JP6640778B2 - 冷凍サイクル及び冷凍サイクルを有する冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル及び冷凍サイクルを有する冷蔵庫に関する。

冷却器から生じる冷気を貯蔵室等に供給して貯蔵室等を冷却する冷凍サイクルが知られている。冷却器は通常氷点下が維持されるため、貯蔵室等の空気中の水蒸気が冷却器に接触することで徐々に着霜が生じ、冷却器周囲が霜で覆われる。霜に覆われた部分は周囲空気に接触できないため、冷却器による吸熱が困難となり、冷却能力が低下していく。冷却器への着霜を検知した場合、冷却器近傍に配したヒータを熱して、除霜運転を行うことが知られている。

特許文献１は、冷蔵室への冷気供給用の冷却器及び減圧器と、冷凍室への冷気供給用の冷却器及び減圧器とそれぞれを有する冷蔵庫において、冷凍室用の冷却器をヒータによって除霜しつつ、冷蔵室の冷却運転を行うことで、冷凍室用冷却器の除霜運転と冷蔵室の冷却運転との両立を図っている。

具体的には、冷蔵室蒸発器９は冷凍用キャピラリ１２を組み込んだ二重管構造となっており、冷凍室冷却時に高温となる冷凍用キャピラリ１２を除霜熱源として冷蔵室蒸発器９が加熱される構成となっている（００２７）。冷凍室３に配置された冷凍室蒸発器１１の下方には、除霜ヒータ１５が設けられ、一定時間ごとに除霜が行われる（００２８）。

特開平１１−１９０５８０号公報

特許文献１は、冷凍用キャピラリ１２を利用して冷蔵室蒸発器を加熱し、冷凍室蒸発器は除霜ヒータによって加熱している。しかし、冷蔵室の冷却に用いるべき冷気は、必ずしも氷点下である必要がないため、０℃に近いものの氷点下である冷蔵室蒸発器の霜を用いて冷蔵室の冷却を行い得る一方、例えば−２５℃以下の冷気が求められる冷凍室については、冷凍室蒸発器の霜では冷凍室に適した温度への冷却は困難である。したがって、特許文献１のような除霜態様は省エネ性の観点から改善の余地がある。

上記事情に鑑みてなされた第１の発明は、圧縮機と、冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、冷媒の分配態様を切替可能な冷媒切替弁と、を有する冷凍サイクルであって、前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、前記冷媒切替弁は、前記圧縮機の吐出冷媒が流入する流入口と、前記除霜配管の一端側に繋がる第１還流口と、前記除霜配管の他端側に繋がる第２還流口と、前記冷蔵側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第１送流口と、前記冷凍側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第２送流口と、を有することを特徴とする。

また、上記事情に鑑みてなされた第２の発明は、
圧縮機と、
冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
冷媒の分配態様を変更可能な冷媒切替部と、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室から前記冷凍側冷却器に戻る冷気が通過する戻りダクトと、
前記冷蔵温度帯の貯蔵室に配された冷蔵温度センサと、
前記冷凍側冷却器を加熱可能な冷凍側電気ヒータと、を有する冷蔵庫であって、
前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
前記圧縮機の吐出冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側、の順に流すモードを実行可能であり、
前記除霜配管の他端よりも一端に近い部分は、該除霜配管の一端よりも他端に近い部分に比して、前記戻りダクトに近い位置に設けられており、
前記冷凍側冷却器の除霜は、前記モードを実行して行われる場合も、前記冷凍側電気ヒータを用いて行われる場合もある。

実施例１に係る冷蔵庫の正面図 （ａ）図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）冷凍側冷却器の拡大図 実施例１に係る冷凍サイクルの冷蔵室冷却モードを説明する図 実施例１に係る冷凍サイクルの冷凍室冷却モードを説明する図 実施例１に係る冷凍サイクルの除霜モードを説明する図 実施例１に係る冷凍サイクルの冷媒回収モードを説明する図 実施例１に係る各モードを利用した制御のフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ１２） 実施例１に係る各モードを利用した制御のフローチャート（ステップＳ１３〜Ｓ２１）

本発明の実施例を添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成されている必要はなく、例えば、或る構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、を許容する。

