KR20120003357A

KR20120003357A - 냉장고

Info

Publication number: KR20120003357A
Application number: KR1020110003845A
Authority: KR
Inventors: 료지 가와이; 아키요시 오히라; 히로카즈 나카무라; 히로토 이시와타리; 요시아키 후지키
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-01-10
Also published as: KR101284056B1; CN102313424B; JP4969674B2; CN102313424A; JP2012013340A

Abstract

본 발명은 증발기에 성장한 성에의 냉열 에너지를 유효하게 이용하는 동시에, 냉각 효율이 향상된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 압축기, 방열 수단, 감압 수단, 냉각 수단이 접속된 냉동 사이클과, 방열 수단과 냉각 수단 사이에 설치되고 냉매 유량을 제어하는 냉매 유량 조정 수단과, 냉각 수단에 의해 냉각된 공기를 냉장 온도대실 및 냉동 온도대실로 송풍하는 송풍 수단과, 냉장 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 1 송풍량 제어 수단과, 냉동 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 2 송풍량 제어 수단을 구비한 냉장고에 있어서, 압축기가 정지한 상태이며, 또한 냉장 온도대실보다 냉각 수단의 온도가 낮은 상태인 경우에, 냉매 유량 조정 수단은 냉매의 흐름을 멈추고, 제 1 송풍량 제어 수단은 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 제 2 송풍량 제어 수단은 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 송풍 수단을 구동해서 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 1 운전 모드를 구비한다.

Description

냉장고{REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.

본 기술분야의 배경기술로서, 일본국 특허 제3484131호 공보(특허문헌 1) 또는 일본국 특개2003-194446호 공보(특허문헌 2)가 있다.

특허문헌 1에는, 압축기, 응축기, 감압 장치, 증발기를 냉매 배관에 의해 순차적으로 연결하여 이루어지는 냉동 사이클을 구비하고, 냉동실의 공기 순환 제어 수단이 상기 냉동실로 공기를 반송 가능한 상태 혹은 냉장실의 공기 순환 제어 수단이 상기 냉장실에 공기를 반송 가능한 상태일 경우에 공기 순환 수단을 구동시키고, 상기 압축기가 정지하는 동시에, 상기 냉동실의 공기 순환 제어 수단이 상기 냉동실에 공기를 반송 불가능한 상태이고, 상기 냉장실의 온도가 설정값보다 커졌을 경우에, 상기 냉장실의 공기 순환 제어 수단이 상기 냉장실에 공기를 반송 가능한 상태로 제어되는 냉동 냉장고가 기재되어 있다(특허문헌 1 제3도 등).

또한, 상기 응축기와 상기 감압 장치 사이에 냉매의 흐름을 폐지(閉止)할 수 있는 차단 밸브를 설치하고, 상기 냉동실 온도 검출 수단의 출력이 미리 설정된 값 이하가 되었을 경우에 상기 차단 밸브를 폐지 상태로 하고, 상기 압축기를 설정 시간 지연시켜 정지시키도록 제어하는 냉동 냉장고가 기재되어 있다(특허문헌 1 제13도 등).

다음으로 특허문헌 2에는, 전동식 팽창 밸브가 닫히고, 압축기가 정지해서 냉동 사이클의 운전이 정지한 상태에서, 개폐 댐퍼를 개방하는 동시에 송풍 팬을 운전해서 보습 운전이 소정 시간 행해지는 냉장고가 기재되어 있다(특허문헌 2 단락〔0046〕, 제5도 등).

일본국 특허 제3484131호 공보 일본국 특개2003-194446호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 냉동 냉장고에서는, 압축기 정지 후의 냉각 운전에 대한 배려가 충분하지 않아, 냉각 효율을 높게 할 수 없다. 예를 들면, 인용문헌 1에 기재된 구성에서는, 압축기 정지시에도 냉장실의 냉각을 행하기 때문에, 압축기 가동 시간이 상대적으로 짧아진다. 즉, 상술한 특허문헌 1에 기재된 제어를 행할 경우, 냉장실 온도가 설정 온도에 도달해서 압축기 정지 상태가 되기 쉬워, 압축기의 정지 횟수가 늘어난다. 그러면, 압축기 정지시에 응축기 내의 냉매가 증발기에 유입됨으로써 생기는 손실이 증가된다.

또한, 증발기에 성장한 성에(霜)의 냉열 에너지는, 응축기로부터 유입된 냉매를 냉각하기 위해 사용되게 된다. 즉, 응축기로부터 유입된 냉매에 의해, 증발기에 성장한 성에가 가열되기 때문에, 냉장실의 냉각에 이용할 수 있는 성에의 냉열량이 감소하게 된다고 하는 과제가 생긴다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 냉장고에서는, 보습 운전으로서 증발기의 표면에 부착되어 있는 수분을 증발시켜 냉장실 내로 반환해서, 냉장실 내의 건조를 방지하는 것이 기재되어 있지만, 냉각 효율에 대한 배려가 충분하지 않았다. 특허문헌 2에 기재된 구성에서는, 보습 운전의 경우의 증발기 온도는, 냉장실로부터의 반환 냉기 온도와 동등 이상으로 할 필요가 있다. 일반적으로 증발기 표면에 부착된 수분을 증발시키기 위해서는, 증발기의 라인간에 유입되는 반환 냉기의 절대 습도보다, 증발기 표면의 절대 습도를 크게 해야만 한다.

또한, 특허문헌 2에서는, 보습 운전에 들어가기 전에, 냉동 댐퍼를 폐쇄, 냉장 댐퍼를 개방으로 하고 압축기를 구동해서 냉장실을 냉각하는 냉장 운전을 행하고 있다. 즉, 증발 온도가 높은 냉장 운전을 실시함으로써, 증발기 온도를 충분히 높게 하고나서 보습 운전을 실시하고 있다.

이렇게 보습 운전을 목적으로 했을 경우, 냉장실로부터의 반환 냉기에 대하여, 증발기의 온도를 동등 정도 이상으로 해야만 한다. 그 때문에, 냉장실로부터의 반환 냉기는, 증발기에서 충분히 열교환할 수 없어, 냉각 효율을 높게 할 수 없었다.

그래서 본 발명은, 증발기에 성장한 성에의 냉열 에너지를 유효하게 이용하는 동시에, 냉각 효율이 향상된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 예를 들면 특허청구범위에 기재된 구성을 채용한다.

본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 냉장 온도대실(溫度帶室) 및 냉동 온도대실을 구비한 냉장고 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 보내진 냉매를 방열하는 방열 수단과, 상기 방열 수단으로부터 보내진 냉매를 감압하는 감압 수단과, 상기 감압 수단으로부터 보내진 냉매가 증발해서 공기를 냉각하는 냉각 수단이, 냉매가 흐르는 관에 의해 접속된 냉동 사이클과, 상기 방열 수단과 상기 냉각 수단 사이에 설치되고 상기 관 내의 냉매 유량을 제어하는 냉매 유량 조정 수단과, 상기 냉각 수단에 의해 냉각된 공기를 상기 냉장 온도대실 및 상기 냉동 온도대실로 송풍하는 송풍 수단과, 상기 냉장 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 1 송풍량 제어 수단과, 상기 냉동 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 2 송풍량 제어 수단을 구비한 냉장고에 있어서, 상기 압축기가 정지한 상태이며, 또한 상기 냉장 온도대실보다 상기 냉각 수단의 온도가 낮은 상태인 경우에, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 관 내의 냉매의 흐름을 멈추고, 상기 제 1 송풍량 제어 수단은 상기 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 상기 송풍 수단을 구동해서 상기 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 1 운전 모드를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 증발기에 성장한 성에의 냉열 에너지를 유효하게 이용하는 동시에, 냉각 효율이 향상된 냉장고를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 정면 외형도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 고내(庫內)의 구성을 나타낸 도 1의 X-X 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 고내의 구성을 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 케이싱 전방 개구를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 제어를 나타낸 플로차트.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 냉장고의 제어를 나타낸 타임차트.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 냉장고의 제어를 나타낸 플로차트.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 냉장고의 제어를 나타낸 타임차트.

