JP2012087952A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 二元冷凍サイクルを搭載した冷蔵冷凍庫の第２蒸発器の除霜時に、不要な除霜回数を減らし、より省エネに優れた冷凍冷蔵庫を提供する。
【解決手段】 本発明の冷凍冷蔵庫は、冷蔵室と、冷凍室と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて冷蔵室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて冷凍室を冷却する第２蒸発器と、第１冷凍サイクルの低温部と第２冷凍サイクルの高温部との間で熱交換を行う中間熱交換器と、制御部と冷蔵室の温度、冷凍室の温度、冷凍冷蔵庫の周囲温度及び第２蒸発器の蒸発温度を検知する複数の温度検知手段とを備えた冷凍冷蔵庫において、制御部は、温度検知手段に基づく不定時除霜と、冷凍冷蔵庫の運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法の組み合わせにより第２蒸発器の除霜を行うことを特徴としている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、２元冷凍サイクルを搭載した冷凍冷蔵庫及びその運転方法に関する。

２元冷凍サイクルを用いた冷凍冷蔵庫は、主に大型の業務用で採用されていたが、近年、家庭用にも採用されるようになった。その背景として圧縮機を２個使用することで、２個の圧縮機をそれぞれ冷蔵室、冷凍室にそれぞれ独立した系統とし、冷蔵室と冷凍室を独立の室とすることができ、従来、冷蔵室に貯蔵されていた食品、野菜等の水分が冷凍室に入ることが無くなり、これによる着霜が少なくなった。

一方、冷凍室の蒸発器に着霜した霜の除霜には、蒸発器の下側にヒータを配置して、ヒータの熱により、蒸発器に付着した霜の除霜を行う方法がある。この除霜には、２種類の方法があり、蒸発器の温度検知手段に基づいた不定時除霜と所定の運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法がある。

たとえば、特開平７−７１８５７号公報（特許文献１）には、冷凍室用エバポレータの除霜を、不定時除霜で行うことが記載されている。具体的には、中央部に冷凍室を配置すると共にその冷凍室の上下に冷凍室より高い設定温度の貯蔵室を配置して成る冷蔵庫本体を備え、冷凍室及び各貯蔵室の温度制御をそれぞれ独立した系統の冷凍室用冷凍サイクル及び貯蔵室用冷凍サイクルにより行うようにした冷蔵庫である。そして、冷凍室用冷凍サイクルが有する冷凍室用エバポレータ及び貯蔵室用冷凍サイクルが有する貯蔵室用エバポレータを冷凍室の奥方部に左右に隣接させて配置すると共に、冷凍室用エバポレータの除霜を、加熱手段（除霜ヒータ、或いはコンプレッサからのホットガス）による不定時除霜である強制除霜方式により行うことが記載されている。

また、特開２００２−６２０２６号公報（特許文献２）には、定時除霜で行うことが記載されている。具体的には、圧縮機の所定の運転積算時間ごとに除霜運転モードを実行する。

特開平７−７１８５７号公報 特開２００２−６２０２６号公報

しかしながら、これまでの２元冷凍サイクルは、前記二つの除霜方法を効率的に組み合わせたものではなかった。上述の特許文献１に開示された除霜方法は、冷凍室用エバポレータの除霜を、加熱手段による不定時除霜である強制除霜方式により行っている。そのため、除霜により上昇した庫内温度から通常の庫内温度に戻る迄の時間が長くかかり、電気代が嵩む欠点がある。また、上述の特許文献２に開示された除霜方法は、圧縮機の所定の運転積算時間ごとに除霜運転モードを実行するので、着霜の量の有無にかかわらず除霜するので、電気代が嵩む欠点がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、定時除霜と不定時除霜を組み合わせて行うこととにより、頻繁な除霜を回避し、かつ不要な除霜を抑えることを目的とする。

