JP5884010B2

JP5884010B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP5884010B2
Application number: JP2011213951A
Authority: JP
Inventors: 西村　晃一; 晃一西村; 境　寿和; 寿和境
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013072622A

Description

本発明は、冷蔵庫に関し、特に、冷却器に付着した霜の潜熱及び顕熱によって貯蔵室を冷却する冷蔵庫において、ヒーターによる除霜時の庫内昇温を抑制する制御に関する。

図６は、従来の冷蔵庫の縦断面図であり、図７から図１０は従来の冷蔵庫の制御を示すフローチャートである。

図６において、冷凍室２と冷蔵室３を有する冷蔵庫１は、内部に圧縮機４、凝縮器（図示せず）、減圧手段（図示せず）と共に冷凍サイクルを構成すると共に、冷気を生成する冷却器５と、冷凍室２及び冷蔵室３内の空気を冷却器５に吸入して、冷凍室２及び冷蔵室３に再送風させる冷却ファン６と、冷却ファン６によって冷凍室２内に強制送風される冷気の疎通を調節して、冷凍室２を独立冷却する冷凍室ダンパ７と、冷却ファン６によって冷蔵室３内に強制送風される冷気の疎通を調節して、冷蔵室３を独立冷却する冷蔵室ダンパ８と、冷凍室２内の温度を検出する冷凍室センサ９と、冷蔵室３内の温度を検出する冷蔵室センサ１０とを設けている。

また、冷却器５の下方には、冷却器５に付着した霜を解かすための除霜ヒーター１１を備えているとともに、冷却器５には冷却器５の温度を検出する冷却器センサ１２を備えている。

次に図７から図１０に従って冷蔵庫の動作について説明する。

冷蔵庫の通常冷却時、冷凍室冷却モードにおいて、Ｓ１で冷凍室センサ９がある基準温度Ｔｆｃｏｎよりも高い場合、Ｓ２で圧縮機４が動いていなければ圧縮機４を起動し（Ｓ３）、冷凍室ダンパ７を開放し、冷蔵室ダンパ８を閉塞し、冷却ファン６を運転して冷凍室２を冷却する（Ｓ４）。

次に、Ｓ５において、冷凍室センサ９がある基準温度Ｔｆｃｏｆｆ以下の場合、Ｓ６へと進み、冷蔵室冷却モードとなる。

Ｓ６で冷蔵室センサ１０がある基準温度Ｔｐｃｏｎよりも高い場合、Ｓ７で圧縮機４が動いていなければ圧縮機４を起動し（Ｓ８）、冷凍室ダンパ７を閉塞し、冷蔵室ダンパ８を開放し、冷却ファン６を運転して冷蔵室３を冷却する（Ｓ９）。

次に、Ｓ１０において、冷蔵室センサ１０がある基準温度Ｔｐｃｏｆｆ以下の場合、Ｓ１１にて冷却運転を継続するかどうかの判断をする。Ｓ１１において、冷凍室センサ９がある一定の基準値Ｔｆｃｏｎより高い場合、Ｓ２に戻り冷凍室冷却モードとなり、Ｔｆｃｏｎ以下の場合、Ｓ１２へと進み、オフサイクル冷却モードとなる。

Ｓ１２でまず圧縮機４を停止し、次にＳ１３で圧縮機４の運転時間ｔｃｏｍｐがある一定の基準値ｔｄｅｆｒｏｓｔより短い場合、Ｓ１４へと進み、冷蔵室センサ１０がある一定の基準値Ｔｐｃｏｆｆ２よりも高い場合、冷凍室ダンパ７を閉塞し、冷蔵室ダンパ８を開放し、冷却ファン６を運転して冷蔵室３を冷却するオフサイクル冷却運転を行う。次に、冷蔵室センサ１０がある一定の基準値Ｔｐｃｏｆｆ２以下となった時に、冷凍室ダンパ７を閉塞し、冷蔵室ダンパ８を閉塞し、冷却ファン６を停止してオフサイクル冷却運転を停止し、Ｓ１に戻って通常冷却を行う。