이하, 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

우선, 본 발명에 따른 냉장고의 제 1 실시형태를, 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

도 1은 제 1 실시형태의 냉장고의 정면 외형도이다. 도 2는, 냉장고의 고내의 구성을 나타낸 도 1에 있어서의 X-X 종단면도이다. 도 3은, 냉장고의 고내의 구성을 나타낸 정면도이며, 냉기 덕트나 분출구의 배치 등을 나타낸 도면이다. 도 4는, 제 1 실시형태의 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면이다. 도 5는, 냉장고의 케이싱 전방 개구를 나타낸 도면(도어를 제거한 상태에서 정면에서 본 도면)이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태의 냉장고 본체(1)는, 상방으로부터, 냉장실(2), 제빙실(3) 및 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 야채실(6)을 갖는다. 또한, 제빙실(3)과 상단 냉동실(4)은, 냉장실(2)과 하단 냉동실(5) 사이에 좌우로 나열되어 설치되어 있다. 일례로서, 냉장실(2) 및 야채실(6)은, 약 3℃ ~ 5℃의 냉장 온도대(溫度帶)의 저장실이다. 또한, 제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)은, 약 -18℃의 냉동 온도대의 저장실이다.

냉장실(2)은 전방측에, 좌우로 분할된 좌우 여닫이 도어(소위 프렌치형)의 냉장실 도어(2a, 2b)를 구비하고 있다. 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 야채실(6)은, 각각 인출식의 제빙실 도어(3a), 상단 냉동실 도어(4a), 하단 냉동실 도어(5a), 야채실 도어(6a)를 구비하고 있다. 또한, 각 도어의 저장실측의 면에는, 각 도어의 외측 가장자리를 따르도록 시일 부재(도시 생략)를 설치하고 있어, 각 도어의 폐쇄시, 저장실 내로의 외기의 침입, 및 저장실로부터의 냉기 누설을 억제한다.

또한, 냉장고 본체(1)는, 각 저장실에 설치된 도어의 개폐 상태를 각각 검지하는 도어 센서(도시 생략)와, 각 도어가 개방해 있다고 판정된 상태가 소정 시간, 예를 들면 1분간 이상 계속되었을 경우에, 사용자에게 알리는 알람(도시 생략)과, 냉장실(2)의 온도 설정이나 상단 냉동실(4)이나 하단 냉동실(5)의 온도 설정을 하는 온도 설정기 등(도시 생략)을 구비하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 고외(庫外)와 고내는, 외부 케이스(1a)와 내부 케이스(1b) 사이에 발포 단열재(발포 폴리우레탄)를 충전함으로써 형성되는 단열 케이싱(10)에 의해 격리되어 있다. 또한, 냉장고 본체(1)의 단열 케이싱(10)은 복수의 진공 단열재(25)를 실장하고 있다.

냉장고 본체(1)는, 상측 단열 칸막이벽(51)에 의해 냉장실(2)과, 상단 냉동실(4) 및 제빙실(3)(도 1 참조, 도 2 중에서 제빙실(3)은 도시 생략)이 단열적으로 격리되고, 하측 단열 칸막이벽(52)에 의해, 하단 냉동실(5)과 야채실(6)이 단열적으로 격리되어 있다. 또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하단 냉동실(5)의 상부에는, 가로 칸막이부(53)를 설치하고 있다. 가로 칸막이부(53)는, 제빙실(3) 및 상단 냉동실(4)과, 하단 냉동실(5)을 상하 방향으로 구획하고 있다. 또한, 가로 칸막이부(53)의 상부에는, 제빙실(3)과 상단 냉동실(4) 사이를 좌우 방향으로 구획하는 세로 칸막이부(54)를 설치하고 있다.

가로 칸막이부(53)는, 하측 단열 칸막이벽(52) 전면(前面) 및 좌우 측벽 전면과 함께, 하단 냉동실 도어(5a)의 저장실측의 면에 설치한 시일(seal) 부재(도시 생략)를 수용하여, 하단 냉동실(5)과 하단 냉동실 도어(5a) 사이에서의 기체의 이동을 억제한다. 또한, 제빙실 도어(3a) 및 상단 냉동실 도어(4a)의 저장실측의 면에 설치한 시일 부재(도시 생략)는, 가로 칸막이부(53), 세로 칸막이부(54), 상측 단열 칸막이벽(51) 및 냉장고 본체(1)의 좌우 측벽 전면과 접함으로써, 각 저장실과 각 도어 사이에서의 기체의 이동을 각각 억제한다.

또한, 제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)은, 모두 냉동 온도대이므로, 가로 칸막이부(53) 및 세로 칸막이부(54)는, 각 도어의 시일 부재를 수용하기 위해, 적어도 냉장고 본체(1) 전측에 있으면 된다(도 2 참조). 즉, 냉동 온도대의 각 저장실간에서 기체의 이동이 있어도 좋아, 단열 구획하지 않는 경우여도 된다. 한편, 상단 냉동실(4)을 온도 전환실로 할 경우에는, 단열 구획할 필요가 있기 때문에, 가로 칸막이부(53) 및 세로 칸막이부(54)는, 냉장고 본체(1)의 전측으로부터 후벽(後壁)까지 연재시킨다.

냉장실 도어(2a, 2b)의 저장실 내측에는, 복수의 도어 포켓(32)이 구비되어 있다(도 2 참조). 또한, 냉장실(2)은 복수의 선반(36)이 설치되어 있다. 선반(36)에 의해, 냉장실(2)은 세로 방향으로 복수의 저장 스페이스로 구획되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5) 및 야채실(6)은, 각각의 저장실의 전방에 구비된 도어와 일체로 전후 방향으로 이동된다. 수납 용기(3b, 4b, 5b, 6b)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 제빙실 도어(3a), 상단 냉동실 도어(4a), 하단 냉동실 도어(5a) 및 야채실 도어(6a)는, 손잡이부(도시 생략)에 손을 걸고 앞쪽측으로 인출함으로써, 수납 용기(3b, 4b, 5b, 6b)가 인출되도록 되어 있다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태의 냉장고는, 냉각 수단으로서 증발기(7)를 구비하고 있다. 증발기(7)(일례로서, 핀 튜브형 열교환기)는, 하단 냉동실(5)의 대략 배부(背部)에 구비된 증발기 수납실(8) 내에 설치되어 있다. 또한, 증발기 수납실(8) 내이며 증발기(7)의 상방에는, 송풍 수단으로서 송풍기(9)(일례로서, 프로펠러 팬)가 설치되어 있다. 증발기(7)와 열교환해서 냉각된 공기(이하, 증발기(7)에 의해 열교환된 저온의 공기를 「냉기」라고 함)는, 송풍기(9)에 의해 냉장실 송풍 덕트(11), 냉동실 송풍 덕트(12)를 통해, 냉장실(2), 야채실(6), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 제빙실(3)의 각 저장실로 각각 보내진다. 각 저장실로의 송풍은, 냉장 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 1 송풍량 제어 수단(냉장실 댐퍼(20))과, 냉동 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 2 송풍량 제어 수단(냉동실 댐퍼(50))에 의해 제어된다.

덧붙이면, 냉장실(2), 제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5) 및 야채실(6)로의 각 송풍 덕트는, 도 3에 파선으로 나타낸 바와 같이 냉장고 본체(1)의 각 저장실의 배면측에 설치되어 있다.

구체적으로는, 냉장실 댐퍼(20)가 열린 상태, 냉동실 댐퍼(50)가 닫힌 상태일 때에는, 냉기는, 냉장실 송풍 덕트(11)를 거쳐서 다단(多段)으로 설치된 분출구(2c)로부터 냉장실(2)에 보내진다.

또한, 냉장실(2)을 냉각한 냉기는, 냉장실(2)의 하부에 설치된 냉장실 반환구(2d)로부터 냉장실 반환 덕트(16)를 거쳐서, 하단 단열 칸막이벽(52)의 하부 우측 안쪽에 설치된 야채실 분출구(6c)로부터 야채실(6)로 송풍된다.

야채실(6)로부터의 반환 냉기는, 하측 단열 칸막이벽(52)의 하부 전방에 설치된 야채실 반환 덕트 입구(18b)로부터 야채실 반환 덕트(18)를 거쳐서, 야채실 반환 덕트 출구(18a)로부터 증발기 수납실(8)의 하부에 반환된다.

