JP6671539B2 - 冷蔵庫、冷蔵庫の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は冷蔵庫、冷蔵庫の制御方法、及びプログラムに関する。

冷蔵庫では、冷却器に霜が付着すると熱交換効率が低下して、消費電力が増加することがある。そこで、冷蔵庫には、霜による消費電力の増加を防止するため、冷却器を加熱して除霜するヒータと、ヒータの通電を制御して除霜の効率を高める制御部と、を備える冷蔵庫が開発されている。

このような冷蔵庫には、ヒータを冷却器の下に設けて、サーモサイフォン効果によって冷却器全体にヒータの熱を伝えるものがある。ここでいうサーモサイフォン効果とは、冷却器の下部に溜まる液体の冷媒を蒸発させて冷却器の上部まで移動させると共に、冷却器の上部で蒸気の冷媒を凝縮させ、凝縮された冷媒を重力で冷却器の下部に還流させることで、熱輸送する効果のことである。

例えば、特許文献１には、冷却器の下に設けられた２つのヒータと、冷却器の上部側面と下部側面とに設けられた２つの温度検出器と、２つのヒータを通電した後、２つの温度検出器のいずれか一方が通電停止温度に達した温度を検出した場合に、２つのヒータのいずれか一方の通電を停止させて、２つのヒータが過度に加熱させることを防止する制御部と、を備える冷蔵庫が開示されている。

特許文献２には、冷却器の下に設けられたヒータと、ヒータの電気抵抗を測定し、測定された電気抵抗から算出した温度に基づいてヒータの通電を開始又は停止して、ヒータを冷却器の冷媒の発火温度未満に保つ除霜手段と、を備える冷蔵庫が開示されている。

特許文献３には、冷却器の上部に設けられた上側ヒータ及び、下部に設けられた下側ヒータと、冷却器の上部の温度を検出する上側用温度検出器及び、下部の温度を検出する下側用温度検出器と、上側用温度検出器又は下側用温度検出器が検出した温度がヒータ停止温度を超えたときから一定の時間後に、上側ヒータ又は下側ヒータの通電を停止させて、より確実に除霜する制御部と、を備える冷蔵庫が開示されている。

特開平６−３４２５８号公報 特開２０００−１２１２３７号公報 特開２０１２−２５１７５６号公報

冷却器では、霜の融解が進行中の箇所と、霜の融解が完了している箇所と、が発生してしまうと、融解によって温度が水の融点である０℃に保たれる箇所と、０℃に保たれずに急激に昇温する箇所と、が混在することになる。このような温度分布が冷却器の一部で発生すると、サーモサイフォン効果が十分に得られず、除霜の効率が低下してしまう。

特許文献１−３に記載の冷蔵庫では、通電停止温度、発火温度等の温度を基準にして、ヒータ又は冷却器の温度を制御するため、冷却器の一部で局所的に昇温することを防止することができない。その結果、サーモサイフォン効果が十分に得られず、除霜の効率が低下することがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、冷却器の一部が局所的に昇温することが防止された、除霜の効率が高い冷蔵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、本発明に係る冷蔵庫は、冷却器と、冷却器の下側の部分を加熱する下側ヒータと、冷却器の、下側の部分よりも上側の部分を加熱する上側ヒータと、冷却器の複数の箇所の温度又は温度変化率を検出する複数の温度検出器と、下側ヒータ及び上側ヒータそれぞれの発熱量を制御する制御部と、を備える。制御部は、上側ヒータ及び下側ヒータの発熱を開始した後、複数の温度検出器が検出した温度又はその温度変化率から基準値を求め、求めた基準値と複数の温度検出器が検出した温度又はその温度変化率とを比較し、比較した温度又はその温度変化率が基準値以上である場合に、その温度を検出した温度検出器が検出する箇所を加熱する上側ヒータ又は下側ヒータの発熱量を小さく、又は発熱を停止させる。

上記構成によれば、比較した温度又は温度変化率が基準値以上である場合に、その温度を検出した温度検出器が検出する箇所を加熱する上側ヒータ又は下側ヒータの発熱量を小さく、又は発熱を停止させるので、比較した温度又は温度変化率を検出した温度検出器が検出する箇所の温度が基準値よりも高くならない。その結果、冷却器の一部の箇所だけで昇温することがなく、霜の融解が急速に進行することがない。その結果、サーモサイフォン効果を維持しやすい。本発明によれば、除霜の効率が高い冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の正面図 図１に示すII−II線の断面図 実施の形態１に係る冷凍サイクルの概略図 実施の形態１に係る冷蔵庫の冷却器室での冷却器の配置を示す背面図 実施の形態１に係る冷蔵庫の冷却器の斜視図 実施の形態１に係る冷蔵庫のブロック図 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える記憶部に収納されたヒータ対応データを示す図 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える制御部のヒータ制御処理のフローチャート 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える制御部がヒータ制御処理を実行しない場合の冷却器全体の温度変化を示すグラフ 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える制御部がヒータ制御処理を実行しない場合の冷却器全体の温度変化と実行した場合の冷却器全体の温度変化とを比較したグラフ 実施の形態２に係る冷蔵庫が備える制御部の第２ヒータ制御処理のフローチャート 本発明に係る冷蔵庫が備えるヒータの変形例の斜視図 本発明に係る冷蔵庫が備えるヒータの他の変形例の斜視図 本発明に係る冷蔵庫が備えるヒータのさらに他の変形例の斜視図

