(57)【要約】  【課題】  冷蔵室の温度を検出して、冷凍室および冷蔵室を冷却する冷気を生成するための圧縮機の運転と停止を切り替える冷凍冷蔵庫であって、外気温を検出する温度センサを備えることなく、外気温が低いときでも冷凍室の温度上昇を適切に抑え得るものを提供する。  【解決手段】  冷凍冷蔵庫(1)は、冷蔵室(12)の温度を検出する温度センサ(16)と、外気温が低いときに温度センサ(16)を保温するためのヒータ(18)と、マイクロコンピュータを含み、圧縮機(13)、送風機(15)、ヒータ(18)を制御する制御部(17)を備える。制御部(17)のマイクロコンピュータは、圧縮機(13)の運転率を算出し、圧縮機を運転させておらず、かつ、運転率が所定値以下のときに、ヒータ(18)を発熱させて、温度センサ(16)を保温する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵室と、冷凍室と、冷蔵室と冷凍室とを冷却する冷気を生成するための圧縮機と、冷蔵室内の温度を検出する温度センサと、温度センサを加熱するヒータと、温度センサによって検出された温度に基づいて圧縮機の運転と停止を切り替えるとともに、圧縮機を停止させているときにヒータを発熱させて温度センサを保温することにより、圧縮機の停止時間を短くして冷凍室の温度上昇を防止する制御部を備える冷凍冷蔵庫において、
制御部が、圧縮機の運転率を算出して、圧縮機を停止させており、かつ、算出した運転率が所定値以下のときにヒータを発熱させることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
ヒータがアルミハクヒータであって、温度センサから離間して配置されてい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】
ヒータが抵抗型ヒータであって、温度センサに接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷蔵室と冷凍室を有する冷凍冷蔵庫に関し、特に、冷蔵室の温度に基づいて冷蔵室と冷凍室の温度調節を行う冷凍冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍冷蔵庫の構成を図６に模式的に示す。冷凍冷蔵庫５は、冷凍室１１と冷凍室１１の下方に設けられた冷蔵室１２と、これらを独立に開閉する冷凍室ドア１１ａと冷蔵室ドア１２ａより成る。冷蔵室１２の後方下部には、圧縮機１３が設けられており、冷凍室１１の後方には、冷却器１４と送風機１５が設けられている。また、図示しないが、圧縮機１３と冷却器１４との間には冷媒の循環路が設けられており、冷凍室１１と冷蔵室１２と冷却器１４と送風機１５との間には空気の循環路が設けられている。
【０００３】
圧縮機１３は、循環冷媒を圧縮して外部との間で熱交換をさせることにより冷媒を冷却し、冷却器１４は、冷却された冷媒と循環空気との間で熱交換をさせて空気を冷却し、送風機１５は、冷却された空気を冷凍室１２と冷蔵室１１に送り込む。これにより、冷凍室１１と冷蔵室が冷却される。
【０００４】
冷蔵室１２の内部には、温度センサ１６と、圧縮機１３および送風機１５を制御する制御部１７が設けられている。制御部１７は、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の空気の温度が第１の所定温度以下のときに圧縮機１３と送風機１５を停止させ、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の空気の温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上のときに圧縮機１３と送風機１５を動作させる。これで、冷蔵室１２内の温度が第１の所定温度と第２の所定温度で規定される範囲内に保たれ、冷凍室１１内の温度も一定範囲内に保たれる。
【０００５】
