(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記した従来技術の冷蔵庫では、消費エネルギを削減して更なる省エネルギを図る観点及び食品の品質を保持する観点から改善の余地があった。
【0006】
具体的には、特許文献1に記載された従来技術のような強制循環式の冷蔵庫は、蒸発器に付着する霜の量が多く、除霜回数が多くなるという問題点があった。蒸発器に付着した霜を溶かすための除霜運転では、電気ヒータ等の使用によって電力を消費する。更に、除霜による貯蔵室内の温度上昇によって冷却負荷が増大し、貯蔵室を冷却するための消費電力量が増大する。そのため、省エネルギを図るためには、蒸発器への着霜を抑制し、除霜運転の回数を減らすことが望まれる。
【0007】
また、強制循環式の冷蔵庫では、蒸発器への着霜が多いので、貯蔵室から多量の水分が奪われ、貯蔵室が過度に乾燥するという問題点がある。貯蔵室内の過度の乾燥は、そこに収納保存される食品等の乾燥を招き、いわゆる冷凍焼けの原因となり、食品の品質を劣化させるので好ましくない。
【0008】
また、特許文献2に記載された従来技術のような直冷式の冷蔵庫は、強制循環式に比べると蒸発器への着霜が少なく、貯蔵室内の乾燥度も低い。しかしながら、蒸発器の除霜が困難であるという問題点がある。
【0009】
即ち、蒸発器が貯蔵室の周壁若しくは内部に配設される直冷式では、霜を溶かすために蒸発器の温度を上昇させると、貯蔵室内の温度が上昇し易い。そのため、除霜後の冷却負荷が増大して、消費電力量が大きくなる。
【0010】
また、冷凍室内の温度上昇によって冷凍室内の温度変化が大きくなると、冷凍されている食品と周囲の空気との温度差が大きくなり、水蒸気圧差に起因する水分昇華により食品が乾燥し、いわゆる冷凍焼けが生ずる。また、大きな温度変化により、食品の解凍、再凍結が起こると、食品内部の氷結晶が大きくなり、食品の細胞が破壊されてしまうという、いわゆるドリップの問題もある。
【0011】
また更に、直冷式の冷蔵庫では、蒸発器を加熱する除霜用の電気ヒータ等の他に、除霜によって生ずる水が貯蔵室内で再凍結することを防止するための電気ヒータ等も必要になる。これら凍結防止用の電気ヒータ等によって電力が消費されると共に、冷却負荷が増大するので、冷却のための消費電力量が増大する。
【0012】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、貯蔵室の乾燥を抑制して除霜の回数を減らし消費電力量を削減することができる省エネルギ性に優れた冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の冷蔵庫は、少なくとも冷蔵室と冷凍室とに区画される貯蔵室と、前記貯蔵室に供給風路を介してつながる冷却室に配設される第1の蒸発器と、前記冷凍室の内部に配設される第2の蒸発器と、前記第2の蒸発器につながる冷媒経路に冷媒を流すか否かを切り替える切替弁と、前記第1の蒸発器で冷却された空気を前記冷却室から前記貯蔵室へと流す送風機と、前記冷蔵室につながる前記供給風路に介装される第1の風路開閉器と、前記冷凍室につながる前記供給風路に介装される第2の風路開閉器と、前記貯蔵室の冷却負荷を検出する負荷検出手段と、を具備し、前記負荷検出手段で検出される冷却負荷が所定の値よりも低い場合に、前記切替弁を切り替えて前記第2の蒸発器に冷媒を流す冷凍室直冷運転を実行し、前記冷凍室直冷運転において、前記送風機を停止し、前記第2の風路開閉器を閉じてから所定の時間が経過したら、前記送風機を稼動し、前記第2の風路開閉器を開くことを特徴とする。
【0014】
また、本発明の冷蔵庫は、前記切替弁、第1の絞り手段、前記第1の蒸発器に順次つながる第1の冷媒経路と、前記切替弁、第2の絞り手段、前記第2の蒸発器、前記第1の蒸発器に順次つながる第2の冷媒経路と、を有し、前記切替弁は、凝縮器の出口の冷媒経路を前記第1の冷媒経路及び前記第2の冷媒経路の何れか一方に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明の冷蔵庫によれば、冷却室に配設される強制循環式の第1の蒸発器と、冷凍室の内部に配設される直冷式の第2の蒸発器と、冷媒経路を切り替える切替弁と、冷蔵室につながる供給風路に介装される第1の風路開閉器と、冷凍室につながる供給風路に介装される第2の風路開閉器と、を備える。
【0016】
これにより、切替弁を切り替え、第1の風路開閉器及び第2の風路開閉器を夫々開閉することにより、冷蔵室については、強制循環式の冷却を、冷凍室については、強制循環式の冷却と直冷式の冷却とを切り替えて実行することができる。その結果、除霜回数を減らして省エネルギ化を図ることができる。
【0017】
具体的には、冷媒を第2の蒸発器に流すように切替弁を切り替え、冷凍室につながる第2の風路開閉器を閉じて圧縮機を稼動することにより、送風機を稼動することなく、第2の蒸発器によって冷凍室内を冷却することができる。
【0018】
これにより、第1の蒸発器への着霜を減らし、冷凍室の過度の乾燥を抑制して、従来技術の強制循環式の冷蔵庫に比べて、除霜運転の頻度を下げることができる。その結果、除霜のための消費電力量を削減することができると共に、冷凍室内の食品の乾燥を抑制することができる。また、送風機の消費電力量も削減することができる。
【0019】
また、冷媒を第1の蒸発器に流すように切替弁を切り替え、冷凍室につながる第2の風路開閉器を開いて圧縮機及び送風機を稼動することにより、第1の蒸発器によって冷凍室内を冷却することができる。
【0020】
これにより、第1の蒸発器に霜を付着させて第2の蒸発器への着霜を減らし、従来技術の直冷式の冷蔵庫に比べて、第2の蒸発器の除霜回数を減らすことができる。その結果、除霜のための消費電力量を削減することができると共に、冷凍室内の温度上昇を抑制でき、冷凍室に保存される食品の品質を長期に亘って良好に保持することができる。
【0021】
また、送風機を稼動して第1の風路開閉器を開くことにより、第1の蒸発器に付着した霜の融解熱を利用して冷蔵室を冷却することができると共に、霜の水分によって冷蔵室内を加湿することができる。これにより、省エネルギで高効率な冷却が可能になると共に、冷蔵室内の食品の乾燥を抑止して、その品質を保持することができる。
【0022】
また、本発明の冷蔵庫によれば、冷凍サイクル回路に、切替弁、第1の絞り手段、第1の蒸発器に順次つながる第1の冷媒経路と、切替弁、第2の絞り手段、第2の蒸発器、第1の蒸発器に順次つながる第2の冷媒経路と、を形成し、切替弁によって、凝縮器の出口の冷媒経路を第1の冷媒経路及び第2の冷媒経路の何れか一方に接続するよう切り替える。
【0023】
切替弁によって第1の冷媒経路に切り替えることにより、第1の蒸発器のみに冷媒を流して貯蔵室を冷却することができる。即ち、第2の蒸発器への着霜を防止しつつ、冷蔵室及び冷凍室を夫々好適に冷却することができる。
【0024】
他方、切替弁によって第2の冷媒経路に切り替えることにより、第1の蒸発器と第2の蒸発器とが直列に接続されて、第2の蒸発器で冷凍室の内部を直接冷却しつつ、循環される空気を第1の蒸発器で冷却して除湿することができる。その結果、第2の蒸発器への着霜を抑制しつつ、第1の蒸発器及び第2の蒸発器の双方を利用して冷凍室を効率良く冷却することができる。
【0025】
また、第2の冷媒経路を使用する際、第2の蒸発器を出た冷媒は第1の蒸発器に流れるので、第1の蒸発器に余剰な液冷媒を貯留することができる。これにより、圧縮機への液冷媒の戻りを防止することができるので、アキュームレータ等の内容積を小さくすることができる。
【0026】
また、本発明の冷蔵庫によれば、貯蔵室の冷却負荷を検出する負荷検出手段を設け、負荷検出手段で検出される冷却負荷が所定の値よりも低い場合に、切替弁を切り替えて第2の蒸発器に冷媒を流す冷凍室直冷運転を実行する。これにより、冷凍室の乾燥を抑制しつつ、第2の蒸発器で冷凍室を高効率に冷却することができる。また、第2の蒸発器への着霜を少なく抑えることができる。
【0027】
また、本発明の冷蔵庫によれば、冷凍室直冷運転において、送風機を停止し、第2の風路開閉器を閉じることにより、強制循環を停止して、第2の蒸発器のみによって冷凍室を冷却することができる。これにより、冷凍室の乾燥を抑制しつつ、更に効率の良い冷却が可能となる。
【0028】
また、本発明の冷蔵庫によれば、冷凍室直冷運転において、送風機を停止し、第2の風路開閉器を閉じてから所定の時間が経過したら、送風機を稼動し、第2の風路開閉器を開く。これにより、冷凍室直冷運転中に、冷凍室と冷却室との間に空気を強制循環させて、第1の蒸発器に霜を付着させることができる。その結果、第2の蒸発器への着霜を抑制できる。また、第1の蒸発器で回収した水分は、冷蔵室への加湿運転に利用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明の実施形態に係る冷蔵庫を図面に基づき詳細に説明する。
【0031】
図1は、本実施形態に係る冷蔵庫1の概略を示す構成図である。
図1では、冷蔵庫1の側面断面を示す略図と冷凍サイクル回路20を示す略図とを重ねている。
図1に示すように、冷蔵庫1は、本体としての断熱箱体2を備え、該断熱箱体2の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。
【0032】
貯蔵室の内部は、保存温度の異なる2つの収納室、即ち冷蔵温度域の冷蔵室3と冷凍温度域の冷凍室4とに区分されている。冷蔵室3と、その下段に位置する冷凍室4との間は、断熱仕切壁7によって仕切られている。冷蔵室3及び冷凍室4の内部には、食品等を収納するための棚(図示せず)や収納容器(図示せず)等が配設される。
【0033】
冷蔵庫1の本体である断熱箱体2は、前面に開口部を有する鋼板製の外箱2aと、該外箱2a内に間隙を持たせて配設される合成樹脂製の内箱2bと、前記外箱2aと内箱2bとの間隙に充填発泡される発泡ポリウレタン製の断熱材2cと、から構成されている。
【0034】
