JP5068340B2 - Freezer refrigerator - Google Patents
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Description
本発明は、ホットガス除霜を実施する冷凍冷蔵庫に関するものである。 The present invention relates to a refrigerator-freezer that performs hot gas defrosting.
冷凍冷蔵庫における冷媒回路は、圧縮機、凝縮器、毛細管、そして、蒸発器の順で構成されており、蒸発器によって貯蔵庫内の空気を冷却している。この蒸発器において冷却された空気は、庫内ファンによって貯蔵庫(冷蔵室、冷凍室又は野菜室等)へ送り出され、貯蔵庫から再び蒸発器に戻ってくる循環風路になっている。貯蔵庫の扉の開閉に伴って貯蔵庫内に入り込む水分、又は、食品が有する水分によって貯蔵庫内の空気に含まれる水分は、低温の蒸発器の表面に付着し霜を形成する。冷却運転を1日程度実施すると蒸発器は霜で覆われ、蒸発器の通風抵抗が増加して風量が低下すると共に、冷媒と空気との間の熱抵抗が増加して冷凍能力が低下する。そこで、冷凍能力の低下を抑制するために1日に1回程度、蒸発器を除霜する必要がある。 The refrigerant circuit in the refrigerator / freezer is composed of a compressor, a condenser, a capillary tube, and an evaporator in this order, and cools the air in the storage by the evaporator. The air cooled in the evaporator is sent out to a storage (a refrigeration room, a freezing room, a vegetable room, or the like) by an internal fan, and forms a circulation air path that returns from the storage to the evaporator again. Moisture that enters the storage as the door of the storage opens or closes or moisture contained in the air in the storage due to the moisture of the food adheres to the surface of the low-temperature evaporator and forms frost. When the cooling operation is carried out for about one day, the evaporator is covered with frost, the ventilation resistance of the evaporator is increased and the air volume is reduced, and the thermal resistance between the refrigerant and the air is increased and the refrigeration capacity is reduced. Therefore, it is necessary to defrost the evaporator once a day in order to suppress a decrease in the refrigerating capacity.
従来の冷蔵庫においては、ヒーター式の除霜運転が一般的だが、蒸発器が冷凍室近傍に配置された形態では、除霜運転時においてヒーターの熱が貯蔵庫内へ漏洩する割合が高いため、庫内温度が上昇して食品品質が低下するだけでなく、冷却運転時の消費電力が増加することになる。ここで、圧縮機と凝縮器との間と毛細管と蒸発器との間とをつなぐバイパス配管と、除霜運転時に、このバイパス配管に三方弁によって冷媒流路を切換えるホットガス除霜式の除霜運転を実施する冷凍冷蔵庫がある(例えば、特許文献1参照)。このホットガス除霜式の除霜運転においては、圧縮機で高温高圧に圧縮されたガス冷媒を蒸発器に供給することによって、霜を内部から融解するため、ヒーター式による除霜運転に比べ、庫内温度の上昇を抑制することができる。したがって、食品品質を良好に保ち、消費電力を低減することができる。 In a conventional refrigerator, a heater type defrosting operation is common. However, in the form in which the evaporator is arranged near the freezer compartment, the ratio of the heat of the heater leaking into the storage during the defrosting operation is high. Not only does the internal temperature rise and food quality decreases, but power consumption during cooling operation increases. Here, a bypass pipe connecting between the compressor and the condenser, and between the capillary tube and the evaporator, and a hot gas defrosting type removal in which the refrigerant flow is switched to the bypass pipe by a three-way valve during the defrosting operation. There is a refrigerator-freezer that performs a frost operation (see, for example, Patent Document 1). In this hot gas defrosting type defrosting operation, by supplying gas refrigerant compressed to a high temperature and high pressure with a compressor to the evaporator, the frost is melted from the inside, so compared to the heater type defrosting operation, An increase in the internal temperature can be suppressed. Therefore, food quality can be kept good and power consumption can be reduced.
