(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵室と冷凍室を有し、前記冷蔵室と前記冷凍室を冷却する冷気を発生する冷却器および圧縮機を備えた冷凍サイクルと、前記冷却器で発生した冷気を前記冷蔵室へ導く流路を開閉する第１の開閉手段と、前記冷却器で発生した冷気を前記冷凍室へ導く流路を開閉する第２の開閉手段と、前記冷却器で発生した冷気を前記冷蔵室と前記冷凍室の少なくともいずれかに送風する庫内ファンと、前記冷却器の下方に配置され電気ヒータを有する第１の加熱手段と、前記第１、第２の開閉手段と前記庫内ファンとを含み、前記冷蔵室を流通して温度上昇した空気で前記冷却器を加熱する第２の加熱手段と、前記冷却器に当接して配置され内部を不凍液が流通する配管と不凍液を循環させる循環ポンプと前記圧縮機で発生する熱および外気の熱の少なくともいずれかを不凍液に蓄熱させる蓄熱タンク及び機械室ファンとを有する第３の加熱手段と、前記第１、第２の開閉手段と前記庫内ファンと前記循環ポンプと前記機械室ファンと前記第１の加熱手段の動作を制御する制御手段とを備え、除霜運転時に前記制御手段は、前記第１ないし第３の加熱手段の少なくともいずれかを用いて前記冷却器を加熱し、この冷却器部を流通した空気で前記冷蔵室を冷却すると共に、前記第３の加熱手段が前記冷却器へ当接する部分の不凍液出口近傍に除霜センサを設け、前記制御手段は、前記除霜センサが検出した温度が前記不凍液の凍結温度を超えるまで前記循環ポンプを作動させず、前記循環ポンプを逆回転させて前記配管内の前記不凍液を前記蓄熱タンクに回収する運転を有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記制御手段は、除霜運転時に、前記第１の加熱手段が稼動する前に前記第２および第３の加熱手段を稼動させることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２および第３の加熱手段による加熱後、前記第１の加熱手段を作動させることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記第２の加熱手段は、冷蔵温度帯の庫内空気を前記庫内ファンで庫内循環させた後の空気を用いるものであり、前記第３の加熱手段は，不凍液にプラス温度帯の熱を蓄熱し、前記不凍液を前記冷却器に熱輸送するものであることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記除霜センサが検出した温度が除霜開始から予め定めた時間内に氷点を超える所定温度に達しないときに、前記制御手段は、前記第２および第３の加熱手段の加熱に加え前記第１の加熱手段による加熱を作動させることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記第２の加熱手段は前記冷却器の着霜をこの着霜の外表面側から除霜し、前記第３の加熱手段は前記冷却器の着霜を前記冷却器に接触する面側から除霜することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第２の加熱手段で前記冷却器に付着した霜を加熱して発生した冷気を前記冷蔵室に導くよう前記第１の開閉手段を作動させることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷蔵庫に係り、特に冷蔵庫の除霜運転に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫の例が特許文献１に記載されている。この公報に記載の冷却庫では、冷却器に配管接続した吸熱器を非冷凍領域（例えば、冷蔵室や野菜室、機械室）に設けている。そして除霜時には、吸熱器内に充填した不凍液を循環ポンプで循環させ、冷却器の加熱源として利用する。これにより、除霜時の消費電力量を低減している。また、吸熱器内に蓄えた熱源を利用することにより、一般的に使用される電気ヒータ（除霜ヒータ）を省いている。これにより、庫内の温度を一時的に著しく上昇させることなく、従来よりも消費電力量を低減した除霜を実施できると記載されている。
【０００３】
従来の冷蔵庫の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の冷蔵庫では、冷凍サイクルの放熱器や圧縮機モータの排熱を不凍液やオイルに蓄熱し、除霜時にこの蓄熱を利用して従来の電気ヒータ（除霜ヒータ）を使用した場合に比べて消費電力量を低減している。不凍液やオイルへの蓄熱は、ヒートパイプや循環ポンプを介して冷却器に伝えられ、除霜に利用されている。
【０００４】
従来の冷蔵庫のさらに他の例が、特許文献３に記載されている。この公報に記載の冷蔵庫では、一般的に使用される除霜ヒータの他に、冷凍サイクルの運転期間中に圧縮機から発生する排熱を不凍液に貯えて蒸発器に付着した霜の除去に利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９２３７１号公報
【特許文献２】特開昭５９−８１４７９号公報
【特許文献３】特開平１１−２３１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の冷蔵庫では、少ないエネルギーで霜を加熱（冷却器を加熱）するために非冷凍領域にタンクを設け、タンク内部に充填した不凍液に除霜時に必要なエネルギーを蓄熱している。これにより、除霜において従来使用されてきた電気ヒータを必要とせず、大幅な消費電力量の削減が可能になっている。ここで、非冷凍領域とは、例えば、冷蔵室や野菜室、機械室（圧縮機設置部）である。この公報に記載の冷蔵庫では、霜を解かすのに０℃以上の不凍液を必要としているので、不凍液を充填した吸熱器は少なくとも氷点以上の温度帯に設置する必要がある。
【０００７】
しかしながら、冷蔵室や野菜室の温度は平均５℃程度であり、不凍液に蓄える熱量の確保は容易ではなく、霜を解かすのに必要な熱量を十分得ることが困難である。例えば、不凍液として一般的なブライン（主成分：エチレングリコール）を使用すると、濃度７０Wｔ％（凍結温度約−４０℃）、比熱２．８９１ｋＪ／（ｋｇＫ）、密度約１１１０ｋｇ／ｍ３とし、通常冷却時の着霜量として霜０．１ｋｇを解かすのに要する不凍液の量を見積もると、最低でも約２Ｌ必要となる。ここで、不凍液に蓄熱される熱量が霜の融解潜熱に等しいと仮定する。不凍液に蓄熱される熱量は、冷蔵室や野菜室の室温が平均約５℃であるので、霜が解ける温度である０℃との差として温度差５Ｋと見積もった。
【０００８】
