JPH08271111A - 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】 圧縮機２５と凝縮器２６とキャピラリ２７，
２８，と冷却器２９とを順次接続した冷凍サイクルと、
前記冷却器２９と並列または直列に内部に潜熱型蓄熱材
３４を充填し蓄熱材３４と熱交換的に配置してなる冷媒
管３５を有する蓄熱器３２と、前記蓄熱器３２内の冷気
を送出する蓄熱器ファン３７と、前記蓄熱器３２から前
記冷却器２９へ冷気を送る通風ダクト５７と、前記通風
ダクト５７内に電動ダンパー７１又は、形状記憶ダンパ
ー７２又は、風圧ダンパー７３により前記通風ダクト５
７内の冷気の流れを制御して、自然対流による前記蓄熱
器３２の熱量のリークを防止する手段を備えた構成とす
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、冷却負荷量の小さい深夜に圧縮機
を積極的に運転させて蓄熱材を凍結させておき、昼間の
電力消費がピークとなる時間帯にその蓄熱エネルギーを
使用して電力消費量を低減させる蓄熱式冷凍冷蔵庫の研
究が行われている。

【０００３】以下図面を参照しながら上述した従来の蓄
熱式冷凍冷蔵庫の一例について説明する。例えば特開昭
６３−２４７５７７号公報等において知られているよう
な蓄熱式冷凍冷蔵庫がある。

【０００４】その冷凍サイクルの構成は、図５に示す様
に圧縮機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８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及び冷却器８
と並列に、第１の開閉弁６ａ、第３のキャピラリ７ｃ及
び冷蔵室用蓄熱器１６の直列回路を、凝縮器用蓄熱器１
６ａ及び第２の開閉弁６ｂの直列回路を、それぞれ接続
している。

【０００６】冷蔵室用蓄熱器１６の内部には潜熱タイプ
の蓄熱材１１を充填し、蓄熱材１１を冷却凍結させる冷
媒管１２を熱交換的に配置し、外表面にはフィン１５を
設けている。２０は蓄熱器用冷却ファンである。

【０００７】凝縮器用蓄熱器１６ａの内部には潜熱タイ
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ている。そして凝縮器５
の出口と凝縮器用蓄熱器１６ａ及び第２の開閉弁６ｂの
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
た冷凍サイクルを構成している。

【０００８】２３は制御回路であり、点線矢印で示す様
に圧縮機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と蓄熱器用冷却ファン２
０とを制御するものである。

【０００９】図６は冷凍冷蔵庫の構造を示す側面縦断面
図であり、図５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１７内側に配置し、冷蔵室用蓄熱
器１６は冷蔵室１８内側に配置し、凝縮器用蓄熱器１６
ａは冷凍室１７の断熱壁２３内に配置している。なお、
冷凍室１７と冷蔵室１８とは、ダクト（図示せず）を介
して連通している。

【００１０】２６はダンパーサーモであり、冷却器８で
冷却された冷気の一部を冷蔵室１８に吐出させ、冷蔵室
１８を任意の温度に冷却制御するものである。

【００１１】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、圧縮機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→圧縮機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
パーサーモ２６により冷凍室１７と冷蔵室１８を所定の
温度に冷却する。

【００１２】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
源として蓄熱される。

【００１３】そして昼間時の所定の蓄熱冷却運転時に
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、圧縮機４→凝縮器５→凝縮器用
蓄熱器１６ａ→第２のキャピラリ７ａ→冷却器８→圧縮
機４の経路からなる冷凍サイクルを形成する。

【００１４】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１７を冷却する。また冷蔵室１８は蓄熱器用冷
却ファン２０を運転し冷蔵室用蓄熱器１６の冷熱源にて
冷却するので通常冷却運転時に比べて大幅に使用電力を
少なくすることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成は、蓄熱器の空気吸込口及び空気吹出口が庫内に
開口しており、夏場など冷却負荷熱量が多い場合には、
蓄熱冷却運転が開始するまでの通常冷却運転時に、自然
対流により蓄熱器の熱量が冷蔵庫内にリークするので、
昼間の電力消費がピークとなる時間帯（１３時から１６
時）の後半に蓄熱量が不足し、電力消費量を十分に低減
できないという問題点を有していた。

