JP7650832B2 - refrigerator - Google Patents
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Description
本開示は、冷蔵庫に関する。 This disclosure relates to refrigerators.
特許文献1には、ワイン室を冷却するためのワイン室供給風路の前方が、吹出口を有していない仕切体によって区画され、ワイン室供給風路を流れる空気がワイン室に流れ込まないようにした冷蔵庫(特許文献1の(0077))が開示されている。ここで、ワイン室は、左冷蔵室及び右冷蔵室よりも温度の高い収納空間である保存室であり(特許文献1の(0035))、冷蔵庫は、ワイン室を加熱する手段、例えば、電気ヒータ等を備えても良いこと、これにより、ワイン室の内部を室温よりも高い温度で保温することもできること(特許文献1の(0087))も開示されている。
特許文献2には、冷蔵室は、冷却板を用いて直接冷却方式で冷却され、「冷凍室は、冷凍室用蒸発器と熱交換された冷気が循環することで室内が冷却される冷蔵庫(特許文献2の(0064))が開示されている。また、冷蔵室を直接冷却方式で冷却することで、冷蔵室内の湿度を高い状態に維持することができること(特許文献2の(0065))、冷却板の温度を露点温度より上に保つことで、冷却板に付着する結露をより一層抑えること(特許文献2の(0066))が開示されている。
特許文献3には、直接冷却方式の冷蔵室蒸発器にて冷却される冷蔵室と、間接冷却方式にて冷却される冷凍室と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵室の内箱背面に、壁面に接して冷蔵室蒸発器が配置され、冷蔵室内が冷蔵室蒸発器によって冷却される冷却壁面を有する構成(特許文献3の(0007)、(0032)等)が開示されている。そして、冷蔵室の温度により開閉ダンパーの開閉を行うことで、冷凍室内冷気もしくは冷凍室蒸発器と熱交換した冷気の量をコントロールする構成(特許文献3の(0042))、冷蔵室冷却壁面が着霜した場合には、三方弁により冷媒をキャピラリーチューブへ流れる回路に切り替え、冷蔵室蒸発器の冷却を停止して、冷蔵室冷却壁面の除霜を行う構成(特許文献3の(0043))が開示されている。
特許文献1に記載のワイン室は、他の冷蔵室よりも温度が高く設定される(特許文献1の(0035)、(0087)等)。なお、例えばJIS C9801-3:2015及びIEC 62552-3:2015に記載の消費電力量算出のための目標温度は、ワイン室が12℃、冷蔵室が4℃である。よって、ワイン室の場合は、貯蔵室と外気との温度差が小さく、ワイン室を冷却するために必要な冷却能力が比較的低くても成立する。また、特許文献1においては、仕切体への着霜や結露に対する対策は検討されていない。
The wine compartment described in
特許文献2に記載の冷蔵庫においては、冷蔵室を冷却板で冷却する際に、冷蔵室内を高湿にしながら冷却板の温度を露点温度より上に保つため、冷蔵室内と露点温度以上の冷却板とで温度差が小さく、冷却能力の確保が難しい。
In the refrigerator described in
なお、特許文献2には、冷蔵室送りダンパを開けて冷却室からより低温の冷気を送り込む間接冷却方式により、冷蔵室を早く冷却することが記載されている(特許文献2の(0064)及び(0065))。しかしながら、冷蔵室を直接冷却方式で冷却することで冷蔵室内の湿度を高い状態に維持していることから、間接冷却方式で冷却能力を補うと冷蔵室の湿度が低下してしまい、この場合も冷蔵室内を高湿にしながら冷却板の温度を露点温度より上に保つことは難しい。また、冷蔵室内の結露を抑える手法として、前述の間接冷却方式により湿度を下げることから(特許文献2の(0066))、冷蔵室内の結露又は着霜を抑えられる範囲でしか高湿にできないと考えられる。
特許文献3に記載の冷蔵庫は、直接冷却方式の冷蔵室蒸発器にて冷却される冷蔵室を備えたものであり、冷蔵室蒸発器によって冷却される冷却壁面が冷蔵室に露出した構成を有している。このため、冷却壁面の温度が着霜する程度の温度となった場合、冷蔵室の冷却壁面の近くに置かれた食品等が凍結してしまう問題が生じると考えられる。
The refrigerator described in
本開示の目的は、冷蔵室を冷却するために冷却板を設けた冷蔵庫において、冷蔵室を短時間で冷却し、かつ、冷蔵室の湿度を高く保つとともに、冷蔵室内において食品等の凍結及び望ましくない部位における結露又は着霜を防止することにある。 The objective of this disclosure is to cool the refrigerator compartment in a short time, maintain high humidity in the refrigerator compartment, and prevent freezing of food and the like and condensation or frost formation in undesirable areas in the refrigerator compartment in a refrigerator equipped with a cooling plate for cooling the refrigerator compartment.
本開示の冷蔵庫は、冷蔵室と、圧縮機、放熱器、減圧部及び蒸発器を環状に冷媒配管で繋いだ冷凍サイクルと、一面が冷蔵室側の第一風路に面する冷却板と、第一風路の空気を昇圧する冷蔵室ファンと、を備え、冷却板の他面は、冷媒配管のうち減圧部から圧縮機の吸込側までの部分に接する構成、又は、蒸発器で冷却された冷気が流れる第二風路に面する構成を有し、冷媒配管の部分を流れる冷媒又は第二風路を流れる冷気によって、冷却板の第一風路側の表面温度が、冷蔵室の霜点温度より低い温度にまで冷却されることを特徴とする。 The refrigerator disclosed herein comprises a refrigerator compartment, a refrigeration cycle in which a compressor, a radiator, a pressure reducing section, and an evaporator are connected in a ring shape by refrigerant piping, a cooling plate with one side facing a first air duct on the refrigerator compartment side, and a refrigerator compartment fan that pressurizes the air in the first air duct, and the other side of the cooling plate is configured to contact a portion of the refrigerant piping from the pressure reducing section to the suction side of the compressor, or to face a second air duct through which cold air cooled by the evaporator flows, and is characterized in that the surface temperature of the cooling plate on the first air duct side is cooled to a temperature lower than the frost point temperature of the refrigerator compartment by the refrigerant flowing through the refrigerant piping or the cold air flowing through the second air duct.
また、本開示の冷蔵庫は、冷蔵室と、圧縮機、放熱器、減圧部及び蒸発器を環状に冷媒配管で繋いだ冷凍サイクルと、一面が冷蔵室側の第一風路に面する冷却板と、第一風路の空気を昇圧する冷蔵室ファンと、を備え、冷却板の他面は、冷媒配管のうち減圧部から圧縮機の吸込側までの部分に接する構成、又は、蒸発器で冷却された冷気が流れる第二風路に面する構成を有し、冷媒配管の部分を流れる冷媒又は第二風路を流れる冷気によって、冷却板の第一風路側に着霜させることを特徴とする。 The refrigerator disclosed herein also includes a refrigerator compartment, a refrigeration cycle in which a compressor, a radiator, a pressure reduction section, and an evaporator are connected in a ring shape by refrigerant piping, a cooling plate with one side facing a first air duct on the refrigerator compartment side, and a refrigerator compartment fan that pressurizes the air in the first air duct, and the other side of the cooling plate is configured to contact a portion of the refrigerant piping from the pressure reduction section to the suction side of the compressor, or to face a second air duct through which cold air cooled by the evaporator flows, and is characterized in that frost forms on the first air duct side of the cooling plate by the refrigerant flowing through the refrigerant piping or the cold air flowing through the second air duct.
本開示によれば、冷蔵室を冷却するために冷却板を設けた冷蔵庫において、冷蔵室を短時間で冷却し、かつ、冷蔵室の湿度を高く保つとともに、冷蔵室内において食品等の凍結及び望ましくない部位における結露又は着霜を防止することができる。 According to the present disclosure, in a refrigerator provided with a cooling plate for cooling the refrigerator compartment, the refrigerator compartment can be cooled in a short time, the humidity in the refrigerator compartment can be kept high, and the freezing of food and the like in the refrigerator compartment and the formation of condensation or frost in undesirable areas can be prevented.
以下、本開示に係る実施例について説明する。ただし、本実施例は、以下の内容に何ら制限されず、本開示の要旨を損なわない範囲内で任意に変更して実施可能である。 Below, examples of the present disclosure are described. However, the examples are not limited to the following content in any way, and can be modified as desired without departing from the spirit of the present disclosure.
図1は、実施例に係る冷蔵庫を示す正面図である。なお、以下の説明では、6ドアの冷蔵庫1を例に挙げて説明するが、6ドアに限定されるものではない。
Figure 1 is a front view showing a refrigerator according to the embodiment. In the following explanation, a six-
本図に示すように、冷蔵庫1の断熱箱体10は、上部から、冷蔵室2、左右に併設された製氷室3及び上段冷凍室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、冷蔵室ドア2a、2b、製氷室ドア3a、上段冷凍室ドア4a、下段冷凍室ドア5a及び野菜室ドア6aである。冷蔵室ドア2a、2bは観音開きであり、製氷室ドア3a、上段冷凍室ドア4a、下段冷凍室ドア5a及び野菜室ドア6aは引き出し式である。
As shown in the figure, the
冷蔵室ドア2a、2bを冷蔵庫1に固定するために、ドアヒンジ(図示せず)が冷蔵室2上部および下部に設けられており、上部のドアヒンジはヒンジカバー16で覆われている。
To secure the
冷蔵室2及び野菜室6は、庫内を基本的に冷蔵温度帯(0℃以上)に制御する冷蔵貯蔵室で、例えば冷蔵室2は約2℃、野菜室6は約6℃に制御される。製氷室3、上段冷凍室4及び下段冷凍室5は、庫内を冷凍温度帯(0℃未満)に制御する冷凍室7(冷凍貯蔵室)を構成する。冷凍室7は、例えば、平均的に-20℃程度に制御されることが望ましい。
冷蔵室2と、製氷室3及び上段冷凍室4とは、断熱仕切壁27によって隔てられている。下段冷凍室5と野菜室6とは、断熱仕切壁28によって隔てられている。また、製氷室3及び上段冷凍室4と、下段冷凍室5との間の前面側には、断熱仕切壁29及び断熱仕切壁30が設けられている。断熱仕切壁30は、ドア3a、4a、5aの隙間から冷蔵庫1内の冷気が庫外へ漏れないように、また庫外の空気が各貯蔵室に侵入しないようにするためのものである。
The
図2は、図1のA-A断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1.
