JP2004092961A - Refrigerator - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigerator for retaining a cooling performance even in the case that an installation place is at low temperatures in winter using a hydrocarbon based cooling medium in which a filling amount of the cooling medium is less and which is easily dissolved in a refrigerator oil. <P>SOLUTION: A compressor having a variable ability, a condenser, a throttle mechanism and an evaporator are subsequently connected. The refrigerator is provided with a refrigerating cycle using the hydrocarbon based cooling medium as a refrigerating cycle cooling medium using the hydrocarbon based cooling medium as the cooling medium; a detection means for detecting a temperature at inlet side and outlet side of the evaporator pipe; and a comparison means the inlet side temperature and the outlet side temperature detected by this detection means. When it is detected that the outlet side temperature becomes higher than the inlet side temperature by a predetermined temperature or higher by this comparison means (S1), the compressor is operated at high rotation (S2). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、能力可変の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器とを順次接続した冷凍サイクルを備え、冷媒に炭化水素系冷媒を用いた冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オゾン層保護や地球温暖化問題に対する関心が世界的に高まっており、冷蔵庫やエアコン等の冷凍サイクルに使用されている冷媒の改善が求められている。現在、市販されている冷蔵庫の大多数はＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を冷媒として使用しているが、ＨＦＣ冷媒は地球温暖化係数が依然として高いため、オゾン層破壊がなく、地球温暖化係数の低い炭化水素系冷媒、例えばＨＣ（ハイドロカーボン）冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
このＨＣ冷媒の特性としては、ＨＦＣ冷媒と比べ体積流量が大きく、単位量当たりの冷凍能力が高いことが知られている。このため、冷凍サイクルに封入する冷媒封入量はＨＦＣ冷媒の半分程度が適応量となる。
【０００４】
また、他の特性としては、ＨＦＣ冷媒や他の冷媒と比較すると、冷凍機油、例えば鉱油に溶け込み易い特性を有しており、低温、高圧であると冷凍機油に溶け込む冷媒の溶け込み量は多くなる傾向にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に能力可変の圧縮機を用いた冷蔵庫の場合には、その回転数は庫内温度や外気温に基づいて設定されており、外気温が低いときには庫外への熱リークが少なく、庫内温度が上昇し難いため、低回転で圧縮機を運転している。
【０００６】
このため、ＨＣ冷媒を採用した冷蔵庫の据付け場所が低温、例えば、５℃以下であると、圧縮機の回転数は低いため機内の温度が３０℃〜４０℃程度になり、封入冷媒量が例えば５０ｇであると１２〜１５ｇ程度の冷媒が冷凍機油に溶け込んでしまう。すると、封入冷媒量に対する冷媒の溶け込み量の割合はＨＦＣ冷媒と比較して２倍となるため、循環冷媒量が減少する。
【０００７】
また、冷凍機油に溶け込んだ冷媒は、機内の温度が低いため冷凍機油から離脱しようとせず、冷凍サイクルに循環し難くなる。
【０００８】
そして、蒸発器内を流れる冷媒は、循環冷媒量が少ないため配管流路の途中で全て気化してしまい、後半の配管内では蒸発し終えたガス冷媒のみが流れるため、蒸発器全体として冷却に寄与しない、いわゆるアンダーチャージ現象が発生してしまう。
【０００９】
さらに、一般的に液冷媒はガス冷媒よりも流れ難いことが知られており、循環冷媒が適正量確保されていないと凝縮器内で全て液化してしまい液冷媒量の割合が多くなる。このため、冷媒は通常であれば円滑に凝縮器内を流れて蒸発器に吐出されていくが、液冷媒量の増加に伴って流速が減少し、また、外気温が低温時であれば圧縮機の吐出能力を低く設定しているため、凝縮器の出口部では流速の遅い液冷媒が滞留することになり、蒸発器への吐出冷媒量が減少すると共に、高温な圧縮機等の温度影響を受けて凝縮器における放熱効果が悪化する。
【００１０】
本発明は、上記問題点に着眼してなされたものであり、冷媒封入量が少なく、冷凍機油に溶け込み易い炭化水素系冷媒を用い、冬場など据付け場所が低温状態であっても、冷却性能の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、能力可変の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器を順次接続し、冷媒に炭化水素系冷媒を用いた冷凍サイクルと、前記蒸発器配管の入口側と出口側の温度を検知する検知手段と、この検知手段により検知された入口側温度と出口側温度とを比較する比較手段とを備え、この比較手段で出口側温度が入口側温度より所定温度以上高くなったことを検出した場合には、前記圧縮機を高回転で運転するようにしたこと特徴とするものである。
【００１２】
本発明の構成によれば、冬場など冷蔵庫の据付け場所の外気温が低い場合に、圧縮機の回転数が低く、また冷凍機油への溶け込み冷媒量が多くなり、循環冷媒量が減少しても、圧縮機を高回転で運転することにより、圧縮機モータの発熱量を増大させて機内の温度を６０℃程度に上昇させることができるため、溶け込んでいる冷媒を冷凍機油から離脱し易くすると共に、吐出冷媒を増加させることにより、冷凍サイクルの循環冷媒量を確保することができ、もって、アンダーチャージ現象が生じても、冷却性能を回復させることができる。
【００１３】
また、溶解性の高い炭化水素系冷媒、例えばＨＣ冷媒を用いた冷蔵庫においても、ＨＦＣ等の冷媒に対して冷凍サイクルへの封入量を少なくしても、冷凍機油中への溶け込み量を減少させることができるため、冷却性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００１４】
さらには、直接蒸発器の温度挙動を検知することによって、確実にアンダーチャージ現象に対応することができるため、蒸発器の途中で気化し終えることなく、蒸発器全体として冷却に寄与し迅速に冷却性能の低下を防止することができる。