しかしながら、特許文献1に記載されている冷凍冷蔵庫は、冷却運転又は除霜運転の切り換えに三方弁を用いており、冷却運転時においては、この三方弁によって、冷媒流路が圧縮機の吐出口から凝縮器上流へ接続されるため、圧縮機の吐出口からバイパス配管上流への冷媒流路は閉鎖される。しかし、三方弁によって冷媒流路を完全に閉鎖することは困難であり、僅かな隙間から圧縮機によって圧縮された高温高圧のガス冷媒が直接バイパス配管へ漏れることになる。そのため、漏れた高温高圧のガス冷媒は、蒸発器と毛細管との間において、低温の二相冷媒と合流するため、冷凍能力は低下するという問題点があった。
However, the refrigerator-freezer described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却運転時における三方弁からの漏れ冷媒と、メイン回路の冷媒とが合流することによる冷凍能力低下を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to suppress a decrease in refrigeration capacity due to a leakage refrigerant from a three-way valve and a refrigerant in a main circuit during a cooling operation. And
本発明に係る冷凍冷蔵庫は、少なくとも、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させて放熱する凝縮器と、該凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧して膨張させる毛細管と、冷媒の流路を切り替え、前記毛細管から流出した冷媒が流れ込む三方弁と、該三方弁から流出した冷媒を蒸発させて吸熱する蒸発器とを順次冷媒配管によって接続したメイン回路と、少なくとも、前記圧縮機と前記凝縮器との間の冷媒流路と前記三方弁とを接続するバイパス配管、及び、該バイパス配管に設置された膨張装置によって構成されるバイパス回路と、を備え、前記膨張装置の容量係数を、該膨張装置と前記三方弁との間の冷媒圧力をP1’とし、前記毛細管と前記三方弁との間の冷媒圧力をP2’とした場合に、P2’/P1’<0.5を満たすものとしたことを特徴とする。 The refrigerator-freezer according to the present invention includes at least a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor and dissipates heat, and decompresses and expands the refrigerant condensed by the condenser. A main circuit in which a capillary, a three-way valve that switches a refrigerant flow path, the refrigerant flowing out of the capillary flows, and an evaporator that absorbs heat by evaporating the refrigerant flowing out of the three-way valve are sequentially connected by a refrigerant pipe; , a bypass pipe for connecting the refrigerant flow path and the three-way valve between the condenser and the compressor, and, and a bypass circuit constituted by the installed expansion device in the bypass pipe, the expansion When the refrigerant pressure between the expansion device and the three-way valve is P1 ′ and the refrigerant pressure between the capillary and the three-way valve is P2 ′, the capacity coefficient of the device is P2 ′ / P1 ′ < 0 .5 .
本発明によれば、冷却運転時において三方弁からの漏れ冷媒とメイン回路の冷媒が合流することによる冷凍能力の低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the refrigerating capacity by the leakage refrigerant | coolant from a three-way valve and the refrigerant | coolant of a main circuit can be suppressed at the time of cooling operation.
実施の形態1.
(冷凍回路の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の冷媒回路の構成図である。
図1で示されるように、冷媒を圧縮する圧縮機1、その圧縮機1により圧縮されたガス冷媒を熱交換させ凝縮させる凝縮器2、その凝縮器2を通過した冷媒内の水分による凍結を防止するためのドライヤー3、そのドライヤー3を通過した冷媒を膨張させる毛細管4、その毛細管4から流出し、さらに三方弁6を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器5が順次冷媒配管によって接続されメイン回路を構成している。このうち、蒸発器5と圧縮機1とを接続される冷媒配管は、吸入管20によって構成されている。また、蒸発器5の上部には、この蒸発器5によって冷却された空気を貯蔵庫(冷蔵室、冷凍室又は野菜室等)内へ送風する蒸発器ファン11が設置されている。
(Configuration of refrigeration circuit)
1 is a configuration diagram of a refrigerant circuit of a refrigerator-freezer according to
As shown in FIG. 1, a
また、三方弁6と、圧縮機1と凝縮器2との間を接続する冷媒配管とを接続するバイパス配管7、及び、そのバイパス配管7に設置された毛細管8によってバイパス回路が構成されている。
Further, a bypass circuit is configured by the
毛細管4は、三方弁6を通過することによる圧力低下を考慮した容量係数(Cv値)のものであり、所定圧力まで減衰可能なものである。
The
三方弁6は、例えば、ロータリー式の電磁弁であり、冷蔵庫内のような低温状況下においても使用可能なものであり、毛細管4と同程度の流路径を備えている。
The three-
毛細管8は、その容量係数(Cv値)が、後述するホットガス除霜式の除霜運転(以下、単に「ホットガス除霜運転」という)において、圧縮機1の吐出圧力から0℃における冷媒の飽和蒸気圧まで減衰可能なものとし、毛細管4より容量係数(Cv値)が大きいものである。
The
なお、毛細管8は、本発明における「膨張装置」に相当する。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫の背面図の一部であり、図3は、同冷凍冷蔵庫の冷却室(貯蔵室)17を扉正面側から見た図である。
図2で示されるように、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の背面の下部には、機械室12が形成されており、その機械室12の中には、圧縮機1、凝縮器2、ドライヤー3、圧縮機1に対して送風する機械室ファン13、及び、ドレンパン14が収容されている。
FIG. 2 is a part of a rear view of the refrigerator-freezer according to
As shown in FIG. 2, a machine room 12 is formed in the lower part of the back surface of the refrigerator-freezer according to the present embodiment. In the machine room 12, there are a
