JP5544251B2

JP5544251B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP5544251B2
Application number: JP2010202623A
Authority: JP
Inventors: 信之長安
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-09-10
Also published as: JP2012057886A

Description

本発明は、冷蔵庫の制御に関する。

従来の冷蔵庫の制御では、冷却器の除霜を行う手段として、冷却器に除霜ヒータを配置して、前回の除霜終了時点から、圧縮機の運転時間を積算し、その積算値が所定の時間に達したら除霜を実施する除霜制御が一般的である。

また、他の従来の冷蔵庫の制御として、例えば特許文献１に記載の冷蔵庫の制御では、数日に渡って蓄積更新された単位時間毎の圧縮機運転時間と扉の開閉回数から、圧縮機運転率と扉開閉頻度を求め、圧縮機運転時間が所定の時間に達したら、予め規定された除霜時間範囲内で、扉開閉回数の一番少ない時間単位を選択し、かつ扉開閉回数の一番少ない時間単位の、次の単位時間の扉開閉回数が予め規定された除霜時間範囲内で最大であれば、扉開閉回数の一番少ない時間単位の次に扉開閉回数の少ない時間単位に除霜を実行するものが提案されている。

特許第３３２００８２号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫の制御は、扉開閉回数の一番少ない時間単位の、次の単位時間の扉開閉回数が予め規定された除霜時間範囲内で最大であれば、扉開閉回数の一番少ない時間単位の次に扉開閉回数の少ない時間単位に除霜を実行されるため、例えば扉開閉頻度が最大となる時間単位の次の時間単位が２番目に扉開閉回数の少ない時間単位となる場合、扉の開閉頻度が多いことによる温度上昇と、除霜による冷蔵庫の庫内温度上昇が連続して発生することになり、食品保存に悪影響を及ぼすおそれがあった。

また、扉の開閉回数もさることながら、扉の開時間も食品保存には重要な要素であり、扉を長時間開放することによる庫内温度への影響も考慮する必要があった。

上記課題に鑑みて、本発明は、実使用状況に合わせて除霜を実行することにより、貯蔵室内の大幅な温度上昇を抑制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。一例として、圧縮機と冷却器を有する冷凍サイクルと、前記冷却器で生成された冷気を循環するファンと、前記冷却器に付着する霜を除霜する除霜手段と、貯蔵室の扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、を有する冷蔵庫において、一日を複数の時間単位に分けて該複数の時間単位毎の前記扉の開時間を求める手段と、前記複数の時間単位毎の前記扉の開時間を複数日に渡って記憶する手段と、前記複数の時間単位毎に記憶した前記扉の開時間を前記複数の時間単位毎に前記複数日分をそれぞれ積算した時間帯別扉開積算時間を求める手段と、前記複数の時間単位毎に連続する所定数の前記時間単位分の前記時間帯別扉開積算時間を加算して前記複数の時間単位毎の時間単位別扉開時間を求める手段と、前記複数の時間単位毎の前記時間単位別扉開時間のうち前記扉の開時間の少ない方及び多い方から所定数の前記時間単位をそれぞれ選択する手段と、前記冷却器の除霜終了時、所定の除霜間隔に従い、前記冷却器の除霜開始時刻を求め、前記除霜開始時刻の前後の所定時間を除霜移行範囲として、前記除霜移行範囲内に前記扉の開時間の少ない方から選択した前記時間単位が存在する場合、最も少ない前記時間単位を除霜開始予定時刻として選択する。

本発明によれば、実使用状況に合わせて除霜を実行することにより、貯蔵室内の大幅な温度上昇を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る冷蔵庫の制御ブロック図である。本発明の一実施形態に係る時間帯別の扉開時間の積算方法を示す図である。本発明の一実施形態に係る単位時間別の扉開時間および単位時間別の扉開順位を決定する方法を示す図である。従来の冷蔵庫の除霜開始タイミングを示す図である。従来の冷蔵庫の除霜開始タイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜移行範囲を決定する方法を示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在する場合の除霜開始タイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在せず、かつ多い方から選択された時間単位が存在する場合の除霜開始タイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方からも多い方からも選択された時間単位が存在しない場合の除霜開始タイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜移行範囲内の最大となる時間単位が、扉開時間の少ない方から選択された時間単位に存在する場合の除霜開始タイミングを示す図である。本発明の一実施形態に係る除霜開始予定時刻より前に、圧縮機の運転積算時間が予め規定された除霜開始運転時間に達した場合の除霜開始タイミングを示す図である。

