(57)【要約】【課題】蒸発器を十分に除霜しつつ除霜に要する消費電力を抑制すること。【解決手段】制御部１８は、圧縮機２２を運転して庫内を冷却する冷却運転であって、庫内サーミスタ３０によって検出された庫内温度が冷却温度範囲の下限温度まで低下すると圧縮機２２を停止させ、その後に庫内温度が冷却温度範囲の上限温度まで上昇すると圧縮機２２の運転を再開する冷却運転と、６時間間隔で蒸発器２５を除霜する除霜運転であって、除霜運転を開始する時点で圧縮機２２が２時間以上連続して運転されていた場合はヒータデフロスト方式によって除霜し、２時間以上連続して運転されていなかった場合はオフサイクルデフロスト方式によって除霜する除霜運転と、を実行する、冷蔵庫１。【選択図】図６
2019203633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却貯蔵庫であって、
開閉扉を有する貯蔵庫本体と、
蒸発器及び圧縮機を有する冷凍回路と、
前記蒸発器を加熱する加熱部と、
庫内温度を検出する温度センサと、
制御部と、
を備え、
前記蒸発器の除霜方式には、前記圧縮機を停止し、前記加熱部によって前記蒸発器を加熱する加熱除霜方式と、前記圧縮機を停止する一方、前記加熱除霜方式に比べて前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制除霜方式とがあり、
前記制御部は、
前記圧縮機を運転して庫内を冷却する冷却運転であって、前記温度センサによって検出された庫内温度が所定の下限温度まで低下すると前記圧縮機を停止させ、その後に庫内温度が所定の上限温度まで上昇すると前記圧縮機の運転を再開する冷却運転と、
所定の時間間隔で前記蒸発器を除霜する除霜運転であって、除霜運転を開始する時点で前記圧縮機が一定時間以上連続して運転されていた場合は前記加熱除霜方式によって除霜し、前記一定時間以上連続して運転されていなかった場合は前記加熱抑制除霜方式によって除霜する除霜運転と、
を実行する、冷却貯蔵庫。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却貯蔵庫であって、
前記制御部は、前記加熱抑制除霜方式では前記加熱部による加熱を行わない、冷却貯蔵庫。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の冷却貯蔵庫であって、
前記一定時間は１時間から３時間の範囲の時間である、冷却貯蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は冷却貯蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却貯蔵庫において、蒸発器に付着した霜を溶かす除霜方式として、圧縮機を停止させるとともにヒータによって蒸発器を加熱するヒータデフロスト方式と、圧縮機を停止させる一方、ヒータによる加熱は行わないオフサイクルデフロスト方式とが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の冷蔵庫では、設定温度が例えば−１５℃〜−２５℃に設定されている場合はラジアントヒータに通電して蒸発器を除霜し（ヒータデフロスト方式に相当）、設定温度が例えば５℃以上に設定されている場合はラジアントヒータの消費電力を削減するためにオフサイクルデフロストによって除霜する（加熱抑制除霜方式に相当）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蒸発器に付着する霜の量（着霜量）は必ずしも設定温度と比例せず、設定温度が低い場合であっても着霜量が少ない場合もある。特許文献１に記載の冷蔵庫によると、設定温度が低い場合（例えば−１５℃〜−２５℃の場合）は常にヒータデフロスト方式によって除霜するので、着霜量が少ない場合に電力が無駄に消費されてしまう虞がある。
