JP2013221719A

JP2013221719A - 冷蔵庫

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Publication number: JP2013221719A
Application number: JP2012095322A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Sakai; 寿和境; Katsunori Horii; 克則堀井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-28
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: JP6019386B2

Abstract

【課題】ＦＣ冷却モード（ｂ）およびＰＣ冷却モード（ａ）に加えて、冷凍サイクル停止中に冷蔵室を冷却するオフサイクル冷却モード（ｃ）及びオフサイクルデフモード（ｑ）を有する冷蔵庫において、冷蔵室や送風経路内の結露発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】オフサイクルデフモード（ｑ）に引き続いて水切り期間を設けるとともに、撥水処理された蒸発器を用いることで、蒸発器周辺の高湿空気の発生を抑制することができ、冷蔵室や送風経路内の結露発生を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍室と冷蔵室にそれぞれ冷気を遮断するダンパーを有し、１個の蒸発器を用いて冷凍室と冷蔵室それぞれを単独で冷却することにより、冷凍サイクルの効率を高めた冷蔵庫に関するものである。

省エネルギーの観点から、家庭用冷蔵庫においては、冷凍室と冷蔵室それぞれに設けられた冷気を遮断するダンパーと１個の蒸発器を用いて、冷凍室と冷蔵室それぞれを単独で冷却することにより冷凍サイクルの効率を高めた冷蔵庫がある（例えば、特許文献１参照）。これは、比較的空気温度の高い冷蔵室を冷却する際に冷凍室よりも高い蒸発温度で冷却することで、冷凍サイクルの効率を高めるものである。

さらに、蒸発器の除霜を行う際に、ヒータで加温すると同時に冷蔵室の冷気を循環させて蒸発器を加温して、除霜にかかる電力を削減することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、蒸発器の霜よりも温度の高い冷蔵室の空気を蒸発器に循環させることで、除霜時のヒータ電力を削減しながら冷蔵室の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図るものである。また、通常、前記除霜期間終了後に、ヒータと冷凍サイクルの圧縮機の両方を停止して、融解した除霜水が自重により蒸発器から流下するのを待つ水切り期間を５分程度設けている。

以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫を説明する。

図５は従来の冷蔵庫の縦断面図、図６は従来の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図、図８は従来の冷蔵庫の除霜及び水切り期間の制御フローを示す図である。

図５および図６において、冷蔵庫１１は、筐体１２、扉１３、筐体１２を支える脚１４、筐体１２の下部に設けられた下部機械室１５、筐体１２の上部に配置された冷蔵室１７、筐体１２の下部に配置された冷凍室１８を有している。また、冷凍サイクルを構成する部品として、下部機械室１５に納められた圧縮機５６、冷凍室１８の背面側に収められた蒸発器５８、下部機械室１５内に納められた主凝縮器２１を有している。また、下部機械室１５を仕切る隔壁２２、隔壁２２に取り付けられ主凝縮器２１を空冷するファン２３、圧縮機５６の上部に設置された蒸発皿５７、下部機械室１５の底板２５を有している。

ここで、蒸発器５８は、アルミニウム製冷媒配管（図示せず）とアルミニウム製フィン（図示せず）からなるフィンチューブ型熱交換器で構成される。蒸発器５８の表面は無処理であり、一般的なアルミニウムの表面に形成される酸化皮膜と同等の特性（接触角１０５°、転落角なし）を有する。

また、蒸発器５８のアルミニウム製フィン（図示せず）は垂直に配置され、蒸発器ファン５０が駆動すると、蒸発器５８下部から吸入された空気と熱交換して、蒸発器５８の上部から冷気を供給する。また、蒸発器５８を加温して除霜する際には、蒸発器５８の下部に設置された蒸発皿（図示せず）に流下することで除霜水が排出される。

また、底板２５に設けられた複数の吸気口２６、下部機械室１５の背面側に設けられた排出口２７、下部機械室１５の排出口２７と筐体１１の上部を繋ぐ連通風路２８を有している。ここで、下部機械室１５は隔壁２２によって２室に分けられ、ファン２３の風上側に主凝縮器２１、風下側に圧縮機５６と蒸発皿５７を収めている。

