JP2012251680A

JP2012251680A - 冷蔵庫

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Publication number: JP2012251680A
Application number: JP2011123110A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Sakai; 寿和境; Koichi Nishimura; 晃一西村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-06-01
Also published as: JP5870237B2

Abstract

【課題】冷凍室ダンパと、冷蔵室ダンパと、蒸発器ファンと、加熱用ヒータとを有する冷蔵庫において、冷凍室ダンパを閉とし、冷蔵室ダンパを開とし、蒸発器ファンを駆動することで、冷蔵室に収納された食品の熱量を利用して蒸発器の除霜を行う際に、除霜に要する時間を適正に制御することを目的とする。
【解決手段】冷蔵室に収納された食品量の多少に基づいて加熱用ヒータの出力調整することにより、蒸発器の除霜の時間を適正に調整することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷凍室と冷蔵室にそれぞれ冷気を遮断するダンパを有し、１個の蒸発器を用いて冷凍室と冷蔵室それぞれを単独で冷却することにより、冷凍サイクルの効率を高めた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、１個の蒸発器を用いて冷凍室と冷蔵室それぞれを単独で冷却することにより、冷凍サイクルの効率を高めた冷蔵庫がある。これは、比較的空気温度の高い冷蔵室を冷却する際に冷凍室よりも高い蒸発温度で冷却することで、冷凍サイクルの効率を高めるものである。

さらに、冷凍室と冷蔵室それぞれに設けられた冷気を遮断するダンパを用いて、圧縮機停止中に冷蔵室内にある食品の熱量を利用して蒸発器を除霜することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、蒸発器に付着した霜を除去する際に、加温用ヒータの電力を削減しながら冷蔵室の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより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、図６は従来の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図、図７は従来の冷蔵庫の温度センサおよび冷蔵室上部の温度挙動の模式図、図８は従来の冷蔵庫の除霜時の制御フローを示した図である。

図５および図６において、冷蔵庫１１は、筐体１２、扉１３、筐体１２を支える脚１４、筐体１２の下部に設けられた下部機械室１５、筐体１２の上部に配置された冷蔵室１７、筐体１２の下部に配置された冷凍室１８を有している。また、冷凍サイクルを構成する部品として、下部機械室１５に納められた圧縮機５６、冷凍室１８の背面側に収められた蒸発器２０、下部機械室１５内に納められた主凝縮器２１を有している。また、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、圧縮機５６の上部に設置された蒸発皿５７、下部機械室１５の底板２５を有している。

また、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、下部機械室１５の排出口２７と筐体１１の上部を繋ぐ連通風路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の風上側に主凝縮器２１、風下側に圧縮機５６と蒸発皿５７を収めている。

また、冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器２１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３７、防露パイプ３７の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ３８、ドライヤ３８と蒸発器２０を結合し、循環する冷媒を減圧する絞り３９を有している。

また、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５０、冷凍室１８に供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパ５１、冷蔵室１７に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパ５２、冷蔵室１７に冷気を供給するダクト５３、冷凍室１８の温度を検知するＦＣＣ温度センサ５４、冷蔵室１７の温度を検知するＰＣＣ温度センサ５５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。

ＰＣＣ温度センサ５５の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、圧縮機５６を停止した状態で冷凍室ダンパ５１を閉とし、冷蔵室ダンパ５２を開として蒸発器ファン５０を駆動する。これによって、蒸発器２０とこれに付着している霜の低温の顕熱と霜の融解潜熱を利用して冷蔵室１７を冷却する（以下、この動作を「オフサイクル冷却」という）。

オフサイクル冷却の開始から所定時間後に、冷凍室ダンパ５１を閉とし、冷蔵室ダンパ５２を開として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０を駆動する。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、圧縮機５６と蒸発皿５７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から外部へ排出する。

一方、圧縮機５６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、防露パイプ３７へ供給される。防露パイプ３７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を介して外部に放熱して凝縮する。防露パイプ３７を通過した液冷媒は、ドライヤ３８で水分除去され、絞り３９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５６に還流する（以下、この動作を「ＰＣ冷却」という）。このとき、冷蔵室１７の庫内空気が冷凍室１８よりも温度が高く、かつ、オフサイクル冷却によって蒸発器２０の温度が上昇しているため、ＰＣ冷却時は高い蒸発温度に速やかに到達することができる。

