JPH06331259A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 夜間の電力を蓄熱し、昼間にシフトすること
で電力需要の平準化を図れる冷蔵庫を提供することを目
的とする。 【構成】 並列または直列に接続した冷却器８と内部に
蓄熱材３２を有する蓄熱器３１と、並列または直列に接
続した冷蔵庫キャビネット内に埋設したインナ−コンデ
ンサ７７と機械室に配置したアウタ−コンデンサ７８
と、任意の時間帯に前記蓄熱器３１に熱を蓄熱する蓄熱
運転と蓄熱した熱により冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運
転の時間制御を行う時間制御手段４６と、前記蓄熱器３
１内の冷気を送出する蓄熱器ファン３９で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱材を用いて庫内を
保冷する蓄熱式の冷蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、深夜電力の有効利用ないし電力需
要のピ−クカットによる平準化等の観点より蓄熱材を利
用して庫内の冷却を行う蓄熱式の冷蔵庫が特開昭６３−
２４７５７７号公報に示されるごとく、考えられてい
る。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
蓄熱式の冷蔵庫の一例について説明する。

【０００４】図６は冷凍サイクルの構成を示しており、
コンプレッサ４と凝縮器５と第１のキャピラリ７と第２
のキャピラリ７ａと冷却器４を順次接続し、通常の冷凍
冷蔵庫の基本冷凍サイクルを構成している。１９は冷却
器８の冷却ファンである。

【０００５】そして第２のキャピラリ７ａと冷却器８と
並列に、第１の開閉弁６ａと第３のキャピラリ７Ｃと冷
蔵室用蓄熱器１６の直列回路と、凝縮器用蓄熱器１６ａ
と第２の開閉弁６Ｂの直列回路をそれぞれ接続してい
る。冷蔵用蓄熱器１６は内部に潜熱タイプの蓄熱材２１
を充填し、蓄熱材２１を冷却凍結させる冷媒管２２を熱
交換的に配置し、外部にはフィン１５を設けている。２
０は冷蔵庫用蓄熱器用冷却ファンである。

【０００６】そして凝縮器５の出口と凝縮器用蓄熱器１
６ａと第２の開閉弁６Ｂ間とを接続する第３の開閉弁６
を有する冷媒回路を設けて冷凍サイクルを構成してい
る。２３は制御回路で、点線矢印で示すようにコンプレ
ッサ４と第１の開閉弁６ａと第２の開閉弁６Ｂと第３の
開閉弁６と冷却ファン１９と蓄冷用冷却ファン２０を制
御するものである。

【０００７】図７は冷凍冷蔵庫の構造を示す縦断面であ
り、図４と対応する部分に同一符号を付している。冷却
器８は冷凍室２１に配置し、冷蔵室用蓄熱器１６は冷蔵
室２２に配置し、凝縮器用蓄熱器１６ａは冷凍室２１の
断熱壁２３内に配置している。

【０００８】２３はダンパーサーモで冷却器８で冷却さ
れた冷気の一部を冷蔵室２２に吐出させ、冷蔵室２２を
任意の温度に冷却制御するものである。

【０００９】本構成において、通常冷却運転時には第１
の開閉弁６ａと第２の開閉弁６Ｂと第３の開閉弁６はい
ずれも閉路し、コンプレッサ４〜凝縮器５〜第１のキャ
ピラリ７〜第２のキャピラリ７ａ〜冷却器８〜コンプレ
ッサ４の経路からなる冷凍サイクルを形成し冷却ファン
１９とダンパサーモ２３により冷凍室２１と冷蔵室２２
を所定の温度に冷却する。

【００１０】また深夜の蓄熱運転時には間欠的に第１の
開閉弁６ａと第２の開閉弁６Ｂが開路され、冷蔵室用蓄
熱器１６と凝縮器用蓄熱器１６ａの冷媒管１２、２２に
それぞれ冷媒が流れ、蓄熱材１１、２１を凍結し冷熱源
が蓄熱される。

【００１１】そして昼間の所定の蓄熱利用運転時には、
第１の開閉弁６ａと第２の開閉弁６Ｂが閉路、第３の開
閉弁６が開路され、コンプレッサ４〜凝縮器５〜凝縮用
蓄熱器１６ａ〜第２のキャピラリ７ａ〜冷却器８〜コン
プレッサ４の経路からなる冷凍サイクルを形成する。

