulating valve 6, a throttle mechanism 7, and a cooler 8 connected through piping.
- the refrigerant circuit RC is configured such that refrigerant flows in the order of the compressor 1 , condenser 2 , condenser pipe 3 , cabinet pipe 4 , dryer 5 , flow rate adjustment valve 6 , throttling mechanism 7 , and cooler 8 .
- the refrigerant circuit RC of this embodiment includes a heat exchange portion HE that exchanges heat between the refrigerant flowing through the throttle mechanism 7 and the refrigerant flowing through the piping (suction pipe) between the cooler 8 and the compressor 1. It is provided.
- the compressor 1 compresses and discharges the refrigerant it sucks in.
- the compressor 1 has its suction side connected to the heat exchange section HE, and its discharge side connected to the condenser 2.
- the compressor 1 is configured to compress refrigerant into high temperature and high pressure refrigerant.
- the compressor 1 is driven by an inverter, and is configured so that its operation is controlled according to the internal situation of the refrigerator-freezer 100.
- the condenser 2 is configured to radiate heat from the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 1, thereby condensing the refrigerant.
- Condenser 2 is connected between compressor 1 and condenser pipe 3 in refrigerant circuit RC. That is, the condenser 2 has one end located on the upstream side of the refrigerant flow connected to the compressor 1, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow connected to the condenser pipe 3.
- the condenser pipe 3 is configured to further condense the refrigerant by dissipating heat from the refrigerant condensed in the condenser 2.
- Condenser pipe 3 is connected between condenser 2 and cabinet pipe 4 in refrigerant circuit RC. That is, one end of the condenser pipe 3 located on the upstream side of the refrigerant flow is connected to the condenser 2, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow is connected to the cabinet pipe 4.
- the capacitor pipe 3 is arranged on each of a pair of side surfaces SS and a back surface RS of the housing 10.
- the cabinet pipe 4 is configured to prevent dew condensation from occurring on the front surface FS of the housing 10.
- the cabinet pipe 4 has a function of condensing refrigerant.
- the cabinet pipe 4 is configured to maintain the surface temperature of the front surface FS of the casing 10 at or above the outside air dew point temperature using the heat of condensation of the refrigerant.
- Cabinet pipe 4 is connected between condenser pipe 3 and dryer 5 in refrigerant circuit RC. That is, one end of the cabinet pipe 4 located on the upstream side of the refrigerant flow is connected to the condenser pipe 3, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow is connected to the dryer 5.
- the dryer 5 is configured to remove impurities such as metal pieces flowing through the refrigerant circuit RC and moisture contained in the refrigerant.
- the dryer 5 is connected between the cabinet pipe 4 and the flow rate regulating valve 6 in the refrigerant circuit RC. That is, the dryer 5 has one end located on the upstream side of the refrigerant flow connected to the cabinet pipe 4, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow connected to the flow rate adjustment valve 6.
- the flow rate adjustment valve 6 is configured to adjust the flow rate of the refrigerant passing through the flow rate adjustment valve 6.
- the flow rate adjustment valve 6 is connected between the dryer 5 and the throttle mechanism 7 in the refrigerant circuit RC. That is, one end of the flow rate regulating valve 6 located on the upstream side of the refrigerant flow is connected to the dryer 5, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow is connected to the throttle mechanism 7.
- the flow rate adjustment valve 6 is, for example, an electromagnetic adjustment valve.
- the flow rate regulating valve 6 is, for example, a three-way valve.
- the throttle mechanism 7 is configured to reduce the pressure of the refrigerant that has passed through the flow rate adjustment valve 6.
- the throttle mechanism 7 is connected between the flow rate regulating valve 6 and the cooler 8 in the refrigerant circuit RC. That is, the throttle mechanism 7 has one end located on the upstream side of the refrigerant flow connected to the flow rate regulating valve 6, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow connected to the cooler 8.
- the throttle mechanism 7 is, for example, a throttle valve.
- the aperture mechanism 7 is, for example, a capillary tube.
- the throttle mechanism 7 includes a first capillary tube 7a and a second capillary tube 7b.
- the first capillary tube 7a and the second capillary tube 7b are connected to the flow rate regulating valve 6 and the cooler 8 in parallel.
- the first capillary tube 7a has a small diameter.