次に、ＰＣＣ温度センサ５５の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降するか、あるいはＦＣＣ温度センサ５４の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパ５１を開とし、冷蔵室ダンパ５２を閉として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０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」という）。

図７において、区間ｅはオフサイクル冷却、区間ｆはＰＣ冷却、区間ｇはＦＣ冷却、区間ｈは冷却停止の動作に対応する。圧縮機５６は区間ｆと区間ｇの間に駆動し、区間ｈと区間ｅの間に停止する。また、冷凍室１８は区間ｇの間に冷却され、冷蔵室１７は区間ｅと区間ｆの間に冷却される。ここで、冷蔵室１７上部の温度変化が大きい理由は、その上部が温度の高い外気に隣接している一方、その下部が温度の低い冷凍室１８に隣接しているため、非冷却期間中に上下の温度差が大きくなるとともに、冷却時に上部の風量を大きくして高温の上部を速やかに冷却するためである。

次に、ＦＣＣ温度センサ５４の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷凍室ダンパ５１と冷蔵室ダンパ５２を閉として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０を停止する（以下、この動作を「冷却停止」という）。そして、通常運転中は、オフサイクル冷却、ＰＣ冷却、ＦＣ冷却、冷却停止の一連の動作を順に繰り返す。

そして、通常運転を所定時間継続した後、蒸発器２０に付着した霜を除去するため、比較的長時間のオフサイクル冷却を実施する（以下、この動作を「オフサイクルデフ」という）。図８において、「除霜開始」から「除霜の終了判定」までがオフサイクルデフの制御フローである。

まず、ＰＣ冷却を開始する直前に、通常運転が所定時間を越えていた場合に、「除霜開
始」すなわち、オフサイクルデフの開始と判定される。これは、冷蔵室１７内の熱量を用いて、蒸発器２０に付着した霜を融解除去するため、冷蔵室１７内の温度が比較的高く、熱量が大きいタイミングを狙ったものである。そして、圧縮機５６を停止した状態で冷凍室ダンパ５１を閉とし、冷蔵室ダンパ５２を開として蒸発器ファン５０を駆動する、オフサイクル冷却と同じ一連の動作を行って、蒸発器２０の除霜を実施する。

そして、蒸発器２０の温度を検知するＤＥＦ温度センサ（図示せず）が０℃超を検知した際に、「除霜の終了判定」すなわち、蒸発器２０に付着した霜が完全に除去できたと判定して、オフサイクルデフの動作を終了して、通常運転に復帰する。

このオフサイクルデフによって、蒸発器２０の除霜時に通常使用される加温用ヒータの電力を削減することができ、同時に、冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。

特開平９−２３６３６９号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫の構成では、冷蔵室１７内の食品収納量の多少によってオフサイクルデフに要する時間が大きく変化する問題が発生する。これは、蒸発器２０に付着した霜を融解する熱量を冷蔵室１７内に収納された食品の熱量に依存しているためであり、食品収納量がほとんどない場合には蒸発器２０に付着した霜が完全に融解せず、オフサイクルデフが終了しないことも懸念される。

また、従来の冷蔵庫の構成では、加熱用ヒータを追加して補助的な熱源とすることで、確実に蒸発器２０に付着した霜を融解することはできるが、補助的に使用する加熱用ヒータの出力を適正に調整することが困難である。これは、冷蔵室１７内の食品収納量に基づいて、蒸発器２０に供給されるオフサイクルデフの熱量が不明であるとともに、付着した霜が融解中である蒸発器２０はほとんど温度変化がなく、除霜の進行速度を精度よく判別することが難しいためである。この結果、加熱用ヒータを追加して補助的な熱源としても、オフサイクルデフに要する時間が異常に長い場合に緊急的に使用するか、あるいは初めから必要以上の出力を供給する可能性が高い。

本発明は、従来の課題を解決するもので、蒸発器２０に供給されるオフサイクルデフの熱量を事前に判別して、補助的に使用する加熱用ヒータの出力を適正に調整することでオフサイクルデフに要する時間を適正に制御することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、オフサイクルデフの実施前に冷蔵室内の食品収納量を検知して、補助的に使用する加熱用ヒータの出力を選択した後、オフサイクルデフを実施することを特徴とするものである。これによって、加熱用ヒータの出力を抑制しながら、オフサイクルデフに要する時間を適正に制御することができる。