また、冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器２１の下流側に位置し、冷凍室１８の開口部周辺の筐体１２の外表面と熱結合された防露パイプ３７、防露パイプ３７の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ３８、ドライヤ３８と蒸発器５８を結合し、循環する冷媒を減圧する絞り３９を有している。

また、蒸発器５８で発生する冷気を冷蔵室１７と冷凍室１８に供給する蒸発器ファン５０、冷凍室１８に供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパー５１、冷蔵室１７に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパー５２、冷蔵室１７に冷気を供給するダクト５３、冷凍室１８の温度を検知するＦＣＣ温度センサ５４、冷蔵室１７の温度を検知するＰＣＣ温度センサ５５を有している。

以上のように構成された従来の冷蔵庫について以下にその動作を説明する。

ＰＣＣ温度センサ５５の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、圧縮機５６を停止した状態で冷凍室ダンパー５１を閉とし、冷蔵室ダンパー５２を開として蒸発器ファン５０を駆動する。これによって、蒸発器５８とこれに付着している霜の低温の顕熱と霜の融解潜熱を利用して冷蔵室１７を冷却する（以下、この動作を「オフサイクル冷却」という）。

オフサイクル冷却の開始から所定時間後に、冷凍室ダンパー５１を閉とし、冷蔵室ダンパー５２を開として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０を駆動する。ファン２３の駆動によって、隔壁２２で仕切られた下部機械室１５の主凝縮器２１側が負圧となり複数の吸気口２６から外部の空気を吸引し、圧縮機５６と蒸発皿５７側が正圧となり下部機械室１５内の空気を複数の排出口２７から外部へ排出する。

一方、圧縮機５６から吐出された冷媒は、主凝縮器２１で外気と熱交換しながら一部の気体を残して凝縮した後、防露パイプ３７へ供給される。防露パイプ３７を通過した冷媒は冷凍室１８の開口部を暖めながら、筐体１２を介して外部に放熱して凝縮する。防露パイプ３７を通過した液冷媒は、ドライヤ３８で水分除去され、絞り３９で減圧されて蒸発器５８で蒸発しながら冷蔵室１７の庫内空気と熱交換して冷蔵室１７を冷却しながら、気体冷媒として圧縮機５６に還流する（以下、この動作を「ＰＣ冷却」という）。このとき、冷蔵室１７の庫内空気が冷凍室１８よりも温度が高く、かつ、オフサイクル冷却によって蒸発器５８の温度が上昇しているため、ＰＣ冷却時は高い蒸発温度に速やかに到達することができる。

次に、ＰＣＣ温度センサ５５の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降するか、あるいはＦＣＣ温度センサ５４の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパー５１を開とし、冷蔵室ダンパー５２を閉として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０を駆動する。以下、ＰＣ冷却と同様に冷凍サイクルを稼動させることにより、冷凍室１８の庫内空気と蒸発器５８を熱交換して冷凍室１８を冷却する（以下、この動作を「ＦＣ冷却」という）。

次に、ＦＣＣ温度センサ５４の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷凍室ダンパー５１と冷蔵室ダンパー５２を閉として、圧縮機５６とファン２３、蒸発器ファン５０を停止する（以下、この動作を「冷却停止」という）。そして、通常運転中は、オフサイクル冷却、ＰＣ冷却、ＦＣ冷却、冷却停止の一連の動作を順に繰り返す。

図７において、区間ｅはオフサイクル冷却、区間ｆはＰＣ冷却、区間ｇはＦＣ冷却、区間ｈは冷却停止の動作に対応する。圧縮機５６は区間ｆと区間ｇの間に駆動し、区間ｈと
区間ｅの間に停止する。また、冷凍室１８は区間ｇの間に冷却され、冷蔵室１７は区間ｅと区間ｆの間に冷却される。ここで、冷蔵室１７上部の温度変化が大きい理由は、その上部が温度の高い外気に隣接している一方、その下部が温度の低い冷凍室１８に隣接しているため、非冷却期間中に上下の温度差が大きくなるとともに、冷却時に上部の風量を大きくして高温の上部を速やかに冷却するためである。

