JP2008070056A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Isahiro Yoshioka
功博 吉岡
Tsutomu Sakuma
勉 佐久間
Katsuhisa Tensho
勝久 天生
Yoshifumi Noguchi
好文 野口
Kazuhisa Taniguchi
一寿 谷口
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Abstract

【課題】R蒸発器に付いた霜を確実に取り除くことができ、かつ、電力消費の削減が図れる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】本発明は、冷蔵モードと冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫1において、R蒸発器10によって冷却された空気を冷蔵室8へ送風するRファン11と、R蒸発器に付着した霜を取り除くRヒータ22と、F蒸発器14に付着した霜を取り除くFヒータ28と、R蒸発器に対する負荷の大小を検出する負荷検出手段41とを備え、冷凍モードを中止し、Fヒータに通電してF蒸発器を除霜している期間に、Rファンを継続的に運転させると共にRヒータに通電してR蒸発器をRヒータ除霜し、かつ、Rヒータ除霜のためのRヒータの通電開始タイミングをR蒸発器に対する負荷の大小に応じて調整するものである。
【選択図】図3

Description

本発明は、冷蔵室の冷却に冷却ファンを用いる冷蔵庫に関する。
従来、特開2002−303474号公報(特許文献1)に記載されているように、冷蔵室冷却用の蒸発器(以下、「第1の蒸発器」という。)と冷凍室冷却用の蒸発器(以下、「第2の蒸発器」という。)とを備え、切替弁を用いて冷蔵庫内の冷蔵室と冷凍室に冷媒を循環させる冷凍サイクルを持ち、冷蔵室と冷凍室とを交互に冷却する冷蔵庫が開発されている。このような冷蔵庫の場合、冷蔵室と冷凍室を交互に冷却することで、第1、第2の蒸発器それぞれの蒸発温度を比較的高く設定することが可能となるため、冷凍サイクルの効率を良くすることができると共に、省電力運転を行うことも可能となる。
このような従来の冷蔵庫においては、冷凍室を冷却しているときに、冷蔵用冷気循環ファンを回転させることで、第1の蒸発器に付着した霜を昇華させて除霜を行うと共に、その水分により冷蔵室内の湿度を高く維持するように構成している。この冷蔵用冷気循環ファンは、第1の蒸発器の除霜が完了したと見做せる所定温度、例えば3℃以上になるまで連続して回転し、冷凍室を冷却する際には必ず除霜を完了させるようになっており、この除霜が終了しなければ冷蔵室の冷却に移行しないようになっている。
しかしながら、例えば、冬場など冷蔵庫の据え付け場所が低温の場合には、冷蔵用冷気循環ファンの回転により第1の蒸発器の除霜を行っても、温度上昇が鈍いため、冷凍室の冷却から冷蔵室の冷却に移行するまでに長時間要してしまい、冷蔵室の温度が上昇してしまう恐れがあった。また、構造上、第1の蒸発器が比較的温度の低い第2の蒸発器や冷凍室と近接して配設されている形態においては、特に、第1の蒸発器の温度上昇が鈍くなるために冷蔵室への冷却がさらに遅延し、冷蔵室が温度上昇し易くなり、貯蔵している食品に悪影響を及ぼす恐れがあった。
特開2002−303474号公報 特開2000−88439号公報
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、冷蔵室冷却用の蒸発器に付いた霜を確実に取り除くことができ、かつ、電力消費の削減が図れる冷蔵庫を提供することを目的とする。
本発明の1つの特徴は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記第1の蒸発器に対する負荷の大小を検出する負荷検出手段とを備え、前記制御手段は、前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、前記冷凍モードを中止し、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜を行っている期間に、前記冷蔵用ファンを運転させると共に前記第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行い、かつ、前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを、前記負荷検出手段の検出する前記第1の蒸発器に対する負荷の大小に応じて調整することである。
本発明の別の特徴は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、かつ、所定の条件下で、かつ、所定の期間に前記第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜の完了時に前記冷蔵側ヒータ除霜を開始し、当該冷蔵側ヒータ除霜をあらかじめ設定した所定の条件の間だけ行う制御をすることである。
本発明のさらに別の特徴は、圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、かつ、所定の条件下で、かつ、所定の期間に第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜の開始前に実施される冷凍室を強冷するプリクール運転の開始と同時に、前記冷蔵側ヒータ除霜を開始し、当該冷蔵側ヒータ除霜をあらかじめ設定した所定の条件の間だけ行う制御をすることである。
本発明によれば、冷凍冷却側の蒸発器の除霜と共に冷蔵冷却側の蒸発器の除霜を確実に行うことができて、着霜による熱効率の低下を防止し、しかも、冷蔵冷却側の蒸発器の除霜のために不必要に長い時間冷蔵側の除霜ヒータに通電することを避け、必要な最低限度の電力消費にて冷蔵側ヒータ除霜を行うことができる。
また、本発明によれば、冷蔵冷却側の蒸発器と冷凍冷却側の蒸発器との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍冷却側の蒸発器に対するヒータ除霜からの熱影響により冷蔵側のヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、冷蔵冷却側の蒸発器、冷凍冷却側の蒸発器に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
(第1の実施の形態)図1は、本発明の1つの実施の形態に係る冷蔵庫1の概略断面図であり、向かって左側が冷蔵庫1の前面、向かって右側が背面になる。冷蔵庫1は鉄板製の外箱2とプラスチック製の内箱3と、これらの間に発泡充填された、例えばウレタンフォームから成る断熱材4とから構成されている。冷蔵庫1内には、上から順に冷蔵室5、切替室6、野菜室7、冷凍室8が設けられている。なお、切替室6の隣(図1においては切替室6の手前側)には製氷室(図示せず)が冷蔵庫1の前面から見て右横に並ぶように設けられている。また、冷蔵室5と切替室6との間、切替室6と野菜室7との間、野菜室7と冷凍室8との間は、それぞれ断熱仕切壁9a,9bによって仕切られている。
野菜室7の背後には、冷蔵室5と野菜室7を冷却するための冷蔵冷却用蒸発器である第1の蒸発器(R蒸発器)10が配置されている。切替室6の背後には、冷蔵室5と野菜室7内に冷気を循環させる冷蔵冷気循環用の第1の冷却ファン(Rファン)11が配置されている。第1の冷却ファン11が駆動されると、第1の蒸発器10により冷却された冷気が、矢印で示すように、冷蔵室5の背後に設けられている第1の送風ダクト12を介して冷蔵室5内にくまなく供給され、さらに第2の送風ダクト13を介して野菜室7に供給される。これにより、冷蔵室5及び野菜室7が冷却される。
第1の蒸発器10の背後には、断熱仕切壁9cに仕切られてさらに冷凍冷却用の第2の蒸発器(F蒸発器)14が設けられている。第2の蒸発器14により冷却された冷気は、冷凍冷気循環用の第2の冷却ファン(Fファン)35(図2参照)により、矢印で示すように、冷凍室8及び図示しない製氷室に供給される。
冷蔵室5内の温度は、冷蔵室5の壁面に設けられた冷蔵室センサ(Rセンサ)15により検出される。冷凍室8内の温度は、冷凍室8の壁面に設けられた冷凍室センサ(Fセンサ)16により検出される。これら検出された温度は制御部100に送信されて冷蔵庫1の温度制御に利用される。なお、野菜室7の背面に設けられた野菜室センサ(Vセンサ)17は野菜室7内の温度を検知し、野菜室7内が設定温度、ここでは例えば5℃に維持されるように、図示しない底面ヒータの通電制御を行うようになっている。
冷蔵庫1の底部の後部には機械室18が形成されており、その内部には、圧縮機19、除霜水を受けて蒸発させる蒸発皿20等が配設されている。この蒸発皿20にて蒸発させるための除霜水は、第1の蒸発器10と第2の蒸発器14から蒸発皿20に向けて設けられている樋21a、排水ホース21bを介して集められる。
第1の蒸発器10と野菜室7との間には、第1の蒸発器10を加熱することで第1の蒸発器10に付着した霜を溶融して取り除く冷蔵側蒸発器除霜用ヒータ(Rヒータ)22、ここではアルミ箔ヒータが設けられている。後述する冷蔵側蒸発器除霜モード運転時には、冷却ファン11の回転で冷蔵室5と野菜室7を循環する空気は、野菜室7の下方から第1の蒸発器10に下側に戻り、再び第1の蒸発器10の上方側から送り出されていく。このとき、このRヒータ22に通電されていれば、そのRヒータ22の発熱によって空気が加温されて第1の蒸発器10の下側から上側へと流れるため、第1の蒸発器10の除霜は促進される。第1の蒸発器10の上部には冷蔵側蒸発器除霜温度センサ(RDセンサ)23が設けてあり、第1の蒸発器10の配管温度を検出する。
また、樋21aには、樋21aの裏面に樋用ヒータ24a、ここではアルミ箔ヒータを設けており、また、排水ホース21bには、排水ホース21bを囲むように排水ホース用ヒータ24b、ここではアルミ箔ヒータを巻回させており樋21aと排水ホース21bを通る除霜水が凍らないようにされている。
さらに、第2の蒸発器14の下部には、この第2の蒸発器14に付着した霜を溶融して取り除く冷凍側蒸発器除霜用ヒータ(Fヒータ)28が設けてあり、またその上部には、冷凍側蒸発器除霜温度センサ(FDセンサ)29が設けてある。
なお、上記のヒータ群の種類は特に限定されるものではなく、パイプヒータ、ガラス管ヒータ等が用いられる。
図2は、本発明の実施の形態における冷蔵庫1の冷凍サイクル30を示している。圧縮機19、凝縮器31、切替弁32、冷蔵側キャピラリチューブ33、第1の蒸発器10、第1の冷却ファン11、冷凍側キャピラリチューブ34、第2の蒸発器14、第2の冷却ファン35、アキュームレータ36、逆止弁37が順次接続されて冷凍サイクル30が構成されている。
この構成によれば、切替弁32により冷蔵側キャピラリチューブ33、第1の蒸発器10を経由する冷蔵冷却(R冷却)運転と、冷凍側キャピラリチューブ34、第2の蒸発器14、アキュームレータ36、逆止弁37を経由する冷凍冷却(F冷却)運転とに冷媒流路を切り替え、冷蔵室5等の冷蔵冷却系統と、冷凍室8等の冷凍冷却系統との2つの冷却系統を交互に冷却する。