断熱箱体2の前面は開口しており、冷蔵室3及び冷凍室4に夫々対応する前記開口には、各々断熱性の扉5、6が開閉自在に設けられている。なお、扉5、6の庫内側に、収納ポケット等を設けても良い。また、冷蔵庫1は、扉5、6の開閉を検知する扉開閉センサ34を備えている。
【0035】
なお、貯蔵室を更に細かく区画して、例えば、製氷室や野菜室等、その他の収納室を形成し、各収納室に夫々対応する複数の扉を設けることもできる。そして、各収納室に、各扉と一体となって引き出し可能な、収納容器等を設けても良い。
【0036】
冷蔵室3の奥面及び天面には、後述する第1の蒸発器22で冷却された空気を冷蔵室3の内部へと導く供給風路10が形成されている。供給風路10は、冷蔵室3の奥面を構成する合成樹脂製の仕切体と断熱箱体2の内箱2bとによって挟まれた空間である。前記仕切体には、供給風路10内を流通してきた冷気を冷蔵室3の内部へと供給するための吹出口が形成されている。
【0037】
冷凍室4の奥面には、冷凍室4及び供給風路10につながる供給風路9が形成されている。供給風路9は、合成樹脂製の仕切体によって冷凍室4と仕切られている。そして、前記仕切体には、冷凍室4へと冷気を流す吹出口が形成されており、その吹出口には、第2の風路開閉器としての冷凍ダンパ12(以下、「Fダンパ12」と言う。)が配設されている。
【0038】
また、冷蔵室3につながる供給風路10には、第1風路開閉器としての冷蔵ダンパ11(以下、「Rダンパ11」と言う。)が設けられる。即ち、供給風路9と供給風路10とは、Rダンパ11を介して連通している。
【0039】
Rダンパ11及びFダンパ12は、一辺が回動自在に軸支された開閉蓋としての板状体と駆動モータとからなるモータダンパである。尚、第1風路開閉器若しくは第2の風路開閉器としては、これに限定されるものではなく、例えば、スライド式の開閉板を用いたもの等、他の形式の開閉装置を採用することも可能である。
【0040】
Rダンパ11を開閉することにより、供給風路9から供給風路10に空気を流すか否かを調節することができる。また、Rダンパ11の適切な開閉動作を行うことにより、冷蔵室3に供給する冷気の流量を調節することができる。
【0041】
また、Fダンパ12を開閉することにより、供給風路9から冷凍室4に空気を流すか否かを調節することができる。Fダンパ12の適切な開閉動作を行うことにより、冷凍室4に供給する冷気の流量を調節することができる。
【0042】
供給風路9の奥側の断熱箱内2の内部には、合成樹脂製の仕切体によって供給風路9と仕切られて、冷却室8が形成されている。冷却室8の内部には、そこを循環する空気を冷却するための第1の蒸発器22が配設されている。第1の蒸発器22の詳細については、後述する。
【0043】
また、冷却室8の内部の第1の蒸発器22の下方には、第1の蒸発器22に付着した霜を融かして除去する除霜手段として、図示しない除霜ヒータが設けられている。また、冷却室8の下部には、冷凍室4から冷却室8へと空気を戻すための戻り口が設けられている。
【0044】
冷却室8の上部には、供給風路9につながる開口である送り口が形成され、その送り口には、冷気を循環させるための送風機13が取り付けられている。即ち、送風機13は、第1の蒸発器22で冷却された空気を冷却室8から貯蔵室へと流すものである。送風機13は、回転式のプロペラファンと、ファンモータ(図示せず)と、風洞が形成されたケーシング(図示せず)と、を有する軸流送風機である。なお、送風機13として、例えば、ケーシングを備えない形式のプロペラファンとモータとの組み合わせや、シロッコファン等、その他の形式の送風機を採用しても構わない。
【0045】
冷蔵室3の内部には、冷蔵室3の内部の温度を検出する冷蔵室温度センサ18(以下、「Rセンサ18」と言う。)が設けられる。冷凍室4の内部には、冷凍室4の内部の温度を検出する冷凍室温度センサ19(以下、「Fセンサ19」と言う。)が設けられる。なお、Rセンサ18及びFセンサ19を取り付ける位置は、
図1に示す位置に限定されない。また、冷蔵庫1は、庫外の温度を検出する庫外温度センサ33を備えている。
【0046】
冷蔵庫1は、冷却手段として蒸気圧縮式の冷凍サイクル回路20を備える。冷凍サイクル回路20は、冷媒を圧縮する圧縮機21と、圧縮された高温高圧の冷媒と庫外の空気との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる凝縮器24と、を有する。圧縮機21及び凝縮器24の一部及び凝縮器24に送風する放熱ファン(図示せず)等は、冷蔵庫1の下部奥側に設けられる機械室に配設される。なお、冷蔵庫1では、冷凍サイクル回路20の冷媒としてイソブタン(R600a)を用いている。
【0047】