前記課題を解決するため本発明に係わる冷凍冷蔵庫は、貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、貯蔵物を冷凍保存する冷凍室と、第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、第１冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷蔵室を冷却する第１蒸発器と、第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、第２冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷凍室を冷却する第２蒸発器と、第１冷凍サイクルの低温部と第２冷凍サイクルの高温部との間で熱交換を行う中間熱交換器と、制御部と、前記冷蔵室の温度、前記冷凍室の温度、前記冷凍冷蔵庫の周囲温度及び前記第２蒸発器の蒸発温度を検知する複数の温度検知手段とを備えた冷凍冷蔵庫において、前記制御部は、前記温度検知手段に基づく不定時除霜と、前記冷凍冷蔵庫の運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法の組み合わせにより前記第２蒸発器の除霜を行うことを特徴としている。

本発明によれば、温度検知手段による温度値に基づいた不定時除霜と運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法を用いることにより、効率的に除霜を行うことが可能である。

本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の側面断面図及び制御構成図。 本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の２元冷凍サイクルの全体構成図。 本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫のある周囲温度条件において安定した運転状態での第２圧縮機の回転数と、不定時除霜所定温度差ΔＴｃ及び、冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆの相関図。 本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の定時除霜と不定時除霜のタイミングチャート。

以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の側面断面図及び制御構成図である。冷凍冷蔵庫１の本体部は断熱箱体３を有している。断熱箱体３の上部には貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室２が配される。冷蔵室２の前面は回動式の冷蔵室扉２ａにより開閉される。
冷蔵室２の下方には断熱壁７を介して、貯蔵物を冷凍保存する冷凍室４が配される。冷凍室４の前面は引き出し式の冷凍室扉４ａにより開閉される。

断熱壁７は断熱箱体３の周壁（上壁、底壁、側壁及び背壁）と同等レベルの断熱性能を
持たせている。これにより、冷蔵室２と冷凍室４との間の熱交換が抑制される。

冷凍室４の下部後方には第１圧縮機１１と第２圧縮機２１が配される機械室５が設けられる。第１、第２圧縮機１１、２１によって詳細を後述する第１冷凍サイクル１０、第２冷凍サイクル２０（図２参照）がそれぞれ運転される。

冷蔵室２の背面には第１圧縮機１１に接続される第１蒸発器１４が配され、第１蒸発器
１４の上方には冷蔵室送風機１５が配される。冷凍室４の背面には第２圧縮機２１に接続
される第２蒸発器２４が配され、第２蒸発器２４の上方には冷凍室送風機２５が配される
。

第１蒸発器１４と熱交換して冷却された冷気は冷蔵室送風機１５により冷蔵室２に吐出
される。該冷気は冷蔵室２内を流通し、第１蒸発器１４に戻る。これにより、冷蔵室２が
冷却される。第２蒸発器２４と熱交換して冷却された冷気は冷凍室送風機２５により冷凍
室４に吐出される。冷凍室４に吐出された冷気は冷凍室４内を流通し、第２蒸発器２４に
戻る。これにより、冷凍室４が冷却される。

また、第２蒸発器２４の底面の直下に、ガラス管ヒータを用いた除霜ヒータ８を備えている。第２蒸発器２４に着霜した場合に、除霜ヒータ８で第２蒸発器２４を下から温めることで、除霜を行う。

冷凍冷蔵庫１には電装回路からなる電装組品（不図示）が、機械室５内に配置されている。電装組品に制御部６が設けられている。

冷凍冷蔵庫１の制御部６は、冷凍冷蔵庫１近傍の周囲温度の温度検知手段Ｔ１、冷蔵室温度の温度検知手段Ｔ２、第１蒸発器の温度検知手段Ｔ３、冷凍室温度の温度検知手段Ｔ４、第２蒸発器の温度検知手段Ｔ５と第１圧縮機１１の制御手段Ｅ１、第２圧縮機２１の制御手段Ｅ２と冷蔵室送風機１５の制御手段Ｆ１、冷凍室送風機２５の制御手段Ｆ２から構成されている。