これは、冷蔵庫の庫内収納スペースがそれだけ（約２Ｌ）減少することを意味するので、不凍液単独使用による加熱では利便性が低下する。また、除霜に必要な熱源を非冷凍領域に設置したタンク内に蓄熱できないと、冷却器の霜を全て解かすことができなくなる。さらに、冷蔵温度帯と冷凍温度帯を有する冷蔵庫では除霜時間も重要で、除霜時間が長くなると冷凍室の温度上昇が大きくなり、冷凍食品の保存性に悪影響を及ぼすおそれがある。このように、冷蔵庫の除霜においては、必要となる熱量だけでなく循環する不凍液と冷却器（または霜）との伝熱現象も重要になる。例えば、除霜中に不凍液を充填したタンク内の温度が低下すると霜との温度差が小さくなり、霜が融解するまでの時間が長くなる。
【０００９】
なおこの特許文献１では、除霜時に冷却器に成長した霜の冷熱エネルギーを有効利用する場合に、消費電力量まで低減することについては開示がない。また、不凍液を用いた加熱手段だけを使用するので、着霜量が多いと除霜に要する時間が長くなり、その間冷凍運転の停止により冷凍室の温度が上昇するという不具合を発生するおそれがある。したがって、着霜量に応じた除霜運転を実施できない。
【００１０】
霜は主として冷却器に発生するが、冷却器以外の例えば冷却器が収納されている風路表面（固体壁面）あるいは庫内循環ファン近傍にも霜が成長することがある。不凍液を用いた除霜方式では、直接冷却器を加熱することができるので、加熱源（不凍液）と冷却器に付着した霜との伝熱性能は向上する。しかしながら、冷却器から離れた場所の霜については、直接加熱による効果が期待できないので、不十分にならざるを得ない。
【００１１】
特許文献２に記載の冷蔵庫においても特許文献１に記載のものと同様に、冷凍サイクルの放熱器や圧縮機モータからの排熱を不凍液やオイルに蓄熱し、除霜時にこれを利用している。これにより、従来の電気ヒータ（除霜ヒータ）を省いて消費電力量を低減している。しかしながらこの公報に記載の冷蔵庫も上記特許文献１に記載の冷蔵庫と基本構成が同じであるから、上述したように大きなタンクが必要となったり、除霜時間が長くなったりするおそれがある。
【００１２】
また、特許文献３に記載の冷蔵庫では、蒸発器周辺の空気を自然対流で加熱して霜を解かすものであり、必ずしも熱伝達が促進されず除霜に長時間を要するおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、冷蔵庫を運転したときに発生し外部に排気している熱および外部が有する熱を有効利用して、除霜に要する電力量および除霜時間を低減することにある。また本発明の目的は、除霜運転に使用する不凍液が配管の途中で凍結する不具合を回避して、冷蔵庫の信頼性を高めることにある。本発明のさらに他の目的は、不凍液を収容するタンクを大型化することなく、除霜に使用する電力量および除霜時間を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の冷蔵庫は、冷蔵室と冷凍室を有し、前記冷蔵室と前記冷凍室を冷却する冷気を発生する冷却器および圧縮機を備えた冷凍サイクルと、前記冷却器で発生した冷気を前記冷蔵室へ導く流路を開閉する第１の開閉手段と、前記冷却器で発生した冷気を前記冷凍室へ導く流路を開閉する第２の開閉手段と、前記冷却器で発生した冷気を前記冷蔵室と前記冷凍室の少なくともいずれかに送風する庫内ファンと、前記冷却器の下方に配置され電気ヒータを有する第１の加熱手段と、前記第１、第２の開閉手段と前記庫内ファンとを含み、前記冷蔵室を流通して温度上昇した空気で前記冷却室を加熱する第２の加熱手段と、前記冷却器に当接して配置され内部を不凍液が流通する配管と不凍液を循環させる循環ポンプと前記圧縮機で発生する熱および外気の熱の少なくともいずれかを不凍液に蓄熱させる機械室ファンとを有する第３の加熱手段と、前記第１、第２の開閉手段と前記庫内ファンと前記循環ポンプと前記機械室ファンと前記第１の加熱手段の動作を制御する制御手段とを備え、除霜運転時に前記制御手段は、前記第１ないし第３の加熱手段の少なくともいずれかを用いて前記冷却器を加熱し、この冷却器部を流通した空気で前記冷蔵室を冷却するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
そしてこの特徴において、前記制御手段は除霜運転時に前記第１の加熱手段が稼動する前に前記第２および第３の加熱手段を稼動させることを特徴とする。前記制御手段は、前記第２および第３の加熱手段による加熱後、前記第１の加熱手段を作動させるものでもよく、前記第２の加熱手段は、冷蔵温度帯の庫内空気を前記庫内ファンで庫内循環させた後の空気を用いるものであり、前記第３の加熱手段は，不凍液にプラス温度帯の熱を蓄熱し、前記不凍液を前記冷却器に熱輸送するのがよい。また、前記第３の加熱手段が前記冷却器へ当接する部分の不凍液出口近傍に除霜センサを設け、この除霜センサが検出した温度が除霜開始から予め定めた時間内に氷点を超える所定温度に達しないときに、前記制御手段は、前記第２および第３の加熱手段の加熱に加え前記第１の加熱手段による加熱を作動させるものでもよい。
【００１６】
また、上記特徴において、前記第３の加熱手段が前記冷却器へ当接する部分の不凍液出口近傍に除霜センサを設け、前記制御手段は、前記除霜センサが検出した温度が不凍液の凍結温度を超えるまで前記循環ポンプを作動させないことが望ましく、前記第２の加熱手段は前記冷却器の着霜をこの着霜の外表面側から除霜し、前記第３の加熱手段は前記冷却器の着霜を前記冷却器に接触する面側から除霜することが好ましい。さらに、前記制御手段は、前記第２の加熱手段で前記冷却器に付着した霜を加熱して発生した冷気を前記冷蔵室に導くよう前記第１の開閉手段を作動させるものがよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、冷蔵庫の除霜時に、電気（除霜ヒータ）エネルギーと庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーの３種の熱源を利用しているので、冷蔵庫を運転したときに発生し外部に排気している熱および外部の空気が有する熱を有効利用して、除霜に要する電力量および除霜時間を低減できる。また、除霜運転に使用する不凍液が配管の途中で凍結する不具合を回避することにより、冷蔵庫の信頼性が向上する。さらに、不凍液を収容するタンクを大型化することなく、除霜に使用する電力量および除霜時間を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る冷蔵庫の一実施例の正面図である。
【図２】図１に示した冷蔵庫の側面縦断面図である。
【図３】図１に示した冷蔵庫の側面縦断面図であり、図２とその幅方向位置を変えた図である。
