JP6640778B2 - 冷凍サイクル及び冷凍サイクルを有する冷蔵庫 - Google Patents
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Description
圧縮機と、
冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
冷媒の分配態様を変更可能な冷媒切替部と、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室から前記冷凍側冷却器に戻る冷気が通過する戻りダクトと、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室に配された冷蔵温度センサと、
前記冷凍側冷却器を加熱可能な冷凍側電気ヒータと、を有する冷蔵庫であって、
前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
前記圧縮機の吐出冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側、の順に流すモードを実行可能であり、
前記除霜配管の他端よりも一端に近い部分は、該除霜配管の一端よりも他端に近い部分に比して、前記戻りダクトに近い位置に設けられており、
前記冷凍側冷却器の除霜は、前記モードを実行して行われる場合も、前記冷凍側電気ヒータを用いて行われる場合もある。
図1は実施例1に係る冷蔵庫の正面図、図2(a)は図1のA−A線断面図、図2(b)は冷凍側冷却器14の拡大図である。図2(b)中、黒塗りの矢印は第1還流口100dから第2還流口100eへ流れる冷媒の流れ方向を表している。
冷蔵庫1は、食品を冷蔵、及び冷凍して貯蔵する貯蔵室として、上方から冷蔵室2(第1冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室)と、製氷室3、上段冷凍室4、及び下段冷凍室5(それぞれ、冷凍室又は冷凍温度帯の貯蔵室)と、野菜室6(第2冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室)を備えている。製氷室3と上段冷凍室4は、同じ高さの位置に並設されている。便宜上、冷凍温度帯の製氷室3と上段冷凍室4と下段冷凍室5とを、冷凍温度帯室7と総称する。
冷蔵庫1は、製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5、及び野菜室6の空気を冷却する冷凍側冷却器14と、冷凍側冷却器14が収納される冷凍側収納室8と、冷凍側冷却器14からの冷気を庫内に送る冷凍側庫内ファン9を備えている。冷凍側冷却器14は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成するものであり、下段冷凍室5の略背部に配置された冷凍側収納室8内に設けられている。
冷凍側冷却器14周囲には、除霜配管65の少なくとも一部が配されている。除霜配管65は、後述する冷媒切替弁(冷媒切替部)としての五方弁100の制御によって、除霜配管65の一端側651から他端側652に冷媒が流れることができる。本実施例の除霜配管65は、冷凍側冷却器14のうち、野菜室戻りダクト18に近い領域に一端側651が設けられ、野菜室戻りダクト18から遠い領域に他端側652が設けられている。これにより、後述するように、冷凍側冷却器14のうち、着霜量が多くなりやすい領域を効果的に加熱することができる。なお、冷蔵温度帯の貯蔵室を冷凍側冷却器14の冷却空間内に有しない冷蔵庫1を検討する場合は、冷凍室冷気戻り口17のような冷凍温度帯の貯蔵室からの冷気の戻り口に近い領域に一端側651を配することができる。
冷蔵庫1は、冷蔵室2を冷却する冷蔵側冷却器50と、冷蔵側冷却器50が収納される冷蔵側冷却器収納室51と、冷蔵側冷却器50からの冷気を庫内に送る冷蔵側庫内ファン52を備えている。冷蔵側冷却器50は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成するものであり、冷蔵室2の略背部に配置された冷蔵側冷却器収納室51内に設けられている。
各室(2、3、4、5、6)への冷気の供給の実行不実行は、各室に設けた温度センサと連動して制御されるダンパによって切り替えられる。ダンパは、冷蔵室ダクト11や冷凍室ダクト13と各室との間を開閉することができる。冷蔵庫1は、冷凍側冷却器14に冷凍側冷却器温度センサ44を、冷蔵側冷却器50に冷蔵側冷却器温度センサ48を、冷蔵室2に冷蔵室温度センサ41を、下段冷凍室5に冷凍室温度センサ42を、野菜室6に野菜室温度センサ43をそれぞれ備えており、これらによって冷凍側冷却器14、冷蔵側冷却器50、冷蔵室2、下段冷凍室5、野菜室6の温度を検知している。
