JPH0222615Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、冷凍冷蔵庫の冷却装置に関するも
ので、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。

従来の家庭用冷凍冷蔵庫は第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
から吐出された凝縮機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、その際に冷蔵
室４内の冷却作用を行う。

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。冷凍用蒸発器８を出た冷媒ガスはアキ
ユムレータ９を介して圧縮機１に吸い込まれる。
各庫内の温度管理は冷蔵室４または冷凍室７のど
ちらかに配設された温度調節器（図示せず）によ
り圧縮機１を駆動、停止させることにより行われ
る。

上記のような構成の冷凍冷蔵庫においては、圧
縮機１の吸入圧力が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台の冷凍用蒸発器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の駆動、停止によつて行うという冷却
システムも近年一般的となつている。この方式は
両庫内温度の独立コントロールは可能であるが、
冷凍用蒸発器８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、さらに冷凍用蒸
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。

この考案は、上記の欠点を解消するためなされ
たもので、冷蔵室および冷凍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各蒸発器に冷媒を流す時刻
を別々にして同時に流すことがない構成にして、
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、冷蔵用減圧器を冷凍用に
も第１減圧器として兼用させることにより冷凍用
減圧器を小形にすることができ、さらに適正な冷
媒量で各蒸発器が稼動されるようにしたものであ
る。以下家庭用冷凍冷蔵庫を例にして、この考案
の詳細について説明する。

第２図はこの考案の一実施例を示す冷却システ
ム図で、１は圧縮機、２は凝縮器、４は冷蔵室、
５は前記冷蔵室４内に配設された冷蔵用蒸発器、
７は冷凍室、８は前記冷凍室７内に配設された冷
凍用蒸発器、９はアキユムレータである。３は前
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は前記冷蔵用蒸発器５の
冷媒通路の下流側に配設された第１開閉弁として
の第１電磁弁、６は前記冷凍用蒸発器８の冷媒通
路の上流側に配設された第２減圧器としての第２
毛細管、１１は前記第２毛細管６の冷媒通路の上
流側に配設された第２開閉弁としての第２電磁
弁、１２は前記冷凍用蒸発器８の冷媒通路の下流
側に設けられた逆止弁である。

なお、第１電磁弁１０と第２電磁弁１１とで冷
媒制御弁を構成している。

また、冷蔵用蒸発器５と第１電磁弁１０の直列
冷媒回路と第２電磁弁１１と第２毛細管６、冷凍
用蒸発器８、逆止弁１２の直列冷媒回路とは並列
接続されて上記第１毛細管３と上記アキユムレー
タ９との間に接続されている。

第２図に示す実施例は通常の蒸発器を並列接続
した冷却システムに似ているが基本的には全く異
つたものである。

まず、異なる温度レベルにある蒸発器の蒸発圧
力を同一の吸入圧力に整合させるため従来装置で
は高温側蒸発器の後にあつた圧力調整部が本発明
では不要となる。つまりこの考案の特徴とする動
作は両蒸発器５，８には同時に冷媒を流さない点
にある。さらに詳しくは、第２電磁弁１１、第２
毛細管６、冷凍用蒸発器８、逆止弁１２とで構成
される冷凍用冷媒回路と、冷蔵用蒸発器５、第１
電磁弁１０とで構成される冷蔵用冷媒回路とに凝
縮器２を経て第１毛細管３を出た冷媒を両室内温
度変化状況に応じて時系列的に分配し、冷蔵室４
を冷却する際の冷蔵用蒸発器５の蒸発圧力を高く
維持することによつて圧縮機１の成績係数を向上
させるものである。

第２図において、逆止弁１２は、前記冷蔵用冷
媒回路中の冷媒が前記冷凍用冷媒回路に流入する
ことを防ぐ機能を有している。すなわち、冷凍用
冷媒回路の圧力は冷蔵用冷媒回路よりも低いた
め、逆止弁１２を設けないと後者の冷媒がその蒸
気圧差によつて前者に流入して凝縮し、システム
の効率が損われる。

第３図は第２図に示す家庭用冷凍冷蔵庫の運転
制御回路のブロツク図で、１３は前記冷蔵室４内
に配設された温度検出センサ、１４は前記冷凍室
７内に配設された温度検出センサ、１５は冷蔵室
用の第１の温度制御器で、温度検出センサ１３か
らの検出値が冷蔵室４の所定上限値以上の時はオ
ン信号を、所定下限値以下の時はオフ信号を出力
する。１６は冷凍室用の第２の温度制御器で温度
検出センサ１４からの検出値が冷凍室７の所定上
限値以上の時はオン信号を、所定下限値以下の時
はオフ信号を出力し、前記オン信号で第２電磁弁
１１を開とする。１７はANDゲートで、第２の
温度制御器１６のオン、オフ信号の反転信号と、
第１の温度制御器１５のオン、オフ信号とを入力
とし、その出力によつて第１電磁弁１０の制御を
行う。つまり前記第２の温度制御器１６のオフ信
号と第１の温度制御器１５のオン信号とによりオ
ン信号を出力し、第１電磁弁１０を開とする。１
８は前記ANDゲート１７のオン信号と第１の温
度制御器１５のオン信号の何れかによりオン信号
を出力するORゲート、１９は前記ORゲート１
８からオフ信号が出されたとき作動する遅延制御
器、１はこのORゲート１８のオン信号で駆動さ
れる圧縮機、１１は前記第２の温度制御器１６の
オン信号で開する第２電磁弁、１０は前記AND
ゲート１７のオン信号で開する第１電磁弁であ
る。

