(57)【要約】【課題】冷蔵庫の低外気温時の除霜制御に関し、除霜時間の最適化を図ることにより、食品保鮮性を確保し、省電力で信頼性の高い除霜制御を行う。【解決手段】冷却器１１の除霜を行う除霜ヒータ１３と、冷却器１１の温度を検知する冷却器温度検知手段２３と、除霜ヒータ１３に通電し冷却器温度検知手段２３の検知温度が除霜終了温度になったときに除霜ヒータ１３の通電を止める制御手段３３と、冷蔵庫周囲の温度を検知する外気温検知手段３４を備え、外気温度検知手段３４の検知温度が所定の温度より低い場合の除霜終了温度が、外気温度検知手段３４の検知温度が所定の温度より高い場合の除霜終了温度よりも低くなり、除霜時に冷却器の温度が安定してしまう外気温度に除霜終了温度が近くなるので、霜取時間を短くすることが可能となり、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却器の除霜を行う除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段と、前記除霜ヒータに通電し前記冷却器温度検知手段の検知温度が除霜終了温度になったときに前記除霜ヒータの通電を止める制御手段と、冷蔵庫周囲の温度を検知する外気温検知手段を備え、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より低い場合の除霜終了温度を、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より高い場合の除霜終了温度よりも低くすることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
除霜終了温度を外気温度よりも所定の温度高くすることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
制御手段にタイマ機能を備え、除霜時の冷却器の温度が所定の温度以上であることを所定の時間以上続けて検知した場合に除霜終了とすることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
制御手段にタイマ機能とカウンタ機能を備え、冷却器の温度が所定の温度以上であることを所定の時間間隔で所定の回数検知した場合に除霜終了とすることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
制御手段に冷却器温度検知手段の検知温度の変化率を演算する温度変化率演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上で前記温度変化率演算手段の温度変化率が所定の値以下となった場合に除霜終了とすることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
制御手段にタイマ機能と冷却器温度検知手段の検知温度の平均値を演算する平均温度演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上になった場合、以降の経過時間と以降の冷却器平均温度の積が所定の値以上となった場合に除霜終了とすることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫の低外気温時の除霜制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、間接冷却方式を用いた冷蔵庫の自動除霜制御は、タイマ制御による定時間、または、圧縮機の運転時間の積算値が所定の値になった場合に除霜を開始し、冷却器近傍に設けられた冷却器温度検知手段の検知温度が所定の除霜終了温度になった時に除霜を終了する。この除霜終了温度は、外気温度によらず―定であるか、もしくは低外気温度時は、高外気温度時よりも高い値に設定されている。（例えば、特許文献１参照）
以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。
【０００３】
図８は、従来の冷蔵庫の上部側断面図である。冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱２と冷凍室内箱３、冷蔵室内箱４との間に充填された断熱材７で外郭を構成し、内側に食品を収納する冷凍室５と冷蔵室６を構成している。冷凍室５の底壁９と冷蔵室６の天壁２０により仕切り壁８が構成され、内部に冷却室１０が形成される。この冷却室１０内に冷却器１１が配設される。冷却器１１は複数のフィン２１に冷媒配管１２と除霜ヒータ１３を蛇行状に貫通して構成されている。
【０００４】
冷却器１１により冷却された空気は冷却室１０後方に設置された送風ファン１８により吸引され、ダクト１９により冷凍室５と冷蔵室６に分配され、それぞれ設定温度に冷却される。
【０００５】
図９は、従来の冷蔵庫の除霜制御装置の機能ブロック図である。
【０００６】
圧縮機３０の運転時間をタイマ３１が積算する。タイマ３１は例えば８時間の積算にて除霜開始出力を発生し、制御手段３３に入力する。外気温度検知手段３４は冷蔵庫１の周囲温度（Ｔa）を検知し、冷却器１１近傍に設置された冷却器温度検知手段２３は冷却器の温度を検知し、それぞれ制御手段３３に温度データが入力される。制御手段３３はタイマ３１より除霜開始出力が入力されると、除霜ヒータ１３に通電させる。その後冷却器１１の温度（Ｔe）が上昇して所定の除霜終了温度に達すると除霜ヒータ１３の通電を停止するが、周囲温度（Ｔa）が所定の低温度であるときには、この除霜終了温度を上昇する。
【０００７】
図１０は、従来の冷蔵庫の除霜制御のフローチャート図である。
【０００８】
