JP6310407B2

JP6310407B2 - 冷却庫

Info

Publication number: JP6310407B2
Application number: JP2015027297A
Authority: JP
Inventors: 八木　裕; 裕八木; 文章加藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: JP2015092137A

Description

本発明は、節電運転を行う冷却庫に関するものである。

冷蔵室、冷凍室等の収納室を含む冷却庫（いわゆる、冷蔵庫）は、ドアを開くことで、貯蔵室内部の温度が上昇する。収納室内部の温度が上昇すると、前記収納室内部の温度を設定温度まで下げるために、冷却装置の運転負荷が上昇し、消費電力も多くなる。さらに、高負荷運転中にドアが開かれると、冷却装置の高負荷での運転時間が長くなり、その分、消費電力も多くなる。そのため、冷却庫において、ドアの開閉は少ないほうがよく、特に冷却装置が高負荷で運転しているときは、ドアを開かないことが好ましい。

そこで、特開２０１０−３８４４９号公報の冷蔵庫では、複数の貯蔵室を、圧縮機を備えた冷凍サイクルで冷却する冷蔵庫であって、ドアの開閉回数、開時間、圧縮機の回転数、圧縮機の運転時間、外気温度及び急冷操作の有無によって、負荷レベルを算出している。そして、前記負荷レベルに基づいて、前記冷蔵庫の正確な運転負荷状態を判断し、さらに運転負荷状態を報知している。

使用者に運転負荷状態（運転状態）を報知することで、使用者に高負荷運転時に不要不急のドアの開閉を抑制するように促すことができ、負荷の少ない、換言すると、消費電力の少ない運転を促すことができる。すなわち、前記冷蔵庫は、使用者が不要不急のドアの開閉を抑制することで、消費電力の少ない運転を可能としている。

特開２０１０−３８４４９号公報

前記冷蔵庫では、前記貯蔵室の内部は目標温度で安定するように制御されている。通常冷蔵庫では、前記目標温度を、貯蔵する物品をその物品の冷却保存に必要な温度以下に確実に冷却するため、前記物品の冷却保存に必要な温度よりも低温に設定している。前記目標温度が物品の冷却保存に必要な温度よりも低いことから、前記冷蔵庫が安定運転（ドアの開閉が長時間なされない等）になったとき、必要以上に低温で物品を冷却することになり、それだけ、多くの消費電力が必要となる。

そして、特開２０１０−３８４４９号公報の冷蔵庫では、冷蔵庫全体の運転負荷を報知し、使用者に対して消費電力の低い運転を促すものであり、夜間や外出中など、使用者によって長時間ドアの開閉がなされない場合、消費電力を低減する効果を期待できない。

そこで本発明は、冷却庫の運転状態にかかわらず、内部に収納する物品の劣化を防ぐとともに、消費電力を低減することができる冷却庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、収納室と、前記収納室を冷却する冷却手段と、前記収納室の設定温度情報を含む動作ステップに基づいて前記冷却手段を制御する制御手段とを備えた冷却庫であって、前記制御手段は、前記設定温度が異なる少なくとも２個の動作ステップを有しているとともに、前記冷却手段の除霜開始から終了までの時間が一定の時間を超えたときに前記動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替え、該除霜終了後に前記冷却手段を駆動して前記冷却庫が安定状態に達したときに設定温度の高い動作ステップに切り替えることを特徴とする冷却庫を提供する。

上記目的を達成するために本発明は、収納室と、前記収納室を冷却する冷却手段と、前記収納室の設定温度情報を含む動作ステップに基づいて前記冷却手段を制御する制御手段とを備えた冷却庫であって、前記制御手段は、前記設定温度が異なる少なくとも２個の動作ステップと前記冷却手段を強制的に駆動するモードを有しており、前記冷却手段を強制的に駆動するモードに設定されると、現在の動作ステップにかかわらず、該モードで設定された駆動ステップで前記冷却手段を駆動し、前記冷却手段を強制的に駆動するモードが解除されており前記冷却庫が安定状態に達したときに設定温度の高い動作ステップに切り替えることを特徴とする冷却庫を提供する。

上記構成において、前記冷却庫は、運転モードとして通常運転モードと節電モードとを備えており、前記制御手段は、前記通常運転モードのとき、予め決められた設定温度で前記冷却手段を制御し、前記節電モードのとき、前記動作ステップを切り替えて前記冷却手段を制御するものとしてもよい。

上記構成において、冷却庫の状態を表示する表示手段をさらに備えており、節電モードに入っていることを表示手段で表示するものとしてもよい。

上記構成において、前記冷却手段は、所定の範囲内で回転数を自在に変更できる圧縮機を有し、前記複数個の動作ステップは、それぞれ、前記圧縮機の回転数の上限が決められており、前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が各動作ステップで定められている上限を超えたとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断して動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替えるようにしてもよい。

上記構成において、前記制御手段は、前記収納室の扉の開閉頻度が一定以上となったことを検出したとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断して動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替えるようにしてもよい。

本発明によると、使用者に不要不急の扉の開閉の抑制を促すとともに、冷却庫の状態に応じて、収納庫内の設定温度を、物品が劣化しない範囲で高く変更し、それだけ、冷却装置の運転負荷を減らすことができ、前記冷却庫の消費電力を低減することができる。

本発明にかかる冷却庫の概略図である。図１に示す冷却庫の断面図である。本発明にかかる冷却庫の制御ブロック図である。理想的な運転状態における圧縮機の回転数と時間との関係を示す図である。圧縮機の動作を示すフローチャートである。本発明にかかる冷却庫の節電モードにおける各部の制御条件を示す図である。節電モードでの制御を示すフローチャートである。本発明にかかる冷却庫の他の例のブロック図である。図８に示す冷凍機に備えられた圧縮機の動作を示すフローチャートである。図８に示す冷却庫の節電モードにおける各部の制御条件を示す図である。図８に示す冷却庫の節電モードの動作を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる冷却庫の概略図であり、図２は図１に示す冷却庫の断面図である。なお、図２に示す冷却庫Ａでは、上段冷凍室１２の図示が省略されている。

冷却庫Ａは、発泡ウレタン等の断熱材を壁部に充填した断熱箱体である。図１に示すように、冷却庫Ａは、物品を低温で収納する収納室として、冷蔵室１０、製氷室１１、上段冷凍室１２、下段冷凍室１３及び野菜室１４を備えている。なお、これら以外の収納室を備えていてもよいし、これらの収納室を別の目的の収納室に切り替えて（例えば、上段冷凍室１２を野菜室として利用して）もよい。

図１に示すように、冷却庫Ａでは、最上段に冷蔵室１０が配置されており、冷蔵室１０は前面に冷蔵室ドア１０１を備えている。冷蔵室１０の下には、製氷室１１と、上段冷凍室１２とが配置されている。製氷室１１及び上段冷凍室１２は前面に、それぞれ、製氷室ドア１１１及び上段冷凍室ドア１２１が備えられている。図１に示すように、製氷室１１及び上段冷凍室１２とは、左右に並んで配置されている。

製氷室１１及び上段冷凍室１２の下には、上段冷凍室１２よりも大容量の下段冷凍室１３が配置されている。下段冷凍室１３は前面に下段冷凍室ドア１３１を備えている。さらに、下段冷凍室１３１の下に野菜室１４が配置されている。野菜室は前面に野菜室ドア１４１を備えている。

図２に示すように冷却庫Ａでは、冷蔵室１０、製氷室１１、上段冷凍室１２、下段冷凍室１３及び野菜室１４は断熱体でおおわれている。冷却庫Ａの背面及び下方には、各内部を冷却する圧縮式冷却装置２（冷却手段）が備えられている。圧縮式冷却装置２は、圧縮機２１や蒸発器２２、凝縮器、切替弁及び熱交換装置（いずれも不図示）を備え、内部に冷媒が封入された冷凍サイクルである。圧縮機２１の詳細は省略するが、既知のインバータから電力が供給されており、回転数を調整することが可能な構成となっている。

また、図２に示しているように、冷却庫Ａの背面にはダクト１６が形成されている。蒸発器２２で冷却された空気が、不図示のファンによって、ダクト１６を介して、冷蔵室１０、製氷室１１、上段冷凍室１２、下段冷凍室１３及び野菜室１４の各収納室に供給される。冷却された空気が各収納室に流入することで、各収納室は冷却される。そして、各収納室を冷却した空気はダクト１６の各収納室に流入するときと別のルートを介して蒸発器２２に還流される。このようにして、各収納室の内部は冷却される。

