JP2020134011A

JP2020134011A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2020134011A
Application number: JP2019027972A
Authority: JP
Inventors: 境　寿和; Toshikazu Sakai; 寿和境; 克則堀井; Katsunori Horii
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2020-08-31
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: JP7065279B2; CN111595087B; CN111595087A

Abstract

【課題】圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、ユーザが不快に感じる音の発生を抑制する冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】冷蔵庫が有する冷凍サイクルは、第１の凝縮器１０７の下流側に設置された流路切り換えバルブ２０２で、冷気を生成するために冷媒を蒸発器１０６に供給する冷却経路と、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を蒸発器１０６に供給することで除霜を行う除霜経路とに分岐する。除霜経路を流れる冷媒は、圧縮機１０５から第１の凝縮器１０７に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱される。また、除霜経路において、加温側蒸発器２１１が圧縮機１０５の風上側に設けられる。除霜経路において蒸発器１０６から吐出した冷媒は、加温側蒸発器２１１において蒸発した後に圧縮機１０５に戻る。【選択図】図３

Description

本発明は冷蔵庫に関する。

蒸発器に付着した霜を融解する除霜機能を備える冷蔵庫が知られている。除霜機能は、蒸発器の下方に除霜ヒータを設け、この除霜ヒータに通電することで実現することが一般的である。一方、特許文献１には、圧縮機の出口と、蒸発器に配設される除霜パイプとを接続する経路を設け、圧縮機から吐出される高温の冷媒を除霜パイプに供給して除霜を行う冷蔵庫が開示されている。特許文献１の冷蔵庫は、圧縮機の熱を除霜に利用できる。

また、特許文献２には、四方弁を用いて蒸発器と庫外凝縮器の経路を入換え、圧縮機から吐出される高温の冷媒を蒸発器に供給して除霜を行うとともに、庫外凝縮器で蒸発させてから圧縮機に還流する冷蔵庫が開示されている。特許文献１の冷蔵庫と同様に、特許文献２の冷蔵庫は圧縮機の熱を除霜に利用できる。

特開昭５８−０２４７７４号公報特開２０１８−００４１７０号公報

特許文献１の構成では、除霜時に三方弁を用いて冷媒の流路を除霜パイプに切り換えるが、三方弁を流れる冷媒の流速が速いため、三方弁において音が発生する。冷蔵庫の近くのユーザは、この音を不快に感じる。

そこで本発明は、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、ユーザが不快に感じる音の発生を抑制する冷蔵庫を提供することを目的とする。

また、特許文献２の構成では、除霜時に庫外凝縮器で発生する冷却量が圧縮機の放熱量を越えるため、冷蔵庫の機械部から周囲温度より低温の空気が吐出され、冷蔵庫の周辺で結露が発生する懸念が生じる。

そこで本発明は、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、冷蔵庫の機械部から吐出される空気温度の低下を抑制して、冷蔵庫の周辺での結露発生を防止することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明が提供する冷蔵庫は、圧縮機、第１の凝縮器、第２の凝縮器、蒸発器を備え、前記圧縮機から前記第１の凝縮器に冷媒が供給される冷凍サイクルを有する冷蔵庫であって、前記冷凍サイクルは、前記第１の凝縮器の下流側で、冷気を生成するために冷媒を前記蒸発器に供給する冷却経路と、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を前記蒸発器に供給することで除霜を行う除霜経路とに分岐し、前記冷却経路において、冷媒は、前記第２の凝縮器を通過したうえで前記蒸発器に供給され、前記除霜経路を流れる冷媒は、前記圧縮機から前記第１の凝縮器に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、前記除霜経路において、加温側蒸発器が前記圧縮機の風上側に設けられ、前記除霜経路において前記蒸発器から吐出した冷媒は、前記加温側蒸発器において蒸発したうえで前記圧縮機に戻ることを特徴とする。