- the second capillary tube has a large diameter. That is, the inner diameter of the first capillary tube 7a is smaller than the inner diameter of the second capillary tube 7b. In other words, the inner diameter of the second capillary tube 7b is larger than the inner diameter of the first capillary tube 7a.
- the cooler 8 is configured to evaporate the refrigerant whose pressure has been reduced in the throttle mechanism 7. Cooler 8 functions as an evaporator.
- the cooler 8 is configured to cool the air in the cooler room CR and generate cold air by exchanging heat between the air in the cooler room CR and a refrigerant.
- the cooler 8 is configured to cool the air in each storage chamber by supplying cold air generated in the cooler chamber CR into each storage chamber via an air path (not shown).
- the cooler 8 is connected between the throttle mechanism 7 and the compressor 1 in the refrigerant circuit RC. That is, one end of the cooler 8 located on the upstream side of the refrigerant flow is connected to the throttle mechanism 7, and the other end located on the downstream side of the refrigerant flow is connected to the compressor 1.
- the refrigerator-freezer 100 further includes a drain pipe 9.
- Drain pipe 9 is arranged within casing 10. Drain pipe 9 is arranged below cooler 8 .
- the drain pipe 9 is configured to allow drain generated in the cooler 8 to flow therethrough. Drain pipe 9 extends from cooler room CR to machine room MR.
- the drain pipe 9 has the role of draining (moisture) generated during defrosting of the cooler 8 to a drain pan (not shown) disposed in the machine room MR, and removing moisture in the cooler room CR to the outside of the refrigerator. is in charge of
- a valve (not shown) may be provided at the entrance of the drain pipe 9 to the machine room MR, and the water in the cooler room CR may be removed by opening and closing this valve by electronic control.
- a heater (not shown) may be wrapped around the drain pipe 9 to prevent moisture generated by defrosting from freezing inside the drain pipe 9.
- the refrigerator-freezer 100 may include a control device.
- the control device is configured to control each device of the refrigerator-freezer 100 by performing calculations, instructions, and the like.
- the control device is electrically connected to the compressor 1, a valve provided at the entrance of the machine room MR of the drain pipe 9, and is configured to control the operations thereof.
- the housing 10 includes an outer case OC, an inner case IC, and a heat insulating member 11.
- the outer box OC constitutes an outer wall of the housing 10.
- the inner box IC constitutes the inner wall of the housing 10.
- the heat insulating member 11 is arranged between the outer case OC and the inner case IC.
- the heat insulating member 11 may be filled between the outer case OC and the inner case IC.
- the heat insulating member 11 includes a heat insulating material 11a and a vacuum heat insulating material 11b.
- the heat insulating material 11a is, for example, urethane.
- the vacuum insulation material 11b is, for example, a VIP (Vacuum Insulation Panel).
- the dryer 5 is arranged between the outer case OC and the inner case IC.
- the dryer 5 is arranged within the heat insulating member 11.
- the dryer 5 is arranged within the heat insulating material 11a.
- the dryer 5 is in thermal contact with the drain pipe 9.
- the dryer 5 may be in physical contact with the drain pipe 9. That is, the dryer 5 may be in direct contact with the drain pipe 9.
- the dryer 5 includes a dryer case 5a, a pair of filters 5b, and a suction section 5c.
- the dryer case 5a has a cylindrical shape, for example.
- One end of the dryer case 5a in the axial direction is connected to the cabinet pipe 4 (see FIG. 3), and the other end of the dryer case 5a in the axial direction is connected to the flow rate regulating valve 6 (see FIG. 3).
- a pair of filters 5b and a suction section 5c are arranged inside the dryer case 5a.
- the pair of filters 5b are arranged on both sides of the dryer case 5a in the axial direction.
- a suction section 5c is arranged between the pair of filters 5b.
- the pair of filters 5b are configured to capture impurities such as metal pieces flowing through the refrigerant circuit RC.
- the adsorption section 5c is configured to capture moisture in the refrigerant flowing through the refrigerant circuit RC.
- the dryer 5 is arranged within a projection plane in which the vegetable compartment 10a is projected onto the rear surface RS of the housing 10.
- the dryer 5 is arranged at a position overlapping the vegetable compartment 10a in the height direction.
- the dryer 5 is arranged to face the drain pipe 9.
- the dryer 5 is arranged to face the vegetable compartment 10a with the drain pipe 9 in between.
- the dryer 5 is arranged in the machine room MR.
- a condenser 2 and a blower (not shown) are installed in the machine room MR of the refrigerator-freezer 100.
- a blower blows air
- the refrigerant in the condenser 2 is condensed through heat exchange.
- Air sent by a blower (shown) from the upstream side in the air flow direction is heated by the compressor 1, etc., which is a heating element, before leaving the air outlet of the machine room MR located on the downstream side in the air flow direction.
- the dryer 5 in which the refrigerant is in a supercooled region is installed on the downstream side in the air flow direction, the heated air from the compressor 1 and the like exchanges heat with the dryer 5, so that the refrigerant receives heat and is heated.
- the amount of condensation obtained by the condenser 2 and the like decreases, so the refrigeration capacity decreases and the coefficient of performance of the refrigeration cycle deteriorates.
- the dryer 5 is arranged within a projection plane in which the freezer compartment 10b is projected onto the back surface RS of the housing 10.
- the dryer 5 is arranged to face the freezer compartment 10b with the drain pipe 9 in between.
- the drain pipe 9 is affected by the low-temperature cold air in the freezer compartment 10b. Therefore, the temperature of the drain pipe 9 becomes low. Since the cold air is transmitted, excessive heat radiation occurs in the dryer 5.
- the dryer 5 is arranged within the heat insulating member 11. Therefore, the heat of the refrigerant in the high-temperature dryer 5 is released into the refrigerator. That is, the refrigerant in the dryer 5 exchanges heat with the cold air inside the refrigerator, thereby promoting heat radiation. Thereby, the refrigerant in the dryer 5 is condensed. Therefore, the dryer 5 can ensure the degree of supercooling. Therefore, the refrigeration cycle performance can be improved by increasing the amount of condensation and increasing the cooling capacity.
