JP6837423B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は冷蔵庫に関する。

一般に冷蔵庫は、氷点以下の冷却器と庫内の空気が熱交換することで、貯蔵室を所望の温度に冷却する機器であり、冷却器の表面には霜が成長する。霜の成長は熱抵抗や通風抵抗の増加をもたらすため、霜が成長するにつれて冷却器における熱交換性能が低下する。よって、熱交換性能を回復するために霜を融解して除去する除霜運転が行われる。除霜運転は除霜ヒータによる加熱によって行われ、温度センサにより除霜の完了が判定される。

特許文献１に記載の冷蔵庫は、圧縮機停止時に冷凍室ダンパを閉状態とし、冷蔵室ダンパを開状態とし、送風機を稼働し、除霜ヒータを非通電にして除霜を行う第１の除霜手段と、圧縮機停止時に冷凍室ダンパを閉状態とし、冷蔵室ダンパを開状態とし、送風機を稼動し、除霜ヒータを通電して除霜を行う第２の除霜手段と、冷凍室ダンパを開状態とし、冷蔵室ダンパを閉状態とし、送風機を停止し、除霜ヒータを通電して除霜を行う第３の除霜手段と、を備え、第２の除霜手段の後に第３の除霜手段を実行している。

特許文献１によると、第２の除霜手段による除霜運転のみでは、霜が解け難い箇所が生じてしまい、霜の解け残りが生じることがあった。そこで、第２の除霜手段での除霜の後に、第３の除霜手段を実施し、霜の解け残りがないようにしている（段落０１５９）。

第２の除霜手段は、冷却器温度が所定値以上になったことで停止される（請求項７）。

特開２０１１−２１４３号公報

特許文献１は、第２の除霜手段の終了タイミングを冷却器の温度で制御している。しかし、同じ冷却器の温度においても、冷却器に付着している実際の霜の量は同じとは限らない。したがって、特許文献１では、信頼性を考慮して、第３の除霜手段による除霜時間を、着霜量が多い場合を想定した長めに設定しており、省エネルギー性を十分に高めることができていなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、信頼性を確保しつつ省エネルギー性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、冷凍温度帯室と、冷蔵温度帯室と、圧縮機と、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室に循環させる送風機と、前記冷却器から前記冷凍温度帯室への送風を制御する冷凍室ダンパと、前記冷却器から前記冷蔵温度帯室への送風を制御する冷蔵室ダンパと、前記冷却器に付着した霜を解かす除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する温度センサとを備える冷蔵庫において、前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを閉状態とし、前記冷蔵室ダンパを開状態とし、前記除霜ヒータを非通電状態とし、前記送風機を稼動させて除霜を行う第１の除霜手段と、前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを閉状態とし、前記冷蔵室ダンパを開状態とし、前記除霜ヒータを通電状態とし、前記送風機を稼動させて除霜を行う第２の除霜手段と、前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを開状態とし、前記冷蔵室ダンパを閉状態とし、前記除霜ヒータを通電状態とし、前記送風機を停止状態として除霜を行う第３の除霜手段と、を備え、前記第１の除霜手段、前記第２の除霜手段及び前記第３の除霜手段の１つまたは複数を組み合わせて除霜運転を実施する複数の除霜モードを有し、前記第２の除霜手段による除霜運転の際に、前記温度センサの検知温度が０℃以上の第１判定温度に到達するまでの時間の長短に基づき、前記第２の除霜手段による除霜運転の制御を変更する。

本発明によてば、冷却器に付着した霜の量に適した時間だけ、第２の除霜手段を実施すればよく、信頼性を確保しつつ省エネルギー性の高い冷蔵庫を提供できる。

本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の正面外形図。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す縦断面図。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の冷却器周辺部分の部分側面図。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の冷却器周辺部分の部分正面図。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の制御を表すフローチャート。 本発明の実施形態例１に係る冷蔵庫の制御を表すタイムチャート。 本発明の実施形態例２に係る冷蔵庫の制御を表すタイムチャート。 本発明の実施形態例に係る冷蔵庫の除霜開始条件を表す表。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明の実施形態が適応される冷蔵庫の構成を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は本実施形態例の冷蔵庫の正面外形図、図２は冷蔵庫の庫内の構成を示す断面図であり、図１中に示すＸ−Ｘ断面図である。図３は冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図であり、冷気ダクトや吹き出し口の配置などを示す図である。

図１に示すように、本実施形態例の冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６から構成されている。

ここで、本実施形態例における冷蔵室２と野菜室６は、請求項に記載の冷蔵温度帯室に対応し、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５は請求項に記載の冷凍温度帯室に対応する。

冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ、２ｂを備え、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを単に扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａと称する。

また、冷蔵室１は、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判断させた状態が所定時間、たとえば１分以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラーム、冷蔵室２の温度設定や上段冷凍室４や下段冷凍室５の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。

図２に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０は複数の真空断熱材２５を実装している。

庫内は、断熱仕切壁２８により冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。

扉２ａ、２ｂ（図１参照、図２では冷蔵室扉２ｂは図示されていない）の庫内側には複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。

図２に示すように、上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａと一体に、収納容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂがそれぞれ設けられており、扉４ａ、５ａ、６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ、５ｂ、６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２中（３ｂ）で表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。

図２に示すように（適宜図３参照）、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられており、冷却器７の上方に設けられた庫内送風機（送風機）９により冷却器７と熱交換して冷やされた空気（冷気、以下、冷却器７で冷やされてできた低温空気を冷気と称する）が冷蔵室送風ダクト１１、符号省略の野菜室送風ダクト（図３参照）、上段冷凍室送風ダクト１２、下段冷凍室送風ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、野菜室６、上段冷凍室４、下段冷凍室５、製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は冷蔵室ダンパ２０と冷凍室ダンパ５０の開閉により制御される。

ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように冷蔵庫１の各室の背面側に設けられている。

具体的には、冷蔵室ダンパ２０が開状態、冷凍室ダンパ５０が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室送風ダクト１１を経て多段に設けられた吹き出し口２ｃから冷蔵室２に送られ、冷蔵室送風ダクト１１から分岐した野菜室送風ダクト（図３参照）を経て、吹き出し口６ｃから野菜室６に送られる。

なお、冷蔵室２を冷却した冷気は、例えば、冷蔵室２の下面に設けられた戻り口２ｄから冷蔵室戻りダクト１６を経て、冷却器収納室８（図５参照）の正面から見て、例えば、右側下部に戻る。また、野菜室６からの戻り空気は、戻り口６ｄを経て、冷却器収納室８の下部に戻る。

図３では冷凍室ダンパ５０が省略されているが、冷凍室ダンパ５０が開状態のとき、冷却器７で熱交換された冷気が庫内送風機９により図示省略の製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト１２を経て吹き出し口３ｃ、４ｃからそれぞれ製氷室３、上段冷凍室４へ送風され、下段冷凍室送風ダクト１３を経て吹き出し口５ｃから上段冷凍室４へ送風される。

上段冷凍室４、下段冷凍室５、製氷室３を冷却した冷気は、下段冷凍室５の奥下方に設けられた冷凍室戻り口１７を介して、冷却器収納室８に戻る。

また、冷却器７の下方に除霜ヒータ２２が設置されており、除霜ヒータ２２の上方には、除霜水が除霜ヒータ２２に滴下することを防止するために、上部カバー５３が設けられている。

なお、除霜ヒータ２２は、後記する制御基板３１によるデューティ制御により出力を可変できる。

冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜が除霜によって融解することで生じた除霜水は冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入した後に、排水管２７を介して後記する機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、後記する凝縮器の熱により蒸発させられる。

また、冷却器７の正面から見て右上部には冷却器温度センサ３５，冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３，下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられており、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する），冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する），下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。

ここで、本実施形態における冷蔵室温度が請求項に記載の冷蔵温度帯室の温度に、冷凍室温度が請求項に記載の冷凍温度帯室の温度に対応する。

更に、冷蔵庫１は、庫外の温湿度環境（外気温度，外気湿度）を検知する図示しない外気温度センサと外気湿度センサを備えている。

なお、野菜室６にも野菜室温度センサ３３Ａを配置しても良い。

断熱箱体１０の下部背面側には、機械室１９が設けられており、機械室１９には、圧縮機２４及び図示しない凝縮器が収納されており、図示しない庫外送風機により凝縮器の熱が除熱される。

ちなみに、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇと少量にしている。

冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されており、制御基板３１は、前記した外気温度センサ、外気湿度センサ、冷却器温度センサ３５、冷蔵室温度センサ３３、冷凍室温度センサ３４、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する前記した扉センサ、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器、下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続し、前記ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ、オフ等の制御、冷蔵室ダンパ２０及び冷凍室ダンパ５０を個別に駆動する図示省略のそれぞれのアクチュエータの制御、庫内送風機９のＯＮ／オフ制御や回転速度制御、前記庫外送風機のＯＮ／オフ制御や回転速度制御等の制御、前記した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／オフ等の制御を行う。