本実施の形態の冷蔵庫1の制御系は図3に示す構成である。制御部100は圧縮機19を運転し、切替弁32を切り替えて冷蔵庫1の冷凍サイクルを制御し、また第1、第2の蒸発器10,14の除霜のためにRヒータ22、Fヒータ28を入切し、Rファン11を入切する等、当該冷蔵庫1の諸機能を制御するマイコンである。この制御部100に対する入力部としてRセンサ15、Fセンサ16、RDセンサ23、FDセンサ29、圧縮機回転センサ41からの信号があり、操作部101からの信号がある。制御部100の制御対象としては、圧縮機19、切替弁32、Rファン11、Fファン35、Rヒータ22、Fヒータ28、表示部102がある。また、制御部100は、タイマ103を内蔵している。
本発明は第1の蒸発器10に対するRヒータ22による除霜を効果的に行うことによって冷蔵庫1の消費電力を低減することを特徴とする。すなわち、図4の表に示すように、第1の蒸発器10の負荷の大小に応じてRヒータ22の通電開始タイミングを調整し、負荷が大きいと見なせる状況ではRヒータ22の通電を早めにし、逆に負荷が小さいと見なせる状況ではRヒータ22の通電を遅めにすることで、第1の蒸発器10に付着している霜を最低限必要な電力で確実に融解させるようにして、冷蔵庫1の消費電力を低減することを特徴とする。
ここで、第1の蒸発器10に対する負荷の大小(重い/軽い)と見なせる状況は、(1)圧縮機19の回転数の回転数が高いか低いかによって判断し、(2)冷蔵庫1の設置してある部屋の室温、つまり、冷蔵庫1にとっての外気温の高低によって判断し、(3)同じように部屋の湿度の高低によって判断し、あるいは、(4)冷蔵庫1の庫内温度設定ダイヤルの強冷、適冷、弱冷の設定温度によって判断することができる。本実施の形態では、制御部100は圧縮機回転センサ41の検出する回転速度に基づき負荷の大小を判定し、それに基づいてRヒータ22の通電開始タイミングの調整を行う。
以下、制御部100による制御動作について説明する。図5のタイミングチャートにおけるタイミングt1〜t6の期間に示す通常運転モードでは、制御部100は、冷蔵冷却(R冷却)運転と冷凍冷却(F冷却)運転を交互に切り替えて行う。例えば、タイミングt1,t3,t5におけるR冷却からF冷却への移行は、Rセンサ15の検出温度がR冷却停止温度(例えば、2.0℃)にまで低下するか、R冷却に切替後に所定時間(例えば、20分間)経過すれば行う。また、タイミングt2,t4におけるF冷却からR冷却への移行は、Rセンサ15の検出温度が所定温度(例えば、3.0℃)以上となり、かつ、FDセンサ29の検出する第2の蒸発器14の温度がF冷却停止温度まで低下するか、F冷却継続時間が所定時間(例えば、40分間)に達したときに行う。尚、これらのR冷却運転時にはRファン11、F冷却運転時にはFファン35を回転させる。そして、制御部100は、F冷却運転時には、第1の蒸発器10の除霜を目的として、RDセンサ23が検出する第1の蒸発器10の温度が所定温度(例えば、3℃)以上になるまでRファン11を回転させる冷蔵側ファン除霜(うるおい運転、ファン除霜)を行う。
次に、第1の蒸発器10に対するヒータ除霜、つまり、冷蔵側ヒータ除霜制御について、図6のフローチャートを用いて説明する。例えばF冷却運転が積算10時間経過したことで除霜周期が到来したと判断し、タイミングt6にてプリクール運転を開始する(ステップS1,S2)。このプリクール運転は、冷凍室温度の目標温度を例えば−20℃から−25℃に段階的に下げて、冷凍室8内を以後の冷凍側除霜運転による温度影響を抑制するために行う。
プリクール運転の後、タイミングt7においてFヒータ28に通電を開始して冷凍側ヒータ除霜を開始し(ステップS3)、また、Rファン11を起動して冷蔵側ファン除霜も開始する(ステップS4)。
この冷蔵側ファン除霜の開始の後、冷蔵室側の負荷の大小を圧縮機回転センサ41の回転速度によって判定する(ステップS5)。図4の表に示したように、圧縮機19が高速回転している場合、負荷大と見なしてRヒータ22に通電を開始して冷蔵側ヒータ除霜に移行する(ステップS6)。また、圧縮機19の回転速度が中程度であれば、第1の蒸発器10の負荷も中程度と見なし、霜の付着の程度も比較的軽いものとして、Fヒータへの通電開始時点から所定時間、例えば、5分間遅らせた時点でRヒータ22への通電を開始する(ステップS7)。さらに、圧縮機19の回転速度が遅い場合、第1の蒸発器10の負荷も軽く、霜の付着がほとんどないものとしてRヒータ22への通電は行わずに、Rファン11のみによる除霜を継続する。
そしてRDセンサ23が検出する第1の蒸発器10の温度が除霜オフ設定温度(例えば、3℃)以上になるまで冷蔵側ヒータ除霜若しくは冷蔵側ファン除霜を冷凍側ヒータ除霜と並行して実行し(ステップS8)、RDセンサ温度が除霜オフ設定温度以上になれば、第1の蒸発器10に付着している霜は完全に除去されたものとしてRヒータ22をオフにする(ステップS9)。
この後、FDセンサ29の検出する第2の蒸発器14の温度がそれに付着している霜が完全に融解したものと見なせる温度として実験により決定されたオフ設定値以上になれば、Fヒータ28をオフして冷凍側ヒータ除霜を停止し(ステップS10,S11)、所定時間だけ系統が落ち着くのを待つ(ステップS12)。
そして、系統が落ちついたと見なせる所定時間が経過すれば、冷凍冷却(F冷却)運転から通常運転を再開する(ステップS13,S14)。
これにより、本実施の形態の冷蔵庫1では、冷凍側である第2の蒸発器14の除霜と共に、冷蔵側である第1の蒸発器10の除霜を確実に行うことができて着霜による熱効率の低下を防止し、しかも、第1の蒸発器10の除霜のために不必要に長い時間Rヒータ22に通電することを避け、必要な最低限度の電力消費にて冷蔵側ヒータ除霜を行うことができる。