【０００６】
本明細書では、蒸発器を十分に除霜しつつ除霜に要する消費電力を抑制する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書で開示する冷却貯蔵庫は、開閉扉を有する貯蔵庫本体と、蒸発器及び圧縮機を有する冷凍回路と、前記蒸発器を加熱する加熱部と、庫内温度を検出する温度センサと、制御部と、を備え、前記蒸発器の除霜方式には、前記圧縮機を停止し、前記加熱部によって前記蒸発器を加熱する加熱除霜方式と、前記圧縮機を停止する一方、前記加熱除霜方式に比べて前記加熱部による加熱を抑制する加熱抑制除霜方式とがあり、前記制御部は、前記圧縮機を運転して庫内を冷却する冷却運転であって、前記温度センサによって検出された庫内温度が所定の下限温度まで低下すると前記圧縮機を停止させ、その後に庫内温度が所定の上限温度まで上昇すると前記圧縮機の運転を再開する冷却運転と、所定の時間間隔で前記蒸発器を除霜する除霜運転であって、除霜運転を開始する時点で前記圧縮機が一定時間以上連続して運転されていた場合は前記加熱除霜方式によって除霜し、前記一定時間以上連続して運転されていなかった場合は前記加熱抑制除霜方式によって除霜する除霜運転と、を実行する。
【０００８】
圧縮機の運転中に開閉扉が開閉されると庫内に外気が入り込むので庫内温度が上昇する。このため開閉扉が開閉されると庫内温度が下限温度まで低下するまでに時間がかかり、圧縮機が連続して運転される時間が長くなる。圧縮機が連続して運転される時間は開閉扉が開閉される回数が多いほど長くなる。また、通常、外気は庫内の空気に比べて湿気が多いので、開閉扉を開閉すると蒸発器に付着する霜の量（以下、「着霜量」という）が多くなる。着霜量は開閉扉が開閉される回数が多いほど多くなる。このため、圧縮機が連続して運転される時間と着霜量とには正の相関がある。
上記の冷却貯蔵庫によると、除霜運転を開始する時点で圧縮機が一定時間以上連続して運転されていなかった場合（すなわち蒸発器の着霜量が少ない場合）は設定温度によらず加熱抑制除霜方式によって除霜するので、設定温度が低い場合は常に加熱除霜方式によって除霜する場合に比べ、蒸発器を十分に除霜しつつ除霜に要する消費電力を抑制できる。
ここで、「除霜運転を開始する時点で圧縮機が一定時間以上連続して運転されていなかった場合」には、除霜運転を開始する時点で圧縮機が運転されていたが、連続して運転されていた時間が一定時間未満である場合と、除霜運転を開始する時点で圧縮機が停止していた場合との両方が含まれる。
【０００９】
前記制御部は、前記加熱抑制除霜方式では前記加熱部による加熱を行わなくてもよい。
【００１０】
上記の冷却貯蔵庫によると、加熱抑制除霜方式によって除霜するための消費電力を抑制できる。
【００１１】
前記一定時間は１時間から３時間の範囲の時間であってもよい。
【００１２】
圧縮機の圧縮能力や周囲温度の条件によっても異なるが、一般に冷却運転中に開閉扉が開閉されない場合（あるいは開閉される回数が少ない場合）は、圧縮機が連続して運転される時間は１時間（圧縮能力が比較的高い場合）から３時間（圧縮能力が比較的低い場合）以内となることが多い。このため、一定時間を１時間から３時間の範囲とすると、圧縮機が一定時間以上連続して運転されていた場合には蒸発器に大量の霜が付着していると推測される。このため、その場合は加熱除霜方式によって除霜することにより、蒸発器を十分に除霜できる。
【００１３】
本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る冷蔵庫の正面図
【図２】図１に示すＡ−Ａ線の断面図
【図３】冷却ユニット及びその周辺の構成を示す部分断面図
【図４】冷蔵庫の電気的構成を示すブロック図