또한, 다른 구성으로서, 냉장실 반환 덕트(16)를 야채실(6)로 연통시키지 않고, 증발기 수납실(8)의 정면에서 볼 때, 우측 하부에 반환시키는 구성으로 해도 된다. 이 경우의 일례로서, 냉장실 반환 덕트(16)의 전방 투영 위치에 야채실 송풍 덕트(도시 생략)를 배치하고, 증발기(7)에 의해 열교환된 냉기를, 야채실 분출구(6c)로부터 야채실(6)로 직접 송풍한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 증발기 수납실(8) 전방에는, 각 저장실과 증발기 수납실(8) 사이를 구획하는 칸막이 부재(13)가 설치되어 있다. 칸막이 부재(13)에는, 분출구(3c, 4c, 5c)가 형성되어 있고, 냉동실 댐퍼(50)가 열린 상태일 때, 증발기(7)에 의해 열교환된 냉기가 송풍기(9)에 의해 제빙실 송풍 덕트(도시 생략)나 상단 냉동실 송풍 덕트(12)를 거쳐서 분출구(3c, 4c)로부터 각각 제빙실(3), 상단 냉동실(4)로 송풍된다. 또한, 냉동실 송풍 덕트(12)를 거쳐서 분출구(5c)로부터 하단 냉동실(5)로 송풍된다.

일반적으로, 주위 온도에 대하여 저온의 냉기는, 상방으로부터 하방을 향하는 하강류를 형성한다. 따라서, 저장실의 상방에 보다 많은 냉기를 공급함으로써, 하강류의 작용에 의해 저장실 내를 양호하게 냉각할 수 있다. 제 1 실시형태에서는, 냉동실 댐퍼(50)를 설치하고 있지만, 이것을 송풍기(9)의 상방에 설치함으로써 송풍기(9)로부터의 송풍을 원활하게 제빙실(3)이나 상단 냉동실(4)로 송풍할 수 있도록 배려하고 있다. 제빙실(3), 상단 냉동실(4) 및 하단 냉동실(5)을 연통시킨 구성으로 하면, 하강류에 의한 냉각 효과를 높일 수 있다.

칸막이 부재(13)에는, 하단 냉동실(5)의 안쪽 하부의 위치에 냉동실 반환구(17)가 설치되어 있고, 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 제빙실(3)을 냉각한 냉기는, 냉동실 반환구(17)를 통해 증발기 수납실(8)에 유입된다. 또한, 냉동실 반환구(17)는 증발기(7)의 폭과 거의 동일한 폭 치수이다.

다음으로, 제 1 실시형태에 있어서의 냉동 사이클에 관하여 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(24)와, 압축기(24)로부터 보내진 냉매를 방열하는 방열 수단(40)과, 방열 수단(40)으로부터 보내진 냉매를 감압하는 감압 수단인 캐퍼러리(capillary) 튜브(43)와, 캐퍼러리 튜브(43)로부터 보내진 냉매가 증발해서 공기를 냉각하는 냉각 수단인 증발기(7)가, 냉매가 흐르는 관으로 순차적으로 접속되어 있다.

압축기(24)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 냉장고 본체(1)의 하부 후방에 설치된 기계실(19)에 설치되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 방열 수단(40)은, 기계실(19) 내에 배설(配設)된 응축기(40a)(일례로서 핀 튜브형 열교환기), 방열 파이프(40b) 및 방열 파이프(40c)를 갖는다. 방열 파이프(40b)는, 외부 케이스(1a)와 내부 케이스(1b) 사이의 단열 공간 내이며, 외부 케이스(1a)면에 접하도록 배치되어 있다. 외부 케이스(1a)는 일반적으로 강판제이기 때문에, 방열 파이프(40b)로부터의 열이 외부 케이스(1a)에 전해져서 외부로 방열된다. 이에 따라, 저장실의 온도 상승을 억제할 수 있다.

방열 파이프(40c)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 상측 단열 칸막이벽(51), 하측 단열 칸막이벽(52), 가로 칸막이부(53) 및 세로 칸막이부(54)의 각각의 내부 전방에 배치되어 있다. 이들 칸막이벽(칸막이부)은, 저장실에 접해 있기 때문에 저온이지만, 전방부는 각 저장실의 개구 가장자리로 되므로, 외기에 의해 따뜻해지기 쉽다. 그 결과, 포화 수증기량에 도달해서 결로(結露)가 생길 우려가 있다. 그래서, 냉장고 본체(1)의 단열 케이싱(10) 전방 개구 가장자리(특히, 상측 단열 칸막이벽(51), 하측 단열 칸막이벽(52), 가로 칸막이부(53) 및 세로 칸막이부(54)의 전방부)로의 결로 방지를 위해, 방열 파이프(40c)가 배치되어 있다.

방열 수단(40)의 출구측(방열 파이프(40c)의 출구측)에는, 드라이어(41)가 설치되어 있다. 드라이어(41)는, 냉매 중의 수분을 건조하고 습기 흡습하기 위한 것으로, 관(60) 내가 동결하여 막혀서, 냉매가 순환되지 않게 되는 것을 방지한다.

드라이어의 하류측에는, 냉매 유량 조정 수단으로서의 밸브(42)(제 1 실시형태의 냉장고 본체(1)에서는 이방(two way) 밸브)가 설치되어 있다. 또한, 증발기(7)로부터 압축기(24)를 향하는 관(70)의 일부인 관(70a)부는, 캐퍼러리 튜브(43)와 근접 또는 접촉시켜져 있어, 캐퍼러리 튜브(43) 내의 열이, 관(70a) 내의 냉매에 이동하도록 하고 있다. 또한, 결로 방지용 방열 파이프(40c)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 특히 온도차가 커지는 냉동 온도대의 저장실의 전방 개구 가장자리에 중점적으로 배설되어 있다.

증발기 수납실(8)의 하방에는, 제상(除霜; 성에 제거) 히터(22)가 구비되어 있다. 증발기(7) 및 그 주변의 증발기 수납실(8)의 벽에 성장한 성에는, 제상 히터(22)에 통전(通電)하여 가열함으로써 녹는다(도 2 참조). 성에가 융해함으로써 생긴 제상수(除霜水)는, 도 2에 나타낸 증발기 수납실(8)의 하부에 구비된 홈통(23)에 유입된 후에, 배수관(27)을 통해 기계실(19)에 배치된 증발기(21)에 도달한다. 그리고, 기계실(19) 내에 배설되는 압축기(24) 및 응축기(40a)(도시 생략)의 발열에 의해 증발시켜진다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 증발기(7)의 정면에서 볼 때 좌측 상부에는, 증발기(7)에 부착된 증발기 온도 센서(35), 냉장실(2)에는 냉장실 온도 센서(33), 하단 냉동실(5)에는 냉동실 온도 센서(34)가 각각 구비되어 있고, 각각 증발기(7)의 온도(이하 「증발기 온도」라고 칭함), 냉장실(2)의 온도(이하 「냉장실 온도」라고 칭함), 하단 냉동실(5)의 온도(이하 「냉동실 온도」라고 칭함)를 검지한다.

또한, 냉장고 본체(1)는, 냉장고를 설치한 주위의 온도, 습도 환경(외기 온도, 외기 습도)을 검지하는 외기 온도 센서와 외기 습도 센서(도시 생략)를 구비하고 있다. 또한, 야채실(6)에도 야채실 온도 센서(33a)가 배치되어 있다. 또한, 냉장실 온도 센서(33), 야채실 온도 센서(33a), 냉동실 온도 센서(34)는, 각 저장실로의 분출 냉기가 직접 맞닿지 않는 장소에 설치함으로써, 검지 정밀도를 높이고 있다.

덧붙이면, 제 1 실시형태의 냉장고에서는, 이소부탄을 냉매로서 이용하고, 냉매 봉입량은 88g으로 하고 있다.

냉장고 본체(1)의 천장벽 상면측에는 CPU, ROM이나 RAM 등의 메모리, 인터페이스 회로 등을 탑재한 제어 기판(31)이 배치되어 있다(도 2 참조). 제어 기판(31)은, 상기한 외기 온도 센서, 외기 습도 센서, 증발기 온도 센서(35), 냉장실 온도 센서(33), 야채실 온도 센서(33a), 각 저장실 도어의 개폐 상태를 각각 검지하는 도어 센서, 냉장실(2) 내벽에 설치된 온도 설정기(도시 생략), 하단 냉동실(5) 내벽에 설치된 온도 설정기(도시 생략) 등과 접속된다. 상기 ROM에 미리 저장된 프로그램에 의해, 압축기(24)의 ON/OFF나, 밸브(42), 냉장실 댐퍼(20) 및 냉동실 댐퍼(50)를 개별적으로 구동하는 각각의 액추에이터(도시 생략)의 제어, 송풍기(9)의 ON/OFF 제어나 회전 속도 제어, 상기한 도어 개방 상태를 알리는 알람의 ON/OFF 등의 제어를 행한다.