次に、図８を用いて蒸発器５８の除霜について説明する。

通常運転を所定時間継続した後、蒸発器５８に付着した霜を除去するため、除霜ヒータ（図示せず）を用いて蒸発器５８を加温しながら比較的長時間のオフサイクル冷却を実施する（以下、この動作を「オフサイクルデフ」という）。

図８において、区間ｅはオフサイクル冷却、区間ｆはＰＣ冷却、区間ｇはＦＣ冷却、区間ｍはオフサイクルデフ、区間ｎは水切り期間の動作に対応する。ＦＣ冷却（区間ｇ）を所定時間経過した時に通常運転の積算時間が所定時間を越えた場合に、オフサイクルデフ（区間ｍ）の開始と判定される。これは、オフサイクルデフの期間中に冷凍室１８の温度上昇を抑えるとともに、冷蔵室１７内の熱量を用いて蒸発器５８に付着した霜を融解除去するため、冷蔵室１７内の温度が比較的高く、熱量が大きいタイミングを狙ったものである。そして、区間ｍで示したオフサイクルデフ中は、除霜ヒータ（図示せず）を通電するとともに、圧縮機５６を停止した状態で冷凍室ダンパー５１を閉とし、冷蔵室ダンパー５２を開として蒸発器ファン５０を駆動する、オフサイクル冷却（区間ｅ）と同じ一連の動作を行って、蒸発器５８の除霜を実施する。

そして、蒸発器５８の温度を検知するＤＥＦ温度センサ（図示せず）が所定値（通常２〜１５℃）を検知した際に、「除霜の終了判定」すなわち、蒸発器５８に付着した霜が完全に除去できたと判定して、オフサイクルデフ（区間ｍ）の動作を終了して、区間ｎで示した水切り期間に移行する。水切り期間（区間ｎ）においては、除霜ヒータ（図示せず）と圧縮機５６、蒸発器ファン５０を停止し、蒸発器５８に付着した除霜水が蒸発皿（図示せず）に流出するまで数分（通常５分程度）待つ。その後、通常運転に復帰する。

この一連の動作によって、ＰＣ冷却時の蒸発器５８の温度をＦＣ冷却時よりも高く保つことで、冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、オフサイクル冷却及びオフサイクルデフによって蒸発器５８に付着した霜の融解潜熱を再利用することで、除霜時のヒータ電力（図示せず）を削減しながら冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。

特開平９−２３６３６９号公報特開平５−９９５５５号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫の構成では、除霜期間中に蒸発器ファン５０を駆動してオフサイクルデフを実行すると、蒸発器５８周辺の高湿空気が冷蔵室１７や送風経路内に侵入して結露が発生する懸念があった。これは、蒸発器５８に付着した霜が完全に融解するまでは蒸発器５８とその周辺空気が０℃近傍に保たれるが、除霜期間の終了に近づくと霜が完全に融解して水滴となり蒸発器５８とその周辺空気が温度上昇することで周辺空気の絶対湿度が急激に上昇するためである。また、蒸発器５８の温度が０℃から上昇し始めた時に蒸発器ファン５０を停止すればこの問題は緩和されるが、着霜状態が均一ではない蒸
発器５８の温度変化を正確に見極めることは難しい。

本発明は、従来の課題を解決するもので、蒸発器５８周辺の高湿空気の冷蔵室１７や送風経路内への侵入を抑制することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、撥水処理された蒸発器を用いて、オフサイクルデフを実行するものである。これによって蒸発器の水切り性を改善して、蒸発器とその周辺空気が温度上昇した際に周辺空気の絶対湿度が上昇することを抑制することができる。

本発明の冷蔵庫は、撥水処理された蒸発器を用いて、オフサイクルデフを実行することにより、蒸発器の水切り性を改善して、蒸発器とその周辺空気が温度上昇した際に周辺空気の絶対湿度が上昇することを抑制することができ、蒸発器周辺の高湿空気が冷蔵室や送風経路内に侵入して結露が発生することを抑制することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図本発明の実施の形態１における冷蔵庫のサイクル構成図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の温度センサ挙動の模式図本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜及び水切り期間の制御フローを示す図従来の冷蔵庫の縦断面図従来の冷蔵庫のサイクル構成図従来の冷蔵庫の温度センサ挙動の模式図従来の冷蔵庫の除霜及び水切り期間の制御フローを示す図

第１の発明は、冷蔵室と、冷凍室と、冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷気を前記冷蔵室および前記冷凍室へ供給する蒸発器ファンと、前記蒸発器から前記冷蔵室へ供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパーと、前記蒸発器から前記冷凍室へ供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパーと、前記蒸発器を加温する除霜ヒータとを有する冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパーを開放し、前記冷蔵室ダンパーを閉塞して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷凍室を冷却するＦＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパーを閉塞し、前記冷蔵室ダンパーを開放して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷蔵室を冷却するＰＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパーを閉塞し、前記冷蔵室ダンパーを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクル冷却モードと、前記冷凍サイクルを停止しながら前記除霜ヒータに通電しながら前記蒸発器ファンを運転することで前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクルデフモードと、前記オフサイクルデフモードに引き続き実行する、前記冷凍サイクルと前記除霜ヒータを停止する水切り期間とを有し、前記蒸発器の温度が０℃超、望ましくは２〜１５℃に達した時点で前記オフサイクルデフモードから水切り期間に移行するとともに、前記蒸発器の表面に撥水性被膜を形成したことを特徴とする冷蔵庫であるので、蒸発器の温度が除霜水の融点である０℃を越えて上昇する際に速やかに排水することで蒸発器周辺の絶対湿度の上昇を抑制することができ、蒸発器周辺の高湿空気が冷蔵室や送風経路内に侵入して結露が発生することを抑制することができるものである。

第２の発明は、第１の発明において、蒸発器の表面に形成した微細な凹凸上にシラン化合物を塗布してなり、転落角２０°以下の特性を有する撥水性被膜を設けたことを特徴とする冷蔵庫であるので、蒸発器の温度が除霜水の融点である０℃を越えて上昇する際に速やかに排水するとともに、蒸発器の表面に除霜水がほとんど残存せず、蒸発器周辺の絶対湿度の上昇をさらに抑制することができる。

第３の発明は、第１または第２の発明において、水切り期間の前期に蒸発器ファンを駆動することを特徴とする冷蔵庫であるので、冷蔵室や送風経路内に侵入した高湿空気を置換して乾燥することで、さらに結露の発生を抑制することができるものである。

第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、水切り期間の終了後にＰＣ冷却モードを優先して実行することを特徴とする冷蔵庫であるので、ＰＣ冷却モードにより蒸発器の温度を下げてからＦＣ冷却モードに移行することで冷凍室の温度上昇を抑制することができるものである。

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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図、図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫のサイクル構成図、図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の温度センサ挙動の模式図、図４は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の除霜及び水切り期間の制御フローを示す図である。

図１および図２において、冷蔵庫１１は、筐体１２、扉１３、筐体１２を支える脚１４、筐体１２の下部に設けられた下部機械室１５、筐体１２の上部に設けられた上部機械室１６、筐体１２の上部に配置された冷蔵室１７、筐体１２の下部に配置された冷凍室１８を有する。また、冷凍サイクルを構成する部品として、上部機械室１６に納められた圧縮機１９、冷凍室１８の背面側に収められた蒸発器２０、下部機械室１５内に納められた主凝縮器２１を有している。また、下部機械室１５を仕切る隔壁２２、隔壁２２に取り付けられ主凝縮器２１を空冷するファン２３、隔壁２２の風下側に設置された蒸発皿２４、下部機械室１５の底板２５を有している。

ここで、蒸発器２０は、アルミニウム製冷媒配管（図示せず）とアルミニウム製フィン（図示せず）からなるフィンチューブ型熱交換器で構成されるとともに、その表面が撥水性被膜を形成している。撥水性被膜はアルミニウムの表面に形成した微細な凹凸上にシラン化合物を塗布してなり、接触角１５０°、転落角５°の特性を有する。ここで、除霜水の水切り性を向上するには、接触角によらず転落角２０°以下が望ましく、転落角２０°超ではフィン表面に水滴が残存して周辺空気の湿度上昇が十分抑制できない。

また、蒸発器２０のアルミニウム製フィン（図示せず）は垂直に配置され、蒸発器ファン３０が駆動すると、蒸発器２０下部から吸入された空気と熱交換して、蒸発器２０の上部から冷気を供給する。また、蒸発器２０を加温して除霜する際には、蒸発器２０の下部に設置された蒸発皿（図示せず）に流下することで除霜水が排出される。

また、底板２５に設けられた複数の吸気口２６、下部機械室１５の背面側に設けられた排出口２７、下部機械室１５の排出口２７と上部機械室１６を繋ぐ連通風路２８を有している。ここで、下部機械室１５は隔壁２２によって２室に分けられ、ファン２３の風上側に主凝縮器２１、風下側に蒸発皿２４を収めている。

また、冷凍サイクルを構成する部品として、主凝縮器２１の下流側に位置し、冷凍室１８の開口部周辺の筐体１２の外表面と熱結合された防露パイプ３７、防露パイプ３７の下流側に位置し、循環する冷媒を乾燥するドライヤ３８、ドライヤ３８と蒸発器２０を結合し、循環する冷媒を減圧する絞り３９を有している。

また、蒸発器２０で発生する冷気を冷蔵室１７と冷凍室１８に供給する蒸発器ファン３０、冷凍室１８に供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパー３１、冷蔵室１７に供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパー３２、冷蔵室１７に冷気を供給する冷蔵室ダクト３３、冷凍室１８の温度を検知するＦＣＣ温度センサ３４、冷蔵室１７の温度を検知するＰＣＣ温度センサ３５、冷蔵室１７の上部、特にＰＣＣ温度センサ３５よりも上部の冷蔵室１７の温度を検知するＤＦＰ温度センサ３６を有している。ここで、冷蔵室ダクト３３は冷蔵室１７と上部機械室１６が隣接する壁面に沿って形成され、冷蔵室ダクト３３を通過する冷気の一部を冷蔵室の中央付近から排出するとともに、冷気の多くは上部機械室１６が隣接する壁面を冷却しながら通過した後に冷蔵室１７の上部から排出する。

特に、冷凍室１８の背面側に蒸発器２０を配置し冷凍室１８の上部に冷蔵室１７を配置した構成の冷蔵庫１１では、冷蔵室１７を冷却するために蒸発器２０から上方に冷蔵室ダクト３３のような長尺な送風経路を形成する必要があり、蒸発器２０を除霜する際に蒸発器２０周辺の高湿空気が送風経路内に侵入すると多量の結露が発生する懸念がある。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

ＤＦＰ温度センサ３６の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、圧縮機１９を停止した状態で冷凍室ダンパー３１を閉とし、冷蔵室ダンパー３２を開として蒸発器ファン３０を駆動する。これによって、蒸発器２０とこれに付着している霜の低温の顕熱と霜の融解潜熱を利用して冷蔵室１７を冷却する（以下、この動作を「オフサイクル冷却」という）。そして、ＤＦＰ温度センサ３６の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷凍室ダンパー３１を閉とし、冷蔵室ダンパー３２を閉として蒸発器ファン３０を停止する（以下、この動作を「冷却停止」という）。

オフサイクル冷却あるいは冷却停止中にＰＣＣ温度センサ３５の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパー３１を閉とし、冷蔵室ダンパー３２を開として、圧縮機１９とファン２３、蒸発器ファン３０を駆動する。ファン２３の駆動によって、隔壁２２で仕切られた下部機械室１５の主凝縮器２１側が負圧となり複数の吸気口２６から外部の空気を吸引し、蒸発皿２４側が正圧となり下部機械室１５内の空気を複数の排出口２７から外部へ排出する。そして、下部機械室１５から排出された空気は連通風路２８を介して、上部機械室１６へ送られて圧縮機１９を冷却する。

一方、圧縮機１９から吐出された冷媒は、主凝縮器２１で外気と熱交換しながら一部の気体を残して凝縮した後、防露パイプ３７へ供給される。防露パイプ３７を通過した冷媒は冷凍室１８の開口部を暖めながら、筐体１２を介して外部に放熱して凝縮する。防露パイプ３７を通過した液冷媒は、ドライヤ３８で水分除去され、絞り３９で減圧されて蒸発器２０で蒸発しながら冷蔵室１７の庫内空気と熱交換して冷蔵室１７を冷却しながら、気体冷媒として圧縮機１９に還流する（以下、この動作を「ＰＣ冷却」という）。

次に、ＰＣＣ温度センサ３５の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降するか、あるいはＦＣＣ温度センサ３４の検知する温度が所定値のＯＮ温度まで上昇すると、冷凍室ダンパー３１を開とし、冷蔵室ダンパー３２を閉として、圧縮機１９とファン２３、蒸発
器ファン３０を駆動する。以下、ＰＣ冷却と同様に冷凍サイクルを稼動させることにより、冷凍室１８の庫内空気と蒸発器２０を熱交換して冷凍室１８を冷却する（以下、この動作を「ＦＣ冷却」という）。次に、ＦＣＣ温度センサ３４の検知する温度が所定値のＯＦＦ温度まで下降すると、冷却停止の動作を行う。

なお、オフサイクル冷却は冷却停止中に冷却停止に対して優先して動作し、ＰＣ冷却中およびＦＣ冷却中は動作しない。また、オフサイクル冷却に対してＰＣ冷却およびＦＣ冷却を優先して動作させる。また、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度よりも高く設定している。この結果、通常運転中は、ＰＣ冷却、ＦＣ冷却、冷却停止の一連の動作を順に繰り返すことを基本動作とし、ＰＣ冷却およびＦＣ冷却の動作を行わない間に、冷却停止とオフサイクル冷却を数回繰り返して行う。

図３において、区間ａはＰＣ冷却、区間ｂはＦＣ冷却、区間ｃはオフサイクル冷却、区間ｄは冷却停止の動作に対応する。この一連の動作によって、ＰＣ冷却時の蒸発器２０の温度をＦＣ冷却時よりも高く保つことで、冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、オフサイクル冷却によって蒸発器２０に付着した霜の融解潜熱を再利用することで、除霜時のヒータ電力（図示せず）を削減しながら冷蔵室１７の冷却に必要な冷凍サイクルの能力を削減することにより省エネルギー化を図ることができる。

また、比較的温度変化の大きい冷蔵室１７の上部に設けたＤＦＰ温度センサ３６に基づいて、ＰＣ冷却およびＦＣ冷却の動作を行わない間に、数回のオフサイクル冷却を行うことにより、冷蔵室１７を冷却するオフサイクル冷却とＰＣ冷却の割合を精度よく調整することができるので、ＰＣ冷却の運転時間を適正に確保することができる。

また、ＰＣＣ温度センサ３５あるいはＦＣＣ温度センサ３４の検知温度の上昇に伴い、オフサイクル冷却であってもこれを中止して、優先してＰＣ冷却あるいはＦＣ冷却に切り換えることでＰＣ冷却およびＦＣ冷却の運転時間を適正に確保することができ、冷蔵室１７および冷凍室１８の温度変化を抑制することができる。

また、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度よりも高く設定することにより、比較的温度の高い冷蔵室１７の上部に設けたＤＦＰ温度センサ３６の温度をＰＣＣ温度センサより比較的高く保ちながらオフサイクル冷却の制御を行うことにより、冷蔵室１７の上部の温度変化を抑制することができる。なお、本実施の形態１においては、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を開始するＯＮ温度よりも高く設定したが、オフサイクル冷却を停止するＯＦＦ温度を、ＰＣ冷却を停止するＯＦＦ温度よりも高く設定しても同様の効果を得ることができる。

また、外気よりも高温となる上部機械室１６に隣接する冷蔵室１７の壁面に冷蔵室ダクト３３を形成することにより、オフサイクル冷却およびＰＣ冷却の際に冷蔵室１７を冷却する冷気、特に冷蔵室１７の上部を冷却する冷気の温度を上昇させることで、冷蔵室１７の上部の過冷を回避して冷蔵室１７の上部の温度変動をさらに抑制することができるとともに、冷蔵室１７の上部の過冷が回避できるので、ＰＣ冷却の際に冷蔵室１７を冷却する冷気の風量を増やすことができ、蒸発器２０の熱交換効率を向上してＰＣ冷却時にさらに高い冷凍サイクルの効率を得ることができる。

次に、図４を用いて蒸発器２０の除霜について説明する。

通常運転を所定時間継続した後、蒸発器２０に付着した霜を除去するため、オフサイクルデフを実施する。

図４において、区間ｃはオフサイクル冷却、区間ａはＰＣ冷却、区間ｂはＦＣ冷却、区間ｐはオフサイクルデフ、区間ｑと区間ｒは水切り期間の動作に対応する。ＦＣ冷却（区間ｂ）を所定時間経過した時に通常運転の積算時間が所定時間を越えた場合に、オフサイクルデフ（区間ｐ）の開始と判定される。これは、オフサイクルデフの期間中に冷凍室１８の温度上昇を抑えるとともに、冷蔵室１７内の熱量を用いて蒸発器２０に付着した霜を融解除去するため、冷蔵室１７内の温度が比較的高く、熱量が大きいタイミングを狙ったものである。そして、区間ｐで示したオフサイクルデフ中は、除霜ヒータ（図示せず）を通電するとともに、圧縮機１９を停止した状態で冷凍室ダンパー３１を閉とし、冷蔵室ダンパー３２を開として蒸発器ファン３０を駆動する、オフサイクル冷却（区間ｃ）と同じ一連の動作を行って、蒸発器２０の除霜を実施する。この時、蒸発器２０に付着した霜はその付着面が融解すると、蒸発器２０の表面に形成された撥水性被膜により除霜水とともに下方に設置された蒸発皿（図示せず）に流下し、蒸発器２０の表面には除霜水や霜がほとんど残存しない状態になる。この結果、蒸発器２０に付着した霜が流下して蒸発器２０の温度が０℃から上昇し始める時点では、蒸発器２０の周囲空気は乾燥した状態となり冷蔵室１７及び冷蔵室ダンパー３２、冷蔵室ダクト３３などの送風経路内への水蒸気の供給を抑制することで結露の発生を抑制することができる。

そして、蒸発器２０の温度を検知するＤＥＦ温度センサ（図示せず）が所定値（通常２〜１５℃）を検知した際に、「除霜の終了判定」すなわち、蒸発器２０に付着した霜が完全に除去できたと判定して、オフサイクルデフ（区間ｐ）の動作を終了して、区間ｑと区間ｒで示した水切り期間に移行する。水切り期間の前期（区間ｑ）においては、除霜ヒータ（図示せず）と圧縮機１９を停止するとともに、蒸発器ファン３０を運転する。この時、蒸発器２０で加温されて乾燥した空気を冷蔵室１７及び冷蔵室ダンパー３２、冷蔵室ダクト３３などの送風経路内へ供給することで除湿することができ、さらに結露の発生を抑制することができる。

水切り期間の後期（区間ｒ）においては、除霜ヒータ（図示せず）と圧縮機１９、蒸発器ファン３０を停止し、除霜水とともに蒸発皿（図示せず）に転落した霜が融解して排出されるまで数分（通常１〜５分）待つ。その後、通常運転に復帰する。

この時、ＰＣ冷却（区間ａ）を優先して実施する。これは、除霜直後の蒸発器２０の温度が通常運転時よりも著しく高く、冷凍サイクル起動後に蒸発器２０及び吹き出し空気の温度が低下するまでに時間がかかり、ＦＣ冷却（区間ｂ）を優先すると冷凍室１８の温度上昇を招く恐れがあるためである。また、ＰＣ冷却（区間ａ）を優先して実施することにより比較的高い温度の吹き出し空気を冷蔵室１７及び冷蔵室ダンパー３２、冷蔵室ダクト３３などの送風経路内へ供給することで除湿することができ、さらに結露の発生を抑制することができる。

なお、本発明の実施の形態１における冷蔵庫では、オフサイクルデフモード（ｐ）及び水切り期間中の初期（ｑ）に蒸発器ファン３０を通常運転時と略同等な回転数で駆動したが、蒸発器２０に付着した結露水の転落を促進するために蒸発器ファン３０を通常運転時よりも高速回転してもよい。

また、本発明の実施の形態１における冷蔵庫では、その表面に接触角１５０°、転落角５°の特性を有するシラン化合物からなる撥水性被膜を形成したフィンチューブ型熱交換器である蒸発器２０を用いたが、除霜水の滴下が妨げられない配置であればコルゲート型熱交換器などをフィンが略垂直になるように配置して、転落角２０°以下の同等な特性を有する撥水性被膜を形成した蒸発器であれば同様の結果が期待できる。

また、本発明の実施の形態１における冷蔵庫は、冷凍室１８の背面側に蒸発器２０を配
置し冷凍室１８の上部に冷蔵室１７を配置した構成であり、冷蔵室１７を冷却するために蒸発器２０から上方に冷蔵室ダクト３３のような長尺な送風経路を有していたが、冷凍室１８の下部に冷蔵室１７を配置し蒸発器２０から冷蔵室１７への送風経路を短縮しても同様の効果が期待できる。

以上のように、本発明の冷蔵庫は、ＦＣ冷却モード（ｂ）およびＰＣ冷却モード（ａ）に加えて、冷凍サイクル停止中に蒸発器ファン３０を駆動するオフサイクル冷却モード（ｃ）及び蒸発器２０の除霜中に蒸発器ファン３０を駆動するオフサイクルデフモード（ｑ）を有する冷蔵庫において、オフサイクルデフモード（ｑ）に引き続いて水切り期間を設けるとともに、撥水処理された蒸発器を用いることで、蒸発器周辺の高湿空気の発生を抑制することができ、冷蔵室や送風経路内の結露発生を抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、ＦＣ冷却モードおよびＰＣ冷却モードに加えて、冷凍サイクル停止中に蒸発器ファンを駆動するオフサイクル冷却モード及び蒸発器の除霜中に蒸発器ファンを駆動するオフサイクルデフモードを有する冷蔵庫において、撥水処理された蒸発器を用いることで、蒸発器周辺の高湿空気の発生を抑制することができ、冷蔵室や送風経路内の結露発生を抑制することができるので、業務用冷蔵庫など他の冷凍冷蔵応用商品にも適用できる。

１１冷蔵庫
１２筐体
１５下部機械室
１６上部機械室
１９圧縮機
２０蒸発器
３０蒸発器ファン
３１冷凍室ダンパー
３２冷蔵室ダンパー
３３冷蔵室ダクト
３４ＦＣＣ温度センサ
３５ＰＣＣ温度センサ
３６ＤＦＰ温度センサ

Claims

冷蔵室と、冷凍室と、冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルの構成要素である蒸発器と、前記蒸発器で発生した冷気を前記冷蔵室および前記冷凍室へ供給する蒸発器ファンと、前記蒸発器から前記冷蔵室へ供給される冷気を遮断する冷蔵室ダンパーと、前記蒸発器から前記冷凍室へ供給される冷気を遮断する冷凍室ダンパーと、前記蒸発器を加温する除霜ヒータとを有する冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパーを開放し、前記冷蔵室ダンパーを閉塞して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷凍室を冷却するＦＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパーを閉塞し、前記冷蔵室ダンパーを開放して、前記冷凍サイクルを稼動しながら前記蒸発器で発生した冷気を供給して前記冷蔵室を冷却するＰＣ冷却モードと、前記冷凍室ダンパーを閉塞し、前記冷蔵室ダンパーを開放して、前記冷凍サイクルを停止しながら前記蒸発器ファンを運転することで、前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクル冷却モードと、前記冷凍サイクルを停止しながら前記除霜ヒータに通電しながら前記蒸発器ファンを運転することで前記蒸発器と前記冷蔵室内の空気を熱交換するオフサイクルデフモードと、前記オフサイクルデフモードに引き続き実行する、前記冷凍サイクルと前記除霜ヒータを停止する水切り期間とを有し、前記蒸発器の温度が０℃超、望ましくは２〜１５℃に達した時点で前記オフサイクルデフモードから水切り期間に移行するとともに、前記蒸発器の表面に撥水性被膜を形成したことを特徴とする冷蔵庫。
蒸発器の表面に形成した微細な凹凸上にシラン化合物を塗布してなり、転落角２０°以下の特性を有する撥水性被膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
水切り期間の前期に蒸発器ファンを駆動することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
水切り期間の終了後にＰＣ冷却モードを優先して実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の冷蔵庫。