JPH07294100A - 冷蔵庫の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷蔵庫の庫内湿度を検出し、その検出結果と
ダンパ開閉に基づき蒸発器に付着する霜量を演算より求
め、適正な霜量で除霜を行うことによって、無駄な除霜
をなくし、冷蔵庫の冷却能力を低下させることなしに必
要に応じて除霜を行う省エネルギーな冷凍冷蔵庫を提供
する。 【構成】 冷蔵庫庫内の庫内湿度を検出する庫内湿度検
出手段１７と、庫内湿度検出手段の検出結果より霜量を
演算する霜量演算手段１６と、ダンパ開閉制御手段１８
と、蒸発器に付着する霜量が適正な値になると除霜を行
う除霜制御手段１４とから成り、庫内湿度検出手段の検
出結果とダンパ開閉の信号より霜量を霜量演算手段１６
により演算し、適正な霜量になると、除霜を行うように
除霜制御手段１４を駆動させる冷蔵庫の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸発器を加熱除霜する
ようにした冷蔵庫の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の冷蔵庫の制御装置の一例とし
て、実開昭６０ー６５５８２号公報や、特開平２ー３３
５９２号公報に開示されたものがある。

【０００３】以下図面を参照しながら、従来の冷蔵庫の
制御装置の動作の一例について図４、図５、図６を用い
て説明する。これは除霜ヒータを有する事例である。

【０００４】図７において、１は冷蔵庫箱体で冷凍室
２、冷蔵室３、野菜室４で構成されている。冷凍室２の
庫内奥面に設けた蒸発器５は、蒸発器５の冷媒の入り口
であるキャピラリ６と出口で液冷媒をためるアキューム
レータ７で構成されている。８は蒸発器５の下部に取り
付けられた除霜ヒータで蒸発器５に着霜した霜を除霜す
る働きをする。９は蒸発器５の上面に取り付けられた除
霜温度度センサで−３℃で、”Ｈ ”、＋１０℃で”Ｌ
”を出力し、除霜終了を検知する。１０は庫内温度検
出手段で−１７℃で”Ｈ ”、−２３℃で”Ｌ ”を出
力する。１１は冷凍室２の蒸発器５に冷媒を循環させ冷
却するための圧縮機である。

【０００５】図８において、１２は温度制御手段で庫内
温度検出手段１０の動作を入力する信号ａとＡＮＤゲー
ト１３に出力する信号ｂが接続されている。１４は除霜
制御手段で圧縮機１１の運転時間を積算し、所定時間に
達すると信号ｅを出力する運転積算装置１５と、除霜を
開始するためのＡＮＤゲート１３に出力する信号ｃと、
除霜ヒータ８を動作させる出力の信号ｇと除霜温度セン
サ９の動作を入力する信号ｈとが接続されている。ま
た、ＡＮＤゲート１３の出力である信号ｄは圧縮機１１
と運転積算手段１５に接続されている。

【０００６】以下図９の制御装置のタイミングチャート
を用いて動作の説明を行う。信号ａは庫内温度検出手段
１０から温度制御手段１２への入力信号の状態、信号ｂ
は温度制御手段１２からＡＮＤゲート１３への出力信号
の状態を表している。また、信号ｃは除霜制御手段１４
からＡＮＤゲート１３への出力信号の状態、信号ｄはＡ
ＮＤゲート１３から圧縮機１１と運転積算手段１５への
出力信号の状態、信号ｅは運転積算手段１５から除霜制
御手段１２への出力信号の状態、信号ｇは除霜制御手段
１４から除霜ヒータ８への出力信号の状態、信号ｈは除
霜温度センサ９から除霜制御手段８への入力信号の状態
を表している。

【０００７】期間Ａ、Ｂにおいては、通常の冷却状態で
庫内温度検出手段１０の信号ａが−１７℃以上であるた
め、温度制御手段１２からの信号ｂはＯＮとなり、通常
冷却中であるため除霜制御手段１４からの信号ｃもＯ
Ｎ、ＡＮＤゲート１３の出力の信号ｄもＯＮとなり、圧
縮機１１、運転積算手段１５が動作している。