しかし、上記の構成では、温度センサ１６が冷蔵室１２内に配置されているため、冷蔵室１２内の温度を一定範囲内に保つことはできるものの、冷凍室１１内の温度を一定範囲内に保つことができなくなることがある。すなわち、外気温が低く冷蔵室１２内の熱負荷が少ないときには、温度センサ１６によって検出される冷蔵室１２内の温度が第２の所定温度以上になるまでの時間が長くなり、その結果、圧縮機１３を停止させてから運転を再開させるまでの時間が長くなって、冷凍室１１の温度が一定範囲を超えてしまう。
【０００６】
この点を改善するために、温度センサ１６を加熱するためのヒータ１８と、外気温を検出するための温度センサ１９を備え、さらに制御部１７にマイクロコンピュータを含めて、温度センサ１９によって検出された外気温が所定温度以下になったときに、マイクロコンピュータの制御により、圧縮機１３が停止している間に、ヒータ１８を発熱させて温度センサ１６を保温することが行われている。このようにすると、外気温が低いときでも、冷蔵室１２の熱負荷の少しの増大により、温度センサ１６によって検出される温度が第２の所定温度に達して、圧縮機１３の停止時間が短縮され、冷凍室１１の温度上昇が防止される。
【０００７】
外気温の高低に基づいて圧縮機を制御する方法として、特開２００３−１６６７７６号に開示されているように、圧縮機の停止時間を計測し、圧縮機の停止時間が所定時間を超えたときに、外気温が低いと判断して、ヒータを発熱させ温度センサを保温することも提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１６６７７６号公報
【０００８】
また、本発明とは目的が異なるが、特開２００１−３０４７４１号には、野菜室内の温度を一定範囲内に保つために、野菜室内を加熱するヒータと外気温を検出する温度センサを備えて、外気温が所定温度以下のときと、外気温が所定温度よりも高くても圧縮機の運転率が所定運転率以下のときに、ヒータを発熱させて野菜室を保温することが提案されている。
【特許文献２】特開２００１−３０４７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、外気温の高低を判断するために外気温を直接測定する温度センサを備えると、温度センサを配設する場所や取り付け方法等に構造的な配慮が必要になる上、部品点数が増加してコスト上昇が避けられない。
【００１０】
また、圧縮機の停止時間の長短によって外気温を判断してヒータの発熱を制御する方法には、次のような問題がある。本発明者が、ある冷蔵庫について調べた外気温と圧縮機の停止時間との関係を図７に示す。図７より判るように、外気温の変化に対する圧縮機の停止時間の変化の比は一様ではなく、外気温が低いときに大きく、外気温が高いときに小さい。また、上記の比はヒータを発熱させるべき外気温の近くで大きく変化する。
【００１１】
しかも、冷凍冷蔵庫の冷却効率には個体差があるため、上記の比が大きく変化する外気温は冷凍冷蔵庫ごとに異なる。このため、ヒータを発熱させるべき外気温に対応する圧縮機の停止時間を適切に定めることは容易ではなく、定めた停止時間がヒータを発熱させるべき外気温に対応しないことが多くなる。その結果、冷凍室の温度を一定範囲に保つことができないという事態が生じ易くなる。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、外気温を直接測定する温度センサを用いることなく外気温を的確に判断して、圧縮機の運転制御に用いる冷蔵室内温度の検出用温度センサを保温し得る冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明では、冷蔵室と、冷凍室と、冷蔵室と冷凍室とを冷却する冷気を生成するための圧縮機と、冷蔵室内の温度を検出する温度センサと、温度センサを加熱するヒータと、温度センサによって検出された温度に基づいて圧縮機の運転と停止を切り替えるとともに、圧縮機を停止させているときにヒータを発熱させて温度センサを保温することにより、圧縮機の停止時間を短くして冷凍室の温度上昇を防止する制御部を備える冷凍冷蔵庫において、制御部が、圧縮機の運転率を算出して、圧縮機を停止させており、かつ、算出した運転率が所定値以下のときにヒータを発熱させるものとする。