以下本発明の実施例を図１から図６を用いて説明する。

図１は冷蔵庫の制御ブロック図である。図において、９ａは冷媒を圧縮循環させる圧縮機、９ｂは圧縮機と冷凍サイクルを形成し冷媒を蒸発させる冷却器、１０は冷却器９ｂにより冷却された冷気を冷蔵庫内に循環させる庫内冷却ファン、１１は冷却器９ｂに付着した霜を解かす除霜ヒータ、７は除霜の開始および終了を判定するために冷却器の温度を検知する冷却器温度センサ、８は冷蔵庫の周囲温度を検知する外気温温度センサ、５は冷蔵室扉の開閉を検知する冷蔵室扉スイッチ、６は冷凍室扉の開閉を検知する冷凍室扉スイッチである。２は制御部であり、冷蔵庫全体１を制御するマイコン３を搭載し、マイコン３には扉の開時間、圧縮機９ａの運転時間や冷蔵庫の周囲温度などを記憶するメモリ４を内蔵する。

図２は、扉の開時間の積算方法を示している。まず、１日の所定時間帯（本実施例では１時間単位）毎に、冷蔵室扉スイッチ５と冷凍室扉スイッチ６で検知したそれぞれの扉の開時間を秒単位でメモリ４に記憶する（０から２３の計２４個のデータが１日分の扉開時間となる）。この１日分の扉開時間を所定日数分（本実施例では７日分）記憶する。７日を越えた場合は、最も古い日の扉開時間に最新の扉開時間を上書きする。以降これを繰り返して、最新の７日分の扉開時間を４メモリに記憶する。この１時間毎に記憶された７日分の扉開時間を時間帯毎に加算し、扉開時間の積算時間とする。なお、検知する扉は冷蔵室扉および冷凍室扉に限ったものではなく、野菜室扉や製氷室扉など開閉を検知可能な扉があれば、それらを加えても良い。

図３は、扉開時間の積算時間から所定時間単位毎の扉開時間を求め、所定時間単位毎の扉開時間から扉開時間が多い時間単位と少ない時間単位を求める方法を示している。

まず、扉開時間の積算時間から所定時間単位（本実施例では３時間）を１つの時間単位として扉開時間を合算し、合計２４個分の時間単位別の扉開時間を作成する。例えば、０時の時間単位別の扉開時間は、０時と１時と２時の各扉開時間の合算値、１時の時間単位別の扉開時間は、１時と２時と３時の各扉開時間の合算値、また、２３時の時間単位別の扉開時間は、２３時と０時と１時の各扉開時間の合算値となる。

この時間単位は、除霜時間、および除霜開始時の冷蔵庫内温度に復帰させるに要する温度復帰時間を設定する。なお、除霜時間がおよそ３０分、除霜後の温度復帰時間がおよそ１時間、周囲温度や負荷状態における温度復帰変動時間がおよそ３０分、更に温度復帰してからの安定時間を１時間とし、時間単位を３時間に設定する。これにより、除霜を実施した次の時間単位の扉開時間が多くても、庫内温度が連続して高温になることを防止することができる。

この２４個の時間単位別扉開時間に対して扉開時間の少ない方および多い方から順位付けを行い、扉開時間の少ない方から所定個数（本実施例では３個、図３の少１，少２，少３を示す）を扉開少時間単位，扉開時間の多い方から所定個数（本実施例では３個、図３の多１，多２，多３を示す）を扉開多時間単位とする。