図2に示すように、冷蔵庫1は、外箱10a(鋼板製)と内箱10b(合成樹脂製)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断熱箱体10により、庫外と庫内は隔てられて構成されている。断熱箱体10には、発泡断熱材に加えて、発泡断熱材よりも熱伝導率の低い真空断熱材25を外箱10aと内箱10bとの間に配設することで、食品収納容積を低下させることなく断熱性能を高めている。ここで、真空断熱材は、グラスウールやウレタン等の芯材を、外包材で包んで構成される。外包材は、ガスバリア性を確保するために金属層(例えばアルミニウム)を含む。
As shown in FIG. 2, the
なお、真空断熱材25は、断熱箱体のうち最も低温の冷凍室7の周囲を断熱するため、冷凍室7の左右壁面及び背面壁に配設されている。なお、背面壁に設けた真空断熱材25は、後述する冷蔵室2の冷蔵室第二風路120の略背面を覆うように配設されている(図6A及び図6B参照)。また、真空断熱材25は、比較的大きな冷凍貯蔵室である下段冷凍室5のドア5aにも、断熱性能を高めるため、配設されている。
The
野菜室6が過度に低温にならないように、断熱仕切壁28の下部に野菜室6を加熱する電気ヒータ46を設けている。
To prevent the
冷蔵室ドア2a、2bは、庫内側に複数のドアポケット33a、33b、33cを備えている。また、冷蔵室2内は、棚34a、34b、34c、34dによって複数の貯蔵スペースに区画されている。また、冷蔵室2の下部(断熱仕切壁27の上部)には、低温貯蔵空間36が設けられている。低温貯蔵空間36は、内部が-1℃程度に制御されている。この温度は、冷蔵室2の中で特に低温度である。低温貯蔵空間36の前方には、開閉可能な蓋体36aが設けてられている。これにより、低温貯蔵空間36内には、冷蔵室2内の冷気が直接入り込むことなく低温高湿に保たれている。このため、低温貯蔵空間36内は、特に低温で乾燥の抑制が求められる食品(例えば肉や魚など)を収納するスペースとして適している。
The
製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5、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3b、上段冷凍室容器4b、下段冷凍室容器5b、野菜室容器6bが設けられている。
The ice-making
下段冷凍室5の略背部には、蒸発器室8が設けられている。蒸発器室8には、蒸発器14が設けられている。ここで、蒸発器14の下方の領域は蒸発器室8a、蒸発器14の上方の領域は蒸発器室8bと呼ぶ。蒸発器室8bの上部には、蒸発器ファン9aが設けられている。蒸発器14で発生する冷気は、蒸発器ファン9aにより上方に送られる。したがって、蒸発器室8のうち、蒸発器室8aは、蒸発器14の空気流れの下流側となり、蒸発器室8bは、蒸発器14の空気流れの上流側となる。蒸発器ファン9aは、冷蔵室2、冷凍室7及び野菜室6の何れの貯蔵室にも送風する風量が必要である。このため、蒸発器ファン9aとしては、大風量が得られる軸流ファンであるプロペラファンを用いている。
The
蒸発器ファン9aの吹き出し領域には、冷凍室風路100が設けられている。冷凍室風路100は、前方の製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5のそれぞれに冷気を供給する製氷室吹き出し口101、上段冷凍室吹き出し口102、下段冷凍室吹き出し口103が設けられている。
A freezer
蒸発器室8aの前方には、冷凍室戻り風路105が設けられている。冷凍室戻り風路105には、製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5からの戻り空気が流れる。冷凍室戻り風路105は、蒸発器14の幅と略等しい幅に形成されている。これにより、戻り空気が蒸発器14に効率よく流入するようになっている。
A freezer compartment
蒸発器室8の下部には、蒸発器14を加熱する除霜ヒータ21が設けられている。この除霜ヒータ21は、例えば50W~200Wの電気ヒータで、冷蔵庫1内で最も発熱量の高いヒータであり、本図に示す例では150Wのラジアントヒータとしている。蒸発器14に付着した霜を解かすため、冷蔵庫1では、圧縮機24を停止しつつ除霜ヒータ21に通電して蒸発器14及びその霜を加熱する除霜運転を行う。蒸発器14の除霜時に発生した除霜水(融解水)は、蒸発器室8の下部に設けた蒸発器用樋23に落下し、蒸発器用排水口22及び蒸発器用排水管127を介して、機械室39内の圧縮機24の上部に設けた蒸発皿32に排出される。蒸発皿32に流入した除霜水は、圧縮機24からの放熱や、図示しない機械室ファンによる通風等の作用により蒸発する。
A
冷蔵室2の背面には、冷蔵室第一風路110が設けられている。冷蔵室第一風路110の下部には、冷蔵室ファン9bが設置されている。冷蔵室ファン9bは、比較的狭い風路で、かつ、冷蔵室2内の循環を行うために、狭い風路への設置性の高い遠心ファンのターボファンを用いている。
A first refrigerator
冷蔵室第一風路110には、最上段の棚34aの上方、及び棚34aと上から2段目の棚34bとの間の空間に、それぞれ冷蔵室2内に空気を吹き出す冷蔵室吹き出し口111a、111bが設けられている。
The first refrigerator
冷蔵室第一風路110の後方には、隔壁を隔てて隣接する冷蔵室第二風路120が設けられている。冷蔵室第一風路110と冷蔵室第二風路120との間に設けられた隔壁は、冷却板200である。冷蔵室第一風路110内の空気と冷蔵室第二風路120内の空気とは、冷却板200を介して熱交換されるようになっている。なお、本例においては、冷蔵室吹き出し口111aの開口面積は1000mm2、冷蔵室吹き出し口111bの開口面積は500mm2であり、最上段の吹き出し口の開口面積を大きくしている。
Behind the first refrigerator
なお、冷蔵室第一風路110及び冷蔵室第二風路120の流路断面の厚さ、すなわち、流路の冷蔵庫1における奥行方向の寸法は、通風抵抗及び省スペース性から、それぞれが5~20mmであることが望ましい。
The cross-sectional thickness of the first and second
野菜室6の上部の断熱仕切壁28には、野菜室戻り口136が設けられ、野菜室戻り風路135を介して、野菜室6の空気が蒸発器室8の下部に流入するように構成されている。
A vegetable
冷蔵室第一風路110の下部には冷蔵室第一ダンパ151、冷蔵室第二風路120の下部には、冷蔵室第二ダンパ152が設けられている。冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152は、冷気遮断手段である。冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152は、一体に形成されていてもよく、単一のモータで駆動されるように構成されていてもよい。冷蔵室第一ダンパ151、冷蔵室第二ダンパ152の機能を合わせた部品を「冷蔵室ダンパ」と呼ぶ。
A
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43、野菜室温度センサ44を設けている。また、蒸発器14の上部には蒸発器温度センサ40、冷却板200の上部には冷却板温度センサ201を設けている。これらのセンサにより、冷蔵室2、冷凍室7、野菜室6、蒸発器14及び冷却板200の温度を検知している。また、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、外気の湿度を検知する外気湿度センサ38と、が設けられている。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)や、製氷皿内の水(氷)の温度を検知する製氷室温度センサ(図示せず)等も設けられている。
The
冷蔵庫1の上部には、図示していないが、CPU、ROMやRAM等のメモリ、インターフェース回路等を有する制御基板(制御部)が配置されている。制御基板は、外気温度センサ37、外気湿度センサ38、冷蔵室温度センサ41、冷凍室温度センサ43、野菜室温度センサ44、蒸発器温度センサ40、冷却板温度センサ201、ドアセンサ、製氷室温度センサ等と電気配線(図示せず)で接続されている。
Although not shown, a control board (control unit) having a CPU, memories such as ROM and RAM, an interface circuit, etc. is arranged on the top of the
冷蔵室2内の壁面には、操作部18が設けられている。冷蔵室2、冷凍室7及び野菜室6の温度調整や、付加機能、例えば冷蔵室2の冷却能力を高める急速冷蔵機能などの実施指示を行うことができる。
An
また、制御基板は、各センサの出力値や操作部18の設定、ROMに予め記録されたプログラム等に基づいて、圧縮機24、蒸発器ファン9a、冷蔵室ファン9b、冷蔵室第一ダンパ151、冷蔵室第二ダンパ152、野菜室ダンパ160等の制御を行う。なお、野菜室ダンパ160も、冷気遮断手段である。
The control board also controls the
図3は、図2の冷蔵室第一風路110及び冷蔵室第二風路120を示す分解斜視図である。
Figure 3 is an exploded perspective view showing the first refrigerator
図3に示すように、冷蔵室第一風路110は、略直方体形状の箱形部材の内部に形成されている。また、冷蔵室第二風路120は、略直方体形状の箱形部材の内部に形成されている。2つの箱形部材の間には、冷却板200が挟み込まれている。これにより、冷蔵室第一風路110と冷蔵室第二風路120との間が仕切られ、空気の流通が遮断されている。冷却板200の前面には、プレート式の電気ヒータである冷却板補助ヒータ202が設けられている。なお、冷蔵室第一風路110の箱形部材の開放面は、冷却板補助ヒータ202に面する側に位置している。言い換えると、冷蔵室第一風路110の背面側は、冷却板補助ヒータ202を有する冷却板200によって閉じられている。
As shown in FIG. 3, the first
冷却板200の前面上部には、冷却板200の温度を検知する冷却板温度センサ201が設けられている。なお、冷却板補助ヒータ202は、除霜ヒータ21に比べて消費電力が少なく、本例では、最大電力(DUTY100%通電時の消費電力)が30Wであり、除霜ヒータ21の1/5である。
A cooling
冷蔵室第一風路110の前面(図2の冷蔵室2側)の上部には、冷蔵室吹き出し口111a、111bが設けられている。また、冷蔵室第一風路110の前面の下方には、冷蔵室第一戻り口115が設けられている。冷蔵室第一戻り口115の後方には、冷蔵室ファン9bが設けられている。
冷蔵室第二風路120の内部には、鉛直方向に仕切部材121が設けられている。これにより、冷蔵室第二ダンパ152を開とした場合には、図中に矢印で示すように、冷気は、冷蔵室第二風路120の左側風路120aを上方に向かって流れ、冷蔵室第二風路120の上部において反転し、冷蔵室第二風路120の右側風路120bを下方に流れる。
A
本図の例においては、冷却板200の材質は、アルミニウム合金である。アルミニウム合金は、熱伝導率が高いため、これを採用することで、冷蔵室第二風路120側の冷熱を冷蔵室第一風路110の空気に伝えやすくしている。なお、冷却板200については、材質は限定されない。冷却板200は、ポリプロピレン等の樹脂を採用してもよい。ポリプロピレン等は、コストの抑制に寄与する。ただし、アルミニウム合金に比べて熱伝導率の低い樹脂部材を用いる場合は、冷却板200の冷却能力を確保するため、例えばフィンやディンプルを設けるなど、形状の工夫により交換熱量を高めることが望ましい。冷却板200の形状については、冷蔵室第二風路120の前面を封止するものであればよい。
In the example shown in this figure, the material of the
図4は、本実施例に係る冷蔵庫の冷凍サイクルを示す構成図である。 Figure 4 is a diagram showing the refrigeration cycle of the refrigerator in this embodiment.
本図においては、圧縮機24と、庫外放熱器50aと、断熱箱体10(図2)の両側面に配置された壁面放熱配管50bと、外箱10a(図2)の外面における結露を防止する結露防止配管50cと、冷媒を減圧する減圧手段(減圧部)であるキャピラリチューブ53と、冷媒と庫内の空気との熱交換をすることで庫内の熱を吸熱する蒸発器14と、が冷媒配管により環状に接続されることにより冷凍サイクルを構成している。なお、壁面放熱配管50bは、外箱10aと内箱10bとの間の領域であって、外箱10aの内面に配置されている。結露防止配管50cは、断熱仕切壁27、28、29、30の前面側に配置されている。庫外放熱器50a、壁面放熱配管50b及び結露防止配管50cは、冷媒の放熱を行う放熱手段(放熱器)である。
In this figure, the
結露防止配管50cとキャピラリチューブ53との間には、冷凍サイクルを循環する冷媒に混入した水分を除去するドライヤ51が設けられている。蒸発器14と圧縮機24との間には、液冷媒の圧縮機24への流入を抑制する気液分離器54が設けられている。蒸発器14と圧縮機24とを接続する冷媒配管の一部は、キャピラリチューブ53と接し、熱交換部57を構成している。
Between the
本図に示す冷凍サイクルにおいては、圧縮機24が駆動すると、冷媒が圧縮されて、高温高圧になったガス冷媒が、庫外放熱器50a、壁面放熱配管50b及び結露防止配管50cを流れる間に放熱し、液冷媒になる。この冷媒は、ドライヤ51を流れて水分が除去された後、キャピラリチューブ53にて減圧され、低温低圧の二相冷媒になって蒸発器14の入口に至る。
In the refrigeration cycle shown in this figure, when the
蒸発器ファン9a(図2)の駆動によって庫内の各貯蔵室から戻った空気は、蒸発器14を通過することで、蒸発器14内の低温冷媒と熱交換して低温になり、再び庫内の各貯蔵室の冷却を行う。このとき、冷媒は、庫内の空気から吸熱してエンタルピが上昇し、渇き度が上がり、略飽和ガス冷媒となって蒸発器14の出口に至る。
The air returned from each storage chamber in the cabinet by the operation of the
蒸発器14の出口から圧縮機24に戻る配管の一部は、キャピラリチューブ53と熱交換するように近接して設けられている。このため、キャピラリチューブ53内の冷媒によって加熱されてエンタルピが上昇し(温度が上がり)、再び圧縮機24に吸い込まれる。このように熱交換部57を備えることで、圧縮機24に吸い込まれる冷媒の温度が上昇して、冷媒配管への結露や着霜が防止できるとともに、熱交換によって蒸発器14に流入する冷媒のエンタルピが低下して、蒸発器における冷却能力が向上する。
A portion of the piping that returns from the outlet of the
なお、本図の例において冷凍サイクルに用いる冷媒は、可燃性冷媒のイソブタンである。 In the example shown in this diagram, the refrigerant used in the refrigeration cycle is isobutane, a flammable refrigerant.
次に、本実施例に係る冷蔵庫の風路構成を説明する。 Next, we will explain the air duct configuration of the refrigerator in this embodiment.
図5は、実施例に係る冷蔵庫の風路構成を示す概略図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing the air duct configuration of a refrigerator according to an embodiment.