電源投入からスタートし、ステップ４０で圧縮機３０が運転しているか否か判断し運転していればステップ４１でタイマ３１がカウントしステップ４２に進む。ステップ４０で圧縮機３０が停止している時、また、ステップ４２でタイマ３１のカウントが例えば８時間経過していない時はともにステップ４０に戻る。圧縮機３０の運転積算時間が８時間になるとステップ４２からステップ４３に進み、ここで周囲温度（Ｔa）が例えば１０℃以上であるか否か判断し、１０℃以上であればステップ４４で冷却器１１の除霜を開始し、ステップ４５で冷却器１１の温度（Ｔe）が例えば１８℃であるか否か判断し、１８℃でなければステップ４４に戻る。この様にして温度（Ｔe）が１８℃になるまで除霜を続け、１８℃に達した時点でステップ４６に進んで除霜は終了し、タイマ３１はリセットされる。即ちこのとき冷却器温度検知手段２３の検知する温度は１８℃である。
【０００９】
次に、ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ４７に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ４８で温度（Ｔe）が２５℃か否かを判断し、達していなければステップ４７に戻る。この様にして温度（Ｔe）が２５℃になるまで除霜を続け、２５℃に達した時点でステップ４６に進む。即ち、この時冷却器温度検知手段２３の検知温度は２５℃となる。これにより、低外気温度時に冷却器１１の流出側に霜残りが生ずることは解消される。
【特許文献１】特開昭６１−１０１７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記従来の冷蔵庫は、低外気温度時の除霜終了温度を高外気温度時よりも高くするものであり、低外気温度時は除霜時の冷却器内の冷媒圧力が外気温度と同じ飽和圧力で安定し、外気温度以上に冷却器の温度が上がりにくいため除霜時間が異常に長くなる。即ち、庫内を冷却しない時間が長くなるため、庫内の食品の昇温が大きく保鮮性が悪くなるという課題がある。
【００１１】
また、除霜時間が長くなると、除霜ヒータの通電による電力量が増加するとともに、庫内の昇温が大きくなるため除霜後の冷却運転も長時間となることから消費電力量が増大するという課題がある。
【００１２】
また、除霜時間が長くなると、冷却器周囲に残った水分の蒸発量が多くなり、水蒸気が冷却室から庫内へ流出しやすくなり、流出した水蒸気が庫内の部品や食品等に結露、着霜するという課題がある。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、低外気温時においても食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑え、確実に除霜を行う信頼性の高い、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】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より低い場合の除霜終了温度を、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より高い場合の除霜終了温度よりも低くするものである。
【００１５】
これによって、低外気温時に適した除霜終了制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の冷蔵庫は、低外気温時においても最適な除霜終了制御により、食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑え、確実に除霜を行え、信頼性の高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、冷却器の除霜を行う除霜ヒータと、前記冷却器の温度を検知する冷却器温度検知手段と、前記除霜ヒータに通電し前記冷却器温度検知手段の検知温度が除霜終了温度になったときに前記除霜ヒータの通電を止める制御手段と、冷蔵庫周囲の温度を検知する外気温検知手段を備え、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より低い場合の除霜終了温度を、前記外気温度検知手段の検知温度が所定の温度より高い場合の除霜終了温度よりも低くするものであり、除霜終了温度を除霜時に冷却器の温度が安定してしまう外気温度に近づけることにより、低外気温時に適した除霜終了制御が可能となり、除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。また、除霜時間の適正化により消費電力量を抑えられる。また、除霜による水蒸気が冷却室から庫内へ流出しにくくなり、庫内の部品や食品等への結露、着霜を抑制することができ、除霜信頼性が高まる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、除霜終了温度を外気温度よりも所定の温度高くするものであり、外気温度によらず除霜終了温度と除霜時に冷却器の温度が安定してしまう温度との温度差が均一になり、各外気温時に適した除霜終了制御が可能となり、除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、制御手段にタイマ機能を備え、除霜時の冷却器の温度が所定の温度以上であることを所定の時間以上続けて検知した場合に除霜終了とするものであり、除霜時に冷却器の温度が外気温度に近い温度で安定しても、所定の温度以上であれば所定の時間が経過すれば除霜は終了するので、温度と時間経過の両方で除霜の終了判定を行うことで、冷却器の霜取り信頼性を向上することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、制御手段にタイマ機能とカウンタ機能を備え、冷却器の温度が所定の温度以上であることを所定の時間間隔で所定