(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵室と冷凍室とを有し、冷凍サイクルの冷却器が収納された冷蔵庫において、
前記冷却器にて冷却された空気を前記冷蔵室と前記冷凍室のそれぞれへ送り循環させる循環ファンを備え、
前記循環ファンにより、前記冷凍室内を循環した冷凍室戻り空気と前記冷蔵室内を循環して前記冷凍室戻り空気より高温高湿で数倍以上の水分を含有した冷蔵室戻り空気とが、一つの共通の風路から別々に前記冷却器に向かって流れるとともに、前記冷蔵室戻り空気は前記冷凍室戻り空気より下層の庫内背面側を前記循環ファンに向かって前記冷却器を通り、前記冷凍室戻り空気とは前記冷却器に流入して合流するので、前記風路内の前記冷却器よりも風上の前記冷蔵室戻り空気が通過する下層側で庫内背面側の位置のみに前記冷凍サイクルの前記冷却器内の途中を経由するサブ冷却器を設置して、
前記冷蔵室戻り空気中の水分を除湿する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記サブ冷却器の近傍に外部熱源を用いて発熱する霜取りヒータを設けた
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記サブ冷却器は前記冷凍サイクルの冷却器と並列に冷媒が流れるように接続され、
一つの循環ファンにより前記冷却器と前記サブ冷却器へ戻り空気が送風される
ことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記サブ冷却器はその上部に配置された前記冷却器と冷媒回路でループ構造を成し、
前記霜取りヒータで暖められた前記サブ冷却器内の気体冷媒がループ上部の前記冷却器へ上昇した後、前記冷却器の霜に放熱して二相若しくは液体となって、冷媒を用いたヒートパイプ動作で除霜する
ことを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記冷蔵室に温湿度測定装置を設け、
前記温湿度測定装置により検知された流入空気状態に基づいて、前記サブ冷却器へ流れる冷媒量を調整し、前記冷却器と前記サブ冷却器への着霜を制御する
ことを特徴とする請求項３記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関するものであり、特に冷凍機器で使用されている蒸気圧縮式冷凍サイクルにて運転する冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫の冷却器では、その表面温度が−３０℃近くまで低下するため、冷蔵庫内の水蒸気が冷却器表面で霜となって着霜する。この着霜により冷却器の通風抵抗が増加し、冷蔵庫の冷却性能は低下し消費電力が増加するといった問題があった。そのため冷蔵庫は冷却器の霜を除去するために定期的に霜取り運転を行うが、霜取り運転中は除霜ヒータ等の余分な入力を必要とし消費電力が増加するといった問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するため、着霜による冷却器の通風抵抗軽減として、冷却器を構成するフィンアンドチューブ熱交換器と、内部を冷媒が流動する伝熱管と、その外周に螺旋状に巻きつけたフィンとからなるスパイラルチューブ熱交換器とで構成され、前記スパイラルチューブ熱交換器は、前記フィンアンドチューブ熱交換器より風向上流側に配置した構成の熱交換器ユニットが提案されている。
【０００４】
例えば、この熱交換器ユニットでは冷却器への着霜量の低減は可能だが、スパイラルチューブ熱交換器が着霜することで目詰まりが発生し、スパイラルチューブ熱交換器の目詰まりとともに熱交換器ユニットの通風抵抗が増加するため、冷却器の冷却性能増加にはつながらないといった問題があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また霜取り運転時間を短くし消費電力を低減させるため、冷却器の冷媒管につながるパイプと、冷却器の下部に設置された霜取り用熱輻射除霜ヒータより構成され、前記パイプを前記熱輻射除霜ヒータの下部に設置する案が提示されている。