【００１２】そして凝縮器用蓄熱器１６ａの冷熱源を凝
縮器５の冷却熱源とする圧縮比の小さい冷凍サイクルに
て冷凍室２１を冷却する。また冷蔵室２２は蓄熱器用冷
却ファン２０を運転し冷蔵室用蓄熱器１６の冷熱源で冷
却するので通常冷却運転時に比べて使用電力を少なくす
ることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、冷蔵庫キャビネット内に埋設した凝縮器５
にて冷凍サイクルを形成しているので冷蔵庫内に凝縮器
５から侵入する負荷熱量があり、蓄熱運転において夏期
等の高室温時には蓄熱に要する時間が不足して必要蓄熱
量を蓄熱運転時間帯に蓄熱できないという課題を有して
いた。

【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、蓄熱
運転時は機械室に配置しているアウタ−コンデンサのみ
を使用して蓄熱を行うので冷蔵庫内に侵入する負荷熱量
が低減でき、夏期等の高室温時においても蓄熱運転にお
ける蓄熱に要する時間を十分に確保できる。さらに蓄熱
器を冷蔵室内に設置していることで蓄熱器からの放熱は
冷蔵室の冷却に利用できるので電力の有効利用ができる
冷蔵庫を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷蔵庫は並列または直列に接続した冷却器と
冷蔵室内に配置した内部に蓄熱材を有する蓄熱器と、並
列または直列に接続した冷蔵庫キャビネット内に埋設し
たインナ−コンデンサと機械室に配置したアウタ−コン
デンサと、前記蓄熱器内の冷気を送出する蓄熱器ファン
と、任意の時間帯に前記蓄熱器に熱を蓄熱する蓄熱運転
と蓄熱した熱により冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運転の
時間制御を行う時間制御手段とを備え、前記蓄熱運転時
は前記アウタ−コンデンサのみを使用し、その他の運転
時はインナ−コンデンサとアウタ−コンデンサの両方を
使用するものである。

【００１６】

【作用】本発明は上記した構成によって、冷蔵庫内に侵
入する負荷熱量が低減でき、夏期等の高室温時において
も蓄熱運転における蓄熱に要する時間を十分に確保でき
る。さらに蓄熱器を冷蔵室内に設置していることで蓄熱
器からの放熱は冷蔵室の冷却に利用できるので電力の有
効利用ができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例の冷蔵庫について図面
を参照しながら説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例における冷蔵庫の
機能ブロック図であり、図２は本発明の一実施例におけ
る冷凍システム図であり、図３は本発明の一実施例にお
ける要部の電気回路図であり、図４は本発明の一実施例
におけるフロ−チャ−トであり、図５は本発明の一実施
例における室温に応じた一日の運転状態図である。

【００１９】図１及び図３において、３０は保冷庫本体
で断熱材を内蔵したキャビネット２と、ドア３と、ドア
３とキャビネット２をシ−ルするガスケット１４とで構
成されている。その内部は、水平に配置された断熱区画
壁３３により上部の冷凍室１７と下部の冷蔵室１８との
２室に仕切られ、断熱区画壁３３内には冷蔵室吸込口３
５を形成している。

【００２０】６２は冷凍室１７内に設けた冷却室で、冷
却室６２内には冷却器８と冷却ファン１９と冷却器の除
霜を行うヒ−タ５８を内装し、３６は冷凍室吸込口であ
る。

【００２１】２６はダンパ−で、冷却ファン１９により
冷蔵室ダクト２５に送風された冷気の冷蔵室１８への吐
出送風量を調整し、冷蔵室１８を設定温度に制御するも
のである。

【００２２】３１は蓄熱器であり、内部に蓄熱材３２を
充填している蓄熱容器３４と蓄熱容器３４内の蓄熱材３
２を冷却する蓄熱器冷却パイプ３８と、蓄熱器３１内の
冷気を送風する蓄熱ファン３９と蓄熱材温度センサ５７
を配置している。

【００２３】３７は蓄熱器３１に形成された蓄熱器吸込
口であり、５６は蓄熱器３１内に取付られた蓄熱材温度
センサ５７により蓄熱材３２温度を検知する蓄熱温度検
知手段であり、５５は冷蔵室背面に設けた蓄熱器３１と
冷却室６２を連通した通風ダクトである。

【００２４】６３は除霜開始判定手段であり、室温検知
手段４０の信号に応じて冷却器８の除霜開始時間を判定
する。

【００２５】電気回路図のうち本発明の要旨に関係した
部分のみ示されており、４６は時間制御手段としてのＣ
ＰＵで、周知の如く図示しない記憶回路に記憶されたプ
ログラムにより動作するもので、現在の時刻を出力する
時計回路４５と室温検知手段４０、冷凍庫内温度検知手
段４４及び冷蔵庫内温度検知手段７５からの出力信号に
よってリレ−４７、４９、５１、５３、５９、６６、８
１、８３の通電制御を行う。即ち、各リレ−４７、４
９、５１、５３、５９、６６、８１、８３に接続された
各トランジスタ４８、５０、５２、５４、６０、６７、
８２、８４のベ−スにハイレベルの信号を与えることに
より各リレ−４７、４９、５１、５３、５９、６６、８
１、８３に通電される。