【００１５】
請求項２の発明は、能力可変の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器を順次接続し、冷媒に炭化水素系冷媒を用いた冷凍サイクルと、前記凝縮器配管の略中央部と出口部の温度を検知する検知手段と、この検知手段により検知された中央部温度と出口部温度とを比較する比較手段とを備え、この比較手段で出口部温度が中央部温度より高くなったことを検出した場合には、前記圧縮機を高回転で運転するようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の構成によれば、冬場など冷蔵庫の据付け場所の外気温が低い場合に、圧縮機の回転数が低く、また冷凍機油への溶け込み冷媒量が多くなり、循環冷媒量が減少しても、圧縮機を高回転で運転することにより、圧縮機モータの発熱量を増大させて機内の温度を６０℃程度に上昇させることができるため、溶け込んでいる冷媒を冷凍機油から離脱し易くすると共に、吐出冷媒を増加させることにより、冷凍サイクルの循環冷媒量を確保することができ、もって、アンダーチャージ現象が生じても、冷却性能を回復させることができる。
【００１７】
また、溶解性の高い炭化水素系冷媒、例えばＨＣ冷媒を用いた冷蔵庫においても、ＨＦＣ等の冷媒に対して冷凍サイクルへの封入量を少なくしても、冷凍機油中への溶け込み量を減少させることができるため、冷却性能の高い冷蔵庫を得ることができる。
【００１８】
さらには、直接凝縮器の温度挙動を検知することによって、確実に凝縮器に液冷媒が滞留し冷却性能が低下していることを認識し、このときに圧縮機を高速回転させて循環冷媒量を増加させるため、凝縮器の途中で冷媒が全て液化してしまうことを防止し、凝縮器の出口部に流速の遅くなった液冷媒が滞留することなく円滑に流すことができる。このため、冷媒は凝縮器内を正常な流速で流れることにより、蒸発器への吐出冷媒量を回復させることができ、また、凝縮器の放熱効果を保持することができる。
【００１９】
請求項３の発明は、凝縮器を放熱する放熱ファンを凝縮器の近傍に取り付け、凝縮器の出口部温度が中央部温度より高くなったと比較手段で判断されたときに、前記放熱ファンを強制的に停止させることを特徴とするものであり、圧縮機および凝縮器を放熱することなくその温度上昇を促進させることができるため、例えアンダーチャージ現象が生じても迅速に冷凍機油に溶け込んだ冷媒を冷凍機油から離脱させて循環冷媒量を確保することができ、もって冷却性能を保持することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、凝縮器の出口部にヒータを取り付け、凝縮器の出口部温度が中部温度より高くなったと比較手段で判断されたときに、前記ヒータを通電することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の構成によれば、ヒータを通電して凝縮器を加熱することにより、その放熱効果は一端低下するが、凝縮器内では出口部に滞留した液冷媒が加熱されて気化するため、凝縮器内の流れを正常化して蒸発器への吐出冷媒量を増加させることができ、もってヒータによる加熱後に蒸発器の冷却性能を回復させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明する。図２に示すように冷蔵庫本体１内には、冷蔵室２、野菜室３、製氷室４、冷凍室５が上から順に設けられている。なお、製氷室４の隣には、各温度帯に切替可能な切替室を並列させて配設している。
【００２３】
冷蔵室２の前面には、ヒンジ開閉式の断熱性の扉６を設け、野菜室３、製氷室４、冷凍室５のそれぞれの前面には、引出し式の断熱性の扉７，８，９を設けている。
野菜室３の背部には、冷蔵室２および野菜室３の冷却器を構成するＲ蒸発器１４、冷蔵用冷気循環ファンを構成するＲファン１３、およびＲ蒸発器１４に着霜した霜を除霜するＲ除霜ヒータ１７などを配設している。このＲファン１３が駆動すると、Ｒ蒸発器１４により冷却された冷気は、ダクト１２を介して冷蔵室２室内に供給された後、野菜室３を経て循環することにより、冷蔵室２および野菜室３を冷却する構成となっている。
【００２４】
製氷室４、切替室、および冷凍室５の背部には、上から順に冷凍用冷気循環ファンを構成するＦファン１５、製氷室４、切替室および冷凍室５の冷却器を構成するＦ蒸発器１６、およびＦ蒸発器１６に着霜した霜を除霜するＦ除霜ヒータ１８などを配設している。この場合、Ｆファン１５が駆動されると、Ｆ蒸発器１６により冷却された冷気は、製氷室４および冷凍室５内に供給、循環されることにより、製氷室４および冷凍室５を冷却する構成となっている。
【００２５】
冷蔵庫本体１の底部には、機械室２２を形成しており、圧縮機２０、ワイヤコンデンサからなる凝縮器２７、圧縮機２０および凝縮器２７を放熱する放熱ファン１９（以下、Ｃファンとする）などを配設している。
【００２６】
機械室２２の前方には、空気を機械室２２内に吸い込む吸込口２３を設け、機械室２２の背面には、機械室２２内の空気を排出する排気口２５を備えており、Ｃファン１９の駆動によって、凝縮器２７を冷却しながら、外気を吸込口２３から機械室に吸い込み、圧縮機２０に吹き当てた排気を排気口２５より排出するようになっている。　　また、Ｃファン１９は圧縮機２０と同期して駆動するが、外気温が低温、例えば１０℃以下の場合には、圧縮機２０が駆動していても過冷却を防止するため停止状態にさせている。
【００２７】
圧縮機２０は、直流ブラシレスモータで駆動する低圧型のレシプロコンプレッサーであり、三相巻線を有するステータと永久磁石を有するロータより構成された直流ブラシレスモータをケース内に備え、２相通電を行うと共に残り１つの非通電相巻線に生じる誘起電圧からロータの回転位置を検出して２相通電を順次切替えてモータを回転させる。また、圧縮機２０の回転数は、モータに印可する電圧をＰＷＭにより可変させることにより変化する。このとき目標回転数は庫内温度、または冷凍サイクルの切替え、除霜などのタイミングに応じて変更するようになっており、例えば、庫内温度が高いときには高速回転、庫内温度が低いときは停止または低速回転とするよう制御される。
【００２８】
一方、冷凍サイクルは図３に示すように、圧縮機２０、凝縮器２７、冷媒の流れを切替えたり、全閉、全開動作をする切替弁２６を直列に接続し、この切替弁２６にＲキャピラリチューブ２９、Ｒ蒸発器１４とを接続した連結配管と、Ｆキャピラリチューブ３０、Ｆ蒸発器１６、アキュームレータ３４、逆止弁３３とを接続した連結配管とが並列となるよう接続されており、冷媒に炭化系水素冷媒、例えばＨＣ冷媒などを用いている。
【００２９】
上記構成の場合、冷蔵室２および冷凍室５の室内温度を検知する温度センサなどにより、Ｆキャピラリチューブ３０、Ｆ蒸発器１６、アキュームレータ３４、逆止弁３３とを接続した連結配管に冷媒を供給するＦ流しと、Ｒキャピラリチューブ２９、Ｒ蒸発器１４とを接続した連結配管に冷媒を供給するＲ流しとを、切替弁２６を操作して交互に切り替えて貯蔵室内における冷蔵温度室と冷凍温度とを冷却する。
【００３０】
Ｆ蒸発器１６の入口側配管の近傍には、図３に示すように入口部配管の温度を検知する蒸発器入口温度センサ４０（以下、Ｆ入口センサとする）を取付け、出口側配管の近傍には出口部配管の温度を検知する蒸発器出口温度センサ４１を取付けている。この蒸発器出口温度センサ４１（以下、Ｆ出口センサとする）は、アキュームレータ３４に取付けてもよく、Ｆ除霜ヒータ１８のＯＦＦ温度を検知する温度センサと併用してもよい。
【００３１】
