JP6320456B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
[第1の実施形態]
図1は、実施の形態の冷蔵庫の断面図である。
メイン回路31は、圧縮機1と、三方弁5と、凝縮器2と、毛細管3と、冷却器4とを順次メイン配管81によって接続することによって構成される。
三方弁5は、冷媒の流路を切り替える。
毛細管3は、凝縮器2で凝縮された冷媒を減圧して膨張させる。
実施の形態の冷蔵庫は、制御装置121を備える。
制御装置121は、冷蔵庫の冷却運転および除霜運転を制御する。制御装置121は、温度センサ44からの冷却器4の温度を表わす信号を受け、圧縮機1、庫内ファン41、三方弁5、およびラジアントヒータ43を制御する。
制御装置は、除霜運転が開始されると、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。そこで、制御装置は、冷却器4の温度が0℃に達したときに、ラジアントヒータ43をオンにする。ガス冷媒が冷却器4に流れることに加えて、ラジアントヒータ43が補助として使用される。従来の制御装置は、冷却器4の温度が所定温度X℃に達したときに、霜が取り除かれたものと判断して、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがメイン回路31に流れ、バイパス配管71に流れないようにする。制御装置は、冷却器4の温度が所定温度X℃に達したときに、同時にラジアントヒータ43をオフにする。これにより、除霜運転が終了する。
制御装置121は、除霜運転が開始されると、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。
図6において、横軸が圧縮機1へ流入する冷媒の圧力を表わし、縦軸が圧縮機1から流出する冷媒の圧力を示す。Aの領域は、圧縮機1を正常に運転させることができる領域である。BおよびCの領域での圧縮機1の運転は、圧縮機1への負担が大きく、圧縮機1の弁などの劣化の進行の原因ともなる。したがって、BおよびCの領域での圧縮機1の運転は、短期間の過渡的な運転に限ることが望ましい。
第2の実施形態において、制御装置121は、除霜運転において以下のタイミング制御を実行する。すなわち、制御装置121は、第1の実施形態と同様に、除霜運転において、圧縮機1が動作しかつ三方弁5が冷媒をバイパス配管71に流す第1の期間と、ラジアントヒータ43がオンとなる第2の期間とが重複しないように制御する。
制御装置121は、除霜運転が開始されると、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。
第3の実施形態において、制御装置121は、除霜運転において以下のタイミング制御を実行する。
制御装置121は、除霜運転が開始されると、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。
第4の実施形態において、制御装置121は、除霜運転において、第3の実施形態と同様にして、タイミング制御を実行する。すなわち、制御装置121は、第1のタイミングにおいて、圧縮機1が動作しかつ三方弁5が冷媒をバイパス配管71に流すように切り替える。制御装置121は、第1のタイミングの後の第2のタイミングにおいて、ラジアントヒータ43をオンにする。制御装置121は、第2のタイミングの後の第3のタイミングにおいて、三方弁5が冷媒をメイン回路31に流すように切り替える。制御装置121は、第3のタイミングの後の第4のタイミングにおいて、ラジアントヒータ43がオフにする。ここで、第2のタイミングは、第1のタイミングから所定時間後Δt1である。
制御装置121は、除霜運転が開始されると、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。
第5の実施形態では、制御装置121は、除霜運転において、第1の実施形態で説明した制御に加えて、冷却器4の温度に応じて圧縮機1の回転数を制御する。すなわち、制御装置121は、第1の期間の開始時点の圧縮機1の回転数は、第1の期間の終了時点の圧縮機の回転数よりも大きくなるように制御する。より具体的には、制御装置121は、第1の期間において、冷却器4の温度が0℃よりも低い所定温度(たとえば−5℃)未満のときに、圧縮機1の回転数がR1であり、冷却器4の温度が所定温度(たとえば−5℃)以上のときに、圧縮機1の回転数がR1よりも小さなR2となるように制御する。
制御装置121は、除霜運転が開始されると、制御装置121は、圧縮機1の回転数をR1に設定する。これと同時に、制御装置121は、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管81に接続されたメイン回路31に流れないようにする。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。
図11は、第6の実施形態の冷蔵庫の冷媒回路およびその周辺回路の構成を表わす図である。
メイン回路32は、圧縮機1と、三方弁5と、凝縮器2と、毛細管3と、冷却器4と、流量可変バルブ6を順次メイン配管82によって接続することによって構成される。メイン回路32が、第1の実施形態のメイン回路31と相違する点は、冷却器4と圧縮機1の間に流量可変バルブ6が配置されている点である。
制御装置122は、冷蔵庫の冷却運転および除霜運転を制御する。制御装置121は、温度センサ44からの冷却器4の温度を表わす信号を受け、圧縮機1、庫内ファン41、三方弁5、ラジアントヒータ43、流量可変バルブ6を制御する。
制御装置122は、除霜運転が開始されると、制御装置122は、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがバイパス配管71に流れ、メイン配管82に接続されたメイン回路32に流れないようにする。これと同時に、制御装置122は、流量可変バルブ6の開度を小さな値A0に設定する。これによって、冷媒はガス化して圧縮機1に戻るようにできる。ガス冷媒が冷却器4へ流れることによって、冷却器4の温度が増加し、霜が溶け始める。制御装置122は、冷却器4の温度の増加に応じて、流量可変バルブ6の開度を大きくする。
図14は、第7の実施形態の冷蔵庫の冷媒回路およびその周辺回路の構成を表わす図である。
メイン回路34は、圧縮機1と、凝縮器2と、四方弁9と、キャビネットパイプ10と、毛細管3と、冷却器4とを順次メイン配管85によって接続することによって構成される。
凝縮器2は、圧縮機1で圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する。
キャビネットパイプ10は、第2の凝縮器として機能するものであって、凝縮器2から出力される高温の冷媒と外気との熱交換を行なう。キャビネットパイプ10は、冷蔵庫の側面や背面に断熱材を介して埋設されているパイプなどによって構成される。
冷却器4は、毛細管3で減圧された冷媒、キャビネットパイプ10と毛細管3で減圧された冷媒、または凝縮器2から出力されて直接送られる冷媒を蒸発させて吸熱する。
図15は、第8の実施形態の冷蔵庫の制御系の構成を表わす図である。
図16は、第8の実施形態の冷蔵庫の冷媒回路およびその周辺回路の構成を表わす図である。
メイン回路35は、圧縮機1と、三方弁5と、凝縮器2と、キャビネットパイプ10と、毛細管3と、冷却器4と、吸入管49を順次メイン配管85によって接続することによって構成される。毛細管3と吸入管49とは、熱交換器48を構成し、熱交換する。
凝縮器2は、圧縮機1で圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する。
キャビネットパイプ10は、第2の凝縮器として機能するものであって、高温の冷媒と外気との熱交換を行なう。
冷却器4は、圧縮機1から出力され、凝縮器2、キャビネットパイプ10、および毛細管3を経て送られる冷媒、または圧縮機1から出力され、毛細管3を経て送られる冷媒を蒸発させて吸熱する。
