JP2005195295A

JP2005195295A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2005195295A
Application number: JP2004003878A
Authority: JP
Inventors: Akira Hyodo; 明兵藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】冷蔵庫の低外気温の除霜において、除霜時間を短くし、低外気温時においても食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑えることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】外気温が所定温度以下の除霜時にコンデンサファン５２を運転することにより、低外気温時の除霜時における冷却器１１内の冷媒が冷却器１１から凝縮器５１へ移動し、冷却器１１内の冷媒量が減少し冷却器１１は昇温し易くなることにより、除霜時間を短くすることができ、食品の保存性の向上と消費電力の低減を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷蔵庫の低外気温時における冷却器の除霜に関するものである。

従来、間接冷却方式を用いた冷蔵庫の自動除霜制御は、タイマ制御による定時間、または、圧縮機の運転時間の積算値が所定の値になった場合に除霜を開始し、冷却器近傍に設けられた冷却器温度検知手段の検知温度が所定の除霜終了温度になった時に除霜を終了する。この除霜終了温度は、外気温度によらず―定であるか、もしくは低外気温度時は、高外気温度時よりも高い値に設定されている。（例えば、特許文献１参照）
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。図９は、従来の冷蔵庫の上部側断面図である。冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱２と冷凍室内箱３、冷蔵室内箱４との間に充填された断熱材７で外郭を構成し、内側に食品を収納する冷凍室５と冷蔵室６を構成している。冷凍室５の底壁９と冷蔵室６の天壁２０により仕切り壁８が構成され、内部に冷却室１０が形成される。この冷却室１０内に冷却器１１が配設される。冷却器１１は複数のフィン２１に冷媒配管１２と除霜ヒータ１３を蛇行状に貫通して構成されている。
冷却器１１により冷却された空気は冷却室１０後方に設置された送風ファン１８により吸引され、ダクト１９により冷凍室５と冷蔵室６に分配され、それぞれ設定温度に冷却される。

図１０は、従来の冷蔵庫の除霜制御装置の機能ブロック図である。圧縮機３０の運転時間をタイマ３１が積算する。タイマ３１は例えば８時間の積算にて除霜開始出力を発生し、制御手段３３に入力する。外気温度検知手段３４は冷蔵庫１の周囲温度（Ｔa）を検知し、冷却器１１近傍に設置された冷却器温度検知手段２３は冷却器の温度を検知し、それぞれ制御手段３３に温度データが入力される。制御手段３３はタイマ３１より除霜開始出力が入力されると、除霜ヒータ１３に通電させる。その後冷却器１１の温度（Ｔe）が上昇して所定の除霜終了温度に達すると除霜ヒータ１３の通電を停止するが、周囲温度（Ｔa）が所定の低温度であるときには、この除霜終了温度を上昇する。

図１１は、従来の冷蔵庫の除霜制御のフローチャートである。電源投入からスタートし、ステップ４０で圧縮機３０が運転しているか否か判断し運転していればステップ４１でタイマ３１がカウントしステップ４２に進む。ステップ４０で圧縮機３０が停止している時、また、ステップ４２でタイマ３１のカウントが例えば８時間経過していない時はともにステップ４０に戻る。圧縮機３０の運転積算時間が８時間になるとステップ４２からステップ４３に進み、ここで周囲温度（Ｔa）が例えば１０℃以上であるか否か判断し、１０℃以上であればステップ４４で冷却器１１の除霜を開始し、ステップ４５で冷却器１１の温度（Ｔe）が例えば１８℃であるか否か判断し、１８℃でなければステップ４４に戻る。この様にして温度（Ｔe）が１８℃になるまで除霜を続け、１８℃に達した時点でステップ４６に進んで除霜は終了し、タイマ３１はリセットされる。即ちこのとき冷却器温度検知手段２３の検知する温度は１８℃である。

次に、ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ４７に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ４８で温度（Ｔe）が２５℃か否かを判断し、達していなければステップ４７に戻る。この様にして温度（Ｔe）が２５℃になるまで除霜を続け、２５℃に達した時点でステップ４６に進む。即ち、この時冷却器温度検知手段２３の検知温度は２５℃となる。これにより、低外気温度時に冷却器１１の流出側に霜残りが生ずることは解消される。
特開昭６１−１０１７８７号公報