本図においては、上から、冷蔵室2、製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5及び野菜室6を模式的に示している。また、蒸発器室8内の蒸発器14と熱交換した冷気を循環させる蒸発器ファン9aを示している。
In this diagram, from the top, the
蒸発器ファン9aから送り出される冷気は、冷凍室風路100を通って、冷蔵室第一ダンパ151、冷蔵室第二ダンパ152及び野菜室ダンパ160の開閉状態によらず、製氷室吹き出し口101、上段冷凍室吹き出し口102、下段冷凍室吹き出し口103から、それぞれ製氷室3、上段冷凍室4、下段冷凍室5に流入する。製氷室3、上段冷凍室4及び下段冷凍室5を冷却した冷気は、下段冷凍室5から冷凍室戻り風路105を通って蒸発器室8に戻る。
The cold air sent out from the
野菜室ダンパ160を開とした状態の場合、蒸発器ファン9aから送り出される冷気は、冷凍室風路100の下流において分岐した野菜室風路130を流れ、野菜室吹き出し口131から野菜室6に流入する。野菜室6においては、野菜室容器6bの外面に沿って冷気が流れるようにしてあり、野菜室容器6bに収納される野菜等の食品の乾燥や、過度の温度の低下を抑制している。野菜室6を冷却した冷気は、野菜室戻り口136を通って野菜室戻り風路135に入り、蒸発器室8に戻る。
When the
冷蔵室第一ダンパ151を開とした場合、蒸発器ファン9aから送り出される冷気は、冷蔵室第一風路110に流入し、冷蔵室吹き出し口111から冷蔵室2に流入し、冷蔵室2を冷却する。冷蔵室2を冷却した冷気は、冷蔵室戻り口126を通って冷蔵室戻り風路125を流れ、蒸発器室8に戻る。このように冷蔵室第一ダンパ151を開として、冷蔵室2を冷却する運転方式を、以下では「直接冷却運転」と呼ぶ。
When the refrigerator compartment
また、冷蔵室第二ダンパ152を開とした場合、蒸発器ファン9aから送り出される冷気は、冷蔵室第二風路120に流入し、冷却板200を介して冷蔵室第一風路110内の空気と熱交換した後、冷蔵室戻り風路125を流れ、蒸発器室8に戻る。
When the
この場合において、冷蔵室第一ダンパ151を閉とした状態で、冷蔵室ファン9bを駆動すると、冷蔵室2内の空気が冷蔵室第一戻り口115から冷蔵室第一風路110に入り、冷蔵室第一風路110を流れて冷蔵室吹き出し口111から冷蔵室2に入る。すなわち、冷蔵室2内を循環する空気流が形成される。
In this case, when the
そのため、冷蔵室第一ダンパ151を閉とした状態で、冷蔵室第二ダンパ152を開とし、蒸発器ファン9a及び冷蔵室ファン9bを駆動させると、蒸発器ファン9aから送り出され冷蔵室第二風路120に流入する冷気が冷却板200を介して冷蔵室第一風路110内の空気を冷却し、これにより低温になった冷蔵室第一風路110内の空気が冷蔵室2内に送られる。これにより、閉じた空間となっている冷蔵室2内を冷却することができる。このように冷蔵室第一ダンパ151を閉、冷蔵室第二ダンパ152を開として、冷蔵室2を冷却する運転方式を、以下では「間接冷却運転」と呼ぶ。
Therefore, when the first
以上のように、本明細書においては、「直接冷却運転」及び「間接冷却運転」の定義が特許文献2及び3とは異なる。
As described above, the definitions of "direct cooling operation" and "indirect cooling operation" in this specification differ from those in
図6Aは、冷蔵庫の直接冷却運転を示す正面図である。なお、本図においては、ドア2a、2b、3a、4a、5a、6a及び容器3b、4b、5b、6bは省略している。
Figure 6A is a front view showing the direct cooling operation of the refrigerator. Note that in this figure,
本図においては、冷蔵室第一ダンパ151を開とし、冷蔵室第二ダンパ152を閉としているため、蒸発器ファン9aによって昇圧された冷気は、製氷室3、上段冷凍室4及び下段冷凍室5に送られるとともに、冷蔵室第一風路110を通って冷蔵室吹き出し口111から冷蔵室2に流入し、冷蔵室2を冷却する。冷蔵室2を冷却した冷気は、冷蔵室戻り口126を通って冷蔵室戻り風路125を流れ、蒸発器室8(図5)に戻る。
In this diagram, the
なお、冷蔵室第一風路110に冷蔵室ファン9bを配設しているため、冷蔵室第一ダンパ151を開とした状態で冷蔵室ファン9bを駆動させると、冷気が冷蔵室ファン9bにより昇圧され、冷蔵室第一風路110に流入させる蒸発器14からの冷気量を増やすことができる。
Since the
図6Bは、冷蔵庫の間接冷却運転を示す正面図である。なお、本図においては、ドア2a、2b、3a、4a、5a、6a及び容器3b、4b、5b、6bは省略している。
Figure 6B is a front view showing the indirect cooling operation of the refrigerator. Note that in this figure,
本図においては、冷蔵室第一ダンパ151を閉とし、冷蔵室第二ダンパ152を開としているため、蒸発器ファン9aによって昇圧された冷気は、製氷室3、上段冷凍室4及び下段冷凍室5に送られるとともに、冷蔵室第二風路120を流れる。冷蔵室第二風路120の冷気は、冷却板200を介して冷蔵室第一風路110内の空気と熱交換した後、冷蔵室戻り風路125を流れ、蒸発器室8(図5)に戻る。
In this diagram, the
なお、詳細は後述するが、間接冷却運転中は、冷却板200の温度が冷蔵室2の霜点温度Tfpより低い温度(冷蔵室2の露点温度より低い温度でかつ融点の0℃以下の温度)で、冷却板200の冷蔵室第一風路110側の表面に着霜が生じる状態で冷却している。
Although details will be described later, during indirect cooling operation, cooling is performed at a temperature lower than the frost point temperature Tfp of the refrigerator compartment 2 (a temperature lower than the dew point temperature of the
ここで、上記した冷蔵室2の2つの冷却運転、すなわち直接冷却運転と間接冷却運転とを比較する。
Here, we compare the two cooling operations of the
直接冷却運転では、蒸発器14からの低温冷気で冷蔵室2を冷却するため冷却能力を確保しやすい冷却運転であるが、冷凍温度帯の冷凍室7を冷却するために基本的に-20℃以下の低温度に制御している蒸発器14によって低湿になった空気が冷蔵室2に到達する。また、冷蔵室2内の空気は、蒸発器14により除湿されるため、冷蔵室2内の水分量は低下しやすい。
In direct cooling operation, the
一方、間接冷却運転では、冷却板200を介して冷却するため、冷蔵室2内の空気が低温度の蒸発器14に送られて除湿されることがない。間接冷却運転の場合、冷蔵室2内の空気は、冷却板200に着霜するが、冷却板200は、蒸発器14から送られた冷蔵室第二風路120を流れる空気に冷却されるため、蒸発器14よりも高温となる。このため、冷蔵室2内の水分量の低下を抑制することができる。このため、冷蔵室2内の相対湿度を高く保ちやすい。
On the other hand, in indirect cooling operation, cooling is performed via the
なお、一般に、壁面(熱交換面)と空気との熱交換においては、空気の絶対湿度をXairとし、壁面の温度における飽和状態の絶対湿度(壁面の飽和絶対湿度)をXwallとすると、絶対湿度差(Xair-Xwall)が大きいほど、壁面への物質移動量は大きくなる。また、熱交換する壁面温度(この場合は蒸発器14の表面温度)が低いほど、Xwallは低くなる。
In general, in heat exchange between a wall surface (heat exchange surface) and air, if the absolute humidity of the air is X air and the absolute humidity in the saturated state at the temperature of the wall surface (saturated absolute humidity of the wall surface) is X wall , the larger the absolute humidity difference (X air - X wall ) is, the larger the amount of mass transfer to the wall surface will be. Also, the lower the wall surface temperature that is exchanged with heat (the surface temperature of the
例えば、冷蔵室2内の空気が温度2℃、相対湿度80%の場合、Xairは3.5×10-3kg/kg(DA)であり、壁面温度が-20℃の場合、Xwallは0.6×10-3kg/kg(DA)である。このため、Xair-Xwallは2.9×10-3kg/kg(DA)になる。
For example, when the air in the
これに対して、壁面温度が-5℃の場合、Xwallは2.5×10-3kg/kg(DA)であるため、Xair-Xwallは1.0×10-3kg/kg(DA)となる。この場合、壁面温度-20℃の場合に比べてXair-Xwallが小さく、除湿量は少なくなる。 In contrast, when the wall temperature is −5° C., X wall is 2.5×10 −3 kg/kg (DA), and X air −X wall is 1.0×10 −3 kg/kg (DA). In this case, X air −X wall is smaller than when the wall temperature is −20° C., and the dehumidification amount is smaller.
なお、Xair-Xwallが負の値、すなわちXwall>Xairとなった場合は、壁面に水分があった場合はその水分が気化して、空気中の水分量(絶対湿度)が増加する。 When X air −X wall is a negative value, ie, X wall >X air , if there is moisture on the wall surface, the moisture evaporates and the amount of moisture in the air (absolute humidity) increases.
以上の運転の他に、冷却板200の除霜運転である第一循環運転がある。
In addition to the above operations, there is a first circulation operation, which is a defrosting operation of the
図7は、実施例に係る冷蔵庫の第一循環運転時における空気の流れを示す正面図である。 Figure 7 is a front view showing the air flow during the first circulation operation of the refrigerator according to the embodiment.
本図に示すように、第一循環運転は、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152のいずれも閉とし、冷蔵室ファン9bを駆動させている。冷蔵室第二ダンパ152を閉としているため、蒸発器14からの空気が冷蔵室第二風路120に流入しない状態であり、冷却板200の冷却は停止している。また、冷蔵室第一ダンパ151を閉としているため、冷蔵室第一風路110に流入する空気は、冷蔵室2の空気である。
As shown in this figure, in the first circulation operation, both the
霜は、基本的に氷の融点以下、すなわち0℃以下であるため、冷却板200に霜がついている場合、冷蔵室2の空気(0℃超)が冷蔵室第一風路110に流入することにより、冷却板200及び冷却板200に付着した霜と、冷蔵室2の空気とで熱交換が生じる。これにより、冷蔵室2を冷却するとともに、冷却板200を除霜することができる。
Since frost is basically below the melting point of ice, i.e., below 0°C, when frost is present on the
ここで、蒸発器14の霜を解かす蒸発器室8の除霜ヒータ21(図2)は、150W程度の消費電力を要するが、冷却板200の霜を解かす第一循環運転において消費する電力は、冷蔵室ファン9bの動力(基本的に3W以下)のみである。さらに、冷却板200(霜を含む。)と冷蔵室2の空気との熱交換で冷蔵室2の冷却を行えるという付随効果も得られるため、第一循環運転で冷却板200の除霜を行うことで、除霜ヒータ21(図2)などの電気ヒータによって除霜する場合に比べ、省エネルギー性能を高めることができる。
The defrost heater 21 (Fig. 2) in the
また、この第一循環除霜中、冷却板200に付着した霜と、冷蔵室第一風路110に流入する冷蔵室2の空気との間で物質移動も生じる。詳細は後述するが、この物質移動によって冷蔵室2の空気を加湿することができる。
During this first circulation defrosting, mass transfer also occurs between the frost adhering to the
なお、図7に示す第一循環運転は、圧縮機24を停止して冷凍室7の冷却をしていない状態であっても実施可能である。この場合は、蒸発器ファン9aが停止していれば、冷蔵室第二ダンパ152が開であっても、蒸発器14から冷蔵室第二風路120への空気の流れが抑制されるため、第一循環運転となる。
The first circulation operation shown in FIG. 7 can be performed even when the
次に、本実施形態に係る冷蔵庫の冷却運転制御について、温度チャート及びフローチャートを用いて説明する。 Next, the cooling operation control of the refrigerator according to this embodiment will be explained using a temperature chart and a flow chart.
