(57)【要約】      （修正有）【課題】冷蔵庫を取り巻く外気温度が低い場合でも、除霜ヒーターで冷却部の霜取りを確実に行える。外気温度が高い場合でも、冷凍回路における冷媒圧力を下げることができ、起動トルクの小さい圧縮機での対応を可能とし、製造コストと電力消費コストとを低く抑制した冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮機３２からの冷媒を凝縮する凝縮器３４と、凝縮器３４からの冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、膨張手段３６からの冷媒を蒸発させる蒸発器１８と、蒸発器１８により冷却される物品収納室１４と、蒸発器１８に成長した霜を取る除霜ヒーター２２と、除霜ヒーター２２による蒸発器１８の除霜完了を検知する除霜完了検知センサー２４とからなる冷蔵庫１０において、除霜完了検知センサー２４における除霜完了検知温度を、外気温度に応じて変動させるようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機(32)と、前記圧縮機(32)からの冷媒を凝縮する凝縮器(34)と、前記凝縮器(34)からの冷媒を体積膨張させる膨張手段(36)と、前記膨張手段(36)からの冷媒を蒸発させる蒸発器(18)と、前記蒸発器(18)により冷却される物品収納室(14)と、前記蒸発器(18)に成長した霜を取る除霜ヒーター(22)と、前記除霜ヒーター(22)による蒸発器(18)の除霜完了を検知する除霜完了検知センサー(24)とからなる冷蔵庫(10)において、
前記除霜完了検知センサー(24)における除霜完了検知温度を、外気温度に応じて変動させるようにした
ことを特徴とする冷蔵庫の運転方法。
【請求項２】
前記外気温度が低い場合は、前記除霜完了検知センサー(24)の除霜完了検知温度を高く設定するようにした請求項１記載の冷蔵庫の運転方法。
【請求項３】
前記外気温度は、前記冷蔵庫(10)に設けた外気温度検知センサー(30)により検知される請求項１または２に記載の冷蔵庫の運転方法。
【請求項４】
前記凝縮器(34)の温度を監視する凝縮器温度検知センサー(31)が前記圧縮機(32)の停止中に検知した該凝縮器(34)の温度を以て、前記外気温度と見なすようにした請求項１または２に記載の冷蔵庫の運転方法。
【請求項５】
前記冷蔵庫(10)は前記凝縮器(34)を冷却するファンモーター(40)を備え、前記外気温度が充分に低い場合は前記蒸発器(18)の除霜中も前記凝縮器(34)のファンモーター(40)を運転するようにした請求項１〜４の何れか一項に記載の冷蔵庫の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷蔵庫の運転方法に関し、更に詳しくは、除霜運転に際し蒸発器の霜取りを電気ヒーターで行う冷蔵庫において、圧縮機の起動トルクが小さくても、外気温度の変動に影響されることのない冷蔵庫の運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
業務用の冷蔵庫は、一般に物品収納室の内部容積が大きく、また大量の要冷蔵品が貯蔵されることが多い。このため、冷蔵庫における冷凍回路の圧縮機に冷却負荷が大きく加わり、該圧縮機の起動性が悪くなることがある。従って、定常の冷却運転に入ってしまえば、それほど起動トルクは大きくなくても良いにも拘わらず、大きな冷却負荷を収納した冷蔵庫を円滑に起動させるため起動トルクの大きい圧縮機を採用する必要がある。
【０００３】
本発明は、蒸発器により冷却される冷却部の霜取りを電気ヒーター(以下「除霜ヒーター」という)で行う冷蔵庫に適用されるものであるので、この冷蔵庫の概略構造を先に説明する。なお、本発明における冷蔵庫は、物品収納室で物品を冷蔵する機種だけでなく、庫内に物品を冷凍保管する冷凍庫も、該収納庫の内部を区画して夫々を冷凍室および冷蔵室として使用し得る冷凍・冷蔵庫も含むものとする。
【０００４】
図４は、業務用に使用される大容量の冷蔵庫１０の概略断面図であって、筐体１２の内部に物品収納室１４が画成されている。前記物品収納室１４の上方には、冷却部１９が配設されると共に、該冷却部１９に冷凍回路１６(後述)の一部をなす蒸発器１８が配設されている。また、前記冷却部１９に近接して、庫内空気を撹拌する庫内ファン２０が配置されている。更に、前記蒸発器１８により冷却される冷却部１９には、冷却運転中に庫内空気に含まれる湿分が凍結して霜が成長するので、この霜を除去する除霜ヒーター２２が設けられている。そして除霜運転に入って前記除霜ヒーター２２に通電され、前記冷却部１９に付着した霜が除去されると、該冷却部１９に近接して設けた除霜完了検知センサー２４がこの除霜完了を検知する。除霜完了検知センサー２４は、バイメタルや形状記憶合金による機械式検知手段や、サーミスタ、熱電対等の電気式検知手段が採用される。更に、前記物品収納室１４において冷却部１９の近傍には、庫内の温度を検知する庫内温度検知センサー２６が配設されている。
