(57)【要約】【課題】  蓄電池周辺にヒータを設けずに、蓄電池の動作状況に応じて蓄電池周辺の温度を制御することができる蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫を実現することにある。【解決手段】  本発明は、蓄電池１５、圧縮機１２及び制御部１０を備える冷凍冷蔵庫１であって、蓄電池１５は、蓄電室８に収納され、圧縮機１２は、機械室７に収納され、蓄電室８と機械室７の間には、圧縮機１２から生じる廃熱を蓄電室８に取り込むための廃熱用通気弁１７を有し、制御部１０は、蓄電室８の温度が設定温度の範囲よりも低いとき、廃熱用通気弁１７を開状態にすることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池、圧縮機及び制御部を備える冷凍冷蔵庫であって、
前記蓄電池は、蓄電室に収納され、
前記圧縮機は、機械室に収納され、
前記蓄電室と前記機械室の間には、前記圧縮機から生じる廃熱を前記蓄電室に取り込むための廃熱用通気弁を有し、
前記制御部は、前記蓄電室の温度が設定温度の範囲よりも低いとき、前記廃熱用通気弁を開状態にすることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
前記冷凍冷蔵庫は、冷気を前記蓄電室に取り込むための冷気用通気弁を有し、
前記制御部は、前記蓄電室の温度が設定温度の範囲に収まるように、前記廃熱用通気弁と前記冷気用通気弁の開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
前記設定温度の範囲は、前記蓄電池の充電時、放電時、保存時のそれぞれの動作状態に対して、設定最低温度と設定最高温度が設定されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
前記機械室は、外部に排熱するための排気口を有し、
前記制御部は、前記廃熱用通気弁を開いている間は、前記排気口を閉状態にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、蓄電池を備えた電気機器に注目が集まっている。このような電気機器は、蓄電池を搭載することで、夜間の商用電力、あるいは太陽光などで発電された電力により充電し、蓄えた電力を電力需給が多い日中や停電時に使用することを主な目的としている。蓄電池としては、一般的にリチウムイオン二次電池や鉛蓄電池などが用いられているが、このような蓄電池は、使用環境温度の依存性が高く、温度が高くなると蓄電池の劣化を促進し、寿命が低下してしまうといった問題があった。また、温度が低くなると化学反応が緩慢となり放電容量が低下してしまうという問題もあった。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１には、蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫が開示されている。図７は、特許文献１の冷凍冷蔵庫１００の構成例の図である。冷凍冷蔵庫１００は、食品を保存する１つ以上の冷蔵室１０１と、電力を充放電する蓄電池１０２と、蓄電池１０２を保管する蓄電室１０３と、蓄電池１０２の状態を監視する蓄電池監視手段１０４と、冷蔵室１０１及び蓄電室１０３の温度を調節する温度調節手段と、蓄電池１０２及び温度調節手段の制御を行う制御手段１０５を備える。温度調整手段は、蓄電室ヒータ１０６、蓄電室ダンパ１０７を含んでいる。制御手段１０５は、蓄電池１０２の充放電の制御を行うとともに、蓄電池監視手段１０４により蓄電池１０２の状態を監視することで、蓄電室ヒータ１０６にて蓄電池１０２の特性に合わせて蓄電室１０３の温度制御を行う。蓄電室１０３の温度が目標温度より高い場合、蓄電室ダンパ１０７を開け、冷蔵室１０１の冷気を取り入れることで、温度を下げ、蓄電室１０３の温度が目標温度より低い場合、蓄電室ヒータ１０６を動作させることで、温度を上げる。
【０００４】