冷凍側冷却器14の下方には、冷凍側冷却器14に付着した霜を加熱可能な加熱部としての冷凍側電気ヒータ22を設置している。冷凍側電気ヒータ22は、除霜で生じた霜の融解水は、冷凍側収納室8の下部に備えた樋23に流入した後に、排水管27を介して機械室39に配設された蒸発皿32に達して貯留され、庫外凝縮器53と圧縮機24の熱によって蒸発する。
冷蔵庫1は、冷凍サイクル中に設けた冷媒切替弁としての五方弁100を用いて冷媒を分配している。冷凍サイクルには、圧縮機24、第1放熱器53、第2放熱器55、五方弁100、冷凍側冷却器14、冷蔵側冷却器50、冷凍側減圧器57としてのキャピラリーチューブ、冷蔵側減圧器61としてのキャピラリーチューブが配されて、それぞれ冷媒管によって接続されている。第1放熱器53は庫外ファン54による送風を受けて冷媒の放熱を促進させている。冷凍側冷却器14は冷凍側庫内ファン9の駆動によって、生じた冷気を冷凍室3等に案内している。冷蔵側冷却器50は冷蔵側庫内ファン52の駆動によって、生じた冷気を冷蔵室2に案内している。
圧縮機24は、吐出側が第1放熱器53の一方側に接続されている。第1放熱器53の他方側は第2放熱器55の一方側に接続されている。第2放熱器55の他方側は五方弁100の流入口100aに接続されている。
五方弁100は、流入口100aから五方弁100内に流入した冷媒を、第1送流口100b、第2送流口100c、第1還流口100d、若しくは第2還流口100eに案内する流通状態又は何れの出口100b−100eにも案内しない閉塞状態にすることができる冷媒切替弁である。五方弁100としては、例えば特開2016−205475公報に記載のものを用いることができる。
圧縮機24の吐出側を最上流、吸入側を最下流として、冷凍サイクルの構造を説明する。
本実施例では、五方弁100を動作させることで、「冷蔵室冷却モード」、「冷凍室冷却モード」、「除霜モード」、及び「冷媒回収モード」を実現することができる、何れのモードも圧縮機24から吐出された冷媒が、第1放熱器53、第2放熱器55を経て流入口100aから五方弁100に流入する点は共通している。このため、続く各モードの説明では、流入口100aから後の冷媒の流れを説明する。なお、第1放熱器53としては、例えば機械室39に這わせた冷媒管とすることができる。第2放熱器55としては、例えば冷蔵庫1の外壁面に沿って取り付けられた冷媒管とすることができる。
流入口100aから第1送流口100bに冷媒を案内する状態の五方弁100の状態で実現される冷凍サイクルのモードを「冷蔵室冷却モード」と呼称する。
図3は、冷蔵室冷却モードのサイクル図である。冷蔵室2の冷却運転を行う場合、流入口100aから五方弁100に流入した冷媒が、第1送流口100bへ案内される状態に五方弁100を設定する。第1送流口100bから流出した冷媒は、冷蔵側減圧器61により減圧されて低温低圧になり、さらに冷蔵側冷却器50にて蒸発して冷蔵室2内の熱を吸熱する。その後、冷媒は、冷蔵側減圧器61に近接する冷蔵側熱交換部63において冷蔵側減圧器61と熱交換を行い、圧縮機24の吸込み側へ戻る。
流入口100aから第2送流口100cに冷媒を案内する状態の五方弁100で実現される冷凍サイクルのモードを「冷凍室冷却モード」と呼称する。
図4は、冷凍室冷却モードのサイクル図である。製氷室3等の冷凍温度帯室7の冷却運転を行う場合、流入口100aから五方弁100に流入した冷媒が、第2送流口100cへ案内される状態に五方弁100を設定する。第2送流口100cから流出した冷媒は、冷凍側減圧器57で減圧されて低温低圧になり、さらに冷凍側冷却器14で蒸発して冷凍温度帯室7内の熱を吸熱する。冷凍側冷却器14で気相となった冷媒は逆止弁58を通過して冷媒管59を流れ、冷凍側減圧器57に近接する冷凍側熱交換部60で冷凍側減圧器57の熱を吸熱して圧縮機24へ戻る。本実施例では、冷凍室冷却モードによって製氷室3の他、上段冷凍室4、及び下段冷凍室5、並びに野菜室6に併せて冷気を供給できるが、このうち冷凍温度帯室7については、製氷室3、上段冷凍室4、又は下段冷凍室5何れか1つ以上を有する冷蔵庫にすれば良い。また、野菜室6を設けなくてもよい。
流入口100aから第1還流口100dに冷媒を案内し、第2還流口100e及び第1送流口100bの間を冷媒が流通可能な状態の五方弁100で実現される冷凍サイクルのモードを「除霜モード」と呼称する。
これにより、除霜配管65を流れる温冷媒によって冷凍側冷却器14を加熱して除霜することができる。具体的に、第1還流口100dに案内された冷媒は、冷凍側冷却器14の一方側から他方側に向けて流れ、第2還流口100eから五方弁100に戻り、第1送流口100bに案内される。