【００２６】リレ−４７が通電されるとコンプレッサ４
が運転する。リレ−４９が通電されると電磁弁６４が作
動してインナ−コンデンサ７７もしくはアウタ−コンデ
ンサ７８と冷却器８が連通し、リレ−５１が通電される
と電磁弁６５が作動してインナ−コンデンサ７７もしく
はアウタ−コンデンサ７８と蓄熱器３１が連通する。リ
レ−５３が通電されると冷却ファン１９が運転する。リ
レ−５９が通電されるとヒ−タ５８により冷却器８を除
霜し、リレ−６６が通電されると蓄熱器ファン３９が運
転する。リレ−８１が通電されると電磁弁７９が作動し
てインナ−コンデンサ７７とコンプレッサ４が連通し、
リレ−８３が通電されると電磁弁８０が作動してアウタ
−コンデンサ７８とコンプレッサ４が連通する。

【００２７】また、冷凍庫内温度検知手段４４は冷凍室
温度センサ４３により検出した値が設定温度以上の時に
時間制御手段４６に信号を出力する。また、冷蔵庫内温
度検知手段７５は冷蔵室温度センサ７４により検出した
値が設定温度以上の時に時間制御手段４６に信号を出力
する。また、室温検知手段４０は、冷蔵庫の周囲室温を
室温度センサ４１からの信号をＡ／Ｄ変換器４２により
出力電圧をデジタル化して時間制御手段４６に信号を出
力する。また、蓄熱温度検知手段５６は蓄熱材温度セン
サ５７により検出した値が設定温度以上の時に時間制御
手段４６に信号を出力する。

【００２８】図２において、４はコンプレッサであり電
磁弁７９と電磁弁８０からインナ−コンデンサ７７とア
ウタ−コンデンサ８０を介して電磁弁６４と電磁弁６５
に接続される。さらに、電磁弁６４はキャピラリ７、冷
却器８及びアキュムレ−タ１３を順次介して前記コンプ
レッサ４に接続される。また、電磁弁６５は、蓄熱器用
キャピラリ９及び蓄熱器３１内に配置した蓄熱器冷却パ
イプ３８を順次介して前記アキュムレ−タ１３接続され
る。

【００２９】以上の様に構成された冷蔵庫について図１
と図２と図３と図４及び図５を用いてその動作を説明す
る。

【００３０】通常冷却運転は、冷却器８を用いて庫内を
冷却し設定温度に保冷するものである。即ち、ＣＰＵ４
６によりリレ−４９、８３、８１をＯＮしリレ−６６を
ＯＦＦとすることで冷媒流路は、インナ−コンデンサ７
７とアウタ−コンデンサ７８の両方を介して（ステップ
Ｓ１４）冷却器８と連通する側（ステップＳ１）、蓄熱
器ファン３９は停止（ステップＳ２）となり、庫内温度
が設定値以上の時は冷凍庫内温度検知手段４４からの信
号によりＣＰＵ４６は、リレ−４７及び５３をＯＮとし
コンプレッサ４及び冷却ファン１９を運転する（ステッ
プＳ３）ことで冷却器８からの冷気は冷凍室１７につい
ては冷凍室上部吹出口２０から冷凍室１７内を経て冷凍
室吸込口３６を循環し、冷蔵室１８については冷蔵室ダ
クト２５、ダンパ２６、冷蔵室１８内を経て冷蔵室吸込
口３５を循環することで各庫内を設定温度以下に冷却す
る。

【００３１】そして、庫内温度が設定値以下になると冷
凍庫内温度検知手段４４の信号がＯＦＦとなりＣＰＵ４
６は、リレ−４７及び５３をＯＦＦとし、冷媒と冷気の
循環を停止する（ステップＳ４）。以上の動作を繰り返
すことにより庫内を設定温度に保冷する。

【００３２】蓄熱運転は、夜間の電力需要が低い所定の
時間帯（２３時から翌日の７時まで）において（ステッ
プＳ５）、蓄熱器３１内に充填されている蓄熱材３２に
夜間の所定の時間帯の電力を熱に代えて蓄熱するもので
ある。即ち、庫内温度が設定値以上の時は冷凍庫内温度
検知手段４４からの信号によりＣＰＵ４６は、リレ−４
７及び５３をＯＮとしコンプレッサ４及び冷却ファン１
９を運転する通常運転を行い（ステップＳ６）、庫内温
度が設定値以下になると冷凍庫内温度検知手段４４の信
号にからＣＰＵ４６によりリレ−５１、４７及び８３を
ＯＮとすることで冷媒流路を、アウタ−コンデンサ７８
を介して（ステップＳ１３）蓄熱器３１が連通する側に
保持し、コンプレッサ４を運転することで冷媒を蓄熱器
３１内の蓄熱器冷却パイプ３８で蒸発させ、蓄熱材３２
を凍結させる（ステップＳ７）。

【００３３】凝縮器としてアウタ−コンデンサ７８のみ
を使用するので、凝縮器からの冷蔵庫内への侵入熱量は
なく夏期等の高室温時においても蓄熱材３２を凍結させ
る時間を十分に確保できる。

【００３４】また、蓄熱材３２の重量としては、春季、
秋季等の低室温（１５℃）時における冷蔵温度帯の室を
基準とした重量としておく。即ち、低室温時において昼
間の電力需要が多い所定の時間帯（７時から２３時ま
で）の冷蔵室の合計した負荷熱量と同等の熱量を全て蓄
熱できる重量とすることである。

【００３５】蓄熱冷却運転は、昼間の電力需要がピ−ク
の時間帯に蓄熱器３１が蓄熱した熱を利用して冷凍室以
外の室の戻り空気冷却するものである。即ち、冷凍室内
温度が設定値以上の時は冷凍庫内温度検知手段４４から
の信号によりＣＰＵ４６は、リレ−４７、５３をＯＮと
しコンプレッサ４、冷却ファン１９を運転することで冷
凍室を設定温度以下に冷却する。

【００３６】また、冷蔵室１８の温度調節は蓄熱器ファ
ン３９の運転を制御することにより設定温度に制御す
る。冷蔵室内温度が設定以上の時は冷蔵庫内温度検知手
段７５からの信号によりＣＰＵ４６は、リレ−６６をＯ
Ｎとし（ステップＳ８）、蓄熱器ファン３９を運転する
ことで冷蔵室ダクト２５から冷蔵室１８内に吐出された
冷気は蓄熱器吸込口３７から蓄熱器３１内に吸い込ま
れ、冷却されてから通風ダクト５５を経て冷却器８に戻
る。これにより冷却器８で冷却する熱量は、冷凍室の負
荷熱量だけとなる。

【００３７】そして、庫内温度が設定値以下になると冷
凍庫内温度検知手段４４の信号がＯＦＦとなりＣＰＵ４
６は、リレ−４７、５３及び６６をＯＦＦとし、コンプ
レッサ及び冷気の循環を停止する。以上の動作を繰り返
すことにより各庫内を設定温度に保冷する。

【００３８】次に、冷却器８の除霜開始時刻の制御方法
について図４及び図５を用いて説明する。

【００３９】蓄熱運転の時間は室温により変化する。そ
れは、キャビネット２から侵入する熱量やシステムの冷
凍能力が室温によって変化するためであり蓄熱運転時間
が長い室温の高い夏季等は、任意に設定温度以上である
ことを室温検知手段４０から信号を受けた除霜開始判定
手段６３が蓄熱運転時間を充分確保するべく昼間におい
て電力需要がピ−クの時間帯を除く時間に冷却器８の除
霜を開始させる。

【００４０】また、蓄熱運転時間が短い室温が低い季節
は、除霜開始判定手段６３が電力需要の少ない夜間の所
定の時間帯に冷却器８の除霜を開始させる。

【００４１】例えば図５に示す如く、室温が設定温度以
上の時は７時と２１時に、室温が設定温度以下の時は２
３時に除霜を開始させる。

【００４２】次に、各運転の制御方法を説明する。時間
制御手段４６により夜間電力需要が低い所定の時間帯
（２３時から翌日の７時まで）２３時から通常冷却運転
と蓄熱運転の交互運転をする。即ち、庫内温度が設定値
以上の時は通常冷却運転で庫内を冷却し、庫内温度が設
定値以下の時は蓄熱運転により電力を熱に代えて蓄熱す
る（ステップＳ５）制御を行い、蓄熱温度検知手段５６
により蓄熱材３２の凍結終了を検知し蓄熱運転を終了す
る（ステップＳ１０）。

