JPH11201621A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】除霜運転開始前に行うプリクール運転におい
て、外気温の変化に対応できず必要以上に庫内を冷却し
て無駄な電力を消費してしまう。また冷蔵室内の保存食
品を必要以上に冷却させたり、除霜運転中に庫内温度が
適温より上昇するのを抑止するというプリクール本来の
目的を果たせない。 【解決手段】プリクール運転の時間を外気温度が高いと
きは長めに、外気温度が低いときは短め、あるいはゼロ
に設定するように調整する手段を備えた。さらに、圧縮
機の運転回転数を可変制御して運転する冷蔵庫の場合
は、外気温に応じてプリクール時間中は圧縮機の運転回
転数の下限値を通常運転時より増大させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷却器の霜を取り除
く除霜運転を行いつつ運転される冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による冷蔵庫のプリクール運転
の制御の典型的な例を図７，８を用いて説明する。図８
において、１は冷蔵庫本体、２は冷凍室、３は冷蔵室、
４は圧縮機、５は冷却器である。６は冷却器５付近の温
度を検出する冷却器温度センサ、７は冷却器に付着した
霜を除去するため冷却器近辺に設けられた除霜ヒータ、
８は冷却器５で冷やされた空気を庫内に循環させるため
の庫内冷却用ファン、９は庫内冷却用ファン８を駆動さ
せるためのファンモータ、１１は冷凍室２の温度を検出
する冷凍室温度センサ、１０はマイクロコンピュータを
主体とした制御装置で、圧縮機４の運転積算時間のカウ
ント、冷却運転制御、除霜制御等を行う。これらの図に
示した例では、庫内の温度を検出するセンサは冷凍庫２
内にのみ１つだけ設けられているが、冷蔵室あるいは、
３つ以上の貯蔵室を備えた冷蔵庫では複数の貯蔵室にセ
ンサを備えて検出結果を制御装置１０へ伝えるようにす
る場合もある。

【０００３】このような構成の冷蔵庫においては、圧縮
機４およびファンモータ９が断続運転することにより、
冷却器５により冷却された冷気が庫内に循環されて、冷
凍室２および冷蔵室３の庫内温度が貯蔵に適した温度
（例えば、典型的な冷蔵庫では冷凍室２は約−１９℃、
冷蔵室３は約４℃）に保たれる。この冷蔵庫の運転中に
庫内を循環する冷気に含まれる水蒸気等が霜となって冷
却器５あるいは冷却器５に装着されたフィンに徐々に付
着していく。冷却器は通常伝熱面積を大きくして熱交換
の効率を高める上で有利なように冷媒が通る管に多数の
フィンが装着されているが、上記の霜は温度の最も低い
フィンに付着し易いためフィンへの霜の付着量が必然的
に大きい。この冷却器５（及び冷却器のフィン）への着
霜量が多くなると、冷却器５と庫内循環冷気との熱交換
効率が低下し冷却性能が悪化していくので、着霜量が多
くなればこれらの霜を冷却器から除去して冷却性能を回
復する必要が生じる。そこで制御装置１０が圧縮機４の
運転積算時間をカウントしその積算時間が予め決められ
た設定値に達すると、冷却運転を中断し、除霜ヒータ７
が通電されて冷却器５が加熱されることで冷却器５に付
着した霜の除去を行う、いわゆる除霜運転が行われる。
その後、冷却器温度センサ６が予め決められた所定の除
霜終了温度に達すれば、除霜ヒータ７への通電が止めら
れ除霜運転が終了となり、通常の冷却運転に戻るように
なっている。

【０００４】ところが、現在の典型的な冷蔵庫での上記
の除霜運転は開始から終了まで、すなわち、フィンに付
着した霜を冷却性能を充分な程度にまで回復するのに２
０乃至４０分必要となっており、この除霜運転の間は当
然に冷却運転が行われない。さらに、通電された除霜ヒ
ータ７の発する熱は冷却器５だけでなく庫内へも影響を
及ぼす。このため、冷凍室２、冷蔵室３の庫内温度が上
昇してしまい保存食品へ悪影響を与えてしまうという問
題が生じる。