冷却庫Ａのダクト１６には、蒸発器２２で冷却された空気が冷蔵室１０に流入するのを制限するためのダンパー１７が備えられている。ダンパー１７は低温の空気の流れを調整し、冷蔵室１０の温度が高くなりすぎたり低くなりすぎたりしないようにするものである。なお、ダンパー１７は冷蔵室１０につながるダクト１６に設けられているものであるが、その他の収納室につながるダクトに備えられていてもよい。

本発明にかかる冷却庫についてさらに詳しく説明する。図３は本発明にかかる冷却庫の制御ブロック図である。図３に示すように、冷却庫Ａには、圧縮機２１を制御する制御回路３０（制御手段）が備えられている。制御回路３０には、圧縮機２１以外にも、Ｒドアスイッチ１０２、Ｒ温度センサ１０３、Ｆドアスイッチ１３２、Ｆ温度センサ１３３、外気温センサ４１、除霜ヒータ５１、凍結防止ヒータ５２、ダンパー１７、記憶部３１、操作部３２及び表示部３３（表示手段）が接続されている。なお、これら以外に接続されるものがあってもよい。

以下に、上述した各部について説明したのち、制御回路３０による冷却庫Ａの運転制御について説明する。冷却庫Ａにおいて、上述した各収納室（冷蔵室１０、製氷室１１、上段冷凍室１２、下段冷凍室１３及び野菜室１４）のドアが開かれると、内部の冷気が流出し（外気が流入し）収納室内部の温度が上昇してしまう。そこで、冷却庫Ａには、ドアの開閉状態で収納室内部の温度上昇を予想するため、ドアの開閉を検知するドアスイッチが備えられている。

なお、図３に示す冷却庫の制御ブロック図では、便宜上、冷蔵室ドア１０１の開閉を検出するＲドアスイッチ１０２と、下段冷凍室ドア１３１の開閉を検出するＦドアスイッチ１３２とを備えている。また、Ｒドアスイッチ１０２は冷蔵室ドア１０１が、Ｆドアスイッチ１３２は下段冷凍室ドア１３１が開いたとき、オンになり、その情報を、制御回路３０に送る。なお、制御回路３０には、冷蔵室ドア１０１、下段冷凍室ドア１３１以外にもの収納室のドアの開閉を検出するスイッチが備えられており、制御回路３０に接続されている（図示省略）。

そして冷却庫Ａにおいて、各収納室の庫内温度は、冷却保存される物品の劣化を抑制するため、目標の温度以下（以下、目標温度と称する）以下に抑えられている。そのため、各収納室には、内部の温度を検出する温度センサを備え、制御回路３０に接続されている。制御回路３０は、温度センサで検出された温度に基づいて、各収納室が目標温度に近づくように冷却装置２あるいはダンパー１７が制御される。この目標温度は、物品によって（冷蔵、冷凍等によって）決められた温度であってもよく、物品によって決められた温度以下の温度であってもよい。下段冷凍室１３の目標温度は、物品の劣化を抑制することができる温度以下の温度であればよいが、冷蔵室１０の目標温度は、物品の劣化を抑制することができる温度以下で、物品が凍結しない温度（０℃以上）以上である。

図３に示す冷却庫Ａでは、冷蔵室１０の庫内温度を検出するＲ温度センサ１０３と、下段冷凍室１３の庫内温度を検出するＦ温度センサ１３３とが各収納室内部に配置されているとともに、Ｒ温度センサ１０３及びＦ温度センサ１３３で検出した温度は制御回路３０に入力される構成となっている。なお、温度センサもドアスイッチ同様、図示は省略しているが、収納室ごとに備えられている。また、温度センサとして、サーミスタを用いているが、それに限定されるものではなく、温度を測定し、その情報を制御回路に送信できるセンサを広く採用することができる。

さらに、冷却庫Ａは外気温によって収納室内部の温度が変化するため（外気温が高いと収納室内部の温度が上昇しやすい）、収納室内部の物品を決められた温度以下に冷却するように、外気温によって目標温度を変更することが好ましい。そこで、冷却庫Ａは、冷却庫Ａの外部に、外気温を検出する外気温センサ４１を備えている。外気温センサ４１は検出した外気温の情報を、制御回路３０に送信する。制御回路３０は外気温センサ４１からの外気温の情報に基づいて、目標温度を変更する。

冷却庫Ａには、使用者が冷却庫Ａの運転設定を行うための操作部３２が備えられている。操作部３２は、使用者が収納室それぞれの目標温度を変更したり、後述の運転モードの切り替えを行ったりするための入力装置である。操作部３２は、使用者により操作されることで、制御回路３０に使用者の所望する操作の内容の情報を送信する。詳しく説明すると、操作部３２は不図示の操作スイッチを備え、操作スイッチのオンオフによって使用者の所望する操作の内容を検出し、その情報を制御回路３０に送る構成となっている。また、操作スイッチ以外にも、使用者が入力しやすいものを広く採用することができる（例えば、操作部の一部が表示部３３に表示され、使用者が手指又は専用の器具で触れることで入力するタッチパネル等を用いてもよい）。

表示部３３は、冷却庫Ａの運転状態（後述する運転モード）、各収納室内部の温度状態、操作部３２の情報（使用者による入力の情報）等、各種情報を表示する。表示部３３は、液晶パネル（不図示）、ＬＥＤ（不図示）等を用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。使用者が冷却庫Ａの情報を素早く確認することができるものを広く採用することができる。なお、操作部３２の説明でも触れたが、タッチパネル式の液晶パネルを利用して、操作部３２と表示部３３とを一体的に形成するものであってもよい。

記憶部３１は、読書き可能なＲＡＭ、読み出し専用のＲＯＭ又は物理的に着脱可能なフラッシュメモリ等のメモリが用いられている。冷却庫Ａの運転に必要なデータが予め記憶されていたり、制御回路３０が取得した情報を一時的に格納したりするためのストレージデバイスである。なお、記憶部３１は、制御回路３０に含まれる構成であってもよい。

圧縮機２１は、上述しているように冷却装置２の内部を循環する冷媒を圧縮する圧縮装置である。圧縮機２１は、内部にインバータ回路２１１を備えており、インバータ回路２１１によって、任意の回転数で駆動可能となっている。インバータ回路２１１が制御回路３０と接続されており、インバータ回路２１１は制御回路３０より圧縮機２１の回転数の情報を取得し、圧縮機２１がその回転数で駆動するように、圧縮機２１に電力を供給する。なお、インバータ回路２１１が圧縮機２１に含まれているものとしているが、これに限定されるものではなく、制御回路３０に含まれていてもよく、制御回路３０及び圧縮機２１と独立した回路として設けられていてもよい。

ダンパー１７は、蒸発器２２によって冷却された空気を冷蔵室１０に導くダクト１６に取り付けられている。ダンパー１７が開かれることで、冷却空気が冷蔵室１０に流入する。また、冷蔵室１０が十分に低温で冷却空気による冷却が不要な場合、ダンパー１７を閉じることで、冷却空気が冷蔵室１０に流入するのを抑制する。このように、ダンパー１７を適切に開閉することで、冷蔵室１０の庫内を冷却するとともに、冷蔵室１０の庫内温度が必要以上に低くなる（例えば、０℃以下になる）のを抑制することができる。ダンパー１７は制御回路３０に接続されており、制御回路３０からの指示によって開閉される。

冷却装置２の蒸発器２２は、内部を冷媒が流れるパイプと、パイプと接触し、平行（略平行）に配置された複数枚のフィン状の熱交換部とを備えている。蒸発器２２では、低温の冷媒がパイプの内部を流れることで、熱交換部の温度が下がる（冷却される）。低温の熱交換部の隙間を空気が流れることで、熱交換部と空気とで熱交換が行われ、空気が冷却される。

空気が冷却されるとき、空気中に含まれている水分は飽和し結露する。結露した水は蒸発器２２に付着し凍結する、つまり、水分は蒸発器２２の熱交換部に霜として付着する。蒸発器２２に霜が付着すると、空気が流通する部分の面積が小さくなり、冷却装置２の冷却能力が低下する。そこで、冷却装置２には、蒸発器２２の霜を溶かすための除霜ヒータ５１が備えられている。図３に示すように、除霜ヒータ５１は制御回路３０に接続されており、制御回路３０からの指示によって発熱される（除霜運転される）。なお、冷却装置２では、除霜ヒータ５１が運転されている間は、蒸発器２２への低温の冷媒が流入するのを停止しているので、収納室の冷却は停止される。

