JPH074818A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 夜間の電力を蓄熱し、昼間にシフトすること
で電力需要の平準化を図れる冷蔵庫を提供することを目
的とする。 【構成】 冷却器８と内部に蓄熱材３２を有する蓄熱器
３１とを並列接続した冷凍サイクルと、任意の時間帯に
前記蓄熱器３１に熱を蓄熱する蓄熱運転と蓄熱した熱に
より冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運転の時間制御を行う
時間制御手段４６と、室温を検知する室温検知手段４０
と、庫内温度設定を任意の温度に上げる庫内温度設定制
御手段７０とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱材を用いて庫内を
保冷する蓄熱式の冷蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、深夜電力の有効利用ないし電力需
要のピ−クカットによる平準化等の観点より蓄熱材を利
用して庫内の冷却を行う蓄熱式の冷蔵庫が特開昭６３−
５８０６８号公報に示されるごとく考えられている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
蓄熱式の冷蔵庫の一例について説明する。

【０００４】図６は、従来の蓄熱式の冷蔵庫の構造を示
す縦断面図であり、図７は冷凍システム図である。図６
と図７において、１は保冷庫本体で断熱材を内蔵したキ
ャビネット２と、ドア３と、ドア３とキャビネット２を
シ−ルするガスケット１４とで構成されている。その内
部は、水平に配された中間仕切壁１６により上部の冷凍
室１７と下部の冷蔵室１８との２室に仕切られている。

【０００５】４はコンプレッサでありコンデンサ５を介
して３方電磁弁６に接続される。さらに、この３方電磁
弁６の第１の流出口６ａはキャピラリ７、冷却器８及び
アキュムレ−タ１３を順次介して前記コンプレッサ４に
接続される。また、３方電磁弁６の第２の流出口６ｂ
は、蓄熱器用キャピラリ９及び内部に蓄熱材１５が充填
された蓄熱器１０を順次介して前記アキュムレ−タ１３
接続される。さらに、冷却器８と蓄熱器１０との間には
閉ル−プ形サ−モサイホン１２が、伝熱経路として設け
られ、この閉ル−プ形サ−モサイホン１２の途中に蓄熱
器用電磁弁１１が配される。なお、閉ル−プ形サ−モサ
イホン１２には、たとえば重力式のものが用いられ、そ
の閉ル−プ状のパイプの中には、冷媒が封入されてい
る。

【０００６】１９は庫内を冷却するための冷却ファンで
あり、冷却器８の前方に設けられた冷凍室上部吹出口２
０及び冷凍室下部吹出口２１から冷気を送出することが
できるようにしている。前記中間仕切壁１６の冷凍室側
前方には冷凍室吸込口２２が設けられ、ここから冷却器
８に至る冷凍室中間ダクト２３が水平に形成されてい
る。

【０００７】また、冷却器８の奥には、冷蔵庫背面部に
沿って冷却ファン１９から冷蔵室吹出口２４に至る冷蔵
室ダクト２５が垂直に設けている。この冷蔵室吹出口２
４は、ダンパ−２６により開閉可能としている。前記中
間仕切壁１６の冷蔵室側前方には、冷蔵室吸込口２７が
設けられ、ここから前記冷却器８に至る冷蔵室中間ダク
ト２８が水平に形成されている。この冷蔵室中間ダクト
２８の出口には、ガラス管ヒ−タ２９が配され、その上
方に配されている冷却器８の除霜を可能としている。

【０００８】以上の様に構成された冷蔵庫について図６
と図７を用いてその動作を説明する。

【０００９】通常冷却運転は、３方電磁弁６のコイルに
通電せず、第１の流出口６ａが連通され、コンプレッサ
４からコンデンサ５、３方電磁弁６及びキャピラリ７を
順次介して冷却器８に至り、この冷却器８からアキュム
レ−タ１３を介して前記コンプレッサ４に至る冷媒流路
が構成され、冷却器８により庫内を冷却する。

【００１０】これに対して、蓄熱運転は、３方電磁弁６
のコイルに通電することで、第２の流出口６ｂが連通さ
れ、コンプレッサ４からコンデンサ５、３方電磁弁６及
びキャピラリ９を順次介して蓄熱器１０に至り、この蓄
熱器１０からアキュムレ−タ１３を介して前記コンプレ
ッサ４に至る冷媒流路が構成され蓄熱器１０内の蓄熱材
１５の冷却を行う。