- the dryer 5 is in thermal contact with the drain pipe 9. Therefore, by exchanging heat between the dryer 5 and the drain pipe 9, the dryer 5 radiates heat to increase the amount of condensation of the refrigerant in the dryer 5, while heating the drain pipe 9. Therefore, it is possible to reduce the amount of heat radiated into the refrigerator, thereby suppressing a rise in the temperature inside the refrigerator. Furthermore, since the drain pipe 9 is heated, the capacity of the drain pipe heater for preventing drain freezing can be reduced.
- the dryer 5 is arranged within a projection plane in which the vegetable compartment 10a is projected onto the rear surface RS of the housing 10. Therefore, excessive heat radiation of the dryer 5 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the suction temperature due to excessive heat dissipation of the dryer 5 resulting in an excess of liquid refrigerant on the suction side. In other words, it is possible to suppress a decrease in suction temperature.
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Abstract
冷凍冷蔵庫(100)は、筐体(10)と、冷媒回路(RC)と、ドレンパイプ(9)とを備えている。筐体(10)は、外箱と、内箱と、外箱と内箱との間に配置された断熱部材と、冷凍室と、冷凍室の下方に配置された野菜室(10a)とを有している。ドレンパイプ(9)は、冷却器(8)の下方に配置されており、かつ冷却器(8)で発生したドレンを流すように構成されている。ドライヤ(5)は、断熱部材内に配置されており、ドレンパイプ(9)と熱的に接触しており、かつ筐体(10)の背面(RS)に野菜室(10a)を投影した投影面内に配置されている。
Description
本開示は冷凍冷蔵庫に関するものである。
従来、冷凍冷蔵庫の冷凍サイクルでは、絞り機構により高温高圧冷媒が減圧され、冷媒温度が低下する。径の小さい絞り機構においては金属片などの不純物によって絞り機構の配管内に詰まりが生じることがある。また、冷媒内に水分が含まれている場合には、絞り機構の配管内の温度が氷点下まで低下することにより冷媒内の水分が凍結することで絞り機構の配管内に詰まりが生じることがある。絞り機構の配管内の詰まりを抑制するため、絞り機構の上流にドライヤが設置されている。ドライヤの内部には吸着部およびフィルターが配置されている。冷凍サイクル内の負圧領域で侵入した水分が吸着部により捕獲され、フィルターにより冷凍サイクル内の金属片等の不純物が捕獲される。
絞り機構で流量調整が行われる機種においては、流量調整弁が設置され、必要冷却能力に応じて流量が制御される。この場合、ドライヤは冷凍サイクルでの液部である流量調整弁の上流側に設置され、絞り機構前でドライヤにより水分および不純物が除去される。
ドライヤは機械室と呼ばれる冷凍冷蔵庫の背面側底部の領域に設置される。冷凍冷蔵庫の機械室内には凝縮器および送風機が設置されている。送風機が空気を送風することで凝縮器内の冷媒は熱交換によって凝縮される。空気流通方向上流側から送風機によって送られてきた空気は、空気流通方向下流側にある機械室の空気流出口を出るまでに、発熱体である圧縮機等により加熱される。空気流通方向下流側に冷媒が過冷却域となるドライヤが設置されていると、圧縮機等からの加熱空気がドライヤの冷媒と熱交換することにより、冷媒が受熱し加熱される。ドライヤの冷媒が加熱されることにより、凝縮器、コンデンサパイプ、キャビネットパイプで得られた凝縮量は減少するため、冷凍能力が減少し、冷凍サイクルの成績係数(COP:Coefficient Of Performance)は悪化する。
逆に言えば、ドライヤが冷却されれば、空気側から冷凍サイクルへの加熱の影響を低減することができるため、過冷却度の確保および冷凍サイクルの成績係数を向上させることができる。