本発明の冷蔵庫は、補助的に使用する加熱用ヒータの出力を適正に選択した後、オフサイクルデフを実施することにより、加熱用ヒータの出力を抑制しながら、オフサイクルデフに要する時間を適正に制御することができ、オフサイクルデフを実施中に冷蔵室や冷凍室が温度上昇することを抑制するとともに、除霜に必要な加熱用ヒータの電力量を削減し
て冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫のサイクル構成図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の温度センサ挙動の模式図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜時の制御フローを示した図従来の冷蔵庫の縦断面図従来の冷蔵庫のサイクル構成図従来の冷蔵庫の温度センサおよび冷蔵室上部の温度挙動の模式図従来の冷蔵庫の除霜時の制御フローを示した図

第１の発明は、冷蔵室と、冷凍室と、冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷気を前記冷蔵室および前記冷凍室へ供給する蒸発器ファンと、前記蒸発器を除霜するための加熱用ヒータと、前記蒸発器から前記冷蔵室へ供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパと、前記蒸発器から前記冷凍室へ供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパとを有する冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパを開放し、前記冷蔵室ダンパを閉塞して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷凍室を冷却するＦＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷蔵室を冷却するＰＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクル冷却モードと、前記加熱用ヒータに通電しながら、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器に付着した霜を融解除去するオフサイクルデフモードを有し、前記冷蔵室内に収納されている食品量に基づいて前記加熱用ヒータの出力を選択した後、オフサイクルデフモードを実施することを特徴とする冷蔵庫であるので、オフサイクルデフに要する時間を適正に制御することができ、オフサイクルデフを実施中に冷蔵室や冷凍室が温度上昇することを抑制するとともに、除霜に必要な加熱用ヒータの電力量を削減して冷蔵庫の省エネルギー化を図ることができる。

第２の発明は、ＰＣ冷却モードの開始直前に、オフサイクルデフモードの実施の可否を判定することを特徴とする冷蔵庫であるので、冷蔵室を冷却する直前の比較的温度が高いタイミングでオフサイクルデフモードを実施することができ、蒸発器に供給されるオフサイクルデフの熱量を高めて、除霜に必要な加熱用ヒータの電力量をさらに削減することができるものである。

第３の発明は、冷蔵室の温度を検知するＰＣＣ温度センサと、前記ＰＣＣ温度センサより上部に設置され、冷蔵室の上部の温度を検知するＤＦＰ温度センサとを有し、ＰＣ冷却モードあるいはオフサイクル冷却モードにおけるＰＣＣ温度センサとＤＦＰ温度センサとの温度変化の違いに基づいて、冷蔵室内に収納されている食品量の多少を検知することを特徴とする冷蔵庫であるので、冷蔵室内に収納されている食品の持つ熱量を直接推定することができ、加熱用ヒータの出力を精度よく調整することで除霜に必要な加熱用ヒータの電力量をさらに削減することができるものである。

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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図、図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫のサイクル構成図、図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の温度センサ挙動の模式図、図４は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜時の制御フローを示した図である。

図１および図２において、冷蔵庫１１は、筐体１２、扉１３、筐体１２を支える脚１４、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、筐体１２の下部に配置された冷凍室１８を有する。また、冷凍サイクルを構成する部品として、上部機械室１６に納められた圧縮機１９、冷凍室１８の背面側に収められた蒸発器２０、下部機械室１５内に納められた主凝縮器２１を有している。また、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、下部機械室１５の底板２５を有している。

また、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、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の風上側に主凝縮器２１、風下側に蒸発皿２４を収めている。

また、冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器２１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、防露パイプ４１の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ４２、ドライヤ４２と蒸発器２０を結合し、循環する冷媒を減圧する絞り４３を有している。

また、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３１、冷蔵室１７に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパ３２、冷蔵室１７に冷気を供給するダクト３３、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、冷蔵室１７の上部に位置し、特にＰＣＣ温度センサ３５よりも上部の冷蔵室１７の温度を検知するＤＦＰ温度センサ３６、蒸発器２０の下部に設置され除霜時の補助熱源となる加温用ヒータ４４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発明の実施の形態１における冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