こうすることで、蓄電池１０２の使用温度を一定の範囲に収め、蓄電池１０２の充放電に伴う発熱による温度上昇を抑えることにより、蓄電池の発熱及び高温での使用による劣化を低減させることができるようになる。また、外気温が低い場合であっても低温下での使用を防ぐことができるので蓄電池本来の性能を発揮させることができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６４４８９号公報（平成２４年３月２９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、蓄電室の温度を下げるときは、冷蔵室の冷気を利用しているが、蓄電室の温度を上げるときは、蓄電室に備えた蓄電室ヒータを用いている。しかしながら、蓄電室ヒータは、冷凍冷蔵庫には必ずしも必要でない。また、一般的な冷凍冷蔵庫には、冷凍サイクルを運転するために圧縮機などを備えており、これから生じる廃熱を外部に排出し、エネルギーを有効活用できていないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷凍冷蔵庫の動作から生じる冷気と廃熱を利用して蓄電池周辺の温度を制御することができる蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫は、蓄電池、圧縮機及び制御部を備える冷凍冷蔵庫であって、蓄電池は、蓄電室に収納され、圧縮機は、機械室に収納され、蓄電室と機械室の間には、圧縮機から生じる廃熱を蓄電室に取り込むための廃熱用通気弁を有し、制御部は、蓄電室の温度が設定温度の範囲よりも低いとき、廃熱用通気弁を開状態にすることを特徴とする。
【０００９】
また、冷凍冷蔵庫は、冷気を蓄電室に取り込むための冷気用通気弁を有し、制御部は、蓄電室の温度が設定温度の範囲に収まるように、廃熱用通気弁と冷気用通気弁の開閉を制御することを特徴としても良い。また、設定温度の範囲は、蓄電池の充電時、放電時、保存時のそれぞれの動作状態に対して、設定最低温度と設定最高温度が設定されることを特徴としても良い。また、機械室は、外部に排熱するための排気口を有し、制御部は、廃熱用通気弁を開いている間は、排気口を閉状態にすることを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷凍冷蔵庫の動作から生じる冷気と廃熱を利用して蓄電池周辺の温度を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る冷凍冷蔵庫の断面図である。
【図２】蓄電室の温度制御を説明するためのフロー図である。
【図３】蓄電室の温度制御を説明するため説明図である。
【図４】実施形態２に係る冷凍冷蔵庫の断面図である。
【図５】鉛蓄電池の放電容量と充放電のサイクル数の関係を示した図である。
【図６】実施形態２の冷凍冷蔵庫の制御を説明するためのフロー図である。
【図７】特許文献１に係る冷凍冷蔵庫の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る冷凍冷蔵庫の断面図である。実施形態１に係る冷凍冷蔵庫１は、外郭を筺体２及び扉３から形成し、筺体２及び扉３は、内部の冷却状態を保持するために断熱性能を有している。冷凍冷蔵庫１は、内側に冷蔵室４、冷凍室５、制御室６、機械室７、蓄電室８を備える。
【００１４】
冷蔵室４は、食品や野菜等の貯蔵物を冷蔵保存する空間であり、冷凍室５は、食品や氷等の貯蔵物を冷凍保存する空間である。冷凍冷蔵庫１は、断熱壁９により冷蔵室４と冷凍室５を分離し、上側に冷蔵室４、下側に冷凍室５を配置している。断熱壁９により冷蔵室４と冷凍室５との間の熱交換が抑制される。
【００１５】
なお、実施形態１での冷凍冷蔵庫１は、冷蔵室４と冷凍室５の両方を備えているが、実施形態１ではどちらか１つを備えていれば良い。
【００１６】
制御室６は、制御部１０を収納する空間であり、冷凍室５の後方に配置している。制御部１０は、ＣＰＵ等からなり、冷凍冷蔵庫１全体を制御する処理部である。制御部１０は、例えば、蓄電池１５の動作状態の切り替えや、圧縮機１２の強さの調整を行うことができる。また、制御部１０は、複数の温度検出部１１とつながっている。温度検出部１１は、サーミスタなどが用いられ、冷蔵室４、冷凍室５、機械室７、蓄電室８及び冷凍冷蔵庫１の外部の温度を検出する。検出されたそれぞれの温度情報は、制御室６に送信される。
