JP2010112632A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷蔵庫の運転状況を常に検知することで冷却能力の低下を判断し、冷却可能か否かの推定をおこなって冷蔵庫の寿命を推測し、ユーザーに報知することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵および冷凍貯蔵空間を冷却する冷蔵および冷凍蒸発器と圧縮機とを連結した冷凍サイクルと、各貯蔵空間の温度に基づいて冷凍サイクルの運転を、冷蔵モードと冷凍モードとに交互に切り換えて、各貯蔵空間が設定冷却温度に達するかあるいは所定の最大運転時間に達するまで運転を制御する制御装置とを備え、冷蔵モードまたは冷凍モードの各モードにおける運転時間t、tが前記最大運転時間tFmax、tRmax を経過した場合、その時点での冷蔵貯蔵空間または冷凍貯蔵空間の温度T、Tが前記設定冷却温度TFoff、TRoffより高い所定の寿命判別温度以上であるときは、冷蔵庫としての寿命が間近と判断し、報知手段により、ユーザーにこれを報知する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、貯蔵空間の冷却状況から冷却可能か否かの寿命を推定するようにした冷蔵庫に関する。
従来より、長年使用中の冷蔵庫が、突然その運転を停止することにより、貯蔵食品が劣化して大量に廃棄せざるを得なくなる無駄の防止や安全上の観点から、冷蔵庫の寿命を予測する制御技術が検討されてきた。
冷蔵庫としての寿命は20〜30年にも及び、この寿命を予測する手段としては、冷蔵庫の使用時間や使用状況から冷凍サイクル部品の摩耗などによる寿命を予測する技術などが考えられている。また、冷蔵庫に自己診断機能を備えずとも、外部のコンピュータサーバーと通信することによって、圧縮機の稼働率や稼働時間、扉の開閉回数や周辺温度などを検知し、都度寿命診断をおこなうようにした冷蔵庫管理システムが特許文献1に示されている。
特開2006−057906号公報
しかしながら、ユーザーにとっての冷蔵庫寿命とは、冷蔵庫としての冷却作用が食品の保存可能なレベルまで機能しなくなる状態であって、まだ食品冷却が可能であるにも拘わらず、使用期間や部品の劣化のみで寿命と判定した場合には、前記ユーザーの寿命認識とズレを生じるものである。また、冷蔵庫の稼動状況などを外部の管理装置と通信するシステムについても、外部からのサービスには限界があることと、冷蔵庫の稼働状況やその診断結果が把握できることは逆に個人情報の流出に繋がり、プライバシーに関わる問題も発生する懸念がある。
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、外部のコンピュータサーバーを使用することなく、冷蔵庫の運転状況を常に検知することで冷却能力の低下を判断し、冷却可能か否かの推定をおこなって冷蔵庫の寿命を推測し、ユーザーに報知することができる冷蔵庫を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するため、本発明の冷蔵庫は、冷蔵貯蔵空間と冷凍貯蔵空間とを有し前記各貯蔵空間を冷却する冷蔵蒸発器および冷凍蒸発器と圧縮機とを連結した冷凍サイクルと、前記各貯蔵空間の温度に基づいて、前記冷凍サイクルの運転を冷蔵蒸発器で冷却する冷蔵モードと、冷凍蒸発器で冷却する冷凍モードとに交互に切り換え、各貯蔵空間が設定冷却温度に達するかあるいは所定の最大運転時間に達するまで運転を制御する制御装置とを備え、前記冷蔵モードまたは冷凍モードの各モードにおける運転時間が前記最大運転時間を経過した場合、その時点での冷蔵貯蔵空間または冷凍貯蔵空間の温度が前記設定冷却温度より高い所定の寿命判別温度以上であるときは、冷蔵庫としての寿命が間近と判断し、報知手段により、ユーザーにこれを報知することを特徴とする。