ＤＦＰ温度センサ３６の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、圧縮機１９を停止した状態で冷凍室ダンパ３１を閉とし、冷蔵室ダンパ３２を開として蒸発器ファン３０を駆動する。これによって、蒸発器２０とこれに付着している霜の低温の顕熱と霜の融解潜熱を利用して冷蔵室１７を冷却する（以下、この動作を「オフサイクル冷却」という）。そして、ＤＦＰ温度センサ３６の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷凍室ダンパ３１を閉とし、冷蔵室ダンパ３２を閉として蒸発器ファン３０を停止する（以下、この動作を「冷却停止」という）。

オフサイクル冷却あるいは冷却停止中にＰＣＣ温度センサ３５の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパ３１を閉とし、冷蔵室ダンパ３２を開として、
圧縮機１９とファン２３、蒸発器ファン３０を駆動する。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から外部へ排出する。そして、下部機械室１５から排出された空気は連通風路２８を介して、上部機械室１６へ送られて圧縮機１９を冷却する。

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、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を介して外部に放熱して凝縮する。防露パイプ４１を通過した液冷媒は、ドライヤ４２で水分除去され、絞り４３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（以下、この動作を「ＰＣ冷却」という）。

次に、ＰＣＣ温度センサ３５の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降するか、あるいはＦＣＣ温度センサ３４の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパ３１を開とし、冷蔵室ダンパ３２を閉として、圧縮機１９とファン２３、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」という）。次に、ＦＣＣ温度センサ３４の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷却停止の動作を行う。

なお、オフサイクル冷却は冷却停止中に冷却停止に対して優先して動作し、ＰＣ冷却中およびＦＣ冷却中は動作しない。また、オフサイクル冷却に対してＰＣ冷却およびＦＣ冷却を優先して動作させる。また、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度よりも高く設定している。この結果、通常運転中は、ＰＣ冷却、ＦＣ冷却、冷却停止の一連の動作を順に繰り返すことを基本動作とし、ＰＣ冷却およびＦＣ冷却の動作を行わない間に、冷却停止とオフサイクル冷却を数回繰り返して行う。

図３において、区間ａはＰＣ冷却、区間ｂはＦＣ冷却、区間ｃはオフサイクル冷却、区間ｄは冷却停止の動作に対応する。この一連の動作によって、ＰＣ冷却時の蒸発器２０の温度をＦＣ冷却時よりも高く保つことで、冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、オフサイクル冷却によって蒸発器２０に付着した霜の融解潜熱を再利用することで、除霜時のヒータ電力（図示せず）を削減しながら冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。

また、比較的温度変化の大きい冷蔵室１７の上部に設けたＤＦＰ温度センサ３６に基づいて、ＰＣ冷却およびＦＣ冷却の動作を行わない間に、数回のオフサイクル冷却を行うことにより、冷蔵室１７を冷却するオフサイクル冷却とＰＣ冷却の割合を精度よく調整することができるので、ＰＣ冷却の運転時間を適正に確保することができる。

また、ＰＣＣ温度センサ３５あるいはＦＣＣ温度センサ３４の検知温度の上昇に伴い、オフサイクル冷却であってもこれを中止して、優先してＰＣ冷却あるいはＦＣ冷却に切り換えることでＰＣ冷却およびＦＣ冷却の運転時間を適正に確保することができ、冷蔵室１７および冷凍室１８の温度変化を抑制することができる。

また、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度よりも高く設定することにより、比較的温度の高い冷蔵室１７の上部に設けたＤＦＰ温度センサ３６の温度をＰＣＣ温度センサより比較的高く保ちながらオフサイクル冷却の制御を行うことにより、冷蔵室１７の上部の温度変化を抑制することができる。なお、本実施の形態１においては、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度
よりも高く設定したが、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を停止するＯＦＦ温度よりも高く設定しても同様の効果を得ることができる。