【図５】冷却運転のタイミングチャート
【図６】冷却運転及び除霜運転のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図６に基づいて説明する。以降の説明において上下方向及び左右方向とは図１に示す上下方向及び左右方向を基準とし、前後方向とは図２に示す前後方向を基準とする。
【００１６】
（１）冷蔵庫の全体構成
図１及び図２を参照して、本実施形態に係る冷蔵庫１（冷却貯蔵庫の一例）の全体構成について説明する。冷蔵庫１は主に業務に用いられる２ドア式の冷蔵庫である。
図２に示すように、冷蔵庫１は前側に開口１１Ａ及び１１Ｂを有する断熱箱体からなる貯蔵庫本体１１を備えている。開口１１Ａ及び１１Ｂは上下方向の概ね中央において左右方向に延びる角柱状の前面枠１１Ｃによって上下に仕切られている。図１及び図２に示すように、貯蔵庫本体１１には開口１１Ａ及び１１Ｂを開閉する２つの断熱扉１２（１２Ａ、１２Ｂ）が取り付けられている。断熱扉１２は開閉扉の一例である。貯蔵庫本体１１の下面には貯蔵庫本体１１を支持する４つの脚部１３が取り付けられている。
【００１７】
図２に示すように、貯蔵庫本体１１の上には上側が開放された機械室１６が設けられている。機械室１６には冷却ユニット１７、制御部１８（図４参照）、電源部（図示せず）などが収容されている。図１及び図２に示すように、機械室１６の前面には操作部１９が設けられている。冷蔵庫１の使用者は操作部１９を操作して庫内の目標温度の設定などの各種の操作を行うことができる。以降の説明では設定された目標温度のことを設定温度という。
【００１８】
（２）冷却ユニット及びその周辺の構成
図３を参照して、冷却ユニット１７及びその周辺の構成について説明する。冷却ユニット１７は断熱性のユニット台２０に冷凍回路２１を取り付けたものである。ユニット台２０は貯蔵庫本体１１の天井壁１１Ｄに形成されている開口１１Ｅより一回り大きい形に形成されており、開口１１Ｅを塞ぐように天井壁１１Ｄの上に配置されている。
【００１９】
冷凍回路２１は圧縮機２２、凝縮器２３、凝縮器ファン２４、蒸発器２５、図示しない膨張弁などを備えている。圧縮機２２は単位時間当たりの回転数が可変なインバータ圧縮機であってもよいし、回転数が一定の一定速圧縮機であってもよい。蒸発器２５はユニット台２０の下側に取り付けられており、天井（天井壁１１Ｄ及びユニット台２０）と次に説明するダクト部２７とによって構成される空気循環路２８に収容されている。
【００２０】
ダクト部２７は天井との間に空気循環路２８を形成するものであるとともに、蒸発器２５に付着した霜が溶けた水である除霜水を受けるドレンパンとしても機能する。ダクト部２７は後側に向かって下に傾斜する略平板状の底壁２７Ａ、底壁２７Ａの左右の縁部から上側に立ち上がっている側壁２７Ｂ、及び、底壁２７Ａの後側の縁部から上側に僅かに立ち上がっている後壁２７Ｃを有している。
【００２１】
底壁２７Ａの前側部分には空気循環路２８内に空気を吸い込むための円形の吸込口２７Ｄが形成されている。後壁２７Ｃは貯蔵庫本体１１の後側の壁１１Ｆから前側に離間しており、後壁２７Ｃと貯蔵庫本体１１の後側の壁１１Ｆとの間に吹出口２７Ｅが形成されている。また、後壁２７Ｃには左右方向の概ね中央から後側に向かって延びる断面Ｕ字状の排水溝２７Ｆが一体に形成されている。貯蔵庫本体１１の後側の壁１１Ｆの内部には排水通路１１Ｇが形成されており、排水溝２７Ｆは後側の端部が排水通路１１Ｇに挿入されている。ダクト部２７によって受けられた除霜水は排水溝２７Ｆから排水通路１１Ｇを介して庫外に排出される。
【００２２】
庫内ファン２９はダクト部２７の吸込口２７Ｄに上側から装着されている。庫内ファン２９が回転すると庫内の空気が吸込口２７Ｄから空気循環路２８に吸い込まれ、蒸発器２５によって冷却されて吹出口２７Ｅから庫内に吹き出される。
庫内サーミスタ３０（温度センサの一例）は空気循環路２８内において庫内ファン２９と蒸発器２５との間に配されている。庫内サーミスタ３０は庫内温度を検出して制御部１８に出力する。
【００２３】
除霜ヒータ３１（加熱部の一例）は蒸発器２５の冷却フィンの下端部に取り付けられている。除霜ヒータ３１は蒸発器２５を加熱することによって蒸発器２５に付着した霜を溶かす（言い換えると除霜する）ためのものである。
【００２４】
（３）冷蔵庫の電気的構成
図４を参照して、冷蔵庫１の電気的構成について説明する。冷蔵庫１は制御部１８を備えている。制御部１８には操作部１９、圧縮機２２、庫内サーミスタ３０、庫内ファン２９、凝縮器ファン２４、除霜ヒータ３１などが接続されている。
【００２５】
制御部１８はＣＰＵ１８Ａ、ＲＯＭ１８Ｂ、ＲＡＭ１８Ｃなどを備えている。制御部１８はＲＯＭ１８Ｂに記憶されている制御プログラムを実行することによって冷蔵庫１の各部を制御する。制御部１８はＣＰＵ１８Ａに替えて、あるいはＣＰＵ１８Ａに加えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などを備えていてもよい。
【００２６】
（４）冷却運転
図５を参照して、制御部１８によって実行される冷却運転について説明する。冷却運転は圧縮機２２及び凝縮器ファン２４の運転／停止を切り替えることによって庫内温度を所定の冷却温度範囲内に維持するものである。冷却温度範囲の上限温度は例えば設定温度＋１．７Ｋ［ケルビン］であり、下限温度は設定温度−２Ｋ［ケルビン］である。
【００２７】
冷却運転では、制御部１８は圧縮機２２、凝縮器ファン２４及び庫内ファン２９を運転し、庫内温度が下限温度まで低下すると圧縮機２２及び凝縮器ファン２４を停止させる。これらを停止させると庫内温度が徐々に上昇する。制御部１８は庫内温度が冷却温度範囲の上限温度まで上昇すると圧縮機２２及び凝縮器ファン２４の運転を再開する。これを繰り返すことによって庫内温度が概ね冷却温度範囲内に維持される。
【００２８】
（５）除霜運転
前述した冷却運転を行うと蒸発器２５に霜が付着するため、制御部１８は蒸発器２５を除霜するために６時間間隔（所定の時間間隔の一例）で除霜運転を行う。冷蔵庫１には蒸発器２５の除霜方式としてヒータデフロスト方式（加熱除霜方式の一例）及びオフサイクルデフロスト方式（加熱抑制除霜方式の一例）の２つがある。制御部１８は除霜運転を行うとき、いずれの除霜方式で除霜するかを圧縮機２２の運転時間に基づいて決定する。以下、具体的に説明する。
【００２９】
（５−１）ヒータデフロスト方式
図６を参照して、ヒータデフロスト方式について説明する。ヒータデフロスト方式は除霜ヒータ３１を用いて除霜する方式である。ヒータデフロスト方式では、制御部１８は圧縮機２２、凝縮器ファン２４及び庫内ファン２９を停止させ、除霜ヒータ３１に通電して蒸発器２５を加熱する。そして、制御部１８は庫内温度が所定のヒータデフロスト終了温度まで上昇すると除霜ヒータ３１への通電を終了する。ただし、制御部１８は除霜ヒータ３１への通電を終了しても蒸発器２５の水切りのために直ぐには圧縮機２２、凝縮器ファン２４及び庫内ファン２９の運転を再開せず、１０分が経過するとこれらの運転を再開する。これにより冷却運転に戻る。
【００３０】
ヒータデフロスト方式では除霜ヒータ３１に通電するので蒸発器２５に大量の霜が付着していても短時間で十分に除霜できるというメリットがある反面、以下のようなデメリットがある。
【００３１】
・除霜ヒータ３１への通電により消費電力が増大する。
・除霜ヒータ３１への通電により庫内温度が上昇するため、その後の冷却運転で庫内温度が下限温度まで低下するまでに時間がかかり、消費電力が増大する。
・除霜ヒータ３１への通電により庫内温度が上昇するため、庫内の収納物の劣化等に影響する可能性がある。
【００３２】
（５−２）オフサイクルデフロスト方式
図６を参照して、オフサイクルデフロスト方式について説明する。オフサイクルデフロスト方式は除霜ヒータ３１を用いずに除霜する方式である。オフサイクルデフロスト方式では、制御部１８は圧縮機２２及び凝縮器ファン２４を停止させる一方、庫内ファン２９は回転させたままとする。そして、制御部１８はヒータデフロスト終了温度より低い所定のオフサイクルデフロスト終了温度まで庫内温度が上昇すると除霜運転を終了し、圧縮機２２及び凝縮器ファン２４の運転を再開する。これにより冷却運転に戻る。
【００３３】
オフサイクルデフロスト方式では除霜ヒータ３１に通電しないが、圧縮機２２を停止させることによって庫内温度が上昇するので、着霜量が少ない場合はオフサイクルデフロスト方式でも十分に除霜できる。オフサイクルデフロスト方式では除霜ヒータ３１に通電しないのでヒータデフロスト方式のデメリットを抑制できる反面、除霜能力はヒータデフロスト方式より劣る。
【００３４】
（５−３）除霜方式の決定
図６を参照して、除霜方式の決定について説明する。断熱扉１２が開閉されると庫内に外気が入り込むので庫内温度が上昇する。このため、圧縮機２２の運転中に断熱扉１２が開閉されると庫内温度が下限温度まで低下するまでに時間がかかり、圧縮機２２が連続して運転される時間（以下「運転時間」という）が長くなる。圧縮機２２の運転時間は断熱扉１２が開閉される回数が多いほど長くなる。例えば、圧縮機２２の運転中に断熱扉１２が開閉されて庫内温度が上昇した場合に、その後に庫内温度が下限温度まで低下する前にまた断熱扉１２が開閉されると再び庫内温度が上昇する。このため断熱扉１２が開閉される回数が多いほど圧縮機２２の運転時間が長くなる。
【００３５】
また、通常、外気は庫内の空気に比べて湿気が高いので、外気が入り込むと蒸発器２５に霜が付着し易くなる。このため、断熱扉１２を開閉する回数が多いと蒸発器２５に付着する霜の量（以下「着霜量」という）も多くなる。霜が多い程蒸発器２５と庫内の空気との熱交換効率が低下し、庫内温度が下限温度までより低下し難くなって圧縮機２２の運転時間が長くなる。このため、蒸発器２５の着霜量と圧縮機２２の運転時間とには正の相関がある。
【００３６】
そこで、制御部１８は、前回の除霜運転が終了してから６時間が経過して今回の除霜運転を開始するとき、その時点で圧縮機２２が２時間以上連続して運転されていたか否か（言い換えると蒸発器２５の着霜量が多いか否か）を判断する。２時間は一定時間の一例である。そして、制御部１８は、圧縮機２２が２時間以上連続して運転されていた場合（すなわち蒸発器２５の着霜量が多い場合）は、大量の霜を短時間で除霜するためにヒータデフロスト方式によって除霜する。一方、圧縮機２２が一定時間以上連続して運転されていなかった場合（すなわち蒸発器２５の着霜量が少ない場合）は、制御部１８はヒータデフロスト方式のデメリットを抑制するためにオフサイクルデフロスト方式によって除霜する。
【００３７】
例えば、図６において時点Ｔ１は前回の除霜運転が終了したときから６時間が経過した時点である。図６に示す例では時点Ｔ１で圧縮機２２が運転されており、且つ、圧縮機２２が連続して運転されていた時間が２時間以上である。このため、制御部１８はヒータデフロスト方式によって除霜する。
【００３８】
また、図６に示す例では時点Ｔ３においても前回の除霜運転が終了したとき（すなわち時点Ｔ２）から６時間が経過している。図６に示す例では時点Ｔ３で圧縮機２２が運転されているが、圧縮機２２が連続して運転されていた時間は２時間未満である。このため、制御部１８はオフサイクルデフロスト方式によって除霜する。
【００３９】
図６では前回の除霜運転が終了してから６時間が経過した時点（すなわち時点Ｔ１や時点Ｔ３）で圧縮機２２が運転されている場合を例に説明したが、その時点で圧縮機２２が停止している場合もある。その場合は除霜運転を開始する時点で圧縮機２２が連続して運転されていた時間は０時間（すなわち２時間未満）であるのでオフサイクルデフロスト方式によって除霜される。
【００４０】
（６）実施形態の効果
実施形態１に係る冷蔵庫１によると、除霜運転を開始する時点で圧縮機２２が２時間以上連続して運転されていなかった場合（すなわち蒸発器２５の着霜量が少ない場合）は設定温度によらずオフサイクルデフロスト方式によって除霜するので、設定温度が低い場合は常にヒータデフロスト方式によって除霜する場合に比べ、蒸発器２５を十分に除霜しつつ除霜に要する消費電力を抑制できる。
【００４１】
更に、冷蔵庫１によると、加熱抑制除霜方式はオフサイクルデフロスト方式である。オフサイクルデフロスト方式では除霜ヒータ３１による加熱を行わないので、蒸発器２５を除霜するための消費電力を抑制できる。
【００４２】
更に、冷蔵庫１によると、一定時間は１時間から３時間の範囲の時間である。圧縮機２２の圧縮能力や周囲温度の条件によっても異なるが、一般に冷却運転中に断熱扉１２が開閉されない場合（あるいは開閉される回数が少ない場合）は、圧縮機２２が連続して運転される時間は１時間（圧縮能力が比較的高い場合）から３時間（圧縮能力が比較的低い場合）以内となることが多い。このため、一定時間を１時間から３時間の範囲とすると、圧縮機２２が一定時間以上連続して運転されていた場合には蒸発器２５に大量の霜が付着していると推測される。このため、その場合はヒータデフロスト方式によって除霜することにより、蒸発器２５を十分に除霜できる。
【００４３】
＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本明細書によって開示される技術的範囲に含まれる。
【００４４】
（１）上記実施形態では加熱抑制除霜方式としてオフサイクルデフロスト方式を例に説明したが、加熱抑制除霜方式はオフサイクルデフロスト方式に限られない。例えば、加熱抑制除霜方式はヒータデフロスト方式より低い温度で蒸発器２５を加熱する方式であってもよい。
【００４５】
（２）上記実施形態では加熱除霜方式としてヒータデフロスト方式を例に説明したが、加熱除霜方式は蒸発器２５にホットガスを送り込むことによって蒸発器２５を加熱する方式であってもよい。その場合はホットガスを生成する機構が加熱部の一例である。
【００４６】
（３）上記実施形態では除霜運転を行う時間間隔として６時間を例に説明したが、これは一例である。除霜運転を行う時間間隔は適宜に決定できる。あるいは、前回の除霜運転が終了した時からの経過時間ではなく、予め設定されている時刻に達すると除霜運転を開始してもよい。
【００４７】
（４）上記実施形態では圧縮機２２が連続して運転されていた時間が一定時間以上である場合はヒータデフロスト方式によって除霜し、一定時間未満である場合はオフサイクルデフロスト方式によって除霜する場合の一定時間として２時間を例に説明したが、一定時間は２時間に限られない。例えば、一定時間は１時間から３時間の範囲の任意の時間であってよい。
【００４８】
（５）上記実施形態では冷却貯蔵庫として冷蔵庫１を例に説明したが、冷却貯蔵庫は冷凍庫であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…冷蔵庫（冷却貯蔵庫の一例）、１１…貯蔵庫本体、１２…断熱扉（開閉扉の一例）、１８…制御部、２１…冷凍回路、２２…圧縮機、２５…蒸発器、３０…庫内サーミスタ（温度センサの一例）、３１…除霜ヒータ（加熱部の一例）
【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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