凝縮器２７には、配管内で気化冷媒と液冷媒が混合する配管の略中央位置に、この配管温度を検知する凝縮器中央部温度センサ４２（以下、Ｃ中央センサとする）を取付け、出口側に配管出口部の温度を検知する凝縮器出口部温度センサ４３（以下、Ｃ出口センサとする）と、アルミ泊ヒータなどよってこの出口部配管を加熱する凝縮器ヒータ２１とを取付けている。
【００３２】
次に、冷媒循環量が減少した場合における運転制御方法について説明する。図４は前記運転制御方法のブロック図を示している。Ｆ入口センサ４０とＦ出口センサ４１で検知された配管温度を蒸発器温度比較装置４５に入力し、Ｆ出口センサ４１の検知温度がＦ入口センサ４０の検知温度より所定温度、ここでは６Ｋ以上なったか否かを検知する。一方Ｃ中央センサ４２とＣ出口センサ４３で検知された配管温度も同様に凝縮器温度比較装置４６に入力し、Ｃ出口センサ４３の検知温度がＣ中央センサ４２の検知温度より高くなったか否かを検出する。
【００３３】
運転制御装置４７では、蒸発器温度比較装置４５および凝縮器温度比較装置４６で比較された検知信号に基づいて圧縮機２０、Ｃファン１９、ヒータ２１を運転制御するようになっている。
【００３４】
次に、図１のフローチャートを参照して、前記運転制御方法の動作について説明する。
【００３５】
ステップ１では、通常の冷却運転中にＦ出口センサ４１がＦ入口センサ４０の検知温度より所定値（ここでは６Ｋ）以上高くなったか否かを検知する（Ｓ１）。
【００３６】
図５のグラフに示すように、通常の冷却運転では庫内温度に基づいて圧縮機２０の回転数を制御または停止させている。このとき外気温が低温である場合などには、圧縮機は低回転、ここでは３０Ｈｚで運転しており、圧縮機内の温度は３０℃〜４０℃程度の低い温度となっているため、冷媒は冷凍機油に多く溶け込み、また、冷凍サイクルへの吐出冷媒量も少なくなる。この場合、冷媒はＦ蒸発器１６の出口側に至るまでに蒸発し終えてしまい、Ｆ蒸発器１６全体として冷却に寄与しない、いわゆるアンダーチャージ現象が生じる。
【００３７】
このアンダーチャージ現象では、Ｆ蒸発器１６の出口側には、蒸発し終えたガス冷媒のみ流れるので入口側より高くなるため、Ｆ出口センサ４１がＦ入口センサ４０の検知温度より所定温度差より高い、ここでは６Ｋ以上高い場合には、アンダーチャージ現象が生じていると判断してステップ２に進む。また、検知温度差が６Ｋ未満であればアンダーチャージ現象は生じていないと判断してステップ３に進む。
【００３８】
このとき、電源投入の際の圧縮機２０の起動時、あるいは切替弁２６の切替直後などは、冷凍サイクルの圧力バランスが不安定であり、正常な状態であっても誤検知してしまう恐れがあるため、所定時間、例えば、１０分経過して安定した後にステップ１の検知を行うことが好ましい。
【００３９】
また、アンダーチャージ現象を検出する前記所定温度は、実験等により設定されることが好ましく、冷蔵庫の容量、冷凍サイクル構成等に応じて、適宜変更させることは言うまでもなく可能である。
【００４０】
ステップ２では、圧縮機２０の回転数を高く設定、ここでは３０Ｈｚ上昇させて（Ｓ２）、ステップ３に進む。
【００４１】
このとき圧縮機２０の冷凍機油に溶け込んでいる冷媒は、圧縮機２０の回転数の上昇に伴い機内は温度上昇して高圧となるため、冷凍機油中から離脱し易くなり、これによって冷凍サイクルに吐出する冷媒量は増加するため循環冷媒量を増加させることができる。よって、図５のグラフに示すように、外気温が低温時や圧縮機２０の回転数が低い場合にアンダーチャージ現象が生じても、圧縮機２０の回転数を上げることにより循環冷媒量が十分に確保されて、Ｆ蒸発器１６またはＲ蒸発器１４の冷却性能を回復させることができる。
【００４２】
これは、Ｆ流しとＲ流しは交互に切替えて冷却運転を行っているため、Ｆ蒸発器１６側の冷却中、つまりＦ流し中にアンダーチャージ現象を検知して正常な状態に戻すことができれば、切替後のＲ流し時もＲ蒸発器１４は正常な冷却性能を維持していることになる。よって、片側の蒸発器の温度挙動を検知して循環冷媒量を回復させる上記制御を行えばＦ蒸発器１６およびＲ蒸発器１４の冷却性能を回復させることができる。
【００４３】
また、Ｒ蒸発器１４でも同様の現象が生じるため、Ｒ蒸発器１４においても出入口センサを設けて、温度挙動を検知するとさらに迅速にアンダーチャージ現象を検知することができる。
【００４４】
ステップ３では、Ｃファン１９を強制停止させる（Ｓ３）。
【００４５】
上述で説明したようにアンダーチャージ現象が生じている場合には、圧縮機２０の温度を上昇させることが有効であるため、Ｃファン１９を強制的に停止させることによって、圧縮機２０の温度上昇を加速させて、迅速に循環冷媒量を確保することができ、もってＦ蒸発器１６およびＲ蒸発器１４の冷却性能を回復させることができる。
【００４６】
このとき、圧縮機２０とＣファン１９を同時に制御する必要はなく、例えば、アンダーチャージ現象が解消されてきて、圧縮機２０の温度が６０℃以上に高い場合や外気温が高いときにはＣファン１９の強制停止を解除し駆動するようにしてもよい。
【００４７】
そして、ステップ３からステップ１に戻りアンダーチャージ現象が正常な状態に戻るまで継続して上記制御が行われる。このとき、正常な状態と判断する所定温度差を異常検知よりも小さい温度差、例えば４Ｋとしてもよく（ヒステリシス）、またタイマーなどで所定時間、例えば、２０分経過すると上記制御を解除するようにしてもよい。
【００４８】
一方、ステップ４では、通常の冷却運転中にＣ出口センサ４３がＣ中央センサ４２の検知温度より高くなったか否かを検知する（Ｓ４）。
【００４９】
アンダーチャージ現象がＦ蒸発器１６では生じていないと判断しても、循環冷媒量が減少し、凝縮器の出口部で液冷媒が滞留して放熱効果が低下する場合がある。
【００５０】
この場合、図６に示すように、通常の状態では、冷媒は凝縮器２７内で除々に液化し、出口側でも完全に液化することなくキャピラリチューブ側に吐出されていくため、その流速は早く、圧力損出および放熱効果により冷媒が２相状態である略中央部の配管温度より出口部の温度が高くなることはない。
【００５１】
しかし、外気が低温である場合など循環冷媒量が少なくなったときには、凝縮器２７内の途中で冷媒は完全に液化してしまい液冷媒の占める割合が多くなるため、凝縮器内抵抗は増加し、冷媒の流速は低下する。このとき凝縮器の出口部には流速の遅くなった液冷媒が滞留することになり、蒸発器への吐出冷媒量が減少すると共に、高温な圧縮機２０等の温度影響を受けて出口部の温度が上昇してしまい、放熱効果が低下する。
【００５２】
よって、Ｃ出口センサ４３がＣ中央センサ４２の検知温度より高くなった場合には、凝縮器２７の出口側に液冷媒が滞留していると判断して、ステップ５に進み、高くなければステップ８に進む。
【００５３】
ステップ５では、圧縮機２０の回転数を高く、ここでは６０Ｈｚで運転させて（Ｓ５）、ステップ６に進む。
【００５４】
圧縮機２０の冷凍機油に溶け込んでいる冷媒は、圧縮機２０の回転数の上昇に伴い機内は温度上昇して高圧となるため、冷凍機油から離脱し易くなると共に、冷凍サイクルに吐出する冷媒量は増加するため循環冷媒量を増加させることができる。
【００５５】
このため、凝縮器２７内において液冷媒とガス冷媒との割合を正常化させることができるため、凝縮器内を円滑に冷媒を流すことができ、もって蒸発器への吐出冷媒量を回復させることができると共に、凝縮器の放熱効果を回復させることができる。
【００５６】
ステップ６では、Ｃファン１９を強制停止させて（Ｓ６）、ステップ７に進む。
【００５７】
上述で説明したように、外気温が低温のとき等には凝縮器の出口部に液冷媒が滞留するが、Ｃファン１９を強制的に停止させることにより、凝縮器２７の温度、特に出口部の温度を上昇させて液冷媒の割合を減少させる。これによって、液冷媒の滞留によって生じていた吐出冷媒の減少を解消することができ、もって、蒸発器に必要な循環冷媒量を確保し、冷却性能を回復させることができる。