また、外気よりも高温となる上部機械室１６に隣接する冷蔵室１７の壁面にダクト３３を形成することにより、オフサイクル冷却およびＰＣ冷却の際に冷蔵室１７を冷却する冷気、特に冷蔵室１７の上部を冷却する冷気の温度を上昇させることで、冷蔵室１７の上部の過冷を回避して冷蔵室１７の上部の温度変動をさらに抑制することができるとともに、冷蔵室１７の上部の過冷が回避できるので、ＰＣ冷却の際に冷蔵室１７を冷却する冷気の風量を増やすことができ、蒸発器２０の熱交換効率を向上してＰＣ冷却時にさらに高い冷凍サイクルの効率を得ることができる。

そして、ＰＣ冷却、ＦＣ冷却、オフサイクル冷却、冷却停止の一連の動作からなる通常運転を所定時間継続した後、蒸発器２０に付着した霜を除去するため、必要に応じて加温用ヒータ４４を利用しながら、比較的長時間のオフサイクル冷却を実施する（以下、この動作を「オフサイクルデフ」という）。図４において、「冷凍室ダンパ閉」から「除霜終了の判定」までがオフサイクルデフの制御フローである。

まず、ＰＣ冷却を開始する直前に、通常運転が所定時間を越えていた場合に、「除霜開始」と判定される。これは、冷蔵室１７内の熱量を用いて、蒸発器２０に付着した霜を融解除去するため、冷蔵室１７内の温度が比較的高く、熱量が大きいタイミングを狙ったものである。

そして、冷蔵室１７内に収納された食品量の多少を判定し、食品量が多い場合は加温用ヒータ４４に通電せず、食品量が少ない場合は加温用ヒータ４４に通電する。その後、オフサイクルデフの一連の動作として、圧縮機１９を停止した状態で冷凍室ダンパ３１を閉とし、冷蔵室ダンパ３２を開として蒸発器ファン３０を駆動することで、蒸発器２０の除霜を実施する。

ここで、冷蔵室１７内に収納された食品量を推定する方法について説明する。冷蔵室１７を主として冷却するＰＣ冷却はＰＣＣ温度センサ３５に基づいて制御されるため、ＰＣＣ温度センサ３５が検知する温度の平均値は、冷蔵室１７内に収納された食品の温度とよい相関がある。一方、図３に示したように、冷蔵室１７の上部の温度を検知するＤＦＰ温度センサ３６は、ＰＣ冷却以外のモード（ｂ、ｃ、ｄ）ではＰＣＣ温度センサ３５よりも比較的高く、ＰＣ冷却（ａ）ではＰＣＣ温度センサ３５に近づく傾向がある。これは、ダクト３３を介して冷蔵室１７の上部から主として冷気が供給されるためである。

この結果、冷蔵室１７内に収納された食品量が比較的多く、冷蔵室１７内の熱容量が大きい場合は、冷蔵室１７の上部から供給される冷気の総量が大きくなり、ＤＦＰ温度センサ３６が検知する温度がＰＣＣ温度センサ３５と同程度か、あるいはＰＣＣ温度センサ３５よりもさらに低い温度まで低下する。一方、冷蔵室１７内に収納された食品量が比較的少なく、冷蔵室１７内の熱容量が小さい場合は、ＤＦＰ温度センサ３６が検知する温度はＰＣＣ温度センサ３５よりも比較的高い温度までしか低下しない。

従って、例えば、ＰＣ冷却中のＤＦＰ温度センサ３６の検知温度の最低値が、同時刻のＰＣＣ温度センサ３５の検知温度よりも所定値以上低くなった場合に、冷蔵室１７内に収納された食品量が多いと判定することができる。同様に、オフサイクル冷却時の温度挙動の違いから冷蔵室１７内に収納された食品量を判定することもできるが、ＰＣ冷却時の温度変化の方がより大きいので検知精度に優れる。

なお、本発明の実施の形態１の冷蔵庫においては、ＤＦＰ温度センサ３６とＰＣＣ温度
センサ３５のＰＣ冷却中の温度挙動の違いに基づいて、冷蔵室１７内に収納された食品量を推定したため、冷蔵室１７内に収納されている食品の持つ熱量を直接推定することができ、加温用ヒータ４４の出力を精度よく調整することができる。