【０００８】期間Ｂにおいては、庫内温度検出手段の信
号ａが−２３℃以下であるため、温度制御手段１２から
の信号ｂはＯＦＦとなり、冷却停止中であるため除霜制
御手段１４からの信号ｃもＯＦＦ、ＡＮＤゲート１３の
出力の信号ｄもＯＦＦとなり、圧縮機１１、運転積算手
段１５が停止している。つまり、通常冷却運転時につい
ては、期間Ａ、Ｂを繰り返すこととなる。

【０００９】期間Ｃにおいては、庫内温度検出手段１０
からの信号ａが−１７℃以上であるため、温度制御手段
１２からＡＮＤゲート１３への出力信号ｂはＯＮである
が、運転積算手段１５が、圧縮機１１の運転時間が所定
時間に達しているため除霜制御手段１４への信号ｅを積
算ＵＰの信号に反転しているため、除霜制御手段１４は
通常冷却運転状態から除霜運転に移るためにＡＮＤゲー
ト１３への信号ｃをＯＦＦ、ＡＮＤゲート１３への出力
信号ｄもＯＦＦとし、圧縮機１１を停止させ、除霜ヒー
タ８をＯＮにし、除霜ヒータへ通電を行い、除霜運転を
開始する。

【００１０】期間Ｄは除霜運転中であり、圧縮機１１を
停止させ、除霜ヒータ８による加熱と、圧縮機１１の停
止時に蒸発器５内部に残留している冷媒による熱伝導効
果により通常冷却運転で蒸発器５に着霜した霜を除霜し
ている。

【００１１】期間Ｅは除霜終了であり、蒸発器５上部に
設置されている除霜温度センサ９が＋１０℃以上に温度
が上昇すると信号がＯＮ状態に反転し、除霜が終了す
る。終了と同時に運転積算手段１５の積算は初期状態に
戻る。その後、除霜制御手段１４の出力信号ｃがＯＮと
なり、期間Ａ、Ｂの通常冷却運転の動作に戻る。また、
除霜センサ９は、蒸発器が−３℃以下に下がるとＯＦＦ
状態に反転する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような冷蔵庫の制御装置では除霜を行う場合、運転積算
手段１５により、圧縮機１１の運転時間を積算して一定
時間毎に圧縮機の運転を停止させた後、除霜制御手段１
４の除霜ヒータ８を作動させ、蒸発器の温度が所定温度
になった後、圧縮機１１を再起動させるものである。

【００１３】この方式によると、圧縮機１１の運転を積
算した時間によってのみ除霜時期が決定付けられるた
め、蒸発器に付着する霜量が少ない場合に不必要な除霜
を行ったり、また霜量が多くなっているにも関わらず除
霜を行わない場合があった。

【００１４】このため、冷蔵庫がもっとも必要としてい
る時期に除霜を行うことが出来ず、着霜量が多くなって
いる場合には冷却能力の低下をきたし、また、不必要な
時期に除霜を行ってしまう場合には消費電力の面で無駄
がある。

【００１５】本発明は、上記の問題点を解決するもの
で、冷蔵庫内のダンパの状態を考慮して、着霜量の演算
を行い、除霜を行うものであるから、着霜量の演算を行
うときの精度を上げることが出来、適正な時期での除霜
を可能にし、冷蔵庫の冷却能力を低下させることなしに
必要に応じて除霜を行う冷蔵庫の制御装置を提供するも
のである。

【００１６】また、本発明は、上記の問題点を解決する
もので、圧縮機の運転時、停止時における着霜の仕方の
違いを考慮し、さらに着霜量による圧縮機への入力電力
の違いを考慮して着霜量の演算を行い、除霜を行うもの
であるから、着霜量の演算を行うときの精度を上げるこ
とが出来、適正な時期での除霜を可能にし、冷蔵庫の冷
却能力を低下させることなしに必要に応じて除霜を行う
冷蔵庫の制御装置を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の冷蔵庫の制御装置は、庫内温度を検出する庫
内温度検出手段と、前記庫内温度検出手段の出力結果を
もとに圧縮機の運転を行う温度制御手段と、庫内の絶対
湿度を検出する庫内湿度検出手段と、前記庫内湿度検出
手段の検出結果より霜量を演算する霜量演算手段と、冷
凍室と冷蔵室の風路に設けられたダンパの状態を制御す
るダンパ開閉制御手段と、蒸発器に付着する霜量が適正
な値になると除霜を行う除霜制御手段とから成り、庫内
湿度検出手段の検出結果とダンパ開閉制御手段の出力結
果より、霜量を霜量演算手段により演算し、除霜制御手
段を駆動させる冷蔵庫の制御装置である。