【００１１】また、蓄熱冷却運転は、蓄熱器用電磁弁１
１を開けることで閉ル−プ形サ−モサイホン１２によ
り、蓄熱器１０から冷却器８に放冷が行われ、この熱を
利用して庫内を冷却する。

【００１２】そして、各運転を図示していないタイマ作
用にて制御する。電力需要の少ない夜間（２３時から翌
日の７時まで）にタイマ作用にて、蓄熱運転と通常冷却
運転を交互に行うことにより庫内温度は設定温度に保ち
ながら蓄熱材１５を充分冷却しておき、昼間の電力需要
がピ−クの時間帯（１３時から１６時まで）の３時間に
おいては、大きな電力を必要とする通常冷却運転に代え
て定時間蓄熱冷却運転を行い庫内温度を保つ。

【００１３】また冷却器８の除霜は、コンプレッサ４の
運転時間を積算し積算時間が任意時間になると、ガラス
管ヒ−タ２９に通電し除霜を行う。除霜回数は、１日に
２回程度になるよう任意時間を設定している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、夜間時間帯（２３時から翌日の７時まで）
において、室温が高い夏季等には負荷熱量が多くなるた
め通常冷却運転時間が増加し充分な蓄熱運転時間が確保
できず必要熱量を蓄熱できないという課題を有してい
た。

【００１５】本発明は上記課題を解決するもので、室温
が任意の設定温度以上の時は夜間時間帯において冷蔵庫
の庫内温度設定を任意の温度に上げることで通常冷却運
転時間を低減させ室温の高い夏季等においても蓄熱運転
時間を充分確保でき、年間を通じて電力の有効利用がで
きる冷蔵庫を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷蔵庫は冷却器と内部に蓄熱材を有する蓄熱
器とを並列接続した冷凍サイクルと、任意の時間帯に前
記蓄熱器に熱を蓄熱する蓄熱運転と蓄熱した熱により冷
蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運転の時間制御を行う時間制
御手段と、室内の温度を検知する室温検知手段と、庫内
温度設定を任意の温度に上げる庫内温度設定制御手段と
を備え、夜間の所定の時間帯に前記室温検知手段より検
知した室温が任意の設定温度以上の時は、前記庫内温度
設定制御手段により庫内温度設定を上げて夜間の蓄熱運
転時間を確保するものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成によって、室温が任意の
設定温度以上の時は夜間時間帯において冷蔵庫の庫内温
度設定を任意の温度に上げることで通常冷却運転時間を
低減させ室温の高い夏季等においても蓄熱運転時間を充
分確保でき、年間を通じて電力の有効利用ができる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の一実施例の冷蔵庫について図面
を参照しながら説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例における冷蔵庫の
機能ブロック図、図２は本発明の一実施例における冷凍
システム図、図３は本発明の一実施例における要部の電
気回路図、図４は本発明の一実施例におけるフロ−チャ
−ト、図５は本発明の一実施例における室温に応じた一
日の運転状態図である。

【００２０】図１及び図３において、３０は保冷庫本体
で断熱材を内蔵したキャビネット２と、ドア３と、ドア
３とキャビネット２をシ−ルするガスケット１４とで構
成されている。その内部は、水平に配された断熱区画壁
３３により上部の冷凍室１７と下部の冷蔵室１８との２
室に仕切られている。

【００２１】６２は冷凍室１７内に設けた冷却室で、冷
却室６２内には冷却器８と冷却ファン１９と冷却器の除
霜を行うヒ−タ５８を内装している。

【００２２】断熱区画壁３３内には、区画壁３８をかえ
して冷蔵室吸込口３５と冷却室６２を連通する送風通路
Ａ３７と、冷蔵室吸込口３５と冷却室６２を連通する送
風通路Ｂ３９を形成している。３１は送風通路Ｂ３９内
に内装した内部に蓄熱材３２を充填している蓄熱器であ
り、５６は蓄熱器３１に取付られた蓄熱材温度センサ５
７により蓄熱材３２温度を検知する蓄熱温度検知手段で
あり、３６は冷凍室吸込口である。

【００２３】３４は風路切替ダンパで、区画壁３８に設
けている。風路切替ダンパ３４は、風路切り替え手段６
１により送風通路Ｂ３９を閉路する３４ａと、送風通路
Ａ３７を閉路する３４ｂの２段階に切り替えるものであ
る。