また、図3で示されるように、冷却室17の中央に蒸発器5が設置されており、その上部には冷却された空気を冷却室17内へ送風する蒸発器ファン11が設置され、冷却室17の下部にはトレイ19が設置されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
次に、図2及び図3を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の冷媒回路の経路についての詳細を説明する。
まず、冷媒回路におけるメイン回路について説明する。機械室12内において、圧縮機1から吐出された冷媒は凝縮器2へ流入する。この凝縮器2から流出した冷媒は、機械室12の外部の自然放熱の凝縮器として機能する冷凍冷蔵庫本体の鋼板15の内側に配置された配管を流通し、再び機械室12内へ戻り、ドライヤー3へ流入する。このドライヤー3を流出した冷媒は、再び機械室12の外部の冷凍冷蔵庫本体の断熱壁16内部に配置された毛細管4を流通し、この毛細管4は、冷却室17の入口である穴18から冷却室17内へ入る。冷媒は、この冷却室17内へ入った毛細管4を流通して、冷却室17内に設置された三方弁6を介し、蒸発器5へ流入する。この蒸発器5から流出した冷媒は、吸入管20を流通し、この吸入管20は、冷却室17の出口となる穴18から冷却室17の外部へ出る。冷媒は、この冷却室17の外部へ出た吸入管20を流通して、機械室12内の圧縮機1へ流入する。
Next, details of the refrigerant circuit path of the refrigerator-freezer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
First, the main circuit in the refrigerant circuit will be described. In the machine room 12, the refrigerant discharged from the
上記のように、三方弁6として冷蔵庫庫内のような低温状況下においても使用可能なものを用い、三方弁6を冷却室17内に設置することによって、三方弁6の切り替え時に発生する音を冷却室17内に閉じ込めることができ、冷凍冷蔵庫の静穏化を実現することができる。
As described above, by using a three-
次に、冷媒回路におけるバイパス回路について説明する。機械室12内において、圧縮機1から吐出された冷媒はバイパス配管7を流通し、そして、機械室12の外部の冷凍冷蔵庫本体の断熱壁16の内部に配置されたバイパス配管7における毛細管8を流通する。この毛細管8は、冷却室17の入口である穴18から冷却室17内へ入る。冷媒は、このバイパス配管7としての毛細管8を流通して、冷却室17内に設置された三方弁6に達する。ここで、バイパス配管7に設置された毛細管8は、冷凍冷蔵庫背面の断熱壁16の厚さ方向の中央から外側半分の範囲に通されており、これによって無駄な放熱を抑制することができる。
Next, a bypass circuit in the refrigerant circuit will be described. In the machine room 12, the refrigerant discharged from the
(冷凍冷蔵庫の冷却運転)
図4は、本発明の実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫における冷却運転時のp−h線図である。この図4における点A〜点Fにおける冷媒の状態は、図1における点A〜点Fの冷媒の状態に対応している。この図4及び図1を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の冷却運転について説明する。
(Cooling operation of freezer refrigerator)
FIG. 4 is a ph diagram during cooling operation in the refrigerator-freezer according to
冷却運転におけるメイン回路の冷凍サイクルの冷媒の状態は、A→B→C→D→Eの順で遷移する。冷却運転においては、三方弁6によって、バイパス回路からの流路は予め閉鎖されている。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、凝縮器2へ流入する。この凝縮器2へ流入したガス冷媒は、機械室12内の空気と熱交換が実施されて凝縮し、液冷媒となって、凝縮器2から流出する。このとき、凝縮器2は、ガス冷媒の凝縮によって放熱する。凝縮器2から流出した液冷媒(点B)は、ドライヤー3を通過して、毛細管4に流れ込み、この毛細管4によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒(点C)となる。この気液二相冷媒は、三方弁6を通過して(点D)、蒸発器5へ流入し、蒸発器ファン11の回転駆動によって送られてくる冷却室17内の空気と熱交換(熱を吸収)が実施されて気化し、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器5から流出する。この蒸発器5から流出したガス冷媒(点E)は、吸入管20を流通し、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。
The state of the refrigerant in the refrigeration cycle of the main circuit in the cooling operation transitions in the order of A → B → C → D → E. In the cooling operation, the flow path from the bypass circuit is closed in advance by the three-
また、前述のように、バイパス回路からの流路は閉鎖されているものの、三方弁6の僅かな隙間からバイパス回路からの冷媒がメイン回路へ漏れる。この漏れ冷媒についての冷媒の状態は、A→F→D→Eの順で遷移する。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、バイパス配管7を流通し、そのバイパス配管7に設置された毛細管8に流れ込み、この毛細管8によって膨張及び減圧され(点F)、さらに、三方弁6において膨張及び減圧され、この三方弁6においてメイン回路における毛細管4から流れ込んでくる冷媒と合流して(点D)、蒸発器5へ流入する。この蒸発器5に流入した冷媒は、上記のように、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器5から流出する。この蒸発器5から流出したガス冷媒(点E)は、吸入管20を流通し、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。
Further, as described above, although the flow path from the bypass circuit is closed, the refrigerant from the bypass circuit leaks into the main circuit through a slight gap in the three-
ここで、メイン回路における点Cの状態の冷媒は、バイパス回路からの漏れ冷媒との合流によって、エンタルピーが点Cの状態から点Dの状態に増加するため、冷媒の漏れがない場合と比較して、冷凍能力が低下することになる。このエンタルピーの増加量は漏れ流量に比例し、漏れ流量は下記の式(1)によって算出される。 Here, the refrigerant in the state of the point C in the main circuit increases the enthalpy from the state of the point C to the state of the point D due to the merge with the refrigerant leaking from the bypass circuit. As a result, the refrigerating capacity is reduced. The amount of increase in enthalpy is proportional to the leakage flow rate, and the leakage flow rate is calculated by the following equation (1).
