WO2024024018A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

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WO2024024018A1
WO2024024018A1 PCT/JP2022/029096 JP2022029096W WO2024024018A1 WO 2024024018 A1 WO2024024018 A1 WO 2024024018A1 JP 2022029096 W JP2022029096 W JP 2022029096W WO 2024024018 A1 WO2024024018 A1 WO 2024024018A1
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WO
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temperature
cooler
air
switching
compartment
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PCT/JP2022/029096
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English (en)
French (fr)
Inventor
毅 山村
恭輝 西貝
卓弥 根本
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/08—Removing frost by electric heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigerator that performs a defrosting operation to remove frost attached to a cooler.
  • refrigerators are equipped with a cooler, and the cooler consists of a plurality of heat exchanger tubes arranged perpendicular to the airflow, and a plurality of heat exchanger tubes that are attached to the outer surface of the tubes and arranged in parallel at predetermined intervals. It is known to have multiple fins.
  • a refrigerator cooler functions as an evaporator in a vapor compression refrigeration cycle, and cools air that circulates inside the refrigerator and passes through air passages formed between a plurality of fins. Specifically, in a cooler, heat exchange occurs between the refrigerant flowing inside the heat exchanger tube and the air flowing through the air flow path through the tube walls and fins of the heat exchanger tube, and the evaporation of the refrigerant causes the air to cooled down.
  • frost formation on the fins increases the flow resistance of the air and reduces the air volume, and also increases the thermal resistance of the fins, inhibiting heat exchange, and becomes a factor that reduces the cooling efficiency of the cooler. Therefore, some refrigerators equipped with a cooler are equipped with, for example, an electric heater in order to melt and remove frost attached to the fins of the cooler.
  • Patent Document 1 describes a first defrosting mode in which, when the compressor is stopped, an internal blower is operated, a refrigerator compartment damper is opened, a freezer compartment damper is closed, and a defrosting heater is de-energized;
  • the second defrosting mode operates the refrigerator compartment fan, opens the refrigerator compartment damper, closes the freezer compartment damper, and energizes the defrost heater when the machine is stopped, and stops the compartment fan when the compressor stops.
  • a refrigerator executes a defrosting operation by combining a third defrosting means that closes a refrigerator compartment damper, closes a freezer compartment damper, and turns a defrosting heater into an energized state.
  • Patent Document 1 focuses on the fact that refrigerator compartments are normally maintained at a temperature of about 3 to 5°C, and utilizes refrigerator compartment return air to remove frost that changes phase (melts) at 0°C. That is, in the first defrosting means and the second defrosting means, by opening the refrigerator compartment damper and operating the internal blower, the heat contained in the return air from the refrigerator compartment is used as energy to melt the frost. are doing.
  • Patent Document 1 attempts to improve energy saving performance during defrosting operation in this way.
  • a refrigerant circuit that uses a compressor, a compressor, a condenser, a pressure reducing device, and an evaporator (cooler) are connected in this order by refrigerant piping to form a refrigeration cycle.
  • the refrigerant flowing through the refrigerant pipe passes from the compressor to the condenser and changes from a liquid state to a gas-liquid two-phase state, and in the evaporator, the refrigerant changes from a gas-liquid two-phase state to a gas state.
  • the refrigerant undergoes a phase change from liquid to gas in the evaporator, it exchanges heat with the surrounding air.
  • the high-pressure liquid refrigerant in the condenser which was circulating in the refrigerant circuit while the compressor was operating, gasifies and flows into the evaporator, causing the air around the evaporator to It is cooled, condensed and liquefied. At this time, most of the refrigerant in the refrigeration cycle remains in the evaporator.
  • the refrigerant condenses and liquefies within the evaporator, latent heat is released to the outside of the evaporator.
  • the defrosting operation is started in such a state, and an attempt is made to give heat to the frost on the evaporator by operating the internal blower or energizing the defrosting heater.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a refrigerator that improves energy saving performance.
  • the refrigerator includes: a storage chamber that stores objects to be cooled; a cooler that performs heat exchange between a refrigerant flowing therethrough and air to cool the air; and a compressor that sends the refrigerant to the cooler.
  • An internal blower that sends air cooled by the cooler to the storage room, a defrost heater that melts frost that has adhered to the cooler, and a cooler room that stores the cooler, internal blower, and defrost heater.
  • a control device that controls a compressor, an internal blower, and a defrosting heater, and the control device controls when the continuous operation time of the compressor reaches a first threshold time;
  • a defrosting operation is performed, and the defrosting operation is to stop the operation of the compressor, the internal blower, and the defrosting heater.
  • a first control and after the first control is finished, a second control that operates the refrigerator internal blower while maintaining the compressor and the defrosting heater in a stopped state, and after the second control is finished, , and a third control for stopping the internal blower and operating the defrosting heater while maintaining the compressor in a stopped state.
  • the first control, the second control, and the third control are performed in order.
  • the first control by stopping the compressor, the internal blower, and the defrosting heater, defrosting is performed by latent heat released to the outside when the refrigerant condenses and liquefies in the evaporator.
  • the second control the internal blower is operated to defrost the cool air returned from the storage room.
  • defrosting is performed by starting the defrosting heater.
  • the first control is performed before the second control and the third control, and the latent heat of the refrigeration cycle is utilized for defrosting.
  • the refrigerator of the present disclosure can improve energy saving performance.
  • FIG. 1 is a front view of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigeration cycle of a refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a rear view showing the structure of a cooler chamber of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a cooler chamber of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing a refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a functional block diagram related to temperature control by the refrigerator control device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a control device for a refrigerator according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a flowchart showing a defrosting operation of the refrigerator according to the first embodiment
  • 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a control device for a refrigerator according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a flowchart showing a defrosting operation of the refrigerator according to the
  • FIG. 2 is a diagram for explaining temporal changes in the temperature of the cooler chamber and the power consumption during defrosting operation of the refrigerator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for comparing power consumption in defrosting operation of a conventional refrigerator and power consumption in defrosting operation of the refrigerator according to the first embodiment.
  • 7 shows the relationship between the internal blower operating time and the annual power consumption improvement rate in the refrigerator according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the area around the switching chamber return air passage of the refrigerator according to Embodiment 2;
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a refrigerator according to Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a flowchart showing second control of the refrigerator according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the area around the switching chamber return air path of the refrigerator according to Embodiment 3;
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a refrigerator according to Embodiment 3.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a third control of the refrigerator according to Embodiment 4.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining electrical input and cooler room temperature for defrosting operation in a conventional refrigerator at a low outside temperature.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the electrical input and cooler room temperature for defrosting operation in the refrigerator of Embodiment 4 when the outside temperature is low.
  • FIG. 7 is a diagram for comparing the length of heater energization time between a conventional refrigerator and a refrigerator according to a fourth embodiment.
  • Embodiment 1 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified as appropriate. Furthermore, the shape, size, arrangement, etc. of the configurations shown in each figure can be changed as appropriate within the scope of this disclosure. In addition, the positional relationship (for example, vertical relationship, etc.) of each component in the specification is, in principle, when the refrigerator 1 is installed in a usable state. Here, in the following figures including FIG. 1, the dimensional relationship, shape, etc. of each component may differ from the actual one.
  • FIG. 1 is a front view of a refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a cross section of the refrigerator 1 in FIG. 1 taken along line II.
  • the refrigerator 1 according to the first embodiment includes a main body 2 in which a refrigerator compartment 3, a temperature switching compartment 4, and a freezing compartment 5 are provided.
  • the refrigerator compartment 3, the temperature switching compartment 4, and the freezing compartment 5 are storage compartments for storing objects to be cooled, such as food.
  • the refrigerator compartment 3 is provided at the top of the main body 2.
  • the freezing chamber 5 is provided at the lowest stage of the main body 2.
  • the temperature switching chamber 4 is provided between the refrigerating chamber 3 and the freezing chamber 5 in the main body portion 2 .
  • the main body part 2 is a box body having heat insulation properties and composed of an outer box, an inner box, and a heat insulating member.
  • the outer box is made of metal such as steel and has an opening at the front.
  • the inner box is made of resin and is fitted into the outer box from the opening of the outer box.
  • each storage chamber is divided by partition walls 17 and 18 having heat insulating properties. Specifically, the inside of the inner box is divided into a refrigerator compartment 3 and a temperature switching compartment 4 by a partition wall 17 . Further, inside the inner box, a temperature switching chamber 4 and a freezing chamber 5 are partitioned by a partition wall 18.
  • the heat insulating member is made of, for example, urethane foam or vacuum heat insulating material, and is filled in the space between the outer box and the inner box.
  • a control device 90 is provided at the upper part of the back side of the refrigerator 1. Control device 90 controls the operation of refrigerator 1.
  • the refrigerator compartment 3, temperature switching compartment 4, and freezing compartment 5 are each provided with a door for opening and closing each storage compartment.
  • a refrigerator compartment door 13 which is a single door of a single-opening type, is provided so as to be openable and closable.
  • a pull-out temperature switching chamber door 14 is provided in front of the temperature switching chamber 4 so as to be able to be opened and closed forward and backward.
  • a pull-out freezer compartment door 15 is provided that can be opened and closed in the front and rear directions.
  • the pull-out temperature switching room door 14 and the freezing room door 15 are constructed by connecting a frame (not shown) fixed to the door body with rails (not shown) horizontally formed on the left and right inner walls of each storage room.
  • the refrigerator 1 can be opened and closed in the front and rear directions.
  • the structure of the door of each storage room mentioned above is an example, and is not limited to this.
  • the refrigerator compartment door 13 may be a double-opening type or double-panel type door
  • the temperature switching compartment door 14 and the freezing compartment door 15 may be a single-opening type door.
  • the refrigerator compartment 3 is provided with shelves (not shown) on which objects to be cooled, such as food, are placed.
  • the temperature switching chamber 4 is provided with a storage container (not shown) that can be freely drawn out and can store objects to be cooled therein.
  • the storage container is supported by a frame (not shown) of the temperature switching chamber door 14, and is configured to slide in the front and rear directions in conjunction with opening and closing of the temperature switching chamber door 14.
  • the freezing chamber 5 is provided with a removable storage container (not shown) in which objects to be cooled can be stored.
  • the refrigerating room 3 is set to a refrigerating temperature range.
  • the refrigeration temperature range is, for example, a temperature range of 3°C or higher and 5°C or lower.
  • Freezer compartment 5 is set to a freezing temperature range.
  • the freezing temperature zone is a temperature zone lower than the refrigeration temperature zone.
  • the freezing temperature zone is a temperature zone below 0.degree. C., for example, a temperature zone of -20.degree. C. or higher and -18.degree. C. or lower.
  • the temperature switching chamber 4 can switch the set temperature in the range from the refrigeration temperature range to the freezing temperature range.
  • the temperature range in the room can be switched depending on the purpose.
  • the temperature switching chamber 4 is adjusted to three temperature zones, for example, a chilled temperature zone, a supercooled temperature zone, and a soft freezing temperature zone. Note that the temperature switching chamber 4 may be adjusted to a temperature range other than these three temperature ranges.
  • the user of the refrigerator 1 can select the set temperature of the temperature switching chamber 4. Therefore, since the user can adjust the temperature setting of the temperature switching room 4 according to his/her own lifestyle, the user's convenience can be improved.
  • the chilled temperature zone is a temperature zone of 0° C. or more and less than 3° C., for example, a temperature zone of around 1° C.
  • the temperature switching chamber 4 can be used as a chilled room.
  • the method of using the temperature switching room 4 as a chilled room is used when the capacity of the refrigerator room 3 is insufficient or when there is a large amount of food to be consumed on the same day.
  • the supercooling temperature zone is a temperature zone that is lower than the refrigerator compartment 3 and in which food is in a supercooled state.
  • a supercooled state means that even if the temperature of the food reaches the freezing point or below, freezing of the food does not begin and the food remains in an unfrozen state.
  • the supercooling temperature zone is, for example, a temperature zone of -3° C. or more and less than 0° C., which is below the freezing point of the food.
  • a supercooled storage chamber In order to preserve food while maintaining its quality, it is desirable to maintain the food at as low a temperature as possible without freezing it, and this type of food preservation can be achieved by using a supercooled storage chamber.
  • the temperature switching chamber 4 As a supercooled storage chamber, a user can preserve fresh foods such as meat or fish, or foods with a short shelf life such as processed products thereof, without freezing them.
  • the soft freezing temperature range is a temperature range of -10°C or more and -5°C or less, for example, a temperature range of around -7°C.
  • the temperature switching chamber 4 can be used as a soft freezing chamber. In the soft freezing temperature range, even if the food is stored for a long time, the surface does not become too hard, so the food can be easily crushed or broken. Therefore, the user can immediately use the food stored in the soft freezing chamber.
  • the method of using the temperature switching chamber 4 as a soft freezing chamber is used when simply using a freezing chamber.
  • the operation panel 6 includes an operation section 6a for setting the temperature inside each storage chamber, and a display section 6b for displaying temperature information such as the temperature inside each storage chamber and set temperature, or inventory information in the warehouse. (See Figure 6).
  • the operation section 6a is composed of, for example, an operation switch
  • the display section 6b is composed of, for example, a liquid crystal display.
  • the operation panel 6 is provided with an outside air temperature sensor 46 for obtaining outside air temperature information.
  • the refrigerator 1 includes a cooler 21, an internal blower 22, and a defrost heater 45.
  • the main body portion 2 is provided with a cooler chamber 23 that accommodates a cooler 21, an internal blower 22, and a defrosting heater 45.
  • the cooler 21 cools the air by exchanging heat between the refrigerant flowing therein and the air.
  • the internal blower 22 sends the air cooled by the cooler 21 to each storage compartment, that is, the refrigerator compartment 3, the temperature switching compartment 4, and the freezing compartment 5.
  • the defrosting heater 45 generates heat when energized to melt frost accumulated on the cooler.
  • the air cooled by the cooler 21 will be referred to as "cold air" as appropriate.
  • the cooler 21 generates cold air that cools the inside of each storage compartment, and the generated cold air is sent to each storage compartment by the internal blower 22.
  • the cooler chamber 23 is provided in a portion of the main body 2 on the back side of the refrigerator 1. In the cooler room 23 , the internal blower 22 is provided above the cooler 21 .
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the refrigeration cycle 27 of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the cooler 21 constitutes a refrigeration cycle 27 of the refrigerator 1 together with a compressor 24, a condenser 25, and a pressure reducing device 26.
  • a compressor 24, a condenser 25, a pressure reducing device 26, and a cooler 21 are connected in this order by refrigerant piping.
  • Solid arrows in FIG. 3 indicate the direction in which the refrigerant circulates in the refrigeration cycle 27.
  • the compressor 24 compresses the refrigerant into a high temperature and high pressure gas state. As shown in FIG. 2, the compressor 24 is arranged in a machine room 28 provided at the lower part of the cooler room 23 on the back side of the refrigerator 1.
  • the high temperature and high pressure refrigerant flowing out from the compressor 24 flows into the condenser 25 .
  • the condenser 25 dissipates the heat of the refrigerant flowing from the compressor 24 and condenses the refrigerant.
  • the condenser 25 is composed of, for example, a fin-and-tube heat exchanger.
  • the refrigerant condensed in the condenser 25 flows into the pressure reducing device 26 .
  • the pressure reducing device 26 reduces the pressure of the refrigerant flowing from the condenser 25 into a two-phase state of liquid and gas.
  • the pressure reducing device 26 is composed of, for example, a capillary tube.
  • the refrigerant in a two-phase state of liquid and gas that has flowed out from the pressure reducing device 26 flows into the cooler 21 .
  • the cooler 21 evaporates the two-phase refrigerant whose pressure has been reduced by the pressure reducing device 26, and cools the air around the cooler 21 by an endothermic action caused by the evaporation of the refrigerant. That is, the cooler 21 functions as an evaporator in the refrigeration cycle 27.
  • the cooler 21 is composed of, for example, a fin-and-tube heat exchanger.
  • the refrigerant flowing out of the cooler 21 returns to the compressor 24.
  • the above-described refrigeration cycle 27 cools the air around the cooler 21 and generates cold air that cools the inside of each storage chamber.
  • the main body portion 2 is provided with a cold air passage 29 for supplying air cooled by the cooler 21 to each storage chamber.
  • the cold air passage 29 connects each of the refrigerator compartment 3 , the temperature switching compartment 4 , and the freezing compartment 5 to the cooler compartment 23 .
  • air flows in an air flow direction D1 from below the cooler 21 to above by operation of the internal blower 22.
  • the entrance of the cold air passage 29 communicates with the downstream side of the internal blower 22 in the cooler chamber 23 .
  • the cold air passage 29 branches from the entrance and connects to each storage room.
  • a refrigerator compartment damper 31 that opens and closes the outlet of the cold air passage 29 to the refrigerator compartment 3 is provided at the connection portion between the cold air passage 29 and the refrigerator compartment 3 .
  • a temperature switching chamber damper 32 that opens and closes the outlet of the cold air channel 29 to the temperature switching chamber 4 is provided at a connection portion between the cold air channel 29 and the temperature switching chamber 4 .
  • a freezer compartment damper 33 that opens and closes the outlet of the cold air passage 29 to the freezer compartment 5 is provided at the connection portion between the cold air passage 29 and the freezer compartment 5 .
  • the amount of cold air supplied to the freezer compartment 5 can be adjusted.
  • the cold air generated by the cooler 21 is blown into the cold air passage 29 by the internal blower 22 .
  • the cold air is supplied from the cold air passage 29 to the refrigerator compartment 3 through the refrigerator compartment damper 31, from the cold air passage 29 to the temperature switching chamber 4 through the temperature switching chamber damper 32, and from the cold air passage 29. It is supplied to the freezer compartment 5 through the freezer compartment damper 33.
  • the refrigerator compartment 3 is provided with a refrigerator compartment temperature sensor 34 for detecting the temperature inside the refrigerator compartment 3.
  • the refrigerator compartment temperature sensor 34 is provided, for example, on the inner wall surface on the back side of the refrigerator compartment 3.
  • the temperature switching room 4 is provided with a temperature switching room temperature sensor 35 for detecting the temperature inside the temperature switching room 4 .
  • the temperature switching chamber temperature sensor 35 is provided, for example, on the inner wall surface on the back side of the temperature switching chamber 4.
  • the freezing compartment 5 is provided with a freezing compartment temperature sensor 36 for detecting the temperature inside the freezing compartment 5.
  • the freezer compartment temperature sensor 36 is provided, for example, on the inner wall surface of the freezer compartment 5 on the back side.
  • the refrigerating room temperature sensor 34, the temperature switching room temperature sensor 35, and the freezing room temperature sensor 36 are composed of, for example, a thermistor.
  • the main body portion 2 is provided with a refrigerator compartment return air passage 40, a switching compartment return air passage 50, and a freezer compartment return air passage 60.
  • the refrigerator compartment return air passage 40 is an air passage for guiding the air in the refrigerator compartment 3 to the cooler compartment 23.
  • the switching room return air passage 50 is an air passage for guiding the air in the temperature switching room 4 to the cooler room 23.
  • the freezer compartment return air passage 60 is an air passage for guiding the air in the freezing compartment 5 to the cooler compartment 23.
  • the refrigerator compartment return air passage 40, the switching compartment return air passage 50, and the freezer compartment return air passage 60 are provided independently from each other.
  • the refrigerator compartment return air passage 40 has a refrigerator compartment return air passage entrance 42 that opens into the refrigerator compartment 3.
  • the refrigerator compartment return air passage entrance 42 is provided in the refrigerator compartment 3 apart from the outlet of the cold air passage 29.
  • the refrigerator compartment return air passage entrance 42 is provided on the inner wall surface of the refrigerator compartment 3 on the back side.
  • the refrigerator compartment return air passage 40 has a refrigerator compartment return port 41 that opens into the cooler compartment 23 .
  • the refrigerator compartment return port 41 is formed, for example, in a front wall 223 that is a wall on the front side of the cooler compartment 23.
  • the refrigerator compartment return port 41 is provided in the cooler chamber 23 at a position upstream of the cooler 21 with respect to the air flow direction D1. Air in the refrigerator compartment 3 passes through the refrigerator compartment return air passage 40 from the refrigerator compartment return air passage entrance 42 and flows into the cooler compartment 23 from the refrigerator compartment return opening 41.
  • the switching chamber return air passage 50 has a switching chamber return air passage entrance 52 that opens into the temperature switching chamber 4.
  • the switching chamber return air passage entrance 52 is provided on the inner wall surface on the back side of the temperature switching chamber 4.
  • the switching room return air passage inlet 52 is provided in the temperature switching room 4 apart from the outlet of the cold air air passage 29.
  • the switching chamber return air passage 50 has a first switching chamber return port 51A, a second switching chamber return port 51B, and a third switching chamber return port 51C that open to the front wall 223 of the cooler chamber 23, and has a first branch. It includes an air passage 50A, a second branch air passage 50B, and a third branch air passage 50C.
  • the switching room return air passage 50 branches from one switching room return air passage entrance 52 to the cooler room 23, and has a plurality of switching room return ports, that is, a first switching room return port 51A, It is configured to be connected to each of the second switching chamber return port 51B and the third switching chamber return port 51C.
  • the first branch air passage 50A is a portion from the branch part of the switching chamber return air passage 50 to the first switching chamber return port 51A.
  • the second branch air passage 50B is a portion from the branch part of the switching chamber return air passage 50 to the second switching chamber return port 51B.
  • 50 C of 3rd branch air paths are the parts from the branch part of the switching room return air path 50 to 51 C of 3rd switching room return ports.
  • the first switching chamber return port 51A, the second switching chamber return port 51B, and the third switching chamber return port 51C face the cooler 21 in the cooler chamber 23 and are located at different positions with respect to the air flow direction D1. It is provided.
  • the first switching chamber return port 51A is arranged at the most upstream side with respect to the air flow direction D1.
  • a second switching chamber return port 51B is arranged downstream of the first switching chamber return port 51A.
  • a third switching chamber return port 51C is arranged downstream of the second switching chamber return port 51B.
  • the first switching chamber return port 51A, the second switching chamber return port 51B, and the third switching chamber return port 51C are all located on the downstream side of the refrigerator compartment return port 41 with respect to the air flow direction D1 and as the freezing compartment return port described later. 61 on the upstream side. That is, the first switching chamber return port 51A, the second switching chamber return port 51B, and the third switching chamber return port 51C are formed in order from the upstream side to the downstream side in the air flow direction D1.
  • the air in the temperature switching chamber 4 passes from the switching chamber return air passage entrance 52 through either the first branch air passage 50A, the second branch air passage 50B, or the third branch air passage 50C, and then reaches the first switching chamber return opening. 51A, the second switching chamber return port 51b, or the third switching chamber return port 51C.
  • the first branch air passage 50A, the second branch air passage 50B, and the third branch air passage 50C each have an independent switching chamber return air passage entrance and may be configured independently from each other.
  • the switching room return air path 50 should just branch into at least two of the first branch air path 50A, the second branch air path 50B, and the third branch air path 50C.
  • the freezer compartment return air passage 60 has a freezer compartment return air passage entrance 62 that opens into the freezing compartment 5.
  • the freezer compartment return air passage inlet 62 is provided in the freezer compartment 5 apart from the outlet of the cold air air passage 29.
  • the freezer compartment return air passage inlet 62 may be provided on the inner wall surface of the freezer compartment 5 on the back side.
  • Freezer compartment return air passage 60 has a freezer compartment return port 61 that opens to front wall 223 of cooler chamber 23 .
  • the freezer compartment return port 61 is provided in the cooler chamber 23 at a position that is downstream of the refrigerator compartment return port 41 with respect to the air flow direction D1 and faces the cooler 21 .
  • the freezer compartment return port 61 is provided downstream of the refrigerator compartment return port 41 in the air flow direction D1 in the cooler chamber 23, and further downstream of the third switching compartment return port 51C. Air in the freezer compartment 5 passes through the freezer compartment return air passage 60 from the freezer compartment return air passage inlet 62 and flows into the cooler chamber 23 from the freezer compartment return opening 61.
  • FIG. 4 is a rear view showing the structure of the cooler chamber 23 of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the refrigerator compartment return port 41, the first switching compartment return port 51A, the second switching compartment return port 51b, the third switching compartment return port 51C, and the freezing compartment return port 61 in the cooler room 23 are shown in FIG. The arrangement will be explained in detail.
  • the cooler 21 disposed in the cooler chamber 23 includes a plurality of heat transfer tubes 71 each having a smooth surface and provided with a plurality of thin plate-like fins 214, and a U-shape. and a plurality of connecting pipes 72.
  • the heat exchanger tubes 71 are arranged in the vertical direction.
  • eight heat exchanger tubes 71 are arranged in the vertical direction.
  • the two vertically adjacent heat transfer tubes 71 are connected at one end in the left and right direction by a connecting tube 72. This forms a continuous refrigerant pipe.
