(57)【要約】【課　題】冷凍サイクルからの廃熱を利用して床暖房を行うことができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵庫（１）は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（１６）、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧状のガス状冷媒が送風機（１８）で空冷されて液化する凝縮器（１７）、減圧装置（２２）および、冷媒が蒸発して庫内を冷却する蒸発器（２３）を順次冷媒配管（２１）で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの高圧側に設けられ冷媒の熱を二次冷媒へ熱交換させる熱交換器（２６）と、床暖房用パネル（３１）と、前記二次冷媒を熱交換器から床暖房用パネルを通して再び熱交換器へ循環させる二次冷媒用ポンプ（３７）とを備えている。【選択図】　図１
2004053055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮するコンプレッサ、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧状のガス状冷媒が送風機で空冷されて液化する凝縮器、減圧装置および、冷媒が蒸発して庫内を冷却する蒸発器を順次冷媒配管で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルの高圧側に設けられ冷媒の熱を二次冷媒へ熱交換させる熱交換器と、
床暖房用パネルと、
前記二次冷媒を熱交換器から床暖房用パネルを通して再び熱交換器へ循環させる二次冷媒用ポンプとを備えていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記コンプレッサは２段圧縮式であり、
１段圧縮時の冷媒は、熱交換器において上流側の二次冷媒と熱交換し、
２段圧縮時の冷媒は、熱交換器において下流側の二次冷媒と熱交換することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記凝縮器の上流側の冷媒と二次冷媒とを熱交換することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項記載の冷蔵庫。
【請求項５】
冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路と、床暖房用パネル側の二次冷媒の流路とは、カプラで着脱自在に接続されており、
本体側の二次冷媒のカプラ連結部は、冷蔵庫本体の下部もしくは下部前面に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項記載の冷蔵庫。
【請求項６】
冷蔵庫の庫内は、少なくとも３温度帯に仕切られていることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項記載の冷蔵庫。
【請求項７】
冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路に、二次冷媒を補充するための冷媒タンクが設けられていることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項記載の冷蔵庫。
【請求項８】
冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路の出口付近にヒータが設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項記載の冷蔵庫。
【請求項９】
凍結防止センサが、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路と床暖房用パネル側の二次冷媒の流路との接続部分付近に設けられていることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台所などに設置される家庭用などの冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷蔵庫は、庫内の貯蔵物を冷却して冷蔵や冷凍している。そして、冷凍サイクル中の凝縮器からの放熱は、温かい空気となって排出されている。また、台所には、冬場などの寒い日に足元を温める床暖房用パネルが敷かれることがある。