図8は、実施例に係る冷蔵庫の冷却運転中の温度変化の一例を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は各部の温度及び各部品の操作の状態を示している。温度変化については、野菜室、冷蔵室、冷却面(冷却板)、冷凍室及び蒸発器を示している。また、これらの温度に対応する値として、野菜室の基準下限温度TV_off、冷却板の除霜基準温度TDR_off、冷蔵室の設定温度TR_off、冷凍室の基準上限温度TF_start及び冷凍室の基準下限温度TF_offを示している。 8 is a graph showing an example of temperature changes during cooling operation of the refrigerator according to the embodiment. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the temperature of each part and the operating state of each part. The temperature changes are shown for the vegetable compartment, the refrigerator compartment, the cooling surface (cooling plate), the freezer compartment, and the evaporator. In addition, values corresponding to these temperatures are shown as the reference lower limit temperature T V_off of the vegetable compartment, the defrost reference temperature T DR_off of the cooling plate, the set temperature T R_off of the refrigerator compartment, the reference upper limit temperature T F_start of the freezer compartment, and the reference lower limit temperature T F_off of the freezer compartment.
本図の横軸において、t0は冷却運転の開始時刻、t1は野菜室ダンパ160を閉とする時刻、t2は冷蔵室ファン9bを停止し冷蔵室第二ダンパ152を閉とする時刻、t3は圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止する時刻、t4は圧縮機24、蒸発器ファン9a及び冷蔵室ファン9bを駆動し冷蔵室第二ダンパ152及び野菜室ダンパ160を開とする時刻、t5は野菜室ダンパ160を閉とする時刻、t6は冷蔵室第二ダンパ152を閉とする時刻、t7は圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止する時刻、t8は冷蔵室ファン9bを停止する時刻、t9は圧縮機24、蒸発器ファン9a及び冷蔵室ファン9bを駆動し冷蔵室第二ダンパ152及び野菜室ダンパ160を開とする時刻を示している。
On the horizontal axis of this figure, t0 indicates the start time of the cooling operation, t1 indicates the time when the
なお、本図に示す冷却運転中においては、冷蔵室第一ダンパ151を閉としている。
Note that during the cooling operation shown in this figure, the first
図9は、実施例に係る冷蔵庫の冷却運転の基本制御を示すフローチャートである。 Figure 9 is a flowchart showing the basic control of the cooling operation of a refrigerator in accordance with an embodiment.
本図に示すように、冷凍室温度センサ43により検知する冷凍室温度TFが基準上限温度TF_start以上(例えば-18℃以上)であるかどうかを判定する(時刻t0、工程S-1)。TF≧TF_startである場合は、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを駆動させて冷却運転を開始する(工程S-2)。
As shown in the figure, it is determined whether the freezing compartment temperature T F detected by the freezing
その後、冷凍室温度TFが基準下限温度TF_off以下(例えば-22℃以下)であるかどうかを判定する(時刻t3、工程S-3)。TF≦TF_offである場合は、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止する(工程S-4)。そして、工程S-1に戻り、再び、TF≧TF_startとなった場合は、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを駆動させて冷却運転を行い(時刻t4)、TF≦TF_offになるまで冷却運転を行う(時刻t7)。基本的には、このような流れで冷却運転制御を実施する。
Thereafter, it is determined whether the freezer compartment temperature T F is equal to or lower than the reference lower limit temperature T F_off (for example, equal to or lower than -22°C) (time t 3 , step S-3). If T F ≦T F_off , the
この間に、冷蔵室2及び野菜室6の冷却制御が行われる。
During this time, cooling control is performed for the
まず、野菜室6の冷却制御について説明する。
First, we will explain the cooling control of the
上記の冷却運転が開始されると、野菜室制御も開始され、野菜室ダンパ160を開とし(工程S-V1)、野菜室6の冷却を開始する(時刻t0)。そして、野菜室温度センサ44により検知する野菜室温度TVが基準下限温度TV_offに到達したかどうかを判定する(工程S-V2)。TV≦TV_offである場合は、野菜室6の冷え過ぎを防止するため、野菜室ダンパ160を閉とし、野菜室6の冷却を止める(工程S-V3、時刻t1)。
When the cooling operation is started, the vegetable compartment control is also started, the
なお、工程S-4により圧縮機24が停止した場合も、工程S-V2でYesと判定し、野菜室ダンパ160を閉とし、野菜室6の冷却を止める(工程S-V3)。
Even if the
また、冷却運転中(圧縮機24が停止していない場合)に野菜室温度TVが所定温度TV_restart以上になった場合(工程S-V4でYes)、野菜室6の温度を所定範囲に維持するため、再び野菜室ダンパ160を開とし、野菜室6の冷却運転を行う(工程S-V1)。
Furthermore, if the vegetable compartment temperature TV becomes equal to or higher than a predetermined temperature TV_restart during cooling operation (when the
次に、冷蔵室2の冷却制御について説明する。
Next, we will explain the cooling control of the
冷却運転が開始される(時刻t0)と、冷蔵室制御も開始される。 When the cooling operation is started (time t 0 ), the refrigerator compartment control is also started.
まず、冷却板200の除霜を確実に終わらせるため、第一循環運転又は後述する第二循環運転の実施中に冷却運転に入らないようにする必要がある。そこで、第一循環運転及び第二循環運転が終了しているか否かの判定を行う(工程S-R1)。第一循環運転及び第二循環運転が終了している場合(工程S-R1でYes)、次に、冷蔵室温度センサ41により検知する冷蔵室温度TRが所定温度TR_high以上(例えば5℃以上)か否かの判定を行う(工程S-R2)。
First, in order to ensure that the defrosting of the
図8に示すグラフにおいては、冷蔵室TRがTR_high未満(時刻t0時に工程S-R2がNo)の場合を示している。この場合、冷蔵室ファン9bを駆動するとともに、冷蔵室第一ダンパ151を閉、冷蔵室第二ダンパ152を開とし(工程S-R3)、冷蔵室2内の相対湿度を高く保ちやすい間接冷却運転(図6B)により冷蔵室2を冷却する。これにより、低温に保つことで冷蔵室2内の食品劣化を抑制するとともに、乾燥による冷蔵室2の食品劣化も抑制することができる。なお、この間、冷蔵室2が高湿(絶対湿度が高い。)となり、冷却板200は冷蔵室2を冷却するために低温(壁面の飽和絶対湿度が低い。)になるため、冷蔵室2の空気から冷却板200に物質移動(水分の付着)が発生する。また、冷却板200は、図8に示すように、冷却中(時刻t0~t2)は基本的に0℃以下であることから、冷却板200に着霜が生じる。なお、詳細は後述するが、実施例では、断熱仕切壁27等への着霜を抑えるため、意図的に冷却板200に着霜させている。このための制御については、図13を用いて説明する。
The graph shown in FIG. 8 shows a case where the refrigerator compartment T R is less than T R_high (step S-R2 is No at time t 0 ). In this case, the
なお、図8に示すグラフにおいては条件を満たしていないため実施していないが、冷蔵室TRがTR_high以上になった場合(工程S-R2でYes)、冷蔵室2の温度を下げることを優先する必要がある。この場合は、冷蔵室ファン9bを駆動させるとともに、冷蔵室第一ダンパ151を開、冷蔵室第二ダンパ152を閉とし(工程S-R3)、蒸発器14からの低温空気を冷蔵室2に送風する直接冷却運転(図6A)により冷蔵室2を冷却する。これにより、短時間で冷蔵室2が高温の状態を解消し、高温による冷蔵室2の食品劣化を抑制することができる。
In the graph shown in Fig. 8, although this is not performed because the conditions are not satisfied, when the refrigerator compartment T R becomes equal to or higher than T R_high (Yes in step S-R2), it is necessary to give priority to lowering the temperature of the
なお、圧縮機24が途中で停止しない場合(工程S-R4がNo)は、適宜工程S-R2の判定を行い、冷蔵室温度TRが所定温度TR_highよりも低くなれば(工程S-R2がNo)、間接冷却運転に移行する。
If the
そして、間接冷却運転により冷蔵室2を冷却し、圧縮機24が停止するか、冷蔵室温度TRが所定温度TR_offに到達した場合(時刻t2、工程S-R6がYes)、冷蔵室2の冷え過ぎを防止するために冷蔵室第二ダンパ152を閉とし(工程S-R7)、冷蔵室2の冷却を終了する。なお、第一循環運転が終了した(工程S-R8~S-R13)後も、圧縮機24が駆動しており、冷蔵室温度TRが所定温度TR_restartよりも高くなった場合(工程S-R14がYes)、冷蔵室2の温度を所定範囲に維持するため、再び冷蔵室2の冷却を行う(工程S-R2~S-R7)。
Then, the
冷蔵室2の冷却が終了した後は、第一循環運転を行う。なお、毎回の除霜は必要ないとして、第一循環運転は、N回に1回行うようにしている(工程S-R8~S-R10)。図8の例では前述のNが2であり、時刻t2はカウントが1のために第一循環運転を省略し、時刻t6にてカウントが2となるため、第一循環運転を開始している。
After cooling of the
第一循環運転は、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152の両方が閉(工程S-R7)の状態で、冷蔵室ファン9bを駆動させる(工程S-R11)。
In the first circulation operation, the
冷却板温度センサ201により検知する冷却板温度TDRが霜の融解温度の0℃より高い所定温度TDR_off以上(例えば2℃以上)になった後(時刻t8、工程S-R12がYes)、冷蔵室ファン9bを停止し(工程S-R13)、第一循環運転を終了する。
After the cooling plate temperature T DR detected by the cooling
以下、上述の冷却運転制御の詳細及び効果について更に説明する。 The details and effects of the above-mentioned cooling operation control are explained further below.
