JP2001263903A - Peltier cooling system - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 「冷却」開始時や再開時に庫外の熱交換器や
外気からの熱が庫内に侵入することを防止して、最小限
の電力や冷却時間で十分な冷却能力を確保可能な、高い
冷却効率を有するペルチェ冷却システムを提供する。
【解決手段】 庫外3に配置されたペルチェ素子8を含
む熱交換器4と庫内2に配置された吸熱器5との間を冷
媒配管6で接続し、冷媒配管6内を流れる冷媒7を冷媒
循環器11によって循環させる。庫外3の熱交換器4で
冷却された冷媒7を庫内2に送る冷媒配管6部分にリザ
ーブタンク21を挿入すると共に、冷媒配管6のうち、
熱交換器4を通過してリザーブタンク21内に接続する
部分を複数の分岐通路22,23として、これらの分岐
通路22,23におけるリザーブタンク21への接続口
24,25間に高低差を設ける。
(57) [Summary] [Problem] To prevent heat from the heat exchanger outside the refrigerator or the outside air from entering the refrigerator at the start or restart of "cooling", and sufficient power and cooling time are sufficient. Provided is a Peltier cooling system having high cooling efficiency that can secure a cooling capacity. SOLUTION: A refrigerant pipe 6 connects a heat exchanger 4 including a Peltier element 8 arranged outside a warehouse 3 and a heat absorber 5 arranged inside the warehouse 2, and a refrigerant 7 flowing through the refrigerant pipe 6. Is circulated by the refrigerant circulator 11. The reserve tank 21 is inserted into a portion of the refrigerant pipe 6 that sends the refrigerant 7 cooled by the heat exchanger 4 outside the refrigerator 3 to the interior 2 of the refrigerator.
A portion that passes through the heat exchanger 4 and connects to the inside of the reserve tank 21 is defined as a plurality of branch passages 22 and 23, and a height difference is provided between the connection ports 24 and 25 of the branch passages 22 and 23 to the reserve tank 21. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を用
いて庫内を冷却するペルチェ冷却システムに関するもの
であり、特に、冷媒循環方式を改善したペルチェ冷却シ
ステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Peltier cooling system for cooling the inside of a refrigerator using a Peltier device, and more particularly to a Peltier cooling system having an improved refrigerant circulation system.
【0002】[0002]
【従来の技術】断熱された庫内を冷却するための冷却シ
ステムとしては、一般的に、冷却器で冷やした冷媒を循
環させる方式が採用されている。このような冷媒循環方
式の中でも、ペルチェ素子を用いて冷媒を冷却するペル
チェ冷却システムは、冷却効率に優れている上、温度制
御が容易であるという利点を有するため、自動販売機等
の各種の業務用保冷庫等に広く採用されている。2. Description of the Related Art As a cooling system for cooling an insulated compartment, a system of circulating a refrigerant cooled by a cooler is generally employed. Among such refrigerant circulation systems, a Peltier cooling system that cools a refrigerant using a Peltier element has an advantage that cooling efficiency is excellent and temperature control is easy. Widely used in commercial cold storage.
【0003】図3は、従来のペルチェ冷却システムの一
例を示す模式図である。この図3に示すように、保冷庫
本体は、断熱材からなるケース31によって形成されて
おり、保冷庫の庫内32は庫外33から熱的に分離され
ている。庫外33におけるケース31の側面近傍には熱
交換器34が配置され、庫内32には吸熱器35が配置
されている。熱交換器34と吸熱器35との間は、冷媒
配管36によって接続されており、この冷媒配管36内
を流れる冷媒37を介して熱交換器34と吸熱器35の
各々で熱交換を行うようになっている。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional Peltier cooling system. As shown in FIG. 3, the cool box body is formed by a case 31 made of a heat insulating material, and the inside 32 of the cool box is thermally separated from the outside 33. A heat exchanger 34 is arranged near the side surface of the case 31 in the outside 33, and a heat absorber 35 is arranged in the inside 32. The heat exchanger 34 and the heat absorber 35 are connected by a refrigerant pipe 36, and heat is exchanged between the heat exchanger 34 and the heat absorber 35 via a refrigerant 37 flowing in the refrigerant pipe 36. It has become.
【0004】このうち、熱交換器34は、その表面で冷
媒配管36と熱的に結合されたペルチェ素子38、およ
びこのペルチェ素子38の背面に配置された放熱フィン
39などから構成されており、吸熱器35は、冷媒配管
36と熱的に結合された吸熱フィン40などから構成さ
れている。また、庫外33における熱交換器34の下方
には、冷媒循環器41が配置されている。この冷媒循環
器41は、ポンプモータ42とそれによって駆動される
ポンプ43から構成されており、この冷媒循環器41に
より熱交換器34で冷却された冷媒37を庫内32に強
制的に供給することによって、冷媒37を循環させるよ
うになっている。The heat exchanger 34 comprises a Peltier element 38 thermally coupled to the refrigerant pipe 36 on the surface thereof, and a radiation fin 39 disposed on the back of the Peltier element 38. The heat absorber 35 includes a heat absorbing fin 40 and the like thermally connected to the refrigerant pipe 36. In addition, a refrigerant circulator 41 is disposed below the heat exchanger 34 in the outside 33. The refrigerant circulator 41 includes a pump motor 42 and a pump 43 driven by the pump motor 42, and forcibly supplies the refrigerant 37 cooled by the heat exchanger 34 by the refrigerant circulator 41 to the interior 32. Thereby, the refrigerant 37 is circulated.
【0005】そしてまた、庫外33における熱交換器3
4の放熱フィン39の背面には、熱交換器34からの放
熱を排出するために、ファンモータ44駆動の排熱ファ
ン45が配置されている。さらに、庫外33には制御装
置46が、庫内32には温度センサ47がそれぞれ設け
られており、温度センサ47の温度検出信号を制御装置
46で受信して、ペルチェ素子38、ポンプモータ4
2、およびファンモータ44に供給する電力を制御する
ようになっている。Further, the heat exchanger 3 in the outside 33
A heat exhaust fan 45 driven by a fan motor 44 is disposed on the back of the heat radiating fins 39 to discharge heat from the heat exchanger 34. Further, a control device 46 is provided outside the refrigerator 33 and a temperature sensor 47 is provided inside the refrigerator 32. A temperature detection signal of the temperature sensor 47 is received by the control device 46, and the Peltier element 38 and the pump motor 4 are received.
2, and the power supplied to the fan motor 44 is controlled.
【0006】次に、以上のような構成を有する図3のペ
ルチェ冷却システムの動作原理は次の通りである。すな
わち、庫内32の温度が目標温度より高い場合には、ペ
ルチェ素子38を通電して庫内32を「冷却」し、この
冷却により庫内32の温度が目標温度に達した場合に
は、ペルチェ素子38の通電を停止して庫内32を「保
温」し、温度を設定値に保つ。そして、このような「冷
却」と「保温」を繰り返す。Next, the operation principle of the Peltier cooling system of FIG. 3 having the above configuration is as follows. That is, when the temperature of the interior 32 is higher than the target temperature, the Peltier element 38 is energized to “cool” the interior 32, and when the temperature of the interior 32 reaches the target temperature by this cooling, The power supply to the Peltier element 38 is stopped, and the inside 32 of the refrigerator is kept warm, and the temperature is kept at the set value. Then, such “cooling” and “heating” are repeated.
【0007】「冷却」時には、庫内32の温度センサ4
7の温度検出信号に応じて、制御装置46により、ペル
チェ素子38、ポンプモータ42、およびファンモータ
44に電力を供給し、この供給電力を制御することによ
って、ペルチェ素子38、ポンプ43、および排熱ファ
ン45を動作させ、それぞれの能力を制御しながら冷媒
37を循環させることにより、庫内32を冷却する。こ
の「冷却」の詳細は次の通りである。At the time of "cooling", the temperature sensor 4
7, the controller 46 supplies electric power to the Peltier element 38, the pump motor 42, and the fan motor 44 by controlling the supplied electric power, thereby controlling the Peltier element 38, the pump 43, and the pump 43. By operating the heat fan 45 and circulating the refrigerant 37 while controlling the respective abilities, the inside 32 of the refrigerator is cooled. Details of the "cooling" are as follows.