しかしながら上記従来の冷蔵庫は、低外気温度時の除霜終了温度を高外気温度時よりも高くするものであり、低外気温度時は除霜時の冷却器内の冷媒圧力が外気温度と同じ飽和圧力で安定し、外気温度以上に冷却器の温度が上がりにくいため除霜時間が異常に長くなる。即ち、庫内を冷却しない時間が長くなるため、庫内の食品の昇温が大きく保鮮性が悪くなるという課題がある。

また、除霜時間が長くなると、除霜ヒータの通電による電力量が増加するとともに、庫内の昇温が大きくなるため除霜後の冷却運転も長時間となることから消費電力量が増大するという課題がある。

また、除霜時間が長くなると、冷却器周囲に残った水分の蒸発量が多くなり、水蒸気が冷却室から庫内へ流出しやすくなり、流出した水蒸気が庫内の部品や食品等に結露、着霜するという課題がある。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、低外気温時においても食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑え、確実に除霜を行う信頼性の高い、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、圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷却器を順次接続した冷凍サイクルを有し、前記冷却器の除霜を行う除霜ヒータと前記凝縮器に送風するコンデンサファンを備え、外気温が所定温度以下の除霜時に前記コンデンサファンを運転するものである。

これによって、低外気温時の除霜時における冷却器内の冷媒が冷却器から凝縮器へ移動し、冷却器内の冷媒量が減少し冷却器は昇温し易くなり、除霜時間を短くすることができる。

本発明の冷蔵庫は、低外気温の除霜時にコンデンサファンを運転することにより、除霜時間が短くなり、低外気温時においても食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑えることができる。

請求項１に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷却器を順次接続した冷凍サイクルを有し、前記冷却器の除霜を行う除霜ヒータと前記凝縮器に送風するコンデンサファンを備え、外気温が所定温度以下の除霜時に前記コンデンサファンを運転することにより、低外気温時の除霜時における冷却器内の冷媒が冷却器から凝縮器へ移動し、冷却器内の冷媒量が減少し冷却器は昇温し易くなる作用を有し、除霜時間を短くすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段を備え、除霜時の前記冷却器の温度が所定の温度になった時に前記コンデンサファンを運転することにより、除霜の前半は冷却器内の冷媒によるサーモサイフォン効果により冷却器の昇温が促進され、除霜の後半はコンデンサファンの運転による冷却器から凝縮器への冷媒移動により昇温を促進する作用を有し、除霜効率を向上することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段と、前記冷却器温度検知手段の検知温度の変化率を演算する温度変化率演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上で前記温度変化率演算手段の温度変化率が所定の値以下となった場合に前記コンデンサファンを運転することにより、冷却器の昇温勾配の低下を検知する作用を有し、外気温度によらず除霜効率を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、外気温が所定温度以下の時、冷却器の除霜前の冷却運転時に前記コンデンサファンを運転することにより、除霜開始前にコンデンサ内の冷媒量を増加させ、除霜時の冷却器内の冷媒量が減少する作用を有し、除霜効率を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷蔵室冷却器、冷凍室冷却器を順次接続した冷凍サイクルを有し、前記冷蔵室冷却器の除霜を行う冷蔵室除霜ヒータと、前記冷凍室冷却器の除霜を行う冷凍室除霜ヒータと前記冷蔵室冷却器に送風する冷蔵室ファンを備え、外気温が所定温度以下の除霜時に前記冷蔵室冷却器の除霜が前記冷凍室冷却器の除霜よりも早く終了した場合に前記冷蔵室ファンを運転することにより、冷凍室冷却器内の冷媒が冷蔵室冷却器内に移動するという作用を有し、冷凍室冷却器の除霜時間を短くすることができる。

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。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は除霜時の冷却器の温度挙動を示す図、図２は本発明の実施の形態１の冷蔵庫の冷凍サイクル図、図３は同実施の形態のタイムチャートである。

図１にて除霜時の冷却器の温度挙動を説明する。除霜開始時の冷却器の温度は、冷却運転を行っていたため−３０℃程度の極低温である。除霜が開始され除霜ヒータに通電されると、冷却器は過熱され急激に温度が上昇する。温度が０℃近くになると冷却器に付着した霜の蒸発潜熱の影響を受け温度上昇の傾きが緩やかになる。霜がすべて融解すると冷却器の温度は再び上昇し始める。このとき、外気温度が霜取終了温度（Ｔｄ）よりも高ければ、冷却器内の冷媒は冷媒圧力が外気温度と同じ飽和圧力で安定しやすいので、急激に温度は上昇する。しかし、外気温度が霜取終了温度（Ｔｄ）よりも低くければ、冷却器の温度は外気温度に近い温度で安定してしまい温度は上昇しにくく、霜取時間は必要以上に長くなる。