本発明の冷蔵庫によれば、冷却できなくなる状態を推定して冷蔵庫としての寿命が間近であると判断するようにしたので、ユーザーの認識に合致した寿命判断がおこなうことができ、ユーザーはこの寿命予測に基づいて貯蔵食品の消費や冷蔵庫自体の修理、買い換えなどの対応を的確におこなうことができる。
以下、本発明の1実施形態につき図面を参照して説明する。図1に縦断面図を示す冷蔵庫本体(1)は、外箱(2)と内箱(3)との間に発泡断熱材(4)を充填して断熱箱体を形成し、貯蔵室内部を断熱仕切壁(5)によって上部の冷蔵貯蔵空間(6)と下部の冷凍貯蔵空間(7)とに区画している。
前記冷蔵貯蔵空間(6)の前面開口部は観音開き式の左右の扉(8)によって閉塞するとともに、貯蔵空間の上方部は複数段の載置棚(9)を設けて1〜5℃に保持される冷蔵室(10)とし、その下方を透明樹脂製の載置棚を兼ねた天井仕切板で仕切ることで独立空間を形成し、その内部に引き出し式の野菜容器(12)を配置することで野菜室(11)としている。さらに冷蔵室(6)内の最下部には、同様に、前記野菜室(11)の底面を形成する底面仕切板を介して、0〜−3℃程度に冷却する低温容器を設けた低温室(14)を区画配設している。
冷凍貯蔵空間(7)については、前記断熱仕切壁(5)の直下に比較的小容積の−18℃以下の冷凍温度に冷却する小冷凍室(15)と、特に図示しないが、前記小冷凍室(15)と同様に比較的小容積の製氷室とを引き出し扉式にして左右に併置している。このように室内の温度を冷凍仕様としたので、製氷室との間を断熱壁で区分する必要はない。
併置している前記小冷凍室(15)と製氷室との下部には、前記同様に引き出し扉式として、−18〜−25℃に保持される冷凍室(16)を本体の全幅に亙って設けており、その前面開口部を開閉する扉(17)の内側に固着した左右一対の支持枠とともに冷凍室(16)内の両側壁面に前後方向に亙って配置したレール部材によって、冷凍食品を収納する上下3段の収納容器(18)(19)(20)を前後に摺動可能な引き出し方式として保持している。
そして、前記冷蔵室(10)および冷凍室(16)のそれぞれの背面部には、冷蔵蒸発器(21)と冷凍蒸発器(22)および各蒸発器に対応するファン(23)(24)をそれぞれ配設し、各蒸発器(21)(22)で生成された冷気をファン(23)(24)によりダクトを介してそれぞれの貯蔵室内に導入しこれを冷却するようにしている。
前記冷蔵蒸発器(21)と冷凍蒸発器(22)は、図2に示すように、機械室(25)の背面に設けられ、インバータによる周波数変換などで能力可変として高温高圧の冷媒ガスを吐出する往復動式の圧縮機(27)、冷媒ガスを放熱液化する凝縮器(28)、冷媒流路を冷蔵蒸発器(21)側と冷凍蒸発器(22)への分流および閉塞する切替え装置である三方弁(29)とを接続した冷凍サイクル(26)の一環をなしている。そして、前記三方弁(29)から第1の絞り装置(30)と高温側である冷蔵蒸発器(21)とを直列に接続して前記圧縮機(27)に戻す冷蔵側回路を形成するとともに、この冷蔵側回路と並列に接続した第2の絞り装置(31)と低温側の冷凍蒸発器(22)、アキュムレータ(32)を順に連結して冷凍側回路を形成している。