【００５８】
ステップ７では、ヒータ２１をＯＮさせて、凝縮器２７の出口側配管を加熱する（Ｓ７）。
【００５９】
ステップ５と同様に、出口部に過剰に滞留した液冷媒を気化させることが目的であるが、ヒータ２１の加熱により、さらに迅速に液冷媒の滞留を解消することができると共に、循環冷媒量を確保して冷却性能を維持することができる。
【００６０】
そして、ステップ７からステップ１に戻り、正常な状態に戻るまで継続して上記制御が行われる。このとき、タイマーなどで所定時間（例えば、２０分）経過すると上記制御を解除するようにしてもよい。
【００６１】
また、ステップ５〜７はすべて行う必要はなく、異常温度に応じて適宜必要なものを選択して制御運転を行ってもよい。
【００６２】
上述より、本発明の構成によれば、冬場など冷蔵庫の据付け場所の外気温が低い場合に、圧縮機の回転数が低く、また、冷凍機油に溶け込む冷媒量が多くなり、冷凍サイクルの循環冷媒量が減少した場合においても、蒸発器および凝縮器の温度差によりアンダーチャージ現象を検出して圧縮機を高回転で運転することにより、圧縮機モータの発熱量を増大させて機内の温度を５０℃〜６０℃まで上昇させることができ、溶け込んでいる冷媒を冷凍機油から離脱し易くすると共に、吐出冷媒量を増加させることにより、循環冷媒を正常な状態にすることができる。
【００６３】
よって、アンダーチャージ現象が生じても、循環冷媒量を確保することができると共に、凝縮器における吐出冷媒量の減少を防止することができるため、蒸発器の冷却性能を回復させることができる。
【００６４】
また、潤滑油中への溶解性の高い炭化水素系冷媒、例えばＨＣ冷媒を用いた冷蔵庫において、その封入量を少なくした場合でも、冷凍機油中から溶け込んだ冷媒を離脱し易くすることができるため、冷却性能を保持することができる。
【００６５】
直接、蒸発器および凝縮器の温度挙動を検知することによって、確実にアンダーチャージ現象または凝縮器の液冷媒の滞留に対応することができ、もって迅速に冷却性能の低下を防止することができる。
【００６６】
一方、蒸発器および凝縮器の温度挙動を検出してＣファンを強制的に停止させることにより、圧縮機および凝縮器を温度上昇させ、また圧縮機内においては、冷凍機油に溶け込んでいる冷媒を離脱させ易くし、正常な循環冷媒量を確保することができる。また、Ｃファンの強制停止により凝縮器の温度上昇を促し、出口部に過剰に滞留した液冷媒を気化させて液冷媒とガス冷媒との割合を正常化させることにより、冷媒は凝縮器内を円滑に流れるようになり、また蒸発器への吐出冷媒量を回復させることができる。
【００６７】
さらに、凝縮器の出口部を強制的にヒータによって加熱することにより、一端放熱効果は低下するが、出口部に滞留した液冷媒を気化させて、蒸発器への吐出冷媒量を迅速に回復することができるため、加熱後に冷却性能を回復することができる。
【００６８】
以上、本発明の１実施形態について説明したが、Ｆ蒸発器の温度異常を検知するだけでなくＲ蒸発器も同様に出口センサおよび入口センサを設けてアンダーチャージ現象を検知してもよく、Ｃ中央部センサの取付位置は中央部に限るものではなく、出口部との温度差より循環冷媒量の現象を検知できる位置であればよい。
【００６９】
また、圧縮機の回転数は、冷凍サイクル構成、能力、容量、外気温等により最適値は変化するため、適宜好適な回転数を設定することは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
冷媒封入量が少なく、冷凍機油に溶け込み易い炭化水素系冷媒を用い、冬場など据付け場所が低温状態であっても、冷却性能を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す制御フローチャートである。
【図２】本発明の実施形態を示す冷蔵庫本体の縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態を示す冷凍サイクルの説明図である。
【図４】本発明の実施形態を示す運転制御ブロック図である。
【図５】循環冷媒量が減少した場合における蒸発器の出入口温度変化を示すグ
ラフである。
【図６】出口部に液冷媒が滞留した場合における凝縮器の中央部と出口部との温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１…冷蔵庫本体　　　　　　２…冷蔵室　　　　　　　　　　３…野菜室
４…製氷室　　　　　　　　５…冷凍室　　　　　　　　６，７，８，９…扉
１３…Ｒファン　　　　　　１４…Ｒ蒸発器　　　　　　　１５…Ｆファン
１９…Ｃファン　　　　　１６…Ｆ蒸発器　　　　　　　２０…圧縮機
２１…ヒータ　　　　　　　　　　２６…機械室　　　　　　　　２７…凝縮器
４０…Ｆ入口センサ　　　４１…Ｆ出口センサ　　　　　４２…Ｃ中央センサ
４３…Ｃ出口センサ　　　４５…蒸発器温度比較装置　　４６…凝縮器温度比較装置
４７…運転制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator including a refrigeration cycle in which a compressor, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator of variable capacity are sequentially connected, and uses a hydrocarbon-based refrigerant as a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
In recent years, interest in the protection of the ozone layer and the problem of global warming is increasing worldwide, and there is a demand for improvements in refrigerants used in refrigeration cycles such as refrigerators and air conditioners. At present, most of the commercially available refrigerators use HFC (hydrofluorocarbon) as a refrigerant. However, since the HFC refrigerant still has a high global warming potential, there is no ozone layer depletion and a low global warming potential carbonized refrigerant. Use of a hydrogen-based refrigerant, for example, an HC (hydrocarbon) refrigerant has been studied.
[0003]
As the characteristics of the HC refrigerant, it is known that the volume flow rate is larger than that of the HFC refrigerant, and the refrigeration capacity per unit amount is high. For this reason, the amount of refrigerant charged in the refrigeration cycle is approximately half the amount of HFC refrigerant.