다음으로, 제 1 실시형태의 냉장고에 있어서의 냉각 운전의 제어에 대해서, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은 제 1 실시형태의 냉장고의 기본적인 제어를 나타내는 제어 플로차트이다. 제어는, 제어 기판(31)(도 2 참조)의 CPU가 ROM에 저장된 프로그램을 실행함으로써 행해진다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 냉장고 본체(1)는 전원 투입에 의해 운전이 개시되고(스타트), 냉장고 본체(1)의 각 저장실이 냉각된다. 유저가 각 저장실 도어의 개폐를 행하거나, 혹은 냉장고 주위의 온도, 습도 환경이 변화되어 열부하가 변화된다고 하는 경우가 없으면, 기본적으로 일정한 운전 패턴을 반복한다. 즉, 안정 냉각 운전을 행한다. 도 6에서는, 이 안정 냉각 운전 상태에 이르기까지의 제어 과정을 생략하고 있다. 또한, 제 1 실시형태의 냉장고의 안정 냉각 운전시에는, 온도 변화가 적은 야채실(6)의 온도에 의거하는 제어는 행하지 않으므로, 야채실(6)에 관한 설명을 생략한다.

안정 냉각 운전시는, 일정한 운전 패턴(운전 사이클)을 반복하지만, 여기에서는 냉동실 냉각 운전이 실시되고 있는 상태로부터의 제어를 설명한다(스텝 S101). 냉동실 냉각 운전이란, 「송풍기(9)를 구동, 냉장실 댐퍼(20)를 폐쇄, 냉동실 댐퍼(50)를 개방, 압축기(24)를 구동(고(高)회전), 밸브(42)를 개방」의 상태로서, 냉동 온도대실(상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5), 제빙실(3))의 냉각을 실시하는 운전이다.

냉동실 냉각 운전이 실시되고 있는 상태에서, 냉장실 온도 센서(33)에 의해 검지되는 냉장실 온도가, 미리 설정되어 있는 냉장실 상한 온도(TR2)(본 실시형태에서는 TR2=6℃)보다 높은지의 여부가 판정된다(스텝 S102).

냉장실 온도>냉장실 상한 온도(TR2)가 되어 있지 않을 경우(No)(냉장실 온도>냉장실 상한 온도(TR2)로 되어 있을 경우(Yes)의 제어는 후술), 냉동실 온도 센서(34)에 의해 검지되는 냉동실 온도가, 미리 설정되어 있는 냉동실 하한 온도(TF1)(본 실시형태에서는 TF1=-21℃)보다 낮은지의 여부가 판정된다(스텝 S103). 또한, 냉동실 온도<냉동실 하한 온도(TF1)로 되어 있지 않을 경우(No)는, 다시 스텝 S101로 돌아간다.

스텝 S103에서, 냉동실 온도<냉동실 하한 온도(TF1)로 되었을 경우(Yes)는, 계속해서, 밸브(42)를 닫고(스텝 S104), 냉매 회수 운전이 실시된다. 냉매 회수 운전이란, 「압축기(24)를 구동, 밸브(42)를 폐쇄」의 상태로, 주로 증발기(7) 내의 냉매를 방열 수단(40)측에 회수할 목적으로 실시하는 운전이다. 본 실시형태의 냉장고에서는, 냉매 회수 운전 중에 송풍기(9)를 구동하고 있다.

냉매 회수 운전은 시간 t1 경과 후에 종료된다(스텝 S105). 본 실시형태에서는 t1=30초이며, 30초간의 냉매 회수 운전에 의해 증발기(7) 내의 냉매를 충분히 적게 할 수 있다. 계속해서, 성에 냉각 운전이 실시된다(스텝 S106). 성에 냉각 운전이란, 「송풍기(9)를 구동, 냉장실 댐퍼(20)를 개방, 냉동실 댐퍼(50)를 폐쇄, 압축기(24)를 정지, 밸브(42)를 폐쇄」로 해서, 주로 증발기(7)의 성에의 축냉열에 의해 냉장 온도대실(냉장실(2), 야채실(6))을 냉각하는 운전이다. 밸브(42)를 닫고 있으므로 방열 수단(40) 내는 고압 상태, 증발기(7) 내는 저압 상태로 유지된다.

성에 냉각 운전이 실시되고 있는 상태에서는, 냉장실 온도가 미리 설정되어 있는 냉장실 하한 온도(TR1)보다 낮은지의 여부(스텝 S107), 증발기 온도가 미리 설정되어 있는 기준 온도(Tevp1)보다 높은지의 여부(스텝 S108), 시간 t2가 경과했는지의 여부(스텝 S109)가 판정된다. 또한, 제 1 실시형태의 냉장고에서는 TR1=1.5℃, Tevp1=-5℃, t2=10분이고, t2를 10분으로 함으로써 냉동 온도대실이 과도하게 온도 상승하는 것을 억제하고 있다.

스텝 S107 내지 스텝 S109의 어느 것도 만족되지 않았을 경우(No), 냉동실 온도가, 미리 설정되어 있는 압축기 구동 온도(TF2)(본 실시형태에서는 TF2=-19℃)보다 높은지의 여부가 판정되고(스텝 S110), 냉동실 온도>압축기 구동 온도(TF2)가 만족되지 않을 경우(No)에는, 다시 스텝 S107로 돌아간다(스텝 S107 내지 스텝 S109의 어느 하나가 만족되었을 경우(Yes)는 후술). 또한, 본 실시형태의 냉장고에서는 Tevp1=-5℃보다 높으면, 냉장실 온도와 증발기 온도의 차가 작아지기 때문에, 냉각 효율이 낮아진다.

스텝 S110에 있어서, 냉동실 온도>TF2로 되어 있다(Yes)고 판정되었을 경우에는, 계속해서 밸브(42)를 열어(스텝 S111), 차압(差壓) 완화 운전이 실시된다. 차압 완화 운전이란, 방열 수단(40)과 증발기(7) 사이의 압력차를 완화할 목적으로 밸브(42)를 개방 상태로 하는 운전이다.

차압 완화 운전은, 시간 t3 경과 후 종료되고(스텝 S112), 계속해서, 압축기(24)가 구동되고, 저회전(본 실시형태에서는 이 때의 압축기 회전수를 1200min^-1로 하고 있음)으로 운전되는 냉장실 냉각 운전으로 된다(스텝 S113). 제 1 실시형태의 냉장고는 t3 = 30초이고, 30초간의 차압 완화 운전이면, 방열 수단(40)의 냉매가 증발기(7)에 유입되는 것에 의한 냉각 효율 저하를 비교적 작게 억제할 수 있다.

냉장실 냉각 운전은, 「송풍기(9)를 구동, 냉장실 댐퍼(20)를 개방, 냉동실 댐퍼(50)를 폐쇄, 압축기(24)를 구동(저회전), 밸브(42)를 개방」의 상태로, 냉장 온도대실의 냉각을 실시하는 운전이다. 냉장실 냉각 운전이 실시되고 있는 상태에서는, 냉동실 온도가 미리 설정되어 있는 냉동실 상한 온도(TF3)보다 높은지의 여부(스텝 S114), 시간 t4가 경과했는지의 여부(스텝 S115)가 판정되고, 스텝 S114, 스텝 S115의 어느 것도 만족되지 않았을 경우(No)(스텝 S114, 스텝 S115가 만족될 경우(Yes)는 후술), 냉장실 온도<냉장실 하한 온도(TR1)의 판정으로 이행한다(스텝 S116). 냉장실 온도<냉장실 하한 온도(TR1)가 만족되지 않을 경우(No)에는, 다시 스텝 S114로 돌아간다. 또한, 제 1 실시형태의 냉장고에서는, TF3=-16℃, t4=20분이고, t4를 20분으로 함으로써 냉동실(60)이 과도하게 온도 상승하는 것을 억제하고 있다.

스텝 S116에 있어서, 냉장실 온도<냉장실 하한 온도(TR1)가 만족되었을 경우(Yes), 증발기 온도 조절 운전이 실시된다(스텝 S117). 증발기 온도 조절 운전이란 「송풍기(9)를 정지, 압축기(24)를 구동, 밸브(42)를 개방, 냉동실 댐퍼(50)를 개방, 냉장실 댐퍼(20)를 폐쇄」의 상태로, 송풍을 행하지 않고, 증발기(7) 주변의 열을 흡열하기 위한 운전이다.