前記機械室(25)の背面上部に設置された制御装置(33)は、冷蔵室(10)および冷凍室(16)の背面に設けられた温度センサー(35)(36)の検知温度により、前記三方弁(29)を第1の絞り装置(30)とこの絞り装置(30)によって−13℃程度の蒸発温度に設定した冷蔵蒸発器(21)からなる冷蔵側回路、あるいは、第2の絞り装置(31)によって−30℃程度の低温の蒸発温度とした冷凍蒸発器(22)およびアキュムレータ(32)からなる冷凍側回路とに交互に流路を切り替えて、各々対応する貯蔵空間温度に近似させた蒸発温度により冷凍サイクル効率を高く保持し、必要に応じて双方の回路に同時に冷媒を供給して冷却運転するとともに、前記冷蔵蒸発器(21)および冷凍蒸発器(22)の近傍にそれぞれ配設された前記ファン(23)(24)の回転によって、高温側の冷蔵貯蔵空間(6)を冷却する冷蔵モード運転、および低温側の冷凍貯蔵空間(7)を冷却する冷凍モード運転により各々の貯蔵空間を独立して設定温度に冷却制御している。
前記制御装置(33)は、冷蔵庫本体(1)に電源が供給された以降の総運転時間や、冷蔵モード運転や冷凍モード運転時間を記録する機能を有しており、冷蔵モード運転と冷凍モード運転との切り替えは、冷却中の各室内温度が所定温度、例えば、冷蔵室(10)の背面部に設置した温度センサー(35)の検知温度が0℃に達したとき、あるいは、冷凍室(16)の設けた温度センサー(36)の検知温度が−24℃に達したときには、前記三方弁(29)を動作させて他方の冷却運転に切り替え、交互に運転するように制御している。
冷蔵モード運転では、熱交換により低温化された冷気を冷蔵用のファン(23)で冷蔵室(10)内に吐出することによって、冷蔵貯蔵空間(6)である冷蔵室(10)と野菜室(11)を適温に冷却する。また、冷蔵蒸発器(21)から冷気の一部を低温室(14)内に直接導入してこれを上部の冷蔵室(10)内より低温に冷却するものである。
また、冷凍モード運転になると、冷媒は冷凍蒸発器(22)に直接導入されて低い蒸発温度で蒸発し、熱交換により−25℃以下の低温となった冷気を冷凍用のファン(24)で冷凍貯蔵空間(7)である冷凍室(16)や小冷凍室(15)、製氷室などに導入し、強制循環させることによって各室を所定温度に冷却するように制御する。
冷凍運転においては冷蔵蒸発器(21)に冷媒は流れないが、ファン(23)を回転させるようにしており、着霜状態にあることからその表面温度は−15〜0℃程度である冷蔵蒸発器(21)に0℃以上の冷蔵室内冷気を流下し循環させることで、蒸発器に付着している霜を融かし、同時に霜の融解による水分を多く含んだ高湿低温の冷気を冷蔵室(10)から野菜室(11)内に流入させるようにしている。
これにより、野菜室(11)内温度は2℃程度まで冷却されることになり、平均的には4℃を保持することができるとともに、加湿冷気が流入することで冷蔵室(10)および野菜室(11)内の湿度は80%程度に高くなる。さらに野菜を収納することにより、その蒸散作用によってさらに湿度は上昇し、90〜95%となることから、野菜室(11)は、その開口部の蓋体を開放した状態のままでも野菜容器(12)内の野菜が乾燥しない雰囲気を保持することができる。
交互冷却運転により、冷蔵温度帯と冷凍温度帯の双方の貯蔵空間(6)(7)がともに所定温度まで冷却された場合には、圧縮機(27)を停止し、その後貯蔵室内温度の上昇により、いずれかの貯蔵室温が設定温度より高くなった場合は、ふたたび圧縮機(27)および冷却用のファン(23)あるいは(24)を駆動して、該当する貯蔵空間を冷却するものであり、前記冷却制御時においては、各温度センサー(35)(36)の検知温度と、冷蔵および冷凍それぞれの庫内設定温度と、その時点の圧縮機(27)や冷却用のファン(23)(24)、さらには、機械室(25)内における圧縮機(27)や凝縮器(28)に送風して冷却し、その放熱を促進させる放熱ファン(34)の回転数などの運転状態とから補正計算をおこない、庫内の熱負荷により冷凍能力を可変させて冷蔵と冷凍の交互の冷却運転をおこなうものである。