製氷室１１は、自動的に氷を製造する製氷装置（不図示）を備えている。製氷室１１の内部は、製造された氷が溶けるのを抑制するため、０℃以下の温度に維持されている。また、製氷装置には水を供給するためのタンク（不図示）を備えており、製氷装置が製氷室１１に近接して配置されているので、タンク内の水が凍結するのを抑制するため、タンクに近接して凍結防止ヒータ５２が備えられている。凍結防止ヒータ５２は制御回路３０に接続されており、制御回路３０からの指示で発熱される（凍結防止運転される）。凍結防止ヒータ５２は、製氷室１１に近接して配置されているので、凍結防止ヒータ５２を運転することで、製氷室１１の温度が上昇する場合がある。

制御回路３０は以上に示したような、複数の部分より情報を取得するとともに、冷却庫Ａの各部の運転を指示する回路である。制御回路３０には、マイコン等の演算処理装置を備えている。また、制御回路３０には冷却庫Ａの運転の基準となる時間を管理するタイマー回路３０１と、Ｒドアスイッチ１０２及びＦドアスイッチ１３２の開閉をカウントするドア開閉カウンタ３０２とを備えている。また、これら以外にも、上述の各部からの情報を整理するための回路や、各部の運転を容易にする回路を備えていてもよい。さらに、記憶部３１に制御用プログラムを格納しておき、そのプログラムを読み出して、各部の制御を行う構成の制御回路であってもよい。

次に冷却庫Ａの動作について図面を参照して説明する。本発明にかかる冷却庫Ａは、通常運転モードと消費電力を抑制できる節電モードとを備えている。まず、通常運転モードについて説明する。図４は理想的な運転状態における圧縮機の回転数と時間との関係を示す図であり、図５は圧縮機の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、温度を検出する収納庫として主に、下段冷凍室１３の温度を用いて説明する。

通常運転モードにおいて、下段冷凍室１３の目標温度は物品を保存するときに必要な温度よりも数度低い温度としている。例えば、通常、冷凍食品では、約−１８℃（保存に必要な温度）で保存することとされており、目標温度はそれよりも数度低い約−２５℃とする。このように目標温度を物品の保存に必要な温度よりも低い温度とすることで、下段冷凍室１３の庫内温度にむらが発生しても、必要な温度よりも高い部分が生じるのを抑制できる。すなわち、冷却庫Ａの庫内（ここでは、下段冷凍室１３の内部）をより良い状態で維持することが可能となっている。

冷却装置２は圧縮機２１を高回転で回転させる（冷媒を高圧で圧縮する）ほど、冷却能力が高くなる。そして、上述したとおり圧縮機２１はインバータ回路２１１を備えているので、回転数を任意に設定することが可能である。そこで、冷却庫Ａでは、圧縮機２１を回転数によって４段階の駆動ステップに分けて駆動している。すなわち、圧縮機２１は、第１駆動ステップＳｔ１では約１９００ｒｐｍ、第２駆動ステップＳｔ２では約２８００ｒｐｍ、第３駆動ステップＳｔ３では約３８００ｒｐｍ、第４駆動ステップＳｔ４では約４２００ｒｐｍで駆動される。なお、この駆動ステップのステップ数及び各駆動ステップでの圧縮機２１の回転数は説明を容易に行うために設定されているものであり、ステップ数及び各ステップでの回転数はこれに限定されるものではない。

また、各駆動ステップにおける圧縮機２１の回転数は、外気温によっても変化する。一般的に、外気温が高いと、高い冷却能力が必要となる。そこで、外気温が高いとき各駆動ステップでの圧縮機２１の回転数を高く、外気温が低いとき各駆動ステップでの圧縮機２１の回転数を低く設定する。しかしながら、これに限定されるものではなく、外気温によって、各駆動ステップで最適とされる回転数が決められるようにしてもよい。外気温による各駆動ステップでの圧縮機の回転数は、記憶部３１に記憶されており、制御回路３０は、外気温センサ４１からの入力に応じて記憶部３１から呼び出す。

冷却装置２では、制御回路３０は圧縮機２１を第１駆動ステップＳｔ１で駆動し、下段冷凍室１３の庫内温度が目標温度に到達したら圧縮機２１を停止する制御を行う。そして、制御回路３０は、圧縮機２１を第１駆動ステップＳｔ１で駆動開始したときからの経過時間を計測し、経過時間が所定の時間を超えても、下段冷凍室１３の庫内温度が目標温度に到達しないとき、制御回路３０は、冷却装置２の冷却能力を上げるため、第２駆動ステップＳｔ２に切り替える。同様にして、制御回路３０は下段冷凍室１３の温度が目標温度になるまで駆動ステップを切り替える制御を行う。

冷却装置２は、圧縮機２１の回転数が低いほどＣＯＰ（成績係数）が高い特性を有しているので、以上のように、圧縮機２１の運転を低回転から開始し、徐々に高回転に切り替える制御を行うことで、消費電力を抑制できる。

また、制御回路３０は、下段冷凍室１３の庫内温度が目標温度から所定の温度（ここでは、α℃）上昇したとき、Ｆ温度センサ１３３の温度が目標温度＋α（℃）になると、圧縮機２１を第１駆動ステップＳｔ１から駆動を再開する。なお、目標温度＋α（℃）は下段冷凍室１３の内部に保存する物品に必要な冷却温度とほぼ同じか、それよりも低い。

冷却庫Ａにおいて、圧縮機２１は、駆動ステップ、連続駆動時間及び目標温度の間に、上述のような関係が成り立つように運転される。一方で、冷却庫Ａでは、下段冷凍室ドア１３１の開閉や、除霜ヒータ５１の駆動等、下段冷凍室１３の庫内温度が上昇する事象が発生する場合がある。冷却庫Ａでは、このような場合も上述の関係を基本として、下段冷凍室１３の庫内温度が上昇する事象が発生した場合に特殊な動作を行うように冷却装置２（圧縮機２１）を駆動する。以下に、通常運転時の冷却装置２の動作について説明する。

冷却庫Ａでは、使用者によって操作部３２を介して下段冷凍室１３の目標温度（設定温度の一つ）が設定される。なお、設定温度はここでは下段冷凍室１３の目標温度であるが、冷蔵室１０の目標温度であってもよく、ダンパー１７が開閉する温度（開閉温度）であってもよい。さらに、他の収納室（製氷室１１、上段冷凍室１２、野菜室１４）の目標温度であってもよいし、これらのうち２つ以上を設定するものであってもよい。

操作部３２による設定温度は制御回路３０に送られ、記憶部３１に記憶される。冷却庫Ａの通常動作が開始されると、制御回路３０は、記憶部３１に記憶されている設定温度を呼び出す（ステップＳ１０１）。そして、制御回路３０は、圧縮機２１の駆動を開始する（ステップＳ１０２）。制御回路３０から駆動開始の指示を受けると、圧縮機２１は第１駆動ステップＳｔ１で駆動を開始する。このとき、制御回路３０はタイマー回路３０２より時間情報を取得し、圧縮機２１の駆動開始時間を記憶部３１に記憶している。

圧縮機２１の駆動を開始したのち、Ｆ温度センサ１３３が下段冷凍室１３の庫内温度を検出し、温度情報を制御回路３０に送信する、すなわち、制御回路３０は下段冷凍室１３の庫内温度を検出する（ステップＳ１０３）。制御回路３０は、ステップＳ１０１で読み出した設定温度とステップＳ１０３で検出した下段冷凍室１３の庫内温度とを比較する（ステップＳ１０４）。

設定温度が庫内温度よりも低いとき（ステップＳ１０４でＹｅｓのとき）、制御回路３０は圧縮機２１の動作を維持する。また、庫内温度が設定温度よりも低いとき、制御回路３０は下段冷凍室１３の内部が物品の冷却に必要な温度になっていると判断し、圧縮機２１を停止する（ステップＳ１０５）。

その後、制御回路３０は、下段冷凍室ドア１３１が開かれたかどうか判断するため、Ｆドアスイッチ１３２からのオン信号が送られてきたかどうか判断する（ステップＳ１０６）。制御回路３０はＦドアスイッチ１３２からのオン信号を検出すると（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、ドア開閉カウンタ３０１でドアの開閉をカウントするとともに、信号を受信した時間をタイマー回路３０２より取得し、記憶部３１に記憶する（ステップＳ１０７）。

冷却庫Ａでは、一定時間の間にドアの開閉が繰り返されると、下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも上昇すると認識する。そのため、制御回路３０は、記憶部３１に記憶されている前回のドア開時間と今回のドア開時間とを比較し、一定時間ｔ１経過したかどうか確認する（ステップＳ１０８）。

