(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の各運転速度毎に運転時間をチェックする第１段階と、
前記圧縮機の各運転速度毎に、単位時間当たりの基準着霜量に対する単位時間当たりの着霜量の着霜比をマイクロコンピュータからリードする第２段階と、
前記第１段階で求めた運転時間と前記第２段階で求めた単位時間当たりの着霜比とを利用して除霜積算時間を計算する第３段階と、
該第３段階で計算した除霜積算時間を累積し、所定時間に到達してないと累積を続けるが、所定時間に到達するとヒータをオンさせて除霜を開始する第４段階と、を順次行い、
前記第３段階の除霜積算時間は、圧縮機の運転時間と該運転時間での着霜比とを乗算して求めることを特徴とするインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転速度を変換し得るインバータ冷蔵庫に係るもので、詳しくは、各運転速度毎の着霜量を計算して積算し、圧縮機の運転速度に従って最適の除霜周期を求め、該除霜周期に従って除霜を行い、冷蔵庫の消費電力を低減し得るインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に冷蔵庫の冷凍システムは、冷蔵庫内部の温度を周囲の温度よりも低く維持するため、冷蔵庫内部の熱を吸収して冷蔵庫の外部に放出させる冷凍サイクルにより構成され、冷蔵庫内部の熱を吸収するために蒸発器（冷却器）を利用して冷蔵庫内部よりも低い温度で熱を吸収するようになっている。例えば、冷蔵庫内の温度を−１８℃以下に維持するためには蒸発器の温度を−２３℃以下に維持し、蒸発器の温度を冷蔵庫内では最低に維持するため冷蔵庫内に存在する水分が蒸発器に殆ど付着し、水分が所定量以上着霜すると蒸発器の効率が減少するため、周期的に除去するようになっている。
【０００３】
なお、蒸発器に着霜する水分の量は蒸発器の温度及び風量によって異なるが、蒸発器の温度が高いほど、風量が少ないほど、着霜量は減少する。
このような一般の冷蔵庫においては、図３に示したように、上下に形成された冷凍室２０及び冷蔵室３０と、前記冷蔵室３０の一方の側の下部に設けられ、高温高圧の気体状の冷媒を供給する圧縮機１３と、前記冷凍室２０の一方の側の下部に設けられ、前記圧縮機１３から供給され、凝縮器（図示なし）及び毛細管（図示なし）を経由して低温低圧の液体状に変化した冷媒を蒸発させて周辺部と熱交換を行うことにより、前記冷凍室２０及び冷蔵室３０を冷却させる蒸発器１１と、前記冷凍室２０から放出される冷気を前記冷蔵室３０に供給または遮断して該冷蔵室３０の温度を調節するダンパー１２と、冷気循環作用を行って冷気を強制的に前記冷凍室２０に送風する冷凍ファン１４と、該冷凍ファン１４を駆動する冷凍ファンモータ１０と、を備えて構成されている。
【０００４】
そして、このように構成された冷蔵庫の除霜回路においては、図４に示したように、冷凍室２０及び冷蔵室３０の温度を制御するために各種制御信号を各部に出力するマイクロコンピュータ２１と、冷凍室及び冷蔵室を冷却するために冷媒を圧縮する圧縮機ＣＯＭＰと、蒸発器に着霜した霜を溶かすためのＬ−コード（Ｌ−ＣＯＲＤ）ヒータ２２及びＴＥ−プレート（ＴＥ−ＰＬＡＴＥ）ヒータ２３と、前記マイクロコンピュータ２１の制御に従って前記蒸発器１１、Ｌ−コードヒータ２２及びＴＥプレートヒータ２３の動作を制御する第１〜第３リレーＲＹ１〜ＲＹ３と、前記冷凍室の温度を感知する冷凍センサーＳ１と、霜を除去するために温度を感知する除霜センサーＳ２と、を備えて構成されていた。
【０００５】
以下、このように構成された従来冷蔵庫の除霜制御方法について、図３〜図５に基づいて説明する。