다음으로, 시간 t5가 경과했는지의 여부가(스텝 S118), 증발기 온도가 미리 설정되어 있는 기준 온도(Tevp2)(제 1 실시형태의 냉장고 본체(1)에서는 Tevp2=-20℃)보다 낮은지의 여부(스텝 S119)가 판정된다. 본 실시형태에서는, t5=3분이고, 대부분의 경우 3분 동안에, 증발기(7)의 온도가 냉동실(60)을 냉각할 수 있는 정도에까지 내려간다. 스텝 S118, 스텝 S119의 조건의 어느 하나가 만족되었을 경우(Yes), 압축기(24)가 고회전(본 실시형태에서는 1900min^-1)으로 되고, 송풍기(9)가 가동하고, 냉동실 냉각 운전이 개시된다(스텝 S120). 스텝 S120의 냉동실 냉각 운전은, 스텝 S101에서 설명한 상태의 운전이고, 이상이 제 1 실시형태의 냉장고의 안정 냉각 운전시의 일련의 운전 사이클로 된다.

또한, 제 1 실시형태의 냉장고에서는, 스텝 S102에 있어서, 냉장실 온도>TR2를 판정하고 있다. 여기에서, 냉장실 도어(2a, 2b)의 개폐 등에 의해, 냉장실(2)의 온도가 상승했을 경우, 스텝 S102가 만족되고(Yes), 스텝 S201로 진행하도록 되어 있다. 스텝 S201에서는, 냉장실 댐퍼(20)가 열리고, 냉장 냉동 냉각 운전으로 된다. 냉장 냉동 냉각 운전이란, 「송풍기(9)를 구동, 냉장실 댐퍼(20)를 개방, 냉동실 댐퍼(50)를 개방, 압축기(24)를 구동, 밸브(42)를 개방」의 상태로, 냉장 온도대실(냉장실(2), 야채실(6))과 냉동 온도대실(제빙실(3), 상단 냉동실(4), 하단 냉동실(5))을 동시에 냉각하는 운전이다. 냉장 냉동 냉각 운전에 들어가면, 계속해서 스텝 S116의 판정으로 이행한다.

또한, 스텝 S114에서 냉동실 온도>TF3의 판정을 행하고 있고, 스텝 S114가 만족되었을 경우도(Yes), 냉장 냉동 운전이 실시되고(스텝 S401), 스텝 S116의 판정으로 이행한다.

또한, 스텝 S107에서 냉장실 온도<TR1의 판정, 스텝 S108에서 증발기 온도>Tevp1의 판정, 스텝 S109에서 시간 t2가 경과했는지의 여부의 판정을 행하고 있고, 스텝 S107 내지 스텝 S109의 어느 하나가 만족되었을 경우(Yes), 송풍기(9)를 정지하고(스텝 S301), 스텝 S110의 판정으로 이행한다.

다음으로, 도 7은, 제 1 실시형태의 냉장고를, 외기 온도가 30℃, 상대 습도 70%의 환경에 설치하고, 안정 냉각 운전의 상태가 되었을 때의 고내의 온도 변화와, 송풍기(9), 냉장실 댐퍼(20), 냉동실 댐퍼(50), 압축기(24), 및 밸브(42)의 제어 상태를 나타낸 타임 차트이다. 또한, 상세한 측정 조건은 JIS C 9801:2006에 따르고 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 폐쇄, 냉동실 댐퍼를 개방, 압축기를 구동(고회전), 밸브를 개방」의 상태로 실시되는 (A) 냉동실 냉각 운전은, 경과 시간 ta에 있어서, 냉동실 온도가 냉동실 하한 온도 TF1에 도달했기 때문에(도 6에 있어서의 스텝 S103을 만족한 상태), 계속해서 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 폐쇄, 냉동실 댐퍼를 개방, 압축기를 구동(고회전), 밸브를 폐쇄」의 상태로 (B) 냉매 회수 운전이 실시되고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S104).

ta로부터 시간 t1(=30초) 경과한 tb(도 6에 있어서의 스텝 S105를 만족한 상태)에서, 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 개방, 냉동실 댐퍼를 폐쇄, 압축기를 정지, 밸브를 폐쇄」의 상태로 (C) 성에 냉각 운전을 실시하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S106). 이에 따라, 냉동실 냉각 운전 중에 상승해 있었던 냉장실 온도가 저하된다.

(C) 성에 냉각 운전 중에, 경과 시간 tc에 있어서, 냉동실 온도>TF2(도 6에 있어서의 스텝 S110)가 만족되기 때문에, 계속해서, 밸브(42)가 열린 상태로 되어(도 6에 있어서의 스텝 S111), (D) 차압 완화 운전을 실시하고 있다.

tc로부터 시간 t3(=30초) 경과한 td(도 6에 있어서의 스텝 S112를 만족한 상태)에서, 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 개방, 냉동실 댐퍼를 폐쇄, 압축기를 구동(저회전), 밸브를 개방」의 상태로 (E) 냉장실 냉각 운전을 실시하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S113).

경과 시간 te에 있어서, 냉장실 온도<TR1(도 6에 있어서의 스텝 S116)이 만족되고, 계속해서, 「송풍기를 정지, 냉장실 댐퍼를 폐쇄, 냉동실 댐퍼를 개방, 압축기를 구동(저회전), 밸브를 개방」하여 (F) 증발기 온도 조절 운전을 실시하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S117).

te로부터 시간 t5(=2분) 경과한 tf(도 6에 있어서의 스텝 S118를 만족한 상태)에서, 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 폐쇄, 냉동실 댐퍼를 개방, 압축기를 구동(고회전), 밸브를 개방」의 (A) 냉동실 냉각 운전으로 되어 있다(도 6에 있어서의 스텝 S120).

이상에서, 제 1 실시형태의 냉장고의 구조와, 제어 방법의 설명을 했지만, 다음으로 제 1 실시형태의 냉장고가 나타내는 효과에 관하여 설명한다.

제 1 실시형태의 냉장고는, 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 개방, 냉동실 댐퍼를 폐쇄, 압축기를 정지, 밸브를 폐쇄」의 제 1 운전 모드(성에 냉각 운전)를 실시하고 있다. 이에 따라, 냉각 효율이 높은 냉장고로 된다. 이하에서 그 이유를 설명한다.

냉동 사이클이 가동하고 있는 상태에서는, 압축기(24)에 의해 승압된 고온 고압의 냉매가 방열 수단(40) 내에 존재한다. 따라서, 압축기(24)를 정지하면, 승압 작용이 없어지기 때문에, 방열 수단(40) 내의 냉매가, 저온 저압으로 되어 있는 증발기(7)에 유입된다. 이 냉매의 유입은, 냉장고 내에 열부하가 유입되는 것으로 되기 때문에, 냉각 효율의 저하를 초래한다. 따라서, 압축기(24) 정지 시에는, 냉매의 유입을 밸브(42)에 의해 저지하는 것이 냉각 효율의 향상에 유효하다.

한편, 냉매의 유입을 저지했을 경우, 증발기(7)는 저온으로 유지되지만, 증발기(7)가 저온인 것은, 다음으로 압축기(24)가 가동할 경우를 생각하면, 증발 온도가 낮은 상태에서의 운전으로 된다. 일반적으로 증발 온도가 낮으면 냉동 사이클의 냉각 효율은 낮아지기 때문에, 다음의 압축기(24)가 가동할 때의 냉각 효율이, 냉매의 유입을 저지함으로써 저하되게 된다.

이상과 같은 문제가 있기 때문에, 종래의 냉장고는 냉각 효율이 충분히 높지 않았지만, 제 1 실시형태의 냉장고는, 냉장 온도대실 및 냉동 온도대실을 구비한 냉장고 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 보내진 냉매를 방열하는 방열 수단과, 상기 방열 수단으로부터 보내진 냉매를 감압하는 감압 수단(캐퍼러리 튜브)과, 상기 감압 수단으로부터 보내진 냉매가 증발해서 공기를 냉각하는 냉각 수단(증발기)이, 냉매가 흐르는 관에 의해 접속된 냉동 사이클과, 방열 수단과 냉각 수단 사이에 설치되고 관 내의 냉매 유량을 제어하는 냉매 유량 조정 수단(밸브)과, 냉각 수단에 의해 냉각된 공기를 냉장 온도대실 및 냉동 온도대실로 송풍하는 송풍 수단(송풍기)과, 냉장 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 1 송풍량 제어 수단(냉장실 댐퍼)과, 냉동 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 2 송풍량 제어 수단(냉동실 댐퍼)을 구비한 냉장고에 있어서, 압축기가 정지한 상태에서, 또한 냉장 온도대실보다 냉각 수단의 온도가 낮은 상태일 경우에, 냉매 유량 조정 수단은 관 내의 냉매의 흐름을 멈추고, 제 1 송풍량 제어 수단은 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 제 2 송풍량 제어 수단은 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 송풍 수단을 구동해서 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 1 운전 모드를 구비한다. 즉, 냉장실 온도보다 낮은 증발기 온도의 상태(도 7 참조)에서 「송풍기를 구동, 냉장실 댐퍼를 개방, 냉동실 댐퍼를 폐쇄, 압축기를 정지, 밸브를 폐쇄」로 하여 냉장실을 냉각하는 성에 냉각 운전을 실시하고 있다.