【０００５】そこで、従来の冷蔵庫では、除霜運転の開
始前に予め設定された時間だけ強制的に冷却運転を行い
（プリクール）、除霜開始前に庫内温度を通常よりも低
く（例えば、通常よりも約２℃低くするまで）冷却した
後に除霜運転を行うことにより、除霜運転中に庫内温度
が貯蔵の適温より上昇するのを抑止している。

【０００６】図７は、上記の冷蔵庫の除霜の動作をフロ
ーチャートに示したものである。以下、このフローチャ
ートの各ステップ毎に除霜の動作を説明する。電源投入
後、通常の冷却運転を開始する（ステップＳ４１）次
に、圧縮機４の運転積算時間が予め決められた設定値に
達したか否かの判定を行う（ステップＳ４２）。上記設
定値に達した場合に、予め設定されたプリクール時間
（例えば、３０分）だけ強制的に冷却運転を行う（ステ
ップＳ４３）。ステップＳ４３の終了後、除霜ヒータ７
へ通電し除霜運転を開始し（ステップＳ４４）、その
後、冷却器温度センサ６が予め決められた除霜終了温度
に達したか否かの判定を行う（ステップＳ４５）。そこ
で、その温度に達したら除霜ヒータ７への通電を終了さ
せ、ステップＳ４１の通常冷却運転に戻り、以後、同じ
動作を繰り返す。

【０００７】上記の従来技術を用いた冷蔵庫は、例えば
特開平４−１５４７３号公報に開示されている。また、
インバータ装置を用い圧縮機４の運転回転数を可変制御
しつつ冷却運転を行う冷蔵庫の場合においても、上記の
ようなプリクール運転を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の図７，８に説明
した従来技術では、除霜運転の開始前のプリクール時間
を冷蔵庫の外気温度に関係なく設定している。一方、プ
リクール運転をすることによる庫内温度の低下値は冷蔵
庫の外気の温度によって異なり、外気温度が低いときは
負荷が軽いのでプリクールによる温度の低下は大きくな
り、外気温度が高いときとは逆に負荷が重いので温度の
低下は小さくなる。したがって、 外気温度が低いとき
はプリクール運転による庫内温度の低下が大きすぎるの
で必要以上に庫内を冷却してしまい無駄な電力を消費し
てしまったり、冷蔵室内の貯蔵物を必要以上に冷却して
（例えば、凍結させたりして）傷めてしまうという問題
については考慮されていなかった。逆に、外気温度が高
い場合は庫内温度の低下値が小さすぎて、除霜運転中に
庫内温度が適温より上昇するのを抑止するというプリク
ール本来の目的を果たせず、庫内の貯蔵物を傷めてしま
うあるいは保存時間を短縮させてしまうという問題につ
いても考慮されていなかった。

【０００９】また、特開平４−１５４７３号公報記載の
従来技術では、外気の温度、湿度に応じプリクール時間
を変化させる点は記載されているものの、外気の温度ま
たは湿度が低く圧縮機の積算時間が設定値を超えるまで
に経過する時間が所定の値より大きくなるときに、プリ
クール（強制予冷却）を省いて除霜運転を行うもので、
逆に外気の温度が相対的に高い場合については考慮され
ていなかった。また、上記インバータ装置を使用した場
合の問題点についても考慮されていなかった。

【００１０】また、インバータ装置を用い圧縮機の運転
回転数を可変制御して冷却運転を行う冷蔵庫の場合にお
ける従来技術でも、プリクール運転を予め決められた一
定時間行う点については、前述した通りである。この場
合では、プリクール運転をすることにより庫内温度が通
常時よりも冷えてくると（冷凍室２が例えば、約−１９
℃よりも冷えてくると）、多大な冷却能力はもう必要と
しないので、通常圧縮機４は運転回転数の下限値やその
付近の回転数で運転するように制御される。つまり、プ
リクール運転中の圧縮機４は下限の回転数かその付近の
回転数で冷却運転されることになる。しかしながら、回
転数が低いと当然冷却能力が小さいので、プリクール運
転を長時間行っても庫内温度下降値は小さくなってしま
う。このため、特に外気温度が高いときなどはプリクー
ル運転中に庫内を充分に冷やすことができない。つま
り、プリクール運転中に冷やしたい温度にまで冷却でき
ないため、プリクール本来の目的を果たせず、庫内の貯
蔵物を傷めてしまうという問題についても考慮されてい
なかった。