尚、本実施の形態では、第1の蒸発器10の負荷の大小を圧縮機回転センサ41による圧縮機回転速度に基づいて判断するようにしているが、これは、上でも述べたように、図3において想像線のブロックにて示した室温センサ42による外気温の高低により負荷の大小を判断したり、湿度センサ43による外気湿度の高低により判断したり、庫内温度ダイヤル44の設定ポジションにより判断したりすることもできる。
(第2の実施の形態)図7に、本発明の第2の実施の形態の冷蔵庫1における制御部100の機能構成を示している。本実施の形態の冷蔵庫1も、構造は図1に示した第1の実施の形態のものと同様であり、また、冷凍サイクルは図2に示したものと同様である。そして、本実施の形態の特徴は、制御部100の行う第1の蒸発器(R蒸発器)10の冷蔵側ヒータ除霜の制御にある。その制御のフローチャートは図8に示してある。
本実施の形態の冷蔵庫1でも、制御部100はマイコンで構成されており、第1の実施の形態と同様に圧縮機19を運転し、切替弁32を切り替えて冷蔵庫1の冷凍冷蔵サイクルを制御し、また第1、第2の蒸発器10,14の除霜のためにRヒータ22、Fヒータ28を入切し、Rファン11を入切する等、当該冷蔵庫1の諸機能を制御する。この制御部100に対する入力部としてRセンサ15、Fセンサ16、RDセンサ23、FDセンサ29からの信号があり、また操作部101からの信号がある。制御部100の制御対象としては、圧縮機19、切替弁32、Rファン11、Fファン35、Rヒータ22、Fヒータ28、表示部102がある。また、制御部100は、タイマ103を内蔵している。
本実施の形態の冷蔵庫1における制御部100の制御を図8のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態の冷蔵庫1の場合も、通常運転時の制御は第1の実施の形態と同様である。そして、冷凍冷却側である第2の蒸発器(F蒸発器)14の除霜、冷蔵冷却側である第1の蒸発器(R蒸発器)10をRファン11の回転によって除霜する冷蔵側ファン除霜、同じくR蒸発器10をRヒータ22によって除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行う制御は、次の通りである。
例えばF冷却運転が積算10時間経過したことで、除霜周期が到来したと判断すれば、第1の実施の形態の場合と同様に、所定時間のプリクールを行った後にFヒータ28に通電を開始して冷凍側ヒータ除霜を開始する(ステップS21,S22)。この後、FDセンサ29の検出するF蒸発器14の温度がそれに付着している霜が完全に融解したものと見なせる温度として実験により決定されたオフ設定値(例えば、10℃)以上になれば、Fヒータ28をオフして冷凍側ヒータ除霜を停止し(ステップS23,S24)、所定時間(例えば、6分間)だけ系統が落ち着くのを待つ(ステップS25)。そして、系統が落ちついたと見なせる時間が経過すれば、冷凍冷却(F冷却)運転を再開する(ステップS26)。
F冷却の再開後、F蒸発器14が高温状態にある間、その影響を受けないように、所定時間(例えば、5分間)を経過した時に冷蔵側ヒータ除霜を開始するためにRヒータ22に通電し、同時にあるいは相前後してRファン11を回転させる(ステップS27〜S29)。そして、冷蔵側ヒータ除霜が進行し、RDセンサ23の検出するR蒸発器10の温度が除霜が確実に完了したとみなせる設定温度(冷蔵側ファン除霜に対する設定温度よりも高い温度であり、例えば、10℃)以上になれば冷蔵側ヒータ除霜完了と見なし、Rヒータ22への通電とRファン11の回転を停止する(ステップS30,S31)。
こうして、冷凍側ヒータ除霜を行い、F冷却モードに復帰した時に冷蔵側ヒータ除霜を行い、冷蔵側ヒータ除霜も完了したときに通常運転に復帰する(ステップS32)。尚、この通常運転への復帰であるが、制御部100は、Rヒータ通電による冷蔵側ヒータ除霜により第1の蒸発器10の除霜が完全に完了するまではF冷却モードを継続しており、ステップS31を通過しなければF冷却モードからR冷却モードへの移行は行わない。
本実施の形態によれば、冷蔵側ヒータ除霜を、冷凍側除霜が完了して冷凍冷却モードに復帰した時に行うようにしたので、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10と冷凍冷却側の第2の蒸発器14との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍側ヒータ除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、第1の蒸発器10、第2の蒸発器14に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。
(第3の実施の形態)本発明の第3の実施の形態の冷蔵庫1は、第2の実施の形態と同様の構造、機能構成であるが、制御部100による冷蔵側ヒータ除霜の手順において第2の実施の形態と若干の差がある。
図9のフローチャートに、本実施の形態における制御部100による第1、第2の蒸発器10,14に対する除霜制御を示してある。本実施の形態の場合、図8のフローチャートに示した第2の実施の形態における除霜制御とは、ステップS30Aの処理が異なり、他のステップはすべて第2の実施の形態の制御と同様である。すなわち、ステップS28,S29にて冷蔵側ヒータ除霜を開始するためにRヒータ22に通電し、Rファン11を回転させた後、あらかじめ設定した除霜のための設定時間(例えば、20分)を経過するまで冷蔵側ヒータ除霜を継続し(ステップS30A)、その設定時間が経過したときに冷蔵側ヒータ除霜を停止し、通常運転に移行する(ステップS31,S32)。