次に、図４及び図５を参照しながら、適宜図２、図３を参照して本実施形態の冷蔵庫の冷却器に流入する空気の流れを説明する。

次に、図４及び図５を参照しながら、適宜図２、図３を参照して本実施形態の冷蔵庫の冷却器に流入する空気の流れを説明する。
図４は、冷却器周辺部分の部分側面図であり、図５は、冷却器周辺部分の部分正面図である。

冷蔵室ダンパ２０が閉状態で、且つ冷凍室ダンパ５０が開状態で、冷凍温度帯室（製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５）のみの冷却が行われている状態では、製氷室３に製氷室送風ダクトを介して送風された冷気及び上段冷凍室４に上段冷凍室送風ダクト１２（図２参照）を介して送風された冷気は、下段冷凍室５に下降し、下段冷凍室５に下段冷凍室送風ダクト１３（図２参照）を介して送風された冷気とともに、図４中に矢印Ｃで示す冷凍室戻り空気ように、下段冷凍室５の奥壁下部に配された冷凍室戻り口１７を経由して冷却器収納室８の下部前方から冷却器収納室８に流入し、冷却器配管７ａに多数のフィンが取り付けられて構成された冷却器７と熱交換する。

ちなみに、冷凍室戻り口１７の横幅寸法は、図５に示す冷却器７の幅寸法（冷却器幅寸法Ｌ）とほぼ等しい横幅である。

一方、冷蔵室ダンパ２０が開状態で、且つ冷凍室ダンパ５０が閉状態で、冷蔵温度帯室（冷蔵室２及び野菜室６）のみの冷却が行われている状態では、冷蔵室２からの戻り冷気は、図５中に矢印Ｄで示す冷蔵室戻り空気のように、冷蔵室戻りダクト１６を介して、冷却器収納室８の側方下部から冷却器収納室８に流入し、冷却器７と熱交換する。

なお、野菜室６を冷却した冷気は、図４及び図５中に図示しない、野菜室戻り口６ｄ（図２参照）を介して、冷却器収納室８の下部に流入するが、風量が冷凍温度帯室を循環する風量や冷蔵室２を循環する風量に比べて少なく、冷却器収納室８内の冷気の流れの状態を示す流れ場（以下、冷却器収納室８内の冷気の流れの状態を示す流れ場を単に「流れ場」と称する）に与える影響が比較的小さいのでここでは説明を省略する。

冷蔵室ダンパ２０及び冷凍室ダンパ５０が両方とも開状態で、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室が同時に冷却されている場合は、冷蔵温度帯室からの戻り冷気の流れと、冷凍温度帯室からの戻り冷気の流れが互いに影響しあうため、冷却器収納室８内の冷気の流れは複雑な流れ場となるが、おおよそ、図４に示す冷凍温度帯室からの戻り冷気の流れＣと、図５に示す冷蔵室２からの戻り冷気の流れＤを重ね合わせた流れ場となる。

本実施形態の冷蔵庫１の構成に限らず、冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室を、共通の冷却器７によって冷却する冷気強制循環方式の冷蔵庫では、それぞれの戻り冷気の、冷却器収納室８への流入箇所、冷却器収納室８への流入方向（角度）、風量等が異なるために、冷凍温度帯室からの戻り冷気と、冷蔵温度帯室からの戻り冷気が形成する冷却器収納室８における流れ場は、冷蔵温度帯室のみを冷却している場合、冷凍温度帯室のみを冷却している場合、冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室を同時に冷却している場合との間で、一般に異なるものとなる。

また、使用者が特異な冷蔵庫１の使用をしなくとも前記した通常の冷蔵庫の庫内温湿度環境から逸脱する条件が生じることがある。

例えば、冷凍温度帯室に大量に常温の魚や肉を入れて冷凍保存を試みる場合、若しくは、冷凍温度帯室の扉３ａ，４ａ，５ａと断熱箱体１０の間に微小な隙間が生じているにも関わらず、扉３ａ，４ａ，５ａの開放状態を前記扉センサが検知できず、アラームによる報知がなされなくて使用者がその状況を気付かない場合等に生じる。後者の例としては、冷凍温度帯室の扉３ａ，４ａ，５ａと、断熱箱体１０の開口部の縁の前面との間に細かな食品かす等が挟まった状態で扉３ａ，４ａ，５ａが閉められた場合が考えられる。この場合、扉３ａ，４ａ，５ａは基本的に閉まっているので、アラーム機能は作動せず、使用者は扉に隙間が生じていることを知りえないため、次回の扉３ａ，４ａ，５ａの開閉が行われるまでは、隙間が生じている状態で冷蔵庫１の運転が継続されることになる。

前記のような状態においては、冷却器７への着霜の元となる水分は、冷蔵温度帯室からのみでなく、冷凍温度帯室からも多く冷却器収納室８に運ばれてくることになる。したがって、着霜は、冷却器幅寸法Ｌと略等しい寸法の冷凍室戻り口１７からの流入の影響で、冷却器７の下部のほぼ全幅に大量に生じることになる。

なお、以下の説明では、圧縮機２４が稼動している状態を「圧縮機ＯＮ」、圧縮機２４が停止している状態を「圧縮機ＯＦＦ」、庫内送風機９が稼動している状態を「庫内送風機ＯＮ」、庫内送風機９が停止している状態を「庫内送風機ＯＦＦ」、除霜ヒータ２２に通電している状態を「除霜ヒータＯＮ」、除霜ヒータ２２に通電していない状態を「除霜ヒータＯＦＦ」、冷蔵室ダンパ２０が開状態で、冷蔵温度帯室への送風が可能な状態を「冷蔵室ダンパ開」、冷蔵室ダンパ２０が閉状態で、冷蔵温度帯室への送風が遮断された状態を「冷蔵室ダンパ閉」、冷凍室ダンパ５０が開状態で、冷凍温度帯室への送風が可能な状態を「冷凍室ダンパ開」、冷凍室ダンパ５０が閉状態で、冷凍温度帯室への送風が遮断された状態を「冷凍室ダンパ閉」と略称する。

また、冷蔵庫１の通常冷却運転のモードとして複数の冷却運転モードが用意されており、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ閉，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷蔵室冷却運転」モード、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室ダンパ閉，冷凍室ダンパ開，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷凍室冷却運転」モード、「圧縮機ＯＮ，庫内送風機ＯＮ，冷蔵室ダンパ開，冷凍室ダンパ開，除霜ヒータＯＦＦ」の状態を「冷蔵室・冷凍室同時冷却運転」モードと称する。

ここで、通常冷却運転とは、冷蔵室温度センサ、冷凍室温度センサ及び外気温度センサが検知する温度にもとづき、圧縮機２４と、庫内送風機９と、庫外送風機の制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御）と、冷蔵室ダンパ２０，冷凍室ダンパ５０の開閉状態の制御によって、各室を所定温度（例えば、冷蔵室は３℃程度、野菜室は５℃程度、冷凍室は−１８℃程度）に維持する運転である。

なお、以下の冷蔵庫の制御の説明においては、野菜室６は、冷蔵室２の一部として扱い、野菜室６に関する説明は省略する。

次に、以上のような構成の冷蔵庫において、本発明の実施形態例について図６乃至図９を用いて説明する。図６は冷蔵庫の制御を示すフローチャート、図７及び図８は冷蔵庫の制御を示すタイムチャート、図９は除霜が成立する条件を示す表である。

＜実施形態例１＞
図６に示すように、本実施形態例の冷蔵庫は、電源の投入により（スタート）、圧縮機が駆動して通常冷却運転を開始する（ステップＳ１０１）。

冷却運転中には、除霜開始条件の判別が行われる（ステップＳ１０２）。冷蔵庫１では、図９に示す条件が満たされた場合に除霜開始条件が継続される（ステップＳ１０２がＹｅｓ）。ステップＳ１０２が不成立の場合、冷却運転が継続される（ステップＳ１０１に戻る）。

例えば、（ａ）庫外温度（Ｔｏｕｔ）がＴｏｕｔ＞３５℃、庫外温度（相対湿度）（ＲＨｏｕｔ）がＲＨｏｕｔ≦５０％において、扉開閉累積時間（ｔ１）がｔ１≧２０分且つ冷却運転継続時間（ｔ２）（前回除霜完了からの経過時間、または、除霜運転未実装の場合の電源投入後からの経過時間）がｔ２≧１２時間の場合、または、冷却運転継続時間（ｔ２）がｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合に除霜開始条件が成立する。他の成立条件は、（ｂ）Ｔｏｕｔ＞３５℃、５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において、ｔ１≧１５分且つｔ２≧１２時間、または、ｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合、（ｃ）Ｔｏｕｔ＞３５℃、ＲＨｏｕｔ＞８０％において、ｔ１≧１０分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧４８時間の何れかが満足された場合、（ｄ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃、ＲＨｏｕｔ≦５０％において、ｔ１≧２５分且つｔ２≧１２時間、または、ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合、（ｅ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃、５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において、ｔ１≧２０分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合、（ｆ）２０℃＜Ｔｏｕｔ≦３５℃、ＲＨｏｕｔ＞８０％において、ｔ１≧１５分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧７２時間の何れかが満足された場合、（ｇ）Ｔｏｕｔ≦２０℃、ＲＨｏｕｔ≦５０％において、ｔ１≧５０分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合、（ｈ）Ｔｏｕｔ≦２０℃、５０＜ＲＨｏｕｔ≦８０％において、ｔ１≧４０分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合、（ｉ）Ｔｏｕｔ≦２０℃、ＲＨｏｕｔ＞８０％において、ｔ１≧３０分且つｔ３≧１２時間、または、ｔ２≧９６時間の何れかが満足された場合である。

冷蔵庫１は、３つの除霜手段を備えている。「第１の除霜手段」は、庫内送風機９を駆動することによって冷蔵温度帯室を冷却しながら除霜するものであり、「圧縮機ＯＦＦ、庫内送風機ＯＮ，除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ閉」にて霜を解かすものである。「第２の除霜手段」は、除霜ヒータ２２通電状態で庫内送風機９を駆動し，冷蔵温度帯室を冷却しながら除霜するものであり、「圧縮機ＯＦＦ、庫内送風機ＯＮ，除霜ヒータＯＮ、冷蔵室ダンパ開、冷凍温室ダンパ閉」にて霜を解かすものである。「第３の除霜手段」は、除霜ヒータ２２の通電のみによって除霜するものであり、「圧縮機ＯＦＦ、庫内送風機ＯＦＦ、除霜ヒータＯＮ、冷蔵室ダンパ閉、冷凍室ダンパ開放」にて霜を解かすものである。

冷蔵庫１は、第１から第３の除霜手段へ順次切り替える「省エネ除霜モード」と、第３の除霜手段のみによる「高信頼性除霜モード」の２つの除霜モードを備えており、図９の（ｄ）（ｅ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）が成立した場合には「省エネ除霜モード」、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｆ）が成立した場合には「高信頼性除霜モード」が選択される。

「省エネ除霜モード」の場合（ステップＳ１０３がＮｏ）、続いて「圧縮機ＯＮ、庫内送風機ＯＮ、除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ閉」で冷凍室プリクール運転が実施される（ステップＳ１０４）。これにより除霜中に冷却されない冷凍温度帯室を事前に十分冷却することができ、除霜中に冷凍食品や氷が溶けるといった不具合が生じ難くなる。

冷凍室プリクール運転を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３０分）実施後、除霜時間のカウントを開始し（ステップＳ１０５）、第１の除霜手段による除霜運転が実施される（ステップＳ１０６）。冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが−３℃に到達すると（ステップＳ１０７）、第２の除霜手段による除霜に移行する（ステップＳ１０８）。除霜開始から３０分経過したとき（ステップＳ１０９がＹｅｓ）、第３の除霜手段に移行する（ステップＳ１１５）。もしくは第２の除霜手段に移行してから３０分が経過せずに、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋２℃に到達したとき（ステップＳ１０９がＮｏ、ステップＳ１１０がＹｅｓ）、除霜開始から２０分以上経過しているかを判定し（ステップＳ１１１）、２０分以上経過している場合（ステップＳ１１１がＹｅｓ）は第３の除霜手段に移行する（ステップＳ１１５）。除霜開始から２０分以上経過していない場合（ステップＳ１１１がＮｏ）は、除霜開始から１０分以上経過しているかを判定（ステップＳ１１２）する。除霜開始から１０分以上経過している場合（ステップＳ１１２がＹｅｓ）は、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋５℃に到達すると（ステップＳ１１３）、第３の除霜手段に移行する（ステップＳ１１５）。除霜開始から１０分経過していない場合（ステップＳ１１２がＮｏ）は、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋７℃に到達すると（ステップＳ１１４）、第３の除霜手段に移行する（ステップＳ１１５）。なお、第２の除霜手段の終了温度を決定するための第２判定温度（ステップＳ１１０）は、「冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが０℃より高い」という条件を満足していれば良く、また、第２の除霜手段の終了温度は、「除霜開始からの経過時間が短いほど終了温度が高くなる」という条件を満足していれば良いため、本実施形態例の冷蔵庫１とは異なる温度であっても良い。

第３の除霜手段による除霜は、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋８℃に到達した場合に除霜完了と判定し（ステップＳ１１６）、冷却器収納室８内の融解水の排水を促すために「圧縮機ＯＦＦ、庫内送風機ＯＦＦ、除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ閉、冷凍室ダンパ閉」とする「オフタイム」を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では５分間）確保し（ステップＳ１１７）、除霜時間のカウントを終了する（ステップＳ１１８）。なお、除霜完了の判定は、「冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが０℃より高い」という条件を満足していれば良く、本実施形態例の冷蔵庫１とは異なる温度であっても良い。

続いて貯蔵室に高温空気が送風されることを避けるために、「圧縮機ＯＮ、庫内送風機ＯＦＦ、除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ開」とすることで冷却器収納室８内の冷却を行う「庫内送風機停止運転」を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３分間）（ステップＳ１１９）実施後、冷却運転を再開する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０３において「高信頼性除霜モード」が成立した場合（ステップＳ１０３がＹｅｓ）、続いて「圧縮機ＯＮ、庫内送風機ＯＮ、除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ開、冷凍室ダンパ開」で全室プリクール運転が実施される（ステップ２０１）。「高信頼性除霜モード」では、除霜運転中に貯蔵室の冷却は行われないが、全室プリクールにより除霜中に冷却されない各貯蔵室を事前に十分冷却することができ、除霜中に各貯蔵室の温度が過度に上昇することを防ぐことができる。

全室プリクール運転を所定時間（本実施形態例の冷蔵庫１では３０分）実施後、ステップＳ１１５に移行し、第３の除霜手段による除霜運転が実施される。以後は「省エネ除霜モードと同様の制御ステップとなる。

図７は、冷蔵庫を１６℃、相対湿度５５％の室内に設置した際の制御状態と庫内主要部の温度変化を表すタイムチャートである。

図７に示すように、経過時間ｔａにおいて除霜開始条件が満足され（ここでは冷却運転継続時間ｔ２が４８ｈに達し、除霜運転開始条件が成立している（図９の（ｈ）の条件により図６のステップＳ１０２がＹｅｓ）。図９の（ｄ）（ｅ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）が成立した場合には「省エネ除霜モード」が選択されるので（図６のステップＳ１０３がＮｏ）、続いて「圧縮機ＯＦＦ、庫内送風機ＯＮ、除霜ヒータＯＦＦ、冷蔵室ダンパ閉、冷凍室ダンパ開」で冷凍室プリクール運転が実施される（図６のステップＳ１０４）。これにより冷凍温度帯室が冷却されて温度が下がり、冷却されない冷蔵温度帯室の温度が上昇する。

経過時間ｔｂにおいて冷凍室プリクール運転継続時間（３０分）が経過し、第１の除霜手段による除霜運転が実施される（図６のステップＳ１０６）。第１の除霜手段による除霜では、主に霜の顕熱と熱交換した空気で冷蔵温度帯室を冷却するように庫内送風機９を制御（具体的には１５００ｍｉｎ^−１で駆動）するので、第１の除霜手段による除霜中の冷凍温度帯室の温度は低下している。これはヒータを用いずに庫内の熱付加で霜を加熱している状態となるため省エネルギ性の高い除霜となる。

経過時間ｔｃにおいて、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが−３℃に到達し（図６のステップＳ１０７がＹｅｓ）、第２の除霜手段による除霜に移行している（図６のステップＳ１０８）。第２の除霜手段による除霜では、除霜ヒータに通電することにより除霜を加速しつつ、主に霜の潜熱（冷却器緒温度（霜温度）が０℃でほぼ一定）と熱交換した空気で冷蔵温度帯室を冷却するように除霜ヒータと庫内送風機を制御（具体的には除霜ヒータを通電量１５０Ｗ、庫内送風機回転数を１２００ｍｉｎ^−１で駆動）するので、第２の除霜手段による除霜中の冷蔵温度帯室の温度は維持されている。これは、ヒータに通電しながら庫内の熱負荷も利用し霜を加熱している状態となるため省エネルギ性能が高く、また比較的短い時間で霜の融解に必要な熱量を与えることが可能となる。

経過時間ｔｃ’において、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋２℃に到達し（図６のステップＳ１１０がＹｅｓ）、除霜開始からの経過時間が２０分未満かつ１０分以上のため（図６のステップＳ１１１がＮｏ、ステップＳ１１２がＹｅｓ）、経過時間ｔｄにおいて、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋５℃に到達し（図６のステップＳ１１３がＹｅｓ）、第３の除霜手段による除霜に移行している（図６のステップＳ１１５）。第３の除霜手段による除霜では、除霜ヒータへの通電のみによる除霜となるため、冷蔵温度帯室及び冷凍温度帯室は冷却されず温度は上昇する。

経過時間ｔｅにおいて、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが＋８℃に到達し（図６のステップＳ１１６がＹｅｓ）、除霜ヒータへの通電が停止され、オフタイムに移行している（図６のステップＳ１１７）。

さらに経過時間ｔｆにおいて、オフタイムの設定時間（５分）が経過したことにより、庫内送風機停止運転に移行している（図６のステップＳ１１９）。

冷凍温度帯室及び冷凍温度帯室は、オフタイムから庫内送風機運転の間は、冷却されないため温度が上昇している。一方、冷却器温度はオフタイム中に上昇するが、庫内送風機停止運転では、冷却器に低温冷媒が流れるため低下している。

経過時間ｔｇにおいて、庫内送風機停止運転の設定時間（３分）が経過したことにより、庫内送風機が駆動され、冷却運転が再開されている（図６のステップＳ１０１）。

以上のように、本実施形態例の冷蔵庫では、冷却器温度センサが０℃以上の所定の第１判定温度（本実施形態例の冷蔵庫１では＋２℃）を検知するまでの、除霜開始からの時間の長短に基づき、第２の除霜手段の終了温度を変更している（本実施形態例の冷蔵庫１では、冷却器温度センサが＋２℃に到達するまで、除霜開始から２０分以上経過なら＋２℃、除霜開始から１０分以上２０分未満なら＋５℃、１０分未満なら＋７℃）。第１の除霜手段および第２の除霜手段による除霜は、庫内の熱負荷を利用しているため、省エネルギ性能の高い特徴があるが、庫内送風機による流れ場の影響を受けるため、霜が溶けにくい箇所が生じてしまい、第１の除霜手段あるいは第２の除霜手段のみで除霜を終えると、冷却器への着霜量によっては、霜の溶け残りが生じることがあった。そこで、省エネ除霜モードを実施する場合には、第１の除霜手段及び第２の除霜手段による除霜の後に、図７の区間Ｄに示すように第３の除霜手段による除霜（除霜ヒータによる除霜）を実施し、霜の溶け残りが無いようにしている。

冷却器への着霜量の多少による、除霜中の冷却器温度センサの温度変化の差は、特に潜熱区間の長さに表れるため、冷却器温度センサが潜熱区間を検知している時間が長いほど、冷却器への着霜量が多く、反対に潜熱区間の検知時間が短いほど、冷却器への着霜量が少ないと判断できる。よって、本実施形態例の冷蔵庫では、冷却器への着霜量の判定温度（第１判定温度）を０℃以上の所定温度（＋２℃）とし、冷却器温度センサがこの所定温度（＋２℃）に到達するまでの時間の長短に基づき、冷却器への着霜量の多少を判断し、第２の除霜手段の終了温度を変更している（冷却器温度センサが＋２℃に到達するまでの除霜開始からの時間が、２０分以上経過なら＋２℃、１０分以上２０分未満なら＋５℃、１０分未満なら＋７℃）。これにより、第２の除霜手段の終了判定温度（第２判定温度）を、過度に余裕を持った温度にすることなく、着霜量に応じた第２の除霜手段による除霜を行うことができる。したがって、省エネルギ性能と信頼性がともに高い冷蔵庫を提供することができる。

一般に、冷蔵庫の冷却器への着霜量は、冷蔵庫の運転履歴、庫内に収納される食品の種類や量、扉開閉頻度などにより多様に変化するため、冷却器への着霜量の多少は一定にはならない。よって、従来の冷蔵庫では、冷却器の除霜状態を検知する除霜完了検知手段で除霜完了を判定するために、信頼性上で最も厳しい条件、すなわち、第１の除霜手段及び第２の除霜手段では霜が溶けにくい箇所に着霜量が多い場合を想定して、判定基準値を定めることが必要になっていた。例えば、第２の除霜手段の終了判定温度を＋２℃程度、第３の除霜手段の終了判定温度を＋８℃程度にすることで、除霜ヒータによる除霜の時間を十分に確保する必要があった。一方で、本実施形態例の冷蔵庫では、冷却器への着霜量の判定温度（第１判定温度）を０℃以上の所定温度とし、冷却器温度センサがこの所定温度に到達するまでの時間の長短に基づき、冷却器への着霜量の多少を判断し、第２の除霜手段の終了温度を判定する。したがって、第１の除霜手段及び第２の除霜手段では霜が溶けにくい箇所の着霜量が少ない場合、つまり第３の除霜手段の時間が比較的短くても霜を完全に溶かしきれる場合に、省エネルギ性能の高い第２の除霜手段の終了判定温度（第２判定温度）を高くすることができる。

＜実施形態例２＞
図８は、冷蔵庫を３２℃、相対湿度７０％の室内に設置した際の制御状態と庫内主要部の温度変化を表すタイムチャートである。なお、本実施形態例２の冷蔵庫の制御は図６に示す通りであり、実施形態例１と同様である。

図８に示すように、経過時間ｔａにおいて除霜開始条件が満足され（ここでは冷却運転継続時間ｔ２が２４ｈに達し、除霜運転開始条件が成立している（図９の（ｅ）の条件により図６のステップＳ１０２がＹｅｓ）。

経過時間ｔｃにおいて、冷却器温度センサ３５の検知温度ＴＤが−３℃に到達し（図６のステップＳ１０７がＹｅｓ）、第２の除霜手段による除霜に移行するまで（図６のステップＳ１０８）は実施形態例１と同様である。

経過時間ｔｄにおいて、除霜開始から３０分が経過しているため（図６のステップ１０９がＹｅｓ）、第３の除霜手段に移行している。

その後は実施形態例と同様に、経過時間ｔｅにおいて第３の除霜手段からオフタイムへ移行し、経過時間ｔｆにおいてオフタイムから庫内送風機停止運転へ移行し、経過時間ｔｇにおいて冷却運転へ移行している。

本実施形態例では、冷却器温度センサの検知温度ＴＤが第２の除霜手段の終了温度を決定するための判定温度（ステップＳ１１０）に到達せずに、第２の除霜手段が終了している。つまり、潜熱区間が長く、冷却器への着霜量が多量であると判断された場合は、第２の除霜手段の最大運転時間が設けられているため、第３の除霜手段の運転時間を十分に確保し、霜の溶け残りが無いようにして信頼性を確保している。

なお、本発明は上記した各実施形態例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、第１の除霜手段を実施せずに、除霜開始時点から第２の除霜手段を実施しても良い。例えば、冷却器７の温度を検知する温度センサを複数配置しても良い。また、稼動部品や、温度が上昇し難い箇所に補助ヒータを配置して、除霜運転時に加熱するようにしても良い。また、本実施形態例の冷蔵庫１は「冷蔵室ダンパ」、「野菜室ダンパ」、「冷凍室ダンパ」を備えており、各ダンパの稼動により冷蔵室、野菜室、冷凍室を、単独あるいは複数を同時に冷却できる冷蔵庫だが、これらダンパ全てを備えていなくても良い。

すなわち、上記した実施例は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 下段冷凍室送風ダクト
１６ 冷蔵室戻りダクト
１７ 冷凍室戻り口
２０ 冷蔵室ダンパ
２２ 除霜ヒータ
２４ 圧縮機
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室ダンパ

Claims (2)

1. 冷凍温度帯室と、冷蔵温度帯室と、圧縮機と、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室に循環させる送風機と、前記冷却器から前記冷凍温度帯室への送風を制御する冷凍室ダンパと、前記冷却器から前記冷蔵温度帯室への送風を制御する冷蔵室ダンパと、前記冷却器に付着した霜を解かす除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する温度センサとを備える冷蔵庫において、
   前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを閉状態とし、前記冷蔵室ダンパを開状態とし、前記除霜ヒータを通電状態とし、前記送風機を稼動させて除霜を行う際に、前記温度センサの検知温度が０℃以上の第１判定温度に到達するまでの時間が短いほど、除霜運転を終了する０℃以上の第２判定温度を高くする冷蔵庫。
2. 冷凍温度帯室と、冷蔵温度帯室と、圧縮機と、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を、前記冷凍温度帯室と前記冷蔵温度帯室に循環させる送風機と、前記冷却器から前記冷凍温度帯室への送風を制御する冷凍室ダンパと、前記冷却器から前記冷蔵温度帯室への送風を制御する冷蔵室ダンパと、前記冷却器に付着した霜を解かす除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する温度センサとを備える冷蔵庫において、
   前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを閉状態とし、前記冷蔵室ダンパを開状態とし、前記除霜ヒータを非通電状態とし、前記送風機を稼動させて除霜を行う第１の除霜手段と、
   前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを閉状態とし、前記冷蔵室ダンパを開状態とし、前記除霜ヒータを通電状態とし、前記送風機を稼動させて除霜を行う第２の除霜手段と、
   前記圧縮機の停止時に、前記冷凍室ダンパを開状態とし、前記冷蔵室ダンパを閉状態とし、前記除霜ヒータを通電状態とし、前記送風機を停止状態として除霜を行う第３の除霜手段と、を備え、
   前記第１の除霜手段、前記第２の除霜手段及び前記第３の除霜手段の１つまたは複数を組み合わせて除霜運転を実施する複数の除霜モードを有し、
   前記第２の除霜手段による除霜運転の際に、前記温度センサの検知温度が０℃以上の第１判定温度に到達するまでの時間の長短に基づき、前記第２の除霜手段による除霜運転の制御を変更し、
   前記第２の除霜手段による除霜運転の際、前記温度センサの検知温度が前記第１判定温度に到達するまでの時間が短いほど、除霜運転を終了する０℃以上の第２判定温度を高くすることを特徴とする冷蔵庫。

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