【０００６】
また別の構成では、冷却器の風路への投影面上に冷却器の冷媒管につながるパイプが設置されるため、前記パイプが霜により閉塞されると冷却器への風流れが阻害され、霜取り時間は短縮されるが着霜時に通風抵抗が増加するといった問題があった（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１４９４７号公報（第１図）
【特許文献２】特開平５−３０６８７７号公報（第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では、冷却器への着霜による通風抵抗軽減のため、この冷却器とは別形態の熱交換器を追加設置し、冷却器への着霜量の低減を試みているが、追加した熱交換器への着霜により通風抵抗が増加し、冷却性能の低下につながるといった問題があった。また霜取り時間短縮のため、冷却器の冷媒管につながるパイプを除霜ヒータの下部に設置する試みがなされているが、追加したパイプへの着霜により冷却器への風流れが阻害され通風抵抗が増加するといった問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷蔵庫は、上記の問題を解決するために、冷蔵室と、冷凍室とを有し、冷凍サイクルの冷却器が収納された冷蔵庫において、前記冷却器にて冷却された空気を前記冷蔵室と前記冷凍室のそれぞれへ送り循環させる循環ファンを備え、前記循環ファンにより、前記冷凍室内を循環した冷凍室戻り空気と前記冷蔵室内を循環して前記冷凍室戻り空気より高温高湿で数倍以上の水分を含有した冷蔵室戻り空気とが、一つの共通の風路から別々に前記冷却器に向かって流れるとともに、前記冷蔵室戻り空気は前記冷凍室戻り空気より下層の庫内背面側を前記循環ファンに向かって前記冷却器を通り、前記冷凍室戻り空気とは前記冷却器に流入して合流するので、前記風路内の前記冷却器よりも風上の前記冷蔵室戻り空気が通過する下層側で庫内背面側の位置のみに前記冷凍サイクルの前記冷却器内の途中を経由するサブ冷却器を設置して、前記冷蔵室戻り空気中の水分を除湿するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷蔵庫は、冷却器への着霜による通風抵抗を軽減させ、冷却性能の高い熱交換器ユニットとし、省スペースで高効率な冷蔵庫を得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における冷蔵庫の全体外形、全体断面の構造を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷媒回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却器の斜視方向、冷却器正面、及び冷却器断面の構造を示した図である。
【図４】この発明の実施の形態１における冷却器内を流れる冷蔵室戻り空気の流れを示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるサブ冷却器を備えた冷却器周辺の図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるサブ冷却器を含めた冷媒回路図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるサブ冷却器内の冷媒状態を表した図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるサブ冷却器を備えた冷却器周辺の図と冷媒回路図である。
【図９】この発明の実施の形態２における冷却器を表した図である。