【００１１】本発明の目的は、上記問題を解決し、消費
電力が小さく庫内の食品をより新鮮な状態に保存できる
冷蔵庫に提供ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る冷蔵庫は、圧縮機，冷却器，凝縮器と
を有した冷凍サイクルと、通電されて発熱する除霜ヒー
タと、前記冷凍サイクルによる冷却運転と前記除霜ヒー
タにより前記冷却器に付着した霜を融かす除霜運転とを
断続して行う制御手段とを備えた冷蔵庫において、冷蔵
庫の庫外の温度を検出する検出手段とを有して、前記制
御手段が前記除霜運転の前に前記検出手段からの出力に
応じて決定される時間の冷却運転を行うことにより達成
される。

【００１３】また、圧縮機，冷却器，凝縮器とを有した
冷凍サイクルと、通電されて発熱する除霜ヒータと、前
記圧縮機の運転回転数を変化させる可変手段と、前記冷
凍サイクルによる冷却運転と前記除霜ヒータにより前記
冷却器に付着した霜を融かす除霜運転とを断続して行う
制御手段とを備えた冷蔵庫において、冷蔵庫の庫外の温
度を検出する検出手段とを有して、前記制御手段が前記
除霜運転の前に予め設定された時間だけ前記圧縮機をそ
の運転回転数の下限値より高い回転数で回転するよう前
記可変手段を調節するすることにより達成される。さら
に、冷蔵庫庫外の温度を検出する検出手段を備えて、こ
の検出手段からの出力に応じて前記圧縮機の運転回転数
の下限値より高い回転数が決定されることにより達成さ
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１乃至
図６を用いて説明する。図１及び図６を用いて、本発明
の第１の実施例を説明する。図６は本発明に係る冷蔵庫
概略構成を示すの縦断面図で、１は冷蔵庫本体、２は冷
凍室、３は冷蔵室、４は圧縮機、５は冷却器である。６
は冷却器５付近の温度を検出する冷却器温度センサ、７
は冷却器に付着した霜を除去するため冷却器近辺に設け
られた除霜ヒータ、８は冷却器５で冷やされた空気を庫
内に循環させるための庫内冷却用ファン、９は庫内冷却
用ファン８を駆動させるためのファンモータ、１１は冷
凍室２の温度を検出する冷凍室温度センサ、１２は冷蔵
庫本体１の外気温度を検出する外気温度センサ、２０は
制御装置で、圧縮機４の運転積算時間のカウント、圧縮
機４の回転数制御、冷却運転制御、除霜制御等を行う。

【００１５】かかる構造の冷蔵庫においては、圧縮機４
およびファンモータ９が断続運転することにより庫内に
冷気が循環され冷凍室２および冷蔵室３の庫内温度を適
温（一般的には冷凍室２は約−１９℃、冷蔵室３は約４
℃）に保つが、庫内循環冷気に含まれる水蒸気等が霜と
なって冷却器５に徐々に付着していく。冷却器５への着
霜量が多くなると冷却器５と庫内循環冷気との熱交換効
率が低下し冷却性能が悪化していくので、制御装置２０
が圧縮機４の運転積算時間をカウントしその積算時間が
予め決められた設定値に達すると除霜運転を行う。その
除霜運転前に除霜運転中の庫内温度上昇を抑止すべく以
下に説明する制御方式に従いプリクール運転を行う。そ
の後、冷却運転を中断し除霜ヒータ７への通電を行い除
霜運転に移る。そして、冷却器温度センサ６が予め決め
られた除霜終了温度に達すれば冷却器５に付着していた
霜が融解したと判断、除霜ヒータ７への通電を止め除霜
運転が終了、通常の冷却運転に戻るようになっている。