【００２４】２６はダンパ−で、冷却ファン１９により
冷蔵室ダクト２５に送風された冷気の冷蔵室１８への吐
出送風量を調整し、冷蔵室１８を設定温度に制御するも
のである。

【００２５】６３は除霜開始判定手段であり、室温検知
手段４０の信号に応じて冷却器８の除霜開始時間を判定
する。

【００２６】７０は庫内温度設定制御手段であり、室温
検知手段４０の信号に応じて夜間時間帯（２３時から翌
日の７時まで）における庫内温度設定の変更を判定す
る。

【００２７】電気回路図のうち本発明の要旨に関係した
部分のみ示されており、４６は時間制御手段としてのＣ
ＰＵで、周知の如く図示しない記憶回路に記憶されたプ
ログラムにより動作するもので、現在の時刻を出力する
時計回路４５と室温検知手段４０及び庫内温度検出回路
４４からの出力信号によってリレ−４７、４９、５１、
５３、５９の通電制御を行う。即ち、各リレ−４７、４
９、５１、５３、５９に接続された各トランジスタ４
８、５０、５２、５４、６０のベ−スにハイレベルの信
号を与えることにより各リレ−４７、４９、５１、５
３、５９に通電される。

【００２８】リレ−４７が通電されるとコンプレッサ４
が運転する。リレ−５１が通電されると３方電磁弁６が
作動して第２の流出口６ｂが連通し、リレ−５１が通電
されていない時は第１の流出口６ａが連通する。リレ−
４９が通電されると冷却ファン１９が運転する。リレ−
５３が通電されると風路切り替え手段３４により送風通
路Ａ３７を閉路（３４ｂ）し、リレ−５３が通電されて
いない時は、送風通路Ｂ３９を閉路（３４ａ）する。リ
レ−５９が通電されるとヒ−タ５８により冷却器８を除
霜する。

【００２９】また、庫内温度検出回路４４は温度センサ
４３により検出した値が設定温度以上の時に時間制御手
段４６に信号を出力する。また、室温検知手段４０は、
冷蔵庫の周囲室温を室温度センサ４１からの信号をＡ／
Ｄ変換器４２により出力電圧をデジタル化して時間制御
手段４６に信号を出力する。また、蓄熱温度検知手段５
６は蓄熱材温度センサ５７により検出した値が設定温度
以上の時に時間制御手段４６に信号を出力する。

【００３０】図２において、４はコンプレッサでありコ
ンデンサ５を介して３方電磁弁６に接続される。さら
に、この３方電磁弁６の第１の流出口６ａはキャピラリ
７、冷却器８及びアキュムレ−タ１３を順次介して前記
コンプレッサ４に接続される。また、３方電磁弁６の第
２の流出口６ｂは、蓄熱器用キャピラリ９及び内部に蓄
熱材１５が充填された蓄熱器３１を順次介して前記アキ
ュムレ−タ１３接続される。

【００３１】以上の様に構成された冷蔵庫について図１
と図２と図３と図４及び図５を用いてその動作を説明す
る。

【００３２】通常冷却運転は、冷却器８を用いて庫内を
冷却し設定温度に保冷するものである。即ち、ＣＰＵ４
６によりリレ−５１及び５３をＯＦＦとすることで冷媒
流路は、冷却器８を連通する側（ステップＳ１）、冷気
風路は風路切り替え手段３４が３４ａ側（ステップＳ
２）となり送風通路Ａが連通の状態を保持し、庫内温度
が設定値以上の時は庫内温度検出回路４４からの信号に
よりＣＰＵ４６は、リレ−４７及び４９をＯＮとしコン
プレッサ４及び冷却ファン１９を運転する（ステップＳ
３）ことで冷却器８により庫内を設定温度以下に冷却す
る。そして、庫内温度が設定値以下になると庫内温度検
出回路４４の信号がＯＦＦとなりＣＰＵ４６は、リレ−
４７及び４９をＯＦＦとし、冷媒と冷気の循環を停止す
る（ステップＳ４）。以上の動作を繰り返すことにより
庫内を設定温度に保冷する。

