(57)【要約】【課題】冷蔵温度帯室を冷却する蒸発器と、冷凍温度帯室を冷却する蒸発器と、を備えた冷蔵庫において、プルダウン冷却時に、冷却能力を持ちつつ、冷凍サイクルの高圧側圧力が異常に上昇しない冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵温度帯室と、冷凍温度帯室と、前記冷蔵温度帯室の冷蔵室温度センサと、冷凍温度帯室の冷凍室温度センサと、前記冷蔵温度帯室に冷気を供給する冷蔵用蒸発器と、前記冷凍温度帯室に冷気を供給する冷凍用蒸発器と、を備え、機械室に、圧縮機と、放熱器と、ファンと、を有する冷蔵庫において、電源投入時の前記冷凍室温度センサが所定の温度以上であった場合、冷凍室冷却運転中は、前記ファンの通電率を通常の冷凍室冷却運転時と比べて低くするか、前記ファンへの通電を停止し、冷蔵室冷却運転中は、前記ファンの通電率を通常の冷蔵室冷却運転時と比べて高くするか、前記ファンの通電率を通常の冷蔵室冷却運転時と同じにする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵温度帯室と、冷凍温度帯室と、前記冷蔵温度帯室の冷蔵室温度センサと、冷凍温度帯室の冷凍室温度センサと、前記冷蔵温度帯室に冷気を供給する冷蔵用蒸発器と、前記冷凍温度帯室に冷気を供給する冷凍用蒸発器と、を備え、機械室に、圧縮機と、放熱器と、ファンと、を有する冷蔵庫において、
電源投入時の前記冷凍室温度センサが所定の温度以上であった場合、
冷凍室冷却運転中は、前記ファンの通電率を、通常の冷凍室冷却運転時と比べて低くし、
冷蔵室冷却運転中は、前記ファンの通電率を、通常の冷蔵室冷却運転時と比べて高くするか通常の冷蔵室冷却運転時と同じにする、ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷蔵温度帯室と、冷凍温度帯室と、前記冷蔵温度帯室に冷気を供給する冷蔵用蒸発器と、前記冷凍温度帯室に冷気を供給する冷凍用蒸発器と、を備え、機械室に、圧縮機と、放熱器と、ファンと、を有する冷蔵庫において、
プルダウン時に前記冷凍室を冷却するときは、前記ファンの回転数を、通常時の冷凍室冷却運転よりも低くし、
プルダウン時に前記冷蔵室を冷却するときは、前記ファンの回転数を、通常時の冷蔵室冷却運転より高くするか通常時の冷蔵室冷却運転と同じにする、ことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫の冷却能力は、冷蔵庫の断熱構成により決定する保温性能と、冷凍サイクルと冷却風路構成による決定する冷却性能により決定するもので、必要となる冷却能力が大きいほど消費電力量が大きくなる。この冷却能力は、冷蔵庫に通電を開始し、所定の温度に到達するまでに必要な冷却能力（プルダウン冷却能力）、冷蔵庫を一定温度に保温するために必要な冷却能力（保温冷却能力）、投入される食品等の冷却を行うために必要な冷却能力（負荷冷却能力）に分けることができる。一般的に、使用者の使用状況の中で状態として最も多く、消費電力量が最も低い、保温冷却能力に合わせて設計を行うことで、より低コストで省エネ性の高い冷蔵庫を提供できるが、そのような調整をした場合、プルダウン冷却時など、蒸発器の冷媒が完全に気化した状態の時では、冷媒循環量が損なわれ、冷却能力不足により所定の温度への到達時間が遅くなり、保鮮能力が損なわれるなどの問題が発生することがある。
【０００３】
また、特許文献１記載の冷蔵庫では、圧縮機の負荷が大きく圧縮機の温度が上昇しやすいプルダウン冷却時において、圧縮機の温度センサで検出された温度が上昇するにつれて庫内循環用のファンの回転数を低下させることで、蒸発器と熱交換する空気の循環量を小さくしている。
【０００４】
他方、特許文献２記載の冷蔵庫のように、冷蔵温度帯の貯蔵室を冷却する冷蔵用蒸発器と冷凍温度帯を含む貯蔵室を冷却する冷凍用蒸発器を備え、複数の貯蔵室を交互に冷却する冷蔵庫がある。このような冷蔵庫では、冷蔵用蒸発器の温度を例えば−１０℃のように、冷凍用蒸発器の一般的な温度である−２５℃に対して高温になるように設計することで省エネ性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５１９７６３号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０１６−８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、冷蔵用蒸発器の冷却運転では、圧縮機の吸込み圧力が高圧になるため、吐出圧力も相対的に高圧になる。そのため、プルダウン冷却時に前述の放熱器の能力を低下させる制御を行うと冷蔵庫の側面などに配置された放熱器が高温となり、場合によっては使用者の火傷などの問題を生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明では、冷蔵温度帯室を冷却する蒸発器と、冷凍温度帯室を冷却する蒸発器と、を備えた冷蔵庫において、プルダウン冷却時に、冷却能力を持ちつつ、冷凍サイクルの高圧側圧力が異常に上昇しない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】
【０００９】