以上のように構成されたものにおいて、冷凍室
７の温度が所定上限温度より高いと温度検出セン
サ１４からの信号により第２の温度制御器１６か
らはオン信号が出るので第２電磁弁１１を開に
し、また、ANDゲート１７からはオフ信号が出
ているので第１電磁弁１０を閉にし、かつORゲ
ート１８を介して圧縮機１を駆動する。従つて冷
媒は第１毛細管３から第２電磁弁１１を通り冷凍
用蒸発器８のみ通過し冷凍室７内を冷却する。冷
凍室７が冷却され所定上限温度より低く、冷蔵室
４が所定上限温度より高いときは温度検出センサ
１４からの検出値により第２の温度制御器１６か
らのオフ信号で第２電磁弁１１を閉にする。

一方、第１電磁弁１０は温度検出センサ１３の
検出値で第１の温度制御器１５からはオン信号が
出力されているのでANDゲート１７の出力によ
り開き、また、圧縮機１も駆動され、第１毛細管
３を出た冷媒は第１電磁弁１０を経て冷蔵用蒸発
器５に流れ、冷蔵用蒸発器５で蒸発し冷蔵室４の
冷却動作を行なう。

この冷蔵室４の冷却運転中、再び冷凍室７の温
度が所定上限値より上昇すると第２の温度制御器
１６からのオン信号により圧縮機１は運転を続け
るとともにANDゲート１７からはオフ信号が出
力するので第１電磁弁１０は閉、第２電磁弁１１
は開となり、冷凍用蒸発器８に冷媒が流れ冷凍室
７を冷却し、冷蔵室４の冷却運転は中止する。そ
して冷凍室７の温度が所定下限値以下になると上
述の動作により再び冷蔵室４側の冷却運転に切り
換り冷蔵室４、冷凍室７の双方の温度が所定下限
値以下になれば第１、第２の温度制御器１５，１
６は各々圧縮機１を停止するとともに第１、第２
電磁弁１０，１１を閉にするオフ信号を出力す
る。

これによつて、第１、第２電磁弁１０，１１は
閉にされるが、遅延制御器１９の働きによつて圧
縮機１はしばらく運転を続け、冷凍回路中の冷媒
を冷蔵用蒸発器５内に貯溜させることができる。
冷凍用蒸発器８側に冷媒を循環させて冷凍室７内
を冷却する場合は、冷蔵用蒸発器５側に冷媒を循
環させて冷蔵室４内を冷却する場合に比べて冷凍
回路内の冷媒量が少なくした方が効率よく運転さ
せることができるので、この遅延制御器１９と冷
蔵用蒸発器５の下流側に設けられた第１電磁弁１
０との組合せによつて冷凍室７側を冷却する運転
モード時にも適正な冷媒になるように調整するこ
とができる。この調整は、遅延時間を遅延制御器
１９によつて設定変化させることによつて可能で
ある。

以上述べた第１電磁弁１０、第２電磁弁１１と
圧縮機１の動作をまとめると以下のようになる。

(A) 冷凍室７と冷蔵室４の温度の双方が所定下限
値以下の場合は、第１の温度制御器１５と第２
の温度制御器１６はオフ信号を出力する。した
がつて、第３図から明らかなように、第１電磁
弁１０、第２電磁弁１１はオフ（閉止）、圧縮
機１は停止である。

(B) 冷凍室７と冷蔵室４の双方の温度が所定上限
値以上の場合は、第１の温度制御器１５と第２
の温度制御器１６はオン信号を出力する。その
結果、アンドゲート１７の出力信号はオフとな
る。したがつて、第２電磁弁１０はオフ（閉
止）、第２電磁弁１１はオン（開放）、圧縮機１
はオン（運転）となり、前述の手順に従つて冷
凍室７が最初に冷却される。

(C) 冷凍室７の温度が所定下限値以下で冷蔵室４
の温度が所定上限値以上の時は、第１の温度制
御器１５はオン信号、第２の温度制御器１６は
オフ信号を出力する。その結果、アンドゲート
１７の出力信号はオンとなる。したがつて、第
１電磁弁１０はオン（開放）、第２電磁弁１１
はオフ（閉止）、圧縮機１はオン（運転）とな
り、前述の手順に従つて冷蔵室４が冷却される
ことになる。

(D) 冷蔵室４の温度が所定上限値以下で冷凍室７
の温度が所定上限値以上の場合は、第１の温度
制御器１５はオフ信号、第２の温度制御器１６
はオン信号を出力する。その結果、アンドゲー
ト１７はオフ信号を出力する。したがつて、第
１電磁弁１０はオフ（閉止）、第２電磁弁１１
はオン（開放）、圧縮機１はオン（運転）で前
述の手順に従つて冷凍室７が冷却される。