【００３３】蓄熱運転は、夜間の電力需要が低い所定の
時間帯（２３時から翌日の７時まで）において（ステッ
プＳ５）、蓄熱器３１内に充填されている蓄熱材３２に
夜間の所定の時間帯の電力を熱に代えて蓄熱するもので
ある。即ち、庫内温度が設定値以上の時は庫内温度検出
回路４４からの信号によりＣＰＵ４６は、リレ−４７及
び４９をＯＮとしコンプレッサ４及び冷却ファン１９を
運転する通常運転を行い（ステップＳ６）、庫内温度が
設定値以下になると庫内温度検出回路４４の信号にから
ＣＰＵ４６によりリレ−５１及び４７をＯＮとすること
で冷媒流路を、蓄熱器３１が連通する側に保持し、コン
プレッサ４を運転することで冷媒を蓄熱器３１内で蒸発
させ、蓄熱材３２を凍結させる（ステップＳ７）。

【００３４】また、蓄熱材３２の重量としては、春季、
秋季等の低室温（１５℃）時における冷蔵温度帯の室を
基準とした重量としておく。即ち、低室温時において昼
間の電力需要が多い所定の時間帯（７時から２３時ま
で）の冷蔵室の合計した負荷熱量と同等の熱量を全て蓄
熱できる重量とすることである。

【００３５】蓄熱冷却運転は、昼間の電力需要がピ−ク
の時間帯に蓄熱器３１が蓄熱した熱を利用して冷凍室以
外の室の戻り空気を冷却するものである。即ち、冷凍室
内温度が設定値以上の時は庫内温度検出回路４４からの
信号によりＣＰＵ４６は、リレ−４７、４９をＯＮとし
コンプレッサ４、冷却ファン１９を運転することで冷凍
室を設定温度以下に冷却する。

【００３６】また、冷蔵室１８の温度調節はダンパ−２
６により冷蔵室１８への吐出送風量を調整することで設
定温度に制御し、戻り空気はＣＰＵ４６によりリレ−５
３をＯＮとすることで、冷気風路は風路切り替え手段３
４が３４ｂ側となり送風通路Ｂ３９が連通の状態を保持
し冷却する（ステップＳ８）。これにより冷却器８で冷
却する熱量は、冷凍室の負荷熱量だけとなる。

【００３７】そして、庫内温度が設定値以下になると庫
内温度検出回路４４の信号がＯＦＦとなりＣＰＵ４６
は、リレ−４７、４９をＯＦＦとし、コンプレッサ及び
冷気の循環を停止する。以上の動作を繰り返すことによ
り各庫内を設定温度に保冷する。

【００３８】次に、冷却器８の除霜開始時刻の制御方法
について図４及び図５を用いて説明する。

【００３９】蓄熱運転の時間は室温により変化する。そ
れは、キャビネット２から侵入する熱量やシステムの冷
凍能力が室温によって変化するためであり蓄熱運転時間
が長い室温の高い夏季等は、室温が任意の設定温度以上
であることを室温検知手段４０から信号を受けた除霜開
始判定手段６３が蓄熱運転時間を充分確保するべく昼間
において電力需要がピ−クの時間帯を除く時間に冷却器
８の除霜を開始させる。

【００４０】また、蓄熱運転時間が短い室温が低い季節
は、除霜開始判定手段６３が電力需要の少ない夜間の所
定の時間帯に冷却器８の除霜を開始させる。

【００４１】例えば図５に示す如く、室温が設定温度以
上の時は７時と２１時に、室温が設定温度以下の時は２
３時に除霜を開始させる。

【００４２】次に、庫内温度設定制御手段７０による庫
内温度設定の制御方法について説明する。

【００４３】冷蔵庫の冷却負荷量が多い夏期等は、室温
が任意の設定温度以上であることを室温検知手段４０か
ら信号を受けた庫内温度設定制御手段が、夜間の任意の
時間帯（２３時から翌日の７時まで）に使用上支障のな
い程度に庫内温度設定を上げる（ステップＳ１２）こと
により冷蔵庫の冷却負荷量を抑え通常冷却運転時間を低
減させることで充分な蓄熱運転時間を確保する。