本実施の形態にあっても、冷蔵側ヒータ除霜を、冷凍側除霜が完了して冷凍冷却モードに復帰した時に行うので、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10と冷凍冷却側の第2の蒸発器14との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍側ヒータ除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、第1の蒸発器10、第2の蒸発器14に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。
(第4の実施の形態)本発明の第4の実施の形態の冷蔵庫1の構造は第1、第2の実施の形態と同様の図1に示すものであり、また冷凍サイクル30も図2に示すものである。本実施の形態の特徴は、図10に示す機能構成と図11のフローチャートに示す除霜制御手順にある。
本実施の形態では、図10に示すように、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10に対して異なった複数箇所、本実施の形態では異なった2箇所に蒸発器温度センサ(RDセンサ)が設置されている。それらを第1RDセンサ23−1、第2RDセンサ23−2とする。第1RDセンサ23−1は第1〜第3の実施の形態と同様に冷蔵側ファン除霜で第1の蒸発器10の温度を検出できる位置に設置され、第2RDセンサ23−2は第1RDセンサ23−1とは異なった位置で、かつ、第1の蒸発器10の除霜時の温度状態を適確に判定できる位置に設置されている。制御部100は、第2の実施の形態と同様に他のセンサからの信号を入力すると共に、これら第1、第2RDセンサ23−1,23−2からの信号を入力し、それらのセンサの検出信号に基づいて冷凍サイクル30を適切に制御する。
以下に、図11に示すフローチャートを用いて、本実施の形態における第1、第2の蒸発器10,14に対する除霜制御を説明する。本実施の形態の場合、図8のフローチャートに示した第2の実施の形態における除霜制御とは、ステップS30−1,S30−2の処理が異なり、他のステップはすべて第2の実施の形態の制御と同様である。すなわち、ステップS28,S29にて冷蔵側ヒータ除霜を開始するためにRヒータ22に通電し、Rファン11を回転させて冷蔵側ヒータ除霜を開始した後、第1RDセンサ23−1の検出温度と第2RDセンサ23−2の検出温度とを共に監視し、これら第1、第2RDセンサ23−1,23−2の検出温度が共にそれぞれの設定温度よりも高くなった時に冷蔵側ヒータ除霜完了と判断する(ステップS30−1,S30−2)。尚、第1、第2設定温度は共に第2の実施の形態と同じく、冷蔵側ファン除霜完了温度(例えば、3℃)と同じにし、あるいは、冷蔵側ファン除霜完了温度よりもさらに高い温度(例えば、10℃)に設定することができる。さらに、第1設定温度と第2設定温度を第1、第2RDセンサ23−1,23−2の設置場所に応じて除霜完了を正確に判定できる異なった温度値に設定することもできる。
こうして冷蔵側ヒータ除霜完了と判断すれば、Rヒータ22、Rファン11を停止させて冷蔵側ヒータ除霜を終了し、通常運転に移行する(ステップS31,S32)。
本実施の形態にあっても、冷蔵側ヒータ除霜を、冷凍側ヒータ除霜が完了して冷凍冷却モードに復帰した時に行うので、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10と冷凍冷却側の第2の蒸発器14との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍側ヒータ除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、第1の蒸発器10、第2の蒸発器14に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。加えて、第1の蒸発器10の近傍の複数箇所に設置したRDセンサ23−1,23−2が共に設定温度に到達している時に冷蔵側ヒータ除霜完了を判定するようにしているので、冷凍除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのをより確実に予防でき、制御の信頼性を高めることができる。
(第5の実施の形態)本発明の第5の実施の形態の冷蔵庫1について、図12のフローチャートを用いて説明する。本実施の形態の冷蔵庫1の構造は第1の実施の形態と同様に図1に示すものであり、冷凍サイクルの構成は図2に示すものと同様であり、さらに機能構成は図7に示すものと同様である。そして本実施の形態の特徴は、制御部100が制御するRヒータ通電による冷蔵側ヒータ除霜中のRファン11に対する制御にある。すなわち、図12のフローチャートに示すように、本実施の形態においても、制御部100は第2の実施の形態と同様に通常運転制御を行い、F蒸発器14の除霜周期が到来すればステップS21からの制御に移行する。
