JP6223564B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫100の冷凍サイクルの構成を説明する図である。図1に基づいて、冷蔵庫100の冷凍サイクルの構成について説明する。
この冷蔵庫100は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して冷蔵庫100の庫内を設定温度まで冷却するものである。この冷凍サイクルは、圧縮機11と、凝縮器である凝縮パイプ14及び結露防止パイプ15と、ドライヤ16と、減圧機構であるキャピラリーチューブ17と、冷却器である1つの蒸発器18とが、配管にて接続されて構成されている。また、冷蔵庫100の冷凍サイクルには、キャピラリーチューブ17を流れる冷媒と、蒸発器18と圧縮機11との間における配管(吸入パイプ)を流れる冷媒とで熱交換させる熱交換部分19が設けられている。また、この冷凍サイクルには、蒸発器18の入口側の冷媒温度を測定する例えばサーミスタ等の温度センサー18aと、蒸発器18の出口側の冷媒温度を測定する例えばサーミスタ等の温度センサー18bとが設けられている。
冷蔵庫100は、冷凍室21と、該冷凍室21以外の貯蔵室として冷蔵室22を備えている。なお、図2では冷凍室21と冷蔵室22の2つの貯蔵室のみを記載しているが、これに加え製氷室、野菜室及び切り替え室等が冷凍室21と冷蔵室22と並列に、もしくは冷蔵室22に直列に設置されている(図示せず)場合もある。図2では冷蔵庫100内で最も容積の大きい貯蔵室である冷蔵室22と最も温度帯の低い冷凍室21を記載し説明する。
MV=Kp×[1+{1/(TI×S)}]×EV…(1)
ここで、MVは、操作量であり、冷蔵室ダンパ23の規定時間CT内での開時間である。EVは、制御偏差であり、冷蔵室22の設定温度と冷蔵室22に設けられた温度センサー22bの測定値との差である。また、Kpは比例ゲインであり、TIは積分時間であり、Sはラプラス演算子である。
なお、風路1における冷凍室21の供給口にダンパを有する場合も、本発明の効果を有することは可能である。
本実施の形態の圧縮機11は、冷凍室21の温度センサー21bによって検出される温度に基づいて、運転/停止を制御されるとともに、運転中においては、冷凍室21の温度と設定温度との乖離状態及び運転時間に応じて、その回転数が制御される。このため、圧縮機11の運転状態は、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。そこで、庫内負荷として、圧縮機11の回転数f、又は圧縮機11への入力電力Wを用いることができる。圧縮機11の回転数fが所定の閾値より大きい場合(入力電力Wが大きい場合)には、庫内負荷が高い状態であり、圧縮機11の回転数が所定の閾値より小さい場合(入力電力Wが小さい場合)には、庫内負荷が低い状態である。制御装置10は、圧縮機11の運転を制御する際に取得する回転数f又は入力電力Wを取得し、その値と予めマイコンに記憶された閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かを判定する。この庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
本実施の形態に係る蒸発器18への流入空気温度が高いということは、庫内負荷が大きい状態であることを示しており、この場合には、蒸発器18の出口側と入口側の冷媒で温度差ΔTeが生じる。このため、蒸発器18の出口側と入口側の温度差ΔTeは、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。そこで、庫内負荷として、蒸発器18の出口側と入口側の温度差ΔTeを用いることができる。制御装置10は、蒸発器18の入口側に設けられた温度センサー18aと出口側に設けられた温度センサー18bからの出力を取得し、これらの温度差ΔTeと、予めマイコンに記憶された閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa以下であるか否かを判定する。温度センサー18a,18bを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
冷蔵室22の扉22aを開放すると、外気が冷蔵室22に流入するとともに冷気が外部へと流出し、冷蔵室22の温度が上昇して冷却負荷が大きくなる。冷蔵室22は冷蔵庫100内で最も容積が大きい領域であり、冷蔵室22を所定の温度に冷却するために必要な冷風量も多くなる。このため、冷蔵室22の扉開閉回数Rrは、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。そこで、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開閉回数Rrを用いることができる。制御装置10は、冷蔵室22の扉開閉センサー22cからの出力を受けて単位時間当たりの扉開閉回数Rrをカウントし、予めマイコンに記憶された所定の閾値と扉開閉回数Rrとを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa以下であるか否かを判断する。冷蔵室22の扉開閉センサー22cを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
同様にして、冷凍室21の扉21aの扉開閉回数Rfも、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。つまり、先にも述べたように、本実施の形態の圧縮機11は、冷凍室21の温度センサー21bによって検出される温度に基づいて、運転及び停止が制御される。そこで、冷蔵室22における扉開閉回数Rrと同様にして、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開閉回数Rfを用いることができる。冷凍室21に設けられた扉開閉センサー21cを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
前述のように、冷蔵室22の扉22aを開放すると、冷蔵室22の温度が上昇して冷却負荷が大きくなる。このため、冷蔵室22の扉開放時間τr(単位時間当たりに扉22aが開放されていた時間の累積時間)は、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。そこで、庫内負荷として、冷蔵室22の扉開放時間τrを用いることができる。制御装置10は、扉開閉センサー22cからの出力を受けて、扉22aが開放されている時間をカウントし、累積する。そして、単位時間当たりの扉開放時間τrと、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa以下であるか否かを判断する。冷蔵室22に設けられた扉開閉センサー22cを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
同様にして、冷凍室21の扉21aの扉開放時間τfも、冷蔵庫100の冷凍サイクルの全体的な冷却負荷、つまり庫内負荷を示す指標の1つであるといえる。そこで、冷蔵室22における扉開放時間τrと同様にして、庫内負荷として、単位時間当たりの扉開放時間τfを用いることができる。冷凍室21に設けられた扉開閉センサー21cを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