特開2014-48029号公報(特許文献1)に記載された冷蔵庫では、過冷却域の冷媒が流通する過冷却域配管が凝縮器に対して空気流通方向上流側に配置されている。過冷却域配管の一部としてドライヤが含まれている。したがって、凝縮器および圧縮機を通る前の空気とドライヤの冷媒との熱交換が可能となる。ドライヤの温度よりも低い温度の空気との熱交換により、ドライヤは放熱器としての役割を担うため、冷凍能力が上昇し、冷凍サイクルの成績係数の向上が見込まれる。
しかしながら、ドライヤの放熱量はドライヤ周囲の環境に影響される。上記公報に記載の冷蔵庫では、風量が大きく変えられない場合、放熱量の限界は外気温度相当の強制対流の熱交換での放熱量となるため、大きな放熱量を得ることは難しい。したがって、ドライヤが過冷却度を確保することは難しい。
本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライヤが過冷却度を確保することができる冷凍冷蔵庫を提供することである。
本開示の冷凍冷蔵庫は、背面を有する筐体と、筐体内に配置された冷媒回路と、筐体内に配置されたドレンパイプとを備えている。筐体は、外箱と、内箱と、外箱と内箱との間に配置された断熱部材と、冷凍室と、冷凍室の下方に配置された野菜室とを有している。冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、コンデンサパイプ、キャビネットパイプ、ドライヤ、流量調整弁、絞り機構および冷却器を有し、かつ圧縮機、凝縮器、コンデンサパイプ、キャビネットパイプ、ドライヤ、流量調整弁、絞り機構および冷却器の順に冷媒が流れるように構成されている。ドレンパイプは、冷却器の下方に配置されており、かつ冷却器で発生したドレンを流すように構成されている。ドライヤは、断熱部材内に配置されており、ドレンパイプと熱的に接触しており、かつ筐体の背面に野菜室を投影した投影面内に配置されている。
本開示の冷凍冷蔵庫によれば、ドライヤが断熱部材内に配置されているため、放熱が促進されることによりドライヤが過冷却度を確保することができる。
以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下においては、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。
図1および図2を参照して、実施の形態に係る冷凍冷蔵庫100の構成について説明する。
実施の形態に係る冷凍冷蔵庫100は、筐体10と、冷媒回路RCとを備えている。冷凍冷蔵庫100は、筐体10に収容された冷媒回路RCを利用して、冷凍冷蔵庫100の庫内を目標温度まで冷却するように構成されている。
筐体10は、前面FS、背面RS、一対の側面SS、天井部TSおよび底部BSを有している。筐体10は、前面FS側が開口した箱状の形状を有している。また、筐体10の内部には、筐体10の内部空間を複数の貯蔵室に仕切る仕切り壁が設けられている。このようにして筐体10は複数の貯蔵室を有している。
本実施の形態では、筐体10は、複数の貯蔵室として、第1~第5貯蔵室を有している。具体的には、筐体10は、第1貯蔵室として野菜室10a、第2貯蔵室として冷凍室10b、第3貯蔵室として製氷室10c、第4貯蔵室として切替室10dおよび第5貯蔵室として冷蔵室10eをそれぞれ含んでいる。筐体10の前面FS側には、野菜室10a、冷凍室10b、製氷室10c、切替室10dおよび冷蔵室10eのそれぞれの扉が設けられている。
野菜室10aは、冷凍冷蔵庫100の最下部に設けられている。野菜室10aは、主に野菜を収容する貯蔵室である。野菜室10aは、冷凍室10bの下方に配置されている。冷凍室10bは、庫内に収容された物を凍らせる冷凍温度に設定される貯蔵室である。冷凍室(第2貯蔵室)10bは、野菜室10a(第1貯蔵室)よりも室内の設定温度が低くなっている。
製氷室10cおよび切替室10dは、冷凍室10bの上側の左右に並んで設けられている。製氷室10cは、庫内の製氷機によって製造された氷を保存する貯蔵室である。切替室10dは、用途に応じて温度帯を切り換えることができる貯蔵室である。冷蔵室10eは、冷凍冷蔵庫100の最上部に設けられている。冷蔵室10eは、庫内に収容された物が凍らない程度の温度に設定される貯蔵室である。
野菜室10a、冷凍室10b、製氷室10c、切替室10dおよび冷蔵室10eの各々は、筐体10の前面FS側に設けられた開口を有している。野菜室10a、冷凍室10b、製氷室10c、切替室10dおよび冷蔵室10eの各々の開口は、断熱構造を有する扉により開閉自在に覆われる。