本実施の形態でも、第2の実施の形態と同様にまず除霜周期が到来したと判断すれば、第1の実施の形態の場合と同様に所定時間のプリクール運転を行った後にFヒータ28に通電を開始して冷凍側ヒータ除霜を開始する(ステップS21,S22)。この後、FDセンサ29の検出するF蒸発器14の温度がそれに付着している霜が完全に融解したものと見なせる温度として実験により決定されたオフ設定値以上になれば、Fヒータ28をオフして冷凍側ヒータ除霜を停止し(ステップS23,S24)、所定時間だけ系統が落ち着くのを待つ(ステップS25)。そして、系統が落ちついたと見なせる所定時間が経過すれば、冷凍冷却(F冷却)運転を再開し、この際には通常運転時と同様にRファン11を回転させて冷蔵側ファン除霜を行う(ステップS26)。
F冷却の再開後、F蒸発器14が高温状態にある間、その影響を受けないように、所定時間を経過した時にRヒータ22に通電して冷蔵側ヒータ除霜を開始する(ステップS28)。そして本実施の形態の場合、冷蔵側ヒータ除霜を開始すれば、Rファン11の回転を停止させる(ステップS29’)。これは、R蒸発器10とF蒸発器14が近接して配置してある場合、Fヒータの放熱が断熱仕切り壁を介してR蒸発器10まで伝熱するため、Rファン11を運転させることで過剰にR蒸発器10を除霜してしまうことがないようにするためである。このため、Rファン11を停止する代りに、Rヒータ22を停止させてもよい。
この後、冷蔵側ヒータ除霜が進行し、RDセンサ23の検出するR蒸発器10の温度が除霜が確実に完了したとみなせる設定温度以上になれば冷蔵側ヒータ除霜完了と見なし、Rヒータ22への通電とRファン11の回転を停止する(ステップS30,S31)。
こうして、冷凍側ヒータ除霜を行い、F冷却モードに復帰した時に冷蔵側ヒータ除霜を行い、冷蔵側ヒータ除霜も完了したときに通常運転に復帰する(ステップS32)。
尚、本実施の形態の場合も、通常運転への復帰に際しては、Rヒータ通電による冷蔵側ヒータ除霜により第1の蒸発器10の除霜が完全に完了するまではF冷却モードを継続しており、ステップS31を通過しなければF冷却モードからR冷却モードへの移行は行わないものとする。
また、冷蔵側ヒータ除霜の完了は、RDセンサ23の検出温度を設定温度と比較することで判定する代りに、図9のフローチャートに示した第3の実施の形態による制御と同様に、Rヒータ通電継続時間を設定時間と比較することで判定するようにしてもよい。
本実施の形態によれば、第2の実施の形態と同様に、冷蔵側ヒータ除霜を、冷凍側除霜が完了して冷凍冷却モードに復帰した時に行うようにしたので、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10と冷凍冷却側の第2の蒸発器14との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、第1の蒸発器10、第2の蒸発器14に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。加えて、本実施の形態の場合も、冷蔵側ヒータ除霜中はRファン11を停止させることで、F冷却モード中で、F蒸発器14からの冷気がRファン11の回転によってR蒸発器10側に流れ込み、冷やすことがないようにすることができる。
(第6の実施の形態)本発明の第6の実施の形態を、図13を用いて説明する。本実施の形態の冷蔵庫1も、構造は図1に示した第1の実施の形態のものと同様であり、冷凍サイクルは図2に示したものと同様であり、制御部100の機能構成は図7に示した第2の実施の形態と同様である。そして、本実施の形態の特徴は、制御部100の行う第1の蒸発器(R蒸発器)10に対するヒータ除霜の制御にある。その制御のフローチャートは図13に示してある。
本実施の形態において制御部100は、通常運転時には第1の実施の形態と同様の制御をする。そして制御部100が行う第2の蒸発器(F蒸発器)14の除霜、また第1の蒸発器(R蒸発器)10をRファン11の回転によって除霜する冷蔵側ファン除霜、同じくR蒸発器10をRヒータ22によって除霜する冷蔵側ヒータ除霜の制御は、次の通りである。
例えばF冷却運転が積算10時間経過したことで、除霜周期が到来したと判断すれば、第1の実施の形態の場合と同様に、所定時間のプリクールを開始する(ステップS41、S42)。そして、Rファン11を回転させ、Rヒータ22に通電することで冷蔵側ヒータ除霜を開始する(ステップS43)。プリクール運転にて冷凍室を十分に冷却し、停止温度に到達すれば(ステップS44)、Fヒータ28に通電してF蒸発器14の除霜を開始する(ステップS45)。この状態ではR蒸発器10とF蒸発器14が共にヒータ除霜されている状態になる。
この後、RDセンサ23の検出するR蒸発器10の温度が除霜が確実に完了したとみなせる設定温度(冷蔵側ファン除霜に対する設定温度よりも高い温度であり、例えば、10℃)以上になれば冷蔵側ヒータ除霜完了と見なし、Rヒータ22への通電とRファン11の回転を停止する(ステップS46,S47)。
この後、FDセンサ29の検出するF蒸発器14の温度がそれに付着している霜が完全に融解したものと見なせる温度として実験により決定されたオフ設定値(例えば、10℃)以上になれば、Fヒータ28をオフして冷凍側ヒータ除霜を停止し(ステップS48,S49)、所定時間(例えば、6分間)だけ系統が落ち着くのを待つ(ステップS50)。そして、系統が落ちついたと見なせる所定時間が経過すれば、冷凍冷却(F冷却)運転を再開し、通常運転に移行する(ステップS51,S52)。
こうして、本実施の形態では、F蒸発器14の除霜に先立つプリクール運転と同時にR蒸発器10のヒータ除霜を開始し、その後、F蒸発器14に対するヒータ除霜を開始し、冷蔵側、冷凍側のヒータ除霜が共に完了したときに通常運転に復帰する。