しかして、本発明においては、図3の制御フローチャートに示すように、電源投入により、例えば、冷凍モード運転が開始され(ステップ1、以下(S1)と称す。)、冷凍運転が進行して、冷凍用の温度センサー(36)が冷凍運転終了のオフ温度(TFoff)である−25℃以下を検知(T)する(S2)と冷蔵モード運転に移行するが、前記オフ温度(TFoff)に達しないまま冷凍モード運転が継続して、その運転時間(t)が設定されている冷凍モードの最大運転時間(tFmax)、例えば、90分を経過した場合(S3)は、さらに、次ステップで冷凍用の温度センサー(36)が、前記冷凍運転終了のオフ温度(TFoff)より高い温度に設定された冷凍力寿命判別温度(TFlife )、例えば、−14℃よりも高いか否かを比較する(S4)。
その結果、検出温度が−13℃以上であれば、冷凍食品を保存するに足る冷凍能力を発揮できない低いレベルであることから、冷蔵庫としての寿命の終わりが間近であると判断するものであり(S5)、その旨を冷蔵室(10)の扉表面に配設した操作パネル(37)部などに表示し、また音声で報知する(S6)ように制御する。
前記ステップ4において、冷凍用の温度センサー(36)の検出温度(T)が−14℃以下であれば、未だ冷凍能力があると見做して、冷凍モード運転を終了し、次の冷蔵モード運転に移行する(S7)。
冷蔵モード運転により、冷蔵運転が進行して、冷蔵用の温度センサー(35)が冷蔵運転終了のオフ温度(TRoff)である0℃以下を検知(T)する(S8)と冷凍モード運転に移行する。前記オフ温度に達しないまま冷蔵モード運転が継続して、その運転時間(t)が設定されている冷蔵モードの最大運転時間(tRmax)である60分を経過した場合(S9)は、さらに、次ステップで冷蔵用の温度センサー(35)が、前記冷蔵運転終了のオフ温度(TRoff)より高い温度に設定された冷蔵力寿命判別温度(TRlife )、例えば、10℃よりも高いか否かを比較し(S10)、検出温度が11℃以上であれば、冷蔵食品を保存するための冷蔵能力を有しないことから、前記と同様に、冷蔵庫としては寿命間近であると判断し(S5)、その旨を操作パネル(37)部などに表示し、また音声で報知するように制御する(S6)ものであり、上記構成により、冷蔵庫機能としての寿命を推測することができるものである。
次に、本発明の第2の実施例について、図4の制御フローチャートに沿って説明する。前記実施例における冷凍モードの最大運転時間(tFmax)や冷蔵モードの最大運転時間(tRmax)は、冷却貯蔵する食品の量や温度などの負荷や扉の開閉回数、あるいは冷蔵庫周囲の外気温度などによって大きく変化するものであることから、これらの負荷要因の通常時での発生レベルを充分に把握し、特異な現象とは区別して冷蔵庫の寿命間近と判断できる時間を設定する必要がある。
本実施例は、上記の点を考慮してなされたものであって、前記図3と同一の制御フローによりステップが進行し、前記温度センサー(36)のオフ温度に達しないまま冷凍モード運転が継続して、その運転時間(t)が設定されている冷凍モードの最大運転時間(tFmax)である90分を経過した場合(S3)、前記実施例のように、冷凍貯蔵空間(7)の温度を検知する温度センサー(36)の検出温度のみで冷蔵庫寿命の判別をおこなうと、例えば、冷凍室扉(17)を開けたときに同じタイミングで温度測定がおこなわれた場合には、温度センサー(36)は侵入外気による高温度状態を検出することになり、誤判定で冷蔵庫寿命を報知してしまう問題がある。
これを防ぐため、次ステップでは、比較的周囲温度の影響を受けにくい冷凍蒸発器(22)や冷蔵蒸発器(21)自体の温度を検出することで寿命判定をおこなおうとするものである。