【００１６】図１は本発明の冷蔵庫の上記プリクールの
運転を示すフローチャートである。この図を用いて、本
発明にかかる冷蔵庫のプリクールの運転の手順を示す。

【００１７】まず、電源投入後、通常の冷却運転を開始
する（ステップＳ１）。そして圧縮機４の運転積算時間
が予め決められた設定値に達したか否かの判定を行う
（ステップＳ２）。そこで、その設定値に達した場合、
外気温度センサ１２が所定の基準値（例えば、２０℃）
に対し高温であるか低温であるかの判定を行う（ステッ
プＳ３）。高温の場合は、プリクール時間をＡ分（例え
ば、３０分）に設定、強制的に冷却運転を行う（ステッ
プＳ４）。低温の場合は、プリクール時間をＢ分（例え
ば、１５分）に設定、強制的に冷却運転を行う（ステッ
プＳ５）。ここで、Ａ＞Ｂに設定している理由は、プリ
クール運転中の庫内温度下降率が外気温度が高いときは
小さく、外気温度が低いときは逆に大きくなるからであ
り、下降率が小さいときに時間を長くして調整している
わけである。これにより、外気温度が高いときも低いと
きも除霜開始前に必要な分だけ庫内を冷却することがで
きる。また、外気温度が低いときに必要以上に庫内を冷
却しなくて済み冷蔵室２の保存食品を凍結させることも
ない。場合によってはＢの値は０にして、プリクール運
転を全く行わない仕様にすることも考えられる。そして
次に除霜ヒータ７へ通電し除霜運転を開始する（ステッ
プＳ６）。その後、冷却器温度センサ６が予め決められ
た除霜終了温度に達したか否かの判定を行う（ステップ
Ｓ７）。そこで、その温度に達したら除霜ヒータ７への
通電を終了させ、ステップＳ１の通常冷却運転に戻り、
以下、同じ動作を繰り返す。

【００１８】次に本発明の第２の実施例として、圧縮機
４の運転回転数を可変制御する手段を備えた冷蔵庫のプ
リクールの運転のフローチャートを図２に示す。本実施
の例では、圧縮機４に供給される電源周波数をインバー
タ装置により可変にして圧縮機４の運転回転数を可変に
し、運転回転数は冷凍室温度センサ１１に応じて決定さ
れ、例えば図５に示すように、通常時の運転回転数の下
限値を２４００回転／分とし、以下２７００，３００
０，３３００，３６００回転／分の計５段階で運転する
冷蔵庫を示す。

【００１９】図２において、電源投入後、図１と同様
に、通常の冷却運転を開始する（ステップＳ１１）。そ
して圧縮機４の運転積算時間が予め決められた設定値に
達したか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。そこ
で、その設定値に達した場合、冷蔵庫本体１の外気温度
センサ１２が予め決められた基準値（例えば、３０℃）
に対し高温であるか低温であるかの判定を行う（ステッ
プＳ１３）。基準値より高温の場合は圧縮機４の運転回
転数の下限値を例えば２４００から３０００回転／分に
引き上げて（図５参照）（ステップＳ１４）、プリクー
ル運転をＣ分（例えば、２０分）強制的に行う（ステッ
プＳ１６）。低温の場合は圧縮機４の運転回転数の下限
値を２４００から２７００回転／分に引き上げて（図５
参照）（ステップＳ１５）、プリクール運転をＣ分（例
えば、２０分）強制的に行う（ステップＳ１６）。ここ
で、運転回転数の下限値を引き上げているのは、プリク
ール運転はそもそも庫内温度を通常時よりも低めに冷や
すのが目的であり、そのために圧縮機４の冷却能力を上
げることが望ましいからである。（圧縮機４の運転回転
数が下限値のままではプリクール運転で冷やしたい温度
に冷却能力が追いつかない懸念がある。）尚、外気温度
が高いときの方が低いときよりも最低回転数の引き上げ
値を大きくしている理由は、外気温度が高いときは負荷
が大きいのでそれだけ大きな冷却能力が必要なためであ
る。また、最低回転数の引き上げの大きさは、設定され
る基準温度や圧縮機の性能、冷蔵庫の構造等から適切に
決定される。これにより、外気温度が高いときも低いと
きも除霜開始前に必要な分だけ庫内を冷却することがで
きる。そして次に、除霜ヒータ７へ通電し除霜運転を開
始する。（ステップＳ１７）その後、冷却器温度センサ
６が予め決められた除霜終了温度に達したか否かの判定
を行う（ステップＳ１８）。そこで、その温度に達した
ら除霜ヒータ７への通電を終了させ、ステップＳ１１の
通常冷却運転に戻り、以下、同じ動作を繰り返す。