【００１６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、蓄熱冷却運転が開始するまでの通常冷却運転時の自
然対流による蓄熱器の熱量の冷蔵庫内へのリークを防止
し、昼間の電力消費がピークとなる時間帯に確実に消費
電力量を低減することができる冷蔵庫を提供するもので
ある。

【００１７】

【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、圧縮機と凝縮器とキャピラリと冷
却器とを順次接続してなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫
において、前記冷却器と並列に接続され内部につめられ
た蓄熱材と熱交換的に配設された冷媒管を有する蓄熱器
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との時間制御
を行う時間制御手段と、前記蓄熱冷却運転時に冷蔵室内
の空気を前記蓄熱器で冷却し前記冷却器に送る通風ダク
トと、前記通風ダクト内に前記通風ダクト内の冷気の流
れを遮断する電動ダンパーを設けるものである。

【００１８】また、前記通風ダクト内に前記通風ダクト
内の冷気の流れを遮断する形状記憶ダンパーを設けるも
のである。

【００１９】また、前記通風ダクト内に前記通風ダクト
内の冷気の流れを遮断する風圧ダンパーを設けるもので
ある。

【００２０】

【作用】本発明は上記した構成によって、蓄熱冷却運転
が開始するまでの通常冷却運転時の自然対流による蓄熱
器の熱量の冷蔵庫内へのリークを防止し、昼間の電力消
費がピークとなる時間帯（１３時から１６時）に確実に
消費電力量を低減することができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の第一の実施例の冷蔵庫について
図面を参照しながら説明する。

【００２２】図１は本発明の第一の実施例における冷凍
冷蔵庫の構造を示す側面縦断面図であり、７０は保冷庫
本体であり、断熱材を内蔵したキャビネット５３と、ド
ア５１と、ドア５１とキャビネット５３の隙間をシール
するガスケット５０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４２により上部の冷凍室４
０と中部の冷蔵室４１とに仕切られている。断熱区画壁
４２内には冷蔵室の冷気吸込口６１を形成している。

【００２３】５４は冷凍室４０内に設けた冷却室であ
り、５２は冷凍室への冷気吹出口であり、６０は冷凍室
吸込口である。冷却室５４内には冷却器２９と冷却ファ
ン３０と冷却器２９の除霜を行うヒータ５５を設けてい
る。

【００２４】４４はダンパーであり、冷却ファン３０に
より冷蔵室ダクト５６に送風された冷気の冷蔵室４１へ
の吐出送風量を調節し、冷蔵室４１を設定温度に制御す
るものである。

【００２５】３２は蓄熱器であり、内部に潜熱タイプの
蓄熱材３４を充填している蓄熱容器３６と蓄熱容器３６
内の蓄熱材３４を冷却する蓄熱器冷却パイプ３５と、蓄
熱器３２内の冷気を送風する蓄熱器ファン３７と、蓄熱
材温度センサ５８を配置している。

【００２６】６２は蓄熱器３２に形成された蓄熱器吸込
口であり、５７は冷蔵室背面に設けた蓄熱器３２と冷却
室５４を連通した通風ダクトである。

【００２７】７１は電動ダンパーであり、蓄熱器ファン
３７と連動して通風ダクト５７内の冷気の流れを制御す
るものである。

【００２８】次に以上のような構成における冷蔵庫の動
作につて説明する。通常冷却運転は、冷却器２９を用い
て庫内を冷却し設定温度に保冷するものである。庫内温
度が設定値以上の時は、圧縮機２５を運転させ、凝縮器
２６及び図示しない減圧器を経た冷媒が冷却器２９に送
り込まれる。また、冷却ファン３０を運転させて冷却器
２９からの冷気を、冷凍室４０に関しては冷却室５４→
冷凍室上部吹出口５２→冷凍室４０→冷凍室吸込口６０
→冷却室５４の経路を循環し、冷蔵室４１においては冷
却室５４→冷蔵室ダクト５６→ダンパ４４→冷蔵室４１
→冷蔵室吸込口６１→冷却室５４の経路を循環すること
で、各庫内を設定温度以下に冷却する。そして、庫内温
度が設定値以下になると圧縮機２５及び冷却ファン３０
を停止して、冷媒と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庫内を設定温度に保冷する。