また、Ｓ１３で圧縮機４の運転時間ｔｃｏｍｐがある一定の基準値ｔｄｅｆｒｏｓｔ以上の場合、Ｓ１８へと進み、除霜モードとなる。

除霜モードにおいて、Ｓ１８で冷凍室ダンパ７を閉塞し、冷蔵室ダンパ８を閉塞し、冷却ファン６を停止し、除霜ヒーター１１に通電し、冷却器５に付着した霜を解かす。そしてＳ１６で冷却器センサ１２の温度がある一定の基準値Ｔｄｅｆｒｏｓｔ２以上となった時に除霜ヒーターへの通電を遮断し、除霜モードを終了し、再びＳ１より通常冷却を行う。

このように制御することにより、冷却器５に付着した霜の潜熱または顕熱を利用して冷蔵室３を冷却することができると共に、除霜モードでの霜を解かす際のエネルギーを小さくすることができ、除霜時間を短くすることにより消費電力量を低減できる冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許第２７７４４８６号公報

しかしながら、上記従来の構成では、例えば全開の除霜モード終了からオフサイクル冷却モードの時間が長くても短くても、同じ時間間隔で次回の除霜モードを開始するが、実際はオフサイクル冷却モードの時間が長い場合は冷却器５に付着する霜の量は少なくなる。

この結果、１回の除霜モードの時間は短くなるが、着霜量が少ない時に除霜運転を行うため時間当たりの除霜モードの回数は同じであるため、無駄に貯蔵室内が昇温してしまうという課題があった。

本発明は、冷凍室ダンパ７を備えた冷蔵庫において、運転状態から冷却器５への霜の付着量を予測し除霜モードの間隔を制御することにより、貯蔵室の無駄な昇温を抑制できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、前面に開口部を有した第一の貯蔵室と、前面に開口部を有した第二の貯蔵室と、冷気を生成する冷却器を備えた冷凍サイクルと、冷却器で生成した冷気を第一の貯蔵室及び第二の貯蔵室へと循環させる冷却ファンと、冷却ファンによる冷気を第一の貯蔵室へ選択的に流す第一のダンパと、冷却ファンによる冷気を第二の貯蔵室へ選択的に流す第二のダンパと、冷却器に付着した霜を熱によって解かす除霜ヒーターを備え、冷凍サイクルが停止状態の時に冷却ファンを稼動し、第一のダンパまたは第二のダンパを開放して第一の貯蔵室または第二の貯蔵室を冷却するオフサイクル冷却モードと、除霜ヒーターにより、冷却器に付着した霜を解かす除霜モードを備えた冷蔵庫において、前記除霜モード終了からの前記オフサイクル冷却モードの回数によって、あるいは、前記除霜モード終了からの前記オフサイクル冷却モードの積算時間によって、除霜モード終了から次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、冷凍室ダンパを備えた冷蔵庫において、冷却器への霜の付着量を予測して除霜間隔を調整することができ、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

本発明の冷蔵庫は、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができるので、省エネルギーの冷蔵庫を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図実施の形態における冷蔵庫の除霜モードの間隔と、オフサイクル冷却モードの積算時間の関係を示す図実施の形態における冷蔵庫の除霜モードの間隔と、扉積算開放時間の関係を示す図実施の形態における冷蔵庫の除霜モードの間隔と、外気湿度の関係を示す図実施の形態における冷蔵庫の除霜モードの間隔と、庫内温度設定の関係を示す図従来の冷蔵庫の縦断面図従来の冷蔵庫の制御を示すフローチャート従来の冷蔵庫の制御を示すフローチャート従来の冷蔵庫の制御を示すフローチャート従来の冷蔵庫の制御を示すフローチャート