図４Ａ，図４Ｂは、従来の冷蔵庫の除霜開始タイミングを示す図である。除霜終了時に予め規定された除霜間隔時間（例えば２４時間）に基づき、次の除霜開始予定時刻を決定する。また、除霜終了から圧縮機９ａの運転時間を積算し、常時積算時間が所定の時間（除霜開始運転時間）に達したかどうかを判断する。

前記除霜開始予定時刻となるか、又は圧縮機９ａの運転積算時間が所定の時間に達するか、いずれか早い時刻に除霜を開始する。図４Ａは前記除霜開始予定時刻になっても圧縮機９ａの運転積算時間が除霜開始運転時間に達しない場合を示しており、この場合は予め規定された除霜間隔時間に従い除霜を開始する。図４Ｂは、前記除霜開始予定時刻よりも、圧縮機９ａの運転積算時間が除霜開始運転時間に達するのが早い場合を示しており、除霜開始運転時間に達した時点で除霜を開始する。

つまり、通常の使用状態では所定の間隔で除霜を実施し、周囲温度が高い場合や食品の貯蔵量が急に多くなって、圧縮機の運転率が高くなるような場合は、冷却器９ｂへの着霜が通常より多くなるため、所定の間隔よりも早く除霜を開始するものである。

図５は、除霜移行範囲を決定する方法を示す図である。除霜移行範囲とは、除霜開始時刻を移動可能な範囲を示している。前回の除霜終了時に予め規定された除霜間隔時間後（本実施例では２２時間、図の（Ａ）の位置）を基点とし、前および後の既定時間（本実施例では前７時間、後２時間の計９時間）を除霜移行範囲とする。除霜移行範囲を規定することで、除霜間隔が極端に短くなる、または長くなることを防止する。これにより、冷却器９ｂへの着霜が少なすぎない、または多すぎない適切な時間で除霜を開始することができる。

図６Ａから図６Ｅは、前記扉開時間の順位および前記除霜移行範囲に基づいて除霜開始タイミングを決定する方法の幾つかを示すものである。なお、図では０時から１８時が２箇所に存在するが、説明の都合上であり、０時から１８時の時間単位別扉開時間および時間単位別扉開順位は同じものである。

まず、図６Ａは、除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在する場合の除霜開始タイミングを示した図である。前記除霜移行範囲内に、前記時間単位の扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在する場合、最も少ない時間単位を除霜開始予定時刻として選択する。本実施例では、少ない方の１位の時間単位が存在するため、１位の時刻に除霜を開始する。これにより、扉開による庫内温度上昇が無く、温度が安定した状態で除霜を実施することができる。

次に、図６Ｂは、前記除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在せず、かつ多い方から選択された時間単位が存在する場合の除霜開始タイミングを示す図である。前記除霜移行範囲内の扉開時間の多い時間単位以外の時間単位が最も長くなる時間単位を除霜開始時刻として選択する。本実施例では、除霜移行範囲の初めの時間単位と次の時間単位に扉開の多い方から選択された時間単位が存在するので、２番目の時間単位から最も長くなる時刻、すなわち除霜移行範囲の最大時間単位を除霜開始予定時刻とする。これにより、扉開による庫内の温度上昇と除霜による温度上昇が連続して発生するのを防ぐことができる。

次に、図６Ｃは、前記除霜移行範囲内に扉開時間の少ない方からも多い方からも選択された時間単位が存在しない場合の除霜開始タイミングを示す図である。この場合は、扉開時間に関係なく、除霜終了から除霜間隔時間後の時刻を除霜開始予定時刻とする。これにより、予め想定した除霜間隔で除霜を開始することができる。

次に、図６Ｄは、前記除霜移行範囲内の最大となる時間単位が、扉開時間の少ない方から選択された時間単位に存在する場合の除霜開始タイミングを示した図である。前記時間単位の扉開時間の少ない方から選択された時間単位が存在する場合、除霜移行範囲内の最大となる時間単位を除霜開始予定時刻として選択する。本実施例では、除霜移行範囲内の最大となる時間単位が扉開時間の少ない方から３位の時間単位で、本実施例で規定した順位である３位以内であるため、除霜移行範囲内の最大となる時間単位を除霜開始時刻とする。これにより、最も効率の良い時刻ではないが、予め想定した除霜間隔で除霜を開始することができる。たとえば、除霜開始から除霜移行範囲内の最大となる時間単位までを２４時間になる様に規定しておけば、実施例のように扉開時間の少ない方からの順位が高い順位が連続するような深夜時間帯であれば、多少の時間ずれは吸収できるため、毎日ほぼ同時刻に除霜を実施することができる。