尚、本実施の形態の場合も、RDセンサ23の検出温度に基づいて冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御の代りに、第2の実施の形態に対する第3の実施の形態と同様に、ステップS43にて冷蔵側ヒータ除霜を開始するためにRヒータ22に通電し、Rファン11を回転させた後、あらかじめ設定した除霜のための設定時間(例えば、20分)を経過するまで冷蔵側ヒータ除霜を行い、その設定時間が経過したときに冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御とすることができる。
本実施の形態の場合、また、1つのRDセンサ23の検出温度により冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御の代りに、第2の実施の形態に対する第4の実施の形態と同様に、冷蔵冷却側の第1の蒸発器10に対して異なった複数箇所に蒸発器温度センサ(RDセンサ)を設置しておき、冷蔵側ヒータ除霜を開始した後、複数のRDセンサそれぞれがそれらの設定温度よりも高くなった時に冷蔵側ヒータ除霜完了と判断し、Rヒータ22、Rファン11を停止する制御とすることもできる。
本実施の形態の場合、さらに、冷蔵側ヒータ除霜中にRファン11を回転させておく制御の代りに、第2の実施の形態に対する第5の実施の形態と同様に、制御部100が制御するRヒータ通電による冷蔵側ヒータ除霜中のRファン11を停止させる制御とすることもできる。
本実施の形態によれば、冷蔵側ヒータ除霜を、冷凍側除霜に先立つプリクール運転と同期して行うようにしたので、冷蔵冷却側の第1の蒸発器(R蒸発器)10と冷凍冷却側の第2の蒸発器(F蒸発器)14との設置場所が接近している構造の冷蔵庫であっても、冷凍除霜からの熱影響により冷蔵側ヒータ除霜の完了を誤検知するのを予防でき、ひいては、第1の蒸発器10、第2の蒸発器14に霜が付着したままで冷却運転を継続する場合よりも電力消費効率を向上させることができる。
本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫の構造を示す断面図。 本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫の冷凍サイクルのブロック図。 本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫の制御機構の構成を示すブロック図。 本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫において、制御部が参照する第1の蒸発器に対する負荷の大小の判定表。 本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫による冷却・除霜制御のタイミングチャート。 本発明の第1の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。 本発明の第2の実施の形態の冷蔵庫の制御機構の構成を示すブロック図。 本発明の第2の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。 本発明の第3の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。 本発明の第4の実施の形態の冷蔵庫の制御機能の構成を示すブロック図。 本発明の第4の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。 本発明の第5の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。 本発明の第6の実施の形態の冷蔵庫における冷却・除霜制御のフローチャート。
符号の説明
1 冷蔵庫
5 冷蔵室
6 切替室
7 野菜室
8 冷凍室
10 第1の蒸発器(R蒸発器)
11 冷蔵室冷却ファン(Rファン)
14 第2の蒸発器(F蒸発器)
15 冷蔵室温度センサ(Rセンサ)
16 冷凍室温度センサ(Fセンサ)
19 圧縮機
22 冷蔵側除霜ヒータ(Rヒータ)
23 第1の蒸発器の温度センサ(RDセンサ)
28 冷凍側除霜ヒータ(Fヒータ)
29 第2の蒸発器の温度センサ(FDセンサ)
30 冷凍サイクル
32 切替弁
41 圧縮機速度センサ
42 室温センサ
43 湿度センサ
44 庫内温度ダイヤル
100 制御部
101 操作部
102 表示部
103 タイマ

Claims (13)

  1. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、
    前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記第1の蒸発器に対する負荷の大小を検出する負荷検出手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、
    前記冷凍モードを中止し、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜を行っている期間に、前記冷蔵用ファンを運転させると共に前記第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行い、かつ、
    前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを、前記負荷検出手段の検出する前記第1の蒸発器に対する負荷の大小に応じて調整することを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記負荷検出手段は、前記圧縮機の回転数を検出する圧縮機回転数センサであり、
