JP2014081107A - Refrigerator - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。 Embodiments of the present invention relate to a refrigerator.
冷蔵庫には冷却貯蔵室の開口部近傍の露付対策として、冷凍サイクルにおける圧縮機からの高温ガス冷媒が流れる放熱パイプを冷蔵庫の前面開口部周縁などの露付を防止したい箇所に配設し、高温の放熱パイプからの熱伝導により、冷蔵庫本体における開口部周縁の温度を露点温度以上の高い温度にすることで露付の防止を実現している。 In the refrigerator, as a countermeasure against dew condensation in the vicinity of the opening of the cooling storage room, a heat radiating pipe through which the high-temperature gas refrigerant from the compressor in the refrigeration cycle flows is arranged at a location where it is desired to prevent dew condensation, such as the periphery of the front opening of the refrigerator. Prevention of dew condensation is realized by setting the temperature of the periphery of the opening in the refrigerator main body to a temperature higher than the dew point temperature by heat conduction from the high-temperature heat radiating pipe.
ただし、上記の構成では、冷凍サイクルを構成する圧縮機が運転状態の場合には、放熱パイプに温度の上昇した冷媒が流れるため防露が実現されるが、冷却貯蔵室が所定温度以下に冷却されると圧縮機が運転を停止し、この状態が長く続くと、放熱パイプに高温冷媒が長時間流れないため、放熱パイプの温度が下がって開口部周縁の温度が低下し、露点温度以下になった場合は、露付が引き起こされてしまう。 However, in the above configuration, when the compressor constituting the refrigeration cycle is in operation, dew prevention is realized because the refrigerant whose temperature has increased flows through the heat radiating pipe, but the cooling storage chamber is cooled below a predetermined temperature. If this happens, the compressor will stop operating, and if this condition continues for a long time, the high-temperature refrigerant will not flow through the heat radiating pipe for a long time, so the temperature of the heat radiating pipe will drop and the temperature at the periphery of the opening will drop to below the dew point temperature. If this happens, dew will be caused.
この問題への対策として、防露を実現しつつ省エネ性能を高めるために、放熱パイプを通らないバイパス管を別に設け、周囲温度と湿度に応じて放熱パイプとバイパス管のそれぞれの冷媒流路を弁により切換え制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。 As a countermeasure to this problem, in order to improve the energy-saving performance while realizing dew prevention, a bypass pipe that does not pass through the heat radiating pipe is provided separately, and the refrigerant flow paths of the heat radiating pipe and the bypass pipe are set according to the ambient temperature and humidity. A configuration in which switching control is performed by a valve has been proposed (see Patent Document 1).
しかし、放熱パイプにバイパス管を設け、冷媒流路を弁により切換え制御する機構では、バイパス管と弁および弁の制御機構を設ける必要があるため、冷蔵庫の構成が複雑になり、コストが高くなるという問題が生じていた。 However, in the mechanism in which the bypass pipe is provided in the heat radiating pipe and the refrigerant flow path is controlled by the valve, it is necessary to provide the bypass pipe, the valve and the valve control mechanism, and the configuration of the refrigerator becomes complicated and the cost increases. There was a problem.
本発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、バイパス管や弁あるいは放熱ヒータを設けることなく、低消費電力の防露を実現することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a refrigerator that can realize dew prevention with low power consumption without providing a bypass pipe, a valve, or a heat dissipation heater.
上記課題を達成するために、本実施形態の冷蔵庫は、圧縮機と凝縮器と冷却貯蔵室を冷却する冷却器とを環状に連結して冷凍サイクルを形成し、前記凝縮器の下流側に、冷蔵庫本体の前面開口部周縁の露付きを防止する放熱パイプを接続した冷蔵庫において、庫内温度を検出する温度センサと、温度センサの動作温度幅を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶させた動作温度幅の上下限値に沿って圧縮機を運転制御する運転制御部と、庫外湿度を検出する湿度センサと、湿度センサから検出した湿度情報に基づいて、温度センサの動作温度幅を変更する動作温度幅制御部とを備える。 In order to achieve the above object, the refrigerator of this embodiment forms a refrigeration cycle by annularly connecting a compressor, a condenser, and a cooler that cools the cooling storage chamber, and on the downstream side of the condenser, In a refrigerator connected to a heat radiating pipe that prevents dew condensation at the periphery of the front opening of the refrigerator body, a temperature sensor that detects the internal temperature, a storage means that stores the operating temperature range of the temperature sensor, and a storage means that stores the temperature The operation temperature range of the temperature sensor is changed based on the operation control unit that controls the operation of the compressor according to the upper and lower limits of the operating temperature range, the humidity sensor that detects the external humidity, and the humidity information detected from the humidity sensor. An operating temperature range control unit.
以下、実施形態を図面に基づき説明する。冷蔵庫の概略的な全体構成を示す図1に示すように、冷蔵庫本体1は鋼板製の外箱2aと真空成形により設けられる合成樹脂製の内箱2bとの間隙にウレタンフォームなどの断熱材2cを発泡充填し、前面を開口し内部を貯蔵空間とした縦長の断熱箱体2からなり、貯蔵空間を上方の冷蔵貯蔵空間と下方の冷凍貯蔵空間に断熱区画している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 showing a schematic overall configuration of the refrigerator, the refrigerator
単一の内箱2bで形成された冷蔵貯蔵空間には、複数の載置棚を設けた冷蔵室3と貯蔵容器である下部ケースと上部ケースを備えた野菜室4とを隣接状態で上下に区分配置している。
In a refrigerated storage space formed by a single
野菜室4の下方には断熱壁を介して自動製氷装置と貯氷箱を設けた製氷室5と、図示しない小冷凍室とを左右に併置するとともに、最下段には、貯蔵容器である下部ケースと上部ケースを備えた主冷凍室6を配置して、−18〜−20℃に冷却保持する冷凍貯蔵空間としている。
Below the
前記各貯蔵室の前面開口部は各々独立した断熱扉で閉塞されており、冷蔵室3の前面開口部は左右両側の上下部に設けたヒンジにより観音開き式の冷蔵室扉3aが回動自在に支持されている。野菜室4および製氷室5と小冷凍室、主冷凍室6は、貯蔵容器を引き出し式の扉4a、5a、6aに連結保持し、貯蔵室内に設けたレール機構により引き出し式で閉塞されている。また、冷蔵室扉3aの前面中央には操作パネル7と外気温センサ8を設置し、冷蔵室扉3aの前面下部には庫外の湿度を検出する湿度センサ9を設置している。
The front opening of each storage room is closed by an independent heat insulating door, and the front opening of the refrigerating
冷蔵室3と野菜室4に跨る冷蔵貯蔵空間の背部には、冷蔵用冷却器10と冷蔵用送風機11が配設されるとともに、冷気ダクト12と冷却器カバー13と送風機カバー14によって冷却貯蔵室内と区画している。また、製氷室5や小冷凍室および主冷凍室6の背面にわたっては、冷凍用冷却器15と冷凍用送風機16が配設され、冷気ダクトを形成するカバー体17によって冷却貯蔵室内と区画している。
A
なお、冷蔵用冷却器10の除霜は、冷蔵用冷却器10への冷媒の流入を停止させた状態で、冷蔵用送風機11を運転することで、冷蔵室3並びに野菜室4の0℃以上の温度の空気を循環させて行う。
In addition, defrosting of the
また、冷凍用冷却器15の下方には、除霜ヒータ18と除霜水を受ける排水樋が配設される。冷凍用冷却器15の除霜は、除霜ヒータ18による輻射熱で冷凍用冷却器15を加熱することで行う。この時、融解した除霜水は排水樋により、外部に排出される。
Further, below the
断熱箱体2の背面下部の外側には内方に凹陥する機械室19を形成し、冷凍サイクルの一環をなす圧縮機20や凝縮器21、放熱ファン、除霜水を蒸発させる蒸発皿22を配設している。
A
また機械室19の上部には、冷蔵庫の運転を制御するマイコンなどを実装した制御装置23を設置している。
Further, a
制御装置23には、外気温センサ8と湿度センサ9からの検出信号と、冷蔵室3、野菜室4、主冷凍室6の各室内に設けた庫内温度センサ24、25、26からの検出信号と、冷蔵室3や主冷凍室6の扉開閉を検出する各検出スイッチからの検出信号が入力される。また、冷蔵室扉3aの前面に設置した操作パネル7への使用者の操作による冷却モードの切換えなどの信号が入力され、事前に備えた制御プログラムに基づき、圧縮機20や冷蔵用送風機11、冷凍用送風機16の運転や、冷蔵用冷却器10と冷凍用冷却器15への冷媒切換え、操作パネル7の表示などの制御をおこなう。
The
次に冷凍サイクルについて説明する。図2に示すように、圧縮機20を起動することで冷媒が圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスは蒸発皿22の下面に配した蒸発パイプ27に導かれる。高温となった蒸発パイプ27は、蒸発皿22に溜まっている除霜水の蒸発を促す。さらに、蒸発パイプ27には凝縮器21が接続され、高温のガス冷媒は凝縮器21でその熱を放出させながら冷却される。
Next, the refrigeration cycle will be described. As shown in FIG. 2, the refrigerant is compressed by starting the
その後冷媒は、冷蔵庫本体1背面の周縁に配された凝縮器21の一部を成す放熱パイプ28aに導かれ、さらに、冷蔵庫側面下部を通って冷蔵庫前面下部に回りこみ、最下段に位置する主冷凍室6の開口部周縁から順に各冷却貯蔵室の開口部周縁における外箱2aの鍔部の裏面などの露付を防止したい箇所に配した放熱パイプ28を流下する。なお、各冷却貯蔵室の仕切部においては、放熱パイプ28をU字状に折り返すことで、開口部周縁に連続する加熱体を形成する。したがって、冷凍サイクルを運転する間、放熱パイプ28には高温の冷媒が流れるため、熱伝導により放熱パイプ28近傍の外箱2aの温度が上昇し、露点以上の温度を保持することで防露を実現する。
Thereafter, the refrigerant is guided to a
放熱パイプ28を通過した冷媒は機械室19に位置する三方弁29に導かれ、制御装置23の指令に基づき、この三方弁29によって冷蔵用キャピラリチューブ30と冷凍用キャピラリチューブ31のそれぞれに冷媒流路を切換える。キャピラリチューブを通過することで減圧され、液状となった冷媒は冷蔵庫奥面に配される冷蔵用冷却器10と冷凍用冷却器15のそれぞれの冷却器へと向かい、冷却器で気化することで気化熱によって冷蔵用と冷凍用冷却器10、15を低温化し、冷気を生成して冷却室を冷却する。この熱交換により冷媒は気体となる。その後、冷却器を通過したガス冷媒がサクションパイプ32を通って再び圧縮機20に吸入され、一連の冷凍サイクルが繰り返される。
The refrigerant that has passed through the
次に冷却運転の制御機構について説明する。図3は、圧縮機の運転制御機構のブロック図であって、制御装置23は、圧縮機20の運転制御を行う運転制御部33と、冷蔵室3内あるいは主冷凍室6内の冷却目標温度に対して設定される動作温度幅を、庫外湿度または庫外湿度と外気温の両方の情報から変更制御する動作温度幅制御部34と、動作温度幅を記憶する記憶手段35とを備えている。
Next, the cooling operation control mechanism will be described. FIG. 3 is a block diagram of the compressor operation control mechanism. The
さらに、制御装置23には各庫内温度センサ24、25、26と外気温センサ8と湿度センサ9が接続され各検出信号が送られるとともに、制御対象である圧縮機20が接続される。
Further, the
運転制御部33による圧縮機20の制御は、記憶手段35に記憶された動作温度幅に基づいて行う。すなわち、冷蔵室3の庫内温度が設定された動作温度幅の上限であるオン点に達すると、圧縮機20を駆動して冷蔵用冷却器10により冷蔵室3内を冷却し、冷蔵室3の庫内温度が動作温度幅の下限であるオフ点に達すると圧縮機20の運転を停止する。同様に、主冷凍室6の庫内温度が設定された動作温度幅の上限であるオン点に達すると、圧縮機20を駆動して冷凍用冷却器15により主冷凍室6内を冷却し、主冷凍室6の庫内温度が動作温度幅の下限であるオフ点に達すると圧縮機20の運転を停止する。冷蔵室3と主冷凍室6の庫内温度が動作温度幅内におさまるように圧縮機20を運転し、冷却貯蔵室の庫内温度を目標とする温度範囲内に保持するように運転制御する。
The
例えば、冷蔵室3内の冷却目標温度が2℃で、設定される動作温度幅が±1℃の場合、運転制御される動作温度の範囲は1℃から3℃となる。従って、庫内温度が動作温度の上限である3℃に達すると、運転制御部33により圧縮機20を駆動し、動作温度の下限である1℃に達するまで冷却運転が継続される。
For example, when the cooling target temperature in the
同様に、主冷凍室6内の冷却目標温度が−20℃で、設定される動作温度幅が±2℃の場合、運転制御される動作温度の範囲は−22℃から−18℃となる。従って、庫内温度が動作温度の上限である−18℃に達すると、運転制御部33により圧縮機20を駆動し、動作温度の下限である−22℃に達するまで冷却運転が継続される。
Similarly, when the target cooling temperature in the
そして、動作温度幅制御部34による動作温度幅の変更制御は、庫外雰囲気が露付現象を引き起こしやすい高温高湿であるほど動作温度幅を小さく設定し、低温低湿であるほど動作温度幅を大きく設定する。
The operation temperature range change control by the operation temperature
図4は庫外湿度に基づく動作温度幅制御のフローチャート図である。ただし図4においてW1<W2である。本実施形態では庫外湿度に応じて、動作温度幅の値を変えるように制御する。すなわち、庫外湿度があらかじめ設定した湿度より高い場合には、外箱2a外表面の露付を起こしやすいため、動作温度幅を小さく設定する。一方、庫外湿度が設定値より低い場合には、露付を起こしにくいため、動作温度幅を大きく設定する。
FIG. 4 is a flowchart of operating temperature width control based on outside humidity. However, in FIG. 4, W1 <W2. In the present embodiment, control is performed so as to change the value of the operating temperature range according to the humidity outside the refrigerator. That is, when the outside humidity is higher than the preset humidity, the outer surface of the
図5は庫外湿度と外気温とに基づく動作温度幅制御のフローチャート図であり、図4と同様、W1<W2の関係にある。前述のとおり、外気温が高いほど、冷却貯蔵室の庫内温度との温度差が大きくなるため露付を起こしやすい。従って、外気温および庫外湿度がともに設定値よりも低い低温且つ、低湿の状態のみ動作温度幅を大きく設定し、設定値より高い高温または、高湿時には動作温度幅を小さく設定する。 FIG. 5 is a flowchart of the operating temperature width control based on the outside humidity and the outside air temperature, and, as in FIG. 4, there is a relationship of W1 <W2. As described above, the higher the outside air temperature, the greater the temperature difference from the inside temperature of the cooling storage room, and thus the easier it is to cause dew condensation. Accordingly, the operating temperature range is set large only when the outside air temperature and the outside humidity are both lower than the set value and low humidity, and the operating temperature range is set smaller when the temperature is higher than the set value or when the humidity is high.
図4と図5のフローチャートに対応する具体的数値は、例えば、庫外の設定湿度を80%、庫外の設定温度を15℃としたとき、冷蔵室3内の冷却目標温度が2℃であればW1=±1℃、W2=±2℃である。また、主冷凍室6内の冷却目標温度が−20℃であればW1=±2℃、W2=±4℃である。ただし、ここで示したW1とW2の値はあくまで一例であり、冷蔵庫の性能や使用環境などの条件により適宜変更が必要となる。
The specific numerical values corresponding to the flowcharts of FIGS. 4 and 5 are, for example, when the set humidity outside the refrigerator is 80% and the set temperature outside the refrigerator is 15 ° C., the cooling target temperature in the
図6は湿度変化に応じた動作温度幅変化と放熱パイプ28の平均温度変化のタイミングチャート図である。湿度が設定値である80%に達したことで、動作温度幅が小さく設定される。すなわち、庫内温度において圧縮機20を駆動する温度であるオン点が低く、圧縮機20の運転を停止する温度であるオフ点が高く設定される。これにより、圧縮機20が頻繁に駆動され、放熱パイプ28を高温冷媒が流れる度合が増加するため、放熱パイプ28の平均温度が上昇する。
FIG. 6 is a timing chart of the change in the operating temperature range according to the change in humidity and the change in the average temperature of the
上述した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。 According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
冷蔵庫前面の開口部周縁などに放熱パイプ28を配して防露を実現した冷蔵庫において、湿度センサ9により庫外湿度を検出し、湿度が80%以上と高く、露付を引き起こしやすい場合には、動作温度幅を小さく設定し、圧縮機20を頻繁に運転することによって、放熱パイプ28を冷媒が頻繁に流れることで、放熱パイプ28の温度が高い状態が維持されやすくなり、外箱2a面への露付を防止できる。一方、湿度が80%以下と低く、露付を引き起こしにくい場合には、動作温度幅を大きく設定し、放熱パイプ28の温度が過度に高くなることを防ぐ。また、湿度センサ9に併せて外気温センサ8により外気温を検出し、外気温が高い、すなわち庫内温度との温度差が大きく露付を起こしやすい場合には、動作温度幅を小さく設定し、放熱パイプ28の温度を高く保つ。一方、外気温が低い場合には、露付を起こしにくいため、動作温度幅を大きく設定し、放熱パイプ28の高温化を防止する。これにより、庫外湿度と外気温のふたつの情報に基づいて、確実な防露作用を実現しつつ、放熱パイプ28の温度が高くなり過ぎ、外箱2a温度の上昇による庫内への熱の移動による庫内の貯蔵品への悪影響を抑え、消費電力量を低減することができる。
In a refrigerator in which a
また、上記構成では、防露を実現する機構が放熱パイプ28のみで済むので、冷蔵庫の部品点数が削減でき、製造性の向上やコストダウンが期待できるとともに、防露を目的とした冷媒流路の切換え機構や管路を必要としないので、液冷媒が冷凍サイクルの管路から分離された放熱パイプ28内に滞留するようなことがない。すなわち、冷凍サイクル全体としての冷媒量が不足する現象が起こらないため、安定した冷凍サイクル運転とともに、冷却性能を得ることができる。
Further, in the above configuration, since the mechanism for realizing dew prevention is only the
以上において、放熱パイプ28以外の防露手段を備えていない冷蔵庫、すなわち、放熱ヒータや、バイパス管を用いて冷媒流路を弁により切換え制御する機構などを備えていない冷蔵庫について説明を行ったが、防露手段として放熱パイプ28以外の部品を備えた冷蔵庫に適用してもよい。その場合、庫外湿度や外気温に基づいて、放熱ヒータの制御や放熱パイプ28を流れる冷媒の流量の制御など、複数の防露手段を制御することになるので、防露の精度をさらに高めることができる。
In the above description, a refrigerator that does not include dew proofing means other than the
変形例として、あらかじめ設定された湿度と実際の庫外湿度との差の大きさから動作温度幅の変更制御を決定するのではなく、庫外湿度と外気温情報から露点温度を算出して、放熱パイプ28により防露したい箇所が露点温度以上の温度になるように動作温度幅を決定してもよい。
As a modification, instead of determining the change control of the operating temperature range from the magnitude of the difference between the preset humidity and the actual outside humidity, calculate the dew point temperature from the outside humidity and outside air temperature information, The operating temperature range may be determined so that the location where the
また、冷凍サイクルとしては、冷蔵用と冷凍用など複数の冷却器を備えたものに限られず、単一の冷却器を備えた冷蔵庫の場合でもよい。 In addition, the refrigeration cycle is not limited to one having a plurality of coolers such as refrigeration and freezing, and may be a refrigerator having a single cooler.
以上のように本実施形態の冷蔵庫によると、露付を防止するため放熱パイプ28を冷蔵庫の前面開口部周縁に配した冷蔵庫において、検出した庫外湿度の情報から圧縮機20の動作温度幅を変更し、放熱パイプ28の温度を制御することで、冷媒流路制御弁や放熱ヒータなどの防露のための部品を設けることなく、放熱パイプ28のみで露付きを防止できるばかりでなく、庫外が高湿時や高温時以外は、放熱パイプ28の過度な高温化を防ぐことで、庫内温度への悪影響を防ぐことができ、低消費電力の防露が実現できる。また、この構成では、防露を実現する機構が放熱パイプ28のみで済むので、冷蔵庫の部品点数が削減でき、製造性の向上やコストダウンが期待できる。
As described above, according to the refrigerator of this embodiment, in the refrigerator in which the
また、防露を目的として冷媒の流路を切換えることがないので、不足冷媒現象が起こらず、安定した冷凍サイクル運転とともに、安定した冷却性能を得ることができる。 In addition, since the refrigerant flow path is not switched for the purpose of preventing dew condensation, the insufficient refrigerant phenomenon does not occur, and stable cooling performance can be obtained along with stable refrigeration cycle operation.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
2は断熱箱体、2aは外箱、2bは内箱、2cは断熱材、8は外気温センサ、9は湿度センサ、10は冷蔵用冷却器、15は冷凍用冷却器、20は圧縮機、21は凝縮器、23は制御装置、28は放熱パイプ、29は三方弁、30は冷蔵用キャピラリチュ−ブ、31は冷凍用キャピラリチュ−ブ、32はサクションパイプ、33は運転制御部、34は動作温度幅制御部、35は記憶手段を示す。
2 is a heat insulating box, 2a is an outer box, 2b is an inner box, 2c is a heat insulating material, 8 is an outside air temperature sensor, 9 is a humidity sensor, 10 is a refrigeration cooler, 15 is a refrigeration cooler, and 20 is a compressor. , 21 is a condenser, 23 is a control device, 28 is a heat radiating pipe, 29 is a three-way valve, 30 is a refrigeration capillary tube, 31 is a freezing capillary tube, 32 is a suction pipe, 33 is an operation control unit,
Claims (6)
庫内温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの動作温度幅を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶させた動作温度幅の上下限値に沿って前記圧縮機を運転制御する運転制御部と、
庫外湿度を検出する湿度センサと、
前記湿度センサから検出した湿度情報に基づいて、前記温度センサの動作温度幅を変更する動作温度幅制御部と、
を備えた冷蔵庫。 A refrigeration pipe that forms a refrigeration cycle by connecting a compressor, a condenser, and a cooler that cools the cooling storage chamber in an annular shape, and prevents dew condensation on the periphery of the front opening of the refrigerator main body on the downstream side of the condenser In the refrigerator connected
A temperature sensor for detecting the internal temperature;
Storage means for storing an operating temperature width of the temperature sensor;
An operation control unit for controlling the operation of the compressor along the upper and lower limits of the operating temperature range stored in the storage unit;
A humidity sensor that detects the humidity outside the cabinet;
Based on humidity information detected from the humidity sensor, an operating temperature range control unit that changes the operating temperature range of the temperature sensor;
Refrigerator equipped with.
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