【００２９】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、蓄熱器
３２内に充填されている蓄熱材３４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。

【００３０】庫内温度が設定値以上の時は、前記通常冷
却運転と同様に圧縮機２５及び冷却ファン３０を運転さ
せて庫内を冷却する。庫内温度が設定値以下になると、
冷媒流路を冷却器２９から蓄熱器３２に変更し、蓄熱器
３２内の蓄熱器冷媒管３５で冷媒を蒸発させ蓄熱器３２
内に充填した潜熱タイプの蓄熱材３４を凍結させること
により冷熱源として蓄熱される。

【００３１】蓄熱冷却運転は、昼間の電力需要がピーク
の時間帯に蓄熱器３２が蓄熱した熱を利用して冷凍室以
外の室の戻り空気を冷却するものである。冷凍室４０内
温度が設定値以上の時は、圧縮機２５及び冷却ファン３
０を運転させて前記通常冷却運転と同様に冷凍室４０内
を設定温度以下に冷却する。

【００３２】冷蔵室４１内温度が設定値以上の時に、蓄
熱器ファン３７を運転させると蓄熱器ファン３７に連動
して電動ダンパー７１が開き冷蔵室ダクト５６から冷蔵
室４１内に吐出された冷気を、蓄熱器吸込口６２から蓄
熱器３２内に吸い込み、冷却してから通風ダクト５７を
経て冷却器２９に戻す。

【００３３】冷蔵室４１内温度が設定値以下になると、
蓄熱器ファン３７を停止させ蓄熱器ファン３７に連動し
て電動ダンパー７１も閉じる。これにより冷却器２９で
冷却する熱量は、冷凍室４０の負荷熱量だけとなり、冷
蔵庫の昼間の電力使用量を低減できる。

【００３４】以上のように、蓄熱冷却運転時にのみ電動
ダンパー７１は開いて、蓄熱器３２から通風ダクト５７
を経て冷却器２９へ冷気を流すので、蓄熱冷却運転が開
始されるまでに自然対流により蓄熱器３２の熱量がリー
クして昼間の電力消費がピークとなる時間帯の後半に蓄
熱量が不足することを防止できる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、冷却器２
９と冷蔵室４１内に設置した内部に潜熱型蓄熱材３４を
有する蓄熱器とを並列に接続した冷凍サイクルと、前記
蓄熱器３２内の冷気を送出する蓄熱器ファン３７と、任
意の時間帯に前記蓄熱器３２に蓄熱する蓄熱運転と蓄熱
した熱により庫内を冷却する蓄熱冷却運転との時間制御
を行う時間制御手段とを有し、前記蓄熱冷却運転時に冷
蔵室４１内の空気を前記蓄熱器３２で冷却し前記冷却器
２９に冷気を送る通風ダクト５７と、前記通風ダクト５
７内に前記通風ダクト５７内の冷気の流れを遮断する電
動ダンパー７１を備え、前記蓄熱冷却運転時にのみ前記
電動ダンパー７１が開いて前記蓄熱器３２から前記通風
ダクト５７を経て前記冷却器２９へ冷気を流すので、前
記蓄熱冷却運転が開始されるまでに自然対流により前記
蓄熱器３２の熱量がリークすることを防止でき、昼間の
電力消費がピークとなる時間帯に確実に消費電力量を低
減することができる。

【００３６】次に本発明の第二の実施例の冷蔵庫に付い
て図２を参照しながら説明する。なお従来及び上述の実
施例と同一の構成には同一符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００３７】図２は本発明の第二の実施例における冷凍
冷蔵庫の構造を示す側面縦断面図である。７２は形状記
憶ダンパーであり、ある温度以上になると直角に曲がり
通風ダクト５７を閉口し、ある温度以下になると水平に
なり通風ダクト５７を開口することにより、通風ダクト
５７内の冷気の流れを制御するものである。

【００３８】以上のような構成の冷蔵庫の動作は、上述
の実施例とほぼ同様であり、蓄熱冷却運転時における通
風ダクト５７内の形状記憶ダンパー７２の動作に付いて
説明する。蓄熱器ファン３７を運転させると蓄熱器３２
からの冷気が通風ダクト５７内の形状記憶ダンパー７２
をある温度以下に冷却し、形状記憶ダンパー７２を水平
にして、冷蔵室ダクト５６から冷蔵室４１内に吐出され
た冷気を、蓄熱器吸込口６２から蓄熱器３２内に吸い込
み、冷却してから通風ダクト５７を経て冷却器２９に戻
す。蓄熱器ファン３７を停止させると冷気の流れが止ま
り、形状記憶ダンパー７２はある温度以上になり直角に
曲がって通風ダクト５７を閉口する。

【００３９】以上のように、蓄熱冷却運転時にのみ形状
記憶ダンパー７２は開いて、蓄熱器３２から通風ダクト
５７を経て冷却器２９へ冷気を流すので、蓄熱冷却運転
が開始されるまでに自然対流により蓄熱器３２の熱量が
リークして昼間の電力消費がピークとなる時間帯の後半
に蓄熱量が不足することを防止できる。

【００４０】以上のように本実施例によれば、冷却器２
９と冷蔵室４１内に設置した内部に潜熱型蓄熱材３４を
有する蓄熱器とを並列に接続した冷凍サイクルと、前記
蓄熱器３２内の冷気を送出する蓄熱器ファン３７と、任
意の時間帯に前記蓄熱器３２に蓄熱する蓄熱運転と蓄熱
した熱により庫内を冷却する蓄熱冷却運転との時間制御
を行う時間制御手段とを有し、前記蓄熱冷却運転時に冷
蔵室４１内の空気を前記蓄熱器３２で冷却し前記冷却器
２９に冷気を送る通風ダクト５７と、前記通風ダクト５
７内に前記通風ダクト５７内の冷気の流れを遮断する形
状記憶ダンパー７２を備え、前記蓄熱冷却運転時にのみ
前記形状記憶ダンパー７２が開いて前記蓄熱器３２から
前記通風ダクト５７を経て前記冷却器２９へ冷気を流す
ので、前記蓄熱冷却運転が開始されるまでに自然対流に
より前記蓄熱器３２の熱量がリークすることを防止で
き、昼間の電力消費がピークとなる時間帯に確実に消費
電力量を低減することができる。

【００４１】次に本発明の第三の実施例の冷蔵庫に付い
て図３を参照しながら説明する。なお従来及び上述の実
施例と同一の構成には同一符号を付して詳細な説明を省
略する。

【００４２】図３は本発明の第三の実施例における冷凍
冷蔵庫の構造を示す側面縦断面図であり、図４は本発明
の第三の実施例の風圧ダンパーを示す斜視図である。７
３は風圧ダンパーであり、蓄熱器ファン３７の風圧によ
り十分に持ち上げられ、また、風圧がなければ自重によ
り通風ダクト５７を閉じる重量のプラスチック製であ
り、通風ダクト５７内の冷気の流れを制御するものであ
る。

【００４３】以上のような構成の冷蔵庫の動作は、上述
の実施例とほぼ同様であり、蓄熱冷却運転時における通
風ダクト５７内の風圧ダンパー７３の動作に付いて説明
する。蓄熱器ファン３７を運転させると蓄熱器３２から
の風が通風ダクト５７内の風圧ダンパー７３を持ち上
げ、冷蔵室ダクト５６から冷蔵室４１内に吐出された冷
気を、蓄熱器吸込口６２から蓄熱器３２内に吸い込み、
冷却してから通風ダクト５７を経て冷却器２９に戻す。
蓄熱器ファン３７を停止させると風の流れが止まり、風
圧ダンパー７３は自重によって閉じて通風ダクト５７を
閉口する。

【００４４】以上のように、蓄熱冷却運転時にのみ風圧
ダンパー７３は開いて、蓄熱器３２から通風ダクト５７
を経て冷却器２９へ冷気を流すので、蓄熱冷却運転が開
始されるまでに自然対流により蓄熱器３２の熱量がリー
クして昼間の電力消費がピークとなる時間帯の後半に蓄
熱量が不足することを防止できる。

【００４５】以上のように本実施例によれば、冷却器２
９と冷蔵室４１内に設置した内部に潜熱型蓄熱材３４を
有する蓄熱器とを並列に接続した冷凍サイクルと、前記
蓄熱器３２内の冷気を送出する蓄熱器ファン３７と、任
意の時間帯に前記蓄熱器３２に蓄熱する蓄熱運転と蓄熱
した熱により庫内を冷却する蓄熱冷却運転との時間制御
を行う時間制御手段とを有し、前記蓄熱冷却運転時に冷
蔵室４１内の空気を前記蓄熱器３２で冷却し前記冷却器
２９に冷気を送る通風ダクト５７と、前記通風ダクト５
７内に前記通風ダクト５７内の冷気の流れを遮断する風
圧ダンパー７３を備え、前記蓄熱冷却運転時にのみ前記
風圧ダンパー７３が開いて前記蓄熱器３２から前記通風
ダクト５７を経て前記冷却器２９へ冷気を流すので、前
記蓄熱冷却運転が開始されるまでに自然対流により前記
蓄熱器３２の熱量がリークすることを防止でき、昼間の
電力消費がピークとなる時間帯に確実に消費電力量を低
減することができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、圧縮機と凝縮器
とキャピラリと冷却器とを順次接続してなる冷凍サイク
ルを有する冷蔵庫において、前記冷却器と並列に接続さ
れ内部につめられた蓄熱材と熱交換的に配設された冷媒
管を有する蓄熱器と、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
運転との時間制御を行う時間制御手段と、前記蓄熱冷却
運転時に冷蔵室内の空気を前記蓄熱器で冷却し前記冷却
器に冷気を送る通風ダクトと、前記通風ダクト内に前記
通風ダクト内の冷気の流れを遮断する電動ダンパーを設
けたことを特徴とするので、前記蓄熱冷却運転が開始さ
れるまでに自然対流により前記蓄熱器の熱量がリークす
ることを防止でき、昼間の電力消費がピークとなる時間
帯に確実に消費電力量を低減することができる。

【００４７】また、通風ダクト内に前記通風ダクト内の
冷気の流れを遮断する形状記憶ダンパーを設けたことを
特徴とするので、前記蓄熱冷却運転が開始されるまでに
自然対流により前記蓄熱器の熱量がリークすることを防
止でき、昼間の電力消費がピークとなる時間帯に確実に
消費電力量を低減することができる。

【００４８】また、通風ダクト内に前記通風ダクト内の
冷気の流れを遮断する風圧ダンパーを設けたことを特徴
とするので、前記蓄熱冷却運転が開始されるまでに自然
対流により前記蓄熱器の熱量がリークすることを防止で
き、昼間の電力消費がピークとなる時間帯に確実に消費
電力量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における冷蔵庫の構造を
示す縦断面図

【図２】本発明の第二の実施例における冷蔵庫の構造を
示す縦断面図

【図３】本発明の第三の実施例における冷蔵庫の構造を
示す縦断面図

【図４】本発明の第三の実施例の風圧ダンパー示す斜視
図

【図５】従来の冷蔵庫の冷凍サイクル構成図

【図６】従来例の構造を示す縦断面図

【符号の説明】

２５ 圧縮機 ２６ 凝縮器 ２９ 蒸発器 ３２ 蓄熱器 ３４ 蓄熱材 ３５ 蓄熱器冷媒管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と凝縮器とキャピラリと冷却器と
   を順次接続してなる冷凍サイクルを有する冷蔵庫におい
   て、前記冷却器と並列に接続され内部につめられた蓄熱
   材と熱交換的に配設された冷媒管を有する蓄熱器と、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との時間制御を行う
   時間制御手段と、前記蓄熱冷却運転時に冷蔵室内の空気
   を前記蓄熱器で冷却し前記冷却器に冷気を送る通風ダク
   トと、前記通風ダクト内に前記通風ダクト内の冷気の流
   れを遮断する電動ダンパーとを設けたことを特徴とする
   冷蔵庫。
2. 【請求項２】 通風ダクト内に前記通風ダクト内の冷気
   の流れを遮断する形状記憶ダンパーを設けたことを特徴
   とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 通風ダクト内に前記通風ダクト内の冷気
   の流れを遮断する風圧ダンパーを設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の冷蔵庫。