また、冷凍サイクル回路20は、冷却室8の内部に配設されて強制循環式の冷却を行う第1の蒸発器22と、冷凍室4の内部に配設されて直冷式の冷却を行う第2の蒸発器23と、を有する。第1の蒸発器22は、例えば、伝熱管の内部を冷媒流路とするフィンチューブ式の熱交換器である。第1の蒸発器22を流れる冷媒は、冷却室8を流れる空気と熱交換して蒸発する。これにより、冷却室8を流れる空気が冷やされ、その冷やされた空気が冷蔵室3及び冷凍室4に供給される。なお、第1の蒸発器22として、他の形式の熱交換器、例えば、扁平多孔管や異形管を用いた熱交換器等、を採用することも可能である。
【0048】
第2の蒸発器23としては、例えば、伝熱管の内部を冷媒流路として伝熱管の外面に伝熱促進用のワイヤやフィン等を備えた各種熱交換器を採用し得る。また、第2の蒸発器23は、一対の鋼板を重ね合わせて接合し、該鋼板の間に冷媒流路を形成した、いわゆるロールボンド式の熱交換器であっても良い。第2の蒸発器23を流れる冷媒は、冷凍室4内の空気と熱交換して蒸発する。これにより、冷凍室4が冷却される。
【0049】
第1の蒸発器22及び第2の蒸発器23には、高圧の液冷媒を絞り膨張させる第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27が夫々接続される。第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27の上流側には、第2の蒸発器23につながる冷媒経路(第2の冷媒経路B)に冷媒を流すか否かを切り替える切替弁としての三方弁25が設けられる。
【0050】
即ち、冷凍サイクル回路20は、三方弁25、第1の絞り手段26、第1の蒸発器22に順次つながる第1の冷媒経路Aと、三方弁25、第2の絞り手段27、第2の蒸発器23、第1の蒸発器22に順次つながる第2の冷媒経路Bと、を有する。そして、三方弁25を切り替えることにより、凝縮器24の出口側の冷媒経路は、第1の冷媒経路A及び第2の冷媒経路Bの何れか一方に接続される。なお、三方弁25は、第1の冷媒経路A及び第2の冷媒経路Bの双方を閉じることも可能である。
【0051】
ここで、第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27としては、例えば、キャピラリーチューブや電子式膨張弁等を採用し得る。第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27に夫々全閉可能な電子式膨張弁を採用する場合には、第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27を択一的に開状態にすることにより、三方弁25を省略することも可能である。即ち、第1の絞り手段26及び第2の絞り手段27としての電子式膨張弁を、冷媒経路を切り替える切替弁として利用することができる。また、三方弁25に代わる切替弁として、第1の冷媒経路A及び第2の冷媒経路Bに夫々電磁開閉弁等を設けても良い。
【0052】
図2は、冷蔵庫1の制御系統を示すブロック図である。
図2に示すように、冷蔵庫1は、各構成機器を制御する制御装置30を備えている。制御装置30は、所定の演算を実行するマイクロプロセッサを備えた制御手段であり、時間演算を実行するタイマ31を有する。
【0053】
制御装置30の入力には、冷凍室4(
図1参照)の温度を検出するFセンサ19、冷蔵室3(
図1参照)の温度を検出するRセンサ18、利用者が各種設定値を入力する操作パネル32、庫外温度センサ33及び扉開閉センサ34が接続される。
【0054】
Fセンサ19、Rセンサ18、庫外温度センサ33及び扉開閉センサ34は、制御装置30が冷却負荷の演算に必要な情報を検出するための負荷検出手段である。また、制御装置30は、その他の負荷検出手段として、圧縮機21の負荷(電流、電圧)を検出する機能を備える。
【0055】
制御装置30の出力には、Fダンパ12、Rダンパ11、圧縮機21、送風機13及び三方弁25が接続される。なお、制御装置30には、その他の図示しないセンサ類や制御対象機器が接続される。
【0056】
制御装置30は、Fセンサ19、Rセンサ18、操作パネル32、庫外温度センサ33及び扉開閉センサ34等の入力に基づき所定の演算を実行し、Fダンパ12、Rダンパ11、圧縮機21、送風機13及び三方弁25等を制御する。
【0057】
次に、
図3ないし
図7を参照して、
図1及び
図2に示す冷蔵庫1の制御動作について詳細に説明する。
図3は、冷蔵庫1の運転制御を示すフローチャートであり、運転モードの選択に関する制御フローを示している。
【0058】
図3に示すように、制御装置30(
図2参照)は、通常・高負荷モードM1、省エネモードM2及びハイブリッド冷却モードM3の何れか1つのモードを選択する。具体的には、先ず、制御装置30は、通常・高負荷モードM1の要件を満たすか否かを判別し(S1)、要件を満たせば(S1のYES)、通常・高負荷モードM1を実行する。通常・高負荷モードM1の要件を満たさなければ(S1のNO)、制御装置30は、省エネモードM2を実行するか否かの判断を行い(S2)、省エネモードM2の要件を満たせば(S2のYES)、省エネモードM2を実行する。他方、省エネモードM2の要件を満たさなければ(S2のNO)、制御装置30は、ハイブリッド冷却モードM3の判別行う(S3)。要件を満たせば(S3のYES)、制御装置30は、ハイブリッド冷却モードM3を選択し、要件を満たさなければ(S3のNO)、ステップS1に戻り、運転モードの選択を継続する。