【0008】まず、ペルチェ素子38を通電することに
より、ペルチェ素子38の表面側の温度を低下させて、
冷媒配管36内を流れる冷媒37を冷却する。そして、
ペルチェ素子38によって冷却した冷媒37をポンプ4
3により吐出し、庫内32に強制的に送り込むことによ
り、冷えた冷媒37は、吸熱器34を通過する際に庫内
32の熱を吸収し、温められる。そのため、この温めら
れた冷媒37が庫内32から庫外33に送り出されるこ
とにより、庫内32の熱が庫外33に放出される。First, by energizing the Peltier element 38, the temperature on the surface side of the Peltier element 38 is lowered,
The refrigerant 37 flowing in the refrigerant pipe 36 is cooled. And
The refrigerant 37 cooled by the Peltier element 38 is supplied to the pump 4
3, the refrigerant 37 is forcibly fed into the refrigerator 32, so that the cooled refrigerant 37 absorbs the heat in the refrigerator 32 when passing through the heat absorber 34 and is heated. Therefore, the heated refrigerant 37 is sent from the inside 32 to the outside 33, and the heat in the inside 32 is released to the outside 33.
【0009】さらに、庫内32から庫外33に送り出さ
れた冷媒37をペルチェ素子38の表面によって再び冷
却することにより、冷媒37が庫内32で吸収した熱は
ペルチェ素子38によって奪われる。ペルチェ素子38
によって奪われた熱は、このペルチェ素子38の背面か
ら放熱フィン39の周辺の気体に伝わり、熱気となる
が、この熱気を排熱ファン45によって除去し、排気
(排熱)する。Further, by cooling the refrigerant 37 sent from the inside 32 to the outside 33 again by the surface of the Peltier element 38, the heat absorbed by the refrigerant 37 in the inside 32 is removed by the Peltier element 38. Peltier element 38
The heat deprived of the Peltier device 38 is transmitted from the back surface of the Peltier element 38 to the gas around the radiation fins 39 and becomes hot air. The hot air is removed by the exhaust heat fan 45 and exhausted (exhausted heat).
【0010】一方、「保温」時には、庫内32の温度セ
ンサ47の温度検出信号に応じて、制御装置46によ
り、ペルチェ素子38、ポンプモータ42、およびファ
ンモータ44に対する電力供給を停止することによっ
て、ペルチェ素子38、ポンプ43、および排熱ファン
45の動作を停止させることにより、過度の冷却を行う
ことなく、庫内32の温度を設定値に保つ。On the other hand, at the time of "warming", the controller 46 stops the power supply to the Peltier element 38, the pump motor 42 and the fan motor 44 in response to the temperature detection signal of the temperature sensor 47 in the refrigerator 32. By stopping the operations of the Peltier element 38, the pump 43, and the exhaust heat fan 45, the temperature of the inside of the refrigerator 32 is maintained at a set value without excessive cooling.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3に示す
ような従来のペルチェ冷却システムには、「冷却」開始
時や、1サイクル以上の「冷却」、「保温」後の「冷
却」再開時に、熱交換器34や外気の温度が冷媒37を
介して冷却室内に侵入し、十分な冷却能力を確保できな
いという欠点がある。By the way, the conventional Peltier cooling system as shown in FIG. 3 has the following problems: when "cooling" is started, when "cooling" is restarted after "cooling" for one cycle or more, and "heating". However, there is a disadvantage that the temperature of the heat exchanger 34 or the outside air enters the cooling chamber via the refrigerant 37, and a sufficient cooling capacity cannot be secured.
【0012】すなわち、図3のペルチェ冷却システムに
おいて、「冷却」時のペルチェ素子38は、熱の変換効
率と放熱性の関係から、その放熱面が高温になってい
る。この状態から「保温」時にペルチェ素子38への通
電を停止すると、ペルチェ素子38の高温の放熱側から
冷媒37に向かって熱が逆流する。そのため、ペルチェ
素子38部分の冷媒37が温められてしまい、次の「冷
却」再開時に、その温度上昇分だけ冷媒37を余分に冷
却しなければならず、十分な冷却能力を確保するために
余分な電力や余分な冷却時間が必要となり、冷却効率が
低下してしまう。That is, in the Peltier cooling system shown in FIG. 3, the radiating surface of the Peltier element 38 at the time of "cooling" has a high temperature from the relation of heat conversion efficiency and heat radiation. When the power supply to the Peltier element 38 is stopped at the time of “maintaining heat” from this state, heat flows backward from the high-temperature radiating side of the Peltier element 38 toward the refrigerant 37. Therefore, the refrigerant 37 in the Peltier element 38 is heated, and when the next “cooling” is restarted, the refrigerant 37 must be excessively cooled by an amount corresponding to the temperature rise. A large amount of power and extra cooling time are required, and the cooling efficiency is reduced.
【0013】また、長時間の「保温」時あるいは運転停
止時などで、ペルチェ素子38の放熱側が高温でない場
合でも、外気温が高い場合には、冷媒配管36のうち、
庫外33に配置された部分内の冷媒37の温度が外気の
熱によって加熱されてしまう。この場合、続く「冷却」
開始時や再開時には、温められた冷媒37が庫内32に
送り込まれることになるため、その温度上昇分だけ冷媒
37を余分に冷却しなければならない。したがって、こ
の場合にも、十分な冷却能力を確保するために余分な電
力や余分な冷却時間が必要となり、冷却効率が低下して
しまう。In addition, even when the heat radiation side of the Peltier element 38 is not at a high temperature, for example, when the temperature is maintained for a long time or when the operation is stopped, if the outside air temperature is high,
The temperature of the refrigerant 37 in the portion arranged in the outside 33 is heated by the heat of the outside air. In this case, the following "cooling"
At the time of starting or resuming, the warmed refrigerant 37 is sent into the inside of the refrigerator 32, so that the refrigerant 37 must be additionally cooled by the temperature rise. Therefore, also in this case, extra power and extra cooling time are required to secure sufficient cooling capacity, and the cooling efficiency is reduced.
【0014】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解消するために提案されたものであり、その目的
は、「冷却」開始時や再開時に庫外の熱交換器や外気か
らの熱が庫内に侵入することを防止して、最小限の電力
や冷却時間で十分な冷却能力を確保可能な、高い冷却効
率を有するペルチェ冷却システムを提供することであ
る。The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and its object is to provide a heat exchanger or outside air outside the refrigerator at the time of starting or resuming "cooling". An object of the present invention is to provide a Peltier cooling system having high cooling efficiency that can prevent heat from entering a refrigerator and secure sufficient cooling capacity with a minimum amount of power and cooling time.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、保冷庫の断熱された庫内を冷
却するための冷却システムとして、まず、庫外に配置さ
れたペルチェ素子を含む熱交換器と、庫内に配置された
吸熱器と、熱交換器と吸熱器との間を接続するように設
けられた冷媒配管と、この冷媒配管内を流れる冷媒を循
環させるための冷媒循環器とを備えている。そして、こ
れらの構成要素を備えた上で、熱交換器で冷却された冷
媒を冷媒循環器によって庫内に強制的に供給することに
より、冷媒を循環させるように構成されたペルチェ冷却
システムにおいて、冷媒循環方式に次のような特徴を有
するものである。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a cooling system for cooling an insulated compartment of a cold storage compartment, first, a Peltier element arranged outside the compartment is provided. And a heat absorber disposed in the refrigerator, a refrigerant pipe provided to connect between the heat exchanger and the heat absorber, and a refrigerant pipe for circulating the refrigerant flowing in the refrigerant pipe. And a refrigerant circulator. And, with these components, in the Peltier cooling system configured to circulate the refrigerant by forcibly supplying the refrigerant cooled by the heat exchanger into the refrigerator by the refrigerant circulator, The refrigerant circulation system has the following features.