すなわち、冷凍モードの最大運転時間(tFmax)が経過した場合(S3)は、冷凍蒸発器(22)の表面近傍に配設した温度センサー(39)によって冷凍蒸発器(22)の温度を検出し、この検出された温度(TFD)と通常のコントロール運転時における設定オフ温度(TFoff)より高い温度に設定された所定の冷凍蒸発器寿命判別温度(TFDlife)、例えば、−20℃とを比較し(S4)、検出温度(TFD)がこれよりも高い場合は、冷凍食品を保存するに足る冷凍能力を発揮できないレベルであることから冷蔵庫としての寿命の終わりが間近であると判断するものであり(S5)、その旨を前記操作パネル(37)部などに表示し、また音声で報知する(S6)ように制御するものである。
前記ステップ4において、冷凍蒸発器(22)の検出温度が−21℃以下であれば、未だ冷凍能力があると見做して、冷凍モード運転を終了し、次の冷蔵モード運転に移行する(S7)。
冷蔵モード運転により、冷蔵運転が進行して、冷蔵用の温度センサー(35)が冷蔵運転終了のオフ温度である0℃以下を検知(S8)した場合は、再び冷凍モード運転に移行するが、前記オフ温度に達しないまま冷蔵モード運転が継続して、その運転時間(t)が設定されている冷蔵モードの最大運転時間(tRmax)である60分を経過した場合(S9)は、さらに、次ステップで冷蔵蒸発器(21)の温度を蒸発器近傍に設置した温度センサー(38)で検出する。
そして、前記により検出された温度(TRD)が、通常のコントロール運転時における設定オフ温度(TRoff)より高い温度に設定された所定の冷蔵蒸発器寿命判別温度(TRDlife)、例えば、3℃よりも高いか否かを比較し(S10)、検出温度が4℃以上であれば、冷蔵食品を保存するための冷蔵能力を有しないことから、冷蔵庫としては寿命間近であると判断し(S5)、その旨を操作パネル(37)部などに表示し、また音声で報知するように制御する(S6)ものであり、上記構成によれば、扉開閉や外気温の外的影響を受けにくくした状態で、冷蔵庫機能としての寿命をより正確に推測することができる。
次に、本発明の第3の実施例について、図5の制御フローチャートに沿って説明する。前記第1および第2の実施例による冷蔵庫の冷却機能寿命の判断は、冷蔵モード運転あるいは冷凍モード運転の各モードの運転時間が最大運転時間を経過して終了した場合にそれぞれの寿命判別温度を検出することで寿命間近であると判断するが、単一の発生例による判断では、誤判断を生じる可能性がある。
そのため、本実施例においては前記第1あるいは第2実施例に加え、冷蔵モードおよび冷凍モードの各モードの運転時間が最大運転時間を経過した回数を計測し(S11)し、その合計回数(N)が規定回数(Nlife)、例えば、20回以上となったとき(S12)に冷蔵庫として寿命間近であると判断し(S13)、報知すること(S14)を特徴とするものであり、より確実な寿命判断をおこなうことができる。
また、図6の制御フローチャートに示す第4の実施例は、さらに、冷蔵モードおよび冷凍モードの各モードの運転時間が最大運転時間を経過したそれぞれの回数を計測し(S15)(S15′)、各回数(N)または(N)のいずれかが規定回数(NFlife )または(NRlife )、すなわち、いずれかの最大運転時間を経過した回数が20回以上となったとき(S16)(S16′)には、該当する冷却モードの機能が冷蔵庫として寿命間近であると判断し(S17)、その旨を報知する(S18)ことを特徴とするものである。このように制御することによって、寿命間近な冷却モードと未だ冷却力がある冷却モードとを区別してより確実な寿命判断をおこなうことができる。