【0059】
ここで、運転モードを選択する基準として、例えば、冷蔵庫1の冷却負荷を用いる。即ち、制御装置30は、冷却負荷が所定の基準値(第1の基準値)以上であれば(S1のYES)、通常・高負荷モードM1を実行する。また、冷却負荷が第1の基準値よりも小さく、第1の基準値よりも小さい所定の基準値(第2の基準値)以上である場合には(S2のYES)、制御装置30は、省エネモードM2を選択する。他方、冷却負荷が第2の基準値よりも小さければ(S3のYES)、制御装置30は、ハイブリッド冷却モードM3を選択する。
【0060】
運転モードを選択するために用いる冷却負荷の値は、
図1若しくは
図2に示す、Rセンサ18によって検出される冷蔵室3の温度、Fセンサ19によって検出される冷凍室4の温度、庫外温度センサ33によって検出される庫外の温度、扉開閉センサ34によって検出される扉5、6の開閉状況、圧縮機21の負荷、操作パネル32から入力される各種設定値等に基づき所定の演算を実行することにより算出される。また、制御装置30のタイマ31及び学習機能等を利用して、冷却負荷の変化状況を記憶し、冷却負荷を予測する演算を実行しても良い。
【0061】
次に、通常・高負荷モードM1における制御動作について詳細に説明する。
図4は、冷蔵庫1の運転制御を示すフローチャートであり、通常・高負荷モードM1に関する制御フローを示している。
【0062】
通常・高負荷モードM1では、
図1に示す第1の蒸発器22によって冷却される空気を強制循環させて、冷蔵室3及び冷凍室4を冷却する。冷却を行う際、Fダンパ12は、常に開かれ、Rダンパ11は、冷蔵室3の温度に基づき開閉制御される。
【0063】
具体的には、
図4に示すように、先ず、制御装置30(
図2参照)は、Fセンサ19で検出される冷凍室4内の温度と所定の設定温度TFとを比較して冷却運転の要否を判断する(S10)。
【0064】
ここで、設定温度TFは、冷凍室4の冷却を開始または終了する基準となる温度である。詳しくは、設定温度TFとしては、冷凍室4の冷却を開始する基準となる所定の設定値Fonまたは冷凍室4の冷却を終了する基準となる所定の設定値Foffが入力される。設定値Fon及び設定値Foffは、冷却負荷の状況や操作パネル32(
図2参照)から入力される各種設定値等に基づき決定される基準温度であり、設定値Fonは、設定値Foffよりも高い値である。設定温度TFとして、設定値Fon及び設定値Foffを用いることにより、冷却の開始、停止の頻繁な切り替えが抑制され、安定した制御が可能となる。
【0065】
ステップS10において、冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高ければ(S10のYES)、制御装置30は、設定温度TFに設定値Foffを入力し、圧縮機21及び送風機13を稼動し、三方弁25を第1の冷媒経路Aに切り替え、Fダンパ12を開く(S11)。
【0066】
これにより、圧縮機21によって圧縮されて高温高圧となった冷媒は、凝縮器24(
図1参照)において放熱して凝縮し、第1の絞り手段26(
図1参照)によって減圧されて絞り膨張し、第1の蒸発器22に流れる。第1の蒸発器22において、低温の液冷媒は蒸発し、その冷媒との熱交換によって冷却室8内の空気が冷却される。そして、その冷却された空気が送風機13によって送り出されて冷凍室4へと供給される。なお、ステップS11において設定温度TFに設定値Foffを入力することにより、圧縮機21及び送風機13が起動して直ぐに冷却運転が終了することを抑制している。
【0067】
次に、制御装置30は、Rセンサ18で検出される冷蔵室3内の温度と所定の設定温度TRとを比較して冷蔵室3の冷却の要否を判断する(S12)。
【0068】
ここで、設定温度TRは、冷蔵室3の冷却を開始または終了する基準となる温度である。詳しくは、設定温度TRとしては、冷蔵室3の冷却を開始する基準となる所定の設定値Ronまたは冷蔵室3の冷却を終了する基準となる所定の設定値Roffが入力される。設定値Ron及び設定値Roffは、冷却負荷の状況や操作パネル32から入力される各種設定値等に基づき決定される基準温度であり、設定値Ronは、設定値Roffよりも高い値である。設定温度TRとして設定値Ron及び設定値Roffを用いるのは、冷却の開始と終了の基準値に差を設けて、開始及び停止の頻繁な繰り返しを抑制するためである。
【0069】
ステップS12において、冷蔵室3の温度が設定温度TRよりも高ければ(S12のYES)、制御装置30は、Rダンパ11を開き、設定温度TRに設定値Roffを入力する(S13)。Rダンパ11を開くことにより、第1の蒸発器22で冷却された空気が冷蔵室3へと流れ、冷蔵室3の冷却が行われる。なお、設定温度TRに設定値Roffを入力することにより、Rダンパ11を開いてから直ぐに冷蔵室3の冷却が終了することを抑制でき、これにより、Rダンパ11の開閉動作が頻繁に繰り返されることが抑制される。
【0070】
他方、ステップS12において、冷蔵室3の温度が設定温度TR以下であれば(S12のNO)、制御装置30は、Rダンパ11を閉じ、設定温度TRに設定値Ronを入力する(S15)。これにより、冷蔵室3への冷気の供給が遮断される。また、設定温度TRは、冷蔵室3の冷却を開始する基準温度である設定値Ronに設定される。
【0071】
また、ステップS10において、冷凍室4の温度が設定温度TF以下であれば(S10のNO)、制御装置30は、設定温度TFに設定値Fonを入力し、圧縮機21及び送風機13を停止し、三方弁25を閉じ、Fダンパ12を閉じる(S14)。これにより、冷却運転が停止される。
【0072】
次に、省エネモードM2における制御動作について詳細に説明する。
図5は、冷蔵庫1の運転制御を示すフローチャートであり、省エネモードM2に関する制御フローを示している。
【0073】
省エネモードM2では、
図1に示す第1の蒸発器22によって冷却される空気を強制循環させて、冷蔵室3及び冷凍室4を冷却し、Rダンパ11及びFダンパ12は、夫々冷蔵室3及び冷凍室4の温度に基づき開閉制御される。
【0074】
具体的には、
図5に示すように、先ず、制御装置30(
図2参照)は、圧縮機21及び送風機13を稼動し、三方弁25を第1の冷媒経路Aに切り替える(S20)。これにより、第1の蒸発器22による強制循環式の冷却が行われる。
【0075】
そして、制御装置30は、Fセンサ19で検出される冷凍室4内の温度と設定温度TFとを比較して冷凍室4の冷却の要否を判断する(S21)。冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高ければ(S21のYES)、制御装置30は、Fダンパ12を開き、設定温度TFに設定値Foffを入力する。これにより、第1の蒸発器22で冷却された空気が冷凍室4へと供給される。
【0076】
他方、ステップS21において、冷凍室4の温度が設定温度TF以下であれば(S21のNO)、制御装置30は、Fダンパ12を閉じ、設定温度TFに設定値Fonを入力する(S25)。Fダンパ12を閉じることにより、冷凍室4の冷却が停止される。
【0077】
また、冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高く(S21のYES)、冷凍室4の冷却を行う場合(S22)において、制御装置30は、Fダンパ12が開かれている状態の積算時間を計測する(S23)。そして、制御装置30は、Fダンパ12が開かれている状態の積算時間がFダンパ12の開状態を維持する所定の上限値であるF冷却最大時間(以下、「時間Fmax」と言う。)を超えているか否かを判断する(S24)。
【0078】
Fダンパ12が開かれている状態の積算時間が時間Fmaxを超えている場合には(S24のYES)、制御装置30は、Fダンパ12を閉じ、設定温度TFに設定値Fonを入力する(S25)。Fダンパ12を閉じることにより、冷凍室4への冷気の供給が停止される。即ち、Fダンパ12が開かれている積算時間が時間Fmaxに達したら、冷凍室4の温度に関わらず冷凍室4の冷却が停止されて次ぎの冷却動作に切り替えられる。
【0079】
他方、Fダンパ12が開かれている状態の積算時間が時間Fmax以内である場合には(S24のNO)、制御装置30は、ステップS1(
図3参照)に戻り上述の制御動作を繰り返す。即ち、冷却負荷が同等であり(
図3、S2のYES)、冷凍室4の温度が設定温度TFより高ければ(S21のYES)、強制循環による冷凍室4の冷却が継続される。
【0080】
次に、冷凍室4の冷却を停止した後(S25)、制御装置30は、Rセンサ18で検出される冷蔵室3内の温度と設定温度TRとを比較して冷蔵室3の冷却の要否を判断する(S26)。冷蔵室3の温度が設定温度TRよりも高ければ(S26のYES)、制御装置30は、Rダンパ11を開き、設定温度TRに設定値Roffを入力する(S27)。Rダンパ11を開くことにより、第1の蒸発器22で冷却された空気が冷蔵室3へと流れ、冷蔵室3の冷却が行われる。
【0081】
そして、制御装置30は、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間を計測し(S28)、その積算時間がRダンパ11の開状態を維持する所定の上限値であるR冷却最大時間(以下、「時間Rmax」と言う。)を超えているか否かを判断する(S29)。
【0082】
Rダンパ11が開かれている状態の積算時間が時間Rmaxを超えている場合には(S29のYES)、制御装置30は、Rダンパ11を閉じ(S30)、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間及びFダンパ12が開かれている状態の積算時間をリセットした後(S31)、ステップS22へと戻り、Fダンパ12を開く。