次に、図６Ｅは、前記除霜開始予定時刻より前に、圧縮機９ａの運転積算時間が予め規定された除霜開始運転時間に達した場合の除霜開始タイミングを示す図である。圧縮機９ａの運転積算時間が、除霜開始予定時刻より早く予め規定された除霜開始運転時間に達した場合には、その時点で除霜を開始する。除霜開始予定時刻よりも早く除霜開始運転時間に達するということは、すなわち圧縮機の運転率が高く、冷却器９ｂへの着霜量が通常よりも多くなり、冷却器９ｂの通風抵抗の増加や除霜時間の長時間化につながる。除霜開始運転時間に達した時点で除霜を開始することにより、庫内温度の上昇を防止することができる。なお、実施例では、単に圧縮機９ａの運転積算時間としたが、圧縮機９ａの運転率から求めても良い。また、近年の圧縮機制御はインバータによる回転数可変制御が一般的であるから、圧縮機９ａの運転積算時間に回転数条件などを組み合わせても良い。

また、図示はしないが、予め規定された除霜間隔で除霜を行った後にのみ、前記扉開時間に基づいた除霜を開始する手段を備えているので、前記除霜移行範囲を比較的広くとっていて、なおかつ前記圧縮機９ａの運転積算時間によって除霜開始予定時刻よりも早く除霜を実施した場合でも、短時間に繰り返し除霜が行われることを防止できる。

また、図示はしないが、前記除霜移行範囲を、冷蔵庫の運転状況に応じて変更可能な手段を備えているので、前記圧縮機９ａの運転積算時間によって除霜を実施した後は、前記除霜を開始すべき時刻の前側の時間を短くした除霜移行範囲をとするすなわち除霜終了から除霜移行範囲までの時間を長くとる方法を用いることによって、短時間に繰り返し除霜を実施することを防止できる。

また、図示はしないが、外気温温度センサ８の温度を、一定時間間隔で規定した日数分蓄積し、前記蓄積した周囲温度から平均温度を求め、前記平均温度が予め規定された温度より低温時のみ、前記扉開時間に基づいた除霜を実施する手段を備えているので、夏季など、周囲温度が高く、圧縮機９ａの運転率が高くなり、着霜が早く進む様な状況下において、除霜間隔が長くなることを防止できる。

なお、除霜開始とは、単に圧縮機９ａを停止して除霜ヒータ１１を通電することに限定されるものではなく、除霜前のプリクール運転や、霜冷却運転を含んでも良い。霜冷却運転とは、圧縮機９ａを停止後、除霜ヒータ１１の通電前に庫内冷却ファン１０を運転し、冷却器９ｂに付着した霜の冷気を循環させ、庫内を冷却する冷却方法である。

また、図示はしないが、前記時間単位の扉開時間の少ない方から選択された時間単位で除霜を開始した場合は、前記霜冷却運転時間を長くする手段を備えているので、扉開が少なく庫内が比較的低温の状態で霜冷却を行うことにより、より高い省エネ効果を得ることができる。

また、図示はしないが、前記外気温温度センサ８により得た冷蔵庫の周囲温度に対応した重み付けを、前記扉の開時間記憶時に加算する手段を備えているので、周囲温度が高い時は加算値を大きくし、周囲温度が低いときは加算値を小さくする。例えば１０℃未満は１秒毎に１を加算、１０℃以上２０℃未満は１秒毎に２を加算、２０℃以上３０℃未満は１秒毎に３を加算、３０℃以上は１秒毎に４を加算する。このようにすれば、周囲温度が高い時間帯の開時間の値がより大きくなるため、食品に影響を与え易い昼間の時間帯を避けることができる。なお、周囲温度の他に、湿度センサを組み合わせても良い。