［貯蔵室レイアウト］
図１は実施例１に係る冷蔵庫の正面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は冷凍側冷却器１４の拡大図である。図２（ｂ）中、黒塗りの矢印は第１還流口１００ｄから第２還流口１００ｅへ流れる冷媒の流れ方向を表している。
冷蔵庫１は、食品を冷蔵、及び冷凍して貯蔵する貯蔵室として、上方から冷蔵室２（第１冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室）と、製氷室３、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５（それぞれ、冷凍室又は冷凍温度帯の貯蔵室）と、野菜室６（第２冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室）を備えている。製氷室３と上段冷凍室４は、同じ高さの位置に並設されている。便宜上、冷凍温度帯の製氷室３と上段冷凍室４と下段冷凍室５とを、冷凍温度帯室７と総称する。

冷蔵室２は、前面側の左右に分割される観音開きの冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。一方、製氷室３と、上段冷凍室４と、下段冷凍室５と、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、冷蔵庫１は、各扉（２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ）の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）と、冷蔵室２、野菜室６、及び冷凍温度帯室７の温度設定をする温度設定器２６を備えている。

図２（ａ）に示すように、冷蔵庫１の庫内と庫外は、断熱箱体１０によって隔てられている。冷蔵庫１の庫内は、冷蔵室−冷凍室断熱仕切壁２８によって冷蔵室２と冷凍温度帯室７が隔てられ、また、冷凍室−野菜室断熱仕切壁２９によって、冷凍温度帯室７と野菜室６が隔てられている。

［冷凍側冷却器１４］
冷蔵庫１は、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、及び野菜室６の空気を冷却する冷凍側冷却器１４と、冷凍側冷却器１４が収納される冷凍側収納室８と、冷凍側冷却器１４からの冷気を庫内に送る冷凍側庫内ファン９を備えている。冷凍側冷却器１４は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成するものであり、下段冷凍室５の略背部に配置された冷凍側収納室８内に設けられている。

冷凍側冷却器１４と熱交換して冷却された循環空気（冷気）は、冷凍側冷却器１４の上方に設けた冷凍側庫内ファン９の駆動により、冷凍室ダクト１３（１３ａ，１３ｂ、１３ｃ）を介して冷凍温度帯室７に送られる。冷凍温度帯室７と野菜室６との間には、開閉制御が可能な野菜室ダンパ（不図示）が設けられている。また、冷凍温度帯室７には、冷凍温度帯室７（本実施例では、このうち下段冷凍室５）と冷凍側収納室８とを繋ぐ冷凍室冷気戻り口１７が設けられている。このため、冷凍温度帯室７を冷却した冷気は、野菜室ダンパが開状態の場合は野菜室６に一部が流入し、残部が冷凍側収納室８に流入する。一方、野菜室ダンパが閉状態の場合は全部が冷凍側収納室８に流入する。

野菜室ダンパを開状態にして野菜室６に冷気を供給する場合、野菜室６を冷却した冷気は、冷凍室−野菜室断熱仕切壁２９の下部に設けられた野菜室戻り口１８ａから、野菜室戻りダクト１８を通過して冷凍側収納室８に流入し、再び冷凍側冷却器１４で冷却される。このように、ダンパを制御することで、冷凍側冷却器１４による冷気が「冷凍温度帯室７及び野菜室６」を冷却する場合と、「冷凍温度帯室７」を冷却する場合とに切り替えることができる。

本実施例では、冷凍側冷却器１４との熱交換により生じた冷気を用いて野菜室６を冷却可能としているが、野菜室６を設けなくともよいし、後述する冷蔵側冷却器５０との熱交換により生じた冷気を用いて野菜室６を冷却する構成に代えてもよい。なお、冷蔵庫１に用いる冷媒の種類は、種々公知のものを採用できるが、例えばイソブタンにすることができ、冷媒封入量を例えば８０ｇ程度にすることができる。

冷凍側冷却器１４周囲には、後述する除霜配管６５の一端側６５１及び他端側６５２（第１還流口１００ｄ及び第２還流口１００ｅ）を繋ぐ冷媒配管と、冷凍側減圧器５７側及び圧縮機２４の吸入側（第２送流口１００ｃ及び圧縮機２４の吸入側）を繋ぐ冷媒配管とが設けられている。このうち、圧縮機２４への液冷媒の供給を抑制すべく、例えば、圧縮機２４の吸入側に、液冷媒を貯留可能なアキュムレータ６６を設けてもよい。