【0083】
即ち、Rダンパ11が開かれている積算時間が時間Rmaxに達したら、制御装置30は、冷蔵室3の温度に関わらず冷蔵室3の冷却を停止して、冷凍室4の冷却に切り替える。これにより、第1の蒸発器22で冷却された空気は、所定の時間(時間Fmax、時間Rmax)で切り替えられて、冷蔵室3及び冷凍室4に交互に供給される。
【0084】
他方、ステップS29において、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間が時間Rmax以内である場合には(S29のNO)、制御装置30は、ステップS1に戻り上述の制御動作を繰り返し、強制循環による冷蔵室3の冷却が継続される。
【0085】
また、ステップS26において、冷蔵室3の温度が設定温度TR以下であれば(S26のNO)、制御装置30は、Rダンパ11を閉じ、設定温度TRに設定値Ronを入力する(S32)。これにより、冷蔵室3への冷気の供給が遮断される。
【0086】
そして、制御装置30は、Fセンサ19で検出される冷凍室4内の温度と設定温度TFとを比較して(S33)、冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高ければ(S33のYES)、ステップS1へ戻り、上述の制御動作を繰り返す。
【0087】
他方、冷凍室4の温度が設定温度TF以下であれば(S33のNO)、制御装置30は、圧縮機21及び送風機13を停止し、三方弁25を閉じる。これにより、冷却運転が停止される。そして、制御装置30は、ステップS1の動作に戻る。
【0088】
次に、ハイブリッド冷却モードM3における制御動作について詳細に説明する。
図6及び
図7は、冷蔵庫1の運転制御を示すフローチャートであり、ハイブリッド冷却モードM3に関する制御フローを示している。
【0089】
ハイブリッド冷却モードM3では、
図1に示す第1の蒸発器22による強制循環式の冷却と、第2の蒸発器23による直冷式の冷却(冷凍室直冷運転)が行われる。即ち、第1の蒸発器22によって冷蔵室3及び冷凍室4が冷却され、第2の蒸発器23によって冷凍室4が冷却される。
【0090】
具体的には、
図6に示すように、制御装置30(
図2参照)は、先ず、圧縮機21を稼動し(S40)、Fセンサ19で検出される冷凍室4内の温度と設定温度TFとを比較して冷凍室4の冷却の要否を判断する(S41)。
【0091】
冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高ければ(S41のYES)、制御装置30は、
三方弁25を第2の冷媒経路Bに切り替え、設定温度TFに設定値Foffを入力する(S42)。三方弁25を第2の冷媒経路Bに切り替えることにより、凝縮器24(
図1参照)を出た冷媒は、第2の絞り手段27(
図1参照)で減圧されて、第2の蒸発器23へと流れる。これにより、第2の蒸発器23による冷凍室4の冷却が行われる。
【0092】
なお、第2の冷媒経路Bを使用する際、第2の蒸発器23を出た冷媒は第1の蒸発器22に流れるので、第1の蒸発器22に余剰な液冷媒を貯留することができる。これにより、圧縮機21への液冷媒の戻りを防止することができる。
【0093】
次いで、制御装置30は、Fダンパ12を切り替えてからの経過時間を計測し(S43)、Fダンパ12を切り替えてからの経過時間が、所定の基準値であるFダンパ切替インターバル(以下。「時間t」と言う。)を超えているか否かを判断する(S44)。
【0094】
Fダンパ12を切り替えてからの経過時間が基準となる時間tを経過していれば(S44のYES)、制御装置30は、Fダンパ12の開閉状態を判断し(S45)、Fダンパ12が閉じていれば(S45のYES)、Fダンパ12を切り替えてからの経過時間をリセットし、送風機13を低回転数で稼動し、Fダンパ12を開く(S46)。
【0095】
これにより、冷凍室4の空気を冷却室8(
図1参照)に循環させて、第1の蒸発器22によって冷却することができる。その結果、第1の蒸発器22に霜を付着させて、第2の蒸発器23への着霜を減らすことができる。また、第1の蒸発器22で回収した水分は、冷蔵室3への加湿運転に利用することができる。
【0096】
他方、ステップS45において、Fダンパ12が開いている場合には(S45のNO)、制御装置30は、Fダンパ12を切り替えてからの経過時間をリセットし、送風機13を停止し、Fダンパ12を閉じる(S49)。これにより、第1の蒸発器22による冷凍室4の冷却が停止され、冷凍室4は、第2の蒸発器23による直冷式の冷却のみによって冷やされる。これにより、第1の蒸発器22への過度の着霜及び冷凍室4の乾燥が抑制されると共に、効率の良い冷却が可能となる。
【0097】
また、ステップS44において、Fダンパ12を切り替えてからの経過時間が基準となる時間tを経過していなければ(S44のNO)、制御装置30は、Fダンパ12の開閉状態及び送風機13の稼動状態を維持する。
【0098】