以上より、冷蔵庫の使用状況に合わせて除霜を実施するので、庫内の温度上昇を抑制できる。また、圧縮機の運転が頻繁に行われて冷却器への着霜が多くなるような状況下では、扉の開時間の多少に関わらず、圧縮機の運転状況に応じて除霜を実施するよう制御を切替えるので、冷却能力の低下を防ぐことができる。総じて食品への影響を抑えることが可能な冷蔵庫を得ることができる。

１冷蔵庫本体
２制御部
３マイコン
４メモリ
５冷蔵室扉スイッチ
６冷凍室扉スイッチ
７冷却器温度センサ
８外気温温度センサ
９ａ圧縮機
９ｂ冷却器
１０庫内冷却ファン
１１除霜ヒータ

Claims

圧縮機と冷却器を有する冷凍サイクルと、前記冷却器で生成された冷気を循環するファンと、前記冷却器に付着する霜を除霜する除霜手段と、貯蔵室の扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、を有する冷蔵庫において、
一日を複数の時間単位に分けて該複数の時間単位毎の前記扉の開時間を求める手段と、
前記複数の時間単位毎の前記扉の開時間を複数日に渡って記憶する手段と、
前記複数の時間単位毎に記憶した前記扉の開時間を前記複数の時間単位毎に前記複数日分をそれぞれ積算した時間帯別扉開積算時間を求める手段と、
前記複数の時間単位毎に連続する所定数の前記時間単位分の前記時間帯別扉開積算時間を加算して前記複数の時間単位毎の時間単位別扉開時間を求める手段と、
前記複数の時間単位毎の前記時間単位別扉開時間のうち前記扉の開時間の少ない方及び多い方から所定数の前記時間単位をそれぞれ選択する手段と、
前記冷却器の除霜終了時、所定の除霜間隔に従い、前記冷却器の除霜開始時刻を求め、前記除霜開始時刻の前後の所定時間を除霜移行範囲として、前記除霜移行範囲内に前記扉の開時間の少ない方から選択した前記時間単位が存在する場合、最も少ない前記時間単位を除霜開始予定時刻として選択することを特徴とする冷蔵庫。
前記除霜移行範囲内に前記扉の開時間の少ない方から選択した前記時間単位が存在せず、かつ前記多い方から選択した前記時間単位が存在する場合、前記扉の開時間の多い前記時間単位以外の最も長くなる前記時間単位を前記除霜開始予定時刻として選択することを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
前記除霜移行範囲内に前記扉の開時間の少ない方及び多い方から選択された前記時間単位がいずれも存在しない場合、前記所定の除霜間隔に従い除霜を開始することを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
前記除霜移行範囲内の最大となる時刻が前記扉の開時間の少ない方から選択した前記時間単位内に存在する場合、前記除霜移行範囲内の最大となる前記時間単位を前記除霜開始予定時刻として選択することを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
前記除霜開始予定時刻よりも前に前記圧縮機の運転積算時間が前記除霜開始時刻に達した場合、除霜を開始することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記所定の除霜間隔で除霜を行った後に前記扉の開時間に基づく除霜を開始することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記冷蔵庫の周囲温度値を所定間隔で規定した日数分蓄積する手段と、
前記蓄積した周囲温度値から平均温度を求める手段と、
前記平均温度が予め規定された温度よりも低温の場合、前記扉の開時間に基づく除霜を実施することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記除霜移行範囲は、前記冷蔵庫の運転状況に応じて変更可能であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記除霜開始時刻となった場合に前記圧縮機の運転を停止し、前記ファンを規定時間又は前記冷却器の温度が規定温度に達するまで運転した後に、前記除霜手段を運転して除霜を行う冷蔵庫であって、
前記扉の開時間の少ない方から選択された前記時間単位で除霜を開始した場合、前記除霜手段の運転前の前記ファンを運転する時間を通常より長くすることを特徴とする、請求項１又は３記載の冷蔵庫。
前記扉の開時間は前記冷蔵庫の周囲温度に対応した重み付けをして記憶することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。