そして、蒸発器２０の温度を検知するＤＥＦ温度センサ（図示せず）が０℃超を検知した際に、「除霜の終了判定」すなわち、蒸発器２０に付着した霜が完全に除去できたと判定して、オフサイクルデフの動作を終了するとともに、加温用ヒータ４４の通電を停止した後、通常運転に復帰する。

このオフサイクルデフによって、特に、冷蔵室１７に収納された食品量が多い場合は、加温用ヒータ４４を使用せず、同時に、冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。このとき、冷蔵室１７に収納された食品量が多く、蒸発器２０を除霜するために必要な熱量を確保できるので、適正な時間でオフサイクルデフを終了することができる。

また、このオフサイクルデフによって、冷蔵室１７に収納された食品量が少ない場合は、加温用ヒータ４４を使用し、冷蔵室１７に収納された食品量と加温用ヒータ４４が出力する電力量の両方を熱源とすることで、加温用ヒータ４４の電力量を削減するとともに、冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。このとき、冷蔵室１７に収納された食品の熱量を加温用ヒータ４４が出力する電力量で補うことで、蒸発器２０を除霜するために必要な熱量を確保できるので、適正な時間でオフサイクルデフを終了することができる。

なお、本発明の実施の形態１の冷蔵庫においては、加温用ヒータ４４のＯＮ／ＯＦＦを切り換えてオフサイクルデフの熱源を調整したが、冷蔵室１７に収納された食品量が多い場合は出力を大とし、冷蔵室１７に収納された食品量が少ない場合は出力を小として、加温用ヒータ４４の出力を選択しても同様の効果が期待できる。

以上のように、本発明の冷蔵庫は、冷凍サイクル停止中に冷蔵室１７を冷却しながら、蒸発器２０の除霜を行うオフサイクルデフモードを有する冷蔵庫において、本発明の冷蔵庫は、オフサイクルデフの実施前に冷蔵室内の食品収納量を検知して、補助的に使用する加熱用ヒータの出力を選択した後、オフサイクルデフを実施することにより、オフサイクルデフに要する時間を適正に制御することができ、オフサイクルデフを実施中に冷蔵室や冷凍室が温度上昇することを抑制するとともに、除霜に必要な加熱用ヒータの電力量を削減して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、ＦＣ冷却モードおよびＰＣ冷却モードに加えて、冷凍サイクル停止中に冷蔵室を冷却するオフサイクル冷却モードおよびオフサイクルデフモードを有する冷蔵庫において、冷蔵室に収納された食品量の多少に基づいて加熱用ヒータの出力調整することにより、オフサイクルデフの時間を適正に調整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
１９圧縮機
２０蒸発器
３０蒸発器ファン
３１冷凍室ダンパ
３２冷蔵室ダンパ
３３ダクト
３４ＦＣＣ温度センサ
３５ＰＣＣ温度センサ
３６ＤＦＰ温度センサ
４４加温用ヒータ

Claims

冷蔵室と、冷凍室と、冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷気を前記冷蔵室および前記冷凍室へ供給する蒸発器ファンと、前記蒸発器を除霜するための加熱用ヒータと、前記蒸発器から前記冷蔵室へ供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパと、前記蒸発器から前記冷凍室へ供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパとを有する冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパを開放し、前記冷蔵室ダンパを閉塞して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷凍室を冷却するＦＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷蔵室を冷却するＰＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクル冷却モードと、前記加熱用ヒータに通電しながら、前記冷凍室ダンパを閉塞し、前記冷蔵室ダンパを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器に付着した霜を融解除去するオフサイクルデフモードを有し、前記冷蔵室内に収納されている食品量に基づいて前記加熱用ヒータの出力を選択した後、前記オフサイクルデフモードを実施することを特徴とする冷蔵庫。
前記ＰＣ冷却モードの開始直前に、前記オフサイクルデフモードの実施の可否を判定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
冷蔵室の温度を検知するＰＣＣ温度センサと、前記ＰＣＣ温度センサより上部に設置され、冷蔵室の上部の温度を検知するＤＦＰ温度センサとを有し、ＰＣ冷却モードあるいはオフサイクル冷却モードにおけるＰＣＣ温度センサとＤＦＰ温度センサとの温度変化の違いに基づいて、冷蔵室内に収納されている食品量を検知することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。