温度検知手段Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５については、サーミスタ等の温度センサー等で温度を測定し、制御部に入力している。第１圧縮機制御手段Ｅ１と第２圧縮機制御手段Ｅ２については、インバータにより制御を行い、冷蔵室送風機制御手段Ｆ１と冷凍室送風機制御手段Ｆ２は、送風機への通電を変化させて送風機の回転数を制御する。

冷蔵室温度検知手段Ｔ２と冷凍室温度検知手段Ｔ４については、サーミスタを用い、サーミスタホルダーにサーミスタを固定し、サーミスタホルダーはそれぞれ冷蔵室２と冷凍室４の内面に固定されている。第１蒸発器温度検知手段Ｔ３は、第１蒸発器１４の熱交換するフィンにサーミスタホルダーが固定され、サーミスタホルダーにサーミスタが固定されている。と第２蒸発器温度検知手段Ｔ５については、第２蒸発器２４の熱交換するフィンにサーミスタホルダーが固定され、サーミスタホルダーにサーミスタが固定されている。

図２は、本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の２元冷凍サイクルの全体構成図である。冷凍冷蔵庫１の冷凍サイクル３０は、第１冷凍サイクル１０と第２冷凍サイクル２０が中間熱交換器３１により連結されたカスケード式の二元冷凍サイクルになっている。図２において高温冷凍サイクル１０の冷媒の流れを実線の矢印（Ｐ方向）で示し、低温冷凍サイクル２０を破線の矢印（Ｑ方向）で示している。一方は、第１圧縮機１１、第１放熱器１２、第１膨張装置１３、第１蒸発器１４と中間熱交換器３１の第１熱交換部３１ａとで、高温冷凍サイクル１０を構成する。他方は、第２圧縮機２１、第２放熱器２２、第２膨張装置２３、第２蒸発器２４と中間熱交換器３１の第２熱交換部３１ｂとで、低温冷凍サイクル２０を構成する。第１熱交換部３１ａと第２熱交換部３１ｂとは、隣接して形成され、互いに境界壁を介して熱交換可能に形成され、冷凍冷蔵庫１の断熱箱体３の断熱材９に埋め込まれている。

中間熱交換器３１は、断熱箱体３（図１参照）の背壁に埋設された内管と外管とを有する二重管から成り、上下方向に延びて下端で屈曲するＵ字管に形成される。二重管の内管を第１冷媒が流通して第１熱交換部３１ａを形成し、外管を第２冷媒が流通して第２熱交換部３１ｂを形成する。第１熱交換部３１ａは図示していないが、冷媒流入口及び冷媒流出口が上端に形成される。第２熱交換部３１ｂも図示していないが、同様に冷媒流入口及び冷媒流出口が上端に形成され、第１熱交換部３１ａと冷媒の流通方向が逆方向になっている。

なお、高温冷凍サイクル１０の第１放熱器１２と低温冷凍サイクル２０の第２放熱器２２は、図１では図示していないが、冷蔵庫の周囲の空気中へ放熱できるように、冷凍冷蔵庫１の断熱箱体３の背面や側面を覆う金属板である外箱板３２などに固定して取り付けられている。

本実施形態において、第１、第２冷媒にイソブタン等の同じ冷媒を用いている。
図１と図２において、第１圧縮機１１を圧縮機制御手段E1で運転すると、高温冷凍サイクル１０の冷媒が、第１圧縮機１１で圧縮された後、第１放熱器１２に流入し、ここで周囲空気に熱を奪われて凝縮する。第１放熱器１２で液化した冷媒が、キャピラリチューブから成る第１膨張装置１３へ導かれ、第１膨張装置１３で減圧、膨張し、乾き度が低い低温の湿り蒸気となる。低温の湿り蒸気となった冷媒が、冷凍冷蔵庫１の冷蔵室２に設置した第１蒸発器１４に流入し、ここでファモータ制御手段Ｆ１に制御されている冷蔵室送風機１５により循環されている冷蔵室の冷気から熱を奪って蒸発し、より乾き度の高い湿り蒸気となる。更に、この湿り蒸気状態の冷媒が、中間熱交換器３１の第１熱交換部３１ａ側に導かれ、中間熱交換器３１で第２熱交換部３１ｂの冷媒から、凝縮熱などを奪いながら、蒸発する。蒸発した冷媒ガスが第１圧縮機１１に戻る。

このように、第１圧縮機１１の駆動で第１蒸発器１４と中間熱交換器３１の第１熱交換部３１ａが作動し、冷凍冷蔵庫１の冷蔵室２を冷却すると同時に、図１に示す中間熱交換器３１の第２熱交換部３１ｂからの熱を吸収する。

一方、第１圧縮機１１の運転中に、第２圧縮機２１を圧縮機制御手段Ｅ２で運転すると、低温冷凍サイクル２０の冷媒が第２圧縮機２１で圧縮された後、まず、第２放熱器２２に流入し、ここで周囲空気に放熱して温度が下がる。第２放熱器２２で放熱した冷媒が、中間熱交換器３１の第２熱交換部３１ｂ側に導かれ、中間熱交換器３１で、凝縮熱などを奪われ、凝縮する。凝縮した液体状態の冷媒が、キャピラリチューブから成る第２膨張装置２３に導かれ、第２膨張装置２３で減圧、膨張し、低温の湿り蒸気となる。低温の湿り蒸気となった冷媒が、冷凍冷蔵庫１の冷凍室４に設置した第２蒸発器２４に流入し、ここでファモータ制御手段Ｆ２に制御されている冷凍室送風機２５により循環されている冷凍室４の冷気から熱を奪って蒸発する。第２蒸発器２４から流出した冷媒ガスが、第２圧縮機２１に戻る。

上記構成の冷凍冷蔵庫１において、冷蔵室２及び冷凍室４の冷却時には第１、第２圧縮機１１、２１の駆動によって冷媒管１０ａ、２０ａを第１、第２冷媒が流通する。第１、第２圧縮機１１、２１は第１、第２冷媒を圧縮して高温高圧にし、第１、第２膨張装置１３、２３は第１、第２冷媒を減圧、膨張して低温低圧にする。

従って、第１、第２冷媒が第１、第２圧縮機１１、２１を流出して第１、第２膨張装置１３、２３に流入するまでの間は第１、第２冷凍サイクル１０、２０の高温部となる。第１、第２冷媒が第１、第２膨張装置１３、２３を流出して第１、第２圧縮機１１、２１に流入するまでの間は第１、第２冷凍サイクル１０、２０の低温部となる。

冷凍冷蔵庫１は、運転時において、周囲温度検知手段Ｔ１、冷蔵室温度検知手段Ｔ２、第１蒸発器温度検知手段Ｔ３、冷凍室温度検知手段Ｔ４でそれぞれ冷凍冷蔵庫１の周囲温度、冷蔵室２の室内温度、第１蒸発器１４の蒸発温度、冷凍室４の室内温度を検知する。そして、第１圧縮機制御手段Ｅ１、第２圧縮機制御手段Ｅ２により、第１圧縮機１１と第２圧縮機２１の回転数を制御すると同時に、冷蔵室送風機１５と冷凍室送風機２５を冷蔵室送風機制御手段Ｆ１、冷凍室送風機制御手段Ｆ２で制御し、設定された冷凍室温度と冷蔵室温度と、第１熱交換部３１ａの冷媒の蒸発温度の制御用設定値になるように、運転を行う。

冷凍冷蔵庫１は、運転開始後、第２蒸発器２４の温度が安定運転時の設定冷凍温度（例えば、−２０℃）まで下がり続ける。従って、冷凍室４の室内空気の水分の一部が霜となって第２蒸発器２４に付着する。運転時間が長くなるにつれて、着霜が一定量以上になると、第２蒸発器２４の熱交換効率が悪くなるので、除霜が必要となる。
図３は、本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫のある周囲温度条件において安定した運転状態での第２圧縮機２１の回転数と、不定時除霜所定温度差ΔＴｃ及び、冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆ０の相関図である。

冷凍室４と運転中の第２蒸発器２４との温度差を冷凍室・第２蒸発器温度差とし、ΔＴｆとする。着霜が熱交換性能に影響しない状態での冷凍室・第２蒸発器温度差をΔＴｆ０とする。着霜で第２蒸発器の熱交換性能が悪くなり除霜すべき時の冷凍室・第２蒸発器温度差を不定時除霜所定温度差ΔＴｃとする。着霜が熱交換性能に影響しない状態は、同じ圧縮機回転数においてΔＴｃがΔＴｆ０より温度差が大きい。

着霜が熱交換性能に影響しない状態での冷凍室４と第２蒸発器２４との温度差である冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆ_０が、第２圧縮機２１の回転数の増加につれて大きくなる傾向にあるが、不定時除霜の所定温度差ΔＴｃより小さい。第２圧縮機２１の任意の回転数において、第２蒸発器２４への着霜量が増えると、第２蒸発器２４の熱交換効率が下がり、冷凍室４と第２蒸発器２４との温度差が大きくなる。本発明は、第２圧縮機２１の任意の回転数において、冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆが、不定時除霜所定温度差ΔＴｃより大きくなれば、不定時除霜を開始する温度条件を満たしたものとする。前述したように、不定時除霜の時間条件も満たし、つまり前回より運転積算時間が不定時除霜の所定積算時間を超え、不定時除霜の温度条件も満たしたら、不定時除霜を行う。

一例として、Ｙ点で、冷凍室４の温度が−２０.０℃、第２蒸発器２４の温度が−２７.１℃の場合、冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆは７.１℃となる。この場合の不定時除霜の所定温度差ΔＴｃ_Ｙ＝７.０℃であれば、ΔＴｆ_Ｙ（７.１℃）＞ΔＴｃ_Ｙ（７.０℃）となり、不定時除霜の温度条件となる。
Ｙ点での第２蒸発器２４の状態は、例えば、ΔＴｆ０_Ｙ＝４.０℃、冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆ＝４.０℃なら、着霜が殆ど無く、着霜が熱交換性能に影響しない状態となる。
ΔＴｆ０_Ｙを超え、ΔＴｃ_Ｙ以下なら、着霜が成長しつつある状態であるが、不定時除霜を必要としない。図３で示すΔＴｆ_ＹのようにΔＴｃ_Ｙを超えると着霜が多く、不定時除霜が必要となり、不定時除霜を行う。

また、前述した冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆが不定時除霜の温度条件の判定に用いられる場合、冷凍室４の扉開閉などが殆どなく安定した運転がされている時間幅における複数の冷凍室４と第２蒸発器２４との温度差の平均値が好ましい。一例として、前記時間幅を３０分間または、１時間、あるいは適宜決めてもよい。

また、運転時間の積算に関しては、冷凍室４の扉開閉回数を時間として積算してもよい。この場合、扉開閉回数が多くなる程、扉開閉回数による積算時間は長くなる。運転積算時間は（実際の運転時間＋扉開閉回数による積算時間）となる。

図４は、本発明の実施形態の冷凍冷蔵庫の定時除霜と不定時除霜のタイミングチャートである。
本発明によれば、前記第２蒸発器の定時除霜と不定時除霜の開始判断にそれぞれ第一の所定積算時間Ａと第二の所定積算時間Ｂとを設定し、かつ第一の所定積算時間Ａを第二の所定積算時間Ｂより長く設定すると同時に、前回の除霜より冷凍冷蔵庫の運転積算時間が第一の所定積算時間Ａより小さいと定時除霜を行わないことと、前回の除霜より冷凍冷蔵庫の運転積算時間が第二の所定積算時間Ｂより大きくないと不定時除霜を行わない。第二の所定積算時間Ｂは、前回の除霜で、冷凍室４の室温が上がっているので、すぐに不定時除霜をすると更に冷凍室４の室温があがるので、これを防止し、除霜前の冷凍室４の室温に戻すか、または近づけるための時間である。

冷凍冷蔵庫１の運転開始後あるいは直前の除霜（定時除霜又は不定時除霜のいずれか）より運転積算時間が第一の所定積算時間Ａになると、除霜ヒータ８を通電させて、定時除霜を開始する（Ｘ点で開始）。除霜が第２蒸発器温度検知手段Ｔ５で検知した第２蒸発器２４の温度が所定温度になった時点で終了する。第一の所定積算時間Ａは、冷凍冷蔵庫の容量と冷凍室の熱負荷によるが、冷蔵室２とは独立した冷凍室４であるので、第２蒸発器２４の着霜速度が遅く、第二の所定積算時間Ｂより、長く設定する。例えば、第二の所定積算時間Ｂの２倍以上に第一の所定積算時間Ａを設定する。
他方の第二の所定積算時間Ｂは、冷凍室４の庫内温度が前回の除霜により上昇した庫内温度から通常の庫内温度に戻る迄の時間より長く設定するが、長くても略一日とするのが好ましい。

ここで、図1と図４において、前回除霜後の運転積算時間が、第一の所定積算時間Ａには達していないが、第二の所定積算時間Ｂを超え、且つ周囲温度検知手段Ｔ１と、冷凍室温度検知手段Ｔ４と、第２蒸発器温度検知手段Ｔ５で検知した温度値と第２圧縮機制御手段Ｅ２で指令した第２圧縮機２１の回転数とに基づき、制御部６の演算により、運転中における冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆが、不定時除霜の所定温度差ΔＴｃより大きい（すなわちΔＴｆ＞ΔＴｃ）場合、除霜ヒータ８を通電させて不定時除霜を開始する（Ｙ点で開始）。
不定時除霜の所定温度差ΔＴｃは第２蒸発器２４に着霜する実験のデータ等で数値を決めてもよい。

次に、運転中における冷凍室・第２蒸発器温度差ΔＴｆが不定時除霜の所定温度差ΔＴｃより大きくなく、且つ運転積算時間が第一の所定積算時間Ａを経過した場合に、除霜ヒータ８を通電させて、定時除霜を開始する（Ｚ点で開始）。
なお、除霜開始から除霜終了までの除霜時間は、第２蒸発器温度検知手段Ｔ５で検知した第２蒸発器１４の温度が所定温度になった時点で終了するか、実験のデータ等により決めた所定時間としてもよい。除霜時間は、定時除霜と不定時除霜で変えてもよい。

さらに、図１に示すように、第２蒸発器２４の定時除霜又は不定時除霜の際に、第１圧縮機１１も停止し、冷蔵室２に配置した冷蔵室送風機１５で冷蔵室２の空気（一例として、略４℃）を循環させ、空気が第１蒸発器１４を通過することで第１蒸発器１４に付着した霜を除去する。冷蔵室２を循環する空気が、第１蒸発器１４の霜を溶かして、この溶けた水分の一部を空気が吸収するので冷蔵室２への加湿効果がある。

上記説明したように、温度検知手段による温度値に基づいた不定時除霜と運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法を用いることにより、不定時除霜と定時除霜が各々の除霜の不具合を補う。不定時除霜は、前記第２蒸発器２４が着霜による原因で、熱交換効率が所定レベルに下がった時のみ行うことで、前記第２蒸発器２４の熱交換効率を回復させる。定時除霜は、所定の時間間隔で定期的に行うことで、確実に第２蒸発器２４の着霜を除去できる。このように、不定時除霜と定時除霜の二つの除霜手段を用いることにより、前記第２蒸発器２４の熱交換効率を高く維持しつつ不要な除霜回数を減らし、より省エネに優れた冷凍冷蔵庫を提供することが可能となる。

また、第一の所定積算時間Ａの間に、冷凍冷蔵庫１外周の空気の湿度の急激な上昇や冷凍室４扉の頻繁な開閉があると、前記第２蒸発器２４への着霜速度が上昇して前記第２蒸発器２４の熱交換性能が悪化することに備え、不定時除霜の温度検知手段で前記第２蒸発器２４の熱交換性能の悪化を検知する。そして、前回除霜後から運転積算時間が第二の所定積算時間Ｂより長ければ、不定時除霜が行うことにより、前記第２蒸発器２４の熱交換効率を回復させ、周囲空気の湿度の急激な上昇や冷凍室扉の頻繁な開閉等にも対応できる。

なお、実施例では、冷凍室４と冷蔵室２について説明したが、冷凍室４と、冷蔵室２と別に設けた野菜室との組合せや、冷凍室４と冷蔵室２の代わりに野菜室との組合せとしてもよい。

第一の所定積算時間Ａと第二の所定積算時間Ｂとを設定し、定時除霜と不定時除霜を組み合わせて行うこととにより、頻繁な除霜を回避し、かつ不要な除霜を抑えることができる。

特に、第一の所定積算時間Ａの間に、冷凍冷蔵庫１の外周の空気中の湿度の急激な上昇や冷凍室扉の頻繁な開閉があると、不定時除霜の温度検知手段で第２蒸発器２４の熱交換性能の悪化を検知し、前回除霜より運転積算時間が第二の所定積算時間Ｂより長ければ、不定時除霜を開始する。したがって、第２蒸発器２４の熱交換効率を回復させ、冷凍冷蔵庫１の外周の空気中の湿度の急激な上昇や冷凍室扉４ａの頻繁な開閉等にもすばやく対応できる。

さらに、第１蒸発器１４の除霜が主に第１圧縮機１１の停止中に冷蔵室２に配置した冷蔵室送風機１５による冷蔵室２の空気の循環で除去し、第２蒸発器２４の除霜時に、第１蒸発器１４の除霜をも同時に行うことで、冷蔵室２を循環する空気が第１蒸発器１４の霜を溶かして水分を吸収するので冷蔵室２への加湿効果がある。一方、第１蒸発器１４と第２蒸発器２４の同時除霜が、２台の圧縮機を有する２元冷凍サイクルを搭載した冷凍冷蔵庫１をより高効率で運転させることができる。
さらに、定時除霜の場合の第一の所定積算時間Ａは、不定時除霜を設けていない除霜方法よりも積算時間を長く設定することができ、消費電力を少なくすることが可能となる。

さらに、不定時除霜開始までの運転積算時間を第二の所定積算時間Ｂよりも長く設定することで、前回の除霜で冷凍室４の室温が上がっている状態から、確実にこの室温を回復させることができる。

さらにまた、前述したように、定期除霜の第一の所定積算時間Ａを第二の所定積算時間Ｂの数倍ないし十倍以上を設定し、第二の所定積算時間Ｂを数時間ないし1日を設定するので、定時除霜の除霜回数を減らすことができる。

なお、本実施形態において、第１、第２冷媒にイソブタン等の同じ冷媒を用いて説明しているが、異なる冷媒を用いてもよい。この時、第１冷媒の沸点を第２冷媒の沸点よりも高くするとよい。これにより、低温冷凍サイクル２０に用いる第２冷媒が、第１冷媒よりも蒸気密度が高くなり、低温冷凍サイクル２０の性能をより向上することが可能となる。

一例として、第１冷媒としてイソブタン（沸点−１２℃）を用い、第２冷媒としてプロパン（沸点−４０．０９℃）又は二酸化炭素（沸点−７８．５℃）を用いることで、容易に実現することができる。これらの冷媒はいずれも自然界に大量に存在する物質を利用する自然冷媒である。従って、自然冷媒を用いる冷凍サイクルの冷却効率を高めることにより、冷凍冷蔵庫１の環境負荷のさらなる低減を実現することができる。

さらに、室内温度の異なる第１、第２冷却室にそれぞれ第１、第２蒸発器１４、２４を配置して第１、第２圧縮機１１、２１により第１冷凍サイクル（本願では、高温冷凍サイクル１０）、第２冷凍サイクル（本願では、低温冷凍サイクル２０）を運転する冷却庫であればどのようなものにも同様に適用が可能である。
除霜ヒータ８に用いたガラス管ヒータや温度検知手段に用いたサーミスタについては、一例であって、ほかのものを適宜用いてもよい。

以上において示した実施の形態おいては、本発明による冷凍冷蔵庫及びその運転方法を最小限に必要とした場合を例示して説明を行なったが、本発明は、除霜の必要な冷却装置であればどのようなものにも適用が可能である。

以上で説明した実施形態は、あくまで本発明を実施するに当たっての一例であり、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した実施形態に開示された技術的手段に、周知慣用技術を適宜組み合わせて得られる態様についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明によると、冷蔵室及び冷凍室を備えた冷凍冷蔵庫に利用することができる。

１ 冷凍冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 断熱箱体
４ 冷凍室
５ 機械室
６ 制御部
８ 除霜ヒータ
９ 断熱材
１０ 高温冷凍サイクル
１１ 第１圧縮機
１２ 第１放熱器
１３ 第１膨張装置
１４ 第１蒸発器
１５ 冷蔵室送風機
２０ 低温冷凍サイクル
２１ 第２圧縮機
２２ 第２放熱器
２３ 第２膨張装置
２４ 第２蒸発器
２５ 冷凍室送風機
３０ 冷凍サイクル
３１ 中間熱交換器
３２ 外箱板
Ａ 第一の所定積算時間
Ｂ 第二の所定積算時間
Ｅ１ 第１圧縮機制御手段
Ｅ２ 第２圧縮機制御手段
Ｆ１ 冷蔵室送風機制御手段
Ｆ２ 冷凍室送風機制御手段
Ｔ１ 周囲温度検知手段
Ｔ２ 冷蔵室温度検知手段
Ｔ３ 第１蒸発器温度検知手段
Ｔ４ 冷凍室温度検知手段
Ｔ５ 第２蒸発器温度検知手段

Claims (4)

1. 貯蔵物を冷蔵保存する冷蔵室と、
   貯蔵物を冷凍保存する冷凍室と、
   第１冷媒が流通する第１冷凍サイクルを運転する第１圧縮機と、
   第１冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷蔵室を冷却する第１蒸発器と、
   第２冷媒が流通する第２冷凍サイクルを運転する第２圧縮機と、
   第２冷凍サイクルの低温部に配されて前記冷凍室を冷却する第２蒸発器と、
   第１冷凍サイクルの低温部と第２冷凍サイクルの高温部との間で熱交換を行う中間熱交換器と、
   制御部と、
   前記冷蔵室の温度、前記冷凍室の温度、前記冷凍冷蔵庫の周囲温度及び前記第２蒸発器の蒸発温度を検知する複数の温度検知手段と、
   を備えた冷凍冷蔵庫において、
   前記制御部は、
   前記温度検知手段に基づく不定時除霜と、前記冷凍冷蔵庫の運転積算時間に基づいた定時除霜との二つの除霜方法の組み合わせにより前記第２蒸発器の除霜を行うことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
2. 前記温度検知手段で検知した前記冷凍室と前記第２蒸発器との温度差が所定値以上になり、及び前記冷凍冷蔵庫の除霜終了時から前記冷凍冷蔵庫の運転積算時間が第二の所定積算時間を越えた場合に、不定時除霜行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
3. 前記冷凍冷蔵庫の除霜終了時から不定時除霜までの時間は、第一の所定積算時間より短いことを特徴とする請求項１または２記載の冷凍冷蔵庫。
4. 除霜を終了時から、所定積算時間をカウントすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の冷凍冷蔵庫。