    前記制御手段は、当該圧縮機回転数センサの検出する回転数の大小により前記第1の蒸発器の負荷の大小を判定し、前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記負荷検出手段は、前記冷蔵庫に設置された外気温センサであり、
    前記制御手段は、当該外気温センサの検出する外気温の高低により前記第1の蒸発器の負荷の大小を判定し、前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  4. 前記負荷検出手段は、前記冷蔵庫に設置された外気湿度を検出する湿度センサであり、
    前記制御手段は、当該湿度センサの検出湿度の高低により前記第1の蒸発器の負荷の大小を判定し、前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  5. 前記負荷検出手段は、冷蔵室の温度センサであり、
    前記制御手段は、当該冷蔵室の温度センサの検出温度の高低により前記第1の蒸発器の負荷の大小を判定し、前記冷蔵側ヒータ除霜のための前記第1のヒータの通電開始タイミングを調整することを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  6. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、
    前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、かつ、所定の条件下で、かつ、所定の期間に前記第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行う制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜の完了時に前記冷蔵側ヒータ除霜を開始し、当該冷蔵側ヒータ除霜をあらかじめ設定した所定の条件の間だけ行う制御をすることを特徴とする冷蔵庫。
  7. 圧縮機と、凝縮器と、冷蔵室を冷却する第1の蒸発器と、冷凍室を冷却する第2の蒸発器とを接続して冷媒流路を構成し、制御手段による制御で切替弁機構を動作させ前記冷媒流路を切り替えて、前記第1の蒸発器側へ冷媒を流す冷蔵モードと前記第2の蒸発器側へ冷媒を流す冷凍モードとを交互に実現する冷蔵庫において、
    前記第1の蒸発器によって冷却された空気を前記冷蔵室へ送風する冷蔵用ファンと、前記第1の蒸発器に付着した霜を取り除く第1のヒータと、前記第2の蒸発器に付着した霜を取り除く第2のヒータと、前記冷凍モード中に前記冷蔵用ファンを運転して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ファン除霜を行い、かつ、所定の条件下で、かつ、所定の期間に第1のヒータに通電して前記第1の蒸発器を除霜する冷蔵側ヒータ除霜を行う制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第2のヒータに通電して前記第2の蒸発器を除霜する冷凍側ヒータ除霜の開始前に実施される冷凍室を強冷するプリクール運転の開始と同時に、前記冷蔵側ヒータ除霜を開始し、当該冷蔵側ヒータ除霜をあらかじめ設定した所定の条件の間だけ行う制御をすることを特徴とする冷蔵庫。
  8. 前記制御手段は、前記冷蔵側ヒータ除霜を開始する際に、前記冷蔵用ファンを停止させることを特徴とする請求項6または7に記載の冷蔵庫。
  9. 前記第1の蒸発器の温度を検出する第1蒸発器温度センサを備え、
    前記制御手段は、前記第1蒸発器温度センサの検出する温度が所定の設定温度以上になった時に前記冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御をすることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の冷蔵庫。
  10. 前記第1の蒸発器の温度を検出する第1蒸発器温度センサを備え、
    前記制御手段は、前記第1蒸発器温度センサの検出する温度が第1の設定温度以上になった時に前記冷蔵用ファン除霜を停止し、前記第1蒸発器温度センサの検出する温度が前記第1の設定温度よりも高い第2の設定温度以上になった時に前記冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御をすることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の冷蔵庫。
  11. 前記第1の蒸発器の温度を検出する複数個の第1蒸発器温度センサを備え、
    前記制御手段は、前記複数個の第1蒸発器温度センサそれぞれの検出する温度がそれぞれの所定の設定温度以上になったときに前記冷蔵側ヒータ除霜を停止する制御をすることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の冷蔵庫。
  12. 前記制御手段は、前記冷蔵側ヒータ除霜をあらかじめ設定した時間が経過した時に停止する制御をすることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の冷蔵庫。
  13. 前記制御手段は、前記冷蔵側ヒータ除霜が完了したと判定するまでは冷蔵冷却運転の再開を禁止することを特徴とする請求項6〜12のいずれかに記載の冷蔵庫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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