各貯蔵室は、設定可能な温度帯(設定温度帯)によって区別されている。例えば、野菜室10aは約8℃、冷凍室10bは約-18℃、製氷室10cは約-13℃、冷蔵室10eは約5℃にそれぞれ室内温度を設定可能となっている。また、切替室10dは、チルド(約0℃)またはソフト冷凍(約-8℃)などの温度帯に室内温度を切り替えることが可能である。各貯蔵室の室内の設定温度は、野菜室10aが最も高く、冷凍室10bが最も低くなるように設定されている。なお、各貯蔵室の設定温度はこれに限るものではない。また、各貯蔵室には庫内温度センサーがそれぞれ設けられており、庫内温度センサーの検出値が設定温度となるように冷凍サイクルの運転および各部の動作が制御される。
筐体10は、機械室MRと、冷却器室CRとを有している。機械室MRは、筐体10の背面RS側の下部に設けられている。機械室MRは、筐体10外に連通している。機械室MR内に、圧縮機1、凝縮器2および絞り機構7が配置されている。
冷却器室CRは、筐体10の背面RS側に設けられている。冷却器室CRは、機械室MRの上方に配置されている。冷却器室CR内に、冷却器8が配置されている。また、冷却器室CR内に、冷却器8により生成された冷気を各貯蔵室に供給するための冷却器室送風ファン(図示せず)が配置されている。冷却器室CRは風路(図示せず)を介して各貯蔵室に連通している。各貯蔵室の背面RS側には風路(図示せず)を流れる冷気を各貯蔵室に吹き出すための吹出口(図示せず)がそれぞれ設けられている。各吹出口にはダンパー(図示せず)がそれぞれ設けられており、ダンパーの開閉により各貯蔵室の温度が管理される。
図1および図3を参照して、冷媒回路RCは、筐体10内に配置されている。つまり、冷媒回路RCは筐体10に収容されている。冷媒回路RCは、圧縮機1、凝縮器2、コンデンサパイプ3、キャビネットパイプ4、ドライヤ5、流量調整弁6、絞り機構7および冷却器8を有している。冷媒回路RCは、圧縮機1、凝縮器2、コンデンサパイプ3、キャビネットパイプ4、ドライヤ5、流量調整弁6、絞り機構7および冷却器8が配管にて接続されて構成されている。冷媒回路RCは、圧縮機1、凝縮器2、コンデンサパイプ3、キャビネットパイプ4、ドライヤ5、流量調整弁6、絞り機構7および冷却器8の順に冷媒が流れるように構成されている。
また、本実施の形態の冷媒回路RCには、絞り機構7を流れる冷媒と、冷却器8と圧縮機1との間における配管(吸入パイプ)を流れる冷媒とで熱交換させる熱交換部分HEが設けられている。
圧縮機1は、吸入した冷媒を圧縮して吐出するものである。圧縮機1は、吸入側が熱交換部分HEに接続され、吐出側が凝縮器2に接続されている。圧縮機1は、冷媒を圧縮して高温および高圧の冷媒とするように構成されている。圧縮機1は、インバータで駆動され、冷凍冷蔵庫100の庫内状況に応じて運転が制御されるように構成されている。
凝縮器2は、圧縮機1から吐出された高温および高圧の冷媒を放熱させることで冷媒を凝縮させるように構成されている。凝縮器2は、冷媒回路RCにおいて圧縮機1とコンデンサパイプ3との間に接続されている。つまり、凝縮器2は、冷媒流れの上流側に位置する一端が圧縮機1に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端がコンデンサパイプ3に接続されている。
コンデンサパイプ3は、凝縮器2で凝縮された冷媒を放熱させることで冷媒をさらに凝縮させるように構成されている。コンデンサパイプ3は、冷媒回路RCにおいて凝縮器2とキャビネットパイプ4との間に接続されている。つまり、コンデンサパイプ3は、冷媒流れの上流側に位置する一端が凝縮器2に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端がキャビネットパイプ4に接続されている。コンデンサパイプ3は、筐体10の一対の側面SSおよび背面RSの各々に配置されている。
キャビネットパイプ4は、筐体10の前面FSにおける結露の発生を防止するように構成されている。キャビネットパイプ4は、冷媒を凝縮させる機能を有している。キャビネットパイプ4は、筐体10の前面FSの表面温度を冷媒の凝縮熱により外気露点温度以上に維持するように構成されている。キャビネットパイプ4は、冷媒回路RCにおいてコンデンサパイプ3とドライヤ5との間に接続されている。つまり、キャビネットパイプ4は、冷媒流れの上流側に位置する一端がコンデンサパイプ3に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端がドライヤ5に接続されている。
ドライヤ5は、冷媒回路RCを流れる金属片などの不純物および冷媒内に含まれる水分を除去するように構成されている。ドライヤ5は、冷媒回路RCにおいてキャビネットパイプ4と、流量調整弁6との間に接続されている。つまり、ドライヤ5は、冷媒流れの上流側に位置する一端がキャビネットパイプ4に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端が流量調整弁6に接続されている。
流量調整弁6は、流量調整弁6を通過する冷媒の流量を調整するように構成されている。流量調整弁6は、冷媒回路RCにおいてドライヤ5と絞り機構7との間に接続されている。つまり、流量調整弁6は、冷媒流れの上流側に位置する一端がドライヤ5に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端が絞り機構7に接続されている。流量調整弁6は、たとえば電磁調整弁である。流量調整弁6は、たとえば3方弁である。
絞り機構7は、流量調整弁6を通過した冷媒を減圧するように構成されている。絞り機構7は、冷媒回路RCにおいて流量調整弁6と冷却器8との間に接続されている。つまり、絞り機構7は、冷媒流れの上流側に位置する一端が流量調整弁6に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端が冷却器8に接続されている。絞り機構7は、たとえば絞り弁である。絞り機構7は、具体的には、たとえばキャピラリーチューブである。
本実施の形態では、絞り機構7は、第1キャピラリーチューブ7aおよび第2キャピラリーチューブ7bを含んでいる。第1キャピラリーチューブ7aおよび第2キャピラリーチューブ7bは、流量調整弁6および冷却器8に並列に接続されている。第1キャピラリーチューブ7aは細径を有している。第2キャピラリーチューブは太径を有している。つまり、第1キャピラリーチューブ7aの内径は第2キャピラリーチューブ7bの内径よりも細い。言い換えれば、第2キャピラリーチューブ7bの内径は第1キャピラリーチューブ7aの内径よりも太い。
冷却器8は、絞り機構7において減圧された冷媒を蒸発させるように構成されている。冷却器8は蒸発器として機能する。冷却器8は、冷却器室CRの空気と冷媒との間で熱交換を行うことにより、冷却器室CRの空気を冷却して冷気を生成するように構成されている。冷却器8は、冷却器室CR内において生成された冷気が風路(図示せず)を介して各貯蔵室内に供給されることにより各貯蔵室内の空気を冷却するように構成されている。冷却器8は、冷媒回路RCにおいて絞り機構7と圧縮機1との間に接続されている。つまり、冷却器8は、冷媒流れの上流側に位置する一端が絞り機構7に接続され、冷媒流れの下流側に位置する他端が圧縮機1に接続されている。
図4および図5を参照して、実施の形態に係る冷凍冷蔵庫100は、ドレンパイプ9をさらに備えている。なお、図4では、見やすくするため、筐体10の内部に配置された圧縮機1などは実線で示されている。ドレンパイプ9は、筐体10内に配置されている。ドレンパイプ9は、冷却器8の下方に配置されている。ドレンパイプ9は、冷却器8で発生したドレンを流すように構成されている。ドレンパイプ9は冷却器室CRから機械室MRへ延びている。ドレンパイプ9は、冷却器8の除霜の際に生じたドレン(水分)を機械室MRに配置されたドレンパン(図示せず)に流して冷却器室CRの水分を庫外へ除去する役割を担っている。
ドレンパイプ9の機械室MRの入口に弁(図示せず)が設けられ、この弁が電子制御により開閉されることで冷却器室CRの水分が除去されてもよい。
ドレンパイプ9にはヒータ(図示せず)が巻き付けられ、除霜によって生じた水分がドレンパイプ9内で凍結することが防がれてもよい。
冷凍冷蔵庫100は、制御装置を備えていてもよい。制御装置は、演算、指示等を行って冷凍冷蔵庫100の各機器等を制御するように構成されている。制御装置は、圧縮機1、ドレンパイプ9の機械室MRの入口に設けられた弁などに電気的に接続されており、これらの動作を制御するように構成されている。
筐体10は、外箱OCと、内箱ICと、断熱部材11とを有している。外箱OCは、筐体10の外壁を構成している。内箱ICは筐体10の内壁を構成している。断熱部材11は、外箱OCと内箱ICとの間に配置されている。断熱部材11は外箱OCと内箱ICとの間に充填されていてもよい。
断熱部材11は本実施の形態では、断熱部材11は、断熱材11aおよび真空断熱材11bを含んでいる。断熱材11aは、たとえばウレタンである。真空断熱材11bは、たとえばVIP(Vacuum Insulation Panel)である。
ドライヤ5は、外箱OCと内箱ICとの間に配置されている。ドライヤ5は、断熱部材11内に配置されている。本実施の形態では、ドライヤ5は、断熱材11a内に配置されている。ドライヤ5は、ドレンパイプ9と熱的に接触している。ドライヤ5は、ドレンパイプ9と物理的に接触していてもよい。つまり、ドライヤ5は、ドレンパイプ9に直接的に接触していてもよい。
図6を参照して、ドライヤ5は、ドライヤケース5aと、一対のフィルター5bと、吸着部5cとを有している。ドライヤケース5aは、たとえば円柱状に構成されている。ドライヤケース5aの軸方向の一端はキャビネットパイプ4(図3参照)に接続され、ドライヤケース5aの軸方向の他端は流量調整弁6(図3参照)に接続されている。ドライヤケース5a内に一対のフィルター5bおよび吸着部5cが配置されている。一対のフィルター5bは、ドライヤケース5aの軸方向の両側に配置されている。一対のフィルター5bの間に吸着部5cが配置されている。一対のフィルター5bは、冷媒回路RCを流れる金属片などの不純物を捕獲するように構成されている。吸着部5cは、冷媒回路RCを流れる冷媒の水分を捕獲するように構成されている。
図7および図8を参照して、ドライヤ5は、筐体10の背面RSに野菜室10aを投影した投影面内に配置されている。ドライヤ5は、高さ方向において野菜室10aと重なる位置に配置されている。ドライヤ5は、ドレンパイプ9と向かい合うように配置されている。ドライヤ5は、ドレンパイプ9を挟んで野菜室10aと向かい合うように配置されている。
次に、実施の形態に係る冷凍冷蔵庫100の作用効果について比較例と対比して説明する。
図9を参照して、比較例1の冷凍冷蔵庫100では、ドライヤ5が機械室MRに配置されている。
冷凍冷蔵庫100の機械室MR内には凝縮器2および送風機(図示せず)が設置されている。送風機(図示せず)が空気を送風することで凝縮器2内の冷媒は熱交換によって凝縮される。空気流通方向上流側から送風機(図示)によって送られてきた空気は、空気流通方向下流側にある機械室MRの空気流出口を出るまでに、発熱体である圧縮機1等により加熱される。
空気流通方向下流側に冷媒が過冷却域となるドライヤ5が設置されているため、圧縮機1等からの加熱空気がドライヤ5と熱交換することにより、冷媒が受熱し加熱される。ドライヤ5が加熱されることにより、凝縮器2などで得られた凝縮量は減少するため、冷凍能力が減少し、冷凍サイクルの成績係数は悪化する。
図10および図11を参照して、比較例2の冷凍冷蔵庫100では、ドライヤ5は、筐体10の背面RSに冷凍室10bを投影した投影面内に配置されている。ドライヤ5は、ドレンパイプ9を挟んで冷凍室10bと向かい合うように配置されている。ドレンパイプ9は冷凍室10bの低温の冷気からの影響を受ける。このため、ドレンパイプ9の温度が低くなる。冷気が伝わるため、ドライヤ5では過放熱が生じる。
これらに対して、実施の形態に係る冷凍冷蔵庫100によれば、ドライヤ5は断熱部材11内に配置されている。このため、高温のドライヤ5内の冷媒の熱が庫内へ放出される。つまり、ドライヤ5内に冷媒が庫内の冷気と熱交換することで放熱が促進される。これにより、ドライヤ5内の冷媒が凝縮される。したがって、ドライヤ5が過冷却度を確保することができる。よって、凝縮量増加および冷却能力増加により冷凍サイクル性能を向上させることができる。
また、ドライヤ5はドレンパイプ9と熱的に接触している。このため、ドライヤ5とドレンパイプ9とが熱交換することにより、ドライヤ5を放熱させてドライヤ5内の冷媒の凝縮量を増大させ、一方でドレンパイプ9を加熱させる。したがって、庫内への放熱を小さくすることができるため、庫内温度上昇を抑制することができる。また、ドレンパイプ9が加熱されるため、ドレン凍結防止のためのドレンパイプヒータの容量を低下させることができる。
また、ドライヤ5は、筐体10の背面RSに野菜室10aを投影した投影面内に配置されている。このため、ドライヤ5の過放熱を抑制することができる。したがって、ドライヤ5の過放熱によって吸入側で液冷媒過多となることで吸入温度が低下することを抑制することができる。つまり、吸入温度低下を抑制することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 圧縮機、2 凝縮器、3 コンデンサパイプ、4 キャビネットパイプ、5 ドライヤ、6 流量調整弁、7 絞り機構、8 冷却器、9 ドレンパイプ、10 筐体、10a 野菜室、10b 冷凍室、11 断熱部材、100 冷凍冷蔵庫、IC 内箱、OC 外箱、RC 冷媒回路、RS 背面。
Claims (1)
- 背面を有する筐体と、
前記筐体内に配置された冷媒回路と、
前記筐体内に配置されたドレンパイプとを備え、
前記筐体は、外箱と、内箱と、前記外箱と前記内箱との間に配置された断熱部材と、冷凍室と、前記冷凍室の下方に配置された野菜室とを有し、
前記冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、コンデンサパイプ、キャビネットパイプ、ドライヤ、流量調整弁、絞り機構および冷却器を有し、かつ前記圧縮機、前記凝縮器、前記コンデンサパイプ、前記キャビネットパイプ、前記ドライヤ、前記流量調整弁、前記絞り機構および前記冷却器の順に冷媒が流れるように構成されており、
前記ドレンパイプは、前記冷却器の下方に配置されており、かつ前記冷却器で発生したドレンを流すように構成されており、
前記ドライヤは、前記断熱部材内に配置されており、前記ドレンパイプと熱的に接触しており、かつ前記筐体の前記背面に前記野菜室を投影した投影面内に配置されている、冷凍冷蔵庫。
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Citations (4)
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- 2022-05-17 WO PCT/JP2022/020543 patent/WO2023223429A1/ja unknown
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