［除霜配管６５］
冷凍側冷却器１４周囲には、除霜配管６５の少なくとも一部が配されている。除霜配管６５は、後述する冷媒切替弁（冷媒切替部）としての五方弁１００の制御によって、除霜配管６５の一端側６５１から他端側６５２に冷媒が流れることができる。本実施例の除霜配管６５は、冷凍側冷却器１４のうち、野菜室戻りダクト１８に近い領域に一端側６５１が設けられ、野菜室戻りダクト１８から遠い領域に他端側６５２が設けられている。これにより、後述するように、冷凍側冷却器１４のうち、着霜量が多くなりやすい領域を効果的に加熱することができる。なお、冷蔵温度帯の貯蔵室を冷凍側冷却器１４の冷却空間内に有しない冷蔵庫１を検討する場合は、冷凍室冷気戻り口１７のような冷凍温度帯の貯蔵室からの冷気の戻り口に近い領域に一端側６５１を配することができる。

［冷蔵側冷却器５０］
冷蔵庫１は、冷蔵室２を冷却する冷蔵側冷却器５０と、冷蔵側冷却器５０が収納される冷蔵側冷却器収納室５１と、冷蔵側冷却器５０からの冷気を庫内に送る冷蔵側庫内ファン５２を備えている。冷蔵側冷却器５０は、冷媒が循環する冷凍サイクルの一部を構成するものであり、冷蔵室２の略背部に配置された冷蔵側冷却器収納室５１内に設けられている。

冷蔵側冷却器５０と熱交換して冷却された循環空気（冷気）は、冷蔵側冷却器５０の上方に設けた冷蔵側庫内ファン５２の駆動により、冷蔵室ダクト１１を通して冷蔵室２に送られる。

［温度センサ］
各室（２、３、４、５、６）への冷気の供給の実行不実行は、各室に設けた温度センサと連動して制御されるダンパによって切り替えられる。ダンパは、冷蔵室ダクト１１や冷凍室ダクト１３と各室との間を開閉することができる。冷蔵庫１は、冷凍側冷却器１４に冷凍側冷却器温度センサ４４を、冷蔵側冷却器５０に冷蔵側冷却器温度センサ４８を、冷蔵室２に冷蔵室温度センサ４１を、下段冷凍室５に冷凍室温度センサ４２を、野菜室６に野菜室温度センサ４３をそれぞれ備えており、これらによって冷凍側冷却器１４、冷蔵側冷却器５０、冷蔵室２、下段冷凍室５、野菜室６の温度を検知している。

さらに、冷蔵庫１は、外部空間の庫外の温湿度を検知するために、外気温度センサ３７と外気湿度センサ３８を冷蔵庫上部のセンサ収納部１６内に備えている。また、冷蔵庫１の背面側の上部に設けた基板収納部３０内には、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)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を配置している。制御基板３１は、外気温湿度センサ３７、３８、庫内の各温度センサ４１、４２、４３、４４、４８、各貯蔵室扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ、温度設定器２６等の情報を取得できる。また、制御基板３１によって、各ダンパ、後述する加熱部、五方弁１００、圧縮機２４、冷凍側庫内ファン９、冷蔵側庫内ファン５２等を制御できる。

ＲＯＭに予め記録した制御プログラムの実行により、圧縮機２４のＯＮ／ＯＦＦ等の制御、野菜室ダンパを個別に駆動させるそれぞれのアクチュエータ（図示せず）の制御、冷凍側庫内ファン９、冷蔵側庫内ファン５２のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、扉の開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行ってもよい。

［加熱部］
冷凍側冷却器１４の下方には、冷凍側冷却器１４に付着した霜を加熱可能な加熱部としての冷凍側電気ヒータ２２を設置している。冷凍側電気ヒータ２２は、除霜で生じた霜の融解水は、冷凍側収納室８の下部に備えた樋２３に流入した後に、排水管２７を介して機械室３９に配設された蒸発皿３２に達して貯留され、庫外凝縮器５３と圧縮機２４の熱によって蒸発する。

［冷媒の分配］
冷蔵庫１は、冷凍サイクル中に設けた冷媒切替弁としての五方弁１００を用いて冷媒を分配している。冷凍サイクルには、圧縮機２４、第１放熱器５３、第２放熱器５５、五方弁１００、冷凍側冷却器１４、冷蔵側冷却器５０、冷凍側減圧器５７としてのキャピラリーチューブ、冷蔵側減圧器６１としてのキャピラリーチューブが配されて、それぞれ冷媒管によって接続されている。第１放熱器５３は庫外ファン５４による送風を受けて冷媒の放熱を促進させている。冷凍側冷却器１４は冷凍側庫内ファン９の駆動によって、生じた冷気を冷凍室３等に案内している。冷蔵側冷却器５０は冷蔵側庫内ファン５２の駆動によって、生じた冷気を冷蔵室２に案内している。

（圧縮機２４から五方弁１００までの冷凍サイクル）
圧縮機２４は、吐出側が第１放熱器５３の一方側に接続されている。第１放熱器５３の他方側は第２放熱器５５の一方側に接続されている。第２放熱器５５の他方側は五方弁１００の流入口１００ａに接続されている。

（五方弁１００）
五方弁１００は、流入口１００ａから五方弁１００内に流入した冷媒を、第１送流口１００ｂ、第２送流口１００ｃ、第１還流口１００ｄ、若しくは第２還流口１００ｅに案内する流通状態又は何れの出口１００ｂ−１００ｅにも案内しない閉塞状態にすることができる冷媒切替弁である。五方弁１００としては、例えば特開２０１６−２０５４７５公報に記載のものを用いることができる。

五方弁１００は、第１送流口１００ｂ、第２送流口１００ｃ、第１還流口１００ｄ、及び第２還流口１００ｅを、弁座（不図示）の仮想の円周上に、この順で反時計回りに有しており、流入口１００ａをこの円周の外側に有している。弁体溝及び弁体凹部が設けられた弁体（不図示）が弁座に対して相対的に回動することができる。

この相対的な回動によって弁体凹部の位置を調整することで、流入口１００ａから供給された冷媒を第１送流口１００ｂ、第２送流口１００ｃ、第１還流口１００ｄ、又は第２還流口１００ｅの何れか１つに案内する状態にすることができる。また、この相対的な回動によって弁体溝の位置を調整することで、第１送流口１００ｂ、第２送流口１００ｃ、第１還流口１００ｄ、又は第２還流口１００ｅのうち、互いに隣接する何れか２つの間を冷媒が流通可能な状態にする又は何れの２つの間にも冷媒が流通しない状態にすることができる。

（五方弁１００及び五方弁１００より下流の冷凍サイクルの構造）
圧縮機２４の吐出側を最上流、吸入側を最下流として、冷凍サイクルの構造を説明する。

第１送流口１００ｂは、第１送流口１００ｂから順に、冷蔵側減圧部６１、冷蔵側冷却器５０、圧縮機２４の吸入側へ冷媒管で接続している。冷蔵側冷却器５０と圧縮機２４の吸入側との間には、冷蔵側減圧部６１と熱交換可能に近接する領域である冷蔵側熱交換部６３が設けられている。

第２送流口１００ｃは、第２送流口１００ｃから順に、冷凍側減圧部５７、冷凍側冷却器１４、逆止弁５８、圧縮機２４の吸入側へ冷媒管で接続している。第１送流口１００ｂに案内された冷媒が通る冷媒管６２と第２送流口１００ｃに案内された冷媒が通る冷媒管５９とは、圧縮機２４の吸入側近くで接続されて合流している。このため、冷凍側冷却器１４から圧縮機２４の吸入側に向かう流れを許容するが圧縮機２４の吸入側から冷凍側冷却器１４へ向かう流れを阻害する逆止弁５８を設けることで冷媒の逆流を抑制している。また、冷凍側冷却器１４と圧縮機２４の吸入側との間には、冷凍側減圧部５７との間で熱交換可能に近接する領域である冷凍側熱交換部６０が設けられている。

第１還流口１００ｄと第２還流口１００ｅとは、冷媒管で互いに接続されており、この冷媒管は冷凍側冷却器１４周囲に這わされている。第１還流口１００ｄには除霜配管６５の一端側６５１が接続し、第２還流口１００ｅには除霜配管６５の他端側６５２が接続する。

（五方弁１００の状態に応じた冷凍サイクルのモード）
本実施例では、五方弁１００を動作させることで、「冷蔵室冷却モード」、「冷凍室冷却モード」、「除霜モード」、及び「冷媒回収モード」を実現することができる、何れのモードも圧縮機２４から吐出された冷媒が、第１放熱器５３、第２放熱器５５を経て流入口１００ａから五方弁１００に流入する点は共通している。このため、続く各モードの説明では、流入口１００ａから後の冷媒の流れを説明する。なお、第１放熱器５３としては、例えば機械室３９に這わせた冷媒管とすることができる。第２放熱器５５としては、例えば冷蔵庫１の外壁面に沿って取り付けられた冷媒管とすることができる。

