JP5523987B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

この発明は、使用者に省エネの意識付けを行うことで省エネ効果に寄与することのできる冷蔵庫に関する。

従来の冷蔵庫では、使用者に省エネを意識させるために圧縮機の運転時間に基づき表示を変えている。（例えば、特許文献１）

国際特許公開第２００５−２６６３２号パンフレット

上記した特許文献１の技術は、圧縮機が現在どの回転状態であるかを認知させるだけであることから、冷蔵庫の開閉扉の状態に関係なく、回転数が外気温が高い場合は早くなり、低い場合は遅くなる。従って、使用者に対して、ただ単に圧縮機の回転数を認知させるだけでは省エネを意識付けさせにくく、消費電力を低減させる効果には限定的なものに成らざるを得ない、という問題があった。

この発明の目的は、外気温の違いにより、閾値を変化させることで、年間を通して省電力化の促し方に極力差を生じさせない省エネ表示を可能とした冷蔵庫を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の冷蔵庫は、貯蔵室を有する本体と、前記貯蔵室を冷却するための回転数可変の圧縮機と、前記貯蔵室内の温度を検知する庫内温度検知手段と、前記貯蔵室外の温度を検知する庫外温度検知手段と、前記本体に設けられた報知手段と、前記圧縮機および前記報知手段を制御するとともに、前記庫外温度検知手段の検知温度に対応し、前記庫内温度検知手段の検知出力に基づいて前記圧縮機の回転数を可変する複数の制御データ系列を保持する制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記庫外温度検出手段の検出温度で前記圧縮機の基準回転数が決定され、該基準の回転数よりも遅い場合に、前記報知手段より報知するようにしたことを特徴とする。

この発明によれば、外気温の違いにより、閾値を変化させることで、通年における省電力化の促し方の差の解消を図ることが可能となる。

この発明の冷蔵庫に関する一実施形態について説明するための省エネ表示制御について説明するための説明図である。 冷蔵庫の全体的構成を概略的に説明するための縦断側面図である。 図２要部の一部切欠斜視図である。 図３の表示パネル部分の正面図である。 冷蔵庫の制御について説明するための構成図である。 図１とともにこの発明の動作について説明するための説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図５は、この発明の冷蔵庫に関する一実施形態について説明するための、図１は制御部おける省エネ表示の制御について説明するための説明図、図２は冷蔵庫の全体構成を概略的に説明するための縦断側面図、図３は図２要部の一部切欠拡大斜視図、図４は図３の表示パネルの正面図、図５は冷蔵庫の概略的な制御について説明するための回路構成図である。

図１を説明する前に、図２〜図５を参照し、この発明に係る冷蔵庫の概略的な構成について説明する。

冷蔵庫本体１１は、断熱箱体１２内を、断熱仕切壁１２ａ〜１２ｃにより上下に仕切ることにより、上段から順に、冷蔵室１３、製氷室１４、野菜室１５、冷凍室１６による貯蔵室が設けられている。

冷蔵室１３の前面部には、ヒンジ開閉式の扉１７１，１７２が、製氷室１４の前面部には、ヒンジ開閉式の扉１８１，１８２がそれぞれ設けられる。さらに、野菜室１５、冷凍室１６の前面部には、引出し式の扉１９，２０がそれぞれ設けられる。扉１９の背面部には、図示しない貯氷容器が連結され、扉１９，２０の背面部には、貯蔵容器２１、２２がそれぞれ連結される。２３，２４は冷蔵庫本体１１の庫内の温度を検知手段となるそれぞれ庫内温度センサであり、庫内温度センサ２３は、冷蔵室１３内の温度を検出するために、庫内温度センサ２４は、この冷凍室１６内の温度を検出するためにそれぞれ設けられる。

野菜室１５の背壁部には、冷蔵室用冷却器室２５および冷凍室用冷却器室２６が、前後２段に重なるように設けられる。そして冷蔵室用冷却器室２５内には、冷蔵室１３および野菜室１５を冷却するための、冷蔵室用冷却器２７および冷蔵用送風ファン２８が設けられる。