冷蔵室22に設けられた温度センサー22bの検出温度が高温であるほど、冷蔵室22の庫内負荷が大きい状態であるといえる。そこで、庫内負荷として、冷蔵室温度Trを用いることができる。制御装置10は、冷蔵室22の温度センサー22bからの出力を受けて、冷蔵室温度Trと、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa以下であるか否かを判断する。冷蔵室22に設けられた温度センサー22bを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
冷凍室21に、比較的温度が高くて大きな食材が投入されている場合には、冷凍室21の温度低下の速度は遅くなる傾向にある。このような場合には、冷凍室21における冷却負荷が大きい状態であるといえる。そこで、庫内負荷として、単位時間当たりの冷凍室21の温度低下量を用いることができる。制御装置10は、冷凍室21の温度センサー21bからの出力を受けて単位時間当たりの温度低下量を算出し、その温度低下量と、予めマイコンに記憶された所定の閾値とを比較することにより、庫内負荷が閾値Qa以下であるか否かを判断する。冷凍室21に設けられた温度センサー21bを用いての庫内負荷が閾値Qa(規定値)以下であるか否かの判定は、庫内負荷確認部10aが行う。
結露防止パイプ、16 ドライヤ、17 キャピラリーチューブ、18 蒸発器、18a 温度センサー、18b 温度センサー、19 熱交換部分、20 庫内ファン、21
冷凍室、21a 扉、21b 温度センサー、21c 扉開閉センサー、22 冷蔵室、22a 扉、22b 温度センサー、22c 扉開閉センサー、23 冷蔵室ダンパ、100 冷蔵庫。
Claims (13)
- 冷凍室及び該冷凍室以外の少なくとも1つの貯蔵室と、
圧縮機、凝縮器、膨張機構、及び1つの蒸発器を有する冷凍サイクルと、
前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に連通し、前記蒸発器が配置された風路と、
前記風路に設けられ、前記蒸発器で冷却された空気を前記冷凍室及び該冷凍室以外の前記貯蔵室に供給する1つの庫内ファンと、
前記風路における該冷凍室以外の前記貯蔵室の供給口に設けられ、該供給口を開閉するダンパと、
庫内負荷に基づいて、少なくとも前記ダンパを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記庫内負荷を確認する庫内負荷確認部と、
前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記ダンパの制御間隔である規定時間の間に前記供給口を開く開時間を求める開時間取得部と、
前記冷凍室の負荷及び前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
前記庫内負荷が規定値以下の場合、前記規定時間の間に前記供給口が前記開時間だけ開くように、前記ダンパを制御し、
前記庫内負荷が規定値よりも大きい場合、前記冷凍室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全閉となるように前記ダンパを制御し、前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きい際には前記供給口が前記規定時間の間全開となるように前記ダンパを制御するダンパ制御部と、
を備えた冷蔵庫。 - 請求項1に記載の冷蔵庫であって、
前記規定時間は、当該冷蔵庫の全入力が最小となる時間である冷蔵庫。 - 前記冷凍室以外の前記貯蔵室及び前記ダンパを複数備え、
前記冷凍室以外の前記貯蔵室は、冷蔵室と、該冷蔵室とは異なる少なくとも1つの貯蔵室とであり、
前記ダンパ制御部は、
始めに前記冷蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパの制御を開始し、その後に前記冷蔵室とは異なる前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパの制御を開始する構成である請求項1又は請求項2に記載の冷蔵庫。 - 前記冷蔵室とは異なる前記貯蔵室を複数備え、
前記ダンパ制御部は、
これらの前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパを制御する際、設定温度の高い前記貯蔵室に対応する前記ダンパから順に、制御を開始する構成である請求項3に記載の冷蔵庫。 - 前記冷凍室以外の前記貯蔵室及び前記ダンパを複数備え、
前記ダンパ制御部は、設定温度の高い前記貯蔵室の前記供給口に設けられた前記ダンパから順に、制御を開始する構成である請求項1又は請求項2に記載の冷蔵庫。 - 前記冷凍室以外の前記貯蔵室の温度を検出する温度センサーを備え、
前記判定部は、
前記庫内負荷が規定値よりも大きい状態において、前記温度センサーの検出温度と規定値とを比較し、
前記温度センサーの検出温度が規定値以下の場合、前記冷凍室の負荷が規定値よりも大きいと判定し、
前記温度センサーの検出温度が規定値よりも大きい場合、前記冷凍室以外の前記貯蔵室の負荷が規定値よりも大きいと判定する構成である請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記庫内負荷確認部は、前記圧縮機の回転数又は前記圧縮機の入力電力に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
- 前記蒸発器の入口側の冷媒温度を測定する温度センサーと、
前記蒸発器の出口側の冷媒温度を測定する温度センサーと、
を備え、
前記庫内負荷確認部は、前記蒸発器の出口側の冷媒と入口側の冷媒との温度差に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記貯蔵室の扉の開閉状態を検出する扉開閉センサーを備え、
前記庫内負荷確認部は、前記扉の単位時間当たりの開閉回数に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記貯蔵室の扉の開閉状態を検出する扉開閉センサーを備え、
前記庫内負荷確認部は、前記扉の単位時間当たりの累積開放時間に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記冷凍室以外の前記貯蔵室の温度を検出する温度センサーを備え、
前記庫内負荷確認部は、前記貯蔵室の温度に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記冷凍室の温度を検出する冷凍室温度センサーを備え、
前記庫内負荷確認部は、前記冷凍室の単位時間当たりの温度低下量に基づいて、前記庫内負荷を確認する構成である請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の冷蔵庫。 - 前記制御装置は、
前記庫内負荷が規定値よりも大きい場合、前記圧縮機及び前記庫内ファンのうちの少なくとも一方の回転数を増加させる構成である請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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