（（冷蔵室冷却モード））
流入口１００ａから第１送流口１００ｂに冷媒を案内する状態の五方弁１００の状態で実現される冷凍サイクルのモードを「冷蔵室冷却モード」と呼称する。
図３は、冷蔵室冷却モードのサイクル図である。冷蔵室２の冷却運転を行う場合、流入口１００ａから五方弁１００に流入した冷媒が、第１送流口１００ｂへ案内される状態に五方弁１００を設定する。第１送流口１００ｂから流出した冷媒は、冷蔵側減圧器６１により減圧されて低温低圧になり、さらに冷蔵側冷却器５０にて蒸発して冷蔵室２内の熱を吸熱する。その後、冷媒は、冷蔵側減圧器６１に近接する冷蔵側熱交換部６３において冷蔵側減圧器６１と熱交換を行い、圧縮機２４の吸込み側へ戻る。

（（冷凍室冷却モード））
流入口１００ａから第２送流口１００ｃに冷媒を案内する状態の五方弁１００で実現される冷凍サイクルのモードを「冷凍室冷却モード」と呼称する。
図４は、冷凍室冷却モードのサイクル図である。製氷室３等の冷凍温度帯室７の冷却運転を行う場合、流入口１００ａから五方弁１００に流入した冷媒が、第２送流口１００ｃへ案内される状態に五方弁１００を設定する。第２送流口１００ｃから流出した冷媒は、冷凍側減圧器５７で減圧されて低温低圧になり、さらに冷凍側冷却器１４で蒸発して冷凍温度帯室７内の熱を吸熱する。冷凍側冷却器１４で気相となった冷媒は逆止弁５８を通過して冷媒管５９を流れ、冷凍側減圧器５７に近接する冷凍側熱交換部６０で冷凍側減圧器５７の熱を吸熱して圧縮機２４へ戻る。本実施例では、冷凍室冷却モードによって製氷室３の他、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５、並びに野菜室６に併せて冷気を供給できるが、このうち冷凍温度帯室７については、製氷室３、上段冷凍室４、又は下段冷凍室５何れか１つ以上を有する冷蔵庫にすれば良い。また、野菜室６を設けなくてもよい。

冷凍室冷却モードの実行中、冷蔵側冷却器５０の温度が例えば５，４，３，２，１，又は０℃以下（０℃以下が好ましい。）である場合は、冷蔵側庫内ファン５２を駆動させて冷蔵室２の空気を循環させることで、冷蔵室２の冷却を行いつつ冷蔵側冷却器５０の除霜を行うことができる。例えば、冷蔵側冷却器５０に着霜が生じている場合は、冷蔵側庫内ファン５２を駆動させることで冷蔵室２の冷却をし得る。なお、ヒータを用いて冷蔵側冷却器５０の除霜を行ってもよい。

（（除霜モード））
流入口１００ａから第１還流口１００ｄに冷媒を案内し、第２還流口１００ｅ及び第１送流口１００ｂの間を冷媒が流通可能な状態の五方弁１００で実現される冷凍サイクルのモードを「除霜モード」と呼称する。

図５は、除霜モードのサイクル図である。冷凍側冷却器１４の着霜が進行して十分な冷却能力を得ることができなくなった場合、冷凍側冷却器１４の除霜を行うことが望まれる。本モードによれば、冷凍側冷却器１４の除霜運転を行いながら、冷蔵室２の冷却運転を行うことができる。なお、本実施例では冷蔵室２の冷却が可能であるが、その他、野菜室６などでもよく、冷蔵温度帯の貯蔵室であればよい。例えば、冷蔵側冷却器５０によって野菜室６を冷却可能に構成した冷蔵庫によって本モードを実行してもよい。

流入口１００ａから五方弁１００に流入した冷媒が、第１還流口１００ｄへ案内された後第２還流口１００ｅから再び五方弁１００に戻り、その後第１送流口１００ｂに案内される状態に五方弁１００を設定する。すると、第１還流口１００ｄ及び第２還流口１００ｅを繋ぐ冷媒管である除霜配管６５が冷凍側冷却器１４に這わせられているため、高温の冷媒が冷凍側冷却器１４周囲に供給されることになるから、冷媒の冷却とともに冷凍側冷却器１４の除霜を行うことができる。

このとき、除霜配管６５のうち、第２還流口１００ｅよりも第１還流口１００ｄに近い部分（すなわち、除霜モード中における除霜配管６５の上流側の部分）を、冷凍側冷却器１４のうち着霜量が多くなる領域に設けることで、より高温の冷媒を着霜量が多い領域に供給できるため、除霜効率を高めることができる。着霜量の多い領域は、冷凍側冷却器１４のうち、比較的高温高湿の空気が接触する領域である。例えば、冷凍側冷却器１４のうち、冷気の戻り口である冷凍室冷気戻り口１７や野菜室戻りダクト１８側の領域であるが、冷凍側冷却器１４の具体的配置等に鑑みて判断することもできる。

特に、野菜室６を経て冷凍側冷却器１４に戻る空気が高湿であるところ、この高湿空気は冷凍側冷却器１４の野菜室戻りダクト１８側でまず冷却される。急激に冷却された高湿空気に含まれる水分が凝縮することで、冷凍側冷却器１４の野菜室戻りダクト１８側に付着して霜となるため、この領域に着霜が集中しやすい。これは、野菜室６に限らず、冷蔵温度帯貯蔵室の戻りダクトが設けられている場合でも同様である。

その後、第２還流口１００ｅから五方弁１００に流入した冷媒は、第１送流口１００ｂから五方弁１００外へ流出する。そして、冷蔵側減圧器６１により減圧して低温低圧になり、冷蔵側冷却器５０にて蒸発して冷蔵室２内の熱を吸熱する。冷蔵室冷却モードと同様である。

除霜モードのときには、冷凍側冷却器１４の冷媒温度に応じて庫外ファン５４、圧縮機２４、冷蔵側庫内ファン５２の運転制御をすることにより、より効果的な除霜を行うことができる。例えば、冷凍側冷却器１４の着霜量が多い（除霜すべき霜の量が多い）場合には、圧縮機２４を高速で駆動させたり庫外ファン５４を低速にすることで、除霜配管６５を流れる冷媒温度を上昇させることができるので、短時間での除霜が可能である。このような冷媒サイクルによって、冷凍側冷却器１４の除霜運転を実行しながら冷蔵側冷却器５０にて冷蔵室２の冷却運転を行うことができる。

なお、冷蔵室２の庫内温度が十分に低い場合（例えば、５，４，３，２，又は１℃以下。０℃超が好ましい。）は、圧縮機２４の動作を止めて、冷凍側電気ヒータ２２を用いて除霜を行ってもよい。圧縮機２４の駆動による消費電力量と冷凍側電気ヒータ２２による消費電力に鑑みて、前者の方が消費電力が多いようであれば冷凍側電気ヒータ２２を用いることが好ましい。
これにより、除霜配管６５を流れる温冷媒によって冷凍側冷却器１４を加熱して除霜することができる。具体的に、第１還流口１００ｄに案内された冷媒は、冷凍側冷却器１４の一方側から他方側に向けて流れ、第２還流口１００ｅから五方弁１００に戻り、第１送流口１００ｂに案内される。

（（冷媒回収モード））
流入口１００ａから何れの出口１００ｂ−１００ｅからも冷媒の流出を抑制する閉塞状態の五方弁１００で実現される冷凍サイクルのモードを「冷媒回収モード」と呼称する。

図６は、冷媒回収モードのサイクル図である。五方弁１００はすべての出口１００ｂ−１００ｅを閉塞した閉塞状態に設定される。この状態で圧縮機２４を動作させると、冷凍側冷却器１４又は冷蔵側冷却器５０に停滞している冷媒を圧縮機２４の吸入側から吸い込んで圧縮した後吐出して、第１放熱器５３又は第２放熱器５５にとどめることが可能である。この状態で圧縮機２４を停止させると、圧縮機２４の吸入側よりも吐出側の方が高圧な環境を維持できるため、圧縮機２４をその後再び動作させるとき、起動直後の消費電力量を低減できる。

（各モードを利用した冷蔵庫１の制御）
図７，図８は冷蔵庫１の各貯蔵室２−６の冷却に係る制御フローチャートである。冷蔵庫１が冷却運転を開始すると、まず、五方弁１００の状態を切り替えて冷凍サイクルを「冷媒回収モード」に設定する（ステップＳ２）。このとき、圧縮機２４は停止している。

