JP5380214B2

JP5380214B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP5380214B2
Application number: JP2009204252A
Authority: JP
Inventors: 拓也大塚; 正展石塚; 暢志郎小池
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: JP2011052935A

Description

本発明は冷蔵庫に関する。

近年の冷蔵庫は、省エネルギー性の向上が求められている。特に、冷却器に成長した霜を取り除くための運転、いわゆる除霜運転の効率化や、その際に貯蔵空間の食品等に与える影響、すなわち保鮮性も重要である。

除霜運転とは、冷却器室内に設置した冷却器の下方に備えた除霜ヒータを駆動して、当該冷却器を加熱することで霜を溶かす運転である。そのため、除霜運転時には貯蔵室の温度が上昇し易い。また、除霜運転後、貯蔵室内の再冷却に時間がかかる。

そこで、特許文献１には、圧縮機を所定に運転して貯蔵室内温度を通常の制御温度値より低くした状態（いわゆるプレクールの状態）で、除霜運転を行う構成が記載されている。

特開平１１−２４８３３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、プレクール運転によって冷却器が通常より低温に冷やされる。そのため、除霜運転時の除霜ヒータの通電時間が長くなり、省エネルギー性が低下する、という課題があった。

上記課題に鑑みて、本発明は、消費電力量の低減を図り、且つ貯蔵食品の鮮度低下を抑制する冷蔵庫を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、断熱箱体に設けられた冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室と、前記冷蔵温度帯室の後方に区画された機械室に設置された圧縮機と、前記冷凍温度帯室の後方に区画された冷却器室に設置された冷却器と、前記冷却器室から前記冷蔵温度帯室及び前記冷凍温度帯室に冷気を送風する送風機と、前記冷蔵温度帯室へ送風する冷気量を制御する冷蔵室ダンパと、前記冷凍温度帯室へ送風する冷気量を制御する冷凍室ダンパと、前記冷却器の着霜を融解する除霜ヒータと、を備え、前記圧縮機を駆動して、前記冷蔵室ダンパ及び前記冷凍室ダンパを開の状態で前記送風機を駆動して前記冷蔵温度帯室及び前記冷凍温度帯室に冷気を供給する第一の運転の後、前記圧縮機を駆動して、前記冷蔵室ダンパを閉及び前記冷凍室ダンパを開の状態で前記送風機を駆動して前記冷凍温度帯室に冷気を供給することで、前記冷凍温度帯室を前記第一の運転時よりも低温に冷却する第二の運転を行い、前記圧縮機を停止して、前記冷蔵室ダンパを開及び前記冷凍室ダンパを閉の状態で前記送風機を駆動して前記冷蔵温度帯室に冷気を供給することで、前記冷却器に付着した霜の冷熱で前記冷蔵温度帯室を冷却する第三の運転を行い、前記第三の運転の状態で前記除霜ヒータを駆動して前記冷蔵温度帯室に冷気を供給することで、前記冷却器に付着した霜の冷熱で前記冷蔵温度帯室の冷却と前記冷却器の除霜を促進する第四の運転を行い、前記圧縮機及び前記送風機を停止して前記冷蔵室ダンパを閉及び前記冷凍室ダンパを閉の状態で前記除霜ヒータを駆動して前記冷却器の加熱除霜を行うことを特徴とする。

本発明は、消費電力量の低減を図り、且つ貯蔵食品の鮮度低下を抑制する冷蔵庫を得ることができる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の構造略式図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫の制御系統のブロック図である。本発明の実施例１に係る冷蔵庫に関するフローチャートである。本発明の実施例１に係る冷蔵庫に関するタイミングチャートである。本発明の実施例２に係る冷蔵庫に関するフローチャートである。本発明の実施例２に係る冷蔵庫に関するタイミングチャートである。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら以下説明する。

まず、冷蔵庫全体の構成について説明する。図１に示すように、本実施例の冷蔵庫は、冷蔵庫本体１内に複数に区画された貯蔵室が設けてある。これらの貯蔵室は使用頻度の多い順に上から配置し、冷蔵庫の使い勝手が向上するように構成してある。例えば、上から順に冷蔵室１４，冷凍室１５，野菜室１６を設けている。冷蔵室１４及び野菜室１６は０℃以上の冷蔵温度帯に温度制御され、冷凍室１５は０℃以下の冷凍温度帯に温度制御される。これら異なる温度帯の貯蔵室の間は、断熱仕切壁１９及び２０で夫々仕切られている。

冷凍室１５は、例えば、−６〜−４０℃程度の冷凍温度に保持する製氷室１８と下段冷凍室１７とに区画される。冷蔵室１４と野菜室１６は、例えば、０℃〜１０℃程度の冷蔵温度帯室として使用されるように構成されている。

冷凍室１５の後方には、冷却器室２が区画されて位置している、冷却器室２には、冷却器１３が設置されている。冷却器１３にて生成された冷気を冷蔵室１４，冷凍室１５及び野菜室１６に送風循環できるように、冷却器室２の冷却器１３の上方には、庫内ファン２１（送風機）が設けられている。

冷却器１３とともに冷凍サイクルを構成する圧縮機１２は、冷蔵庫本体１の背面側の機械室３０内に位置しており、図示しない凝縮器あるいはキャピラリチューブと冷媒配管で接続される。圧縮機１２は、冷凍室温度検出手段である冷凍室温度センサ２５や、冷蔵室温度検出手段である冷蔵室温度センサ２６の検出値によって回転数が制御される。冷凍室温度センサ２５は、冷凍室１５に設けられており、冷凍室１５内の温度を検知する。冷蔵室温度センサ２６は、冷蔵室１４に設けられており、冷蔵室１４の温度を検知する。圧縮機１２を含む冷凍サイクルの運転制御は、制御装置１１によって行われる。

冷却器１３によって生成された冷気は、庫内ファン２１によって冷却器室２から各貯蔵室へと送られる。

各室へと連通する冷気通路には、供給する冷気量を制御する冷気制御手段が設けられている。冷蔵室１４の後方に設けられた冷蔵室ダクト１４ａには、冷蔵室１４へ供給する冷気量を制御する冷蔵室ダンパ２３が設けられている。冷凍室１５の後方且つ冷却器室２の前方に設けられた冷凍室ダクト１５ａには、冷凍室１５へ供給する冷気量を制御する冷凍室ダンパ２２が設けられている。

冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２は、電動で開閉制御され、各室への冷気の供給が制御される。

図２に示すように、冷凍室温度センサ２５及び冷蔵室温度センサ２６によって、各室内の温度が検出されると、制御装置１１に入力され、制御装置１１は冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２の開閉，庫内ファン２１の動停，冷凍サイクルの動停を制御する。

また、冷却器１３に付着した霜は、冷却器１３の下方に備えた除霜ヒータ３２を通電することにより、定期的に除霜される。除霜によって生じた除霜水は、冷却器室２の下部に備えられた樋３に流入した後に、排水パイプ３３を介して蒸発皿３１に達し、蒸発が促進される。

冷却器１３の近傍には、除霜サーミスタ３５（冷却器温度センサ）が取り付けられている。この検知温度が予め定められた温度に到達した場合、除霜運転終了となり、冷却運転を再開する。この時の除霜サーミスタ３５の温度を除霜終了温度とする。除霜終了温度は、冷却器１３の霜を十分除霜する必要があるため、１℃から１５℃程度の範囲に設定する（本実施例では「７℃」に設定）。

以下、本実施例の冷蔵庫の運転について、図３及び図４を参照して説明する。

Ｓ２においては、通常の冷却運転が行われている。すなわち、圧縮機１２を駆動し、庫内ファン２１を駆動した状態で、冷蔵室１４，冷凍室１５及び野菜室１６に冷気を供給するように、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２を開制御する。これを「第一の運転」と称する。

第一の運転中、除霜開始が判定されると（Ｓ３）、制御装置はＳ４に移行するよう制御する。Ｓ４においては、圧縮機１２及び庫内ファン２１を駆動した状態で、冷凍室１５のみに冷気を供給するように、冷蔵室ダンパ２３を閉及び冷凍室ダンパ２２を開に制御する。これを「第二の運転」と称する。

第二の運転では、第三の運転に移行する前に、冷凍室１５を第一の運転時よりも低温に冷却する。具体的に、設定温度を通常冷却運転時（第一の運転時）よりも１〜５℃程度低くする必要がある（本実施例では、第一の運転時より２℃低く設定）。

第二の運転が開始した後、冷凍室温度センサ２５の検知温度が第一の運転時の設定温度よりも２℃低い値を検知した場合（Ｓ５）、又は第二の運転開始から３０分経過した場合（Ｓ６）、第二の運転は終了し、Ｓ７に移行する。

Ｓ７においては、圧縮機１２を停止して庫内ファン２１を駆動した状態で、冷蔵室１４及び野菜室１６に冷気を供給するように、冷蔵室ダンパ２３を開及び冷凍室ダンパ２２を閉に制御する。これを「第三の運転」と称する。

第三の運転において、冷蔵室１４及び野菜室１６は、冷却器１３に付着した霜の冷熱エネルギーによって冷却される。また、冷却器１３の霜は、冷蔵室１４及び野菜室１６を冷却するためのエネルギーとして消費され、次第に除去される。

第三の運転は、除霜サーミスタ３５の検知温度が−７℃に到達した場合（Ｓ８）、又は１０分経過した場合（Ｓ９）、Ｓ１０によって除霜運転が開始される。

除霜運転は、圧縮機１２及び庫内ファン２１を停止した状態で、冷蔵室１４，冷凍室１５及び野菜室１６に冷気を供給しないように、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２を閉に制御する。この状態で、除霜ヒータ３２に通電して冷却器１３の残霜を除去する。

これにより除霜が進み、除霜サーミスタ３５の検知温度が７℃に到達した場合（Ｓ１１）、除霜が終了したとみなし、除霜ヒータ３２への通電が遮断され、通常冷却運転（第一の運転）が再開される。

本実施例によれば、一般に冷却器室２の温度が低下している第二の運転の後においても、その冷気を冷蔵温度帯室の冷却に利用する。これにより、除霜ヒータ３２を使用せずとも冷却器１３の温度上昇及び除霜が促進され、その後、除霜ヒータ３２による加熱除霜の時間短縮を図れる。

また、冷蔵温度帯室を冷却しながら除霜を行うことで、冷蔵温度帯室に貯蔵した食品の保鮮性を保ちつつ、除霜後の冷却運転で余分なエネルギーを使うことが抑制され、除霜に関わる運転全体として消費電力量の低減が可能となる。

また、第二の運転の後に第三の運転を行うことで、第二の運転によって冷却器１３に成長した霜のエネルギーを利用して、冷蔵室１４及び野菜室１６を冷却する。冷却器１３は、霜の冷熱エネルギーが冷蔵室１４及び野菜室１６を冷却することで消費され、冷却器１３が除霜される。

なお、第三の運転は、冷却器１３に付着した霜の冷熱を利用して冷蔵温度帯室を冷却する。そのため、冷却器１３の近傍に設置された除霜サーミスタ３５の検知温度により終了判定を行う。この温度は、冷蔵室１４の温度より低い必要があり、上限を２℃程度（本実施例では−７℃）とする。また、第三の運転の時間が延びると、除霜全体の時間が延び、貯蔵室内の温度上昇が大きくなる。そのため、第三の運転の時間は、２分から３０分程度とする。本実施例では、この時間を１０分とする。

次に実施例２について説明する。本実施例における冷蔵庫の構成は、実施例１のものと同様であり、実施例１と異なる制御内容について以下説明する。

本実施例では、実施例１と同様、第一の運転（Ｓ１０２），第二の運転（Ｓ１０４），第三の運転（Ｓ１０７）が行われる。

本実施例では、第三の運転の状態で除霜ヒータ３２に通電し、霜の冷熱による冷蔵温度帯室の冷却と、冷却器の除霜の促進とを同時に行う。

以下、制御の詳細について図５及び図６を参照して説明する。Ｓ１０１からＳ１０７までは、実施例１において説明した制御と同様である。

第三の運転において（Ｓ１０７）、除霜サーミスタ３５の検知温度が−７℃に到達した場合（Ｓ１０８）、又は第三の運転開始から１０分経過した場合（Ｓ１０９）、Ｓ１１２によって第三の運転を継続したまま、除霜ヒータ３２への通電を行う（第四の運転）。

第三の運転及び加熱除霜（第四の運転）は、除霜サーミスタ３５の検知温度が−２℃に到達した場合（Ｓ１１３）、又は加熱除霜開始から１５分経過した場合（Ｓ１１４）、Ｓ１１５によって第三の運転を終了して、加熱除霜のみ行う。すなわち、圧縮機１２及び庫内ファン２１を停止した状態で、冷蔵室１４，冷凍室１５及び野菜室１６に冷気を供給しないように、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２を閉に制御する。この状態で、除霜ヒータ３２に通電して冷却器１３の残霜を除去する。

本実施例によれば、自然対流によって除霜ヒータ３２の熱を冷却器１３に伝える通常の除霜運転に対して、庫内ファン２１の運転により強制対流で除霜を行い、かつ冷気を冷蔵温度帯室の冷却に利用する。これにより、冷蔵温度帯室の温度上昇を抑制して、貯蔵食品の保鮮性を向上させる。

また、庫内温度が低いため除霜運転終了後の冷却運転で余分な電力を消費せず、除霜に関わる運転全体として消費電力量の低減が可能となる。

すなわち、自然対流よりも効率的に冷却器１３の除霜が可能となり、冷却器１３を通った後の冷気は、冷蔵温度帯よりも低温であるため、冷蔵室１４の冷却も継続可能とである。

この際、冷却器１３の温度が冷蔵室１４の温度より高くなってしまうと、冷蔵室１４の温度が上昇して、貯蔵室に収納した食品の鮮度低下を招くおそれがある。そのため、除霜サーミスタ３５の検知温度により終了判定を行い、各貯蔵室への風路を遮断し（冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２２を閉）、除霜ヒータ３２のみの加熱除霜を行う。本実施例では、この終了判定温度を−２℃とする。

なお、除霜サーミスタ３５自体に霜が付着している場合、周囲温度が正確に検知できないため、除霜時間のバラツキが生じる。このバラツキを吸収するためにタイマーによる終了判定を併用する。本実施例では、このタイマーによる時間を１５分とする。

以上より、除霜時の温度上昇を抑え食品の保鮮性を保ちつつ、除霜ヒータへの通電量を低減し、消費電力量の低減を図ることができる。換言すると、消費電力量の低減を図り、且つ貯蔵食品の鮮度低下を抑制する冷蔵庫を得ることができる。

１冷蔵庫本体
２冷却器室
１２圧縮機
１３冷却器
１４冷蔵室
１５冷凍室
１６野菜室
１７下段冷凍室
１８製氷室
１９，２０断熱仕切壁
２１庫内ファン（送風機）
２２冷凍室ダンパ（冷凍室冷気制御手段）
２３冷蔵室ダンパ（冷蔵室冷気制御手段）
２５冷凍室温度センサ
２６冷蔵室温度センサ
３０機械室
３２除霜ヒータ
３５除霜サーミスタ

Claims

断熱箱体に設けられた冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室と、
前記冷蔵温度帯室の後方に区画された機械室に設置された圧縮機と、
前記冷凍温度帯室の後方に区画された冷却器室に設置された冷却器と、
前記冷却器室から前記冷蔵温度帯室及び前記冷凍温度帯室に冷気を送風する送風機と、
前記冷蔵温度帯室へ送風する冷気量を制御する冷蔵室ダンパと、
前記冷凍温度帯室へ送風する冷気量を制御する冷凍室ダンパと、
前記冷却器の着霜を融解する除霜ヒータと、を備え、
前記圧縮機を駆動して、前記冷蔵室ダンパ及び前記冷凍室ダンパを開の状態で前記送風機を駆動して前記冷蔵温度帯室及び前記冷凍温度帯室に冷気を供給する第一の運転の後、
前記圧縮機を駆動して、前記冷蔵室ダンパを閉及び前記冷凍室ダンパを開の状態で前記送風機を駆動して前記冷凍温度帯室に冷気を供給することで、前記冷凍温度帯室を前記第一の運転時よりも低温に冷却する第二の運転を行い、
前記圧縮機を停止して、前記冷蔵室ダンパを開及び前記冷凍室ダンパを閉の状態で前記送風機を駆動して前記冷蔵温度帯室に冷気を供給することで、前記冷却器に付着した霜の冷熱で前記冷蔵温度帯室を冷却する第三の運転を行い、
前記第三の運転の状態で前記除霜ヒータを駆動して前記冷蔵温度帯室に冷気を供給することで、前記冷却器に付着した霜の冷熱で前記冷蔵温度帯室の冷却と前記冷却器の除霜を促進する第四の運転を行い、
前記圧縮機及び前記送風機を停止して前記冷蔵室ダンパを閉及び前記冷凍室ダンパを閉の状態で前記除霜ヒータを駆動して前記冷却器の加熱除霜を行うことを特徴とする冷蔵庫。