WO2019073749A1 - 冷蔵庫 - Google Patents
冷蔵庫 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019073749A1 WO2019073749A1 PCT/JP2018/034323 JP2018034323W WO2019073749A1 WO 2019073749 A1 WO2019073749 A1 WO 2019073749A1 JP 2018034323 W JP2018034323 W JP 2018034323W WO 2019073749 A1 WO2019073749 A1 WO 2019073749A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- evaporator
- refrigerator
- switching valve
- bypass
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/04—Preventing the formation of frost or condensate
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/06—Removing frost
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/06—Removing frost
- F25D21/08—Removing frost by electric heating
Definitions
- the present invention relates to a refrigerator that reduces the output of an electric heater for defrosting by heating the evaporator by the high pressure refrigerant in the refrigeration cycle flowing into the evaporator due to a pressure difference after the compressor is stopped. is there.
- a refrigerator that reduces the output of the defrosting electric heater by using energy that heats the evaporator by the high pressure refrigerant in the refrigeration cycle flowing into the evaporator due to the pressure difference.
- the high pressure refrigerant stored inside the condenser of the refrigeration cycle is maintained near the outside air temperature even after the compressor is stopped, while the evaporator is at a low temperature of -30 ° C to -20 ° C.
- the output of the electric heater for defrosting is positively reduced by increasing the amount flowing into the evaporator by the pressure difference or increasing the enthalpy of the high pressure refrigerant flowing into it to increase the amount of heat flowing into it. It is intended to save energy.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional refrigerator.
- FIG. 6 is a configuration diagram of a refrigeration cycle of a conventional refrigerator.
- FIG. 7 is a view showing control at the time of defrosting of the conventional refrigerator.
- the refrigerator 111 has a housing 112, a door 113, and a leg 114 for supporting the housing 112, and the lower machine room 115 and the housing 112 provided at the lower part of the housing 112. It has a refrigerator compartment 117 disposed at the top and a freezer compartment 118 disposed at the bottom of the housing 112.
- the refrigerator 111 is housed in the compressor 119 housed in the lower machine room 115, the evaporator 120 housed on the back side of the freezer room 118, and the lower machine room 115 as components constituting a refrigeration cycle.
- a main condenser 121 is provided.
- the refrigerator 111 has a partition 122 for partitioning the lower machine room 115, a fan 123 attached to the partition 122 for cooling the main condenser 121 by air, an evaporation tray 137 installed at the top of the compressor 119, and a bottom plate of the lower machine room 115 It has 125.
- the refrigerator 111 connects a plurality of intake ports 126 provided in the bottom plate 125, an outlet port 127 provided on the back side of the lower machine room 115, and an outlet port 127 of the lower machine room 115 and the upper part of the housing 112.
- a communicating air passage 128 is provided.
- the lower mechanical chamber 115 is divided into two chambers by a partition wall 122, the main condenser 121 is accommodated on the windward side of the fan 123, and the compressor 119 and the evaporation plate 137 are accommodated on the windward side of the fan 123.
- the refrigerator 111 is a component that constitutes the refrigeration cycle shown in FIG. 6, and is a dew-resistant dew point located downstream of the main condenser 121 and thermally coupled to the outer surface of the casing 112 around the opening of the freezer compartment 118. It has a pipe 140.
- the dew protection pipe 140 is an auxiliary condenser for the main condenser 121, and prevents condensation of the casing 112 around the opening of the freezer compartment 118.
- the refrigerator 111 has a dryer 138 located downstream of the dew protection pipe 140 for drying the circulating refrigerant, and a throttle 142 for connecting the dryer 138 and the evaporator 120 and reducing the pressure of the circulating refrigerant.
- the refrigerator 111 has a two-way valve 141 for closing the outlet of the dew protection pipe 140 when defrosting the evaporator 120, and a defrost heater (not shown) for heating the evaporator 120. .
- the refrigerator 111 supplies the cold air generated by the evaporator 120 to the evaporator fan 130 supplying the refrigerator compartment 117 and the freezer compartment 118, the freezer compartment damper 131 blocking the cold air supplied to the freezer compartment 118, and the refrigerator compartment 117 And a duct 133 for supplying cold air to the cold storage room 117.
- the refrigerator 111 has an FCC temperature sensor 134 for detecting the temperature of the freezing chamber 118, a PCC temperature sensor 135 for detecting the temperature of the refrigerating chamber 117, and a DEF temperature sensor 136 for detecting the temperature of the evaporator 120.
- a state in which the fan 123, the compressor 119, and the evaporator fan 130 are all stopped is referred to as a cooling stop state (hereinafter, this operation is referred to as an "OFF mode").
- this operation when the temperature detected by the FCC temperature sensor 134 rises to the predetermined value FCC_ON temperature or the temperature detected by the PCC temperature sensor 135 rises to the predetermined value PCC_ON temperature, the following operation is performed. That is, with the freezer compartment damper 131 closed and the refrigerator compartment damper 132 opened, the compressor 119, the fan 123, and the evaporator fan 130 are driven (hereinafter, this operation is referred to as "PC cooling mode").
- the main condenser 121 side of the lower machine room 115 partitioned by the partition wall 122 becomes negative pressure by the drive of the fan 123, so that external air is sucked from the plurality of intake ports 126, and the compressor 119 and the evaporation pan
- the pressure on the side 137 is positive, and the air in the lower machine room 115 is discharged to the outside of the refrigerator 111 from the plurality of discharge ports 127.
- the refrigerant discharged from the compressor 119 is supplied to the anti-dew pipe 140 after condensing while leaving part of the gas in the main condenser 121 while exchanging heat with the outside air.
- the refrigerant passing through the anti-dew pipe 140 heats and condenses through the housing 112 while warming the opening of the freezing chamber 118.
- the liquid refrigerant condensed by the dew protection pipe 140 is dewatered by the dryer 138, decompressed by the throttling 142, and heat exchanged with air in the refrigerator compartment 117 while evaporating by the evaporator 120. While cooling the refrigerating chamber 117, the refrigerant is returned to the compressor 119 as a gaseous refrigerant.
- the freezer compartment damper 131 is opened, the refrigerator compartment damper 132 is closed, and the compressor 119, the fan 123, and the evaporator fan 130 are driven.
- the freezer compartment 118 is cooled by heat exchange between the air in the freezer compartment 118 and the evaporator 120 by operating the refrigeration cycle in the same manner as PC cooling (hereinafter, this operation is referred to as “FC cooling mode”) .
- the mode shifts to a defrost mode in which frost formation on the evaporator 120 is heated and melted.
- the freezer compartment 118 is cooled for a predetermined time as in the FC cooling mode in order to suppress the temperature rise of the freezer compartment 118.
- the main condenser 121 and the anti-dew pipe are provided via a seal portion such as a valve (not shown) that divides the high pressure side and the low pressure side inside the compressor 119.
- a seal portion such as a valve (not shown) that divides the high pressure side and the low pressure side inside the compressor 119.
- the defrost heater (not shown) attached to the evaporator 120 is energized to complete the defrosting. Then, in the section t, the two-way valve 141 is opened to equalize the inside of the refrigeration cycle, and the normal operation is resumed from the section u.
- the recovered high pressure refrigerant is made to flow backward to the evaporator 120 via the compressor 119, thereby recovering the waste heat of the compressor 119 using the high pressure refrigerant. Can be used to heat the evaporator 120.
- the backflow due to the leak of the seal portion such as the valve that divides the high pressure side and the low pressure side inside the compressor 119 is used, the amount of refrigerant flowing into the evaporator 120 decreases, and the electric power of the defrost heater It causes the inability to reduce the amount sufficiently.
- the fluctuation of the flow path resistance is suppressed.
- the refrigerator in the present invention has a refrigeration cycle including at least a compressor, an evaporator, a main condenser, and a dew proof pipe, and a flow path switching valve connected to the downstream side of the main condenser, and the downstream side of the flow path switching valve And a bypass connected to the downstream side of the flow path switching valve in parallel with the dew protection pipe. Furthermore, the refrigerator according to the present invention recovers the stagnant refrigerant in the evaporator and the dew protection pipe by fully closing the flow path switching valve during operation of the compressor, and then stops the compressor and the flow path switching valve. The stagnant refrigerant collected by opening to the bypass side is supplied to the evaporator for defrosting, and after a predetermined time, the defrost heater is energized.
- the refrigerant remaining in the anti-dew pipe thermally coupled with the periphery of the opening of the freezing chamber is also recovered simultaneously and recovered in the main condenser and recovered.
- the high pressure refrigerant is supplied to the evaporator through a bypass circuit when it is used for defrosting of the evaporator.
- the refrigerator according to the present invention can reduce the power consumption of the defrost heater by recovering the refrigerant in the refrigeration cycle to the main condenser and using it for heating the evaporator, thereby achieving energy saving of the refrigerator. Can.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cycle configuration diagram of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a diagram showing control at the time of defrosting of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a cycle configuration diagram of a refrigerator according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a conventional refrigerator.
- FIG. 6 is a block diagram of a conventional refrigerator.
- FIG. 7 is a diagram showing the operation of the flow path switching valve of the conventional refrigerator.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cycle configuration diagram of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a view showing control at the time of defrosting of the refrigerator in the first embodiment of the present invention.
- the refrigerator 11 has a housing 12, a door 13, and legs 14 for supporting the housing 12, and a lower machine room 15 and a housing 12 provided at the lower part of the housing 12. It has an upper machine room 16 provided at the upper part, a refrigerating room 17 arranged at the upper part of the housing 12 and a freezing room 18 arranged at the lower part of the housing 12.
- Upper machine room 16 is constituted by base panel 16a, cover panel 16b, and reinforcement member 16c.
- the refrigerator 11 is housed in the compressor 19 housed in the upper machine room 16, the evaporator 20 housed on the rear side of the freezer room 18, and the lower machine room 15 as parts constituting a refrigeration cycle.
- the main condenser 21 is provided.
- the refrigerator 11 has a partition 22 for dividing the lower machine room 15, a fan 23 attached to the partition 22 for air cooling the main condenser 21, an evaporation tray 24 installed on the downwind side of the partition 22, and a bottom plate of the lower machine room 15. It has 25.
- the compressor 19 is a variable speed compressor, and uses six rotation speeds selected from 20 to 80 rps. This is to adjust the refrigeration capacity by switching the number of rotations of the compressor 19 from low speed to high speed in six stages while avoiding resonance of piping and the like.
- the compressor 19 operates at a low speed at start-up, and accelerates as the operation time for cooling the refrigerating chamber 17 or the freezing chamber 18 becomes longer. This mainly uses the most efficient low speed as the number of revolutions of the compressor 19, and is relatively high for a load increase of the cold storage room 17 or the freezing room 18 due to a high outside air temperature or opening and closing of a door. This is to use the number of rotations.
- the rotation speed of the compressor 19 is controlled independently of the cooling operation mode of the refrigerator 11, the rotation speed at the start of the PC cooling mode having a high evaporation temperature and a relatively large refrigeration capacity It may be set low.
- the refrigeration capacity may be adjusted while decelerating the compressor 19.
- the refrigerator 11 also includes a plurality of intake ports 26 provided in the bottom plate 25, a discharge port 27 provided on the back side of the lower machine room 15, and a series connecting the upper machine room 16 with the discharge port 27 of the lower machine room 15.
- the lower machine room 15 is divided into two rooms by the partition wall 22, the main condenser 21 is accommodated on the windward side of the fan 23, and the evaporation pan 24 is accommodated on the windward side of the fan 23.
- the refrigerator 11 is a component constituting the refrigeration cycle shown in FIG. 2, and is disposed downstream of the main condenser 21, the main condenser 21 and a dryer 38 for drying the circulating refrigerant, and downstream of the dryer 38. It has a flow path switching valve 40 located to control the flow of the refrigerant. Further, the refrigerator 11 is located downstream of the flow path switching valve 40, and is a dewproof pipe 41 thermally coupled to the outer surface of the casing 12 around the opening of the freezing chamber 18, and the dewproof pipe 41 and the evaporator. A throttle 42 is provided which is a flow path resistance connecting the 20.
- the dew protection pipe 41 is an auxiliary condenser for the main condenser 21 and prevents condensation of the casing 12 around the opening of the freezer compartment 18 thermally coupled to the dew protection pipe 41.
- the refrigerator 11 includes a bypass 43 connecting the evaporator 20 and the downstream side of the flow path switching valve 40 in parallel with the dew proof pipe 41, a heat exchange unit 44 thermally coupled to the housing 12 in the path of the bypass 43, A resistor 45 is provided which is upstream of the heat exchange unit 44 and reduces the pressure of the refrigerant passing through the path of the bypass 43.
- the heat exchange unit 44 is attached to the back surface of the housing 12 with an aluminum foil tape, and peripheral structures (not shown) in which the back surfaces of the housing 12 and the housing 12 are in contact with each other via the back surface of the housing 12 Or the heat storage of the ambient air (not shown) can be recovered.
- peripheral structures not shown
- the refrigerant in the main condenser 21 whose temperature is maintained substantially at the outside air temperature passes through the bypass 43
- the pressure is reduced by the resistor 45 and becomes lower than the outside air temperature.
- the temperature of the refrigerant that is lower than the outside air temperature is different from that of the casing 12 and the surrounding structure (not shown) with which the back face of the casing 12 is in contact, or the surrounding air (not shown).
- the heat storage can be recovered by the amount of heat capacity.
- the flow path switching valve 40 can control the flow of the refrigerant independently of the dew protection pipe 41 and the bypass 43 respectively. Normally, the flow path switching valve 40 maintains the open state of the flow path from the main condenser 21 to the dew proof pipe 41, and maintains the closed state of the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43. The opening and closing state of the flow path is changed only at the time of defrosting, which will be described later.
- the refrigerator 11 supplies the cold air generated by the evaporator 20 to the evaporator fan 30 for supplying the refrigerator compartment 17 and the freezer compartment 18, the freezer compartment damper 31 for blocking the cold air supplied to the freezer compartment 18, and the refrigerator compartment 17 And a duct 33 for supplying cold air to the cold storage room 17.
- the refrigerator 11 has an FCC temperature sensor 34 for detecting the temperature of the freezing chamber 18, a PCC temperature sensor 35 for detecting the temperature of the refrigerating chamber 17, and a DEF temperature sensor 36 for detecting the temperature of the evaporator 20. .
- the duct 33 is formed along the wall surface where the cold storage room 17 and the upper machine room 16 are adjacent, and discharges a part of the cold air passing through the duct 33 from near the center of the cold room, and most of the cold air is the upper machine After the chamber 16 passes while cooling adjacent wall surfaces, it is discharged from the upper part of the refrigerating chamber 17.
- a state in which the fan 23, the compressor 19 and the evaporator fan 30 are all stopped is referred to as a cooling stop state (hereinafter, this operation is referred to as an “OFF mode”).
- this operation when the temperature detected by the FCC temperature sensor 34 rises to the predetermined value FCC_ON temperature or the temperature detected by the PCC temperature sensor 35 rises to the predetermined value PCC_ON temperature, the following operation is performed. That is, the freezer compartment damper 31 is closed, the refrigerator compartment damper 32 is opened, and the compressor 19, the fan 23, and the evaporator fan 30 are driven (hereinafter, this operation is referred to as "PC cooling mode").
- the main condenser 21 side of the lower machine room 15 partitioned by the partition wall 22 becomes negative pressure by the drive of the fan 23, and external air is sucked from the plurality of intake ports 26, and the evaporation pan 24 side is positive pressure
- the air in the lower machine room 15 is discharged to the outside of the refrigerator 11 from the plurality of discharge ports 27.
- the refrigerant discharged from the compressor 19 is condensed while leaving part of the gas in the main condenser 21 while exchanging heat with the outside air, and then the water is removed by the dryer 38.
- the dew pipe 41 is supplied.