第1の冷却運転では、制御装置121は、三方弁5を制御することによって、圧縮機1の吐出ガスがメイン配管86と接続されたメイン回路35に流れ、バイパス配管75に流れないようにする。圧縮機1によって高温高圧に圧縮されたガス冷媒は、凝縮器2において外部に放熱することによって液冷媒に凝縮される。その後、液冷媒は、キャビネットパイプ10によってさらに放熱することによって凝縮される。その後、液冷媒は、毛細管3において低温低圧になる。その後、低温低圧の液冷媒は、冷却器4において空気から熱を吸入して蒸発する。冷却器4を通過することによって冷却された空気が庫内を循環して庫内の各室を冷やす。その後、冷媒は、吸入管49を経て、圧縮機1へ戻る。
図17は、第9の実施形態の冷蔵庫の冷媒回路およびその周辺回路の構成を表わす図である。
メイン回路33は、圧縮機1と、四方弁7と、凝縮器2と、毛細管3と、冷却器4bとを順次メイン配管83によって接続し、かつ、メイン配管83における毛細管3の出力と接続される部分と冷却器4bの入力と接続される部分との間の分岐箇所92から、メイン配管83における冷却器4bの出力と接続される部分と圧縮機1の入力と接続される部分との間の分岐箇所93まで、冷媒の流路を切り替える三方弁8と、冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器4aとを順次メイン配管84によって接続することによって構成される。
圧縮機1は、冷媒を圧縮する。
凝縮器2は、圧縮機1で圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する。
冷却器4bは、毛細管3で減圧された冷媒または圧縮機1から出力されて直接送られた冷媒を蒸発させて吸熱する。冷却器4aは、毛細管3で減圧された冷媒または圧縮機1から出力されて直接送られた冷媒を蒸発させて吸熱する。
図18は、第9の実施形態の冷蔵庫の制御系の構成を表わす図である。
Claims (14)
- 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記冷却器の入力と接続される部分との間の分岐箇所と、前記弁とを接続するバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記バイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了直後に、前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒をさらに凝縮させて放熱するキャビネットパイプと、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記毛細管から流出した冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記キャビネットパイプの出力と接続される部分と前記毛細管の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所と、前記弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記メイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記冷却器の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所と、前記弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記第2のバイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了直後に、前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒をさらに凝縮させて放熱するキャビネットパイプと、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記キャビネットパイプの出力と接続される部分と前記毛細管の入力と接続される部分との間の分岐箇所と、前記弁とを接続するバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記バイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了直後に、前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える第1の弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第1の冷却器とを順次第1のメイン配管によって接続するとともに、前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記第1の冷却器の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所から、前記第1のメイン配管における前記第1の冷却器の出力と接続される部分と前記圧縮機の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所まで、前記冷媒の流路を切り替える第2の弁と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第2の冷却器とを順次第2のメイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分、前記第1の分岐箇所との間の第3の分岐箇所と、前記第1の弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記第1の弁と前記第2の弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記第1の冷却器の下方に設けられ、前記第1の冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記第1の冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記第1の弁が前記冷媒を前記第1のバイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了直後に、前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える第1の弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第1の冷却器とを順次第1のメイン配管によって接続するとともに、前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記第1の冷却器の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所から、前記第1のメイン配管における前記第1の冷却器の出力と接続される部分と前記圧縮機の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所まで、前記冷媒の流路を切り替える第2の弁と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第2の冷却器とを順次第2のメイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分、前記第1の分岐箇所との間の第3の分岐箇所と、前記第1の弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記第1の弁と前記第2の弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記第2の冷却器の下方に設けられ、前記第2の冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記第2の冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記第1の弁が前記冷