また、本発明が提供する冷蔵庫は、前記除霜経路において前記加温側蒸発器で蒸発する冷媒は、前記冷蔵庫周囲の外気の露点温度より３０℃以上低いことを特徴とする。

本発明によれば、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、ユーザが不快に感じる音の発生を抑制できる。

また、本発明によれば、圧縮機の熱を除霜に利用しつつ、冷蔵庫の機械部から吐出される空気温度の低下を抑制して、冷蔵庫の周辺での結露発生を防止できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図同冷蔵庫の第１の機械室の縦断面図同冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図同冷蔵庫の除霜モードにおける冷蔵庫の動作を示す図同冷蔵庫が実行する処理を示すフローチャート図

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（実施の形態１）
図１は、冷蔵庫１００の縦断面を示す図である。冷蔵庫１００は、冷蔵室１０１、冷蔵室１０１の下部に設けられた冷凍室１０２、冷蔵庫１００の上部に設けられた第１の機械室１０３、冷蔵庫１００の下部に設けられた第２の機械室１０４を有する。また、冷蔵庫１００は、冷凍サイクルを構成する部品として、第１の機械室１０３に収容されている圧縮機１０５、冷凍室１０２の背面に収容されている蒸発器１０６、第２の機械室１０４に収容されている第１の凝縮器１０７を有する。

第２の機械室１０４は、隔壁１０８によって２つの区画に分割されている。隔壁１０８には、第１の凝縮器１０７を空冷するファン１０９が設けられている。ファン１０９の風上側に第１の凝縮器１０７が収容されていて、ファン１０９の風下側に蒸発皿１１０が収容されている。

冷凍室１０２には、蒸発器１０６が生成する冷気を冷蔵室１０１と冷凍室１０２に供給する冷却ファン１１１、冷凍室１０２に供給される冷気を遮断するための冷凍室ダンパー１１２が収容されている。また、冷蔵室１０１には、冷蔵室１０１に冷気を供給するダクト１１３、冷蔵室１０１に供給される冷気を遮断するための冷蔵室ダンパー１１４が収容されている。また、冷凍室１０２には、蒸発器１０６の温度を検出するための温度センサ１１５が収容されている。

図２は、冷蔵庫１００の第１の機械室１０３の縦断面を示す図である。第１の機械室１０３の最も風上側に加温側蒸発器２１１が収納されており、加温側蒸発器２１１の風下側に能力調整用凝縮器２１３及び加温側蒸発器ファン２１４、圧縮機１０５が収納されている。

また、加温側蒸発器２１１の入口配管は多段膨張回路２１０に接続され、加温側蒸発器２１１の出口配管は加温側吸入管２１２を介して、吸入管２０６に接続されている。ここで、加温側吸入管２１２は、第１の機械室１０３内の雰囲気温度に保たれた蓄熱材２１６と熱結合されている。

また、加温側蒸発器２１１の下部には、加温側蒸発器２１１の結露水を一時的に貯留する加温側蒸発皿２１５が設置されている。

ここで、蓄熱材２１６は融点１０〜４０℃のパラフィン系潜熱蓄熱材からなり、第１の機械室１０３内の雰囲気温度で融解した状態に保たれているので、加温側蒸発器２１１で蒸発仕切れなかった液冷媒が加温側吸入管２１２に侵入した場合でも、蓄熱材２１６と熱結合して液冷媒を蒸発させることにより、吸入管２０６に液冷媒が侵入することを防止できる。

なお、図１及び図２で説明した構成の他に、冷蔵庫１００は、除霜ヒータ２００や図３で説明する冷凍サイクルを構成する部品を収容している。

次に図３を用いて、冷蔵庫１００の冷凍サイクルを説明する。圧縮機１０５から吐出された冷媒は、能力調整用凝縮器２１３及び第１の凝縮器１０７で外気と熱交換を行い、一部の気体を残して凝縮する。第１の凝縮器１０７を通過した冷媒は、ドライヤ２０１によって水分が除去され、流路切り換えバルブ２０２に流入する。流路切り換えバルブ２０２に流入する冷媒は、液相冷媒と気相冷媒が混在する状態である。流路切り換えバルブ２０２によって、冷媒の流路は、冷却経路と除霜経路とに分岐する。

冷却経路は、冷気を生成するために冷媒を蒸発器１０６に供給する経路である。一方、除霜経路は、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を蒸発器１０６に供給することで除霜を行う経路である。

まず、冷却経路について説明する。冷却経路は、流路切り換えバルブ２０２から第２の凝縮器２０３に冷媒が流れる経路である。第２の凝縮器２０３は、冷蔵庫１００の扉（冷蔵室１０１の扉と冷凍室１０２の扉のいずれか、又は、両方）に這わされている。第２の凝縮器２０３を通過する冷媒は、外部に放熱することで冷蔵庫１００の扉を温め、冷蔵庫１００の扉で結露が発生することを防止する。第２の凝縮器２０３を通過して液化した冷媒は、第１の絞り２０４によって減圧され、蒸発器１０６で蒸発する。冷媒が蒸発器１０６で蒸発することで冷気が生成され、この冷気が冷蔵室１０１と冷凍室１０２の冷却に利用される。なお、第２の凝縮器２０３と第１の絞り２０４との間には、二方弁２０５が設けられている。蒸発器１０６を通過した冷媒は、吸入管２０６を介して圧縮機１０５に戻る。

次に、除霜経路について説明する。除霜経路は、流路切り換えバルブ２０２から第２の絞り２０７に冷媒が流れる経路である。冷媒は第２の絞り２０７によって減圧され、第２の絞り２０７を通過した冷媒は、第１の熱交換部２０８において、圧縮機１０５から第１の凝縮器１０７に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、気化する。そして、蒸発器１０６に供給された冷媒が蒸発器１０６を加熱することで、蒸発器１０６の除霜が実現される。

なお、第２の絞り２０７から吐出された冷媒が流れる配管を、圧縮機１０５から第１の凝縮器１０７に冷媒が供給される配管の一部と例えば１ｍ〜２ｍ程度はんだ付けすることで、第１の熱交換部２０８が形成される。また、第１の熱交換部２０８を冷蔵庫１００の筐体の外壁面に形成することで、筐体の顕熱を、除霜経路における冷媒の加熱に利用できる。

また、冷媒が第１の凝縮器１０７を通過することで、冷媒の一部が液化して冷媒の体積が減少し、流路切り換えバルブ２０２を流れる冷媒の流速が遅くなる。圧縮機１０５から吐出された、流速が速い気相冷媒がそのまま流路切り換えバルブ２０２を流れる訳ではないため、ユーザが不快に感じる音が流路切り換えバルブ２０２から発生することを抑制できる。

除霜経路について引き続き説明する。蒸発器１０６を加熱しながら凝縮した冷媒は、第３の絞り２０９によって再度減圧され、多段膨張回路２１０を介して加温側蒸発器２１１に供給され、加温側蒸発器２１１の蒸発機構によって蒸発する。加温側蒸発器２１１を通過した冷媒は、加温側吸入管２１２及び吸入管２０６を介して圧縮機１０５に戻る。

ここで、加温側蒸発器２１１における冷媒の蒸発温度は、第３の絞り２０９の減圧量や圧縮機１０５の回転数によって調整され、通常−２５〜−１５℃に保たれる。これによって、第１の機械室１０３に流入する外気に含まれる水蒸気を凝縮して凝縮潜熱を利用することができ、加温側蒸発器２１１を通過する外気の温度低下を抑制して、風下に位置する圧縮機１０５などの廃熱を受けた後、冷蔵庫１００の周囲と大差ない温度まで上昇して第１の機械室１０３から排出することができる。

一般に、除霜経路を用いて蒸発器１０６を加熱する場合、蒸発器１０６の加熱量に相当する冷却熱量を加温側蒸発器２１１から奪う必要がある。一方、蒸発器１０６の加熱量は圧縮機１０５などの廃熱の２〜３倍となるので、効率よく蒸発器１０６の除霜が行えるのだが、第１の機械室１０３において圧縮機１０５などの放熱量よりも、加温側蒸発器２１１の冷却熱量が上回ることにより、第１の機械室１０３から周囲温度より低温の空気が排出され、冷蔵庫の周辺で結露が発生する懸念が生じる。

そこで、加温側蒸発器２１１における冷媒の蒸発温度を外気の露点に対して大幅に（望ましくは露点より３０℃以上）低下させて、外気に含まれる水蒸気を凝縮して凝縮潜熱を利用することで空気温度の低下を抑制することが望ましい。

また、第３の絞り２０９は内径φ０．５〜１ｍｍのキャピラリーチューブ、多段膨張回路２１０はφ１．５〜３ｍｍの細径管からなり、加温側蒸発器２１１の内径φ６〜９ｍｍの冷媒配管に向けて段階的に太くすることで、急激な冷媒の膨張や速度変化による異音の発生を抑制するとともに、管外表面積を抑えることで管表面への着霜量を減らして結露水の流出などの問題を軽減するものである。

従って、第３の絞り２０９の大部分を冷蔵庫１００の筐体を構成する断熱材（図示せず）に埋設して、多段膨張回路２１０の一部と加温側蒸発器２１１との接続部のみを第１の機械室１０３内の雰囲気に露出するに留めることが望ましい。

なお、本実施の形態では、蓄熱材２１６として融点１０〜４０℃のパラフィン系潜熱蓄熱材を用いたが、蓄熱材２１６として汎用樹脂やゴム材料などの熱伝導部材を用いるとともに、第１の機械室１０３の壁面を構成する構成部材（図示せず）や圧縮機１０５、冷蔵庫１００の外郭を構成する構成部材（図示せず）と熱結合してもよい。

第１の機械室１０３や冷蔵庫１００の外郭を構成する構成部材（図示せず）、圧縮機１０５は顕熱蓄熱材であるが、加温側吸入管２１２に比べて重量があるので、還流する液冷媒を蒸発させるための十分な熱容量を有する。

次に図４を用いて、蒸発器１０６の除霜を行う除霜モードにおける、冷蔵庫１００の動作を説明する。図４は、左から右に進むにつれて時間の経過が進むことを示す。

圧縮機１０５の「ＯＮ」は、圧縮機１０５が動作していることを示す。また、圧縮機１０５の「ＯＦＦ」は、圧縮機１０５が停止していることを示す。

加温側蒸発器ファン２１４の「ＯＮ」は、加温側蒸発器ファン２１４が動作していることを示す。また、加温側蒸発器ファン２１４の「ＯＦＦ」は、加温側蒸発器ファン２１４が停止していることを示す。

流路切り換えバルブ２０２の「冷却」は、流路切り換えバルブ２０２から冷却経路への流路が開放され、流路切り換えバルブ２０２から除霜経路への流路が閉塞されていることを示す。また、流路切り換えバルブ２０２の「除霜」は、流路切り換えバルブ２０２から除霜経路への流路が開放され、流路切り換えバルブ２０２から冷却経路への流路が閉塞されていることを示す。

また、流路切り換えバルブ２０２の「全閉」は、流路切り換えバルブ２０２から冷却経路への流路、及び、流路切り換えバルブ２０２から除霜経路への流路の両方が閉塞されていることを示す。

二方弁２０５の「開放」は、二方弁２０５が開放されていることを示す。また、二方弁２０５の「閉塞」は、二方弁２０５が閉塞されていることを示す。

冷却ファン１１１の「ＯＮ」は、冷却ファン１１１が動作していることを示す。また、冷却ファン１１１の「ＯＦＦ」は、冷却ファン１１１が停止していることを示す。

冷凍室ダンパー１１２の「開放」は、冷凍室ダンパー１１２が開放されていることを示す。また、冷凍室ダンパー１１２の「閉塞」は、冷凍室ダンパー１１２が閉塞されていることを示す。

冷蔵室ダンパー１１４の「開放」は、冷蔵室ダンパー１１４が開放されていることを示す。また、冷蔵室ダンパー１１４の「閉塞」は、冷蔵室ダンパー１１４が閉塞されていることを示す。

除霜ヒータ２００の「ＯＮ」は、除霜ヒータが通電され、除霜ヒータによる除霜が行われていることを示す。一方、除霜ヒータ２００のＯＦＦは、除霜ヒータへの通電が停止し、除霜ヒータによる除霜が行われていないことを示す。

タイミングＴ１は、圧縮機１０５の運転時間の累積が所定時間に達したタイミングである。タイミングＴ１において、冷蔵庫１００は、通常の冷却モードから除霜モードに移行する。除霜によって冷凍室１０２の温度が上昇することが想定されるため、冷蔵庫１００は、冷凍室ダンパー１１２をしばらくの間開放することで、除霜を開始する前に冷凍室１０２の温度を低下させる。

次にタイミングＴ２において、流路切り換えバルブ２０２の状態が「冷却」から「除霜」に切り換わる。タイミングＴ２において冷媒の流路が冷却経路から除霜経路に切り換わることで、加熱された冷媒が蒸発器１０６に供給されるようになり、蒸発器１０６の除霜が開始される。除霜経路による除霜は、蒸発器１０６の上側で行われる。蒸発器１０６の下側の除霜は、後述する除霜ヒータ２００によって行われる。

また、タイミングＴ２において、二方弁２０５の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わる。タイミングＴ２において二方弁２０５を閉塞することで、第２の凝縮器２０３の入口出口が閉塞した状態となり、冷媒を貯留する。

これによって、除霜運転に適正な冷媒量に調整することができ、第１の凝縮器１０７の乾き度を０〜５０％とすることで、流路切り換えバルブ２０２の冷媒流速を抑えて冷媒流音の発生を防ぐことができる。これは、第１の凝縮器１０７の乾き度５０％を越えると冷媒流速の増加に伴い、流路切り換えバルブ２０２における冷媒流音が大きくなるためである。

また、第１の凝縮器１０７の乾き度０％を下回る、すなわち過冷却の状態になると、冷媒のエンタルピーが失われて第１の熱交換部２０８において冷媒の気化が不十分となり、蒸発器１０６を除霜する熱量が低下する問題が発生する。

なお、本実施の形態では、タイミングＴ２において流路切り換えバルブ２０２と二方弁２０５を同時に切り換えたが、流路切り換えバルブ２０２を「冷却」から「除霜」に切り換えた所定時間後に二方弁２０５を「開放」から「閉塞」に切り換えると、第２の凝縮器２０３の冷媒貯留量を低下させることができ、二方弁２０５を「開放」から「閉塞」に切り換えた所定時間後に流路切り換えバルブ２０２を「冷却」から「除霜」に切り換えると、第２の凝縮器２０３の冷媒貯留量を増加させることができるので、外気温度などの諸条件に合わせて最適な冷媒量に調整することができる。

また、タイミングＴ２において、冷凍室ダンパー１１２の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わり、冷蔵室ダンパー１１４の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わる。これは、冷蔵室１０１の内部の空気を循環させながら蒸発器１０６を空気側からも加熱することで、蒸発器１０６の配管に残留する冷媒を蒸発させて圧縮機１０５に戻すためである。

次にタイミングＴ３において、冷却ファン１１１の状態が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り換わり、冷蔵室ダンパー１１４の状態が「開放」から「閉塞」に切り換わる。冷蔵室ダンパー１１４を閉塞し、かつ、冷却ファン１１１を停止するのは、蒸発器１０６の配管に残留する冷媒が蒸発し、蒸発器１０６の温度が冷蔵室１０１の空気温度に近づいて熱交換が困難になるからである。

次にタイミングＴ４において、冷凍室ダンパー１１２の状態が「閉塞」から「開放」に切り換わり、除霜ヒータ２００の状態が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り換わる。除霜ヒータ２００への通電が開始されることで、蒸発器１０６の下側の除霜が開始される。

タイミングＴ５は、温度センサ１１５が検知する温度が所定の温度に達したタイミングであり、蒸発器１０６の除霜が完了したと冷蔵庫１００が判断するタイミングである。

タイミングＴ５において、圧縮機１０５の状態が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り換わる。これによって、除霜経路の運転を停止するとともに、除霜経路内が略均圧化するまでこの状態をタイミングＴ５からタイミングＴ６まで所定時間維持する。一方、蒸発器１０６の下側に落下した霜を溶かし切るために、除霜ヒータ２００はタイミングＴ５からタイミングＴ７まで所定時間「ＯＮ」の状態を維持する。

次にタイミングＴ６において、加温側蒸発器ファン２１４の状態が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に、流路切り換えバルブ２０２の状態が「除霜」から「冷却」に、二方弁２０５が「閉塞」から「開放」に、冷凍室ダンパーが「閉塞」から「開放」に、それぞれ切り換わる。

なお、除霜経路内が略均圧化するまでタイミングＴ５からタイミングＴ６まで所定時間維持するのは、流路切り換えバルブ２０２や二方弁２０５を切り換えた際に急激に冷媒が流れて不快な騒音が発生することを防ぐためである。また、タイミングＴ５からタイミングＴ６まで加温側蒸発器ファン２１４の状態を「ＯＮ」とするのは、吸入管２０６を介して蒸発器１０６と接続されている加温側蒸発器２１１の温度を速やかに上昇させるためである。

次にタイミングＴ７において、除霜ヒータ２００の状態が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り換わる。その後、除霜ヒータ２００の余熱が冷めるまでタイミングＴ８まで待機する。

タイミングＴ８において、圧縮機１０５の状態を「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り換えて、冷却経路の運転を開始する。そして、蒸発器１０６の温度が十分低下するまでタイミングＴ９まで所定時間待った後、加温側蒸発器ファン２１４の状態が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に、冷却ファンの状態が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り換わる。タイミングＴ９において、冷蔵庫１００は除霜モードから冷却モードに移行する。

次に、冷蔵庫１００が実行する処理を、図５のフローチャートに示す。図５のフローチャートに示す各ステップは、冷蔵庫１００のＣＰＵが冷蔵庫１００のＲＯＭ等のメモリに格納された制御プログラムを実行することによって実現される。なお、ＣＰＵやＲＯＭは図１には図示されていないが、ＣＰＵやＲＯＭで構成される制御基板が冷蔵庫１００の天面に収容されている。

ステップ４０１において、ＣＰＵは、除霜を行うか否かを判定する。本実施の形態では、圧縮機１０５の運転時間の累積が所定時間に達した場合に、除霜を行うとＣＰＵが判定し、処理はステップ４０２に進む。この動作は図４のタイミングＴ２に相当する。

次にステップ４０２において、ＣＰＵは、冷媒の流路を除霜経路に切り換える。ＣＰＵは、冷媒の流路を冷却経路から除霜経路に切り換えるように流路切り換えバルブ２０２を制御する。冷媒の流路が除霜経路に切り換わることで、第１の熱交換部２０８で加熱された冷媒が蒸発器１０６に供給されるようになり、蒸発器１０６の除霜が行われる。

なお、除霜経路による除霜は、蒸発器１０６の上側を中心に行われる。この動作は図４のタイミングＴ２からＴ４に相当する。

次にステップ４０３において、ＣＰＵは、除霜ヒータ２００の動作を開始する。ＣＰＵが除霜ヒータ２００への通電を開始することで、蒸発器１０６の除霜が行われる。なお、除霜ヒータ２００による除霜は、蒸発器１０６の下側を中心に行われる。この動作は図４のタイミングＴ４からＴ５に相当する。

次にステップ４０４において、ＣＰＵは、除霜が完了したか否かを判定する。本実施の形態では、温度センサ１１５が検知する温度が所定の温度に達した場合に、除霜が完了したとＣＰＵが判定し、処理はステップ４０５に進む。この動作は図４のタイミングＴ５に相当する。

次にステップ４０５において、ＣＰＵは、冷媒の流路を冷却経路に戻し、また、除霜ヒータ２００の動作を停止する。ＣＰＵは、冷媒の流路を除霜経路から冷却経路に切り換えるように流路切り換えバルブ２０２を制御する。また、ＣＰＵは、除霜ヒータ２００への通電を停止する。この動作は図４のタイミングＴ５からＴ７に相当する。

次にステップ４０６において、ＣＰＵは、所定時間待機した後、圧縮機１０５を先行して駆動する。そして、ＣＰＵは、加温側蒸発器ファン２１４と冷却ファン１１１を駆動して送風を開始することで冷蔵庫１００の冷却運転を開始する。この動作は図４のタイミングＴ７からＴ９に相当する。

本実施の形態では、１つのＣＰＵが図５のフローチャートに示す各ステップが実現されると説明したが、複数のＣＰＵが協働することで実現される構成にしても良い。

本実施の形態によれば、除霜経路を流れる冷媒が、第１の熱交換部２０８において圧縮機１０５から吐出された高温の冷媒によって加熱されるため、圧縮機１０５の熱を除霜に利用できる。また、圧縮機１０５から吐出された冷媒がそのまま流路切り換えバルブ２０２を流れる訳ではないため、ユーザが不快に感じる音が流路切り換えバルブ２０２から発生することを抑制できる。

本発明は、家庭用の冷蔵庫や冷凍庫、業務用の冷蔵庫や冷凍庫に適用できる。

１００冷蔵庫
１０５圧縮機
１０６蒸発器
１０７第１の凝縮器
２００除霜ヒータ
２０２流路切り換えバルブ
２０３第２の凝縮器
２１０多段膨張回路
２１１加温側蒸発器
２１２加温側吸入管
２１６蓄熱材

Claims

圧縮機、第１の凝縮器、第２の凝縮器、蒸発器を備え、前記圧縮機から前記第１の凝縮器に冷媒が供給される冷凍サイクルを有する冷蔵庫であって、
前記冷凍サイクルは、前記第１の凝縮器の下流側で、冷気を生成するために冷媒を前記蒸発器に供給する冷却経路と、冷媒を加熱し、加熱した冷媒を前記蒸発器に供給することで除霜を行う除霜経路とに分岐し、
前記冷却経路において、冷媒は、前記第２の凝縮器を通過したうえで前記蒸発器に供給され、
前記除霜経路を流れる冷媒は、前記圧縮機から前記第１の凝縮器に冷媒が供給される経路と熱交換することで加熱され、
前記除霜経路において、加温側蒸発器が前記圧縮機の風上側に設けられ、
前記除霜経路において前記蒸発器から吐出した冷媒は、前記加温側蒸発器において蒸発したうえで前記圧縮機に戻ることを特徴とする冷蔵庫。
除霜経路において加温側蒸発器で蒸発する冷媒は、冷蔵庫周囲の外気の露点温度より３０℃以上低いことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
除霜経路において、加温側蒸発器と圧縮機とを接続する加温側吸入管と、加温側吸入管と熱結合する蓄熱材とを有し、加温側蒸発器から吐出した冷媒は前記蓄熱材と熱交換することで加熱されることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
除霜経路において、加温側蒸発器の入口側に接続された多段膨張回路を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
除霜経路において、第１の凝縮器の下流側の乾き度を適正範囲に調整する手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
除霜を行う場合に、冷蔵庫は、冷媒が流れる流路を冷却経路から除霜経路に切り換えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
除霜が完了した場合に、冷蔵庫は、冷媒が流れる流路を除霜経路から冷却経路に戻すことを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。
冷媒が流れる流路が除霜経路に切り換えられた後に、冷蔵庫は、除霜ヒータの動作を開始することを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫。