JP6099423B2

JP6099423B2 - 冷凍冷蔵庫

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Publication number: JP6099423B2
Application number: JP2013028045A
Authority: JP
Inventors: 荒木　正雄; 正雄荒木; 前田　剛; 剛前田; 祥花岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP2014156965A

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫に関する。

近年の冷凍冷蔵庫において、省エネルギー性の改善又は庫内容積の拡大のために、断熱性能の高い真空断熱材が使用されることが多くなってきた。ここで真空断熱材は、例えばガラスウール製芯材と水分吸着剤を、ガスの透過を阻止するガスバリアフィルムで覆った後に、ガスバリアフィルムの内部を減圧し、ガスバリアフィルムの端部を熱溶着して作製されるものである。この真空断熱材は、通常は冷凍冷蔵庫の外箱と内箱との間に設置され、真空断熱材の周囲の隙間を埋めるように発泡させたウレタン原液が充填されている。

しかしこのような構成の真空断熱材は、ガスバリアフィルムの表面からの微量なガスの透過、あるいは熱溶着部からのガス侵入等により、真空度の経時劣化が起こるという特性を有する。真空度が劣化すると冷凍冷蔵庫の箱体の断熱性能は低下し、その劣化レベルが大きく低下すると庫内の冷却性能が悪くなり、庫内に保存する食品等の温度が上昇してしまったり、省エネルギー性が悪化したりする。

そこで、真空断熱材の表面温度を検出してその表面温度に基づいて真空断熱材の劣化の診断を行い、真空断熱材の劣化を検出した場合には圧縮機の速度運転パターンを変更する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１０６３５０号公報（第７頁〜第９頁）

特許文献１に記載の技術では、真空断熱材の表面温度を検出する温度検出装置が真空断熱材と外箱とに挟まれる形で設置されているが、冷凍冷蔵庫を製造する過程でウレタン発泡する際に真空断熱材に圧力がかかり、特に温度検出装置などが設置される場所には局所的に大きな圧力がかかることになる。このため、温度検出装置が設置された部分で真空断熱材のガスバリア性の低下又はガスバリアフィルムの破損が生じたり、また圧力がかかるために温度検出装置の破損が引き起こされたりする可能性がある。

また、真空断熱材の表面温度を検出する温度検出装置のコストがかかる上、その温度検出装置を設置するための配線処理も複雑になって製造コストも増大する。

また、上記のような構成の真空断熱材では、時間的なばらつきはあるもののいずれは劣化するものであり、劣化していると判定された後で断熱性能が回復することはない。したがって、真空断熱材が劣化していると判定された後は温度検出装置の機能（すなわち、劣化判定機能）は不要となる。

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、真空断熱材の破損及び製造コストの増大を生じさせることなく、真空断熱材の断熱性能が劣化した場合でも冷却性能を確保することのできる冷凍冷蔵庫を提供するものである。

本発明に係る冷凍冷蔵庫は、内部に貯蔵室が形成された本体と、前記本体の壁内に配設された断熱材と、冷凍サイクルの一部を構成し、回転速度が可変の圧縮機と、前記圧縮機を制御する制御部とを備えた冷凍冷蔵庫において、前記制御部は、前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから第一期間の間は、前記圧縮機の回転速度の上限値を第一速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記圧縮機の回転速度の上限値を、前記第一速度よりも大きい第二速度に引き上げ、当該冷凍冷蔵庫に電源投入された後の学習期間中に計測した消費電力量に基づいて基準となる消費電力量を設定し、前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げるものである。

本発明の冷凍冷蔵庫は、断熱材及び回転速度が可変の圧縮機を備え、冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから経過した時間に基づいて、圧縮機の回転速度の上限値を切り替える。冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから第一期間の間は、圧縮機を低速側の第一速度の範囲で制御するので、過剰な冷却運転が行われることを抑制することができ、省エネルギー効果を得ることができる。また、冷凍冷蔵庫に電源が投入されてから第一期間が経過した後は、圧縮機の回転速度の上限値を、高速側の第二の速度に引き上げるので、断熱材の断熱性能が劣化した場合でも冷凍冷蔵庫の冷却性能を確保することができる。また、断熱材に温度検出装置を設置する必要がないので、冷凍冷蔵庫の製造コストを低減でき、また断熱材への温度検出装置の設置に伴う断熱材の破損を防ぐことができる。

実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の内部の一部を透視した概略正面図である。図１のＡ−Ａ線における概略断面図である。図１のＢ−Ｂ線における概略断面図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の温度操作パネルの分解斜視図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の真空断熱材の概略断面図である。真空断熱材の熱伝導率及び冷凍冷蔵庫の消費電力量の時間的な変化を示すグラフである。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度を示す図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度との関係を説明する図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の各速度における変速時間を示す図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間的な変化を示す図である。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度の時間推移を示す図である。一般的な家庭用の冷凍冷蔵庫の１日の消費電力の変動の一例を示す図である。冷凍冷蔵庫の消費電力量と周囲温度との関係の一例を示すグラフである。実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の制御フローチャートの一例を示す図である。実施の形態２に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間推移を説明する図である。実施の形態２に係る圧縮機の所定の期間ＴＬが経過する前と後での変速時間の違いを説明する図である。実施の形態３に係る冷凍冷蔵庫の冷却ファンの回転速度の一例を示す図である。実施の形態３に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度、圧縮機の速度、及び庫内ファンの回転速度の時間推移を示す図である。

以下、本発明に係る冷凍冷蔵庫の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語（例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など）を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本願発明を限定するものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通している。

実施の形態１．
（冷凍冷蔵庫の構成）
図１は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の内部の一部を透視した概略正面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ線における概略断面図である。
図３は、図１のＢ−Ｂ線における概略断面図である。
冷凍冷蔵庫１００は、前面の開口が扉で覆われた本体１０１を有し、本体１０１の内部には貯蔵室が形成されている。本実施の形態１の本体１０１には、上から順に冷蔵室１、左右並べて配置された製氷室２及び切替室３、冷凍室４、野菜室５という複数の貯蔵室が形成されている。なお、本体１０１内の貯蔵室の配置及び数は限定されず、例えば製氷室２又は切替室３を設けなくともよい。本体１０１内の各貯蔵室は、断熱仕切壁６で仕切られている。冷蔵室１の前面には、ヒンジ装置１１を介して冷蔵室扉７が取り付けられており、冷蔵室扉７は冷蔵室１の前面の開口を開閉自在に覆う。また、製氷室２、切替室３、冷凍室４、及び野菜室５の前面の開口もそれぞれ、ヒンジ式あるいは引き出し式の扉で覆われる。冷蔵室扉７の表面には、各貯蔵室の設定温度を入力する温度操作パネル８が設けられている。また、本体１０１の外郭を構成する板金製の外箱５８と、本体１０１の内壁を構成する樹脂製の内箱１７との間には、断熱材２８が設けられ、本体１０１の両側面、背面、天井面、及び扉内部の断熱材部分などには、真空断熱材１３が設置されている。

図２に示すように、冷蔵室１の背面の上部には、冷凍冷蔵庫１００に使用されている電気部品の制御を行う制御装置１２が収納されている。制御装置１２は、制御回路、記憶装置、及び種々の電気部品が基板に実装されて構成されたものである。制御装置１２は、冷蔵室１内の温度を検出する冷蔵室温度センサ５１、切替室３内の温度を検出する切替室温度センサ５２、冷凍室４の温度を検出する冷凍室温度センサ５３等から出力される信号を演算処理して温度に変換し、その温度に基づいて各貯蔵室の冷却に関するさまざまな制御を行う。

本体１０１の最上部に設けられた冷蔵室１の室内は、例えば樹脂製又はガラス製の棚で上下に区画されている。本実施の形態１では、棚４３、棚４４、棚４５という３個の棚が設けられている。一番下の棚４５の下には、小物収納ケース４６が設置されている。棚４５の下の空間は、棚４５よりも上の空間よりも例えば１℃〜２℃程度低い温度に冷却される。これは、冷蔵室１の冷気の戻り口が小物収納ケース４６の下に配置されており、低温の冷気は常温の空気よりも浮力が小さいため下方に滞留しやすく、冷蔵室１の下部は若干温度が低目となるからである。

冷蔵室扉７は、冷蔵室１の前面の開口を開閉自在に覆う。本実施の形態１の冷蔵室扉７は、冷蔵室１の前面の開口を二枚の扉で覆う観音開式のものであり、開かれるときの冷蔵室扉７の回動スペースが比較的小さい。なお、冷蔵室１の幅が比較的小さい（例えば６０ｃｍ未満）場合には、一枚の冷蔵室扉７を設けてもよい。冷蔵室扉７の内面には、複数個のポケット５７が取り付けられている。

冷蔵室１内の奥部には、棚４３、４４、４５の上下に冷気を分配するコントロールパネル４７が設置されている。コントロールパネル４７は、冷蔵室１の庫内側の意匠面を構成する概ね板状の樹脂部品４８と、樹脂部品４８の奥側に設けられ自身の奥側に冷気の通風路となる第一のダクト部５０を形成する発泡ダクト部品４９とを有する。発泡ダクト部品４９には、冷蔵室１の奥下部から第一のダクト部５０に流入した冷気を各棚の間の空間に吹き出す風路孔５６が形成されている。また、冷蔵室１の奥部の概ね中央位置には、冷蔵室１の温度を検出する冷蔵室温度センサ５１が設置されており、冷蔵室温度センサ５１は冷蔵室１の内部の平均的な温度を検出している。

冷蔵室１の下側には、左右で独立した冷凍温度帯の貯蔵室が形成されており、本体左側に自動製氷機（図示せず）を備えた製氷室２、右側に切替室３が配置されている。左側の製氷室２には、引き出し式の扉に取り付けられこの扉の開閉動作に伴って製氷室２内に出し入れされる製氷室ケース１４が設けられている。また、右側の切替室３には、引き出し式の扉に取り付けられこの扉の開閉動作に伴って切替室３内に出し入れされる切替室ケース１５が設けられている。

製氷室２及び切替室３の下側には、冷凍室４が設けられている。冷凍室４内には、例えば１ヶ月ほどの長期保存を目安とした下部大型貯蔵ケース２２が収納されており、下部大型貯蔵ケース２２のフランジの上には、浅底の上部浅底ケース２３が着脱自在に載置されている。

冷凍冷蔵庫１００の貯蔵室の中で最も下に設置された野菜室５は、冷蔵室１よりもわずかに高温であるが、基本的には冷蔵温度帯に保冷される貯蔵室である。野菜室５には、大きめの野菜などを収納する下部収納ケース２９と、下部収納ケース２９のフランジの上に載置され、下部収納ケース２９よりも浅底で葉物野菜及び小物野菜を保管するのに便利な上部収納ケース３０の二つのケースが設けられている。

次に、冷凍冷蔵庫１００の冷媒回路及び冷気の流れについて説明する。
冷凍冷蔵庫１００の冷媒回路は、圧縮機２５、凝縮器６３、膨張機構としての毛細管（図示せず）、及び冷却器１８を備えている。圧縮機２５で高温高圧に圧縮された冷媒が、凝縮器６３で凝縮し、毛細管で減圧され、冷却器１８で蒸発する一般的な冷凍サイクルが構成されており、冷却器１８で冷媒が蒸発する際に空気から吸熱して冷気が生成される。ここで、凝縮器６３の一例としては、本体１０１の外箱５８の内面（ウレタン側）や内箱１７の背面（ウレタン側）等に銅管をアルミテープなどで貼り付けて冷媒を凝縮させるものや、冷凍冷蔵庫１００の背面下部の機械室にフィンチューブ式の熱交換器を設置するもの（図示せず）等がある。本実施の形態１では、凝縮器６３は、図３に示すように本体１０１の側壁及び後壁内に設けられた断熱材２８の中に埋設されている。なお、冷凍サイクルを構成する各部材の配置は図１〜図３に例示したものに限定されない。

冷凍室４の奥側には、庫内ファン２４、冷蔵室用ダンパー装置２６、及び切替室用ダンパー装置２７が一体に取り付けられたファングリル１６が設けられている。ファングリル１６は、製氷室２及び切替室３の上部から冷凍室４の下部にわたる範囲に設置されている。

ファングリル１６の背面と内箱１７の内面との間に形成される空間内には、庫内ファン２４と、庫内ファン２４の上流側に配置された冷却器１８と、庫内ファン２４の下流側に配置された冷蔵室用ダンパー装置２６及び切替室用ダンパー装置２７とが設けられている。庫内ファン２４が動作すると、冷却器１８で冷却された冷気が送出され、各貯蔵室へと供給される。

本実施の形態１の冷凍冷蔵庫１００の圧縮機２５の運転及び停止は、冷凍室４の奥のファングリル１６の表面に設置された冷凍室温度センサ５３の検出温度に基づいて制御される。制御装置１２は、冷凍室温度センサ５３の検出温度に基づいて圧縮機２５を運転又は停止させる。圧縮機２５が動作すると冷媒回路内を冷媒が流れ、冷却器１８の周囲の空気が冷却されて冷気が生成される。冷却器１８で生成された冷気は、庫内ファン２４に送出され、各貯蔵室に供給される。制御装置１２は、冷蔵室１に設置された冷蔵室温度センサ５１から出力される信号に基づいて冷蔵室１の温度を算出し、冷蔵室用ダンパー装置２６のバッフルを開閉して冷蔵室１に流入する冷気の量を調節し、冷蔵室１の温度コントロールを行う。冷蔵室用ダンパー装置２６を通過した冷気は、冷蔵室１の背面側に形成された第一のダクト部５０を通り、発泡ダクト部品４９に形成された風路孔５６から冷蔵室１内へと供給される。また、制御装置１２は、切替室３に設置された切替室温度センサ５２から出力される信号に基づいて切替室３の温度を算出し、切替室用ダンパー装置２７のバッフルを開閉して切替室３に流入する冷気の量を調節し、切替室３の温度コントロールを行う。

野菜室５の冷却は、本体１０１の上部に設置される冷蔵室１から冷蔵室戻り風路３１を通って冷却器１８へと戻る冷気を利用して行われる。具体的には、図１に示すように、冷蔵室戻り風路３１は、冷蔵室１から出て切替室３の背面右奥、冷凍室４の背面右奥を通過し、野菜室５の背面右奥において野菜室５内と連通する。さらにこの冷蔵室戻り風路３１は、野菜室５の天井部を通過し、野菜室５の中央奥から出て冷却器１８が設置された冷却器室へと繋がっている。冷蔵室戻り風路３１内を流れる冷気は冷蔵温度帯であるため、冷蔵室戻り風路３１と野菜室５との間には断熱構造は必要ないが、冷蔵室戻り風路３１と冷却器１８との間には着霜による風路閉塞を防止するために断熱構成が必要である（図示せず）。
製氷室２及び冷凍室４にも、冷却器１８で生成された冷気が供給される。

冷却器１８の下には、除霜ヒーター１９及び排水管２０が設けられている。除霜ヒーター１９には定期的に通電され、除霜ヒーター１９の熱で冷却器１８に付着した霜が溶かされて除霜水となる。その除霜水は、内箱１７に埋設された排水管２０を通り、冷凍冷蔵庫１００の背面下部に設けられた圧縮機２５の上に設置された蒸発皿２１に排出される。

（温度操作パネルの構成）
図４は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の温度操作パネルの分解斜視図である。温度操作パネル８には、温度調節の対象となる貯蔵室を選択する貯蔵室選択ボタン５４と、温度を入力する温度設定ボタン５５とが設けられている。冷蔵室１の温度調節を行う際には、使用者は、貯蔵室選択ボタン５４を操作して冷蔵室１を選択し、温度設定ボタン５５を押して弱（約６℃）、中（約３℃）、強（約１℃）のいずれかを選択することができる。冷凍室４の温度調節を行う際も同様に、使用者は、貯蔵室選択ボタン５４を操作して冷凍室４を選択し、温度設定ボタン５５を押して、弱（約−１６℃）、中（約−１８℃）、強（約−２０℃）のいずれかを選択することができる。切替室３については、使用者は、温度設定ボタン５５を押すことで、切替室３の温度を２週間程度の冷凍保存に適した約−７℃の弱めの冷凍、１ヶ月程度の冷凍保存に適した約−１８℃の通常冷凍の２段階に設定することが可能となっている。

温度操作パネル８に内蔵された温度操作パネル基板９には、外気温度を検知する外気温度センサ１０が設置されている。なお、温度操作パネル８は、意匠性を考慮して冷凍冷蔵庫１００の表面ではなく冷蔵室１内に設置されていてもよく、その場合には、例えば冷蔵室扉７の上側のヒンジ装置１１に外気温度センサ１０を設置してもよい。

（真空断熱材の構成）
図５は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の真空断熱材の概略断面図である。図５に示すように、真空断熱材１３は、例えばガラスウール製の芯材５９と水分吸着剤６０とを、ガスの透過を阻止するガスバリアフィルム６１（薄い樹脂製のシートの上に水蒸気の透過を抑制するアルミ箔やアルミを蒸着させたもの）で覆った後に、ガスバリアフィルム６１の内部を減圧し、ガスバリアフィルム６１の端部を熱溶着したものである。熱溶着されたガスバリアフィルム６１の端部を、熱溶着部６２と称する。

真空断熱材１３は、熱漏洩を抑制するために設置されるものであるため、図２、図３に示すように貯蔵室を囲むようにして断熱材２８の内部に配置される。この真空断熱材１３は、外箱５８に直接貼り付けられ、あるいは、外箱５８の内面との間にスペーサなどを配置して外箱５８からある程度の距離を離して固定されている。そして、真空断熱材１３の周囲には、外箱５８と内箱１７との間の隙間を埋めるようにウレタン原液などが発泡充填されている。

（真空断熱材の熱伝導率及び消費電力量の変化）
次に、真空断熱材１３の熱伝導率の時間的変化、及び冷凍冷蔵庫１００の消費電力量の変化について説明する。図６は、真空断熱材の熱伝導率及び冷凍冷蔵庫の消費電力量の時間的な変化を示すグラフである。図６に例示する真空断熱材１３の仕様は、厚さ１０ｍｍ×縦１５００ｍｍ×横５００ｍｍのガラスウール製の芯材５９と水分吸着剤６０とを、アルミを蒸着させたＰＥＴ製の厚さ０．１ｍｍのガスバリアフィルム６１で覆い、ガスバリアフィルム６１内を減圧し端部を熱溶着したものであり、初期の熱伝導率は０．００２４Ｗ／ｍＫである。図６に示すグラフにおいて横軸は時間対数軸となっている。図６に示すように、真空断熱材１３の仕様構成によっても異なるが、一般的に真空断熱材１３の熱伝導率は経年劣化していくことがわかっている。

また図６には、ストロークボリュームが１０ＣＣのインバータ制御対応の圧縮機２５を機械室に設置した冷凍冷蔵庫１００において、冷凍冷蔵庫１００の真空断熱材１３の熱伝導率の変化を基に算出した消費電力量の経年変化率（計算値）を併せて示している。消費電力量の経年変化率の算出に用いた冷凍冷蔵庫１００は、厚さ１０ｍｍ×縦１５００ｍｍ×横５００ｍｍで初期熱伝導率が０．００２４Ｗ／ｍＫの真空断熱材１３を冷凍冷蔵庫１００の両側面に設置し、背面には厚さ１５ｍｍ×縦１２００ｍｍ×横５００ｍｍで初期熱伝導率が０．０２４Ｗ／ｍＫの真空断熱材１３を設置した５２０Ｌサイズ（冷蔵室１が２７１Ｌ、冷凍室４が１０６Ｌ、製氷室２が１４Ｌ、切替室３が３５Ｌ、野菜室５が９５Ｌで全容量が５２１Ｌ）の冷凍冷蔵庫である。また、図６を算出する際の冷凍冷蔵庫１００の運転は、扉の開閉などの負荷を除去した安定的な運転サイクルでの計算値である。

図６に示すように、使用日数が経過すると消費電力量が大きくなっていく。これは、真空断熱材１３の経年劣化に伴って真空断熱材１３の熱伝導率が大きくなり、庫外からの熱侵入が大きくなるため、圧縮機２５の運転時間が長くなるからである。このように冷凍冷蔵庫１００の消費電力は基本的に大きくなっていき、冷却スピードも遅くなる傾向があり、使用開始から１０年（＝３６５０日）で消費電力量は１０５．４％となっている。

（圧縮機の運転制御）
本実施の形態１の圧縮機２５は、インバータを用いた電動機の回転速度制御で冷媒の循環容量を制御するものである。本実施の形態１では、圧縮機２５は、回転速度を１０段階に切り替えることができる。図７は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度を示す図である。

図７に示すように、圧縮機２５の速度は、Ｃ１速〜Ｃ１０速までの１０段階に設定されており、Ｃ１速〜Ｃ７速を第一速度（低速側）、Ｃ８速〜Ｃ１０速を第二速度（高速側）とする。
ここで、本実施の形態１では、最高回転数からその１０％程度下の範囲までを高速側の第二速度としている。圧縮機２５の速度は、冷媒循環量と比例の関係にあり、また冷凍能力とも比例の関係にあるが、近年の冷蔵庫に使用されるインバータ制御対応の圧縮機は比較的低速側にＣＯＰの極大点があるため、使用初期の省エネルギーのメリットを考慮して、最高回転数の１０％程度までを本実施の形態１では第二速度（高速側）として設定しているのである。なお、どの範囲の速度を高速側の第二速度として設定するかは、使用する圧縮機２５に応じて調整されるものであり、本実施の形態１の例には限定されない。

次に、圧縮機２５の運転制御について説明する。図８は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度との関係を説明する図である。図８（ａ）、（ｂ）は、周囲温度が異なる条件での図を示しており、図８（ａ）は周囲温度が相対的に高い場合の図、図８（ｂ）は周囲温度が相対的に低い場合の図である。
本実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００の周囲温度に基づいて圧縮機２５の回転数が制御される。圧縮機２５を起動する際の初速は、外気温度センサ１０で検出された周囲温度に基づいて決定され、図８（ａ）に示すように周囲温度が高い場合にはＣ５速で圧縮機２５が起動される。また、図８（ｂ）に示すように周囲温度が低い場合にはＣ１速で圧縮機２５が起動される。このように周囲温度に応じて圧縮機２５の起動速度を異ならせているのは、周囲温度と庫内温度との差が大きいほど庫内への熱侵入量が大きく冷却負荷も増加するためである。本実施の形態１では、インバータ制御を搭載しており、消費電力量低減のために周囲温度が低い場合には高い場合よりも起動速度を低下させている。

圧縮機２５の起動及び停止の切替は、冷凍室温度センサ５３で検出される温度に基づいて決定される。具体的には、制御装置１２は、冷凍室温度センサ５３から出力される温度が、予め定められた起動開始温度Ｔｏｎに達した場合に圧縮機２５を起動して冷却運転を開始させる。制御装置１２は、冷却運転を継続しながら冷凍室温度センサ５３から出力される温度を監視し、冷凍室温度センサ５３が検出した温度が停止温度Ｔｏｆｆ（Ｔｏｆｆ＜Ｔｏｎ）に達したら、圧縮機２５を停止させるサイクル運転を行う。また、冷却負荷の増加（例えば、扉の開閉又は貯蔵室内への食材の投入等）により、圧縮機２５を動作させて冷却運転を開始してから所定の時間が経過しても、冷凍室温度センサ５３の検出温度が停止温度Ｔｏｆｆまで低下しない場合には、制御装置１２は、予め定められた変速時間が経過する度に圧縮機２５の速度を１段階ずつ上げて冷却能力を増大させていく。

図９は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の各速度における変速時間を示す図である。図９に示す例では、速度を１段階上げるまでの時間である変速時間は、すべて６０分としている。すなわち、制御装置１２は、ある速度で圧縮機２５の運転を開始してから６０分が経過すると、圧縮機２５の回転速度を１段階上げる。

図１０は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間的な変化を示す図である。図１０では、冷却負荷が同じ条件の場合に、時間の経過に伴って圧縮機２５の速度が変化する様子を概念的に示している。
本実施の形態１では、冷却負荷に応じて圧縮機２５の速度を上げるのであるが、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されて冷凍冷蔵庫１００の使用を開始してからの所定期間、いわゆる使用の初期段階においては、真空断熱材１３の経年劣化の程度も低いために断熱性能は比較的良い。図１０に示す例では、冷凍冷蔵庫１００に最初に電源を投入した直後は、圧縮機２５はＣ５速での運転を時間Ｔ１にわたって行った後に運転を停止している。時間の経過に伴って冷凍冷蔵庫１００の断熱性能の劣化が進み、圧縮機２５の速度が段階的に上昇するとともに１回あたりの圧縮機２５の運転時間（Ｔｎ１、Ｔｎ２）も長くなるものの、図７に示した圧縮機２５の速度のうち第二速度（高速側）を使用しなくとも十分に貯蔵室を冷却できる期間は、第一速度（低速側）の範囲で圧縮機２５を制御する。

時間の経過に伴って真空断熱材１３の経年劣化の程度が進んで冷却負荷が大きくなると、圧縮機２５の１回あたりの運転時間が長くなり、第一速度（低速側）のうちの最高速度であるＣ７速での運転時間も長期化し、冷却能力が不足気味になる。そこで本実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてから期間ＴＬが経過した後は、圧縮機２５の上限速度を第二速度（高速側）に引き上げ、冷却能力を確保するようにしている。

このように本実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてから所定の期間ＴＬの間は第二速度を使用せず、所定の期間ＴＬが経過してから第二速度（高速側）の使用を許可することとしている。なお、本実施の形態１の期間ＴＬは、本発明の第一期間に相当する。以下、具体的に説明する。

図１１は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度と圧縮機の速度の時間推移を示す図である。図１１では、圧縮機２５が起動してから停止するまでの各サイクルを、サイクル２０１、２０２、２０３、２０４と区別して表記しており、サイクル２０１及びサイクル２０２は期間ＴＬが経過する前、サイクル２０３及びサイクル２０４は期間ＴＬが経過した後を示している。

サイクル２０１では、圧縮機２５はＣ５速で始動してＣ７速まで増速し、冷凍室温度センサ５３の検出温度が停止温度Ｔｏｆｆに達すると、運転を停止している。
サイクル２０２では、圧縮機２５の速度がＣ７速まで上がった後、例えば扉開閉などの冷却負荷の増加によって冷凍室温度センサ５３の検出温度が停止温度Ｔｏｆｆに低下するまでの時間がサイクル２０１よりも長くなっているが、圧縮機２５はＣ７速での運転を継続する。このように、期間ＴＬの間は、圧縮機２５の速度は、第一速度（低速側）の範囲内で制御される。

期間ＴＬが経過した後は、圧縮機２５の速度の上限値は第二速度（高速側）に引き上げられる。
サイクル２０３では、真空断熱材１３の断熱性能の劣化により、冷凍室温度センサ５３が停止温度Ｔｏｆｆを検出するまでの速度（冷却速度）が遅くなるが、圧縮機２５は第二速度Ｃ８速での運転を行い、サイクル２０２よりも短時間で冷凍室温度センサ５３の検出温度は停止温度Ｔｏｆｆに達して圧縮機２５が停止する。
サイクル２０４は、サイクル２０３よりも冷凍冷蔵庫１００の冷却負荷が高い状態を示しており、さらに断熱性能も劣化しているため、圧縮機２５は第二速度のＣ９速まで増速した後、運転を停止している。

このように、本実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００に電源投入された後の使い始めの状態では、圧縮機２５の速度の上限値を第一速度（低速側）に抑えて第二速度（高速側）を使用せず、比較的低入力で圧縮機２５を運転することができるので、省エネルギー性を高めることができる。また、所定の期間ＴＬが経過した後は、圧縮機２５の速度の上限値を第二速度（高速側）まで引き上げ、圧縮機２５を第二速度で運転できるようにしているので、真空断熱材１３の断熱性能の劣化が生じても冷却能力を大きくすることができ、食品の保存性を保つことができる。

次に、圧縮機２５の速度の上限値を第一速度（低速側）から第二速度（高速側）に引き上げる条件となる期間ＴＬについて、具体例を説明する。

（１）期間ＴＬの具体例：電源投入からの総経過時間
所定の期間ＴＬは、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されてからの経過時間に基づいて設定することができる。例えば、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてから（つまり、使用者が冷凍冷蔵庫１００の使用を開始してから）１０年が経過すると、期間ＴＬが経過したと判断することができる。この場合、期間ＴＬの始期は冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されたときであり、期間ＴＬの終期は予め設定された経過時間（例えば１０年）が経過したときである。時間の計測は、例えば制御装置１２に実装されたタイマ装置を用いて行うことができる。

なお、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されてからの経過時間は制御装置１２の記憶装置に定期的に記憶され、停電又は引っ越し等の際の電源プラグの抜き差しによって冷凍冷蔵庫１００への電源供給が一時的に途絶えた場合でも、電源が再度投入されたときに経過時間が積算される。

（２）期間ＴＬの具体例：圧縮機２５の運転積算時間
所定の期間ＴＬは、冷凍冷蔵庫１００に電源が投入されてからの圧縮機２５の運転積算時間に基づいて設定することができる。圧縮機２５の運転時間は、冷凍冷蔵庫１００にかかる負荷状態、例えば周囲温度、扉の開閉回数及び時間、並びに負荷投入などによっても変化するものであるが、圧縮機２５の運転が比較的多い（運転率が高い）場合には、高温の冷媒が凝縮器６３を通過する頻度が高いといえる。そして、高温の冷媒は、凝縮器６３の近くに設置されている真空断熱材１３に熱的影響を及ぼし、ガスバリアフィルム６１の表面や端部の熱溶着部６２からのガス透過が多くなり、真空断熱材１３の断熱性能の劣化が促進されると考えられる。このため、圧縮機２５の運転時間の積算時間は、真空断熱材１３の経年劣化の状態を示す指標の一つであるといえ、圧縮機２５の運転時間の積算時間に基づいて真空断熱材１３の劣化を判定することができる。

例えば、冷凍冷蔵庫１００に電源を投入してからの積算時間３６５０日に対して圧縮機２５の年間平均運転率（例えば８０％）を乗じた２９２０日を、圧縮機２５の運転積算時間の閾値として設定する。そして、圧縮機２５の運転積算時間が、この運転積算時間の閾値を超えた場合に、期間ＴＬが経過したと判定して、圧縮機２５の回転速度の上限値を引き上げて第二速度（高速側）が使用できるようにする。この場合、期間ＴＬの始期は冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されたときであり、期間ＴＬの終期は圧縮機２５の運転積算時間が予め設定された時間を経過したときである。

なお、圧縮機２５の運転積算時間は制御装置１２の記憶装置に定期的に記憶され、停電又は引っ越し等の際の電源プラグの抜き差しによって冷凍冷蔵庫１００への電源供給が一時的に途絶えた場合でも、電源が再度投入されたときに圧縮機２５の運転積算時間は継続して計測される。

（３）期間ＴＬの具体例：冷凍冷蔵庫１００の消費電力量の変化
冷凍冷蔵庫１００の消費電力量の変化に基づいて期間ＴＬの経過の有無を判定し、圧縮機２５の回転速度の上限値の引き上げタイミングを決定してもよい。前述のように、真空断熱材１３の経年劣化に伴って圧縮機２５の運転時間が長期化し、圧縮機２５の運転時間の長期化に伴って冷凍冷蔵庫１００の消費電力量も増加するため、消費電力量の変化率を真空断熱材１３の劣化度合いの指標と捉えることができる。そこで、制御装置１２は、所定の学習期間にわたって冷凍冷蔵庫１００の消費電力量を計測してこれを基準値とし、この基準値からの消費電力量の変化に基づいて、圧縮機２５の回転速度の上限を引き上げる。以下、具体的に説明する。

図１２は、一般的な家庭用の冷凍冷蔵庫の１日の消費電力の変動の一例を示す図である。図１２に示すように、冷凍冷蔵庫の消費電力量は、使用条件、特に扉開閉時の庫内への外気侵入で大きく変動し、例えば使用者が調理等を行う朝、昼、夕方の時間帯は冷凍冷蔵庫への入力電力の変動が大きく、夜間は扉の開閉があまり行われないために比較的に入力電力の波形が安定する。
そこで、１日の中で扉開閉が比較的少なく周囲温度も安定した時間帯（例えば深夜間など）における、圧縮機２５の起動から停止を含み次に起動するまでの運転サイクルの電力量を、数サイクル分平均して制御装置１２内の図示しない記憶装置に記憶する。また、その際の平均周囲温度も併せて制御装置１２内の記憶装置に記憶する。なお、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてから２日間程度は庫内への負荷投入などで庫内温度が安定しないため、例えば３日目から消費電力量と周囲温度の計測を行う。

そして、１５日間を１ブロックとして、扉開閉のない時間帯での１ブロックずつの消費電力量の平均値及び周囲温度の平均値を、１年間計測し（データ数は２４ブロック分となる）、これを初期電力量として制御装置１２に設けられた図示しない記憶装置に記憶する。制御装置１２は、その計測結果に基づいて、冷凍冷蔵庫の消費電力量と周囲温度との関係を算出する。なお、冷凍冷蔵庫１００の消費電力量は、制御装置１２に設置された電力計（図示せず）にて計測される。

図１３は、冷凍冷蔵庫の消費電力量と周囲温度との関係の一例を示すグラフである。図１３に示すグラフ２１０は、１年間の学習期間にわたって冷凍冷蔵庫１００の消費電力量と周囲温度とを計測した結果に基づいて算出された、周囲温度と消費電力量との関係を示すものであり、消費電力量の変化を判定する際の基準となる。学習期間を１年間とし、この学習期間を１５日ずつのブロック（単位期間）に分けてブロックごとに消費電力量と周囲温度を計測することで、周囲温度と消費電力量との関係を把握することができる。学習期間を１年間とすることで、季節に応じて変化しうる周囲温度と消費電力量との関係を把握することができる。

冷凍冷蔵庫１００の使用２年目以降においては、制御装置１２は、１日の中で扉開閉が少なく周囲温度も安定した時間帯（例えば深夜間など）に、消費電力量と周囲温度とを定期的に計測し、その計測結果と基準となるグラフ２１０とを比較する。図１３に示すグラフ２１１は、冷凍冷蔵庫１００の使用２年目以降のグラフ、グラフ２１２はグラフ２１１よりも使用年数が経過した状態のグラフであり、使用年数の経過に伴って同じ周囲温度の条件下における消費電力量が増加していくことが分かる。制御装置１２は、定期的に計測した消費電力量と、基準となるグラフ２１０における消費電力量とを比較し、その変化率が所定の値（例えば＋５％）となると、その次の圧縮機２５の運転から、圧縮機２５の回転速度の上限値を第二速度（高速側）に引き上げる。この場合、期間ＴＬの始期は冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されたときであり、期間ＴＬの終期は冷凍冷蔵庫１００の消費電力量が基準値に対して予め設定された閾値を超えて増加したときである。

次に、このような冷凍冷蔵庫１００の運転を実現する制御フローチャートの一例を説明する。図１４は、実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の制御フローチャートの一例を示す図である。図１４にしたがって、制御装置１２の制御動作を説明する。

（ステップＳ１）
冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入される。
（ステップＳ２）
制御装置１２は、圧縮機２５の運転速度について第一速度（低速側）を使用可能とし、第二速度は（高速側）は使用禁止とする。

（ステップＳ３）
制御装置１２は、初回の電源投入（ステップＳ１）から２日経過したか否かを判定し、２日経過すると次のステップＳ４へ進む。なお、経過時間の計測は、制御装置１２に実装された図示しないタイマ装置が行う。
（ステップＳ４）
制御装置１２は、圧縮機２５を起動してから停止するまでの冷却運転中に、所定時間ｔにわたって扉の開閉がなかったか否かを判定し、所定時間ｔにわたって扉の開閉がなかった場合には（Ｓ４；Ｙｅｓ）、次のステップＳ５に進む。扉の開閉状態の検出は、貯蔵室の扉の開閉状態を検知する例えばリミットスイッチ等の扉開閉検知手段が行う。このステップＳ４を実行する時間帯は、扉の開閉が少なく周囲温度の変動も比較的小さい時間帯（例えば深夜間）が望ましい。なお、冷却運転中に扉の開閉が無い時間が所定時間ｔに満たなかった場合には（Ｓ４；Ｎｏ）、制御装置１２は、次の冷却運転のタイミングまで待機する。

（ステップＳ５）
制御装置１２は、所定時間ｔの消費電力量を記録する。消費電力量の計測は、制御装置１２に実装された図示しない電力計が行い、計測された消費電力量は制御装置１２に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
（ステップＳ６）
制御装置１２は、所定時間ｔの周囲温度を記録する。周囲温度の計測は、外気温度センサ１０が行い、計測された周囲温度は制御装置１２に実装された図示しない記憶装置が記憶する。

（ステップＳ７）
制御装置１２は、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を１５日間（１ブロック）にわたって実行し、１５日間が経過すると、次のステップＳ８に進む。

（ステップＳ８）
制御装置１２は、ステップＳ５で記録した１５日間（１ブロック）分の消費電力量を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
（ステップＳ９）
制御装置１２は、ステップＳ６で記録した１５日間（１ブロック）分の周囲温度を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。

（ステップＳ１０）
制御装置１２は、ステップＳ４〜ステップＳ９の処理を１年間（２４ブロック）にわたって実行し、１年間が経過すると、次のステップＳ１１に進む。

（ステップＳ１１）
制御装置１２は、１年間（２４ブロック）にわたって計測した消費電力量と周囲温度に基づいて、周囲温度と消費電力量との関係（基準線）を設定する。

（ステップＳ１２）
ステップＳ１２以降は、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源を投入してから２年目以降の運転である。制御装置１２は、圧縮機２５を起動してから停止するまでの冷却運転中に、所定時間ｔにわたって扉の開閉がなかったか否かを判定し、所定時間ｔにわたって扉の開閉がなかった場合には（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、次のステップＳ１３に進む。扉の開閉状態の検出は、貯蔵室の扉の開閉状態を検知する例えばリミットスイッチ等の扉開閉検知手段が行う。このステップＳ１２を実行する時間帯は、扉の開閉が少なく周囲温度の変動も比較的小さい時間帯（例えば深夜間）が望ましい。なお、冷却運転中に扉の開閉が無い時間が所定時間ｔに満たなかった場合には（Ｓ１２；Ｎｏ）、制御装置１２は、次の冷却運転のタイミングまで待機する。

（ステップＳ１３）
制御装置１２は、所定時間ｔの消費電力量を記録する。消費電力量の計測は、制御装置１２に実装された図示しない電力計が行い、計測された消費電力量は制御装置１２に実装された図示しない記憶装置が記憶する。
（ステップＳ１４）
制御装置１２は、所定時間ｔの周囲温度を記録する。周囲温度の計測は、外気温度センサ１０が行い、計測された周囲温度は制御装置１２に実装された図示しない記憶装置が記憶する。

（ステップＳ１５）
制御装置１２は、ステップＳ１２〜ステップＳ１４の処理を１５日間（１ブロック）にわたって実行し、１５日間が経過すると、次のステップＳ１６に進む。

（ステップＳ１６）
制御装置１２は、ステップＳ１３で記録した１５日間（１ブロック）分の消費電力量を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。
（ステップＳ１７）
制御装置１２は、ステップＳ１４で記録した１５日間（１ブロック）分の周囲温度を平均化して、図示しない記憶装置に記録する。

（ステップＳ１８）
制御装置１２は、ステップＳ１６で算出した消費電力量と、ステップＳ１７で算出した周囲温度と同じ温度帯における消費電力量の基準線（Ｓ１１）とを比較し、ステップＳ１６の消費電力量が基準線に対して所定の閾値（例えば１０５％）を超えているか否かを判定する。ステップＳ１６で算出した消費電力量が基準線に対して所定の閾値（例えば１０５％）を超えていれば（Ｓ１８；Ｙｅｓ）、制御装置１２は、次のステップＳ１９に進む。

（ステップＳ１９）
制御装置１２は、圧縮機２５の速度の上限値を、第二速度（高速側）に引き上げる。これ以降は、第二速度（高速側）まで圧縮機２５の増速が許可され、前述のとおり圧縮機２５の回転速度は冷凍室温度センサ５３の検出温度に基づいて制御される。なお、ステップＳ１８において消費電力量が基準線に対して所定の閾値（例えば１０５％）を超えていない場合は（Ｓ１８；Ｎｏ）、圧縮機２５の速度の上限値は第一速度（低速側）のまま維持される。

このように、冷凍冷蔵庫１００の消費電力量の変化を監視し、消費電力量の変化率に基づいて第二速度（高速側）を使用するか否かを判定することで、実際の真空断熱材１３の劣化度合いに応じた圧縮機２５の回転速度の上限値の切り替えを行うことができる。ここで示した消費電力量の変化率に基づく圧縮機２５の回転速度の上限値の切り替え制御は、前述した（１）電源投入からの経過時間に基づく期間ＴＬの経過判定、及び（２）圧縮機２５の運転時間の積算値に基づく期間ＴＬの経過判定、のいずれかと組み合わせることもできる。

以上のように本実施の形態１では、真空断熱材１３が搭載され、圧縮機２５の速度が複数段階に切り替え可能な冷凍冷蔵庫１００において、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてからの所定の期間ＴＬの間は、圧縮機２５は高速側の第二速度を使用せず低速側の第一速度を使用し、所定の期間ＴＬが経過すると圧縮機２５の回転速度の上限値を引き上げて第二速度を使用できるようにした。このため、真空断熱材１３が劣化しても冷凍冷蔵庫１００の冷却性能を確保することができる。また、特許文献１に記載されるような真空断熱材１３の温度を検知する温度検出装置を用いる必要がないため、冷凍冷蔵庫１００の製造コストを低下させることができ、また、真空断熱材１３の近傍に温度検出装置を設置することによる真空断熱材１３の破損も防ぐことができる。

また、所定の期間ＴＬを過ぎたところから圧縮機２５の回転速度の上限値を第二速度に引き上げており、第二速度のＣ８速〜Ｃ１０速での運転頻度が高くなると、冷凍冷蔵庫１００の運転音も大きくなる。このため使用者は、冷凍冷蔵庫１００の冷却性能が悪化して食品等の保存性の悪化を感じる前に、冷凍冷蔵庫１００の運転音に基づいて、冷凍冷蔵庫１００の劣化を早めに認識することができる。

実施の形態２．
前述の実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００に電源投入してから所定の期間ＴＬが経過すると、圧縮機２５の回転速度の上限値を上げて第二速度（高速側）を使用できるようにした。本実施の形態２では、冷凍冷蔵庫１００に電源投入してから所定の期間ＴＬが経過すると、圧縮機２５の回転速度の上限値を上げることに加え、圧縮機２５の速度を１段階上げるまでの時間である変速時間を短くする。本実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図１５は、実施の形態２に係る冷凍冷蔵庫の圧縮機の速度の時間推移を説明する図である。また、図１６は、実施の形態２に係る圧縮機の所定の期間ＴＬが経過する前と後での変速時間の違いを説明する図である。
図１５、図１６に示すように、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されてから所定の期間ＴＬの間は、制御装置１２は、圧縮機２５の変速時間を６０分とする。すなわち、制御装置１２は、ある速度で圧縮機２５の運転を開始してから６０分が経過すると、圧縮機２５の回転速度を１段階上げる。
冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されてから期間ＴＬが経過すると、制御装置１２は、圧縮機２５の変速時間を、期間ＴＬが経過する前よりも短くして３０分とする。すなわち、制御装置１２は、ある速度で圧縮機２５の運転を開始してから３０分が経過すると、圧縮機２５の回転速度を１段階上げる。

なお、圧縮機２５の運転及び停止の切り替えを冷凍室温度センサ５３の検出温度に基づいて行う点、及び期間ＴＬが経過した後は圧縮機２５の回転速度の上限値を第二速度まで引き上げる点は、実施の形態１と同様である。
また、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてからの経過時間、圧縮機２５の運転積算時間、冷凍冷蔵庫１００の消費電力量に基づいて期間ＴＬを設定することができる点も、実施の形態１と同様である。
また、実施の形態１と同様に、冷凍冷蔵庫１００の消費電力量の変化に基づいて、圧縮機２５の変速時間を短くするタイミングを決定してもよい。

このように本実施の形態２では、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源投入されてから期間ＴＬが経過すると、圧縮機２５の変速時間を短縮化する。したがって、期間ＴＬが経過した後の圧縮機２５の冷却能力は、期間ＴＬの間の圧縮機２５の冷却能力よりも早く上昇するため、真空断熱材１３の断熱性能が劣化しても必要な冷却性能を確保することができる。実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせることで、真空断熱材１３の断熱性能が劣化した場合に冷却性能を確保する効果を高めることができる。

実施の形態３．
前述の実施の形態１では、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてから期間ＴＬが経過する前と後とで、圧縮機２５の速度の上限値を切り替えることを説明した。本実施の形態３では、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてから期間ＴＬが経過する前と後とで、庫内ファン２４の回転速度の上限値を切り替える動作例を説明する。なお、本実施の形態３では、実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。

冷凍冷蔵庫１００の冷却能力を上げるためには、圧縮機２５の回転速度（容量）を上げる以外に、庫内ファン２４の送風量を増やすことも有効な手段の一つである。冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてから期間ＴＬが経過するまでは、前述のとおり真空断熱材１３の劣化度合いも比較的小さく、庫内ファン２４の送風量がある程度低くても十分に貯蔵室内を冷却することができる。

そこで、本実施の形態３では、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてから期間ＴＬが経過する前と後とで庫内ファン２４の回転速度の上限値を切り替え、期間ＴＬが経過した後は庫内ファン２４の回転速度の上限値を引き上げる。

図１７は、実施の形態３に係る冷凍冷蔵庫の冷却ファンの回転速度の一例を示す図である。図１７に示すように、本実施の形態３の庫内ファン２４は、Ｆ１速〜Ｆ１０速の１０段階に回転速度が切り替えられる。Ｆ１速〜Ｆ７速を第一速度（低速側）、Ｆ８速〜Ｆ１０速を第二速度（高速側）とする。なお、本発明の庫内ファンの第三速度は、本実施の形態３では第一速度（低速側）に相当し、本発明の庫内ファンの第四速度は、第二速度（高速側）に相当する。

制御装置１２は、庫内ファン２４の回転速度を、圧縮機２５の回転速度と連動させて制御する。具体的には例えば、圧縮機２５をＣ１速で運転する際には、庫内ファン２４の回転速度をＦ１速とし、圧縮機２５をＣ５速で運転する際には、庫内ファン２４の回転速度をＦ５速とする。

図１８は、実施の形態３に係る冷凍冷蔵庫の冷凍室温度センサの検出温度、圧縮機の速度、及び庫内ファンの回転速度の時間推移を示す図である。図１８では、圧縮機２５が起動してから停止するまでの各サイクルを、サイクル３０１、３０２、３０３、３０４と区別して表記しており、サイクル３０１及びサイクル３０２は期間ＴＬを経過する前、サイクル３０３及びサイクル３０４は期間ＴＬを経過した後を示している。

サイクル３０１では、圧縮機２５はＣ５速で始動してＣ７速まで増速し、圧縮機２５の増速に連動して庫内ファン２４の回転速度もＦ５速からＦ７速まで増速している。冷凍室温度センサ５３の検出温度が停止温度Ｔｏｆｆに達すると、圧縮機２５及び庫内ファン２４は運転を停止している。
サイクル３０２では、圧縮機２５の速度がＣ７速まで上がった後、例えば扉開閉などの負荷の増加によって冷凍室温度センサ５３の検出温度が停止温度Ｔｏｆｆに低下するまでの時間がサイクル３０１よりも長くなっているが、圧縮機２５はＣ７速での運転を継続するとともに庫内ファン２４はＦ７速での運転を継続する。このように、期間ＴＬの間は、庫内ファン２４の速度は、第一速度（低速側）の範囲内で制御される。

所定の期間ＴＬが経過した後は、圧縮機２５の速度の上限値は第二速度（高速側）に引き上げられ、かつ庫内ファン２４の速度の上限値も第二速度（高速側）に引き上げられる。
サイクル３０３では、真空断熱材１３の断熱性能の劣化により、冷凍室温度センサ５３が停止温度Ｔｏｆｆを検出するまでの速度（冷却速度）が遅くなるが、圧縮機２５は第二速度Ｃ８速での運転を行うとともに庫内ファン２４は第二速度Ｆ８速で運転を行い、サイクル３０２よりも短時間で冷凍室温度センサ５３の検出温度は停止温度Ｔｏｆｆに達すると、圧縮機２５及び庫内ファン２４は運転を停止する。
サイクル３０４は、サイクル３０３よりも冷凍冷蔵庫１００の冷却負荷が高い状態を示しており、さらに断熱性能も劣化しているため、圧縮機２５は第二速度のＣ９速まで増速するとともに庫内ファン２４は第二速度のＦ９速まで増速し、その後運転を停止している。

以上のように本実施の形態３では、真空断熱材１３が搭載され、圧縮機２５の速度が複数段階に切り替え可能な冷凍冷蔵庫１００において、冷凍冷蔵庫１００に電源投入されてから所定の期間ＴＬの間は庫内ファン２４の高速側の第二速度を使用せず低速側の第一速度を使用し、所定の期間ＴＬが経過すると庫内ファン２４の回転速度の上限値を引き上げて第二速度を使用できるようにした。このため、真空断熱材１３が劣化しても冷凍冷蔵庫１００の冷却性能を確保することができる。また、特許文献１に記載されるような真空断熱材１３の温度を検知する温度検出装置を用いる必要がないため、冷凍冷蔵庫１００の製造コストを低下させることができ、また、真空断熱材１３の近傍に温度検出装置を設置することによる真空断熱材１３の破損も防ぐことができる。

また所定の期間ＴＬを過ぎたところから庫内ファン２４の回転速度の上限値を高速側の第二速度に引き上げており、第二速度のＦ８速〜Ｆ１０速の出現頻度が高くなると、庫内ファン２４の風切り音も大きくなる。このため使用者は、冷凍冷蔵庫１００の冷却性能が悪化して食品等の保存性の悪化を感じる前に、庫内ファン２４の風切り音に基づいて、冷凍冷蔵庫１００の劣化を早めに認識することができる。

なお、実施の形態３においても実施の形態２と同様にして、圧縮機２５及び庫内ファン２４の変速時間を所定の期間ＴＬの経過の前後で異ならせてもよく、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態３では、冷凍冷蔵庫１００の冷却能力を調整する手段として、圧縮機２５の回転速度及び庫内ファン２４の回転速度の両方を制御することを説明したが、庫内ファン２４の回転速度のみを段階的に増速させて冷却能力を調整することもできる。その場合、所定の期間ＴＬは、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてからの総経過時間に基づいて定められる。具体的には、冷凍冷蔵庫１００に初めて電源が投入されてからの総経過時間が、予め設定された閾値に到達すると、制御装置１２は、所定の期間ＴＬが経過したと判断して庫内ファン２４の回転速度の上限値を第二速度（高速側）に引き上げる。

また、本実施の形態３では、圧縮機２５と庫内ファン２４の回転速度をともに１０段階に切り替え可能とし、両者の変速タイミングを連動させることを説明し、このようにすることで制御装置１２の制御シーケンスを簡易化することができる。しかし、圧縮機２５と庫内ファン２４の速度の段階数を異ならせてもよく、また、圧縮機２５の変速タイミングと庫内ファン２４の変速タイミングとを異ならせてもよい。

１冷蔵室、２製氷室、３切替室、４冷凍室、５野菜室、６断熱仕切壁、７冷蔵室扉、８温度操作パネル、９温度操作パネル基板、１０外気温度センサ、１１ヒンジ装置、１２制御装置、１３真空断熱材、１４製氷室ケース、１５切替室ケース、１６ファングリル、１７内箱、１８冷却器、１９除霜ヒーター、２０排水管、２１蒸発皿、２２下部大型貯蔵ケース、２３上部浅底ケース、２４庫内ファン、２５圧縮機、２６冷蔵室用ダンパー装置、２７切替室用ダンパー装置、２８断熱材、２９下部収納ケース、３０上部収納ケース、３１冷蔵室戻り風路、４３棚、４４棚、４５棚、４６小物収納ケース、４７コントロールパネル、４８樹脂部品、４９発泡ダクト部品、５０第一のダクト部、５１冷蔵室温度センサ、５２切替室温度センサ、５３冷凍室温度センサ、５４貯蔵室選択ボタン、５５温度設定ボタン、５６風路孔、５７ポケット、５８外箱、５９芯材、６０水分吸着剤、６１ガスバリアフィルム、６２熱溶着部、６３凝縮器、１００冷凍冷蔵庫、１０１本体。

Claims

内部に貯蔵室が形成された本体と、
前記本体の壁内に配設された断熱材と、
冷凍サイクルの一部を構成し、回転速度が可変の圧縮機と、
前記圧縮機を制御する制御部とを備えた冷凍冷蔵庫において、
前記制御部は、
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから第一期間の間は、前記圧縮機の回転速度の上限値を第一速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記圧縮機の回転速度の上限値を、前記第一速度よりも大きい第二速度に引き上げ、
当該冷凍冷蔵庫に電源投入された後の学習期間中に計測した消費電力量に基づいて基準となる消費電力量を設定し、前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げる
ことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
前記断熱材は真空断熱材であることを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
前記第一期間は、
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてからの経過時間に基づいて定められる期間である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍冷蔵庫。
外気温度を検出する外気温度検出手段を備え、
前記制御部は、
一年の前記学習期間を複数の単位期間に分けてその単位期間ごとに、前記基準となる消費電力量及び前記外気温度検出手段が検出した外気温度に基づく基準外気温度を記憶しており、
前記学習期間が終了した後は、当該冷凍冷蔵庫の消費電力量が、現在の外気温度と同じ温度帯の前記基準外気温度の単位期間における前記基準となる消費電力量に対して予め定められた閾値を超えて上昇すると、前記第一期間が経過したと判定し、前記圧縮機の回転速度の上限値を前記第二速度に引き上げる
ことを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
前記第一期間は、
前記圧縮機の運転積算時間に基づいて定められる時間である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍冷蔵庫。
前記制御部は、前記圧縮機を始動させた後に当該圧縮機の回転速度を段階的に上昇させる制御を行い、前記第一期間が経過した後は、前記圧縮機の回転速度を上昇させるまでの時間である変速時間を前記第一期間よりも短くする
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵庫。
前記制御部に制御され、前記貯蔵室内に冷気を送風する回転速度が可変の送風機を備え、
前記制御部は、
前記冷凍冷蔵庫に電源投入されてから前記第一期間の間は、前記送風機の回転速度の上限値を第三速度とし、前記第一期間が経過した後は、前記送風機の回転速度の上限値を、前記第三速度よりも大きい第四速度に引き上げる
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の冷凍冷蔵庫。