【0016】請求項1に記載の発明は、上記のペルチェ
冷却システムにおいて、冷媒配管にリザーブタンクおよ
び複数の分岐通路を設けた点と、熱交換器、冷媒配管、
およびリザーブタンクの配置条件に特徴を有するもので
ある。すなわち、まず、リザーブタンクは、冷媒配管の
うち、熱交換器で冷却された冷媒を庫内に送る部分に挿
入されて冷媒を収容するように構成される。また、複数
の分岐通路は、冷媒配管のうち、熱交換器を通過してリ
ザーブタンク内に接続する部分に設けられ、リザーブタ
ンクに個別に接続するように構成される。そして、複数
の分岐通路におけるリザーブタンクへの接続口間には、
高低差が設けられる。さらに、熱交換器、冷媒配管、お
よびリザーブタンクは、冷媒循環器が停止した場合に、
複数の分岐通路の少なくとも最低位置の接続口を通して
熱交換器部分の冷媒がリザーブタンク内に回収されると
共に、複数の分岐通路の少なくとも最高位置の接続口を
通してリザーブタンク内の空気が冷媒配管内に流入する
ように配置される。According to a first aspect of the present invention, in the above-mentioned Peltier cooling system, a point that a reserve tank and a plurality of branch passages are provided in a refrigerant pipe, a heat exchanger, a refrigerant pipe,
And the arrangement conditions of the reserve tank. That is, first, the reserve tank is configured to be inserted into a portion of the refrigerant pipe that sends the refrigerant cooled by the heat exchanger into the refrigerator, and to store the refrigerant. The plurality of branch passages are provided at portions of the refrigerant pipe that pass through the heat exchanger and connect to the inside of the reserve tank, and are configured to be individually connected to the reserve tank. And, between the connection ports to the reserve tank in the plurality of branch passages,
A height difference is provided. In addition, the heat exchanger, refrigerant piping, and reserve tank will
The refrigerant in the heat exchanger portion is collected in the reserve tank through at least the lowest connection port of the plurality of branch passages, and the air in the reserve tank is introduced into the refrigerant pipe through the at least highest connection port of the plurality of branch passages. It is arranged to flow in.
【0017】この構成によれば、「冷却」時には、熱交
換器のペルチェ素子を通電し、冷媒循環器を駆動するこ
とによって、冷媒を冷却しながら循環させることによ
り、庫内を冷却する。すなわち、リザーブタンク内の冷
媒が、吸熱器で庫内の熱を奪った後、熱交換器を通るこ
とにより冷却され、再びリザーブタンク内に戻る、とい
う一連の動作を繰り返すことにより、庫内の冷却が行わ
れる。冷媒配管のうち、熱交換器を通過する部分は、複
数の分岐通路に分岐しているため、冷媒は、これらの複
数の分岐通路を通過する際に冷却されてリザーブタンク
に戻ることになる。According to this configuration, at the time of “cooling”, the inside of the refrigerator is cooled by circulating the refrigerant while cooling by driving the Peltier element of the heat exchanger and driving the refrigerant circulator. In other words, the refrigerant in the reserve tank, after depriving the interior of the refrigerator by the heat sink, is cooled by passing through the heat exchanger, and returns to the reserve tank again. Cooling takes place. Since the portion of the refrigerant pipe that passes through the heat exchanger is branched into a plurality of branch passages, the refrigerant is cooled when passing through the plurality of branch passages and returns to the reserve tank.
【0018】また、「保温」時には、熱交換器のペルチ
ェ素子の通電を停止し、冷媒循環器を停止することによ
って、冷媒循環器による吐出圧がなくなるが、この際
に、複数の分岐通路におけるリザーブタンクへの接続口
間に高低差があるので、これらの接続口間に差圧が生じ
る。この差圧により、低い方の接続口から冷媒がリザー
ブタンク内に戻されると共に、リザーブタンク内の空気
が高い方の接続口から分岐通路内に流入する。その結
果、熱交換器内の冷媒がリザーブタンクへ戻る。At the time of "warming", the discharge pressure of the refrigerant circulator disappears by stopping the energization of the Peltier element of the heat exchanger and stopping the refrigerant circulator. Since there is a height difference between the connection ports to the reserve tank, a pressure difference occurs between these connection ports. Due to this pressure difference, the refrigerant is returned from the lower connection port into the reserve tank, and the air in the reserve tank flows into the branch passage from the higher connection port. As a result, the refrigerant in the heat exchanger returns to the reserve tank.
【0019】このように、冷媒循環器の停止後におい
て、熱交換器は庫内と熱的に遮断されるため、熱交換器
の熱によって冷媒が温められることを防止できると共
に、外気からの熱の影響についても、冷媒配管からの冷
媒の回収の程度に応じて防止できる。したがって、「冷
却」開始時や再開時においても、熱交換器や外気からの
熱が庫内に送り込まれることを十分に防止できるため、
冷媒を余分に冷却する必要がなく、最小限の電力や冷却
時間で十分な冷却能力を確保可能であり、冷却効率を十
分に向上することができる。As described above, after the refrigerant circulator is stopped, the heat exchanger is thermally shut off from the inside of the refrigerator. Therefore, it is possible to prevent the refrigerant from being heated by the heat of the heat exchanger and to prevent heat from the outside air. Can be prevented depending on the degree of recovery of the refrigerant from the refrigerant pipe. Therefore, even when “cooling” is started or restarted, heat from the heat exchanger and the outside air can be sufficiently prevented from being sent into the refrigerator,
It is not necessary to cool the refrigerant excessively, a sufficient cooling capacity can be secured with minimum power and cooling time, and the cooling efficiency can be sufficiently improved.
【0020】なお、本発明とは異なり、空気流入口とリ
ザーブタンクを接続する空気管を設けた場合には、流体
圧のバランスを確保する必要から、熱交換器の冷媒通路
の流体抵抗に打ち勝つための流体圧(要求圧)の高さが
制限され、熱交換器部分の冷媒通路の流体抵抗が制限さ
れてしまうため、冷却効率の向上に限界がある。これに
対して、熱交換器を通過する複数の分岐通路を設けた本
発明においては、流体圧のバランスを確保する必要がな
いため、熱交換器部分の冷媒通路の流体抵抗を十分に大
きくすることができ、冷却効率を十分に向上することが
できる。It should be noted that, unlike the present invention, when an air pipe connecting the air inlet and the reserve tank is provided, it is necessary to secure a fluid pressure balance, so that it overcomes the fluid resistance of the refrigerant passage of the heat exchanger. Of the fluid pressure (required pressure) is limited, and the fluid resistance of the refrigerant passage in the heat exchanger is limited, so that there is a limit in improving the cooling efficiency. On the other hand, in the present invention in which a plurality of branch passages passing through the heat exchanger are provided, it is not necessary to secure the balance of the fluid pressure, so that the fluid resistance of the refrigerant passage in the heat exchanger portion is sufficiently increased. And cooling efficiency can be sufficiently improved.
【0021】請求項2に記載の発明は、請求項1の発明
において、熱交換器、冷媒配管、およびリザーブタンク
が、冷媒循環器が停止した場合に、冷媒配管の熱交換器
部分全体が空になるように配置されたことを特徴とする
ものである。この構成によれば、冷媒循環器の停止時
に、熱交換器内の冷媒が全てリザーブタンクへ戻るた
め、熱交換器は庫内と熱的に完全に遮断される。したが
って、冷媒循環器の停止後に熱交換器の熱によって冷媒
が温められることをより確実に防止できると共に、外気
からの熱の影響についても極力防止できるため、冷却効
率をより向上できる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the heat exchanger, the refrigerant pipe, and the reserve tank are completely emptied when the refrigerant circulator is stopped. It is characterized by being arranged so that it becomes. According to this configuration, when the refrigerant circulator is stopped, all of the refrigerant in the heat exchanger returns to the reserve tank, so that the heat exchanger is completely completely disconnected from the interior of the refrigerator. Therefore, it is possible to more reliably prevent the refrigerant from being heated by the heat of the heat exchanger after the refrigerant circulator is stopped, and to minimize the influence of heat from the outside air, thereby further improving the cooling efficiency.