【００１８】また、本発明の冷蔵庫の制御装置は、庫内
温度を検出する庫内温度検出手段と、前記庫内温度検出
手段の出力結果をもとに圧縮機の運転を行う温度制御手
段と、冷蔵庫庫内の絶対湿度を検出する庫内湿度検出手
段と、圧縮機の運転、停止の信号を出力する圧縮機状況
検出手段と、圧縮機への入力電力を検出する入力電力検
出手段と、前記庫内湿度検出手段の検出結果より霜量を
演算する霜量演算手段と、蒸発器に付着する霜量が適正
な値になると除霜を行う除霜制御手段とから成り、圧縮
機への入力電力の違いを入力電力検出手段により読み取
り、その入力電力の変化と庫内湿度検出手段の検出結果
より霜量を霜量演算手段により演算し、除霜制御手段を
駆動させる冷蔵庫の制御装置である。

【００１９】

【作用】本発明は、従来のように一定時間毎に圧縮機を
停止し除霜を行うものではなく、上記構成によって、冷
蔵庫の庫内湿度を庫内湿度検出手段により検出し、その
検出結果とダンパの開閉による庫内絶対湿度変化をも考
慮して、蒸発器に付着する霜量を霜量演算手段により検
出し、除霜制御手段を介して除霜を行うものであるの
で、着霜量の演算を行うときの精度を上げることが出
来、無駄な除霜をなくし、除霜を必要とする場合には必
ず除霜を行うものであるから、冷蔵庫の冷却能力を低下
させることなしに必要に応じて除霜を行うことが出来、
また、無駄な除霜を廃止することにより省エネルギー化
が期待出来る。

【００２０】また、本発明は、上記構成によって、圧縮
機の運転時、停止時における着霜のしかたの違いと、そ
の時の入力電力の違いを考慮して、着霜量の演算を行
い、除霜を行うものであるから、着霜量の演算を行うと
きの精度を上げることが出来、適正な時期での除霜を可
能にし、冷蔵庫の冷却能力を低下させることなしに必要
に応じて除霜を行うことが出来、また、無駄な除霜を廃
止することにより省エネルギー化が期待出来る。

【００２１】

【実施例】以下本発明の第一の実施例の冷蔵庫の制御装
置の動作について、図面を参照しながら説明する。

【００２２】尚、従来例と同一の構成については同一符
号を付してその詳細な説明を省略する。

【００２３】図１において、１２は温度制御手段で、庫
内温度検出手段１０の動作を入力する信号ａと、ＡＮＤ
ゲート１３に出力する信号ｂが接続されている。１４は
除霜制御手段で、霜量演算手段１６の出力を入力する信
号ｉと、除霜ヒータ８に出力する信号ｇと、除霜温度セ
ンサ９の動作を入力する信号ｈと、ＡＮＤゲート１３に
出力する信号ｃに接続されている。１６は霜量演算手段
で除霜制御手段１４に出力する信号ｉと、庫内湿度検出
手段１７の出力信号ｊに接続されている。

【００２４】庫内湿度検出手段１７は、図２の蒸発器５
への最終風路である冷蔵室３に取り付けられ常時冷蔵庫
の湿度を検知している。この庫内湿度検出手段１７にお
いて出力信号は絶対湿度の信号であり、信号ｊとして霜
量演算手段１６に入力される。

【００２５】霜量演算手段１６は庫内湿度検出手段１７
より入力された絶対湿度を冷凍冷蔵庫運転開始時より３
０秒間隔で積算してゆく。冷蔵庫庫内の湿度は、冷気が
巡回しているため、あるいは、圧縮機１１の運転等によ
り随時変化するが、野菜室４に庫内湿度検出手段１７を
取り付け、その絶対湿度を積算して行くことにより、あ
る時間での蒸発器５を通過する、または、入り込む水分
量を検出することができる。