【００１４】
この冷凍冷蔵庫では、圧縮機の運転率から外気温を判断し、圧縮機の運転率が所定値以下のときに、外気温が所定温度以下であると判断して、ヒータを発熱させて温度センサを保温する。したがって、外気温を検出するセンサは不要である。また、通常の外気温の範囲においては、外気温が高いほど圧縮機の運転率は高くなり、しかも、外気温と圧縮機の運転率とには概ね直線関係がある。したがって、圧縮機の運転率から外気温を正しく知ることが可能であり、上記の制御で温度センサを適切に保温することができる。
【００１５】
ここで、ヒータがアルミハクヒータであって、温度センサから離間して配置されている構成とすることができる。アルミハクヒータは、比較的面積が大きいから、冷蔵室の保温にも寄与して、外気温が低いときの冷蔵室の極端な温度低下を防止することができる。
【００１６】
ヒータが抵抗型ヒータであって、温度センサに接して配置されている構成とすることもできる。この構成では、温度センサの保温のためのみにヒータを利用することになり、ヒータによる電力消費を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の冷凍冷蔵庫は、圧縮機の運転率から外気温を判断してヒータの発熱を制御するため、外気温を測定するセンサは不要であり、したがって、構造上の制約が少なく、コストも抑えられる。しかも、外気温と圧縮機の運転率とは概ね直線関係にあるため、圧縮機の運転率から判断する外気温の誤差は少なく、温度センサを適切に保温することができる。その結果、冷凍室の温度上昇を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の冷凍冷蔵庫の実施形態について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の冷凍冷蔵庫１の構成を図１に模式的に示す。冷凍冷蔵庫１は、冷凍室１１と冷凍室１１の下方に設けられた冷蔵室１２と、これらを独立に開閉する冷凍室ドア１１ａと冷蔵室ドア１２ａより成る。冷蔵室１２の後方下部には、圧縮機１３が設けられており、冷凍室１１の後方には、冷却器１４と送風機１５が設けられている。また、図示しないが、圧縮機１３と冷却器１４との間には冷媒の循環路が設けられており、冷凍室１１と冷蔵室１２と冷却器１４と送風機１５との間には空気の循環路が設けられている。
【００１９】
圧縮機１３は、循環冷媒を圧縮して外部との間で熱交換をさせることにより冷媒を冷却し、冷却器１４は、冷却された冷媒と循環空気との間で熱交換をさせて空気を冷却し、送風機１５は、冷却された空気を冷凍室１２と冷蔵室１１に送り込む。これにより、冷凍室１１と冷蔵室が冷却される。
【００２０】
冷蔵室１２の内部には、温度センサ１６と、圧縮機１３および送風機１５を制御する制御部１７が設けられている。制御部１７は、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の空気の温度が第１の所定温度以下のときに圧縮機１３と送風機１５を停止させ、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の空気の温度が第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上のときに圧縮機１３と送風機１５を動作させる。これで、冷蔵室１２内の温度が第１の所定温度と第２の所定温度で規定される範囲内に保たれ、通常、冷凍室１１内の温度も一定範囲内に保たれる。
【００２１】
ただし、外気温が低く冷蔵室１２内の熱負荷が少ないときには、温度センサ１６によって検出される冷蔵室１２内の温度が第２の所定温度以上になるまでの時間が長くなり、その結果、圧縮機１３を停止させてから運転を再開させるまでの時間が長くなって、冷凍室１１の温度が一定範囲を超えてしまう可能性がある。これを防止するために、冷凍冷蔵庫１では、以下の構成および制御方法を採用している。