【0022】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2の発明において、保冷庫内の温度に応じて熱交換器や
冷媒循環器を制御するように構成したことを特徴として
いる。このシステムにおいて、冷媒循環器は、モータ駆
動のポンプを含む。また、このシステムは、熱交換器の
放熱側に配置されて熱を排出するためのモータ駆動の排
熱ファンと、庫内の温度を検出する温度センサとを備え
る。さらに、温度センサの温度検出信号を受信し、この
信号に応じてペルチェ素子、冷媒循環器のモータ、およ
び排熱ファンのモータに供給する各電力を制御する制御
装置を備える。この構成によれば、庫内の温度に応じ
て、ペルチェ素子の冷却能力、排熱ファンの放熱能力、
およびポンプの吐出能力を適切に調整することができる
ため、庫内を効率よく冷却し、庫内の温度を常に一定に
保持することができる。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the heat exchanger and the refrigerant circulator are controlled in accordance with the temperature in the cool box. In this system, the refrigerant circulator includes a motor-driven pump. This system also includes a motor-driven exhaust heat fan disposed on the heat radiation side of the heat exchanger for exhausting heat, and a temperature sensor for detecting the temperature in the refrigerator. Further, a control device is provided that receives a temperature detection signal of the temperature sensor and controls each electric power supplied to the Peltier element, the motor of the refrigerant circulator, and the motor of the exhaust heat fan in accordance with the signal. According to this configuration, the cooling capacity of the Peltier element, the heat dissipation capacity of the exhaust heat fan,
Further, since the discharge capacity of the pump can be appropriately adjusted, the inside of the refrigerator can be efficiently cooled, and the temperature in the refrigerator can always be kept constant.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下には、本発明に係るペルチェ
冷却システムを適用した実施の形態について、図1およ
び図2を参照して具体的に説明する。ここで、図1は、
ペルチェ冷却システムのシステム構成を示す模式図であ
り、特に「冷却」時の状態を示している。図2は、図1
のシステムにおける、冷媒循環器の停止に伴う冷媒の動
作を説明する模式図であり、(A)は冷媒循環器停止時
における冷媒の移動途中状態、(B)は冷媒循環器停止
後の冷媒の移動完了状態をそれぞれ示している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment to which a Peltier cooling system according to the present invention is applied will be specifically described below with reference to FIGS. Here, FIG.
It is a schematic diagram which shows the system configuration of a Peltier cooling system, and especially shows the state at the time of "cooling". FIG. 2 shows FIG.
It is a schematic diagram explaining operation | movement of the refrigerant | coolant accompanying the stop of a refrigerant circulator in the system of (a), (A) is the state of the movement of the refrigerant at the time of a stop of a refrigerant circulator, (B) is the refrigerant | coolant of the refrigerant | coolant after a stop of a refrigerant circulator. Each of the moving completion states is shown.
【0024】(1)構成 図1に示すように、本実施の形態において、保冷庫本体
は、断熱材からなるケース1によって形成されており、
保冷庫の庫内2は庫外3から熱的に分離されている。庫
外3におけるケース1の側面近傍には、冷却用の熱交換
器4が配置され、庫内2には、吸熱用の吸熱器5が配置
されている。熱交換器4と吸熱器5との間は、冷媒配管
6によって接続されており、この冷媒配管6内を流れる
冷媒7を介して熱交換器4と吸熱器5の各々で熱交換を
行うようになっている。(1) Configuration As shown in FIG. 1, in this embodiment, the cool box body is formed by a case 1 made of a heat insulating material.
The interior 2 of the cool box is thermally separated from the exterior 3. A heat exchanger 4 for cooling is disposed near the side surface of the case 1 outside the refrigerator 3, and a heat absorber 5 for absorbing heat is disposed inside the refrigerator 2. The heat exchanger 4 and the heat absorber 5 are connected by a refrigerant pipe 6, and heat exchange is performed in each of the heat exchanger 4 and the heat absorber 5 via a refrigerant 7 flowing through the refrigerant pipe 6. It has become.
【0025】このうち、熱交換器4は、その表面で冷媒
配管6と熱的に結合されたペルチェ素子8、およびこの
ペルチェ素子8の背面に配置された放熱フィン9などか
ら構成されており、吸熱器5は、冷媒配管6と熱的に結
合された吸熱フィン10などから構成されている。ま
た、庫外3における熱交換器4の下方には、冷媒循環器
11が配置されている。この冷媒循環器11は、ポンプ
モータ12とそれによって駆動されるポンプ13から構
成されており、この冷媒循環器11により熱交換器4で
冷却された冷媒7を庫内2に強制的に供給することによ
って、冷媒7を循環させるようになっている。The heat exchanger 4 includes a Peltier element 8 whose surface is thermally coupled to the refrigerant pipe 6, a radiation fin 9 disposed on the back of the Peltier element 8, and the like. The heat absorber 5 includes a heat absorbing fin 10 and the like thermally coupled to the refrigerant pipe 6. Further, a refrigerant circulator 11 is disposed below the heat exchanger 4 in the outside 3. The refrigerant circulator 11 includes a pump motor 12 and a pump 13 driven by the pump motor 12. The refrigerant circulator 11 forcibly supplies the refrigerant 7 cooled by the heat exchanger 4 to the inside 2 of the refrigerator. Thereby, the refrigerant 7 is circulated.
【0026】そしてまた、庫外3における熱交換器4の
放熱フィン9の背面には、熱交換器4からの放熱を排出
するために、ファンモータ14駆動の排熱ファン15が
配置されている。さらに、庫外3には制御装置16が、
庫内2には温度センサ17がそれぞれ設けられており、
温度センサ17の温度検出信号を制御装置16で受信し
て、ペルチェ素子8、ポンプモータ12、およびファン
モータ14に供給する電力を制御するようになってい
る。Further, on the back of the heat radiating fins 9 of the heat exchanger 4 outside the refrigerator 3, a heat exhaust fan 15 driven by a fan motor 14 is disposed to discharge the heat radiated from the heat exchanger 4. . Further, a control device 16 is provided outside the refrigerator 3.
A temperature sensor 17 is provided in the refrigerator 2, respectively.
The controller 16 receives a temperature detection signal from the temperature sensor 17 and controls electric power supplied to the Peltier element 8, the pump motor 12, and the fan motor 14.
【0027】図1のシステムは、以上の構成に加えて、
本発明にしたがい、さらに、冷媒配管6にリザーブタン
ク21と第1および第2の分岐通路22,23が設けら
れると共に、熱交換器4、冷媒配管6、およびリザーブ
タンク21の配置条件に特徴を有する。すなわち、リザ
ーブタンク21は、庫内2に配置され、かつ、冷媒配管
6のうち、庫外3の熱交換器4で冷却された冷媒7を冷
媒循環器11に送る部分に挿入されて冷媒7を収容する
ように構成されている。The system of FIG. 1 has, in addition to the above configuration,
According to the present invention, a reserve tank 21 and first and second branch passages 22 and 23 are further provided in the refrigerant pipe 6, and the arrangement condition of the heat exchanger 4, the refrigerant pipe 6 and the reserve tank 21 is characterized. Have. That is, the reserve tank 21 is disposed in the interior 2 of the refrigerator, and is inserted into a portion of the refrigerant pipe 6 which sends the refrigerant 7 cooled by the heat exchanger 4 outside the refrigerator 3 to the refrigerant circulator 11, and the refrigerant 7 It is configured to accommodate
【0028】また、第1および第2の分岐通路22,2
3は、冷媒配管6のうち、熱交換器4を通過してリザー
ブタンク21内に接続する部分に設けられ、リザーブタ
ンク21に個別に接続するように構成されている。ここ
で、第1の分岐通路22におけるリザーブタンク21へ
の接続口24と、第2の分岐通路23におけるリザーブ
タンク21への接続口25との間には、高低差Hが設け
られているため、以下にはそれぞれ、高位置接続口2
4、低位置接続口25と称する。The first and second branch passages 22, 2
Numeral 3 is provided in a portion of the refrigerant pipe 6 that passes through the heat exchanger 4 and connects to the reserve tank 21, and is configured to be individually connected to the reserve tank 21. Here, a height difference H is provided between a connection port 24 to the reserve tank 21 in the first branch passage 22 and a connection port 25 to the reserve tank 21 in the second branch passage 23. , Below, respectively,
4, referred to as the low position connection port 25.