本発明の冷蔵庫は、前面に開口部を有した第一の貯蔵室と、前面に開口部を有した第二の貯蔵室と、冷気を生成する冷却器を備えた冷凍サイクルと、冷却器で生成した冷気を第一の貯蔵室及び第二の貯蔵室へと循環させる冷却ファンと、冷却ファンによる冷気を第一の貯蔵室へ選択的に流す第一のダンパと、冷却ファンによる冷気を第二の貯蔵室へ選択的に流す第二のダンパと、冷却器に付着した霜を熱によって解かす除霜ヒーターを備え、冷凍サイクルが停止状態の時に冷却ファンを稼動し、第一のダンパまたは第二のダンパを開放して第一の貯蔵室または第二の貯蔵室を冷却するオフサイクル冷却モードと、除霜ヒーターにより、冷却器に付着した霜を解かす除霜モードを備えた冷蔵庫において、
除霜モード終了から次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、冷凍室ダンパを備えた冷蔵庫において、冷却器への霜の付着量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、除霜モード終了からのオフサイクル冷却モードの回数によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、オフサイクル冷却モードの回数によって着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、除霜モード終了からのオフサイクル冷却モードの積算時間によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、オフサイクル冷却モードの積算時間によって着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、第一の貯蔵室及び第二の貯蔵室の開口部をそれぞれ開閉自在に密閉する第一の扉と第二の扉と、第一の扉及び第二の扉の開閉を検出する扉開閉検出手段とを設け、除霜モード終了からの前記第一の扉及び第二の扉の開放回数によって、次回
の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、扉開閉回数とオフサイクル冷却モードの回数または時間の組み合わせで着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、冷却器の霜残りを防ぐことができると共に、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、第一の貯蔵室及び第二の貯蔵室の開口部をそれぞれ開閉自在に密閉する第一の扉と第二の扉と、第一の扉及び第二の扉の開閉を検出する扉開閉検出手段とを設け、除霜モード終了からの前記第一の扉及び第二の扉の積算開放時間によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、扉積算開放時間とオフサイクル冷却モードの回数または時間の組み合わせで着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、冷却器の霜残りを防ぐことができると共に、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫周囲の湿度を検出する湿度検出手段を設け、前記湿度検出手段の検出した湿度によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、冷蔵庫周囲の湿度と、オフサイクル冷却モードの回数または時間と扉開閉回数または積算開放時間の組み合わせで着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、冷却器の霜残りを防ぐことができると共に、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

また、本発明の冷蔵庫は、第一の貯蔵室及び第二の貯蔵室の温度を設定する第一の温度調節手段及び第二の温度調節手段を設け、前記第一の温度調節手段及び第二の温度調節手段の設定温度によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした構成としている。

この構成により、冷蔵庫の温度設定と、冷蔵庫周囲の湿度とオフサイクル冷却モードの回数または時間と扉開閉回数または積算開放時間の組み合わせで着霜量を予測して除霜間隔を調整することができる。これにより、冷却器の霜残りを防ぐことができると共に、貯蔵室の無駄な昇温を防ぐことができる。

以下、本願発明に係る冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、従来と同一構成については、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における冷蔵庫の縦断面図である。図２は同実施の形態の除霜モードの間隔と、オフサイクル冷却モードの積算時間の関係を示すグラフである。図３は同実施の形態の除霜モードの間隔と、扉積算開放時間の関係を示すグラフである。図４は同実施の形態の除霜モードの間隔と、外気湿度の関係を示すグラフである。図５は同実施の形態の除霜モードの間隔と、庫内温度設定の関係を示すグラフである。

図１において、１３は冷凍室の開口を開閉自在に密閉する冷凍室扉であり、１４は冷蔵室の開口を開閉自在に密閉する冷蔵室扉である。

また、冷凍室２及び冷蔵室３の開口部２ａ及び３ａには、冷凍室扉１３及び冷蔵室扉１４の開閉を検出する、例えばホールＩＣと磁石で構成された冷凍室扉センサ１５及び冷蔵室扉センサ１６を備えている。

さらに、冷蔵庫１の外壁側には、外気の湿度を検出する湿度センサ１７を備えると共に、内部には、冷凍サイクルの運転を制御すると共に、冷凍サイクルの制御状態、冷凍室扉センサ１５、冷蔵室扉センサ１６及び湿度センサ１７の出力により、冷凍サイクルの運転制御を行う制御部１８を設けている。

以上のように構成された冷蔵庫について、図２から図５を用いてその動作を説明する。

通常冷却時、Ｓ１２で圧縮機４が停止した時に、Ｓ１３で圧縮機４の運転時間がｔｄｅｆｒｏｓｔ以上の場合、Ｓ１８へと進み除霜モードとなる。

ｔｄｅｆｒｏｓｔはある一定の初期値ｔｄｅｆｒｏｓｔｂを持っており、オフサイクル冷却時間、扉開閉時間、外気湿度、庫内温度設定によって値が変動する。

まず、図２を用いてオフサイクル冷却時間とｔｄｅｆｒｏｓｔの関係を説明する。オフサイクル冷却時、冷凍室ダンパ７を閉塞し、冷蔵室ダンパ８を開放し、冷却ファン６を運転することにより、冷却器５に付着した霜の潜熱または顕熱を用いて冷蔵室３を冷却すると共に、冷却器５に付着した霜から熱を奪う。このため、冷却器５に付着した霜を解かすために必要な熱量は、オフサイクル冷却時間が長いほど減少する。

一方、オフサイクル冷却の積算時間は、制御部１８でカウントしており、積算時間が長いほどｔｄｅｆｒｏｓｔが長くなるように、制御部１８で制御している。これにより、オフサイクル冷却の積算時間による冷却器５への着霜度合いに合わせてｔｄｅｆｒｏｓｔを変化させることができ、除霜モードの運転回数を最適化でき、庫内の昇温を適切に防止することができる。

次に、図３を用いて扉開閉時間とｔｄｅｆｒｏｓｔの関係を説明する。冷蔵庫運転中、貯蔵室内の食品などを取り出すために、冷凍室扉１３または冷蔵室扉１４が開閉される。この時、冷却器５によって除湿されて循環している貯蔵室内空気に比べ、高温高湿な外気が貯蔵室内に流入する。庫内に流入した高温高湿の空気が冷却ファン６の運転により、冷却器５を通過することにより、冷却器５への着霜が生じる。従って、扉開閉時間が長いと冷却器５への着霜量が多くなり、逆に短いと着霜量が少なくなる。

一方、扉開放積算時間は、冷凍室扉センサ１５及び冷蔵室扉センサ１６によってカウントされ、制御部１８へと出力され、扉開閉積算時間が長いほど、ｔｄｅｆｒｏｓｔが短くなるように、制御部１８で制御している。これにより、扉開閉積算時間による冷却器５への着霜度合いに合わせてｔｄｅｆｒｏｓｔを変化させることができ、除霜モードの運転回数を最適化でき、庫内の昇温を適切に防止することができる。

次に、図４を用いて外気湿度とｔｄｅｆｒｏｓｔの関係を説明する。冷凍室２及び冷蔵室３は、冷凍室扉１３及び冷蔵室扉１４により密閉されているが、完全に密閉されているわけではなく、微小な隙間を有しており、そこから室内と外気が練通しており、外気の湿度が庫内に流入する。また、前述したように、扉開閉においても外気の湿度が室内へと流入する。そのため、外気湿度が高いとその分庫内へ入る湿度も高くなり、冷却器５への着霜量が多くなり、逆に低いと着霜量が少なくなる。

一方、外気湿度は、湿度センサ１７によって測定されており、全開の除霜モードからの平均湿度を計算して制御部１８へと出力され、外気湿度が高いほど、ｔｄｅｆｒｏｓｔが短くなるように、制御部１８で制御している。これにより、外気湿度による冷却器５への着霜度合いに合わせてｔｄｅｆｒｏｓｔを変化させることができ、除霜モードの運転回数
を最適化でき、庫内の昇温を適切に防止することができる。

次に、図５を用いて庫内温度設定とｔｄｅｆｒｏｓｔの関係を説明する。冷凍室２及び冷蔵室３の温度設定が低くなると、庫内空気温度が低くなり、その分、冷却器５の温度も低くなる。冷却器５の温度が低くなると、通過する庫内空気から除湿する量も多くなり、冷却器５への着霜も多くなる。逆に、温度設定が高くなると、冷却器５の温度が高くなるため除質量も少なくなり、冷却器５への着霜は少なくなる。

一方、庫内温度設定は、制御部１８で検出しており、庫内温度設定が高いほど、ｔｄｅｆｒｏｓｔが長くなるように、制御部１８で制御している。これにより、庫内温度設定による冷却器５への着霜度合いに合わせてｔｄｅｆｒｏｓｔを変化させることができ、除霜モードの運転回数を最適化でき、庫内の昇温を適切に防止することができる。

以上のように、本発明の実施の形態の冷蔵庫では、庫内の昇温を防止することができるため、冷却性能の高い冷蔵庫とすることができる。

尚、本実施の形態において、ｔｄｅｆｒｏｓｔは、それぞれの制御因子の増減に対して比例制御する制御方法で説明したが、制御因子の範囲ごとにｔｄｅｆｒｏｓｔの増減幅を決めて段階的に制御を行っても効果は得られ、制御が簡単になるというメリットがある。

また、本実施の形態において、オフサイクル冷却は冷蔵室センサ１０の検出温度によって終了する制御としたが、例えばオフサイクル冷却時間を決めて制御したり、他の制御因子によって制御したりする方法でも同様の効果が得られる。

また、本実施の形態において、冷蔵庫は冷凍室２と冷蔵室３の２室の冷蔵庫で説明したが、例えば野菜室を備えた３室の冷蔵庫など、貯蔵室の数にかかわらず同様の制御で同様の効果が得られる。

また、本実施の形態において、外気湿度を検出した制御を説明したが、外気湿度と外気温度を測定して、外気温度に対してもｔｄｅｆｒｏｓｔを変化させる制御とすることにより、より最適な制御を行うことができる。

また、本実施の形態においては、圧縮機４を用いた冷媒圧縮式冷凍サイクルによって冷気を生成する仕様で説明したが、冷却器５で冷気を生成する冷凍システムであれば、いかなる冷凍システムであっても同様の効果を得られる。

本発明は、圧縮機停止中に冷蔵庫内を冷却する冷蔵庫において、除霜運転の間隔を変化させることにより貯蔵室の冷却を効率よく行う冷蔵庫を提供することができる。従って、本発明は、家庭用および業務用など様々な種類及び大きさの冷蔵庫等として有用である。

１冷蔵庫
２冷凍室
３冷蔵室
５冷却器
６冷却ファン
７冷凍室ダンパ
８冷蔵室ダンパ
１１除霜ヒーター
１３冷凍室扉
１４冷蔵室扉
１７湿度センサ

Claims

前面に開口部を有した第一の貯蔵室と、第二の貯蔵室と、冷気を生成する冷却器を備えた冷凍サイクルと、前記冷却器で生成した冷気を前記第一の貯蔵室及び前記第二の貯蔵室へ循環させる冷却ファンと、前記冷却ファンによる冷気を前記第一の貯蔵室へ選択的に流す第一のダンパと、前記冷却ファンによる冷気を前記第二の貯蔵室へ選択的に流す第二のダンパと、前記冷却器に付着した霜を熱によって解かす除霜ヒーターとを備え、前記冷凍サイクルが停止状態の時に前記冷却ファンを稼動し、前記第一のダンパまたは第二のダンパを開放して前記第一の貯蔵室または前記第二の貯蔵室を冷却するオフサイクル冷却モードと、前記除霜ヒーターにより、前記冷却器に付着した霜を解かす除霜モードを備えた冷蔵庫において、前記除霜モード終了からの前記オフサイクル冷却モードの回数によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした冷蔵庫。
前面に開口部を有した第一の貯蔵室と、第二の貯蔵室と、冷気を生成する冷却器を備えた冷凍サイクルと、前記冷却器で生成した冷気を前記第一の貯蔵室及び前記第二の貯蔵室へ循環させる冷却ファンと、前記冷却ファンによる冷気を前記第一の貯蔵室へ選択的に流す第一のダンパと、前記冷却ファンによる冷気を前記第二の貯蔵室へ選択的に流す第二のダンパと、前記冷却器に付着した霜を熱によって解かす除霜ヒーターとを備え、前記冷凍サイクルが停止状態の時に前記冷却ファンを稼動し、前記第一のダンパまたは第二のダンパを開放して前記第一の貯蔵室または前記第二の貯蔵室を冷却するオフサイクル冷却モードと、前記除霜ヒーターにより、前記冷却器に付着した霜を解かす除霜モードを備えた冷蔵庫において、前記除霜モード終了からの前記オフサイクル冷却モードの積算時間によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした冷蔵庫。
前記第一の貯蔵室及び前記第二の貯蔵室の開口部をそれぞれ開閉自在に密閉する第一の扉と第二の扉と、前記第一の扉または前記第二の扉の開閉を検出する扉開閉検出手段とを設け、除霜モード終了からの前記第一の扉または前記第二の扉の開放回数によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした請求項１または２に記載の冷蔵庫。
前記第一の貯蔵室及び前記第二の貯蔵室の開口部をそれぞれ開閉自在に密閉する第一の扉と第二の扉と、前記第一の扉または前記第二の扉の開閉を検出する扉開閉検出手段とを設
け、除霜モード終了からの前記第一の扉または前記第二の扉の積算開放時間によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした請求項１または２に記載の冷蔵庫。
冷蔵庫の周囲の湿度を検出する湿度検出手段を設け、前記湿度検出手段の検出した湿度によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記第一の貯蔵室及び前記第二の貯蔵室の温度を設定する第一の温度調節手段及び第二の温度調節手段を設け、前記第一の温度調節手段及び前記第二の温度調節手段の設定温度によって、次回の除霜モードまでの間隔を制御することを特徴とした請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。