이에 따라, 성에 냉각 운전을 실시했을 경우, 냉장실의 열부하가 증발기(7) 자체 및 증발기(7)에 부착된 성에에 의해 흡열(축열)되기 때문에, 증발기(7)의 온도(성에의 온도)는 상승한다(도 7의 (C) 성에 냉각 운전시의 증발기 온도 참조). 이 축열된 열은, 다음 냉각 운전에서 냉동 사이클에 의해 흡열되지만, 이 때, 축열에 의해 증발기(7)의 온도가 상승하고 있기 때문에, 다음 냉각 운전을 실시했을 때의 증발 온도를 높게 할 수 있다(도 7의 (E) 냉장실 냉각 운전시의 특히 초기의 증발기 온도 참조). 따라서, 종래, 밸브(42)를 닫힌 상태로 함으로써 생기고 있었던, 다음 냉각 운전시의 증발 온도가 낮은 것에 의한 냉각 효율 저하의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 압축기 정지의 횟수가 늘어나도, 방열 수단(40) 내의 냉매가, 증발기(7)에 유입되는 것에 의한 손실을 억제할 수 있고, 또한 방열 수단(40)으로부터 유입된 냉매를 냉각하기 위해 성에의 냉열이 사용되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 냉장실 온도보다 낮은 증발기 온도의 상태에서 성에 냉각 운전을 실시하고 있기 때문에, 냉장실의 냉각이 충분히 행해진다. 이상에 의해 냉각 효율이 높은 냉장고로 된다.

또한, 제 1 실시형태의 냉장고는, 압축기를 구동하고, 냉매 유량 조정 수단은 냉매가 관내를 흐르는 상태로 하고, 제 1 송풍량 제어 수단은 냉장 온도대실로의 송풍을 멈추고, 제 2 송풍량 제어 수단은 냉동 온도대실로의 송풍을 행하는 상태로 하여, 송풍 수단을 구동해서 냉동 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 2 운전 모드를 제 1 운전 모드 전에 행한다. 즉, 냉동실 냉각 운전 후에 성에 냉각 운전을 실시하고 있다. 여기에서, 성에 냉각 운전 전의 냉각 운전으로서는, 냉동실 냉각 운전, 냉장실 냉각 운전, 및 냉장 냉동 냉각 운전을 생각할 수 있지만, 냉장실 냉각 운전 혹은 냉장 냉동 냉각 운전으로 했을 경우, 냉장실 온도가 냉각에 의해 낮은 상태로 된 후에, 성에 냉각 운전이 실시되게 된다. 냉장실 온도가 낮으면, 냉장실로부터의 반환 냉기의 온도가 낮아진다. 그 때문에, 냉장실 반환 냉기와 증발기의 온도차가 작아져, 열교환량을 충분히 높게 할 수 없다. 따라서, 본 실시형태에서는, 성에 냉각 운전 전의 압축기(24)가 가동하는 운전 모드로 하고, 냉동실 냉각 운전으로 함으로써, 냉각 효율을 향상할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 냉장고는, 압축기를 구동하고, 냉매 유량 조정 수단은 냉매가 관내를 흐르는 상태로 하고, 제 1 송풍량 제어 수단은 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 제 2 송풍량 제어 수단은 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 송풍 수단을 구동해서 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 3 운전 모드를 상기 제 1 운전 모드 후에 이어서 행한다. 즉, 성에 냉각 운전 후에 냉장실 냉각 운전을 실시하고 있다. 여기에서, 성에 냉각 운전 후의 냉각 운전으로서는, 냉동실 냉각 운전, 냉장실 냉각 운전, 및 냉장 냉동 냉각 운전을 생각할 수 있지만, 냉동실로의 송풍이 있으면, 증발기(7)에 유입되는 반환 냉기의 온도가 낮아진다. 그 때문에, 증발기(7)의 온도(증발 온도)가 내려가게 된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 성에 냉각 운전에 의해 증발기(7)의 온도를 올린 상태로 된 후의 냉각 운전으로 하여, 반환 냉기의 온도가 높은 냉장실 냉각 운전으로 하는 것에 의한, 냉각 효율을 향상할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 냉동 온도대실의 온도를 검지하는 냉동실 온도 센서를 구비하고, 냉동실 온도 센서의 검지 온도가 제 1 설정값보다 높아졌을 경우에, 제 3 운전 모드로 이행한다. 즉, 냉동실 온도에 의거하여, 성에 냉각 운전으로부터 냉장실 냉각 운전으로 이행하도록 제어되고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S112). 이에 따라, 성에 냉각 운전을 계속함으로써, 냉동실 온도의 상승이 현저해지는 것을 방지할 수 있어, 신뢰성이 높은 냉각 운전을 실시할 수 있다. 또한, 냉동실 온도 상승이 현저해졌을 경우에 행해지는, 냉장 냉동 냉각 운전이 실시되기 어려워진다. 냉장 냉동 냉각 운전은, 증발 온도를 높게 할 수 없으므로, 냉동 사이클의 성적 계수가 낮고, 에너지 절약성을 생각하면 바람직하지 않다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 냉장 냉동 냉각 운전을 단축함으로써, 냉각 효율이 높은 냉장고로 된다. 또한, 동일한 효과를 나타낼 수 있는 구성이면, 성에 냉각 운전 시간으로부터 냉동실 온도를 산출하고, 이것에 의거하여 냉장실 냉각 운전으로 이행하는 제어여도 된다. 이 경우, 저장실의 도어 개폐나 저장실로의 수납량을 감안하면서, 송풍기의 구동 시간으로부터 냉동실 온도를 산출하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 압축기를 구동하고, 냉매 유량 조정 수단은 관 내의 냉매의 흐름을 멈추고, 제 1 송풍량 제어 수단 및 제 2 송풍량 제어 수단은 각각 냉장 온도대실 및 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하도록 제어하는 제 4 운전 모드를 제 1 운전 모드 전에 행한다. 즉, 성에 냉각 운전 전에, 냉매 회수 운전(압축기를 구동, 밸브 폐쇄)을 실시하고 있다. 이에 따라, 증발기(7) 내에 잔류하는 냉매량을 적게 할 수 있으므로, 성에 냉각 운전에 의해 증발기 온도가 상승하기 쉬워져, 이어지는 냉각 운전의 냉각 효율이 향상된다. 또한, 냉매 회수 운전(제 4 운전 모드) 중에 송풍기를 가동하고 있다. 이에 따라, 냉매 회수 운전 중에도 냉장고 내를 냉각할 수 있기 때문에, 냉각 효율이 높아진다.

또한, 성에 냉각 운전(제 1 운전 모드)의 실시 시간이 소정 시간보다 길어졌을 경우에는, 송풍기(9)를 정지하도록 하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S109). 성에 냉각 운전 중은, 냉동 온도대실은 냉각되지 않기 때문에, 이 동안에, 냉동 온도대실 내에서는 자연 대류에 의한 온도 분포가 생기게 된다. 이러한 경우, 냉동 온도대실 내의 식품의 수납 상황에 따라, 냉동실 온도 센서의 위치는 온도가 낮아도, 특히 냉동 온도대실의 상방의 온도 상승이 현저해질 경우가 있다. 성에 냉각 운전의 종료를 온도만으로 판정했을 경우(도 6에 있어서의 스텝 S109를 마련하지 않을 경우)에는, 상기와 같은 경우에, 냉동실(60) 내에서 과도하게 온도 상승하고 있는 부분은 있지만, 냉동실 온도 센서에 의해서는 검지되어 있지 않다고 하는 경우가 생긴다. 따라서, 성에 냉각 운전의 실시 시간에 상한을 마련함으로써, 신뢰성이 높은 냉장고로 하고 있다.

또한, 냉장 온도대실의 온도를 검지하는 냉장실 온도 센서를 구비하고, 성에 냉각 운전 중에, 냉장실 온도가 소정 온도보다 낮아졌을 경우에, 송풍기(9)를 정지하도록 하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S107). 이에 따라, 과도하게 냉장실이 냉각되어, 냉장실의 수납 식품이 동결된다고 하는 결함이 생기지 않도록 하고 있다.

또한, 증발기의 온도를 검지하는 증발기 온도 센서를 구비하고, 증발기 온도가 설정값보다 높아졌을 경우, 성에 냉각 운전 중에 송풍기(9)가 정지된다(도 6에 있어서의 스텝 S108). 이에 따라, 과도하게 냉장실이 냉각되는, 혹은 냉장실 온도와 증발기 온도의 차가 작아져 냉각 효율이 낮은 상태가 된 후에도 송풍을 계속 행하는, 송풍기의 동력 손실을 저감할 수 있다.

또한, 냉동실 온도 센서의 검지 온도가, 제 1 설정값보다 낮고 제 2 설정값보다 높아졌을 경우에, 냉매 유량 조정 수단은 관 내의 냉매가 흐르는 상태로 제어한다. 즉, 냉동실 온도에 의거하여, 밸브(42)를 열린 상태로 하는 차압 완화 운전을 실시하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S111). 압축기(24)의 가동 전에, 소정 시간 동안, 밸브(42)를 열린 상태로 함으로써, 냉각 효율의 저하를 최소한으로 억제하고, 압축기가 기동하기 쉬운 상태로 하고 있다. 이에 따라, 압축기를 기동할 수 없고, 냉기가 나쁘다고 하는 사태가 일어나기 어려운 냉장고로 할 수 있다.

또한, 냉장실 냉각 운전(제 3 운전 모드)이 소정 시간보다 길어졌을 경우에는, 냉장 냉동 냉각 운전을 실시하도록 하고 있다(도 6에 있어서의 스텝 S115). 성에 냉각 운전 및 냉장실 냉각 운전에서는, 냉동 온도대실은 냉각되지 않기 때문에, 이 동안, 냉동 온도대실 내에서는 자연 대류에 의한 온도 분포가 생기게 된다. 이러한 경우, 냉동실 온도 센서의 위치는 온도가 낮아도, 특히 냉동실 상방의 온도 상승이 현저해질 경우가 있다. 따라서, 성에 냉각 운전에 이어서 실시되는 냉장실 냉각 운전의 시간이 길 경우에는, 냉동실 센서 검지 온도에 의하지 않고, 냉장 냉동 냉각 운전으로 함으로써, 신뢰성이 높은 냉장고로 할 수 있다.

또한, 증발기 온도 센서(35)를, 증발기(7)의 좌측 상부에 배치하고 있다. 성에 냉각 운전 중의 증발기의 온도 분포는, 증발기(7) 내를 통과하는 냉기 흐름의 상류측에서 온도가 높아지고, 하류측은 온도가 낮아진다. 따라서, 증발기(7)의 상류측에 증발기 온도 센서를 배설하면, 냉장 온도대실을 냉각하는 냉열이 증발기에 충분히 있는 상태인데도 불구하고, 증발기 온도의 상승 때문에 성에 냉각 운전을 종료하게 될 경우가 있다(도 6에 있어서의 스텝 S108이 만족되어서(Yes) 스텝 S301에 의해 송풍기가 정지함). 따라서, 증발기(7)의 냉열로 냉장 온도대실을 충분히 냉각하기 위해서는, 증발기(7) 내를 통과하는 냉기 흐름의 하류측에 증발기 온도 센서(35)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 냉기 흐름의 하류측이면, 도 3에 나타낸 증발기 온도 센서의 위치가 아니어도 된다.

또한, 보다 확실하게 증발기(7)의 축냉열에 의한 냉장실 냉각의 가부(可否)를 판단하기 위한 다른 실시형태로서, 증발기 온도 센서를 복수 배설하는 방식이 있다. 그 경우, 적어도 증발기(7) 내를 통과하는 냉기 흐름의 하류측에 1개, 상류측에 1개 설치하도록 한다. 증발기로의 성에 부착의 상태에 따라, 드물게 냉기 흐름의 하류측의 증발기 온도 센서의 온도는 낮은 상태를 검지해도, 통과하는 반환 냉기가 충분히 냉각되어 있지 않다고 하는 사태가 생긴다. 이것은, 냉장 온도대실의 반환 냉기의 흐름이, 성에 부착의 상태에 따라 치우쳐 흐르게 되어, 하류측의 증발기 온도 센서 주변에 성에(축냉열)가 다소 남아있어, 충분히 열교환되어 있지 않은 상태로 되었을 경우 등에 일어난다. 이 때, 증발기(7)의 상류측의 온도는 상승하게 된다. 따라서, 증발기 온도 센서를 복수 배설하여, 적어도 증발기(7)의 상류측과, 증발기(7)의 하류측에 증발기 온도 센서를 배설하도록 하고, 그것들의 평균 온도 등에 의해 증발기(7)의 축냉열의 상태를 판단함으로써, 이 사태를 회피할 수 있다.

[실시예 2]

본 발명에 따른 냉장고의 제 2 실시형태를, 도 8 및 도 9를 참조하면서 설명한다. 또한, 제 2 실시형태의 냉장고는, 제 1 실시형태의 냉장고와 동일 구조(도 1 내지 도 5)이기 때문에, 구조의 설명을 생략한다.

도 8은 제 2 실시형태의 냉장고의 기본적인 제어를 나타낸 제어 플로차트이다. 도 8에 있어서의 스텝 S101 내지 스텝 S110은 제 1 실시형태의 냉장고(도 6)와 동일한 제어로 되기 때문에 설명을 생략하고, 스텝 S110이 만족되었을 경우(Yes)에서부터 설명한다.

스텝 S110에서 냉동실 온도>TF2가 만족(Yes)되면, 밸브(42)가 열려지고(스텝 S501), 계속해서 압축기 ON으로 된다(스텝 S502). 이 때, 스텝 S104에서 밸브를 닫음으로 하고 있으므로, 압축기의 흡입측과 토출측에는 큰 차압이 부여되어 있어, 압축기가 지령대로 기동하지 않을 경우가 있다. 따라서, 다음으로 지령대로 압축기가 기동했는지의 여부를 판정한다(스텝 S503). 여기에서, 압축기가 기동하지 않았을 경우(스텝 S503이 Yes인 경우), 계속해서, 스텝 S601에서 N회째(제 2 실시형태의 냉장고에서는 N=4)의 실패인지를 판정한다. 기동 실패가 N미만인 경우(스텝 S601이 No인 경우), t6 시간 경과한 후(스텝 S602)에 다시 압축기를 구동한다(스텝 S502). 또한, 제 2 실시형태의 냉장고에서는 t6은 10초이다. 따라서 1회 ~ 3회째까지 압축기가 기동했을 경우, 10 ~ 30초간의 차압 완화 운전이 실시되게 되지만, 10 ~ 30초간이면, 방열 수단 내의 냉매가, 증발기에 유입되는 것에 의한 냉각 효율의 저하는 비교적 작다.

또한, N=4회 기동에 실패해서 스텝 S601이 만족되었을 경우(Yes), t7 시간 경과한 후(스텝 S701)에 다시 압축기를 구동한다(스텝 S502). 또한, 제 2 실시형태의 냉장고에서는 t7은 10분이다. 제 2 실시형태의 냉장고에서는 10분간의 차압 완화 운전이 실시되었을 경우, 완전하게 방열 수단과 증발기의 차압이 해소되기 때문에, 압축기는 확실하게 기동할 수 있는 상태가 된다.

압축기가 기동했을 경우(스텝 S503이 No인 경우), 계속해서 송풍기가 ON으로 되어 냉장실 냉각 운전이 실시된다. 이후의 스텝 S114 내지 스텝 S120은, 제 1 실시형태의 냉장고(도 6)와 동일한 제어로 되기 때문에 설명을 생략한다.