上記課題に鑑みてなされた本発明は、冷蔵温度帯室と、冷凍温度帯室と、前記冷蔵温度帯室の冷蔵室温度センサと、冷凍温度帯室の冷凍室温度センサと、前記冷蔵温度帯室に冷気を供給する冷蔵用蒸発器と、前記冷凍温度帯室に冷気を供給する冷凍用蒸発器と、を備え、機械室に、圧縮機と、放熱器と、ファンと、を有する冷蔵庫において、電源投入時の前記冷凍室温度センサが所定の温度以上であった場合、冷凍室冷却運転中は、前記ファンの通電率を通常の冷凍室冷却運転時と比べて低くするか、前記ファンへの通電を停止し、冷蔵室冷却運転中は、前記ファンの通電率を通常の冷蔵室冷却運転時と比べて高くするか、前記ファンの通電率を通常の冷蔵室冷却運転時と同じにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷蔵温度帯室を冷却する蒸発器と、冷凍温度帯室を冷却する蒸発器と、を備えた冷蔵庫において、プルダウン冷却時に、冷却能力を持ちつつ、冷凍サイクルの高圧側圧力が異常に上昇しない冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係わる冷蔵庫の正面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図
【図４】実施例の冷蔵庫に冷凍サイクル構成を示す概略図
【図５】実施例の冷蔵庫における冷却運転制御を示すタイムチャートの一例
【図６】実施例の冷蔵庫における冷蔵運転に関する制御フローチャート
【図７】実施例の冷蔵庫におけるプルダウン冷却運転を示すタイムチャートの一例
【図８】プルダウン冷却運転の弁制御に関する制御フローチャート
【図９】プルダウン冷却運転の圧縮機制御に関する制御フローチャート
【図１０】プルダウン冷却運転の機械室ファン制御に関する制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に関する冷蔵庫の実施例について説明する。図１は実施例に係わる冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。冷蔵庫１の箱体１０は、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３と上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６の順番で貯蔵室を有している。冷蔵庫１はそれぞれの貯蔵室の開口を開閉するドアを備えている。これらのドアは、冷蔵室２の開口を開閉する、左右に分割された回転式の冷蔵室ドア２ａ、２ｂと、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６の開口をそれぞれ開閉する引き出し式の製氷室ドア３ａ、上段冷凍室ドア４ａ、下段冷凍室ドア５ａ、野菜室ドア６ａである。以下では、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５は、まとめて冷凍室７と呼ぶ。
【００１３】
冷凍室７は、基本的に庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的に−１８℃程度にした貯蔵室であり、冷蔵室２及び野菜室は庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）とし、例えば冷蔵室２は平均的に４℃程度、野菜室は平均的に７℃程度にした貯蔵室である。
【００１４】
ドア２ａには庫内の温度設定の操作を行う操作部２６を設けている。冷蔵庫１とドア２ａ、２ｂを固定するためにドアヒンジ（図示せず）が冷蔵室２上部及び下部に設けてあり、上部のドアヒンジはドアヒンジカバー１６で覆われている。
【００１５】
図２に示すように、外箱１０ａと内箱１０ｂとの間に発泡断熱材（例えば発泡ウレタン）を充填して形成される箱体１０により、冷蔵庫１の庫外と庫内は隔てられている。箱体１０には発泡断熱材に加えて複数の真空断熱材２５を、鋼板製の外箱１０ａと合成樹脂製の内箱１０ｂとの間に実装している。冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３は断熱仕切壁２８によって隔てられ、同様に下段冷凍室５と野菜室６は断熱仕切壁２９によって隔てられている。また、製氷室３、上段冷凍室４、及び下段冷凍室５の各貯蔵室の前面側には、ドア３ａ、４ａ、５ａの隙間から冷凍室７内の空気が庫外へ漏れ、庫外の空気が各貯蔵室に侵入しないよう、断熱仕切壁３０を設けている。
【００１６】
冷蔵室２のドア２ａ、２ｂの庫内側に複数のドアポケット３３ａ、３３ｂ、３３ｃを設け、また複数の棚３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを設けることで、冷蔵室２内は複数の貯蔵スペースに区画されている。冷凍室７及び野菜室６には、それぞれドア３ａ、４ａ、５ａ、６ａと一体に引き出される製氷室容器（図示せず）、上段冷凍室容器４ｂ、下段冷凍室容器５ｂ、野菜室容器６ｂを備えている
断熱仕切壁２８の上方には、冷蔵室２の内部に設けられた庫内貯蔵空間である庫内貯蔵室３５を設けている。庫内貯蔵室３５は、庫内貯蔵室３５内に設けた食品の乾燥を抑制し、また庫内貯蔵室３５内に設けた食品の酸化防止を目的に内部を減圧するために密閉されており、庫内貯蔵室３５内部は直接冷気が送風されない構造となっている。庫内貯蔵室３５は、操作部２６により、内部においた食品を冷蔵室２の温度に近い冷蔵温度帯（例えば約０〜３℃）にするチルドモードと、冷蔵室２よりも低温な冷凍温度帯（例えば約−３〜０℃）にする氷温モードに切換えることができる。庫内貯蔵室３５は断熱仕切壁２８を介して冷凍室７と隣接させているため、後述する制御と合わせることで、冷凍温度帯の氷温モードにできるようにしている。なお、断熱仕切壁２８内にはヒータ（図示せず）を設けており、詳細は後述するが、圧縮機２４とＲファン９ａの制御と、本ヒータの制御により２つのモードを切換える。
【００１７】
冷蔵室2の吐出口１１aは冷蔵室2の上部に設けており、本実施例では最上段の棚３４aにのみ空気が吐出するように設けている。また戻り口１５a、１５ｂは冷蔵室2の下部に設けており、本実施例では戻り口１５ｂは冷蔵室2の下から2番目の段（棚３４ｃと棚３４ｄの間）に設け、戻り口１５aは冷蔵室2の最下段（棚３４ｄと断熱仕切壁28の間）で庫内貯蔵室35の略背面に設けている。これによりRファン9aの運転率を高くする(送風する時間割合を多くする)と、吐出口１１aのある冷蔵室2の上方を比較的低温にすることができ、運転率を低くすると自然対流と断熱仕切壁28を介した冷凍室7の伝熱により冷蔵室2の下方を比較的低温にできる。よって、冷蔵室2の下部で庫内貯蔵室35を備えた最下段は吐出口１１aがなく、戻り口１５a、１５ｂを備えている構成となっており、Rファン9aの運転率を高くすると庫内貯蔵室35を相対的に高い温度(冷蔵室2の平均温度に近い温度)にすることができ、運転率を低くすると庫内貯蔵室35を相対的に低い温度（冷蔵室2の平均温度よりも低温）にできる。
【００１８】
冷蔵用蒸発器であるＲ蒸発器１４ａは冷蔵室２の略背部に備えた冷蔵用蒸発器室であるＲ蒸発器室８ａ内に設けてある。Ｒ蒸発器１４ａと熱交換して低温になった空気は、Ｒ蒸発器１４ａの上方に設けた冷蔵用ファンであるＲファン９ａにより、冷蔵室風路１１、冷蔵室吐出口１１ａを介して冷蔵室２に送風され、冷蔵室２内を冷却する。冷蔵室２に送風された空気は冷蔵室戻り口１５ａ及び１５ｂ（図３参照）からＲ蒸発器室８ａに戻り、再びＲ蒸発器１４ａにより冷却される。冷蔵室戻り口１５ａ及び１５ｂには後述する排水口２２ａ及びＲ配水管２７ａの最小径よりも小さいスリットを設け、排水口２２ａ及びＲ配水管２７ａでの食品のつまりを防止している。
【００１９】
冷凍用蒸発器であるＦ蒸発器１４ｂは冷凍室７の略背部に備えた冷凍用蒸発器室であるＦ蒸発器室８ｂ内に設けてある。Ｆ蒸発器１４ｂと熱交換して低温になった空気は、Ｆ蒸発器１４ｂの上方に設けた冷凍用ファンであるＦファン９ｂにより、冷凍室風路１２、冷凍室吐出口１２ａを介して冷凍室７に送風し、冷凍室７内を冷却する。冷凍室７に送風された空気は冷凍室戻り口１７からＦ蒸発器室８ｂに戻り、再びＦ蒸発器１４ｂにより冷却される。
【００２０】
本実施例の冷蔵庫１では、野菜室６もＦ蒸発器１４ｂで低温にした空気で冷却する。Ｆ蒸発器１４ｂで低温になったＦ蒸発器室８ｂの空気は、Ｆファン９ｂにより野菜室風路（図示せず）、野菜室ダンパ（図示せず）を介して野菜室６に送風し、野菜室６内を冷却する。野菜室６が低温の場合は、野菜室ダンパを閉じることで野菜室６の冷却を抑える。なお、野菜室６に送風された空気は断熱仕切壁２９の下部前方に設けた野菜室側の冷気戻り部１８ａから野菜室冷気戻りダクト１８を介してＦ蒸発器室８ｂの下部に戻る。
【００２１】
冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、野菜室温度センサ４３を設け、Ｒ蒸発器１４ａの上部にはＲ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器１４ｂの上部にはＦ蒸発器温度センサ４０ｂを設け、これらのセンサにより、冷蔵室２、冷凍室７、野菜室６、Ｒ蒸発器１４ａ、及びＦ蒸発器１４ｂの温度を検知している。また、冷蔵庫１の天井部のドアヒンジカバー１６の内部には、外気（庫外空気）の温度を検知する外気温度センサ３７と湿度を検知する外気湿度センサ３８を設けている。その他のセンサとして、ドア２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知するドアセンサ（図示せず）等も設けている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、Ｆ蒸発器室８ｂの下部には、Ｆ蒸発器１４ｂを加熱する除霜ヒータ２１を設けている。除霜ヒータ２１は、例えば５０Ｗ〜２００Ｗの電気ヒータで、本実施例では１５０Ｗのラジアントヒータとしている。Ｆ蒸発器１４ｂの除霜時に発生した除霜水（融解水）はＦ蒸発器室８ｂの下部に設けたＦトイ２３ｂに落下し、Ｆ排水口２２ｂ、Ｆ排水管２７ｂを介して圧縮機２４の上部に設けたＦ蒸発皿３２ｂに排出される。
【００２３】
また、Ｒ蒸発器１４ａの除霜方法については図８から図１１を用いて後述するが、Ｒ蒸発器１４ａの除霜時に発生した除霜水は、Ｒ蒸発器室８ａの下部に設けたＲトイ２３ａに落下し、排水口２２ａ、Ｒ排水管２７ａを介して機械室３９に設けたＲ蒸発皿３２ａに排出される。
【００２４】
図３に示すように、Ｒトイ２３ａにはＲトイ２３ａでの除霜水が凍結した際に除霜水を融解させるトイヒータ１０１を設けている。また、Ｒ排水管２７ａには排水管上部ヒータ１０２及び排水管下部ヒータ１０３を設けている。また、トイヒータ１０１、配水管上部ヒータ１０２、及び配水管下部ヒータ１０３の通電を制御するため、トイ温度を検知するトイ温度センサ４５を、Ｒトイ２３ａの最終集水部である排水口２２ａ近傍の発砲断熱材内部に埋設している。トイ温度センサ４５をＲトイ２３ａの内面に露出させずに、トイ形成部材の内側にトイ温度センサ４５を設置することにより、水がトイ温度センサ４５に直接接触しないので、腐食によるトイ温度センサ４５の断線が防止でき、トイ温度センサ４５の耐久性が向上する。本実施例の冷蔵庫１では後述する制御により、Ｒトイ２３ａの残水をトイ温度センサ４５により検知し、最大水量以上となってＲトイ２３ａから水が溢れて冷蔵室２に水が侵入することがないようにしている。また、トイ温度センサ４５を発泡断熱材内部に埋設することで、Ｒトイ２３ａの内面の凹凸を少なくでき、凹凸箇所への残水を防ぐことが可能となる。残水を防止した結果、残水の凍結防止のためにトイヒータ１０１の出力を上げなくても、残水の凍結によってＲトイ２３ａ内を堰き止め水が溢れるのを防止できる。また、トイ温度センサ４５の埋設位置は、Ｒトイ２３ａが受けられる最大貯水量の半分以下の水量で、Ｒトイ２３ａを介して水と面する箇所としている。これにより、Ｒトイ２３ａに残水していた場合に、最大水量以上となってＲトイ２３ａから溢れる前にＲトイ２３ａの残水を検知することができ、より確実に冷蔵室２への水の侵入を抑制できる。さらに本実施例では、トイ温度センサ４５をＲトイ２３ａの排水口２２ａ近傍（熱的な影響を受ける１０ｃｍ以内）に配置しており、排水口２２ａで氷結が生じ、排水できなくなった場合に、早期に検知できる構成としている。なお各ヒータ１０１、１０２，１０３は、例えば消費電力２０Ｗ以下と、除霜ヒータ２１よりも消費電力が低い電気ヒータであり、本実施例ではトイヒータ１０１が１０Ｗ，排水管上部ヒータ１０２が５Ｗ、排水管下部ヒータ１０３が３Ｗのヒータとしている。
【００２５】
図４は、実施例に関わる冷蔵庫の冷凍サイクル（冷媒流路）である。本実施例の冷蔵庫１では、圧縮機２４、冷媒の放熱を行う放熱手段である庫外放熱器５０ａと壁面放熱配管５０ｂ、仕切り壁２８、２９、３０の前面部への結露を抑制する結露防止配管５０ｃ、冷媒を減圧させる減圧手段である冷蔵用キャピラリチューブ５３ａと冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ、冷媒と庫内の空気を熱交換させて、庫内の熱を吸熱するＲ蒸発器１４ａとＦ蒸発器１４ｂを備え、これらにより庫内を冷却している。また、冷凍サイクル中の水分を除去するドライヤ５１と、液冷媒が圧縮機２４に流入するのを防止する気液分離器５４ａ、５４ｂを備え、さらに冷媒流路を制御する三方弁５２、逆止弁５６、冷媒流を接続する冷媒合流部５５も備えており、これらを冷媒配管により接続することで冷凍サイクルを構成している。
【００２６】
なお本実施例の冷蔵庫１は、冷媒に可燃性冷媒のイソブタンを用いている。また、本実施例の圧縮機２４はインバータを備えて回転速度を変えることができる。
【００２７】
三方弁５２は、５２ａ、５２ｂで示す２つの流出口を備え、流出口５２ａ側に冷媒を流す冷蔵モードと、流出口５２ｂ側に冷媒を流す冷凍モードを備え、これらを切換えることができる部材である。また、本実施例の三方弁５２は、流出口５２ａと流出口５２ｂの何れも冷媒が流れないようにする全閉、また何れも冷媒が流れるようにする全開のモードも備え、これらにも切換え可能である。
【００２８】
本実施例の冷蔵庫１では、冷媒は以下のように流れる。圧縮機２４から吐出した冷媒は、庫外放熱器５０ａ、庫外放熱器５０ｂ、結露防止配管５０ｃ、ドライヤ５１の順に流れ、三方弁５２に至る。三方弁５２の流出口５２ａは冷媒配管を介して冷蔵用キャピラリチューブ５３ａと接続され、流出口５２ｂは冷媒配管を介して冷凍用キャピラリチューブ５３ｂと接続されている。
【００２９】
流出口５２ａ側に冷媒が流れるようにすると、流出口５２ａから流出した冷媒は、冷蔵用キャピラリチューブ５３ａ、Ｒ蒸発器１４ａ、気液分離器５４ａ、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。冷蔵用キャピラリチューブ５３ａで低圧低温になった冷媒がＲ蒸発器１４ａを流れることでＲ蒸発器１４ａが低温となり、Ｒ蒸発器室８ａの空気を冷却することができ、すなわち冷蔵室２を冷却できる。
【００３０】
また三方弁５２を流出口５２ｂ側に冷媒が流れるようにした場合は、流出口５２ｂから流出した冷媒は、冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ、Ｆ蒸発器１４ｂ、気液分離器５４ｂ、逆止弁５６、冷媒合流部５５の順に流れた後、圧縮機２４に戻る。逆止弁５６は気液分離器５４ｂから冷媒合流部５５側には冷媒が流れ、冷媒合流部５５から気液分離器５４ｂ側へは流れないように配設している。冷凍用キャピラリチューブ５３ｂで低圧低温になった冷媒がＦ蒸発器１４ｂを流れることでＦ蒸発器１４ｂが低温となり、Ｒ蒸発器室８ａの空気を冷却することができ、すなわち冷凍室７を冷却できる。
【００３１】
図５は、実施例の冷蔵庫における冷却運転制御を示すタイムチャートの一例である。ここでは庫内貯蔵室３５はチルドモードとし、外気が比較的高温（例えば３２℃）で、低湿でない（例えば６０％ＲＨ）場合を表している。図６は実施例の冷蔵庫における冷蔵運転に関する制御フローチャートである。
【００３２】
時刻ｔ０は冷蔵室２を冷却する冷蔵運転を開始した時刻である。本実施例では冷凍運転が終了（制御Ｓ−１）し、後述する冷蔵運転実施判定（制御Ｓ−３〜Ｓ−５）、冷媒回収運転（制御Ｓ−６）を行った後、制御Ｓ−７に示す冷蔵運転を開始する。冷蔵運転では、三方弁５２を流出口５２ａ側にし、圧縮機２４を駆動させてＲ蒸発器１４ａに冷媒を流して、Ｒ蒸発器１４ａを低温にする。この状態でＲファン９ａを運転することで、Ｒ蒸発器１４ａを通過して低温になった空気により冷蔵室２を冷却する。ここで、冷蔵運転中のＲ蒸発器１４ａの温度は、後述する冷凍運転中のＦ蒸発器１４ｂよりも高くしている。一般的に蒸発器の温度が高い方が、ＣＯＰ（圧縮機２４の入力に対する冷却する熱量の割合）が高く、省エネルギー性能が高い。従って、蒸発器の温度を低温にする必要がある冷凍室７に比べ、高い蒸発器の温度でも冷却できる冷蔵室２を冷却する際は、蒸発器の温度を高めて省エネルギー性能を高めている。なお、本実施例の冷蔵庫１では、冷蔵運転中のＲ蒸発器１４ａ温度が高くなるよう、冷蔵運転中の圧縮機２４の回転速度を冷凍運転中よりも低速（Ｌ）にしている。
【００３３】
冷蔵運転により冷蔵室２が冷却され、冷蔵室温度センサ４２により検知する冷蔵室温度がＴＲｏｆｆまで低下し（制御Ｓ−８；時刻ｔ１）、冷凍運転実施条件（制御Ｓ−９）を満足すると、冷蔵運転から冷媒回収運転（制御Ｓ−１０）に切換える。冷媒回収運転では三方弁５２を全閉状態で圧縮機２４を駆動させ、Ｒ蒸発器１４ａ内の冷媒を回収する。これにより、次の冷凍運転での冷媒不足を抑制する。また、この冷凍運転前の冷媒回収中は、基本的に後述するＲ第一除霜運転（制御Ｓ−１８）を行っており、すなわちＲファン９ａを駆動させている。これによりＲ蒸発器１４ａ内の残留冷媒を冷蔵室２の冷却に活用できるとともに、Ｒ蒸発器１４ａ内の冷媒が蒸発して圧縮機２４へ到達しやすくなり、比較的短い時間で多くの冷媒を回収できるため、冷却効率を高めることができる。
【００３４】
冷媒回収運転が終わると（時刻ｔ２）、冷凍室７を冷却する冷凍運転に切換える。冷凍運転では、三方弁５２を流出口５２ｂ側にし、Ｆ蒸発器１４ｂに冷媒を流して、Ｆ蒸発器１４ｂを低温にする。また、圧縮機２４の回転速度を冷蔵運転時よりも高速（Ｈ）にする。この状態でＦファン９ｂを運転することで、Ｆ蒸発器１４ｂを通過して低温になった空気により冷凍室７を冷却する。この冷凍運転を冷凍室温度センサ４１により検出する冷凍室温度がＴＦｏｆｆになる（時刻ｔ５）まで行う。また、冷凍運転中に野菜室ダンパ（図示せず）も開け、野菜室温度センサ４３により検出する野菜室温度がＴＲｏｆｆになる（時刻ｔ３）まで野菜室６を冷却する。
【００３５】
さらに、本実施例の冷蔵庫１では、冷蔵運転終了後、Ｒ第一除霜運転実施判定（制御Ｓ−１４、Ｓ−１６）を満たすと、この冷媒回収及び冷凍運転中にＲ蒸発器１４ａの第一除霜運転（以下、Ｒ第一除霜運転、制御Ｓ−１８〜Ｓ−２０）を行う。Ｒ第一除霜運転は、Ｒファン９ａを駆動させ、冷蔵室２の空気とＲ蒸発器１４ａ間で空気を循環させることで行う。このＲ第一除霜運転は主に２つの目的で実施している。
【００３６】
１つ目の目的は、冷蔵運転中に低温になったＲ蒸発器１４ａ及びＲ蒸発器１４ａに付着した霜による冷蔵室２の冷却、及びそれによる省エネルギー性能の向上である。冷媒回収運転及び冷凍運転中は、Ｒ蒸発器１４ａに冷媒が流せないが、Ｒ蒸発器１４ａ及びＲ蒸発器１４ａに付着した霜により冷却することで、冷蔵室２を冷却できる。特にＲ蒸発器１４ａに付着した霜が０℃以下の場合、霜の融解熱を利用して冷蔵室２を冷却することができ、冷蔵室２を低温に維持する（温度上昇を抑制する）ことができる。冷蔵室２の温度上昇が抑制されることで冷凍運転を比較的長時間かけて実施できるので、冷凍運転中の圧縮機２４の回転速度を比較的低速にでき、省エネルギー性能を向上させることができる。
【００３７】
２つ目の目的は、冷蔵室２内の温度分布の制御であり、特に庫内貯蔵室３５の温度制御である。Ｒファン９ａを運転させていないと、自然対流により冷蔵室２の上部が相対的に高温になり、下部が相対的に低温になる。加えて、特に庫内貯蔵室３５は断熱仕切壁２８を介して冷凍室７に冷却されるため、冷蔵室２の下部に設けた庫内貯蔵室３５は、Ｒファン９ａを運転させていないと相対的に低温になる。よって、庫内貯蔵室３５を低温にする氷温モードでは、Ｒ第一除霜運転を例えば３回に１回のみ実施するようにする（制御Ｓ−１４〜Ｓ−１６）。Ｒファン９ａが停止し、自然対流が生じる時間が長くなるため、冷蔵室２内の平均温度よりも、冷蔵室２の下部に設けた庫内貯蔵室３５を低温にすることができ、すなわち氷温モードの温度条件を満足できる。一方、庫内貯蔵室３５を比較的高めのチルドモードにする場合は、冷蔵室２内の平均温度と近い温度にするため、冷蔵運転後、毎回Ｒ第一除霜を行い、すなわちＲファン９ａを運転させて、冷蔵室２の空気により庫内貯蔵室３５を加熱する。これにより、断熱仕切壁２８内のヒータ（図示せず）による加熱を抑制しつつ、比較的高い温度に制御することができ省エネルギー性能を高めることができる。すなわち、専用のダンパを設けることなく、冷蔵室２の内部に設けた庫内貯蔵室３５の温度切り替えが可能で、かつヒータによる加熱を抑え、省エネルギー性能の高い冷蔵庫となる。なお、チルドモードと氷温モードでＲ第一除霜運転を実施する頻度は上記（チルド時毎回、氷温時３回に１回）の限りではなく、氷温モードに比べチルドモードの方が高い頻度で実施することで上記の効果が得られる。また、本効果（冷蔵室２内の温度分布制御）はＲ蒸発器１４ａを備えた冷蔵庫に限定されるものではなく、例えばＲファン９ａの代わりに冷蔵室２内の空気を循環させる循環ファンを備え、この循環ファンを駆動させることでも同様の効果は得られる。一方、本実施例のようにＲ蒸発器１４ａを備え、Ｒ蒸発器１４ａと冷蔵室２間の送風を行うＲファン９ａで行うことで、Ｒ蒸発器１４ａおよびＲファン９ａを備えたことによる前述および後述の効果も得られる。
【００３８】
以上がＲ第一除霜運転の主な目的であるが、加えてこの運転によりＲ蒸発器１４ａ及びその周辺の加熱を行うことができ、以下の効果も得られる。制御Ｓ−１０、Ｓ−１１で示す冷媒回収運転及び冷凍運転中は、Ｒ蒸発器１４ａに冷媒が流れないようにしているため、冷蔵室２の空気がＲ蒸発器１４ａを通過すると、Ｒ蒸発器１４ａよりも温度の高い冷蔵室２との熱交換によりＲ蒸発器１４ａ及びＲ蒸発器１４ａに付着した霜は加熱される。これにより、ヒータを用いることなくＲ蒸発器１４ａに付着した霜を融解することができ、霜を排出し、または霜を一度融解し氷にして密度と熱伝導率を上げ、霜によるＲ蒸発器１４ａの通風抵抗増加及び伝熱効率低下を抑制できる。すなわち、冷却効率を上げ、省エネルギー性能を高めることができる。また、冷却運転中に霜の一部又は全部を排出しておくことで、F蒸発器１４ｂの除霜運転時に同時に実施する除霜運転（R第二除霜運転）の時間を短縮する効果も得られる。
【００３９】
このＲ第一除霜運転は、冷蔵用蒸発器温度センサ４０ａにより検出する冷蔵用蒸発器温度が０℃以上のＴＤＲｏｆｆになる（制御Ｓ−１９；時刻ｔ４）と終了（制御Ｓ−２０）する。これは、Ｒ蒸発器１４ａの霜が解け、霜の融解熱を用いた冷蔵室２の冷却ができなくなり、Ｒファン９ａを運転するための消費電力を抑える方が省エネルギー性能に有効であると判断したためである。なお、Ｒ第一除霜運転終了後も、冷蔵室２内の温度分布制御（２つ目の目的）のために、さらに延長してＲファン９ａを運転してもよい。特に庫内貯蔵室３５専用の温度センサを備え、庫内貯蔵室３５が目的の温度よりも低温になっていると判断した場合は、Ｒファン９ａの運転を延長し、或いは再度駆動させ、冷蔵室２の戻り空気で加熱することで、断熱仕切壁２８内のヒータによる加熱を抑えながら庫内貯蔵室３５を適正な温度に制御できる。
【００４０】
Ｒ第一除霜運転及び冷凍運転の何れも終了条件が満足すると（時刻ｔ５）、再び三方弁５２を全閉状態で圧縮機２４を駆動させる冷媒回収運転（制御Ｓ−６）を行い、Ｆ蒸発器１４ｂ内の冷媒を回収し、次の冷蔵運転での冷媒不足を抑制する。なお、この際Ｆファン９ｂを駆動させており、これによりＦ蒸発器１４ｂ内の残留冷媒を冷凍室７の冷却に活用できるとともに、Ｆ蒸発器１４ｂ内の冷媒が蒸発して圧縮機２４へ到達しやすくなり、比較的短い時間で多くの冷媒を回収できるため、冷却効率を高めることができる。
【００４１】
時刻ｔ６になると再び冷蔵運転に戻り、前述した運転を繰り返す。以上が本実施例の冷蔵庫の基本的な冷却運転及びＲ蒸発器１４ａの第一除霜制御である。これらの運転により、冷蔵室２、冷凍室７及び野菜室６を冷却して所定の温度に維持しつつ、Ｒ蒸発器１４ａの霜成長を抑えている。
【００４２】
ここで、冷凍運転から冷蔵運転（正確には冷蔵運転前の冷媒回収）への切換え（時刻ｔ５）には、条件を設けている。前述したように、本実施例では冷蔵運転に移行するが、冷蔵蔵運転開始前に制御Ｓ−３〜Ｓ−５の判定を行う。まずＲ第一除霜運転、及びＲ第二除霜運転の終了条件が満たされているかを判断する。Ｒ第一除霜運転、及びＲ第二除霜運転が終了する前に冷凍運転が終了した場合はＲ第一除霜運転及びＲ第二除霜運転を継続したまま圧縮機２４をＯＦＦにする（制御Ｓ−３又はＳ−４  →  制御Ｓ−９｛冷凍運転終了時のためＮＯ｝  →  制御Ｓ−１３）。Ｒ第一除霜運転中はＲ蒸発器１４ａの温度が比較的低温（ＴＤＲ＜ＴＤＲｏｆｆ）で冷蔵室２を冷却可能なため、圧縮機２４を停止して省エネルギー性能を高めている。また後述するＲ第二除霜運転は、Ｒ蒸発器１４ａに付着した霜を庫外に排出することが目的のため、融解途中の除霜水が再び冷却されて再凍結することを抑えるため、Ｒ第二除霜運転中も、Ｒ蒸発器１４ａに冷媒を流す冷蔵運転は禁止している。これにより、Ｒ蒸発器１４ａの除霜をより確実に行うことができる。
【００４３】
また制御Ｓ−５に示すように、冷凍運転終了時（図８の時刻ｔ５）に冷蔵室温度ＴＲが所定値ＴＲ＿ｓｔａｒｔ２（例えばＴＲ＿ｓｔａｒｔ２＝ＴＲＯＦＦ＋１℃）よりも低い場合も冷蔵運転を実施せず、圧縮機２４をＯＦＦにする。なお、同様に冷蔵運転終了時（図８の時刻ｔ１）において冷凍室温度が所定値（例えばＴＦＯＦＦ＋１℃）よりも低い場合も低い場合は圧縮機２４をＯＦＦにする。これにより、庫内の過度な冷却を抑えることができる。
【００４４】
なお、冷蔵運転の開始は、冷凍運転終了（制御Ｓ−１）のみでなく、圧縮機２４停止中に冷蔵室温度ＴＲがＴＲ＿ｓｔａｒｔ（≧ＴＲ＿ｓｔａｒｔ２）に到達した場合（制御Ｓ−２）も実施する。これにより、冷凍室７が十分に冷えている場合に冷蔵室２が高温になることを抑制している。なお、図示はしていないが、同様に冷凍運転の開始も冷蔵運転終了時のみでなく、冷凍室７の温度が所定値以上になった場合にも冷凍運転を開始する。
【００４５】
図７は、実施例の冷蔵庫におけるプルダウン冷却運転を示すタイムチャートの一例である。ここでは庫内貯蔵室３５はチルドモードとし、外気が比較的高温（例えば３２℃）で、低湿でない（例えば６０％ＲＨ）場合を表している。また、プルダウン冷却運転とは、冷蔵庫内の温度が環境温度と同等（例えば３２℃）の状態で冷却運転を開始した状態を示している。
【００４６】
図８、９、１０は実施例の冷蔵庫におけるプルダウン冷却運転に関する制御フローチャートである。図８は、三方弁５２、冷蔵用ファン９ａ、冷凍用ファン９ｂの制御フローチャートを示している。時刻ｔ０は冷蔵庫１の電源が投入された時刻である。電源が投入されると冷凍室温度センサ４２が所定の温度TＦＰＥＮＤ（例えば−１０℃）より高いかどうか確認し、プルダウン冷却運転を開始するか判断する（制御Ｓ２−１、制御Ｓ３−１、制御Ｓ４−１、）。一時的な停電からの復旧時など所定の温度TＦＰＥＮＤ（例えば−１０℃）より低い場合、前述の冷却運転制御を行い、冷蔵庫を設置して初めて電源を投入した時など所定の温度TＦＰＥＮＤより高い場合、プルダウン冷却制御を開始する。
【００４７】
まず、冷凍室７の冷却運転を開始するため、三方弁５２を５１ｂの流路に設定し、Ｆファン９ｂの運転を行う（制御S２−2）。冷凍室７の冷却運転は所定の時間ΔｔF1経過する（S2−３）、或いは冷凍室温度センサ４２の温度がTFoffに到達（制御S２−４）すると冷凍室冷却運転を終了する。このとき、プルダウン冷却制御が終了しているかを判断する（制御S２−５）。なお、プルダウン冷却制御の終了条件については後述する。ΔｔF1は、図７におけるｔ０からｔ１までの時間を示している。次に、冷媒回収運転を所定の時間ΔｔRR実施する。（S2−6）この時間は、前述の冷却運転制御中の冷媒回収運転の時間とは異なる設定でも良い。ΔｔRRは、図７におけるｔ1からｔ2までの時間を示している。
【００４８】
次に冷蔵室２の冷却運転を開始するため、三方弁５２を５１aの流路に設定し、Ｒファン９aの運転を行う（制御S２−７）。冷蔵室２の冷却運転は所定の時間ΔｔR1経過する（S2−８）、或いは冷蔵室温度センサ４１の温度がTRoffに到達（制御S２−９）すると冷蔵室冷却運転を終了する。ΔｔR1は、図７におけるｔ２からｔ３までの時間を示している。そして、プルダウン冷却制御が終了しているかを判断する（S２−１０）。
【００４９】
このように、プルダウン冷却運転では、冷凍室７と冷蔵室２の冷却運転を時間設定により交互に繰り返す運転を行う。なお、１回目の冷凍室冷却運転と２回目以降の冷凍室冷却運転は異なる時間に設定されていてもよい。また、本実施例では冷凍室冷蔵運転より開始しているが、冷蔵室冷却運転から開始してもよい。これらの時間設定は、最低限JIS  C９６０７：２０１５に記載の冷却速度を満足するように設定し、その上で優先順位を決めて制御しても良い。
【００５０】
図９は、プルダウン冷却運転に関する圧縮機２４の制御フローチャートを示している。圧縮機４１はプルダウン制御を開始すると、所定の回転数NPC1（低速）で所定の時間Δｔｐｃ１動作する（制御S３−２、S３−３）。Δｔｐｃ１は、図７におけるｔ0からｔ4までの時間を示している。プルダウン冷却運転開始時はF蒸発器１４ｂの冷媒状態が気体リッチな状態となり、圧力損失が大きいため、圧縮機２４の回転数の上昇に対して冷媒循環流量が上昇しなくなる。そのため、圧縮機２４や制御基板の過負荷保護と省エネ性の観点から、Ｆ蒸発器１４ｂの液冷媒量比率が増加するまでの間、所定の回転数NPC1（例えば３０００回転）で動作させる。なお、本実施例においては、所定の時間Δｔｐｃ１を設定することで液冷媒量比率の増加を待っており、Δｔｐｃ１は、図７におけるｔ0からｔ4までの時間を示している。例えば、蒸発器の入口と出口に温度センサを装着しているのであれば、入口と出口の温度差によって圧縮機２４の回転数NPC1を維持する区間を決定してもよい。所定の時間Δｔｐｃ１が終了すると、次に第二の所定の回転数NPC２（高速）で第二の所定の時間ΔｔPC２動作する（制御S３−４、S３−５）。ΔｔPC２は、図７におけるｔ４からｔ７までの時間を示している。NPC2、ΔｔPC２の設定も前述の理由を踏まえて行われるが、冷凍室７とF蒸発器１４ｂが低温になるにつれて、F蒸発器１４ｂの熱交換量が低下し、サイクルの冷媒不足が解消されはじめると圧縮機２４の回転数の上昇に対して冷媒循環流量が上昇しやすくなるため、NPC1よりも高い回転数に設定できる。この段階を過ぎると圧縮機２４を最大負荷で動作させても問題ないサイクル状態となるため、圧縮機２４の回転数制限を解除する（S3−6）。その後、冷凍室温度センサ４２がTＦＰＥＮＤ（例えば−１０℃）よりも低い温度になった時点で、プルダウン冷却制御を終了する（S３−７、S３−８）。これは、図７におけるｔ７を示している。
【００５１】
図１０は、プルダウン冷却運転に関する機械室ファン４９の制御フローチャートを示している。プルダウン制御を開始すると、まず冷凍室７の冷却運転を行うが、このときの機械室ファン４９は、前述した通常の冷凍室冷却運転時に使用する回転数をNkM（中速）とすると、それよりも低速であるNkLで所定の時間ΔｔPK間動作する（S４−１、S４−２）。ΔｔPC2は、図７におけるｔ０からｔ７までの時間を示している。機械室ファン４９を低速にすると凝縮能力が損なわれる一方、冷凍サイクルの凝縮側の圧力を上昇させ、かつ冷凍用キャピラリチューブ５３ｂ入口の乾き度を低下させることができるため、冷媒が流れやすい状態にできる。なお、本実施例では、プルダウン時の冷凍室冷却運転における機械室ファン４９の回転数を、低速の回転数であるNkLとしているが、機械室ファン４９の動作を停止してしまっても良い。
【００５２】
次に、ΔｔPKの間に、冷蔵室２の冷却運転が開始された場合、機械室ファン４９は冷蔵室２の通常時の冷却運転と同じ回転数NkM、あるいはこの回転数よりも高い回転数NkHにて動作する（S４−３、S４−４、S４−５）。これは、R蒸発器１４aの冷媒温度（例えば−１０℃）をF蒸発器１４ｂ（例えば−２５℃）に対して高温（高圧）となるように設計すると、冷蔵室２の冷却運転中は、圧縮機２４吐出圧力が圧縮機２４吸込み圧力の増加につられて増加し、Ｒ蒸発器１４aの冷媒が不足するような状況になりにくいためである。また、圧縮機２４吸込み圧力が高い状況下では、圧縮機２４吐出圧力が高圧になりやすく、放熱器５０ｂが高温となり、使用者が触れられる箇所の温度が高温になるため、安全性の問題が発生することがある。更に、放熱器５０ｃが高温になると、冷却中の庫内へ熱を放熱してしまうため、冷却の効率が悪くなる。以上の理由から、冷蔵室冷却運転の機械室ファン４９の回転数をNkHに設定してもよい。冷蔵室運転中以外では、機械室ファン４９はNkLで動作する（S4−6）。なお、本実施例においては、冷蔵室冷却運転、冷凍室冷却運転の区別を行わずに機械室ファンの回転数を設定しているが、別の設定を行ってもよい。なお、本実施例では、プルダウン時における機械室ファン４９の回転数について説明したが、機械室ファン４９の回転数を変化させる際には、機械室ファン４９の通電率を制御する。
【００５３】
以上が、本実施の形態例を示す実施例である。なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、本実施例では蒸発器を複数所有している冷蔵庫としているが、１つの蒸発器で蒸発温度をコントロールしながら動作する冷蔵庫であれば、蒸発温度や風路状態に応じて機械室ファンの制御を変更しても良い。また、本実施例においては、プルダウン冷却運転中の弁制御、圧縮機制御、機械室ファン制御を別のフローで行っているが、同一のフローで制御しても良い。前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  冷蔵庫
２  冷蔵室
２ａ、２ｂ  冷蔵室ドア
３  製氷室
４  上段冷凍室
５  下段冷凍室
３ａ，４ａ、５ａ  冷凍室ドア
６  野菜室
６ａ  野菜室ドア
７  冷凍室（３、４、５の総称）
８ａ  Ｒ蒸発器室（冷蔵用蒸発器室）
８ｂ  Ｆ蒸発器室（冷凍用蒸発器室）
９ａ  Ｒファン（冷蔵用ファン）
９ｂ  Ｆファン（冷凍用ファン）
１０  断熱箱体
１０ａ  外箱
１０ｂ  内箱
１１  冷蔵室風路
１１ａ  冷蔵室吐出口
１２  冷凍室風路
１２ａ  冷凍室吐出口
１４ａ  Ｒ蒸発器（冷蔵用蒸発器）
１４ｂ  Ｆ蒸発器（冷凍用蒸発器）
１５ａ、ｂ  冷蔵室戻り口
１６  ヒンジカバー
１７  冷凍室戻り口
１８  野菜室戻り風路
１８ａ  野菜室戻り口
２１  ラジアントヒータ
２２ａ、２２ｂ  排水口
２３ａ  Ｒトイ
２３ｂ  Ｆトイ
２４  圧縮機
２７ａ  Ｒ排水管
２７ｂ  Ｆ排水管
２８、２９、３０  断熱仕切壁
３１  制御基板
３２ａ  Ｒ蒸発皿
３２ｂ  Ｆ蒸発皿
３４ａ  R棚最上段
３４ｂ  R棚２段目
３４ｃ  R棚３段目
３４ｄ  R棚最下段
３５  庫内貯蔵室
３９  機械室
４０ａ  Ｒ蒸発器温度センサ
４０ｂ  Ｆ蒸発器温度センサ
４１  冷蔵室温度センサ
４２  冷凍室温度センサ
４３  野菜室温度センサ
４５  トイ温度センサ
４９  機械室ファン
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  放熱器
５１  ドライヤ
５２  三方弁（冷媒制御手段）
５３ａ  冷蔵用キャピラリチューブ（減圧手段）
５３ｂ  冷凍用キャピラリチューブ（減圧手段）
５４ｂ  冷蔵用気液分離器
５４ｂ  冷凍用気液分離器
５５  冷媒合流部
５６  逆止弁
５７ａ、５７ｂ  熱交換部
１０１  トイ部ヒータ
１０２  排水管上部ヒータ
１０３  排水管下部ヒータ
Ｐ１〜Ｐ４  ピン
【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】
2019138516.tif 000009
【図８】
2019138516.tif 000010
【図９】
2019138516.tif 000011
【図１０】
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