先ず、電源電圧が印加されると、マイクロコンピュータ２１は出力端子Ｐ１を介して第１リレーＲＹ１をオンさせる。これによって、圧縮機ＣＯＭＰが動作してガス状の冷媒を高温高圧に圧縮し、凝縮器（図示せず）及び毛細管（図示せず）を経由して蒸発器１１に供給する。
【０００６】
次いで、該蒸発器１１は冷媒の蒸発により冷凍室２０内の熱を吸収して該冷凍室２０の外部に放出しながら該冷凍室２０を冷却し、冷却ファンモータ１０は冷却ファン１４を駆動して強制送風する冷気循環を行って前記冷凍室２０を冷却させる。ここで、上記冷媒の移動経路は、通常の冷蔵庫の冷却サイクルと同様であるため説明を省略する。
【０００７】
このとき、前記マイクロコンピュータ２１は前記冷凍室２０内に設けられた冷凍センサーＳ１から前記冷凍室２０の温度を導き、該冷凍室２０の温度があらかじめ設定された温度に到達すると、前記マイクロコンピュータ２１は前記第１リレーＲＹ１をオフして前記圧縮ＣＯＭＰの動作を中止させる。
次いで、ダンパー１２をオンまたはオフさせて前記冷凍室２０の冷気を冷蔵室３０に供給または遮断して、前記冷蔵室３０の内部の温度を調節する。
【０００８】
このような動作が行われるとき、前記マイクロコンピュータ２１は圧縮機ＣＯＭＰの運転時間を積算し、該積算時間が所定時間（例えば、７時間程度）に到達すると、該マイクロコンピュータ２１は各リレーＲＹ２，ＲＹ３を駆動して除霜を開始する。
即ち、図５に示したように、圧縮機の各運転時間（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を全て積算して除霜積算時間を求め（Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）、該除霜積算時間（Ｔ）が７時間になると前記マイクロコンピュータ２１は各出力端子Ｐ２，Ｐ３を介して第２，第３リレーＲＹ２，ＲＹ３をオンさせる。これによって、Ｌ−コードヒータ２２及びＴＥ−プレートヒータ２３が作動して蒸発器１１に着霜した霜（或いは氷）が溶解する。
【０００９】
このように前記蒸発器１１に着霜した霜が溶解する間、前記マイクロコンピュータ２１は除霜センサーＳ２から温度を導き、所定温度に到達すると前記第２、第３リレーＲＹ２、ＲＹ３をオフさせ前記各ヒータの動作を中止させ、冷蔵庫の運転及び除霜が反復して行われるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の冷蔵庫の除霜制御方法においては、圧縮機の運転速度が常に同一で、単位時間当たりの除霜量がほぼ一定しているため、単に圧縮機の運転時間を積算し、所定時間（例えば、７時間）に到達すると自動的に除霜を行うように除霜周期が設定されていた。従って、周辺温度によって圧縮機の運転速度が可変するインバータ冷蔵庫の特性上、運転時間だけを累積して除霜周期を設定する従来の方法は、例えば、低速運転時には運転率が長くなって、除霜を必要とする着霜量に到達してない場合にも拘わらず、除霜積算時間に到達して除霜が行われるため、必要以上の除霜を行って消費電力量が上昇するという不都合な点があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、各運転速度毎に単位時間当たりの着霜比を計算して除霜積算時間を選定し、最適の除霜周期を維持して、消費電力を低減させ、除霜効率を向上し得るインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法においては、圧縮機の各運転速度毎に運転時間をチェックする第１段階と、前記圧縮機の各運転速度毎に、単位時間当たりの基準着霜量に対する単位時間当たりの着霜量の着霜比をマイクロコンピュータから導く第２段階と、前記第１段階で求めた運転時間と前記第２段階で求めた単位時間当たりの着霜比とを利用して除霜積算時間を計算する第３段階と、該第３段階で計算した除霜積算時間を累積し、所定時間に到達してないと累積を続けるが、所定時間に到達するとヒータをオンさせて除霜を開始する第４段階、とを順次行い、前記第３段階の除霜積算時間は、圧縮機の運転時間と該運転時間での着霜比とを乗算して求めるようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係るインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法においては、図１に示したように、圧縮機の各運転速度毎に運転時間をチェックする第１段階（Ｓ１１）と、前記圧縮機の各運転速度毎に単位時間当たりの着霜比をマイクロコンピュータから導く第２段階（Ｓ１２）と、前記第１段階（Ｓ１１）で求めた運転時間と前記第２段階（Ｓ１２）で求めた単位時間当たりの着霜比とを乗算して除霜積算時間を計算する第３段階（Ｓ１３）と、該第３段階（Ｓ１３）で計算した除霜積算時間を累積し、所定時間に到達してないと除霜積算時間の累積を続けるが、所定時間に到達するとヒータをオンさせて除霜を開始する第４段階（Ｓ１４）、とを順次行うようになっている。
【００１４】
ここで、上記着霜比とは、通常の運転時の単位時間当たりの着霜量を基準にして、各運転速度に対する単位時間当たりの着霜率の比率を表す。即ち、基準着霜量をＨＳとし、低速のときの単位時間当たりの着霜量をＨＬとすると、低速での着霜比はＨＬ／ＨＳになる。
以下、このように各段階に対する本発明の基本動作に対し、図３及び図４を用いて説明するが、その前に、インバータ冷蔵庫について簡単に説明する。インバータ冷蔵庫は、周囲温度に従って圧縮機の駆動速度が可変するため、冷蔵庫内部の温度が高い場合は高速運転を行って冷蔵庫の内部温度を迅速に冷却させ、また、冷蔵庫の内部温度が低くドアーの開閉が殆どない場合は低速運転を行うようになる。
【００１５】
即ち、本発明に係るインバータ冷蔵庫においては、圧縮機の運転速度が可変するため、各運転速度に対する蒸発温度が相異して着霜量が異なることを鑑みて除霜周期を設定するようにしたものである。
先ず、電源電圧が印加されると、マイクロコンピュータ２１は出力端子Ｐ１を介して第１リレーＲＹ１をオンさせる。これによって圧縮機ＣＯＭＰが駆動されてガス状の冷媒を高温高圧に圧縮し、凝縮器（図示なし）及び毛細管（図示なし）を経由して蒸発器１１に供給する。
【００１６】
次いで、前記蒸発器１１は冷媒との熱交換により冷凍室２０を冷却させ、冷却ファンモータ１０は冷却ファン１４を駆動させて強制送風させる冷気循環を行って前記冷凍室２０を冷却する。
このとき、前記マイクロコンピュータ２１は前記冷凍室２０内に設けられた冷凍センサーＳ１から該冷凍室２０の温度を導き、該冷凍室２０の温度が既設定の温度に到達すると、前記マイクロコンピュータ２１は前記第１リレーＲＹ１をオフさせて前記圧縮機ＣＯＭＰの動作を中止させる。これによって、蒸発器１１内に冷媒が供給されないため、冷却動作が停止する。
【００１７】
次いで、ダンパー１２をオンまたはオフさせて前記冷凍室２０の冷気を冷蔵室３０に供給または遮断することにより、前記冷蔵室３０内の温度を調節するようになる。
より詳しく説明すると、図１及び図２に示したように、冷凍室２０及び冷蔵室３０の冷気の流れを制御して温度を調節するとき、マイクロコンピュータ２１は圧縮機ＣＯＭＰの運転速度毎に該圧縮機ＣＯＭＰの運転時間をチェックする（Ｓ１１）。
【００１８】
次いで、運転速度毎に単位時間当たりの着霜比を求める（Ｓ１２）。
次いで、前記運転時間及び単位時間当たりの着霜比を利用して除霜積算時間Ｔを計算する。
例えば、図２に示したように、冷蔵庫の運転が時間Ｔ１の間は高速運転を行い、時間Ｔ２，Ｔ３の間は中速運転を行い、時間Ｔ４，Ｔ５の間は低速運転を行う。そして、通常の運転時の単位時間当たりの基準着霜量は高速運転時の着霜量のＨ１であると仮定すると、Ｔ１の間、５９Ｈｚの高速で運転する場合の単位時間当たりの着霜比はＨ１／Ｈ１になり、このときの除霜積算時間（ＴＨ）は次式のようになる。
【００１９】
ＴＨ＝Ｔ１×（Ｈ１／Ｈ１）
次いで、このように求めた除霜積算時間が除霜しようとする所定時間（以下、除霜時間と称す）に到達したかをチェックし（Ｓ１４）、除霜時間に到達してないと、Ｔ２，Ｔ３の時間の間、５４Ｈｚの中速で単位時間当たりの着霜比Ｈ２／Ｈ１を有して圧縮機が再び運転するときの除霜積算時間（ＴＭ）を求める。
【００２０】
ＴＭ＝（Ｔ２＋Ｔ３）×（Ｈ２／Ｈ１）
次いで、今まで圧縮機が高速及び中速で運転を行った間の除霜積算時間を加算し（ＴＨ＋ＴＭ＝Ｔ１（Ｈ１／Ｈ１）＋（Ｔ２＋Ｔ３）×（Ｈ２／Ｈ１））、加算された時間が除霜時間に到達したかを再び比較し、除霜時間に到達してないと、Ｔ４，Ｔ５の間、３９Ｈｚの低速で単位時間当たりの着霜比Ｈ３／Ｈ１を有して圧縮機が再び運転するときの除霜積算時間（ＴＬ）を求めると、次式のようになる。
【００２１】
ＴＬ＝（Ｔ４＋Ｔ５）×（Ｈ３／Ｈ１）
次いで、現在まで圧縮機が高速、中速及び低速に運転を行った間の除霜積算時間（Ｔ＝ＴＨ＋ＴＭ＋ＴＬ）を求める。
Ｔ＝ＴＨ＋ＴＭ＋ＴＬ
＝〔Ｔ１×（Ｈ１／Ｈ１）〕＋〔（Ｔ２＋Ｔ３）×（Ｈ２／Ｈ１）〕＋〔（Ｔ４＋Ｔ５）×（Ｈ３／Ｈ１）〕
ここで、前記各Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３は各運転速度毎の単位時間当たりの着霜量、Ｔ１〜Ｔ５は圧縮機の運転時間をそれぞれ示す。
【００２２】
次いで、このように求めた除霜積算時間（Ｔ）が除霜時間に到達したかを比較し（Ｓ１４）、除霜時間に到達していると、前記マイクロコンピュータ２１は各出力端子Ｐ２，Ｐ３を介して第２，第３リレーＲＹ２，ＲＹ３をオンさせ、よって、Ｌコードヒータ２２及びＴＥ−プレートヒータ２３が作動して前記蒸発器１１に着霜されている霜（或いは氷）を溶かすようになる。
【００２３】
このとき、前記マイクロコンピュータ２１は除霜センサーＳ２から温度を導き、所定温度に到達すると前記第２，第３リレーＲＹ２，ＲＹ３をオフさせてヒータの動作を中止させる。
尚、上記過程において、運転速度に対応する着霜比はマイクロコンピュータの内部メモリにすでに貯蔵されている。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御方法においては、各運転速度毎に単位時間当たりの着霜比を求めて除霜積算時間を計算し、該除霜積算時間を利用して除霜を行うため、消費電力を低減し、除霜の効率性を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインバータ冷蔵庫の最適除霜周期の制御過程を示したフローチャートである。
【図２】本発明に係る除霜積算時間を求めるための圧縮機の運転時間に対する運転周期を示したタイミング図である。
【図３】一般の冷蔵庫の構造を示した概略正面図である。
【図４】一般の冷蔵庫の除霜回路を示したブロック図である。
【図５】一般の冷蔵庫の除霜積算時間を求めるときの圧縮機の運転時間に対する運転周期を示したタイミング図である。
【符号の説明】
１０…冷凍ファンモータ
１１…蒸発器
１２…ダンパー
１３、ＣＯＭＰ…圧縮機
２０…冷凍室
２１…マイクロコンピュータ
２２…Ｌ−コードヒータ
２３…ＴＥ−プレートヒータ
３０…冷蔵室
Ｓ１…冷凍センサー
Ｓ２…除霜センサー
【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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