この床暖房用パネルは一般的に電気ヒータで加熱される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、床暖房用パネルを電気ヒータで加熱すると、電気の消費量が多く、ランニングコストが増大する。また、従来の冷蔵庫の凝縮器からの温かい空気では、足元を温めることはできない。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、冷凍サイクルからの廃熱を利用して床暖房用パネルを温めることができる冷蔵庫を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷蔵庫（１）は、冷媒を圧縮するコンプレッサ（１６）、このコンプレッサで圧縮されて高温・高圧状のガス状冷媒が送風機（１８）で空冷されて液化する凝縮器（１７）、減圧装置（２２）および、冷媒が蒸発して庫内を冷却する蒸発器（２３）を順次冷媒配管（２１）で環状に接続してコンプレッサに戻る冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの高圧側に設けられ冷媒の熱を二次冷媒へ熱交換させる熱交換器（２６）と、床暖房用パネル（３１）と、前記二次冷媒を熱交換器から床暖房用パネルを通して再び熱交換器へ循環させる二次冷媒用ポンプ（３７）とを備えている。
【０００６】
また、前記冷媒が二酸化炭素である場合がある。
そして、前記コンプレッサが２段圧縮式であり、１段圧縮時の冷媒は、熱交換器において上流側の二次冷媒と熱交換し、２段圧縮時の冷媒は、熱交換器において下流側の二次冷媒と熱交換する場合がある。
【０００７】
さらに、前記熱交換器は、凝縮器の上流側の冷媒と二次冷媒とを熱交換する場合がある。
【０００８】
そして、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路（３２）と、床暖房用パネル側の二次冷媒の流路（３３）とが、カプラ（３６）で着脱自在に接続されており、本体側の二次冷媒のカプラ連結部は、冷蔵庫本体の下部もしくは下部前面に設けられている場合がある。
また、冷蔵庫の庫内は、少なくとも３温度帯に仕切られている場合がある。
【０００９】
さらに、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路に、二次冷媒を補充するための冷媒タンク（３８）が設けられている場合がある。
【００１０】
そして、冷蔵庫本体側の熱媒体流路の出口付近にヒータ（４１）が設けられている場合がある。
また、凍結防止センサ（４２）が、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路と床暖房用パネル側の二次冷媒の流路との接続部分付近に設けられている場合がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の第１の形態を図１ないし図４を用いて説明する。図１は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第１の形態の概略の説明図である。図２は図１の冷蔵庫の冷媒回路およびブライン回路（二次冷媒の循環回路）の具体例の図である。図３は図２におけるフレーム部冷媒回路および床暖房用パネルを省略した図である。図４は凍結防止のフローチャートである。なお、図２および図３では、機械室の機器を分かり易く図示するために、各機器が大きく図示されており、野菜室が小さく図示されている。
【００１２】
家庭用冷蔵庫１は、その外郭が断熱箱体２で構成されている。この断熱箱体２の内部空間すなわち庫内は、設定温度の異なる複数の部屋（この実施の形態では４室）に仕切られており、上側から冷蔵室６、冷凍室７、冷凍室８および野菜室９となっている。各室６〜９の前面は開口し、この前面開口は断熱扉（図示せず）で開閉自在に閉じられている。また、野菜室９の奥側は、機械室１１となっている。
【００１３】
機械室１１には、庫内を冷却するための機器、すなわち、コンプレッサ１６、凝縮器１７、送風機としての凝縮器用送風機１８などが設けられている。コンプレッサ１６および凝縮器１７などは、冷媒配管２１で接続されて冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクルの冷媒としては、ＣＯ２　（二酸化炭素）が用いられる。この冷凍サイクルは、図１に図示するように、コンプレッサ１６から、順次、凝縮器１７の上流部分（二次冷媒との熱交換器）１７ａ、下流部分１７ｂ、電動膨張弁２２および蒸発器２３が冷媒配管２１で接続されて、再びコンプレッサ１６に戻っている。そして、蒸発器２３で庫内の空気を冷却している。
【００１４】
熱交換器１７ａはＣＯ２　冷媒の流れる冷媒配管と床暖房用パネル３１（詳細は後述する）用の液状の二次冷媒であるブラインが流れるブライン配管３２とが密着してらせん状に構成され両冷媒体間で熱交換が行われる。熱交換器２６内の凝縮器１７の冷媒の流れと二次冷媒の流路であるブライン配管３２のブラインの流れとは対向流となっており、熱交換器２６内において、上流部分１７ａの上流側の冷媒が下流側のブラインと熱交換し、上流部分１７ａの下流側の冷媒が上流側のブラインと熱交換するように構成されている。また、凝縮器１７の下流部分１７ｂは、凝縮器用送風機１８で空冷されている。ところで、図１の冷凍サイクルでは、凝縮器用送風機１８で冷却された冷媒は、直ぐに膨張弁２２に流れているが、実際は、図２に図示するように、凝縮器用送風機１８で冷却された冷媒は、一旦断熱箱体２の左側壁を蛇行し断熱箱体２の上壁を通り、ついで、断熱箱体２の右側壁を蛇行してから再び断熱箱体２の上壁前部を通り、ついで、断熱箱体２の前面部分を蛇行しながら下方に行ってから、膨張弁２２に達している。そして、断熱箱体２の前面部分を蛇行している冷媒配管２１が結露防止パイプとなっている。
【００１５】
床暖房用パネル３１は、その内部に二次冷媒の流路であるブライン配管３３が蛇行して配置されており、床暖房用パネル３１のブライン配管３３と機械室１１内のブライン配管３２とはカプラ３６で着脱自在に接続されている。冷蔵庫１の本体には、下部（この実施の形態では前面）にカプラ３６を接続するためのカプラ連結部が設けられている。また、機械室１１のブライン配管３２には、ブラインを流すためのブラインポンプ３７が設けられている。この二次冷媒ポンプであるブラインポンプ３７の上流側のブライン配管３２には、ブラインである水を補充するための冷媒タンクとしての注水タンク３８が接続されている。また、機械室１１（すなわち、冷蔵庫１の本体側）のブライン配管３２の出口（すなわち、カプラ連結部）付近には、凍結防止用ヒータ４１が設けられ、この凍結防止用ヒータ４１の上流側に凍結防止センサであるブライン温度センサ４２が設けられている。
【００１６】
また、冷蔵庫１には、図示しない制御装置が設けられており、この制御装置はマイコンなどで構成されている。そして、この制御装置には、種々の電気部品が接続されているが、凍結防止のための電気部品として、入力側に、ブライン温度センサ４２が接続され、一方、出力側に、ブラインポンプ３７および凍結防止用ヒータ４１などが接続されている。なお、制御装置は、凍結防止の制御以外に種々の制御（たとえば、庫内の温度制御など）を行っている。
【００１７】
この様に構成されている実施の第１の形態の冷蔵庫１は、コンプレッサ１６が稼働すると、冷媒（ＣＯ２　）はコンプレッサ１６で圧縮されて、ついで、熱交換器１７ａ、凝縮器１７においてブライン配管３２のブラインおよび凝縮器用送風機１８で冷却されて、膨張弁２２を通って、蒸発器２３で蒸発して低温となり、庫内の空気を冷却している。
【００１８】
凝縮器１７において冷媒を冷却した排熱は、従来外気に放出されていたが、この実施の形態では、台所などでの床暖房に有効利用する。冬場などに床暖房に利用する際には、床暖房用パネル３１のカプラ３６を冷蔵庫１の本体のカプラ連結部に連結し、冷蔵庫１本体のブライン配管３２と床暖房用パネル３１のブライン配管３３とを接続する。ブラインポンプ３７は、コンプレッサ１６が稼働すると略連動して稼働し、熱交換器２６で凝縮器１７の冷媒により暖められたブラインを床暖房用パネル３１に循環させる。この様にして、床暖房用パネル３１は温かくなる。なお、ブラインポンプ３７はコンプレッサ１６と略連動しているが、コンプレッサ１６の停止時から少し遅延して、ブラインポンプ３７は停止する。
【００１９】
そして、夏場などにも、冷房による足元の冷えを防止することができる。また、床暖房が不要な場合には、ブラインポンプ３７は停止している。その際に、床暖房用パネル３１が邪魔になる場合には、カプラ３６を冷蔵庫１の本体から離脱させて、床暖房用パネル３１を取り外し、適宜の場所（たとえば、物置など）に収納することができる。
【００２０】
ところで、冷蔵庫１は台所などの屋内に配置されており、ブラインの凍結のおそれは低い。しかしながら、冷蔵庫１を設置する地域によっては、ブラインの凍結も考えられる。そこで、前述の凍結防止用ヒータ４１およびブライン温度センサ４２が設けられており、図４に図示する凍結防止のフローチャートに基づいて、ブラインの凍結を防止している。
【００２１】
ステップ１において、制御装置は、ブライン温度センサ４２の検出値が、予め設定されている凍結防止用ポンプ稼働温度である約５℃であるか否かを判定し、以下である場合には、ステップ２に行く。ステップ２において、制御装置はブラインポンプ３７に稼働信号を出力し、ブラインポンプ３７を稼働させる。すると、ブラインは循環し、凍結が防止される。そして、ステップ３に行く。ステップ３において、制御装置は、ブライン温度センサ４２の検出値が、予め設定されているヒータ稼働温度である約２℃であるか否かを判定し、以下である場合には、ステップ４に行く。制御装置は凍結防止用ヒータ４１に稼働信号を出力し、ブラインを加熱する。また、ブラインポンプ３７は稼働しており、加熱されたブラインは循環し、より確実に凍結が防止される。そして、ステップ１に戻り、ブライン温度センサ４２の検出値が変わるのを待つ。
【００２２】
一方、ステップ１において、凍結防止用ポンプ稼働温度を越えている場合には、ステップ５に行き、制御装置はブラインポンプ３７に停止信号を出力し、ブラインポンプ３７を停止させ、ステップ１に戻る。
【００２３】
また、ステップ３において、ヒータ稼働温度を越えている場合には、ステップ６に行く。制御装置は凍結防止用ヒータ４１に停止信号を出力し、凍結防止用ヒータ４１による加熱を停止させ、ステップ１に戻る。
【００２４】
なお、上記説明において、ブラインポンプ３７を停止させる凍結防止用ポンプ停止温度は、凍結防止用ポンプ稼働温度と同じにして説明しているが、凍結防止用ポンプ停止温度を、凍結防止用ポンプ稼働温度よりも高く設定することも可能である。同様に、凍結防止用ヒータ４１を停止させるヒータ停止温度は、ヒータ稼働温度と同じにして説明しているが、ヒータ停止温度を、ヒータ稼働温度よりも高く設定することも可能である。
【００２５】
この様にして、制御装置は、ブライン温度センサ４２の検出値が予め設定されている凍結防止用ポンプ稼働温度以下になると、ブラインポンプ３７を稼働させる手段、ブライン温度センサ４２の検出値が予め設定されているヒータ稼働温度以下になると、凍結防止用ヒータ４１を稼働させる手段、ブライン温度センサ４２の検出値が予め設定されている凍結防止用ポンプ稼働温度（凍結防止用ポンプ停止温度）を越えると、ブラインポンプ３７を停止させる手段、および、ブライン温度センサ４２の検出値が予め設定されているヒータ稼働温度（ヒータ停止温度）を越えると、凍結防止用ヒータ４１を停止させる手段などを具備している。
【００２６】
次に、本発明における冷蔵庫の実施の第２の形態を図５を用いて説明する。図５は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第２の形態の概略の説明図である。なお、この実施の第２の形態の説明において、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
実施の第２の形態におけるコンプレッサ１６は、２段圧縮式であり、第１流入口ａ、第１吐出口ｂ、第２流入口ｃおよび第２吐出口ｄを有している。第１吐出口ｂと第２流入口ｃとの間に冷媒を冷却するガスクーラ５１が接続されており、１段圧縮時の冷媒は、第１吐出口ｂから出てガスクーラ５１を通って、第２流入口ｃからコンプレッサ１６に戻っている。２段圧縮時の冷媒は、実施の第１の形態のコンプレッサ１６と同様に、コンプレッサ１６の第２吐出口ｄから出て凝縮器１７、膨張弁２２および蒸発器２３などを通って第１流入口ａからコンプレッサ１６に戻っている。
【００２８】
また、ガスクーラ５１および凝縮器１７の上流部分１７ａは、冷蔵庫１の本体側のブライン配管３２のブラインと熱交換を行っており、ガスクーラ５１、凝縮器１７の上流部分１７ａおよびブライン配管３２で熱交換器が構成されている。そして、ガスクーラ５１は上流側のブラインと熱交換を行い、凝縮器１７の上流部分１７ａは下流側のブラインと熱交換を行っている。したがって、ブラインはガスクーラ５１で温められ、ついで凝縮器１７の上流部分１７ａで温められている。この様に構成されていると、凝縮器１７の冷媒の温度はガスクーラ５１の冷媒の温度よりも高いので、ブラインの温度を効率よく上昇させることができる。なお、実施の第２の形態の他の構成は、実施の第１の形態と略同じである。
【００２９】