図２にて、冷媒の挙動を説明する。通常の冷却運転時は、圧縮機３０により、高温高圧に圧縮されたガス冷媒は凝縮器５１に送られ温度が低下し液化する。高外気温時は、凝縮温度を下げてシステム効率を向上させるためコンデンサファン５２を運転し凝縮器５１に送風する。低外気温時は、コンデンサファン５２を運転すると過凝縮になり、凝縮器が液封状態となるためコンデンサファン５２を運転しないのが一般的である。凝縮器５１で液化した冷媒は、減圧装置５３で減圧され低温低圧の液冷媒となり冷却器１１に送られる。冷却器１１内の液冷媒は、送風ファン１８で送風される風と熱交換してガス化し圧縮機３０に吸引される。低外気温時の除霜時は、圧縮機３０及び送風ファン１８の運転を停止し、霜取ヒータ１３に通電する。この時冷却器１１内が最も低温低圧となるため、圧力差により冷却器１１内に冷媒が集まる。霜取ヒータ１３の発熱により冷却器１１内の冷媒は過熱されサーモサイフォン効果により温度が均一に上昇する。冷却器１１が凝縮器５１や圧縮機３０の温度に近い温度になるとその温度で安定する。更に長時間過熱を続けると再び温度上昇をはじめ、霜取り終了温度（Ｔｄ）になると霜取ヒータ１３の通電を停止し、通常の冷却運転に復帰する。

図３において、霜取り制御時は、圧縮機３０の運転を停止し、霜取ヒータ１３に通電するとともにコンデンサファン５２の運転を始める。霜取り終了温度になると、霜取ヒータ１３とコンデンサファン５２の通電を停止する。

上記構成により、外気温が所定温度、たとえば霜取終了温度（Ｔｄ）より低い場合、コンデンサファン５２の運転により凝縮器５１の温度が低下し圧力も低下する。冷却器１１は、霜取ヒータ１３による過熱で温度、圧力が上昇し、凝縮器５１の圧力よりも高くなると、冷却器１１内の冷媒は凝縮器５１に移動し、冷却器１１内の冷媒量が減少し、冷却器１１の温度は上昇し易くなり、除霜時間を短縮することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２のタイムチャートである。

霜取り制御時は、圧縮機３０の運転を停止し、霜取ヒータ１３に通電する。冷却器温度検知手段の検知温度が所定の温度（Ｔ１）になるとコンデンサファン５２の運転を始める。霜取り終了温度になると、霜取ヒータ１３とコンデンサファン５２の通電を停止する。

上記構成により、外気温が所定温度、たとえば霜取終了温度（Ｔｄ）より低い場合で、除霜時の冷却器１１の温度が所定の温度になった時にコンデンサファン５２を運転することにより、除霜の前半は冷却器１１内の冷媒によるサーモサイフォン効果により冷却器１１の昇温が促進され、除霜の後半はコンデンサファン５２の運転による冷却器１１から凝縮器５１への冷媒移動により昇温が促進され、除霜効率を向上することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３のタイムチャートである。

霜取り制御時は、圧縮機３０の運転を停止し、霜取ヒータ１３に通電する。冷却器温度検知手段の検知温度の変化率を演算する温度変化率演算手段により演算された霜取センサ温度勾配が所定の勾配（Ｘ）になると、コンデンサファン５２の運転を始める。霜取り終了温度になると、霜取ヒータ１３とコンデンサファン５２の通電を停止する。

上記構成により、外気温が所定温度、たとえば霜取終了温度（Ｔｄ）より低い場合で、温度変化率演算手段で演算された霜取センサ温度勾配が所定の勾配（Ｘ）になると、コンデンサファン５２を運転することにより、冷却器の昇温勾配の低下を検知するので、外気温度によらず除霜効率を向上することができる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４のタイムチャートである。