【０００５】
前記筐体１２の上方に設けた機械室２８には、前記冷凍回路１６が収められている。この冷凍回路１６は、冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮されて高温になっている冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器３４と、凝縮された冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、前記蒸発器１８とからなり、これらの部材は前記の順序で管路３８により連続されて冷媒の循環系を構成している。なお、参照符号４０は、前記凝縮器３４を空冷するファンモーターを示している。また、前記膨張手段３６は、図示例ではキャピラリーチューブを使用しているが、開閉弁からなる膨張弁であってもよい。
【０００６】
前記冷凍回路１６において圧縮機３２を起動すると、該圧縮機３２で圧縮されて液化した高温の冷媒は前記管路３８を流れて前記凝縮器３４へ流入し、ここで冷却された後に前記膨張手段３６へ流入する。この膨張手段３６の出口で冷媒は体積膨張して気化冷媒となり、前記蒸発器１８で熱交換を行って前記冷却部１９を冷却し、これにより前記物品収納室１４の庫内が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５００８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４に示す業務用の冷蔵庫１０では、前述したように蒸発器１８で冷却される冷却部１９への霜付きが多いため前記除霜ヒーター２２を使用している。この除霜ヒーター２２で霜取りを強制的に行う所謂ヒーターデフロスト方式では、該除霜ヒーター２２による霜取りの完了を、前記除霜完了検知センサー２４が検出する前記冷却部１９の温度変化により判断している。そして前記ヒーターデフロスト方式の場合、除霜完了検知センサー２４による除霜完了検知温度は高く設定されている。しかし、除霜完了検知センサー２４の除霜完了検知温度を高くすると、除霜運転中に前記冷却部１９の温度が上昇するために、前記冷凍回路１６における冷媒の圧力が高くなる。このことは、冷凍回路１６の圧縮機３２に大きな冷却負荷が加わることを意味し、従って該圧縮機３２の起動トルクを大きくする必要があった。すなわち、定常的な冷凍運転に入っているときは起動トルクの大きな圧縮機３２を必要としないにも拘わらず、ヒーターデフロスト方式を採用した冷蔵庫１０で除霜運転に移行すると、大きい起動トルクが必要になるため、容量の大きな圧縮機３２を備え付ける要請があり、製造コストおよびランニングコストの点で不経済であった。
【０００９】
本発明は、前述した従来技術の課題に鑑み提案されたものであって、ヒーターデフロスト方式を採用した例えば業務用の冷蔵庫において、除霜ヒーターに設定される除霜完了検知センサー２４により検出される除霜完了検知温度を、該冷蔵庫の外気温度に応じて変動させることで前記課題を解決したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を体積膨張させる膨張手段と、前記膨張手段からの冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器により冷却される物品収納室と、前記蒸発器に成長した霜を取る除霜ヒーターと、前記除霜ヒーターによる蒸発器の除霜完了を検知する除霜完了検知センサーとからなる冷蔵庫において、
前記除霜完了検知センサーにおける除霜完了検知温度を、外気温度に応じて変動させるようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、圧縮機の起動トルクが小さくても冷蔵庫の運転をなし得るので、大容量の圧縮機とする必要がなく、製造コストと電力消費コストとを抑えることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記外気温度が低い場合は、前記除霜完了検知センサーの除霜完了検知温度を高く設定するようにしたことを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記外気温度は、前記冷蔵庫に設けた外気温度検知センサーにより検知されることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記凝縮器の温度を監視する凝縮器温度検知センサーが前記圧縮機の停止中に検知した該凝縮器の温度を以て、前記外気温度と見なすようにしたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、外気温度検知センサーを設けなくても、凝縮器に必ず設けられる凝縮器温度検知センサーを使用して制御をなし得るため、製造コストを低く抑えることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、前記冷蔵庫は前記凝縮器を冷却するファンモーターを備え、前記外気温度が充分に低い場合は前記蒸発器の除霜中も前記凝縮器のファンモーターを運転するようにしたことを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、外気温度がかなり低い場合であっても、凝縮器を冷却するファンモーターを回転させることで起動トルクが小さい圧縮機で対応することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷蔵庫を取り巻く外気の温度が低い場合であっても、除霜ヒーターによる冷却部の霜取りを確実に行うことができるため、より良い顧客サービスに繋げることができる。また、外気温度が高い場合であっても、冷凍回路における冷媒圧力を下げることができ、従って起動トルクの小さい圧縮機で対応することができる。このため、製造コストと電力消費コストとを低く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図４に示す冷蔵庫による実施例１および実施例２の除霜運転のグラフ図であって、除霜完了検知温度と外気温度との関係を示している。
【図２】図４に示す冷蔵庫による実施例３の除霜運転のグラフ図であって、除霜完了検知温度と外気温度との関係を示している。
【図３】実施例１に係る冷蔵庫の運転方法による不具合を示す除霜運転のグラフ図であって、除霜完了検知温度と外気温度との関係を示している。
【図４】ヒーターデフロスト方式を採用した業務用冷蔵庫の概略構成を示す縦断面図である。
【図５】図４に示す冷蔵庫において従来実施されている除霜運転のグラフ図であって、除霜完了検知温度と外気温度との関係を示している。
【図６】図４に示す冷蔵庫の運転方法を実施する際に、圧縮機の起動から一定時間が経過した後に庫内ファンを起動させることを示すタイムチャートである。
【図７】図６に示す運転方法を踏襲しながらも、庫内ファンを徐々に大きく起動させるようにすることを示すタイムチャートである。
【図８】図４に示す冷蔵庫の運転方法を実施する際に、庫内ファンが圧縮機と同期して起動されることを示すタイムチャートである。
【図９】図７に示す運転方法において、更に冷却部の温度を制御要素に加えた場合のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係る冷蔵庫の運転方法について、好適な実施例１〜３を挙げて以下に説明する。なお、各実施例が適用されるヒーターデフロスト方式の冷蔵庫は、図４に関して説明した通りであるので、同じ部材については同一の参照符号で示して説明は省略する。
【００１８】
〔実施例１〕
図４に示す冷蔵庫１０における筐体１２の適所には、外部の気温を監視する外気温度検知センサー３０が配設されて、その検知部を該筐体１２の外面に露出させている。実施例１では、前記除霜完了検知センサー２４により検出される除霜完了検知温度を、前記外気温度検知センサー３０により検出される外気温度に応じて変動させるものである。具体的には、外気温度検知センサー３０により検出した外気温度が低い場合は、前記除霜完了検知センサー２４により検知されるべき除霜完了検知温度を高く設定する。この除霜完了検知温度の変動は、線形または放物線状に連続的に変化させても、また段階的に変化させるようにしてもよい。
【００１９】
なお、冷凍回路１６の内圧(冷媒圧力)は、該冷凍回路１６における一番温度の低い部分(凝縮器３４)の飽和圧力より以下になるので、除霜完了検知温度を高くすると、それだけ凝縮器３４の温度が低い状態が続く。このため、冷凍回路１６における冷媒の圧力が高くなり、前記圧縮機３２を起動するに要するトルクが大きくなる。これを逆に云うと、前記除霜完了検知センサー２４に設定した除霜完了検知温度が同じであれば、外気温度が高い場合の方が前記冷凍回路１６の内圧が高くなる。そこで本発明の実施例では、圧縮機３２の起動トルクが小さくても良いようにするために、外気温度が低い場合は除霜完了検知センサー２４の除霜完了検知温度をより高くし、また外気温度が高い場合は除霜完了検知温度をより低くするものである。
【００２０】
