JP2000337754A - 冷蔵庫 - Google Patents

冷蔵庫

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JP2000337754A
JP2000337754A JP11142783A JP14278399A JP2000337754A JP 2000337754 A JP2000337754 A JP 2000337754A JP 11142783 A JP11142783 A JP 11142783A JP 14278399 A JP14278399 A JP 14278399A JP 2000337754 A JP2000337754 A JP 2000337754A
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JP
Japan
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defrosting
expansion valve
capillary tube
hot gas
refrigerator
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JP11142783A
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Inventor
Toshihiro Komatsu
利広 小松
Taichi Tanaami
太一 店網
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ホットガス除霜を有し、減圧用に膨張弁を用い
た従来の冷蔵庫においては、ホットガス除霜用の開閉弁
が複数個必要になり、その分信頼性の低下,コストアッ
プの問題があった。 【解決手段】冷凍サイクルの絞り作用を行うキャピラリ
チューブの単独抵抗を定常運転に必要な抵抗よりも大き
く設定し、通常運転時、あるいは除霜前に全開から全閉
まで絞ることができる膨張弁を上記キャピラリチューブ
と並列に設けたことによって、ホットガス除霜用の開閉
弁を用いずに膨張弁だけで、簡便なホットガス除霜を行
うものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクル内の
膨張弁でホットガス除霜を行う冷蔵庫に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の冷蔵庫の除霜は蒸発器の霜を圧縮
機のホットガスで除霜する方法、あるいは蒸発器の霜を
ラジアントヒータ等で加熱して除霜する方法が採用され
ていた。ホットガス除霜の公知例として特開平5−71830
号公報がある。
【0003】従来の除霜の一例を図6に示す冷凍サイク
ル概要図で説明する。1は圧縮機、23は吐出パイプ、
3は凝縮器、11は減圧用の膨張弁、7は蒸発器、9は
戻りパイプであり、これらにより冷蔵庫の周知の冷凍サ
イクルを構成している。19aは開閉弁であり、該開閉弁
19aは除霜時のみ閉じている。21はホットガス用パ
イプであり、該ホットガス用パイプ21には前とは別の
ホットガス用の開閉弁19bを有し、凝縮器3,開閉弁
19a、膨張弁11をバイパスしている。ホットガス用
の開閉弁19bは除霜時のみ開くようになっている。
【0004】しかし、蒸発器7の除霜時には開閉弁19
aが閉じ、ホットガス用の開閉弁19bが開き、圧縮機
1から出たホットガスはホットガス用パイプ21から矢
印で示す如く、蒸発器7へ送られ蒸発器7の霜を除霜す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷蔵庫のホット
ガス除霜においては、複数個のホットガス用の開閉弁が
必要となるため、部品点数による信頼性の問題,コスト
アップの問題があった。また、減圧に膨張弁を用いるも
のにあっては減圧にキャピラリチューブを用いてキャピ
ラリチューブと戻りパイプとを熱交換するものに比べ冷
凍能力が低下すること、除霜中に冷凍室温度が上昇する
のを見込んだ除霜前に冷凍室温度を所定の温度以下に下
げておくことができないため、除霜中に冷凍室温度が所
定の温度以上に上昇するという問題があった。
【0006】本発明の目的は、上記の問題を解決した冷
蔵庫を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の冷蔵庫は下記の手段を採用したものであ
る。冷凍サイクルの絞り作用を行うキャピラリチューブ
にほとんど冷媒を通さずに上記のキャピラリチューブに
並列に設けた膨張弁を介して冷却器に高温冷媒を流して
冷却器を除霜すると共に冷媒に可燃性冷媒(例えば、プ
ロパン,イソブタン等のHC系冷媒)を使用したことを
特徴とするものである。このようにすることによって、
除霜にヒータを使わないので、引火,爆発等の危険のな
いHC冷媒使用の冷蔵庫を提供できる。
【0008】また、冷凍サイクルの絞り作用を行うキャ
ピラリチューブの単独抵抗を定常運転に必要な抵抗より
も大きく設定し、通常運転時、あるいは除霜前時に、全
開から全閉まで絞ることができる膨張弁を上記のキャピ
ラリチューブと並列に設けたことを特徴とするものであ
る。
【0009】このようにすることによって、除霜に入る