【図４】図１に示した冷蔵庫が備える冷却器周辺の図であり、背面側断面図である。
【図５】除霜に必要な熱量を説明するグラフである。
【図６】除霜に必要な電力量を説明するグラフである。
【図７】除霜運転の一実施例のタイムチャートである。
【図８】図７に示した除霜運転のフローチャートである。
【図９】冷却器における霜の融解状況を説明する図である。
【図１０】除霜運転の他の実施例のタイムチャートである。
【図１１】図１０に示した除霜運転のフローチャートである。
【図１２】除霜運転のさらに他の実施例のタイムチャートである。
【図１３】除霜運転のさらに他の実施例のタイムチャートである。
【図１４】図１３に示した除霜運転のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
初めに、本発明に係る冷蔵庫の主たる特徴を述べる。本発明の冷蔵庫１は、第１に電気エネルギー（除霜ヒータ）、第２に庫内熱エネルギー、第３に庫外熱エネルギーの３種の熱源を用いて除霜する。第１の電気エネルギーによる除霜は、従来から用いている電気ヒータ（例えば、冷却器の下部に設けたガラス管ヒータ）による加熱であるが、その除霜の態様は、以下に詳述するように従来とは異なっている。電気ヒータは、冷却器周囲の空気を加熱し、空気を媒介して間接的に霜を解かす。第２の庫内熱エネルギーによる除霜では、庫内ファンを用いて氷点以上のプラス温度帯に維持された冷蔵室（野菜室含む）の空気を循環して、冷却器に付着した霜を解かす。冷蔵室の庫内熱エネルギーとは、言い換えると、冷蔵室の壁面を伝わって庫外から侵入してくる熱を除霜時の熱源として有効に活用するエネルギーである。第３の庫外熱エネルギーによる除霜では、庫外の熱あるいは機械室に設けた圧縮機や放熱器の熱を、新たに設けたタンク内の蓄熱媒体に蓄熱し、除霜時にその熱を利用する。
【００２０】
前述した特許文献１、２に記述されているように、庫外熱エネルギー単独で除霜すると、除霜時に必要となる熱量を得るには、タンク内に充填する不凍液温度（蓄熱時の温度）を上げるかまたは不凍液の量を増やして、蓄熱量すなわち加熱量を増やすしかない。
【００２１】
ところで、冷蔵庫の除霜は通常１日に１回であるから、不凍液を充填したタンクを庫外に設置すれば、除霜のインターバルの１日間に不凍液を循環させなければ外気温度（例えば３０℃）と等しくすることは可能である。しかし、庫外の温度以上に不凍液の温度を高めるためには、圧縮機や放熱器から放熱される熱の再利用（熱回収）が必要となる。なお、第３の庫外熱エネルギー単独での除霜は、不凍液を充填したタンクの設置場所や除霜時間の問題が生じる。本発明ではこれらの不具合を解決するために、除霜手段として第１、第２、第３の手段を有し、これら３種の手段を効率的に組み合わせ、除霜時の消費電力量の低減と同時に、除霜中に霜の冷熱エネルギーを利用する際の投入エネルギーを少なくして冷蔵室を冷却している。
【００２２】
また、不凍液の凍結温度以下に到達する急速冷凍後に除霜運転を行う際には、庫外熱エネルギーを蓄熱した不凍液が凍結温度以下で循環することがないように、冷却器の温度が不凍液の凍結温度以上になってから不凍液を循環させている。したがって、不凍液が凍結温度低下になって生じる、ポンプ動力の増加を抑制でき、消費電力量を低減できる。さらに、比熱の低下による不凍液タンクの大型化も抑制できる。
【００２３】
以下に、本発明に係る冷蔵庫の一実施例を、具体的に図面を用いて説明する。図１は、冷蔵庫１の正面図である。冷蔵庫１は、上方から冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６を備えて構成されている。冷蔵室２は、左右に分割された形状の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備え、製氷室３および上段冷凍室４、下段冷凍室５、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。以下では、冷蔵室扉２ａ、２ｂ、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、単に扉２ａ〜６ａと称す。
【００２４】
また、冷蔵庫１には、各扉２ａ〜６ａの開閉状態をそれぞれ検出する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に使用者に報知する図示しないアラームと、冷蔵室２や冷凍室５の温度設定をする図示しない温度設定器等が備えられている。
【００２５】
図２に、図１に示した冷蔵庫１の側面断面図（同図（ａ））、および機械室５６部分の縦断面図を示す。図２（ａ）に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材を充填して形成された断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は、複数の真空断熱材２５を実装している。庫内は、上方に配置した断熱仕切壁２８により、冷蔵室２と上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照）に仕切られている。また、下方に配置した断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とに仕切られている。冷蔵室２の扉２ａ、２ｂの庫内側には、複数の扉ポケット３２が備えられ、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。上段冷凍室４と下段冷凍室５の間には、冷凍室前面仕切り４０が設けられている。
【００２６】
製氷室３、および上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６では、各室３〜６の前方に備えられた扉３ａ〜６ａと一体に収納容器３ｂ〜６ｂがそれぞれ設けられており、扉３ａ〜６ａの取手部（図示せず）に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂ〜６ｂが引き出せるようになっている。なお、図２では製氷室３が示されていないが、上述したとおり、製氷室３も同様の構成となっている。
【００２７】
下段冷凍室５の略背部には冷却器収納室８が形成されており、この冷却機収納室８内に冷却器７が設けられている。冷却器７の上方には庫内ファン９が設けられている。この庫内ファン９により冷却器７に送風された空気が、冷却器７と熱交換して冷やされ冷気となって、冷蔵庫１の各部に送られる。すなわち、冷蔵室送風ダクト１１および上段冷凍室送風ダクト１２、下段冷凍室送風ダクト１３、図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２および上段冷凍室４、下段冷凍室５、製氷室３の各室へ冷気が送られる。