まず、本実施例の冷蔵庫においては、図8及び図9で示すように、冷蔵室2は、基本的に間接冷却運転、すなわち冷却板200を介して冷却する構成にしている。そして、間接冷却運転中には、冷却板200に着霜するようにしている。この理由について説明する。
First, in the refrigerator of this embodiment, as shown in Fig. 8 and Fig. 9, the
図6A及び図6Bを用いて説明したように、直接冷却運転で冷蔵室2を冷却する場合に比べ、間接冷却運転で冷却する方が冷蔵室2を高湿に保つことができる。よって、例えば周囲が異常な高温の場合や、ドア開閉、食品の投入などの外部負荷が流入しない場合は、間接冷却運転で冷蔵室2を冷却することが望ましい。このため、間接冷却運転において冷却板200で冷蔵室2を十分に冷却できる冷却能力を確保できるようにしている。
As explained using Figures 6A and 6B, cooling the
加えて、詳細は後述するが、冷蔵室2内を更に高湿に保つために有効な第一循環運転の時間の確保、すなわち冷却運転を行っていない時間の確保のためにも、間接冷却運転には高い冷却能力が求められる。間接冷却運転で冷蔵室2を冷却する場合、冷蔵室第一風路110を流れる空気と冷却板200との熱交換が行われる。
In addition, as will be described in detail later, in order to ensure the time for the first circulation operation, which is effective in maintaining an even higher humidity inside the
また、冷蔵室第一風路110の空気は、冷蔵室2の戻り空気が流れるため、少なくとも冷蔵室第一風路110の流入直後(冷蔵室第一戻り口115付近)の空気の温度及び湿度は、基本的に冷蔵室2と等しくなる。高湿の冷蔵室2、例えば冷蔵室2が2℃で相対湿度が80%の場合は、露点温度(霜点温度)が-1.0℃で、すなわち3.0℃以上の温度差が生じると、熱交換とともに、冷蔵室第一風路110の空気から壁面への水分の物質移動(結露や着霜)が生じる。ここで、冷却板200と冷蔵室第一風路110内の空気との交換熱量は、冷却板200と熱交換する冷蔵室第一風路110内の空気の質量流量、冷却板200と冷蔵室第一風路110内の空気との間の熱伝達率、冷却板200の面積、及び冷却板200の冷蔵室第一風路110側表面温度と冷蔵室第一風路110の空気温度との温度差によって決まる。
In addition, because the air in the first refrigerator
したがって、間接冷却運転において冷却板200で冷蔵室2を十分に冷却できる冷却能力(高い交換熱量)を得るためには、冷却板200の冷蔵室第一風路110側表面温度と冷蔵室第一風路110の空気温度との温度差を確保する必要がある。すなわち、冷蔵室2内を高湿にしながら必要な冷却能力を確保するためには、冷蔵室第一風路110から冷蔵室第一風路110側の冷却板200の表面に物質移動(結露又は着霜)を伴うように、冷却板200の温度を低くする必要がある。
Therefore, in order to obtain a cooling capacity (high heat exchange amount) that allows the
また、冷蔵室は、例えばJIS C9801-3:2015及びIEC 62552-3:2015に記載の消費電力量算出のための目標温度が4℃であり、本実施例の冷蔵室2は、更に低温の約2℃に平均温度を制御していることから、融点温度の0℃に近い。よって、高い交換熱量を得るために冷却板200と空気との温度差を確保すると、冷却板200の冷蔵室第一風路110側の表面温度は0℃未満となり、冷却板200に移動した水分は冷蔵室第一風路110側の表面で霜として付着する。
The target temperature for the refrigerator compartment for calculating the power consumption described in, for example, JIS C9801-3:2015 and IEC 62552-3:2015 is 4°C, and the average temperature of the
以上のように、本実施例1の冷蔵庫1は、冷却板200と熱交換する冷蔵室第一風路110を配設するとともに、冷却板200の冷蔵室第一風路110側の表面に着霜が生じる温度範囲、すなわち霜点温度より低い温度にまで冷却板200の冷蔵室第一風路110側の表面温度を低くする。これにより、間接冷却運転で必要な冷却能力を確保することができ、高い湿度の冷蔵室を実現することができる。
As described above, the
なお、冷蔵室第一風路110を設けずに冷蔵室2内に冷却板200を設ける構成(冷蔵室2内に冷却板200を露出させる構成)とすることにより、冷蔵室2の空気を冷却板200により直接冷却することも考えられる。
It is also possible to provide a
しかしながら、この場合、冷蔵室2内の貯蔵物(食品等)にこの霜が接触してしまうことや、霜点温度以下の冷却板200と貯蔵物が直接接触しまうことで、貯蔵物に意図しない凍結や低温障害などの劣化を引き起こしてしまうことがある。
However, in this case, the frost may come into contact with the stored items (food, etc.) in the
加えて、冷蔵室第一風路110を設けないと、冷蔵室2の空気が冷却板200の近傍に積極的に流れず(流速が低く)、冷却板200と空気との熱伝達率が低くなるため、必要な冷却能力(交換熱量)の確保が難しいという問題も生じる。なお、熱伝達率が低いと物質伝達率も低くなることから、後述する第一循環運転での加湿(物質移動)も難しくなる。
In addition, if the first refrigerator
これに対し、本実施例の冷蔵庫1では、冷却板200と熱交換する冷蔵室第一風路110を配設することで、冷却板200の着霜面及び霜点温度以下の低温度とした冷却板200と食品の接触を抑制している。また、冷蔵室2の空気が冷蔵室第一風路110を流れるようにすることで、冷却板200の近傍に空気の流れが集約され、冷却板200との熱伝達率が向上し、熱交換性能が向上する。すなわち、冷却板200に着霜を生じさせ(冷却板200を霜点温度より低い温度にまで冷却し)、間接冷却運転で必要な冷却能力を確保するためには、冷蔵室2の空気を冷却板200と熱交換させるための風路である冷蔵室第一風路110を設けることが望ましい。
In contrast, in the
次に、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152の両方を閉とし、冷蔵室ファン9bを駆動させる第一循環運転を行う理由について説明する。
Next, we will explain why the first circulation operation is performed by closing both the first
第1の理由は、蒸発器14の除霜運転と同様に、霜成長の抑制である。前述のように、本実施例の冷蔵庫1では、冷却板200の表面に着霜させている。この着霜による霜成長が過度に進むと、冷蔵室第一風路110の閉塞や冷却板200と空気との間の熱抵抗増加が生じ、熱交換性能が低下する。すなわち、霜成長が続くと必要な冷却能力の確保が難しくなるため、それを抑制するために除霜運転として第一循環運転を行っている。
The first reason is to suppress frost growth, as in the defrosting operation of the
第2の理由として、着霜により冷却板200に付着した水分の冷蔵室2への還元である。間接冷却運転中に冷却板200に着霜させることで、冷蔵室2の水分が減少してしまうが、第一循環運転を行うことにより、この水分を冷蔵室2に戻すことができる。第一循環運転では、図7等を用いて前述したように、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152の両方を閉とし、冷蔵室ファン9bを駆動させ、冷蔵室第一風路110を介して冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させている。この時、冷却板200は、冷却されていない状態で冷蔵室2の空気と熱交換しているため、冷蔵室2と冷却板200との温度差は小さく、かつ、冷蔵室2は間接冷却運転によって除湿されているため、冷蔵室2の露点温度よりも冷却板200の温度が高くなることがある。冷却板200の温度が露点温度よりも高くなると、壁面の飽和絶対湿度Xwallが空気の絶対湿度Xairより大きくなり(Xwall>Xair)、壁面に霜がある状態ではその霜の水分が空気に物質移動(気化)し、空気を加湿することができる。すなわち、第一循環運転を行うことで、霜成長を抑制する(除霜を行う)とともに、冷蔵室2の湿度を高めることができる。
The second reason is that moisture adhering to the
ここで、冷蔵室第一風路110を設け、第一循環運転中に冷蔵室ファン9bを駆動させて冷蔵室第一風路110に積極的に冷蔵室2の空気を流入させることで、冷却板200と冷蔵室第一風路110内の空気との間の熱伝達率及び物質伝達率を高めている。冷却板200と冷蔵室第一風路110内の空気との間の熱伝達率を高めることで、交換熱量が増加する。また、冷却板200と冷蔵室第一風路110内の空気との間の物質伝達率を高めることで、時間当たりの物質移動量が増加する。すなわち、除霜のための交換熱量と加湿のための時間当たり物質移動量とを増加させ、前述の効果(霜成長の抑制と冷蔵室2の高湿化)が確実に得られるようにしている。
Here, the
以上から、本実施例の冷蔵庫1は、以下の特徴と効果を持つ。
As a result, the
まず、蒸発器14よりも高い温度の冷却板200を用いた間接冷却運転を行うことで、直接冷却運転に比べて冷蔵室2内の絶対湿度(水分量)の低下を抑制している。そして、間接冷却運転によって、冷蔵室2を冷却するためには着霜が生じるが、冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させる第一循環運転を行うことで、冷却板200に付着した霜から冷蔵室2の空気に物質移動し、絶対湿度を高めることができる。すなわち、高い湿度の冷蔵室を実現した冷蔵庫を提供することができる。
First, by performing indirect cooling operation using the
なお、冷却板200の霜成長の抑制方法(除霜方式)として、例えば、冷蔵室ファン9bによる冷蔵室2と冷却板200との間の空気循環(強制対流)を行わずに自然対流によって冷却板200の霜を解かす方式や、蒸発器14の除霜運転と同様に電気ヒータによる加熱で霜を解かす方式も考えられる。しかしながら、冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させていない場合(正確には自然対流のみでの循環の場合)、冷却板200から空気への水分移動がほとんど生じず、冷却板200に付着した霜による冷蔵室2の加湿がほとんど行えず、高い湿度の冷蔵室の実現が困難になる。
As a method for suppressing the growth of frost on the cooling plate 200 (defrosting method), for example, a method of melting the frost on the
また、電気ヒータを用いずに自然対流のみで霜を解かすと、霜を解かすのに時間を要し、冷蔵室2の間接冷却運転の時間が確保できず、短時間で冷却できる直接冷却運転での冷却が必要になり、その点でも冷蔵室2内の湿度を高く保つことが難しい。
In addition, if frost is melted using natural convection alone, without using an electric heater, it takes time to melt the frost, and time cannot be secured for indirect cooling operation of the
一方、電気ヒータを用いた場合も、除霜運転の消費電力量が課題となり、高頻度で実施することができない。 On the other hand, even when an electric heater is used, the amount of power consumed during defrosting operation is an issue, making it difficult to perform the operation frequently.
図7を用いて前述したように、本実施例の除霜方式の方が電気ヒータを用いるよりも電力損失を低減することができ、省エネルギー性能が高い。第一循環運転は、1日に10回程度実施するが、蒸発器14の除霜運転は、省エネルギー性能への影響が大きいことから、1日に1回程度である。すなわち、電気ヒータ方式では、第一循環運転による加湿効果が少なく、さらにその冷蔵室2を加湿する第一循環運転を低頻度でしか行うことができず、高い湿度の冷蔵室の実現が困難になる。
As described above with reference to FIG. 7, the defrosting method of this embodiment can reduce power loss and has higher energy-saving performance than the method using an electric heater. The first circulation operation is performed about 10 times a day, but the defrosting operation of the
以上のように、前述した間接冷却運転で必要な冷却能力を確保するために冷却板200に着霜させても、冷却板200の冷却を抑えた状態(冷蔵室第二ダンパ152を閉じて冷蔵室第二風路120への送風を抑制した状態)で、冷蔵室ファン9bによって冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させる第一循環運転を行うことで、過度な霜成長を抑制できる。加えて、着霜によって冷却板200に移動した水分を再び冷蔵室2に還元することができる。そして、より確実に、高い湿度の冷蔵室2を実現することができる。
As described above, even if frost is formed on the
なお、本実施例では、冷却板温度センサ201により検知する冷却板温度TDRが霜の融解温度の0℃より高い所定温度TDR_off以上(例えば2℃以上)になるまで第一循環運転を実施しているが、第一循環運転による加湿効果を主目的とし、冷却板200の霜を必ずしも解かさなくてもよい。ただし、この場合は、より確実に除霜する運転を備える必要がある。これについては、図11及び図12を用いて、第二循環運転として後述する。
In this embodiment, the first circulation operation is performed until the cooling plate temperature TDR detected by the cooling
また、より確実に除霜する第二循環運転に加えて、第一循環運転でも、冷却板温度センサ201により検知する冷却板温度TDRによって融点温度超になるまで実行することで、長時間にわたる霜成長が抑えられる。
In addition to the second circulation operation which more reliably removes frost, the first circulation operation is also performed until the cooling plate temperature TDR detected by the cooling
また、より確実に除霜する第二循環運転を備えているため、第一循環運転では、冷却板200の霜が解けきらないとしても、空気側の表面の霜が一度融解して水となり、その水が霜内部に浸透して霜の密度が高くなる。言い換えると、霜よりも氷に近い状態になる。これだけでも霜成長抑制の効果は得られる。密度が高くなることで、冷蔵室第一風路110の閉塞や霜による熱抵抗が抑えられ、霜による冷却能力が低下する影響が抑えられ、第二除霜運転が必要になるまでの期間を長くすることができる。
In addition, since it is equipped with a second circulation operation that more reliably defrosts, even if the frost on the
本実施例の冷蔵庫1では、冷蔵室第二風路120を介して蒸発器14からの空気で冷却板200を冷却する構成としているが、上記した効果は、次に示す変形例1及び2の構成でも得られる。
In the
(変形例1)
図10Aは、変形例1の冷凍サイクルを示す構成図である。
(Variation 1)
FIG. 10A is a configuration diagram showing a refrigeration cycle of the first modification.
図10Aの説明においては、図4と異なる構成についてのみ説明する。 In the explanation of Figure 10A, only the configuration that differs from Figure 4 will be explained.
図10Aにおいては、気液分離器54と熱交換部57との間に設けた冷媒配管200p(破線で示す。)が冷却板200に接するように構成されている。すなわち、本変形例は、冷凍サイクルにより間接冷却運転を実現するものである。
In FIG. 10A, the
この場合、冷却板200は、蒸発器14からの低温空気の代わりに、蒸発器14の下流側を流れる低温の冷媒により冷却される。この場合、蒸発器14において蒸発器室8内の空気により加熱されガス化した冷媒を用いるため、蒸発器14よりも高い壁面温度の冷却板200により冷蔵室2内の空気を冷却することができる。このため、本変形例による間接冷却運転によれば、冷蔵室2内の絶対湿度の低下が抑えることができる。
In this case, the
また、圧縮機24を停止している間は、冷却板200の冷却が抑えられ、この間に蒸発器14からの空気が流入しないようにしながら冷蔵室ファン9bを駆動させて冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させることで第一循環運転を実施することができる。
In addition, while the
本変形例では、冷却板200を冷やすための冷蔵室第二風路120が不要であり、風路構成を簡素にすることができる。
In this modified example, the second refrigerator
一方、本変形例においては、冷媒配管200pの温度が蒸発器14を流れる冷媒の状態に依存するため、冷却板200の温度の制御が難しい場合がある。
On the other hand, in this modified example, since the temperature of the
この点、実施例の構成においては、冷蔵室第二ダンパ152により冷蔵室第二風路120への送風を制御することができるため、冷却板200の温度制御が容易である。また、実施例の構成においては、図4に示すような通常の冷凍サイクルを用いることができ、図3に示す風路構成部材を用いるだけで通常の冷蔵庫と変わりなく組み立て作業を行うことができる。したがって、製造する冷蔵庫のバリエーションを増やす際の生産性を高めることもできる。
In this regard, in the configuration of the embodiment, the airflow to the second refrigerator
また、本変形例でも、第一循環運転は可能であるが、圧縮機24の駆動中は常に冷却板200が冷却される。このため、本変形例では、第一循環運転を実施できるのが圧縮機24の停止中のみになる。
In addition, in this modified example, the first circulation operation is possible, but the
実施例のように、冷蔵室2の他に、更に低温の冷凍室7を備えている場合、図8及び図9で示すように、冷蔵室2の冷却が終了しても、冷凍室7を冷却するために圧縮機24を駆動させている時間(圧縮機24が停止していない時間)が比較的長い。
When a low-
このため、本変形例において実施例の圧縮機24の駆動パターンを適用するとすると、圧縮機24の停止中のみでは、第一循環運転の時間が限定されるため、第一循環運転時間が十分には確保できず、加湿が十分に行えない問題や、霜成長が進んでしまう問題が生じると考えられる。
For this reason, if the drive pattern of the
除霜時間を確保するために、圧縮機24を停止する時間を長くすることが考えられるが、冷却運転中の冷却能力を高める必要があり、その手段として一般的には圧縮機24の回転速度を高めることになる。圧縮機24の回転速度を高めると、蒸発温度の低下や凝縮温度の上昇に伴って、通常、省エネルギー性能が低下する。
To secure the defrosting time, it is possible to extend the time that the
これに対し、実施例の構成によれば、冷凍室7の冷却中(圧縮機24駆動中)も第一循環運転を実施することができる。
In contrast, according to the configuration of the embodiment, the first circulation operation can be performed even while the
(変形例2)
図10Bは、変形例2の冷凍サイクルを示す構成図である。
(Variation 2)
FIG. 10B is a configuration diagram showing a refrigeration cycle of the second modification.
本図の説明においても、図4と異なる構成についてのみ説明する。 In explaining this diagram, we will only explain the configuration that differs from Figure 4.
図10Bにおいては、ドライヤ51と熱交換部57との間に三方弁300を設けている。熱交換部57には、キャピラリチューブ53に加え、第二のキャピラリチューブ53bを設けている。そして、三方弁300を切り替えることにより、キャピラリチューブ53及び第二のキャピラリチューブ53bのいずれかに冷媒を流すように構成されている。
In FIG. 10B, a three-
また、冷媒配管200p(破線で示す。)は、図10Aと同様に、冷却板200に接するように構成されている。ただし、図10Bにおいては、冷媒配管200pは、第二のキャピラリチューブ53bの下流側に設けられている。そして、冷媒配管200pを通過した冷媒は、キャピラリチューブ53の下流側に合流し、蒸発器14に流入するようになっている。
The
よって、図10Bにおいては、蒸発器14の上流側の冷媒により冷却板200を冷却するように構成されている。そして、三方弁300を切り替えてキャピラリチューブ53に冷媒を流すようにすることができるため、冷却板200に接する冷媒配管200pに冷媒を流さないようにしながら蒸発器14に冷媒を流すことができる。
Therefore, in FIG. 10B, the
このように、本図においては、三方弁300によりキャピラリチューブ53側に冷媒を流して冷媒配管200pに冷媒を流さないようにする間は、冷却板200の冷却が抑えられる。この間に、蒸発器14からの空気が流入しないようにしながら冷蔵室ファン9bを駆動させて冷蔵室2と冷却板200との間で空気を循環させることで、第一循環運転を実施することができる。すなわち、本変形例においては、実施例と同様に、冷凍室7の冷却中(圧縮機24駆動中)でも第一循環運転が実施でき、高い湿度の冷蔵室を実現することができる。
In this way, in this figure, cooling of the
図10Cは、変形例1及び2における冷却板の周囲の構成を示す概略図である。図中、左側が冷蔵室内部、右側が冷蔵室の庫内背面側を示している。
Figure 10C is a schematic diagram showing the configuration around the cooling plate in
本図に示すように、冷却板200の背面には、冷媒配管200pが接するように配置されている。冷却板200の冷蔵室側には、冷蔵室第一風路110が設けられている。
As shown in this figure, the
このように、上記の実施例の冷蔵室第二風路120の代わりに、低温の冷媒が流れる冷媒配管200pにより冷却板200を冷却し、冷蔵室第一風路110の空気を冷却している。すなわち、変形例1及び2においては、間接冷却運転を行っている。
In this way, instead of the second refrigerator
実施例と比較すると、変形例1及び2においては、冷蔵室第二風路120が不要となるため、冷蔵室2等に利用できる空間が増加するという長所がある。その一方で、変形例2(図10B)の構成では、三方弁300や2つのキャピラリチューブの追加などが必要となるため、冷凍サイクルを構成する部品の数が増加し、それらの接続に伴う製造時の作業時間などが増加し、コストが高くなりやすいという短所がある。
Compared to the working example, in
したがって、これらの長所及び短所を考慮すると、製造容易性、コスト等の面から、本実施例の方が望ましい構成であると考えられる。 Therefore, taking into consideration these advantages and disadvantages, this embodiment is considered to be the more desirable configuration in terms of ease of manufacturing, cost, etc.
また、本開示に係る実施例及び変形例の付随効果として、以下の効果が得られる。 In addition, the following effects are obtained as ancillary effects of the embodiments and variations of this disclosure:
まず、間接冷却運転中に着霜させるようにしているが、この理由として、前述した高い冷却能力を確保することとともに、冷蔵室2内の着霜抑制もある。
First, frost is allowed to form during indirect cooling operation, in order to ensure the high cooling capacity mentioned above, as well as to prevent frost from forming inside the
冷却板200で着霜が生じない場合、例えばドアの開閉時の流入や食品からの蒸発により冷蔵室2内の水分が増えた場合、冷却板200で着霜(除湿)できないと、冷蔵室2内の低温の壁面に結露または着霜が生じてしまう。特に、実施例の冷蔵庫では、冷蔵室2と断熱仕切壁27を介して冷凍室7と近接しており、冷蔵室2の下部壁面(断熱仕切壁27の冷蔵室2側)は低温で0℃未満になりやすく、着霜が生じやすい。断熱仕切壁27の上部に電気ヒータを設けることも考えられるが、その場合は省エネルギー性能の低下を招く。また、実施例のように、冷蔵室2の下部に、冷蔵室2よりも低温の低温貯蔵空間36を設けていると、電気ヒータで過度に加熱することもできない。
If frost does not form on the
実施例では、間接冷却運転中の冷却板200の温度が冷蔵室2の下部壁面等よりも低くなるように制御することが容易である。このように制御することにより、冷却板200に着霜しやすくし、冷蔵室2の下部壁面等に望ましくない結露又は着霜が生じることを防止することができ、冷蔵室2の湿度を適切な範囲に除湿することができる。着霜によって湿度が低下し過ぎた場合は、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152を閉として除霜運転をすることによって水分を冷蔵室2に戻すことができる。
In the embodiment, it is easy to control the temperature of the
なお、実施例では、図13に示すように冷却板温度センサ201を用いて、間接冷却運転中の冷却板温度TDRが冷蔵室2の霜点を下回るように制御するが、これに加えて、断熱仕切壁27より低温になるように制御するようにしてもよい。これにより、より確実に冷蔵室2側の断熱仕切壁27よりも間接冷却運転中の冷却板200の温度を低温にすることができる。
In the embodiment, as shown in Fig. 13, the cooling
図13は、実施例に係る冷蔵庫の冷蔵室の冷却運転中における基本制御を示すフローチャートである。 Figure 13 is a flowchart showing the basic control during cooling operation of the refrigerator compartment of the refrigerator according to the embodiment.
本図に示すように、冷蔵室2の冷却運転の制御を開始し(工程S3-0)、冷却板温度センサ201により測定される温度TDRを取得する(工程S3-1)。
As shown in the figure, control of the cooling operation of the
そして、冷蔵室2内の相対湿度と冷蔵室温度センサ41で検出する温度とから霜点温度Tfpを推定する(工程S3-2)。なお、冷蔵室2内の相対湿度も、実施例では推定値を用いる。
Then, the frost point temperature Tfp is estimated (step S3-2) from the relative humidity in the
TDRが霜点温度Tfpの大小関係を判定する(工程S3-3)。TDR<Tfpの場合は、工程S3-1に戻る(工程S3-5)。 It is determined whether TDR is larger than the frost point temperature Tfp (step S3-3). If TDR < Tfp , the process returns to step S3-1 (step S3-5).
一方、TDR≧Tfpの場合は、次の操作(1)~(3)のうちいずれか1つ又は2つ以上を選択する(工程S3-4)。これにより、冷却板200の温度を低下させる。
On the other hand, if T DR ≧T fp , one or more of the following operations (1) to (3) are selected (step S3-4), thereby lowering the temperature of the
(1)圧縮機24の回転速度を高める。
(1) Increase the rotational speed of the
(2)冷蔵室ファン9bの回転速度を低下させる。
(2) Reduce the rotation speed of the
(3)蒸発器ファン9aの回転速度を高める。
(3) Increase the rotation speed of the
上記の操作(1)により、蒸発器14の温度が低下し、冷蔵室第二風路120の空気の温度が低下するため、冷蔵室第二風路120による冷却量を増やすことができ、冷却板200の温度を低下させることができる。
The above operation (1) reduces the temperature of the
上記の操作(2)により、冷蔵室第一風路110を流れる空気の量が減るため、冷蔵室第一風路110の空気による冷却板200の加熱量を減らすことができ、冷却板200の温度を低下させることができる。
The above operation (2) reduces the amount of air flowing through the
上記の操作(3)により、冷蔵室第二風路120を流れる空気の量が増えるため、冷蔵室第二風路120の空気による冷却量を増やすことができ、冷却板200の温度を低下させることができる。
The above operation (3) increases the amount of air flowing through the second
なお、基本的には、予め推定した冷蔵室2内の温度及び湿度から霜点温度Tfpを推定しておき、それに合わせて、事前に外気温別に圧縮機24、冷蔵室ファン9b及び蒸発器ファン9aの回転速度を調整しておくことが望ましい。また、推定したデータは、データベースとして制御装置の記憶部に格納しておくことが望ましい。
Basically, it is desirable to estimate the frost point temperature Tfp from the temperature and humidity in the
また、冷却板温度センサ201を設けていない場合は、上記のとおり、想定した霜点温度に合わせて、事前に圧縮機24、冷蔵室ファン9b及び蒸発器ファン9aの回転速度を調整しておくとよい。ただし、冷却板温度センサ201を設けることで、より多岐にわたる場合、具体的にはより広範囲な外気温への対応や、ドア開閉による冷蔵室2内の温度及び湿度、必要冷却能力の変化への対応が可能となり、より確実に冷却板200に着霜させることができ、冷蔵室2内の壁面への着霜を抑制することができる。
In addition, if the cooling
また、霜点温度の推定精度を更に高めるために、冷蔵室内の湿度を測定する冷蔵室湿度センサを設けてもよい。冷蔵室湿度センサ及び冷蔵室温度センサ41を用いることにより、実際の冷蔵室内における温度及び湿度の状態から霜点温度を算出することができ、より正確に霜点温度以下に制御することができる。
In addition, to further improve the accuracy of estimating the frost point temperature, a refrigerator compartment humidity sensor that measures the humidity inside the refrigerator compartment may be provided. By using the refrigerator compartment humidity sensor and refrigerator
また、実施例において間接冷却運転による絶対湿度の低下抑制と、第一循環運転による加湿及び除霜の機能を有する高湿冷蔵室を実現するという効果を確実に得るため、実施例では、以下のような制御をすることが望ましい。 In addition, in order to reliably obtain the effects of suppressing the decrease in absolute humidity through indirect cooling operation and realizing a high-humidity refrigerator compartment with humidification and defrosting functions through the first circulation operation in the embodiment, it is desirable to perform the following control in the embodiment.