【００１７】
機械室７は、圧縮機１２を収納する空間であり、冷凍室５の下部後方に配置している。圧縮機１２は、冷凍サイクルを運転させるものであり、圧縮機１２の駆動により冷蔵室４及び冷凍室５の冷却を行う冷気を生成している。生成された冷気は、冷却ファン１３によって、冷蔵室４及び冷凍室５に送られ、室内を冷却する。また、機械室７は、第１排気口１４を備えており、圧縮機１２から生じた廃熱を第１排気口１４から冷凍冷蔵庫１の外部に排出する。第１排気口１４は、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０によって開閉状態を制御することができる。
【００１８】
なお、実施形態１では、冷却方法に圧縮機を用いたが、ペルチェ素子など冷却作用が行なえ、廃熱が生じるものであれば他のものを用いても構わない。
【００１９】
蓄電室８は、蓄電池１５を収納する空間であり、冷凍室５の下部かつ機械室７の近傍に配置する。蓄電池１５は、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池などから構成され、充電を行うことにより繰り返し使用することができる電池である。蓄電池１５は、冷凍冷蔵庫１を運転するために必要な部分である圧縮機１２、冷却ファン１３、照明等に接続されており、それぞれの部分に電力を供給することができる。蓄電池１５は、商用電源や太陽光などを利用して発電された電力により充電し、停電時や電力需給が多い日中に放電し、使用することができる。
【００２０】
蓄電池１５は、一般的に周囲の温度が高いと熱の影響により蓄電池の劣化が進行しやすくなり、寿命が低下してしまう。また、周囲の温度が低いと化学反応が緩慢となり本来備えている性能を発揮することができなくなる。このため、使用する蓄電池の特性に合わせて、蓄電池の周囲の温度を性能を十分に発揮することができる温度範囲に収めるようにする必要がある。実施形態１では、蓄電池１５の充電時、放電時、保存時の３つの動作状態に対して、蓄電室８の設定温度の範囲を制御部１０に予め設定している。
【００２１】
蓄電室８は、冷気用通気弁１６、廃熱用通気弁１７、第２排気口１８を備えている。冷気用通気弁１６は、冷蔵室４及び冷凍室５を冷却する冷気を蓄電室８に取り込むためのものである。実施形態１では、冷気用通気弁１６は、冷凍室５と蓄電室８の間に設け、冷凍室５の冷気を取り込む構造としたが、冷凍室５がない場合あるいは冷蔵室４の方が蓄電室８に近い場合は、冷蔵室４から冷気を取り込む構造としても良い。なお、冷気用通気弁１６は、蓄電室８に冷気を取り込む構造であれば、冷気を生成する場所から弁を備えたパイプなどを通じて冷気を蓄電室８に取り込んでも良い。
【００２２】
廃熱用通気弁１７は、圧縮機１２から生じた廃熱を蓄電室８に取り込むためのものである。実施形態１では、廃熱用通気弁１７は、機械室７と蓄電室８の間に設け、圧縮機１２から生じた廃熱を取り込む構造としたが、機械室７と蓄電室８が離れている場合は弁を備えたパイプなどで間を接続し、廃熱を蓄電室８に取り込む構造としても良く、廃熱を取り込む構造であれば、これに限らない。
【００２３】
第２排気口１８は、蓄電室８から冷凍冷蔵庫１の外部に空気を排出するものであり、冷気や廃熱を蓄電室８に取り込むときに、蓄電室８内に空気の流れを作り、冷気や廃熱を蓄電室８に取り込みやすくすることができる。第２排気口１８は、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０によって開閉状態を制御することができても良い。
【００２４】
冷気用通気弁１６、廃熱用通気弁１７、第１排気口１４及び第２排気口１８は、制御部１０と電気的に接続されており、制御部１０によって冷気用通気弁１６、廃熱用通気弁１７、第１排気口１４及び第２排気口１８の開閉状態を制御することにより、蓄電室８の温度を設定温度の範囲内に収まるように制御する。
【００２５】
ここで、蓄電室８の温度制御について図面に基づいて説明する。実施形態１では、蓄電池１５の充電時、放電時、保存時の３つのそれぞれの状態に対して、蓄電室８の設定温度の範囲が設定されており、設定温度の範囲は、設定最低温度と設定最高温度からなる。この予め設定した設定温度の範囲とその時点での蓄電室８の温度を比較することによって、制御部１０によって冷気用通気弁１６及び廃熱用通気弁１７の開閉状態を制御することにより、蓄電室８の温度を制御する。
【００２６】
図２は、蓄電室８の温度制御を説明するためのフロー図である。なお、図２の説明においては、「ステップ」を「Ｓ」で表し、各工程を数字で区別している。
【００２７】
まず、制御部１０にて蓄電池の状態を検知する（Ｓ１）。蓄電池１５が、充電時、放電時、保存時のいずれの状態であるかを検知することで、そのときの蓄電室８の設定温度の範囲がわかる。
【００２８】
次に、温度検出部１１にて蓄電室８の温度を検出する（Ｓ２）。その後、ステップ１で求めた蓄電室８の設定温度の範囲と、ステップ２で検出した蓄電室８の温度を比較する（Ｓ３）。
【００２９】
蓄電室８の温度が設定最低温度より低い場合、蓄電室８の温度を設定最低温度より高くする必要がある（Ｓ４）。そのため、図３（ａ）のように制御部１０によって廃熱用通気弁１７を開状態にし、冷気用通気弁１６を閉状態にする。廃熱用通気弁１７を開状態にすることで、圧縮機１２から生じた廃熱が蓄電室８に流入し、蓄電室８の温度を上昇させることができる。同時に、制御部１０によって冷気用通気弁１６を閉状態にすることによって、蓄電室８への冷気の流入を防ぐことができる。こうすることで、蓄電室８の温度を、設定最低温度よりも高くすることができる。また、この状態の間、制御部１０によって第２排気口１８を開状態にすることで、蓄電室８内に空気の流れを作ることができるため、より効率的に廃熱を取り込むことができるようになる。
【００３０】
また、制御部１０によって廃熱用通気弁１７を開状態にし、廃熱を蓄電室８に取り込んでいる間、制御部１０によって機械室７の第１排気口１４を閉状態にしても良い。第１排気口１４を閉状態にすることによって、廃熱が冷凍冷蔵庫１の外部に排出されなくなるため、蓄電室８に取り込む廃熱が増え、効率よく蓄電室８の温度を上げることができる。なお、廃熱が冷凍冷蔵庫１の外部に排出されないように、第１排気口１４を完全に閉状態にしても良いし、排出する量を減らすために第１排気口１４の一部を閉状態にしても良い。
【００３１】
蓄電室８の温度が設定最低温度より高く、設定最高温度より低い場合、蓄電室８の温度は、設定温度の範囲に収まっているため、その時点での状態を維持する必要がある（Ｓ５）。そのため、図３（ｂ）のように制御部１０によって廃熱用通気弁１７を閉状態にし、冷気用通気弁１６を閉状態にする。蓄電室８につながるそれぞれの通気弁を閉状態にすることで、廃熱及び冷気が蓄電室８に流入することを防ぐことができる。こうすることで、蓄電室８の温度を現状維持することができる。また、制御部１０によって第２排気口１８を閉状態にすることで、蓄電室８の温度を現状維持することができる。
【００３２】
また、その間も圧縮機１２は駆動しているため、廃熱を生じている。生じた廃熱により機械室７の温度を高温にしないために、制御部１０によって第１排気口１４を開状態にする必要がある。
【００３３】
蓄電室８の温度が設定最高温度より高い場合、蓄電室８の温度を設定最高温度より低くする必要がある（Ｓ６）。そのため、図３（ｃ）のように制御部１０によって廃熱用通気弁１７を閉状態にし、冷気用通気弁１６を開状態にする。制御部１０によって冷気用通気弁１６を開状態にすることによって、蓄電室８に冷気を取り込み、蓄電室８の温度を下げることができる。同時に、制御部１０によって廃熱用通気弁１７を閉状態にすることによって、蓄電室８への廃熱の流入を防ぐことができる。こうすることで、蓄電室８の温度を、設定最高温度よりも低くすることができる。また、この状態の間、制御部１０によって第２排気口１８を開状態にすることで、蓄電室８内に空気の流れを作ることができるため、より効率的に冷気を取り込むことができるようになる。
【００３４】
また、その間も圧縮機１２は駆動しているため、廃熱を生じている。生じた廃熱により機械室７の温度を高温にしないために、制御部１０によって第１排気口１４を開状態にする必要がある。
【００３５】
また、蓄電室８の温度が設定最高温度より高い場合、図３（ｄ）のように制御部１０に冷気用通気弁１６及び廃熱用通気弁１７を開状態にし、蓄電室８に取り込んだ冷気を機械室７に送り、圧縮機１２の冷却にも利用しても良い。このとき、第２排気口１８を閉状態にし、第１排気口１４を開状態にすることで、冷気が蓄電室８から機械室７に流れるようにすることができる。
【００３６】
以上のように、予め設定した設定温度の範囲とその時点での蓄電室８の温度を比較し、それぞれの状況に合わせて制御部１０によって冷気用通気弁１６及び廃熱用通気弁１７の開閉状態を制御することにより、蓄電室８の温度を制御することができる。また、実施形態１では、蓄電室８の温度を制御するために、余分に冷却器や暖房器などを搭載せず、一般的な冷凍冷蔵庫で生じている冷気や廃熱を利用しているため、余分な費用を抑えることができる。
【００３７】
なお、図２に示される蓄電室８の温度制御の一連の処理は、一定周期で実行することにより、定期的に蓄電室８の温度を検出し、持続的に蓄電室８の温度を設定温度の範囲内に維持することができる。
【００３８】
次に、冷凍冷蔵庫１の運転について説明する。通常、冷凍冷蔵庫１は、商用電源から圧縮機１２や冷却ファン１３等に電力を供給し、冷却動作を行う。また、商用電源から庫内の照明や氷製造器等にも電力を供給している。さらに、蓄電池１５の充電が十分でない場合、冷凍冷蔵庫１の運転を行いながら同時に、商用電源から蓄電池１５に電力を供給し、蓄電池１５を充電するよう構成されている。
【００３９】
ここで、蓄電池１５を充放電していないとき、つまり保存時のとき、蓄電室８の設定温度の範囲をやや低めに設定する。そうすることで、蓄電池の寿命の低下を抑制することができる。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、保存時のとき蓄電池の周囲の温度を０℃〜１５℃とすると、蓄電池の寿命の低下を抑制することができ、さらに容量の減少が起こりにくくなる。上記を踏まえて、実施形態１では保存時の蓄電室８の設定温度を０℃〜１５℃とする。
【００４０】
また、蓄電池１５を充電しているとき、蓄電室８の設定温度の範囲をやや高めに設定する。蓄電池は、周囲の温度が低いと化学反応が緩慢となり、充電容量や充電速度が低下してしまうため、その現象を防ぐために、充電時の設定温度の範囲をやや高めに設定する。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、充電時のとき蓄電池の周囲の温度を１０℃〜３０℃とすると、蓄電池の寿命の低下を抑制することができ、さらに容量の減少が起こりにくくなる。上記を踏まえて、実施形態１では充電時の蓄電室８の設定温度を１０℃〜３０℃とする。
【００４１】
しかし、停電した場合、商用電源が使用できなくなるため、制御部１０によって電力供給源を自動的に蓄電池１５に切り替え、蓄電池１５の放電によって冷凍冷蔵庫１の運転を行う。また、停電時以外でも電力需給が多い日中の場合でも、冷凍冷蔵庫１の運転を商用電源から蓄電池１５に切り替えても良い。
【００４２】
ここで、蓄電池１５を放電しているとき、蓄電室８の設定温度の範囲を高めに設定する。蓄電池は、一般的に周囲の温度が高いと放電効率が向上することが知られている。しかし、上記で述べたように、周囲の温度が高いと熱の影響により蓄電池の劣化が進行しやすくなり、寿命が低下してしまうという問題もある。そこで、放電している間だけ、それ以外の間と比べて、蓄電室８の温度を設定温度の範囲を高めに設定する。そうすることで、蓄電池の放電効率の向上を図りつつ、寿命の低下への影響を抑制することができる。例えば、リチウムイオン二次電池の場合、放電時のとき蓄電池の周囲の温度を２５℃〜４０℃とすると、蓄電池の寿命の低下を抑制することができ、さらに容量の減少が起こりにくくなる。上記を踏まえて、実施形態１では放電時の蓄電室８の設定温度を２５℃〜４０℃とする。
【００４３】
そこで、蓄電池１５が放電を開始するとき、蓄電室８の温度を高くするために、制御部１０によって廃熱用通気弁１７を開状態にする。こうすることで、蓄電室８の温度を、放電時の設定温度の範囲内まで高めることができる。また、このとき制御部１０によって冷気用通気弁１６を閉状態に、機械室７の第１排気口１４を閉状態に、第２排気口１８を開状態にしても良い。こうすることで、さらに効率良く蓄電室８の温度を高くすることができる。
【００４４】
また、停電が復旧した場合、制御部１０はそれを検知し、電力供給源を蓄電池１５から商用電源に切り替えて、冷凍冷蔵庫１の運転を行う。このとき、蓄電室８の温度を通常時の設定温度の範囲内まで下げるために、制御部１０によって冷気用通気弁１６を開状態にし、廃熱用通気弁１７を閉状態にする。蓄電室８への廃熱の流入を防ぎつつ、冷気を流入することで、蓄電室８の温度を下げることができる。また、放電時に第１排気口１４を閉状態にしていた場合は、電力供給源を商用電源に切り替えたと同時に、開状態にし、廃熱を冷凍冷蔵庫１の外部に排出するようにする。
【００４５】
また、蓄電池１５の容量がなくなりそうなり、かつ停電している場合、制御部１０は、冷気用通気弁１６を閉状態にする。仮に、蓄電池１５の容量がなくなった場合、冷凍冷蔵庫１の運転が止まってしまい、通気弁の制御も行えないようになる。蓄電池１５からの電力供給を行っている間は、冷気用通気弁１６が開状態であるため、その状態で電力供給が停止すると、冷凍冷蔵庫１の冷気が冷気用通気弁１６から流出してしまう。そこで、電力供給が停止した場合、冷凍冷蔵庫１内の冷気をなるべく外部に漏らさずに、内部の状態を少しの間でも維持するために、冷気用通気弁１６を閉状態にする必要がある。これらの理由により、蓄電池１５の容量が予め設定された容量よりも少なくなったときに、制御部１０によって冷気用通気弁１６を閉状態にする。
【００４６】
なお、商用電源と蓄電池１５の切り替えは、制御部１０によって自動的に行われるが、使用者によって手動で行うことができても良い。
【００４７】
以上、実施形態１について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４８】
また、実施形態１に係る発明は冷凍冷蔵庫に限らず、装置内で冷気及び廃熱が生じるものであれば他の装置にも適用することができる。例えば、エアコンディショナー等の空調設備に蓄電池を搭載し、冷凍サイクルで生じる廃熱及び冷気を利用することで、蓄電池の周囲の温度を制御することができる。
【００４９】
また、実施形態１では、制御室６、機械室７、蓄電室８は、冷凍室５の後方に配置したが、冷蔵室４、冷凍室５の構造によってはこれに限られることはなく、適宜、適当な箇所に配置しても良い。また、冷却ファン１３は、冷蔵室４、冷凍室５に冷気を送ることができれば良い。例えば、冷却ファン１３を冷凍冷蔵庫１の後方裏側に配置し、搬送路を通じて冷気を冷蔵室４、冷凍室５に送っても良く、冷却ファン１３の配置場所は限られるものではない。
【００５０】
また、実施形態１では蓄電室８の温度を制御するために冷凍冷蔵庫１内で生じる冷気と廃熱を利用したが、冷凍冷蔵庫１の外部の温度が十分高い場合あるいは十分低い場合は第２排気口１８を開状態に外気を蓄電室８に取り込むことで、蓄電室８の温度を制御しても良い。
【００５１】
〔実施形態２〕
図４は、実施形態２に係る冷凍冷蔵庫の断面図である。実施形態２に係る冷凍冷蔵庫２１は、冷却方式が直冷式であり、自然対流を用いて庫内を冷却する。冷凍冷蔵庫２１の構成は、実施形態１の冷凍冷蔵庫とほぼ同様であり、外郭を筺体２及び扉３から形成し、内側に冷蔵室４、冷凍室５、制御室６、機械室７、蓄電室８を備える。
【００５２】
冷蔵室４は、食品や野菜等の貯蔵物を冷蔵保存する空間であり、冷凍室５は、食品や氷等の貯蔵物を冷凍保存する空間である。冷蔵室４と冷凍室５は、断熱壁９により分離しており、下側に冷蔵室４、上側に冷凍室５を配置している。冷凍冷蔵庫２１は、冷却方式が直冷式であるため、冷凍室５の内側に蒸発器２２を備える。蒸発器２２は、周囲の空気から熱を奪い、周囲の空気を冷却する。冷やされた空気は自然対流によって庫内を冷却する。
【００５３】
さらに、冷凍室５の内側に保冷剤２３を備える。保冷剤２３は、冷凍室５に入れておくことで凍結し、冷凍室５の温度を低温に保つ補助的な役割を有する。また、直冷式の冷凍冷蔵庫の特徴として、蒸発器２２に霜が付着することが知られているが、それと同時に保冷剤２３にも霜が付着する。
【００５４】
なお、実施形態２での冷凍冷蔵庫２１は、冷蔵室４と冷凍室５の両方を備えているが、冷凍室５のみを備える冷凍庫であっても良い。
【００５５】
制御室６は、制御部１０を収納する空間であり、冷凍冷蔵庫２１の後方に配置している。制御部１０は、ＣＰＵ等からなり、冷凍冷蔵庫２１全体の動作を制御する処理部である。制御部１０は、例えば、蓄電池１５の動作状態の切り替えや停電の検出等を行うことができる。また、制御部１０は、複数の温度検出部１１とつながっている。温度検出部１１は、サーミスタなどが用いられ、冷蔵室４、冷凍室５の温度を検出する。検出されたそれぞれの温度情報は、制御部１０に送信される。制御部１０は、検出された温度と予め設定されている冷蔵室４、冷凍室５の閾値温度とを比較する機能も有している。
【００５６】
なお、制御部１０に予め設定されている冷蔵室４の閾値温度は、適温とされる５〜７℃と等しいか適温より２〜３℃高い温度であればよい。同様に、冷凍室５の閾値温度は、適温とされる−２０℃より５℃程度高い温度であればよい。
【００５７】
機械室７は、圧縮機１２を収納する空間であり、冷凍冷蔵庫２１の下部後方に配置している。圧縮機１２は、冷凍サイクルを運転させるものであり、圧縮機１２を駆動させることにより庫内の冷却を行うことができる。
【００５８】
蓄電室８は、蓄電池１５を収納する空間であり、冷凍冷蔵庫２１の下部に配置する。蓄電池１５は、鉛蓄電池やリチウムイオン二次電池などから構成され、充電を行うことにより繰り返し使用することができる電池である。蓄電池１５は、制御部１０、温度検出部１１、圧縮機１２等に接続されており、それぞれの部分に電力を供給することができる。蓄電池１５は、商用電源や太陽光などを利用して発電された電力により充電し、停電時や電力需給が多い日中に放電し、使用することができる。
【００５９】
蓄電池は、一般的に充放電を繰り返すと、放電できる容量が減少する特性を持っており、さらに一度の放電深度が深いほど、放電容量の減少が早くなる。図５は、一般的な鉛蓄電池の放電容量と充放電のサイクル数の関係を示した図であり、１度の放電の放電深度が３０％、５０％、１００％の３通りについて比較した。図５より、放電深度が深いほど放電容量が初期の放電容量の６０％まで減少するサイクル数が少なく、放電深度が浅いほど放電容量が初期の放電容量の６０％まで減少するサイクル数が多いことがわかる。このことから、蓄電池の寿命を長くするためには、一度の放電深度を浅くすれば良いことがわかる。
【００６０】
蓄電池を備えた冷凍冷蔵庫は、電力インフラがあまり整備されておらず、停電が頻繁に生じる地域等で用いられることが期待されている。しかし、このような地域では停電時間が比較的長いため、放電深度の深い蓄電池の使用が繰り返される懸念がある。そこで、実施形態２では、蓄電池から放電する電力を極力抑制し、放電深度を浅くすることで、蓄電池の寿命の短命化を抑制することができる冷凍冷蔵庫を提示する。
【００６１】
実施形態２の冷凍冷蔵庫２１は、停電が生じると、まず直冷式の冷凍冷蔵庫に顕著にみられる蒸発器２２及び保冷剤２３に付着している霜の潜熱を用いて、庫内を保冷する。またそれと同時に、温度検出部１１にて冷蔵室４内の温度を検出し、検出された温度と予め制御部１０に設定されている冷蔵室４の閾値温度を比較する。検出された冷蔵室４の温度が、閾値温度を超えたとき、制御部１０は、蓄電池１５から圧縮機１２に電力を供給し、冷凍サイクルを再び運転させる。
【００６２】
このような動作により、停電が生じたとしても、蓄電池１５から冷凍冷蔵庫２１に供給する電力を抑制することができるため、蓄電池１５の放電深度が深くなる状況を減らし、蓄電池の寿命の短命化を抑制することが可能となる。
【００６３】
図６は、実施形態２の冷凍冷蔵庫２１の制御を説明するためのフロー図である。なお、図６の説明においては、「ステップ」を「Ｓ」で表し、各工程を数字で区別している。
【００６４】
まず、通常時では冷凍冷蔵庫２１は、商用電源から電力を供給している（Ｓ１１）。このとき、蓄電池１５は、満充電の状態である場合、充放電を行わず、充電が不足している場合、満充電になるまで商用電源から充電を行う。
【００６５】
この状態において、停電が生じると、制御部１０にて停電を検出する（Ｓ１２）。停電が生じると、冷凍冷蔵庫２１に電力が供給されなくなるため、蓄電池１５から少なくとも制御部１０と温度検出部１１に電力を供給する（Ｓ１３）。ここではまだ蓄電池１５から圧縮機１２に電力を供給しない。
【００６６】
停電が生じてからしばらくの間は、直冷式の冷凍冷蔵庫に顕著にみられる蒸発器２２及び保冷剤２３に付着している霜の潜熱を用いて、庫内を保冷する。霜の付着量や周囲の温度、冷凍冷蔵庫の大きさ等によるが、蒸発器２２及び保冷剤２３に付着している霜の潜熱による保冷時間は、３０分〜数時間程度であれば良い。また、冷凍室５に備える保冷剤２３の量は、停電後に庫内を適温に保つ所望の保冷時間に応じて変化させても良い。
【００６７】
また同時に、温度検出部１１は、冷蔵室４内の温度を検出する（Ｓ１４）。その後、ステップ１４で検出した冷蔵室４内の温度と制御部１０に予め設定されている冷蔵室４の閾値温度を比較する（Ｓ１５）。ここで、検出した冷蔵室４の温度が、閾値温度以下であれば、制御部１０は、冷蔵室４の温度は適温を維持されていると判断し、ステップ１４に戻る。
【００６８】
ステップ１４とステップ１５を繰り返し、時間が経過すると、霜の減少により冷蔵室４内の温度が上がってくる。そのため、ステップ１５にて、検出した冷蔵室４内の温度が、閾値温度を超える。このとき、制御部１０は、冷蔵室４内の温度が適温より高くなったと判断し、蓄電池１５から圧縮機１２に電力を供給させる（Ｓ１６）。圧縮機１２に電力を供給することによって、冷凍サイクルの運転が再開し、蒸発器２２より冷気が生成される。こうすることによって、庫内の温度を適温に冷やすことが可能となる。
【００６９】
以上のように、停電が生じても、すぐに蓄電池１５から圧縮機１２に電力を供給せず、蒸発器２２及び保冷剤２３に付着している霜の潜熱を用いて、庫内を保冷することで、蓄電池１５から冷凍冷蔵庫２１に供給する電力を抑制することができる。その結果、蓄電池１５の放電深度を浅くすることができ、蓄電池の寿命の短命化を抑制することが可能となる。
【００７０】
なお、上記の説明では、ステップ１４、１５にて冷蔵室４内の検出温度と温度閾値を比較したが、同時に冷凍室５内の温度を検出し、検出した冷凍室５内の温度と制御部１０に予め設定されている冷凍室５の閾値温度を比較してもよい。この場合、検出した冷蔵室４あるいは冷凍室５内の温度の少なくともどちらかが閾値温度を超えたとき、蓄電池１５から圧縮機１２に電力を供給させればよい。また、冷蔵室を有しない冷凍庫の場合、冷凍室内の温度と閾値温度を比較すれば良い。
【００７１】
以上、実施形態２について説明したが、実施形態２に係る発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７２】
また、実施形態２では、制御室６、機械室７及び蓄電室８は、冷凍室５の後方に配置したが、冷蔵室４、冷凍室５の構造によってはこれに限られることはなく、適宜、適当な箇所に配置しても良い。
【００７３】
また実施形態２では、蓄電池１５は冷凍冷蔵庫２１の内部に備えられているが、冷凍冷蔵庫２１の外部でも良い。このとき、蓄電池のほうに蓄電池１５から冷凍冷蔵庫２１に電力を供給するかどうかを判断する制御部が備えられていても良い。
【符号の説明】
【００７４】
１  冷凍冷蔵庫
２  筺体
３  扉
４  冷蔵室
５  冷凍室
６  制御室
７  機械室
８  蓄電室
９  断熱壁
１０  制御部
１１  温度検出部
１２  圧縮機
１３  冷却ファン
１４  第１排気口
１５  蓄電池
１６  冷気用通気弁
１７  廃熱用通気弁
１８  第２排気口
２１  冷凍冷蔵庫
２２  蒸発器
２３  保冷剤
【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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