前回のドア開から一定時間以上経過していない場合、すなわち、一定時間の間にドアの開閉が繰り返された場合(ステップＳ１０８でＮｏの場合)、制御回路３０は現在の駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４であるかどうか確認し（ステップＳ１１２）、駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４の場合（ステップＳ１１２でＹｅｓの場合）これ以上の駆動ステップがないので、駆動ステップＳｔ４を維持する。また、駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４でない場合（ステップＳ１１２でＮｏの場合）、圧縮機２１の駆動ステップを一段上げる（ステップＳ１１３）。これにより、圧縮機２１の回転数が上昇し、冷却装置２の冷却能力が向上する。なお、ステップＳ１１３において、圧縮機２１が停止状態の場合、制御回路３０が圧縮機２１を第１駆動ステップＳｔ１で駆動開始する動作も含んでいる。

圧縮機２１の駆動ステップがＳｔ４であった場合又はステップＳ１１３で駆動ステップを上げた後、制御回路３０はＦドアスイッチ１３２からのＯＦＦ信号があったかどうか検出する、すなわち、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップＳ１１１）。

また、除霜運転中は圧縮機２１が停止しており、下段冷凍室１３の冷却も停止される。そのため、除霜運転が終わってから一定時間経過するまでは冷凍室ドア１３１が開かれない方が安定運転しやすい。そこで、今回のドア開が、前回のドア開から一定時間ｔ１以上経過したのちの開状態であった場合(ステップＳ１０８でＹｅｓの場合)、制御回路３０はドア開が前回の除霜運転から一定時間ｔ２経過したかどうか判断する（ステップＳ１０９）。

前回の除霜運転から一定時間ｔ２経過していない場合（ステップＳ１０９でＮｏの場合）、圧縮機２１の現在の駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４であるかどうか判定し（ステップＳ１１２）、駆動ステップがＳｔ４である場合そのまま駆動ステップを維持する。また、駆動ステップがＳｔ４でない場合、制御回路３０は圧縮機の駆動ステップを一段上げ（ステップＳ１１３）、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップＳ１１１）。

下段冷凍室ドア１３１が開状態であると、内部の冷却された空気が外部に流出するとともに、外部の温かい空気が流入するので下段冷凍室１３の温度が上昇する。下段冷凍室ドア１３１が開状態で一定の時間（ｔ３とする）経過すると、下段冷凍室１３の内部の温度が設定温度＋α（℃）を超える部分が出てくる場合がある。そのため、制御回路３０は、ドア開が前回のドア開から一定時間ｔ１経過後且つ、前回の除霜運転から一定時間経過した（ステップＳ１０９でＹｅｓ）のちに、下段冷凍室ドア１３１がドア開状態で一定時間ｔ３経過したか検出する（ステップＳ１１０）。

制御回路３０は下段冷凍室ドア１３１が一定時間ｔ３よりも長く、開状態であると検知すると（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、下段冷凍室１３の温度が上昇すると判断し、圧縮機２１の現在の駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４である場合（ステップＳ１１２でＹｅｓの場合）、その第４駆動ステップＳｔ４を維持し、第４駆動ステップでない場合（ステップＳ１１２でＮｏの場合）、駆動ステップを１段上げる（ステップＳ１１３）。その後、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップｓ１１１）。

下段冷凍室ドア１３１の開状態が一定時間ｔ３以内である場合（ステップＳ１１０でＮｏの場合）、制御回路３０は下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか（Ｆドアスイッチ１３２がオフになったかどうか）判断し（ステップＳ１１１）、ドアが閉じられていない場合（ステップＳ１１１でＮｏの場合）、ステップＳ１０８に戻り、前回のドア開から一定時間ｔ１経過したかどうかの確認に戻る。また、下段冷凍室ドア１３１が閉じられた場合（ステップＳ１１１でＹｅｓの場合）、冷却装置２が除霜運転を開始するどうか確認する（ステップＳ１１４）。

一方、冷却庫Ａでは、長時間運転していると、収納室内部の水分が蒸発器２２で結露し、さらにその水分が凍結する（着霜する）。そのため、制御回路３０は、一定時間ごと、及び（又は）不図示の着霜検知装置の情報に基づいて、除霜運転を行う。除霜運転するとき、制御回路３０は、圧縮機２１を停止するとともに、蒸発器２２に近接して配置されている除霜ヒータ５１を駆動する。すなわち、冷却装置２は除霜運転の間、冷却動作を行っておらず、さらに、除霜ヒータ５１の駆動による熱が下段冷凍室１３の内部に伝達される。除霜運転中は下段冷凍室１３の温度の上昇が速くなる。

このことに基づいて、制御回路３０は、除霜運転が開始され（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、除霜運転が終了した（ステップＳ１１５でＹｅｓ）のち、除霜開始から終了までに一定時間ｔ４が経過したかどうか確認する（ステップＳ１１６）。除霜運転が一定時間ｔ４経過する（ステップＳ１１６でＹｅｓ）と、制御回路３０は下段冷凍室１３が一定温度に到達するものと判断し、ステップＳ１０２に戻って、第１駆動ステップＳｔ１で圧縮機２１の駆動を開始する。

除霜運転が一定時間ｔ４以内で終了した場合（ステップＳ１１６でＮｏの場合）、制御回路３０は、圧縮機２１の停止を維持し、下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも高いかどうか判断する（ステップＳ１１９）。下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも高い場合（ステップＳ１１９でＹｅｓの場合）、制御回路３０は、第１駆動ステップＳｔ１で圧縮機２１の駆動を開始する（ステップＳ１０２）。また、下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも低い場合（ステップＳ１１９でＮｏの場合）、制御回路３０はＦ温度センサ１３３から下段冷凍室１３の庫内温度の情報を取得する（ステップＳ１０３）。

また、制御回路３０が、まだ除霜運転が不要と判断した場合（ステップＳ１１４でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１が駆動中であるかどうか確認する（ステップＳ１１７）。圧縮機２１が駆動中でない場合（ステップＳ１１７でＮｏの場合）、制御回路３０は下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも高いか確認する（ステップＳ１１９）。以下、上述のステップＳ１１９と同じであるので省略する。

また、圧縮機２１が駆動中である場合（ステップＳ１１７でＹｅｓ）の場合、制御回路３０は圧縮機２１が現在の駆動ステップで一定時間ｔ５経過したか確認する（ステップＳ１１８）。圧縮機２１が現在の駆動ステップで一定時間ｔ５経過していない場合（ステップＳ１１８でＮｏの場合）、制御回路３０は下段冷凍室１３の庫内温度を検出（ステップＳ１０３）する。圧縮機２１が現在の駆動ステップになって、一定時間ｔ５経過した場合（ステップＳ１１８でＹｅｓの場合）、制御回路３０は冷却装置２の冷却能力が不足していると判断し、駆動ステップを上げる。

つまり、現在の駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４であるか確認し（ステップＳ１２０）、第４駆動ステップＳｔ４であった場合（ステップＳ１２０でＹｅｓの場合）、駆動ステップはそのままで、下段冷凍室１３の庫内温度の測定を行う（ステップＳ１０３）。また、現在の駆動ステップが第４駆動ステップＳｔ４でない場合（ステップＳ１２０でＮｏの場合）、制御回路３０は駆動ステップを１段上げ（ステップＳ１２１）、下段冷凍室１３の庫内温度の測定を行う（ステップＳ１０３）。

以上のように、制御回路３０は、下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度と設定温度＋α（℃）の間になるように、圧縮機２１を駆動する制御を基本制御としている。そして、制御回路３０は、その駆動制御中にドアの開閉の頻度（ステップＳ１０８）、ドア開時間（ステップＳ１１０）、除霜運転終了後のドア開までの時間（ステップＳ１０９）、除霜運転の時間（ステップＳ１１６）、圧縮機２１の連続運転時間（ステップＳ１１８）を検出しており、予め決められた条件を満たすと、駆動を開始する、駆動ステップを上げる或いは駆動ステップを維持するように、圧縮機２１の駆動を制御している。なお、ドアの開閉頻度として、ドア開が前回のドア開から一定時間（ｔ１）経過しているかどうかで判断しているが、一定時間におけるドア開の回数で判断するようにしてもよい。また、除霜運転後のドア開の頻度を、ドア開が除霜運転終了後から一定時間経過（ｔ２）経過したかどうかで判断しているが、一定時間におけるドア開の回数で判断してもよい。

以上に示した動作では、ドア開として、下段冷凍室ドア１３１の開状態としているが、それに限定されるものではない。下段冷凍室ドア１３１の開閉に加えて、冷蔵室ドア１０１、製氷室ドア１１１、上段冷凍室ドア１２１及び野菜室ドア１４１のいずれかあるいはすべての開閉をモニタしておき、下段冷凍室ドア１３１と同様、頻度、開時間、除霜運転からのドア開までの時間を検出し、いずれかのドアが上述の条件をみたしたとき、圧縮機２１の駆動ステップを上げるように制御してもよい。また、これら以外にも、制御回路３０は、冷却庫Ａの庫内温度が上昇する動作の有無によって、圧縮機２１の駆動ステップを上げるように制御してもよい。また、これら以外にも、急速冷却モードや、急速製氷モード等の圧縮機２１を強制的に駆動するものもあり、その場合、各モードで設定された駆動ステップで圧縮機２１を駆動する。