【００２２】
温度センサ１６の近傍にはヒータ１８が配置されており、また、制御部１７にはマイクロコンピュータ２２（図２参照）が含まれている。ヒータ１８は、外気温が所定温度よりも低いときに発熱して温度センサ１６を保温するためのものである。本実施形態の冷凍冷蔵庫１では、ヒータ１８としてアルミハクヒータを用いている。
【００２３】
冷蔵室１２内の冷蔵対象物が温度センサ１６、制御部１７、およびヒータ１８に接触するのを防止するために、冷蔵室１２内の後端近傍の上部には仕切壁１２ｂが設けられており、温度センサ１６、制御部１７、およびヒータ１８は、仕切壁１２ｂで仕切られた空間内に配置されている。仕切壁１２ｂには、温度センサ１６、制御部１７、およびヒータ１８を配置した区画と冷蔵対象物を収容する区画とを連通させる開口が形成されており、したがって、温度センサ１６は冷蔵室１２内の空気の温度を正しく検出することができる。
【００２４】
仕切壁１２ｂは略垂直な前壁と略水平な底壁より成る。ヒータ１８は、略垂直な前部と略水平な底部を有するように、折り曲げられている。ヒータ１８の前部は仕切壁１２ｂの前壁と温度センサ１６との間に位置し、ヒータ１８の底部は仕切壁１２ｂの底壁と温度センサ１６との間に位置する。ただし、ヒータ１８は温度センサ１６や仕切壁１２ｂに直接接触してはいない。
【００２５】
冷凍室１１および冷蔵室１２をそれぞれ一定温度に保つための冷凍冷蔵庫１の回路構成を図２に模式的に示す。制御部１７は、駆動回路２１とマイクロコンピュータ２２より成る。駆動回路２１は、圧縮機１３、送風機１５およびヒータ１８への通電を制御して、圧縮機１３の運転と停止、送風機１５の運転と停止、およびヒータ１８の発熱と停止を切り替える。圧縮機１３と送風機１５の運転と停止は、温度センサ１６によって検出される冷蔵室１２内の温度に基づいて行われる。一方、ヒータ１８の発熱と停止は、マイクロコンピュータ２２から与えられる指示に基づいて行われる。
【００２６】
駆動回路２１は、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の温度が第１の所定温度以下のときに圧縮機１３と送風機１５を停止させ、温度センサ１６によって検出された冷蔵室１２内の温度が第２の所定温度以上のときに圧縮機１３と送風機１５を運転させる。
【００２７】
マイクロコンピュータ２２は、駆動回路２１が圧縮機１３を運転させているか否かを常時監視する。そして、駆動回路２１が圧縮機１３を停止させていれば、所定時間（例えば１時間）にわたる圧縮機１３の運転率を算出し、算出した運転率が所定の運転率（基準運転率という）以下であれば、温度センサ１６を保温するためにヒータ１８を発熱させるように、駆動回路２１に指示を与える。マイクロコンピュータ２２は、圧縮機１３の運転率を算出するともに、算出した運転率と基準運転率とを比較するための演算部２２ａを有しており、また、基準運転率を記憶した記憶部２２ｂを有している。なお、圧縮機１３の運転率は次のように定義される。
【００２８】
運転率＝運転時間／（運転時間＋停止時間）
マイクロコンピュータ２２がヒータ１８の制御のために行う処理の流れを図３に示す。マイクロコンピュータ２２は、まず、圧縮機１３が停止中であるか否かを判定する（ステップ＃１０）。圧縮機１３が停止中のときは、運転率Ｐを算出して（＃２０）、算出した運転率Ｐが基準運転率Ｐｒ以下であるか否かを判定する（＃３０）。そして、運転率Ｐが基準運転率Ｐｒ以下のときは、ヒータ１８を発熱させて（＃４０）、ステップ＃１０に戻り、運転率Ｐが基準運転率Ｐｒを超えているときは、ステップ＃１０に戻る。一方、ステップ＃１０の判定で圧縮機１３が運転中のときは、ヒータ１８の発熱を停止させて（＃５０）、ステップ＃１０に戻る。
【００２９】
