JP2012064489A - 冷蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解決しようとする課題は、蓄電池を使用する際、充放電時に発熱を伴うため、高温状態になり蓄電池の寿命を縮める原因となっていた。また使用温度が低温になり過ぎると電解液の電気伝導度が急速に下がってしまい、充電や放電の性能が低下するという課題があった。
【解決手段】食品を保存する冷蔵室と、電力を充放電する蓄電池と、蓄電池を保管する蓄電室と、蓄電池の状態を監視する蓄電池監視手段と、冷蔵室及び蓄電室の温度を調節する温度調節手段と、蓄電池の充放電の制御及び温度調節手段の制御を行う制御手段を備えることで蓄電池の特性に合わせて蓄電室の温度制御を行うことで、蓄電池の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑える。
【選択図】図２

Description

本発明は、夜間電力などの商用電力あるいは、太陽光／燃料電池／風力などを利用して発電された電力を蓄えて、電力需要が多い日中や停電時に蓄えた電力を放電し使用することで、効率的に発電された電力を利用することができる蓄電池による充放電の機能を備えた冷蔵装置に関するものである。

従来、この種の冷蔵装置としては、例えば特許文献１に示すように、冷蔵装置に蓄電池を備え、深夜電力時間帯の電力を充電して、昼間などの別の時間帯に放電し、冷却器、凝縮器を備えた冷凍サイクルの冷媒圧縮機に供給することにより、電力消費量の平準化を行うことが提案されている。

また、特許文献２に示すように、充電電流の量を冷蔵装置の圧縮機の動作及び停止の冷蔵装置の状態によって切り替えることで、冷蔵装置全体に過大な負荷となる電流が流れることを防止することが提案されている。

特開２００８−１４５０１号公報 特開平１０−２８１６１２号公報

しかしながら、前記従来の構成である例えば特許文献１及び特許文献２の冷蔵装置は、蓄電池の充放電を行う際の発熱と、蓄電池の高温あるいは低温下での使用についてはあまり考慮されていなかった。

一般的に、リチウムイオン電池やニッケル水素電池や鉛電池などの充放電が可能な蓄電池（二次電池とも呼ばれる）は充放電時に発熱を伴い、さらに発熱した状態で充放電を続けることによる高温状態での使用による蓄電池の劣化が、蓄電池の寿命を縮める原因となっており、高価な部品である蓄電池の劣化低減は非常に重要な課題の１つとなっている。また、蓄電池の充放電動作には化学反応が伴うため、利用する化学物質が反応できる適当な温度範囲にある必要があり、低温になり過ぎると電解液の電気伝導度が急速に下がってしまい、充電や放電の性能が低下するなど、従来の性能を発揮することができなくなるという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵装置は、食品を保存する１つ以上の冷蔵室と、電力を充放電する蓄電池と、前記蓄電池を保管する蓄電室と、例えば温度センサによる温度の監視や、電流センサによる充放電状況の監視や、蓄電池内のＩＣと通信することによる蓄電池内部の状況や使用履歴の監視など前記蓄電池の状態を監視する蓄電池監視手段と、前記冷蔵室及び前記蓄電室の温度を調節する例えば圧縮機、熱交換器、冷却ファン、ダンパ、ヒータ等などによる温度調節手段と、前記蓄電池の充放電の制御及び前記温度調節手段の制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は蓄電池の充放電の制御を行うとともに、前記蓄電池監視手段により蓄電池の例えば充放電量、残量、発熱量、電池温度などの状態を監視することで、前記温度調節手段にて前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室の温度制御を行うことで、蓄電池の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池の充放電に
伴う発熱による温度上昇を抑えることにより蓄電池の発熱及び高温での使用による劣化を低減させる。また、外気温が低い場合であっても低温下での使用を防ぐことができるので蓄電池本来の性能を発揮させることができる。

本発明の冷蔵装置は、蓄電池の特性および充放電量や残量や発熱量や電池温度に合わせて、蓄電池を収納しておく蓄電室の温度を調節することで、蓄電池の発熱を吸収し、蓄電池の充放電に適した温度で使用することができるので、蓄電池本来の性能を発揮させることができ、蓄電池の劣化を低減させることができる。

本実施の形態における蓄電室を備えた冷蔵装置の構成の図 本実施の形態における冷蔵装置の構成例の図 本実施の形態における冷蔵装置の回路接続例の図 本実施の形態における蓄電室の温度制御のフローチャート 本実施の形態における蓄熱材を設けた冷蔵装置の構成例の図 本実施の形態における切替手段を備えた冷蔵装置の回路接続例の図

