JP2013108707A - 冷蔵庫 - Google Patents

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Abstract

【課題】省エネルギー性を向上しつつ、食品の鮮度維持を図る冷蔵庫を提供することを目的とする。
【解決手段】冷凍室と、冷蔵室と、圧縮機と、前記冷凍室と前記冷蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に循環させる庫内ファンと、前記冷蔵室と前記冷凍室それぞれへの送風を独立に制御する送風量制御手段と、前記冷却器の下方に設置されて該冷却器に成長した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、除霜運転前に前記冷凍室を冷却するプリクール運転は、前記冷凍室を冷却中で、且つ冷凍室冷却開始温度設定値と冷凍室冷却終了温度設定値の間の中心温度以下まで冷却されたときから開始する。
【選択図】 図6

Description

本発明は、冷蔵庫に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2011−43308号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、除霜ヒータによる除霜開始前に、冷凍室冷却運転積算時間が一定以上に到達し、かつ、冷凍室冷却中であれば、冷凍運転終了温度設定値を所定幅ΔTだけ低めて再設定し、プリクール運転を開始し、再設定した冷凍運転終了温度設定値に到達するまで冷却運転を実施し、その後、除霜運転を開始する制御を行うことが記載されている。
特開2011−43308号公報
しかしながら、特許文献1のような構成では、食品投入や貯蔵室扉の開閉による高温外気浸入等により冷却終了温度までなかなか冷却できない場合、除霜運転の開始タイミングが遅延し、冷却器への霜詰まりによる熱交換量減少から冷蔵庫内温度上昇を引き起こす恐れがある。この問題は、プリクール運転時間の最大時間を設定することで解決することができる。しかし、プリクール運転を開始する条件である冷凍室の冷却積算時間経過が冷凍室冷却開始直後であった場合は、上記最大時間設定と冷蔵庫内温度の関係から、十分に冷蔵庫内を冷却できずに除霜運転が開始してしまい、プリクール運転の効果が小さくなってしまう可能性があった。
そこで本発明は、省エネルギー性を向上しつつ、食品の鮮度維持を図る冷蔵庫を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、冷凍室と、冷蔵室と、圧縮機と、前記冷凍室と前記冷蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に循環させる庫内ファンと、前記冷蔵室と前記冷凍室それぞれへの送風を独立に制御する送風量制御手段と、前記冷却器の下方に設置されて該冷却器に成長した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、除霜運転前に前記冷凍室を冷却するプリクール運転は、前記冷凍室を冷却中で、且つ冷凍室冷却開始温度設定値と冷凍室冷却終了温度設定値の間の中心温度以下まで冷却されたときから開始する。これにより、プリクール運転の効果の向上を図ることができる。また、プリクール運転開始直前の冷凍室の温度勾配を検出することで、冷蔵庫内の食品負荷量を推定することができるため、それにあったプリクール運転専用の圧縮機回転数を選択することで、短時間でのプリクール運転効果の向上を図ることができる。
本発明によれば、省エネルギー性を向上しつつ、食品の鮮度維持を図る冷蔵庫を提供することができる。
本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図1のX−X断面図。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。 図2の要部拡大説明図。 図3の要部拡大説明図。 本発明の実施の形態1に係る冷蔵庫の制御を表すフローチャート。 本発明の実施の形態2に係る冷蔵庫の制御を表すフローチャート。
本発明に係る冷蔵庫の実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の冷蔵庫本体1の正面外形図である。図2は、冷蔵庫本体1の庫内の構成を表す図1におけるX−X縦断面図である。図3は、冷蔵庫本体1の庫内の構成を表す正面図であり、冷気ダクトや吹き出し口の配置などを示す図である。図4は、図2の要部拡大説明図である。図5は、図3の要部拡大説明図である。
図1に示すように、実施形態の冷蔵庫本体1は、上方から、冷蔵室2,製氷室3及び上段冷凍室4,下段冷凍室5,野菜室6を有する。なお、製氷室3と上段冷凍室4は、冷蔵室2と下段冷凍室5との間に左右に並べて設けている。一例として、冷蔵室2及び野菜室6は、およそ3〜5℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室3,上段冷凍室4及び下段冷凍室5は、およそ−18℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。
冷蔵室2は前方側に、左右に分割された観音開き(いわゆるフレンチ型)の冷蔵室扉2a,2bを備えている。製氷室3,上段冷凍室4,下段冷凍室5,野菜室6は、それぞれ引き出し式の製氷室扉3a,上段冷凍室扉4a,下段冷凍室扉5a,野菜室扉6aを備えている。また、各扉の貯蔵室側の面には、各扉の外縁に沿うようにシール部材(図示せず)を設けており、各扉の閉鎖時、貯蔵室内への外気の侵入、及び貯蔵室からの冷気漏れを抑制する。
また、冷蔵庫本体1は、各貯蔵室に設けた扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ(図示せず)と、各扉が開放していると判定された状態が所定時間、例えば、1分間以上継続された場合に、使用者に報知するアラーム(図示せず)と、冷蔵室2の温度設定や上段冷凍室4や下段冷凍室5の温度設定をする温度設定器等(図示せず)を備えている。
図2に示すように、冷蔵庫本体1の庫外と庫内は、内箱1aと外箱1bとの間に発泡断熱材(発泡ポリウレタン)を充填することにより形成される断熱箱体10により隔てられている。また、冷蔵庫本体1の断熱箱体10は複数の真空断熱材25を実装している。
冷蔵庫本体1は、上側断熱仕切壁51により冷蔵室2と、上段冷凍室4及び製氷室3(図1参照、図2中で製氷室3は図示されていない)とが断熱的に隔てられ、下側断熱仕切壁52により、下段冷凍室5と野菜室6とが断熱的に隔てられている。また、図2に示すように、下段冷凍室5の上部には、横仕切部53を設けている。横仕切部53は、製氷室3及び上段冷凍室4と、下段冷凍室5とを上下方向に仕切っている。
なお、製氷室3,上段冷凍室4及び下段冷凍室5は、いずれも冷凍温度帯なので、横仕切部53及び縦仕切部54は、各扉のシール部材を受けるために、少なくとも冷蔵庫本体1の前側にあればよい(図2参照)。すなわち、冷凍温度帯の各貯蔵室間で気体の移動があってもよく、断熱区画しない場合であってもよい。一方、上段冷凍室4を温度切替室とする場合は、断熱区画する必要があるため、横仕切部53及び縦仕切部54は、冷蔵庫本体1の前側から後壁まで延在させる。
冷蔵室扉2a,2bの貯蔵室内側には、複数の扉ポケット32が備えられている(図2参照)。また、冷蔵室2は複数の棚36が設けられている。棚36により、冷蔵室2は縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。
図2に示すように、上段冷凍室4,下段冷凍室5及び野菜室6は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉と一体に前後方向に移動する。また、収納容器3b,4b,5b,6bがそれぞれ設けられている。そして、製氷室扉3a,上段冷凍室扉4a,下段冷凍室扉5a及び野菜室扉6aは、それぞれ図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより、収納容器3b,4b,5b,6bが引き出せるようになっている。
図2及び図3に示すように、実施形態の冷蔵庫は、冷却手段として蒸発器7を備えている。蒸発器7(一例として、フィンチューブ型熱交換器)は、下段冷凍室5の略背部に備えられた蒸発器収納室8内に設けられている。また、蒸発器収納室8内であって蒸発器7の上方には、送風手段として送風機9(一例として、プロペラファン)が設けられている。蒸発器7と熱交換して冷やされた空気(以下、蒸発器7で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する)は、送風機9によって冷蔵室送風ダクト11,冷凍室送風ダクト12を介して、冷蔵室2,野菜室6,上段冷凍室4,下段冷凍室5,製氷室3の各貯蔵室へそれぞれ送られる。各貯蔵室への送風は、冷蔵室への送風量を制御する第一の送風量制御手段(冷蔵室ダンパ20)と、冷凍室への送風量を制御する第二の送風量制御手段(冷凍室ダンパ50)とにより制御される。
ちなみに、冷蔵室2,製氷室3,上段冷凍室4,下段冷凍室5及び野菜室6への各送風ダクトは、図3に破線で示すように冷蔵庫本体1の各貯蔵室の背面側に設けられている。
具体的には、冷蔵室ダンパ20が開状態、冷凍室ダンパ50が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室送風ダクト11を経て多段に設けられた吹き出し口2cから冷蔵室2に送られる。
なお、冷蔵室2を冷却した冷気は、冷蔵室2の下部に設けられた冷蔵室戻り口2dから冷蔵室戻りダクト16を経て、下段断熱仕切壁52の下部右奥側に設けた野菜室吹き出し口6cから野菜室6へ送風される。
野菜室6からの戻り冷気は、断熱仕切壁52の下部前方に設けられた野菜室戻りダクト入口18bから野菜室戻りダクト18を経て、野菜室戻りダクト出口18aから蒸発器収納室8の下部に戻る。
なお、別の構成として、冷蔵室戻りダクト16を野菜室6へ連通せずに、蒸発器収納室8の正面から見て、右側下部に戻す構成としてもよい。この場合の一例として、冷蔵室戻りダクト16の前方投影位置に野菜室送風ダクト(図示せず)を配置して、蒸発器7で熱交換した冷気を、野菜室吹き出し口6cから野菜室6へ直接送風する。
図2に示すように、蒸発器収納室8前方には、各貯蔵室と蒸発器収納室8との間を仕切る仕切部材13が設けられている。仕切部材13には、吹き出し口3c,4c,5cが形成されており、冷凍室ダンパ50が開状態のとき、蒸発器7で熱交換された冷気が送風機9により図示省略の製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト12を経て吹き出し口3c,4cからそれぞれ製氷室3,上段冷凍室4へ送風される。また、冷凍室送風ダクト12を経て吹き出し口5cから下段冷凍室5へ送風される。
一般に、周囲温度に対して低温の冷気は、上方から下方に向かう下降流を形成する。よって、貯蔵室の上方により多くの冷気を供給することで、下降流の作用で貯蔵室内を良好に冷却できる。第一の実施形態では、冷凍室ダンパ50を設けているが、これを送風機9の上方に設置することで、送風機9からの送風をスムーズに製氷室3や上段冷凍室4に送風できるように配慮している。製氷室3,上段冷凍室4及び下段冷凍室5が連通した構成とすれば、下降流による冷却効果を高めることができる。
仕切部材13には、下段冷凍室5の奥下部の位置に冷凍室戻り口17が設けられており、上段冷凍室4,下段冷凍室5,製氷室3を冷却した冷気は、冷凍室戻り口17を介して蒸発器収納室8に流入する。なお、冷凍室戻り口17は蒸発器7の幅とほぼ等しい幅寸法である。
図4に示すように本実施形態の冷蔵庫本体1では、冷却器7の上方に庫内ファン9を設け、庫内ファン9の上方に冷凍室ダンパ50を設けている。さらに、冷凍室ダンパ50の上方に冷凍室60の上段に位置する上段冷凍室4に冷気を送り出す上段冷凍室吹き出し口4cと製氷室吹き出し口3c(図3参照)が備えられている。なお、上段冷凍室吹き出し口4cは、冷凍室の吹き出し口の中で最も開口面積が大きくなっている。
図5に示すように、冷蔵室2を冷却した冷気は、蒸発器収納室8の側方に備えられた冷蔵室−野菜室連通ダクト16を通って、野菜室6に流入する。野菜室6からの戻り冷気は、野菜室戻り口18b(図2参照)から流入し、図4に示すように、断熱仕切壁52の中に設けられた野菜室戻りダクト18を通って、蒸発器収納室8の下部前方に設けられた、冷却器7の幅とほぼ等しい幅寸法の野菜室戻り吹き出し口18a(図5参照)から、蒸発器収納室8に流入する。一方、冷凍室60を冷却した冷気は、図4に示すように、蒸発器収納室8と冷凍室60を仕切る仕切板54の下部に備えられた、冷却器7の幅とほぼ等しい幅寸法の冷凍室戻り口17を介して蒸発器収納室8に流入する。なお、蒸発器収納室8の下方には、除霜ヒータ22が備えられている。除霜ヒータ22は、ガラス管ヒータであり、ガラス管の外周にはアルミニウム製の放熱フィン22aが備えられている。
除霜ヒータ22の上方には、除霜水が除霜ヒータ22に滴下することを防止するために、上部カバー53が設けられている。また、図5に示すとおり、蒸発器収納室8の下部前方には、暖気収納スペース26が設けられている。この暖気収納スペース26によって、除霜ヒータ22に通電することによって実施される除霜運転中に生じる暖気(上昇気流)が、冷凍室60に流入することを抑えることができる。
冷却器7及びその周辺の蒸発器収納室8の壁に付着した霜は、除霜運転時に解かされ、その際に生じた除霜水は蒸発器収納室8の下部に備えられた樋23に流入した後に、排水管27を介して後記する機械室19に配された蒸発皿21に達し、圧縮機24及び、機械室19内に配設される図示しない凝縮器及び圧縮機24の発熱により蒸発させられる。
また、冷却器7の正面から見て左上部には冷却器7に取り付けられた冷却器温度センサ35、冷蔵室2には冷蔵室温度センサ33、下段冷凍室5には冷凍室温度センサ34がそれぞれ備えられており、それぞれ冷却器7の温度(以下、冷却器温度と称する),冷蔵室2の温度(以下、冷蔵室温度と称する),下段冷凍室5の温度(以下、冷凍室温度と称する)を検知できるようになっている。更に、冷蔵庫本体1は、庫外の温度を検知する図示しない外気温度センサを備えている。なお、野菜室6にも野菜室温度センサ33aが配置してある。
ちなみに、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約90gとしている。
冷蔵庫本体1の天井壁上面側にはCPU,ROMやRAM等のメモリ,インターフェース回路等を搭載した制御基板31が配置されており(図2参照)、制御基板31は、前記した外気温度センサ,冷却器温度センサ35,冷蔵室温度センサ33,野菜室温度センサ33a,冷凍室温度センサ34,扉2a,2b,3a,4a,5a,6aの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する前記した扉センサ、冷蔵室2内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続し、前記ROMに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機24のON,OFF等の制御,冷蔵室ダンパ20及び冷凍室ダンパ50を個別に駆動する図示省略のそれぞれのアクチュエータの制御,庫内ファン9のON/OFF制御や回転速度制御、前記した扉開放状態を報知するアラームのON/OFF等の制御を行う。
(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施例について図面を参照しながら説明する。図6は本発明の第1の実施例における冷蔵庫のプリクール運転前後の運転制御動作を説明するためのフローチャートを示している。
冷蔵庫本体1が冷蔵室もしくは冷凍室を冷却している際(S102)、圧縮機運転積算時間が一定時間経過したかを判断する(S103)。一定時間が経過し、その時点で冷凍室を冷却中であり、かつ、冷凍室冷却運転開始温度と冷凍室冷却終了温度の間の中心温度以下まで冷却されていた場合(S105)は、プリクール運転を実施すれば効果的に働く条件と判断し、プリクール運転する最長時間(例えば、30min〜60min)、及び終了温度(例えば、−26℃〜−24℃)をセット(S106)し、プリクール運転を開始する(S107)。ここで、プリクール運転最長時間及び終了温度は、例えば外気温や温調設定温度に基づいて決定する。本実施例では、外気温に基づき予め設定したプリクール運転最長時間及び終了温度によって制御する。なお、これに限らず、運転状態に応じてプリクール運転最長時間及び終了温度を、適宜変更する制御構成であってもよく、この場合、冷蔵庫の運転状態や設置状態に合った、より最適な制御を行うことができる。
プリクール運転時間が最長時間経過したら即時、冷却運転を終了させ除霜運転を開始するが、最長時間経過前でも冷凍室温度がプリクール終了温度まで到達した場合(S109)でも、冷却運転を終了させ除霜運転を開始する。
本実施の形態により、プリクール運転が食品投入や貯蔵室扉の開閉による高温外気浸入等により冷却終了温度までなかなか冷却できない場合、プリクール運転時間の最長時間リミットを設けても、上述の開始条件(S105)を追加することでプリクール運転による効果の向上を図ることができる。また、除霜運転の開始タイミングの遅延や冷却器への霜詰まりによる熱交換量減少、冷蔵庫内温度上昇の防止をはかれる省エネルギー性が高い冷蔵庫を提供できる。
(実施の形態2)
以下、本発明の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。図7は本発明の第2の実施例における冷蔵庫のプリクール運転前後の運転制御動作を説明するためのフローチャートを示している。
冷蔵庫本体1が冷蔵室もしくは冷凍室を冷却している際(S202)、圧縮機運転積算時間が一定時間経過したかを判断する(S203)。一定時間が経過し、その時点で冷凍室を冷却中であり、かつ、冷凍室冷却運転開始温度と冷凍室冷却終了温度の中心温度以下まで冷却されていた場合(S205)は、プリクール運転を実施すれば効果的に働く条件と判断し、プリクール運転する最長時間、および、終了温度をセット(S206)する。また、プリクール運転時に使用する圧縮機の回転数を、冷凍室の温度勾配データより選択する。まず冷凍室センサ温度TMPF1を検出し(S207)、一定時間経過後(例えば、5min〜10min)(S208)、再度冷凍室センサ温度TMPF2を検出(S209)、その差分の大小により圧縮機の回転数を選択する。温度センサ検出値の差分が大きい場合(温度勾配が大きい場合)、冷凍室は食品温度が低い(庫内冷却必要負荷が小さい)状態であるため、圧縮機の回転数を低く設定する。一方、温度センサ検出値の差分が小さい場合(温度勾配が小さい場合)、冷凍室は食品温度が高い(庫内冷却必要負荷が大きい)状態であるため、圧縮機の回転数を高く設定する。
これにより、プリクール運転を有効的に活かすことができる冷却力を選定することができる。圧縮機回転数決定後(S211)、プリクール運転を開始する(S212)。プリクール運転時間が最長時間経過したら即時、冷却運転を終了させ除霜運転を開始するが、最長時間経過前でも冷凍室温度がプリクール終了温度まで到達した場合(S214)でも、冷却運転を終了させ除霜運転を開始する。
本実施の形態により、プリクール運転開始直前の冷凍室の温度勾配を検出することで、冷蔵庫内の食品負荷量を推定することができるため、それにあったプリクール運転専用の圧縮機回転数を選択することで、短時間でのプリクール運転効果の向上を図ることができる。また、除霜運転の開始タイミングの遅延や冷却器への霜詰まりによる熱交換量減少、冷蔵庫内温度上昇の防止を図れる省エネルギー性が高い冷蔵庫を提供できる。
以上の実施形態により、次のような効果を有する。
冷凍室と、冷蔵室と、圧縮機と、前記冷凍室と前記冷蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に循環させる庫内ファンと、前記冷蔵室と前記冷凍室それぞれへの送風を独立に制御する送風量制御手段と、前記冷却器の下方に設置されて該冷却器に成長した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、除霜運転前に前記冷凍室を冷却するプリクール運転は、前記冷凍室を冷却中で、且つ冷凍室冷却開始温度設定値と冷凍室冷却終了温度設定値の間の中心温度以下まで冷却されたときから開始する。これにより、プリクール運転の効果の向上を図ることができる。また、プリクール運転開始直前の冷凍室の温度勾配を検出することで、冷蔵庫内の食品負荷量を推定することができるため、それにあったプリクール運転専用の圧縮機回転数を選択することで、短時間でのプリクール運転効果の向上を図ることができる。
また、除霜運転前に通常より冷凍室冷却温度を低く再設定して除霜運転時の食品への影響を軽減させるために実施するプリクール運転の開始条件に、冷凍室の冷却度合い判定を追加する。これにより、食品や貯蔵室扉の開閉による高温外気流入等によるプリクール運転冷却設定温度になかなか到達せず、除霜運転の開始タイミングの遅延や冷却器への霜詰まりによる熱交換量減少、冷蔵庫内温度上昇等の弊害を回避するためのプリクール最長時間リミットを設けても、その弊害なくプリクール運転効果の向上を図ることができる。また、プリクール運転を効果的に実施することで、除霜運転後の温度復帰も早期に完了できることから、省エネ性が高い冷蔵庫を提供できる。
また、冷凍室と、冷蔵室と、圧縮機と、前記冷凍室と前記冷蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に循環させる庫内ファンと、前記冷蔵室と前記冷凍室それぞれへの送風を独立に制御するダンパと、前記冷却器の下方に設置されて該冷却器に生長した霜を溶かす除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する冷却器温度センサと、前記冷凍室の温度を検知する冷凍室温度センサと、を備えた冷蔵庫において、除霜運転前に通常より冷凍室冷却温度を低く再設定して除霜運転時の食品への影響を軽減させるために実施するプリクール運転に使用する回転数を、除霜運転開始直前の冷凍室センサ温度の勾配を検出することで、冷蔵庫内の食品状況に応じた圧縮機回転数を選択することができる。これにより、冷蔵庫内の食品の影響も考慮することができ、省エネルギー性が高い冷蔵庫を提供できる。
1 冷蔵庫本体
2 冷蔵室
3 製氷室(冷凍室)
4 上段冷凍室(冷凍室)
5 下段冷凍室(冷凍室)
6 野菜室(冷蔵室)
7 蒸発器(冷却器)
8 蒸発器収納室
9 庫内ファン(送風機)
20 冷蔵室ダンパ(第一の送風量制御手段)
22 除霜ヒータ
24 圧縮機
31 制御基板
33 冷蔵室温度センサ
33a 野菜室温度センサ
34 冷凍室温度センサ
35 冷却器温度センサ
50 冷凍室ダンパ(第二の送風量制御手段)

Claims (3)

  1. 冷凍室と、冷蔵室と、圧縮機と、前記冷凍室と前記冷蔵室を冷却する冷却器と、前記冷却器で冷却された冷気を前記冷凍室及び前記冷蔵室に循環させる庫内ファンと、前記冷蔵室と前記冷凍室それぞれへの送風を独立に制御する送風量制御手段と、前記冷却器の下方に設置されて該冷却器に成長した霜を溶かす除霜ヒータと、を備えた冷蔵庫において、除霜運転前に前記冷凍室を冷却するプリクール運転は、前記冷凍室を冷却中で、且つ冷凍室冷却開始温度設定値と冷凍室冷却終了温度設定値の間の中心温度以下まで冷却されたときから開始することを特徴とする冷蔵庫。
  2. 前記プリクール運転時の圧縮機回転数は、除霜運転直前の冷凍室センサで検出した温度勾配により選択することを特徴とする、請求項1記載の冷蔵庫。
  3. 前記温度勾配が大きい場合、前記温度勾配が小さい場合よりも前記圧縮機回転数を低く設定することを特徴とする、請求項2記載の冷蔵庫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106766524A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 青岛海尔股份有限公司 风冷冰箱及其运行控制方法

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