この式(1)において、Qは漏れ流量[m3/h]、P1’は毛細管8を通過した後の冷媒圧力[MPa]、P2’は毛細管4と三方弁6との間の冷媒圧力[MPa]、Gは毛細管8を通過した後の冷媒の比重、そして、Cvは三方弁6のバイパス回路からの流路の閉鎖時における容量係数である。ここで、冷媒圧力P1’は高圧のバイパス回路下流の冷媒圧力であり、冷媒圧力P2’は低圧の毛細管4の下流の圧力であるため、冷媒圧力P1’と冷媒圧力P2’との関係が、P2’/P1’<0.5の関係を満たし、漏れ冷媒の流れはチョーク流れとなり、この場合の漏れ流量Qは、式(1)で示されるように、冷媒圧力P2’に依存しない値となる。バイパス回路における冷媒は、毛細管8を通過することによって、圧力及び温度が減少するので、このときの冷媒の冷媒圧力P1’及び比重Gは、圧縮機1から吐出された冷媒の圧力及び比重よりも小さくなり、また、冷媒圧力の減少率は、比重の減少率よりも大きくなるため、この場合の三方弁6を介したバイパス回路からメイン回路への漏れ流量Qは、毛細管8が設置されていないとした場合の漏れ流量よりも小さくなる。これによって、バイパス回路からの漏れ冷媒が、メイン回路を流通する冷媒に合流することによるエンタルピーの増加量も低減されることになり、冷凍サイクルの冷凍能力の低下が抑制される。
In this equation (1), Q is the leakage flow rate [m 3 / h], P1 ′ is the refrigerant pressure [MPa] after passing through the
(冷凍冷蔵庫の除霜運転)
図5は、本発明の実施の形態1に係る冷凍冷蔵庫における除霜運転時のp−h線図である。この図5における点A、点E及び点Fにおける冷媒の状態は、図1における点A、点E及び点Fの冷媒状態に対応している。この図5及び図1を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫のホットガス除霜運転について説明する。
(Defrosting operation of a refrigerator)
FIG. 5 is a ph diagram during the defrosting operation in the refrigerator-freezer according to
ホットガス除霜運転における冷凍サイクルの冷媒の状態は、A→F→Eの順で遷移する。ホットガス除霜運転においては、三方弁6によって、毛細管4からの流路は予め閉鎖されている。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、バイパス配管7を流通し、そのバイパス配管7に設置された毛細管8に流れ込み、この毛細管8によって膨張及び減圧される(点F)。そして、毛細管8から流れ出た冷媒は、三方弁6を通過して、蒸発器5へ流入する。ここで、蒸発器5へ流入した冷媒は高い温度を維持しており、この高温度の冷媒によって蒸発器5に発生している霜を溶解させ除去する。その後、蒸発器5を流出した冷媒(点E)は、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。以上のホットガス除霜運転によって、冷却室17内の温度の上昇を抑制することができ、冷却室17内に保存されている食品の品質を良好に維持することができるうえ、従来のヒーター式の除霜運転よりも消費電力を低減することができる。
The state of the refrigerant in the refrigeration cycle in the hot gas defrosting operation transitions in the order of A → F → E. In the hot gas defrosting operation, the flow path from the
(実施の形態1の効果)
以上の構成及び動作のように、バイパス回路に毛細管8を備えることによって、冷却運転時におけるバイパス回路からメイン回路への冷媒の漏れ流量を減少させることができるので、その漏れ冷媒のメイン回路への合流による冷凍能力の低下を抑制することができる上、ホットガス除霜運転時においては、冷却室内に保存されている食品の品質を良好に維持し、消費電力を低減することができる。
(Effect of Embodiment 1)
By providing the
また、三方弁6として冷蔵庫庫内のような低温状況下においても使用可能なものを用い、三方弁6を冷却室17内に設置することによって、三方弁6の切り替え時に発生する音を冷却室17内に閉じ込めることができ、冷凍冷蔵庫の静穏化を実現することができる。
In addition, by using a three-
また、三方弁6を毛細管4と同程度の流路径を備えるものとし、毛細管4を三方弁6を通過することによる圧力低下を考慮した容量係数(Cv値)のものとすると、三方弁6の小型化によって冷蔵庫の容量増大を図ることができる。
Further, when the three-
また、バイパス配管7に設置された毛細管8を、冷凍冷蔵庫背面の断熱壁16の厚さ方向の中央から外側半分の範囲に通すことによって、無駄な放熱を抑制することができる。
Moreover, useless heat dissipation can be suppressed by letting the
そして、三方弁6を、低圧側である毛細管4と蒸発器5との間に設けることによって、三方弁6の耐圧を低くすることが可能であり、これによって、小型化及び低コスト化を図ることができる。
Further, by providing the three-
実施の形態2.
(冷凍回路の構成)
図6は、本発明の実施の形態2に係る冷凍冷蔵庫の冷凍回路の構成図である。
図6で示されるように、冷媒を圧縮する圧縮機1、その圧縮機1により圧縮されたガス冷媒を熱交換させ凝縮させる凝縮器2、その凝縮器2を通過し、さらに三方弁6を通過した冷媒内の水分による凍結を防止するためのドライヤー3、そのドライヤー3を通過し、さらに三方弁9を通過した冷媒を膨張させる毛細管4、その毛細管4から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器5が順次冷媒配管によって接続されメイン回路を構成している。このうち、蒸発器5と圧縮機1とを接続される冷媒配管は、吸入管20によって構成されている。また、蒸発器5の上部には、この蒸発器5によって冷却された空気を貯蔵庫(冷蔵室、冷凍室又は野菜室等)内へ送風する蒸発器ファン11が設置されている。
(Configuration of refrigeration circuit)
FIG. 6 is a configuration diagram of a refrigeration circuit of a refrigerator-freezer according to
As shown in FIG. 6, the
また、三方弁22と、圧縮機1と凝縮器2との間を接続する冷媒配管とを接続するバイパス配管23によってバイパス回路31が構成されている。そして、三方弁9と、毛細管4と蒸発器5との間を接続する冷媒配管とを接続するバイパス配管10、及び、そのバイパス配管10に設置された毛細管21によってバイパス回路32が構成されている。
Further, a bypass circuit 31 is constituted by a bypass pipe 23 that connects the three-way valve 22 and a refrigerant pipe that connects between the
三方弁22及び三方弁9は、実施の形態1における三方弁6の閉鎖時における容量係数(Cv値)と同じものである。
The three-way valve 22 and the three-
毛細管21は、その容量係数(Cv値)が、後述するホットガス除霜運転において、圧縮機1の吐出圧力から0℃における冷媒の飽和蒸気圧まで減衰可能なものとし、毛細管4より容量係数(Cv値)が大きいものである。
The capillary 21 has a capacity coefficient (Cv value) that can be attenuated from the discharge pressure of the
なお、毛細管21、三方弁22及び三方弁9は、それぞれ本発明における「膨張装置」、「第1の三方弁」及び「第2の三方弁」に相当する。また、バイパス配管23及びバイパス回路31は、それぞれ本発明における「第1のバイパス配管」及び「第1のバイパス回路」に相当する。そして、バイパス配管10及びバイパス回路32は、それぞれ本発明における「第2のバイパス配管」及び「第2のバイパス回路」に相当する。
The capillary 21, the three-way valve 22, and the three-
図7は、本発明の実施の形態2に係る冷凍冷蔵庫の背面図の一部であり、図8は、同冷凍冷蔵庫の冷却室(貯蔵室)17を扉正面側から見た図である。
図7で示されるように、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の背面の下部には、機械室12が形成されており、その機械室12の中には、圧縮機1、凝縮器2、ドライヤー3、三方弁9、圧縮機1に対して送風する機械室ファン13、ドレンパン14、及び、バイパス配管23が収容されている。また、三方弁9は、圧縮機1に対して機械室ファン13と逆側に配置され、かつ、その機械室ファン13の送風の風下となる位置に配置されている。これによって、圧縮機1で加熱された空気が毛細管21に吹き付けられることになり、放熱を抑制することができる。
FIG. 7 is a part of a rear view of the refrigerator-freezer according to
As shown in FIG. 7, a machine room 12 is formed in the lower part of the back surface of the refrigerator-freezer according to the present embodiment. In the machine room 12, there are a
また、図8で示されるように、冷却室17の中央に蒸発器5が設置されており、その上部には冷却された空気を冷却室17内へ送風する蒸発器ファン11が設置され、冷却室17の下部にはトレイ19が設置されている。
Further, as shown in FIG. 8, the
次に、図7及び図8を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の冷媒回路の経路についての詳細を説明する。
まず、冷媒回路におけるメイン回路について説明する。機械室12内において、圧縮機1から吐出された冷媒は凝縮器2へ流入する。この凝縮器2から流出した冷媒は、機械室12の外部の自然放熱の凝縮器として機能する冷凍冷蔵庫本体の鋼板15の内側に配置された配管を流通し、再び機械室12内へ戻り、三方弁22を介して、ドライヤー3へ流入する。このドライヤー3を流出した冷媒は、三方弁9を通過して、再び機械室12の外部の冷凍冷蔵庫本体の断熱壁16内部に配置された毛細管4を流通し、この毛細管4は、冷却室17の入口である穴18から冷却室17内へ入る。冷媒は、この冷却室17内へ入った毛細管4を流通して、蒸発器5へ流入する。この蒸発器5から流出した冷媒は、吸入管20を流通し、この吸入管20は、冷却室17の出口となる穴18から冷却室17の外部へ出る。冷媒は、この冷却室17の外部へ出た吸入管20を流通して、機械室12内の圧縮機1へ流入する。
Next, details of the route of the refrigerant circuit of the refrigerator-freezer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the main circuit in the refrigerant circuit will be described. In the machine room 12, the refrigerant discharged from the
次に、冷媒回路におけるバイパス回路31、32について説明する。バイパス回路31において、機械室12の圧縮機1から吐出された冷媒はバイパス配管23を流通し、そして、三方弁22に達する。また、バイパス回路32において、機械室12の三方弁9から流出した冷媒は、機械室12の外部の冷凍冷蔵庫本体の断熱壁16内部に配置されたバイパス配管10における毛細管21を流通する。そして、この毛細管21は、冷却室17の入口である穴18から冷却室17へ入る。冷媒は、このバイパス配管10としての毛細管21を流通して、冷却室17内に設置された蒸発器5に達する。ここで、バイパス配管10に設置された毛細管21は、冷凍冷蔵庫背面の断熱壁16の厚さ方向の中央から外側半分の範囲に通されており、これによって無駄な放熱を抑制することができる。
Next, the bypass circuits 31 and 32 in the refrigerant circuit will be described. In the bypass circuit 31, the refrigerant discharged from the
(冷凍冷蔵庫の冷却運転)
図9は、本発明の実施の形態2に係る冷凍冷蔵庫における冷却運転時のp−h線図であり、図10は、図9で示されるp−h線図における点B及び点C付近の拡大図である。この図9における点A〜点Eにおける冷媒の状態は、図6における点A〜点Eの冷媒の状態に対応している。この図9、図10及び図6を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫の冷却運転について説明する。
(Cooling operation of freezer refrigerator)
FIG. 9 is a ph diagram at the time of cooling operation in the refrigerator-freezer according to
冷却運転におけるメイン回路の冷凍サイクルの冷媒の状態は、A→B→C→D→Eの順で遷移する。冷却運転においては、三方弁22によって、バイパス回路31からの流路は予め閉鎖され、三方弁9によって、バイパス回路32への流路は予め閉鎖されている。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、凝縮器2へ流入する。この凝縮器2へ流入したガス冷媒は、機械室12内の空気と熱交換が実施されて凝縮し、液冷媒となって、凝縮器2から流出する。このとき、凝縮器2は、ガス冷媒の凝縮によって放熱する。凝縮器2から流出した液冷媒(点B)は、三方弁22を通過し(点C)、ドライヤー3を通過し、さらに、三方弁9を通過して、毛細管4に流れ込む。冷媒は、この毛細管4によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒(点D)となる。この気液二相冷媒は、蒸発器5へ流入し、蒸発器ファン11の回転駆動によって送られてくる冷却室17内の空気と熱交換(熱を吸収)が実施されて気化し、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器5から流出する。この蒸発器5から流出したガス冷媒(点E)は、吸入管20を流通し、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。
The state of the refrigerant in the refrigeration cycle of the main circuit in the cooling operation transitions in the order of A → B → C → D → E. In the cooling operation, the flow path from the bypass circuit 31 is closed in advance by the three-way valve 22, and the flow path to the bypass circuit 32 is closed in advance by the three-
また、前述のように、バイパス回路31からの流路は閉鎖されているものの、三方弁22の僅かな隙間からバイパス回路31からの冷媒がメイン回路へ漏れる。この漏れ冷媒についての冷媒の状態は、A→C→D→Eの順で遷移する。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、バイパス配管23を流通し、三方弁22においてメイン回路における凝縮器2から流れ込んでくる冷媒と合流して(点C)、ドライヤー3へ流入する。そして、ドライヤー3を通過した冷媒は、三方弁9を介して、毛細管4に流れ込み、この毛細管4によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒(点D)となって、蒸発器5へ流入する。この蒸発器5に流入した冷媒は、上記のように、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器5から流出する。この蒸発器5から流出したガス冷媒(点E)は、吸入管20を流通し、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。
Further, as described above, although the flow path from the bypass circuit 31 is closed, the refrigerant from the bypass circuit 31 leaks from the slight gap of the three-way valve 22 to the main circuit. The state of the refrigerant with respect to the leaked refrigerant changes in the order of A → C → D → E. The high-temperature and high-pressure gas refrigerant (point A) compressed and discharged by the
ここで、メイン回路における点Bの状態の冷媒は、バイパス回路31からの漏れ冷媒との合流によって、エンタルピーが点Bの状態から点Cの状態に増加するため、冷媒の漏れがない場合と比較して、冷凍能力が低下することになる。このエンタルピーの増加量は漏れ流量に比例し、漏れ流量は下記の式(2)によって算出される。 Here, the refrigerant in the state of point B in the main circuit increases in enthalpy from the state of point B to the state of point C due to merging with the refrigerant leaking from the bypass circuit 31, so that there is no refrigerant leakage. As a result, the refrigerating capacity is reduced. The amount of increase in enthalpy is proportional to the leakage flow rate, and the leakage flow rate is calculated by the following equation (2).
この式(2)において、Qは漏れ流量[m3/h]、P1’は圧縮機1からの吐出圧力(バイパス配管23における冷媒圧力)[MPa]、P2’は凝縮器2と三方弁22との間の冷媒圧力[MPa]、Gはバイパス配管23における冷媒の比重、Cvは三方弁22のバイパス回路31からの流路の閉鎖時における容量係数、そして、ΔP’は冷媒圧力P1’と冷媒圧力P2’との圧力差(P1’−P2’)である。メイン回路において、冷媒が凝縮器2を通過することによって圧力損失が生じるため、冷媒圧力P2’は、冷媒圧力P1’よりも低下するが、その低下量は極僅かであり、冷媒圧力P1’と冷媒圧力P2’との圧力比は0.5よりも大きくなる。ここで、特許文献1における図1で示される冷媒回路において、冷媒圧力P1’を圧縮機から吐出される冷媒の圧力、冷媒圧力P2’をバイパス配管における冷媒の圧力、そして、比重Gを圧縮機から吐出される冷媒の比重とすると、漏れ流量は実施の形態1における式(1)によって算出される。このとき、比重G、三方弁22(特許文献1においては三方弁2)の容量係数Cv、及び、冷媒圧力P1’が同等である場合、本実施の形態の式(2)における√{ΔP’(P1’+P2’)}(=√(P1’2−P2’2)は、特許文献1における場合の式(1)における0.87・P1’2より小さい値となるため、本実施の形態における漏れ流量Qは、特許文献1における漏れ流量よりも少なくなる。これによって、バイパス回路31からの漏れ冷媒が、メイン回路を流通する冷媒に合流することによるエンタルピーの増加量も低減されることになり、冷凍サイクルの冷凍能力の低下が抑制される。
In this equation (2), Q is the leakage flow rate [m 3 / h], P1 ′ is the discharge pressure from the compressor 1 (refrigerant pressure in the bypass pipe 23) [MPa], and P2 ′ is the
(冷凍冷蔵庫の除霜運転)
図11は、本発明の実施の形態2に係る冷凍冷蔵庫における除霜運転時のp−h線図である。この図11における点A、点D及び点Eにおける冷媒の状態は、図6における点A、点D及び点Eの冷媒状態に対応している。この図11及び図6を参照しながら、本実施の形態に係る冷凍冷蔵庫のホットガス除霜運転について説明する。
(Defrosting operation of a refrigerator)
FIG. 11 is a ph diagram during the defrosting operation in the refrigerator-freezer according to
ホットガス除霜運転における冷凍サイクルの冷媒の状態は、A→D→Eの順で遷移する。ホットガス除霜運転においては、三方弁22によって、凝縮器2からの流路は予め閉鎖され、三方弁9によって、毛細管4への流路は予め閉鎖されている。圧縮機1によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒(点A)は、バイパス配管23を流通し、さらに、三方弁22、ドライヤー3及び三方弁9を通過して、毛細管21に流れ込み、この毛細管21によって膨張及び減圧される(点D)。そして、毛細管21から流れ出た冷媒は、蒸発器5へ流入する。ここで、蒸発器5へ流入した冷媒は高い温度を維持しており、この高温度の冷媒によって蒸発器5に発生している霜を溶解させ除去する。その後、蒸発器5を流出した冷媒(点E)は、圧縮機1へ流入し、再び圧縮される。以上のホットガス除霜運転によって、冷却室17内の温度の上昇を抑制することができ、冷却室17内に保存されている食品の品質を良好に維持することができるうえ、従来のヒーター式の除霜運転よりも消費電力を低減することができる。
The state of the refrigerant in the refrigeration cycle in the hot gas defrosting operation transitions in the order of A → D → E. In the hot gas defrosting operation, the flow path from the
(実施の形態2の効果)
以上の構成及び動作のように、三方弁22と、圧縮機1と凝縮器2との間を接続する冷媒配管とを接続するバイパス配管23によって構成されるバイパス回路31を備えることによって、冷却運転時におけるバイパス回路31からメイン回路への冷媒の漏れ流量を減少させることができるので、その漏れ冷媒のメイン回路への合流による冷凍能力の低下を抑制することができる上、ホットガス除霜運転時においては、冷却室内に保存されている食品の品質を良好に維持し、消費電力を低減することができる。
(Effect of Embodiment 2)
As described above, the cooling operation is provided by including the bypass circuit 31 including the three-way valve 22 and the bypass pipe 23 connecting the refrigerant pipe connecting the
また、バイパス配管10に設置された毛細管21を、冷凍冷蔵庫背面の断熱壁16の厚さ方向の中央から外側半分の範囲に通すことによって、無駄な放熱を抑制することができる。
Moreover, useless heat dissipation can be suppressed by letting the capillary tube 21 installed in the
そして、三方弁9を圧縮機1に対して機械室ファン13と逆側に配置することで、圧縮機1で加熱された空気が毛細管21に吹き付けられることによって、放熱を抑制することができる。
And by arrange | positioning the three-
1 圧縮機、2 凝縮器、3 ドライヤー、4 毛細管、5 蒸発器、6 三方弁、7 バイパス配管、8 毛細管、9 三方弁、10 バイパス配管、11 蒸発器ファン、12 機械室、13 機械室ファン、14 ドレンパン、15 鋼板、16 断熱壁、17 冷却室、18 穴、19 トレイ、20 吸入管、21 毛細管、22 三方弁、23 バイパス配管、31、32 バイパス回路。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
少なくとも、前記圧縮機と前記凝縮器との間の冷媒流路と前記三方弁とを接続するバイパス配管、及び、該バイパス配管に設置された膨張装置によって構成されるバイパス回路と、
を備え、
前記膨張装置の容量係数を、該膨張装置と前記三方弁との間の冷媒圧力をP1’とし、前記毛細管と前記三方弁との間の冷媒圧力をP2’とした場合に、P2’/P1’<0.5を満たすものとした
ことを特徴とする冷凍冷蔵庫。 At least a compressor that compresses the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor and dissipates heat, a capillary that decompresses and expands the refrigerant condensed by the condenser, and a refrigerant flow path A main circuit in which a three-way valve into which refrigerant flowing out from the capillary flows and an evaporator that absorbs heat by evaporating the refrigerant flowing out from the three-way valve are sequentially connected by a refrigerant pipe;
At least a bypass pipe connecting the refrigerant flow path between the compressor and the condenser and the three-way valve, and a bypass circuit configured by an expansion device installed in the bypass pipe;
Equipped with a,
The capacity coefficient of the expansion device is P2 ′ / P1 when the refrigerant pressure between the expansion device and the three-way valve is P1 ′ and the refrigerant pressure between the capillary and the three-way valve is P2 ′. ' A refrigerator-freezer characterized by satisfying <0.5 .
少なくとも、前記圧縮機と前記凝縮器との間の冷媒流路と前記三方弁とを接続するバイパス配管、及び、該バイパス配管に設置された膨張装置によって構成されるバイパス回路と、At least a bypass pipe connecting the refrigerant flow path between the compressor and the condenser and the three-way valve, and a bypass circuit configured by an expansion device installed in the bypass pipe;
を備え、With
前記三方弁は、前記毛細管の流路径と略同一の流路径を有したThe three-way valve had a flow channel diameter substantially the same as the capillary flow channel diameter.
ことを特徴とする冷凍冷蔵庫。A refrigerator-freezer characterized by that.
少なくとも、前記圧縮機と前記凝縮器との間の冷媒流路と前記三方弁とを接続するバイパス配管、及び、該バイパス配管に設置された膨張装置によって構成されるバイパス回路と、At least a bypass pipe connecting the refrigerant flow path between the compressor and the condenser and the three-way valve, and a bypass circuit configured by an expansion device installed in the bypass pipe;
を備え、With
前記膨張装置は、冷凍冷蔵庫の本体壁の厚さ方向の中央から外側半分の範囲に設置されたThe expansion device is installed in the range of the outer half from the center in the thickness direction of the main body wall of the refrigerator-freezer.
ことを特徴とする冷凍冷蔵庫。A refrigerator-freezer characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載の冷凍冷蔵庫。 The refrigerator-freezer according to claim 1, wherein the three-way valve has a flow path diameter substantially the same as the flow path diameter of the capillary tube.
ことを特徴とする請求項3記載の冷凍冷蔵庫。The refrigerator-freezer of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項4記載の冷凍冷蔵庫。 The expansion device according to claim 1, claim 2 or claim 4 freezer refrigerator, wherein a from the center of the thickness direction of the refrigerator body wall is installed in the range of the outer half.
前記三方弁は、前記貯蔵室内に設置された
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 It has a storage room for refrigerated or frozen food,
The said three-way valve was installed in the said storage chamber. The refrigerator-freezer in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 The refrigerator-freezer according to any one of claims 1 to 7 , wherein the defrosting operation is performed in a state where the three-way valve is switched so that refrigerant flows through the bypass circuit.
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。 The refrigerator according to any one of claims 1 to 8, wherein the expansion device has a capacity coefficient larger than that of the capillary tube.
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