霜取り時の庫内昇温を抑えるために通常の冷却制御よりも低い温度まで庫内を冷却するプリクール制御時に、コンデンサファン５２の運転を行う。

上記構成により、外気温が所定温度、たとえば霜取終了温度（Ｔｄ）より低い場合で、プリクール運転時にコンデンサファン５２を運転することにより、除霜開始前にコンデンサ内の冷媒量を増加させ、除霜時の冷却器内の冷媒量が減少するので、除霜効率を向上することができる。

（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５の冷蔵庫の冷凍サイクル図、図８は同実施の形態のタイムチャートである。

２つの冷却器を備えた冷却システムの冷媒の挙動を説明する。通常の冷却運転時は、凝縮器５１で液化した冷媒は、減圧装置５３で減圧され低温低圧の液冷媒となり冷蔵室冷却器５４、冷凍室冷却器１１送られる。冷蔵室冷却器５４、冷凍室冷却器１１内の液冷媒は、送風ファン１８、５６で送風される風と熱交換してガス化し圧縮機３０に吸引される。低外気温時の除霜時は、圧縮機３０及び送風ファン１８、５６の運転を停止し、除霜ヒータ１３、５４に通電する。この時冷凍室冷却器１１内が最も低温低圧となるため、圧力差により冷却器１１内に冷媒が集まる。霜取ヒータ１３、５５の発熱により冷却器１１、５４内の冷媒は過熱されサーモサイフォン効果により温度が均一に上昇する。冷却器１１が凝縮器５１や圧縮機３０の温度に近い温度になるとその温度で安定する。更に長時間過熱を続けると再び温度上昇をはじめ、霜取り終了温度（Ｔｄ）になると除霜ヒータ１３、５５の通電を停止し、通常の冷却運転に復帰する。

冷蔵用冷却器５４の霜取りが冷凍室冷却器１１の霜取りよりも早く終了した場合、冷蔵室ファン５６を運転させる。

上記構成により、２つの冷却器を備えた冷却システムにおいて、外気温が所定温度以下で冷蔵室冷却器５４の除霜が冷凍室冷却器１１の除霜よりも早く終了した場合に冷蔵室ファン５６を運転することにより、冷凍室冷却器１１内の冷媒が冷蔵室冷却器５４内に移動するので、冷凍室冷却器１１の除霜時間を短くすることができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、低外気温時における除霜効率を向上できるので、冷蔵庫以外の冷凍サイクル及び密閉式圧縮機以外を用いた冷凍サイクル等の用途にも適用できる。

除霜時の冷却器の温度挙動を示す図本発明の実施の形態１の冷凍サイクル図同実施の形態のタイムチャート本発明の実施の形態２のタイムチャート本発明の実施の形態３のタイムチャート本発明の実施の形態４のタイムチャート本発明の実施の形態５の冷凍サイクル図同実施の形態のタイムチャート従来の冷蔵庫の上部側断面図従来の冷蔵庫の除霜制御装置の機能ブロック図従来の冷蔵庫の除霜制御のフローチャート

符号の説明

５１凝縮器
５２コンデンサファン
５３減圧装置
５４冷蔵室冷却器
５５冷蔵室霜取ヒータ
５６冷蔵室ファン

Claims

圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷却器を順次接続した冷凍サイクルを有し、前記冷却器の除霜を行う除霜ヒータと前記凝縮器に送風するコンデンサファンを備え、外気温が所定温度以下の除霜時に前記コンデンサファンを運転することを特徴とする冷蔵庫。
前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段を備え、除霜時の前記冷却器の温度が所定の温度になった時に前記コンデンサファンを運転することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段と、前記冷却器温度検知手段の検知温度の変化率を演算する温度変化率演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上で前記温度変化率演算手段の温度変化率が所定の値以下となった場合に前記コンデンサファンを運転することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
外気温が所定温度以下の時、冷却器の除霜前の冷却運転時に前記コンデンサファンを運転することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
圧縮機、凝縮器、減圧装置、冷蔵室冷却器、冷凍室冷却器を順次接続した冷凍サイクルを有し、前記冷蔵室冷却器の除霜を行う冷蔵室除霜ヒータと、前記冷凍室冷却器の除霜を行う冷凍室除霜ヒータと前記冷蔵室冷却器に送風する冷蔵室ファンを備え、外気温が所定温度以下の除霜時に前記冷蔵室冷却器の除霜が前記冷凍室冷却器の除霜よりも早く終了した場合に前記冷蔵室ファンを運転することを特徴とする冷蔵庫。