【００２８】
冷蔵庫１内の循環空気による冷却の様子を、図３を併用して説明する。図３は、図２（ａ）と異なる断面位置での冷蔵庫１の側面断面図である。各室２〜５への冷気の送風は、冷蔵室ダンパ（以下Ｒダンパとも称す）２０と冷凍室ダンパ（以下Ｆダンパとも称す）５０の開閉により制御される。具体的には、Ｒダンパ２０が開状態でＦダンパ５０が閉状態の時には、冷気は冷蔵室送風ダクト１１を経て多段に設けられた吹き出し口２ｃから冷蔵室２に送られる。冷蔵室２の背面側から前面側へ流れた冷気７１は、冷蔵室２の冷却を終えた後、冷蔵室２の下部に設けた図示しない冷蔵室戻り口に流入し、その後冷却器７に戻される。
【００２９】
野菜室６の冷却については種々の方法がある。例えば、冷蔵室２を冷却した後に野菜室６に冷気を直接送る方法や、冷却器７で発生した冷気を冷蔵室２を経由しないで野菜室６に単独で送る方法がある。後者の場合には、野菜室６に供給する冷気を制御するために、野菜室６の専用のダンパを必要とする。本実施例では、野菜室６に流入した冷気７３を、断熱仕切壁２９の下部前方に設けた野菜室戻り口６ｄから野菜室戻りダクト１８を介して、野菜室戻り吐出口１８aに導き、冷却器７へ流入させている。
【００３０】
冷凍室３に導かれた冷気７２は、上段冷凍室４および下段冷凍室５、製氷室３を順次冷却した後、冷凍室戻り口１７から冷却器７に戻される。冷却器７の下部には除霜ヒータ２２が設けられている。除霜時に発生したドレン水は樋２３に一旦落下した後、ドレン孔２７を通じて機械室５６に配置した圧縮機２４の頭部に設けた蒸発皿２１に放出される。機械室５６は、冷蔵庫１の背面の最下部であって、断熱箱体１０の外側に形成されており、機械室カバー９１で覆われている。
【００３１】
図２（ｂ）に、機械室カバー９１を取り去った機械室５６部分を、背面図で示す。機械室カバー９１には機械室５６に外気を取り込むための吸入口９６と、機械室５６内の空気を外部へ放出するための吐出口９７が形成されている。これらは、図示を省略したが、鎧板構造になっており、空気以外のものが流通するのを防いでいる。
【００３２】
吸入口９２から流入した空気は、図２（ｂ）で矢印で示したように、冷凍サイクルを形成する放熱器９２と熱交換した後、機械室ファン６８により圧縮機２４側へ送風される。圧縮機支持部９３で支持された圧縮機２４は、回転数の上昇とともに増大する熱を発生する。機械室５６に送られた外気は、この圧縮機２４が発生した熱を吸収してさらに温度上昇し、その熱を蓄熱タンク５２に貯えられた不凍液に蓄熱タンク５２の容器壁から伝熱する。その後、機械室カバー９１に形成された吐出口９７から冷蔵庫１外へ放出される。この一連の外気の流れは、主として機械室ファン６８が引き起こす。
【００３３】
図３は、庫外熱エネルギーを利用する構造を説明するための図である。上述したように、機械室５６には不凍液５７を充填した蓄熱タンク５２が設けられている。蓄熱タンク５２は、圧縮機２４および／または機械室５６に設けた放熱器９２から放熱される熱を不凍液５７に回収するものであるから、機械室５６内に設けた方が蓄熱量を増やし易い。蓄熱タンク５２を機械室５６に設置すると、例えば室温３０℃の場合、少なくとも庫外温度である３０℃まで蓄熱タンク５２内の不凍液５７の温度を上昇させることができる。なお、図２（ｂ）に示す圧縮機２４と蓄熱タンク５２、機械室ファン６８の配置は一例に過ぎず、冷蔵庫１の容量等により最適な配置が決定される。
【００３４】
通常の冷蔵庫１では、１日に１回除霜運転を実施する。庫外熱エネルギー利用除霜モードである不凍液５７を使う冷蔵庫１の運転では、除霜を実施した後でも不凍液５７の温度を室温レベルにまで昇温させることが可能である。不凍液５７に室温以上の熱量を蓄熱するには、機械室５６に設置した圧縮機２４や図示しない放熱器からの放熱を積極的に不凍液５７に蓄熱させる。例えば、圧縮機２４の吐出パイプあるいは圧縮機２４から放出される熱を、蓄熱タンク５２内の不凍液５７と熱交換させて熱回収することにより、不凍液５７に蓄熱することができる。また、機械室５６に設ける放熱器９２には、放熱を促進させるファンが付設されることが多い。そこで、ファンにより送風され放熱器を通過した昇温空気と熱交換可能な場所に、蓄熱タンク５２を設置する。
【００３５】
すなわち、パイプ５５で蓄熱タンク５２と循環ポンプ５１を、パイプ５３で循環ポンプ５１の吐出口と冷却器７を、パイプ５２で冷却器７と蓄熱タンク５２とを、それぞれ接続する。冷却器７と熱交換した後の不凍液５７が、パイプ５４内を流れている。蓄熱タンク５２内に充填された不凍液５７の液面が、パイプ５４と蓄熱タンク５２の接続位置よりも下にあれば、循環ポンプ５１を逆回転させて不凍液循環パイプ５８（図４参照）内の不凍液５７を回収することもできる。ここで、不凍液循環パイプ５８は、冷却器７に直接接触させて設けられている。循環ポンプ５１の逆回転により不凍液循環パイプ５８内に不凍液５７が残らず、冷却運転中の凍結防止や除霜ヒータ２２で冷却器７を単独加熱をする際の加熱負荷の低減が可能になる。
【００３６】
図４に、冷蔵庫１の下段冷凍室５の背面側に配置される冷却器７の周辺部を、背面側断面図で示す。冷却器７の上部に除霜センサ４１が設置されており、除霜センサ４１が検出した温度に基づいて除霜運転に関する制御判定を、制御手段６６（図３参照）が実行する。冷却器７の下部には、従来から用いている除霜ヒータ２２を配置している。除霜ヒータ２２は、電気ヒータを内部に有するガラス管４４とガラス管４４の周囲に設けた金属の放熱フィン４５から構成されている。金属フィン４５の代わりに、ガラス管４４を二重ガラス管にしてもよい。いずれの除霜ヒータ２２も、可燃性冷媒を使用する冷蔵庫１で採用される。庫内で可燃性冷媒が漏れても、外側のガラス管表面温度が可燃性冷媒の発火点温度より低いので、可燃性冷媒の発火を防止できる。ガラス管４４の上部には、除霜水滴下防止部４３が設けられている。高温に加熱されたガラス管４４に除霜水が直接滴下して、急激な温度変化によりガラス管が破損するのを防止する。
【００３７】
冷却器７と不凍液５７を熱交換させて冷却器７を加熱するために、冷凍サイクルの冷媒配管とは別に、冷却器７に直接接触するように不凍液循環パイプ５８を設けている。そして、この不凍液パイプ５８を、冷却器７を構成する各段のフィン間にかしめ加工している。不凍液循環パイプ５８内の不凍液５２の流れ方向には、上側から下側へあるいは下側から上側へがあるが、本実施例では以下の理由により下側から上側へ流している。
【００３８】
本実施例では、冷却器７に付着した霜が完全に解けた後に、除霜時の信頼性を高めるためさらに除霜ヒータ２２単独で冷却器７を加熱している。不凍液循環パイプ５８の不凍液流入部を冷却器７の下部に設けているので、冷却器７の下部の温度を上部の温度よりも高くすることができる。すなわち、除霜ヒータ２２がＯＮになり、単独加熱に切り替わると、冷却器７では下部から順次上部に向けて温度が上昇し始める。冷却器７の上部に設けた除霜センサ４１が所定の温度を検出すると、除霜ヒータ２２による加熱が終了する。したがって、除霜ヒータ２２が単独加熱に切り替わる前に、冷却器７の下部の温度を高めておけば、消費電力量に大きく影響する除霜ヒータ２２による単独加熱時間を短くできる。
【００３９】
このように構成した冷却器７および除霜ヒータ２２を用いた除霜運転について、以下に説明する。循環ポンプ５１を運転すると、蓄熱タンク５２内の不凍液５７は配管５５、５３を経由して冷却器７に設けた不凍液循環パイプ５８に流入する。その際、冷却器７に付着した霜と熱交換して霜を解かす。冷却器７で熱交換した不凍液５７の温度は低下する。冷却器７を経た不凍液５７は蓄熱タンク５２に戻され、再び同じ経路を所定時間だけ循環する。
【００４０】
蓄熱タンク５２に戻るパイプ５４の蓄熱タンク５２側の接続部は、不凍液５７の液面よりも上の位置に設けている。そのため、循環ポンプ５１を逆回転させると循環ポンプ５１は不凍液５７ではなく空気を送風するので、冷却器７に直接接触している不凍液循環パイプ５８内の不凍液５７は送風力で蓄熱タンク内５２内に押し戻される。これにより、不凍液循環パイプ５８内から不凍液５７を完全に回収にすることができ、不凍液循環パイプ５８内の不凍液５７の凍結が防止される。さらに、不凍液循環パイプ５８内に不凍液５７を残さないので、冷却運転中の凍結防止に加え循環ポンプ５１を停止した除霜ヒータ２２単独で冷却器７を加熱する時に負荷を低減できる。
【００４１】
以上述べた本発明に係る冷蔵庫１における省エネの様子を図５および図６を用いて説明する。図５は、除霜時に必要な熱量を模式的に示したグラフであり、図６は、除霜時に必要な電力量を示した図である。従来方式では、冷却器７の下部に設けた除霜ヒータ（電気ヒータ）だけから除霜に必要な熱量Ｑを得て、冷却器７を加熱・除霜していた。したがって、除霜ヒータが加熱する熱量Ｑｅが、除霜に必要な熱量Ｑに等しい。
【００４２】
これに対して本発明の冷蔵庫１では上述したように、除霜ヒータ２２以外の加熱源、すなわち庫内熱エネルギーＱｉｎと庫外熱エネルギーＱｅｘを利用している。したがって、除霜に用いる熱量Ｑは、これらの熱源を含んで、Ｑ＝Ｑｅ’＋Ｑｉｎ＋Ｑｅｘとなる。これら３種類の加熱源では、電気ヒータ２２による加熱が最も消費電力が大きい。
【００４３】
本発明の冷蔵庫１では、除霜ヒータ２２以外に加熱源を有しているので、電気ヒータ２２による加熱量Ｑｅをこの加熱量Ｑｅよりも少ない加熱量Ｑｅ’とすることができ、除霜に必要な熱量Ｑがたとえ同じであっても、消費電力量Ｅは低減可能である。また、庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーを利用した除霜とすることができるので、加熱源と霜との伝熱現象が促進され、除霜に必要な熱量ＱをＱ’に減少させることもできる。これにより、さらに除霜時の消費電力量を低減可能である。
【００４４】
ここで、庫内熱エネルギーＱｉｎにより冷却器７を加熱するときは、野菜室６含む冷蔵室２内の空気自体が熱源となる。庫内熱エネルギーＱｉｎを得るために必要なエネルギーは、庫内ファン９を稼働させる時のファン動力のみである。庫内ファン９が稼働すると、野菜室６を含む冷蔵室２の空気が冷却器７部に送風されて霜を解かす際の熱源になる。それとともに霜を解かして熱交換して冷気となり、野菜室６を含む冷蔵室２へ戻って冷却源となる。庫外熱エネルギーＱｅｘにより冷却器７を加熱するときは、基本的に庫外の空気を熱源としているので、必要な電力は循環ポンプ５１を稼働させる時のポンプ動力だけとなる。
【００４５】
従来方式の電力量をＥｅ（＝Ｑｅ）とすると、上述したように、この電力量値Ｅｅは除霜ヒータにより費やされる電気ヒータの電力量と等しい。一方、本発明の冷蔵庫１では、除霜ヒータ２２の電力量は熱量Ｑｅ’に相当し、庫内ファン９の電力量は熱量Ｑｉｎに相当し、循環ポンプ５１の電力量は熱量Ｑｅｘに相当するから、費やされる電力量Ｅｅ’は、上記３種の電力量の和に等しくなる。
【００４６】
ここで、除霜ヒータ２２による消費電力量は１５０W程度であるのに対して、庫内ファン９および循環ポンプ５１での消費電力量はそれぞれ数Ｗ程度であるから、除霜ヒータ２２の電力量を削減することが、除霜時の消費電力量の低減に大きく寄与する。したがって、除霜ヒータ２２以外の加熱手段により加熱するモードを有している本発明では、除霜ヒータ２２で消費される電力量を低減するので、除霜における冷蔵庫１全体の消費電力量をＥｅ’に削減することが可能となる。
【００４７】
次に、図７〜図１４を用いて、除霜運転の各種運転モードについて説明する。  
［第１モード］
図７および図８は、除霜運転の第１の運転モードについて説明するための図であり、図７は除霜運転のタイムチャート、図８は除霜運転の制御フローチャートである。図７では、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０および冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０、庫内ファン９、循環ポンプ５１、機械室ファン６８、除霜ヒータ２２を制御手段６６が制御したときの、除霜センサ温度Ｔｓおよび冷蔵室温度ＴＲを、各制御機器の動作状態とともに示している。なお制御手段６６は、図３に示すように、冷蔵庫１の上部背面側の角部に設けられており、ＣＰＵ６６ａや記憶手段６６ｂを有している。
【００４８】
時刻ｔ１は除霜運転開始時であり、時刻ｔ２は除霜ヒータ２２の単独加熱に切り替わる時刻であり、時刻ｔ３は除霜運転が終了する時刻である。１日１回、予め定めた時間または圧縮機２４の動作時間が所定時間になる（時刻ｔ１）と、冷蔵庫１の除霜運転が開始される（ステップＳ１）。このとき、除霜センサ４１が検出した温度ＴｓはＴｓ＝Ｔ１である。
【００４９】