なお、ここでは、圧縮機１３が停止中であるか否かを判定して、停止中のときに圧縮機１３の運転率を算出するようにしているが、圧縮機１３が停止中であるか否かにかかわらず、一定周期（例えば３０分）で圧縮機１３の運転率を算出するようにしてもよい。その場合、圧縮機１３が停止中で、かつ、算出した最新の運転率が基準運転率以下のときに、ヒータ１８を発熱させるようにする。
【００３０】
本発明者が、ある冷蔵庫について、外気温と圧縮機の運転率との関係を調べたところ、図４に示す結果が得られた。図４より明らかなように、外気温が高いほど圧縮機の運転率は高くなり、しかも、外気温と圧縮機の運転率とには概ね直線関係がある。外気温の変化に対する圧縮機の停止時間の変化の比は、前述のように（図７）、外気温によって大きく変動していたが、外気温の変化に対する圧縮機の運転率の変化の比は、外気温にはほとんど依存しない。
【００３１】
どのような機種の冷凍冷蔵庫であっても個体差が生じることは避けられず、本実施形態の冷凍冷蔵庫１にも個体差が生じる。しかし、個体差は、外気温と圧縮機の運転率との関係全体（図４に示すグラフ全体）をシフトさせたり、外気温の変化に対する圧縮機の運転率の変化の比全体（図４のグラフ全体の傾斜）を多少変化させたりするのみで、外気温の変化に対する圧縮機の運転率の変化の比の一部分（グラフの一部分の傾斜）を変動させることはない。このため、各個体について、２〜３の外気温の下での圧縮機１３の運転率を測定するだけで、ヒータ１８を発熱させるべき温度に対応する基準運転率を定めることができ、また、そのようにして定めた基準運転率はヒータ１８を発熱させるべき温度に正しく対応する。
【００３２】
したがって、冷凍冷蔵庫１では、基準運転率を容易に定めることが可能であり、ヒータ１８の適切な発熱制御を通じて、冷凍室１１の温度を外気温によらず常に一定範囲に保つことができる。
【００３３】
本実施形態の冷凍冷蔵庫１では、ヒータ１８として比較的面積の広いアルミハクヒータを用いているため、温度センサ１６を保温することができるのみならず、冷蔵室１２の保温も可能であり、外気温が低いときの冷蔵室１２の極端な温度低下も防止することができる。
【００３４】
第２の実施形態の冷凍冷蔵庫２の構成を図５に模式的に示す。この冷凍冷蔵庫２は、第１の実施形態の冷凍冷蔵庫１を修飾して、ヒータ１８として、アルミハクヒータに代えて、抵抗型ヒータを用いたものである。ヒータ１８は温度センサ１６に接して配置されている。圧縮機１３の運転率に基づくヒータ１８の発熱制御をはじめ、他の点は、冷凍冷蔵庫１と同様である。
【００３５】
本実施形態の冷凍冷蔵庫２では、ヒータ１８の機能は温度センサ１６の保温のみに限られる。温度センサ１６の保温のために必要な電力は僅かであるから、冷凍冷蔵庫２では、ヒータ１８による電力消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態の冷凍冷蔵庫の構成を模式的に示す縦断面図。
【図２】上記冷凍冷蔵庫における冷凍室および冷蔵室をそれそれ一定温度に保つための回路構成を模式的に示すブロック図。
【図３】上記冷凍冷蔵庫のマイクロコンピュータがヒータの発熱制御のために行う処理の流れを示すフローチャート。
【図４】外気温と圧縮機の運転率との一般的な関係を示す図。
【図５】第２の実施形態の冷凍冷蔵庫の構成を模式的に示す縦断面図。
【図６】従来の冷凍冷蔵庫の構成を模式的に示す縦断面図。
【図７】外気温と圧縮機の停止時間との一般的な関係を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１、２冷凍冷蔵庫
１１    冷凍室
１１ａ  冷凍室ドア
１２    冷蔵室
１２ａ  冷蔵室ドア
１２ｂ  仕切壁
１３    圧縮機
１４    冷却器
１５    送風機
１６    温度センサ
１７    制御部
１８    ヒータ
２１    駆動回路
２２    マイクロコンピュータ
２２ａ  演算部
２２ｂ  記憶部
【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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