- the refrigerant having passed through the anti-dew pipe 41 dissipates heat through the casing 12 while warming the opening of the freezing chamber 18 and condenses, and then the pressure is reduced by the throttle 42 which is a flow path resistance and evaporated in the evaporator 20 While exchanging heat with the air in the cold storage room 17 to cool the cold storage room 17, the refrigerant is returned to the compressor 19 as a gaseous refrigerant.
- the freezer compartment damper 30 is opened, the refrigerator compartment damper 32 is closed, and the compressor 19, the fan 23, and the evaporator fan 30 are driven.
- the freezer compartment 18 is cooled by heat exchange between the air in the freezer compartment 18 and the evaporator 20 by operating the refrigeration cycle in the same manner as PC cooling (hereinafter, this operation is referred to as “FC cooling mode”) .
- the state “open / close” of the flow passage switching valve 40 opens the flow passage from the main condenser 21 to the dewproof pipe 41 and closes the flow passage from the main condenser 21 to the bypass 43.
- the state “closed / opened” of the flow path switching valve 40 means that the flow path from the main condenser 21 to the dew proof pipe 41 is closed and the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43 is opened.
- the state “closed / closed” of the flow path switching valve 40 means that the flow path from the main condenser 21 to the dew proof pipe 41 is closed and the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43 is closed.
- the mode shifts to a defrost mode in which frost formation on the evaporator 20 is heated and melted.
- the freezing chamber 18 is cooled for a predetermined time as in the FC cooling mode.
- section c the compressor 19 is stopped, and the flow path switching valve 40 is switched to the state “closed and open” to open the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43, thereby the resistor 45 and the bypass
- the high-pressure refrigerant collected in the main condenser 21 via 43 is supplied to the evaporator 20.
- the heat exchange section 44 is passed by the heat stored in the peripheral structure (not shown) or the ambient air (not shown) with which the housing 12 and the back surface of the housing 12 are in contact via the back surface of the housing 12
- the refrigerant is warmed and the dryness of the refrigerant is increased.
- the defrost heater (not shown) attached to the evaporator 20 is energized to complete the defrosting.
- the completion of the defrosting is judged by the DEF temperature sensor 36 reaching a predetermined temperature.
- the flow path switching valve 40 is switched to the state "open / close” to close the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43 and open the flow path from the main condenser 21 to the dewproof pipe 41
- the pressure in the refrigeration cycle is equalized, and the compressor 19 is driven from section f to resume normal operation.
- the refrigerator recovers the refrigerant remaining in the evaporator 20 and the dew proof pipe 41 in the main condenser 21 at the time of defrosting, and the heat exchange unit 44 thermally coupled to the compressor 19.
- the high pressure refrigerant is supplied to the evaporator 20 through a bypass 43 having the following to heat the evaporator 20.
- the electric energy of a defrost heater (not shown) can be reduced, and energy saving of a refrigerator can be aimed at.
- the main condenser 21 is a forced air cooling type condenser, but a dew protection pipe thermally coupled to the side surface or the back surface of the housing 12 may be used. Unlike a dew-proof pipe thermally coupled to the periphery of the opening of the refrigerator compartment 17 or the freezer compartment 18, the dew-proof pipe thermally coupled to the side or back of the housing 12 is maintained near the outside air temperature even while the compressor 19 is stopped. Therefore, the same effect can be expected even when used as the main condenser 21.
- heat exchange unit 44 is provided on the back of housing 12 and the heat storage of the peripheral structure (not shown) or the ambient air (not shown) with which the back of housing 12 is in contact.
- the heat exchange unit 44 is provided on the back surface of the case 12 because heat storage of the case 12 can be used even if the heat exchange unit 44 is provided on the side surface or top surface of the case 12. The same effect can be expected.
- the heat exchange portion 44 is provided thermally independent of the main condenser 21. However, a part of the main condenser 21 is thermally coupled to the side surface or the back surface of the housing 12 It may be replaced by a dew protection pipe and thermally coupled with the heat exchange unit 44.
- the temperature of the heat exchange unit 44 which is lower than the outside temperature at the time of defrosting, can be rapidly raised at the start of normal operation. It is possible to suppress the occurrence of dew condensation on the portion 44 and the periphery.
- high pressure refrigerant is directly supplied to the evaporator 20 via the bypass 43 without passing through the dewproof pipe 41 and the throttle 42 which is the flow path resistance in the case of defrosting.
- the compressor 19 is stopped, it is avoided that the temperature of the high-pressure refrigerant drops due to the influence of the dew protection pipe 41 which is lower in temperature than the main condenser 21.
- the high pressure refrigerant may flow back from the evaporator 20 to the dew proof pipe 41 through the restriction 42 which is a flow path resistance. Therefore, a check valve or a two-way valve may be provided to prevent backflow from the outlet of the dew protection pipe 41 into the path of the inlet of the evaporator 20.
- the difference between the refrigerator in the present embodiment and the refrigerator in the first embodiment is the difference in the installation location of the heat exchange unit 44 of the refrigerator in the first embodiment, and for the refrigerator in the present embodiment, It demonstrates using the cycle block diagram shown in FIG.
- the refrigerator shown in FIG. It demonstrates using the figure which shows control at the time of the defrost of the refrigerator shown in sectional drawing and FIG.
- the refrigerator 11 is a component constituting a refrigeration cycle, the main condenser 21, a dryer 38 located downstream of the main condenser 21 and drying the circulating refrigerant, and A flow path switching valve 40 is provided downstream of the dryer 38 to control the flow of the refrigerant. Further, the refrigerator 11 is located downstream of the flow path switching valve 40, and is a dewproof pipe 41 thermally coupled to the outer surface of the casing 12 around the opening of the freezing chamber 18, and the dewproof pipe 41 and the evaporator. A throttle 42 is provided which is a flow path resistance connecting the 20.
- the refrigerator 11 is thermally coupled to the base panel 16 a in the upper machine room 16 in the path of the bypass 43 connecting the downstream side of the flow path switching valve 40 and the evaporator 20 in parallel with the dew protection pipe 41.
- a heat exchange portion 44 a and a resistor 45 which is located upstream of the heat exchange portion 44 a and which passes through the path of the bypass 43 are reduced.
- the heat exchange part 44a is fitted in the base panel 16a in the upper machine room 16, for example, if the base panel 16a is made of resin, in the molded groove, and the heat exchange part 44a is used during operation of the compressor 19.
- the heat storage of the base panel 16a which stored the waste heat of can be recovered.
- section c of FIG. 3 the compressor 19 is stopped, and the flow path switching valve 40 is switched to open the flow path from the main condenser 21 to the bypass 43, so that the resistor 45 and the bypass 43 are interposed.
- the operation when supplying the high-pressure refrigerant collected in the main condenser 21 to the evaporator 20 is different from that of the refrigerator in the first embodiment. That is, when the high pressure refrigerant recovered to the main condenser 21 through the resistor 45 and the bypass 43 is supplied to the evaporator 20, the base panel 16a in the upper machine room 16 which stores waste heat when the compressor 19 is operated. Due to the heat storage of the refrigerant, the refrigerant passing through the heat exchange unit 44a is heated, and the dryness of the refrigerant is increased.
- the heat storage of the base panel 16a in the upper mechanical chamber 16 is used to heat the refrigerant, but the heat exchange portion 44a may be provided on the reinforcing member 16c in the upper mechanical chamber 16 Similar advantages can be expected in utilizing the heat storage in the machine room 16.
- the compressor 19 is stopped by directly supplying the high pressure refrigerant to the evaporator 20 without passing through the dewproof pipe 41 and the throttle 42 which is the flow path resistance at the time of defrosting. It was avoided that the temperature of the high pressure refrigerant decreased due to the influence of the dew protection pipe 41 which becomes lower temperature than the main condenser 21 at the time of However, when the temperature of the evaporator 20 becomes higher than the dew proof pipe 41 due to the progress of the defrosting, the high pressure refrigerant may flow back from the evaporator 20 to the dew proof pipe 41 through the restriction 42 which is a flow path resistance. Therefore, a check valve or a two-way valve may be provided to prevent backflow from the outlet of the dew protection pipe 41 into the path of the inlet of the evaporator 20.