【００２０】また、図３に示すように、圧縮機４の運転
回転数の下限値の引き上げ値を外気温度に関係なく一定
値（例えば、２４００から３０００回転／分に引き上
げ）にして、プリクール運転時間を外気温度に応じて変
化させてもよい。図３は、圧縮機回転数の下限値の変更
量を一定にして外気温度に応じてプリクール時間を調節
する冷蔵庫の動作を示すフローチャートである。図３に
おいて、スタートからステップＳ２２までは図２に示し
たスタートからステップＳ１２までと同一であるがステ
ップＳ２３乃至Ｓ２６が異なる。

【００２１】即ち、圧縮機４の運転積算時間が設定値に
達した後、圧縮機４の回転数の下限値を予め定められた
一定量だけ変化させ（例えば６００回転／分増大させ
る、ステップＳ２３）冷蔵庫本体１の外気温度センサ１
２が予め決められた基準値（例えば、２０℃）に対し高
温であるか低温であるかの判定を行う（ステップＳ２
４）。次に、外気温が基準値より高温の場合は、プリク
ール時間をＤ分（例えば、３０分）に設定、強制的に冷
却運転を行い（ステップＳ２５）、低温の場合は、プリ
クール時間をＥ分（例えば、１５分）に設定、強制的に
冷却運転を行う（ステップＳ２６）。その後の運転は図
２に示すものと同等である。

【００２２】図４に示す実施例は、上記の第２の実施例
において、圧縮機４の運転回転数の下限値の変動量とプ
リクール運転時間との両方を、外気温度に応じて変化さ
せるもので、図４にこの冷蔵庫の動作を示すフローチャ
ートを示す。この図４においては、スタートからステッ
プＳ３３までは図２に示したスタートからステップＳ１
３までと同じであるが、ステップＳ３４以降除霜運転を
開始するステップＳ３８の前までが異なるものである。

【００２３】即ち、冷蔵庫本体１の外気温度センサ１２
が予め決められた基準値（例えば、３０℃）に対し高温
であるか低温であるかの判定を行い（ステップＳ３
３）、基準値より高温の場合は圧縮機４の運転回転数の
下限値を例えば２４００から３０００回転／分に引き上
げて（図５参照）（ステップＳ３４）、次にプリクール
時間をＦ分（例えば、３０分）に設定、プリクール運転
を強制的に行う（ステップＳ３６）。低温の場合は圧縮
機４の運転回転数の下限値をステップＳ３４で設定され
た値より小さい値、例えば２４００から２７００回転／
分に引き上げて（図５参照）（ステップＳ３５）、次
に、この設定された運転回点数の下限値に応じて、プリ
クール運転をＧ分（例えば、２０分）強制的に行う（ス
テップＳ３７）。これらのステップにおいて、定められ
る圧縮機４の回転数の下限値やプリクール運転の時間の
値は求められる冷蔵庫の性能や構成により適切に設定さ
れるもので、本実施例の値及びその大小関係に限定され
るものではなく、また、このような構成とすることで、
外気温に応じて図２、３に示した例よりきめ細かくプリ
クール運転の時間とその冷却の性能を調節できるので、
庫内の保存食品を保存当初の状態により近い新鮮な状態
に保存できる。

