JP2010281491A

JP2010281491A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2010281491A
Application number: JP2009134609A
Authority: JP
Inventors: Takuya Otsuka; 拓也大塚; Masayuki Shibayama; 昌幸柴山; Yasuto Terauchi; 康人寺内
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-16

Abstract

【課題】ヒータへの通電量を低減して除霜時間を短縮し、消費電力量を低減する。
【解決手段】冷却器及び庫内送風手段を設けた冷却器室と、圧縮機及び機械室送風手段を設けた機械室と、冷凍温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第一のダンパと、冷蔵温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第二のダンパと、前記冷却器の下方に設けた除霜ヒータと、前記機械室と前記冷却器室とを連通する排水パイプと、該排水パイプの前記機械室側の開口に設けた開閉弁と、を有し、前記冷却器の除霜運転は、前記開閉弁を開き、前記第一のダンパを閉じ、前記第二のダンパを開き、前記圧縮機が停止した状態で前記機械室送風手段及び前記庫内送風手段を運転することで、前記冷蔵温度帯の貯蔵室に冷気を送風して、前記冷却器が所定温度に上昇するまでに所定時間経過した場合、前記第二のダンパを閉じ、前記庫内送風手段を停止して、前記除霜ヒータに通電する。
【選択図】図１

Description

本発明は冷蔵庫に関するものである。

近年の冷蔵庫は省エネ性の向上が要求されており、構造や冷却運転のみならず、冷却器に発生した霜を解かす除霜運転の効率化も重要となっている。

従来、冷蔵庫の除霜運転は、冷凍装置を停止させて冷媒の供給を停止した状態で冷却器を放置して除霜を行う「自然除霜方式」と、冷凍装置を停止するのにあわせて冷却器をヒータなどで過熱する「加熱除霜方式」とがある。ここで、前者の自然除霜方式では、除霜完了までに時間が掛かる傾向があり、後者の加熱除霜方式では、除霜は早く終わるものの、除霜ヒータ通電のために多くの電力を消費するという問題がある。

そのため、除霜運転の初期に自然除霜を行い、一定時間後に加熱除霜方式に移行することで、除霜ヒータによる消費電力量の低減を図るものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−５２８７８号公報

しかしながら、特許文献１では、ヒータ入力を低減することは可能であるが、結果として６０分に亘り自然除霜を行うため、除霜時間が全体として増加する、という課題があった。

さらに、庫内の温度上昇により除霜後の冷却運転による消費電力量の増大する、という課題があった。

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、ヒータへの通電量を低減し且つ除霜時間を短縮し、消費電力量を低減することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、冷凍温度帯の貯蔵室と、冷蔵温度帯の貯蔵室と、冷却器及び庫内送風手段が設けられた冷却器室と、圧縮機及び機械室送風手段が設けられた機械室と、前記冷凍温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第一の電動ダンパと、前記冷蔵温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第二の電動ダンパと、前記冷却器の下方に設けられた除霜ヒータと、前記機械室と前記冷却器室とを連通する排水パイプと、該排水パイプの前記機械室側の開口に設けられた排水パイプ開閉弁と、を有し、前記冷却器の除霜運転は、前記排水パイプ開閉弁を開き、前記第一の電動ダンパを閉じ、前記第二の電動ダンパを開き、前記圧縮機が停止した状態で前記機械室送風手段及び前記庫内送風手段を運転することで、前記冷蔵温度帯の貯蔵室に冷気を送風して、前記冷却器が所定温度に上昇するまでに所定時間経過した場合、前記第二の電動ダンパを閉じ、前記庫内送風手段を停止して、前記除霜ヒータに通電することを特徴とする。

また、冷却器と圧縮機とを有する冷凍サイクルと、前記冷却器を配置する冷却器室と、前記冷却器の除霜水を前記圧縮機が配置される機械室へ排出する排水パイプと、前記機械室の前記圧縮機の上方に配置されて前記除霜水を受ける蒸発皿と、該蒸発皿に送風して前記除霜水の蒸発を促進する庫外送風手段を備えた冷蔵庫において、除霜運転は前記冷凍サイクル及び前記除霜ヒータを停止した状態で、前記庫外送風手段を運転して外気を前記排水パイプから前記冷却器室に流入させ、前記冷却器が所定温度に上昇するまでに所定時間経過した場合、前記除霜ヒータに通電することを特徴とする。

また、前記排水パイプの前記機械室側の開口に排水パイプ開閉弁を備え、該排水パイプ開閉弁は前記除霜運転を開始する場合に開くことを特徴とする。

本発明は、ヒータへの通電量を低減し且つ除霜時間を短縮し、消費電力量を低減することができる。

本発明の実施例に係る冷蔵庫の構造略式図である。本発明の実施例に係る冷蔵庫の制御系統ブロック図である。本発明の実施例に係る冷蔵庫の機械室構造略式図である。本発明の実施例１に係る冷蔵庫の除霜運転制御フローチャートである。本発明の実施例１に係る冷蔵庫のタイミングチャートである。本発明の実施例１に係る冷蔵庫の排水パイプ開閉弁である。本発明の実施例２に係る冷蔵庫の除霜運転制御フローチャートである。本発明の実施例２に係る冷蔵庫のタイミングチャートである。

本発明における実施の形態について、以下、説明する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１から図３を参照しながら、冷蔵庫全体の構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係る冷蔵庫の構造略式図である。図２は、本発明の実施例に係る冷蔵庫の制御系統ブロック図である。図３は、本発明の実施例に係る冷蔵庫の機械室構造略式図である。

図１に示すように、本実施例の冷蔵庫は、冷蔵庫本体内に複数に区画された貯蔵室が設けられる。これらの貯蔵室は、使用頻度の高い順に上から配置し、冷蔵庫の使い勝手が向上するように構成してある。例えば、上から順に冷蔵室１４，冷凍温度室１５，野菜室１６を設け、異なる温度帯の貯蔵室の間は断熱仕切壁１９，２０で仕切られている。

冷凍温度室１５は、例えば、−６〜−４０℃程度の冷凍温度に保持する製氷室１８と冷凍室１７とに区画される。冷蔵室１４と野菜室１６は、例えば、０℃〜１０℃程度の冷蔵温度室として使用されるように構成される。

冷凍温度室１５の後方には、冷却器室１３ａが位置しており、該冷却器室１３ａに冷却器１３が設置されている。また、冷却器１３にて熱交換された冷気を送風循環できるように、冷却器室１３ａには庫内送風手段２１（庫内送風手段）が取り付けられる。具体的には、冷却器１３の上方に庫内送風手段２１が設けられ、冷気を冷凍温度室１５だけではなく、冷蔵室１４や野菜室１６へと送り、冷気循環が行われる。

冷却器１３とともに冷凍サイクルを構成する圧縮機１２は、冷蔵庫本体背面側の機械室３０内に位置しており、図示しない凝縮器あるいはキャピラリチューブと冷媒配管で接続される。この圧縮機１２は、冷凍温度検出手段２５，冷蔵温度検出手段２６の検出値によって回転数が制御される。冷凍温度検出手段２５は、冷凍温度室１５に設けられ、冷凍温度室１５内の温度を検出する。冷蔵温度検出手段２６は、冷蔵室１４（冷蔵温度室）に設けられて冷蔵室１４の温度を検出する。圧縮機１２を含む冷凍サイクルの運転制御は、制御装置１１によって行われる。

冷却器１３によって熱交換して生成された冷気は、庫内送風手段２１によって冷却器室１３ａから各貯蔵室へと送られる。各貯蔵室へと連通する冷気通路には、電動ダンパ２２，２３が取り付けられている。この冷気通路は、電動ダンパ２２，２３によって開閉され、各室への冷気の供給が制御される。

図２に示すように、冷凍温度検出手段２５及び冷蔵温度検出手段２６によって検出された各貯蔵室内の温度検出値は、制御装置１１に入力される。制御装置１１は、電動ダンパ２２，２３の開閉，各ファンの運転，冷凍サイクルの運転を制御する。

また、冷却器１３に付着した霜は、冷凍サイクルの停止による自然除霜及び冷却器１３の下部に備えられた除霜ヒータ３２により定期的に除霜される。除霜によって生じた除霜水は、冷却器室１３ａの下部に備えられた樋に流入した後に、排水パイプ３３を介して蒸発皿３１に達し、蒸発させる。このとき、冷却器１３の近傍には、除霜サーミスタ３５が取り付けられており、この検知温度が予め定められた温度に到達した場合に除霜運転が終了となり、除霜水を滴下させる所定時間をおいて冷却運転を再開する。この時の除霜サーミスタ３５の温度を除霜終了温度とする。この除霜終了温度は、なるべく霜を溶かしきる必要から、１℃〜１５℃程度の範囲に設定する。なお、本実施例では「７℃」とする。

本実施の形態では、除霜運転時、図３に示す機械室送風手段３４（庫外送風装置）を一定時間運転させる。これにより、機械室３０内の熱が排水パイプ３３を通し冷却器室１３ａへと流入する。このとき、機械室３０内の温度は、圧縮機１２の運転により高温となっており、例えば除霜初期段階では冷却器室１３ａの温度よりも３０℃〜６０℃ほど高い。すなわち、機械室３０の熱を冷却器１３の霜を解かすための熱として活用することができる。この機械室送風手段３４を作動させている時間及び冷凍サイクル停止による自然除霜の時間は、長過ぎると庫内温度上昇が大きくなってしまう。そのため、自然除霜の時間は２分から３０分程度とする。本実施例ではこの時間を「１０分」とする。

次に、運転制御の詳細を図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の実施例１に係る冷蔵庫の除霜運転制御フローチャートである。図５は、本発明の実施例１に係る冷蔵庫のタイミングチャートである。

除霜運転が開始されると（Ｓ２で「ＹＥＳ」の判定）、まず、Ｓ３によって冷凍サイクル停止による自然除霜が実行される。それと同時に、機械室送風手段３４によって冷却器室１３ａに送風が行われ、暖気が冷却器１３に流入して除霜する。この機械室送風手段３４による暖気流入および自然除霜は、除霜サーミスタ３５の検知温度が７℃に到達した場合（Ｓ４が「ＹＥＳ」）除霜が終了し、Ｓ８により冷却運転が再開される。また、自然除霜のまま１０分経過した場合（ステップ５が「ＹＥＳ」）、ステップＳ６により除霜ヒータ３２への通電が始まる。これにより除霜が進み、除霜サーミスタ３５の検知温度が７℃に到達したら（ステップＳ７が「ＹＥＳ」）除霜が終了したと見なされ、除霜ヒータ３２への通電が遮断され、所定の水切り時間をおいて冷却運転が再開される。

本実施例によれば、一般に冷却器１３の温度上昇が遅い自然除霜中においても、機械室３０の暖気を有効に活用するため、温度上昇が促進され、それによりその後の除霜ヒータによる加熱除霜の時間短縮を図れる。また、全体の除霜時間が短縮されることで、その後の冷却運転で余計な電力を使うことを抑制し、除霜に関わる運転全体として消費電力量の低減が可能となる。

次に、実施例２について、図６から図８を参照しながら説明する。この実施例２の形態は、次に述べる点以外については実施例１と同様であり、説明を省略する。

実施例２では、図６に示すように、排水パイプ３３の出口近傍、すなわち機械室３０側の開口に、例えば制御装置１１によって開閉を制御する排水パイプ開閉弁３７を設ける。この排水パイプ開閉弁３７は、冷蔵庫の運転状態によって排水パイプ３３の機械室３０側開口を開閉するようにした。この排水パイプ開閉弁３７は、除霜時には図６（Ｂ）に示すように開状態、除霜以外では図６（Ａ）に示すように閉状態とする。本実施例では、図６に示す形状の排水パイプ開閉弁３７を備え、機械室３０からの暖気を取り込むため、特に限定するものでないが、十分な開口角度αとして３０°以上を設定する。

なお、排水パイプ開閉弁３７の形状は図６の形状に限定するものでなく、排水パイプ３３の開口を開閉できる構成であればよい。また、自然除霜と同期して電動ダンパ２２，２３を制御するようにした。

以下、実施例２における運転制御の詳細を、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施例２に係る冷蔵庫の除霜運転制御フローチャートである。図８は、実施例２に係る冷蔵庫のタイミングチャートである。

除霜運転が開始されると（Ｓ２が「ＹＥＳ」の判定）、Ｓ９によって自然除霜が実行され、それとともに排水パイプ開閉弁３７を、例えば３０°以上開く。そして、機械室送風手段３４によって冷却器室１３ａに送風を行い、暖気を庫内に流入させる。この時、冷蔵室１４及び野菜室１６への送風を制御する電動ダンパ２３は「開」、冷凍温度室１５への送風を制御する電動ダンパ２２は「閉」とする。さらに、庫内送風手段２１を運転して冷気を循環させる。すなわち、除霜によって得られる低温の空気を、冷蔵室１４及び野菜室１６に送風して、冷却器１３の自然除霜のみならず、冷蔵室１４及び野菜室１６の冷却を同時に行う。

本実施例における、冷蔵室１４及び野菜室１６の冷却（電動ダンパ２３：「開」、電動ダンパ２２「閉」、庫内送風手段２１：「運転」、圧縮機：「停止」、機械室送風手段：「運転」、排水パイプ開閉弁：「開」）及び自然除霜の運転は、除霜サーミスタ３５の検知温度が７℃に到達すると（ステップＳ４が「ＹＥＳ」の判定）終了し、Ｓ８により冷却運転が再開される。また、７℃に到達せず（Ｓ４が「ＮＯ」の判定）１０分経過した場合（Ｓ５が「ＹＥＳ」の判定）、Ｓ１０によって冷蔵室１４及び野菜室１６へ送風する電動ダンパ２３を「閉」状態とし、除霜ヒータ３２への通電が始まる。これにより、冷却器１３の除霜が進み、除霜サーミスタ３５の検知温度が７℃に到達し（ステップＳ７が「ＹＥＳ」）、除霜が終了したと見なし、除霜ヒータ３２への通電が遮断され、冷却器１３に付着した除霜水を滴下するための所定時間をおいて、冷却運転が再開される。

実施例２によれば、自然除霜と同時に冷蔵室１４及び野菜室１６を冷却する（冷凍温度室１５は電動ダンパ２２を「閉」として冷却しない）。すなわち、除霜中の冷蔵室１４及び野菜室１６の温度上昇を抑えることができる。さらに、除霜によって発生する冷気は湿度が高くなるため、冷蔵室１４及び野菜室１６を高湿に保つことができ、貯蔵した生鮮食品等の保鮮性を高めることができる。

また、排水パイプ開閉弁３７を意図的に開閉することで、除霜以外の運転時は排水パイプ開閉弁３７を全閉にすることで、通常の冷却運転中に冷却器室１３ａに暖気が入り込むことを防止できる。これにより、冷却効率が向上し、消費電力量を低減できる。さらに、除霜運転時は排水パイプ３３の開口から機械室３０の暖気を取り込むため、効率的な除霜運転が可能となり、消費電力量を低減できる。

１１制御装置
１２圧縮機
１３冷却器
１４冷蔵室
１５冷凍温度室
１６野菜室
１７冷凍室
１８製氷室
２１庫内送風手段
２２，２３電動ダンパ
２５冷凍温度検出手段
２６冷蔵温度検出手段
３０機械室
３２除霜ヒータ
３３排水パイプ
３４機械室送風手段
３５除霜サーミスタ
３７排水パイプ開閉弁

Claims

冷凍温度帯の貯蔵室と、冷蔵温度帯の貯蔵室と、冷却器及び庫内送風手段が設けられた冷却器室と、圧縮機及び機械室送風手段が設けられた機械室と、前記冷凍温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第一の電動ダンパと、前記冷蔵温度帯の貯蔵室への冷気の流れを制御する第二の電動ダンパと、前記冷却器の下方に設けられた除霜ヒータと、前記機械室と前記冷却器室とを連通する排水パイプと、該排水パイプの前記機械室側の開口に設けられた排水パイプ開閉弁と、を有し、
前記冷却器の除霜運転は、前記排水パイプ開閉弁を開き、前記第一の電動ダンパを閉じ、前記第二の電動ダンパを開き、前記圧縮機が停止した状態で前記機械室送風手段及び前記庫内送風手段を運転することで、前記冷蔵温度帯の貯蔵室に冷気を送風して、
前記冷却器が所定温度に上昇するまでに所定時間経過した場合、前記第二の電動ダンパを閉じ、前記庫内送風手段を停止して、前記除霜ヒータに通電することを特徴とする冷蔵庫。
冷却器と圧縮機とを有する冷凍サイクルと、前記冷却器を配置する冷却器室と、前記冷却器の下方に設けられた除霜ヒータと、前記冷却器の除霜水を前記圧縮機が配置される機械室へ排出する排水パイプと、前記機械室の前記圧縮機の上方に配置されて前記除霜水を受ける蒸発皿と、該蒸発皿に送風して前記除霜水の蒸発を促進する庫外送風手段を備えた冷蔵庫において、
除霜運転は前記冷凍サイクル及び前記除霜ヒータを停止した状態で、前記庫外送風手段を運転して外気を前記排水パイプから前記冷却器室に流入させて、
前記冷却器が所定温度に上昇するまでに所定時間経過した場合、前記除霜ヒータに通電することを特徴とする冷蔵庫。
請求項２において、前記排水パイプの前記機械室側の開口に排水パイプ開閉弁を備え、
該排水パイプ開閉弁は前記除霜運転を開始する場合に開くことを特徴とする冷蔵庫。