- the refrigerator in the first disclosure has a refrigeration cycle including at least a compressor, an evaporator, a main condenser, and a dew proof pipe, and a flow path switching valve connected to the downstream side of the main condenser and A dew protection pipe connected to the downstream side of the flow path switching valve; and a bypass connected to the downstream side of the flow path switching valve in parallel with the dew protection pipe.
- the refrigerator in the first disclosure completely stops the flow path switching valve during operation of the compressor to recover the stagnant refrigerant in the evaporator and the dew proof pipe, and then stops the compressor and switches the flow path.
- the stagnant refrigerant collected by opening the valve to the bypass side is supplied with the evaporator and defrosted, and after a predetermined time, the defrost heater is energized.
- the refrigerator in the second disclosure in the first disclosure, has a flow path resistance connected between the outlet of the bypass and the outlet of the dew proof pipe, and opens the flow switching valve to the bypass side to open the high pressure refrigerant.
- the pressure in the bypass may be maintained at a higher pressure than in the dew protection pipe.
- the amount of used electric power of the defrost heater can be reduced by suppressing the fluctuation of the flow path resistance and the high pressure. It can be stably reduced, and energy saving of the refrigerator can be achieved.
- the refrigerator according to the third disclosure is, in the first disclosure or any one of the second disclosure, provided between a heat exchange portion for thermally coupling a part of the bypass and the housing, and a heat exchange portion and the flow path switching valve.
- a heat exchange portion for thermally coupling a part of the bypass and the housing
- a heat exchange portion and the flow path switching valve When defrosting the evaporator while supplying the high pressure refrigerant to the evaporator by opening the flow path switching valve to the bypass side, the heat storage of the casing is used to heat the high pressure refrigerant. May be
- the housing is brought close to the ambient temperature after passing through the resistor to lower the temperature of the refrigerant from the main condenser.
- the heat exchange unit may be provided on the back of the housing in the third disclosure.
- a heat exchange portion thermally coupling a part of the bypass and a machine room provided with a compressor, a heat exchange portion, and a flow path switching It may have a resistor provided between the valves. Furthermore, when defrosting the evaporator while opening the flow path switching valve to the bypass side and supplying the high-pressure refrigerant to the evaporator, the refrigerator in the fifth disclosure utilizes the heat storage in the machine room to utilize the high-pressure refrigerant. You may heat it.
- the heat exchange unit may be provided immediately below the compressor.
- the refrigerator according to the present invention recovers the refrigerant remaining in the evaporator and the dew protection pipe in the main condenser, and the high-pressure refrigerant in the refrigeration cycle flows into the evaporator due to the pressure difference to add the evaporator. Since the output of the electric heater for defrosting can be reduced using the energy to warm, it is applicable also to other refrigeration application goods, such as a commercial refrigerator.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
Abstract
少なくとも圧縮機(19)、蒸発器(20)、主凝縮器(21)、防露パイプ(41)を有する冷凍サイクルを有する。主凝縮器(21)の下流側に接続した流路切換バルブ(40)と、流路切換バルブ(40)の下流側に接続した防露パイプ(41)と、防露パイプ(41)と並列に流路切換バルブ(40)の下流側に接続したバイパス(43)を有する。圧縮機(19)を運転中に流路切換バルブ(40)を全閉することで蒸発器(20)及び防露パイプ(41)内の滞留冷媒を回収した後、圧縮機(19)を停止するとともに流路切換バルブ(40)をバイパス側に開放することで回収した滞留冷媒を蒸発器(20)に供給することで除霜し、その所定時間後、除霜ヒータに通電する。
Description
本発明は、圧縮機が停止した後に、冷凍サイクル内の高圧冷媒が圧力差により蒸発器に流入して蒸発器を加温することにより、除霜用電気ヒータの出力を削減する冷蔵庫に関するものである。
省エネルギーの観点から、家庭用冷蔵庫においては、冷凍サイクル内の高圧冷媒が圧力差により蒸発器に流入して蒸発器を加温するエネルギーを利用して、除霜用電気ヒータの出力を削減する冷蔵庫がある。これは、圧縮機が停止した後でも冷凍サイクルの凝縮器内部に貯留する高圧冷媒が外気温度付近に維持される一方、蒸発器が-30℃~-20℃の低温状態にあるため、高圧冷媒が圧力差により蒸発器に流入する量を増大させたり、流入する高圧冷媒のエンタルピーを増大させて流入する熱量を増大させたりすることで、除霜用電気ヒータの出力を積極的に削減して省エネルギー化を図るものである。
以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫を説明する。
図5は従来の冷蔵庫の縦断面図である。図6は従来の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図である。図7は従来の冷蔵庫の除霜時の制御を示した図である。