[0004]
Further, as other characteristics, as compared with HFC refrigerant and other refrigerants, it has a characteristic that it is easily dissolved in refrigeration oil, for example, mineral oil, and the amount of refrigerant that is dissolved in refrigeration oil increases at low temperature and high pressure. There is a tendency.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Generally, in the case of a refrigerator using a compressor with a variable capacity, the number of revolutions is set based on the temperature inside the refrigerator and the outside air temperature. Since the internal temperature is hard to rise, the compressor is operated at low rotation.
[0006]
For this reason, if the installation location of the refrigerator employing the HC refrigerant is low temperature, for example, 5 ° C. or less, the rotation speed of the compressor is low, so the temperature in the machine becomes about 30 ° C. to 40 ° C. If it is 50 g, about 12 to 15 g of the refrigerant will dissolve in the refrigerating machine oil. Then, the ratio of the amount of the refrigerant dissolved into the amount of the enclosed refrigerant is twice as large as that of the HFC refrigerant, so that the amount of the circulating refrigerant is reduced.
[0007]
In addition, since the refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil has a low internal temperature, the refrigerant does not try to separate from the refrigerating machine oil, and is difficult to circulate in the refrigerating cycle.
[0008]
The refrigerant flowing in the evaporator is completely vaporized in the middle of the pipe flow path because the amount of circulating refrigerant is small, and only the gas refrigerant which has been evaporated flows in the latter half of the pipe. A so-called undercharge phenomenon, which does not contribute, occurs.
[0009]
Further, it is generally known that the liquid refrigerant is harder to flow than the gas refrigerant. If an appropriate amount of the circulating refrigerant is not secured, all of the liquid refrigerant is liquefied in the condenser, and the ratio of the liquid refrigerant increases. For this reason, the refrigerant normally flows smoothly through the condenser and is discharged to the evaporator, but the flow velocity decreases with an increase in the amount of the liquid refrigerant. Since the discharge capacity of the compressor is set low, liquid refrigerant with a low flow rate will stay at the outlet of the condenser, reducing the amount of refrigerant discharged to the evaporator and affecting the temperature of the high-temperature compressor. As a result, the heat radiation effect in the condenser deteriorates.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and uses a hydrocarbon-based refrigerant that has a small amount of charged refrigerant and easily dissolves in refrigerating machine oil. It aims to provide a high refrigerator.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 provides a refrigeration cycle in which a variable capacity compressor, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator are sequentially connected, and a refrigeration cycle using a hydrocarbon-based refrigerant as a refrigerant, and an inlet and an outlet of the evaporator pipe. Detecting means for detecting the temperature, and comparing means for comparing the inlet-side temperature and the outlet-side temperature detected by the detecting means, wherein the outlet-side temperature has become higher than the inlet-side temperature by a predetermined temperature or more by the comparing means. When this is detected, the compressor is operated at a high rotation speed.
[0012]
According to the configuration of the present invention, when the outside temperature of the installation location of the refrigerator is low, such as in winter, the rotation speed of the compressor is low, and the amount of refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil increases, and the amount of circulating refrigerant decreases. By operating the compressor at a high speed, the calorific value of the compressor motor can be increased and the temperature inside the machine can be raised to about 60 ° C., so that the dissolved refrigerant can be easily released from the refrigerating machine oil. By increasing the amount of refrigerant discharged, the amount of circulating refrigerant in the refrigeration cycle can be ensured, so that the cooling performance can be restored even if an undercharge phenomenon occurs.
[0013]
Further, even in a refrigerator using a highly soluble hydrocarbon-based refrigerant, for example, an HC refrigerant, even if the amount of the refrigerant such as HFC in the refrigeration cycle is reduced, the amount of the refrigerant dissolved in the refrigeration oil is reduced. Therefore, a refrigerator having high cooling performance can be obtained.
[0014]
Furthermore, by directly detecting the temperature behavior of the evaporator, it is possible to reliably cope with the undercharge phenomenon, so that the entire evaporator contributes to the cooling without being completely vaporized in the middle of the evaporator, and quickly cools down. Performance degradation can be prevented.
[0015]
The invention of claim 2 provides a refrigeration cycle in which a variable capacity compressor, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator are sequentially connected, and a refrigeration cycle using a hydrocarbon-based refrigerant as a refrigerant, and a substantially central portion and an outlet portion of the condenser pipe. And a comparing means for comparing the center temperature detected by the detecting means with the outlet temperature, and that the outlet temperature is higher than the center temperature by the comparing means. In the case where the compressor is detected, the compressor is operated at a high rotation speed.
[0016]
According to the configuration of the present invention, when the outside temperature of the installation location of the refrigerator is low, such as in winter, the rotation speed of the compressor is low, and the amount of refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil increases, and the amount of circulating refrigerant decreases. By operating the compressor at a high speed, the calorific value of the compressor motor can be increased and the temperature inside the machine can be raised to about 60 ° C., so that the dissolved refrigerant can be easily released from the refrigerating machine oil. By increasing the amount of refrigerant discharged, the amount of circulating refrigerant in the refrigeration cycle can be ensured, so that the cooling performance can be restored even if an undercharge phenomenon occurs.
[0017]
Further, even in a refrigerator using a highly soluble hydrocarbon-based refrigerant, for example, an HC refrigerant, even if the amount of the refrigerant such as HFC in the refrigeration cycle is reduced, the amount of the refrigerant dissolved in the refrigeration oil is reduced. Therefore, a refrigerator having high cooling performance can be obtained.
[0018]
Furthermore, by directly detecting the temperature behavior of the condenser, it is recognized that the liquid refrigerant is stagnant in the condenser and the cooling performance is degraded. Therefore, it is possible to prevent all of the refrigerant from being liquefied in the middle of the condenser, and to smoothly flow the liquid refrigerant having the slow flow rate without staying at the outlet of the condenser. Therefore, the refrigerant flows at a normal flow rate in the condenser, so that the amount of refrigerant discharged to the evaporator can be recovered, and the heat radiation effect of the condenser can be maintained.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, a radiating fan for radiating heat from the condenser is mounted near the condenser, and when the outlet section temperature of the condenser is determined to be higher than the central temperature by the comparing means, the radiating fan is forced to operate. It is characterized by the fact that the temperature rise can be promoted without radiating the heat of the compressor and the condenser, so that even if the undercharge phenomenon occurs, the refrigerant dissolved quickly in the refrigerating machine oil Can be released from the refrigerating machine oil to secure the amount of circulating refrigerant, thereby maintaining the cooling performance.
[0020]
The invention according to claim 4 is characterized in that a heater is attached to the outlet of the condenser, and the heater is energized when the comparing means determines that the outlet temperature of the condenser has become higher than the middle temperature. It is.
[0021]
According to the configuration of the present invention, by heating the condenser by energizing the heater, the heat radiation effect is temporarily reduced.However, in the condenser, the liquid refrigerant remaining at the outlet is heated and vaporized. It is possible to normalize the flow in the vessel and increase the amount of refrigerant discharged to the evaporator, thereby recovering the cooling performance of the evaporator after heating by the heater.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, a refrigerator room 2, a vegetable room 3, an ice making room 4, and a freezing room 5 are provided in order from the top in the refrigerator body 1. Note that, next to the ice making chamber 4, switching rooms that can be switched to each temperature zone are arranged in parallel.
[0023]
A hinge-openable heat-insulating door 6 is provided in front of the refrigerator compartment 2, and drawer-type heat-insulating doors 7, 8, 9 are provided in front of the vegetable compartment 3, the ice making compartment 4, and the freezing compartment 5, respectively. Is provided.
At the back of the vegetable compartment 3, the R evaporator 14 constituting the cooler of the refrigerator compartment 2 and the vegetable compartment 3, the R fan 13 constituting the cool air circulation fan for refrigerating, and the frost formed on the R evaporator 14 are removed. A defrosting R defrost heater 17 and the like are provided. When the R fan 13 is driven, the cool air cooled by the R evaporator 14 is supplied into the refrigerating room 2 via the duct 12 and then circulates through the vegetable room 3 to thereby cool the refrigerating room 2 and the vegetable room. 3 is cooled.
[0024]
On the back of the ice making room 4, the switching room, and the freezing room 5, an F fan 15 constituting a cooling air circulation fan for freezing, and an F evaporator constituting a cooler of the ice making room 4, the switching room and the freezing room 5 in order from the top. 16 and an F defrost heater 18 for defrosting the frost formed on the F evaporator 16. In this case, when the F fan 15 is driven, the cool air cooled by the F evaporator 16 is supplied and circulated into the ice making room 4 and the freezing room 5 to cool the ice making room 4 and the freezing room 5. It has a configuration.
[0025]
A machine room 22 is formed at the bottom of the refrigerator body 1, and a compressor 20, a condenser 27 composed of a wire condenser, and a radiating fan 19 (hereinafter, referred to as a C fan) that radiates heat from the compressor 20 and the condenser 27. And so on.
[0026]
A suction port 23 for sucking air into the machine room 22 is provided in front of the machine room 22, and an exhaust port 25 for discharging air from the machine room 22 is provided on a rear surface of the machine room 22. While cooling the condenser 27, the outside air is sucked into the machine room from the suction port 23, and the exhaust blown against the compressor 20 is discharged from the exhaust port 25. The C fan 19 is driven in synchronization with the compressor 20, but when the outside air temperature is low, for example, 10 ° C. or lower, the C fan 19 is stopped to prevent overcooling even if the compressor 20 is driven. ing.
[0027]
The compressor 20 is a low-pressure reciprocating compressor driven by a DC brushless motor, and includes a DC brushless motor including a stator having three-phase windings and a rotor having permanent magnets in a case, and performs two-phase energization. At the same time, the rotational position of the rotor is detected from the induced voltage generated in the remaining one non-energized phase winding, and the two-phase energization is sequentially switched to rotate the motor. Further, the rotation speed of the compressor 20 changes by changing the voltage applied to the motor by PWM. At this time, the target rotation speed is changed according to the internal temperature, or switching of the refrigeration cycle, the timing of defrosting, etc., for example, when the internal temperature is high, high-speed rotation, when the internal temperature is low, It is controlled to stop or rotate at low speed.
[0028]
On the other hand, in the refrigerating cycle, as shown in FIG. 3, a compressor 20, a condenser 27, and a switching valve 26 for switching the flow of the refrigerant and performing a full closing and a full opening operation are connected in series, and an R capillary is connected to the switching valve 26. The connecting pipe connecting the tube 29 and the R evaporator 14 and the connecting pipe connecting the F capillary tube 30, the F evaporator 16, the accumulator 34, and the check valve 33 are connected in parallel, and the refrigerant , A hydrocarbon-based refrigerant such as an HC refrigerant.
[0029]
In the case of the above configuration, the refrigerant is supplied to the connection pipe connecting the F capillary tube 30, the F evaporator 16, the accumulator 34, and the check valve 33 by a temperature sensor or the like that detects the room temperature of the refrigerator compartment 2 and the freezer compartment 5. The F flow and the R flow for supplying the refrigerant to the connecting pipe connecting the R capillary tube 29 and the R evaporator 14 are alternately switched by operating the switching valve 26, and the refrigeration temperature chamber and the freezing temperature in the storage room are switched. And cool down.
[0030]
As shown in FIG. 3, an evaporator inlet temperature sensor 40 (hereinafter, referred to as an F inlet sensor) for detecting the temperature of the inlet pipe is attached near the inlet pipe of the F evaporator 16, and near the outlet pipe. Is provided with an evaporator outlet temperature sensor 41 for detecting the temperature of the outlet pipe. The evaporator outlet temperature sensor 41 (hereinafter, referred to as an F outlet sensor) may be attached to the accumulator 34 and may be used in combination with a temperature sensor that detects the OFF temperature of the F defrost heater 18.
[0031]
A condenser central temperature sensor 42 (hereinafter, referred to as a C central sensor) for detecting the temperature of the pipe is attached to the condenser 27 at a substantially central position of the pipe where the vaporized refrigerant and the liquid refrigerant are mixed in the pipe. A condenser outlet temperature sensor 43 (hereinafter, referred to as a C outlet sensor) for detecting the temperature of the pipe outlet and a condenser heater 21 for heating the outlet pipe by an aluminum heater or the like are provided on the side.
[0032]
Next, an operation control method when the refrigerant circulation amount is reduced will be described. FIG. 4 shows a block diagram of the operation control method. The pipe temperatures detected by the F inlet sensor 40 and the F outlet sensor 41 are input to the evaporator temperature comparison device 45, and the detected temperature of the F outlet sensor 41 is higher than the detected temperature of the F inlet sensor 40 by a predetermined temperature, here 6K or more. Is detected. On the other hand, the pipe temperatures detected by the C central sensor 42 and the C outlet sensor 43 are also input to the condenser temperature comparison device 46 to determine whether the detected temperature of the C outlet sensor 43 has become higher than the detected temperature of the C central sensor 42. Is detected.
[0033]
The operation control device 47 controls the operation of the compressor 20, the C fan 19, and the heater 21 based on the detection signals compared by the evaporator temperature comparison device 45 and the condenser temperature comparison device 46.
[0034]
Next, the operation of the operation control method will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0035]
In Step 1, it is detected whether or not the F outlet sensor 41 has become higher than the temperature detected by the F inlet sensor 40 by a predetermined value (here, 6K) or more during the normal cooling operation (S1).
[0036]
As shown in the graph of FIG. 5, in a normal cooling operation, the rotation speed of the compressor 20 is controlled or stopped based on the temperature in the refrigerator. At this time, when the outside air temperature is low, for example, the compressor operates at a low rotation speed, here 30 Hz, and the temperature in the compressor is a low temperature of about 30 ° C. to 40 ° C. A large amount of the refrigerant is dissolved in the refrigerating machine oil, and the amount of refrigerant discharged to the refrigerating cycle is reduced. In this case, the refrigerant finishes evaporating before reaching the outlet side of the F evaporator 16, and a so-called undercharge phenomenon that does not contribute to the cooling of the F evaporator 16 as a whole occurs.