冷凍室温度センサ４２の検出値が設定値Ｗ１以上に到達する（ステップＳ３，ＹＥＳ）と、圧縮機２４を始動させて、冷媒回収モードにおける運転を開始する（ステップＳ４）。冷媒回収モードで圧縮機２４が始動すると、冷凍側冷却器１４や冷蔵側冷却器５０に残存する冷媒が放熱器５３，５５に回収される。この冷媒回収モードは、圧縮機始動から所定時間Ｔ１が経過するまで行われる（ステップＳ５）。時間Ｔ１は、例えば圧縮機回転数による冷媒回収速度や、冷却器センサ４４の温度によって予測した冷凍側冷却器１４に蓄えられている冷媒量に鑑みて、設定することができる。

時間Ｔ１が経過する（ステップＳ５，ＹＥＳ）と、五方弁１００の状態を切り替えて冷凍サイクルを冷蔵室冷却モードに設定する（ステップＳ６）。冷蔵室冷却モードは、所定の時間Ｔ２が経過する（ステップＳ７，ＹＥＳ）、又は、冷蔵室２が冷却されて冷蔵室温度センサ４１の検出値が設定温度Ｘ１以下となる（ステップＳ８，ＹＥＳ）まで行われる。

ステップＳ７又はＳ８の条件が満たされると、五方弁１００の状態を切り替えて冷凍サイクルを冷凍室冷却モードに設定する（ステップＳ９）。冷凍室冷却モードは、所定の時間Ｔ３が経過する（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、又は、冷凍室が冷却されて冷凍室温度センサ４２の検出値が設定値Ｗ２以下となる（ステップＳ１１，ＹＥＳ）まで行われる。冷凍室冷却モードの実行中は、上述のように、冷蔵室温度センサ４１及び冷蔵側冷却器温度センサ４８の検出値を監視して、冷蔵室温度センサ４１の検出値が所定値以上になった場合に冷蔵側冷却器温度センサ４８の検出値が所定値以下であったら、冷蔵側庫内ファン５２を駆動させてもよい。具体的には、冷蔵室温度センサ４１の検出値より冷蔵側冷却器温度センサ４８の検出値が低ければ、冷蔵側庫内ファン５２を駆動させてもよい。

ステップＳ１０又はＳ１１の条件が満たされると、除霜が必要であるかを判断する除霜要否判定ステップを実行する（ステップＳ１２）。除霜が不要であればスタート（ステップＳ１）に戻り圧縮機２４を停止させる。除霜が必要であればステップＳ１３へ移行する。除霜要否の判定は、種々公知の方法を採用できるが、例えばタイマーにより前回の除霜運転からの経過時間に基づいて判断する方法を採用できる。この場合、冷蔵室扉２ａ、２ｂの開閉回数などをさらに加味して、タイマーのカウント速度を変更してもよい。

除霜が必要と判定した場合は、冷蔵室温度センサ４１の検出値が設定値Ｘ３より高く（冷蔵室２を冷却することが好ましく）、かつ、冷却器温度センサ４４の検出が設定値Ｙ１以下である（冷凍側冷却器１４を除霜することが好ましい）かどうかを判定する（ステップＳ１３）。条件を満たしている場合（ステップＳ１３，ＹＥＳ）は、五方弁１００の状態を切り替えて冷凍サイクルを除霜モードに設定する（ステップＳ１４）。条件を満たしていない場合（ステップＳ１３，ＮＯ）は、圧縮機を停止する（ステップＳ１７）。

除霜モードに切り替えた場合、上述のように温冷媒が冷凍側冷却器１４周囲の除霜配管６５に供給されるため冷凍側冷却器１４の除霜を行うとともに冷蔵室２の冷却を行うことができる。除霜モードは、冷蔵室温度センサ４１の検出値が設定値Ｘ４以下になる（ステップＳ１５，ＹＥＳ）、又は、冷却器温度センサ４５の検出値が設定値Ｙ２より高くなる（ステップＳ１６，ＹＥＳ）まで行われる。条件を満たすと圧縮機２４を停止させる（ステップＳ１７）。また、五方弁１００の状態を切り替えて冷媒回収モードに切り替える（ステップＳ１８）。