以下、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫、冷蔵庫の制御方法、及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る冷蔵庫は、冷却器に付着する霜を除霜する除霜機構が取り付けられた冷却器を備える冷蔵庫である。
まず、図１−図３を参照して、冷蔵庫の構成及び動作について説明し、続いて、冷却器の構成について説明する。
なお、図に示す直交座標系ＸＹＺにおいて、冷蔵庫のドアを正面側とした場合の、左右方向がＸ軸方向、上下方向がＺ軸方向、Ｘ軸とＺ軸とに直交する方向がＹ軸方向である。以下、適宜、この座標系を引用して説明する。

図１は本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の正面図である。図２は図１に示すII−II線の断面図である。
図１に示すように、冷蔵庫１は、上から順に、すなわち＋Ｚ側から順に、扉で開閉し、食品を冷蔵する冷蔵室１０、製氷器を収容する製氷室１１、及び室内を製氷可能な温度とそれ以外の温度とに切り換え可能な切換室１２、野菜を収容するための引き出しを有する野菜室１３、冷凍用の食品を収納する引き出しを収容し、冷凍用の食品を冷凍する冷凍室１４、を有する。
なお、冷蔵庫１では、冷蔵及び冷凍の熱効率を上げるため、野菜室１３と冷凍室１４とを入れ換えて配置してもよい。この場合、冷凍室１４と、製氷室１１及び切換室１２と、が隣り合うとよい。

また、冷蔵庫１は、図２に示すように、冷蔵室１０、製氷室１１、切換室１２（図２に図示せず）、野菜室１３、冷凍室１４それぞれと冷気風路１５によって接続される冷却器室１６と、冷却器室１６と排水管１７によって接続される機械室１８と、を有する。冷却器室１６には、冷却器２０及びファン３０が収容され、機械室１８には、圧縮機４０を含む機械部材が収容される。冷却器室１６と機械室１８とに収容された冷却器２０及び圧縮機４０は、冷凍サイクル２００を構成し、冷蔵室１０、製氷室１１、切換室１２、野菜室１３、冷凍室１４の室内を冷凍又は冷蔵可能な温度まで下げる。

図３は実施の形態１に係る冷凍サイクル２００の概略図である。図３に示すように、冷凍サイクル２００は、冷却器２０及び圧縮機４０のほかに、凝縮部５０、減圧部６０、サクションパイプ７０を有する。そして、冷凍サイクル２００は、凝縮部５０、減圧部６０、冷却器２０、サクションパイプ７０、圧縮機４０、の順序で冷媒管によって接続されている。さらに冷凍サイクル２００は、圧縮機４０と凝縮部５０とが冷媒管によって接続されている。これにより、冷凍サイクル２００では、冷媒を循環させるサイクルを形成している。

冷凍サイクル２００では、凝縮部５０が、冷蔵庫１の天板及び側板に配置される凝縮パイプ５１と、上記の機械室１８に配置される凝縮器５２と、で構成されている。凝縮パイプ５１は、冷蔵庫１の板金で形成された筐体にアルミニウム粘着テープ、銅箔粘着テープなどの固定部材で固定され、筐体に熱を放熱して冷媒を凝縮する。また、凝縮器５２は、例えば、冷媒管とフィンが接合されたフィンチューブ型凝縮器、冷媒管と冷媒管が接合されたワイヤ型凝縮器等で構成される。凝縮器５２はフィン、ワイヤ等に放熱して冷媒を凝縮する。

減圧部６０は膨張弁６１と、毛細管６２と、で構成される。減圧部６０は、凝縮部５０で凝縮された冷媒を減圧して液体の状態又は液体と気体の二相の状態にする。

冷却器２０は、後述する冷媒管２１とフィン２２とを有する熱交換器で構成される。冷却器２０は、膨張弁６１及び毛細管６２で減圧された冷媒を冷媒管２１内で蒸発させ、冷媒の蒸発による吸熱作用で、冷却器２０周辺の空気を冷却する。

サクションパイプ７０は、毛細管６２と共に断熱材７１中に通されている。そして、サクションパイプ７０は、減圧部６０の毛細管６２と接合されている（図示せず）。サクションパイプ７０は、毛細管６２と熱交換し、冷媒を凝縮温度に近い温度まで昇温させる。