第１の発明は、食品を保存する１つ以上の冷蔵室と、電力を充放電する蓄電池と、前記蓄電池を保管する蓄電室と、例えば温度センサによる温度の監視や、電流センサによる充放電状況の監視や、蓄電池内のＩＣと通信することによる蓄電池内部の状況や使用履歴の監視など、前記蓄電池の状態を監視する蓄電池監視手段と、前記冷蔵室及び前記蓄電室の温度を調節する例えば圧縮機、熱交換器、冷却ファン、ダンパ、ヒータ等などによる温度調節手段と、前記蓄電池の充放電の制御及び前記温度調節手段の制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は蓄電池の充放電の制御を行うとともに、前記蓄電池監視手段により蓄電池の例えば充放電量、残量、発熱量、電池温度などの状態を監視することで、前記温度調節手段にて前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室の温度制御を行うことで、蓄電池の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることにより蓄電池の発熱及び高温での使用による劣化を低減させることができるようになる。また、外気温が低い場合であっても低温下での使用を防ぐことができるので蓄電池本来の性能を発揮させることができるようになる。

第２の発明は、特に第１の発明の制御手段は、前記蓄電池を使用しない間、前記温度調節手段により前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室を蓄電池の自己放電を抑制する温度に調節することで、蓄電池が長期に未使用の場合であっても経年変化による劣化を低減することができるようになる。

第３の発明は、特に第１または第２の発明の制御手段は、前記蓄電池監視手段による前記蓄電池の使用回数や使用時間などによる蓄電池の発熱量等の変化に応じて、前記温度調節手段により前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室の温度を調節することで、蓄電池の使用状況に合わせ適切な温度下で使用することができるようになる。

第４の発明は、特に第１から第３のいずれか１つの発明に加えて前記蓄電室の蓄電池を設置する場所に蓄熱材を設けることで、蓄電池の発熱を吸熱することにより急激な温度変化を防止することで高温下での使用による劣化の低減を行うことができるようになる。

第５の発明は、特に第１から第４のいずれか１つの発明の前記蓄電室はこの冷蔵装置本体の上部の空間に配置することで、ユーザの手の届きにくく、使用していない空間を有効利用することで、空間の有効利用及び安全性の確保することができるようになる。

第６の発明は、特に第１から第４のいずれか１つの発明の前記蓄電室はこの冷蔵装置本体の底部の空間に配置することで、ユーザの手の届きにくく、使用していない空間を有効利用することで、空間の有効利用及び安全性の確保し、さらに低重心になることで設置の安定性を高めることができるようになる。

第７の発明は、特に第１から第６のいずれか１つの発明の前記蓄電室は、蓄電モードと冷蔵モードを切り替える切替手段を備えることで蓄電室の蓄電池を使用しないときに冷蔵室として利用することが可能な構成とすることができるようになる。

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。尚、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における蓄電室を備えた冷蔵装置１００の構成を示している。

冷蔵装置１００は、食品を保存する冷蔵室１０１と、電力を充放電する蓄電池１０２と、前記蓄電池１０２を保管する蓄電室１０３とを備えている。また、例えば温度センサによる温度の監視や、電流センサによる充放電状況の監視や、蓄電池１０２本体内部の制御ＩＣと通信することによる蓄電池１０２内部の状況や使用履歴の監視など、前記蓄電池１０２の状態を監視する蓄電池監視手段１０４を備えている。また、前記冷蔵室１０１及び前記蓄電室１０３の温度を調節する例えば冷凍サイクル（圧縮機、熱交換器など）、冷却ファン、ダンパ、ヒータ等などによる温度調節手段１０５と、前記蓄電池１０２の充放電の制御及び前記温度調節手段１０５の制御を行う制御手段１０６を備えている。また、前記制御手段１０６は蓄電池１０２の充放電の制御を行うとともに、前記蓄電池監視手段１０４により蓄電池１０２の例えば充放電量、残量、発熱量、電池温度などの状態を監視することで、前記温度調節手段１０５にて前記蓄電池１０２の特性に合わせて前記蓄電室１０３の温度制御を行う。また、蓄電池１０２の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池１０２の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることにより蓄電池１０２の発熱及び高温での使用による劣化を低減させる構成とすることができる。また、外気温が低い場合であっても低温下での使用を防ぐことができるので蓄電池１０２本来の性能を発揮させることができる。