の回数検知した場合に除霜終了とするものであり、電気的ノイズで冷却器の温度を誤検知した場合や、水滴や氷粒のような物理的ノイズにより検知温度が短時間急激に変化した場合等に除霜終了判定がリセットされ、除霜終了制御の信頼性がさらに高まる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、制御手段に冷却器温度検知手段の検知温度の変化率を演算する温度変化率演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上で前記温度変化率演算手段の温度変化率が所定の値以下となった場合に除霜終了とするものであり、外気温度近くで冷却器温度が安定してしまった場合においても除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、制御手段にタイマ機能と冷却器温度検知手段の検知温度の平均値を演算する平均温度演算手段を備え、前記冷却器温度検知手段の検知温度が０℃以上になった場合、以降の経過時間と以降の冷却器平均温度の積が所定の値以上となった場合に除霜終了とするものであり、冷却器温度が安定してしまう温度が高い場合は除霜時間を短く除霜効率を向上することができ、低い場合は時間をかけて除霜信頼性を向上させることができるので、外気温度ごとに最適に除霜制御を行うことができ、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成には、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における除霜時の冷却器の温度挙動を示す図である。
【００２５】
図１において、除霜開始時の冷却器の温度は、冷却運転を行っていたため−３０℃程度の極低温である。除霜が開始され除霜ヒータに通電されると、冷却器は過熱され急激に温度が上昇する。温度が０℃近くになると冷却器に付着した霜の蒸発潜熱の影響を受け温度上昇の傾きが緩やかになる。霜がすべて融解すると冷却器の温度は再び上昇し始める。このとき、外気温度が霜取終了温度（Ｔｄ）よりも高ければ、冷却器内の冷媒は冷媒圧力が外気温度と同じ飽和圧力で安定しやすいので、急激に温度は上昇する。しかし、外気温度が霜取終了温度（Ｔｄ）よりも低くければ、冷却器の温度は外気温度に近い温度で安定してしまい温度は上昇しにくい。
【００２６】
即ち、霜取終了温度（Ｔｄ）を高外気温度と低外気温度で同一の温度の場合や、高外気温度よりも低外気温度を高く設定した場合は、霜取時間が必要以上に長くなる。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態１による除霜制御のフローチャート図である。なお、ステップ４６までは、従来の冷蔵庫と同一の動作を行う。
【００２８】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ５０に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ５１で温度（Ｔe）が例えば１０℃か否かを判断し、達していなければステップ５０に戻る。この様にして温度（Ｔe）が１０℃になるまで除霜を続け、１０℃に達した時点でステップ４６に進む。即ち、この時冷却器温度検知手段２３の検知温度は１０℃となり、周囲温度が１０℃以上であるときの検知温度１８℃よりも低い値となる。これにより、霜取時間を短くすることが可能となる。すなわち、除霜終了温度を除霜時に冷却器の温度が安定してしまう外気温度に近づけることにより、低外気温時に適した除霜終了制御が可能となり、除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。また、除霜時間の適正化により消費電力量を抑えられる。また、除霜による水蒸気が冷却室から庫内へ流出しにくくなり、庫内の部品や食品等への結露、着霜を抑制することができ、除霜信頼性が高まる。
【００２９】
なお、本実施例には、横置きのフィンチューブ冷却器の従来例を引用したが、冷却器の形態、設置をこれに限定するものではない。また、冷却器の数量も１つに限定するものではなく複数個であってもよい。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による除霜制御のフローチャート図である。
【００３１】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ６０に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ６１で温度（Ｔe）が周囲温度（Ｔａ）に所定の温度（Ｔｘ）を和した値、例えば周囲温度５℃に所定の温度３Ｋを和した８℃か否かを判断し、達していなければステップ６０に戻る。この様にして温度（Ｔe）が８℃になるまで除霜を続け、８℃に達した時点でステップ４６に進む。即ち、この時冷却器温度検知手段２３の検知温度は８℃となり、周囲温度が１０℃以上であるときの検知温度１８℃よりも低い値となる。これにより、外気温度によって除霜終了温度を変化できるので、除霜終了温度と外気温度との差が大きくなり、除霜時間が長くなることを防止できる。すなわち、各外気温時に適した除霜終了制御が可能となり、除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【００３２】
なお、外気温度が０℃以下であり、除霜終了温度が０℃付近、またはそれ以下となる場合には、所定の温度（Ｔｘ）を終了検知温度が霜取り不可能にならない所定の温度以上の値になるように設定するようにしてもよい。
【００３３】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３による除霜制御のフローチャート図である。
【００３４】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ７０に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ７１で温度（Ｔe）が例えば８℃か否かを判断し、達していなければステップ７０に戻る。温度（Ｔｅ）が８℃に達すると、ステップ７２に進みタイマがカウントをはじめ、ステップ７３で所定の時間例えば５ｍｉｎが経過したか否かを判断する。５ｍｉｎ経過した時点でステップ４６に進む。
【００３５】
これにより、温度と時間経過の両方で除霜の終了判定を行うので、冷却器の霜取り信頼性を向上することができる。
【００３６】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４による除霜制御のフローチャート図である。
【００３７】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ８０に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ８１で温度（Ｔe）が例えば８℃か否かを判断し、達していなければステップ８０に戻る。温度（Ｔｅ）が８℃に達すると、ステップ８２に進みタイマがカウントをはじめ、所定の時間例えば６０ｓｅｃカウントを行うと、ステップ８３に進みカウンタ（図示しない）が１回カウントを行う。ステップ８４でカウントが所定の回数例えば５回に達したらステップ８５でカウンタをリセットしステップ４６に進む。
【００３８】
これにより、電気的ノイズで冷却器の温度を誤検知した場合や、水滴や氷粒のような物理的ノイズにより検知温度が短時間急激に変化した場合等により除霜終了判定がリセットされ、除霜時間が長くなることを防止することができるので、除霜終了制御の信頼性がさらに高まる。
【００３９】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５による除霜制御のフローチャート図である。
【００４０】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ９０に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ９１で温度（Ｔe）が例えば０℃か否かを判断し、達していなければステップ９０に戻る。温度（Ｔｅ）が０℃に達すると、ステップ９２に進み温度変化率演算手段（図示しない）が所定の時間当りの冷却器の温度上昇値（Ｚ）の演算をはじめる。ステップ９３でＺが所定の値か否かを判断し、Ｚが例えば０.１Ｋ／ｍｉｎ以下に達したらステップ４６に進む。
【００４１】
これにより、外気温度近くで冷却器温度が安定してしまった場合においても、除霜時間を短くすることが可能となり、除霜時間の適正化により、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【００４２】
（実施の形態６）
図７は本発明の実施の形態６による除霜制御のフローチャート図である。
【００４３】
ステップ４３で周囲温度（Ｔａ）が１０℃未満であるときは、ステップ１００に進んでステップ４４と同様に冷却器１１の除霜を開始し、ステップ１０１で温度（Ｔe）が例えば０℃か否かを判断し、達していなければステップ１００に戻る。温度（Ｔｅ）が０℃に達すると、ステップ１０２に進みタイマが温度（Ｔｅ）が０℃以上となる経過時間（Ｄ）のカウントを行いステップ１０３に進む。ステップ１０３では平均温度演算手段（図示しない）が温度（Ｔｅ）が０℃を超えてからの平均温度（Ｔａｖｅ）を演算しステップ１０４に進む。ステップ１０４では経過時間（Ｄ）と平均温度（Ｔａｖｅ）との積が所定の値（Ｗ）以上であるか否かを判定し、Ｗが例えば１００（Ｋ・ｍｉｎ）以上になるとステップ４６に進む。
【００４４】
これにより、冷却器温度が安定してしまう温度が高い場合は除霜時間を短く除霜効率を向上することができ、低い場合は時間をかけて除霜信頼性を向上させることができるので、外気温度ごとに最適に除霜制御を行うことができ、庫内の食品の昇温をおさえ保鮮性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、低外気温時においても最適な除霜終了制御により、食品の保鮮性を維持し、消費電力量を抑え、確実に除霜を行えるので、食品を保存する冷凍機器等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１における除霜時の冷却器の温度挙動を示す図
【図２】本発明による冷蔵庫の実施の形態１の除霜制御のフローチャート
【図３】本発明による冷蔵庫の実施の形態２の除霜制御のフローチャート
【図４】本発明による冷蔵庫の実施の形態３の除霜制御のフローチャート
【図５】本発明による冷蔵庫の実施の形態４の除霜制御のフローチャート
【図６】本発明による冷蔵庫の実施の形態５の除霜制御のフローチャート
【図７】本発明による冷蔵庫の実施の形態６の除霜制御のフローチャート
【図８】従来の冷蔵庫の上部側断面図
【図９】従来の冷蔵庫の除霜制御装置の機能ブロック図
【図１０】従来の冷蔵庫の除霜制御のフローチャート
【符号の説明】
【００４７】
１    冷蔵庫本体
１１    冷却器
１３    除霜ヒータ
２３    冷却器温度検知手段
３１    タイマ
３３    制御手段
３４    外気温度検知手段
８３    カウンタ
９２    温度変化率演算手段
１０３    平均温度演算手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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