【００２６】また、霜量演算手段１６は前記の積算湿度
を蒸発器５で成長する霜量に変換する。

【００２７】ダンパ開閉制御手段１８は、図２の冷凍室
２と冷蔵室３とを結ぶ風路に設けられたダンパ１８ａ
を、それぞれの温度が所定の温度となるように制御し、
ダンパ１８ａが開の状態をＯＮ、閉の状態をＯＦＦとす
る情報を信号ｋを介して、霜量演算手段１６に出力され
る。

【００２８】庫内湿度検出手段１７により検出される絶
対湿度は、図３に示すように、前記ダンパ１８ａの動き
と密接な関係があり、ダンパ１８ａが開の時、検出され
る絶対湿度は減少傾向を示し、ダンパ１８ａが閉の時
は、検出される絶対湿度は増加傾向を示す。

【００２９】例えば、ダンパ１８ａが開の状態となって
いる場合、庫内湿度検出手段１７により検出される絶対
湿度は減少傾向を示すが、これはダンパ１８ａが開くこ
とにより冷蔵庫内部の空気が風路を通り蒸発器５を通過
し、その時に蒸発器５が通過空気を除湿しているため
で、したがって、蒸発器５に着霜する霜の成長度は大き
い。ダンパ１８ａが閉の状態となっている場合、庫内湿
度検出手段１７により検出される絶対湿度は増加傾向を
示すが、これはダンパ１８ａが閉じることにより冷蔵庫
内部の空気が風路を通過することが出来ず、蒸発器５に
よる除湿が少ないためであり、したがって、蒸発器５に
着霜する霜の成長度は小さい。

【００３０】ダンパ１８ａが開の状態となっている場合
は、信号ｋはＯＮを出力し、霜量演算手段１６は、図４
のαの関数を選び、その時の積算絶対湿度に対する着霜
量を演算する。ダンパ１８ａが閉の状態となっている場
合は、信号ｋはＯＦＦを出力し、霜量演算手段１６は、
図４のβの関数を選び、その時の積算絶対湿度に対する
着霜量を演算する。ダンパ１８ａの開、閉にあわせて霜
量演算手段１６は図４の関数α、βを選び変え、適正な
霜量になるまで、繰り返し選択を行い演算を進めてい
く。

【００３１】霜量演算手段１６において、積算絶対湿度
を変換して求めた霜量が所定の量に達すると、霜量演算
手段１６から信号ｉが送信され、除霜制御手段１４に入
力される。信号ｉを受け、除霜制御手段１４は信号ｇを
除霜ヒータ８に出力し、除霜ヒータ８は通電され熱を発
し除霜を行う。また、このとき、同時にＡＮＤゲート１
３に信号ｃが出力され、信号ｂと兼ね合わされ、信号ｄ
が圧縮機１１に送られ、圧縮機は停止する。

【００３２】除霜温度センサ９が所定の温度（＋１０
℃）以上になると、除霜制御手段１４は、除霜終了を告
げる信号ｃを送信し圧縮機１１は再び運転を開始する。

【００３３】以上のように本実施例によれば、冷蔵庫の
庫内温度を検出する庫内温度検出手段１０と、前記庫内
温度検出手段１０の出力結果をもとに圧縮機の運転を行
う温度制御手段１２と、冷蔵庫庫内の絶対湿度を検出す
る庫内湿度検出手段１７と、前記庫内湿度検出手段の検
出結果より霜量を演算する霜量演算手段１６と、冷凍室
と冷蔵室の風路に設けられたダンパの状態を制御するダ
ンパ開閉制御手段１８と、霜量演算手段１６によって演
算された霜量が所定の値になると除霜を行う除霜制御手
段１４とから構成されるもので、冷蔵庫の庫内湿度を庫
内湿度検出手段１７により検出し、その検出結果とダン
パの開閉による庫内絶対湿度変化をも考慮して、蒸発器
に付着する霜量を霜量演算手段１６により演算し、除霜
制御手段１４を介して除霜を行うものであるので、着霜
量の演算を行うときの精度を上げることが出来、無駄な
除霜をなくし、除霜を必要とする場合には必ず除霜を行
うものであるから、冷蔵庫の冷却能力を低下させること
なしに必要に応じて除霜を行うことが出来る。

【００３４】以下、本発明の第二の実施例の冷蔵庫の制
御装置の動作について、図面を参照しながら説明する。
従来例と第一の実施例と同一の構成のものは、同一符号
を付して説明を省略する。

【００３５】図５において、１２は温度制御手段で、庫
内温度検出手段１０の動作を入力する信号ａと、ＡＮＤ
ゲート１３に出力する信号ｂが接続されている。１４は
除霜制御手段で、霜量演算手段１６の出力を入力する信
号ｉと、除霜ヒータ８に出力する信号ｇと、除霜温度セ
ンサ９の動作を入力する信号ｈと、ＡＮＤゲート１３に
出力する信号ｃに接続されている。１６は霜量演算手段
で除霜制御手段１４に出力する信号ｉと、庫内湿度検出
手段１７の出力信号ｊに接続されている。

【００３６】１１は圧縮機であるが、信号ｄを受けて、
運転または、停止する。このｄと同じ信号を圧縮機状況
検出手段１９は、信号ｌを通じて入力電力検出手段２０
に出力する。この信号ｌは、圧縮機１１が現在運転して
いるか、停止しているかの状態を知らせるものである。

【００３７】入力電力検出手段２０は圧縮機状況検出手
段１９の出力信号ｌを受け、圧縮機が運転している時の
入力電力を検出し、そして１時間当りの消費電力量を信
号ｍにより霜量演算手段１６に出力する。

【００３８】例えば、冷凍冷蔵庫では、圧縮機１１の消
費電力量は、蒸発器５に着霜する霜量と相関があり、図
６の関係が見られる。

【００３９】圧縮機１１が運転している場合は、信号ｌ
はＯＮを出力し、それを受け入力電力検出手段２０はそ
の時の入力電力値より消費電力量を求め、信号ｍとして
出力し、この時の消費電力量が増加しない霜量を２５０
ｍｌとすると、値が Xｎ以下の時は霜量演算手段１６
は、庫内湿度検出手段１７より入力された積算絶対湿度
により霜量を演算してゆく。信号ｍがＸｎ以上となると
霜量演算手段１６は霜量が適正な量になったものと判断
し、信号iを出力し除霜制御手段１４により、除霜を行
う。

【００４０】以上のように本実施例によれば、庫内温度
を検出する庫内温度検出手段１０と、前記庫内温度検出
手段１０の出力結果をもとに圧縮機の運転を行う温度制
御手段１２と、庫内の絶対湿度を検出する庫内湿度検出
手段１７と、圧縮機の運転、停止の信号を出力する圧縮
機状況検出手段１８と、圧縮機の入力電力を検出する入
力電力検出手段２０と、前記庫内湿度検出手段の検出結
果より霜量を演算する霜量演算手段１６と、霜量演算手
段１６によって演算された霜量が所定の値になると除霜
を行う除霜制御手段１４とから構成されるものであり、
その時の消費電力を考慮して、無駄な除霜をなくし、除
霜を必要とする場合には必ず除霜を行うものであるか
ら、着霜量の演算を行うときの精度を上げることが出
来、適正な時期での除霜を可能にし、冷蔵庫の冷却能力
を低下させることなしに必要に応じて除霜を行うことが
出来る。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の冷蔵庫の制御装
置は、庫内温度を検出する庫内温度検出手段と、前記庫
内温度検出手段の出力結果をもとに圧縮機の運転を行う
温度制御手段と、庫内の絶対湿度を検出する庫内湿度検
出手段と、前記庫内湿度検出手段の検出結果より霜量を
演算する霜量演算手段と、冷凍室と冷蔵室の風路に設け
られたダンパの状態を制御するダンパ開閉制御手段と、
蒸発器に付着する霜量が適正な値になると除霜を行う除
霜制御手段とから成り、冷蔵庫の庫内湿度を庫内湿度検
出手段により検出し、その検出結果とダンパの開閉によ
る庫内絶対湿度変化をも考慮して、蒸発器に付着する霜
量を霜量演算手段により検出し、除霜制御手段を介して
除霜を行うものであるので、着霜量の演算を行うときの
精度を上げることが出来、無駄な除霜をなくし、除霜を
必要とする場合には必ず除霜を行うものであるから、冷
蔵庫の冷却能力を低下させることなしに必要に応じて除
霜を行うことが出来、また、無駄な除霜を廃止すること
により省エネルギー化が期待出来る。

【００４２】また、本発明の冷蔵庫の制御装置は、庫内
温度を検出する庫内温度検出手段と、前記庫内温度検出
手段の出力結果をもとに圧縮機の運転を行う温度制御手
段と、冷蔵庫庫内の絶対湿度を検出する庫内湿度検出手
段と、圧縮機の運転、停止の信号を出力する圧縮機状況
検出手段と、圧縮機の入力電力を検出する入力電力検出
手段と、前記庫内湿度検出手段の検出結果より霜量を演
算する霜量演算手段と、蒸発器に付着する霜量が適正な
値になると除霜を行う除霜制御手段とから成り、その時
の消費電力を考慮して、着霜量の演算を行い、除霜を行
うものであるから、着霜量の演算を行うときの精度を上
げることが出来、適正な時期での除霜を可能にし、冷蔵
庫の冷却能力を低下させることなしに必要に応じて除霜
を行うことが出来、また、無駄な除霜を廃止することに
より省エネルギー化が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における冷蔵庫の制御装
置の制御ブロック図

【図２】本発明の第一の実施例における冷蔵庫の制御装
置を持つ冷蔵庫の縦断面図

【図３】本発明の第一の実施例における庫内絶対湿度変
化とダンパ開閉タイミングチャートとの相関図

【図４】本発明の第一の実施例における積算絶対湿度と
着霜量の相関図

【図５】本発明の第二の実施例における冷蔵庫の制御装
置の制御ブロック図

【図６】本発明の第二の実施例における消費電力量と着
霜量の相関図

【図７】従来の冷蔵庫の制御装置を持つ冷蔵庫の構成図

【図８】従来の冷蔵庫の制御装置の制御ブロック図

【図９】従来の冷蔵庫の制御装置の制御タイミングチャ
ート

【符号の説明】

８ 除霜ヒータ ９ 除霜温度センサ １０ 庫内温度検出手段 １１ 圧縮機 １２ 温度制御手段 １３ ＡＮＤゲート １４ 除霜制御手段 １６ 霜量演算手段 １７ 庫内湿度検出手段 １８ ダンパ開閉制御手段 １９ 圧縮機状況検出手段 ２０ 入力電力検出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 庫内温度を検出する庫内温度検出手段
   と、前記庫内温度検出手段の出力結果をもとに圧縮機の
   運転を行う温度制御手段と、庫内の絶対湿度を検出する
   庫内湿度検出手段と、前記庫内湿度検出手段の検出結果
   より霜量を演算する霜量演算手段と、冷凍室と冷蔵室の
   風路に設けられたダンパの状態を制御するダンパ開閉制
   御手段と、蒸発器に付着する霜量が適正な値になると除
   霜を行う除霜制御手段とから成り、庫内湿度検出手段の
   検出結果とダンパ開閉制御手段の出力結果より、霜量を
   霜量演算手段により演算し、除霜制御手段を駆動させる
   ことを特徴とする冷蔵庫の制御装置。
2. 【請求項２】 庫内温度を検出する庫内温度検出手段
   と、前記庫内温度検出手段の出力結果をもとに圧縮機の
   運転を行う温度制御手段と、冷蔵庫庫内の絶対湿度を検
   出する庫内湿度検出手段と、圧縮機の運転、停止の信号
   を出力する圧縮機状況検出手段と、圧縮機への入力電力
   を検出する入力電力検出手段と、前記庫内湿度検出手段
   の検出結果より霜量を演算する霜量演算手段と、蒸発器
   に付着する霜量が適正な値になると除霜を行う除霜制御
   手段とから成り、圧縮機の入力電力の違いを入力電力検
   出手段により読み取り、その入力電力の変化と庫内湿度
   検出手段の検出結果より霜量を霜量演算手段により演算
   し、除霜制御手段を駆動させることを特徴とする冷蔵庫
   の制御装置。