【００２４】尚、図１〜図４中のプリクール運転開始前
の外気温度判定（ステップＳ３，Ｓ１３，Ｓ２４，Ｓ３
３）においては、外気温度センサ１２がある一点の基準
値に対し高温であるか低温であるかの２通りのみの場合
わけであったが、温度の基準値を２点、３点、あるいは
Ｎ点というように増やして上述した制御を行えば、より
きめ細かいプリクール運転制御を行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、省電力に
貢献でき電気代の安価な冷蔵庫を顧客に提供できる。ま
た、 庫内の食品をより新鮮な状態に保存できる冷蔵庫
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷蔵庫の第１の実施例を示すプリ
クール運転を示すフローチャートを示す図。

【図２】本発明に係る圧縮機の運転回転数を可変制御す
る手段を備えた冷蔵庫のプリクールの運転のフローチャ
ートを示す図。

【図３】本発明に係る冷蔵庫の圧縮機回転数の下限値の
変更量を一定にして外気温度に応じてプリクール時間を
調節する冷蔵庫の動作を示すフローチャートを示す図。

【図４】本発明に係る冷蔵庫の圧縮機の運転回転数の下
限値の変動量とプリクール運転時間との両方を外気温度
に応じて変化させる動作を示すプリクール運転制御フロ
ーチャートを示す図。

【図５】本発明に係る冷蔵庫の冷凍室検出温度の変化に
対する圧縮機運転回転数との関係を示す図。

【図６】本発明に係る冷蔵庫概略構成を示すの縦側断面
図。

【図７】従来の冷蔵庫のプリクール運転のフローチャー
トを示す図。

【図８】従来の冷蔵庫の概略を示す縦側断面図。

【符号の説明】

１…冷蔵庫本体、 ２…冷凍室、
３…冷蔵室、４…圧縮機、 ５…冷却
器、 ６…冷却器温度センサ、７…除霜ヒ
ータ、 ８…庫内冷却用ファン、 ９…ファ
ンモータ、１０…制御装置、 １１…冷凍室温
度センサ、 １２…外気温度センサ、２０…制御装置

フロントページの続き (72)発明者 久保 誠司 栃木県下都賀郡大平町富田709番地の２ 株式会社日立栃木エレクトロニクス内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、冷却器、凝縮器とを有した冷凍サ
   イクルと、通電されて発熱する除霜ヒータと、前記冷凍
   サイクルによる冷却運転と前記除霜ヒータにより前記冷
   却器に付着した霜を融かす除霜運転とを断続して行う制
   御手段とを備えた冷蔵庫において、冷蔵庫の庫外の温度
   を検出する検出手段を備えて、前記制御手段が前記除霜
   運転の前に前記検出手段からの出力に応じて決定される
   時間の冷却運転を行う冷蔵庫。
2. 【請求項２】圧縮機，冷却器，凝縮器とを有した冷凍サ
   イクルと、通電されて発熱する除霜ヒータと、前記圧縮
   機の運転回転数を変化させる可変手段と、前記冷凍サイ
   クルによる冷却運転と前記除霜ヒータにより前記冷却器
   に付着した霜を融かす除霜運転とを断続して行う制御手
   段とを備えた冷蔵庫において、前記制御手段が前記除霜
   運転の前に予め設定された時間だけ前記圧縮機をその運
   転回転数の下限値より高い回転数で回転するよう前記可
   変手段を調節する冷蔵庫。
3. 【請求項３】請求項２記載の冷蔵庫において、冷蔵庫庫
   外の温度を検出する検出手段を備えて、この検出手段か
   らの出力に応じて前記圧縮機の運転回転数の下限値より
   高い回転数が決定される冷蔵庫。
4. 【請求項４】請求項３記載の冷蔵庫において、前記検出
   手段からの出力に応じて前記圧縮機の運転回転数の下限
   値より高い回転数及びその圧縮機を回転する時間が決定
   される冷蔵庫。
5. 【請求項５】請求項１または３乃至４記載のいづれかの
   冷蔵庫において、前記検出手段からの出力が予め設定さ
   れた基準値より低いとき前記出力に応じて決定される時
   間が、基準時より高いとき決定される時間より短い、あ
   るいは０である冷蔵庫。