【0029】さらに、熱交換器4、冷媒配管6、および
リザーブタンク21は、冷媒循環器11が停止した場合
に、第2の分岐通路23の低位置接続口25を通して熱
交換器4部分の冷媒7がリザーブタンク21内に回収さ
れると共に、第1の分岐通路22の高位置接続口24を
通してリザーブタンク21内の空気が冷媒配管6に流入
するように配置されている。特に、本実施の形態におい
て、熱交換器4、冷媒配管6、およびリザーブタンク2
1は、冷媒循環器11が停止した場合に、冷媒配管6の
熱交換器4部分、すなわち、第1および第2の分岐通路
22,23全体が空になるように配置されている。Further, when the refrigerant circulator 11 is stopped, the heat exchanger 4, the refrigerant pipe 6, and the reserve tank 21 pass through the low position connection port 25 of the second branch passage 23, and the refrigerant in the heat exchanger 4 portion. 7 is collected in the reserve tank 21, and the air in the reserve tank 21 is arranged to flow into the refrigerant pipe 6 through the high position connection port 24 of the first branch passage 22. In particular, in the present embodiment, the heat exchanger 4, the refrigerant pipe 6, and the reserve tank 2
1 is arranged such that when the refrigerant circulator 11 is stopped, the heat exchanger 4 portion of the refrigerant pipe 6, that is, the entire first and second branch passages 22 and 23 are empty.
【0030】(2)動作原理 以上のような本実施の形態に係るペルチェ冷却システム
の動作原理は次の通りである。すなわち、庫内2の温度
が接続口より高い場合には、熱交換器4のペルチェ素子
8を通電して庫内2を「冷却」し、この冷却により庫内
2の温度が目標温度に達した場合には、ペルチェ素子8
の通電を停止して庫内2を「保温」し、温度を設定値に
保つ。そして、このような「冷却」と「保温」を繰り返
す。(2) Operation Principle The operation principle of the Peltier cooling system according to the present embodiment as described above is as follows. That is, when the temperature of the interior 2 is higher than the connection port, the Peltier element 8 of the heat exchanger 4 is energized to "cool" the interior 2 and the temperature of the interior 2 reaches the target temperature by this cooling. , The Peltier element 8
Is stopped to keep the inside of the refrigerator 2 warm, and the temperature is kept at the set value. Then, such “cooling” and “heating” are repeated.
【0031】「冷却」時には、図1に示すように、庫内
2の温度センサ17の温度検出信号に応じて、制御装置
16により、ペルチェ素子8、冷媒循環器11のポンプ
モータ12、およびファンモータ14に電力を供給し、
個々の供給電力を制御することによって、ペルチェ素子
8、冷媒循環器11のポンプ13、および排熱ファン1
5を動作させ、それぞれの能力を制御しながら冷媒7を
循環させることにより、庫内2を冷却する。すなわち、
リザーブタンク21内の冷媒7が、冷媒循環器11によ
り吐出され、吸熱器5で庫内2の熱を奪った後、熱交換
器4を通ることにより冷却され、再びリザーブタンク2
1に戻る、という一連の動作を繰り返すと共に、熱交換
器4で奪った熱が排熱ファン15で排出されることによ
り、庫内2の冷却が行われる。この「冷却」の詳細は次
の通りである。At the time of "cooling", as shown in FIG. 1, the Peltier device 8, the pump motor 12 of the refrigerant circulator 11, and the fan are controlled by the controller 16 in accordance with the temperature detection signal of the temperature sensor 17 in the refrigerator 2. Supply power to the motor 14,
By controlling each supply power, the Peltier device 8, the pump 13 of the refrigerant circulator 11, and the exhaust heat fan 1
5 is operated to circulate the refrigerant 7 while controlling the respective capacities, thereby cooling the inside 2 of the refrigerator. That is,
The refrigerant 7 in the reserve tank 21 is discharged by the refrigerant circulator 11, deprives the heat of the interior 2 by the heat absorber 5, is cooled by passing through the heat exchanger 4, and is again cooled by the reserve tank 2.
1 is repeated, and the heat taken by the heat exchanger 4 is exhausted by the exhaust heat fan 15 to cool the interior 2 of the refrigerator. Details of the "cooling" are as follows.
【0032】まず、熱交換器4のペルチェ素子8を通電
することにより、ペルチェ素子8の表面側の温度を低下
させて、第1および第2の分岐通路22,23内を流れ
る冷媒7を冷却し、高位置接続口24および低位置接続
口25からリザーブタンク21内に収容する。そして、
このようにリザーブタンク21内に収容された冷媒を、
冷媒循環器11によって吐出することにより、その冷え
た冷媒7は、吸熱器5を通過する際に庫内2の熱を吸収
して温められる。そのため、この温められた冷媒7が庫
内2から庫外3に送り出されることにより、庫内2の熱
が庫外3に放出される。First, by energizing the Peltier element 8 of the heat exchanger 4, the temperature on the surface side of the Peltier element 8 is reduced, and the refrigerant 7 flowing in the first and second branch passages 22 and 23 is cooled. Then, it is stored in the reserve tank 21 through the high position connection port 24 and the low position connection port 25. And
The refrigerant contained in the reserve tank 21 in this manner is
When the refrigerant 7 is discharged by the refrigerant circulator 11, the cooled refrigerant 7 absorbs heat in the refrigerator 2 when passing through the heat absorber 5 and is heated. Therefore, when the warmed refrigerant 7 is sent from the inside 2 to the outside 3, the heat in the inside 2 is released to the outside 3.
【0033】さらに、庫内2から外部に送り出された冷
媒7を熱交換器4のペルチェ素子8によって再び冷却す
ることにより、冷媒7が庫内2で吸収した熱はペルチェ
素子8によって奪われる。熱交換器4において、ペルチ
ェ素子8によって奪われた熱は、このペルチェ素子8の
背面から放熱フィン9の周辺の気体に伝わり、熱気とな
るが、この熱気を排熱ファン15によって除去し、排気
(排熱)する。Further, the refrigerant 7 sent out of the refrigerator 2 is cooled again by the Peltier device 8 of the heat exchanger 4, so that the heat absorbed by the refrigerant 7 in the refrigerator 2 is removed by the Peltier device 8. In the heat exchanger 4, the heat deprived by the Peltier element 8 is transmitted from the back surface of the Peltier element 8 to the gas around the radiation fins 9 and becomes hot air. The hot air is removed by the exhaust heat fan 15 and exhausted. (Exhaust heat).
【0034】また、「保温」時には、熱交換器4のペル
チェ素子8の通電を停止し、冷媒循環器11を停止する
ことにより、過度の冷却を行うことなく、庫内2の温度
を設定値に保つ。この場合、冷媒循環器11のポンプモ
ータ12を停止してポンプ13を停止させることによ
り、このポンプ13による吐出圧がなくなるが、この際
に、第1および第2の分岐通路22,23におけるリザ
ーブタンク21への接続口24,25間に高低差Hが設
けられているので、これらの接続口24,25間に差圧
が生じる。At the time of "warming", the power supply to the Peltier element 8 of the heat exchanger 4 is stopped, and the refrigerant circulator 11 is stopped, so that the temperature of the inside of the refrigerator 2 can be set without excessive cooling. To keep. In this case, when the pump 13 is stopped by stopping the pump motor 12 of the refrigerant circulator 11, the discharge pressure of the pump 13 disappears, but at this time, the reserve in the first and second branch passages 22 and 23 is reduced. Since the height difference H is provided between the connection ports 24 and 25 to the tank 21, a pressure difference is generated between these connection ports 24 and 25.
【0035】この差圧により、図2の(A)に示すよう
に、第2の分岐通路23の低位置接続口25から冷媒7
がリザーブタンク21内に戻されると共に、リザーブタ
ンク21内の空気が第1の分岐通路22の高位置接続口
24から第1の分岐通路22内に流入する。そのため、
冷媒配管6のうち、第1および第2の分岐通路22,2
3内の冷媒7には、第1の分岐通路22から第2の分岐
通路23を経てリザーブタンク21内に至る一連の流れ
が生じる。その結果、図2の(B)に示すように、熱交
換器4内の冷媒7が全てリザーブタンク21へ戻る。Due to this pressure difference, as shown in FIG. 2A, the refrigerant 7 flows from the low position connection port 25 of the second branch passage 23.