【００４３】また、昼間の負荷量に対しては、室温検知
手段４０により検知した前日の昼間の平均室温より時間
制御手段４６が推測する。

【００４４】この推測値より、時間制御手段４６が少な
くとも昼間の電力需要がピ−クの時間帯（１３時から１
６時）を含むように蓄熱冷却運転を開始する（ステップ
Ｓ１１）。そして、蓄熱温度検知手段５６が蓄熱材３２
が設定温度以上になり蓄熱器３１の冷却能力がなくなっ
たことの信号を時間制御手段４６に送出することで蓄熱
冷却運転が終了する。

【００４５】例えば図５に示す如く、蓄熱冷却運転の時
間は室温３０℃の場合は７時間であり、室温１５℃の場
合は１６時間となる。

【００４６】以上のように本実施例によれば、並列また
は直列に接続した冷却器と冷蔵室内に配置した内部に蓄
熱材を有する蓄熱器と、並列または直列に接続した冷蔵
庫キャビネット内に埋設したインナ−コンデンサと機械
室に配置したアウタ−コンデンサと、前記蓄熱器内の冷
気を送出する蓄熱器ファンと、任意の時間帯に前記蓄熱
器に熱を蓄熱する蓄熱運転と蓄熱した熱により冷蔵庫内
を冷却する蓄熱冷却運転の時間制御を行う時間制御手段
とを備え、前記蓄熱運転時は前記アウタ−コンデンサの
みを使用し、その他の運転時はインナ−コンデンサとア
ウタ−コンデンサの両方を使用するので、冷蔵庫内に侵
入する負荷熱量が低減でき、夏期等の高室温時において
も蓄熱運転における蓄熱に要する時間を十分に確保でき
る。

【００４７】さらに蓄熱器を冷蔵室内に設置しているこ
とで蓄熱器からの放熱は冷蔵室の冷却に利用できるので
電力の有効利用ができる。

【００４８】さらに室温に応じて除霜開始時間を決める
ので室温の高い夏季等には夜間の蓄熱運転時間を充分確
保でき、室温の低い季節には電力需要の少ない夜間に除
霜を開始できるので、年間を通じて電力の有効利用がで
きる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明は、並列または直列
に接続した冷却器と冷蔵室内に配置した内部に蓄熱材を
有する蓄熱器と、並列または直列に接続した冷蔵庫キャ
ビネット内に埋設したインナ−コンデンサと機械室に配
置したアウタ−コンデンサと、前記蓄熱器内の冷気を送
出する蓄熱器ファンと、任意の時間帯に前記蓄熱器に熱
を蓄熱する蓄熱運転と蓄熱した熱により冷蔵庫内を冷却
する蓄熱冷却運転の時間制御を行う時間制御手段とを備
え、前記蓄熱運転時は前記アウタ−コンデンサのみを使
用し、その他の運転時はインナ−コンデンサとアウタ−
コンデンサの両方を使用するので、冷蔵庫内に侵入する
負荷熱量が低減でき、夏期等の高室温時においても蓄熱
運転における蓄熱に要する時間を十分に確保できる。

【００５０】さらに蓄熱器を冷蔵室内に設置しているこ
とで蓄熱器からの放熱は冷蔵室の冷却に利用できるので
電力の有効利用ができる冷蔵庫となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における冷蔵庫の機能ブロッ
ク図

【図２】図１の冷蔵庫の冷凍システム図

【図３】図１の冷蔵庫の要部の電気回路図

【図４】図１の冷蔵庫のフロ−チャ−ト図

【図５】図１の室温に応じた一日の運転状態図

【図６】従来の冷蔵庫の冷凍システム図

【図７】図７の冷蔵庫の構造を示す縦断面図

【符号の説明】

８ 冷却器 ３１ 蓄熱器 ３２ 蓄熱材 ３９ 蓄熱器ファン ４６ 時間制御手段 ７７ インナ−コンデンサ ７８ アウタ−コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列または直列に接続した冷却器と冷蔵
   室内に配置した内部に蓄熱材を有する蓄熱器と、並列ま
   たは直列に接続した冷蔵庫キャビネット内に埋設したイ
   ンナ−コンデンサと機械室に配置したアウタ−コンデン
   サと、前記蓄熱器内の冷気を送出する蓄熱器ファンと、
   任意の時間帯に前記蓄熱器に熱を蓄熱する蓄熱運転と蓄
   熱した熱により冷蔵庫内を冷却する蓄熱冷却運転の時間
   制御を行う時間制御手段とを備え、前記蓄熱運転時は前
   記アウタ−コンデンサのみを使用し、その他の運転時は
   インナ−コンデンサとアウタ−コンデンサの両方を使用
   することを特徴とする冷蔵庫。