【図１０】この発明の実施の形態２における風路維持を目的としたサブ冷却器を表した図である。
【図１１】この発明の実施の形態２を示すサブ冷却器を有する冷却器周辺の図である。
【図１２】この発明の実施の形態３におけるサブ冷却器を備えた冷却器周辺の図と冷媒回路図である。
【図１３】この発明の実施の形態３におけるサブ冷却器を備えた冷却器周辺の図と除霜中の冷媒の状態を表した図である。
【図１４】この発明の実施の形態４におけるサブ冷却器を備えた冷却器周辺の図と冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態における冷蔵庫の構造図であり、（ａ）は冷蔵庫の扉を前面から見た前面図、（ｂ）は冷蔵庫の内部を説明する断面図を表す。冷蔵庫の庫内１１は扉部１２、断熱壁１３により庫外（外気）から断熱されている。冷蔵庫は、冷蔵または冷凍する個別の部屋を備えており、冷却器１５からの冷却された空気を循環ファン１６により各庫内に送り庫内が冷却される。庫内１１の冷凍室、冷蔵室は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを利用して、目標温度まで冷却される。冷蔵庫の扉部の開閉や断熱壁からも多少の熱侵入があるため、冷蔵庫の冷凍サイクルにより冷却運転を行うことで所定の庫内温度に維持する。
【００１４】
冷蔵庫の冷媒回路図を図２に示す。イソブタンなどの冷媒を圧縮機１４で圧縮し高温高圧とし、冷蔵庫筐体に設けられた断熱壁１３に埋設されている配管群２１へと流す。圧縮された高温高圧の冷媒はこの配管群２１内で放熱し液冷媒となり、その後、キャピラリーチューブなどの膨張手段２２により膨張され気液二相の冷媒となる。冷却器１５で、膨張した低温の冷媒は庫内１１から流れ込んだ空気２３と熱交換をして、冷媒に伝熱することで空気の吸熱を行い、その後冷媒は気体となって圧縮機１４へと戻る。冷却器１５により吸熱され温度の低下した空気は、循環ファン１６により庫内１１へと再度送られる。このように冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、庫内１１の空気を循環して冷却する冷却運転を行っている。
【００１５】
図３に冷却器１５周辺の概略図を示す。図３の（ａ）は冷却器１５周辺部斜視図、（ｂ）は冷却器断面図、（ｃ）は（ｂ）の冷却器断面図Ａ−Ａ'を表す。先にも述べたように庫内を冷却して温度が上昇した空気は、循環ファン１６（図３には、図示せず。位置のみ示す）によって、冷却器１５のフィン３３の間を流れ、フィン３３と熱交換を行い冷却され冷却器１５の出口部から循環ファン１６を通過して再度庫内へと戻し循環させる。冷却器１５は、一般的にはフィン３３と伝熱管３４とを持つフィンアンドチューブタイプを用いるが、コルゲートフィンタイプなども用いても良い。
【００１６】
上記のように構成された冷却器１５において、冷却器１５に流入する空気、すなわち冷蔵室内を循環した冷蔵室戻り空気３１と冷凍室内を循環した冷凍室戻り空気３２とでは空気流入状態（空気温湿度）は大きく異なる。つまり冷蔵室は設定温度が約５℃であるのに対して、冷凍室は約−２０℃であること、また冷凍室に比べ冷蔵室は容積が大きくそれに伴い表面積も大きく熱侵入量や外気侵入量も多いためである。発明者らは冷凍室戻り空気３２、冷蔵室戻り空気３１の温湿度とファン１６から吹き出された空気の温湿度を計測し、以下の結果を得た。
流入空気状態
（冷蔵室戻り空気３１）Ｔｉｎ＝５℃、φｉｎ＝８０％
（冷凍室戻り空気３２）Ｔｉｎ＝−１５℃、φｉｎ＝６０％
流出空気状態
Ｔｏｕｔ＝−３０℃、φｏｕｔ＝８０％
以上の結果と各戻り空気の風量から流入空気の水分量を計算したところ、冷蔵室戻り空気３１が冷凍室戻り空気３２の７倍以上の水分を有していることが判明した。つまり冷却器１５への着霜要因は主に冷蔵室戻り空気３１によって生じている。
【００１７】
次に冷却器１５内に流入する冷蔵室戻り空気３１と冷凍室戻り空気３２の可視化試験及び数値流体解析によって得られた結果を図４に示す。図４は冷却器周り４１を表し、冷蔵室戻り空気３１の流線のみを示した。冷蔵室戻り空気３１は冷却器１５の背面側を通ってファン１６に進むことを発明者らは見出した。また冷凍室戻り空気３２と冷蔵室戻り空気３１とは図４中の位置Ａ付近にて合流することが判明した。
【００１８】
上述の空気流れが生じる冷却器周り４１に対して、冷却器１５の下部にサブ冷却器５１を挿入する。なおサブ冷却器５１は図４に示した冷蔵室戻り空気３１が通過する位置に設置する。サブ冷却器５１を含めた冷却器周りを図５に示す。図５（ａ）は冷却器周りの側面図、（ｂ）は正面図を表す。図５ではサブ冷却器をフィンアンドチューブ型の熱交換器で示しているが、コルゲートフィンや他の形態の熱交換器でも以下に示す効果は十分に得られる。
【００１９】
サブ冷却器５１を含めた冷媒回路図を図６に示す。なお冷媒流れは図６中の矢印方向である。サブ冷却器５１は冷却器１５の冷媒流れ方向に下流側に設置する。サブ冷却器は上述したように冷蔵室戻り空気３１と熱交換を行う。従来の冷蔵庫中の冷却器では、冷却器出口の冷媒状態は乾き度１以下（つまり二相状態）で流出するが、本実施の形態では冷却器１５の冷媒出口側に冷蔵室戻り空気３１と熱交換を行うサブ冷却器５１を設置することでサブ冷却器出口では過熱ガスで冷媒は流出する。なぜなら冷蔵室戻り空気３１は先に示したように空気温度が高く、サブ冷却器５１内での冷媒の蒸発温度との温度差が大きいため、熱交換量が大きく、容易に冷媒を過熱ガス状態とするためである。
【００２０】
サブ冷却器５１の伝熱管７１内の冷媒状態を図７に示す。冷却器１５での冷媒温度Ｔｅｔｗｏ（低圧での気液二相温度）で流入した冷媒は、伝熱管７１内で冷蔵室戻り空気３１により加熱され、Ｔｅｔｗｏより高温のＴｅｇ（低圧での過熱ガス温度）となる。これにより伝熱管７１の表面温度（伝熱管７１に付けられたフィン表面温度）は冷却器１５の表面温度より高くなる。サブ冷却器５１の熱交換量によるが、サブ冷却器５１出口の冷媒温度は最大で冷蔵室戻り空気３１の温度（Ｔｉｎ＝５℃）まで上昇する。
【００２１】
冷却面への着霜量は一般的に流入空気の絶対湿度と冷却面表面の絶対湿度（通常表面温度で飽和とする）で決まる。それゆえ冷却面温度の上昇は着霜量の低減につながる。以上のことから、冷蔵室戻り空気３１が通過する位置にサブ冷却器５１を設置することで、サブ冷却器５１には高温高湿の冷蔵室戻り空気３１の水分が着霜するため、サブ冷却器５１通過後にはその水分量が減少し、冷却器１５への着霜量の低減が可能となる。さらにサブ冷却器５１を冷却器１５の冷媒流れ下流に設置することで、サブ冷却器５１での着霜量が低減でき、冷却器１５とサブ冷却器５１とを含めた通風抵抗の低減が可能となる。ただし、サブ冷却器５１の表面温度は冷蔵室戻り空気３１の露点温度より低い（サブ冷却器５１内に冷媒温度Ｔｅｔｗｏを含むため）ので、必要量だけ冷蔵室戻り空気３１中の水分を除湿でき、その温度も低下させる。これらの効果により冷却器１５への着霜量低減につながり、冷却性能は向上し冷蔵庫の消費電力を低減でき省エネが得られる。
【００２２】
実施の形態２．
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図８（ａ）は実施の形態１で述べたように冷蔵室戻り空気３１が通過する位置にサブ冷却器５１を設置した冷却器周りの側面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は本実施の形態における冷媒回路図を表す。本実施の形態ではサブ冷却器５１を冷媒回路上で冷却器１５の上流側に設置する点が実施の形態１とは異なる。
【００２３】
実施の形態１で述べたように、サブ冷却器５１には高温高湿の冷蔵室戻り空気３１が流入し熱交換を行う。図８で示したように、冷媒流れ上流側にサブ冷却器５１を設置した際、サブ冷却器５１の表面温度は冷却器１５と同等近くまで低下する。そのためサブ冷却器５１の着霜量が増加するため通風抵抗が増加し、冷却器１５の冷却能力増加にはつながらない。そのため、本実施の形態ではサブ冷却器５１の着霜耐力を向上させる形態とすることで通風抵抗の増加を抑制する。以下にその詳細を述べる。
【００２４】
冷却器１５のフィン構成を図９に示す。図９に示すように冷蔵庫の冷却器１５はフィン３３と伝熱管３４で構成されており、風流れ方向でフィンのピッチ（以下フィンピッチ）が変化している。一般的には風上側のほうが風下側に比べてフィンピッチが広い。例えば風下側がフィンピッチ５ｍｍとすると風上側のフィンピッチは７．５ｍｍ〜１０ｍｍと１．５〜２倍近く大きい。これは流入空気の水分量が風下に進むにつれフィンとの熱交換により減少するため、主に着霜が風上側で生じ、そのため風上側の着霜による目詰まりを遅延させるためである。
【００２５】
本実施の形態ではサブ冷却器５１での着霜による目詰まりを遅延させるため、サブ冷却器５１のフィンピッチを上記の風上側と同等若しくはそれ以上にすべきである。具体的には冷却器１５の風下側のフィンピッチが５ｍｍであれば、風上側が７．５ｍｍ〜１０ｍｍ（風下の１．５〜２倍）となり、サブ冷却器５１では１０ｍｍ若しくは１５ｍｍ（風下の２〜３倍）とすることでサブ冷却器５１の着霜耐力を向上することができる。
【００２６】
ただし、フィンピッチを広げるとサブ冷却器５１の伝熱面積が減少する。伝熱面積の減少によりサブ冷却器５１の熱交換量Ｑ（Ｑ＝ＡＫΔＴ  Ａ：伝熱面積、Ｋ：熱通過率、ΔＴ：温度差）は減少する（フィンピッチが広がるとＡは小さくなる。Ｋ、ΔＴは同等）。
そのため例えばフィンピッチを広げるとともに、スリットを設けるなどすることで熱交換量を維持して着霜耐力を向上できる（Ａは減少するがＫを大きくする）。また、例えば図１０に示すようにサブ冷却器５１をサブ冷却器付近風路１０２に対して小さくし、風路を残す形状１０１にすることで、サブ冷却器に着霜が生じても通風抵抗の増加につながらない構造となる。
【００２７】
また例えばサブ冷却器５１の着霜時の通風抵抗を抑制する構造として、図１１に示すように冷却器１５の下部１１２の壁面にサブ冷却器５１を密着させた構造１１１を設置してもよい。これは図４に示したように冷蔵室戻り空気３１が下部１１２の壁面に沿って流れていくためである。壁面の曲面に沿ったフィン形状とすればサブ冷却器１１１の伝熱面積増加にもつながり、熱交換量はさらに増加する。
【００２８】
以上のようにサブ冷却器５１を冷却器１５の冷媒流れで上流側に設置し、サブ冷却器の着霜耐力を向上させることで、通風抵抗を軽減して冷却器１５の却性能が向上し冷蔵庫の消費電力を低減でき省エネが得られる。
【００２９】
実施の形態３．
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図１２（ａ）は実施の形態１で述べたように冷蔵室戻り空気３１が通過する位置にサブ冷却器５１を設置した冷却器周りの側面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は本実施の形態における冷媒回路図を表す。本実施の形態ではサブ冷却器５１を冷媒回路上で冷却器１５の途中に設置する。つまり膨張手段２２を通過した冷媒は冷却器１５に流入し、冷却器１５の途中からサブ冷却器５１に流れて行き、サブ冷却器５１を流出した後、再び冷却器１５に流入する。
【００３０】
冷却器の下部には冷却器１５の着霜を除去する目的で除霜用ヒータ１２１が設置されている。通常の冷蔵庫では除霜ヒータに電圧を印加してヒータを加熱し、加熱されたヒータ周りの空気を加熱し対流によって、また加熱したヒータにより発せられる赤外線による輻射によって冷却器１５の霜を融解する。対流と輻射を利用することから通常の冷蔵庫の除霜効率（＝霜の融解熱量/ヒータ入力）は２０％程度である。
【００３１】
一方で冷蔵室戻り空気位置にサブ冷却器５１が設置されている本実施の形態では、サブ冷却器５１の位置は除霜用ヒータ１２１の近傍に設置されている。図１２に示した冷媒回路構成にて除霜を行う際のサブ冷却器５１の効果を図１３に示す。図１３（ａ）はサブ冷却器５１を備えた冷却器周辺側面図、（ｂ）は除霜中の伝熱管の冷媒の挙動を表している。図１３に示すようにサブ冷却器５１はヒータ１２１の近傍に設置されているため、サブ冷却器５１では冷却器１５に比べて早く霜が融解する。サブ冷却器５１の除霜が終了すると、サブ冷却器５１ではその伝熱管内の冷媒が暖められる。サブ冷却器５１と冷却器１５とは図１１で示したように冷媒回路上でサブ冷却器５１が途中に設置されている。つまりサブ冷却器５１と冷却器１５とは冷媒回路ではループ構造をしている。そのためサブ冷却５１内の単位質量あたりの冷媒は、除霜終了後からその圧力での潜熱分の熱量をヒータから受け取ることで気体となる。気体となった単位質量冷媒は密度変化により上部に上昇する。ループ上部には冷却器１５があり、冷却器１５にはサブ冷却器５１の霜が融解後にも霜が存在し、除霜が続いている。このときにサブ冷却器５１から上昇した単位質量の気体冷媒は、ヒータで加熱されて０℃以上若しくは霜の温度以上であるため、冷却器１５に上昇後、霜に放熱し再び二相若しくは液体となる。密度変化により放熱した単位質量の冷媒は下部に戻り再度ヒータで加熱される。このように本実施の形態での冷媒回路構成により、除霜時に冷媒を利用したヒートパイプ効果を付与することができ、除霜効率の向上につながる。発明者らは実際にこの効果を確認するため同一着霜量の冷却器に対してサブ冷却器５１があるときとないときとで除霜時間を比較したところ、サブ冷却器５１を設置することで除霜時間が２５分から２３分に短縮することを確認した。以上のことから本実施の形態により除霜効率が向上し、除霜時間の短縮が可能となり冷蔵庫の消費電力の低減が可能となる。
【００３２】
実施の形態４．
以下本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。図１４（ａ）は実施の形態１で述べたように冷蔵室戻り空気３１が通過する位置にサブ冷却器５１を設置した冷却器周りの側面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は本実施の形態における冷媒回路図を表す。本実施の形態ではサブ冷却器５１を冷媒回路上で冷却器１５と並列に設置する。それに伴い、膨張手段２２の上部に３方弁などの流路切り替え部１４１が設置されており、この流路切り替え部１４１と冷却器１５およびサブ冷却器５１との間には、冷却器１５の冷媒流れ上流には膨張手段２２を、サブ冷却器５１の冷媒流れ上流には新たな膨張手段１４２を設置する。
【００３３】
これらの機能を以下に述べる。始めに冷却器１５とサブ冷却器５１だが、上記で述べたようにサブ冷却器５１は冷蔵室戻り空気３１が通過する位置に設置されており、サブ冷却器５１は冷蔵室戻り空気３１と熱交換を行う。
【００３４】
次に流路切り替え部１４１は冷媒流れ方向下流に設置された膨張手段２２、新たな膨張手段１４２に冷媒を流すまたは切り替える動作を行う。その開度構成は以下の４通りである。ここでＡ、Ｂ、Ｃは図１４に示した流路切り替え部１４１における方向への流れを表す。
第１切替：Ａ→Ｂ開・Ａ→Ｃ開（冷却器とサブ冷却器の両方に冷媒を流す）
第２切替：Ａ→Ｂ開・Ａ→Ｃ閉（冷却器のみ冷媒を流す）
第３切替：Ａ→Ｂ閉・Ａ→Ｃ開（サブ冷却器のみ冷媒を流す）
第４切替：Ａ→Ｂ閉・Ａ→Ｃ閉（冷却器とサブ冷却器の両方に冷媒を流さない）
【００３５】
以下に流路切り替え部１４１の動作を述べる。先にも述べたがサブ冷却器５１は冷蔵室戻り空気３１と熱交換を行うのだが、冷蔵室への風路には通常ダンパーが設置されており、冷蔵室温度が設定温度以上であるときにダンパーを開けて冷却器１５からの吹き出し空気を冷蔵室へと送風し、その温度を目標温度に低下させる。つまり冷蔵室へのダンパーが閉じているとき、サブ冷却器５１には冷蔵室戻り空気３１は流れない。そのためサブ冷却器５１へ冷媒の供給は必要ない。以上のことから冷蔵室のダンパーが閉じているとき、流路切り替え部１４１は上記第２切替を動作する。一方で冷蔵室ダンパーが開いた時、流路切り替え部１４１は上記第１切替を動作する。なおダンパーの開閉状態は冷蔵庫の制御盤からの出力により判別可能である。
【００３６】
次に除霜中若しくは冷蔵庫の冷媒回路内で冷媒回収が必要となったとき、または冷媒回路内で冷媒圧力の高圧・低圧維持が必要となったとき（例えば圧縮機１４が停止した時）には上記第４切替を動作する。冷蔵室への負荷が大きい、若しくは冷凍室にもダンパーが設置されているときは、冷凍室温度等が十分に目標温度以下であるとき、冷蔵室のみに送風を行うので、流路切り替え部１４１を上記第３切替で動作する。
【００３７】
上記の一連の流路切り替え部１４１の動作は開または閉のみとしているが、例えば開度調節が可能であれば各方向（例えば図１４中のＢまたはＣ）への流量を調節することで負荷にあった冷媒量を供給できることから上記の効果をさらに高めることが可能となる。
【００３８】
次にサブ冷却器５１に接続する膨張手段１４２について述べる。冷却器１５に接続する膨張手段２２は、冷却器１５を目標温度に低下させるため、その流路内径及び長さが適正化されている。一方で本実施の形態で設置する新たな膨張手段１４２は冷蔵室戻り空気３１を冷却し、且つ着霜のよる目詰まりを極力抑制する必要がある。そのため冷却器１５の表面温度に比べてサブ冷却器５１の表面温度を高温に且つ冷蔵室戻り空気３１の水分を除湿（または着霜により取り除く）する必要がある。これらを満たすためには開度を適切に調節する必要がある。冷蔵室および冷凍室にはそれぞれ庫内温度を検知する温度センサを備え、さらに冷蔵室からの冷蔵室戻り空気３１が流れる風路には冷蔵室戻り空気用の温湿度検知センサを配設するとともに、膨張手段１４２に適切な装置として例えばＬＥＶなどの電子膨張弁を設けることが考えられる。ＬＥＶを利用することにより冷蔵室戻り空気３１の温湿度を計測することで必要冷却温度を判別でき、それに基づいて膨張手段１４２の開度調節を行うことが可能となる。また冷蔵室・冷凍室の負荷を各室温から判断し、必要開度の調節を行うことでサブ冷却器５１と冷却器１５とを適切な熱交換量とすることができ、望ましい形態となる。
【００３９】
以上の構成によりサブ冷却器５１を設置することで冷却器１５への着霜による通風抵抗を抑制でき冷蔵庫の消費電力を抑えることができる。
【００４０】
なお以上の実施の形態１から４で示したサブ冷却器は、冷凍空調装置の熱交換器だけではなく例えばカーエアコンにも本実施の形態は適用可能である。
【００４１】
なお以上の実施の形態１から４で示した冷凍空調機器のデフロスト装置は、ヒータなど外部熱源による場合や冷媒を逆に流したり吐出ガスを利用したホットガス方式でも同様の効果は得られる。
【符号の説明】
【００４２】
１１  庫内、１２  扉部、１３  断熱壁、１４  圧縮機、１５  冷却器、１６  ファン、２１  配管群、２２  膨張手段、２３  庫内戻り空気、３１  冷蔵室戻り空気、３２  冷凍室戻り空気、３３  フィン、３４  伝熱管、４１  冷却器周り、５１  サブ冷却器、７１  サブ冷却器伝熱管、１０１  風路を残したサブ冷却器、１０２  サブ冷却器付近風路、１１１  冷却器下部に密着させたサブ冷却器、１１２  冷却器下部位置、１２１  除霜用ヒータ、１４１  流路切り替え部、１４２  サブ冷却器用膨張手段。
【図１】
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【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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