도 9는, 제 2 실시형태의 냉장고를, 외기 온도가 30℃, 상대 습도 70%의 환경에 설치하고, 안정 냉각 운전의 상태가 되었을 때의 냉장고 내의 온도 변화와, 송풍기, 냉장실 댐퍼, 냉동실 댐퍼, 압축기, 및 밸브의 제어 상태를 나타낸 타임 차트이다. 또한, 상세한 측정 조건은 JIS C 9801:2006에 따르고 있다. 도 9의 (A) 냉동실 냉각 운전 내지 (C) 성에 냉각 운전까지(경과 시간 tc까지)는, 제 1 실시형태의 냉장고(도 7)와 거의 동일한 타임 차트로 되기 때문에 설명을 생략한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 제 2 실시형태의 냉장고를, 외기 온도가 30℃, 상대 습도 70%의 환경에 설치했을 경우, 경과 시간 tc에 있어서, 냉동실 온도가 압축기 ON 온도(TF2)에 도달하고 있으므로(도 8에 있어서의 스텝 S110), 밸브가 열림으로 되고(도 8에 있어서의 스텝 S501), 압축기 ON으로 되어 있다(도 8에 있어서의 스텝 S502). 이 때의 조건에 있어서는, 제 2 실시형태의 냉장고는, 압축기 기동에 성공해 있고(도 8에 있어서의 스텝 S503이 No), 송풍기 ON(도 8에 있어서의 스텝 S504)으로 되어, (E) 냉장실 냉각 운전으로 되어 있다. 따라서, 이 경우, 차압 완화 운전(도 6에 있어서의 (D)의 상태)은 실시되지 않고 (E) 냉장 운전이 실시되고 있다. 이후는 제 1 실시형태의 냉장고와 거의 동일한 타임 차트로 되기 때문에 설명을 생략한다.

이상과 같이 제 2 실시형태의 냉장고에서는, 성에 냉각 운전(제 1 운전 모드) 후에 냉매 유량 조정 수단을 관 내의 냉매가 흐르도록 제어하는 스텝과, 압축기의 기동을 지령하는 스텝과, 압축기가 기동했는지의 여부를 판정하는 스텝을 구비하고, 압축기가 기동하고 있지 않은 상태일 경우, 방열 수단의 냉매 관 내 압력과, 냉각 수단의 냉매 관 내 압력을 완화하는 소정 시간 경과 후에 상기 압축기의 기동을 지령하는 스텝으로 다시 이행한다. 즉, 압축기(24)의 기동에 실패했을 경우에, 차압 완화 운전을 실시하도록 하고 있다(도 8에 있어서의 스텝 S503에 의해 판정). 이에 따라, 압축기가 차압 완화 운전을 실시하지 않아도 기동할 수 있는 조건으로 되어 있을 경우에는, 도 9에 나타낸 바와 같이 차압 완화 운전을 실시하지 않고 압축기(24)를 가동시키므로, 차압 완화 운전이 필요하지 않은 조건하에서는 실시되지 않아, 방열 수단(40) 내의 냉매가, 증발기(7)에 유입되는 것에 의한 냉각 효율의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세하게 설명한 것이고, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한 어느 실시예의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시예의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.

1 : 냉장고 본체 2 : 냉장실(냉장 온도대실)
3 : 제빙실(냉동 온도대실) 4 : 상단 냉동실(냉동 온도대실)
5 : 하단 냉동실(냉동 온도대실) 6 : 야채실(냉장 온도대실)
7 : 증발기(냉각 수단) 8 : 증발기 수납실
9 : 송풍기(송풍 수단) 10 : 단열 케이싱
11 : 냉장실 송풍 덕트 12 : 냉동실 송풍 덕트
13 : 칸막이 부재 16 : 냉장실 반환 덕트
17 : 냉동실 반환구 18 : 야채실 반환 덕트
18a : 야채실 반환 덕트 출구 19 : 기계실
20 : 냉장실 댐퍼(제 1 송풍량 제어 수단) 24 : 압축기
40 : 방열 수단 40a : 응축기
40b, 40c : 방열 파이프 41 : 드라이어
42 : 밸브(냉매 유량 조정 수단) 43 : 캐퍼러리 튜브(감압 수단)
50 : 냉동실 댐퍼(제 2 송풍량 제어 수단) 51 : 상측 단열 칸막이벽
52 : 하측 단열 칸막이벽 53 : 가로 칸막이부
54 : 세로 칸막이부 70 : 관

Claims

냉장 온도대실(溫度帶室) 및 냉동 온도대실을 구비한 냉장고 본체와,
냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 보내진 냉매를 방열하는 방열 수단과, 상기 방열 수단으로부터 보내진 냉매를 감압하는 감압 수단과, 상기 감압 수단으로부터 보내진 냉매가 증발해서 공기를 냉각하는 냉각 수단이, 냉매가 흐르는 관에 의해 접속된 냉동 사이클과,
상기 방열 수단과 상기 냉각 수단 사이에 설치되고 상기 관 내의 냉매 유량을 제어하는 냉매 유량 조정 수단과,
상기 냉각 수단에 의해 냉각된 공기를 상기 냉장 온도대실 및 상기 냉동 온도대실로 송풍하는 송풍 수단과,
상기 냉장 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 1 송풍량 제어 수단과, 상기 냉동 온도대실로의 송풍량을 제어하는 제 2 송풍량 제어 수단을 구비한 냉장고에 있어서,
상기 압축기가 정지한 상태이며, 또한 상기 냉장 온도대실보다 상기 냉각 수단의 온도가 낮은 상태인 경우에, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 관 내의 냉매의 흐름을 멈추고, 상기 제 1 송풍량 제어 수단은 상기 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 상기 송풍 수단을 구동해서 상기 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 1 운전 모드를 구비한 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기를 구동하고, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 냉매가 상기 관내를 흐르는 상태로 하고, 상기 제 1 송풍량 제어 수단은 상기 냉장 온도대실로의 송풍을 멈추고, 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 행하는 상태로 하여, 상기 송풍 수단을 구동해서 상기 냉동 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 2 운전 모드 후에 상기 제 1 운전 모드를 행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기를 구동하고, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 냉매가 상기 관내를 흐르는 상태로 하고, 상기 제 1 송풍량 제어 수단은 상기 냉장 온도대실로의 송풍을 행하고, 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하여, 상기 송풍 수단을 구동해서 상기 냉장 온도대실에 송풍하도록 제어하는 제 3 운전 모드를 상기 제 1 운전 모드 후에 행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 냉동 온도대실의 온도를 검지하는 냉동실 온도 센서를 구비하고, 상기 냉동실 온도 센서의 검지 온도가 제 1 설정값보다 높아졌을 경우에, 상기 제 3 운전 모드로 이행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기를 구동하고, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 관 내의 냉매의 흐름을 멈추고, 상기 제 1 송풍량 제어 수단 및 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 각각 상기 냉장 온도대실 및 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 멈춘 상태로 하도록 제어하는 제 4 운전 모드 후에 상기 제 1 운전 모드를 행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 5 항에 있어서,
상기 제 4 운전 모드 중에 상기 송풍 수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 운전 모드의 실시 시간이 소정 시간보다 길어졌을 경우, 상기 송풍 수단을 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 냉장 온도대실의 온도를 검지하는 냉장실 온도 센서를 구비하고, 상기 냉장실 온도 센서 검지 온도가 설정값보다 낮아졌을 경우에, 상기 송풍 수단을 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 증발기의 온도를 검지하는 증발기 온도 센서를 구비하고, 상기 증발기 온도 센서 검지 온도가 설정값보다 높아졌을 경우에, 상기 송풍 수단을 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 9 항에 있어서,
상기 증발기 온도 센서를, 상기 증발기 내를 흐르는 냉기의 하류측에 배설(配設)하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 4 항에 있어서,
상기 냉동실 온도 센서의 검지 온도가, 상기 제 1 설정값보다 낮고 제 2 설정값보다 높아졌을 경우에, 상기 냉매 유량 조정 수단은 상기 관 내의 냉매가 흐르는 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 운전 모드의 실시 시간이 소정 시간보다 길어졌을 경우, 상기 제 2 송풍량 제어 수단은 상기 냉동 온도대실로의 송풍을 행하는 상태로 하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 운전 모드 후에 상기 냉매 유량 조정 수단을 상기 관 내의 냉매가 흐르도록 제어하는 스텝과, 상기 압축기의 기동을 지령하는 스텝과, 상기 압축기가 기동했는지의 여부를 판정하는 스텝을 구비하고,
상기 압축기가 기동해 있지 않은 상태의 경우, 상기 방열 수단의 냉매 관 내 압력과, 상기 냉각 수단의 냉매 관 내 압력을 완화하는 소정 시간 경과 후에 상기 압축기의 기동을 지령하는 스텝으로 다시 이행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.