  • the refrigerant flowing through the refrigerant pipes of the cooler 21 flows from the cooler inlet side 73 connected to the heat exchanger tube 71 at the lowest stage to the cooler outlet side 74 connected to the heat exchanger tube 71 at the uppermost stage. Since the air flow direction D1 is from the bottom to the top of the cooler 21, the lowest heat exchanger tube 71 is arranged at the most upstream side among the plurality of heat exchanger tubes 71 with respect to the air flow direction D1. ing. Moreover, the uppermost heat exchanger tube 71 is arranged at the most downstream side among the plurality of heat exchanger tubes 71 with respect to the air flow direction D1.
  • the low-temperature gas-liquid two-phase refrigerant flowing from the pressure reducing device 26 flows from the cooler inlet side 73 through the most upstream heat transfer tube 71 in the air flow direction D1, and gradually passes through the downstream side. It flows through the heat transfer tube 71 and reaches the cooler outlet side 74.
  • the two-phase refrigerant flowing through the cooler 21 exchanges heat with the air flowing outside the heat transfer tubes 71 as it advances from the cooler inlet side 73 to the cooler outlet side 74.
  • the two-phase refrigerant flows through the heat transfer tubes 71 while the liquid phase within the refrigerant evaporates.
  • the temperature of the refrigerant at the cooler inlet side 73 is lower than the temperature of the refrigerant at the cooler outlet side 74.
  • the cooler chamber 23 Five regions are set in the cooler chamber 23: a cooler chamber lowermost region 75, a cooler lower region 76, a cooler middle lower region 77, a cooler middle upper region 78, and a cooler upper region 79.
  • the lowermost region 75 of the cooler chamber is a region located below the cooler 21 in the cooler chamber 23, and is a region located most upstream in the cooler chamber 23 with respect to the air flow direction D1.
  • the cooler lower region 76 , the cooler middle lower region 77 , the cooler middle upper region 78 , and the cooler upper region 79 are all regions in the cooler chamber 23 that overlap with the cooler 21 .
  • the cooler lower region 76 is located at the lowest position, the cooler middle lower region 77 is located above the cooler lower region 76, and the cooler middle upper region 78 is located above the cooler middle lower region 77. .
  • the cooler upper region 79 is located at the uppermost of these four regions. With respect to the air flow direction D1, cooler lower region 76, cooler middle lower region 77, cooler middle upper region 78, and cooler upper region 79 are arranged in this order from the upstream side.
  • the refrigerator compartment return port 41 is provided in the cooler chamber 23 at a position on the upstream side of the cooler 21 with respect to the air flow direction D1, for example, in the lowest region 75 of the cooler chamber. Further, the freezer compartment return port 61 is provided in the cooler chamber 23 at a position downstream of the refrigerator compartment return port 41 with respect to the air flow direction D1 and facing the cooler 21, for example, in the cooler upper region 79. It will be done.
  • the plurality of switching chamber return ports face the cooler 21 in the cooler chamber 23 and are located at different positions with respect to the air flow direction D1, for example, in a cooler lower region 76, a cooler middle lower region 77, and a cooler middle region. They are provided in the upper region 78, respectively.
  • the third switching chamber return port 51C is provided in the upper middle region 78 of the cooler
  • the second switching chamber return port 51B is provided in the lower middle region 77 of the cooler
  • the first switching chamber return port 51A is provided in the lower middle region 77 of the cooler. is provided in the cooler lower region 76.
  • the "heat exchange distance" which is the distance at which air returning from each storage room to the cooler room 23 exchanges heat from the time it enters the cooler 21 until the time it exits.
  • the heat transfer area where the air returning from the room and the cooler 21 exchange heat changes.
  • the temperature in the refrigerator 1 has a relationship of temperature in the refrigerator compartment 3>temperature in the temperature switching compartment 4>temperature in the freezing compartment 5. Therefore, it is necessary to cool the most amount of "refrigerating room return air", which is the air that returns from the refrigerator compartment 3 to the cooler room 23, and then the "temperature switching room”, which is the air that returns from the temperature switching room 4 to the cooler room 23. It is necessary to cool a lot of the return air.
  • the amount of cooling of the "freezer room return air” which is the air returning from the freezer room 5 to the cooler room 23 is considered to be the minimum.
  • the refrigerator compartment return air can flow from the inlet to the outlet of the cooler 21, that is, the cooler 21 in the air flow direction D1. from the upstream end to the downstream end. Therefore, the heat exchange distance between the refrigerator compartment return air and the cooler 21 is maximized, and the heat transfer area between the refrigerator compartment return air and the cooler 21 is also maximized.
  • the freezer compartment return air passage 60 in the cooler upper region 79, the freezer compartment return air is distributed between the upstream end and the downstream end of the cooler 21 in the air flow direction D1. It passes from the part between the two ends to the downstream end. Therefore, the heat exchange distance between the freezer compartment return air and the cooler 21 becomes relatively short, and the heat transfer area with the cooler 21 can be suppressed. This prevents the freezer compartment return air from being excessively cooled by the cooler 21, and performs the minimum necessary heat exchange, thereby reducing the thermal load on the cooler 21.
  • the first switching room return port 51A, the second switching room return port 51b, and the third switching room return port 51C of the switching room return air passage 50 are located between the cooler lower region 76 and the cooler middle upper region 78. It is set in. Therefore, the heat exchange distance between the temperature switching room return air and the cooler 21 is shorter than the heat exchange distance between the refrigerator compartment return air and the cooler 21, and is shorter than the heat exchange distance between the freezer compartment return air and the cooler 21. become longer. Thereby, the temperature switching room return air can be cooled with a cooling amount between the cooling amount of the refrigerator room return air and the cooling amount of the freezer room return air in the cooler 21. By optimizing and minimizing the amount of heat exchange in this way, the temperature difference between the cooler 21 and the air can also be optimized, making it possible to suppress frost formation on the cooler 21.
  • the cooler chamber 23 is provided with a cooler chamber temperature sensor 47 that measures the cooler chamber temperature.
  • the cooler room temperature is the temperature of the air in the cooler room 23.
  • the cooler room temperature sensor 47 sends the measurement results to the control device.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cooler chamber 23 of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • each of the plurality of fins 214 attached to the cooler 21 of the cooler chamber 23 is a rectangular parallelepiped plate in cross section in the depth direction of the cooler chamber 23.
  • the plurality of fins 214 are arranged such that the longitudinal direction of the cross section in the depth direction runs along the depth direction of the refrigerator 1.
  • the plurality of fins 214 are arranged such that the width direction in the cross section in the depth direction runs along the height direction of the refrigerator 1.
  • the plurality of fins 214 are stacked in the height direction of the refrigerator 1.
  • the plurality of fins 214 have their front faces opposed to a front wall 223 that is the wall on the front side of the cooler chamber 23 when the cooler 21 is housed in the cooler chamber 23 .
  • the plurality of fins 214 are arranged to face the first switching chamber return port 51A, the second switching chamber return port 51b, and the third switching chamber return port 51C formed in the front wall 223 of the cooler chamber 23.
  • the plurality of fins 214 are arranged such that a part thereof faces the freezer compartment return port 61 formed in the front wall 223 of the cooler compartment 23.
  • the back surfaces of the plurality of fins 214 face a back wall 224 that is the wall on the back side of the cooler chamber 23 when the cooler 21 is housed in the cooler chamber 23 .
  • the fin 214 is arranged at a position facing the first switching chamber return port 51A.
  • the first switching chamber return port 51A is located at the most downstream side in the air flow direction D1 among the plurality of switching chamber return ports.
  • the refrigerator 1 includes a first branch air passage damper 81A, a second branch air passage damper 81B, and a third branch air passage damper 81C as air passage switching devices.
  • the first branch air passage damper 81A is provided in the first branch air passage 50A, and is a damper that opens and closes the first switching chamber return port 51A of the first branch air passage 50A.
  • the second branch air passage damper 81B is provided in the second branch air passage 50B, and is a damper that opens and closes the second switching chamber return port 51B of the second branch air passage 50B.
  • the third branch air passage damper 81C is provided in the third branch air passage 50C, and is a damper that opens and closes the third switching chamber return port 51C of the third branch air passage 50C.
  • the first switching chamber return port 51A, the second switching chamber return port 51b, and All of the third switching chamber return ports 51C are closed. Thereby, the flow of return air in the switching chamber return air path 50 can be blocked.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the control device 90 includes an operation panel 6, an internal blower 22, a compressor 24, a refrigerator compartment damper 31, a temperature switching compartment damper 32, a freezing compartment damper 33, a refrigerator compartment temperature sensor 34, and a temperature switching compartment.
  • Each of the temperature sensor 35, the freezer room temperature sensor 36, the first branch air path damper 81A, the second branch air path damper 81B, and the third branch air path damper 81C, the defrost heater 45, and the cooler room temperature sensor 47 For example, they are electrically connected by a signal line.
  • the control device 90 includes detection signals from each of the refrigerator room temperature sensor 34, the temperature switching room temperature sensor 35, the freezer room temperature sensor 36, the outside air temperature sensor 46, and the cooler room temperature sensor 47, as well as the operation section of the operation panel 6. An operation signal is input from. Based on each input signal, the control device 90 performs compression according to a pre-stored operation program so that the refrigerator compartment 3, temperature switching compartment 4, and freezing compartment 5 are maintained at respective set temperatures. The output of the air blower 24, the amount of air blown by the internal blower 22, the opening degree of each damper, and the energization state of the defrosting heater 45 are controlled. The control device 90 outputs a display signal regarding the temperature of each storage room, etc. to the display section of the operation panel 6 based on each input signal.
  • FIG. 7 is a functional block diagram related to temperature control by the control device 90 of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the control device 90 includes a temperature setting section 91, a temperature acquisition section 92, a device control section 93, and a storage section 94.
  • the storage unit 94 stores various data and operation programs used for temperature control.
  • Control device 90 executes normal operation and defrosting operation.
  • the normal operation is an operation for cooling objects to be cooled in the refrigerator 1.
  • the defrosting operation is an operation for removing frost attached to the cooler 21.
  • the temperature setting unit 91 sets the set temperature of each storage compartment of the refrigerator compartment 3, temperature switching compartment 4, and freezing compartment 5 according to the operation signal from the operation unit of the operation panel 6.
  • the temperature acquisition unit 92 compares the set temperature of each storage compartment set by the temperature setting unit 91 with the indoor temperature detected by the temperature sensor provided in each storage compartment, and transmits the comparison result to the equipment. It is output to the control section 93.
  • the temperature acquisition unit 92 compares the set temperature of the refrigerator compartment 3 and the room temperature detected by the refrigerator compartment temperature sensor 34. Furthermore, the temperature acquisition unit 92 compares the set temperature of the temperature switching room 4 and the room temperature detected by the temperature switching room temperature sensor 35.
  • the temperature acquisition unit 92 compares the set temperature of the freezer compartment 5 and the room temperature detected by the freezer compartment temperature sensor 36.
  • the equipment control unit 93 controls the compressor 24 and the internal blower so that the indoor temperature detected by the temperature sensor provided in each storage room becomes the set temperature based on the comparison result by the temperature acquisition unit 92. 22, controls the refrigerator compartment damper 31, the temperature switching compartment damper 32, the freezing compartment damper 33, the first branch air passage damper 81A, the second branch air passage damper 81B, and the third branch air passage damper 81A.
  • the temperature acquisition unit 92 acquires the measurement results of the refrigerator compartment temperature sensor 34, the temperature switching compartment temperature sensor 35, the freezing compartment temperature sensor 36, the outside air temperature sensor 46, and the cooler compartment temperature sensor 47 during the defrosting operation. , is output to the device control section 93.
  • the device control unit 93 controls the compressor 24, the internal blower 22, the defrosting heater 45, the refrigerator damper 31, and the temperature switching chamber based on the measurement results of each sensor output from the temperature acquisition unit 92. It controls the damper 32, the freezer compartment damper 33, the first branch air passage damper 81A, the second branch air passage damper 81B, and the third branch air passage damper 81A.
  • the control device 90 controls the first branch air passage damper 81A, the second branch air passage damper 81B, and the third branch air passage damper 81C based on the reference temperature of the temperature switching chamber 4.
  • the branch air passage 50B and the third branch air passage 50C are switched.
  • the set temperature of the temperature switch room 4 set by the temperature setting section 91 is used as the reference temperature of the temperature switch room 4, and the first branch air path 50A and the second branch air path 50B are switched based on this set temperature.
  • the third branch air path 50C are selected. For example, data in which a set temperature of the temperature switching chamber 4 and a branch air path suitable for the set temperature are associated is stored in advance in the storage unit 94.
  • the equipment control unit 93 refers to the set temperature of the temperature switching chamber 4 set by the temperature setting unit 91 and the data stored in the storage unit 94, and selects the first branch air path 50A and the second branch air path. 50B and the third branch air path 50C, which one to switch to is selected. Then, the equipment control unit 93 controls the first branch air passage damper 81A, the second branch air passage damper 81B, and the third branch air passage damper 81C of the air passage switching device so as to switch to the selected switching room return air passage. .
  • the set temperature of the temperature switching chamber 4 and the switching chamber return air path are associated, for example, as follows.
  • the first branch air passage 50A, the second branch air passage 50B, and the third branch air passage 50C are a first switching chamber return port 51A and a second switching chamber provided at different positions with respect to the air flow direction D1, respectively. It has a chamber return port 51b and a third switching chamber return port 51C.
  • a branch air path having a switching chamber return port located on the more upstream side in the air flow direction D1 is associated.
  • a branch air path having a switching chamber return port located further downstream in the air flow direction D1 is associated.
  • the amount of cooling required to cool the air returning from the temperature switching chamber 4 to the cooler chamber 23 is considered to increase. Therefore, by allowing the air returning from the temperature switching chamber 4 to flow into the cooler 21 from the switching chamber return port located on the more upstream side with respect to the air flow direction D1, a sufficient heat exchange distance in the cooler 21 is ensured. and provide the necessary cooling.
  • the set temperature of the temperature switching chamber 4 is relatively low, the air returning from the temperature switching chamber 4 is sent to the cooler 21 from the switching chamber return port located downstream with respect to the air flow direction D1. Let it flow. As a result, the heat exchange distance in the cooler 21 is not extended more than necessary, and the minimum necessary heat exchange distance can be ensured, and the heat load on the cooler 21 can be reduced.
  • the temperature switching chamber 4 can be adjusted to three temperature zones, and is provided with a first switching chamber return port 51A, a second switching chamber return port 51b, and a third switching chamber return port 51C through which air in the three temperature ranges flows. ing.
  • the first branch air path 50A has the first switching chamber return port 51A located on the most upstream side with respect to the air flow direction D1. is set so that it is selected.
  • the second switching chamber return port 51B is arranged next to the upstream side of the first switching chamber return port 51A with respect to the air flow direction D1.
  • the setting is such that the second branch air path 50B having the following is selected.
  • a third branch air path having a third switching chamber return port 51C disposed on the most downstream side with respect to the air flow direction D1 is provided. It is set to select 50C.
  • the heat exchange distance is the longest heat exchange distance between the temperature switching chamber return air and the cooler 21 when the temperature switching chamber 4 is set to the chilled temperature zone, and the temperature switching chamber 4 is set to the supercooling temperature zone. In this case, the heat exchange distance between the temperature switching room return air and the cooler 21 is the second longest.
  • the heat exchange distance between the temperature switching chamber return air and the cooler 21 becomes the shortest.
  • the control device 90 switches the three branch air paths. For example, when the set temperature of the temperature switching chamber 4 is in the first temperature zone included in the chilled temperature zone, the control device 90 opens only the first branch air passage damper 81A and opens the first switching chamber return port 51A. , switch to the first branch air path 50A. Further, when the set temperature of the temperature switching chamber 4 is in the second temperature zone included in the supercooling temperature zone lower than the first temperature zone, the control device 90 opens only the second branch air path damper 81B and The switching chamber return port 51B is opened and switched to the second branch air path 50B.
  • the control device 90 opens only the third branch air path damper 81C, and The switching chamber return port 51C is opened and switched to the third branch air path 50C.
  • the state where only the first branch air path damper 81A is open corresponds to the "first state” of the air path switching device of the present disclosure
  • the state where only the second branch air path damper 81B is open corresponds to the "first state” of the air path switching device of the present disclosure. This corresponds to the "second state" of the air path switching device.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the control device 90 of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the functions of the control device 90 are realized, for example, as a processing circuit with a hardware configuration.
  • the functions of the control device 90 are realized, for example, by the processor 95 executing a program stored in the memory 96.
  • the functions of the control device 90 may be realized by a plurality of processors and a plurality of memories working together.
  • some of the functions of the control device 90 may be implemented as an electronic circuit, and other parts may be implemented using the processor 95 and the memory 96.
  • the refrigerator 1 is configured so that the set temperature of the return air from the temperature switching chamber 4 can be switched over a wide range from the refrigeration temperature range to the freezing temperature range.
  • the air path where air returns from the temperature switching chamber 4 to the cooler chamber 23 is located at an appropriate position among the switching chamber return ports that open at different positions with respect to the air flow direction D1, based on the set temperature of the temperature switching chamber 4.
  • the switch room is switched to a switch room branch air path with a switch room return port located at the switch room. Thereby, the distance and heat transfer area for heat exchange between the air returning from the temperature switching chamber 4 to the cooler chamber 23 and the cooler 21 can be appropriately secured according to the set temperature of the temperature switching chamber 4.
  • the switching chamber return ports of the plurality of branch air paths are all arranged downstream of the refrigerator compartment return port 41 and upstream of the freezing compartment return port 61 with respect to the air flow direction D1.
  • the distance for heat exchange between the air returning from the temperature switching chamber 4 to the cooler chamber 23 and the cooler 21 is reduced to the distance for heat exchange between the air returning from the refrigerator compartment 3 to the cooler chamber 23 and the cooler 21.
  • the distance can be adjusted within the range between the distance at which heat is exchanged between the air returning from the freezer compartment 5 to the cooler room 23 and the cooler 21.
  • the air returning from the temperature switching chamber 4 to the cooler chamber 23 and the cooler 21 exchange heat in accordance with the temperature range from the refrigerating temperature zone to the freezing temperature zone that can be set in the temperature switching chamber 4. distance can be maintained.
  • the temperature switching chamber 4 has a chilled temperature zone of 0°C or more and less than 3°C, a supercooling temperature zone of -3°C or more and less than 0°C, and a soft freezing temperature zone of -10°C or more and less than -5°C. Switchable between at least three temperature zones.
  • the temperature switching chamber 4 can be used as a chilled chamber, a supercooled storage chamber, or a soft freezing chamber.
  • a chilled room it is possible to compensate for the lack of capacity of the refrigerator compartment 3, and when used as a supercooled storage room, fresh foods and the like can be stored while maintaining their quality.
  • foods can be frozen and preserved in a manner that allows them to be used immediately. Therefore, convenience for the user of the refrigerator 1 can be improved.
  • Refrigerator compartment return air from the refrigerator compartment 3 , temperature switching compartment return air from the temperature switching compartment 4 , and freezing compartment return air from the freezing compartment 5 flow into the cooler compartment 23 .
  • Refrigeration room return air is air in the refrigeration temperature range.
  • the refrigerator compartment return air flows into the cooler compartment 23 from the refrigerator compartment return port 41 formed in the front wall 223 of the cooler compartment 23 and reaches the most upstream position of the cooler 21 .
  • the air flowing in from the refrigerator compartment return port 41 moves above the cooler chamber 23 and reaches the most upstream side of the cooler 21, where it exchanges heat with the cooler 21.
  • the temperature switching room return air is air with a temperature range that corresponds to the set temperature of the temperature switching room 4, which is set from the refrigeration temperature range to the freezing temperature range.
  • the temperature switching room return air is transferred to the cooler room 23 from any one of the plurality of switching room return ports 51 formed on the front wall 223 of the cooler room 23 by switching the branch air path to any one of the branch air paths. flows into.
  • the plurality of switching chamber return ports guide the temperature switching chamber return air in the temperature range closest to the refrigeration temperature range on the upstream side in the air flow direction D1, and the temperature range closer to the freezing temperature range as it goes downstream in the air flow direction D1. Direct the return air to a temperature-selectable room with a temperature range close to .
  • the temperature switching chamber return air is sent to the cooler chamber from the first switching chamber return port 51A formed in the front wall 223 of the cooler chamber 23. 23.
  • the case where the temperature switching chamber 4 is set to the temperature range closest to the refrigeration temperature range is, for example, the case where it is set to the chilled temperature range.
  • the temperature switching chamber return air from the first switching chamber return port 51A is the temperature switching chamber return air in the relatively highest temperature range.
  • the first switching chamber return port 51A is disposed on the downstream side of the refrigerator compartment return port 41 in the air flow direction D1 and at the most upstream side among the plurality of switching chamber return ports.
  • the air flowing in from the first switching chamber return port 51A reaches the fins 214 attached at a position facing the first switching chamber return port 51A, and exchanges heat with the cooler 21 via the fins 214.
  • the temperature switching chamber return air flows into the cooler chamber 23 from the second switching chamber return port 51B.
  • a case where the temperature switching chamber 4 is set to a temperature range intermediate between the refrigerating temperature zone and the freezing temperature zone is, for example, a case where the temperature switching chamber 4 is set to the supercooling temperature zone.
  • the second switching chamber return port 51B is disposed downstream of the first switching chamber return port 51A and upstream of the third switching chamber return port 51C in the air flow direction D1. The air flowing in from the second switching chamber return port 51B exchanges heat with the cooler 21 via the fins 214 attached at a position facing the second switching chamber return port 51B.
  • the temperature switching chamber return air flows into the cooler chamber 23 from the third switching chamber return port 51C.
  • the case where the temperature switching chamber 4 is set to the temperature range closest to the freezing temperature range is, for example, the case where it is set to the soft freezing temperature range.
  • the temperature switching chamber return air from the third switching chamber return port 51C is the temperature switching chamber return air in the lowest temperature range.
  • the third switching chamber return port 51C is located downstream of the second switching chamber return port 51B in the air flow direction D1, and is arranged at the most downstream side in the air flow direction D1 among the plurality of switching chamber return ports. ing.
  • the air flowing in from the third switching chamber return port 51C exchanges heat with the cooler 21 via the fin 214 attached at a position facing the third switching chamber return port 51C.
  • the return air to the freezer compartment is air in the freezing temperature range.
  • Freezer compartment return air flows into the cooler compartment 23 from the freezer compartment return port 61 formed in the front wall 223 of the cooler compartment 23 and located at the most downstream side of the cooler 21 in the air flow direction D1. Air flowing in from the freezer compartment return port 61 reaches the fins 214 provided at a position facing the freezer compartment return port 61, and exchanges heat with the cooler 21 via the fins 214.
  • the air guided from the refrigerator compartment return port 41, the first switching compartment return port 51A, and the second switching compartment return port 51B has a relatively high temperature range among the temperature switching compartment return air.
  • the air guided from the third switching chamber return port 51C and the freezing chamber return port 61 is air having a temperature in a relatively low range among the temperature switching chamber return air.
  • the temperature difference between the air with a relatively high temperature range and the cooler 21 that exchanges heat with this air is the difference between the air with a relatively low temperature range and the heat between this air and the cooler 21 that exchanges heat with this air.
  • the temperature difference is larger than the temperature difference between the cooler 21 and the cooler 21 to be replaced.
  • the air with a relatively low temperature range has a temperature difference between this air and the cooler 21 that exchanges heat with the air with a relatively high temperature range and the cooler 21. is smaller than the temperature difference between
  • control device 90 controls the air path switching device based on the set temperature as the reference temperature of the temperature switching chamber 4, the present invention is not limited to this.
  • the reference temperature of the temperature switching chamber 4 may be the measured indoor temperature of the temperature switching chamber 4.
  • the control device 90 may control the air path switching device based on the room temperature detected by the temperature switching room temperature sensor 35 that detects the temperature inside the temperature switching room 4.
  • the reference temperature of the temperature switching chamber 4 may be, for example, the average value of the set temperature of the temperature switching chamber 4 and the measured indoor temperature.
  • the reference temperature of the temperature switching chamber 4 may be based on at least one of the set temperature of the temperature switching chamber 4 and the measured room temperature.
  • the number of temperature zones adjusted in the temperature switching chamber 4 and the number of branch air paths are the same in the above description, they are not particularly limited.
  • the number of temperature zones adjusted in the temperature switching room 4 may be three, and the number of branch air paths may be two.
  • a switching chamber located on the upstream side with respect to the air flow direction D1 in the cooler chamber 23 may be used. It may be possible to switch to a switching chamber branch air path having a return port.
  • the air passage may be switched to a branched air path having a switching chamber return port located on the downstream side with respect to the air flow direction D1.
  • the control device 90 controls the controller 90 when the time period during which the compressor 24 has been continuously operating has passed a first threshold time, or when the accumulated operating time since the end of the previous defrosting operation of the compressor 24 has exceeded a second threshold value.