冷蔵用送風ファン２８が駆動されると、冷蔵用冷却器２７により生成された冷気が、冷蔵室用冷却器室２５の上部から送風ダクトを通して複数の吹出口から冷蔵室１３内に供給されるとともに、野菜室１５内に供給された後、冷蔵用冷却器室２５の下部に戻される循環が行われる。こうして、冷蔵室１３および野菜室１５内は、例えば３℃〜５℃の冷蔵温度帯に冷却される。

また、冷凍室用冷却室２６内には、冷凍室１６および製氷室１４を冷却するための、冷凍室用冷却器３０および図示しない冷凍用送風ファンが設けられる。冷凍室用冷却器３０には図示しない除霜用ヒータが添設されている。

そして、冷凍用送風ファンが駆動されると、冷凍室用冷却器３０により生成された冷気が、冷凍室用冷却器室２６の上部から送風ダクト２９を通して製氷室１４並びに冷凍室１６内に供給された後、冷凍室用冷却器室２６の下部に戻される循環が行われる。こうして、製氷室１４および冷凍室１６内は、例えば−１８℃以下の冷凍温度帯に冷却される。

冷蔵庫本体１１の下端部背面側には、機械室３１が設けられ、この機械室３１内に、回転数を可変させることのできる圧縮機３２および凝縮器３３、それらを冷却するための図示しない冷却ファンなどが配設されている。

さらに、冷蔵室用の扉１７２の外表面には、図３に示すように、冷蔵庫本体１１の運転状況を報知させる表示パネル３４が取り付けられている。表示パネル３４は、図４に示すように、点灯時において現在の冷蔵庫本体１１が冷蔵庫運転時の消費電力が抑制できている省エネルギーでの運転であるかを示すエコマーク３４１、冷蔵庫本体１１の運転状態を示す冷蔵庫表示器３４２、冷凍庫表示器３４３、さらに、冷蔵庫本体１１の庫内設定温度の強弱を表示する温度調整表示器３４４が取り付けられている。

図５は、制御部５１を中心とした冷蔵庫本体１１における電気的構成を概略的に示している。この制御部５１には、庫内温度センサ２３，２４から検出信号が入力されるとともに、庫外温度センサ３５からの信号が入力される。また、制御部５１は、予め記憶された運転制御プログラムに従い、各センサ等からの信号に基づいて、冷蔵室１３および野菜室１５と冷凍室１６および製氷室１４、圧縮機３２、冷蔵用送風ファン２８、冷凍用送風ファン５２、除霜ヒータ５３等を制御するようになっている。

このとき、制御部５１は、冷蔵室冷却モードと冷凍室冷却モードとを切換弁を交互に切換えながら冷却運転を実行させることで、冷蔵室１３（および野菜室１５）と冷凍室１６（および製氷室１４）とが交互に冷却されながら、各室１３〜１６内の温度が設定温度付近に維持される。

この場合、制御部５１は、冷蔵室１３および冷凍室１６の各々について、設定温度（目標）に対して所定温度幅のＯＮ温度およびＯＦＦ温度を設定し、基本的には、庫内温度センサ２３，２４の検出温度などに基づいて切換弁を切換えるように構成されている。

具体的には、冷蔵室１３については、例えばＯＮ温度が５℃、ＯＦＦ温度が２℃に設定され、冷凍室１６については、例えばＯＮ温度が−１８℃、ＯＦＦ温度が−２１℃に設定される。そして、モードが切換えられる条件としては、（１）冷却中の室の検出温度がＯＦＦ温度に達したとき、（２）前回のモード切換から例えば１０分以上が経過し且つ非冷却中の室の検出温度がＯＮ温度に上昇したとき、（３）前回のモード切換から例えば６０分が経過したとき、のいずれかの場合とされる。両室の検出温度が双方ともＯＦＦ温度以下であるときには、圧縮機３２がオフし冷却運転が停止される。

また、このとき、冷蔵用送風ファン２８は、冷蔵室用冷却器２７に冷媒が流されているとき（冷蔵室冷却モード）にオンされることに加えて、冷凍室冷却モードの実行時にもオンされ、もって冷蔵室用冷却器２７の着霜を抑制するようになっている（うるおい運転）。そして、冷凍用送風ファン５２は、冷凍室用冷却器３０に冷媒が流されているときにオンされることに加えて、冷蔵室冷却モードの実行時にもオンされる。この制御により、冷蔵室冷却モードの実行時でも、冷凍室用冷却器３０の表面の温度は十分な低温にあるので、冷凍用送風ファン５２を駆動することにより、冷凍室１６および製氷室１４の図示しない製氷皿に対して冷風を供給して一定の冷却に寄与させることができる。冷却ファンは、圧縮機３２が駆動されているときにオンされる。

