JP2015114091A - 冷蔵庫、及び、冷蔵庫の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、運転効率と、貯蔵される食品等の品質維持性能と、が向上された冷蔵庫を得るものである。また、本発明は、運転効率と、貯蔵される食品等の品質維持性能と、が向上された冷蔵庫の制御方法を得るものである。【解決手段】冷蔵庫100は、貯蔵室と、圧縮機12と凝縮器13と減圧器14と蒸発器15とが配管で接続された冷媒循環回路11と、蒸発器15が配設された冷却室5と、冷却室5から貯蔵室に吹き出される冷風の風量を調節する風量調節部と、圧縮機12と風量調節器との動作を制御する制御部91と、を備え、制御部91は、圧縮機12の回転数を、冷媒循環回路11の冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度に近づける回転数に変化させ、且つ、風量調節部の風量を、貯蔵室の室内温度を目標室内温度に近づける風量に変化させるものである。【選択図】図1

Description

本発明は、冷蔵庫と、冷蔵庫の制御方法と、に関するものである。
従来の冷蔵庫として、貯蔵室と、圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とが配管で接続された冷媒循環回路と、蒸発器が配設された冷却室と、冷却室から貯蔵室に吹き出される冷風の風量を調節する風量調節部と、を備えたものがある。そのような冷蔵庫では、貯蔵室の室内温度が目標室内温度と比較して低くなると、圧縮機を停止させて、貯蔵室内の過剰な冷却を抑制している(例えば、特許文献1を参照。)。
特開平11−304331号公報(段落[0002]〜段落[0005]、図12)
従来の冷蔵庫では、圧縮機を停止させた後に、冷蔵庫の周囲空気によって貯蔵室の室内温度が上昇すると、圧縮機を再稼働させて、貯蔵室内の冷却を再開する。その際、圧縮機の停止によって冷媒循環回路の冷媒の圧力が均一化されている状態で、再度、冷媒循環回路の冷媒に圧力差を生じさせる必要があるため、On−Offロスが生じて、冷蔵庫の運転効率が低下してしまうという問題点があった。また、貯蔵室の室内温度の変動が大きく、冷蔵庫の貯蔵される食品等の品質維持性能が低いという問題点があった。
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、運転効率と、貯蔵される食品等の品質維持性能と、が向上された冷蔵庫を得るものである。また、本発明は、運転効率と、貯蔵される食品等の品質維持性能と、が向上された冷蔵庫の制御方法を得るものである。
本発明に係る冷蔵庫は、貯蔵室と、圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とが配管で接続された冷媒循環回路と、前記蒸発器が配設された冷却室と、前記冷却室から前記貯蔵室に吹き出される冷風の風量を調節する風量調節部と、前記圧縮機と前記風量調節器との動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧縮機の回転数を、前記冷媒循環回路の冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度に近づける回転数に変化させ、且つ、前記風量調節部の風量を、前記貯蔵室の室内温度を目標室内温度に近づける風量に変化させるものである。
本発明に係る冷蔵庫は、制御部が、圧縮機の回転数を、冷媒循環回路の冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度に近づける回転数に変化させ、且つ、風量調節部の風量を、貯蔵室の室内温度を目標室内温度に近づける風量に変化させる。そのため、貯蔵室の室内温度に依存して圧縮機が停止して、On−Offロスが生じることが抑制されて、冷蔵庫の運転効率が向上される。また、貯蔵室の室内温度の変動が、風量調節部の風量調節によって抑制されるため、冷蔵庫の運転効率の向上と、冷蔵庫の貯蔵される食品等の品質維持性能の向上と、が両立される。
実施の形態1に係る冷蔵庫の、概略構成を説明するための図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、制御部の構成を説明するための図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、急冷安定判別フローを説明するための図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、急冷運転制御フローを説明するための図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、圧縮機回転数とファン回転数との関係を示す図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、安定運転制御フローを説明するための図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、蒸発温度と目標蒸発温度との温度差と圧縮機回転数との関係を示す図である。 実施の形態1に係る冷蔵庫の、室内温度と目標室内温度との温度差とダンパ開度との関係を示す図である。 実施の形態2に係る冷蔵庫の、概略構成を説明するための図である。 実施の形態2に係る冷蔵庫の、制御部の構成を説明するための図である。 実施の形態2に係る冷蔵庫の、急冷運転制御フローを説明するための図である。 実施の形態2に係る冷蔵庫の、安定運転制御フローを説明するための図である。 実施の形態2に係る冷蔵庫の、室内温度と目標室内温度との温度差とファン回転数との関係を示す図である。
以下、本発明に係る冷蔵庫について、図面を用いて説明する。
なお、以下では、本発明に係る冷蔵庫が、貯蔵室として、冷蔵室と冷凍室と野菜室とを備える場合を説明しているが、そのような場合に限定されず、本発明に係る冷蔵庫が、それらの貯蔵室のうちの一部を備えるものであってもよく、また、他の貯蔵室を備えるものであってもよい。また、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係る冷蔵庫は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。また、重複する説明については、適宜簡略化又は省略している。
実施の形態1.