  • the threshold time is a time predetermined through experiments or the like, and is a time during which there is a high possibility that frost has formed on the cooler 21.
  • the second threshold time is a time predetermined through experiments or the like, and is a time during which it is highly likely that frost has formed on the cooler 21.
  • first control, second control, and third control are performed.
  • the control device 90 stops the operation of the compressor 24 and the internal blower 22. Further, the control device 90 maintains the defrosting heater 45 in a non-energized state. Furthermore, the control device 90 closes the refrigerator compartment damper 31, the temperature switching compartment damper 32, the freezing compartment damper 33, the branch air passage damper 81A, the second branch air passage damper 81B, and the third branch air passage damper 81C. After the compressor 24 is stopped, the high-pressure liquid refrigerant that has accumulated in the condenser 25 during operation of the compressor 24 is gasified and flows into the cooler 21, where it radiates heat and is condensed. In the first control, this latent heat of condensation is used to defrost the cooler 21.
  • the control device 90 ends the first control and starts the second control when the first end condition is satisfied.
  • the first end condition is, for example, that a predetermined time has elapsed since the start of the first control.
  • the predetermined time under the first termination condition is the time during which the refrigerant is condensed in the cooler 21, and is, for example, about 2 to 3 minutes. Note that the effective time for defrosting the latent heat of condensation varies somewhat depending on the amount of refrigerant sealed in the refrigerant circuit as well as the capacity of each component of the refrigerant circuit such as the compressor 24 and condenser 25. The heat lost in melting is not the dominant factor determining the effective time for defrosting the latent heat of condensation. Therefore, the predetermined time under the first termination condition is fixed at about 2 to 3 minutes. Below, in the defrosting operation, the period during which the first control is performed may be referred to as the latent heat utilization period.
  • the control device 90 maintains the compressor 24 in a stopped state and maintains the defrosting heater 45 in a non-energized state. Further, the control device 90 operates the internal blower 22. Further, when the indoor temperature of the temperature switching chamber 4 is higher than 0° C., the control device 90 normally controls any of the first switching chamber return port 151A, the second switching chamber return port 151B, and the third switching chamber return port 151C. It is opened in the same manner as during operation, and the return air in the switching chamber return air passage 150 is allowed to pass through. Further, the control device 90 opens, for example, the refrigerator compartment damper 31 and the temperature switching compartment damper 32 within a range in which the stored items in each storage compartment do not freeze.
  • the temperature of the cooler 21 during defrosting has a value approximately equal to the frost temperature.
  • the temperature change of frost consists of (1) the sensible heat change part when the frost goes from minus temperature to 0°C, and (2) the temperature change at 0°C that occurs when the frost melts (the phase change from solid to liquid). It consists of a constant latent heat change part, and (3) a sensible heat change part where the temperature becomes higher than 0°C after the frost has completely melted.
  • the specific heat of frost that is, ice, is about 2 kJ/(kg ⁇ K)
  • the latent heat of fusion of frost is about 335 kJ/kg
  • the specific heat of water is about 4.2 kJ/(kg ⁇ K).
  • frost is a cold source that can absorb a large amount of heat when it undergoes a certain phase change at 0°C.
  • the internal blower 22 blows the air inside the refrigerator 1 with a temperature higher than 0°C into the cooler compartment 23. Convection increases the heat transfer efficiency between the cooler 21 and the air.
  • the control device 90 terminates the second control and starts the third control.
  • the second termination condition is determined by the temperature state of each storage compartment in the refrigerator 1. Details of the second control, such as the damper opened in the second control and the second end condition, will be described later. Below, in the defrosting operation, the period during which the second control is performed may be referred to as the internal blower operation period.
  • the control device 90 maintains the compressor 24 in a stopped state and stops the operation of the internal blower 22. Further, the control device 90 energizes the defrosting heater 45 and causes it to operate. The defrosting heater 45 is continuously energized during the third control. Furthermore, the control device 90 closes the refrigerator compartment damper 31, the temperature switching compartment damper 32, and the freezing compartment damper 33. In the third control, the cooler 21 is defrosted using the heat emitted from the defrosting heater 45 .
  • the control device 90 terminates the third control and returns the operation mode of the refrigerator 1 to the normal operation before the defrosting operation.
  • the third end condition is that the cooler room temperature detected by the cooler room temperature sensor 47 reaches the end threshold temperature Tdef-end.
  • the end threshold temperature Tdef-end is set at around 10° C. to 15° C., for example, although it depends on the size of the cooler 21.
  • the reason why the end threshold temperature Tdef-end is greater than 0° C. is because, as described above, melting frost requires a lot of thermal energy.
  • the heat capacity required to raise the cooling chamber temperature is different from the heat capacity required to melt frost; a large amount of heat is required for frost melting.
  • the defrosting heater operation period the period during which the third control is performed.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the defrosting operation of the refrigerator 1 according to the first embodiment. The flow of the defrosting operation will be explained using FIG. 9.
  • the control device 90 determines whether the continuous operating time of the compressor 24 has passed a first threshold time, or whether the cumulative operating time of the compressor 24 has passed a second threshold time. Determination is made (step S101). If the condition of step S101 is not satisfied (step S101: NO), the control device 90 repeats the process until step S101 is satisfied.
  • step S101 If step S101 is satisfied (step S101: YES), the control device 90 determines to start the defrosting operation (step S102). The control device 90 first performs first control as a defrosting operation (step S103). Subsequently, the control device 90 determines whether the first termination condition is satisfied (step S104). If the first termination condition is not satisfied (step S104: NO), the control device 90 continues the first control (step S103).
  • step S104 If the first termination condition is satisfied (step S104: YES), the control device 90 performs the second control (step S105). Subsequently, the control device 90 determines whether the second termination condition is satisfied (step S106). If the second end condition is not satisfied (step S106: NO), the control device 90 continues the second control (step S105).
  • step S106 If the second termination condition is satisfied (step S106: YES), the control device 90 performs the third control (step S107). Subsequently, the control device 90 determines whether the third termination condition is satisfied (step S108). If the third end condition is not satisfied (step S108: NO), the control device 90 continues the third control (step S107).
  • step S108 If the third termination condition is satisfied (step S108: YES), the control device 90 ends the defrosting operation and returns the operation mode of the refrigerator 1 to normal operation (step S109).
  • FIGS. 10 to 14 are flowcharts showing the second control of the refrigerator 1 according to the first embodiment.
  • the second control will be explained in detail using FIGS. 10 to 14.
  • 10 to 14 show a series of processes regarding the second control.
  • FIGS. 10 to 14 an example is shown in which there are two types of storage compartments with set temperatures of 0° C. or higher: the refrigerator compartment 3 and the temperature switching compartment 4.
  • FIG. 11 shows processing related to the refrigerator compartment 3
  • FIG. 12 shows processing related to the temperature switching compartment 4.
  • the processing shown in FIG. 12 and the processing shown in FIG. 13 are executed in parallel following the processing shown in FIG. 11.
  • the internal blower 22 is operated, and as shown in FIG. 10, the second control is started (step S201).
  • the rotation speed of the internal blower 22 can be set within the range of 1200 rpm to 2300 rpm, but when the internal blower 22 starts operating, it is set to the lowest rotation speed for control purposes.
  • the control device 90 starts measuring the outside air temperature T-ATth by the outside air temperature sensor 46 (step S202).
  • the control device 90 starts measuring the refrigerator compartment temperature T-Rth using the temperature sensor provided in the refrigerator compartment 3 (step S203).
  • the control device 90 starts measuring the temperature switching chamber temperature T-Sth using the temperature sensor provided in the temperature switching chamber 4 (step S204).
  • the control device 90 acquires the time resolution ⁇ t of each temperature sensor from the storage unit 94 (step S205). Further, the control device 90 checks which storage room, out of the refrigerating room 3 and the temperature switching room 4, has a set temperature set to 0° C. or higher (step S206). In addition, in subsequent processing, the case where the set temperature of both the refrigerator compartment 3 and the temperature switching compartment 4 is 0 degreeC or more is made into an example. Then, the control device 90 initializes each flag used in subsequent processing (step S207). That is, the control device 90 sets each of the refrigerator compartment 3 flag R, the temperature switching compartment 4 flag S, the refrigerator compartment temperature gradient flag Z1, and the temperature switching compartment temperature gradient flag Z2 to 0.
  • the control device 90 checks whether the refrigerator compartment temperature T-Rth is greater than 0° C. (step S208). If the refrigerator compartment temperature T-Rth is 0° C. or lower (step S208: NO), the control device 90 closes the refrigerator compartment damper 31 (step S209) to prevent air circulation with the cooler compartment 23. Make it.
  • step S208 If the refrigerator compartment temperature T-Rth is higher than 0°C (step S208: YES), the control device 90 opens the refrigerator compartment damper 31 (step S210), and adds 1 to the refrigerator compartment 3 flag R (step S211). ). Furthermore, the control device 90 initializes the internal blower operating time t-fan and starts measuring the internal blower operating time t-fan (step S212).
  • the control device 90 acquires the temperature of the refrigerator compartment 3 at every predetermined time interval ⁇ t, The temperature increase slope of the refrigerator compartment 3 in the time interval ⁇ t is calculated. Since it takes a certain amount of time for frost to melt, the time interval ⁇ t is not a short period of about several seconds, but about 30 seconds to 1 minute. Specifically, the control device 90 initializes a count j (step S213). Next, the control device 90 records the refrigerator compartment temperature T-Rth at time t as Tr1 (step S214).
  • control device 90 determines whether or not the internal fan operating time t-fan is equal to or longer than the time interval ⁇ t (step S215). If the internal blower operating time t-fan is less than the time interval ⁇ t (step S215: NO), the process is repeated until the condition of step S215 is satisfied.
  • step S215 If the internal blower operating time t-fan is equal to or greater than the interval ⁇ t (step S215: YES), the control device 90 records the refrigerator compartment temperature T-Rth at time t+ ⁇ t as Tr2 (step S216). Here, the control device 90 determines whether Tr2 is greater than 0° C. (step S217). When Tr2 is 0° C. or lower (step S217: NO), the control device 90 sets the refrigerator compartment 3 flag R to 0 (step S218).
  • step S217 If Tr2 is larger than 0° C. (step S217: YES), the control device 90 subtracts Tr1 from the recorded Tr2, and further divides the value by the time interval ⁇ t. The absolute value of the value is calculated as the temperature change slope ⁇ Tr(j ) (step S219). Then, the control device 90 determines whether the count j is 0 (step S220). If the count j is not 0 (step S220: NO), the control device 90 determines whether the recent temperature change slope ⁇ Tr(j) is greater than or equal to the previous temperature change slope ⁇ Tr(j-1) (step S221).
  • step S220 If the count j is 0 (step S220: YES), or if the recent temperature change slope ⁇ Tr(j) is greater than or equal to the previous temperature change slope ⁇ Tr(j-1) (step S221: YES), the control device 90 adds 1 to count j (step S222). Then, the control device 90 calculates the temperature change slope ⁇ Tr(j) at the next time interval ⁇ t (steps S214 to S219).
  • step S221: NO If the recent temperature change slope ⁇ Tr(j) is less than the previous temperature change slope ⁇ Tr(j-1) (step S221: NO), the control device 90 sets the refrigerator compartment temperature slope flag Z1 to 1 (step S223).
  • the control device 90 executes the processes of steps S308 to S323 in parallel to the processes described in steps S208 to S223.
  • the control device 90 checks whether the temperature switching chamber temperature T-Sth is greater than 0° C. (step S308). If the temperature switching chamber temperature T-Sth is 0° C. or lower (step S308: NO), the control device 90 closes the temperature switching chamber damper 32 (step S309), so that air circulation with the cooler chamber 23 does not occur. Make sure not to.
  • step S308 If the temperature switching chamber temperature T-Sth is higher than 0° C. (step S308: YES), the control device 90 opens the temperature switching chamber damper 32 (step S310) and adds 1 to the temperature switching chamber 4 flag S. (Step S311). Further, the control device 90 initializes the internal blower operating time t-fan and starts measuring the internal blower operating time t-fan (step S312).
  • the control device 90 acquires the temperature of the temperature switching chamber 4 at every predetermined time interval ⁇ t. , the temperature increase slope of the temperature switching chamber 4 in the time interval ⁇ t is calculated. Specifically, the control device 90 initializes the count w (step S313). Next, the control device 90 records the temperature switching room temperature T-Sth at time t as Ts1 (step S314). Then, the control device 90 determines whether or not the internal fan operating time t-fan is equal to or longer than the time interval ⁇ t (step S315). If the internal blower operating time t-fan is less than the time interval ⁇ t (step S315: NO), the process is repeated until the condition of step S315 is satisfied.
  • step S315 If the internal blower operating time t-fan is equal to or greater than the interval ⁇ t (step S315: YES), the control device 90 records the temperature switching room temperature T-Sth at time t+ ⁇ t as Ts2 (step S316). Here, the control device 90 determines whether Ts2 is greater than 0° C. (step S317). When Ts2 is 0° C. or lower (step S317: NO), the control device 90 sets the temperature switching chamber 4 flag S to 0 (step S318).
  • step S317 If Ts2 is greater than 0°C (step S317: YES), the control device 90 subtracts Ts1 from the recorded Ts2, and further divides that value by the time interval ⁇ t. ) (step S319). Then, the control device 90 determines whether the count w is 0 (step S320). If the count w is not 0 (step S320: NO), the control device 90 determines whether the recent temperature change slope ⁇ Ts(w) is greater than or equal to the previous temperature change slope ⁇ Ts(w ⁇ 1) (step S321).
  • step S320 If the count w is 0 (step S320: YES), or if the recent temperature change slope ⁇ Ts(w) is greater than or equal to the previous temperature change slope ⁇ Ts(w-1) (step S321: YES), the control device 90 adds 1 to the count w (step S322). Then, the control device 90 calculates the temperature change slope ⁇ Ts(w) at the next time interval ⁇ t (steps S314 to S319).
  • step S321: NO If the recent temperature change slope ⁇ Ts(w) is less than the previous temperature change slope ⁇ Ts(w-1) (step S321: NO), the control device 90 sets the temperature switching room temperature slope flag Z2 to 1 ( Step S323).
  • the control device 90 determines whether the refrigerator compartment temperature gradient flag Z1 is 1 and the temperature switching compartment temperature gradient flag Z2 is 1. (Step S401). If at least one of the refrigerator compartment temperature gradient flag Z1 or the temperature switching compartment temperature gradient flag Z2 is not 1 (step S401: NO), the recent temperature change gradient of either storage room is the same as the temperature change gradient confirmed at the previous timing. That's all. In this case, the control device 90 executes the processes of step S208 and step S308, and continues the second control.
  • the control device 90 increases the rotation speed of the internal blower 22 by one rank (step S402).
  • one rank is a rotation speed of around 200 to 300 rpm.
  • the control device 90 initializes the refrigerator compartment temperature gradient flag Z1 and the temperature switching compartment temperature gradient flag Z2 (step S403), executes the processes of step S208 and step S308, and continues the second control.
  • the control device 90 performs a flag check (step S501), and determines that the refrigerating compartment 3 flag R is 0 and the temperature switching compartment 4 It is determined whether the flag S is 0 (step S502). When at least one of the refrigerator compartment 3 flag R or the temperature switching compartment 4 flag S is not 0 (step S502: NO), the control device 90 executes the processes of step S208 and step S308, and continues the second control. If the refrigerator compartment 3 flag R is 0 and the temperature switching compartment 4 flag S is 0 (step S502: YES), the control device 90 ends the second control (step S503) and shifts to the third control. (Step S504).
  • the refrigerator 1 has a plurality of dampers that open and close a plurality of air outlets that blow out cold air into each of the plurality of storage compartments.
  • the control device 90 controls whether the temperature in the storage chamber of the plurality of dampers is maintained at a temperature higher than 0° C. based on the temperature of the plurality of storage chambers measured by the plurality of temperature sensors.
  • the damper in the storage room is opened, and the internal blower 22 is started.
  • the control device 90 closes the damper corresponding to the storage chamber in which the temperature inside the storage chamber has become 0° C. or lower among the plurality of dampers, and when all of the plurality of dampers are in a closed state, the control is completed, and the third control is executed.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining temporal changes in the temperature of the cooler chamber 23 and power consumption during defrosting operation of the conventional refrigerator 201.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining temporal changes in the temperature of the cooler chamber 23 and the power consumption during the defrosting operation of the refrigerator 201 according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for comparing the power consumption in the defrosting operation of the conventional refrigerator 201 and the power consumption in the defrosting operation of the refrigerator 201 according to the first embodiment.
  • the upper row shows the power consumption in the defrosting operation of the conventional refrigerator 201
  • the lower row shows the power consumption in the defrosting operation of the refrigerator 201 according to the first embodiment. The effect of suppressing power consumption according to the first embodiment will be explained using FIGS. 15 to 17.
  • the defrosting heater 45 is immediately energized, and the defrosting operation is performed using the heat of the defrosting heater 45.
  • the defrosting operation is performed using the condensed latent heat generated in the cooler 21.
  • the defrosting operation using only the defrosting heater 45 adopted in the general refrigerator 1 requires the amount of power consumption shown in the area AR1.
  • the first embodiment by performing the first control and the second control, it is possible to reduce the amount of power consumption indicated by the area AR2. Further, by shortening the heater energization period, it is possible to reduce the amount of power consumption shown in the area AR3. Therefore, in the first embodiment, it is possible to realize a defrosting operation with excellent energy saving performance.
  • the first control, second control, and third control are performed in order in the defrosting operation.
  • the first control by stopping the compressor 24, the internal blower 22, and the defrosting heater 45, defrosting is performed using the latent heat released to the outside when the refrigerant condenses and liquefies in the cooler 21. will be held.
  • the second control the internal blower 22 is operated to defrost the cool air returned from the storage room.
  • defrosting is performed by starting the defrosting heater 45.
  • the first control is performed before the second control and the third control, and the latent heat of the refrigeration cycle 27 is utilized for defrosting. This reduces the usage time and power consumption of the internal blower 22 and the defrosting heater 45 compared to the case where the first control is not performed. Therefore, the refrigerator 1 of the first embodiment can improve energy saving performance.
  • refrigerators are equipped with multiple storage compartments with different set temperatures, and the set temperature can be finely adjusted to the user's preferred temperature and the temperature suitable for the ingredients.
  • Refrigerators equipped with temperature switching chambers have been proposed. Furthermore, it is desired that technology for optimizing energy saving performance or cooling performance be applied to refrigerators equipped with temperature switching chambers as well.
  • the temperature switching chamber 4 of the first embodiment has a function in which the set temperature of the temperature switching chamber 4 can be switched over a wide range from a freezing temperature range to a refrigeration temperature range. As the temperature within the temperature switching chamber 4 changes, the temperature difference between the air returning from the temperature switching chamber 4 and the surface of the cooler 21 that exchanges heat with this air changes. Therefore, depending on the settings of the temperature switching chamber 4 by the user, there may be a large temperature difference when comparing the temperature inside the temperature switching chamber 4 and the frost attached to the cooler 21. The switching chamber 4 sometimes had a cold effect capable of melting frost.
  • the temperature of each storage chamber included in the refrigerator 1, including the temperature switching chamber 4 is measured, and the air in the storage chamber whose temperature is higher than 0° C. is sent to the cooler 21. In this way, the air existing in the temperature switching chamber 4 is used to perform defrosting. Therefore, the refrigerator 1 of the first embodiment can improve energy saving performance.
  • the first embodiment by performing the first control before the second control, it is possible to suppress the electric power required to operate the internal blower 22 in the second control. Furthermore, while the latent heat of condensation is effective for defrosting, while defrosting with the latent heat of condensation, before starting the operation of the internal blower 22, the temperature in the cooler chamber 23 is equalized, that is, the temperature of the frost is The aim is to equalize the This makes it possible to remove frost that is too cold compared to the surrounding area. Generally, during defrosting operation, the amount of heat is concentrated in areas that are too cold, and the amount of heat cannot be used effectively to defrost the entire cooler 21, resulting in the length of the defrosting operation time. There are concerns.
  • the defrosting time is extended, the operating time of the internal blower 22 and the defrosting heater 45 will be extended, which may lead to additional power consumption and deterioration of energy saving performance.
  • the amount of heat can be used effectively for defrosting the entire cooler 21, and it is possible to suppress the defrosting operation time from increasing. can.
  • the control device of Embodiment 1 sets the rotational speed of the internal blower 22 to the lowest rotational speed and starts operation of the internal blower 22. Then, the temperature rise slope of the storage room is calculated at regular time intervals based on the temperature of the storage room measured by the temperature sensor, and when the latest temperature rise slope is less than the previous temperature rise slope, as shown in FIG. The number of revolutions of the internal blower is increased each time the process of S402 is performed. That is, the rotation speed of the internal blower 22 is controlled to gradually change from a low rotation speed to a high rotation speed in a stepwise manner.
  • the rotational speed of the internal fan 22 is controlled from a low rotational speed to a high rotational speed in stages, so the electrical input to the internal fan 22 can be suppressed, and furthermore, when the temperature exceeds 0°C.
  • the air in each storage room whose temperature is set can be uniformly distributed to the cooling room. Therefore, compared to the case where the internal fan 22 is operated at the maximum speed from the beginning, the frost can be efficiently melted by the residual heat of the cold air returned from the storage room.
  • the internal blower 22 since the internal blower 22 is not operated in the first control of the first embodiment, the internal blower 22 starts operating at the timing of transition to the second control. At this time, if the internal blower 22 is operated at a high rotation speed soon after the start of the second control, the refrigerator 1 may suddenly emit a sound, which may cause discomfort to the user. In the first embodiment, the rotation speed of the internal blower 22 is increased at regular intervals. Therefore, it is difficult for the user to feel as if the operating sound of the internal blower 22 has suddenly become louder, and it is possible to suppress the user from feeling uncomfortable.
  • FIG. 18 shows the relationship between the internal blower operating time and the annual power consumption improvement rate in the refrigerator 1 according to the first embodiment. Note that even if different internal blower operating times are set, the conditions other than the internal blower operating time are the same.
  • the slope of the improvement rate in the annual power consumption of the refrigerator 1 becomes gradual. This is because the air inside the storage room is being circulated. In other words, it is thought that this is because the operation of the internal blower 22 cools the air temperature in the storage room whose set temperature is set to 0°C or higher, and the temperature is now around 0°C. Since a temperature higher than 0° C. is more effective for melting frost, when the air temperature in each storage room is around 0° C., the melting of frost is slowed down during the operation period of the internal blower.
  • the time period during which the second control is continued may be limited to, for example, 20 minutes.
  • FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of the switching chamber return air passage 150 and its surroundings of the refrigerator 101 according to the second embodiment.
  • Refrigerator 101 according to Embodiment 2 differs from Embodiment 1 in that it includes a switching valve instead of a damper as an air path switching device provided in switching room return air path 150.
  • parts common to Embodiment 1 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the switching room return air passage 150 of the refrigerator 201 includes a first branch air passage 150A, a second branch air passage 150B, and a third branch air passage 150C.
  • the switching chamber return air passage 150 of the refrigerator 201 has a first switching chamber return port 151A, a second switching chamber return port 151B, and a third switching chamber return port 151C that open to the front wall 223 of the cooler chamber 23.
  • the first switching chamber return port 151A, the second switching chamber return port 151B, and the third switching chamber return port 151C are arranged in this order from the upstream side with respect to the air flow direction D1.
  • the switching room return air passage 150 branches from one switching room return air passage inlet 52 to the cooler room 23, and has a plurality of switching room return ports, that is, a first switching room return port 151A, a second switching room return port 151A, and a second switching room return port 151A. It is configured to be connected to the return port 151B and the third switching chamber return port 151C. Specifically, at the first branch part 153 located downstream of the switching room return air passage entrance 52, the air passage branches into a first branch air passage 150A, a second branch air passage 150B, and a third branch air passage 150C. There is.
  • the first branch air passage 150A is a portion from the first branch portion 153 to the first switching chamber return port 151A.
  • the second branch air passage 150B is a portion from the first branch portion 153 to the second switching chamber return port 151B.
  • the third branch air passage 150C is a portion from the second branch portion 154 to the third switching chamber return port 151C.
  • the first switching valve 182 and the second switching valve 183 switch the air path by directly contacting the inner wall of the switching chamber return air path 150.
  • the first branch portion 153 is provided with a first switching valve 182 .
  • the first switching valve 182 switches the air path communicating with the switching room return air path entrance 52 to one of the first branch air path 150A, the second branch air path 150B, and the third branch air path 150C.
  • a second switching valve 183 is provided in the second branch portion 154.
  • the second switching valve 183 switches the air passage communicating with the switching room return air passage entrance 52 to either the second branch air passage 150B or the third branch air passage 150C.
