JP2007292427A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】結露、氷結の防止を有効に図るとともに、消費電力の抑制を図る。
【解決手段】断熱箱体１１の各庫室１３の開口部周縁にそれぞれ結露防止用ヒータ１５を配置し、結露防止用ヒータ１５の発熱量を制御する制御部３３と、周辺の外気温を検知する外気温センサ３４と、結露防止用ヒータ１５の通電率を制御する制御部３３とを設ける。外気温が変化する温度範囲を所定の温度範囲ごとに区分し、その区分した温度グループに対応する上記結露防止用ヒータ１５の通電率を設定する。上記外気温センサ３４の検知気温Ｔａが入る温度グループの通電率で結露防止用ヒータ１５を制御する。
【選択図】図３

Description

この発明は、結露防止用ヒータを備えた冷蔵庫に関するものである。

一般に、冷蔵庫は、貯蔵物を収納する断熱箱からなる庫室にその貯蔵物を出し入れする開口部が形成され、その開口部に扉を取り付け、冷凍サイクルにより前記庫室内に冷気を送り込んで冷却するものである。前記扉にはその内面周囲の全周にガスケットを設けて扉を閉じたときの密閉性を確保している。

この冷蔵庫において、扉の開閉に伴って、庫内温度と設置場所周辺の外気温との差により上記ガスケットに結露が発生する恐れがある。このため、従来から前記ガスケットが当接する庫室（断熱箱）の開口部周縁に結露防止用ヒータを設け、この結露防止用ヒータに通電してこれを発熱させ、この発熱によりガスケットを加熱して結露の発生を防止するようにしている（特許文献１）。
特開平５−２４０５６５号公報

その従来の冷蔵庫は、設置場所周辺の外気温が基準温度（例えば２５℃）より高い場合に上記結露防止用ヒータが連続的に通電され（連続運転され）、一方、基準温度より低い場合には、結露防止用ヒータがＯＮ−ＯＦＦ交互運転されて、ガスケットの表面温度と設置場所周辺の外気温との温度差を小さくして結露、氷結の発生を防止する（特許文献１要約参照）。

その設置場所周辺の外気温が基準温度より低い場合での上記結露防止用ヒータのＯＮ−ＯＦＦ交互運転は、庫内温度が下限温度（例えばマイナス２０℃）以下であればＯＮ−ＯＦＦの切り替え比率、いわゆる通電率を上げて庫内温度の低下を抑制し、下限温度よりも高ければ通電率を下げてヒータの通電に伴う庫内温度の上昇を抑制するものである。また、除霜中においても、ヒータのＯＮ−ＯＦＦ交互運転を行って庫内温度の上昇を抑制し、扉が開放されているときおよび庫内温度が上限温度（たとえばマイナス３℃）以上のときには、ヒータの通電がＯＦＦにされ、庫内温度の上昇を抑制する。

このように、上記特許文献１の冷蔵庫の結露防止用ヒータにおける上記のＯＮ−ＯＦＦ交互運転は、庫内温度の上昇を抑制するために行われる。

上記特許文献１に記載の冷蔵庫は、設置場所周辺の外気温が基準温度より高い場合には、その外気温の変化に関係なく上記結露防止用ヒータが連続的に通電されるため、消費電力が不必要に大きくなる。

しかし、上記基準温度以上においても、通電率を変化させて、ガスケットの表面（開口部周縁）を結露、氷結が生じない最適な温度にすることが好ましい。

また、通常、上述のように、結露防止用ヒータをＯＮ−ＯＦＦの交互運転をして庫内温度の上昇を抑えることも重要であるが、外気温が基準温度よりも低い場合にも、その外気温に基づいても、その結露防止用ヒータの通電率を変化させる方が結露、氷結の防止の面だけでなく、消費電力の節約の面からも好ましい。

そこで、この発明は、上記の点を鑑み、上記の結露、氷結の防止を有効に図るとともに、消費電力の抑制を図ることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、外気温が変化する温度範囲の全範囲にわたって結露防止用ヒータの通電率を制御するようにしたのである。

通常、庫内温度に比べれば、外気温はその変動幅が大きく、上記の結露、氷結はその外気温と庫内温度の差により生じるため、その変動幅の大きい外気温の変化に基づいて、結露防止用ヒータの通電率を制御すれば、結露、氷結の有効な防止を図ることができるとともに、消費電力を必要最小限のものとすることができる。

この発明は、以上のように、外気温が変化する温度範囲の全範囲にわたって、結露防止用ヒータの通電率を制御するようにしたので、結露、氷結の有効な防止を図ることができき、さらに、結露防止用ヒータの不必要な発熱を抑え、省エネ運転を行うことができる。

この発明の実施形態は、扉が開閉する庫室と、この庫室の開口周縁部に設けられた結露防止用ヒータと、前記結露防止用ヒータの通電率を制御する制御部と、設置場所周辺の外気温を検知する外気温センサとを備え、前記制御部は、前記外気温が変化する温度範囲の全範囲にわたって前記外気温センサの検知温度に基づいて、前記結露防止用ヒータの通電率を制御する構成を採用することができる。

この構成において、上記外気温の温度範囲を所定の温度範囲ごとに区分し、その区分した温度グループに対応する上記結露防止用ヒータの通電率を設定し、上記外気温センサの検知気温が入る前記温度グループの通電率で前記結露防止用ヒータを制御する構成を採用することができる。

上記の結露防止用ヒータの通電率は、外気温度が高い場合には、大きく、外気温が低い場合には、小さく設定され、実験、実操業に基づいて適宜に設定する。このため、外気温の低下に伴って結露防止用ヒータの通電率が小さく制御され、発熱量が小さくなれば、不必要な消費電力が抑制されて、省エネ運転を行うことができる。

上記温度範囲は、狭く設定すると頻繁にＯＮ−ＯＦＦ交互運転を繰り返し、制御リレー等に負担がかかるので、実験、実操業に基づいて適宜設定すればよいが、例えば５℃間隔とする。

また、上記制御部は、その上記各温度グループに対応した結露防止用ヒータの通電率を手動で、または、外部機器から通信により変更できる構成にすると、結露防止用ヒータの通電率を外部から変更できるので、冷蔵庫の設置後の設置環境や顧客ニーズに合わせて結露防止用ヒータの通電率の制御を行わせることができる。また、結露発生時は、冷蔵庫の交換をすることなく、制御の設定を変更することで対応できる。

さらに、上記制御部は、上記外気温センサの検知温度に所定の温度調整をした制御温度が入る温度グループの通電率で、上記結露防止用ヒータを制御する構成とすると、外気温センサの検知温度と結露を生じさせる外気温とに温度差が生じた場合、その温度差に基づいて所定の温度調整がされた制御温度で、結露防止用ヒータの通電率を制御するので、そのヒータの消費電力を抑えることができる。

また、上記制御部は、上記温度調整の値を手動で、または、外部機器からの通信により変更できる構成にすると、設置環境に対応してより細かい温度調整ができるので、結露防止用ヒータの発熱量が必要以上に大きくならず、そのヒータの消費電力を最小限に抑えることができる。

また、特許文献１に記載のように、外気温が基準温度（例えば２５℃）より低い場合には、庫内温度に基づく結露防止用ヒータへの通電率の制御を加えることができる。

一実施例を図１〜図３に示し、この実施例の冷蔵庫１０は、図１に示すように、断熱箱体１１が庫内仕切り部１２により複数の庫室１３に区画され、この各庫室１３の前面に取っ手２０を有する断熱扉１４が観音開き式に取り付けられたものである。各庫室１３の開口部周縁に結露を防止する結露防止用ヒータ１５が設けられ、各断熱扉１４の周囲には断熱箱体１１とのすき間をシールするガスケット１６が設けられる。

上記断熱箱体１１は、その内部に冷蔵（冷凍）保存する物品を載せる調整棚１７と、この調整棚１７を支えるアングルフレーム１８とが取り付けられ、その背面に除霜水を外部に排出するドレンホース１９が設けられる。この断熱箱体１１の上部には、各庫室１３に送り込む冷気を発生させる後述する冷凍サイクルを上下に設けたユニットベース２１が配置される。

上記ユニットベース２１は、断熱箱体１１から取り出し可能に配置され、冷凍サイクルを構成する部品の全てが取り付けられている。これにより、この冷蔵庫１０は、ユニットベース２１を引き出して冷凍サイクルを交換することができる。

上記ユニットベース２１の上下に設けられた冷凍サイクルは、２つの別々の冷凍サイクルから構成され、第一冷凍サイクルは、第一圧縮器２２、第一凝縮器２３、第一蒸発器２４、第一キャピラリーチューブ（図示省略）、第一凝縮器ファン２５、第一蒸発器ファン２６からなる。また、第二冷凍サイクルは、第二圧縮器２７、第二凝縮器２８、第二蒸発器２９、第二キャピラリーチューブ（図示省略）、第二凝縮器ファン３１、第二蒸発器ファン３２からなる。

上記第一冷凍サイクルは、上記冷蔵庫１０の冷蔵室となる庫室１３の温度が断熱扉１４の開閉などによる外部からの熱の侵入で昇温して、庫内温度センサ（図示省略）が冷却開始温度以上の温度を検知すると、上記第一圧縮器２１が起動して庫室１３の冷却を開始する。

上記第一圧縮器２１から送り出される高温高圧の冷媒は、第一凝縮器２３で第一凝縮器ファン２５により供給される空気によって冷却されて液化し、第一キャピラリーチューブにより減圧される。減圧液化した冷媒は、第一蒸発器２４内に流入し、第一蒸発器ファン２６により送られてきた庫室１３内の空気と熱交換することにより気化しその庫室１３内の空気を冷却して、第一圧縮器２２へと還流する。庫室１３内の空気が冷却されて庫内温度センサが冷却停止温度以下の温度を検知した場合に、第一圧縮器２２の運転が停止し、庫室１３の冷却が終了する。

また、上記第二冷凍サイクルも、上記の第一冷凍サイクルと同様の冷却運転が行われ、上記冷蔵庫１０の冷凍室となる庫室１３を冷却する。

上記結露防止用ヒータ１５は、図３に示すように、断熱箱体１１の各庫室１３の開口部周縁にそれぞれ埋め込まれたヒータ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから構成され、この各ヒータ１５ａ〜１５ｄは、そのヒータの熱容量が同じであり、それぞれが並列に制御部３３に接続され、各ヒータ１５ａ〜１５ｄのリレー（図示省略）により制御されるものである。冷蔵庫１０の設置場所周辺の外気温を検知する外気温センサ３４からの信号に基づいて、制御部３３が、各ヒータ１５ａ〜１５ｄに所定の通電率で通電させることにより発熱量が制御される。

上記結露防止用ヒータ１５の発熱量の制御は、表１に示すように、設置場所周辺の外気温Ｔに基づいて通電率を変化させることにより行われる。

上記表１に示すように、外気温Ｔの温度範囲は、その外気温Ｔの変化温度の全範囲を所定の温度範囲ごと（この実施例での温度範囲は５℃間隔）に複数の温度グループ（Ｇ１〜Ｇ６）に区分される。この各温度グループに対応して結露防止用ヒータ１５の通電率（Ａ〜Ｆ）が設定される。

ここで、上記各温度グループに対応する結露防止用ヒータ１５の通電率は、その温度グループに属する外気温が低くなればなるほど小さく設定される。すなわち、上記の通電率は、０≦Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ≦１００ の関係が成立し、その温度範囲が最も低温域に属する温度グループＧ１に対応する通電率Ａが最も小さく、その温度範囲が最も高温域に属する温度グループＧ６に対応する通電率Ｆが最も大きく設定される。前記通電率Ａ〜Ｆは、実験、実操業に基づいて設定されるが、例えば、Ａ＝３０％、Ｂ＝４０％、Ｃ＝５０％、Ｄ＝６０％、Ｅ＝７０％、Ｆ＝８０％とする。上記外気温センサ３４の検知温度Ｔａが２８℃であれば、表１が示すように、この検知温度Ｔａの入る温度グループはＧ４となり、この温度グループＧ４に対応する通電率Ｄ（６０％）で各ヒータ１５ａ〜１５ｄは制御されることとなる。

上記の設定により、上記外気温センサ３４の検知する検知温度Ｔａが低下すれば、各ヒータ１５ａ〜１５ｄの通電率が小さくなり、これらの結露防止用ヒータ１５の発熱量が小さくなるので、不必要な消費電力が抑制されて省エネ運転を行うことができる。また、結露防止用ヒータ１５の過剰な発熱による冷蔵庫１０の冷却能力の低下を防止することもできる。

上記結露防止用ヒータ１５の制御は自動で行われるが、表１に示す各温度グループの通電率の設定を操作部３５により手動で変更することができる。各温度グループの通電率を手動で変更することにより、冷蔵庫１０の設置場所周辺の環境に合わせて、例えば、高温多湿となる夏季には通電率を大きく、低温乾燥となる冬季には通電率を小さく変更することで、結露の発生を防止するとともに消費電力を抑えることができる。また、外部機器からの信号を受信することにより前記の通電率の設定を変更できる通信手段（図示省略）を設けてもよい。

また、上記操作部３５は、上記外気温センサ３４の検知温度Ｔａに所定の温度調整をした制御温度ＴＡが入る上記温度グループの通電率で、上記各ヒータ１５ａ〜１５ｄを制御するものであってもよい。

例えば、外気温センサ３４の検知温度ＴａがＴａ＝３０℃、調整温度＝−２℃とすれば、制御温度ＴＡは、ＴＡ＝Ｔａ−２＝３０−２＝２８℃となり、温度調整前の検知温度Ｔａから上記温度グループを選択すると、Ｇ５（３０≦Ｔ＜３５）となるが、温度調整後の制御温度ＴＡから温度グループを選ぶと、Ｇ４（２５≦Ｔ＜３０）となる。このように、検知温度Ｔａに温度調整を行った制御温度ＴＡに基づいてヒータ１５の発熱を制御すると、外気温センサ３４の検知温度Ｔａと結露を生じさせる外気温とに温度差が生じた場合に、その結露を生じさせる外気温に制御温度ＴＡを近づけることができる。このため、結露防止用ヒータ１５を結露の発生を防止できる最適な温度に発熱させることができ、そのヒータの発熱量を最適化することで消費電力を抑えることができる。

上記外気温センサ３４の検知温度Ｔａに対して行われる温度調節は、前記検知温度Ｔａに対して実操業に基づいて設定され、例えば±７℃の範囲で行われる。この温度調節の値を上記操作部３５により手動で変更することができ、この操作部３５には、上述の通電率の変更と同様に、前記温度調節の値を変更できるスイッチやダイヤル（図示省略）が設けられる。また、外部機器からの信号を受信することにより温度調節の値を変更できる通信手段（図示省略）を設けてもよい。

このように、上記操作部３５により検知温度Ｔａに対して行われる温度調節の値を手動で変更することにより、冷蔵庫１０の設置場所周辺の外気温の変化が小さい場合、例えば、病院や学校などに設置された場合、前記各温度グループの温度調節の値を小さくして、より小さい外気温の変化に対応して結露防止用ヒータの通電率が制御されるので、そのヒータの発熱による消費電力が抑制される。

この実施例は、２つの別々の冷凍サイクルを有するものであるが、この発明は、１つの冷凍サイクルにより、冷凍、冷蔵を行う冷蔵庫にも採用することができるのは勿論であり、また、業務用に限らず、一般家庭用の冷蔵庫にも採用することができる。

この発明の実施例の冷蔵庫を示す正面図 同上の冷蔵庫を示す断面図 同上の冷蔵庫の結露防止用ヒータの配置図

符号の説明

１０ 冷蔵庫
１１ 断熱箱体
１２ 仕切り部
１３ 庫室
１４ 断熱扉
１５ 結露防止用ヒータ
１６ ガスケット
１７ 調整棚
１８ アングルフレーム
１９ ドレンホース
２０ 取っ手
２１ ユニットベース
２２ 第一圧縮器
２３ 第一凝縮器
２４ 第一蒸発器
２５ 第一凝縮器ファン
２６ 第一蒸発器ファン
２７ 第二圧縮器
２８ 第二凝縮器
２９ 第二蒸発器
３１ 第二凝縮器ファン
３２ 第二蒸発器ファン
３３ 制御部
３４ 外気温センサ
３５ 操作部
Ｔａ 検知温度
ＴＡ 制御温度

Claims (5)

1. 扉（１４）が開閉する庫室（１３）と、この庫室（１３）の開口周縁部に設けられた結露防止用ヒータ（１５）と、前記結露防止用ヒータ（１５）の通電率を制御する制御部（３３）と、設置場所周辺の外気温を検知する外気温センサ（３４）とを備え、前記制御部（３３）は、前記外気温が変化する温度範囲の全範囲にわたって前記外気温センサ（３４）の検知温度に基づいて、前記結露防止用ヒータ（１５）の通電率を制御する冷蔵庫。
2. 上記外気温の温度範囲を所定の温度範囲ごとに区分し、その区分した温度グループに対応する上記結露防止用ヒータ（１５）の通電率を設定し、上記外気温センサ（３４）の検知気温が入る前記温度グループの通電率で前記結露防止用ヒータ（１５）を制御する請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 上記制御部（３３）は、その上記各温度グループに対応した結露防止用ヒータ（１５）の通電率を手動で、または、外部機器から通信により変更できる請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 上記制御部（３３）は、上記外気温センサ（３４）の検知温度に所定の温度調整をした制御温度が入る上記温度グループの通電率で、上記結露防止用ヒータ（１５）を制御する請求項１から３のいずれかに記載の冷蔵庫。
5. 上記制御部（３３）は、上記温度調整の値を手動で、または外部機器からの通信により変更できる請求項１から４のいずれかに記載の冷蔵庫。

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