流入口100aから何れの出口100b−100eからも冷媒の流出を抑制する閉塞状態の五方弁100で実現される冷凍サイクルのモードを「冷媒回収モード」と呼称する。
図7,図8は冷蔵庫1の各貯蔵室2−6の冷却に係る制御フローチャートである。冷蔵庫1が冷却運転を開始すると、まず、五方弁100の状態を切り替えて冷凍サイクルを「冷媒回収モード」に設定する(ステップS2)。このとき、圧縮機24は停止している。
2 冷蔵室(第1冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室)
3 製氷室(冷凍室(冷凍温度帯の貯蔵室))
4 上段冷凍室(冷凍室)
5 下段冷凍室(冷凍室)
6 野菜室(第2冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室)
7 冷凍温度帯室(冷凍室)
8 冷凍側冷却器収納室
9 冷凍側庫内ファン
10 断熱箱体
10a 外箱
10b 内箱
11 冷蔵室ダクト
13 冷凍室ダクト
13a,13b,13c 冷気吹き出し口
14 冷凍側冷却器
16 センサ収納部
17 冷凍室冷気戻り口
18 野菜室戻りダクト
18a 野菜室戻り口
20 冷蔵室ダンパ
21 冷凍室ダンパ
22 冷凍側電気ヒータ(発熱部)
23 樋
24 圧縮機
26 温度設定器
27 排水管
28,29 仕切壁
30 基板収納部
31 制御基板
32 蒸発皿
37 外気温度センサ
38 外気湿度センサ
39 機械室
41 冷蔵室温度センサ
42 冷凍室温度センサ
43 野菜室温度センサ
44 冷凍側冷却器温度センサ
48 冷蔵側冷却器温度センサ
50 冷蔵側冷却器
51 冷蔵側冷却器収納室
52 冷蔵側庫内ファン
53 第1放熱器(放熱パイプ)
54 庫外ファン
55 第2放熱器(壁面凝縮器)
57 冷凍側減圧部
58 逆止弁
59 冷凍側冷媒管
60 冷凍側熱交換部
61 冷蔵側減圧部
62 冷蔵側冷媒管
63 冷蔵側熱交換部
65 除霜配管
100 五方弁
Claims (3)
- 圧縮機と、
冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
冷媒の分配態様を切替可能な冷媒切替弁と、を有する冷凍サイクルであって、
前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
前記冷媒切替弁は、
前記圧縮機の吐出冷媒が流入する流入口と、
前記除霜配管の一端側に繋がる第1還流口と、
前記除霜配管の他端側に繋がる第2還流口と、
前記冷蔵側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第1送流口と、
前記冷凍側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第2送流口と、を有することを特徴とする冷凍サイクル。 - 前記流入口から流入した冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側の順に流すモードを実行することを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル。
- 圧縮機と、
冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
冷媒の分配態様を変更可能な冷媒切替部と、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室から前記冷凍側冷却器に戻る冷気が通過する戻りダクトと、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室に配された冷蔵温度センサと、
前記冷凍側冷却器を加熱可能な冷凍側電気ヒータと、を有する冷蔵庫であって、
前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
前記圧縮機の吐出冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側、の順に流すモードを実行可能であり、
前記除霜配管の他端よりも一端に近い部分は、該除霜配管の一端よりも他端に近い部分に比して、前記戻りダクトに近い位置に設けられており、
前記冷凍側冷却器の除霜は、前記モードを実行して行われる場合も、前記冷凍側電気ヒータを用いて行われる場合もある冷蔵庫。
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