次に、冷凍側電気ヒータ２２をＯＮにする（ステップＳ１９）。冷却器温度センサ４４が目標値Ｙ３以上になると（ステップＳ２０，ＹＥＳ）、冷凍側電気ヒータ２２の動作が停止する（ステップＳ２１）。その後、ステップＳ１（Ｐ）に戻る。

以上のようなモード切替を行うことによって、冷蔵室１の冷却運転を行いつつ、冷却器４４の除霜運転を同時に行うことで、除霜エネルギーの省エネと冷蔵室１の温度上昇の抑制を両立することができる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（第１冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室）
３ 製氷室（冷凍室（冷凍温度帯の貯蔵室））
４ 上段冷凍室（冷凍室）
５ 下段冷凍室（冷凍室）
６ 野菜室（第２冷蔵室。冷蔵温度帯の貯蔵室）
７ 冷凍温度帯室（冷凍室）
８ 冷凍側冷却器収納室
９ 冷凍側庫内ファン
１０ 断熱箱体
１０a 外箱
１０ｂ 内箱
１１ 冷蔵室ダクト
１３ 冷凍室ダクト
１３a，１３ｂ，１３ｃ 冷気吹き出し口
１４ 冷凍側冷却器
１６ センサ収納部
１７ 冷凍室冷気戻り口
１８ 野菜室戻りダクト
１８a 野菜室戻り口
２０ 冷蔵室ダンパ
２１ 冷凍室ダンパ
２２ 冷凍側電気ヒータ（発熱部）
２３ 樋
２４ 圧縮機
２６ 温度設定器
２７ 排水管
２８，２９ 仕切壁
３０ 基板収納部
３１ 制御基板
３２ 蒸発皿
３７ 外気温度センサ
３８ 外気湿度センサ
３９ 機械室
４１ 冷蔵室温度センサ
４２ 冷凍室温度センサ
４３ 野菜室温度センサ
４４ 冷凍側冷却器温度センサ
４８ 冷蔵側冷却器温度センサ
５０ 冷蔵側冷却器
５１ 冷蔵側冷却器収納室
５２ 冷蔵側庫内ファン
５３ 第１放熱器（放熱パイプ）
５４ 庫外ファン
５５ 第２放熱器（壁面凝縮器）
５７ 冷凍側減圧部
５８ 逆止弁
５９ 冷凍側冷媒管
６０ 冷凍側熱交換部
６１ 冷蔵側減圧部
６２ 冷蔵側冷媒管
６３ 冷蔵側熱交換部
６５ 除霜配管
１００ 五方弁

Claims (3)

1. 圧縮機と、
   冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
   冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
   冷媒の分配態様を切替可能な冷媒切替弁と、を有する冷凍サイクルであって、
   前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
   前記冷媒切替弁は、
   前記圧縮機の吐出冷媒が流入する流入口と、
   前記除霜配管の一端側に繋がる第１還流口と、
   前記除霜配管の他端側に繋がる第２還流口と、
   前記冷蔵側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第１送流口と、
   前記冷凍側冷却器及び前記圧縮機の吸入側に繋がる第２送流口と、を有することを特徴とする冷凍サイクル。
2. 前記流入口から流入した冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側の順に流すモードを実行することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル。
3. 圧縮機と、
   冷蔵温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷蔵側冷却器と、
   冷凍温度帯の貯蔵室を含む領域に冷気を供給可能な冷凍側冷却器と、
   冷媒の分配態様を変更可能な冷媒切替部と、
   前記冷蔵温度帯の貯蔵室から前記冷凍側冷却器に戻る冷気が通過する戻りダクトと、
   前記冷蔵温度帯の貯蔵室に配された冷蔵温度センサと、
   前記冷凍側冷却器を加熱可能な冷凍側電気ヒータと、を有する冷蔵庫であって、
   前記冷凍側冷却器周囲に少なくとも一部が設けられている除霜配管を有し、
   前記圧縮機の吐出冷媒を、前記除霜配管の一端側、前記除霜配管の他端側、前記冷蔵側冷却器、前記圧縮機の吸入側、の順に流すモードを実行可能であり、
   前記除霜配管の他端よりも一端に近い部分は、該除霜配管の一端よりも他端に近い部分に比して、前記戻りダクトに近い位置に設けられており、
   前記冷凍側冷却器の除霜は、前記モードを実行して行われる場合も、前記冷凍側電気ヒータを用いて行われる場合もある冷蔵庫。

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