図9に示すように、第一循環運転又は第二循環運転が終了するまでは、冷蔵室2の冷却を停止している。これにより、霜の解け残りを防止することができる。第二循環運転が可能な構成を有する場合は、第一循環運転による加湿効果を主目的とし、冷却板200の霜を必ずしも解かさなくてもよいが、実施例では、長時間にわたる霜成長を抑制するため、第一循環運転の終了まで冷蔵室2の冷却を停止し、霜の解け残りを極力抑えている。
As shown in FIG. 9, cooling of the
また、第一循環運転による加湿効果を主目的と考えると、第一循環運転で毎回確実に霜を解かす必要はないため、例えば、第一循環運転が終了条件を満たさなくても冷蔵室2の冷却を実施してもよいが、2回連続で第一循環運転の終了条件を満たさない場合は、第一循環運転が終了するまで冷蔵室2の冷却を停止するようにしてもよい。
In addition, considering that the main purpose is the humidifying effect of the first circulation operation, it is not necessary to reliably melt the frost every time the first circulation operation is performed. For example, cooling of the
また、図9の工程S-R12、S-R13で示すように、第一循環運転は、冷却板温度センサ201により検知する冷却板温度TDRにより検知する冷却板温度が、霜の融解温度の0℃より高い所定温度TDR_off以上になると終了するようにしている。すなわち、冷却板200の温度が霜の融解温度を超えていることを検知し、冷却板200における霜の解け残りを防止する。
9, the first circulation operation is terminated when the cooling plate temperature TDR detected by the cooling
なお、例えば、冷却板温度センサ201を設けず、例えば一定時間第一循環運転を行うようにしてもよい。ただし、この場合は、冷却板200の状態が検知できないため、霜の解け残りが懸念される。また、前述の第一循環運転が終了するまで冷蔵室2の冷却を停止する制御(工程S-R1)を行っている場合、霜の残りを考慮して除霜時間を長くすると、冷却運転の開始が遅くなって冷蔵室2の温度が上昇してしまう懸念がある。このため、適切なタイミングで第一循環運転を終了させる必要がある。よって、冷却板温度センサ201を用いて適切なタイミングで第一循環運転の終了を判定することが望ましい。
For example, the cooling
また、第一循環運転が終了するまで冷蔵室2の冷却を停止する制御(工程S-R1)を行っていない場合においても、冷却板温度センサ201を設け、冷却板温度TDRが所定の温度になると第一循環運転を止めるように制御することで、冷却板200の温度が上昇して冷蔵室2の露点温度よりも高くなり、加湿できない状態における不要な冷蔵室ファン9bの駆動を抑制することができる。これは、省エネルギー性能の観点からも望ましい。
Furthermore, even if control (step S-R1) for stopping cooling of the
また、図2、図6A及び図6Bに示すように、背面壁に設けた真空断熱材25は、間接冷却運転中に蒸発器14からの低温空気が流れる冷蔵室第二風路120の略背面を覆うように配設している。前述したように、冷蔵庫1は、冷蔵室2内を高湿に保つため、基本的に冷却板200を介した間接冷却運転で冷蔵室2を冷却している。このため、直接冷却運転により冷却する場合に比べて、冷却時間が長くなりやすい。この場合、冷蔵室第二風路120の背面が低温で、外気との温度差が大きい時間が長くなるため、この部分は、外気からの熱の侵入が多くなりやすい。このような熱の侵入を抑制する観点から、冷蔵室第二風路120の略背面を覆うように真空断熱材25を設けることが望ましい。これにより、省エネルギー性能の低下も防止することができる。
2, 6A and 6B, the
次に、蒸発器14の除霜運転中における冷却板200に関する制御を説明する。
Next, we will explain the control of the
図11は、実施例に係る冷蔵庫における蒸発器の除霜運転中の温度変化の一例を示すグラフである。横軸は時間を示し、縦軸は各部の温度及び各部品の操作の状態を示している。温度変化については、野菜室、冷蔵室、冷却面(冷却板)、冷凍室及び蒸発器を示している。また、これらの温度に対応する値として、冷却板の除霜基準温度TDR_off、冷却板の除霜が確実に完了したと考えられる所定の温度TDR_off2、冷凍室の基準下限温度TF_off及びTF_offよりも低い下限温度のTF_off2を示している。 11 is a graph showing an example of temperature change during defrosting operation of the evaporator in the refrigerator according to the embodiment. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the temperature of each part and the operating state of each part. The temperature changes are shown for the vegetable compartment, the refrigerator compartment, the cooling surface (cooling plate), the freezer compartment, and the evaporator. In addition, as values corresponding to these temperatures, the defrosting reference temperature T DR_off of the cooling plate, a predetermined temperature T DR_off2 at which the defrosting of the cooling plate is considered to be reliably completed, the reference lower limit temperature T F_off of the freezer compartment, and a lower limit temperature T F_off2 lower than T F_off are shown.
本図の横軸において、td0は除霜運転の開始時刻、td1は冷凍室温度TFが下限温度のTF_off2に達する時刻、td2は蒸発器温度TDFが霜の融解温度よりも十分に高いTDF_offになる時刻、td3は除霜運転終了後、排水時間Δtd2を経過した時刻、td4は冷蔵室ファン9bを停止する時刻、td5は冷却板補助ヒータ202への通電を停止する時刻を示している。
On the horizontal axis of this figure, td0 indicates the start time of the defrosting operation, td1 indicates the time when the freezer compartment temperature T F reaches the lower limit temperature T F_off2 , td2 indicates the time when the evaporator temperature T DF becomes T DF_off which is sufficiently higher than the frost melting temperature, td3 indicates the time when the drainage time Δt d2 has elapsed after the end of the defrosting operation, td4 indicates the time when the
td1では、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止するとともに、除霜ヒータ21及び冷却板補助ヒータ202に通電する。なお、td0の後td1の前に、野菜室ダンパ160を閉とする。td2では、除霜ヒータ21への通電を停止する。td3では、圧縮機24、蒸発器ファン9a及び冷蔵室ファン9bに通電するとともに、冷蔵室第一ダンパ151及び野菜室ダンパ160を開とする。なお、本図に示す除霜運転中においては、冷蔵室第二ダンパ152を閉としている。
At td1 , the
本図に示すように、td1では、除霜ヒータ21に通電するため、蒸発器の温度が急上昇し、蒸発器に付着している霜の融点で一定となる。蒸発器の霜がすべて融解すると再び蒸発器の温度が上昇する。また、td1では、冷却板補助ヒータ202に通電するため、冷却面の温度も上昇する。さらに、td1では、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止するため、冷凍室の温度も上昇する。
As shown in the figure, at td1 , the
図12は、実施例に係る冷蔵庫における蒸発器の除霜運転の基本制御を示すフローチャートである。 Figure 12 is a flowchart showing the basic control of the defrosting operation of the evaporator in the refrigerator according to the embodiment.
なお、図8及び図9と共通する部分については、説明を省略する。 Note that explanations of parts common to Figures 8 and 9 will be omitted.
実施例の冷蔵庫1における除霜運転の開始条件は複数あるが、図12において、冷却運転中(工程S2-0)に、例えば圧縮機24の積算回転数が所定値になり、除霜運転の開始と判定されると(時刻td0、工程S2-1がYes)、通常よりも冷凍室7を低温まで冷却するプリクール運転を開始する(工程S2-2)。プリクール運転が始まると、冷蔵室2の冷却を止め、第一循環運転を開始する(工程S2-2)。これにより、除霜運転中の冷凍室7の温度上昇を抑制するとともに、後述する第二除霜が短時間で終わるようにしている。
There are a number of conditions for starting the defrosting operation in the
プリクール運転は、所定時間Δtd1(例えば30分)経過、或いは冷凍室温度TFが通常の所定温度TF_offよりも低温のTF_off2以下(例えば-24℃以下)になると終了し(時刻td1、工程S2-3)、圧縮機24及び蒸発器ファン9aを停止し、除霜ヒータ21に通電する蒸発器14の除霜運転を開始する(工程S2-4)。
The pre-cool operation ends after a predetermined time Δt d1 (e.g., 30 minutes) has elapsed or when the freezer compartment temperature T F falls below T F_off2 (e.g., below -24°C), which is lower than the normal predetermined temperature T F_off (time t d1 , step S2-3), and the
蒸発器14の除霜運転が開始されると、冷却板200の除霜を行う第二循環運転も開始する。
When the defrosting operation of the
まず、蒸発器14の除霜運転における制御について説明する。
First, we will explain the control during defrosting operation of the
圧縮機24及び蒸発器ファン9aをOFFとし、除霜ヒータ21をONにすることで、蒸発器14及び蒸発器14に付着した霜は、除霜ヒータ21により加熱され、徐々に温度が上昇し、融解温度(0℃)になると、蒸発器14に付着した霜が融解する。蒸発器温度センサ40により検出する蒸発器温度TDFが霜の融解温度よりも十分に高いTDF_off(例えば10℃)になると(時刻td2、工程S2-5)、除霜ヒータ21をOFFとし、除霜運転を終了する(工程S2-6)。除霜運転終了後は、排水時間Δtd2(例えば3分)経過した後(時刻td3、工程S2-7)、冷却運転を再開する(工程S2-8)。
By turning off the
次に、第二循環運転に関する制御について説明する。 Next, we will explain the control related to the second circulation operation.
第一循環運転は加湿と除霜を目的にしているのに対し、第二循環運転は冷却板200の除霜を主目的とした運転であり、より確実に冷却板200の霜を融解するための運転である。具体的には、通常、冷却運転に比べて圧縮機24の停止時間が長くなる蒸発器14の除霜運転の時間を利用して、第二循環運転は、冷却運転中に実施する第一循環運転に比べて、より高い温度まで冷却板200の加熱を行う。
While the first circulation operation is aimed at humidification and defrosting, the second circulation operation is aimed primarily at defrosting the
時刻td1で蒸発器14の除霜運転が開始されると、第一循環運転と同様に、冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152を閉とし、冷蔵室ファン9bを駆動させる。さらに、第二循環運転では、冷却板補助ヒータ202に通電する(工程S2-11)。これにより、冷蔵室2と冷却板200との熱交換により冷却板200を加熱するとともに、冷却板補助ヒータ202に通電することで、高い加熱量で冷却板を加熱する。なお、冷却板補助ヒータ202は、DUTY制御により、平均電力(1分当たりの電力)を50%の15Wに低下させている。その状態で冷却板温度TDRが第一循環運転の終了温度TDR_off(例えば2℃)に達したときに(工程S2-12)、冷却板補助ヒータ202の通電を続けたまま、冷蔵室ファン9bを停止させる(工程S2-13)。なお、冷蔵室ファン9bの停止に用いる所定温度(工程S2-12の判定温度)は、第一循環運転の終了温度TDR_offとは別に設けてもよい。
When the defrosting operation of the
その後、冷却板温度TDRがTDR_offよりも高く、確実に除霜が完了したと考えられる所定の温度TDR_off2以上(例えば8℃以上)に達したときに(工程S2-14)、冷却板補助ヒータ202への通電を停止し、第二循環運転を終了する(工程S2-15)。
Thereafter, when the cooling plate temperature T DR is higher than T DR_off and reaches a predetermined temperature T DR_off2 or higher (e.g., 8° C. or higher) at which it is considered that defrosting has been reliably completed (step S2-14), the power supply to the cooling plate
なお、図9で示すように、霜の解け残り防止のために圧縮機24駆動後も第二循環運転が続いている場合は、冷蔵室2を冷却しないようにしている(図9の工程S-R1参照)。
As shown in Figure 9, if the second circulation operation continues after the
そのため、もし第二循環運転の方が蒸発器14の除霜運転よりも長くなってしまった場合(工程S2-9がNo)、第二除霜が短時間で終わるよう、蒸発器14の除霜運転終了後も第二循環運転が続いていた場合は、冷却板補助ヒータ202のDuty制御のDutyを100%に上げて平均電力を30Wに高めるようにしている(工程S2-10)。
Therefore, if the second circulation operation takes longer than the defrost operation of the evaporator 14 (step S2-9 is No), and the second circulation operation continues after the defrost operation of the
以上が実施例の蒸発器14の除霜運転である。
The above is the defrosting operation of the
次に、前述中に示す効果以外に、上記の制御が奏する効果について説明する。 Next, we will explain the effects of the above control in addition to those described above.