  • FIG. 20 is a functional block diagram showing the refrigerator 101 according to the second embodiment.
  • the control device 90 is electrically connected to each of the first switching valve 182 and the second switching valve 183, for example, by a signal line.
  • the control device 90 performs control to switch the switching chamber return air path 150 based on the set temperature of the temperature switching chamber 4.
  • the control device 90 selects the switching chamber return air passage 150 to be switched based on the set temperature of the temperature switching chamber 4, and selects the first switching valve 182 and the second switching chamber return air passage 150 to switch to the selected switching chamber return air passage 150. Controls valve 183.
  • the control device 90 switches the three branch air paths in the same manner as in the first embodiment. For example, when the set temperature of the temperature switching chamber 4 is a first temperature zone included in the chilled temperature zone, the control device 90 switches the first switching valve 182 between the switching chamber return air passage inlet 52 and the first branch air passage 150A. By opening in the direction of communication, the first switching chamber return port 151A is opened and switched to the first branch air path 150A. Further, when the set temperature of the temperature switching chamber 4 is in a second temperature zone included in the supercooling temperature zone lower than the first temperature zone, the control device 90 controls the first switching valve 182 to be connected to the switching chamber return air passage inlet 52.
  • the control device 90 controls the first switching valve 182 to be connected to the switching chamber return air passage inlet 52.
  • the state in which the first switching valve 182 is opened in the direction of communicating the switching chamber return air passage inlet 52 and the first branch air passage 150A corresponds to the "first state" of the air passage switching device of the present disclosure.
  • first switching valve 182 is opened in the direction of communicating the switching chamber return air passage inlet 52 with the second branch air passage 150B and the third branch air passage 150C
  • second switching valve 183 is opened in the direction of communicating the switching chamber return air passage inlet 52 with the second branch air passage 150B and the third branch air passage 150C.
  • 52 and the second branch air path 150B open in the direction of communication corresponds to the "second state" of the air path switching device of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the second control of the refrigerator 101 according to the second embodiment.
  • the second control of the second embodiment will be explained using FIG. 21.
  • step S307 is added in addition to the process described in FIG. 12, so only step S307 will be described.
  • step S307 the first switching valve 182 and the second switching valve 183 are controlled to switch to the first branch air path 150A. At this time, it becomes possible to guide the return air of the temperature switching chamber 4 to the most upstream side in the air flow direction D1, and the return air of the temperature switching chamber 4 can be passed through the entire cooler 21.
  • step S308 is the same as that described in the first embodiment.
  • the switching chamber return air passage 150 branches at the first branching part 153 and the second branching part 154 to form the first switching chamber return port 151A, the second switching chamber return port 151B, and the third switching chamber return port 151C. It is configured to connect to In the first branch portion 153 and the second branch portion 154, a first switching valve 182 and a second switching valve 183 for switching the switching chamber return air path 150 are provided. Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the number of switching mechanisms can be reduced compared to the case where a damper or the like is provided at each switching chamber return port 151 of the switching chamber return air path 150. Therefore, the air path switching device can be constructed at a lower cost.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of the switching chamber return air passage 150 and its surroundings of the refrigerator 201 according to the third embodiment.
  • Refrigerator 201 according to Embodiment 3 differs from refrigerator 201 according to Embodiment 2 in that it further includes an antifreeze heater that prevents a switching valve serving as a switching mechanism from freezing.
  • parts common to Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the refrigerator 201 includes a first antifreeze heater 184 and a second antifreeze heater 185.
  • the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 are, for example, electric heaters.
  • the first antifreeze heater 184 is provided around the first branch portion 153 to prevent the first switching valve 182 from freezing.
  • the second antifreeze heater 185 is provided around the second branch portion 154 to prevent the second switching valve 183 from freezing.
  • the first switching valve 182 and the second switching valve 183 switch the air path by directly contacting the inner wall of the switching chamber return air path 150. If the first switching valve 182 or the second switching valve 183 does not operate for a long period of time, there is a possibility that the first switching valve 182 or the second switching valve 183 may freeze in contact with the inner wall of the air passage.
  • the first branch portion 153 and the second branch portion 154 are heated by the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185, respectively, to prevent freezing.
  • FIG. 23 is a functional block diagram showing the refrigerator 201 according to the third embodiment.
  • the control device 90 is electrically connected to the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185, for example, by a signal line.
  • the control device 90 controls the supply of electricity to each of the first anti-freeze heater 184 and the second anti-freeze heater 185, thereby causing each to perform a heating operation.
  • the control device 90 operates the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 at regular intervals.
  • the cooler 21 is provided with a defrosting heater 45 for removing frost.
  • the control device 90 operates the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 while defrosting the cooler 21.
  • the control device 90 synchronizes the operation of the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 with the operation of the defrost heater 45.
  • the refrigerator 201 of the third embodiment includes the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 that prevent the first switching valve 182 and the second switching valve 183 from freezing. Therefore, the first switching valve 182 and the second switching valve 183 provided in the first branch portion 153 and the second branch portion 154 are prevented from freezing and becoming unable to operate.
  • the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 are operated while the cooler 21 is defrosted. For this reason, an increase in power consumption is suppressed compared to the case where the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 are operated all the time. Furthermore, if the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 are operated at all times, there is a concern that the switching chamber return air passage 150 will be overheated and cooling of the return air of the temperature switching chamber 4 will be inhibited. This does not become a problem while the cooler 21 is being defrosted.
  • the control device 90 synchronizes the operation of the first antifreeze heater 184 and the second antifreeze heater 185 with the operation of the defrost heater 45. Therefore, the temperature of the return air in the temperature switching chamber 4 is increased by the amount of heat generated by the operation of the first antifreezing heater 184 and the second antifreezing heater 185, and the heat of the returned air in the temperature switching chamber 4 that has been raised is reduced. It can be used to defrost the cooler 21. As a result, it is possible to prevent the first switching valve 182 and the second switching valve 183 from freezing, and to suppress the energization time of the defrosting heater 45, thereby effectively suppressing the power consumption of the defrosting heater 45. It becomes possible.
  • Embodiment 4 The refrigerator 1 according to the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the end threshold temperature Tdef-end in the third control of the defrosting operation is varied with reference to the outside air temperature.
  • FIG. 24 is a flowchart showing the third control of the refrigerator 1 according to the fourth embodiment.
  • the third control of the fourth embodiment will be explained using FIG. 24.
  • the control device 90 starts the third control (step S601), and acquires the temporal resolution ⁇ t from the storage unit 94 (step S602).
  • the control device 90 measures the outside air temperature T-ATth using the outside air temperature sensor 46 (step S603), and obtains the cooler room temperature Tdef-th using the cooler room temperature sensor 47 (step S604). ).
  • the control device 90 acquires the initial value of the end threshold temperature Tdef-end from the storage unit 94 (step S605).
  • the control device 90 determines whether the end threshold temperature Tdef-end is greater than the outside air temperature T-ATth (step S606). If the end threshold temperature Tdef-end is higher than the outside air temperature T-ATth (step S606: YES), the outside air temperature T-ATth is set to the end threshold temperature Tdef-end. That is, the end threshold temperature Tdef-end is changed to the outside air temperature T-ATth (step S607). If the end threshold temperature Tdef-end is equal to or lower than the outside air temperature T-ATth (step S606: NO), the control device 90 does not change the end threshold temperature Tdef-end.
  • the control device 90 initializes the defrosting operation time Tdef-time and starts measuring the defrosting operation time Tdef-time (step S608). Then, the control device 90 energizes the defrosting heater 45 until the cooler room temperature Tdef-th becomes equal to or higher than the end threshold temperature Tdef-end (steps S609 to S612).
  • the control device 90 measures the cooler room temperature Tdef-th at time t (step S609).
  • the control device 90 determines whether the defrosting operation time Tdef-time is greater than or equal to the time interval ⁇ t (step S610). If the defrosting operation time Tdef-time is less than the time interval ⁇ t (step S610: NO), the process is repeated until the condition of step 610 is satisfied. If the defrosting operation time Tdef-time is equal to or greater than the time interval ⁇ t (step S610: YES), the control device 90 determines whether the end threshold temperature Tdef-end is equal to or lower than the cooler room temperature Tdef-th. (Step S611).
  • step S611 If the end threshold temperature Tdef-end exceeds the cooler room temperature Tdef-th (step S611: NO), the control device 90 repeats the processes of steps S609 to S611. If the end threshold temperature Tdef-end is equal to or lower than the cooler room temperature Tdef-th (step S611: YES), the defrosting operation is ended (step S612), and the operation mode is returned to normal operation.
  • the time interval ⁇ t is set to the shortest possible interval, such as approximately 1 to 5 seconds. This is because energy saving performance can be improved by shortening the time during which the defrosting heater 45 is energized as much as possible.
  • the amount by which the cooler room temperature Tdef-th exceeds the end threshold temperature Tdef-end is kept as small as possible. Desirably, this is to prevent the cooler room temperature Tdef-th from becoming significantly higher than the end threshold temperature Tdef-end.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining the electrical input and cooler room temperature for defrosting operation in a conventional refrigerator when the outside temperature is low.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining the electrical input and cooler room temperature for defrosting operation in the refrigerator 1 according to the fourth embodiment when the outside temperature is low.
  • FIG. 27 is a diagram for comparing the length of heater energization time between the conventional refrigerator and the refrigerator 1 of the fourth embodiment.
  • the reason why the slope of increase in the cooler room temperature becomes gentle near 0° C. is because, as explained in the first embodiment, the time required to melt the frost is longer. In other words, since frost absorbs a large amount of heat during a phase change at 0°C, the amount of heat generated from the defrost heater 45 is taken away from the defrost heater 45 by melting the frost at around 0°C. amount of heat does not contribute to the rise in cooler room temperature. In other words, almost all of the heat of the defrosting heater 45 is used to melt the frost.
  • the reason why the temperature rises gradually at around 10°C is due to the amount of heat (cold air intrusion amount) that enters the inside of the refrigerator 1, that is, the cooler room 23 from the outside air, and the heat generated from the defrosting heater 45. This is because the thermal equilibrium is balanced with the amount of heat being generated. If the end threshold temperature is set higher than the outside air temperature, it is necessary to raise the temperature inside the cooler chamber 23 more than the outside air temperature. If an attempt is made to raise the temperature above the outside air temperature, the amount of heat generated by the defrosting heater 45 will be taken away by the outside air, that is, a portion of the heat generated from the defrosting heater 45 will leak to the outside of the refrigerator 1. Because of this, the temperature in the cooler room is difficult to rise.
  • the end threshold temperature is changed with reference to the outside air temperature sensor 46. Therefore, as shown in FIG. 26, only when the cooler chamber temperature is around 0° C. during the heater energization period, the temperature rise suddenly slows down and has a substantially flat slope. As described above, the reason why the temperature rise slope becomes gentle when the defrost detection cooler room temperature is around 0° C. is because a very large amount of heat is absorbed during the phase change of the frost. In other words, this indicates that the amount of heat generated by the defrosting heater 45 is not due to an increase in the cooler room temperature but is being taken away by melting of the frost, and that defrosting is progressing.
  • FIG. 27 shows the waveforms of the cooler room temperature in FIGS. 25 and 26 aligned with the timing at which the third control, that is, the energization of the defrosting heater 45 is started, as the starting point.
  • the heater energization period in the conventional example is longer than the heater energization period in the fourth embodiment.
  • the end threshold temperature Tdef-end is made variable according to the outside air temperature, so the amount of heat generated by the defrosting heater 45 can be effectively used for defrosting the cooler 21. Therefore, the heater energization period in the fourth embodiment is shorter than the heater energization period in the conventional example.
  • the end threshold temperature is made variable in accordance with the outside temperature at which the refrigerator 1 is actually operating. Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, the energization time of the defrosting heater 45 in the third control can be shortened, power consumption can be reduced, and energy saving performance can be improved.
  • the refrigerator 1 of Embodiment 4 the structure in which the end threshold temperature is changed according to the outside air temperature has been described, but it is assumed that the refrigerator 1 of Embodiment 4 is basically used indoors.
  • the refrigerator 1 when the refrigerator 1 is used at a low temperature such as an outside temperature of less than 2° C., the end threshold temperature does not need to be changed in accordance with the outside temperature. This is because, even when the outside air temperature is close to 0°C, if you change the end threshold temperature according to the outside air temperature, there is a possibility that the defrosting operation will be completed at 0°C, which is the melting temperature of frost, and the frost This is because there is a possibility that the frost may not melt completely and leave residual frost.
  • the end threshold temperature may be changed in accordance with the outside air temperature only when the outside air temperature is, for example, 2° C. or higher.
  • the specific outside temperature at which the end threshold temperature should be changed depending on the outside temperature may be determined by considering the form of the product and the user's usage situation, etc. For example, the outside temperature may be set to 5°C instead of 2°C.
  • the thermal equilibrium described in the conventional example of FIG. 25 is likely to occur. This is because if the insulation capacity of the refrigerator 1 is high, the amount of heat generated by the defrosting heater 45 inside the refrigerator 1 is prevented from leaking to the outside air side of the refrigerator 1. In other words, thermal equilibrium balance is less likely to occur in refrigerators 1 that use high-performance insulation materials such as vacuum insulation materials with high insulation capacity, and more likely to occur in inexpensive refrigerators 1 that do not use vacuum insulation materials. ing. Therefore, in the fourth embodiment, a vacuum heat insulating material may be used as the heat insulating member of the refrigerator 1.
  • the object to be cooled stored in the storage chamber has been described as food, but the object is not limited to this.
  • the object to be cooled may be something collected from nature, such as raw meat from a small animal that is not edible, or may be raw meat from an experimental animal, such as a cloned animal.
  • the number, types, and arrangement of storage chambers that the refrigerator 1 has are not limited to those described in the embodiment.
  • the refrigerator 1 may further include other refrigerator compartments such as a vegetable compartment, or may have other types of storage compartments.
  • the refrigerator 1 has the refrigerator compartment 3 and the temperature switching compartment 4 as storage compartments whose set temperature is set to 0°C or higher. It may further include a vegetable compartment whose temperature is set at ⁇ 8°C.
  • the process corresponding to the vegetable compartment is performed in parallel with the process in steps S208 to S223 and steps S308 to S323.
  • the first branch air passage damper 81A is opened, and the second branch air passage damper 81B and the third branch air passage damper 81C are closed.
  • a process for performing control may be provided.
  • the return cold air of the temperature switching chamber 4 is returned from the second switching chamber return port 151B and the third switching chamber return port 151C.
  • the air can also be returned to the cooler chamber 23 through the first switching chamber return port 151A formed on the upstream side of the cooler 21. Thereby, the amount of heat of the cold air returned from the temperature switching chamber 4 can be efficiently used for defrosting the cooler 21. Note that since the flow of processing is the same as that in FIG. 21 of the second embodiment, explanation using a flowchart will be omitted.
  • the refrigerator 1 has a switching room return air path having a first branch air path 150A, a second branch air path 150B, and a third branch air path 150C as the return air path of the temperature switching room 4.
  • a configuration including 150 has been described, the configuration is not limited to this.
  • the refrigerator 1 may be configured to include only one switching room return air path 150 having no branch as the return air path of the temperature switching room 4. In this case, in the second control of the defrosting operation, the switching chamber return air passage 150 is opened.
  • Refrigerator 1 Refrigerator, 2 Main unit, 3 Refrigerator compartment, 4 Temperature switching compartment, 5 Freezer compartment, 6 Operation panel, 6a Operation unit, 6b Display unit, 13 Refrigerator compartment door, 14 Temperature switching compartment door, 15 Freezer compartment door, 17 Partition Wall, 18 partition wall, 21 cooler, 22 internal blower, 23 cooler room, 24 compressor, 25 condenser, 26 pressure reducing device, 27 refrigeration cycle, 28 machine room, 29 cold air path, 31 cold room damper, 32 Temperature switching room damper, 33 Freezer room damper, 34 Refrigerator room temperature sensor, 35 Temperature switching room temperature sensor, 36 Freezer room temperature sensor, 40 Refrigerator room return air path, 41 Refrigerator room return port, 42 Refrigerator room return air path entrance , 45 Defrosting heater, 46 Outside air temperature sensor, 47 Cooler room temperature sensor, 50 Switching room return air passage, 50A First branch air passage, 50B Second branch air passage, 50C Third branch air passage, 51A First switching Room return port, 51B 2nd switching room return port, 51C 3rd switching room return port, 52

Abstract

冷蔵庫は、被冷却物を貯蔵する貯蔵室と、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行い、空気を冷却する冷却器と、冷媒を冷却器に送る圧縮機と、冷却器で冷却された空気を貯蔵室に送る庫内送風機と、冷却器に付着した霜を融解する除霜ヒータと、冷却器、庫内送風機および除霜ヒータが格納されている冷却器室と、圧縮機、庫内送風機、および除霜ヒータの制御を行う制御装置と、を備え、制御装置は、圧縮機の連続して運転している時間が第１の閾値時間に達した場合、または圧縮機の累計の積算運転時間が第２の閾値時間に達した場合、除霜運転を実施するものであり、除霜運転は、圧縮機、庫内送風機、および除霜ヒータの運転を停止する第１の制御と、第１の制御が終了した後に、圧縮機および除霜ヒータを停止した状態に維持しつつ、庫内送風機を運転させる第２の制御と、第２の制御が終了した後に、圧縮機を停止した状態に維持しつつ、庫内送風機を停止し、除霜ヒータを運転させる第３の制御と、からなる。

Description

冷蔵庫
　本開示は、冷却器に付着した霜を除去する除霜運転を行う冷蔵庫に関する。
　従来、冷蔵庫には冷却器が設けられ、冷却器は、空気流に直交するように配列される複数の伝熱管、および複数の伝熱管の外面に装着されて所定の間隔で平行に並べられた複数のフィンを有することが知られている。冷蔵庫の冷却器は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器として作用するものであって、冷蔵庫の内部を循環し、複数のフィンの間に形成された空気流路を通る空気を冷却する。具体的に、冷却器では、伝熱管の管壁およびフィンを介して、伝熱管の内部を流れる冷媒と空気流路を流れる空気との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発作用によって空気が冷却される。
　この際、伝熱管の外面およびフィンの表面には、空気中の水分が冷却されることによって凝結して付着し、その水分がさらに冷却されて霜が生成される。このようなフィンへの着霜は、空気の流動抵抗を増大させて風量を低下させるとともに、フィンの熱抵抗を増大させて熱交換を阻害し、冷却器の冷却効率を低下させる要因となる。そのため、冷却器を備えた冷蔵庫では、冷却器のフィンに付着した霜を溶かして除去するために、例えば、電気加熱式ヒータなどを備えたものがある。
　そして、冷蔵庫内の冷蔵室および冷凍室等の各貯蔵室を、共通の冷却器によって冷却する冷気強制循環方式の冷蔵庫においては、除霜運転の方法に関して様々な技術が検討されてきた。例えば、特許文献１には、圧縮機停止時に、庫内送風機を運転し、冷蔵室ダンパを開き、冷凍室ダンパを閉じ、除霜ヒータを非通電状態にする第１の除霜モードと、圧縮機停止時に、庫内送風機を運転し、冷蔵室ダンパを開き、冷凍室ダンパを閉じ、除霜ヒータを通電状態にする第２の除霜モードと、圧縮機停止時に、庫内送風機を停止し、冷蔵室ダンパを閉じ、冷凍室ダンパを閉じ、除霜ヒータを通電状態にする第３の除霜手段を組み合わせて、除霜運転を実行する冷蔵庫が開示されている。特許文献１は、冷蔵室が通常３～５℃程度に維持されていることに着目し、０℃で相変化（融解）する霜の除去に冷蔵室戻り空気を利用している。すなわち、第１の除霜手段及び第２の除霜手段において、冷蔵室ダンパを開き、庫内送風機を運転することで、冷蔵室からの戻り空気に含まれる熱を、霜を溶かすエネルギーとして利用している。特許文献１は、このようにして除霜運転時の省エネルギー性能の向上を図っていた。
特開２０１１－００２２２８号公報
　一般に、冷蔵庫において、圧縮機を利用する冷媒回路では、圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器（冷却器）が、この順で冷媒配管によって接続され、冷凍サイクルが構成される。また冷媒配管を流れる冷媒は圧縮機から凝縮器を経て、液体から気液２相の状態となり、蒸発器にて冷媒は気液２相から気体となる。冷媒は、蒸発器にて液体から気体に相変化を起こす際に周辺の空気と熱交換を行う。ここで、圧縮機の運転が停止すると、圧縮機の運転中に冷媒回路内を循環していた冷媒のうち、凝縮器内の高圧の液体冷媒がガス化し蒸発器に流れ込み、蒸発器周辺の空気で冷却されて凝縮し液化される。このとき、冷凍サイクル中の冷媒のほとんどが蒸発器内に留まる。そして、蒸発器内で冷媒が凝縮し液化する際に、潜熱が蒸発器の外部に放出される。特許文献１の冷蔵庫においては、このような状態で、除霜運転を開始し、庫内送風機の運転または除霜ヒータへの通電によって、蒸発器に付いた霜に熱量を与えようとしている。このため、冷蔵室からの戻り空気に含まれる熱量または除霜ヒータから与えられる熱量の一部が、蒸発器内に溜まっている液冷媒のガス化及び温度上昇に消費される。さらに、庫内送風機の運転または除霜ヒータへの通電によって電力が消費される。したがって、特許文献１においては、省エネルギー性能を向上させる余地が残っている。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、省エネルギー性能を向上させる冷蔵庫を提供することを目的とするものである。
　本開示に係る冷蔵庫は、被冷却物を貯蔵する貯蔵室と、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行い、空気を冷却する冷却器と、冷媒を冷却器に送る圧縮機と、冷却器で冷却された空気を貯蔵室に送る庫内送風機と、冷却器に付着した霜を融解する除霜ヒータと、冷却器、庫内送風機および除霜ヒータが格納されている冷却器室と、圧縮機、庫内送風機、および除霜ヒータの制御を行う制御装置と、を備え、制御装置は、圧縮機の連続して運転している時間が第１の閾値時間に達した場合、または圧縮機の累計の積算運転時間が第２の閾値時間に達した場合、除霜運転を実施するものであり、除霜運転は、圧縮機、庫内送風機、および除霜ヒータの運転を停止する第１の制御と、第１の制御が終了した後に、圧縮機および除霜ヒータを停止した状態に維持しつつ、庫内送風機を運転させる第２の制御と、第２の制御が終了した後に、圧縮機を停止した状態に維持しつつ、庫内送風機を停止し、除霜ヒータを運転させる第３の制御と、からなる。
　本開示によれば、除霜運転において、第１の制御、第２の制御、および第３の制御が順に行われる。第１の制御では、圧縮機、庫内送風機、および除霜ヒータを停止状態にすることで、蒸発器内で冷媒が凝縮し液化する際に外部に放出される潜熱によって除霜が行われる。第２の制御では、庫内送風機を運転することで、貯蔵室からの戻り冷気による除霜を行う。第３の制御では、除霜ヒータを起動することで除霜を行う。このように、本開示によれば、第１の制御を、第２の制御および第３の制御の前に行い、冷凍サイクルの潜熱を除霜に利用している。これにより、第１の制御を行わない場合と比較して、庫内送風機および除霜ヒータの使用時間および消費電力を減らしている。したがって、本開示の冷蔵庫は、省エネルギー性能を向上させることができる。
実施の形態１に係る冷蔵庫の正面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の断面模式図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の冷凍サイクルの概略図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の冷却器室の構造を示す背面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の冷却器室の構造を示す断面模式図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の制御装置による温度制御に関連する機能ブロック図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の除霜運転を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 従来の冷蔵庫の除霜運転における冷却器室の温度と消費電力との時間変化を説明するための図である。 実施の形態１の冷蔵庫の除霜運転における冷却器室の温度と消費電力との時間変化を説明するための図である。 従来の冷蔵庫の除霜運転における電力消費量と、実施の形態１の冷蔵庫の除霜運転における電力消費量とを比較するための図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫における庫内送風機運転時間と年間消費電力の改善率との関係を示したものである。 実施の形態２に係る冷蔵庫の切替室戻り風路周辺の断面模式図である。 実施の形態２に係る冷蔵庫を示す機能ブロック図である。 実施の形態２に係る冷蔵庫の第２の制御を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る冷蔵庫の切替室戻り風路周辺の断面模式図である。 実施の形態３に係る冷蔵庫を示す機能ブロック図である。 実施の形態４に係る冷蔵庫の第３の制御を示すフローチャートである。 従来の冷蔵庫における低外気温時における除霜運転の電気入力と冷却器室温度とを説明するための図である。 実施の形態４の冷蔵庫における低外気温時における除霜運転の電気入力と冷却器室温度とを説明するための図である。 従来の冷蔵庫と実施の形態４の冷蔵庫とで、ヒータ通電時間の長さを比較するための図である。
　実施の形態１．
　以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、および配置等は、この開示の範囲内で適宜変更することができる。また、明細書中における各構成部材の位置関係（例えば、上下関係等）は、原則として、冷蔵庫１を使用可能な状態に設置したときのものである。ここで、図１を含む以下の図においては、各構成部材の寸法の関係および形状等が実際のものとは異なる場合がある。
　図１は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の正面図である。図２は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の断面模式図である。図２は、図１の冷蔵庫１をＩ－Ｉ線に沿って切断した断面を示している。図１および図２に示すように、実施の形態１に係る冷蔵庫１は、冷蔵室３、温度切替室４、および冷凍室５が設けられた本体部２を備える。冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５は、食品等の被冷却物を収納するための貯蔵室である。冷蔵室３は、本体部２の最上段に設けられている。冷凍室５は、本体部２の最下段に設けられている。温度切替室４は、本体部２において冷蔵室３と冷凍室５との間に設けられている。
本体部２は、外箱と、内箱と、断熱部材と、から構成された断熱性を有する箱体である。外箱は、鋼等の金属で形成されており、前面に開口を有する。内箱は、樹脂で形成されており、外箱の開口から外箱内に嵌め込まれている。内箱の内部は、断熱性を有する仕切壁１７および１８で各貯蔵室が区画されている。具体的には、内箱の内部は、仕切壁１７によって、冷蔵室３と温度切替室４とが区画されている。また、内箱の内部は、仕切壁１８によって、温度切替室４と冷凍室５とが区画されている。断熱部材は、例えば発泡ウレタンまたは真空断熱材等で構成されており、外箱と内箱との間の空間に充填されている。冷蔵庫１の背面側の上部には、制御装置９０が設けられている。制御装置９０は、冷蔵庫１の動作を制御する。
　冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５には、各貯蔵室を開閉するための扉がそれぞれ設けられている。例えば、冷蔵室３の前方には、片開き式の１枚扉である冷蔵室扉１３が開閉自在に設けられている。温度切替室４の前方には、引出し式の温度切替室扉１４が前後に開閉自在に設けられている。冷凍室５の前方には、引出し式の冷凍室扉１５が前後に開閉自在に設けられている。引出し式の温度切替室扉１４および冷凍室扉１５は、扉本体に固定して設けられたフレーム（図示せず）を各貯蔵室の左右の内壁面に水平に形成されたレール（図示せず）に対してスライドさせることにより、冷蔵庫１の前後方向に開閉できるように構成されている。なお、上述した各貯蔵室の扉の構成は一例であり、これに限らない。例えば、冷蔵室扉１３は両開き式、または、観音式の２枚扉であってもよいし、温度切替室扉１４および冷凍室扉１５は片開き式の１枚扉であってもよい。
　冷蔵室３には、食品等の被冷却物を載置する、棚（図示せず）が設けられている。温度切替室４には、被冷却物を内部に収納できる、収納容器（図示せず）が引き出し自在に設けられている。収納容器は、温度切替室扉１４のフレーム（図示せず）によって支持されており、温度切替室扉１４の開閉に連動して前後方向にスライドするように構成されている。温度切替室４と同様に、冷凍室５には、被冷却物を内部に収納できる、収納容器（図示せず）が引き出し自在に設けられている。
　冷蔵室３は、冷蔵温度帯に設定されている。冷蔵温度帯は、例えば３℃以上５℃以下の温度帯である。冷凍室５は、冷凍温度帯に設定されている。冷凍温度帯は、冷蔵温度帯よりも低い温度帯である。冷凍温度帯は、０℃未満の温度帯であり、例えば－２０℃以上－１８℃以下の温度帯である。
　温度切替室４は、冷蔵温度帯から冷凍温度帯までの範囲で設定温度を切り替えることができる。温度切替室４では、用途に応じて室内の温度帯が切り替えられる。温度切替室４は、例えば、チルド温度帯、過冷却温度帯およびソフトフリージング温度帯の３つの温度帯に調整される。なお、温度切替室４は、これら３つの温度帯以外の温度帯に調整されてもよい。また、温度切替室４の設定温度は、冷蔵庫１のユーザが選択できる。よって、ユーザが自身の生活スタイルに合わせて温度切替室４の設定温度を調整できるので、ユーザの利便性を向上させることができる。
　チルド温度帯は、０℃以上３℃未満の温度帯であり、例えば１℃前後の温度帯である。温度切替室４内の温度をこの温度帯に設定することで、温度切替室４をチルド室として利用することができる。チルド室として温度切替室４を利用する方法は、冷蔵室３の容量が不足する場合、または当日に消費する食品が多い場合などに用いられる。
　過冷却温度帯は、冷蔵室３よりも低温であり、食品が過冷却状態となる温度帯である。過冷却状態とは、食品の温度が凍結点または凍結温度以下に達していても、食品の凍結が開始せず、食品が非凍結の状態を保っていることをいう。過冷却温度帯は、例えば、食品の凍結点以下となる－３℃以上０℃未満の温度帯である。温度切替室４内の温度をこの温度帯に設定することで、温度切替室４を、食品を過冷却状態で保存する過冷却保存室として利用することができる。品質を維持したまま食品を保存するためには、食品をできるだけ低温でかつ凍結させずに維持することが望ましいところ、過冷却保存室によってこのような食品の保存を実現できる。温度切替室４を過冷却保存室として利用することによって、ユーザは、肉もしくは魚等の生鮮食品、またはこれらの加工品等の保存日数の短い食品を冷凍せずに保存することができる。
　ソフトフリージング温度帯は、－１０℃以上－５℃以下の温度帯であり、例えば－７℃前後の温度帯である。温度切替室４内の温度をこの温度帯に設定することで、温度切替室４をソフトフリージング室として利用することができる。ソフトフリージング温度帯では、食品が長時間保存されていても、表面が固くなり過ぎないので、食品を容易に破砕したり破断したりすることが可能である。よって、ユーザは、ソフトフリージング室に保存された食品を即座に使用することができる。ソフトフリージング室として温度切替室４を利用する方法は、簡易的に冷凍室を使用する場合に用いられる。
　冷蔵室扉１３には、操作パネル６が設けられている。操作パネル６は、各貯蔵室内の温度設定等を行うための操作部６ａ、および各貯蔵室内の温度、設定温度等の温度情報または庫内の在庫情報等の表示を行う表示部６ｂから構成されている（図６参照）。操作部６ａは、例えば操作スイッチ等で構成され、表示部６ｂは、例えば液晶ディスプレイで構成されている。また、この操作パネル６の中には外気温度の情報を得るための外気温度センサ４６が備えられている。
　冷蔵庫１は、冷却器２１、庫内送風機２２、および除霜ヒータ４５を有している。本体部２には、冷却器２１、庫内送風機２２および除霜ヒータ４５を収容する冷却器室２３が設けられている。冷却器２１は、内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行い、空気を冷却する。庫内送風機２２は、冷却器２１で冷却された空気を各貯蔵室、すなわち冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５へ送る。除霜ヒータ４５は、通電状態になることで発熱し、冷却器に堆積した霜を融解させるためのものである。以下では、冷却器２１で冷却された空気を「冷気」と適宜称する。冷却器２１によって各貯蔵室内を冷却する冷気が生成され、生成された冷気が庫内送風機２２よって各貯蔵室へ送られる。冷却器室２３は、冷蔵庫１の背面側にあたる本体部２の部分に設けられている。冷却器室２３内において、庫内送風機２２は、冷却器２１の上方に設けられている。
　図３は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の冷凍サイクル２７の概略図である。図３に示すように、冷却器２１は、圧縮機２４、凝縮器２５および減圧装置２６とともに冷蔵庫１の冷凍サイクル２７を構成する。冷凍サイクル２７では、圧縮機２４、凝縮器２５、減圧装置２６および冷却器２１が、この順で冷媒配管によって接続されている。図３における実線の矢印は、冷凍サイクル２７において冷媒が循環する方向を示している。
　圧縮機２４は、冷媒を圧縮して高温および高圧の気体の状態にする。圧縮機２４は、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側において冷却器室２３の下部に設けられた機械室２８に配置されている。圧縮機２４から流出した高温および高圧の状態の冷媒は、凝縮器２５に流入する。凝縮器２５は、圧縮機２４から流入した冷媒の熱を放散させて、冷媒を凝縮させる。凝縮器２５は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で構成される。凝縮器２５で凝縮された冷媒は、減圧装置２６に流入する。減圧装置２６は、凝縮器２５から流入した冷媒を減圧して液体と気体の二相の状態にする。減圧装置２６は、例えば毛細管で構成される。減圧装置２６から流出した液体と気体との二相の状態の冷媒は、冷却器２１に流入する。冷却器２１は、減圧装置２６で減圧された二相状態の冷媒を蒸発させ、冷媒の蒸発による吸熱作用で冷却器２１周辺の空気を冷却する。すなわち、冷却器２１は、冷凍サイクル２７において蒸発器として機能する。冷却器２１は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器で構成される。冷却器２１から流出した冷媒は、圧縮機２４に戻る。以上の冷凍サイクル２７によって、冷却器２１周辺の空気が冷却され、各貯蔵室内を冷却する冷気が生成される。
　再び図２に戻り、本体部２には、冷却器２１によって冷却された空気を各貯蔵室に供給するための冷気風路２９が設けられている。冷気風路２９は、冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５の各々と冷却器室２３とを接続する。冷却器室２３において、空気は、庫内送風機２２の運転によって冷却器２１の下方から上方に向かう空気の流れ方向Ｄ１に流れるようになっている。冷気風路２９の入口は、冷却器室２３において庫内送風機２２の下流側に連通している。冷気風路２９は、入口から途中で分岐して各貯蔵室に接続している。
　冷気風路２９と冷蔵室３との接続部分には、冷気風路２９の冷蔵室３への吹出口を開閉する冷蔵室ダンパ３１が設けられている。冷蔵室ダンパ３１の開度を変化させることによって、冷蔵室３に供給される冷気の風量を調節することができる。冷気風路２９と温度切替室４との接続部分には、冷気風路２９の温度切替室４への吹出口を開閉する温度切替室ダンパ３２が設けられている。温度切替室ダンパ３２の開度を変化させることによって、温度切替室４に供給される冷気の風量を調節することができる。冷気風路２９と冷凍室５との接続部分には、冷気風路２９の冷凍室５への吹出口を開閉する冷凍室ダンパ３３が設けられている。冷凍室ダンパ３３の開度を変化させることによって、冷凍室５に供給される冷気の風量を調節することができる。冷却器２１によって生成された冷気は、庫内送風機２２によって冷気風路２９に送風される。そして、冷気は、冷気風路２９から冷蔵室ダンパ３１を通って冷蔵室３に供給され、冷気風路２９から温度切替室ダンパ３２を通って温度切替室４に供給され、冷気風路２９から冷凍室ダンパ３３を通って冷凍室５に供給される。
　冷蔵室３には、冷蔵室３内の温度を検出するための冷蔵室温度センサ３４が設けられている。冷蔵室温度センサ３４は、例えば冷蔵室３の背面側の内壁面に設けられている。温度切替室４には、温度切替室４内の温度を検出するための温度切替室温度センサ３５が設けられている。温度切替室温度センサ３５は、例えば温度切替室４の背面側の内壁面に設けられている。冷凍室５には、冷凍室５内の温度を検出するための冷凍室温度センサ３６が設けられている。冷凍室温度センサ３６は、例えば冷凍室５の背面側の内壁面に設けられている。冷蔵室温度センサ３４、温度切替室温度センサ３５および冷凍室温度センサ３６は、例えばサーミスタで構成される。
　また、本体部２には、冷蔵室戻り風路４０と、切替室戻り風路５０と、冷凍室戻り風路６０と、が設けられている。冷蔵室戻り風路４０は、冷蔵室３内の空気を冷却器室２３に導くための風路である。切替室戻り風路５０は、温度切替室４内の空気を冷却器室２３に導くための風路である。冷凍室戻り風路６０は、冷凍室５内の空気を冷却器室２３に導くための風路である。冷蔵室戻り風路４０、切替室戻り風路５０および冷凍室戻り風路６０は、互いに独立して設けられている。
　冷蔵室戻り風路４０は、冷蔵室３に開口する冷蔵室戻り風路入口４２を有する。冷蔵室戻り風路入口４２は、冷蔵室３において冷気風路２９の吹出口とは離れて設けられている。冷蔵室戻り風路入口４２は、冷蔵室３の背面側の内壁面に設けられている。冷蔵室戻り風路４０は、冷却器室２３に開口する冷蔵室戻り口４１を有する。冷蔵室戻り口４１は、例えば、冷却器室２３の前面側の壁である前面壁２２３に形成されている。冷蔵室戻り口４１は、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して冷却器２１よりも上流側の位置に設けられている。冷蔵室３内の空気は、冷蔵室戻り風路入口４２から冷蔵室戻り風路４０を通って、冷蔵室戻り口４１から冷却器室２３へ流入する。
　切替室戻り風路５０は、温度切替室４に開口する切替室戻り風路入口５２を有する。切替室戻り風路入口５２は、温度切替室４の背面側の内壁面に設けられている。切替室戻り風路入口５２は、温度切替室４において冷気風路２９の吹出口とは離れて設けられている。切替室戻り風路５０は、冷却器室２３の前面壁２２３に開口する第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１Ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃを有し、第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂおよび第３分岐風路５０Ｃを含む。具体的に、切替室戻り風路５０は、１つの切替室戻り風路入口５２から冷却器室２３に至る途中で分岐して、複数の切替室戻り口、すなわち第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１Ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃの各々につながるように構成されている。第１分岐風路５０Ａは、切替室戻り風路５０の分岐部分から第１切替室戻り口５１Ａまでの部分である。第２分岐風路５０Ｂは、切替室戻り風路５０の分岐部分から第２切替室戻り口５１Ｂまでの部分である。第３分岐風路５０Ｃは、切替室戻り風路５０の分岐部分から第３切替室戻り口５１Ｃまでの部分である。
第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１Ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃは、冷却器室２３において冷却器２１に対向しかつ空気の流れ方向Ｄ１に対して互いに異なる位置に設けられている。冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して最も上流側には、第１切替室戻り口５１Ａが配置されている。第１切替室戻り口５１Ａの下流側には、第２切替室戻り口５１Ｂが配置されている。第２切替室戻り口５１Ｂの下流側には、第３切替室戻り口５１Ｃが配置されている。第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１Ｂおよび第３切替室戻り口５１Ｃはいずれも、空気の流れ方向Ｄ１に対して冷蔵室戻り口４１の下流側かつ後述する冷凍室戻り口６１の上流側に配置されている。つまり、第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１Ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃは、空気の流れ方向Ｄ１の上流側から下流側に向かって順に形成されている。
温度切替室４内の空気は、切替室戻り風路入口５２から第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂまたは第３分岐風路５０Ｃのいずれかを通って、第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂまたは第３切替室戻り口５１Ｃのいずれかから冷却器室２３へ流入する。なお、第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃがそれぞれ独立した切替室戻り風路入口を有し、互いに独立して構成されていてもよい。なお、切替室戻り風路５０は、第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂおよび第３分岐風路５０Ｃのうち、少なくとも２つに分岐していればよい。
　冷凍室戻り風路６０は、冷凍室５に開口する冷凍室戻り風路入口６２を有する。冷凍室戻り風路入口６２は、冷凍室５において冷気風路２９の吹出口とは離れて設けられている。冷凍室戻り風路入口６２は、冷凍室５の背面側の内壁面に設けられていればよい。冷凍室戻り風路６０は、冷却器室２３の前面壁２２３に開口する冷凍室戻り口６１を有する。冷凍室戻り口６１は、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して冷蔵室戻り口４１の下流側であって冷却器２１に対向する位置に設けられている。冷凍室戻り口６１は、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して冷蔵室戻り口４１の下流側であり、さらに第３切替室戻り口５１Ｃの下流側に設けられている。冷凍室５内の空気は、冷凍室戻り風路入口６２から冷凍室戻り風路６０を通って、冷凍室戻り口６１から冷却器室２３へ流入する。
　図４は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の冷却器室２３の構造を示す背面図である。図４を参照して、冷却器室２３内における冷蔵室戻り口４１、第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃおよび冷凍室戻り口６１の配置について詳述する。
　図４に示すように、冷却器室２３内に配置された冷却器２１は、表面が平滑であり薄板状の複数のフィン２１４が設けられた複数の伝熱管７１と、Ｕ字状に形成された複数の連結管７２と、を有する。伝熱管７１は、上下方向に配列されている。伝熱管７１は、例えば、上下方向に沿って８本配列されている。上下に隣接する２本の伝熱管７１は、左右方向の一端が連結管７２によって連結されている。これにより、ひと繋がりの冷媒管が形成されている。冷却器２１の冷媒管内を流通する冷媒は、最下段の伝熱管７１につながる冷却器入口側７３から、最上段の伝熱管７１につながる冷却器出口側７４へ流れる。空気の流れ方向Ｄ１は、冷却器２１の下方から上方に向かう方向であるため、最下段の伝熱管７１は、空気の流れ方向Ｄ１に対して複数の伝熱管７１のうち最上流側に配置されている。また、最上段の伝熱管７１は、空気の流れ方向Ｄ１に対して複数の伝熱管７１のうち最下流側に配置されている。よって、減圧装置２６から流入してくる低温の気液二相状態の冷媒は、冷却器入口側７３から空気の流れ方向Ｄ１に対して最上流側の伝熱管７１を流通し、段々と下流側の伝熱管７１を流れて冷却器出口側７４に至る。冷却器２１を流れる二相状態の冷媒は、冷却器入口側７３から冷却器出口側７４に進むにつれて、伝熱管７１の外側を流れる空気と熱交換を行う。これにより、二相状態の冷媒は、冷媒内の液相が蒸発しながら伝熱管７１内を流れる。通常、冷却器入口側７３における冷媒の温度は、冷却器出口側７４における冷媒の温度よりも低い。
　冷却器室２３には、冷却器室最下部領域７５、冷却器下部領域７６、冷却器中下部領域７７、冷却器中上部領域７８および冷却器上部領域７９の５つの領域が設定されている。冷却器室最下部領域７５は、冷却器室２３において冷却器２１の下方に位置する領域であり、空気の流れ方向Ｄ１に対しては冷却器室２３において最上流側に位置する領域である。冷却器下部領域７６、冷却器中下部領域７７、冷却器中上部領域７８および冷却器上部領域７９は、いずれも冷却器室２３において冷却器２１と重なる位置にある領域である。冷却器下部領域７６が最も下方に位置し、冷却器下部領域７６の上方に冷却器中下部領域７７が位置し、冷却器中下部領域７７の上方に冷却器中上部領域７８が位置している。冷却器上部領域７９は、これら４つの領域のうち最も上方に位置している。空気の流れ方向Ｄ１に対しては、上流側から冷却器下部領域７６、冷却器中下部領域７７、冷却器中上部領域７８、冷却器上部領域７９が、この順に並んでいる。
　冷蔵室戻り口４１は、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して冷却器２１の上流側の位置として、例えば冷却器室最下部領域７５に設けられる。また、冷凍室戻り口６１は、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して冷蔵室戻り口４１の下流側であって冷却器２１に対向する位置として、例えば冷却器上部領域７９に設けられる。複数の切替室戻り口は、冷却器室２３において冷却器２１に対向しかつ空気の流れ方向Ｄ１に対して互いに異なる位置として、例えば冷却器下部領域７６、冷却器中下部領域７７および冷却器中上部領域７８にそれぞれ設けられる。具体的には、第３切替室戻り口５１Ｃは、冷却器中上部領域７８に設けられ、第２切替室戻り口５１Ｂは、冷却器中下部領域７７に設けられ、第１切替室戻り口５１Ａは、冷却器下部領域７６に設けられる。
　このような配置の違いにより、各貯蔵室から冷却器室２３に戻る空気が冷却器２１に流入してから流出するまでの熱交換を行う距離である「熱交換距離」が変化し、各貯蔵室から戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う伝熱面積が変化する。通常、冷蔵庫１内の温度には、冷蔵室３内の温度＞温度切替室４内の温度＞冷凍室５内の温度という関係がある。このため、冷蔵室３から冷却器室２３に戻る空気である「冷蔵室戻り空気」を最も多く冷却する必要があり、次いで温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気である「温度切替室戻り空気」を多く冷却する必要がある。そして、冷凍室５から冷却器室２３に戻る空気である「冷凍室戻り空気」を冷却する量は、最小になると考えられる。
　冷蔵室戻り風路４０の冷蔵室戻り口４１を冷却器室最下部領域７５に設けることにより、冷蔵室戻り空気は、冷却器２１の入口から出口まで、すなわち空気の流れ方向Ｄ１における冷却器２１の上流側の端部から下流側の端部まで通過する。よって、冷蔵室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が最長になり、冷蔵室戻り空気と冷却器２１との伝熱面積も最大になる。
　一方、冷凍室戻り風路６０の冷凍室戻り口６１を冷却器上部領域７９に設けることにより、冷凍室戻り空気は、空気の流れ方向Ｄ１における冷却器２１の上流側の端部と下流側の端部との間の部分から下流側の端部まで通過する。よって、冷凍室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が比較的短くなり、冷却器２１との伝熱面積を抑制することができる。これにより、冷凍室戻り空気が冷却器２１によって冷やされ過ぎることが防止され、必要最小限の熱交換が行われることで、冷却器２１の熱負荷が低減される。
　さらに、切替室戻り風路５０の第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃは、冷却器下部領域７６から冷却器中上部領域７８までの間に設けられている。そのため、温度切替室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が、冷蔵室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離よりも短く、冷凍室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離よりも長くなる。これにより、冷却器２１における冷蔵室戻り空気の冷却量と冷凍室戻り空気の冷却量の間の冷却量で、温度切替室戻り空気を冷却することができる。そして、このように熱交換量を最適化し、最小限に抑えることで、冷却器２１と空気との温度差も最適化でき、冷却器２１への着霜を抑制することが可能となる。
また、冷却器室２３には、冷却器室温度を測定する冷却器室温度センサ４７が設けられている。冷却器室温度は、冷却器室２３の空気の温度である。冷却器室温度センサ４７は、測定結果を制御装置に送信する。
　図５は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の冷却器室２３の構造を示す断面模式図である。図５に示すように、冷却器室２３の冷却器２１に取り付けられた複数のフィン２１４は、それぞれ、冷却器室２３の奥行き方向の断面において直方体形状のプレート型である。複数のフィン２１４は、それぞれ、奥行き方向の断面における長手方向が冷蔵庫１の奥行き方向に沿うように配置されている。複数のフィン２１４は、それぞれ、奥行き方向の断面における短手方向が冷蔵庫１の高さ方向に沿うように配置されている。複数のフィン２１４は、冷蔵庫１の高さ方向に積層されている。複数のフィン２１４は、冷却器２１が冷却器室２３に収容された状態で、前面が冷却器室２３の前面側の壁である前面壁２２３に対向している。複数のフィン２１４は、冷却器室２３の前面壁２２３に形成された第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃと対向するように配置されている。また、複数のフィン２１４は、一部が冷却器室２３の前面壁２２３に形成された冷凍室戻り口６１と対向するように配置されていている。また、複数のフィン２１４は、冷却器２１が冷却器室２３に収容された状態で、背面が、冷却器室２３の背面側の壁である背面壁２２４に対向している。
　フィン２１４は、第１切替室戻り口５１Ａに対向する位置に配置されている。第１切替室戻り口５１Ａは、複数の切替室戻り口のうち、空気の流れ方向Ｄ１の最も下流側に位置している。
　また、冷蔵庫１は、図４および図５に示すように、風路切替装置として、第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂ、および第３分岐風路ダンパ８１Ｃを有している。第１分岐風路ダンパ８１Ａは、第１分岐風路５０Ａに設けられており、第１分岐風路５０Ａの第１切替室戻り口５１Ａを開閉するダンパである。第２分岐風路ダンパ８１Ｂは、第２分岐風路５０Ｂに設けられており、第２分岐風路５０Ｂの第２切替室戻り口５１Ｂを開閉するダンパである。第３分岐風路ダンパ８１Ｃは、第３分岐風路５０Ｃに設けられており、第３分岐風路５０Ｃの第３切替室戻り口５１Ｃを開閉するダンパである。
第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂまたは第３分岐風路ダンパ８１Ｃのうちのいずれか１つを開き、残りの２つを閉じることで、第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂまたは第３切替室戻り口５１Ｃのうちのいずれか１つが開放され、残りの２つが閉止される。これにより、複数の第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃのうちのいずれか１つに切り替えることができる。また、第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂ、および第３分岐風路ダンパ８１Ｃのすべてを閉じることで、第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃのすべてが閉止される。これにより、切替室戻り風路５０における戻り空気の流れを遮断することができる。
　図６は、実施の形態１に係る冷蔵庫１を示す機能ブロック図である。図６に示すように、制御装置９０は、操作パネル６、庫内送風機２２、圧縮機２４、冷蔵室ダンパ３１、温度切替室ダンパ３２、冷凍室ダンパ３３、冷蔵室温度センサ３４、温度切替室温度センサ３５、冷凍室温度センサ３６、第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂおよび第３分岐風路ダンパ８１Ｃ、除霜ヒータ４５、ならびに冷却器室温度センサ４７のそれぞれと、例えば信号線により電気的に接続されている。制御装置９０には、冷蔵室温度センサ３４、温度切替室温度センサ３５、冷凍室温度センサ３６、外気温度センサ４６、および冷却器室温度センサ４７の各々による検出信号、ならびに操作パネル６の操作部からの操作信号が入力される。制御装置９０は、入力される各信号に基づいて、冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５の室内がそれぞれ設定された温度に維持されるように、予め記憶された動作プログラムに従って、圧縮機２４の出力、庫内送風機２２の送風量、各ダンパの開度、および除霜ヒータ４５の通電状態を制御する。制御装置９０は、入力される各信号に基づいて、操作パネル６の表示部に各貯蔵室の温度等に関する表示信号を出力する。
　図７は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の制御装置９０による温度制御に関連する機能ブロック図である。図７に示すように、実施の形態１では、制御装置９０は、温度設定部９１、温度取得部９２、機器制御部９３、および記憶部９４を有する。記憶部９４には、温度制御に用いられる各種データおよび動作プログラムが記憶されている。
制御装置９０は、通常運転および除霜運転を実行する。通常運転は、冷蔵庫１内の被冷却物を冷却するための運転である。除霜運転は、冷却器２１に付いた霜を取り除くための運転である。
　温度設定部９１は、操作パネル６の操作部からの操作信号に従って、冷蔵室３、温度切替室４および冷凍室５の各貯蔵室の設定温度を設定する。温度取得部９２は、通常運転において、温度設定部９１によって設定された各貯蔵室の設定温度と、各貯蔵室に設けられた温度センサによって検出された室内温度とを比較し、比較結果を機器制御部９３へ出力する。温度取得部９２は、冷蔵室３の設定温度と冷蔵室温度センサ３４によって検出された室内温度とを比較する。また、温度取得部９２は、温度切替室４の設定温度と温度切替室温度センサ３５によって検出された室内温度とを比較する。また、温度取得部９２は、冷凍室５の設定温度と冷凍室温度センサ３６によって検出された室内温度とを比較する。機器制御部９３は、通常運転において、温度取得部９２による比較結果に基づき、各貯蔵室に設けられた温度センサによって検出された室内温度が設定温度となるように、圧縮機２４、庫内送風機２２、冷蔵室ダンパ３１、温度切替室ダンパ３２および冷凍室ダンパ３３、ならびに第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂおよび第３分岐風路ダンパ８１Ａを制御する。また、温度取得部９２は、除霜運転において、冷蔵室温度センサ３４、温度切替室温度センサ３５、冷凍室温度センサ３６、外気温度センサ４６、および冷却器室温度センサ４７の測定結果を取得し、機器制御部９３に出力する。機器制御部９３は、除霜運転において、温度取得部９２から出力された各センサの測定結果に基づいて、圧縮機２４、庫内送風機２２、除霜ヒータ４５、冷蔵室ダンパ３１、温度切替室ダンパ３２および冷凍室ダンパ３３、ならびに第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂおよび第３分岐風路ダンパ８１Ａを制御する。
　通常運転における風路について詳しく説明する。制御装置９０は、温度切替室４の基準温度に基づいて、第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂ、および第３分岐風路ダンパ８１Ｃに第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃを切り替えさせる。温度切替室４の基準温度としては、温度設定部９１によって設定された温度切替室４の設定温度が用いられ、この設定温度に基づいて、切り替える第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃが選択される。記憶部９４には、例えば、温度切替室４の設定温度とその設定温度に適した分岐風路とが関連付けられたデータが予め記憶されている。機器制御部９３は、温度設定部９１によって設定された温度切替室４の設定温度と記憶部９４に記憶されている当該データとを参照して、第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃのうち、いずれに切り替えるかを選択する。そして、機器制御部９３は、選択した切替室戻り風路に切り替わるように風路切替装置の第１分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂおよび第３分岐風路ダンパ８１Ｃを制御する。
　温度切替室４の設定温度と切替室戻り風路とは、例えば次のように関連付けられる。第１分岐風路５０Ａ、第２分岐風路５０Ｂ、および第３分岐風路５０Ｃはそれぞれ、空気の流れ方向Ｄ１に対して互いに異なる位置に設けられた第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃを有している。温度切替室４の設定温度が相対的に高い場合には、空気の流れ方向Ｄ１においてより上流側に位置する切替室戻り口を有する分岐風路が関連付けられる。温度切替室４の設定温度が相対的に低い場合には、空気の流れ方向Ｄ１においてより下流側に位置する切替室戻り口を有する分岐風路が関連付けられる。温度切替室４の設定温度が相対的に高い場合、温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気を冷却するのに必要な冷却量が増大すると考えられる。よって、温度切替室４から戻る空気を、空気の流れ方向Ｄ１に対してより上流側に位置する切替室戻り口から冷却器２１に流入させることで、冷却器２１における熱交換距離が十分に確保され、必要な冷却を行うことができる。一方で、温度切替室４の設定温度が相対的に低い場合には、温度切替室４から戻る空気を、空気の流れ方向Ｄ１に対して下流側に位置する切替室戻り口から冷却器２１に流入させる。これより、冷却器２１における熱交換距離が必要以上に延長されることなく、必要最小限の熱交換距離を確保するにとどめられ、冷却器２１の熱負荷を低減させることができる。
　温度切替室４は、３つの温度帯に調整でき、３つの温度範囲の空気が流通する第１切替室戻り口５１Ａ、第２切替室戻り口５１ｂ、および第３切替室戻り口５１Ｃが設けられている。例えば、温度切替室４がチルド温度帯に設定されている場合には、空気の流れ方向Ｄ１に対して最も上流側に配置されている第１切替室戻り口５１Ａを有する第１分岐風路５０Ａが選択されるように設定される。温度切替室４が過冷却温度帯に設定されている場合には、空気の流れ方向Ｄ１に対して第１切替室戻り口５１Ａの次に上流側に配置されている第２切替室戻り口５１Ｂを有する第２分岐風路５０Ｂが選択されるように設定される。また、温度切替室４がソフトフリージング温度帯に設定されている場合には、空気の流れ方向Ｄ１に対して最も下流側に配置されている第３切替室戻り口５１Ｃを有する第３分岐風路５０Ｃを選択するように設定される。熱交換距離は、温度切替室４がチルド温度帯に設定されている場合の温度切替室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が最長であり、温度切替室４が過冷却温度帯に設定されている場合の温度切替室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が次いで長い。そして、温度切替室４がソフトフリージング温度帯に設定されている場合の温度切替室戻り空気と冷却器２１との熱交換距離が最短となる。
　このような関係に基づいて、制御装置９０は、３つの分岐風路を切り替える。例えば、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度がチルド温度帯に含まれる第１温度帯である場合、第１分岐風路ダンパ８１Ａのみを開き、第１切替室戻り口５１Ａを開放させ、第１分岐風路５０Ａに切り替える。また、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度が第１温度帯よりも低い過冷却温度帯に含まれる第２温度帯である場合、第２分岐風路ダンパ８１Ｂのみを開き、第２切替室戻り口５１Ｂを開放させ、第２分岐風路５０Ｂに切り替える。また、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度が第２温度帯よりも低いソフトフリージング温度帯に含まれる第３温度帯である場合、第３分岐風路ダンパ８１Ｃのみを開き、第３切替室戻り口５１Ｃを開放させ、第３分岐風路５０Ｃに切り替える。なお、第１分岐風路ダンパ８１Ａのみが開いている状態が本開示の風路切替装置の「第１状態」に相当し、第２分岐風路ダンパ８１Ｂのみが開いている状態が本開示の風路切替装置の「第２状態」に相当する。
　図８は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の制御装置９０のハードウェア構成の一例を示す図である。図８に示すように、制御装置９０の機能は、例えば、ハードウェア構成の処理回路として実現される。制御装置９０の機能は、例えば、プロセッサ９５がメモリ９６に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、制御装置９０の機能は、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、制御装置９０の機能のうち一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ９５およびメモリ９６を用いて実現するようにしてもよい。
　このように、冷蔵庫１は、温度切替室４からの戻り空気が、冷蔵温度帯から冷凍温度帯までの広い範囲で設定温度を切り替えられる構成である。温度切替室４から空気が冷却器室２３へ戻る風路は、温度切替室４の設定温度に基づいて、空気の流れ方向Ｄ１に対して異なる位置に開口する切替室戻り口のうち適切な位置にある切替室戻り口を有する切替室分岐風路に切り替えられる。これにより、温度切替室４の設定温度に応じて、温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う距離および伝熱面積を適切に確保できる。このように温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが必要最小限の熱交換を行うことで、冷却器２１の熱負荷を抑制させることができ、これに伴い冷却器２１とともに冷凍サイクル２７を構成する圧縮機２４の仕事量を抑制することができる。
　また、複数の分岐風路の切替室戻り口はいずれも、空気の流れ方向Ｄ１に対して冷蔵室戻り口４１の下流側かつ冷凍室戻り口６１の上流側に配置されている。このような構成により、温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う距離を、冷蔵室３から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う距離と、冷凍室５から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う距離と、の間の範囲に調整することができる。これにより、温度切替室４に設定され得る冷蔵温度帯から冷凍温度帯までの範囲の温度に対応して、温度切替室４から冷却器室２３に戻る空気と冷却器２１とが熱交換を行う距離を確保することができる。
　また、温度切替室４は、０℃以上３℃未満のチルド温度帯と、－３℃以上０℃未満の過冷却温度帯と、－１０℃以上－５℃以下のソフトフリージング温度帯と、の少なくとも３つの温度帯に切り替え可能である。このような構成によって、温度切替室４を、チルド室、過冷却保存室またはソフトフリージング室として利用できる。例えば、チルド室としての利用では、冷蔵室３の容量不足を補うこと等ができ、過冷却保存室としての利用では、生鮮食品等を、品質を維持したまま保存することができる。また、ソフトフリージング室としての利用では、食品を即座に使用できるような態様で冷凍保存することができる。したがって、冷蔵庫１のユーザの利便性を向上させることができる。
　次に、冷却器室２３における空気の動きについて説明する。冷却器室２３には、冷蔵室３からの冷蔵室戻り空気、温度切替室４からの温度切替室戻り空気、および、冷凍室５からの冷凍室戻り空気が流入する。
　冷蔵室戻り空気は、冷蔵温度帯の空気である。冷蔵室戻り空気は、冷却器室２３の前面壁２２３に形成された冷蔵室戻り口４１から冷却器室２３に流入し、冷却器２１の最も上流側の位置に到達する。冷蔵室戻り口４１から流入した空気は、冷却器室２３の上方に移動して冷却器２１の最も上流側に到達し、冷却器２１と熱交換を行う。
　温度切替室戻り空気は、冷蔵温度帯から冷凍温度帯までで設定された温度切替室４の設定温度に応じた温度範囲の空気である。温度切替室戻り空気は、分岐風路がいずれか１つに切り替えられることで、冷却器室２３の前面壁２２３に形成された複数の切替室戻り口５１のいずれか１つから冷却器室２３に流入する。複数の切替室戻り口は、空気の流れ方向Ｄ１の上流側で冷蔵温度帯に最も近い温度範囲の温度切替室戻り空気を導き、空気の流れ方向Ｄ１の下流側にいくにつれて、より冷凍温度帯に近い温度範囲の温度切替室戻り空気を導く。
　温度切替室４が冷蔵温度帯に最も近い温度範囲に設定されている場合、温度切替室戻り空気は、冷却器室２３の前面壁２２３に形成された第１切替室戻り口５１Ａから冷却器室２３に流入する。温度切替室４が冷蔵温度帯に最も近い温度範囲に設定されている場合は、例えば、チルド温度帯に設定されている場合である。第１切替室戻り口５１Ａからの温度切替室戻り空気は、相対的に最も高い温度範囲の温度切替室戻り空気である。第１切替室戻り口５１Ａは、空気の流れ方向Ｄ１において冷蔵室戻り口４１の下流側で、且つ、複数の切替室戻り口のうち、最も上流側に配置されている。第１切替室戻り口５１Ａから流入した空気は、第１切替室戻り口５１Ａと対向する位置に取り付けられたフィン２１４に到達し、フィン２１４を介し、冷却器２１と熱交換を行う。
　温度切替室４が冷蔵温度帯と冷凍温度帯との中間の温度範囲に設定されている場合、温度切替室戻り空気は、第２切替室戻り口５１Ｂから冷却器室２３に流入する。温度切替室４が冷蔵温度帯と冷凍温度帯との中間の温度範囲に設定されている場合は、例えば、過冷却温度帯に設定されている場合である。第２切替室戻り口５１Ｂは、空気の流れ方向Ｄ１において第１切替室戻り口５１Ａの下流側であって、第３切替室戻り口５１Ｃの上流側に配置されている。第２切替室戻り口５１Ｂから流入した空気は、第２切替室戻り口５１Ｂと対向する位置に取り付けられたフィン２１４を介し、冷却器２１と熱交換を行う。
　温度切替室４が冷凍温度帯に最も近い温度範囲に設定されている場合、温度切替室戻り空気は、第３切替室戻り口５１Ｃから冷却器室２３に流入する。温度切替室４が冷凍温度帯に最も近い温度範囲に設定されている場合は、例えば、ソフトフリージング温度帯に設定されている場合である。第３切替室戻り口５１Ｃからの温度切替室戻り空気は、最も低い温度範囲の温度切替室戻り空気である。第３切替室戻り口５１Ｃは、空気の流れ方向Ｄ１において第２切替室戻り口５１Ｂの下流側であって、複数の切替室戻り口のうち、空気の流れ方向Ｄ１の最も下流側に配置されている。第３切替室戻り口５１Ｃから流入した空気は、第３切替室戻り口５１Ｃと対向する位置に取り付けられたフィン２１４を介し、冷却器２１と熱交換を行う。
　冷凍室戻り空気は、冷凍温度帯の空気である。冷凍室戻り空気は、空気の流れ方向Ｄ１において冷却器室２３の前面壁２２３に形成され冷却器２１の最も下流側に位置する冷凍室戻り口６１から冷却器室２３に流入する。冷凍室戻り口６１から流入した空気は、冷凍室戻り口６１と対向する位置に設けられたフィン２１４に到達し、フィン２１４を介し、冷却器２１と熱交換を行う。
　冷蔵室戻り口４１、第１切替室戻り口５１Ａ、および第２切替室戻り口５１Ｂから導かれる空気は、温度切替室戻り空気のうち、相対的に高い範囲の温度の空気である。第３切替室戻り口５１Ｃ、および冷凍室戻り口６１から導かれる空気は、温度切替室戻り空気のうち、相対的に低い範囲の温度の空気である。温度切替室戻り空気のうち、相対的に高い範囲の温度の空気と、この空気と熱交換を行う冷却器２１との温度差は、相対的に低い範囲の温度の空気と、この空気と熱交換を行う冷却器２１との温度差よりも大きくなる。一方、温度切替室戻り空気のうち、相対的に低い範囲の温度の空気は、この空気と熱交換を行う冷却器２１との温度差が、相対的に高い範囲の温度の空気と冷却器２１との温度差よりも小さくなる。
　なお、制御装置９０は、温度切替室４の基準温度として設定温度に基づいて、風路切替装置を制御していたが、これに限らない。温度切替室４の基準温度は、測定された温度切替室４の室内温度であってもよい。例えば、制御装置９０は、温度切替室４内の温度を検出する温度切替室温度センサ３５によって検出された室内温度に基づいて、風路切替装置を制御してもよい。このような構成により、温度切替室４が開かれて外気が流入し、室内温度が大きく上昇した場合に、その上昇した温度に応じて分岐風路を切り替えることができる。また、その上昇した温度に対応した冷却量で温度切替室戻り空気と冷却器２１との熱交換を行うことができる。さらに、温度切替室４の基準温度は、例えば、温度切替室４の設定温度と測定された室内温度との平均値であってもよい。温度切替室４の基準温度は、温度切替室４の設定温度と測定された室内温度との少なくとも一方に基づくものであればよい。
　また、温度切替室４において調整される温度帯の数と分岐風路との数は、上述した説明では一致していたが、特に限定されない。例えば、温度切替室４において調整される温度帯の数が３つに対して、分岐風路の数が２つであってもよい。この場合、一例としては、温度切替室４の温度帯がチルド温度帯および過冷却温度帯のいずれかの場合に、冷却器室２３において空気の流れ方向Ｄ１に対して上流側に位置する切替室戻り口を有する切替室分岐風路に切り替えるようにしてもよい。また、温度切替室４の温度帯がソフトフリージング温度帯の場合には、空気の流れ方向Ｄ１に対して下流側に位置する切替室戻り口を有する分岐風路に切り替えるようにしてもよい。
　次に、実施の形態１の冷蔵庫１における除霜運転について説明する。制御装置９０は、圧縮機２４が連続して運転している時間が第１の閾値時間を経過した場合、または圧縮機２４の前回の除霜運転の終了後から累計した積算運転時間が第２の閾値時間を経過した場合に通常運転から移行して除霜運転を開始する。第１の閾値時間は、実験等によって予め定められた時間であり、冷却器２１に着霜している可能性が高いとされている時間である。同様に、第２の閾値時間は、実験等によって予め定められた時間であり、冷却器２１に着霜している可能性が高いとされている時間である。除霜運転では、第１の制御、第２の制御、および第３の制御が行われる。
　第１の制御では、制御装置９０は、圧縮機２４および庫内送風機２２の運転を停止する。また、制御装置９０は、除霜ヒータ４５を非通電状態に維持する。さらに、制御装置９０は、冷蔵室ダンパ３１、温度切替室ダンパ３２、冷凍室ダンパ３３ならびに分岐風路ダンパ８１Ａ、第２分岐風路ダンパ８１Ｂ、第３分岐風路ダンパ８１Ｃを閉じる。圧縮機２４の停止後、圧縮機２４の運転中に凝縮器２５に溜まっていた高圧液状の冷媒はガス化し冷却器２１に流れ込み、冷却器２１にて放熱し凝縮する。第１の制御では、この凝縮潜熱を冷却器２１の除霜に利用する。制御装置９０は、第１の終了条件が満たされた場合、第１の制御を終了し、第２の制御を開始する。第１の終了条件は、例えば、第１の制御を開始してから所定の時間が経過することである。第１の終了条件における所定の時間は、冷却器２１において冷媒の凝縮が生じている時間であり、例えば２～３分程である。なお、凝縮潜熱の除霜に有効な時間は、冷媒回路に封入されている冷媒量のほか、圧縮機２４および凝縮器２５等の冷媒回路の各構成部品の能力によって多少変動するものの、霜への融解で失われる熱は凝縮潜熱の除霜に有効な時間を決める支配的な要因ではない。このため、第１の終了条件における所定の時間は約２～３分で固定されている。以下では、除霜運転において、第１の制御が行われる期間を、潜熱利用期間と称することがある。
　第２の制御では、制御装置９０は、圧縮機２４を停止状態に維持し、除霜ヒータ４５を非通電状態に維持する。また、制御装置９０は、庫内送風機２２を運転させる。さらに、制御装置９０は、温度切替室４の室内温度が０℃より高い場合、第１切替室戻り口１５１Ａ、第２切替室戻り口１５１Ｂ、および第３切替室戻り口１５１Ｃの何れかを通常運転と同様に開放し、切替室戻り風路１５０における戻り空気を通過させる。また、制御装置９０は、各貯蔵室内の貯蔵物が凍結しない範囲で、例えば冷蔵室ダンパ３１、および温度切替室ダンパ３２を開く。
　ここで、除霜時の冷却器２１の温度は霜の温度と略等しい値を示す。霜の温度変化は、（１）霜がマイナス温度から０℃に至るまでの顕熱変化の部分、（２）霜の融解時（個体から液体への相変化の時）に見られる０℃で一定の潜熱変化の部分、および（３）霜が溶けきった後の０℃より温度が高くなる顕熱変化の部分からなる。霜、つまり氷の比熱は約２ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）であり、霜の融解潜熱は約３３５ｋＪ／ｋｇであり、水の比熱は約４．２ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）である。このため、冷蔵庫１の冷却器２１の霜を溶かす場合、潜熱変化（相変化）時に非常に多くの熱量が必要となる。また、除霜時において、特に霜が比較的多く存在する場合には、冷却器２１の温度が０℃で一定となる時間が長くなる傾向となる。言い換えると、霜は、０℃で一定の相変化をする時に非常に多くの熱を吸熱しうる冷熱源であるといえる。
　したがって、冷蔵庫１内の０℃より高い温度を有する空気を庫内送風機２２によって、冷蔵庫１内を循環させることで、霜を溶かす融解エネルギーとして利用することが出来る。特に、０℃より高い温度の貯蔵室の戻り空気の熱量で霜を解かす効果に加えて、庫内送風機２２により、冷蔵庫１内の０℃より高い温度を有する空気を冷却器室２３内で対流させることで、冷却器２１と空気との熱伝達効率が高まる。
　制御装置９０は、第２の終了条件が満たされた場合、第２の制御を終了し、第３の制御を開始する。第２の終了条件は、冷蔵庫１内の各貯蔵室の温度状態によって決定される。第２の制御において開かれるダンパ、および第２の終了条件など、第２の制御の詳細については後述する。以下では、除霜運転において、第２の制御が行われる期間を、庫内送風機運転期間と称することがある。
　第３の制御では、制御装置９０は、圧縮機２４を停止状態に維持し、庫内送風機２２の運転を停止する。また、制御装置９０は、除霜ヒータ４５に通電状態にし、運転させる。除霜ヒータ４５は、第３の制御の間継続して通電される。さらに、制御装置９０は、冷蔵室ダンパ３１、温度切替室ダンパ３２および冷凍室ダンパ３３を閉じた状態にする。第３の制御では、除霜ヒータ４５から発せられる熱によって、冷却器２１の除霜を行う。
　制御装置９０は、第３の終了条件が満たされた場合、第３の制御を終了し、冷蔵庫１の運転モードを、除霜運転前の通常運転に復帰させる。第３の終了条件は、冷却器室温度センサ４７が検知する冷却器室温度が終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄに到達することである。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄは、冷却器２１の大きさにもよるが、例えば、１０℃～１５℃前後で設定される。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが０℃より大きい値であるのは、上述したように、霜の融解には多くの熱エネルギーが必要となるためである。冷却室温度の上昇に必要とされる熱容量と、霜が融解するために必要とする熱容量とは異なり、霜融解には多くの熱量が必要となる。よって、終了閾値温度を０℃に近い温度にしてしまうと、霜が融解しきる前に冷却器室温度センサ４７の温度が霜取完了温度に到達してしまい、霜の融解が終わらないまま除霜運転が終了してしまう虞が生じてしまう。以下では、除霜運転において、第３の制御が行われる期間を、除霜ヒータ運転期間と称することがある。
　図９は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の除霜運転を示すフローチャートである。図９を用いて、除霜運転の流れについて説明する。まず、制御装置９０は、圧縮機２４が連続して運転している時間が第１の閾値時間を経過したか、または圧縮機２４の累計した運転時間が第２の閾値時間を経過したかを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の条件が満たされない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御装置９０は、ステップＳ１０１が満たされるまで処理を繰り返す。
　ステップＳ１０１が満たされた場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御装置９０は、除霜運転の開始を決定する（ステップＳ１０２）。制御装置９０は、除霜運転として、まず第１の制御を行う（ステップＳ１０３）。続いて、制御装置９０は、第１の終了条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。第１の終了条件が満たされない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御装置９０は、第１の制御を継続する（ステップＳ１０３）。
　第１の終了条件が満たされた場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御装置９０は、第２の制御を行う（ステップＳ１０５）。続いて、制御装置９０は、第２の終了条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。第２の終了条件が満たされない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、制御装置９０は、第２の制御を継続する（ステップＳ１０５）。
　第２の終了条件が満たされた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、制御装置９０は、第３の制御を行う（ステップＳ１０７）。続いて、制御装置９０は、第３の終了条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。第３の終了条件が満たされない場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、制御装置９０は、第３の制御を継続する（ステップＳ１０７）。
　第３の終了条件が満たされた場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、制御装置９０は、除霜運転を終了し、冷蔵庫１の運転モードを、通常運転に復帰させる（ステップＳ１０９）。
　図１０～図１４は、実施の形態１に係る冷蔵庫１の第２の制御を示すフローチャートである。ここで、第２の制御について、図１０～図１４を用いて詳しく説明する。図１０～図１４では、第２の制御について一連の処理が示されている。また、図１０～図１４では、設定温度が０℃以上である貯蔵室が、冷蔵室３と温度切替室４との２種である場合を例にしている。図１１は、冷蔵室３に関係する処理を示し、図１２は、温度切替室４に関係する処理を示している。また、図１２に示された処理と、図１３に示された処理とが図１１に示された処理に続いて、並列して実行される。
　まず、庫内送風機２２の運転が行われ、図１０に示すように、第２の制御が開始される（ステップＳ２０１）。なお、庫内送風機２２回転数は、１２００ｒｐｍ～２３００ｒｐｍの範囲で設定可能であるところ、庫内送風機２２が運転を開始した段階では制御上の最低の回転数に設定される。制御装置９０は、外気温度センサ４６による外気温度Ｔ－ＡＴｔｈの計測を開始する（ステップＳ２０２）。次に、制御装置９０は、冷蔵室３に設けられた温度センサを用いて冷蔵室温度Ｔ－Ｒｔｈの計測を開始する（ステップＳ２０３）。同様に、制御装置９０は、温度切替室４に設けられた温度センサを用いて温度切替室温度Ｔ－Ｓｔｈの計測を開始する（ステップＳ２０４）。続いて、制御装置９０は、各温度センサの時間分解能Δｔを記憶部９４から取得する（ステップＳ２０５）。さらに、制御装置９０は、冷蔵室３および温度切替室４のうち、０℃以上に設定温度が設定されている貯蔵室を確認する（ステップＳ２０６）。なお、以降の処理では、冷蔵室３および温度切替室４がともに設定温度が０℃以上である場合を例にしている。そして、制御装置９０は、以降の処理で用いる各フラグを初期化する（ステップＳ２０７）。つまり、制御装置９０は、冷蔵室３フラグＲ、温度切替室４フラグＳ、冷蔵室温度傾きフラグＺ１、および温度切替室温度傾きフラグＺ２のそれぞれに０を設定する。
　図１１に示すように、制御装置９０は、冷蔵室温度Ｔ－Ｒｔｈが０℃より大きいか否かを確認する（ステップＳ２０８）。冷蔵室温度Ｔ－Ｒｔｈが０℃以下である場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、制御装置９０は、冷蔵室ダンパ３１を閉状態とし（ステップＳ２０９）、冷却器室２３との空気循環が起こらないようにする。
　冷蔵室温度Ｔ－Ｒｔｈが０℃より大きい場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、制御装置９０は、冷蔵室ダンパ３１を開状態とし（ステップＳ２１０）、冷蔵室３フラグＲに１を追加する（ステップＳ２１１）。また、制御装置９０は、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎを初期化し、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎの計測を開始する（ステップＳ２１２）。
　庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎの計測が開始されると、ステップＳ２１３からステップＳ２２１までの工程で、制御装置９０は、予め定められた時間間隔Δｔ毎に、冷蔵室３の温度を取得し、時間間隔Δｔにおける冷蔵室３の温度上昇傾きを算出する。時間間隔Δｔは、霜の融解にはある程度の時間を要するため、数秒程度の短時間ではなく、約３０秒～１分程度である。具体的に、制御装置９０は、カウントｊを初期化する（ステップＳ２１３）。次に、制御装置９０は、時間ｔにおける冷蔵室温度Ｔ－ＲｔｈをＴｒ１として記録する（ステップＳ２１４）。そして、制御装置９０は、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが時間間隔Δｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが時間間隔Δｔ未満である場合（ステップＳ２１５：ＮＯ）、ステップＳ２１５の条件が満たされまで、処理を繰り返す。
　庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが間隔Δｔ以上である場合（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、制御装置９０は、時間ｔ＋Δｔにおける冷蔵室温度Ｔ－ＲｔｈをＴｒ２として記録する（ステップＳ２１６）。ここで、制御装置９０は、Ｔｒ２が０℃より大きいか否かを判定する（ステップＳ２１７）。Ｔｒ２が０℃以下である場合（ステップＳ２１７：ＮＯ）、制御装置９０は、冷蔵室３フラグＲに０を設定する（ステップＳ２１８）。
　Ｔｒ２が０℃より大きい場合（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、制御装置９０は、記録したＴｒ２からＴｒ１を減算し、さらにその値を時間間隔Δｔによって除した値の絶対値を、温度変化傾きΔＴｒ（ｊ）として算出する（ステップＳ２１９）。そして、制御装置９０は、カウントｊが０であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。カウントｊが０でない場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、制御装置９０は、最近の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ）が前回の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ－１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２１）。
カウントｊが０である場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、または最近の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ）が前回の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ－１）以上である場合（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、制御装置９０は、カウントｊに１を追加する（ステップＳ２２２）。そして、制御装置９０は、次の時間間隔Δｔでの温度変化傾きΔＴｒ（ｊ）を算出する（ステップＳ２１４～ステップＳ２１９）。
最近の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ）が前回の温度変化傾きΔＴｒ（ｊ－１）未満である場合（ステップＳ２２１：ＮＯ）、制御装置９０は、冷蔵室温度傾きフラグＺ１に１を設定する（ステップＳ２２３）。
　図１２に示すように、制御装置９０は、ステップＳ２０８～Ｓ２２３で説明した処理と並列してステップＳ３０８～Ｓ３２３の処理を実行する。制御装置９０は、温度切替室温度Ｔ－Ｓｔｈが０℃より大きいか否かを確認する（ステップＳ３０８）。温度切替室温度Ｔ－Ｓｔｈが０℃以下である場合（ステップＳ３０８：ＮＯ）、制御装置９０は、温度切替室ダンパ３２を閉状態とし（ステップＳ３０９）、冷却器室２３との空気循環が起こらないようにする。
　温度切替室温度Ｔ－Ｓｔｈが０℃より大きい場合（ステップＳ３０８：ＹＥＳ）、制御装置９０は、温度切替室ダンパ３２を開状態とし（ステップＳ３１０）、温度切替室４フラグＳに１を追加する（ステップＳ３１１）。また、制御装置９０は、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎを初期化し、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎの計測を開始する（ステップＳ３１２）。
　庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎの計測が開始されると、ステップＳ３１３からステップＳ３２１までの工程で、制御装置９０は、予め定められた時間間隔Δｔ毎に、温度切替室４の温度を取得し、時間間隔Δｔにおける温度切替室４の温度上昇傾きを算出する。具体的に、制御装置９０は、カウントｗを初期化する（ステップＳ３１３）。次に、制御装置９０は、時間ｔにおける温度切替室温度Ｔ－ＳｔｈをＴｓ１として記録する（ステップＳ３１４）。そして、制御装置９０は、庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが時間間隔Δｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１５）。庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが時間間隔Δｔ未満である場合（ステップＳ３１５：ＮＯ）、ステップＳ３１５の条件が満たされまで、処理を繰り返す。
　庫内送風機運転時間ｔ－ｆａｎが間隔Δｔ以上である場合（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、制御装置９０は、時間ｔ＋Δｔにおける温度切替室温度Ｔ－ＳｔｈをＴｓ２として記録する（ステップＳ３１６）。ここで、制御装置９０は、Ｔｓ２が０℃より大きい否かを判定する（ステップＳ３１７）。Ｔｓ２が０℃以下である場合（ステップＳ３１７：ＮＯ）、制御装置９０は、温度切替室４フラグＳに０を設定する（ステップＳ３１８）。
　Ｔｓ２が０℃より大きい場合（ステップＳ３１７：ＹＥＳ）、制御装置９０は、記録したＴｓ２からＴｓ１を減算し、さらにその値を時間間隔Δｔによって除した値の絶対値を、温度変化傾きΔＴｓ（ｗ）として算出する（ステップＳ３１９）。そして、制御装置９０は、カウントｗが０であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。カウントｗが０でない場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、制御装置９０は、最近の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ）が前回の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ－１）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２１）。
カウントｗが０である場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、または最近の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ）が前回の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ－１）以上である場合（ステップＳ３２１：ＹＥＳ）、制御装置９０は、カウントｗに１を追加する（ステップＳ３２２）。そして、制御装置９０は、次の時間間隔Δｔでの温度変化傾きΔＴｓ（ｗ）を算出する（ステップＳ３１４～ステップＳ３１９）。
最近の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ）が前回の温度変化傾きΔＴｓ（ｗ－１）未満である場合（ステップＳ３２１：ＮＯ）、制御装置９０は、温度切替室温度傾きフラグＺ２に１を設定する（ステップＳ３２３）。
　図１３に示すように、前述のステップＳ２２３およびステップＳ３２３の処理に続いて、制御装置９０は、冷蔵室温度傾きフラグＺ１が１かつ温度切替室温度傾きフラグＺ２が１であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。冷蔵室温度傾きフラグＺ１または温度切替室温度傾きフラグＺ２の少なくとも一方が１でない場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）、いずれかの貯蔵室が、最近の温度変化傾きが前回のタイミングで確認した温度変化傾き以上である。この場合、制御装置９０は、ステップＳ２０８およびステップＳ３０８の処理を実行し、第２の制御を継続する。冷蔵室温度傾きフラグＺ１が１かつ温度切替室温度傾きフラグＺ２が１である場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、いずれの貯蔵室も、最近の温度変化傾きが前回タイミングで確認したよりも小さく、霜と庫内空気との熱交換の効率が低下していると判断される。この場合、制御装置９０は、庫内送風機２２回転数を１ランク上げる（ステップＳ４０２）。ここで、１ランクは、２００～３００ｒｐｍ前後の回転数である。そして、制御装置９０は、冷蔵室温度傾きフラグＺ１および温度切替室温度傾きフラグＺ２を初期化し（ステップＳ４０３）、ステップＳ２０８およびステップＳ３０８の処理を実行し、第２の制御を継続する。
　図１４に示すように、前述のステップＳ２０９、Ｓ２１８、Ｓ３０９、およびＳ３１８の処理に続いて、制御装置９０は、フラグチェックを行い（ステップＳ５０１）、冷蔵室３フラグＲが０かつ温度切替室４フラグＳが０であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。冷蔵室３フラグＲまたは温度切替室４フラグＳの少なくとも一方が０でない場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）、制御装置９０は、ステップＳ２０８およびステップＳ３０８の処理を実行し、第２の制御を継続する。冷蔵室３フラグＲが０かつ温度切替室４フラグＳが０である場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、制御装置９０は、第２の制御を終了し（ステップＳ５０３）、第３の制御に移行する（ステップＳ５０４）。
このように、冷蔵庫１は、複数の貯蔵室のそれぞれに冷気を吹き出す複数の吹出口を開閉する複数のダンパを有する。また、制御装置９０は、第２の制御において、複数の温度センサにより測定された複数の貯蔵室の温度に基づいて、複数のダンパのうち、貯蔵室内の温度が０℃より大きい温度で保たれている貯蔵室のダンパを開き、庫内送風機２２の運転を開始させている。また、制御装置９０は、複数のダンパのうち、貯蔵室内の温度が０℃以下になった貯蔵室に対応するダンパを閉じ、複数のダンパのすべてが閉じられた状態になった場合、第２の制御を終了し、第３の制御を実行する。
　図１５は、従来の冷蔵庫２０１の除霜運転における冷却器室２３の温度と消費電力との時間変化を説明するための図である。図１６は、実施の形態１の冷蔵庫２０１の除霜運転における冷却器室２３の温度と消費電力との時間変化を説明するための図である。図１７は、従来の冷蔵庫２０１の除霜運転における電力消費量と、実施の形態１の冷蔵庫２０１の除霜運転における電力消費量とを比較するための図である。図１７では、上段が従来の冷蔵庫２０１の除霜運転における電力消費量を示し、下段が実施の形態１の冷蔵庫２０１の除霜運転における電力消費量を示している。図１５～図１７を用いて、実施の形態１による電力消費量の抑制効果について説明する。
　図１５に示すように、従来の冷蔵庫では、除霜運転を開始した際に即時に除霜ヒータ４５に通電し、除霜ヒータ４５の熱により除霜運転を行う。これに対して、図１６に示すように、実施の形態１の除霜運転では、除霜ヒータ４５に通電を行う第３の制御の前に、冷却器２１で生じる凝縮潜熱を用いて除霜を行う第１の制御、および貯蔵室の空気を用いて除霜を行う第２の制御を行う。つまり、実施の形態１では、圧縮機２４を停止させた場合に冷却器２１で発生する凝縮により発生する熱（凝縮潜熱）、および冷蔵庫１内の０℃より高い温度の貯蔵室の戻り空気の熱を、霜を溶かす融解エネルギーとして利用する。図１７に示すように、一般的な冷蔵庫１で採用されている除霜ヒータ４５のみを使用する除霜運転では、領域ＡＲ１で示されている分の消費電力量が必要になっている。これに対して、実施の形態１では、第１の制御および第２の制御を行うことで、領域ＡＲ２で示されている分の消費電力量を削減することができる。また、ヒータ通電期間が短くなることで、領域ＡＲ３で示されている分の消費電力量を削減することができる。したがって、実施の形態１では、省エネルギー性に優れた除霜運転を実現することが出来る。
　以上のように、実施の形態１によれば、除霜運転において、第１の制御、第２の制御、および第３の制御が順に行われる。第１の制御では、圧縮機２４、庫内送風機２２、および除霜ヒータ４５を停止状態にすることで、冷却器２１内で冷媒が凝縮し液化する際に外部に放出される潜熱によって除霜が行われる。第２の制御では、庫内送風機２２を運転することで、貯蔵室からの戻り冷気による除霜を行う。第３の制御では、除霜ヒータ４５を起動することで除霜を行う。このように、本開示によれば、第１の制御を、第２の制御および第３の制御の前に行い、冷凍サイクル２７の潜熱を除霜に利用している。これにより、第１の制御を行わない場合と比較して、庫内送風機２２および除霜ヒータ４５の使用時間および消費電力を減らしている。したがって、実施の形態１の冷蔵庫１は、省エネルギー性能を向上させることができる。
　特に、近年では、生活スタイルの様々な変化に伴い、設定温度が異なる複数の貯蔵室を設けた冷蔵庫、およびユーザの好みの温度および食材に適した温度に細かく設定温度を調整することが可能な温度切替室を備えた冷蔵庫が提案されている。そして、温度切替室を備える冷蔵庫においても、省エネルギー性能、または冷却性を最適化する技術の適用が望まれている。
　実施の形態１の温度切替室４は、温度切替室４の設定温度が冷凍温度帯から冷蔵温度帯までの広範囲にわたって切替えられる機能を有する。温度切替室４内の温度の変化に応じて、温度切替室４から戻る空気と、この空気と熱交換を行う冷却器２１表面との温度差が変化する。したがって、ユーザの温度切替室４の設定状態によっては、温度切替室４内の温度と冷却器２１に付着している霜とを比較して、大きく温度差が発生している場合があり、温度切替室４は霜を融解させることが可能な冷熱作用を保有していることがあった。
　実施の形態１では、温度切替室４を含め、冷蔵庫１が有している貯蔵室のそれぞれの温度を測定し、０℃より大きい温度が測定されている貯蔵室内の空気を冷却器２１に送ることで、温度切替室４内の存在していた空気を利用し、除霜を行っている。したがって、実施の形態１の冷蔵庫１は、省エネルギー性能を向上させることができる。
　また、実施の形態１では、第２の制御の前に第１の制御を行うことで、第２の制御において庫内送風機２２を運転するのに必要となる電力を抑制することができる。さらに、凝縮潜熱が除霜に有効である間は、凝縮潜熱での除霜を行いつつ、庫内送風機２２の運転を開始する前に、冷却器室２３内の温度均一化、すなわち霜の温度の均一化を図られている。これにより、周囲より冷え過ぎている霜を除去することができる。一般に、除霜運転においては、冷え過ぎている部分に熱量が集中してしまい、冷却器２１全体の除霜に対して熱量を有効に使えず、結果として除霜運転時間が伸びてしまうことが懸念される。除霜時間が伸びた場合、庫内送風機２２および除霜ヒータ４５の運転時間が延びてしまうため、電力が余計に消費され、省エネルギー性能が悪化する虞がある。しかしながら、実施の形態１では、温度分布の偏りをなくすことで、冷却器２１全体の除霜に対して熱量を有効に使うことができ、除霜運転時間が伸びてしまうことを抑制することができる。
　また、実施の形態１の制御装置は、第２の制御において、庫内送風機２２の回転数を最低の回転数に設定して庫内送風機２２の運転を開始する。そして、温度センサにより測定された貯蔵室の温度に基づいて一定の時間間隔ごとに貯蔵室の温度上昇傾きを算出し、最新の温度上昇傾きが前回の温度上昇傾き未満になり、図１３で示されたＳ４０２の処理を経るたびに庫内送風機の回転数を増加させている。つまり、庫内送風機２２の回転数は、低い回転数から徐々に高回転数に段階的に変更していくように制御されている。
　一般に、庫内送風機２２の回転数を最初から最大速で運転させると、冷却器室２３内の対流が速くなるため、霜と戻り空気の熱交換が最大効率で行えない。これは、対流させた空気の流速が速いために、冷却器室２３の壁側の空気の流速も速くなり、冷却器室２３の壁と空気との熱交換も促進されてしまうためである。実施の形態１では、庫内送風機２２の回転数を低い回転数から段階的に高い回転数になるように制御しているため、庫内送風機２２の電気入力を抑制でき、さらに０℃以上に温度設定されている各貯蔵室の空気を冷却室に均一に分散できる。このため、庫内送風機２２の回転数を最初から最大速で運転させた場合と比較して、貯蔵室の戻り冷気の余熱で効率的に霜を溶かすことができる。
　また、実施の形態１の第１の制御では庫内送風機２２を動かしていないため、第２の制御に移行したタイミングで庫内送風機２２が運転を開始する。この時に、第２の制御の開始から間もなく高回転数で庫内送風機２２を動かしてしまうと、冷蔵庫１から突然音が発せられ、ユーザに不快感を与える虞がある。実施の形態１では、一定間隔で庫内送風機２２の回転数を上昇させている。このため、ユーザにとって庫内送風機２２の運転音が突然大きくなったように感じさせにくく、不快感を与えることを抑制することができる。
　図１８は、実施の形態１に係る冷蔵庫１における庫内送風機運転時間と年間消費電力の改善率との関係を示したものである。なお、異なる庫内送風機運転時間が設定されている場合であっても、庫内送風機運転時間以外の条件は、同じである。
　図１８に示すように、庫内送風機運転時間が長いほど、冷蔵庫１の年間消費電力の改善率は大きくなっていることが分かる。また、庫内送風機運転時間が２０分前後である場合を境目にして、改善率の傾きが緩やかになっている。これは、庫内送風機運転時間が長くなるほど、年間消費電力の改善効率が低下してくることを意味している。すなわち、庫内送風機２２の運転時間が約２０分程度までの間は、冷蔵庫１内の設定温度が０℃以上に設定されている各貯蔵室の空気を、霜の融解に効果的に利用出来ていることを表している。
　庫内送風機運転期間が２０分以上となると冷蔵庫１の年間消費電力の改善率の傾きが緩やかになり、改善効率が落ちているのは、庫内送風機２２を運転して冷却器室２３と各貯蔵室内の空気を循環させているためである。つまり、庫内送風機２２の運転により、設定温度が０℃以上に設定されている貯蔵室内の空気温度が冷やされ、ほぼ０℃付近になっているためと考えられる。霜の融解には０℃より高い温度である方が効果的であるため、各貯蔵室内の空気温度がほぼ０℃付近になることで、庫内送風機運転期間での霜の融解が鈍化する。すなわち、庫内送風機２２の運転時間が２０分以上になると、除霜ヒータ４５の通電時間抑制効果が低下し、除霜ヒータ４５に通電する第３の制御が行われる期間を短縮しにくくなる。このため、除霜運転の消費電力量改善効果が低下し、年間消費電力の改善効果が低下することを表している。このような庫内送風機運転時間と年間消費電力の改善率との関係から、第２の制御を継続する時間を、例えば２０分までに制限するようにしてもよい。
　実施の形態２．
　図１９は、実施の形態２に係る冷蔵庫１０１の切替室戻り風路１５０周辺の断面模式図である。実施の形態２に係る冷蔵庫１０１は、切替室戻り風路１５０に設けられた風路切替装置としてダンパに代わり、切替弁を有する点で実施の形態１と異なる。実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。
　図１９に示すように、冷蔵庫２０１の切替室戻り風路１５０は、第１分岐風路１５０Ａ、第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃを含む。また、冷蔵庫２０１の切替室戻り風路１５０は、冷却器室２３の前面壁２２３に開口する第１切替室戻り口１５１Ａ、第２切替室戻り口１５１Ｂ、および第３切替室戻り口１５１Ｃを有する。冷却器室２３において、空気の流れ方向Ｄ１に対して上流側から第１切替室戻り口１５１Ａ、第２切替室戻り口１５１Ｂおよび第３切替室戻り口１５１Ｃの順で配置されている。切替室戻り風路１５０は、１つの切替室戻り風路入口５２から冷却器室２３に至る途中で分岐して、複数の切替室戻り口、すなわち第１切替室戻り口１５１Ａ、第２切替室戻り口１５１Ｂ、および第３切替室戻り口１５１Ｃにつながるように構成されている。具体的には、切替室戻り風路入口５２の下流側にある第１分岐部分１５３において、第１分岐風路１５０Ａと、第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃとに分岐している。また、第１分岐部分１５３の下流側にある第２分岐部分１５４において、第２分岐風路１５０Ｂと、第３分岐風路１５０Ｃとに分岐している。第１分岐風路１５０Ａは、第１分岐部分１５３から第１切替室戻り口１５１Ａまでの部分である。第２分岐風路１５０Ｂは、第１分岐部分１５３から第２切替室戻り口１５１Ｂまでの部分である。第３分岐風路１５０Ｃは、第２分岐部分１５４から第３切替室戻り口１５１Ｃまでの部分である。
　第１切替弁１８２および第２切替弁１８３は、切替室戻り風路１５０の内壁と直接接することで風路の切替えを行う。第１分岐部分１５３には、第１切替弁１８２が設けられている。第１切替弁１８２は、切替室戻り風路入口５２と連通する風路を、第１分岐風路１５０Ａと、第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃとのいずれかに切り替える。
　第２分岐部分１５４には、第２切替弁１８３が設けられている。第２切替弁１８３は、切替室戻り風路入口５２と連通する風路を、第２分岐風路１５０Ｂと、第３分岐風路１５０Ｃとのいずれかに切り替える。
　図２０は、実施の形態２に係る冷蔵庫１０１を示す機能ブロック図である。図２０に示すように、制御装置９０は、第１切替弁１８２および第２切替弁１８３のそれぞれと、例えば信号線により電気的に接続されている。制御装置９０は、実施の形態１と同様に、温度切替室４の設定温度に基づいて、切替室戻り風路１５０を切り替えさせる制御を行う。このとき、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度に基づいて切り替える切替室戻り風路１５０を選択し、選択した切替室戻り風路１５０に切り替わるように第１切替弁１８２および第２切替弁１８３を制御する。
　制御装置９０は、通常運転中において、実施の形態１と同様にして３つの分岐風路を切り替える。例えば、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度がチルド温度帯に含まれる第１温度帯である場合、第１切替弁１８２を切替室戻り風路入口５２と第１分岐風路１５０Ａとを連通させる方向に開くことで、第１切替室戻り口１５１Ａを開放させ、第１分岐風路１５０Ａに切り替える。また、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度が第１温度帯よりも低い過冷却温度帯に含まれる第２温度帯である場合、第１切替弁１８２を切替室戻り風路入口５２と第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃとを連通させる方向に開き、且つ第２切替弁１８３を切替室戻り風路入口５２と第２分岐風路１５０Ｂとが連通する方向に開くことで、第２切替室戻り口５１Ｂを開放させ、第２分岐風路５０Ｂに切り替える。また、制御装置９０は、温度切替室４の設定温度が第２温度帯よりも低いソフトフリージング温度帯に含まれる第３温度帯である場合、第１切替弁１８２を切替室戻り風路入口５２と第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃとを連通させる方向に開き、且つ第２切替弁１８３を切替室戻り風路入口５２と第３分岐風路１５０Ｃとが連通する方向に開くことで、第３切替室戻り口５１Ｃを開放させ、第３分岐風路５０Ｃに切り替える。なお、第１切替弁１８２を切替室戻り風路入口５２と第１分岐風路１５０Ａとを連通させる方向に開いている状態が本開示の風路切替装置の「第１状態」に相当する。また、第１切替弁１８２を切替室戻り風路入口５２と第２分岐風路１５０Ｂおよび第３分岐風路１５０Ｃとを連通させる方向に開き、且つ第２切替弁１８３を切替室戻り風路入口５２と第２分岐風路１５０Ｂとが連通する方向に開いている状態が本開示の風路切替装置の「第２状態」に相当する。
　図２１は、実施の形態２に係る冷蔵庫１０１の第２の制御を示すフローチャートである。実施の形態２の第２の制御について、図２１を用いて説明する。図２１では、図１２で説明した処理に加えて、ステップＳ３０７が追加されている点のみが異なるため、ステップＳ３０７についてのみ説明する。ステップＳ３０７では、第１分岐風路１５０Ａに切り替わるように、第１切替弁１８２および第２切替弁１８３を制御する。このとき、空気の流れ方向Ｄ１における最上流側に温度切替室４の戻り空気を導くことが可能となり、温度切替室４の戻り空気を冷却器２１全体に通すことができる。このため、第１分岐部分１５３および第２分岐部分１５４を有する実施の形態２の構成では、切替室戻り風路１５０を常に閉とすることはできないものの、除霜運転時に温度切替室４の戻り空気を有効活用することができる。よって、除霜運転時の除霜ヒータ４５の通電時間を抑制することが可能となる。ステップＳ３０８以降の処理については、実施の形態１で説明したものと同様である。
　このように、切替室戻り風路１５０は、第１分岐部分１５３および第２分岐部分１５４において分岐して第１切替室戻り口１５１Ａ、第２切替室戻り口１５１Ｂおよび第３切替室戻り口１５１Ｃにつながるように構成されている。そして、第１分岐部分１５３および第２分岐部分１５４において、切替室戻り風路１５０を切り替える第１切替弁１８２および第２切替弁１８３が設けられている。このため、実施の形態２によれば、実施の形態１で説明した効果に加え、切替室戻り風路１５０の各切替室戻り口１５１にダンパ等を設ける場合に比べて、切替機構の個数を減らすことができ、より安価に風路切替装置を構成することができる。
　実施の形態３．
　図２２は、実施の形態３に係る冷蔵庫２０１の切替室戻り風路１５０周辺の断面模式図である。実施の形態３に係る冷蔵庫２０１は、実施の形態２における冷蔵庫２０１に対して、切替機構としての切替弁の凍結を防止する凍結防止ヒータをさらに備える点で異なっている。実施の形態３では、実施の形態１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
　図２２に示すように、実施の形態３の冷蔵庫２０１は、第１凍結防止ヒータ１８４、および第２凍結防止ヒータ１８５を備える。第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５は、例えば電気ヒータである。
　第１凍結防止ヒータ１８４は、第１切替弁１８２の凍結を防止するため、第１分岐部分１５３の周囲に設けられている。第２凍結防止ヒータ１８５は、第２切替弁１８３の凍結を防止するため、第２分岐部分１５４の周囲に設けられている。第１切替弁１８２および第２切替弁１８３は、切替室戻り風路１５０の内壁と直接接することで風路の切替えを行う。第１切替弁１８２または第２切替弁１８３は、長期間にわたって動作しない場合、風路内壁と接した状態で凍結する可能性がある。第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５によって、第１分岐部分１５３および第２分岐部分１５４がそれぞれ加熱されて凍結が防止される。
　図２３は、実施の形態３に係る冷蔵庫２０１を示す機能ブロック図である。図２３に示すように、制御装置９０は、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５と、例えば信号線により電気的に接続されている。制御装置９０は、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５の各々を通電制御することによって、各々を加熱動作させる。制御装置９０は、例えば、一定期間毎に第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を動作させる。
　なお、実施の形態１で述べたように、冷却器室２３に流入する空気に含まれた水蒸気は、霜として冷却器２１に付着する。冷却器２１に過大量の霜が付着すると、冷凍サイクル２７の熱交換効率が低下し、その結果、冷蔵庫２０１の冷却効率が大幅に低下する。このため、冷却器２１には、霜取りのための除霜ヒータ４５が設けられている。
　制御装置９０は、冷却器２１の霜取り中に第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を動作させる。特に、制御装置９０は、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５の運転を、除霜ヒータ４５の運転と同期させる。
　以上に説明したように、実施の形態３の冷蔵庫２０１は、第１切替弁１８２および第２切替弁１８３の凍結を防止する第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を備える。このため、第１分岐部分１５３および第２分岐部分１５４に設けられた第１切替弁１８２および第２切替弁１８３が凍結して動作できなくなることが防止される。
　また、実施の形態３によれば、冷却器２１の霜取り中に第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を動作させる。このため、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を常時動作させた場合と比較して、消費電力の増加が抑制されている。また、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５を常時動作させた場合では、切替室戻り風路１５０が過熱され、温度切替室４戻り空気の冷却が阻害される懸念があるが、これは冷却器２１の除霜中では問題にならない。
　また、実施の形態３では、制御装置９０は、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５の運転を、除霜ヒータ４５の運転と同期させている。このため、第１凍結防止ヒータ１８４および第２凍結防止ヒータ１８５の運転によって生じた熱量によって温度切替室４の戻り空気の温度を上昇させ、昇温された温度切替室４の戻り空気の熱を冷却器２１の霜取りに利用することができる。これにより、第１切替弁１８２および第２切替弁１８３の凍結を防止するとともに、除霜ヒータ４５の通電時間を抑制することができ、除霜ヒータ４５の消費電力を効率的に抑制することが可能となる。
　実施の形態４．
　実施の形態４に係る冷蔵庫１は、除霜運転の第３の制御における終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄを、外気温度を参照し変動させる点で実施の形態１と異なる。
　図２４は、実施の形態４に係る冷蔵庫１の第３の制御を示すフローチャートである。実施の形態４の第３の制御について、図２４を用いて説明する。まず、制御装置９０は、第３の制御を開始し（ステップＳ６０１）、時間分解能Δｔを記憶部９４から取得する（ステップＳ６０２）。次に、制御装置９０は、外気温度センサ４６を用いて外気温度Ｔ－ＡＴｔｈを測定し（ステップＳ６０３）、冷却器室温度センサ４７を用いて冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈを取得する（ステップＳ６０４）。そして、制御装置９０は、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄの初期値を記憶部９４から取得する（ステップＳ６０５）。
　制御装置９０は、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが外気温度Ｔ－ＡＴｔｈより大きいが否かを判定する（ステップＳ６０６）。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが外気温度Ｔ－ＡＴｔｈより大きい場合（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、外気温度Ｔ－ＡＴｔｈを、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄに設定する。つまり、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄを外気温度Ｔ－ＡＴｔｈに変更する（ステップＳ６０７）。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが外気温度Ｔ－ＡＴｔｈ以下である場合（ステップＳ６０６：ＮＯ）、制御装置９０は、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄを変更しない。
　制御装置９０は、除霜運転時間Ｔｄｅｆ－ｔｉｍｅを初期化し、除霜運転時間Ｔｄｅｆ－ｔｉｍｅの計測を開始する（ステップＳ６０８）。そして、制御装置９０は、冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈが終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄ以上となるまで除霜ヒータ４５に通電を行う（ステップＳ６０９～Ｓ６１２）。
　具体的に、制御装置９０は、時間ｔにおける冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈを測定する（ステップＳ６０９）。制御装置９０は、除霜運転時間Ｔｄｅｆ－ｔｉｍｅが時間間隔Δｔ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６１０）。除霜運転時間Ｔｄｅｆ－ｔｉｍｅが時間間隔Δｔ未満である場合（ステップＳ６１０：ＮＯ）、ステップ６１０の条件が満たされるまで処理を繰り返す。除霜運転時間Ｔｄｅｆ－ｔｉｍｅが時間間隔Δｔ以上である場合（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、制御装置９０は、終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ６１１）。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈ超である場合（ステップＳ６１１：ＮＯ）、制御装置９０は、ステップＳ６０９～Ｓ６１１の処理を繰り返す。終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄが冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈ以下である場合（ステップＳ６１１：ＹＥＳ）、除霜運転を終了し（ステップＳ６１２）、運転モードを通常運転に復帰させる。
　なお、時間間隔Δｔは、凡そ１～５秒間隔等のできる限り短い間隔に設定される。これは、できる限り除霜ヒータ４５に通電する時間を短縮したほうが省エネルギー性能を改善できるためである。つまり、除霜ヒータ４５からの熱量によって冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈは上昇するが、この際に冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈが終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄを上回る量は可能な限り小さくなることが望ましく、冷却器室温度Ｔｄｅｆ－ｔｈが終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄより著しく高くなる状態を抑制するためである。
　図２５～２７を用いて、実施の形態４の効果を、終了閾値温度を、外気温度を参照し変動させない場合と比較して説明する。図２５は、従来の冷蔵庫における低外気温時における除霜運転の電気入力と冷却器室温度とを説明するための図である。図２６は、実施の形態４の冷蔵庫１における低外気温時における除霜運転の電気入力と冷却器室温度とを説明するための図である。図２７は、従来の冷蔵庫と実施の形態４の冷蔵庫１とで、ヒータ通電時間の長さを比較するための図である。
　図２５の従来例では、外気温度が１０℃であって、終了閾値温度が１６℃に固定されている場合を例にしている。図２５に示すように、ヒータ通電期間において、冷却器室温度が、０℃前後である期間、および外気温度の１０℃前後である期間では、冷却器室温度の上昇の傾きが急激に緩やかになる。これらの期間では、冷却器室温度の傾きがほぼフラットであり、温度上昇がほぼ生じていない。
　冷却器室温度の上昇傾きが０℃付近で緩やかになるのは、実施の形態１で説明したように、霜を融解するために要する時間が長くなっているためである。つまり、霜は０℃の相変化時に非常に多くの熱を吸熱するため、０℃付近では、霜の融解に除霜ヒータ４５から発生している熱量が奪われており、除霜ヒータ４５からの熱量が冷却器室温度の上昇に寄与していない。すなわち、除霜ヒータ４５の熱量のほぼ全てが霜の融解に使われている状態となっている。
　また、冷却器室温度の上昇傾きが１０℃前後で緩やかになっているのは、外気から冷蔵庫１内、すなわち冷却器室２３に侵入する熱量（冷気侵入量）と、除霜ヒータ４５から発熱している熱量とで、熱平衡バランスがとられているためである。終了閾値温度が外気温度よりも高い設定となっていると、外気温度よりも冷却器室２３内を温度上昇させる必要がある。外気温度以上に温度を上昇させようとすると、除霜ヒータ４５から発生している熱量が外気側に奪われてしまう、つまり除霜ヒータ４５から生じた熱の一部が冷蔵庫１の外に漏れ出てしまうため、冷却器室温度が上昇しにくい状態となっている。
　熱伝導では、熱は、熱量が多い所から熱量が少ない所に移動し拡散するため、常に均等な温度になろうとする。そのため、除霜ヒータ４５の熱量によって冷却器室２３内が外気温度まで上昇すると、冷却器室２３内と外気側とが熱平衡する。この状態で、冷却器室２３内をさらに温度上昇させようとすると、外気側との熱平衡バランスを崩そうとするため、さらに多くの熱量を必要としてしまい、除霜ヒータ４５を通電させ発熱させている熱量を有効に使えていない状態となる。したがって、終了閾値温度が固定されている従来例の冷蔵庫では、外気温度によっては省エネルギー性能が悪化することがある。
　これに対して、図２６の実施の形態４では、終了閾値温度を、外気温度センサ４６を参照して変化させている。このため、図２６に示すように、ヒータ通電期間における、冷却器室温度が０℃前後のときのみ、温度上昇が急激に緩やかになりほぼフラットな傾きとなっている。上述したように、霜取検知冷却器室温度が０℃付近で温度上昇傾きが緩やかになるのは、霜の相変化時に非常に多くの熱を吸熱しているためである。つまり、これは、除霜ヒータ４５から発生している熱量が冷却器室温度の上昇ではなく、霜の融解に奪われており、除霜が進行していることを示している。
　一方で、図２６に示すように、実施の形態４では、熱平衡バランスが生じず、冷却器室温度が０℃前後である場合以外では、傾きが急激に緩やかになる領域が存在しない。このため、実施の形態４では、図２５の従来例と比較して、除霜ヒータ４５から供給されている熱量が外気側へ漏洩しにくい状態になっていることが分かる。
　図２７は、図２５および図２６における冷却器室温度の波形を、第３の制御、すなわち除霜ヒータ４５への通電を開始したタイミングを起点として揃えて示している。図２７に示すように、従来例の場合は、冷却器室温度が外気温度以上となるときに、温度上昇傾きが急激にゆるやかになってしまい、除霜ヒータ４５での発熱量が有効に使えていない。このため、従来例のヒータ通電期間は、実施の形態４のヒータ通電期間よりも長い。一方で、実施の形態４の場合、外気温度に応じて終了閾値温度Ｔｄｅｆ－ｅｎｄを可変としているため、除霜ヒータ４５での発熱量が冷却器２１の除霜に有効に使えている。このため、実施の形態４のヒータ通電期間は、従来例のヒータ通電期間よりも短い。
　以上のように、実施の形態４によれば、終了閾値温度を、実際に冷蔵庫１が運転している外気温度に合わせて可変としている。このため、実施の形態１で説明した効果に加え、第３の制御における除霜ヒータ４５の通電時間を短縮でき、消費電力を低下させて、省エネルギー性能を向上させることができる。
　なお、実施の形態４の冷蔵庫１において、終了閾値温度を外気温度に応じて変更とする構成について説明したが、実施の形態４の冷蔵庫１は基本的に室内で使用されていることを前提としている。例えば、外気温度２℃未満になるような低温度下において冷蔵庫１が使用される場合は、終了閾値温度を外気温度に応じて変更するようにしなくてもよい。これは、外気温度が０℃に近いときも、終了閾値温度を外気温度に応じて変更する場合、霜の融解温度である０℃の状態で除霜運転完了してしまう可能性があり、霜が溶け切らず残霜してしまう可能性があるためである。翻すと、外気温度が０℃よりある程度大きく、除霜ヒータ４５から供給される熱量を有効に使うことができれば、霜を完全に融解することが可能であるため、省エネルギー性能の改善が可能となる。具体的に、終了閾値温度を外気温度に応じて変更するのは外気温度が例えば２℃以上の状態に限るようにしてもよい。ただし、具体的に外気温度が何度の場合に、終了閾値温度を外気温度に応じて変更するかは、製品の形態、およびユーザの使用状況等を考慮して決定してもよく、上記した外気温度が２℃ではなく、例えば５℃を基準にしてもよい。
　また、冷蔵庫１自体の断熱性能が低い場合、図２５の従来例で説明した熱平衡バランスが生じやすい。これは、冷蔵庫１の断熱能力が高ければ、冷蔵庫１内で発熱している除霜ヒータ４５の熱が冷蔵庫１外である外気側へは熱量の漏れが抑えられるためである。つまり、熱平衡バランスは、高断熱能力を持つ真空断熱材等の高性能な断熱材を使用している冷蔵庫１では発生しにくく、真空断熱材を使用していない安価な冷蔵庫１では発生しやすくなっている。このため、実施の形態４では、冷蔵庫１の断熱部材に真空断熱材を用いるようにしてもよい。
　実施の形態の説明は以上であるが、各実施の形態を、適宜、組み合わせたり、変形、または省略したりすることも、実施の形態で示された技術的思想の範囲に含まれる。また、これまでの説明で貯蔵室内に収納される被冷却物は食品であるとして述べたが、これに限らない。例えば、被冷却物は、食用ではない小動物の生肉等のように自然界から採取されるものでもよいし、クローン動物等の実験用の動物の生肉であってもよい。
　また、冷蔵庫１が有する貯蔵室の数や種類、配置は実施の形態で説明したものに限定されない。例えば、冷蔵庫１は、冷蔵室３に加えて野菜室等の他の冷蔵室をさらに有してもよいし、他の種類の貯蔵室を有してもよい。この場合、実施の形態１において、冷蔵庫１が０℃以上に設定温度が設定されている貯蔵室として、冷蔵室３と温度切替室４とがある場合について説明したが、冷蔵庫１は、３℃～８℃に設定温度が設定されている野菜室をさらに有していてもよい。この例では、２０７の処理の後にステップＳ２０８～Ｓ２２３およびステップＳ３０８～Ｓ３２３の処理と並列して、野菜室に対応する処理が行われる。
　また、実施の形態１において、温度切替室４の切替室戻り風路１５０において、第１分岐風路ダンパ８１Ａを開とし、第２分岐風路ダンパ８１Ｂおよび第３分岐風路ダンパ８１Ｃを閉とする制御を行う処理を設けてもよい。実施の形態２でも説明したように、第１分岐風路ダンパ８１Ａのみを開とすることで、温度切替室４の戻り冷気を、第２切替室戻り口１５１Ｂおよび第３切替室戻り口１５１Ｃよりも冷却器２１の上流側に形成された第１切替室戻り口１５１Ａを通じて冷却器室２３に戻すことができる。これにより、温度切替室４からの戻り冷気の熱量を効率よく冷却器２１の除霜に利用できる。なお、処理の流れは、実施の形態２の図２１と同様であるため、フローチャートを用いた説明は省略する。
　また、実施の形態１では、冷蔵庫１が、温度切替室４の戻り風路として、第１分岐風路１５０Ａ、第２分岐風路１５０Ｂ、および第３分岐風路１５０Ｃを有する切替室戻り風路１５０を備える構成について述べたが、これに限られない。冷蔵庫１が、温度切替室４の戻り風路として、分岐を有しない切替室戻り風路１５０を１つのみ備える構成であってもよい。この場合、除霜運転の第２の制御において、切替室戻り風路１５０は開放される。
　１　冷蔵庫、２　本体部、３　冷蔵室、４　温度切替室、５　冷凍室、６　操作パネル、６ａ　操作部、６ｂ　表示部、１３　冷蔵室扉、１４　温度切替室扉、１５　冷凍室扉、１７　仕切壁、１８　仕切壁、２１　冷却器、２２　庫内送風機、２３　冷却器室、２４　圧縮機、２５　凝縮器、２６　減圧装置、２７　冷凍サイクル、２８　機械室、２９　冷気風路、３１　冷蔵室ダンパ、３２　温度切替室ダンパ、３３　冷凍室ダンパ、３４　冷蔵室温度センサ、３５　温度切替室温度センサ、３６　冷凍室温度センサ、４０　冷蔵室戻り風路、４１　冷蔵室戻り口、４２　冷蔵室戻り風路入口、４５　除霜ヒータ、４６　外気温度センサ、４７　冷却器室温度センサ、５０　切替室戻り風路、５０Ａ　第１分岐風路、５０Ｂ　第２分岐風路、５０Ｃ　第３分岐風路、５１Ａ　第１切替室戻り口、５１Ｂ　第２切替室戻り口、５１Ｃ　第３切替室戻り口、５２　切替室戻り風路入口、６０　冷凍室戻り風路、６１　冷凍室戻り口、６２　冷凍室戻り風路入口、７１　伝熱管、７２　連結管、７３　冷却器入口側、７４　冷却器出口側、７５　冷却器室最下部領域、７６　冷却器下部領域、７７　冷却器中下部領域、７８　冷却器中上部領域、７９　冷却器上部領域、８１Ａ　第１分岐風路ダンパ、８１Ｂ　第２分岐風路ダンパ、８１Ｃ　第３分岐風路ダンパ、９０　制御装置、９１　温度設定部、９２　温度取得部、９３　機器制御部、９４　記憶部、９５　プロセッサ、９６　メモリ、１０１　冷蔵庫、１５０　切替室戻り風路、１５０Ａ　第１分岐風路、１５０Ｂ　第２分岐風路、１５０Ｃ　第３分岐風路、１５１Ａ　第１切替室戻り口、１５１Ｂ　第２切替室戻り口、１５１Ｃ　第３切替室戻り口、１５３　第１分岐部分、１５４　第２分岐部分、１８２　第１切替弁、１８３　第２切替弁、１８４　第１凍結防止ヒータ、１８５　第２凍結防止ヒータ、２０１　冷蔵庫、２１４　フィン、２２３　前面壁、２２４　背面壁。

Claims (11)

  1. 　被冷却物を貯蔵する貯蔵室と、
    　内部を流れる冷媒と空気との間で熱交換を行い、空気を冷却する冷却器と、
    　前記冷媒を前記冷却器に送る圧縮機と、
    　前記冷却器で冷却された空気を前記貯蔵室に送る庫内送風機と、
    　前記冷却器に付着した霜を融解する除霜ヒータと、
    　前記冷却器、前記庫内送風機および前記除霜ヒータが格納されている冷却器室と、
    　前記圧縮機、前記庫内送風機、および前記除霜ヒータの制御を行う制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記圧縮機の連続して運転している時間が第１の閾値時間に達した場合、または前記圧縮機の累計の積算運転時間が第２の閾値時間に達した場合、除霜運転を実施するものであり、
    　前記除霜運転は、
    　前記圧縮機、前記庫内送風機、および前記除霜ヒータの運転を停止する第１の制御と、
    　前記第１の制御が終了した後に、前記圧縮機および前記除霜ヒータを停止した状態に維持しつつ、前記庫内送風機を運転させる第２の制御と、
    　前記第２の制御が終了した後に、前記圧縮機を停止した状態に維持しつつ、前記庫内送風機を停止し、前記除霜ヒータを運転させる第３の制御と、からなる
    　冷蔵庫。
  2. 　前記貯蔵室に設けられた温度センサを更に備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第２の制御において、
    　前記庫内送風機の回転数を最低の回転数に設定して前記庫内送風機の運転を開始し、
    　前記温度センサにより測定された前記貯蔵室の温度に基づいて予め定められた間隔ごとに前記貯蔵室の温度上昇傾きを算出し、最新の温度上昇傾きが前回の温度上昇傾き未満になった場合、前記庫内送風機の回転数を増加させる
    　請求項１に記載の冷蔵庫。
  3. 　複数の前記貯蔵室と、
    　複数の前記貯蔵室のそれぞれに設けられた複数の温度センサと、
    　複数の前記貯蔵室のそれぞれに冷気を吹き出す複数の吹出口を開閉する複数のダンパと、を更に備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第２の制御において、
    　前記貯蔵室内の温度が０℃より大きい温度で保たれている貯蔵室に対応する前記ダンパを開き前記庫内送風機の運転を開始させ、
    　複数の前記ダンパのうち、前記貯蔵室内の温度が０℃以下になった貯蔵室に対応するダンパを閉じ、
    　複数の前記ダンパのすべてが閉じられた状態になった場合、前記第２の制御を終了し、前記第３の制御を実行する
    　請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
  4. 　前記複数の貯蔵室は、冷凍温度帯から冷蔵温度帯までの温度範囲で設定温度が切り替えられる温度切替室を含む
    　請求項３に記載の冷蔵庫。
  5. 　前記複数の貯蔵室は、冷蔵温度帯に設定される冷蔵室と、冷凍温度帯に設定される冷凍室と、を含み、
    　前記冷却器室には、
    　前記温度切替室の戻り空気が通過する第１切替室戻り口と、
    　前記第１切替室戻り口よりも空気の流れの下流側に設けられ、前記温度切替室の戻り空気が導かれる第２切替室戻り口と、
    　前記冷却器よりも空気の流れの上流側に設けられ、前記冷蔵室からの空気が通過する冷蔵室戻り口と、
    　前記第１切替室戻り口および前記第２切替室戻り口よりも空気の流れの下流側に開口し、前記冷凍室からの空気が導かれる冷凍室戻り口と、が形成されている
    　請求項４に記載の冷蔵庫。
  6. 　前記温度切替室の戻り空気を前記第１切替室戻り口に通過させる第１状態と、前記温度切替室の戻り空気を前記第２切替室戻り口に通過させる第２状態と、を切り替える風路切替装置を更に備え、
    　前記制御装置は、
    　前記被冷却物の冷却を行う通常運転中において、
    　前記温度切替室の温度が第１温度帯に含まれる場合、前記風路切替装置を前記第１状態に切り替えさせ、
    　前記温度切替室の温度が前記第１温度帯よりも低い第２温度帯に含まれる場合、前記風路切替装置を前記第２状態に切り替えさせる
    　請求項５に記載の冷蔵庫。
  7. 　前記第１切替室戻り口は、空気の流れ方向の最上流側に位置し、
    　前記制御装置は、
    　前記第２の制御において、前記風路切替装置を前記第１状態に切り替えさせる
    　請求項６に記載の冷蔵庫。
  8. 　前記風路切替装置の凍結を防止する凍結防止ヒータをさらに備える
    　請求項６又は７に記載の冷蔵庫。
  9. 　前記制御装置は、
    　前記凍結防止ヒータと、前記除霜ヒータとを動作させるタイミングを同期させる
    　請求項８に記載の冷蔵庫。
  10. 　前記温度切替室は、０℃以上３℃未満のチルド温度帯、－３℃以上０℃未満の過冷却温度帯、および－１０℃以上－５℃以下のソフトフリージング温度帯に切り替え可能である
    　請求項４～９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  11. 　前記冷却器室の温度を測定する冷却器室温度センサと、
    　冷蔵庫の外気温度を測定する外気温度センサと、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第３の制御において、
    　前記冷却器室の温度と終了閾値温度とを比較して前記除霜運転を終了するか否かを判定し、前記外気温度が前記終了閾値温度以下である場合、前記終了閾値温度を前記外気温度以下に設定する
    　請求項１～１０の何れか１項に記載の冷蔵庫。
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