[0037]
In this undercharging phenomenon, only the gas refrigerant that has been evaporated flows to the outlet side of the F evaporator 16 and is higher than the inlet side. Therefore, the F outlet sensor 41 is higher than the detected temperature of the F inlet sensor 40 by a predetermined temperature difference. If it is higher than 6K, it is determined that an undercharge phenomenon has occurred, and the routine proceeds to step 2. If the detected temperature difference is less than 6K, it is determined that the undercharge phenomenon has not occurred, and the process proceeds to step 3.
[0038]
At this time, the pressure balance of the refrigeration cycle is unstable when the compressor 20 is started when the power is turned on, or immediately after the switching valve 26 is switched, and there is a possibility that the pressure may be erroneously detected even in a normal state. For this reason, it is preferable to perform the detection in step 1 after a predetermined period of time, for example, 10 minutes, has passed and stabilized.
[0039]
The predetermined temperature for detecting the undercharge phenomenon is preferably set by an experiment or the like, and it is needless to say that it can be appropriately changed according to the capacity of the refrigerator, the configuration of the refrigeration cycle, and the like.
[0040]
In step 2, the number of revolutions of the compressor 20 is set high, here, it is increased by 30 Hz (S2), and the process proceeds to step 3.
[0041]
At this time, the refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil of the compressor 20 rises in temperature inside the machine as the rotational speed of the compressor 20 increases and becomes high pressure, so that the refrigerant is easily separated from the refrigerating machine oil, and thereby, the refrigerant enters the refrigeration cycle. Since the amount of refrigerant to be discharged increases, the amount of circulating refrigerant can be increased. Therefore, as shown in the graph of FIG. 5, even if the undercharge phenomenon occurs when the outside air temperature is low or the rotation speed of the compressor 20 is low, the amount of the circulating refrigerant can be sufficiently increased by increasing the rotation speed of the compressor 20. And the cooling performance of the F evaporator 16 or the R evaporator 14 can be recovered.
[0042]
This is because the cooling operation is performed by alternately switching the F flow and the R flow, and therefore, if the undercharge phenomenon can be detected during the cooling on the F evaporator 16 side, that is, during the F flow, the normal state can be restored. In addition, the R evaporator 14 maintains the normal cooling performance even after the R flow after the switching. Therefore, the cooling performance of the F evaporator 16 and the R evaporator 14 can be recovered by performing the above-described control for recovering the amount of the circulating refrigerant by detecting the temperature behavior of the evaporator on one side.
[0043]
Further, since the same phenomenon occurs in the R evaporator 14, the undercharge phenomenon can be detected more quickly when the temperature behavior is detected by providing an entrance / exit sensor also in the R evaporator 14.
[0044]
In step 3, the C fan 19 is forcibly stopped (S3).
[0045]
As described above, when the undercharge phenomenon occurs, it is effective to increase the temperature of the compressor 20. Therefore, by forcibly stopping the C fan 19, the temperature of the compressor 20 is increased. , The amount of the circulating refrigerant can be promptly secured, and the cooling performance of the F evaporator 16 and the R evaporator 14 can be restored.
[0046]
At this time, it is not necessary to control the compressor 20 and the C fan 19 at the same time. For example, when the undercharge phenomenon is eliminated and the temperature of the compressor 20 is higher than 60 ° C. or the outside air temperature is high, the C fan 19 May be released and driven.
[0047]
Then, the process returns from step 3 to step 1 and the above control is continuously performed until the undercharge phenomenon returns to a normal state. At this time, the predetermined temperature difference for determining the normal state may be smaller than the abnormality detection, for example, 4K (hysteresis), and the above-mentioned control may be canceled after a predetermined time, for example, 20 minutes, elapses by a timer or the like. You may.
[0048]
On the other hand, in step 4, it is detected whether or not the C outlet sensor 43 has become higher than the detection temperature of the C central sensor 42 during the normal cooling operation (S4).
[0049]
Even if it is determined that the undercharge phenomenon has not occurred in the F evaporator 16, the amount of circulating refrigerant may decrease, and the liquid refrigerant may stay at the outlet of the condenser, and the heat radiation effect may decrease.
[0050]
In this case, as shown in FIG. 6, in a normal state, the refrigerant gradually liquefies in the condenser 27 and is discharged to the capillary tube side without being completely liquefied even at the outlet side. Due to the pressure loss and the heat radiation effect, the temperature of the outlet does not become higher than the temperature of the pipe in the substantially central portion where the refrigerant is in the two-phase state.
[0051]
However, when the amount of circulating refrigerant decreases, such as when the outside air is at a low temperature, the refrigerant completely liquefies in the middle of the condenser 27 and the ratio of the liquid refrigerant increases, so that the internal resistance of the condenser increases. As a result, the flow rate of the refrigerant decreases. At this time, the liquid refrigerant having a slower flow velocity will stay at the outlet of the condenser, and the amount of refrigerant discharged to the evaporator will decrease, and the temperature of the outlet will be affected by the high temperature of the compressor 20 and the like. The temperature rises, and the heat radiation effect decreases.
[0052]
Therefore, when the temperature of the C outlet sensor 43 becomes higher than the detection temperature of the C central sensor 42, it is determined that the liquid refrigerant is stagnant at the outlet side of the condenser 27, and the process proceeds to Step 5. Proceed to 8.
[0053]
In Step 5, the compressor 20 is operated at a high rotation speed, here, 60 Hz (S5), and the process proceeds to Step 6.
[0054]
The refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil of the compressor 20 rises in temperature and rises in pressure as the rotational speed of the compressor 20 increases, so that the refrigerant is easily separated from the refrigerating machine oil and the amount of refrigerant discharged to the refrigerating cycle. Increases, so that the amount of circulating refrigerant can be increased.
[0055]
For this reason, since the ratio between the liquid refrigerant and the gas refrigerant can be normalized in the condenser 27, the refrigerant can flow smoothly in the condenser, thereby recovering the amount of refrigerant discharged to the evaporator. And the heat radiation effect of the condenser can be restored.
[0056]
In step 6, the C fan 19 is forcibly stopped (S6), and the process proceeds to step 7.
[0057]
As described above, when the outside air temperature is low, the liquid refrigerant stays at the outlet of the condenser, but by forcibly stopping the C fan 19, the temperature of the condenser 27, especially the outlet And the proportion of liquid refrigerant is reduced. As a result, it is possible to eliminate the decrease in the discharged refrigerant caused by the stagnation of the liquid refrigerant, thereby securing the required amount of circulating refrigerant for the evaporator and recovering the cooling performance.
[0058]
In Step 7, the heater 21 is turned on to heat the outlet pipe of the condenser 27 (S7).
[0059]
As in step 5, the purpose is to vaporize the liquid refrigerant that has excessively stayed at the outlet. However, by heating the heater 21, the stay of the liquid refrigerant can be eliminated more quickly, and the amount of circulating refrigerant can be reduced. As a result, the cooling performance can be maintained.