本発明にかかる冷却庫Ａでは、上述している通り、通常運転のほかに、消費電力を低減する節電モードを備えている。以下に節電モードについて、図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる冷却庫の節電モードにおける各部の制御条件を示す図である。図６に示すように、通常運転モードにおいて、下段冷凍室１３の目標温度を設定温度Ｔｆ１としている。この設定温度Ｔｆ１は、上述しているように、下段冷凍室１３で物品を保存するときに必要な温度よりも数度低い温度である。また、冷却庫Ａでは、冷蔵室１０の温度が高くなると、ダンパー１７を開いて、冷蔵室１０の内部に冷却された空気を導入する。このダンパー１７の開閉は冷蔵室１０の庫内温度に基づいて制御される。そのためダンパー１７の開閉の設定温度（開閉温度と称する）Ｔｒ１としている。

この開閉温度Ｔｒ１は冷蔵室１０で物品を保存するときに必要な温度よりも数度低い温度である。制御回路３０は、ダンパー１７を開き、Ｒ温度センサ１０３からの温度情報が開閉温度Ｔｒ１に達したときのダンパー１７を閉じる。また、Ｒ温度センサ１０３からの温度情報（冷蔵室１０の温度）が開閉温度＋βになると、制御回路３０はダンパー１７を開く制御を行う。ダンパー１７の開閉温度が低いほど、多くの冷却された空気が冷蔵室１０に流入するので、蒸発器２２の温度が高くなりやすく、そのため、圧縮機２１の駆動頻度が高くなる。

また、製氷室１１に備えられた給水タンク内の水を加熱するヒータの出力（ヒータ出力とする）Ｈｔ１としている。なお、ヒータ出力Ｈｔ１はヒータを最大能力で駆動するときの電力に対する、供給する電力の割合で示している。このように、通常運転時において、冷却庫Ａは、設定温度Ｔｆ１、開閉温度Ｔｒ１及びヒータ出力Ｈｔ１で制御されている。

図６に示すように、冷却庫Ａにおいて、節電モードは３段階の動作ステップ（第１動作ステップＯｓ１、第２動作ステップＯｓ２、第３動作ステップＯｓ３）を有している。節電モードは通常運転モードよりも消費電力を削減できる設定になっている。そして、節電モードの中でも第１動作ステップＯｓ１よりも第３動作ステップＯｓ３の方が、より消費電力を削減できる設定となっている。

具体的には第１動作ステップＯｓ１において、設定温度ＴＦｏ１は通常運転モードの設定温度Ｔｆ１よりも１℃高くなっている。また、開閉温度ＴＲｏ１は開閉温度Ｔｒ１より１℃高くなっている。さらに、ヒータ出力Ｈｔｏ１はヒータ出力Ｈｔ１よりも少ない（例えば、１０％減）電力である。これにより、第１動作ステップＯｓ１の設定で、冷却庫Ａを駆動することで、冷却装置２による冷却能力を抑えることができ、消費電力を低減することができる。

第２動作ステップＯｓ２の設定温度ＴＦｏ１、開閉温度ＴＲｏ１及びヒータ出力Ｈｔｏ１は、第１動作ステップＯｓ１と同じであるが、第２動作ステップＯｓ２は、圧縮機２１が第１駆動ステップＳｔ１、第２駆動ステップＳｔ２で駆動されているときだけの動作ステップである。さらに第３動作ステップＯｓ３の設定温度ＴＦｏ３は設定温度ＴＦｏ１より高く、開閉温度ＴＲｏ３も開閉温度ＴＲｏ１よりも高い。また、ヒータ出力Ｔｔｏ３はヒータ出力Ｈｔｏ１よりも少ない。なお、設定温度ＴＦｏ３は物品の保存に必要な温度又はそれよりも低い温度となっている。また、第２動作ステップＯｓ３は、圧縮機２１が第１駆動ステップＳｔ１で駆動しているときだけの動作ステップである。冷却庫Ａにおいて、節電モードの各動作ステップの制御条件は、記憶部３１に記憶されている。

以下に、冷却庫Ａの節電モードの動作について図面を参照して説明する。図７は節電モードでの制御を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、第１動作ステップＯｓ１から第２動作ステップＯｓ２に切り替える、第２動作ステップＯｓ２から第３動作ステップＯｓ３に切り替えるとき、次のステップに切り替えると称し、逆に切り替えるときは前のステップに切り替えると称する。

制御回路３０は、節電モードのとき、圧縮機２１の回転によって、動作ステップを切り替える。すなわち、圧縮機２１がオフになると、次の動作ステップに切り替え、圧縮機２１が大きな冷却力を発揮するときの駆動モードになったとき、前の動作ステップに切り替える。詳しくは、各動作ステップにおいて、圧縮機２１の駆動ステップは決められており、圧縮機２１の駆動ステップが許容されている駆動ステップよりも上のステップになると、制御回路３０は、より大きな冷却力が必要になったと判断し、動作ステップを前の動作ステップに切り替える制御を行う。以下に、節電モード時の動作について以下に詳しく説明する。

冷却庫Ａにおいて、操作部３２には、通常運転モードと節電モードとを切り替えるスイッチが備えられている。制御回路３０は、切り替えスイッチが操作されたどうか確認する（ステップＳ２０１）。制御回路３０は切り替えスイッチが操作されたことを確認すると（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、制御回路３０は第１動作ステップＯｓ１で冷却庫Ａを制御する（ステップＳ２０２）。すなわち、制御回路３０は、記憶部３１から第１動作ステップＯｓ１の各制御条件を呼び出し、その制御条件に基づいて冷却庫Ａを制御する。例えば、図５のフローチャートで設定温度をＴｆ１からＴＦｏ１に切り替える。なお、冷却庫Ａでは、通常運転モードから節電モードに切り替わったときは、必ず、第１動作ステップＯｓ１になる。また、圧縮機２１は設定温度が変わった以外は、図５のフローチャートに示す制御がなされる。

制御回路３０は、圧縮機２１が駆動しているかどうか確認し（ステップＳ２０３）、圧縮機２１が駆動していない場合（ステップＳ２０３でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１が駆動されるのを待つ。圧縮機２１が駆動している場合（ステップＳ２０３でＹｅｓの場合）、現在の圧縮機２１の駆動ステップを取得する（ステップＳ２０４）。制御回路３０は取得した駆動ステップが第１駆動ステップＳｔ１であるかどうか確認する（ステップＳ２０５）。

図６に示しているように、第１駆動ステップＳｔ１は、第１動作ステップＯｓ１、第２動作ステップＯｓ２及び第３動作ステップＯｓ３のいずれの場合も許容されているので、第１駆動ステップＳｔ１である場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、制御回路３０は現在の動作ステップを維持するとともに、圧縮機２１が停止されたかどうか確認する（ステップＳ２１１）。

圧縮機２１が停止された場合（ステップＳ２１１でＹｅｓの場合）、制御回路３０は動作ステップを次の動作ステップに切り替える（ステップＳ２１２）。この時、制御回路３０は記憶部３１にアクセスし、新しい動作ステップでの制御条件を読み出し、その制御条件を切り替える。圧縮機２１が駆動中であった場合（ステップＳ２１１でＮｏの場合）、圧縮機２１の駆動ステップの取得に戻る（ステップＳ２０４）。また、新しい動作ステップに切り替えた直後は圧縮機２１が停止しているので、圧縮機２１が動作しているかどうかの確認に戻る（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０５に戻り、駆動ステップが第１駆動ステップＳｔ１ではない場合（ステップＳ２０５でＮｏの場合）、制御回路３０は、駆動ステップが第２駆動ステップＳｔ２であるか確認する（ステップＳ２０６）。図６に示すように、第２駆動ステップＳｔ２は第３動作ステップＯｓ３では許容されない。そのため、駆動ステップが第２駆動ステップＳｔ２の場合（ステップＳ２０６でＹｅｓの場合）、制御回路３０は、現在の動作ステップが第３動作ステップＯｓ３であるかどうか確認する（ステップＳ２０７）。

動作ステップが第３動作ステップＯｓ３の場合（ステップＳ２０７でＹｅｓの場合）、制御回路３０は、前の動作ステップに切り替える（ステップＳ２１０）。この時、制御回路３０は記憶部３１にアクセスし、新しい動作ステップでの制御条件を読み出し、その制御条件を切り替える。

第３動作ステップではない場合（ステップＳ２０７でＮｏの場合）又は前の動作ステップに切り替えた後（ステップＳ２１０の後）、圧縮機２１が停止しているか確認する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１以降は上述した通りであるので詳細は省略する。

駆動ステップが第２駆動ステップＳｔ２でない場合（ステップＳ２０６でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１の駆動ステップが第３駆動ステップＳｔ３であるかどうか確認する（ステップＳ２０８）。動作ステップが第２動作ステップＯｓ２の制御条件は、圧縮機２１は第２駆動ステップＳｔ２までとしているので、第３駆動ステップＳｔ３の場合、前の動作ステップに切り替える。すなわち、駆動ステップが第３駆動ステップＳｔ３である場合（ステップＳ２０８でＹｅｓの場合）、現在の動作ステップが第２動作ステップＯｓ２であるか確認する（ステップＳ２０９）。

第２動作ステップの場合（ステップＳ２０９でＹｅｓの場合）、制御回路３０は前の動作ステップに切り替える（ステップＳ２１０）。この時、制御回路３０は記憶部３１にアクセスし、新しい動作ステップでの制御条件を読み出し、その制御条件を切り替える。また、第２動作ステップでない場合（ステップＳ２０９でＮｏの場合）、又は、前の動作ステップに切り替えた後、圧縮機２１が停止しているかどうか確認する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１以降は上述した通りであるので詳細は省略する。

制御回路３０は、節電モードでは、以上のように、圧縮機２１の駆動状態（停止しているか、あるいは、駆動ステップ）によって、動作ステップを切り替えて、冷却庫Ａを制御する。図５に示すように、ドア開や除霜が行われないと圧縮機２１は低い駆動ステップ（低回転の駆動ステップ）で駆動し続ける。また、この状態（ドア開が行われない）が続くと、冷却庫Ａの庫内は外部からの熱を受けにくく、庫内温度は圧縮機２１が第１駆動ステップＳｔ１（換言すると、低回転）で駆動されるだけで、設定温度に到達する。すなわち、圧縮機２１は第１駆動ステップＳｔ１で駆動と停止を繰り返す。これにより、制御回路３０は第１動作ステップＯｓ１から第２動作ステップＯｓ２へ、さらに第３動作ステップＯｓ３へ切り替える。

本発明にかかる冷却庫Ａでは、冷却庫Ａが安定状態に達しているとき（長期間ドアの開閉が抑制される、急速冷凍がなされない等）、設定温度が徐々に高くなるので、冷却装置２の冷却能力を徐々に低く抑えることができ、物品の劣化を防ぐことができるとともに、消費電力を低減することが可能である。

なお、上述の節電モードの各動作ステップでの制御条件は一つとしているが、外気温ごとに異なる制御条件としてもよい。すなわち、外気温が高いとき、冷却庫の内部の温度が上昇しやすく、そのため、設定温度、開閉温度を外気温が低いときよりも低く設定してもよい。また、これら両方の値が外気温で異なるようにしてもよく、どちらか一方のみを変更するようにしてもよい。さらに、外気温によって、一定時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ５のすべてあるいは一部を異なる値を用いるようにしてもよい。

上述しているように、本発明にかかる冷却庫Ａでは、圧縮機２１の駆動ステップは、ドアの開閉頻度、除霜運転後からドア開までの時間、ドア開状態を維持した時間、除霜運転の時間で切り替わる。また、節電モード時の動作ステップは、圧縮機２１の停止によって次のステップに切り替え、逆に圧縮機２１の駆動ステップの遷移によって、動作ステップを前のステップに切り替えられる。このことから、節電モード時の動作ステップは、ドアの開閉頻度、除霜運転後からドア開までの時間、ドア開状態を維持した時間、除霜運転の時間で切り替わるものと言うことも可能である。なお、節電モードにおいて、３つのステップで切り替えるものとしているが、これに限定されるものではなく、さらに多くの動作ステップを備えていてもよい。

本発明にかかる冷却庫の他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる冷却庫の他の例のブロック図であり、図９は図８に示す冷凍機に備えられた圧縮機の動作を示すフローチャートであり、図１０は図８に示す冷却庫の節電モードにおける各部の制御条件を示す図である。図８に示す冷却庫Ｂは、圧縮機２１ｂが異なる以外は、冷却庫Ａと同じ構成であり、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図８に示すように、冷却庫Ｂに備えられている圧縮機２１ｂはインバータを備えていな圧縮機であり、圧縮機２１ｂは一定の回転数で駆動される。つまり、冷却庫Ｂにおいて、圧縮機２１ｂは駆動状態か停止状態かのいずれかの状態となる。

冷却庫Ｂの通常動作が開始されると、制御回路３０は、記憶部３１に記憶されている設定温度ＴＦ１を呼び出す（ステップＳ３０１）。そして、制御回路３０は、圧縮機２１ｂの駆動を開始する（ステップＳ３０２）。制御回路３０から駆動開始の指示を受けると、圧縮機２１ｂは駆動を開始する。このとき、制御回路３０はタイマー回路３０２より時間情報を取得し、圧縮機２１ｂの駆動開始時間を記憶部３１に記憶している。

圧縮機２１ｂの駆動を開始したのち、Ｆ温度センサ１３３が下段冷凍室１３の庫内温度を検出し、温度情報を制御回路３０に送信する、すなわち、制御回路３０は下段冷凍室１３の庫内温度を検出する（ステップＳ３０３）。制御回路３０は、ステップＳ３０１で読み出した設定温度とステップＳ３０３で検出した下段冷凍室１３の庫内温度とを比較する（ステップＳ３０４）。

設定温度が庫内温度よりも低いとき（ステップＳ３０４でＹｅｓのとき）、制御回路３０は圧縮機２１ｂの動作を維持する。また、庫内温度が設定温度よりも低いとき、制御回路３０は下段冷凍室１３の内部が物品の冷却に必要な温度になっていると判断し、圧縮機２１ｂを停止する（ステップＳ３０５）。

その後、制御回路３０は、下段冷凍室ドア１３１が開かれたかどうか判断するため、Ｆドアスイッチ１３２からのオン信号が送られてきたかどうか判断する（ステップＳ３０６）。制御回路３０はＦドアスイッチ１３２からのオン信号を検出すると（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、ドア開閉カウンタ３０１でドアの開閉をカウントするとともに、信号を受信した時間をタイマー回路３０２より取得し、記憶部３１に記憶する（ステップＳ３０７）。

冷却庫Ａでは、一定時間の間にドアの開閉が繰り返されると、下段冷凍室１３の庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも上昇すると認識する。そのため、制御回路３０は、記憶部３１に記憶されている前回のドア開時間と今回のドア開時間とを比較し、一定時間ｔ１経過したかどうか確認する（ステップＳ３０８）。

前回のドア開から一定時間以上経過していない場合、すなわち、一定時間の間にドアの開閉が繰り返された場合(ステップＳ３０８でＮｏの場合)、制御回路３０は下段冷凍室１３の冷却が必要であると判断し、圧縮機２１ｂを駆動する（ステップＳ３１２）。その後、制御回路３０は、Ｆドアスイッチ１３２からのＯＦＦ信号があったかどうか検出する、すなわち、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップＳ３１３）。ドアが閉じられると（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、下段冷凍室１３の温度検出（ステップＳ３０３）に戻る。

また、除霜運転中は圧縮機２１ｂが停止しており、下段冷凍室１３の冷却も停止される。そのため、除霜運転が終わってから一定時間経過するまでは冷凍室ドア１３１が開かれない方が安定運転しやすい。そこで、今回のドア開が、前回のドア開から一定時間ｔ１以上経過したのちの開状態であった場合(ステップＳ３０８でＹｅｓの場合)、制御回路３０はドア開が前回の除霜運転から一定時間ｔ２経過したかどうか判断する（ステップＳ３０９）。

前回の除霜運転から一定時間ｔ２経過していない場合（ステップＳ３０９でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１ｂを駆動し（ステップＳ３１２）、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップＳ３１３）。

さらに、下段冷凍室ドア１３１が開状態であると、内部の冷却された空気が外部に流出するとともに、外部の温かい空気が流入するので下段冷凍室ドア１３１の温度が上昇する。下段冷凍室ドア１３１が開状態で一定の時間（ｔ３とする）経過すると、下段冷凍室１３の内部の温度が設定温度＋α（℃）を超える部分が出てくる場合がある。そのため、制御回路３０は、ドア開が前回のドア開から一定時間ｔ１経過後、且つ、前回の除霜運転から一定時間ｔ２経過した（ステップＳ３０９でＹｅｓ）のちに、下段冷凍室ドア１３１がドア開状態で一定時間ｔ３経過したか検出する（ステップＳ３１０）。

制御回路３０は下段冷凍室ドア１３１が一定時間ｔ３以上、開状態であると検知すると（ステップＳ３１０でＹｅｓ）、下段冷凍室１３の温度が上昇したと認識し、圧縮機２１ｂの駆動を開始する（ステップＳ３１２）。その後、下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか判断する（ステップｓ３１３）。

下段冷凍室ドア１３１の開状態が一定時間ｔ３以内である場合（ステップＳ３１０でＮｏの場合）、制御回路３０は下段冷凍室ドア１３１が閉じられたかどうか（Ｆドアスイッチ１３２がオフになったかどうか）判断し（ステップＳ３１１）、ドアが閉じられていない場合（ステップＳ３１１でＮｏの場合）、ステップＳ３０８に戻り、前回のドア開から一定時間ｔ１経過したかどうかの確認に戻る。また、下段冷凍室ドア１３１が閉じられた場合（ステップＳ３１１でＹｅｓの場合）、冷却装置２が除霜運転を開始するどうか確認する（ステップＳ３１４）。

一方、冷却庫Ｂでは、長時間運転していると、収納室内部の水分が蒸発器２２で結露し、さらにその水分が凍結する（着霜する）。そのため、制御回路３０は、一定時間ごと、及び（又は）不図示の着霜検知装置の情報に基づいて、除霜運転を行う。除霜運転するとき、冷却装置２は除霜運転の間、冷却動作を行っておらず、さらに、除霜ヒータ５１の駆動による熱が下段冷凍室１３の内部に伝達される。除霜運転中は下段冷凍室１３の温度の上昇が速くなる。

このことに基づいて、制御回路３０は、除霜運転が開始され（ステップＳ３１４でＹｅｓ）、除霜運転が終了した（ステップＳ３１５でＹｅｓ）のち、除霜開始から終了までに一定時間ｔ４が経過したかどうか確認する（ステップＳ３１６）。除霜運転が一定時間ｔ４経過する（ステップＳ３１６でＹｅｓ）と、制御回路３０は下段冷凍室１３が一定温度に到達するものと判断し、ステップＳ３０２にもどって、圧縮機２１ｂの駆動を開始する。

除霜運転が一定時間ｔ４以内で終了した場合（ステップＳ３１６でＮｏの場合）、又は、除霜運転が開始されていない場合（ステップＳ３１４でＮｏの場合）、制御回路３０は、圧縮機２１ｂの停止を維持し、庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも高いかどうか判断する（ステップＳ３１７）。庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも高い場合（ステップＳ１１７でＹｅｓの場合）、制御回路３０は、圧縮機２１ｂの駆動を開始する（ステップＳ３０２）。また、庫内温度が設定温度＋α（℃）よりも低い場合（ステップＳ３１７でＮｏの場合）、制御回路３０はＦ温度センサ１３３から下段冷凍室１３の庫内温度の情報を取得し（ステップＳ３１８）、ドアの開閉の確認（ステップＳ３０６）に戻る。

以上のように、制御回路３０は、庫内温度が設定温度と設定温度＋α（℃）の間になるように、圧縮機２１ｂを駆動する制御を基本制御としている。そして、制御回路３０は、その駆動制御中にドアの開閉の頻度（ステップＳ３０８）、ドア開時間（ステップＳ１１０）、除霜運転終了後のドア開までの時間（ステップＳ３０９）、除霜運転の時間（ステップＳ３１６）、予め決められた条件を満たすと、圧縮機２１ｂの駆動を開始する制御を行っている。なお、ドアの開閉頻度として、ドア開が前回のドア開から一定時間（ｔ１）経過しているかどうかで判断しているが、一定時間におけるドア開の回数で判断するようにしてもよい。

以上に示した動作では、ドア開として、下段冷凍室ドア１３１の開状態としているが、それに限定されるものではない。下段冷凍室ドア１３１の開閉に加えて、冷蔵室ドア１０１、製氷室ドア１１１、上段冷凍室ドア１２１及び野菜室ドア１４１のいずれかあるいはすべての開閉をモニタしておき、下段冷凍室ドア１３１と同様、頻度、開時間、除霜運転からのドア開までの時間を検出し、いずれかのドアが上述の条件をみたしたとき、圧縮機２１ｂの駆動ステップを上げるように制御してもよい。また、これら以外にも、制御回路３０は、冷却庫Ａの庫内温度が上昇する動作の有無によって、圧縮機２１ｂの駆動ステップを上げるように制御してもよい。また、これら以外にも、急速冷却モードや、急速製氷モード等の圧縮機２１ｂを強制的に駆動するものもあり、その場合、各モードで設定された駆動ステップで圧縮機２１ｂを駆動する。

次に、冷却庫Ｂにおける節電モードについて説明する。図１０に示すように、冷却庫Ｂにおいて、節電モードは２段階の動作ステップ（第１動作ステップＯｔ１及び第２動作ステップＯｔ２）を有している。すなわち、節電モードは通常運転モードよりも消費電力を削減できる設定になっている。そして、節電モードの中でも第１動作ステップＯｔ１よりも第２動作ステップＯｔ２の方が、より消費電力を削減できる設定となっている。なお、通常運転時の制御条件は、駆動ステップ以外、冷却庫Ａと同じである。

具体的には第１動作ステップＯｔ１において、設定温度ＴＦｐ１は通常運転モードの設定温度Ｔｆ１よりも１℃高くなっている。また、開閉温度ＴＲｐ１は開閉温度Ｔｒ１より１℃高くなっている。さらに、ヒータ出力Ｈｔｐ１はヒータ出力Ｈｔ１よりも少ない（例えば、１０％減）電力である。これにより、第１動作ステップＯｓ１の設定で、冷却庫Ａを駆動することで、冷却装置２による冷却能力を抑えることができ、消費電力を低減することができる。

さらに、第２動作ステップＯｔ２の設定温度ＴＦｐ２は設定温度ＴＦｐ１より高く、開閉温度ＴＲｐ２も開閉温度ＴＲｐ１よりも高い。また、ヒータ出力Ｈｔｐ２はヒータ出力Ｈｔｐ１よりも少ない。なお、設定温度ＴＦｐ２は物品の保存に必要な温度又はそれより低い温度である。

図１１は図８に示す冷却庫の節電モードの動作を示すフローチャートである。冷却庫Ｂでは、圧縮機２１ｂは回転数を制御する機能を備えていないので、制御回路３０は、より大きな冷却力が発揮されているかどうかの判断を、圧縮機２１ｂの連続運転時間が一定の時間ｔｔ１を超えたかどうかで判断している。

制御回路３０は節電モードになったかどうか判断し（ステップＳ４０１）、節電モードに入ったと認識した後（ステップＳ４０１でＹｅｓ）、圧縮機２１ｂが駆動中かどうか確認する（ステップＳ４０２）。圧縮機２１ｂが停止状態の場合（ステップＳ４０２でＮｏの場合）、圧縮機２１ｂがオンになるまで待つ（ステップＳ４０３）。節電モードに切り替わったとき、圧縮機２１ｂがオンであった場合（ステップＳ４０２でＹｅｓの場合）、又は、圧縮機２１ｂがオンになった場合（ステップＳ４０３でＹｅｓの場合）、制御回路３０は圧縮機２１ｂの連続運転時間が一定時間ｔｔ１以上になったか確認する（ステップＳ４０４）。

制御回路３０は、圧縮機２１ｂの連続運転が一定時間ｔｔ１以上となった場合、冷却庫Ｂがより大きな冷却力を必要としていると認識し、動作ステップを次のステップに移す。そのため、圧縮機２１ｂの連続運転時間が一定時間ｔｔ１以上となった場合（ステップＳ４０４でＹｅｓの場合）、制御回路３０は現在の動作ステップが第２動作ステップＯｔ２であるか確認する（ステップＳ４０５）。現在第２動作ステップＯｔ２である場合（ステップＳ４０５でＹｅｓの場合）、前のステップ（第１動作ステップＯｔ１）に切り替える（ステップＳ４０６）。

ステップＳ４０５で第２ステップでなかった場合（Ｓ４０５でＮｏの場合）又はステップＳ４０６で前の動作ステップに切り替えた場合、制御回路３０は、圧縮機２１ｂがオフになったかどうか確認する（ステップＳ４０７）。圧縮機２１ｂが駆動中である場合（ステップＳ４０７でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１ｂの連続時間の確認（ステップＳ４０４）に戻る。圧縮機２１ｂがオフになった（停止している）場合（ステップＳ４０７でＹｅｓの場合）、制御回路３０は第１動作ステップであるかどうか確認する（ステップＳ４０８）。第１動作ステップであった場合（ステップＳ４０８でＹｅｓの場合）、次のステップ（第２動作ステップＯｔ２）に切り替え、圧縮機２１ｂの駆動開始の確認（ステップＳ４０３）に戻る。また、ステップＳ４０８で第１ステップでなかった場合（ステップＳ４０８でＮｏの場合）、制御回路３０は圧縮機２１ｂの駆動開始の確認(ステッ
プＳ４０３に戻る。