前述のように、実施の形態では、冷蔵庫１の凝縮器の廃熱を床暖房用パネル３１の加熱に有効利用することができる。床暖房用パネル３１は、ブラインで加熱されており、冷媒配管の様に高圧ではないため、取り扱いが容易である。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）冷凍サイクルの冷媒は、適宜選択可能である。ただし、圧縮時の冷媒温度が高く、床暖房用にはＣＯ２　が最適である。
【００３１】
（２）冷蔵庫１の形式や構造などは適宜選択可能であるが、好ましくは、家庭用であり、その庫内は少なくとも３温度帯（すなわち、冷蔵室、冷凍室および野菜室）に仕切られている。
（３）ブラインは液状の二次冷媒であり、水でも可能である。
（４）冷蔵庫１の本体側のカプラ連結部は、図２に図示するように、冷蔵庫本体の下部の前面に設けられているが、下部であればよく、左右側面に設けることも可能である。
（５）凍結防止用ポンプ稼働温度などの各種設定値は適宜変更可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、冷蔵庫の冷凍サイクルの高圧側の冷媒と二次冷媒とを熱交換する熱交換器が設けられ、この二次冷媒がポンプにより床暖房用パネルに供給されている。したがって、冷蔵庫の庫内を冷却する際の廃熱で床暖房用パネルを温めることができ、ランニングコストを削減することができる。かつ、冷凍サイクルの冷媒を効率よく冷却することができる。冷蔵庫は一般的に台所に設置されており、台所の床暖房に利用することができる。床暖房用パネルを冷媒で加熱すると、冷媒は高圧であるので配管コストが増大するが、冷媒の熱を二次冷媒で交換しており、取り扱いが容易となる。
【００３３】
また、冷媒が二酸化炭素である場合には、フロン系冷媒よりも、冷凍サイクルの高圧側の冷媒の温度を上昇させることができ、床暖房用パネルを効率よく温度上昇させることができる。
そして、コンプレッサが２段圧縮式であり、１段圧縮時の冷媒が、熱交換器において上流側の二次冷媒と熱交換する場合には、１段圧縮時の廃熱も有効利用することができる。
【００３４】
さらに、熱交換器と凝縮器用送風機とが設けられているので、冷媒が熱交換器で十分に冷却されない際には、送風機で冷却することができる。
そして、本体側の二次冷媒のカプラ連結部が、冷蔵庫本体の下部もしくは下部前面に設けられており、簡単に床暖房用パネルを冷蔵庫本体に着脱することができる。
【００３５】
さらに、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路に、二次冷媒を補充するための冷媒タンクが設けられており、カプラの着脱時に二次冷媒が漏れても、冷媒タンクから補充される。
そして、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路の出口付近にヒータが設けられている場合には、このヒータにより二次冷媒の凍結を防止することができる。
また、凍結防止センサが、冷蔵庫本体側の二次冷媒の流路と床暖房用パネル側の二次冷媒の流路との接続部分付近に設けられている場合には、この凍結防止センサで二次冷媒の凍結可能性を効率よく検知できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第１の形態の概略の説明図である。
【図２】図２は図１の冷蔵庫の冷媒回路およびブライン回路の具体例の図である。
【図３】図３は図２におけるフレーム部冷媒回路および床暖房用パネルを省略した図である。
【図４】図４は凍結防止のフローチャートである。
【図５】図５は本発明にかかる冷蔵庫の実施の第２の形態の概略の説明図である。
【符号の説明】
１　冷蔵庫
１６　コンプレッサ
１７　凝縮器
１７ａ　熱交換器
１８　凝縮器用送風機
２１　冷媒配管
２２　膨張弁（減圧装置）
２３　蒸発器
２６　熱交換器
３１　床暖房用パネル
３２　冷蔵庫本体側のブライン配管（二次冷媒の流路）
３３　床暖房用パネル側のブライン配管（二次冷媒の流路）
３６　カプラ
３７　ブラインポンプ（二次冷媒用ポンプ）
３８　注水タンク（冷媒タンク）
４１　凍結防止用ヒータ
４２　ブライン温度センサ（凍結防止センサ）
５１　ガスクーラ
【図１】
2004053055.tif 000003
【図２】
2004053055.tif 000004
【図３】
2004053055.tif 000005
【図４】
2004053055.tif 000006
【図５】
2004053055.tif 000007