Is returned into the reserve tank 21, and the air in the reserve tank 21 flows into the first branch passage 22 from the high connection port 24 of the first branch passage 22. for that reason,
In the refrigerant pipe 6, the first and second branch passages 22, 2
A series of flows from the first branch passage 22 through the second branch passage 23 to the inside of the reserve tank 21 occur in the refrigerant 7 in 3. As a result, as shown in FIG. 2B, all the refrigerant 7 in the heat exchanger 4 returns to the reserve tank 21.
【0036】一方、図2の(A)に示すように、冷媒配
管6のうち、分岐通路22,23の分岐点Dより上流部
分の冷媒配管6内の冷媒7は、分岐通路22,23内の
冷媒7が分岐点Dを通っている間は、空気の流入がない
ので停止している。この後、分岐通路22,23内の冷
媒7の移動が進み、分岐点Dに空気が達した時点で、上
流部分の冷媒配管6に空気が流入し、図2の(B)に示
すように、逆流して停止する。On the other hand, as shown in FIG. 2A, the refrigerant 7 in the refrigerant pipe 6 in the refrigerant pipe 6 at a portion upstream of the branch point D of the branch passages 22 and 23 flows into the branch passages 22 and 23. While the refrigerant 7 passes through the branch point D, there is no inflow of air, so the operation is stopped. Thereafter, the movement of the refrigerant 7 in the branch passages 22 and 23 proceeds, and when the air reaches the branch point D, the air flows into the refrigerant pipe 6 in the upstream portion, as shown in FIG. , Backflow and stop.
【0037】(3)作用・効果 以上のように、本実施の形態において、「冷却」後の
「保温」時には、冷媒循環器11の停止に伴い、庫外3
の熱交換器4内の冷媒7が全てリザーブタンク21に戻
され、熱交換器4部分およびその近傍に冷媒7が全く存
在しない状態となるため、熱交換器4は庫内2と熱的に
完全に遮断される。そのため、熱交換器4の熱によって
冷媒7が温められることを確実に防止できると共に、外
気からの熱の影響についても極力防止できる。したがっ
て、「冷却」開始時や再開時においても、熱交換器4や
外気からの熱が庫内2に送り込まれることを十分に防止
できるため、冷媒7を余分に冷却する必要がなく、最小
限の電力や冷却時間で十分な冷却能力を確保可能であ
り、冷却効率を十分に向上することができる。(3) Function / Effect As described above, in the present embodiment, at the time of “warming” after the “cooling”, the outside of the refrigerator 3
All the refrigerant 7 in the heat exchanger 4 is returned to the reserve tank 21, and the refrigerant 7 does not exist at all in the heat exchanger 4 portion and in the vicinity thereof. Completely shut off. Therefore, it is possible to reliably prevent the refrigerant 7 from being heated by the heat of the heat exchanger 4 and to minimize the influence of heat from the outside air. Therefore, even at the time of starting or resuming the “cooling”, heat from the heat exchanger 4 and the outside air can be sufficiently prevented from being sent to the inside of the refrigerator 2. With sufficient power and cooling time, sufficient cooling capacity can be secured, and cooling efficiency can be sufficiently improved.
【0038】さらに、本実施の形態においては、制御装
置16によって庫内2の温度センサ17の温度検出信号
を受信し、この信号に応じて、ペルチェ素子8、冷媒循
環器11のポンプモータ12、およびファンモータ14
に供給する電力を制御するように構成していることか
ら、庫内2の温度に応じて、ペルチェ素子8の冷却能
力、ポンプ13の吐出能力、および排熱ファン15の排
熱能力を適切に調整することができる。そのため、接続
口に応じて、庫内2を効率よく冷却し、庫内2の温度を
常に一定に維持することができる。Further, in the present embodiment, the control device 16 receives a temperature detection signal from the temperature sensor 17 in the refrigerator 2, and in accordance with this signal, the Peltier element 8, the pump motor 12 of the refrigerant circulator 11, And fan motor 14
, The cooling capacity of the Peltier element 8, the discharge capacity of the pump 13, and the heat discharge capacity of the heat discharge fan 15 are appropriately adjusted according to the temperature of the inside of the refrigerator 2. Can be adjusted. Therefore, the inside of the refrigerator 2 can be efficiently cooled according to the connection port, and the temperature of the refrigerator 2 can be constantly maintained.
【0039】なお、本実施の形態のように、複数の分岐
通路22,23を設けずに、冷媒配管6の熱交換器4部
分の上流に空気流入口を設け、この空気流入口とリザー
ブタンク21の上部とを空気管で直接接続する構成も考
えられるが、この場合には、熱交換器4部分の冷媒通路
6の流体抵抗が制限されてしまうため、冷却効率の向上
に限界がある。以下には、この点について説明する。As in the present embodiment, an air inlet is provided upstream of the heat exchanger 4 of the refrigerant pipe 6 without providing a plurality of branch passages 22 and 23, and the air inlet and the reserve tank are provided. A configuration in which the upper part of the heat exchanger 21 is directly connected to the upper part by an air pipe is also conceivable, but in this case, the fluid resistance of the refrigerant passage 6 in the heat exchanger 4 is limited, so that there is a limit in improving the cooling efficiency. Hereinafter, this point will be described.
【0040】まず、空気流入口とリザーブタンク21を
直接接続する空気管を設けた場合、冷媒通路を冷媒で満
たして有効な冷媒循環を実現するためには、熱交換器4
の冷媒通路の流体抵抗に打ち勝つための流体圧(要求
圧)と空気流入口における流体圧との間のバランスを確
保しなければならない。すなわち、要求圧が低すぎる
と、熱交換器4で冷媒7を十分に冷却することができ
ず、冷却効率が低下してしまうため、要求圧を高くし
て、空気流入口へ逆流する冷媒の高さを上昇させること
で、加圧を確保して冷却効率を向上する必要がある。し
かしながら、要求圧が高すぎると、冷媒7は空気流入口
から空気管を通して直接リザーブタンクに戻ってしま
い、熱交換器4を通らなくなる。First, in the case where an air pipe for directly connecting the air inlet and the reserve tank 21 is provided, in order to fill the refrigerant passage with the refrigerant and realize an effective refrigerant circulation, the heat exchanger 4 is required.
The balance between the fluid pressure (required pressure) to overcome the fluid resistance of the refrigerant passage and the fluid pressure at the air inlet must be ensured. That is, if the required pressure is too low, the refrigerant 7 cannot be sufficiently cooled by the heat exchanger 4 and the cooling efficiency is reduced, so that the required pressure is increased and the refrigerant flowing back to the air inlet is increased. By increasing the height, it is necessary to secure the pressurization and improve the cooling efficiency. However, if the required pressure is too high, the refrigerant 7 returns directly from the air inlet to the reserve tank through the air pipe, and does not pass through the heat exchanger 4.
【0041】このように、本実施の形態とは異なり、冷
媒配管6の上部の空気流入口とリザーブタンク21を接
続する空気管を設けた場合には、流体圧のバランスを確
保する必要から、熱交換器4の冷媒通路の流体抵抗に打
ち勝つための流体圧(要求圧)の高さが制限され、熱交
換器4部分の冷媒通路の流体抵抗が制限されてしまうた
め、冷却効率の向上に限界がある。これに対して、熱交
換器4を通過する第1および第2の分岐通路22,23
を設けた本実施の形態においては、流体圧のバランスを
確保する必要がないため、熱交換器4部分の冷媒通路で
ある第1および第2の分岐通路22,23の流体抵抗を
十分に大きくすることができ、冷却効率を十分に向上す
ることができる。As described above, unlike the present embodiment, when an air pipe connecting the air inlet at the upper part of the refrigerant pipe 6 and the reserve tank 21 is provided, it is necessary to secure a fluid pressure balance. Since the height of the fluid pressure (required pressure) for overcoming the fluid resistance of the refrigerant passage of the heat exchanger 4 is limited, and the fluid resistance of the refrigerant passage of the heat exchanger 4 is limited, the cooling efficiency is improved. There is a limit. In contrast, the first and second branch passages 22, 23 passing through the heat exchanger 4
In the present embodiment provided with, since it is not necessary to secure a fluid pressure balance, the fluid resistance of the first and second branch passages 22, 23, which are the refrigerant passages of the heat exchanger 4, is sufficiently large. And cooling efficiency can be sufficiently improved.
【0042】(4)他の実施の形態 なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではな
く、他にも本発明の範囲内で多種多様な変形例が実施可
能である。(4) Other Embodiments The present invention is not limited to the above embodiments, and various other modifications can be made within the scope of the present invention.
【0043】まず、前記実施の形態においては、「保
温」時において、ペルチェ素子、冷媒循環器、および排
熱ファンを同時に停止させる場合について説明したが、
ペルチェ素子、冷媒循環器、および排熱ファンの停止タ
イミングは適宜選択可能である。例えば、冷媒循環器を
先に停止して、冷媒をリザーブタンク内に戻した後に、
ペルチェ素子および排熱ファンを停止させることも可能
であり、この場合には、ペルチェ素子の通電停止時に冷
媒が温められる可能性をさらに低減することができる。First, in the above-described embodiment, the case where the Peltier element, the refrigerant circulator, and the exhaust heat fan are stopped simultaneously at the time of "heat retention" has been described.
The stop timing of the Peltier element, the refrigerant circulator, and the exhaust heat fan can be appropriately selected. For example, after stopping the refrigerant circulator first and returning the refrigerant into the reserve tank,
It is also possible to stop the Peltier element and the exhaust heat fan, and in this case, it is possible to further reduce the possibility that the refrigerant is heated when the power supply to the Peltier element is stopped.
【0044】また、冷媒循環器およびペルチェ素子を停
止させた後、ある程度の時間だけ排熱ファンを駆動する
ことも可能であり、この場合には、ペルチェ素子に残さ
れた熱を確実に放熱することができる。さらに、ペルチ
ェ素子や冷媒循環器と連動させずに、排熱ファンを連続
運転とすることも可能である。すなわち、本発明におい
ては、ペルチェ素子と冷媒循環器を「保温」時に停止さ
せる限り、前記実施の形態と同様の効果が得られるもの
である。After the refrigerant circulator and the Peltier element are stopped, it is also possible to drive the exhaust heat fan for a certain period of time. In this case, the heat remaining in the Peltier element is reliably radiated. be able to. Further, the exhaust heat fan can be operated continuously without interlocking with the Peltier element or the refrigerant circulator. That is, in the present invention, as long as the Peltier element and the refrigerant circulator are stopped during “heat keeping”, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
【0045】また、ペルチェ素子を含む熱交換器、吸熱
器、冷媒配管やその分岐通路、冷媒循環器、排熱ファ
ン、リザーブタンク等の具体的な構成や配置は適宜選択
可能である。例えば、前記実施の形態においては、複数
の分岐通路として、2本の分岐通路を設けたが、3本以
上の分岐通路を設ける構成も可能である。そして、3本
以上の分岐通路を設けた場合には、分岐通路の全ての接
続口を、互いに異なる高さに配置することも可能である
が、少なくとも2種類の高さの接続口が存在する限り、
複数の接続口を同じ高さに配置してもよい。すなわち、
冷媒循環器が停止した場合に、複数の分岐通路の少なく
とも最低位置の接続口を通して熱交換器部分の冷媒がリ
ザーブタンク内に回収されると共に、複数の分岐通路の
少なくとも最高位置の接続口を通してリザーブタンク内
の空気が冷媒配管内に流入する構成である限り、複数の
接続口の配置は自由に選択可能である。Further, specific configurations and arrangements of the heat exchanger including the Peltier element, the heat absorber, the refrigerant pipe and its branch passage, the refrigerant circulator, the exhaust fan, the reserve tank, and the like can be appropriately selected. For example, in the embodiment, two branch passages are provided as the plurality of branch passages, but a configuration in which three or more branch passages are provided is also possible. When three or more branch passages are provided, all the connection ports of the branch passages can be arranged at different heights from each other, but there are at least two types of connection ports. limit,
A plurality of connection ports may be arranged at the same height. That is,
When the refrigerant circulator is stopped, the refrigerant in the heat exchanger portion is recovered into the reserve tank through at least the lowest connection port of the plurality of branch passages, and is reserved through the at least highest connection port of the plurality of branch passages. The arrangement of the plurality of connection ports can be freely selected as long as the configuration is such that the air in the tank flows into the refrigerant pipe.
【0046】また、前記実施の形態においては、リザー
ブタンクを庫内の主空間に配置したが、庫内の主空間か
ら分離された別の空間内にリザーブタンクを配置するこ
とも可能である。さらに、リザーブタンクを庫外に配置
することも可能であり、この場合には、リザーブタンク
を断熱すれば、庫内に配置したのと同様の効果が得られ
る。庫外に配置したリザーブタンクを断熱しない場合に
は、外気温の影響等により若干の効率低下が発生する可
能性はあるが、少なくともペルチェ素子からの熱の逆流
がないため、一定以上の効果は得られる。Further, in the above embodiment, the reserve tank is arranged in the main space in the refrigerator, but it is also possible to arrange the reserve tank in another space separated from the main space in the refrigerator. Furthermore, it is also possible to arrange the reserve tank outside the refrigerator, and in this case, if the reserve tank is insulated, the same effect as when the reserve tank is disposed inside the refrigerator can be obtained. If the reserve tank placed outside the refrigerator is not insulated, a slight reduction in efficiency may occur due to the influence of the outside air temperature, etc., but at least there is no backflow of heat from the Peltier element. can get.
【0047】そしてまた、前記実施の形態においては、
冷媒の循環経路を、冷媒循環器、吸熱器、熱交換器、リ
ザーブタンク、という順で構成したが、冷媒循環器と吸
熱器の上流・下流関係を入れ換えて、吸熱器、冷媒循環
器、熱交換器、リサーブタンク、の順で冷媒の循環経路
を構成することも可能であり、この場合にも、同様の効
果が得られるものである。すなわち、本発明では、熱交
換器とリザーブタンクの上流・下流関係を確保できる限
り、冷媒の循環経路におけるそれ以外の部分の構成につ
いては自由に選択可能である。In the above embodiment,
The refrigerant circulation path was configured in the order of a refrigerant circulator, a heat absorber, a heat exchanger, and a reserve tank, but the upstream and downstream relationships between the refrigerant circulator and the heat absorber were exchanged to form a heat absorber, a refrigerant circulator, and heat. It is also possible to configure the circulation path of the refrigerant in the order of the exchanger and the reserve tank, and in this case, the same effect can be obtained. That is, in the present invention, as long as the upstream / downstream relationship between the heat exchanger and the reserve tank can be ensured, the configuration of other parts in the refrigerant circulation path can be freely selected.
【0048】一方、冷媒配管に流す冷媒についても、接
続口等の条件に応じて各種の流体を適宜選択可能であ
る。また、温度センサや制御装置等の具体的な構成も適
宜選択可能である。さらに付け加えれば、本発明のペル
チェ冷却システムは、保冷機能を有する自動販売機に限
らず、他の各種の業務用保冷庫あるいは家庭用保冷庫
等、断熱された庫内を接続口に保つための保冷庫全般に
採用することができるものである。On the other hand, as for the refrigerant flowing through the refrigerant pipe, various fluids can be appropriately selected according to the conditions such as the connection port. Further, specific configurations such as a temperature sensor and a control device can be appropriately selected. In addition, the Peltier cooling system of the present invention is not limited to a vending machine having a cool function, but also a variety of other commercial coolers or home coolers, etc. It can be used for all refrigerators.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、庫外の熱交換器で冷却された冷媒を庫内に送る冷媒
配管部分にリザーブタンクを挿入すると共に、冷媒配管
のうち、熱交換器を通過してリザーブタンク内に接続す
る部分を複数の分岐通路として、これらの分岐通路にお
けるリザーブタンクへの接続口間に高低差を設けること
により、「冷却」後の「保温」時には、冷媒循環器の停
止に伴い、庫外の熱交換器内の冷媒がリザーブタンクに
戻され、熱交換器は庫内と熱的に遮断される。したがっ
て、本発明によれば、「冷却」開始時や再開時に庫外の
熱交換器や外気からの熱が庫内に侵入することを防止で
きるため、最小限の電力や冷却時間で十分な冷却能力を
確保可能な、高い冷却効率を有するペルチェ冷却システ
ムを提供することができる。As described above, in the present invention, the reserve tank is inserted into the refrigerant pipe portion for sending the refrigerant cooled by the heat exchanger outside the refrigerator into the refrigerator, and the heat exchange of the refrigerant piping is performed. By providing a plurality of branch passages that pass through the device and connecting to the inside of the reserve tank, and by providing a height difference between the connection ports to the reserve tanks in these branch passages, the refrigerant is cooled at the time of `` warming '' after `` cooling '' With the stop of the circulator, the refrigerant in the heat exchanger outside the refrigerator is returned to the reserve tank, and the heat exchanger is thermally isolated from the refrigerator. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the heat from the heat exchanger outside the refrigerator or the outside air from entering the refrigerator at the time of starting or resuming the “cooling”, so that sufficient cooling can be performed with minimum power and cooling time. It is possible to provide a Peltier cooling system having a high cooling efficiency and capable of securing a capacity.
【図1】本発明を適用した実施の形態に係るペルチェ冷
却システムのシステム構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a system configuration of a Peltier cooling system according to an embodiment to which the present invention is applied.
【図2】図1のシステムにおける、冷媒循環器の停止に
伴う冷媒の動作を説明する模式図であり、(A)は冷媒
循環器停止時における冷媒の移動途中状態、(B)は冷
媒循環器停止後の冷媒の移動完了状態をそれぞれ示して
いる。FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams illustrating the operation of the refrigerant accompanying the stop of the refrigerant circulator in the system of FIG. 1; FIG. 2A is a state in which the refrigerant is moving when the refrigerant circulator is stopped; The state of the completion of the movement of the refrigerant after the vessel is stopped is shown.
【図3】従来のペルチェ冷却システムの一例を示す模式
図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional Peltier cooling system.
1…ケース 2…庫内 3…庫外 4…熱交換器 5…吸熱器 6…冷媒配管 7…冷媒 8…ペルチェ素子 9…放熱フィン 10…吸熱フィン 11…冷媒循環器 12…ポンプモータ 13…ポンプ 14…ファンモータ 15…排熱ファン 16…制御装置 17…温度センサ 21…リザーブタンク 22…第1の分岐通路 23…第2の分岐通路 24…(高位置)接続口 25…(低位置)接続口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case 2 ... Inside of a warehouse 3 ... Outside of a warehouse 4 ... Heat exchanger 5 ... Heat sink 6 ... Refrigerant piping 7 ... Refrigerant 8 ... Peltier element 9 ... Radiation fin 10 ... Heat absorption fin 11 ... Refrigerant circulator 12 ... Pump motor 13 ... Pump 14 fan motor 15 exhaust heat fan 16 control device 17 temperature sensor 21 reserve tank 22 first branch passage 23 second branch passage 24 (high position) connection port 25 (low position) Connection
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F25D 11/00 101 F25D 11/00 101W Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F25D 11/00 101 F25D 11/00 101W
Claims (3)
の冷却システムであって、庫外に配置されたペルチェ素
子を含む熱交換器と、庫内に配置された吸熱器と、前記
熱交換器と前記吸熱器との間を接続するように設けられ
た冷媒配管と、この冷媒配管内を流れる冷媒を強制的に
循環させるための冷媒循環器とを備え、前記熱交換器で
冷却された冷媒を前記冷媒循環器によって庫内に強制的
に供給することにより、冷媒を循環させるように構成さ
れたペルチェ冷却システムにおいて、 前記冷媒配管のうち、前記熱交換器で冷却された冷媒を
庫内に送る部分に挿入されて冷媒を収容するリザーブタ
ンクと、 前記冷媒配管のうち、前記熱交換器を通過して前記リザ
ーブタンク内に接続する部分に設けられ、リザーブタン
クに個別に接続する複数の分岐通路とを備え、 前記複数の分岐通路における前記リザーブタンクへの接
続口間には、高低差が設けられ、 前記熱交換器、前記冷媒配管、および前記リザーブタン
クは、前記冷媒循環器が停止した場合に、前記複数の分
岐通路の少なくとも最低位置の接続口を通して熱交換器
部分の冷媒がリザーブタンク内に回収されると共に、複
数の分岐通路の少なくとも最高位置の接続口を通してリ
ザーブタンク内の空気が冷媒配管内に流入するように配
置されたことを特徴とするペルチェ冷却システム。1. A cooling system for cooling an insulated compartment of a cool storage compartment, comprising: a heat exchanger including a Peltier element disposed outside the compartment; a heat absorber disposed inside the compartment; A refrigerant pipe provided so as to connect between a heat exchanger and the heat absorber, and a refrigerant circulator for forcibly circulating a refrigerant flowing in the refrigerant pipe are provided, and the refrigerant is cooled by the heat exchanger. In the Peltier cooling system configured to circulate the refrigerant by forcibly supplying the refrigerant to the inside of the refrigerator by the refrigerant circulator, of the refrigerant pipes, the refrigerant cooled by the heat exchanger A reserve tank that is inserted into a portion to be sent into the refrigerator and stores the refrigerant, and is provided at a portion of the refrigerant pipe that passes through the heat exchanger and is connected to the reserve tank, and is individually connected to the reserve tank. plural A branch passage, a height difference is provided between the connection ports to the reserve tank in the plurality of branch passages, and the refrigerant circulator is stopped in the heat exchanger, the refrigerant pipe, and the reserve tank In this case, the refrigerant in the heat exchanger portion is recovered into the reserve tank through at least the lowest connection port of the plurality of branch passages, and the air in the reserve tank is passed through at least the highest connection port of the plurality of branch passages. A Peltier cooling system, wherein the Peltier cooling system is disposed so as to flow into the refrigerant pipe.
記リザーブタンクは、前記冷媒循環器が停止した場合
に、冷媒配管の熱交換器部分全体が空になるように配置
されたことを特徴とする請求項1記載のペルチェ冷却シ
ステム。2. The heat exchanger, the refrigerant pipe, and the reserve tank are arranged such that when the refrigerant circulator is stopped, the entire heat exchanger portion of the refrigerant pipe becomes empty. The Peltier cooling system according to claim 1, wherein:
を含み、 前記熱交換器の放熱側に配置されて熱を排出するための
モータ駆動の排熱ファンと、 庫内の温度を検出する温度センサと、 前記温度センサの温度検出信号を受信し、この信号に応
じて前記ペルチェ素子、前記ポンプのモータ、および前
記排熱ファンのモータに供給する各電力を制御する制御
装置を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載
のペルチェ冷却システム。3. The refrigerant circulator includes a motor-driven pump, a motor-driven exhaust fan disposed on a heat radiation side of the heat exchanger for discharging heat, and detecting a temperature in the refrigerator. A temperature sensor; and a control device that receives a temperature detection signal of the temperature sensor, and controls each electric power supplied to the Peltier element, the motor of the pump, and the motor of the exhaust heat fan according to the signal. The Peltier cooling system according to claim 1 or 2, wherein:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000082899A JP2001263903A (en) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | Peltier cooling system |
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ID=18599638
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008508532A (en) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | ディオネクス ゾフトロン ゲーエムベーハー | Apparatus for cold storage and distribution and liquid cooling integrated unit suitable therefor |
JP2009169276A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Ricoh Co Ltd | Cooling device and image forming apparatus |
JP2012503757A (en) * | 2008-09-25 | 2012-02-09 | ビーイー・エアロスペース・インコーポレーテッド | Cooling system and method for coupling a cooling system to a liquid cooling system of a vehicle |
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2000
- 2000-03-23 JP JP2000082899A patent/JP2001263903A/en active Pending
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