[0060]
Then, the process returns from step 7 to step 1, and the above-described control is continuously performed until it returns to a normal state. At this time, the above-described control may be canceled when a predetermined time (for example, 20 minutes) elapses with a timer or the like.
[0061]
Further, it is not necessary to perform all of steps 5 to 7, and the control operation may be performed by appropriately selecting necessary ones according to the abnormal temperature.
[0062]
As described above, according to the configuration of the present invention, when the outside temperature of the installation location of the refrigerator is low, such as in winter, the rotation speed of the compressor is low, and the amount of refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil is large, and the circulating refrigerant of the refrigeration cycle is Even if the amount decreases, the undercharge phenomenon is detected based on the temperature difference between the evaporator and the condenser, and the compressor is operated at a high rotation speed, thereby increasing the calorific value of the compressor motor and increasing the internal temperature of the compressor by 50%. C. to 60.degree. C., which makes it easier for the dissolved refrigerant to separate from the refrigerating machine oil, and by increasing the amount of discharged refrigerant, the circulating refrigerant can be brought into a normal state.
[0063]
Therefore, even if an undercharge phenomenon occurs, the amount of circulating refrigerant can be ensured, and the amount of refrigerant discharged from the condenser can be prevented from decreasing, so that the cooling performance of the evaporator can be restored.
[0064]
Further, in a refrigerator using a hydrocarbon-based refrigerant having high solubility in lubricating oil, for example, an HC refrigerant, even if the amount of the refrigerant is reduced, the refrigerant dissolved from the refrigerating machine oil can be easily separated. , Cooling performance can be maintained.
[0065]
By directly detecting the temperature behavior of the evaporator and the condenser, it is possible to reliably cope with the undercharge phenomenon or the stagnation of the liquid refrigerant in the condenser, so that the deterioration of the cooling performance can be quickly prevented.
[0066]
On the other hand, by detecting the temperature behavior of the evaporator and the condenser and forcibly stopping the C fan, the temperature of the compressor and the condenser is raised, and the refrigerant dissolved in the refrigerating machine oil is released in the compressor. It is possible to easily make it possible to secure a normal circulating refrigerant amount. Further, by forcibly stopping the C fan, the temperature of the condenser is increased, and the liquid refrigerant excessively staying at the outlet is vaporized to normalize the ratio between the liquid refrigerant and the gas refrigerant. The fluid flows smoothly and the amount of refrigerant discharged to the evaporator can be recovered.
[0067]
Further, by forcibly heating the outlet of the condenser with the heater, the heat radiation effect is temporarily reduced, but the liquid refrigerant remaining at the outlet is vaporized to quickly recover the amount of refrigerant discharged to the evaporator. Therefore, the cooling performance can be restored after heating.
[0068]
As described above, one embodiment of the present invention has been described. In addition to detecting an abnormal temperature of the F evaporator, the R evaporator may also be provided with an outlet sensor and an inlet sensor to detect an undercharge phenomenon. The mounting position of the central sensor is not limited to the central part, but may be any position as long as the phenomenon of the amount of circulating refrigerant can be detected from the temperature difference from the outlet.
[0069]
In addition, since the optimum value of the rotation speed of the compressor changes depending on the configuration of the refrigeration cycle, the capacity, the capacity, the outside temperature, and the like, it goes without saying that a suitable rotation speed is appropriately set.
[0070]
【The invention's effect】
By using a hydrocarbon-based refrigerant that has a small amount of refrigerant and easily dissolves in refrigerating machine oil, high cooling performance can be maintained even when the installation location is in a low temperature state such as in winter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control flowchart showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the refrigerator main body showing the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a refrigeration cycle showing an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an operation control block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a change in inlet / outlet temperature of an evaporator when the amount of circulating refrigerant is reduced.
FIG. 6 is a graph showing a temperature change between a central portion of the condenser and an outlet portion when the liquid refrigerant stays at the outlet portion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigerator main body 2 ... Refrigerator room 3 ... Vegetable room 4 ... Ice making room 5 ... Freezing room 6,7,8,9 ... Door 13 ... R fan 14 ... R evaporator 15 ... F fan 19 ... C fan 16 ... F evaporation Device 20 ... Compressor 21 ... Heater 26 ... Machine room 27 ... Condenser 40 ... F inlet sensor 41 ... F outlet sensor 42 ... C central sensor 43 ... C outlet sensor 45 ... Evaporator temperature comparing device 46 ... Condenser temperature comparing device 47… Operation control device

Claims (4)

能力可変の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器を順次接続し、冷媒に炭化水素系冷媒を用いた冷凍サイクルと、前記蒸発器配管の入口側と出口側の温度を検知する検知手段と、この検知手段により検知された入口側温度と出口側温度とを比較する比較手段とを備え、
この比較手段で出口側温度が入口側温度より所定温度以上高くなったことを検出した場合には、前記圧縮機を高回転で運転するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。A compressor having a variable capacity, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator are sequentially connected, a refrigeration cycle using a hydrocarbon-based refrigerant as a refrigerant, and detection means for detecting the inlet and outlet temperatures of the evaporator piping. Comparing means for comparing the inlet-side temperature and the outlet-side temperature detected by the detecting means,
If the comparing means detects that the outlet-side temperature has become higher than the inlet-side temperature by a predetermined temperature or more, the compressor is operated at a high rotation speed. 能力可変の圧縮機、凝縮器、絞り機構、蒸発器を順次接続し、冷媒に炭化水素系冷媒を用いた冷凍サイクルと、前記凝縮器配管の略中央部と出口部の温度を検知する検知手段と、この検知手段により検知された中央部温度と出口部温度とを比較する比較手段とを備え、
この比較手段で出口部温度が中央部温度より高くなったことを検出した場合には、前記圧縮機を高回転で運転するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。A compressor having a variable capacity, a condenser, a throttle mechanism, and an evaporator are sequentially connected to each other, and a refrigeration cycle using a hydrocarbon-based refrigerant as a refrigerant, and a detection unit that detects temperatures at a substantially central portion and an outlet portion of the condenser pipe. And comparing means for comparing the center temperature and the outlet temperature detected by the detecting means,
If the comparing means detects that the outlet temperature is higher than the central temperature, the compressor is operated at a high rotation speed. 凝縮器を放熱する放熱ファンを凝縮器の近傍に取付、比較手段で、凝縮器の出口部温度が中央部温度より高くなったことを検出した場合には、前記放熱ファンを強制的に停止させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷蔵庫。A radiating fan for radiating heat from the condenser is mounted near the condenser, and when the comparator detects that the outlet temperature of the condenser is higher than the central temperature, the radiating fan is forcibly stopped. The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein: 凝縮器の出口部にヒータを取付け、比較手段で、凝縮器の出口部温度が中央部温度より高くなったことを検出した場合に、前記ヒータを通電することを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。3. The heater according to claim 2, wherein a heater is attached to an outlet of the condenser, and when the comparator detects that the outlet temperature of the condenser is higher than the central temperature, the heater is energized. refrigerator.

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