次に冷蔵装置１００の各構成要素について説明する。ここで図２は冷蔵装置１００の構成例を示しており、図２の冷蔵装置１００の例は、主に冷蔵装置１００の内部の構成の概要例を示したものである。

冷蔵室１０１は、例えば図２に示すように、一般的な市販の冷蔵庫と同様に食品などを出し入れするための扉部を前面に設け開閉可能な構成とする。また、温度調節手段１０５である冷蔵室１０１の温度を計測するサーミスタなどの冷蔵室温度センサと、この冷蔵室温度センサの情報から制御手段１０６の制御によって冷蔵室１０１を所定の温度に冷保つように冷却を行うための圧縮機、冷却器及び冷却ファン等の冷凍サイクルを備える構成とする。また、食品を保存する空間は、断熱材で囲むことで外気温度の影響を少なくする。なお、本実施の形態の冷蔵室１０１では一般的な市販の冷蔵庫の構成を例として冷蔵装置の構成例を示しているが、温度調節手段１０５にペルチェ効果を利用した冷却方法を用いた構成など他の温度調節の手段による構成であっても構わない。また、本実施の形態の例では、冷蔵室を１つ設けた構成を説明しているが、冷凍やチルドや野菜保管など保存温度のことなる冷蔵室を複数設けるように構成しても構わない。

蓄電池１０２は、夜間電力などの商用電力あるいは、太陽光／燃料電池／風力などを利用して発電された電力を蓄えて、電力需要が大きい日中や停電時に蓄えた電力を放電し使用する家庭用の蓄電池であり、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池などの充放電が可能な蓄電池（二次電池とも呼ばれる）である。用途としては電力需要の平滑化及び停電時の非常用の電源として、冷蔵庫の消費電力や想定動作時間から必要とされる容量を計算することができる。例えば、１２０Ｗｈの冷蔵庫で１６時間動作させるためには、約２ｋＷｈの充放電が可能な蓄電池が必要となる。一般的に、リチウムイオン電池やニッケル水素電池や鉛電池などの充放電が可能な蓄電池は充放電時に発熱を伴い、さらに発熱した状態で充放電を続けることによる高温状態で使用すると熱の影響により蓄電池の劣化が進行しやすくなり、電解液が漏出する危険性も発生する。また、蓄電池の充放電動作は、利用する化学物質が反応できる適当な温度範囲にある必要があり、低温になり過ぎると、電気伝導度が急速に下がってしまい、従来の性能を発揮することができなくなる。このため使用する蓄電池の特性に合わせて、使用温度の範囲にしておく必要がある。例えば、一般的な電解液を利用するリチウムイオン電池の場合は、０℃〜４０℃にする必要がある場合が多い。

蓄電室１０３は、蓄電池１０２が蓄電室１０３の内部に収納されるような空間を有しており、蓄電池監視手段１０４である蓄電室１０３の温度を計測する温度センサと、温度調節手段１０５である冷蔵室１０１からの冷気を取り入れて蓄電室１０３の温度を調節する蓄電室ダンパと、蓄電室１０３の温度低下を防ぐための蓄電室ヒータを備える構成としている。また、冷蔵室１０１と同様に外気温からの影響を少なくするために周囲を断熱材で覆っている。このように構成することで、例えば蓄電室１０３の温度を蓄電池１０２の特性に合わせて予め温度の範囲を制御手段１０６に設定しておくことで、制御手段１０６は、蓄電池監視手段１０４の情報から温度調節手段１０５である蓄電室ダンパ及びヒータを制御することにより、蓄電室１０３の温度制御を行うことができるようになる。また、制御手段１０６の蓄電室１０３の設定温度については、ユーザが指定できるように入力手段を設けるようにすることで、ユーザが蓄電室に設置している蓄電池に合わせて柔軟に設定するように構成することも可能である。

蓄電池監視手段１０４は、例えばサーミスタなどの温度センサであり、蓄電池１０２や蓄電室１０３に備えることにより、蓄電池１０２または蓄電池１０２の周囲温度である蓄電室１０３の温度の監視を行うことができる。蓄電室１０３の温度を監視することによって、制御手段１０６により温度調節手段１０５の制御を行うことができるので、蓄電室１０３を目標とする温度に調節することができるようになる。