さらに、制御部５１は、冷凍室冷却モードの実行時間の積算値が、例えば１０時間に達する毎に、除霜運転を実行するようになっている。また、除霜運転の前にプリクール運転を実行するようになっている。このプリクール運転は、まず、冷凍室１６，製氷室１４の設定温度を低温側に例えば３ｄｅｇシフトした状態で、圧縮機３２を高回転数で連続的に駆動して冷凍室冷却モードを実行して冷凍室１６等を強制的に冷却し、その後、冷蔵室冷却モードに切換えて冷蔵室１３等を強制冷却することにより行われる。

除霜運転は、圧縮機３２や各ファン２８，５２を停止した状態で、除霜ヒータ５４に通電することにより実行され、除霜センサが例えば８℃以上の温度が検出されたことに基づき終了される。冷蔵室用冷却器２７に関しては、着霜がほとんどないため、特に加熱により霜を溶かす必要はないが、この冷蔵室用冷却器２７部分についても除霜用のヒータおよび除霜センサを設けて同様に加熱しても良い。

制御部５１は、各センサ２３，２４等から温度情報が供給されると、この情報と予め記憶されたプログラムに基づく制御信号を生成して表示制御部５４に供給し、ここで制御信号に基づき、エコマーク３４１、冷蔵庫表示器３４２、冷凍庫表示器３４３、温度調整表示器３４４の表示をそれぞれ行う。

例えば庫内温度センサ２３の検出温度に基づいた回転速度で圧縮機３２を回転させ、庫内温度を予め設定した温度を維持するような制御が行われる。また、制御部５１は、庫内温度センサ２３の検出温度に基づき、予め設定した閾値を超える温度を検出した場合、表示パネル３４のエコマーク３４１を非点灯とし、閾値以下ではエコマーク３４１を点灯させるようにしている。

表示パネル３４のエコマーク３４１が点灯している場合は、圧縮機３２の回転数が遅く省エネ状態の運転が行われる。エコマーク３４１が非点灯の場合は、圧縮機３２の回転数が速く大電力での運転が行われる。エコマーク３４１が非点灯の場合の冷蔵庫の使用者は、扉１８１，１８２の開く角度や開く時間、扉１９，２０の引き出し量や引き出し時間を抑えることを意識付けすることが可能となる。これにより、庫内温度上昇を抑え、延いては圧縮機３２の回転数の上昇を抑えて省エネを促すことに寄与することができる。

しかし、冷蔵庫の庫内温度は、同じ条件で扉の開閉が行われたとしても外気温により庫内温度の上昇特性が異なる。また、庫内温度は、冷蔵庫本体１１が断熱材で外部の温度の影響を抑えているものの、断熱には限界があり、扉の開閉に関係なく外気温にも左右される。このため、外気温が高いときと低いときとでは圧縮機３２の回転数の特性に差が生じることになる。扉を開いている時間が同じ場合でも外気温の高低により圧縮機３２の回転数の特性に差が生じる。

そこで、この実施形態では、外気温の高低に関係なく、外気温の変化に対応したエコマーク表示を行うようにしたものである。具体的には、図６に示すように庫内温度センサ２３と庫外温度センサ３５で検知された温度情報に基づき、圧縮機３２の回転数を可変する複数の制御データ系列（ｉ）〜（iv）を保持する制御手段である制御部５１が、庫外温度センサ３５の検知温度で圧縮機３２の基準回転数が決定される。複数の制御データ系列は、圧縮機３２の回転数が庫内温度センサ２３の検知温度に応じて高くなるように設定されている。この設定値は、庫内温度を基準として庫外温度センサ３５が検知した外気温に基づいて圧縮機３２の回転数が高くなるように設定される。

従って、制御部５１は、圧縮機３２の回転数が基準回転数に対して高い場合、非省エネ運転状態と判断しエコマーク３４１を非点灯状態とし、圧縮機３２が基準回転数に対して低い場合、省エネ運転状態と判断しエコマーク３４１を点灯状態とする。

このように、エコマーク３４１の点灯および非点灯は、外気温の情報に基づき決定される圧縮機３２の基準回転数より早いか遅いかで決定されることから、外気温の変動に対応したエコマーク３４１の点灯条件を得ることができる。

以下、図１のフローチャートと図６の外気温の変化に基づいて閾値を変化させるエコマーク表示のより具体例について図５とともに説明する。

なお、図５においては、庫内温度がＡの領域であればエコマーク３４１を点灯させ、庫内温度Ａよりも高い高温度Ｂ，Ｃ，Ｄであればエコマーク３４１を非点灯とする。また、Ｆ１〜Ｆ７は圧縮機３２を駆動させる回転数を段階的に現し、Ｆ７に行くほど圧縮機３２が高い回転数の状態にあることを示している。

まず、図１のステップＳ１において、庫外温度センサ３５で外気温を検出し、外気温値ｔとして読み込む。ステップＳ１で読み込まれた外気温値ｔが、外気温の範囲Ｔ１（５〜１０℃）であるかを判断する（Ｓ２）。ステップ２で外気温値ｔがＴ１であると判断された場合、圧縮機３２の回転数ｆがエコマーク３４１を点灯させるかを判断する回転数閾値Ｆ１との関係がｆ≦Ｆ１かを判断する（Ｓ３）。ステップＳ３で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ１であった場合は、ステップＳ４に進み、エコマーク３４１を点灯させる。ステップＳ３で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ１でなかった場合は、ステップＳ５に進み、エコマーク３４１を非点灯とし、非省エネ状態での運転が行われていることを報知する。

ステップＳ２において、外気温値ｔがＴ１でないと判断された場合、外気温値ｔが外気温の範囲Ｔ２（１０〜２０℃）であるかを判断する（Ｓ６）。ステップＳ６で外気温度値ｔがＴ２であった場合、圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ２かを判断する（Ｓ７）。ステップＳ７で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ２であった場合は、ステップＳ４に進み、エコマーク３４１を点灯させる。ステップＳ７で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ２でなかった場合は、ステップＳ５に進み、エコマーク３４１を非点灯とし、非省エネ状態で運転が行われていることを報知する。

ステップＳ６において、外気温値ｔがＴ２でないと判断された場合、外気温値ｔが外気温の範囲Ｔ３（２０〜３０℃）であるかを判断する（Ｓ８）。ステップＳ８で外気温度値ｔがＴ３であった場合、圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ３かを判断する（Ｓ９）。ステップＳ９で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ３であった場合は、ステップＳ４に進み、エコマーク３４１を点灯させる。ステップＳ８で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ３でなかった場合は、ステップＳ５に進み、エコマーク３４１を非点灯とし、非省エネ状態で運転が行われていることを報知する。

さらに、ステップＳ８において、外気温値ｔがＴ３でないと判断された場合、外気温値ｔが外気温の範囲Ｔ４（３０℃以上）であるかを判断する（Ｓ１０）。ステップＳ１０で外気温度値ｔがＴ４であった場合、圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ４かを判断する（Ｓ１１）。ステップＳ１１で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ４であった場合は、ステップＳ４に進み、エコマーク３４１を点灯させる。ステップＳ１０で圧縮機３２の回転数ｆが≦Ｆ４でなかった場合は、ステップＳ５に進み、エコマーク３４１を非点灯とし、非省エネ状態で運転が行われていることを報知する。

ステップＳ１０において、Ｔ４でなかった場合は、ステップＳ１に戻って外気温値ｔを読み込み、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。

このように、圧縮機３２が高い回転数が高い場合は、基本的にエコマーク３４１を点灯させるが、図６に示すように外気温が上昇するに従い圧縮機３２の回転数もシフトする制御が行われる。これにより、外気温度値ｔが５〜１０℃と低い場合はＦ２の回転数のときにエコマーク３４１が非点灯状態となるが、外気温度値ｔが３０℃以上ではＦ４の高い回転数でもエコマーク３４１が点灯状態となる。

従って、外気温の上昇に伴ってエコマーク３４１が点灯される庫内温度の条件をシフトすることにより、扉の開閉が同じ条件下で、エコマーク３４１の点灯条件も外気温に関係なく同じような条件を得ることが可能となる。エコマーク３４１の点灯条件が外気温と関係なく扉開閉で同じような条件で左右されることから、冷蔵庫の使用者の意識付けに有用なものとなる。

なお、上記では庫内の温度を検出用として冷蔵室の温度を検出する庫内温度センサ２３を用いたが、冷凍室の温度を検出する庫内温度センサ２４を用いても構わない。また、専用の温度センサを備えても構わない。また、実施形態では基準回転数を庫内温度が「Ａ」の温度帯時に制御される回転数（Ｔ１：Ｆ１，Ｔ２：Ｆ２，Ｔ３：Ｆ３，Ｔ４：Ｆ４）としたが、例えば外気温がＴ１やＴ２など低い温度帯であるときはデータ制御系列（ｉ）はＦ３まで、（ii）はＦ３までとし、高い温度帯Ｔ３，Ｔ４のときは、データ制御系列（iii）はＦ３まで、（iv）はＦ４までのように変更しても構わない。

この実施形態では、外気温度値に基づきエコマークを点灯させるかどうかを判断する圧縮機の回転数の閾値をシフトさせることで、エコマークを点灯させる条件を外気温の上下に関係なく平準化させることができる。

この発明の実施形態としては、圧縮機の回転速度が高い場合にエコマークを非点灯することに限定されない。すなわち、圧縮機の回転速度が高い場合にはエコマークが異なる点灯色にしても構わない。例えば、省エネ運転時はグリーンで、非省エネ運転時はレッドにそれぞれ表示色を変更させることも可能である。

このように、非省エネ運転時にも、省エネ運転時とは異なる色で点灯させることにより、非省エネ時の意識付けをより効果的に示すことができる。なかんずく、非省エネ時の省エネ意識付けの点灯色としては、危険等を知らせる色として一般的に用いられる色の例として上記に挙げたレッドが効果的である。

さらに、非省エネ運転時に扉１７１，１７２，１８１，１８２，１９，２０のいずれかが開放された場合、アラーム、音声、さらには表示をフラッシングさせる報知でも構わない。これらの場合は、冷蔵庫の使用者に対してより確実な省エネを促すことができ、さらなる省エネ効果を期待することができる。

この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１ 冷蔵庫本体
１３ 冷蔵室
１４ 製氷室
１５ 野菜室
１６ 冷凍室
１７１，１７２，１８１，１８２，１９，２０ 扉
２３，２４ 庫内温度センサ
２５ 冷蔵室用冷却器室
２６ 冷凍室用冷却器室
２７ 冷蔵室用冷却器
３０ 冷凍室用冷却器
３２ 圧縮機
３４ 表示パネル
３４１ エコマーク
３４２ 冷蔵庫表示器
３４３ 冷凍庫表示器
３４４ 温度調整表示器
３５ 庫外温度センサ
５１ 制御部

Claims (5)

1. 貯蔵室を有する本体と、
   前記貯蔵室を冷却するための回転数可変の圧縮機と、
   前記貯蔵室内の温度を検知する庫内温度検知手段と、
   前記貯蔵室外の温度を検知する庫外温度検知手段と、
   前記本体に設けられた報知手段と、
   前記圧縮機および前記報知手段を制御するとともに、前記庫外温度検知手段の検知温度に対応し、前記庫内温度検知手段の検知出力に基づいて前記圧縮機の回転数を可変する複数の制御データ系列を保持する制御手段とを具備し、
   前記制御手段は、前記庫外温度検出手段の検出温度に応じて前記圧縮機の基準回転数が設定されているとともに、該基準の回転数よりも低い場合に、前記報知手段より報知するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記制御データ系列は、回転数が前記庫内温度検知手段の検知温度に基づいて高くなるように設定されており、前記複数の制御データ系列の設定値は、庫内温度を基準として、前記庫外温度検知手段が検知した外気温に応じて前記圧縮機の回転数が高く設定されていることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記基準回転数は、前記庫外温度検知手段の検知温度が高いほど高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
4. 前記基準回転数は、庫内温度が所定温度時に設定される各データ制御系列の回転数であることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
5. 前記報知手段は、省エネ運転されているかを報知するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷蔵庫。

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