上記実施例において、例えば、冷凍モード機能の寿命が間近と判断された場合には、未だ冷却機能が健在な冷蔵モードは運転を続行して使用することができるものであり、操作パネル(37)には、冷凍機能の寿命が間近いことを報知するとともに、冷凍サイクル(26)に対しては負荷を軽減するために圧縮機(27)を高速運転しないように制限し、低速運転で冷却するように制御する。
これにより、ユーザーは冷蔵庫の寿命の終わりが間近であることを認識することができるとともに、新しい冷蔵庫を準備するまでの間は、圧縮機(27)に掛かる負荷を軽減して冷却運転を継続することができるものである。
なお、前述した冷却機能の寿命間近の報知するとともに、圧縮機(27)を低速運転で冷却するように制御することについては、第4の実施例に限らず、前記第1〜3の実施例にも適用できることは言うまでもない。
本発明の1実施形態の冷蔵庫を示す縦断面図である。 図1に示す冷蔵庫の冷凍サイクル概略図である。 本発明の第1の実施例を示す制御フローチャートである。 本発明の第2の実施例を示す制御フローチャートである。 本発明の第3の実施例を示す制御フローチャートである。 本発明の第4の実施例を示す制御フローチャートである。
符号の説明
1 冷蔵庫本体 6 冷蔵貯蔵空間 7 冷凍貯蔵空間
10 冷蔵室 11 野菜室 14 低温室
15 小冷凍室 17 冷凍室 18〜20 収納容器
21 冷蔵蒸発器 22 冷凍蒸発器 23、24 冷却ファン
26 冷凍サイクル 27 圧縮機 28 凝縮器
29 三方弁 33 制御装置 34 放熱ファン
35 冷蔵室温度センサー 36 冷凍室温度センサー 37 操作パネル
38 冷蔵蒸発器温度センサー 39 冷凍蒸発器温度センサー

Claims (5)

  1. 冷蔵貯蔵空間と冷凍貯蔵空間とを有し前記各貯蔵空間を冷却する冷蔵蒸発器および冷凍蒸発器と圧縮機とを連結した冷凍サイクルと、
    前記各貯蔵空間の温度に基づいて、前記冷凍サイクルの運転を冷蔵蒸発器で冷却する冷蔵モードと、冷凍蒸発器で冷却する冷凍モードとに交互に切り換え、各貯蔵空間が設定冷却温度に達するかあるいは所定の最大運転時間に達するまで運転を制御する制御装置とを備え、
    前記冷蔵モードまたは冷凍モードの各モードにおける運転時間が前記最大運転時間を経過した場合、その時点での冷蔵貯蔵空間または冷凍貯蔵空間の温度が前記設定冷却温度より高い所定の寿命判別温度以上であるときは、冷蔵庫としての寿命が間近と判断し、報知手段により、ユーザーにこれを報知することを特徴とする冷蔵庫。
  2. 冷蔵モードまたは冷凍モードの各モードの運転時間が最大運転時間を経過した場合、その時点での冷蔵または冷凍蒸発器温度が通常のコントロール運転時における設定オフ温度より高い所定の寿命判別温度まで冷却されていないときは、冷蔵庫として寿命間近と判断することを特徴とする請求項1記載の冷蔵庫。
  3. 冷蔵モードおよび冷凍モードの各モードの運転時間が最大運転時間を経過した回数を計測し、計測された回数が規定回数以上になった場合に冷蔵庫として寿命間近と判断することを特徴とする請求項1または2記載の冷蔵庫。
  4. 冷蔵モードおよび冷凍モードの各モードの運転時間が最大運転時間を経過した回数を計測し、冷蔵モードおよび冷凍モードのいずれかの最大運転時間を経過した回数が規定回数以上となった場合に、冷蔵庫として寿命間近と判断することをことを特徴とする請求項1または2記載の冷蔵庫。
  5. 圧縮機を能力可変型とし、冷蔵庫の寿命間近と判断した場合は圧縮機を低速運転させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の冷蔵庫。
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