以上のように、回転数制御が難しい（不可能な）圧縮機２１ｂを備えた冷却庫Ｂでは、圧縮機２１ｂの連続運転時間で、動作ステップを切り替えている。このことは、冷却庫Ｂの庫内温度が安定状態にあると、圧縮機２１ｂの連続運転時間が短いことを利用している。

冷却庫Ｂも、下段冷凍室１３の状態（庫内温度、下段冷凍室ドア１３１の開閉頻度等）に基づいて、冷却装置２（圧縮機２１ｂ）を制御する構成となっているが、これに限定されるものではなく、他の収納室（例えば、冷蔵室１０や野菜室１４）の状態に基づいて、冷却装置２を制御する構成であってもよいし、複数の収納室の状態を総合的に判断して、冷凍装置２を制御するようにしてもよい。

また、本発明にかかる冷却庫Ａ又は冷却庫Ｂにおいて、冷却庫が通常運転モードか節電モードかどうか、節電モードに入っているときは、どのレベルの動作ステップであるかを表示部３３に表示する校正であってもよい。これにより、冷却庫Ａ又は冷却庫Ｂの庫内状態を使用者に正確に報知し、使用者に不要不急のドアの開閉を自粛させる効果を有している。また、使用者が長期間留守にする場合や、夜間等で長期間ドアが開かれない場合においても、設定温度等の制御条件を自動的に電力消費が少ないもの（電力消費が少ない動作ステップ）に切り替えられるので、電力消費を抑制することができる。

つまり、本発明にかかる冷却庫では、使用者に不要不急のドア開閉の抑制を促すとともに、冷却庫が安定状態になったとき、ドア開閉や急速冷却等による庫内温度の上昇を考慮したことによる温度設定の余裕を除くことができる。これにより、冷却庫の収納室内部の物品が劣化したり、溶けたりするのを抑制しつつ、消費電力を低減することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
以下に、本願の出願当初の課題を解決するための手段の内容を付記する。
［１］
上記目的を達成するために本発明は、複数個の収納室と、前記収納室を冷却する圧縮機を含む冷却手段と、前記収納室の少なくとも一つの収納室の設定温度情報を含む動作ステップに基づいて前記冷却手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記設定温度が異なる複数個の動作ステップを有しているとともに、前記圧縮機の停止を検出したとき設定温度の高い動作ステップに切り替え、前記収納室が前記冷却手段の現在の冷却力より大きな冷却力が必要とする条件を検出したとき、前記動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替えることを特徴とする冷却庫を提供する。
［２］
この構成によると、冷却庫が長時間ドアを開かない等、収納室の温度が外部の条件で上昇しにくい状態（安定状態）において、冷却庫の設定温度の高い動作ステップに切り替えるので、冷却手段で消費される電力を低減することが可能である。
［３］
上記構成において、運転モードとして通常運転モードと節電モードとを備えており、前記制御手段は、前記通常運転モードのとき、予め決められた設定温度で前記冷却手段を制御し、前記節電モードのとき、前記動作ステップを切り替えて前記冷却手段を制御するものとしてもよい。
［４］
この構成によると、通常運転モードと節電モードとを切り替える構成となっているので、内部の物品の冷却が不十分と使用者が感じるときには、使用者が所望する設定温度で冷却庫を運転することができる。また、使用者が長時間ドアの開閉を行わない場合や、長期間留守にする場合に、節電モードに切り替えることで、節電モードでは設定温度を自動的に切り替えることから、冷却手段で消費される電力を低減することが可能である。
［５］
上記構成において、前記制御手段は、前記通常モードから前記節電モードに移ったとき、複数の動作ステップのうち、最も設定温度が低い動作ステップで制御を開始するものとしてもよい。
［６］
上記構成において、冷却庫の状態を表示する表示手段をさらに備えており、前記表示手段に現在の運転モードを表示するものとしてもよいし、少なくとも、現在の動作ステップを表示手段で表示するものとしてもよい。
［７］
この構成によると、使用者に冷却庫の正確な状態を報知することができるので、使用者に不要不急のドアの開閉の抑制を促すことができ、それだけ、消費電力を低減することができる。
［８］
上記構成において、前記収納室は、物品を冷凍保管する冷凍室と、前記物品を凍らない程度の低温で保管する冷蔵室と、氷を製造する製氷室とを備え、前記動作ステップは、前記設定温度として、前記冷凍室の目標温度及び前記冷却手段から前記冷蔵室に冷却された空気が流れるダクトに配されたダンパーの開閉を開始する開閉温度の情報と、製氷室に配置される水のタンク内の水の凍結を防止するためのヒータの出力の情報とを備えていてもよい。
［９］
上記構成において、前記複数個の動作ステップは、前記冷却庫の外部の気温によって前記設定温度が異なるものとしてもよい。
［１０］
上記構成において、前記圧縮機が所定の範囲内で回転数を自在に変更できる圧縮機であり、前記複数個の動作ステップは、それぞれ、前記圧縮機の回転数の上限が決められており、前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が各動作ステップで定められている上限を上がったとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断するようにしてもよい。
［１１］
また、このとき、前記複数個の動作ステップは、前記設定温度が同じで前記圧縮機の回転数の上限が異なる２つの動作ステップを含むものであってもよい。
［１２］
上記構成において、前記圧縮機が一定回転数で駆動する圧縮機であり、前記制御手段は、前記圧縮機の連続運転時間が一定の時間を超えたとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断するようにしてもよい。
［１３］
上記構成において、前記制御手段は、前記収納室の扉の開閉頻度が一定以上となった、前回の除霜より一定の時間経過前に前記収納室の扉が開かれた及び除霜開始から終了までの時間が一定の時間を超えた、のいずれかの条件を検出したとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断してもよい。

本発明にかかる冷却庫は、物品を低温保存する冷蔵庫、冷凍庫等として利用することが可能である。

Ａ冷却庫
１０冷蔵室
１０１冷蔵室ドア
１０２Ｒドアスイッチ
１０３Ｒ温度センサ
１１製氷室
１１１製氷室ドア
１２上段冷凍室
１２１上段冷凍室ドア
１３下段冷凍室
１３１下段冷凍室ドア
１３２Ｆドアスイッチ
１３３Ｆ温度センサ
１４野菜室
１４１野菜室ドア
１６ダクト
１７ダンパー
２冷却装置
２１圧縮機
２２蒸発器
３０制御回路
３１記憶部
３２操作部
３３表示部
４１外気温センサ
５１除霜ヒータ
５２凍結防止ヒータ

Claims

収納室と、
前記収納室を冷却する冷却手段と、
前記収納室の設定温度情報を含む動作ステップに基づいて前記冷却手段を制御する制御手段とを備えた冷却庫であって、
前記制御手段は、前記設定温度が異なる少なくとも２個の動作ステップを有しているとともに、前記冷却手段の除霜運転開始から終了までの時間が一定の時間を超えたときに前記動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替え、該除霜運転終了後に前記設定温度が低い動作ステップにて前記冷却手段を駆動し、前記収納室の温度が、前記設定温度が低い動作ステップの設定温度に達して前記冷却手段の駆動を停止したときに、前記設定温度が低い動作ステップから設定温度の高い動作ステップに切り替えることを特徴とする冷却庫。
前記冷却庫は、運転モードとして通常運転モードと節電モードとを備えており、
前記制御手段は、前記通常運転モードのとき、予め決められた設定温度で前記冷却手段を制御し、前記節電モードのとき、前記動作ステップを切り替えて前記冷却手段を制御する請求項１に記載の冷却庫。
前記冷却庫の状態を表示する表示手段をさらに備えており、
前記節電モードに入っていることを前記表示手段で表示する請求項２に記載の冷却庫。
前記冷却手段は、所定の範囲内で回転数を自在に変更できる圧縮機を有し、
前記複数個の動作ステップは、それぞれ、前記圧縮機の回転数の上限が決められており、
前記制御手段は、前記圧縮機の回転数が各動作ステップで定められている上限を超えたとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断して動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷却庫。
前記制御手段は、前記収納室の扉の開閉頻度が一定以上となったことを検出したとき、現在の冷却力より大きな冷却力が必要な条件を検出したと判断して動作ステップを設定温度が低い動作ステップに切り替える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷却庫。