【００４４】次に、各運転の制御方法を図４及び図５を
用いて説明する。時間制御手段４６により夜間電力需要
が低い所定の時間帯（２３時から翌日の７時まで）２３
時から通常冷却運転と蓄熱運転の交互運転をする。即
ち、庫内温度が設定値以上の時は通常冷却運転で庫内を
冷却し、庫内温度が設定値以下の時は蓄熱運転により電
力を熱に代えて蓄熱する（ステップＳ５）制御を行い、
蓄熱温度検知手段５６により蓄熱材３２の凍結終了を検
知し蓄熱運転を終了する（ステップＳ１０）。

【００４５】また、昼間の負荷量に対しては、室温検知
手段４０により検知した前日の昼間の平均室温より時間
制御手段４６が推測する。

【００４６】この推測値より、時間制御手段４６が少な
くとも昼間の電力需要がピ−クの時間帯（１３時から１
６時）を含むように蓄熱冷却運転を開始する（ステップ
Ｓ１１）。そして、蓄熱温度検知手段５６が蓄熱材３２
が設定温度以上になり蓄熱器３１の冷却能力がなくなっ
たことの信号を時間制御手段４６に送出することで蓄熱
冷却運転が終了する。

【００４７】例えば図５に示す如く、蓄熱冷却運転の時
間は室温３０℃の場合は７時間であり、室温１５℃の場
合は１６時間となる。

【００４８】以上のように本実施例によれば、冷却器と
内部に蓄熱材を有する蓄熱器とを並列接続した冷凍サイ
クルと、任意の時間帯に前記蓄熱器に熱を蓄熱する蓄熱
運転と蓄熱した熱により冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運
転の時間制御を行う時間制御手段と、室内の温度を検知
する室温検知手段と、庫内温度設定を任意の温度に上げ
る庫内温度設定制御手段とを備え、夜間の所定の時間帯
に前記室温検知手段より検知した室温が任意の設定温度
以上の時は、前記庫内温度設定制御手段により庫内温度
設定を任意の温度に上げることから、室温の高い夏季等
においても夜間時間帯の冷蔵庫の通常冷却運転時間を低
減させるので蓄熱運転時間を充分確保でき、年間を通じ
て電力の有効利用ができる。

【００４９】さらに、融解潜熱量が大きい蓄熱材が使用
でき冷蔵庫の有効内容積の減少が極力抑えられ、また消
費電力量の増大がない。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明は、冷却器と内部に
蓄熱材を有する蓄熱器とを並列接続した冷凍サイクル
と、任意の時間帯に前記蓄熱器に熱を蓄熱する蓄熱運転
と蓄熱した熱により冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運転の
時間制御を行う時間制御手段と、室内の温度を検知する
室温検知手段と、庫内温度設定を任意の温度に上げる庫
内温度設定制御手段とを備え、夜間の所定の時間帯で前
記室温検知手段より検知した室温が任意の設定温度以上
の時は、前記庫内温度設定制御手段により庫内温度設定
を任意の温度に上げることから、室温の高い夏季等にお
いても夜間の冷蔵庫の通常冷却運転時間を低減させるの
で蓄熱運転時間を充分確保でき、年間を通じて電力の有
効利用ができる冷蔵庫となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における冷蔵庫の機能ブロッ
ク図

【図２】図１の冷蔵庫の冷凍システム図

【図３】図１の冷蔵庫の要部の電気回路図

【図４】図１の冷蔵庫のフロ−チャ−ト図

【図５】図１の室温に応じた一日の運転状態図

【図６】従来の冷蔵庫の構造を示す縦断面図

【図７】図６の冷蔵庫の冷凍システム図

【符号の説明】

８ 冷却器 ３１ 蓄熱器 ３２ 蓄熱材 ４０ 室温検知手段 ４６ 時間制御手段 ７０ 庫内温度設定制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却器と内部に蓄熱材を有する蓄熱器と
   を並列接続した冷凍サイクルと、任意の時間帯に前記蓄
   熱器に熱を蓄熱する蓄熱運転と蓄熱した熱により冷蔵庫
   内を冷却する蓄熱冷却運転の時間制御を行う時間制御手
   段と、室内の温度を検知する室温検知手段と、庫内温度
   設定を任意の温度に上げる庫内温度設定制御手段とを備
   え、夜間の所定の時間帯に前記室温検知手段より検知し
   た室温が任意の設定温度以上の時は、前記庫内温度設定
   制御手段により庫内温度設定を任意の温度に上げて蓄熱
   運転時間を確保することを特徴とする冷蔵庫。