前述した関係を、図１および図５を参照して説明する。図５は、ヒーターデフロスト方式を採用した冷蔵庫における従来の運転方法を、除霜完了検知温度(℃)と外気温度(℃)との関係で示すグラフ図である。すなわち従来は、図５に示すように、前記除霜完了検知センサー２４の制御回路(図示せず)で設定される除霜完了検知温度は、外気温度と関係なく一定であった。このため、図５に２点鎖線で示す冷凍回路１６の内圧(圧縮機の起動前の圧力)は外気温度の上昇に伴って大きくなり、前述した圧縮機の起動トルクが大きくなるという課題を生んでいた。
【００２１】
しかし実施例１では、図１に示すように、外気温度が低い場合に除霜完了検知温度を高くし、この外気温度が高くなるに伴い除霜完了検知温度が低くなるように設定している。これにより、図１に２点鎖線で示す冷凍回路１６の内圧(冷媒圧力)は、全体に亘り低く抑えることができる。なお、図１の実施例では、除霜完了検知温度は外気温度の上昇に伴い段階的に低くなるよう設定されているが、先に述べたように、この除霜完了検知温度を線形または放物線状に連続して変化させるようにしてもよい。
【００２２】
実施例１の発明によれば、ヒーターデフロスト方式の冷蔵庫において外気温度が低い場合は、除霜完了検知センサー２４の除霜完了検知温度を高くすることにより、確実に冷却部１９の霜取りを行うことができる。また、図１に示すように、外気温度が高い場合は除霜完了検知センサー２４の除霜完了検知温度を低くすることで、同じく冷凍回路１６の内圧を抑制することができ、従って起動トルクの小さい圧縮機３２で済ませることができる。すなわち、容量の大きな圧縮機３２を使用しなくても、起動トルクの小さい圧縮機３２を採用できて製造コストが低減されると共に、電力コストが抑えられ省エネ化が達成される。
【００２３】
〔実施例２〕
実施例１に係る運転方法の提案は、圧縮機の起動性を改善して起動トルクの大きな圧縮機に変える必要がない点で極めて優れている。但し、実施例１の発明は、外気温度を検出するために前述した外気温度検知センサー３０が必要であり、その分だけ製造コストが高くなる。そこで実施例２の発明では、この外気温度検知センサー３０を不要として製造コストを低減させる技術に関するものである。
【００２４】
図４に関して説明したように、前記冷蔵庫１０には、冷凍回路１６を保護するため凝縮器温度検知センサー３１が前記凝縮器３４に設けられ、該凝縮器３４の温度を常に監視している。しかし、除霜運転の如く前記冷凍回路１６における圧縮機３２の停止中は、前記凝縮器３４のファンモーター４０も停止するので、該凝縮器３４の表面温度は略外気温度に等しくなる。このため、凝縮器温度検知センサー３１が検出する温度は、外気温度と略同じであると考えてよい。すなわち、圧縮機３２の停止中における凝縮器温度検知センサー３１による検出温度を以て、外気温度と見做すことができる。そこで、実施例１の外気温度検知センサー３０による外気温度の検出に代え、実施例２では凝縮器温度検知センサー３１による検出温度を以て、制御回路を介して前記冷凍回路１６の運転制御を行うものである。このため、実施例２における運転方法が示す挙動は、図１のグラフと同じになる。この実施例２の発明によれば、外気温度検知センサー３０を使う必要がないため製造コストを抑えることができる。
【００２５】
〔実施例３〕
前述した実施例１の発明は、ヒーターデフロスト方式の冷蔵庫における圧縮機の起動性を改善する点で極めて優れている。しかし、実施例１の発明であっても、外気温度がかなり低い場合には次の課題がある。すなわち、外気温度が低いときは、冷却部１９の霜取りに長い時間を要してしまう。このとき、確実に冷却部１９の除霜を行うため、図１に示す除霜完了検知温度を高くするのが実施例１の発明である。しかし、この除霜完了検知温度を高く設定し過ぎると、図３に示すように冷凍回路１６の冷媒圧力が極めて高くなってしまい、圧縮機３２の起動トルクを大きくしなければならないことがある。
【００２６】
実施例３は、前記欠点を克服するためのものであって、基本的には実施例１の発明をベースとするが、前記外気温度が充分に低い場合は、前記凝縮器３４のファンモーター４０を除霜運転中も運転するようにしたものである。すなわち、図３に示す実施例１の場合、除霜運転中は凝縮器３４のファンモーター４０は停止させている。しかし、図２に示す実施例３では、除霜運転時の外気温度がかなり低い場合は、凝縮器３４のファンモーター４０を回転させる。これにより前記冷凍回路１６における内圧は、該冷凍回路１６内の一番温度が低い部分の飽和圧力より以下になるため、外気温度が低い場合であっても除霜運転中の冷凍回路１６における冷媒力を低く抑えることができる。従って、外気温度が低いときの除霜完了検知温度を更に高くでき、確実に除霜ができて取引先からの苦情を減らすことができる。また、冷凍回路１６の圧力がより下がるので、圧縮機３２の起動トルクを小さくでき、より低廉な圧縮機を採用できて、コストダウンと省エネ化とが可能となった。
【００２７】
先に述べた如く、業務用の冷蔵庫１０は、冷却負荷が大きい要冷蔵品を物品収納室１４に収容することが多い。例えば、ビールサーバーに接続する前の生ビール樽は、冷却負荷が極めて大きい要冷蔵品である。このように、冷却負荷の大きい要冷蔵品を物品収納室１４に収納した状態で冷蔵庫１０の冷却運転を開始すると、圧縮機３２が起動し冷凍回路１６の冷媒圧力を低下させようとしても、前記冷却負荷が大き過ぎて冷媒圧力が下がり難いときがある。この圧縮機３２に対する冷却負荷が大きい状態が続くと、該圧縮機３２の駆動モータに過電流が流れ続け、遂には過電流検知センサ(図示せず)が作動して圧縮機３２を停止させることになる。例えば図８に示すように、圧縮機３２の起動により庫内温度は次第に低下するが、生ビール樽のような冷却負荷の大きい要冷蔵品があると、庫内温度は中々低下しない。この冷媒圧力が低下しない状態が一定時間続くと、前記の如く過電流検知センサが作動して該圧縮機３２は停止してしまう。従って、冷蔵庫１０に収納する要冷蔵品の冷却負荷が大きい場合であっても、冷凍回路１６の冷媒圧力を速やかに下げることができるようにするには、圧縮機３２として容量のより大きなものを採用する必要がある。しかしこれは、製造コストの上昇を招くと共に電力消費が大きく不経済であった。なお、前記冷却部１９による冷気を物品収納室１４に拡散するための前記庫内ファン２０は、圧縮機３２と同期して起動するようになっている。
【００２８】
そこで図６に示すように、前記圧縮機３２を起動しても庫内ファン２０は、一定時間が経過するまで回転させないでおく。すると物品収納室１４の庫内空気は撹拌されないので、生ビール樽のような大きな冷却負荷の物品は徐々に冷やされる。そして、所定時間が経過して前記冷却負荷が小さくなってから、前記庫内ファン２０を回転させることにより、前記冷凍回路１６の低圧が下がらず圧縮機３２の負荷が重い状態が続くことがなくなった。
【００２９】
前述した図６に示す提案では、より小さな圧縮機３２を採用できる点で大きな利点がある。しかし、庫内ファン２０を動かさずに圧縮機３２だけを起動させ、一定時間が経過して生ビール樽などの冷却負荷が小さくなってから該庫内ファン２０を動かそうとしても、未だ冷却負荷が大きいために冷凍回路１６の低圧が下がらず、圧縮機３２の負荷が重い状態が続き運転不能になることがある。そこで、図７に示すように、図６に示す制御を踏襲しつつも、庫内ファン２０を間欠的に起動させると共にその風量が増加するようにした。すなわち、庫内ファン２０を動かさずに圧縮機３２を先に動かし、決められた時間毎に、冷却負荷が徐々に少しずつ大きくなるよう該庫内ファン２０を起動する。庫内ファン２０による冷却負荷の増やし方は、間欠運転でも、台数制御(複数台あるときに運転する台数を制御する)でも、回転数制御でも、ダンパー制御でもよい。
【００３０】
図７の運転制御方法では、庫内ファン２０を停止させたまま圧縮機３２を動かし、決められた時間毎に、冷却負荷が少しずつ大きくなるよう該庫内ファン２０を動かすようにしたものである。しかし、物品収納室１４における冷却負荷が極端に大きかったり、負荷容量の異なる物品が混在していたりすると、冷凍回路１６の低圧が下がらず、圧縮機３２の負荷が重い状態が続いて運転不能になることが発生した。そこで図９に示すように、庫内ファン２０を起動せずに圧縮機３２だけを動かし、冷却部１９の温度を検知して該冷却部１９の温度が低くなったら、冷却負荷が少しずつ大きくなるように庫内ファン２０を動かすようにする。すなわち、冷却部１９等の温度を制御系数に加えるものである。庫内ファン２０による冷却負荷の増やし方は、前述したように間欠運転でも、台数制御でも、回転数制御でも、ダンパー制御でもよい。また冷却部１９の温度は、これに代えて庫内温度でもよい。庫内の冷却負荷が小さくなると、冷却部１９の温度も下がるので、冷凍回路１６の低圧が下がらず、圧縮機３２の負荷が重い状態が続くことがなくなる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  冷蔵庫，１４  物品収納室，１８  蒸発器，２２  除霜ヒーター，
２４  除霜完了検知センサー，３０  外気温度検知センサー，
３１  凝縮器温度検知センサー，３２  圧縮機，３４  凝縮器，３６  膨張手段，
４０  ファンモーター
【図１】
2018076991.tif 000003
【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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