(E) 遅延制御器１９の役割は、前記(B)、(C)、(D)の
状態から(A)の状態に移行する時に行われるもの
である。すなわち、圧縮機１が運転状態から停
止状態に移行する時に、言い換えれば、ORゲ
ート１８の出力がオンからオフに切り替わる
時、遅延制御器１９はORゲート１８からのオ
フ信号が出力されても所定時間、圧縮機１の運
転を継続させる。

以上の動作を具体的数値によつてさらに説明す
る。通常、家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室７の保冷温
度は−18℃程度で、その室内温度を実現するため
には−25〜−30℃の冷媒の蒸発温度が必要であ
る。また、冷蔵室４の保冷温度は５℃程度であり
蒸発温度は０〜−５℃である。また、両者の冷却
負荷比率は４：６程度で冷蔵室４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℃の冷媒の両蒸発温
度で比較した場合後者は前者の２〜2.5倍である。

このようにこの考案の実施例による家庭用冷凍
冷蔵庫の場合、６割を占める冷蔵室４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図れる。

また、逆止弁１２は冷凍用蒸発器８内の圧力が
冷蔵用蒸発器５内の圧力に比べ低圧であるため冷
蔵室４の冷却運転中に冷蔵用蒸発器５を出た冷媒
が冷凍用蒸発器８内に流れ込むのを防止するもの
である。

さらに冷凍室７の冷却動作を優先させているの
で冷凍室で冷凍する際冷凍を早く行うことがで
き、冷凍物の品質を向上させることができる。

なお、上記実施例では減圧器として第１、第２
毛細管３，６を使用した場合について述べたが膨
張弁などを用いてもよいことは勿論であり、ま
た、冷媒の開閉弁も第１、第２電磁弁１０，１１
で構成するのではなく、冷凍用蒸発器８と冷蔵用
蒸発器５への冷媒分岐部に三方弁を設けて構成し
てもよい。

以上説明したように、この考案は、冷媒を蒸発
圧力の異なる冷凍用および冷蔵用の蒸発器に時系
列的に分配することにより凝縮機および冷却装置
全体の運転効率を向上させることができ、加えて
各冷却室内温度の独立制御が可能なこと、また、
冷蔵室の冷却が適正な高い蒸発温度で行われるた
め冷蔵室の乾燥などの問題も生じず冷凍用蒸発器
への着霜量も多くなることのないものである。

さらに従来の蒸発器を並列接続した冷凍システ
ムは冷媒を同時に両蒸発器に流しているので、両
蒸発器の蒸発後圧力を同一の吸入圧力に整合させ
るための圧力調整部が高温側すなわち冷蔵用蒸発
器５の後に必要であつたが、この考案ではこれが
不要となり、しかも冷凍用の減圧器へは、より冷
蔵用減圧器で減圧された後の冷媒を流すようにし
ているので、小形ですみ構成費用が安価になる効
果もある。

さらにまた、冷凍室の冷却動作を冷蔵室の冷却
動作に優先させて行うことができるので冷凍する
際早く冷凍を行うことができ冷凍物の品質向上を
図ることができる利点を有する。

【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
ムを示す構成図、第２図はこの考案の一実施例を
示す家庭用冷凍冷蔵庫の冷却システムを示す構成
図、第３図は第２図の運転制御回路のブロツク図
である。 図中、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、９はアキ
ユムレータ、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、１５，１６は第１、第２の温度制御器、１７
はANDゲート、１８はORゲート、１９は遅延制
御器である。なお、図中の同一符号は同一または
相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷凍室と冷蔵室にそれぞれ冷凍用蒸発器と冷蔵
   用蒸発器を備え、圧縮機、凝縮機、第１減圧器、
   前記冷蔵用蒸発器、第１開閉弁、アキユムレータ
   および前記圧縮機とを順次直列に接続し、前記冷
   蔵用蒸発器と第１開閉弁を直列接続したものに、
   第２開閉弁と第２減圧器と前記冷凍用蒸発器と逆
   止弁とを順次直列接続したものを並列に接続し、
   前記冷蔵室内の温度を感知してその値が所定上限
   値以上のときオン信号、所定下限値以下のときオ
   フ信号を出力する第１の温度制御器と、前記冷凍
   室内の温度を感知してその値が所定上限値以上の
   ときオン信号、所定下限値以下のときオフ信号を
   出力し、前記オン信号を前記第２開閉弁の制御信
   号とする第２の温度制御路とを設け、さらに前記
   第１の温度制御器のオン、オフ信号と第２の温度
   制御器のオン、オフ信号の反転信号とを入力と
   し、その出力を前記第１開閉弁の制御信号とする
   ANDゲートと、このANDゲートの出力信号と前
   記第２の温度制御器の出力信号をそれぞれ入力信
   号とするORゲートと、このORゲートの出力信
   号を遅延させて前記圧縮機の駆動信号とする遅延
   制御器とをそれぞれ設けたことを特徴とする冷凍
   冷蔵庫。