図5および図6に示すように、冷蔵庫111は、筐体112、扉113、筐体112を支える脚114を有するとともに、筐体112の下部に設けられた下部機械室115、筐体112の上部に配置された冷蔵室117、および筐体112の下部に配置された冷凍室118を有している。また、冷蔵庫111は、冷凍サイクルを構成する部品として、下部機械室115に収められた圧縮機119、冷凍室118の背面側に収められた蒸発器120、および下部機械室115内に収められた主凝縮器121を有している。また、冷蔵庫111は、下部機械室115を仕切る隔壁122、隔壁122に取り付けられ主凝縮器121を空冷するファン123、圧縮機119の上部に設置された蒸発皿137、および下部機械室115の底板125を有している。
また、冷蔵庫111は、底板125に設けられた複数の吸気口126、下部機械室115の背面側に設けられた排出口127、および下部機械室115の排出口127と筐体112の上部を繋ぐ連通風路128を有している。ここで、下部機械室115は隔壁122によって2室に分けられ、ファン123の風上側には主凝縮器121を収め、ファン123の風下側には圧縮機119と蒸発皿137を収めている。
また、冷蔵庫111は、図6に示す冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器121の下流側に位置し、冷凍室118の開口部周辺の筐体112の外表面と熱結合された防露パイプ140を有している。防露パイプ140は、主凝縮器121に対する補助凝縮器であり、冷凍室118の開口部周辺の筐体112の結露を防止する。また、冷蔵庫111は、防露パイプ140の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ138、およびドライヤ138と蒸発器120を結合し、循環する冷媒を減圧する絞り142を有している。さらに、冷蔵庫111は、蒸発器120を除霜する際に、防露パイプ140の出口を閉塞する二方弁141、および蒸発器120を加熱する除霜ヒータ(図示せず)を有している。
また、冷蔵庫111は、蒸発器120で発生する冷気を冷蔵室117と冷凍室118に供給する蒸発器ファン130、冷凍室118に供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパー131、冷蔵室117に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパー132、および冷蔵室117に冷気を供給するダクト133を有している。さらに、冷蔵庫111は、冷凍室118の温度を検知するFCC温度センサ134、冷蔵室117の温度を検知するPCC温度センサ135、および蒸発器120の温度を検知するDEF温度センサ136を有している。
以上のように構成された従来の冷蔵庫について以下にその動作を説明する。
ファン123、圧縮機119、および蒸発器ファン130をともに停止している状態を冷却停止状態(以下、この動作を「OFFモード」という)とする。このOFFモードにおいて、FCC温度センサ134の検知する温度が所定値のFCC_ON温度まで上昇するか、あるいは、PCC温度センサ135の検知する温度が所定値のPCC_ON温度まで上昇すると、以下の動作を行う。すなわち、冷凍室ダンパー131を閉とし、冷蔵室ダンパー132を開として、圧縮機119とファン123、および蒸発器ファン130を駆動する(以下、この動作を「PC冷却モード」という)。
PC冷却モードにおいては、ファン123の駆動によって、隔壁122で仕切られた下部機械室115の主凝縮器121側が負圧となり複数の吸気口126から外部の空気を吸引し、圧縮機119と蒸発皿137側が正圧となり下部機械室115内の空気を複数の排出口127から冷蔵庫111の外部へ排出する。
一方、圧縮機119から吐出された冷媒は、主凝縮器121で外気と熱交換しながら一部の気体を残して凝縮した後、防露パイプ140へ供給される。防露パイプ140を通過する冷媒は冷凍室118の開口部を暖めながら、筐体112を介して放熱して凝縮する。防露パイプ140で凝縮した液冷媒は、二方弁141を通過した後ドライヤ138で水分除去され、絞り142で減圧されて蒸発器120で蒸発しながら冷蔵室117の庫内空気と熱交換して冷蔵室117を冷却しながら、気体冷媒として圧縮機119に還流する。
PC冷却モード中に、FCC温度センサ134の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ135の検知する温度が所定値のPCC_OFF温度まで下降すると、OFFモードに遷移する。
また、PC冷却モード中に、FCC温度センサ134の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度より高い温度を示すとともに、PCC温度センサ135の検知する温度が所定値のPCC_OFF温度まで下降すると、以下の動作を行う。すなわち、冷凍室ダンパー131を開とし、冷蔵室ダンパー132を閉として、圧縮機119とファン123、および蒸発器ファン130を駆動する。以下、PC冷却と同様に冷凍サイクルを稼動させることにより、冷凍室118の庫内空気と蒸発器120を熱交換して冷凍室118を冷却する(以下、この動作を「FC冷却モード」という)。
FC冷却モード中に、FCC温度センサ134の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ135の検知する温度が所定値のPCC_ON温度以上を示すと、PC冷却モードに遷移する。
また、FC冷却モード中に、FCC温度センサ134の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ135の検知する温度が所定値のPCC_ON温度より低い温度を示すと、OFFモードに遷移する。
ここで、図7に基づいて従来の冷蔵庫の除霜時の制御について説明する。
圧縮機119の積算運転時間が所定時間に達すると、蒸発器120の着霜を加温して融解する除霜モードに移行する。除霜モードにおける最初の区間pにおいては、冷凍室118の温度上昇を抑制するために、FC冷却モードと同様に冷凍室118を所定時間冷却する。
次に、区間qにおいて、圧縮機119を運転しながら二方弁141を閉塞することによって、ドライヤ138及び蒸発器120に滞留する冷媒を主凝縮器121と防露パイプ140に回収する。
そして、次の区間rにおいて、圧縮機119を停止することで圧縮機119内部の高圧側と低圧側を仕切るバルブ(図示せず)などのシール部を介して、主凝縮器121と防露パイプ140に回収された高圧冷媒を蒸発器120に逆流させることで、圧縮機119の廃熱でさらに加熱された高圧冷媒を利用して蒸発器120を加温する。
その後、区間sにおいて、蒸発器120に取り付けられた除霜ヒータ(図示せず)に通電して除霜を完了する。そして、区間tにおいて、二方弁141を開放して冷凍サイクル内を均圧して、区間uから通常運転を再開する。
以上のように説明した動作によって、冷凍サイクルの高圧冷媒及び圧縮機の廃熱を利用して蒸発器を加温することにより、除霜ヒータの電力量を削減することができ、冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。
従来の冷蔵庫の構成では、圧縮機119を停止することで圧縮機119を介して、回収された高圧冷媒を蒸発器120に逆流させることにより、高圧冷媒を用いて圧縮機119の廃熱を回収して蒸発器120の加温に利用できる。しかしながら、その反面、圧縮機119内部の高圧側と低圧側を仕切るバルブなどのシール部の漏れによる逆流を利用しているため、蒸発器120に流入する冷媒量が減少し、除霜ヒータの電力量を十分削減することができない原因となる。
従って、回収された高圧冷媒を蒸発器120の除霜に利用する際に、高圧冷媒が蒸発器120に流入する際の流路抵抗を維持することが課題であった。
本発明は、回収された高圧冷媒を蒸発器120の除霜に利用する際に、流路抵抗の変動を抑制する。
本発明における冷蔵庫は、少なくとも圧縮機、蒸発器、主凝縮器、防露パイプを有する冷凍サイクルを有するとともに、主凝縮器の下流側に接続した流路切換バルブと、流路切換バルブの下流側に接続した防露パイプと、防露パイプと並列に流路切換バルブの下流側に接続したバイパスを有する。さらに、本発明における冷蔵庫は、圧縮機を運転中に流路切換バルブを全閉することで蒸発器及び防露パイプ内の滞留冷媒を回収した後、圧縮機を停止するとともに流路切換バルブをバイパス側に開放することで回収した滞留冷媒を蒸発器に供給することで除霜し、その所定時間後、除霜ヒータに通電する。
このように、本発明における冷蔵庫は、蒸発器に加えて、冷凍室の開口部周辺と熱結合された防露パイプに滞留する冷媒も同時に回収して主凝縮器に回収するとともに、回収された高圧冷媒を蒸発器の除霜に利用する際に、バイパス回路を介して蒸発器に供給することを特徴とする。
これによって、回収された高圧冷媒を蒸発器の除霜に利用する際に、流路抵抗の変動を抑制することで、除霜ヒータの使用電力量を削減することができる。
本発明の冷蔵庫は、冷凍サイクル内の冷媒を主凝縮器に回収して蒸発器の加温に利用することで、除霜ヒータの使用電力量を削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。図2は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫のサイクル構成図である。図3は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫の除霜時の制御を示した図である。
図1は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。図2は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫のサイクル構成図である。図3は本発明の第1の実施の形態における冷蔵庫の除霜時の制御を示した図である。