前に膨張弁を閉じて通常サイクルよりも高抵抗にセット
された上記のキャピラリチューブの運転にし、加えて凝
縮器用ファンの回転数を増して凝縮器の放熱を良くする
運転にすることによって、凝縮器出口を過冷却にし蒸発
器の蒸発エンタルピを増大させることができる。これに
よって、蒸発温度を低下させ除霜による冷凍室の温度上
昇を見越して除霜前に冷凍室を低温レベルに冷却するこ
とができる冷蔵庫を提供できる。
【0010】また、キャピラリチューブの抵抗が大きく
設定されているため、回転数制御圧縮機を用いた冷蔵庫
において、圧縮機を低速で運転した場合、膨張弁を閉じ
て低能力に適した冷凍サイクルを得ることができる。
【0011】さらに、除霜時に、冷凍サイクルの絞り作
用を行うキャピラリチューブの抵抗に対する膨張弁の抵
抗比を0.1〜0.3に開弁し、且つ凝縮器用ファンを停
止させたことを特徴とするものである。このようにする
ことによって、除霜時の圧縮機のトルクを許容値(トル
ク比α=2.0以下)で、除霜時間も許容値(除霜時間
比β=1.5以下 )におさえることができ、ホットガス
用の開閉弁を使わずに簡便な除霜ができる冷蔵庫を提供
できる。
【0012】また、本発明のものはホットガス用の開閉
弁が不要となるので、部品の信頼性,コストアップの問
題のない冷蔵庫を提供できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態の冷蔵
庫について、図面を参照しながら説明する。図1は本発
明の冷蔵庫の冷凍サイクル説明図、図2は本発明の運転
説明図、図3はキャピラリチューブ5に対する膨張弁1
1の抵抗比と本発明冷蔵庫の特性図、図4は本発明の運
転時のモリエル線図、図5は本発明の除霜時のモリエル
線図である。
【0014】図1において、1は圧縮機、3は凝縮器、
5は減圧用のキャピラリチューブ、7は蒸発器、9は戻
りパイプであり、これらにより冷蔵庫の周知の冷凍サイ
クルを構成している。圧縮機1は容量制御可能なインバ
ータ制御圧縮機1が用いられる。上記のキャピラリチュ
ーブ5は戻りパイプ9と熱交換されている。11は膨張
弁であり、該膨張弁11はキャピラリチューブ5に並列
に設けた側路13に設けられている。
【0015】通常運転時に、膨張弁11は全開から全閉
まで絞りが制御されている。また、除霜時に、キャピラ
リチューブ5の抵抗に対する膨張弁11の抵抗比は0.
1 〜0.3 に保持されている。なお、膨張弁11の絞
り度合は吸込ガス温度あるいは蒸発器7温度と吸込ガス
温度との差を検知して制御する。15は蒸発器用ファ
ン、17は凝縮器用ファンである。
【0016】次に、本発明の動作を図2で説明する。通
常運転時においては、膨張弁11は全閉に近い状態にな
り、冷媒はキャピラリチューブ5と膨張弁11の両方を
流れ、冷凍室内に取付けた温度制御装置(図示せず)に
より圧縮機1,凝縮器用ファン17、及び蒸発器用ファ
ン15をON−OFFさせることにより、冷凍室を所定
の温度、例えば−18℃に保持される。この時、キャピ
ラリチューブ5の抵抗に対する膨張弁11の抵抗比は0
〜∞に制御される。
【0017】次に、除霜に入る前で除霜前の所定時間を
検知して膨張弁11は全閉に近い状態となり、圧縮機
1,凝縮器用ファン17、及び蒸発器用ファン15をO
Nさせることにより冷媒はキャピラリチューブ5のみを
流れ、蒸発器7が冷却され、これによって冷凍室が例え
ば、−18℃よりも4℃程度低い−22℃に冷却され
る。この時、キャピラリチューブ5の抵抗に対する膨張
弁11の抵抗比は0〜∞に制御される。
【0018】次に、除霜に入り、膨張弁11は開度の大
きい状態になり、圧縮機1,蒸発器用ファン15と凝縮
器用ファン17をOFFさせることにより、高温のガス
冷媒を膨張弁11に流し、高温(15℃程度)のホット
ガス冷媒で蒸発器7を除霜させる。
【0019】この時、キャピラリチューブ5の抵抗に対
する膨張弁11の抵抗比は、0.1〜0.3 となる。キ
ャピラリチューブ5の抵抗に対する膨張弁11の抵抗比
φと圧縮機1のトルク比α、除霜時間比βの関係は図3
の如くなり、圧縮機1のトルク比α=2.0以下で、除
霜時間比β=1.5以下として、抵抗比φ=0.1〜0.3
としたものである。
【0020】通常時間と除霜前時間を図4のモリエル線
図で説明すると、通常時間においては減圧用の膨張弁1
1を全閉に近い状態、上記抵抗比φ=0〜∞でキャピラ
リチューブ5と膨張弁11とによって冷蔵庫の冷凍サイ
クルの膨張サイクルはA−Bの如くなり、膨張サイクル
の入口は飽和液線上で、その出口はキャピラリチューブ
5と戻りパイプ9との熱交換によりエンタルピは若干左
側に移動し、この場合の蒸発器7における冷媒蒸発エン
タルピはΔiE となる。
【0021】次に除霜前運転においては、キャピラリチ
ューブ5のみによって膨張サイクルはA′−B′の如く
なる。膨張サイクルの入口は飽和液線よりも左側の位
置、すなわち過冷却状態となる。過冷却になるのは凝縮
器用ファン17の回転数を増すなどして、凝縮器3の放
熱を良くしたことと膨張弁11を閉じることによって、
キャピラリチューブ5のみの通路抵抗となり、膨張弁1
1と両方で流していた通常運転時よりも通路抵抗が大き
くなったことによるものである。
【0022】さらに、キャピラリチューブ5と戻りパイ
プ9との熱交換によりエンタルピはさらに左側に移動
し、蒸発器7における冷媒蒸発エンタルピはΔiE′ と
なり、通常運転の冷媒蒸発エンタルピΔiE よりも大き
くなる。これによって除霜前運転で冷凍室は通常運転よ
りも冷却されることになる。
【0023】次に、除霜時を図5のモリエル線図で説明
すると、除霜時は高温の冷媒温度t1 (15℃以上)で
蒸発器3の霜を溶解するものである。この場合、吸込圧
力Psが高くなり圧縮機1の吸込ガス比体積vは通常の
値より数分の1に低下し、その分冷媒循環量Gが増加
(通常の数倍)する。また、除霜時には凝縮器用ファン
17を停止させるので、凝縮器3出口の冷媒は未凝縮状
態(C点)となる。除霜時には、凝縮圧力Pd(凝縮温
度t2 )は通常運転の値より若干低くなる。
【0024】また、除霜時には膨張弁11は前述の抵抗
比φ=0.1〜0.3の範囲に制御され、膨張弁11での
減圧はC−Dで表される小さい減圧となる。膨張弁11
から蒸発器7に入る冷媒はガスが多いものとなり、凝縮
エンタルピΔiC は、iD −iE となり、通常の値より
も小さくなるが、圧縮機1の吸込ガス比体積は小さくな
り、冷媒循環量Gが多くなるので蒸発器7の霜を溶かす
熱量Qc =G(iD −iE )を確保できる。
【0025】また、減圧用のキャピラリチューブ5が詰
まり等によってキャピラリチューブ5詰まりが起こった
場合は、これによって起こる圧縮機1の異常電流を検知
して膨張弁11の開閉を制御することも可能である。
【0026】また、本発明の冷蔵庫は除霜用ヒータ等を
用いないので、可燃性冷媒を使った冷蔵庫に好適とな
る。
【0027】
【発明の効果】上記した如く、本発明によれば、冷凍サ
イクルの絞り作用を行うキャピラリチューブを通さず
に、上記キャピラリチューブに並列に設けた膨張弁を介
して、冷却器に高温冷媒を流して除霜すると共に、冷媒
に可燃性冷媒(HC系冷媒)を使用したことを特徴とす
るものである。これにより、除霜時に引火,爆発の危険
性のないHC冷媒使用冷蔵庫を提供できるようにした。
【0028】また、冷凍サイクルの絞り作用を行うキャ
ピラリチューブの単独抵抗を定常運転に必要な抵抗より
も大きく設定し、通常運転時、あるいは除霜前に全開か
ら全閉まで絞ることができる膨張弁を上記キャピラリチ
ューブと並列に設けたことを特徴とするものである。こ
れにより、除霜前に凝縮器出口の過冷却とキャピラリチ
ューブと戻りパイプとの熱交換を確保し、蒸発器の冷媒
蒸発エンタルピを増大させ冷凍室温度を低温に保持して
置くことができるようにした。
【0029】さらに、除霜時に、冷凍サイクルの絞り作
用を行うキャピラリチューブの抵抗に対する膨張弁の抵
抗比を0.1〜0.3とし、且つ凝縮器用ファンを停止さ
せたことを特徴とするものである。これにより、除霜時
の圧縮機のトルクや除霜時間を実用範囲内におさえた除
霜ができ、ホットガス用の開閉弁を用いないことにより
部品の信頼性の向上,コスト低減できる簡便な冷蔵庫を
提供できるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷蔵庫の冷凍サイクル説明図。
【図2】本発明の冷蔵庫の運転説明図。
【図3】キャピラリチューブに対する膨張弁の抵抗比と
本発明の冷蔵庫の特性図。
【図4】本発明の冷蔵庫の運転時のモリエル線図。
【図5】本発明の冷蔵庫の除霜時のモリエル線図。
【図6】従来の冷蔵庫の冷凍サイクル説明図。
【符号の説明】
1…圧縮機、3…凝縮器、5…キャピラリチューブ、7
…蒸発器、9…戻りパイプ、11…膨張弁、13…側
路、15…蒸発器用ファン、17…凝縮器用ファン、1
9a…開閉弁、19b…ホットガス用の開閉弁、21…
ホットガス用パイプ、23…吐出パイプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷凍サイクルの絞り作用を行うキャピラリ
    チューブを通さずに、上記のキャピラリチューブに並列
    に設けた膨張弁を介して、冷却器に高温冷媒を流して冷
    却器を除霜することを特徴とする冷蔵庫。
JP11142783A 1999-05-24 1999-05-24 冷蔵庫 Pending JP2000337754A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107917570A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 松下电器产业株式会社 冰箱及其控制方法
CN116499127A (zh) * 2023-04-03 2023-07-28 东富龙科技集团股份有限公司 一种基于电子膨胀阀开度控制的冻干机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107917570A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 松下电器产业株式会社 冰箱及其控制方法
CN107917570B (zh) * 2016-10-11 2021-04-02 松下电器产业株式会社 冰箱及其控制方法
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