圧縮機４０は、昇温された冷媒を圧縮して高温高圧の状態にする。そして、圧縮機４０は、高温高圧の状態の冷媒を、凝縮部５０に戻す。

以上の冷凍サイクル２００によって、冷却器２０周辺の空気が冷却され、冷却された空気が、図２に示すファン３０によって冷気風路１５を介して、冷蔵室１０、製氷室１１等の冷蔵庫１の各室へ供給される。

一方、冷却器２０周辺の空気には、水蒸気が含まれるため、その場合、水蒸気は、霜として冷却器２０に付着する。冷却器２０に霜が付着すると、冷凍サイクル２００の熱交換効率が低下して、その結果、冷蔵庫１の消費電力が増加する。そこで、冷蔵庫１では、冷却器２０に、霜を除霜する除霜機構が取り付けられている。
次に、図４を参照して冷却器２０の詳細な構成を説明する。

図４は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の冷却器室１６での冷却器２０の配置を示す背面図である。図５は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の冷却器２０の斜視図である。
図４及び図５に示すように、冷却器２０は、フィン２２と、フィン２２が設けられた冷媒管２１と、を備えている。また、冷却器２０には、除霜機構を構成する、ヒータ８０Ａ、８０Ｂと、温度検出器９０ＰＡ、９０ＰＢ、９０ＱＡ、９０ＱＢ、９０ＲＡ、９０ＲＢ（以下、温度検出器全体を説明する場合、単に温度検出器９０と称する）と、が設けられている。
なお、図４では、理解を容易にするため、ヒータ８０Ｂを省略して図示している。また、冷却器２０の一部のみを図示し、温度検出器９０ＰＡ、９０ＰＢだけを図示している。

フィン２２は、図５に示すように、金属で形成された板状部を有し、その板状部が冷媒管２１から伝熱された熱を放熱する。冷却器２０では、熱交換効率を高めるため、多数のフィン２２が冷媒管２１に設けられ、それぞれのフィン２２の板状部がＹＺ平面に配置されている。

冷媒管２１は、省スペースにするため、ＸＺ平面に平行な面に沿って蛇行する部分がＹ方向に並べられた形状に形成されている。詳細には、冷媒管２１は、図４に示すように、Ｘ方向に直線状に延在する複数の直線部と、直線部と直線部とをつなぐ、＋Ｘ方向から−Ｘ方向へ又はその逆に曲折する曲折部と、で構成される蛇行部２１Ｐを有する。そして、冷媒管２１は、図５に示すように、蛇行部２１Ｐと、蛇行部２１Ｐと同じ形状、大きさに形成された蛇行部２１Ｑ、２１Ｒと、が＋Ｙ方向へ列状に配設されている。
なお、図４では、理解を容易にするため、Ｘ方向に配列された複数のフィン２２それぞれが、蛇行部２１Ｐ全体をＺ方向に横断する形状に図示されている。しかし、フィン２２は、図５に示すように、蛇行部２１Ｐ全体を横断するのではなく、蛇行部２１ＰのＸ方向に直線的に延在する部分だけを横断している。

ヒータ８０Ａは、冷却器２０の下側の部分、すなわち、−Ｚ側の部分の除霜をするため、図４及び図５に示すように、冷却器２０の、最も−Ｚ側に位置するフィン２２の下に配置されている。ここで、ヒータ８０Ａは、発熱効率を高めるため、遠赤外線を透過する、直線状のガラス管と、ガラス管に封入され、通電されることで遠赤外線を放射するカーボン繊維と、で構成されたいわゆるカーボン型ヒータであり、下側ヒータともいう。そして、ヒータ８０Ａと冷却器２０との間には、ＸＹ平面に平行な天板を有するヒータルーフ８１が設けられ、冷却器２０から落下する霜、水が接触することが防止されている。

一方、ヒータ８０Ｂは、図５に示すように、＋Ｘ方向から−Ｘ方向へ、又はその逆に複数回曲折し、かつＺ方向へ延在するガラス管を有している。そして、ヒータ８０Ｂのガラス管には、カーボン繊維が封入されている。ヒータ８０Ｂは、冷却器２０の上側の部分及び中間部分、すなわち、＋Ｚ側の部分及びＺ方向中間部を除霜するため、冷却器２０の−Ｙ側面のかつ＋Ｚ側の領域でフィン２２と隣接している。なお、ヒータ８０Ｂは、ヒータ８０Ａよりも上側に位置するため、上側ヒータともいう。

温度検出器９０は、電気抵抗の変化で温度を検出するサーミスタで構成されている。そして、温度検出器９０は、ヒータ８０Ａ、８０Ｂの、冷却器２０の加熱状態を検出するため、冷却器２０の複数の箇所に配設されている。

詳細には、温度検出器９０のうちの、温度検出器９０ＰＡ、９０ＱＡ、９０ＲＡは、冷却器２０での下側の部分の温度、すなわち、−Ｚ側の部分の温度を検出するため、冷却器２０の最も−Ｚ側に位置する冷媒管２１の曲折部に配設されている。温度検出器９０ＰＢ、９０ＱＢ、９０ＲＢは、冷却器２０の上側の部分及び中間の部分の温度、すなわち、＋Ｚ側の部分及びＺ方向中間部の温度を検出するため、冷却器２０のＺ方向の中間部に位置する曲折部に配設されている。

また、温度検出器９０のうちの、温度検出器９０ＰＡと９０ＰＢは、冷媒管２１の蛇行部２１Ｐに、温度検出器９０ＱＡと９０ＱＢは、蛇行部２１Ｑに、温度検出器９０ＲＡと９０ＲＢは、蛇行部２１Ｒに、それぞれ配設されている。これにより、温度検出器９０は、蛇行部２１Ｐ、２１Ｑ、２１Ｒそれぞれの温度を検出する。
なお、温度検出器９０が曲折部に配設されているのは、温度検出器９０と後述する制御部との接続を容易にして接続線による圧力の損失を防ぐためである。

温度検出器９０は、冷却器２０の各部の温度を検出し、その温度データに基づいてヒータ８０Ａ、８０Ｂに供給される電力が制御される。

次に、図６及び図７を参照してヒータ８０Ａ、８０Ｂに供給する電力を制御する制御部１００について説明する。

図６は実施の形態１に係る冷蔵庫１のブロック図である。図７は実施の形態１に係る冷蔵庫１が備える記憶部１１０に収納されたヒータ対応データ１１１を示す図である。なお、図６では、理解を容易にするため、冷蔵庫１を構成する部材のうち、制御部１００に接続された部材のみを図示している。
図６に示すように、冷蔵庫１は、上述したヒータ８０Ａ、８０Ｂ、温度検出器９０のほか、制御部１００と記憶部１１０とを備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が記憶部１１０に記憶されたヒータ制御プログラムを実行することにより実現されている。

制御部１００は、図示しない除霜スイッチの切換に基づいて、図示しない電源を介してヒータ８０Ａ、８０Ｂへの通電を開始、又は停止させる。制御部１００は、ヒータ８０Ａ、８０Ｂへの通電後、温度検出器９０から定期的に温度データを取得し、取得した温度データを記憶部１１０に格納する。また、制御部１００は、記憶部１１０から許容温度差値、電力削減値、ヒータ対応データ１１１を読み出す。制御部１００は、取得した温度データと読み出した許容温度差値から、冷却器２０が局所的に昇温したと判定するための基準値を求め、その基準値と温度データとを比較する。制御部１００は、その比較結果から基準値以上の温度を検出した温度検出器９０のうちの１つに対応するヒータ８０Ａ、８０Ｂを特定する。そして、制御部１００は、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂに供給する電力を読み出された電力削減値だけ削減する。

記憶部１１０は、ヒータ制御プログラムと、予め実験等に基づいて定められた許容温度差値、電力削減値及び、図７に示すヒータ対応データ１１１と、を格納する。ここで、許容温度差値とは、冷却器２０の各部の温度が局所的に昇温しても許容できる温度差を規定する値のことである。電力削減値とは、冷却器２０の各部の温度が局所的に昇温した場合に、ヒータ８０Ａ、８０Ｂの発熱量を低下させるための、電力量のことである。また、ヒータ対応データ１１１とは、図７に示すように、温度検出器９０ＰＡ、９０ＰＢ、９０ＱＡ、９０ＱＢ、９０ＲＡ、９０ＲＢがどのヒータ８０Ａ、８０Ｂに対応するかを示すデータ、換言すると、温度検出器９０ＰＡ、９０ＰＢ、９０ＱＡ、９０ＱＢ、９０ＲＡ、９０ＲＢが検出した温度が、どのヒータ８０Ａ、８０Ｂに最も影響された温度であるかを示すデータのことである。

制御部１００は、上述した除霜スイッチがオンに切り換えられると、そのオン信号によってヒータ制御処理をスタートさせる。
次に、図８を参照して、ヒータ制御処理について説明する。

図８は、実施の形態１に係る冷蔵庫１が備える制御部１００のヒータ制御処理のフローチャートである。
図８に示すように、制御部１００は、ヒータ制御処理がスタートすると、まず、記憶部１１０から、許容温度差値、電力削減値及びヒータ対応データ１１１を読み出す（ステップＳ１）。

次に、制御部１００は、温度検出器９０それぞれから温度データを取得する（ステップＳ２）。続いて、制御部１００は、取得した温度データと読み出した許容温度差値から、冷却器２０の局所的な昇温を判定するための基準値を求める（ステップＳ３）。詳細には、取得した温度データから２番目に高い温度を求め、その２番目に高い温度の値に許容温度差値を加算して基準値を求める。

次に、制御部１００は、最も高い温度が基準値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ４）。これにより、制御部１００は、温度検出器９０によって最も高い温度を検出された箇所、すなわち、除霜が進んでいると推定される箇所で、局所的な昇温が生じていないかどうかを判定する。

制御部１００は、最も高い温度が基準値以上であると判定した場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、最も高い温度を検出した温度検出器９０を特定し、その特定された温度検出器９０に対応するヒータ８０Ａ、８０Ｂを、ヒータ対応データ１１１に基づいて特定する（ステップＳ５）。

続いて、制御部１００は、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂに供給する電力を記憶部１１０から読み出した電力削減値だけ削減する（ステップＳ６）。これにより、制御部１００は、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂの発熱量を小さくする。なお、電力削減値が供給する電力量よりも大きい場合、制御部１００は、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂへの通電を停止させて、発熱を停止させる。制御部１００は、ステップＳ６から一定の時間後、ヒータ制御処理をステップＳ２に戻す。ここで、一定の時間とは、温度検出器９０が定期的に温度データを検出するために設定される時間である。

一方、最も高い温度が基準値以上でないと判定した場合（ステップＳ４のＮｏ）、制御部１００は、ステップＳ４から一定の時間後、ヒータ制御処理をステップＳ２に戻す。

制御部１００は、上記のヒータ制御処理を、除霜スイッチがオフに切り換えられるまで続ける。以上のヒータ制御処理により冷却器２０の除霜処理が進行する。なお、ヒータ制御処理は、除霜スイッチのオン後、予め定められた時間が経過後、ヒータ制御処理を終了させてもよいし、温度検出器９０の温度が定められた上限管理温度まで達したときに、ヒータ制御処理を終了させてもよい。

次に、図９及び図１０を参照して、上記のヒータ制御処理による効果について説明する。図９は、実施の形態１に係る冷蔵庫１が備える制御部１００がヒータ制御処理を実行しない場合の冷却器２０全体の温度変化を示すグラフである。図１０は、実施の形態１に係る冷蔵庫１が備える制御部１００がヒータ制御処理を実行しない場合の冷却器２０全体の温度変化と実行した場合の冷却器２０全体の温度変化とを比較したグラフである。なお、図１０において、実線Ｔ１がヒータ制御処理を実行しない場合の冷却器２０全体の温度変化、点線Ｔ２がヒータ制御処理を実行する場合の冷却器２０全体の温度変化を示す。
図９に示すように、制御部１００がヒータ制御処理を実行しない場合、冷却器２０全体の温度は、霜の融解によって温度が０℃付近で、ゆっくりと昇温し、その後、急激に昇温する。一方、制御部１００がヒータ制御処理を実行した場合、冷却器２０全体の温度は、０℃を超えた後も、比較的遅く昇温する。このように、制御部１００がヒータ制御処理を実行する場合、急激な温度変化が発生しない。このような温度変化は、ヒータ制御処理を実行することによって、冷却器２０の一部の冷媒管２１で冷媒が完全に気体化することが防止されるためである。

以上のように、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１では、ヒータ８０Ａ、８０Ｂの通電を開始した後、制御部１００が温度検出器９０の温度データから基準値を求め、その基準値以上の温度を検出した温度検出器９０に対応するヒータ８０Ａ、８０Ｂの電力を電力削減値だけ削減する。このため、基準値以上の温度を検出した温度検出器９０が検出する冷却器２０の箇所の温度が下げられる。その結果、冷却器２０の一部だけで局所的に昇温することがなく、霜の融解が急速に進行することがない。その結果、冷蔵庫１では、サーモサイフォン効果を維持しやすく、除霜の効率が高い。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る冷蔵庫１では、制御部１００が温度データの温度変化量に基づいて、ヒータ８０Ａ、８０Ｂに通電する電力を制御する。実施の形態２では、記憶部１１０が格納するデータと、ヒータ制御処理のみが実施の形態１と異なっているため、これらの構成について説明する。

記憶部１１０は、実施の形態１で説明した電力削減値、ヒータ対応データ１１１のほかに、予め実験等に基づいて定められた許容変化量差異データを格納する。ここで、許容変化量差異データとは、冷却器２０の各部の温度が局所的に昇温したときの許容できる温度変化量の差異の値を規定する値のことである。また、記憶部１１０は、許容変化量差異データを使用してヒータ８０Ａ、８０Ｂを制御するための第２ヒータ制御プログラムを格納する。

制御部１００は、ＣＰＵが第２ヒータ制御プログラムを実行することにより実現される。そして、制御部１００は、除霜スイッチのオン信号によって第２ヒータ制御処理をスタートさせる。
次に、図１１を参照して、第２ヒータ制御処理について説明する。

図１１は、実施の形態２に係る冷蔵庫が備える制御部の第２ヒータ制御処理のフローチャートである。
図１１に示すように、制御部１００は、第２ヒータ制御処理がスタートした後、記憶部１１０から、許容変化量差異データ、電力削減値及びヒータ対応データ１１１を読み出す（ステップＳ１１）。

次に、制御部１００は、温度検出器９０それぞれから温度データを取得する。また、記憶部１１０から前回の温度データを読み出す（ステップＳ１２）。第２ヒータ制御処理をスタートした後の温度データの読み出しが初回である場合、制御部１００は、温度検出器９０から取得した温度データを、記憶部１１０から読み出した温度データとして扱う。

次に、制御部１００は、取得した温度データと読み出した温度データとから、温度変化量を算出する（ステップＳ１３）。温度変化量は、温度検出器９０それぞれについて算出する。なお、第２ヒータ制御処理では、算出を容易にするため、温度検出器９０が温度を測定する時間間隔での温度変化量を求めているが、単位時間当たりの温度変化の値、すなわち、温度変化率に換算してもよい。この場合、記憶部１１０に格納され、制御部１００が読み出すデータが、許容変化率差のデータであるとよい。

続いて、制御部１００は、算出した温度変化量と読み出した許容変化量差異データから、冷却器２０の局所的な昇温を判定するための第２基準値を算出する（ステップＳ１４）。詳細には、算出した温度変化量から２番目に高い温度変化量を求め、その２番目に高い温度変化量の値に許容変化量差異データを加算して第２基準値を求める。

次に、制御部１００は、最も高い温度変化量が第２基準値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１５）。これにより、制御部１００は、ヒータ８０Ａ、８０Ｂによる入熱が最も多く、温度変化が大きい箇所で、局所的な昇温が生じていないかどうかを判定する。

制御部１００は、最も高い温度変化量が第２基準値以上であると判定した場合（ステップＳ１５のＹｅｓ）、ステップＳ１６、１７を実行する。ステップＳ１６、１７は、実施の形態１で説明したステップＳ５、６と同じ動作であるため、以下、その説明を省略する。制御部１００は、ステップＳ１６、１７により、特定のヒータ８０Ａ、８０Ｂの発熱量を制御する。

制御部１００は、最も高い温度変化量が第２基準値以上でないと判定した場合（ステップＳ１５のＮｏ）、制御部１００は、ステップＳ１５から一定の時間後、第２ヒータ制御処理をステップＳ１２に戻す。

制御部１００は、実施の形態１と同様に、第２ヒータ制御処理を除霜スイッチがオフに切り換えられるまで続ける。

以上のように、本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫１では、制御部１００は、最も高い温度変化量が第２基準値以上である場合に、その最も高い温度変化量が算出された箇所の温度検出器９０に対応するヒータ８０Ａ、８０Ｂの電力を電力削減値だけ削減するので、その箇所の温度変化を小さくすることができる。その結果、冷却器２０の一部だけで局所的に昇温することがなく、霜の融解が急速に進行することがない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、実施の形態１では、ヒータ制御処理のステップＳ４において、制御部１００が、最も高い温度が基準値以上であるかどうかを判定する。また、実施の形態２では、第２ヒータ制御処理のステップＳ１５において、最も高い温度変化量が第２基準値以上であるかどうかを判定する。しかし、本発明はこれに限定されない。

例えば、ヒータ制御処理は、ステップＳ４に換えて、最も高い温度が、温度検出器９０の温度データから求めた代表値に、許容温度差値を加算して得た第３基準値以上であるかどうかを判定してもよい。また、第２ヒータ制御処理のステップＳ１５に換えて、最も高い温度変化量が、温度検出器９０の温度データから求めた温度変化量の代表値に、許容変化量差異データを加算して得た第４基準値以上であるかどうかを判定してもよい。なお、この場合においても、温度変化量は、単位時間当たりの温度の変化であってもよい。

ここで、温度又は温度変化量の代表値とは、温度検出器９０が検出した温度又はその温度の変化量から求めた平均値、中央値又は最頻値のことである。ここでいう最頻値とは、温度検出器９０が検出した温度の小数点以下の数値を切り上げた数値、又は四捨五入して得られた数値から求められる最頻値のことである。そして、代表値に、平均値、中央値又は最頻値を使用する場合、上記の第３基準値、第４基準値と比較する温度検出器９０を１つ選択し、その選択された温度検出器９０以外の温度検出器９０の平均値、中央値又は最頻値を求めるとよい。この場合、すべての温度検出器９０について、１つずつ選択して、平均値、中央値又は最頻値を求め、第３基準値、第４基準値と比較すればよい。

冷却器２０において、サーモサイフォン効果を生じさせて効果的に除霜するには、冷媒管２１全体で冷媒を気液二相状態にすることが望ましい。このため、例えば、ヒータ８０Ａ、８０Ｂに通電した後、温度検出器９０の１つが、冷媒が気液二相状態にあると推定される温度を検出した場合に、ヒータ制御処理、第２ヒータ制御処理を開始してもよい。例えば、温度検出器９０の１つが霜の温度０℃に達したときから、ヒータ制御処理、第２ヒータ制御処理を開始してもよい。この場合、例えば、許容温度差値を５℃としてもよい。また、温度検出器９０全体が検出した温度の平均値を０℃であると仮定して、ヒータ制御処理、第２ヒータ制御処理を開始してもよい。

なお、ヒータ制御処理のステップＳ６及び、第２ヒータ制御処理のステップＳ１７で、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂの電力を電力削減値だけ削減するが、特定したヒータ８０Ａ、８０Ｂへの通電を停止させてもよい。

実施の形態１及び２では、温度検出器９０がサーミスタであるが、温度検出器９０の種類及び形状は任意である。

例えば、温度検出器９０は、冷媒管２１内の圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器が検出した圧力値からその圧力値に対応する冷媒の蒸発温度を算出する温度算出器と、で構成されてもよい。この場合、記憶部１１０に格納される設定値は、冷却器２０の各部の温度が局所的に昇温したと判定するための蒸発温度の差を規定する値としてもよい。設定値は、上限とする蒸発温度であってもよく、その場合、ヒータ制御処理のステップＳ３が、温度データが蒸発温度の設定値よりも高いかを判定してもよい。

実施の形態２では、制御部１００が温度変化量を算出しているが、温度検出器９０が演算器を備え、温度変化量又は温度変化率を演算してもよい。

また、本発明では、ヒータ８０Ａ、８０Ｂは、カーボン型ヒータに限られず、その種類及び形状は任意である。

図１２は、本発明に係る冷蔵庫１が備えるヒータ８０Ａ、８０Ｂの変形例の斜視図である。図１２に示すように、ヒータ８０Ｃは、冷却器２０の冷媒管２１に巻き付けられたシート状のヒータであってもよい。この場合、サーモサイフォン効果を得るために、冷却器２０のうち、最も−Ｚ側に位置する冷媒管２１にヒータ８０Ｃを設けてもよい。このようなヒータ８０Ｃであれば、冷却器２０周辺を流れる空気の圧力損失が小さく、熱交換効率を高めることができる。

ヒータ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃは、ニクロム線を有するヒータであってもよいし、カーボン繊維以外の赤外線、遠赤外線を放射する黒体を有するヒータであってもよい。また、熱電対であってもよい。ヒータ８０Ａ、８０Ｂは、直線状、曲折状に限られず、冷却部の形状に応じて湾曲した湾曲部を有してもよい。

実施の形態１及び２では、ヒータ８０Ａが冷却器２０の下に設けられている。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、ヒータ８０Ａが冷却器２０の下部を加熱可能であればよい。

図１３は、本発明に係る冷蔵庫１が備えるヒータ８０Ａの他の変形例の斜視図である。図１４は、本発明に係る冷蔵庫１が備えるヒータ８０Ａのさらに他の変形例の斜視図である。図１３に示すように、ヒータ８０Ａは、冷却器２０が最も下、すなわち、最も−Ｚ側に、プレ冷却器２０Ｐを備える場合、プレ冷却器２０ＰとＹ方向に隣り合って、プレ冷却器２０Ｐを加熱可能であってもよい。ここで、プレ冷却器２０Ｐとは、冷却器２０本体に冷媒を供給する前に、周辺の空気を冷却するものである。

除霜の効率化には、冷却器２０において、蛇行部２１Ｐ、２１Ｑ、２１Ｒの各列でサーモサイフォン効果が得られることが望ましい。このため、図１４に示すように、ヒータ８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆが、冷却器２０の蛇行部２１Ｐ、２１Ｑ、２１Ｒそれぞれの−Ｚ側に設けられてもよい。この場合、冷却器２０の＋Ｚ側及びＺ方向中間部を加熱するため、ヒータ８０Ｇが−Ｙ側に、ヒータ８０Ｈが＋Ｙ側に設けられるとよい。また、温度検出器９０ＰＡ、９０ＱＡ、９０ＲＡ、９０ＰＢ、９０ＱＢ、９０ＲＢが検出する温度は、ヒータ８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ、８０Ｇ及び８０Ｈによる加熱によって影響されると対応付けるとよい。温度検出器９０ＰＡ、９０ＱＡ、９０ＲＡ、９０ＰＢ、９０ＱＢ、９０ＲＢが検出する温度データに基づいて、ヒータ８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ、８０Ｇ、８０Ｈの電力を制御できるので、サーモサイフォン効果を高めることができる。

本発明では、ヒータルーフ８１の種類、形状も任意である。例えば、ヒータルーフ８１の天板がＹ方向に向かうに従いＺ方向に傾く形状であってもよい。この場合、ヒータ８０Ａで加熱された空気がヒータルーフ８１の天板に沿って移動する。これにより、より高く加熱したい蛇行部２１Ｐ、２１Ｑ、２１Ｒへの入熱量を増加させることができる。また、ヒータルーフ８１がアルミ板で形成され、冷却器２０の下に当接させてもよい。この場合、ヒータ８０Ａで加熱されたヒータルーフ８１の熱が冷却器２０に伝熱し、除霜効率を高めることができる。また、この場合、ヒータルーフ８１は、熱伝熱率を高めるため、アルミテープで冷却器２０に接着されてもよい。

なお、上記実施形態において、ヒータ制御プログラム、第２ヒータ制御プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read−Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto−Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムを、コンピュータにインストールすることにより、ヒータ制御処理又は第２ヒータ制御処理を実行する制御部１００を構成することとしてもよい。

また、ヒータ制御プログラム、第２ヒータ制御プログラムをインターネットの通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロードするようにしてもよい。

また、ヒータ制御処理又は第２ヒータ制御処理を、各ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合、又は、ＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロードしてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１ 冷蔵庫、１０ 冷蔵室、１１ 製氷室、１２ 切換室、１３ 野菜室、１４ 冷凍室、１５ 冷気風路、１６ 冷却器室 １７ 排水管、１８ 機械室、２０ 冷却器、２０Ｐ プレ冷却器、２１ 冷媒管、２１Ｐ、２１Ｑ、２１Ｒ 蛇行部、２２ フィン、３０ ファン、４０ 圧縮機、５０ 凝縮部、５１ 凝縮パイプ、５２ 凝縮器、６０ 減圧部、６１ 膨張弁、６２ 毛細管、７０ サクションパイプ、７１ 断熱材、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、８０Ｅ、８０Ｆ、８０Ｇ、８０Ｈ ヒータ、８１ ヒータルーフ、９０、９０ＰＡ、９０ＰＢ、９０ＱＡ、９０ＱＢ、９０ＲＡ、９０ＲＢ 温度検出器、１００ 制御部、１１０ 記憶部、１１１ ヒータ対応データ、２００ 冷凍サイクル、Ｔ１ 実線、Ｔ２ 点線

Claims (6)

1. 冷却器と、
   前記冷却器の下側の部分を加熱する下側ヒータと、
   前記冷却器の、前記下側の部分よりも上側の部分を加熱する上側ヒータと、
   前記冷却器の複数の箇所の温度又は温度変化率を検出する複数の温度検出器と、
   前記上側ヒータ及び前記下側ヒータそれぞれの発熱量を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記上側ヒータ及び前記下側ヒータの発熱を開始した後、前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率から基準値を求め、前記求めた基準値と前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率とを比較し、前記比較した温度又は該温度変化率が前記基準値以上である場合に、その温度を検出した温度検出器が検出する箇所を加熱する前記上側ヒータ又は前記下側ヒータの発熱量を小さく、又は発熱を停止させる、
   冷蔵庫。
2. 前記基準値は、前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率のうち、２番目に高い温度又は該温度変化率の値に、許容温度差又は許容変化率差を加算して得た値である、
   請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記制御部は、前記複数の温度検出器が検出した温度のうち、最も高い温度又は該温度変化率と前記基準値とを比較し、
   前記基準値は、前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率から求めた代表値に、許容温度差又は許容変化率差を加算して得た値である、
   請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記代表値は、平均値、中央値又は最頻値である、
   請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 冷却器と、前記冷却器の下側の部分を加熱する下側ヒータと、前記冷却器の、前記下側の部分よりも上側の部分を加熱する上側ヒータと、前記冷却器の複数の箇所の温度又は温度変化率を検出する複数の温度検出器と、を備える冷蔵庫の制御方法であって、
   前記上側ヒータ及び前記下側ヒータの発熱を開始するステップと、
   前記上側ヒータ及び前記下側ヒータの発熱を開始した後、前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率から基準値を求め、前記求めた基準値と前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率とを比較し、前記比較した温度又は該温度変化率が前記基準値以上である場合に、その温度を検出した温度検出器が検出する箇所を加熱する前記上側ヒータ又は前記下側ヒータの発熱量を小さく、又は発熱を停止させるステップと、
   を備える、
   冷蔵庫の制御方法。
6. 冷却器と、前記冷却器の下側の部分を加熱する下側ヒータと、前記冷却器の、前記下側の部分よりも上側の部分を加熱する上側ヒータと、前記冷却器の複数の箇所の温度又は温度変化率を検出する複数の温度検出器と、を備える冷蔵庫を制御するコンピュータに、
   前記上側ヒータ及び前記下側ヒータの発熱を開始するステップと、
   前記上側ヒータ及び前記下側ヒータの発熱を開始した後、前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率から基準値を求め、前記求めた基準値と前記複数の温度検出器が検出した温度又は該温度変化率とを比較し、前記比較した温度又は該温度変化率が前記基準値以上である場合に、その温度を検出した温度検出器が検出する箇所を加熱する前記上側ヒータ又は前記下側ヒータの発熱量を小さく、又は発熱を停止させるステップと、
   を実行させるためのプログラム。

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