図1および図2に示すように、冷蔵庫11は、筐体12、扉13、筐体12を支える脚14を有するとともに、筐体12の下部に設けられた下部機械室15、筐体12の上部に設けられた上部機械室16、筐体12の上部に配置された冷蔵室17、および筐体12の下部に配置された冷凍室18を有している。なお、上部機械室16は、ベースパネル16a、カバーパネル16bおよび補強部材16cで構成されている。また、冷蔵庫11は、冷凍サイクルを構成する部品として、上部機械室16内に収められた圧縮機19、冷凍室18の背面側に収められた蒸発器20、および下部機械室15内に収められた主凝縮器21を有している。また、冷蔵庫11は、下部機械室15を仕切る隔壁22、隔壁22に取り付けられ主凝縮器21を空冷するファン23、隔壁22の風下側に設置された蒸発皿24、および下部機械室15の底板25を有している。
ここで、圧縮機19は可変速圧縮機であり、20~80rpsから選択された6段階の回転数を使用する。これは、配管などの共振を避けながら、圧縮機19の回転数を低速~高速の6段階に切り換えて冷凍能力を調整するためである。圧縮機19は、起動時は低速で運転し、冷蔵室17あるいは冷凍室18を冷却するための運転時間が長くなるに従って増速する。これは、圧縮機19の回転数として最も高効率な低速を主として使用するとともに、高い外気温や扉の開閉などによる冷蔵室17あるいは冷凍室18の負荷の増大に対して、適切な比較的高い回転数を使用するためである。このとき、冷蔵庫11の冷却運転モードとは独立に、圧縮機19の回転数を制御するが、蒸発温度が高く比較的冷凍能力が大きいPC冷却モードの起動時の回転数をFC冷却モードよりも低く設定してもよい。また、冷蔵室17あるいは冷凍室18の温度低下に伴って、圧縮機19を減速しながら冷凍能力を調整してもよい。
また、冷蔵庫11は、底板25に設けられた複数の吸気口26、下部機械室15の背面側に設けられた排出口27、および下部機械室15の排出口27と上部機械室16を繋ぐ連通風路28を有している。ここで、下部機械室15は隔壁22によって2室に分けられ、ファン23の風上側には主凝縮器21を収め、ファン23の風下側には蒸発皿24を収めている。
また、冷蔵庫11は、図2に示す冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器21、主凝縮器21の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ38、およびドライヤ38の下流側に位置し、冷媒の流れを制御する流路切換バルブ40を有している。また、冷蔵庫11は、流路切換バルブ40の下流側に位置し、冷凍室18の開口部周辺の筐体12の外表面と熱結合された防露パイプ41、および防露パイプ41と蒸発器20を接続する流路抵抗である絞り42を有している。防露パイプ41は、主凝縮器21に対する補助凝縮器であり、防露パイプ41と熱結合された冷凍室18の開口部周辺の筐体12の結露を防止する。また、冷蔵庫11は、防露パイプ41と並列に流路切換バルブ40の下流側と蒸発器20を接続するバイパス43、バイパス43の経路内で筐体12と熱結合する熱交換部44、および熱交換部44の上流にありバイパス43の経路内を通過する冷媒の圧力を低下させる抵抗器45を有している。ここで、熱交換部44は筐体12の背面にアルミ箔テープで貼り付けられており、筐体12の背面を介して筐体12および筐体12の背面が接する周辺構造物(図示せず)あるいは周囲空気(図示せず)が有する蓄熱を回収することができる。これは、略外気温に温度が維持された、主凝縮器21内の冷媒がバイパス43を通過する際に、抵抗器45にて減圧されて外気温より低温となるためである。外気温より低温となった冷媒は、略外気温にある筐体12および筐体12の背面が接する周辺構造物(図示せず)あるいは周囲空気(図示せず)との温度差が生じて、その熱容量分だけ蓄熱を回収することができる。また、流路切換バルブ40は、防露パイプ41とバイパス43それぞれ単独の冷媒の流れを開閉制御することができる。通常、流路切換バルブ40は主凝縮器21から防露パイプ41への流路については開の状態を維持し、主凝縮器21からバイパス43への流路については閉の状態を維持しており、後に説明する除霜時のみ流路の開閉の状態を変更する。
また、冷蔵庫11は、蒸発器20で発生する冷気を冷蔵室17と冷凍室18に供給する蒸発器ファン30、冷凍室18に供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパー31、冷蔵室17に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパー32、および冷蔵室17に冷気を供給するダクト33を有している。また、冷蔵庫11は、冷凍室18の温度を検知するFCC温度センサ34、冷蔵室17の温度を検知するPCC温度センサ35、および蒸発器20の温度を検知するDEF温度センサ36を有している。ここで、ダクト33は冷蔵室17と上部機械室16が隣接する壁面に沿って形成され、ダクト33を通過する冷気の一部を冷蔵室の中央付近から排出するとともに、冷気の多くは上部機械室16が隣接する壁面を冷却しながら通過した後に冷蔵室17の上部から排出する。
以上のように構成された本実施の形態における冷蔵庫について以下にその動作を説明する。
ファン23、圧縮機19、および蒸発器ファン30をともに停止している状態を冷却停止状態(以下、この動作を「OFFモード」という)とする。このOFFモードにおいて、FCC温度センサ34の検知する温度が所定値のFCC_ON温度まで上昇するか、あるいは、PCC温度センサ35の検知する温度が所定値のPCC_ON温度まで上昇すると、以下の動作を行う。すなわち、冷凍室ダンパー31を閉とし、冷蔵室ダンパー32を開として、圧縮機19とファン23、および蒸発器ファン30を駆動する(以下、この動作を「PC冷却モード」という)。
PC冷却モードにおいては、ファン23の駆動によって、隔壁22で仕切られた下部機械室15の主凝縮器21側が負圧となり複数の吸気口26から外部の空気を吸引し、蒸発皿24側が正圧となり下部機械室15内の空気を複数の排出口27から冷蔵庫11の外部へ排出する。
一方、圧縮機19から吐出された冷媒は、主凝縮器21で外気と熱交換しながら一部の気体を残して凝縮した後、ドライヤ38で水分除去され、流路切換バルブ40を介して防露パイプ41へ供給される。防露パイプ41を通過した冷媒は冷凍室18の開口部を暖めながら、筐体12を介して放熱して凝縮した後、流路抵抗である絞り42で減圧されて蒸発器20で蒸発しながら冷蔵室17の庫内空気と熱交換して冷蔵室17を冷却しながら、気体冷媒として圧縮機19に還流する。
PC冷却モード中に、FCC温度センサ34の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ35の検知する温度が所定値のPCC_OFF温度まで下降すると、OFFモードに遷移する。
また、PC冷却モード中に、FCC温度センサ34の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度より高い温度を示すとともに、PCC温度センサ35の検知する温度が所定値のPCC_OFF温度まで下降すると、以下の動作を行う。すなわち、冷凍室ダンパー30を開とし、冷蔵室ダンパー32を閉として、圧縮機19とファン23、および蒸発器ファン30を駆動する。以下、PC冷却と同様に冷凍サイクルを稼動させることにより、冷凍室18の庫内空気と蒸発器20を熱交換して冷凍室18を冷却する(以下、この動作を「FC冷却モード」という)。
FC冷却モード中に、FCC温度センサ34の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ35の検知する温度が所定値のPCC_ON温度以上を示すと、PC冷却モードに遷移する。
また、FC冷却モード中に、FCC温度センサ34の検知する温度が所定値のFCC_OFF温度まで下降するとともに、PCC温度センサ35の検知する温度が所定値のPCC_ON温度より低い温度を示すと、OFFモードに遷移する。
ここで、本実施の形態における冷蔵庫の除霜時の制御について説明する。
図3において、流路切換バルブ40の状態「開閉」は、主凝縮器21から防露パイプ41への流路を開放するとともに、主凝縮器21からバイパス43への流路を閉塞することを意味する。また、流路切換バルブ40の状態「閉開」は、主凝縮器21から防露パイプ41への流路を閉塞するとともに、主凝縮器21からバイパス43への流路を開放することを意味する。さらに、流路切換バルブ40の状態「閉閉」は、主凝縮器21から防露パイプ41への流路を閉塞するとともに、主凝縮器21からバイパス43への流路を閉塞することを意味する。
圧縮機19の積算運転時間が所定時間に達すると、蒸発器20の着霜を加温して融解する除霜モードに移行する。除霜モードにおける最初の区間aにおいては、まず、冷凍室18の温度上昇を抑制するために、FC冷却モードと同様に冷凍室18を所定時間冷却する。
次に、区間bにおいて、圧縮機19を運転しながら流路切換バルブ40の状態を「閉閉」とすることによって、主凝縮器21から防露パイプ41とバイパス43への流路を共に閉塞して防露パイプ41と蒸発器20、およびバイパス43に滞留する冷媒を主凝縮器21に回収する。この流路切換バルブ40を「閉閉」の状態とすることを、流路切換バルブ40を「全閉する」とも記す。
そして、区間cにおいて、圧縮機19を停止するとともに、流路切換バルブ40を状態「閉開」に切換えて主凝縮器21からバイパス43への流路を開放することで、抵抗器45及びバイパス43を介して主凝縮器21に回収された高圧冷媒を蒸発器20に供給する。このとき、筐体12の背面を介して筐体12及び筐体12の背面が接する周辺構造物(図示せず)あるいは周囲空気(図示せず)が有する蓄熱によって、熱交換部44を通過する冷媒が加温されて、冷媒の乾き度が増大する。これは、区間bにおいて高圧冷媒が主凝縮器21に回収される際に外気に放熱して大部分が凝縮するためである。従って、区間cにおいて高圧冷媒が熱交換部44で加温されずに蒸発器20に供給される場合に比べて、外気温度に維持された高圧冷媒の顕熱に加えて凝縮潜熱による熱量を蒸発器20に加えることができる。
次に、区間dにおいて、蒸発器20に取り付けられた除霜ヒータ(図示せず)に通電して除霜を完了する。除霜の完了はDEF温度センサ36が所定温度に達したことで判断する。そして、区間eにおいて、流路切換バルブ40を状態「開閉」に切換えて主凝縮器21からバイパス43への流路を閉塞するとともに、主凝縮器21から防露パイプ41への流路を開放して冷凍サイクル内を均圧し、区間fから圧縮機19を駆動して通常運転を再開する。
以上のように、本実施の形態における冷蔵庫は、除霜の際に蒸発器20および防露パイプ41に滞留する冷媒を主凝縮器21に回収し、圧縮機19と熱結合する熱交換部44を有するバイパス43を介して蒸発器20に高圧冷媒を供給して蒸発器20を加温する。このことにより、除霜ヒータ(図示せず)の電力量を削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
なお、本実施の形態における冷蔵庫では、主凝縮器21は強制空冷タイプの凝縮器としたが、筐体12の側面や背面に熱結合される防露パイプを用いてもよい。冷蔵室17や冷凍室18の開口部周辺と熱結合される防露パイプと異なり、筐体12の側面や背面に熱結合される防露パイプは圧縮機19が停止中でも外気温度近傍に維持されるので、主凝縮器21として利用しても同様の効果が期待できる。
なお、本実施の形態における冷蔵庫では、熱交換部44を筐体12の背面に設けて、筐体12の背面が接する周辺構造物(図示せず)あるいは周囲空気(図示せず)が有する蓄熱を利用したが、熱交換部44を筐体12の側面や天面などに設けても筐体12の蓄熱を利用することができるので、熱交換部44を筐体12の背面に設けたときと同様の効果が期待できる。また、本実施の形態における冷蔵庫では、主凝縮器21と熱的に独立して熱交換部44を設けたが、主凝縮器21の一部を筐体12の側面や背面に熱結合される防露パイプで代替するとともに、熱交換部44と熱結合してもよい。主凝縮器21の一部と熱交換部44を熱結合することで、除霜時に外気温より低温となる熱交換部44を通常運転開始時に速やかに昇温することができるので、熱交換部44及び周辺部に結露が発生することを抑制することができる。
なお、本実施の形態における冷蔵庫では、除霜の際に高圧冷媒を防露パイプ41と流路抵抗である絞り42を経由せずに、バイパス43を介して蒸発器20へ直接供給することで、圧縮機19が停止した際に主凝縮器21よりも低温となる防露パイプ41の影響で高圧冷媒の温度が低下することを回避した。しかしながら、除霜の進行により蒸発器20の温度が防露パイプ41よりも高くなると、流路抵抗である絞り42を介して高圧冷媒が蒸発器20から防露パイプ41へ逆流する可能性があるので、防露パイプ41の出口から蒸発器20の入口の経路内に逆流を防止する逆止弁や二方弁を設けてもよい。
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態における冷蔵庫について説明する。
次に本発明の第2の実施の形態における冷蔵庫について説明する。
本実施の形態における冷蔵庫と第1の実施の形態における冷蔵庫との違いは、第1の実施の形態における冷蔵庫の熱交換部44の設置場所の違いであり、本実施の形態における冷蔵庫については、図4に示すサイクル構成図を用いて説明する。なお、本実施の形態における冷蔵庫の熱交換部以外の構成は、第1の実施の形態における冷蔵庫と同様であるので、本実施の形態における冷蔵庫については、図4とともに、図1に示す冷蔵庫の断面図および図3に示す冷蔵庫の除霜時の制御を示す図を用いて説明する。
本実施の形態における冷蔵庫11は、図4に示すように、冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器21、主凝縮器21の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ38、およびドライヤ38の下流側に位置し、冷媒の流れを制御する流路切換バルブ40を有している。また、冷蔵庫11は、流路切換バルブ40の下流側に位置し、冷凍室18の開口部周辺の筐体12の外表面と熱結合された防露パイプ41、および防露パイプ41と蒸発器20を接続する流路抵抗である絞り42を有している。また、冷蔵庫11は、防露パイプ41と並列に流路切換バルブ40の下流側と蒸発器20を接続するバイパス43、バイパス43の経路内で上部機械室16内のベースパネル16aと熱結合する熱交換部44a、および熱交換部44aの上流にありバイパス43の経路内を通過する冷媒の圧力を低下させる抵抗器45を有している。ここで、熱交換部44aは上部機械室16内のベースパネル16aに、例えばベースパネル16aが樹脂製であれば成形した溝に嵌め込まれており、熱交換部44aは、圧縮機19の運転時の廃熱を蓄えたベースパネル16aの蓄熱を回収することができる。これは、略外気温に維持された主凝縮器21内の冷媒がバイパス43を通過する際に、抵抗器45にて減圧されて上部機械室16内より低温となることで、上部機械室内のベースパネル16aとの温度差が生じて、その熱容量分だけ蓄熱を回収することができる。
このように、本実施の形態における冷蔵庫は、熱交換部44aの設置場所が第1の実施の形態における冷蔵庫の熱交換部44の設置場所と異なるが、蒸発器20の除霜時の制御は、図3に示す第1の実施の形態における冷蔵庫の除霜時の制御と同様である。
但し、図3の区間cにおいて、圧縮機19を停止するとともに、流路切換バルブ40を切換えて主凝縮器21からバイパス43への流路を開放することで、抵抗器45及びバイパス43を介して主凝縮器21に回収された高圧冷媒を蒸発器20に供給するときの動作が第1の実施の形態における冷蔵庫と異なる。すなわち、抵抗器45及びバイパス43を介して主凝縮器21に回収された高圧冷媒を蒸発器20に供給するとき、圧縮機19運転時の廃熱を蓄えた上部機械室16内のベースパネル16aが有する蓄熱によって、熱交換部44aを通過する冷媒が加温されて、冷媒の乾き度が増大する。
なお、本実施の形態における冷蔵庫では、冷媒の加熱に上部機械室16内のベースパネル16aが有する蓄熱を利用したが、熱交換部44aを上部機械室16内の補強部材16cに設けても上部機械室16内の蓄熱を利用する点では同様の効果が期待できる。
なお、本実施の形態における冷蔵庫では、除霜の際に高圧冷媒を防露パイプ41と流路抵抗である絞り42を経由せずに蒸発器20へ直接供給することで、圧縮機19が停止した際に主凝縮器21よりも低温となる防露パイプ41の影響で高圧冷媒の温度が低下することを回避した。しかしながら、除霜の進行により蒸発器20の温度が防露パイプ41よりも高くなると、流路抵抗である絞り42を介して高圧冷媒が蒸発器20から防露パイプ41へ逆流する可能性があるので、防露パイプ41の出口から蒸発器20の入口の経路内に逆流を防止する逆止弁や二方弁を設けてもよい。
以上説明したように、第1の開示における冷蔵庫は、少なくとも圧縮機、蒸発器、主凝縮器、防露パイプを有する冷凍サイクルを有するとともに、主凝縮器の下流側に接続した流路切換バルブと、流路切換バルブの下流側に接続した防露パイプと、防露パイプと並列に流路切換バルブの下流側に接続したバイパスを有する。さらに、第1の開示における冷蔵庫は、圧縮機を運転中に流路切換バルブを全閉することで蒸発器及び防露パイプ内の滞留冷媒を回収した後、圧縮機を停止するとともに流路切換バルブをバイパス側に開放することで回収した滞留冷媒を蒸発器に供給することで除霜し、その所定時間後、除霜ヒータに通電する。
この構成により、冷凍サイクル内の冷媒を主凝縮器に回収して蒸発器の加温に利用する際に、流路抵抗の変動を抑制することで、除霜ヒータの使用電力量を安定的に削減することができ、冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。
第2の開示における冷蔵庫は、第1の開示において、バイパスの出口と防露パイプの出口の間に接続された流路抵抗を有し、流路切換バルブをバイパス側に開放して高圧冷媒を蒸発器に供給しながら蒸発器を除霜する際に、バイパス内の圧力を防露パイプ内よりも高い圧力に維持してもよい。
この構成により、冷凍サイクル内の冷媒を主凝縮器に回収して蒸発器の加温に利用する際に、流路抵抗と高圧圧力の変動を抑制することで、除霜ヒータの使用電力量を安定的に削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
第3の開示における冷蔵庫は、第1または第2のいずれか一つの開示において、バイパスの一部と筐体を熱結合する熱交換部と、熱交換部と流路切換バルブの間に設けた抵抗器とを有し、流路切換バルブをバイパス側に開放して高圧冷媒を蒸発器に供給しながら蒸発器を除霜する際に、筐体の蓄熱を利用して高圧冷媒を加温してもよい。
この構成により、主凝縮器に回収した冷凍サイクル内の冷媒を蒸発器の加温に利用する際に、抵抗器を通過させて冷媒の温度を主凝縮器より下げた後に、周囲温度に近い筐体の蓄熱を回収して冷媒のエンタルピーを増大させてから蒸発器の加温に利用することで、除霜ヒータの使用電力量をさらに削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
第4の開示における冷蔵庫は、第3の開示において、熱交換部を筐体の背面に設けてもよい。
この構成において、主凝縮器に回収した冷凍サイクル内の冷媒を蒸発器の加温に利用する際に、抵抗器を通過させて冷媒の温度を主凝縮器より下げた後に、筐体及び背面と接する壁や周囲の大気と熱交換する。そして、周囲温度に近い筐体を含む周囲の蓄熱を回収して冷媒のエンタルピーを増大させてから蒸発器の加温に利用することで、除霜ヒータの使用電力量をさらに削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
第5の開示における冷蔵庫は、第1または第2のいずれか一つの開示において、バイパスの一部と、圧縮機を備える機械室内とを熱結合する熱交換部と、熱交換部と流路切換バルブの間に設けた抵抗器とを有してもよい。さらに、第5の開示における冷蔵庫は、流路切換バルブをバイパス側に開放して高圧冷媒を蒸発器に供給しながら蒸発器を除霜する際に、機械室内の蓄熱を利用して高圧冷媒を加温してもよい。
この構成により、主凝縮器に回収した冷凍サイクル内の冷媒を蒸発器の加温に利用する際に、抵抗器を通過させて冷媒の温度を機械室内より下げた後に、圧縮機運転時の廃熱により高温となっている機械室の構成部品の蓄熱を回収して冷媒のエンタルピーを増大させてから蒸発器の加温に利用する。このことにより、除霜ヒータの使用電力量をさらに削減することができ、冷蔵庫の省エネルギーを図ることができる。