媒を前記第2のバイパス配管に流し、かつ前記第2の弁が前記第2のバイパス配管を流れた前記冷媒を前記第2の冷却器へ流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了直後に、前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記冷却器の入力と接続される部分との間の分岐箇所と、前記弁とを接続するバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記バイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了後、間隔を空けて前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒をさらに凝縮させて放熱するキャビネットパイプと、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記毛細管から流出した冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記キャビネットパイプの出力と接続される部分と前記毛細管の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所と、前記弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記メイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記冷却器の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所と、前記弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記第2のバイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了後、間隔を空けて前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒をさらに凝縮させて放熱するキャビネットパイプと、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する冷却器とを順次メイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記メイン配管における前記キャビネットパイプの出力と接続される部分と前記毛細管の入力と接続される部分との間の分岐箇所と、前記弁とを接続するバイパス配管と、
前記冷却器の下方に設けられ、前記冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記弁が前記冷媒を前記バイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了後、間隔を空けて前記第2の期間が開始される、、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える第1の弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第1の冷却器とを順次第1のメイン配管によって接続するとともに、前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記第1の冷却器の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所から、前記第1のメイン配管における前記第1の冷却器の出力と接続される部分と前記圧縮機の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所まで、前記冷媒の流路を切り替える第2の弁と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第2の冷却器とを順次第2のメイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分、前記第1の分岐箇所との間の第3の分岐箇所と、前記第1の弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記第1の弁と前記第2の弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記第1の冷却器の下方に設けられ、前記第1の冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記第1の冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記第1の弁が前記冷媒を前記第1のバイパス配管に流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了後、間隔を空けて前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒の流路を切り替える第1の弁と、前記冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、前記冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第1の冷却器とを順次第1のメイン配管によって接続するとともに、前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分と前記第1の冷却器の入力と接続される部分との間の第1の分岐箇所から、前記第1のメイン配管における前記第1の冷却器の出力と接続される部分と前記圧縮機の入力と接続される部分との間の第2の分岐箇所まで、前記冷媒の流路を切り替える第2の弁と、前記冷媒を蒸発させて吸熱する第2の冷却器とを順次第2のメイン配管によって接続することによって構成されるメイン回路と、
前記第1のメイン配管における前記毛細管の出力と接続される部分、前記第1の分岐箇所との間の第3の分岐箇所と、前記第1の弁とを接続する第1のバイパス配管と、
前記第1の弁と前記第2の弁とを接続する第2のバイパス配管と、
前記第2の冷却器の下方に設けられ、前記第2の冷却器から滴下するドレン水を受容するトレイと、
前記第2の冷却器と前記トレイの間に配置されたヒータとを備え、
除霜運転において、前記圧縮機が動作しかつ前記第1の弁が前記冷媒を前記第2のバイパス配管に流し、かつ前記第2の弁が前記第2のバイパス配管を流れた前記冷媒を前記第2の冷却器へ流す第1の期間と、前記ヒータがオンとなる第2の期間とが重複せず、
前記第1の期間の終了後、間隔を空けて前記第2の期間が開始される、冷蔵庫。 - 前記メイン回路は、前記冷却器、前記第1の冷却器、または前記第2の冷却器と前記圧縮機との間に配置された流量可変バルブを備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
- 前記冷却器、前記第1の冷却器、または前記第2の冷却器の温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度検出部で検出された温度が0℃に達したタイミングが前記第1の期間の終了タイミングである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の冷蔵庫。 - 前記第1の期間の開始時点の前記圧縮機の回転数は、前記第1の期間の終了時点の前記圧縮機の回転数よりも大きい、請求項12に記載の冷蔵庫。
- 前記冷却器の温度を検出する温度検出部を備え、
前記第1の期間において、前記温度検出部で検出された温度が0℃よりも低い所定の温度未満のときに、前記圧縮機の回転数が第1の値であり、前記温度検出部で検出された温度が0℃よりも低い所定の温度以上のときに、前記圧縮機の回転数が第1の値よりも小さな第2の値である、請求項12に記載の冷蔵庫。
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