また、蓄電池１０２の充放電のための回路（例えば図３のＳＷ２のような位置）に電流センサを備えることにより、蓄電池１０２充放電状況の監視を行うことができる。蓄電池１０２の充放電状況の監視を行うことにより、制御手段１０６は、充電量及び放電量から蓄電池１０２の発熱されることを予測することができる。例えば、蓄電池の充電の効率が８０％の場合であれば、充電時に２０％が熱に変わると予測することができるので、発熱量を算出することができる。このため、蓄電室１０３の温度が上がる前から、温度上昇を予測して、温度調節手段１０５を動作させて蓄電室１０３の温度を安定させるように制御することができるようになる。

また、蓄電池１０２が、例えばリチウムイオン電池のように、充放電の安全性を保つために充放電を監視するためのＩＣが内蔵されている場合は、蓄電池に内蔵されているＩＣと制御手段１０６を通信することにより、蓄電池１０２の蓄電池監視手段１０４として利用することで、蓄電池の例えば使用回数や充放電状況などより詳細な状態を把握して、制御手段１０６で扱うことができるようになる。蓄電池１０２の使用回数を把握することで、例えば使用回数による充電時及び放電時の効率の低下を予測することができるので、前
述の電流センサによる発熱量の算出の精度を高めることができる。また、蓄電池のＩＣから充放電の状況を把握することによって、電流センサを新たに備える代用として利用することでより安価に構成することができるようになる。

温度調節手段１０５は、冷蔵室１０１及び蓄電室１０３の温度を調節するために必要となる構成であり、例えば設定された目標の温度に調節するためのサーミスタなどの温度センサ、目標の温度に調節するための冷蔵室１０１や蓄電室１０３の温度調節を行う冷凍サイクル（圧縮機、熱交換器）、冷却ファン、ダンパ、ヒータ等から構成する。図２の例では、冷蔵室１０１を冷却するための構成として、冷凍サイクル（圧縮機、熱交換器）、冷却ファンが備えられており、蓄電室１０３を冷却するための、冷蔵室１０１の冷気を取り込むための蓄電室ダンパと、外気温が低すぎる場合など温度低下を防ぐための蓄電室ヒータが備えられている。蓄電池監視手段１０４の蓄電室温度センサ及び、温度調節手段１０５の冷蔵室温度センサの温度値により、圧縮機、冷却ファン、ダンパ、ヒータの制御を制御手段１０６にて行うことで、冷蔵室１０１及び蓄電室１０３の温度の調節を行う。

制御手段１０６は、例えば、ＣＰＵ、メモリで構成されており、蓄電池監視手段１０４及び温度調節手段１０５からのセンサ情報を受け取り、温度調節手段１０５の圧縮機、冷却ファン、ダンパ、ヒータ等の制御を行う。温度制御の内容としては、フィードバック制御の一種である入力値の制御を出力値と目標値との偏差、その積分、および微分の３つの要素によって行うＰＩＤ制御等のような予測制御を行うことでより安定した温度制御を行うようにすることができる。なお、温度制御に関する構成の詳細に関しては、従来から多くの提案がなされており、冷蔵装置の構成に合わせてどのような構成を利用しても構わない。また、例えば図３のＳＷ１及びＳＷ２のような電源と蓄電池１０２の接続構成とすることで、例えばＳＷ１及びＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御することで蓄電池１０２の充放電の制御を行うように構成することができる。なお制御手段１０６のＣＰＵは、モータ制御機能やタイマー機能やウォッチドック機能などさまざまな機能を有するものが存在するので、構成内容に合わせて選択することが必要である。他にも、構成としてはＣＰＵ、メモリを１つにした１チップマイコンや、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等の他の制御可能なものであっても構わない。

次に、冷蔵装置１００の電気的な回路の接続例について図３を用いて説明する。

なお、この図３の冷蔵装置の回路の接続例は、冷蔵装置１００の特徴を説明するための概念的な回路接続の図であり、抵抗やコンデンサや安全装置など実際の回路で必要とされる部品等については省略している。

商用電源であるＡＣ１００Ｖが電源回路により整流された電流が、制御手段１０６のＳＷ１を介して、圧縮機モータ制御回路に接続しており、さらに蓄電池１０２が、制御手段１０６のＳＷ２を介して、圧縮機モータ制御回路に接続している。制御手段１０６の制御回路からＳＷ１をＯＮすることで商用電源の電力を使用して圧縮機モータを動作させることと、制御手段１０６の制御回路からＳＷ２をＯＮすることで蓄電室１０３に収納している蓄電池１０２の電力を使用して圧縮機モータを動作させることができる。また、制御手段１０６の制御回路からＳＷ１及びＳＷ２をＯＮすることで蓄電池１０２への充電を行うことができる構成とすることで、制御手段１０６である制御回路で蓄電池１０２の充放電の制御を行う。

また、蓄電池監視手段１０４である蓄電室温度センサのセンサ値及び、温度調節手段１０５である冷蔵室温度センサのセンサ値は、制御手段１０６である制御回路に入力している。

制御手段１０６である制御回路は、温度調節手段１０５である圧縮機モータ制御回路及び蓄電室ダンパ及び冷却ファン及び蓄電室ヒータの動作制御を行う。

次に、図４の蓄電室の温度制御のフローチャートを用いて、蓄電室１０３の温度制御の流れについて説明する。なお、冷蔵装置１００は図２及び図３の構成として説明する。

蓄電室１０３の温度制御の流れは、ステップＳ４０１から動作を開始する。ステップＳ４０１では、蓄電室１０３の目標温度の設定を行う。ここで目標温度とは、蓄電池１０２の特性に合わせた使用条件の温度であり、例えば蓄電池１０２の推奨使用温度があればその推奨使用温度に設定し、推奨使用温度などが不明であれば、蓄電池１０２の使用可能な温度範囲から、例えば使用温度範囲が０℃〜４０℃の場合であれば、中間値である２０℃程度に設定する。また蓄電池１０２を製造したメーカーに問い合わせて設定しても構わない。目標温度は制御手段１０６のマイコンソフトに記録しておくことや、外付けのフラッシュメモリなどに記録しておくことで、制御手段１０６にて温度制御時に参照するように構成する。他にもＤＩＰスイッチなどによってユーザが外部から目標温度を設定可能な構成にすることでより、蓄電池１０２が交換された場合であっても交換後の蓄電池１０２の特性に合わせて制御手段１０６のソフトウェアを変更せずに柔軟に利用することができるようになる。

次にステップＳ４０２では、蓄電池監視手段１０４より、蓄電室１０３の温度の取得を行う。本フローチャート例では蓄電池監視手段１０４として、蓄電室１０３の温度を測定する温度センサを蓄電室１０３に備えているものとしているが、他にも蓄電池１０２に温度センサを備えることで、蓄電池１０２の温度を測定することでも同様に蓄電室１０３の温度制御を行うことができる。

ステップＳ４０３では、ステップＳ４０１で設定した目標温度とステップＳ４０２の蓄電池監視手段１０４で取得した現在温度とを比較する。［現在温度＋α＞目標温度］の場合はステップＳ４０４へ遷移する。ここでαは、蓄電室１０３の温度が目標温度よりもα℃乖離した場合に冷却運転するための係数であり、蓄電池１０２や冷却の構成に合わせて、例えば１０℃など任意の値に決めておく。［現在温度＋α＞目標温度］でなければステップＳ４０５へ遷移する。

ステップＳ４０４では、蓄電室１０３の温度を下げるために温度調節手段１０５である蓄電室ダンパを開けることで、冷蔵室１０１の冷気を取り入れる。ここで、冷蔵室１０１の温度は冷蔵温度として、蓄電室１０３の目標温度よりも低い温度に設定されているとして説明している。しかし、蓄電室１０３の目標温度が、冷蔵室１０１の設定されている温度よりも低い場合は、冷凍サイクルを蓄電室１０３に備える等の構成変更を行うことで対応可能である。

ステップＳ４０５では、蓄電室ダンパを閉じた状態にする。ここで、設定温度やαの値及び本冷蔵装置の構成や冷蔵室ダンパの応答性能によっては、ステップＳ４０４とステップＳ４０５の状態が交互に生ずるような発信状態になる場合があるので、その場合は、蓄電室ダンパの開閉を行った場合は所定の時間、開閉動作の変更を行わない等の発信状態の防止策を行うようにする。

ステップＳ４０６では、ステップＳ４０１で設定した目標温度とステップＳ４０２の蓄電池監視手段１０４で取得した現在温度とを比較する。［現在温度−β＜目標温度］の場合はステップＳ４０７へ遷移する。ここでβは、蓄電室１０３の温度が目標温度よりもβ℃乖離した場合に暖房運転するための係数であり、蓄電池１０２やヒータの構成に合わせて、例えば２０℃など任意の値に決めておく。［現在温度−β＜目標温度］でなければス
テップＳ４０８へ遷移する。

ステップＳ４０７では、蓄電室１０３の温度を上げるために温度調節手段１０５である蓄電室ヒータを動作させることで、蓄電室１０３を暖める。

ステップＳ４０８では、蓄電室ヒータをＯＦＦにする。ステップＳ４０５での説明同様に、蓄電室ヒータのＯＮ／ＯＦＦの状態が繰り返し行われる場合は、所定の時間ＯＮ／ＯＦＦの制御を行わないようにすることや、ＯＮ時とＯＦＦ時のβの値を変更するなどによって防止することができる。

なお本フローチャートでは、目標温度と現在温度を単純に比較して、蓄電室１０３の冷却及び加熱を行う流れを説明したが、先述のようにＰＩＤ制御などの現在温度の温度変化などの時間的な変化を利用した温度制御を行うことでより安定した蓄電室１０３の温度制御を行うようにすることができる。

このように構成することで、制御手段１０６はＳＷ１及びＳＷ２を介して蓄電池１０２の充放電の制御を行うとともに、蓄電池監視手段１０４である蓄電室温度センサの値により、温度調節手段１０５である蓄電室ダンパにて蓄電池１０２の特性に合わせて蓄電室１０３の温度制御を行うことで、蓄電池１０２の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池１０２の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることにより蓄電池１０２の発熱及び高温での使用による劣化を低減させるようにすることができるようになる。また、蓄電室１０３の温度が低い場合は、温度調節手段１０５である蓄電室ヒータを動作させることにより、蓄電池１０２の使用温度に保つことで、外気温が低温であっても使用することができるようになる。

なお本実施の形態では商用電源としてＡＣ１００Ｖを例としているがＤＣ（直流）による給電やＡＣ２２０Ｖなど他の電圧であっても入力される電源に応じて電源回路を構成することで同様の効果を得ることが可能である。

また、蓄電池は周囲温度が高くなるほど自己放電率が高くなる性質があるので、例えば、蓄電池監視手段１０４の充放電の電流の監視を行うことで、３時間など所定の期間以上、蓄電池１０２を使用していない場合は、蓄電池１０２の特性に合わせて、前記蓄電室１０３の目標温度を所定の温度に下げることで蓄電池１０２の自己放電を抑制し、蓄電池が長期に未使用の場合であっても経年変化による劣化を低減することができるようになる。また、例えば時間帯別電灯契約のような時間帯別に変化する電力料金を契約している家庭では、予め深夜の時間帯に充電して、電気料金が高くなる日中に放電するように、予め充電する時間帯及び放電する時間帯が決まっている。このような場合には、例えば夜間に蓄電池１０２を充電した後、放電予定の時刻まで間、蓄電室１０３の目標温度を所定の温度に下げることで、自己放電を抑制し、さらに放電予定時刻に元の所定の目標温度になるように制御することにより、使用時と保存時の周囲温度を制御することで蓄電池の劣化を低減することができるようになる。また、予め充放電の時間帯が決まっていない場合であっても、前日までの充放電の使用履歴を制御手段１０６に記憶しておくことで、前日までの履歴を参考にすることで、充電する時間帯及び放電する時間帯を予測することも可能である。

また、蓄電池監視手段１０４による蓄電池の使用回数や使用時間などによる蓄電池１０２の状況から、放電時の蓄電池１０２の発熱量を例えばデータベースとして制御手段１０６内に保持しておくことで、蓄電池の使用回数や使用時間などにより制御手段１０６にて蓄電池１０２の発熱量を予測することができるので、例えば１００ｋＷ／時の発熱量が発生するのであれば、１００ｋＷ／時の発熱量分の冷却動作を温度調節手段１０５により行
うことで、蓄電池１０２の特性に合わせた蓄電室１０３の温度調節を行い、適切な温度制御を行うように構成することができるようになる。

また、例えば図５に示すような、蓄電室１０３の蓄電池１０２を設置する場所に蓄熱材５０７を設けることで、蓄電池１０２の発熱を吸熱することにより急激な温度変化を防止することで高温下での使用による劣化の低減を行うことができるようになる。ここで蓄熱材５０７は、吸熱及び蓄熱性を有する材料からできたものであり、使用温度や環境等により素材及び容量を選定する。また、例えば蓄熱材の融点を蓄電池１０２の目標温度＋α程度のものを選定しておくことで、蓄電池１０２が所定の温度以上になった場合に、蓄熱材が溶解するときに熱を奪うことを利用することでより効果的に急激な温度変化を防止することができるように構成することができる。ここで、所定の温度とは、蓄電池の温度変化を少なくしたい温度帯であり、例えば蓄電池の使用範囲の上限値とすることで、蓄電池１０２の温度が上限値を超えそうになった場合に、温度変化の防止効果をえるように構成することができるようになる。

また、蓄電室１０３をこの冷蔵装置本体の上部の空間に配置することで、ユーザの手の届きにくく、従来の冷蔵庫と天井の間のような、使用していない空間を有効利用することで、空間の有効利用及び安全性の確保を行うことができるようになる。

また、蓄電室１０３はこの冷蔵装置本体の底部の空間に配置することで、ユーザの手の届きにくく、使用していない空間を有効利用することで、空間の有効利用及び安全性の確保を行い、さらに蓄電池１０２の重量によって、低重心になることで設置の安定性を高めることができるように構成することができる。

また、例えば図６に示すような、蓄電モードと冷蔵モードを切り替える切替手段６０８を備えることで、切替手段６０８の状態によって、蓄電モードに設定されている場合は、制御手段１０６の蓄電室１０３の目標温度を蓄電池１０２の使用温度に合わせた設定値にし、冷蔵モードに設定されている場合は、冷蔵として必要とされる目標温度に設定することで、蓄電室１０３を、蓄電池１０２を使用しないときにユーザが任意に冷蔵室１０１として利用することが可能な構成とすることができるようになる。

また、図示はしていないが、一般的な操作の手段としてインターフェースを備えることで、冷蔵装置１００をユーザが操作するための入力手段や、冷蔵装置１００の運転状況などの状態をユーザに伝えることができるので利便性を高めることができる。例えば、操作を入力するためには、スイッチやタッチパネルなどであり、表示するためには、液晶画面やＬＥＤを利用することができる。他にも無線通信機能を備えることで、パソコンとの無線通信を行いパソコンからの運転操作や設定及び状況の把握を行うことができるようになる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵装置は、蓄電池を収納する蓄電室を備え、蓄電池の特性及び使用状態に合わせて、蓄電室の温度調整をすることで、蓄電池の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることにより蓄電池の発熱及び高温での使用による劣化を低減させる。また、外気温が低い場合であっても低温下での使用を防ぐことができるので蓄電池本来の性能を発揮させることができるので、一般家庭及び業務用として使用可能な冷蔵庫や冷凍庫や冷蔵冷凍庫や保冷庫やショーケースなどで利用することができる。

１００ 冷蔵装置
１０１ 冷蔵室
１０２ 蓄電池
１０３ 蓄電室
１０４ 蓄電池監視手段
１０５ 温度調節手段
１０６ 制御手段

Claims (7)

1. 食品を保存する１つ以上の冷蔵室と、電力を充放電する蓄電池と、前記蓄電池を保管する蓄電室と、前記蓄電池の状態を監視する蓄電池監視手段と、前記冷蔵室及び前記蓄電室の温度を調節する温度調節手段と、前記蓄電池の充放電の制御及び前記温度調節手段の制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は蓄電池の充放電の制御を行うとともに、前記蓄電池監視手段により蓄電池の状態を監視することで、前記温度調節手段にて前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室の温度制御を行うことで、蓄電池の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることを特徴とする冷蔵装置。
2. 前記制御手段は、前記蓄電池を使用しない間、前記温度調節手段により前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室を蓄電池の自己放電を抑制する温度に調節する請求項１に記載の冷蔵装置。
3. 前記制御手段は、前記蓄電池監視手段による前記蓄電池の状況に応じて、前記温度調節手段により前記蓄電池の特性に合わせて前記蓄電室の温度を調節する請求項１または請求項２に記載の冷蔵装置。
4. 前記蓄電室の蓄電池を設置する場所に蓄熱材を設けることで、蓄電池の急激な温度変化を防止する請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷蔵装置。
5. 前記蓄電室はこの冷蔵装置本体の上部の空間に配置する請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵装置。
6. 前記蓄電室はこの冷蔵装置本体の底部の空間に配置する請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵装置。
7. 前記蓄電室は、蓄電モードと冷蔵モードを切り替える請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷蔵装置。