第6の開示は、第5の開示において、熱交換部を圧縮機の直下に設けてもよい。
この構成により、主凝縮器に回収した冷凍サイクル内の冷媒を蒸発器の加温に利用する際に、抵抗器を通過させて冷媒の温度を機械室内より下げた後に、圧縮機運転時の廃熱により高温となっている機械室内の蓄熱を回収、さらに高温の圧縮機本体からのふく射により冷媒のエンタルピーを増大させてから蒸発器の加温に利用する。このことにより、除霜ヒータの使用電力量をさらに削減することができ、冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、蒸発器及び防露パイプに滞留する冷媒を主凝縮器に回収し、冷凍サイクル内の高圧冷媒が圧力差により蒸発器に流入して蒸発器を加温するエネルギーを利用して、除霜用電気ヒータの出力を削減することができるので、業務用冷蔵庫など他の冷凍冷蔵応用商品にも適用できる。
11 冷蔵庫
12 筐体
15 下部機械室
16 上部機械室
16a ベースパネル
16b カバーパネル
16c 補強部材
19 圧縮機
20 蒸発器
21 主凝縮器
30 蒸発器ファン
31 冷凍室ダンパー
32 冷蔵室ダンパー
33 ダクト
34 FCC温度センサ
35 PCC温度センサ
40 流路切換バルブ
41 防露パイプ(補助凝縮器)
42 絞り(流路抵抗)
43 バイパス
44 熱交換部
45 抵抗器
12 筐体
15 下部機械室
16 上部機械室
16a ベースパネル
16b カバーパネル
16c 補強部材
19 圧縮機
20 蒸発器
21 主凝縮器
30 蒸発器ファン
31 冷凍室ダンパー
32 冷蔵室ダンパー
33 ダクト
34 FCC温度センサ
35 PCC温度センサ
40 流路切換バルブ
41 防露パイプ(補助凝縮器)
42 絞り(流路抵抗)
43 バイパス
44 熱交換部
45 抵抗器
Claims (6)
- 少なくとも圧縮機、蒸発器、主凝縮器、防露パイプを有する冷凍サイクルを備え、前記主凝縮器の下流側に接続した流路切換バルブと、前記流路切換バルブの下流側に接続した前記防露パイプと、前記防露パイプと並列に前記流路切換バルブの下流側と前記蒸発器を接続するバイパスを有し、前記圧縮機を運転中に前記流路切換バルブを全閉することで前記蒸発器及び前記防露パイプ内の滞留冷媒を前記主凝縮器に回収した後、前記圧縮機を停止するとともに前記流路切換バルブを前記バイパスの側に開放することで回収した前記滞留冷媒を前記蒸発器に供給することで除霜し、その所定時間後、前記蒸発器の霜を除く除霜ヒータに通電することを特徴とする冷蔵庫。
- 前記バイパスの出口と前記防露パイプの出口の間に接続された流路抵抗を有し、前記流路切換バルブを前記バイパスの側に開放して高圧冷媒を前記蒸発器に供給しながら前記蒸発器を除霜する際に、前記バイパスの内部の圧力を前記防露パイプの内部の圧力よりも高く維持することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
- 前記バイパスの一部と筐体を熱結合する熱交換部と、前記熱交換部と前記流路切換バルブの間に設けた抵抗器とを有し、前記流路切換バルブを前記バイパス側に開放して高圧冷媒を前記蒸発器に供給しながら前記蒸発器を除霜する際に、前記筐体の蓄熱を利用して前記高圧冷媒を加温することを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 前記熱交換部を前記筐体の背面に設けたことを特徴とする請求項3に記載の冷蔵庫。
- 前記バイパスの一部と、前記圧縮機を備える機械室内とを熱結合する熱交換部と、前記熱交換部と前記流路切換バルブの間に設けた抵抗器とを有し、前記流路切換バルブを前記バイパス側に開放して高圧冷媒を前記蒸発器に供給しながら前記蒸発器を除霜する際に、前記機械室内の蓄熱を利用して前記高圧冷媒を加温することを特徴とする請求項1または2のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 前記熱交換部を前記圧縮機の直下に設けたことを特徴とする請求項5に記載の冷蔵庫。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-199024 | 2017-10-13 | ||
JP2017199024A JP6846599B2 (ja) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 冷蔵庫 |
JP2017-199025 | 2017-10-13 | ||
JP2017199025A JP2019074233A (ja) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 冷蔵庫 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2019073749A1 true WO2019073749A1 (ja) | 2019-04-18 |
Family
ID=66100035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2018/034323 WO2019073749A1 (ja) | 2017-10-13 | 2018-09-18 | 冷蔵庫 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2019073749A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08254385A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Fuji Electric Co Ltd | 冷凍冷蔵ショーケースの除霜方式 |
JP2005140412A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷蔵庫 |
JP2017116224A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 冷蔵庫 |
-
2018
- 2018-09-18 WO PCT/JP2018/034323 patent/WO2019073749A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08254385A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Fuji Electric Co Ltd | 冷凍冷蔵ショーケースの除霜方式 |
JP2005140412A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷蔵庫 |
JP2017116224A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 冷蔵庫 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6744830B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
WO2017179500A1 (ja) | 冷蔵庫および冷却システム | |
JP6074596B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
KR100687934B1 (ko) | 냉장고 및 그 제어방법 | |
US6935127B2 (en) | Refrigerator | |
US9644887B2 (en) | Heat exchanger assembly, refrigerator, and method of controlling a refrigerator | |
WO2012169182A1 (ja) | 冷凍装置 | |
JP2012017920A (ja) | 冷蔵庫 | |
WO2019107066A1 (ja) | 冷蔵庫 | |
JPH11173729A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2014044025A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP3049425B2 (ja) | 2つの蒸発器を備えた冷蔵庫 | |
JP6846599B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2019074233A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2013068388A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP5927409B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
WO2019073749A1 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6197176B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
WO2018147113A1 (ja) | 冷蔵庫 | |
KR100844598B1 (ko) | 냉장고 | |
JP2015094536A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6340586B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP2000283626A (ja) | 冷蔵庫 | |
JP6543811B2 (ja) | 冷蔵庫 | |
JP4286106B2 (ja) | 冷凍冷蔵庫 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18866421 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18866421 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |