JPH04320782A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍冷蔵庫に関し、
特に、冷却器の除霜を適時行なうことにより冷凍冷蔵庫
の冷却効率を一定に保つことを可能とする技術に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷凍冷蔵庫の庫内温度制御や冷却
器の除霜制御などの各種制御は、自動制御が一般的とな
っている。

【０００３】以下、従来のフリーザー式冷却方式の２ド
ア冷凍冷蔵庫の概要について、図１２ないし図１４を用
いて説明する。

【０００４】従来の冷凍冷蔵庫４０は、図１２を参照し
て、放熱器１、冷却器２、圧縮機３、キャピラリチュー
ブ８から構成されている。冷凍装置内においては、図１
２中に矢印Ａで示す方向に、熱運搬媒体としての冷媒が
循環している。

【０００５】圧縮機３から送り出された高温高圧冷媒ガ
スは、放熱器１により高温高圧冷媒ガスの熱を放熱し高
圧液冷媒に凝縮される。

【０００６】放熱器１を出た高圧液冷媒は、直径０．６
〜０．８（ｍｍ）の毛細管からなるキャピラリチューブ
８により、蒸発し易い圧力まで減圧される。減圧された
液冷媒は、冷却器２により液冷媒の蒸発潜熱によって庫
内を冷却し低温低圧の冷媒ガスとなる。低温低圧の冷媒
ガスは、圧縮機３により凝縮圧力まで圧縮され、高温高
圧冷媒ガスとなり放熱器１に送り出され、上記冷凍サイ
クルを繰り返す。

【０００７】また、放熱器１の一部において、高温を利
用して霜溶け水を蒸発処理する排水蒸発板４が設けられ
ている。さらにまた、放熱器１の一部において、冷蔵庫
前面の外側フランジ部５を加熱し高湿時にここに結露が
生じるのを防止する外箱露付き防止パイプ６が設けられ
ている。冷凍装置中の水分・塵は、ドライヤ７により除
去されている。

【０００８】上記冷凍冷蔵庫の温度制御は、図１３を参
照して、冷却器２を冷凍室９から独立した冷却器室１０
に設置し、冷却器２で冷却された冷気（図１３中に矢印
Ｂで指示）をファン１１で強制的に冷凍室・冷蔵室に送
り各室を冷却する。

【０００９】このとき、冷却器２の周囲温度は０℃以下
となっているために、飽和蒸気圧の低下のため周囲の空
気中の水蒸気が凝縮しそれが霜となって冷却器２に霜が
着霜する。この霜を放置しておいたのでは、冷却器の冷
却効率を著しく低下させるため、冷却器２に着霜した霜
を、除霜する必要がある。

【００１０】従来の除霜方法は、図１４を参照して、冷
却器除霜制御手段２１に、圧縮機３の動作時間を累積計
測する圧縮機動作時間累積計測手段２１ａを設けている
。この圧縮機動作時間累積計測手段２１ａにより計測さ
れた時間が予め設定された時間に達した場合、冷却器除
霜手段２１ｂにより、冷却器の除霜が行なわれる。

【００１１】具体的な除霜の方法の一例としては（図示
せず）、冷却器３を構成するアルミパイプに、コードヒ
ータを通し、このコードヒータによる通電加熱によって
霜を溶かす方法などが一般的に用いられている。

【００１２】また、前述した、予め設定された時間は、
実験的・経験的に求められた固定値を用いて設定されて
いる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冷凍冷蔵庫においては、次のような問題点がある。

【００１４】実際の冷却器への霜の着霜量は、庫外周囲
の空気の湿度、冷却器の温度などにより左右される。と
ころが、従来の方法では、圧縮機の運動の累計時間によ
ってのみ除霜の開始を決定していたために、必ずしも最
適に除霜されていなかった。

【００１５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、冷却器に着霜する霜を適時除霜し冷凍
冷蔵庫の冷却能力を、常に最適に保つことを可能とする
冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、請求項１に記載の発明に基づいた冷凍冷蔵庫は、庫外
湿度検知手段から得られる情報と、冷却器温度検知手段
から得られる情報とを比較し演算する比較演算手段と、
比較演算手段から得られる情報を入力する冷却器除霜手
段とを有している。

【００１７】請求項２に記載の発明に基づいた冷凍冷蔵
庫は、前記請求項１に記載の比較演算手段において、フ
ァジィ理論に基づいたファジィ手段を用いている。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、比較演算手段
から得られる情報により冷却器の除霜を行なう冷却器除
霜手段を有することにより、随時庫外湿度と冷却器温度
の比較を行ない、冷却器への霜の着霜状態の管理を行な
う。このことにより、適時冷却器の除霜を行ない、冷凍
冷蔵庫の冷却能率を一定に保っている。

【００１９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明における比較演算手段に、ファジィ理論に
基づいたファジィ手段を用いることにより、きめの細か
い冷却器への霜の着霜状態の管理を行なう。このことに
より、適時冷却器の除霜を行ない、冷凍冷蔵庫の冷却能
率を一定に保っている。

【００２０】

【実施例】以下、請求項１に記載の発明に基づいた実施
例について図１ないし図３を参照して説明する。

【００２１】この実施例における冷凍冷蔵庫３０は、図
１を参照して、放熱器１、冷却器２、圧縮機３、キャピ
ラリチューブ８から構成されている。冷凍装置内におい
ては、図１中に矢印Ａで示す方向に、熱運搬媒体として
の冷媒が循環している。

【００２２】圧縮機３から送り出された高温高圧冷媒ガ
スは、放熱器１により高温高圧冷媒ガスの熱を放熱し高
圧液冷媒に凝縮される。

【００２３】放熱器１を出た高圧液冷媒は、直径０．６
〜０．８（ｍｍ）の毛細管からなるキャピラリチューブ
８により蒸発し易い圧力まで減圧される。減圧された液
冷媒は、冷却器２により液冷媒の蒸発潜熱によって庫内
を冷却し低温低圧の冷媒ガスとなる。低温低圧の冷媒ガ
スは、圧縮機３により凝縮圧力まで圧縮され、高温高圧
冷媒ガスとなり放熱器１に送り出され、上記冷凍サイク
ルを繰り返す。

【００２４】また、放熱器１の一部において、高温を利
用して霜溶け水を蒸発処理する排水蒸発板４が設けられ
ている。さらにまた、放熱器１の一部において、冷蔵庫
前面の外側フランジ部５を加熱し、高湿時にここに結露
が生じるのを防止する外箱露付き防止パイプ６が設けら
れている。冷凍装置中の水分・塵は、ドライヤ７により
除去されている。

【００２５】上記冷凍冷蔵庫の温度制御は、図２を参照
して、冷却器２を冷凍室９から独立した冷却器室１０に
設置し、冷却器２で冷却された冷気（図２中に矢印Ｂで
指示）をファン１１で強制的に冷凍室・冷蔵室に送り各
室を冷却する。

【００２６】このとき、冷却器２の周囲温度は、０℃以
下となっているために、飽和蒸気圧の低下のため周囲の
空気中の水蒸気が凝縮しそれが霜となって冷却器２に付
着する。

【００２７】この霜を放置しておいたのでは、冷却器の
冷却効率に悪影響を与えるため、冷却器２の霜の除霜を
行なう必要がある。

【００２８】除霜方法は、図２および図３を参照して、
冷凍冷蔵庫３０の上部に、冷凍冷蔵庫３０の周囲の湿度
を検知するセンサ又は湿度センサなどからなる庫外湿度
検知手段１８が設けられ、また、冷却器２には、冷却器
２の温度を検知するための冷却器温度検知手段１２が設
けられている。

【００２９】この庫外湿度検知手段１８および冷却器温
度検知手段１２により得られる情報は、比較演算手段２
０に入力される。

【００３０】この庫外湿度検知手段１８および冷却器温
度検知手段１２から得られる情報は、一定時間ごとに比
較演算手段２０において比較演算される。

【００３１】比較演算の結果は、所定の数値（以下加数
という。）で表され、この加数を随時加算し、所定の値
になったときに、冷却器除霜手段２１に信号が出力され
、所定の除霜が行なわれる。

【００３２】具体的な除霜の方法の一例としては（図示
せず）、冷却器２を構成するアルミパイプに、コードヒ
ータを通し、通電加熱によって霜を溶かす方法などが一
般に知られている。

【００３３】以上により、冷却器に着霜する霜が適時除
霜されることにより冷凍冷蔵庫３０の冷却能力が常に一
定に保つことが可能となる。

【００３４】次に、請求項２に記載の発明について以下
説明する。この発明は、請求項１に記載の発明における
比較演算手段２０に、ファジィ理論に基づいたファジィ
手段を用いたものである。

【００３５】以下、表１および図４ないし図１１を参照
して説明する。この実施例においては、（１）　　ファ
ジィルールの作成 （２）　　メンバーシップ関数での表記（３）　　ファ
ジィ推論を行なう （４）　　加数を決定する という手順により演算を行なう。

【００３６】以下、上記手順（１）〜（４）の順に詳細
に説明する。 （１）　　ファジィルールの作成 ファジィルールは通常、「もしＡがＢであり、かつＣが
Ｄならば、Ｅを出力する。」と表記される。

【００３７】ここに入力条件Ａ，Ｃをファジィ変数、Ｂ
をＡの演算結果、ＤをＣの演算結果と呼ぶ。

【００３８】この実施例においては、入力条件Ａを、庫
外湿度検知手段より得られる庫外湿度、入力条件Ｃを冷
却器温度検知手段より得られる冷却器温度、出力値Ｅを
加数とする。

【００３９】ここで、このルール数は多いほどきめ細か
く推論できるが、処理が複雑になり逆にルール数が少な
い方が処理が簡単であるが推論が大雑把になり事実と合
致しにくくなる。よって、この実施例においては、表１
に示すように９通りの推論ルールを設けている。ここで
この９通りの推論ルールは、発明者が実験データの結果
に基づいて定めたものである。

【００４０】

【表１】

【００４１】（２）　　メンバーシップ関数による表記
次に、上記推論ルールをメンバーシップ関数にて表記す
る。

【００４２】図４は、庫外湿度が「低い」・「中くらい
」・「高い」のそれぞれの場合のメンバーシップ関数で
あり、図５は、冷却器温度が「低い」・「中くらい」・
「高い」のそれぞれの場合のメンバーシップ関数であり
、図６は、出力する加数が「小さく」・「やや小さく」
・「中くらい」・「やや大きく」・「大きく」のそれぞ
れの場合のメンバーシップ関数である。ここに、図４な
いし図６の各メンバーシップ関数の形状は、先のルール
の場合と同様発明者の実験データの結果に取付けられて
定められたものである。

【００４３】（３）　　ファジィ推論 次に、ルールの各パラメータに関して、実際に検知手段
から入力情報を得る。

【００４４】検知手段からの入力情報は、たとえば庫外
湿度６０％、冷却器温度−１０℃のようにクリスプな値
であるため一旦ファジィ情報に変換する。

【００４５】この実施例においては、庫外湿度６０％は
図４に示すメンバーシップ関数により「中くらい」と「
高い」に属し、冷却器温度−１０℃は図５に示すメンバ
ーシップ関数より「中くらい」と「高い」に属する。

【００４６】以下、庫外湿度６０％、冷却器温度−１０
℃を例に説明する。表１を参照して、庫外湿度６０％、
冷却器温度−１０℃は、ルールＮｏ．５・６・８・９に
属し推論することができる。

【００４７】前記ルールをメンバーシップ関数にて表す
と、それぞれルールＮｏ．５は図７、ルールＮｏ．６は
図８、ルールＮｏ．８は図９、ルールＮｏ．９は図１０
のように表現することができる。次に、図７ないし図１
０より得られた加数のメンバーシップ関数を重ね合わせ
ることにより図１１を得る。

【００４８】（４）　　加数を決定する。 上記のようにして得られた図１１の冷却時間の加数の図
形は、ファジィ集合であるため、一値化手段によって演
算または可算可能なクリスプな１つの値にする。これは
、図１１に表記された図形の重心を求めることにより可
能となりこの実施例においては、「６」という加数を得
る。

【００４９】以上のように、比較演算手段にファジィ理
論に基づいたファジィ手段を用いることにより、より正
確に適時冷却器の除霜を行なうことにより、冷凍冷蔵庫
の冷却能率は常に一定に保つことが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、庫外湿度検知手段から得られる情報と、冷
却器温度検知手段から得られる情報とを比較し演算する
比較演算手段と、この比較演算手段から得られる情報に
より冷却器の除霜を行なう冷却器除霜手段とを有してい
る。

【００５１】このことにより、適時冷却器の除霜を行な
い冷凍冷蔵庫の冷却能力を一定に保つことを可能とし、
また、冷却不良の減少により無駄な電力の消費を削減し
、省エネルギ化を図ることを可能としている。

【００５２】請求項２に記載の発明によれば、庫外湿度
検知手段から得られる情報と、冷却器温度検知手段から
得られる情報とを比較し演算する比較演算手段を有し、
この比較演算手段にファジィ理論に基づいたファジィ手
段を用い、このファジィ手段から得られる情報を冷却器
除霜手段に出力することにより、適時冷却器の除霜を行
ない、冷凍冷蔵庫の冷却能力を一定に保つことを可能と
し、また、冷却不良の減少により無駄な電力の消費を削
減し省エネルギ化を図ることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明における冷凍冷蔵庫の構造を示す図で
ある。

【図２】この発明における冷凍冷蔵庫の側面断面図であ
る。

【図３】この発明における冷凍冷蔵庫の冷却器の除霜制
御のブロック図である。

【図４】この発明における庫外湿度のメンバーシップ関
数を示す図である。

【図５】この発明における冷却器温度のメンバーシップ
関数を示す図である。

【図６】この発明における加数のメンバーシップ関数を
示す図である。

【図７】表１におけるファジィルールＮｏ．５をメンバ
ーシップ関数に表した図である。

【図８】表１におけるファジィルールＮｏ．６をメンバ
ーシップ関数に表した図である。

【図９】表１におけるファジィルールＮｏ．８をメンバ
ーシップ関数に表した図である。

【図１０】表１におけるファジィルールＮｏ．９をメン
バーシップ関数に表した図である。

【図１１】図７ないし図１０において得られた加数のメ
ンバーシップ関数を重ね合わせた図である。

【図１２】従来技術における冷凍冷蔵庫の構造を示す図
である。

【図１３】従来技術における冷凍冷蔵庫の側面断面図で
ある。

【図１４】従来技術における冷凍冷蔵庫の冷却器の除霜
制御のブロック図である。

【符号の説明】

１２　　冷却器温度検知手段 １８　　庫外湿度検知手段 ２０　　比較演算手段 ２１　　冷却器除霜手段 なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷凍冷蔵庫の庫外周囲の湿度を検知す
   る庫外湿度検知手段と、前記冷凍冷蔵庫の冷却器の温度
   を検知する冷却器温度検知手段と、を備える冷凍冷蔵庫
   において、前記庫外湿度検知手段から得られる情報と、
   前記冷却器温度検知手段から得られる情報とを比較し演
   算する比較演算手段と、前記比較演算手段から得られる
   情報を前記冷却器の除霜を行なう冷却器除霜手段に入力
   することを特徴とする冷凍冷蔵庫。
2. 【請求項２】　　前記比較演算手段において、ファジィ
   理論に基づいたファジィ手段を用いたことを特徴とする
   請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。