以下に、実施の形態1に係る冷蔵庫を説明する。
<冷蔵庫の構成>
以下に、実施の形態1に係る冷蔵庫の構成について説明する。
(概略構成)
まず、実施の形態1に係る冷蔵庫の概略構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、概略構成を説明するための図である。
図1に示されるように、冷蔵庫100は、冷蔵室2と、冷凍室3と、野菜室4と、冷却室5と、が形成されたケーシング1を有する。冷蔵室2と冷凍室3と野菜室4とは、それぞれの前面側が、扉6a、6b、6cによって開閉される。冷蔵室2と冷却室5とは、風路7aによって連通される。冷凍室3と冷却室5とは、風路7bによって連通される。野菜室4と冷却室5とは、風路7cによって連通される。
冷蔵庫100は、圧縮機12と、凝縮器(熱源側熱交換器)13と、減圧器14と、蒸発器(負荷側熱交換器)15と、が配管(例えば銅管)で接続された冷媒循環回路11を有する。圧縮機12は、回転数可変である。蒸発器15は、冷却室5に設けられる。冷却室5には、蒸発器15を通過して、風路7a、7b、7cに流入する気流を生じさせるファン21が設けられる。ファン21は、回転数可変である。ファン21は、蒸発器15の風下側にあってもよく、また、蒸発器15の風上側にあってもよい。
風路7a、7b、7cのそれぞれには、ダンパ22a、22b、22cが設けられる。ダンパ22a、22b、22cは、例えば、板状部材と、その板状部材を回転させるアクチュエータと、で構成され、板状部材の回転角度を変化させて、風路7a、7b、7cの開度(風路断面積)を変化させる。つまり、ダンパ22aは、ファン21によって冷却室5から風路7aを介して冷蔵室2に吹き出される冷風の、風量を調節する。ダンパ22bは、ファン21によって冷却室5から風路7bを介して冷凍室3に吹き出される冷風の、風量を調節する。ダンパ22cは、ファン21によって冷却室5から風路7cを介して野菜室4に吹き出される冷風の、風量を調節する。ファン21とダンパ22aとは、本発明における「風量調節部」に相当する。ファン21とダンパ22bとは、本発明における「風量調節部」に相当する。ファン21とダンパ22cとは、本発明における「風量調節部」に相当する。ダンパ22a、22b、22cは、本発明における「開度調節部」に相当する。
冷蔵庫100は、制御部91を有する。制御部91は、冷蔵庫100の動作全般を司る。制御部91には、圧縮機12、減圧器14、ファン21、ダンパ22a、22b、22c等が接続される。制御部91は、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、CPU等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
冷蔵室2と冷凍室3と野菜室4とのそれぞれに、各貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcを検知する室内温度センサ31a、31b、31cが設けられる。室内温度センサ31a、31b、31cは、制御部91に接続され、その検知結果が制御部91に出力される。室内温度センサ31a、31b、31cが、室内温度TRa、TRb、TRcに置換できる他の物理量を検知するものであってもよい。また、室内温度センサ31a、31b、31cは、必ずしも図示された箇所に配設されなくてもよく、室内温度TRa、TRb、TRc、又は、室内温度TRa、TRb、TRcに置換できる他の物理量を検知できる箇所であれば、他の箇所に配設されてもよい。また、室内温度センサ31a、31b、31cのそれぞれが、複数設けられてもよく、例えば、その平均値等が、室内温度TRa、TRb、TRcとして算出されてもよい。
冷蔵室2と冷凍室3と野菜室4とのそれぞれに、各貯蔵室の扉6a、6b、6cの開閉を検知する扉開閉センサ32a、32b、32cが設けられる。扉開閉センサ32a、32b、32cは、制御部91に接続され、その検知結果が制御部91に出力される。扉開閉センサ32a、32b、32cは、必ずしも図示された箇所に配設されなくてもよく、各貯蔵室の扉6a、6b、6cの開閉を検知できる箇所であれば、他の箇所に配設されてもよい。
蒸発器15に、冷媒の蒸発温度TEを検知する蒸発温度センサ33が設けられる。蒸発温度センサ33は、制御部91に接続され、その検知結果が制御部91に出力される。蒸発温度センサ33が、蒸発温度TEに置換できる他の物理量を検知するものであってもよい。つまり、蒸発温度センサ33は、蒸発器15における冷媒自体の温度を検知して出力するものであってもよく、また、蒸発器15を構成する部材(配管、フィン等)の温度を検知して出力するものであってもよい。また、蒸発温度センサ33は、蒸発器15における冷媒の圧力を検出し、その検出値から冷媒の飽和温度、つまり蒸発温度TEを求めて出力するものであってもよく、また、蒸発器15における冷媒の圧力自体を出力するものであってもよい。蒸発温度センサ33は、必ずしも図示された箇所に配設されなくてもよく、蒸発温度TE、又は、蒸発温度TEに置換できる他の物理量を検知できる箇所であれば、他の箇所に配設されてもよい。
(制御部の構成)
次に、実施の形態1に係る冷蔵庫の制御部の構成について説明する。
図2は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、制御部の構成を説明するための図である。
図2に示されるように、制御部91は、圧縮機回転数制御部92と、ダンパ開度制御部93と、ファン回転数制御部94と、を有する。圧縮機回転数制御部92は、圧縮機12の回転数を制御する。ダンパ開度制御部93は、ダンパ22a、22b、22cの開度を制御する。ファン回転数制御部94は、ファン21の回転数を制御する。
制御部91は、目標室内温度出力部95を有する。目標室内温度出力部95は、各貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcの目標値である、目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tを出力する。目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tは、使用者等によって入力されてもよく、また、制御部91に予め記憶されていてもよく、また、制御部91によって制御フローの中で随時算出されてもよい。
制御部91は、目標蒸発温度出力部96を有する。目標蒸発温度出力部96は、冷媒の蒸発温度TEの目標値である、目標蒸発温度TE_tを出力する。目標蒸発温度TE_tは、最も低温の貯蔵室、つまり冷凍室3の目標室内温度TRb_tを用いて、以下の式1で算出される。なお、ΔTは、蒸発器15を効率よく用いることができる値に設定される。例えば、ΔTは、3〜5℃に設定される。
Figure 2015114091
制御部91は、急冷安定判別部97を有する。急冷安定判別部97は、冷蔵庫100を急冷運転させるか、それとも、安定運転させるかを判別する。なお、冷蔵庫100が、使用者等に、冷蔵庫100を急冷運転させるか、それとも、安定運転させるかを入力させる機能を有していてもよい。ここで、急冷運転は、例えば、冷蔵庫100の扉6a、6b、6cが開閉された直後、冷蔵庫100の電源が投入された直後等に、冷却能力を上げて、一部又は全ての貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcを下げる運転と定義される。また、安定運転は、急冷運転の開始から時間が経って、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcが充分低下した後の運転と定義される。
<冷蔵庫の動作>
以下に、実施の形態1に係る冷蔵庫の動作について説明する。
(概略動作)
まず、実施の形態1に係る冷蔵庫の概略動作について説明する。
圧縮機12から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、凝縮器13と、ケーシング1の外面等に沿って配設された、圧縮機12と凝縮器13との間の配管及び凝縮器13と減圧器14との間の配管と、を通ることで、ケーシング1の周囲空気と熱交換し、周囲空気への放熱によって凝縮する。凝縮した高圧の液状態の冷媒は、減圧器14で減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。低圧の気液二相状態の冷媒は、冷却室5に配設された蒸発器15で、ファン21によって各貯蔵室から冷却室5内に導かれた空気と熱交換し、冷却室5内の空気は、冷却され、冷媒は、低圧のガス状態の冷媒になる。低圧のガス状態の冷媒は、圧縮機12に流入し、再度加圧されて吐出される。
ファン21によって各貯蔵室から冷却室5内に導かれた空気は、蒸発器15で冷却されて冷風となった後、風路7a、7b、7cを通って、各貯蔵室に吹き出される。風路7a、7b、7cに設けられたダンパ22a、22b、22cによって、各貯蔵室に吹き出される冷風の風量が調節されることで、各貯蔵室の温度が調節される。各貯蔵室を冷却した空気は、戻り風路を通って冷却室5に流入し、再度、蒸発器15で冷却される。
(制御部の動作)
次に、実施の形態1に係る冷蔵庫の制御部の動作について説明する。
まず、実施の形態1に係る冷蔵庫の急冷安定判別のフローについて説明する。
図3は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、急冷安定判別フローを説明するための図である。
図3に示されるように、急冷安定判別部97は、S101において、冷蔵庫100の電源が投入された直後であるか否かを判定する。直後ではない場合は、S102に進み、直後である場合は、急冷運転制御フローに進む。急冷安定判別部97は、S102において、扉開閉センサ32a、32b、32cの出力に基づいて、貯蔵室の扉6a、6b、6cが開閉された直後であるか否かを判定する。直後である場合は、S103に進み、直後ではない場合は、S104に進む。急冷安定判別部97は、S103において、開閉された扉6a、6b、6cに対応する貯蔵室の、室内温度センサ31a、31b、31cで検知された室内温度TRa、TRb、TRcが、予め貯蔵室毎に設定された設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと比較して大きいか否かを判定する。大きくない場合は、S104に進み、大きい場合は、急冷運転制御フローに進む。急冷安定判別部97は、S104において、蒸発器15の除霜運転が終了した直後であるか否かを判定する。直後ではない場合は、安定運転制御フローに進み、直後である場合は、急冷運転制御フローに進む。
次に、実施の形態1に係る冷蔵庫の急冷運転時の制御フローについて説明する。
図4は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、急冷運転制御フローを説明するための図である。図5は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、圧縮機回転数とファン回転数との関係を示す図である。
図4に示されるように、制御部91は、S201において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、安定運転時の圧縮機12の圧縮機回転数FCompと比較して高い圧縮機回転数FComp_2になるように、制御させる。また、ダンパ開度制御部93に、急冷運転させる貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseが、全開のダンパ開度CPulse_maxになるように、制御させる。また、ファン回転数制御部94に、ファン21のファン回転数FFanが、安定運転時のファン21のファン回転数FFanと比較して高いファン回転数FFan_2になるように、制御させる。そして、S202に進む。
例えば、制御部91は、圧縮機回転数FCompとファン回転数FFanとの関係を、図5に示される比例関係になるように制御しており、圧縮機回転数FComp_2とファン回転数FFan_2とは、その比例関係を満たす値に設定される。
制御部91は、S202において、急冷運転を開始した後、X分経過したか否かを判定し、X分経過した場合には、S203に進む。制御部91は、S203において、急冷中の貯蔵室の、室内温度センサ31a、31b、31cで検知された室内温度TRa、TRb、TRcの、X分間での室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcを算出し、予め貯蔵室毎に設定された設定値ΔTRa_set、ΔTRb_set、ΔTRc_setと比較して小さいか否かを判定する。小さい場合は、S204に進み、小さくない場合は、S205に進む。制御部91は、S204において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機回転数FCompを増加させて、S205に進む。
例えば、S203において、冷蔵庫100の電源が投入された直後等において、急冷運転が全ての貯蔵室で行われる場合には、室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcのいずれかを、1つの設定値ΔTR_setと比較してもよく、また、全ての室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcを、全ての設定値ΔTRa_set、ΔTRb_set、ΔTRc_setと比較して、小さいものが1つ以上有る場合に、S204に進み、小さいものが1つも無い場合に、S205に進んでもよい。急冷運転が、全てではない複数の貯蔵室で行われる場合についても、同様である。
制御部91は、S205において、急冷中の貯蔵室の、室内温度センサ31a、31b、31cで検知された室内温度TRa、TRb、TRcが、予め貯蔵室毎に設定された設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと比較して小さいか否かを判定する。小さい場合は、急冷安定判別フローに戻り、小さくない場合は、S202に戻る。なお、S205における設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと、S103における設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと、は等しい値であってもよく、また、異なる値であってもよい。
次に、実施の形態1に係る冷蔵庫の安定運転時の制御フローについて説明する。
図6は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、安定運転制御フローを説明するための図である。図7は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、蒸発温度と目標蒸発温度との温度差と圧縮機回転数との関係を示す図である。図8は、実施の形態1に係る冷蔵庫の、室内温度と目標室内温度との温度差とダンパ開度との関係を示す図である。
図6に示されるように、制御部91は、S301において、安定運転が開始された直後であるか否かを判定し、直後である場合はS302に進み、直後ではない場合は、S303に進む。
制御部91は、S302において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに一致させる圧縮機回転数FComp_1になるように、制御させる。また、ダンパ開度制御部93に、安定運転させる貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseが、その貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcと、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと、の温度差ΔTRに応じたダンパ開度CPulse_1になるように、制御させる。また、ファン回転数制御部94に、ファン21のファン回転数FFanが、圧縮機回転数FComp_1に応じたファン回転数FFan_1になるように、つまり、圧縮機回転数FComp_1との関係が例えば図5に示される比例関係になるファン回転数FFan_1になるように、制御させる。そして、S303に進む。
例えば、制御部91は、圧縮機回転数FCompを、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEに対する関係が、図7に示される比例関係になるように制御しており、圧縮機回転数FComp_1は、その時点での温度差ΔTE_1とその比例関係を満たす値に設定される。また、ダンパ開度CPulse_1は、その時点での温度差ΔTR_1と図8に示される一次関数の関係を満たす値に設定される。なお、安定運転が複数の貯蔵室で行われる場合には、ダンパ開度CPulse_1が、各貯蔵室毎に異なる値に設定されてもよく、また、同じ値に設定されてもよい。
制御部91は、S303において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcが、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと比較して、小さいか否かを判定する。小さい場合は、S304において、その貯蔵室に供給される冷却空気の過剰を抑制するべく、ダンパ開度制御部93に、その貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseを減少させて、S305に進み、小さくない場合は、S305に進む。
制御部91は、S305において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcが、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと比較して、大きいか否かを判定する。大きい場合は、S306において、その貯蔵室に供給される冷却空気の不足を抑制するべく、ダンパ開度制御部93に、その貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseを増加させて、S307に進み、小さくない場合は、S307に進む。
制御部91は、S307において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに一致させる圧縮機回転数FCompになるように、制御させる。また、ファン回転数制御部94に、ファン21のファン回転数FFanが、圧縮機回転数FCompと連動して増減するように、つまり、その時点での圧縮機回転数FCompとの関係が例えば図5に示される比例関係になるファン回転数FFanになるように、制御させる。
例えば、制御部91は、圧縮機回転数FCompを、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEに対する関係が、図7に示される比例関係になるように制御しており、圧縮機回転数FCompは、その時点での温度差ΔTEとその比例関係を満たす値に調節される。
なお、S303〜S306において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcと、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと、の温度差ΔTRの大きさに応じて、その貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseの減少量又は増加量が、変更されてもよい。つまり、安定運転させる貯蔵室に対応するダンパ22a、22b、22cのダンパ開度CPulseは、その貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcを、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに近づけるダンパ開度CPulseに、調節されればよい。
また、S307において、圧縮機回転数FCompが、S303〜S306と同様に、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEの大きさに関わらず、一定量ずつ増減されてもよい。つまり、圧縮機回転数FCompは、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを、目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに近づける圧縮機回転数FCompに、調節されればよい。
(冷蔵庫の作用)
実施の形態1に係る冷蔵庫の作用について説明する。
冷蔵庫100では、制御部91が、圧縮機回転数FCompを、冷媒循環回路11の冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度TE_tに近づける圧縮機回転数FCompに変化させ、且つ、ダンパ開度CPulseを、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcを目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに近づけるダンパ開度CPulseに変化させる。そのため、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcに依存して圧縮機12が停止して、On−Offロスが生じることが抑制されて、冷蔵庫100の運転効率が向上される。また、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcの変動が、ダンパ開度CPulseの調整によって抑制されるため、冷蔵庫100の運転効率の向上と、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質維持性能の向上と、が両立される。
また、冷蔵庫100では、目標蒸発温度TE_tが、目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに応じて設定させる。そのため、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcに依存して、圧縮機回転数FCompが変動することを抑制しつつ、圧縮機回転数FCompを必要な熱負荷に応じた値に設定することができ、冷蔵庫100の運転効率が更に向上される。
また、冷蔵庫100では、目標蒸発温度TE_tが、最も低温の貯蔵室の目標室内温度TRb_tに応じて設定される。そのため、圧縮機回転数FCompが不足して、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質を悪化させることが抑制される。
また、冷蔵庫100では、冷却室5から各貯蔵室に吹き出される冷風の風量が、ダンパ開度CPulseの制御によって調節される。そのため、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcの変動を、冷媒循環回路11の動作に与える影響を低減しつつ、抑制することができるため、冷蔵庫100の運転効率を向上することと、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質維持性能を向上することと、の両立が確実化される。
また、冷蔵庫100では、制御部91が、ファン回転数FFanを、圧縮機回転数FCompに応じて変化させる。そのため、ファン回転数FFanを必要な熱負荷に応じた値に設定することができ、冷蔵庫100の運転効率が更に向上される。
また、冷蔵庫100では、安定運転と急冷運転とを切り替えることができ、制御部91が、特に、安定運転に際して、圧縮機回転数FCompを、冷媒循環回路11の冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度TE_tに近づける圧縮機回転数FCompに変化させ、且つ、ダンパ開度CPulseを、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcを目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに近づけるダンパ開度CPulseに変化させる。そのため、冷蔵庫100の冷却性能を犠牲にすることなく、冷蔵庫100の運転効率の向上と、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質維持性能の向上と、を両立することができる。
実施の形態2.
以下、実施の形態2に係る冷蔵庫について説明する。
なお、実施の形態1に係る冷蔵庫と重複する説明は、適宜簡略化又は省略している。
<冷蔵庫の構成>
以下に、実施の形態2に係る冷蔵庫の構成について説明する。
(概略構成)
まず、実施の形態2に係る冷蔵庫の概略構成について説明する。
図9は、実施の形態2に係る冷蔵庫の、概略構成を説明するための図である。
図9に示されるように、冷蔵庫100は、冷却室5から風路7aを介して冷蔵室2に吹き出される冷風を生じさせるファン21aと、冷却室5から風路7bを介して冷凍室3に吹き出される冷風を生じさせるファン21bと、冷却室5から風路7cを介して野菜室4に吹き出される冷風を生じさせるファン21cと、を有する。制御部91には、圧縮機12、減圧器14、ファン21a、21b、21c等が接続される。ファン21a、21b、21cは、回転数可変である。ファン21a、21b、21cは、本発明における「風量調節部」に相当する。
(制御部の構成)
次に、実施の形態2に係る冷蔵庫の制御部の構成について説明する。
図10は、実施の形態2に係る冷蔵庫の、制御部の構成を説明するための図である。
図10に示されるように、制御部91は、圧縮機回転数制御部92と、ファン回転数制御部94と、を有する。圧縮機回転数制御部92は、圧縮機12の回転数を制御する。ファン回転数制御部94は、ファン21a、21b、21cの回転数を制御する。
<冷蔵庫の動作>
以下に、実施の形態2に係る冷蔵庫の動作について説明する。
(制御部の動作)
実施の形態2に係る冷蔵庫の制御部の動作について説明する。
まず、実施の形態2に係る冷蔵庫の急冷運転時の制御フローについて説明する。
図11は、実施の形態2に係る冷蔵庫の、急冷運転制御フローを説明するための図である。
図11に示されるように、制御部91は、S401において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、安定運転時の圧縮機12の圧縮機回転数FCompと比較して高い圧縮機回転数FComp_2になるように、制御させる。また、ファン回転数制御部94に、急冷運転させる貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanが、最大のファン回転数FFan_maxになるように、制御させる。そして、S402に進む。
制御部91は、S402において、急冷運転を開始した後、X分経過したか否かを判定し、X分経過した場合には、S403に進む。制御部91は、S403において、急冷中の貯蔵室の、室内温度センサ31a、31b、31cで検知された室内温度TRa、TRb、TRcの、X分間での室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcを算出し、予め貯蔵室毎に設定された設定値ΔTRa_set、ΔTRb_set、ΔTRc_setと比較して小さいか否かを判定する。小さい場合は、S404に進み、小さくない場合は、S405に進む。制御部91は、S404において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機回転数FCompを増加させて、S405に進む。
例えば、S403において、冷蔵庫100の電源が投入された直後等において、急冷運転が全ての貯蔵室で行われる場合には、室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcのいずれかを、1つの設定値ΔTR_setと比較してもよく、また、全ての室内温度変化量ΔTRa、ΔTRb、ΔTRcを、全ての設定値ΔTRa_set、ΔTRb_set、ΔTRc_setと比較して、小さいものが1つ以上有る場合に、S404に進み、小さいものが1つも無い場合に、S405に進んでもよい。急冷運転が、全てではない複数の貯蔵室で行われる場合についても、同様である。
制御部91は、S405において、急冷中の貯蔵室の、室内温度センサ31a、31b、31cで検知された室内温度TRa、TRb、TRcが、予め貯蔵室毎に設定された設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと比較して小さいか否かを判定する。小さい場合は、急冷安定判別フローに移行し、小さくない場合は、S402に戻る。なお、S405における設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと、S103における設定値TRa_set、TRb_set、TRc_setと、は等しい値であってもよく、また、異なる値であってもよい。
次に、実施の形態2に係る冷蔵庫の安定運転時の制御フローについて説明する。
図12は、実施の形態2に係る冷蔵庫の、安定運転制御フローを説明するための図である。図13は、実施の形態2に係る冷蔵庫の、室内温度と目標室内温度との温度差とファン回転数との関係を示す図である。
図12に示されるように、制御部91は、S501において、安定運転が開始された直後であるか否かを判定し、直後である場合はS502に進み、直後ではない場合は、S503に進む。
制御部91は、S502において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに一致させる圧縮機回転数FComp_1になるように、制御させる。また、ファン回転数制御部94に、安定運転させる貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanが、その貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcと、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと、の温度差ΔTRに応じたファン回転数FFan_1になるように、制御させる。そして、S503に進む。
例えば、制御部91は、圧縮機回転数FCompを、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEに対する関係が、図7に示される比例関係になるように制御しており、圧縮機回転数FComp_1は、その時点での温度差ΔTE_1とその比例関係を満たす値に設定される。また、ファン回転数FFan_1は、その時点での温度差ΔTR_1と図13に示される一次関数の関係を満たす値に設定される。なお、安定運転が複数の貯蔵室で行われる場合には、ファン回転数FFan_1が、各貯蔵室毎に異なる値に設定されてもよく、また、同じ値に設定されてもよい。
制御部91は、S503において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcが、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと比較して、小さいか否かを判定する。小さい場合は、S504において、その貯蔵室に供給される冷却空気の過剰を抑制するべく、ファン回転数制御部94に、その貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanを減少させて、S505に進み、小さくない場合は、S505に進む。
制御部91は、S505において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcが、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと比較して、大きいか否かを判定する。大きい場合は、S506において、その貯蔵室に供給される冷却空気の不足を抑制するべく、ファン回転数制御部94に、その貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanを増加させて、S507に進み、小さくない場合は、S507に進む。
制御部91は、S507において、圧縮機回転数制御部92に、圧縮機12の圧縮機回転数FCompが、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに一致させる圧縮機回転数FCompになるように、制御させる。
例えば、制御部91は、圧縮機回転数FCompを、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEに対する関係が、図7に示される比例関係になるように制御しており、圧縮機回転数FCompは、その時点での温度差ΔTEとその比例関係を満たす値に調節される。
なお、S503〜S506において、安定運転させる貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcと、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tと、の温度差ΔTRの大きさに応じて、その貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanの減少量又は増加量が、変更されてもよい。つまり、安定運転させる貯蔵室に対応するファン21a、21b、21cのファン回転数FFanは、その貯蔵室の室内温度センサ31a、31b、31cで検知される室内温度TRa、TRb、TRcを、目標室内温度出力部95から出力されるその貯蔵室の目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに近づけるファン回転数FFanに、調節されればよい。
また、S507において、圧縮機回転数FCompが、S503〜S506と同様に、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEと目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tとの温度差ΔTEの大きさに関わらず、一定量ずつ増減されてもよい。つまり、圧縮機回転数FCompは、蒸発温度センサ33で検知される冷媒の蒸発温度TEを、目標蒸発温度出力部96から出力される目標蒸発温度TE_tに近づける圧縮機回転数FCompに、調節されればよい。
(冷蔵庫の作用)
実施の形態2に係る冷蔵庫の作用について説明する。
冷蔵庫100では、制御部91が、圧縮機回転数FCompを、冷媒循環回路11の冷媒の蒸発温度TEを目標蒸発温度TE_tに近づける圧縮機回転数FCompに変化させ、且つ、ファン回転数FFanを、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcを目標室内温度TRa_t、TRb_t、TRc_tに近づけるファン回転数FFanに変化させる。そのため、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcに依存して圧縮機12が停止して、On−Offロスが生じることが抑制されて、冷蔵庫100の運転効率が向上される。また、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcの変動が、ファン回転数FFanの調整によって抑制されるため、冷蔵庫100の運転効率の向上と、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質維持性能の向上と、が両立される。
また、冷蔵庫100では、冷却室5から各貯蔵室に吹き出される冷風の風量が、ファン回転数FFanの制御によって調節される。そのため、貯蔵室の室内温度TRa、TRb、TRcの変動を抑制することの確実性が向上され、冷蔵庫100の貯蔵される食品等の品質維持性能を向上することが確実化される。
以上、実施の形態1及び実施の形態2について説明したが、本発明は各実施の形態の説明に限定されない。例えば、実施の形態の全て又は一部を組み合わせることも可能である。
1 ケーシング、2 冷蔵室、3 冷凍室、4 野菜室、5 冷却室、6a、6b、6c 扉、7a、7b、7c 風路、11 冷媒循環回路、12 圧縮機、13 凝縮器、14 減圧器、15 蒸発器、21、21a、21b、21c ファン、22a、22b、22c ダンパ、31a、31b、31c 室内温度センサ、32a、32b、32c 扉開閉センサ、33 蒸発温度センサ、91 制御部、92 圧縮機回転数制御部、93 ダンパ開度制御部、94 ファン回転数制御部、95 目標室内温度出力部、96 目標蒸発温度出力部、97 急冷安定判別部、100 冷蔵庫。

Claims (7)

  1. 貯蔵室と、
    圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、が配管で接続された冷媒循環回路と、
    前記蒸発器が配設された冷却室と、
    前記冷却室から前記貯蔵室に吹き出される冷風の風量を調節する風量調節部と、
    前記圧縮機と、前記風量調節部と、の動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記圧縮機の回転数を、前記冷媒循環回路の冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度に近づける回転数に変化させ、且つ、
    前記風量調節部の風量を、前記貯蔵室の室内温度を目標室内温度に近づける風量に変化させる、
    ことを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記目標蒸発温度は、前記目標室内温度に応じて設定される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記貯蔵室は、複数であり、
    前記目標蒸発温度は、最も低温の前記貯蔵室の前記目標室内温度に応じて設定される、
    ことを特徴とする請求項2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記風量調節部は、
    前記冷風を生じさせるファンと、
    前記冷風の通過位置の開度を調節する開度調節部と、を有し、
    前記制御部は、
    前記風量調節部の風量を、前記開度調節部の開度を制御して、変化させる、
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  5. 前記制御部は、
    前記ファンの回転数を、前記圧縮機の回転数に応じて変化させる、
    ことを特徴とする請求項4に記載の冷蔵庫。
  6. 前記風量調節部は、
    前記冷風を生じさせるファンを有し、
    前記制御部は、
    前記風量調節部の風量を、前記ファンの回転数を制御して、変化させる、
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  7. 貯蔵室と、圧縮機と凝縮器と減圧器と蒸発器とが配管で接続された冷媒循環回路と、前記蒸発器が配設された冷却室と、前記冷却室から前記貯蔵室に吹き出される冷風の風量を調節する風量調節部と、を備えた冷蔵庫の制御方法であって、
    前記圧縮機の回転数を、前記冷媒循環回路の冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度に近づける回転数に変化させ、且つ、
    前記風量調節部の風量を、前記貯蔵室の室内温度を目標室内温度に近づける風量に変化させる、
    ことを特徴とする冷蔵庫の制御方法。
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