このように、第2の蒸発器23を利用する冷凍室直冷運転において、所定の時間tで、Fダンパ12の開閉及び送風機13の起動停止を繰り返すことにより、冷凍室4の乾燥を抑制しつつ第1の蒸発器22及び第2の蒸発器23への着霜を減らし、省エネルギを図ることができる。
【0099】
次に、制御装置30は、ステップS47に進み、Fダンパ12が開かれている状態の積算時間を計測し、その積算時間が時間Fmaxを超えているか判断する(S48)。Fダンパ12が開かれている状態の積算時間が時間Fmax以内である場合には(S48のNO)、制御装置30は、ステップS1(
図3参照)に戻り、上述の制御動作を繰り返す。即ち、冷却負荷が同等であり(
図3、S3のYES)、冷凍室4の温度が設定温度TFより高ければ(S41のYES)、第2の蒸発器23による冷凍室直冷却運転が継続される。
【0100】
他方、ステップS48において、Fダンパ12が開かれている積算時間が時間Fmaxを超えている場合(S48のYES)、若しくはステップS41において、冷凍室4の温度が設定温度TF以下であれば(S41のNO)、制御装置30は、
図7に示すように、Fダンパ12を閉じ、三方弁25を第1の冷媒経路Aに切り替える。これにより、冷凍室4への冷気の供給が停止されると共に、第2の蒸発器23による冷凍室直冷却運転が停止される。
【0101】
次いで、制御装置30は、設定温度TFに設定値Fonを入力し(S51)、Rセンサ18で検出される冷蔵室3内の温度と設定温度TRとを比較して冷蔵室3の冷却の要否を判断する(S52)。
【0102】
冷蔵室3の温度が設定温度TRよりも高ければ(S52のYES)、制御装置30は、Rダンパ11を開き、送風機13を起動し、設定温度TRに設定値Roffを入力する(S53)。これにより、第1の蒸発器22で冷却された空気が冷蔵室3へと流れ、冷蔵室3の冷却が行われる。
【0103】
そして、制御装置30は、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間を計測し(S54)、その積算時間が時間Rmaxを超えているか否かを判断する(S55)。Rダンパ11の開状態の積算時間が時間Rmaxを超えている場合には(S55のYES)、制御装置30は、Rダンパ11を閉じ(S56)、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間、Fダンパ12が開かれている状態の積算時間及びFダンパ12を切り替えてからの経過時間をリセットした後(S57)、
図6に示すステップ42へと戻り、三方弁25を第2の冷媒経路Bに切り替える。
【0104】
このように、第1の蒸発器22による冷蔵室3の強制循環式の冷却と、第2の蒸発器23による冷凍室4の直冷式の冷却とは、所定の時間(時間Fmax、時間Rmax)で切り替えられて、交互に実行される。
【0105】
他方、
図7に示すステップS55において、Rダンパ11が開かれている状態の積算時間が時間Rmax以内である場合には(S55のNO)、制御装置30は、ステップS1(
図3参照)に戻り上述の制御動作を繰り返し、強制循環による冷蔵室3の冷却が継続される。
【0106】
また、ステップS52において、冷蔵室3の温度が設定温度TR以下であれば(S52のNO)、制御装置30は、Rダンパ11を閉じ、送風機13を停止し、設定温度TRに設定値Ronを入力する(S58)。これにより、冷蔵室3への冷気の供給が遮断される。
【0107】
そして、制御装置30は、Fセンサ19で検出される冷凍室4内の温度と設定温度TFとを比較して(S59)、冷凍室4の温度が設定温度TFよりも高ければ(S59のYES)、ステップS1へ戻り、上述の制御動作を繰り返す。
【0108】
他方、冷凍室4の温度が設定温度TF以下であれば(S59のNO)、制御装置30は、圧縮機21を停止して、三方弁25を閉じる。これにより、冷却運転が停止される。そして、制御装置30は、ステップS1の動作に戻る。
【0109】
以上説明の如く、冷蔵庫1によれば、第1の蒸発器22による強制循環式の冷却と、第2の蒸発器23による直冷式の冷却とを組み合わせることにより、除霜の回数を減らし消費電力量を削減することができる。また、冷蔵室3及び冷凍室4の乾燥を抑制すると共に、温度変化を小さく抑えることができ、貯蔵室に保存される食品等の品質劣化を抑制することができる。
【0110】
なお、上記の例では、圧縮機21を稼動して冷蔵室3を冷却する例を示したが、圧縮機21を停止した状態で、送風機13を稼動してRバンパ11を開くことにより、第1の蒸発器22に付着した霜の融解熱を利用して冷蔵室3を冷却することも可能である。これにより、冷却のための消費電力量及び除霜のための消費電力量を削減することができ、更なる省エネルギを図ることができる。また、霜の水分によって冷蔵室3内を加湿することができるので、冷蔵室3内の食品の乾燥を抑え、その品質を保持することができる。
【0111】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。