ところで、除霜運転が開始される時刻ｔ１よりも前の冷蔵庫１の運転状態は、一般的には冷却運転である。その際、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０を開き冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を閉じる冷蔵室冷却運転とするか、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０を閉じ冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を開く冷凍室冷却運転をするか、あるいは冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０と冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０の双方を開いて冷蔵室２（野菜室６を含む）と冷凍室４、５の両方とも冷却運転をするのかは、その時の冷蔵庫１内の温度状態により決定される。いずれの状態でも、庫内ファン９はＯＮである。また機械室ファン６８は、機械室５６に設けたセンサ６０が検出した温度に応じて、ＯＮまたはＯＦＦになっており、外気温が高ければ通常ＯＮ状態である。
【００５０】
本実施例では、冷蔵室２温度が除霜運転開始の時刻ｔ１前に上昇しているので、冷凍室冷却を実施している。つまり、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０を閉、冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を開、庫内ファン９をＯＮ、機械室ファン６８をＯＮにしている。
【００５１】
制御手段６６は、Ｒダンパ２０を開、Ｆダンパ５０を閉、庫内ファン９をＯＮ、循環ポンプ５１をＯＮ、機械室ファン６８をＯＮ、除霜ヒータ２２をＯＦＦに設定する（ステップＳ２）。すなわち、冷却器７で発生した冷気を冷蔵室２および野菜室６にだけ導き、上下段冷凍室４、５へは導かない。上述したように、除霜運転中は冷却器７が加熱されるので冷却器７が冷凍温度を実現できないおそれがあるからである。
【００５２】
この除霜運転は、庫内ファン９稼働による庫内熱エネルギーと、循環ポンプ稼働５１による庫外熱エネルギーを利用した除霜運転である。循環ポンプ５１を稼働させると、不凍液循環パイプ５８を介して霜が加熱される。その結果、不凍液５７の温度が低下する。不凍液循環パイプ５８から霜に放熱した分を補うため、機械室ファン６８を稼働させて庫外の熱エネルギーの不凍液５７への蓄熱を促進させる。蓄熱タンク５２には温度センサ６０が設けられている。不凍液５７の温度を検出して、除霜中の機械室ファン６８を制御手段６６が制御する。除霜運転中であって外気温度よりも不凍液５７の温度が低い場合には、機械室ファン６８を稼働させる。
【００５３】
この除霜運転状態時における冷却器７での着霜及び融解状態を、模式的に図９（ａ）に示す。除霜運転開始時刻ｔ１から除霜ヒータ２２による単独加熱に切り替わる時刻ｔ２までの間、庫内ファン９を稼働させて庫内熱エネルギーを利用する除霜では、冷却器７に成長した霜層を主に外側から加熱する。野菜室６を含む冷蔵室２へ循環する循環空気６１は霜層内部も通過するが、霜は外側から融解する。一方、循環ポンプ５１を稼働させて庫外熱エネルギーを利用する除霜では、冷却器７に設けた不凍液循環パイプ５８から霜を加熱する。これにより霜を内側から解かし、融解部分６３が形成される。したがって、冷却器７に付着した霜層の外側と内側から融解が生じ、また冷却器７を通過する強制対流によって空気と霜との伝熱が促進され、霜を速く均一に解かすことができる。
【００５４】
図７に戻り、除霜センサ４１が検出する温度Ｔｓは冷却器７の温度であるから、除霜運転が始まると不凍液循環パイプ５８内の不凍液５７等によりその温度ＴｓはＴｓ＝Ｔ１から霜が解け始めるＴｓ＝０℃まで上昇する。ここで、時刻ｔ４からｔ５までの間は霜が融解している時間で、霜から水に相変化しているので除霜センサ温度ＴｓはほぼＴｓ＝０℃＝一定となる。この間、庫内ファン９が稼働しているので融解潜熱を循環空気６１から奪い、冷却器７を通過した循環空気６１が冷却され、循環空気６１は野菜室６および冷蔵室２へ導かれて野菜室６および冷蔵室２を冷却する。ここで、庫内ファン９が稼働しているので冷蔵室温度ＴＲは低下する。そして、霜が解けている時刻ｔ４〜ｔ５の間は、安定した冷蔵温度を保つ。
【００５５】
庫内エネルギーと庫外エネルギーを利用した除霜運転を継続した結果、除霜センサ４１が検出する温度Ｔｓが氷点温度以上の温度になったら、すなわちＴｓ＝Ｔ２になったら（ステップＳ３）、冷却器７に付着した霜が消失したものとして、冷却器７周辺に残ったおそれのある霜を融解させるために、除霜ヒータ２２の除霜運転に切替える（ステップＳ４）。この温度Ｔ２は、例えば霜の融解終了直後の温度１℃とする。
【００５６】
すなわち、霜の融解が完了したため、Ｒダンパ２０を閉、Ｆダンパ５０を開、庫内ファン９をＯＦＦ、循環ポンプ５１をＯＦＦ、機械室ファン６８をＯＦＦ、除霜ヒータ２２をＯＮの状態に制御手段６６が切替える。除霜センサ温度ＴｓがＴｓ＝Ｔ２に到達した時点で冷却器７の霜は解けているが、冷却器７以外の周辺部に霜が残っている場合もあるので、信頼性の確保を目的に冷却器７の下部に設置した除霜ヒータ２２で単独除霜する。
【００５７】
本実施例では、ヒータ２２で単独除霜する場合には、ヒータ２２によって加熱された冷却器７周囲の空気の自然対流を促進するため、冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を開く。これにより、冷却器７⇒冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０⇒冷凍室４、５⇒冷凍室戻り口１７⇒冷却器７と流れる自然対流による循環流を発生させる。
【００５８】
加熱された空気が冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を通過して冷凍室４、５に流入するので、冷凍室４、５の熱負荷は増大する。しかしながら、ヒータ２２で単独除霜する時間はあくまでも冷却器７の霜が解けた後の僅かの時間であり、冷凍室４、５に加熱された空気が流入する時間も従来のヒータ単独除霜時間とは比較にならない短い時間であり、トータルでは冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０を開けた方が効果的に除霜できる。なお、冷凍室４、５側では上記のように循環流を発生させ易いが、冷蔵室２側には循環流を発生させ難いので、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０は閉にする。庫内ファン９はＯＦＦとする。
【００５９】
除霜ヒータ２２による加熱では、不凍液循環パイプ５８内に不凍液５７が残った状態では加熱負荷が増すことになる。そこで、除霜センサ温度ＴｓがＴｓ＝Ｔ２になった時点で循環ポンプ５１を逆回転させる。これにより、不凍液循環パイプ５８内の不凍液を蓄熱タンク５２に回収できる。除霜終了時の冷却器７の温度は、冷却器７の上部の除霜センサ温度ＴｓがＴＳ＝約１０℃であるが、除霜ヒータ２２に近い冷却器７の下部では４０℃近くになっている場合がある。庫外熱エネルギーを利用した後の不凍液５７の温度は、霜を解かしたので低下している。除霜センサ温度Ｔｓが蓄熱タンク５２に設けた温度センサ６０で計測される不凍液５７の温度よりも高い場合には、循環ポンプ５１を稼働させて冷却器７の熱を回収するのがよい。これにより、除霜運転から通常の冷却運転に戻る際に、圧縮機２４を運転する前に冷却器７の温度を下げることができ、再冷却時間を短縮できる。
【００６０】
除霜ヒータ２２単独で冷却器７を加熱する時の冷却器７周りの様子を、図９（ｂ）に模式的に示す。この図９（ｂ）は図９（ａ）と同様の除霜中の冷却器７の図である。この状態では、冷却器７には着霜は見られず、除霜ヒータ２２で加熱された冷却器７の下部周辺の空気６２が下方から上方に向けて流れている。このとき、冷却器７の上部に向かい温度が上昇し始め、同時に冷却器７の周辺部の壁面も加熱され、霜の解け残りがなくなる。
【００６１】
除霜センサ温度ＴｓがＴｓ＝Ｔ３になったら（ステップＳ５）、除霜ヒータ２２での単独の除霜運転を終了する（ステップＳ６）。
【００６２】
除霜運転が終了すると、冷却運転を再開する。そのため、庫内ファンをＯＮにする。除霜運転前と同様、除霜運転終了後の冷蔵庫１の庫内温度に応じて冷却運転の状態は相違するが、本実施例では、冷蔵室４（野菜室６を含む）および冷凍室４、５のいずれをも冷却運転するものとし、冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ）２０、冷凍室ダンパ（Ｆダンパ）５０の双方を開き、庫内ファン９をＯＮ，機械室ファン６８をＯＮにする。
【００６３】
本実施例によれば、電気エネルギーを使用する除霜ヒータ以外の加熱源、すなわち、消費電力量が少ない庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーを加熱源とした除霜ができる。換言すれば、霜の融解潜熱を利用した冷蔵室の冷却を行なう際、従来の除霜ヒータ２２を加熱源とせずに、霜を庫内熱エネルギーを利用して冷却器表面側（外側）から、および庫外熱エネルギーを利用して霜の外部表面側（内側）から解かす加熱手段を用いているので、投入エネルギーを少なくして効率的に霜の融解潜熱を利用した冷却が可能になる。
［第２モード］
図１０および図１を用いて、本発明に係る除霜運転の第２モードについて説明する。図１０は、図７に示したと同様の除霜運転のタイムチャートであり、図１１は除霜運転制御のフローチャートである。本モードは、着霜量が多い場合に好適なモードである。上記第１モードと異なるのは、除霜ヒータ２２による加熱開始を早めて、庫内ファン９稼働による庫内熱エネルギーと、循環ポンプ５１の稼働による庫外熱エネルギーを利用した除霜が終了する前に、除霜ヒータ２２をＯＮさせている。着霜量が多い場合、すなわち霜の融解が終了する時刻ｔ５まで時間がかかる場合は、庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーだけでは熱源が不足し、霜が解けるまでに冷凍室４、５の温度が限界温度より上昇する恐れが生じる。そこで第２モードでは、時刻ｔ２に達する前に、除霜ヒータ２２を加熱源として作動させ、除霜時間の短縮を図っている。除霜運転の前後の冷蔵庫１内の温度および動作状態は、上記図７の実施例と同じである。
【００６４】
さらに具体的に説明すると、１日１回または圧縮機２４の運転時間が所定時間になると、除霜運転モードが開始される（ステップＳ７）。この時刻が時刻ｔ１である。Ｒダンパ２０を開、Ｆダンパ５０を閉、庫内ファン９をＯＮ、循環ポンプ５１をＯＮ、機械室ファン６６をＯＮ、除霜ヒータ２２をＯＦＦにして（ステップＳ８）、除霜運転を開始する。霜の融解が完了する時刻ｔ５よりも前の時間中に、冷凍室２の温度ＴＲがＴＲ＝ＴＦ２以上になったら（ステップＳ９）、冷凍室４、５に保存した食品の保存性の悪化が懸念されるので、霜の融解途中ではあるが除霜ヒータをＯＮにする（ステップＳ１０）。ここで、時刻ｔ５は、霜の融解が完了する時刻であり、時刻ｔ６は冷凍室温度ＴＲがＴＲ＝ＴＦ２となる時刻である。
【００６５】
除霜センサ温度ＴｓがＴｓ＝Ｔ２になったら、Ｒダンパ２０を閉、Ｆダンパ５０を開、庫内ファン９をＯＦＦ、循環ポンプ５１をＯＦＦ、機械室ファン６６をＯＦＦに切り替え、除霜ヒータ２２はＯＮ状態を継続する（ステップＳ１２）。除霜センサ温度Ｔｓが氷点以上の温度であるＴｓ＝Ｔ３になるまで、除霜ヒータ２２を単独使用して冷却器７を加熱する。
【００６６】
本除霜運転モードでは、霜の融解潜熱を利用して冷蔵室２を冷却するために、投入エネルギーをできるだけ少なくし、庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーを熱源とした除霜運転（ｔ４〜ｔ５）を実行することにより、霜の融解潜熱を利用した冷蔵室２の冷却を実現している。着霜量が多い場合は、霜が完全に解ける前に除霜ヒータ２２を加熱源に追加して、霜が完全に融解する時間（〜ｔ５）を短縮できる。
［第３モード］
本発明に係る除霜運転の他のモードを図１２を用いて説明する。図１２は、図７、１０と同様の除霜運転のタイムチャートである。着霜量が少ない場合に好適な除霜運転モードである。着霜量が少ないと、霜が解ける時間間隔ｔ４〜ｔ５が短い。また、除霜センサ４１が検出する温度Ｔｓの上昇が速い。そこで、霜が少ない場合の、除霜開始から霜の融解開始までの温度勾配を予め測定する。そしてこの値を基準値としてこれよりも温度勾配が小さい場合は霜が少ないと判断する。除霜運転の前後の冷蔵庫１内の温度および動作状態は、上記図７の実施例と同じである。
【００６７】
着霜量が少ないと判断されたときには、時刻ｔ１〜ｔ４まで庫内ファン９を稼働して、庫内熱エネルギーによる除霜を実施する。温度勾配がこの基準値より多く、着霜量が少ない状態ではないと判断されたときは、図７に示した第１の除霜運転モードになる。具体的には、着霜量を判断する時刻ｔ７までは第１の除霜運転モードと同じく、Ｒダンパ２０を開、Ｆダンパ５０を閉、庫内ファン９をＯＮ、循環ポンプ５１をＯＮ、機械室ファン６８をＯＮ、除霜ヒータＯＦＦとして、除霜運転を開始する。ここで除霜運転開始時刻ｔ１は、１日１回の定められた時刻、または圧縮機の動作時間等から定める。
【００６８】
除霜センサ温度Ｔｓがまだ氷点以下である着霜量の判断時刻ｔ７において、除霜センサ温度Ｔｓが予め定めた基準値Ｔ７以下であれば、除霜センサ温度Ｔｓが氷点温度になるまで、すなわち霜が融解し始めるまで、循環ポン５１をＯＦＦに、機械室ファン６６をＯＦＦに切替え、庫内ファンによる冷気の循環だけで冷却器７を加熱する。除霜センサ温度Ｔｓが氷点温度となる時刻ｔ４で、加熱量の不足を補うために、再び循環ポンプ５１をＯＮ、機械室ファン６６をＯＮに切替える。以後は、図７に示した第１の除霜運転モードと同じである。
［第４のモード］
図１３および図１４を用いて、本発明に係る第４の除霜運転モードについて説明する。図１３は、除霜運転のタイムチャートであり、図１４は除霜運転の制御フローチャートである。本除霜運転モードは、除霜センサ温度Ｔｓが下限温度Ｔ０に達したときに、除霜運転を起動させるモードである。蓄熱タンク５２に充填した不凍液５７の濃度を調整して、不凍液５７の凍結温度が決まる。除霜運転の前後の冷蔵庫１内の温度および動作状態は、上記図７の実施例と同じである。
【００６９】
ところで、不凍液５７の凍結温度を下げるためには、不凍液５７の濃度を濃くする必要があるが、濃度を濃くすると不凍液の粘度が高くなりすぎ循環ポンプ５１の動力が増加する。その結果、庫外熱エネルギーにより蓄えた熱を不凍液循環パイプ５８に輸送する際の消費電力量が増加する。さらに比熱が小さくなり、蓄熱タンク５２の容量が増大し設置性が悪化する。
【００７０】
また、冷蔵庫１では、急速に冷凍させる場合に急速冷凍運転を実施するが、この急速冷凍運転では通常冷却運転に比べて冷却器７の温度が低下するので、一般的には不凍液５７の濃度を高めて不凍液５７の凍結防止をしている。このような不凍液５７の濃度変化での対応による従来の除霜運転における不具合を解消するため、本第４の除霜運転モードでは、不凍液の濃度を高めることなく配管内の凍結防止を可能にしている。
【００７１】
蓄熱タンク５２に充填されている不凍液５７の凍結温度以下の所定温度Ｔ０で、除霜を開始する（ステップＳ１５）。この温度で循環ポンプ５１を稼働させると、配管内で不凍液が凍結する恐れがある。そこで制御手段６６は、Ｒダンパ２０を開、Ｆダンパ５０を閉、庫内ファン９をＯＮ、循環ポンプ５１をＯＦＦ、機械室ファン６８をＯＦＦ、除霜ヒータ２２をＯＦＦに切替える（ステップＳ１６）。つまり、図７に示した第１の除霜運転モードとは、循環ポンプ５１をＯＦＦにする点だけ相違する。この庫内ファン９による庫内エネルギと機械室ファン６８による庫外エネルギの蓄熱だけにより除霜運転をしばらく続ける。そして除霜センサ温度Ｔｓが不凍液５２の凍結温度を超える温度Ｔ１にまで上昇したら（ステップＳ１７）、循環ポンプ５１をＯＮにして不凍液５２で冷却器７を加熱する（ステップＳ１８）。その後は図７に示した第１の除霜運転モードと同じである（ステップＳ２０〜ステップＳ２４）。なお、ステップ１６の代わりに、除霜運転開始後しばらく庫内ファン９と循環ポンプ５１を停止状態にしておき、除霜センサ温度Ｔｓが上昇するのを待つようにしてもよい。
【００７２】
また、図１０および図１１に示す第２の除霜運転モードにおけると同様に、着霜が多すぎて霜の融解が終了（時刻ｔ５）する前に冷凍室温度がＴＦ２を超えて上昇するような場合には、除霜ヒータ２２の加熱開始を早めてＯＮにする。すなわち、冷凍運転が長時間にわたり停止される場合（ステップＳ１９）には、霜の融解を加速させるために、除霜ヒータをＯＮにする（ステップＳ２０）。除霜センサ温度ＴｓがＴ２に到達したら（ステップＳ２１）、除霜ヒータ２２の単独加熱に切替える（ステップＳ２２）。除霜ヒータ２２の単独加熱によって除霜センサ温度ＴｓをＴ３まで高め（ステップＳ２３）、その後除霜運転を終了する（ステップＳ２４）。
【００７３】
以上述べた本発明の各実施例および除霜運転モードによれば、除霜時に冷却器に成長した霜の冷熱エネルギーを有効利用しているので、投入エネルギーが少ない除霜をしながら霜の融解潜熱を利用した冷却も実施可能であり、消費電力量を低減できる。また、従来は不凍液を用いた加熱手段しか有していないので、着霜量が多い場合に冷凍室の温度上昇を抑制することが困難であった。上記各実施例によれば、着霜量に応じた除霜が可能なので、着霜量が少ない場合には除霜時間を短縮できるし、着霜量が多い場合には冷凍室温度の温度上昇を抑制できるとともに不凍液の凍結等の不具合を防止できる。
【００７４】
また、冷蔵庫では、霜は主に冷却器に発生するが、冷却器以外、例えば、冷却器が収納されている風路表面（固体壁面）あるいは庫内循環ファン近傍にも霜が成長する場合がある。従来の不凍液を用いた除霜では、直接冷却器を加熱するので、加熱源である不凍液と冷却器に付着した霜との伝熱は促進されるが、冷却器から離れた場所の霜を確実に解かすことが困難であった。本実施例では、除霜ヒータを主として冷却器から離れた場所の除霜に利用しているので、電力量も僅かで済む上、確実に冷蔵庫各部の着霜を除霜できる。
【００７５】
また、上記実施例に示す冷蔵庫では、除霜ヒータ（電気エネルギー）以外の加熱源、すなわち、消費電力量が少ない庫内熱エネルギーと庫外熱エネルギーを加熱源とした除霜を実施するので省エネルギーとなる。
【符号の説明】
【００７６】
１…冷蔵庫、２…冷蔵室、２a、２b…扉、２ｃ…吹き出し口、３…製氷室、３a…扉、３b…収納容器、４…上段冷凍室、４a…扉、４b…収納容器、５…下段冷凍室、５a…扉、５b…収納容器、６…野菜室、６a…扉、６b…収納容器、６ｄ…野菜室戻り口、７…冷却器、８…冷却器収納室、９…庫内ファン、１０…断熱箱体、１１…冷蔵室送風ダクト、１２…上段冷凍室送風ダクト、１３…下段冷凍室送風ダクト、１７…冷凍室戻り口、１８…野菜室戻りダクト、１８a…野菜室戻り吐出口、２０…冷蔵室ダンパ（Ｒダンパ、第１の開閉手段）、２１…蒸発皿、２２…除霜ヒータ（第１の加熱手段）、２３…樋、２４…圧縮機、２５…真空断熱材、２７…ドレン孔、２８、２９…断熱仕切壁、３２…扉ポケット、３６…棚、４０…冷凍室前面仕切り、４１…除霜センサ、４３…除霜水滴下防止部、４４…ガラス管、４５…金属フィン（放熱フィン）、４６…冷蔵室冷気戻り風路、５０…冷凍室ダンパ（Ｆダンパ、第２の開閉手段）、５１…循環ポンプ、５２…蓄熱タンク、５３〜５５…パイプ、５６…機械室、５７…不凍液、５８…不凍液循環パイプ、５９…霜、６０…センサ、６１…循環空気、６２… 加熱空気、６３… 融解部分、６６…制御手段、６６ａ…ＣＰＵ、６６ｂ…記憶手段、６８…機械室ファン、７１〜７３…冷気（の流れ）、９１…機械室カバー、９２…放熱器、９３…圧縮機支持部、９４…機械室ベース、９６…吸入口、９７…吐出口。
【図１】
0005571044.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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