第二循環運転では、冷却運転中に行う第一循環運転とは異なり、冷却板補助ヒータ202に通電する。第一循環運転では冷蔵室2と冷却板200との熱交換により除霜するため、冷却板200の温度を冷蔵室2よりも高くすることができない。
In the second circulation operation, unlike the first circulation operation performed during the cooling operation, electricity is applied to the cooling plate
一方、電気ヒータを用いる場合、冷却板200の温度を冷蔵室2よりも高くすることはできる。ただし、電気ヒータに通電する電力の消費に加え、次の冷却運転でその冷却板200の加熱に要した熱を除去するための冷却にもエネルギーを要するため、消費電力量が増えてしまう。
On the other hand, when an electric heater is used, the temperature of the
そこで、第一循環運転は、1日に10回程度実施しているのに対し、第二循環運転は、1日に1回程度と少ない頻度で実施する蒸発器14の除霜運転時に合わせて実施するようにしている。頻度が少ないため、電気ヒータによる消費電力量の増加を抑えることができる。一方で、1日に1回は冷却板200を比較的高い温度として、確実に冷却板200の霜を解かすことができる。すなわち、冷却運転で説明したように高い湿度の冷蔵室2を実現しながら、信頼性の高い冷蔵庫としている。
Therefore, while the first circulation operation is performed about 10 times a day, the second circulation operation is performed in conjunction with the defrosting operation of the
また、冷却板温度TDRが、第二循環運転の終了温度TDR_off2よりも低温のTDR_offに達したときに(工程S2-12)、冷却板補助ヒータ202の通電を続けたまま冷蔵室ファン9bを停止させている(工程S2-13)。これは、冷却板補助ヒータ202により冷却板200の方が冷蔵室2よりも温度が高くなり冷蔵室2の空気が加熱されて温度上昇すること、及び冷蔵室2の空気により冷却板200が冷却されて除霜の妨げになることを防ぐためである。
When the cooling plate temperature T DR reaches T DR_off , which is lower than the end temperature T DR_off2 of the second circulation operation (step S2-12), the cooling plate
なお、上記した効果は、特に、冷蔵室2よりも冷却板200の温度を高くするために冷却板補助ヒータ202を用いていることから、例えば冷蔵室ファン9bを停止させるまで(工程S2-11~S2-13)、冷却板補助ヒータ202をOFFとし、冷蔵室ファン9bを停止させて冷蔵室2の空気と冷却板200との熱交換を抑制した後で冷却板補助ヒータ202に通電するようにしてもよい。
The above-mentioned effect is particularly advantageous because the cooling plate
一方、図12の例においては、蒸発器14の除霜運転終了後も第二循環運転が続いて冷却運転に影響が生じないよう(図9のS-R1がNoとならないよう)、第二循環運転を比較的短く終わらせるため、冷蔵室ファン9bを駆動している間も(工程S2-11~S2~13)、冷却板補助ヒータ202を低いDUTYで通電させている。
On the other hand, in the example of FIG. 12, in order to ensure that the second circulation operation does not continue even after the defrosting operation of the
また、第二循環運転は、開始直後から冷蔵室ファン9bを停止させ、冷却板補助ヒータ202のみで除霜するようにしてもよい。ただし、冷却板200が比較的低温(工程S2-12がNo)のうちは冷蔵室ファン9bを駆動させておくことで、冷蔵室2の空気と冷却板200との熱交換により、冷蔵室2の冷却及び冷却板200の加熱を行うことができ(第一循環運転と同様の効果が得られる。)、除霜時間の短縮及び省エネルギー性能向上効果が得られる。加えて、第一循環運転で説明した冷却板200の霜からの物質移動による冷蔵室2の加湿効果も得られることから、より確実に高湿な冷蔵室2を実現するためには、第二循環運転時も所定温度までは冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152を止めた状態で冷蔵室ファン9bを駆動させることが望ましい。
In addition, the second circulation operation may be performed by stopping the
また、蒸発器14の除霜運転の実施に合わせ、通常の第一循環運転よりも確実に冷却板200の除霜を行う第二循環運転を実施したが、必ずしも蒸発器14の加熱に合わせる必要はなく、例えば第一循環運転の3回に1回は第二循環運転にしてもよい。ただし、第二循環運転は、圧縮機24の停止時間が比較的長い蒸発器14の除霜運転の時間に行うことが望ましく、これにより、冷却運転に影響を与えず、あるいは影響を抑えながら、第一循環運転時よりも冷却板200を高い温度まで加熱することができる。また、蒸発器14の除霜運転に合わせることで、第二循環運転の開始タイミングを計る専用のタイマやカウンタを設ける必要がないという利点もある。
In addition, in conjunction with the defrosting operation of the
なお、第二循環運転の制御は、例えば冷却板温度センサ201を設けず、第一循環運転の時間よりも第二循環運転の時間の方が長くするようにしてもよい。しかしながら、第二循環運転は、第一循環運転以上に確実に除霜することが求められること、及び冷却板200の方が冷蔵室2よりも温度が高くなり、その間に冷蔵室2の空気と冷却板200とで熱交換させると冷蔵室2の加熱及び冷却板200の冷却が生じることから、冷却板温度センサ201を用いて、工程S2-12~S2-14に示す制御を実施することが望ましい。
The second circulation operation may be controlled, for example, without providing the cooling
また、図9の工程S-R1のように、第一循環運転に加え、第二循環運転も終了するまで冷蔵室2の冷却を停止することにより、第一循環運転時と同様に、第二循環運転時に霜の解け残りを防止することができる。これは、第二循環運転時の方が重要である。第二循環運転は、第一循環運転よりも冷却板200の温度を上げて、より確実に霜を排出させる運転であるため、第一循環運転以上に霜の解け残りを防止する必要がある。したがって、冷蔵室2の冷却運転によって第二循環運転が途中で終了することがないよう、第二循環運転が終了するまで冷蔵室2の冷却を停止する制御を設けている。
Also, as in step S-R1 of FIG. 9, by stopping the cooling of the
また、前述したように、プリクール運転中から第一循環運転を行い(工程S2-3)、予め冷却板200の温度を高めた状態で第二循環運転を開始する。前述したように、第二循環運転の方が蒸発器14の除霜運転よりも長くなってしまった場合を想定して、蒸発器14の除霜運転終了後も第二循環運転が続いた場合は、冷却板補助ヒータ202のDutyを高める制御を設けている(工程S2-10)。しかし、基本的には、冷却板補助ヒータ202の通電量は抑えることが望ましい。よって、冷却板200の温度を高めた状態で第二循環運転を開始することで、第二循環運転の時間が蒸発器14の除霜時間より長くなる状態、すなわち圧縮機24駆動後も冷蔵室2を冷却できない状態が極力発生しないようにしている。
As described above, the first circulation operation is performed during the pre-cool operation (step S2-3), and the second circulation operation is started with the temperature of the
なお、冷却板補助ヒータ202は、最大電力が30Wと除霜ヒータ21の150Wに比べて発熱量の少ないヒータを用いている。蒸発器14は、1日に1回の除霜運転ですべての霜の排出が必要であるが、冷却板200は、1日に10回程度実施する第一循環運転により、適宜、霜の排出を行っている。このため、第二循環運転で霜の融解に必要な熱量が少ない。また、蒸発器14の加熱源が除霜ヒータ21のみであるのに対し、第二循環運転中も冷却板200が低温のうちは冷蔵室2の空気も冷却板200の加熱源となる。すなわち、第一循環運転の実施、さらに第二循環運転時も所定温度まで冷蔵室第一ダンパ151及び冷蔵室第二ダンパ152を止めた状態で冷蔵室ファン9bを駆動させているため、冷却板補助ヒータ202は、除霜ヒータ21よりも発熱量の少ない電気ヒータでよい。したがって、冷却板補助ヒータ202は、コストや安全性等の制約が比較的少ない。
The cooling plate
なお、上記の実施例及び変形例1は、蒸発器1つで冷蔵室と冷凍室とを有する冷蔵庫であって、冷蔵室の湿度を高く保つものに関する。変形例1においては、冷媒配管200pが蒸発器と類似の作用を及ぼすが、気液分離器54の下流側にあることから、基本的に、蒸発器14及び気液分離器54においてすべての液冷媒が気化し、気液分離器54の下流側の冷媒配管200pにおいてはガス冷媒が流れ、冷媒の蒸発は生じない。
The above embodiment and
一方、変形例2の場合は、冷却板200に接する冷媒配管200pにも気液混合冷媒が流れるため、冷媒配管200pは、実質的には蒸発器として機能する。
On the other hand, in the case of
本開示によれば、冷蔵室を冷却するために設けた冷却板の表面温度が、冷蔵室の霜点温度より低い温度にまで冷却される冷蔵庫において、冷蔵室を短時間で冷却し、かつ、冷蔵室の湿度を高く保つとともに、冷蔵室内の望ましくない部位における結露又は着霜を防止することができる。 According to the present disclosure, in a refrigerator in which the surface temperature of a cooling plate provided for cooling the refrigerator compartment is cooled to a temperature lower than the frost point temperature of the refrigerator compartment, the refrigerator compartment can be cooled in a short time, the humidity in the refrigerator compartment can be kept high, and condensation or frost can be prevented in undesirable areas in the refrigerator compartment.
以下、本開示に係る冷蔵庫の望ましい実施形態について説明する。 The following describes a preferred embodiment of the refrigerator according to the present disclosure.
冷蔵室内には、平均温度が0℃未満となる壁面が設けられている。 The refrigerator compartment has walls where the average temperature is below 0°C.
冷媒配管の部分を流れる冷媒を遮断した状態若しくは減少させた状態、又は、第二風路を流れる冷気を遮断した状態若しくは減少させた状態で、冷蔵室ファンを駆動させて冷蔵室と冷却板とで熱交換させる循環運転を行うことにより冷却板に冷蔵室からの空気が流れるように制御する。 When the refrigerant flowing through the refrigerant piping is blocked or reduced, or when the cold air flowing through the second air passage is blocked or reduced, the refrigerator compartment fan is driven to perform circulation operation to exchange heat between the refrigerator compartment and the cooling plate, thereby controlling the air from the refrigerator compartment to flow to the cooling plate.
循環運転により冷却板に付着した霜を解かす。 The circulation operation melts the frost that has built up on the cooling plate.
冷却板は、第二風路を流れる冷気によって冷却される。 The cooling plate is cooled by the cold air flowing through the second air duct.
蒸発器により冷却される冷凍室を更に備えている。 It also has a freezer compartment that is cooled by an evaporator.
冷却板を加熱する電気ヒータを更に備えている。 It also has an electric heater to heat the cooling plate.
循環運転は、所定時間経過するまで実施する。 The circulation operation will continue until the specified time has elapsed.
冷却板の温度を検知する冷却板温度センサを更に備え、循環運転は、冷却板温度センサが所定温度に到達するまで、又は、所定温度に到達した後所定時間経過するまで実施する。 A cooling plate temperature sensor is further provided to detect the temperature of the cooling plate, and the circulation operation is performed until the cooling plate temperature sensor reaches a predetermined temperature or until a predetermined time has elapsed after the predetermined temperature is reached.
循環運転の所定時間又は所定温度についての条件を満たすまで、第二風路を流れる冷気を遮断した状態若しくは減少させた状態を継続する。 The cold air flowing through the second air duct is kept blocked or reduced until the conditions for the specified time or temperature of circulation operation are met.
循環運転は、第一循環運転及び第二循環運転を含み、第一循環運転は、冷蔵室を閉空間とした状態で、冷蔵室の空気を冷却板に送ることにより、冷蔵室の空気と冷却板とで熱交換させる運転であり、第二循環運転は、第一循環運転よりも所定時間が長く、又は所定温度が高い。 The circulation operation includes a first circulation operation and a second circulation operation. The first circulation operation is an operation in which the air in the refrigerator compartment is sent to a cooling plate while the refrigerator compartment is a closed space, thereby exchanging heat between the air in the refrigerator compartment and the cooling plate. The second circulation operation has a specified time that is longer or a specified temperature that is higher than that of the first circulation operation.
冷却板を加熱する電気ヒータを更に備え、第二循環運転は、第一循環運転の状態で、更に冷却板を電気ヒータにより加熱することにより、冷却板の除霜をする運転である。 An electric heater is further provided to heat the cooling plate, and the second circulation operation is an operation in which, in the first circulation operation state, the cooling plate is further heated by the electric heater to defrost the cooling plate.
蒸発器を加熱する除霜ヒータを更に備え、除霜ヒータに通電して蒸発器の霜を解かす除霜運転をし、第二循環運転は、除霜運転中に実施する。 The system is further equipped with a defrost heater that heats the evaporator, and performs a defrost operation by passing electricity through the defrost heater to melt the frost on the evaporator, and the second circulation operation is performed during the defrost operation.
なお、本開示に係る実施形態は、上記の実施例並びに変形例1及び2に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。上記の実施例並びに変形例1及び2は、本開示の技術内容を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、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、上記の実施例並びに変形例1及び2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。例えば、実施例の冷蔵庫では、蒸発器ファン9aが駆動すると常に冷凍室7に送風されるようにしているが、冷凍室7への送風を制御する冷凍室ダンパを設けてもよい。
The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-mentioned examples and modified examples 1 and 2, but include various modified examples. The above-mentioned examples and modified examples 1 and 2 have been described in detail to clearly explain the technical contents of the present disclosure, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of the above-mentioned examples and modified examples 1 and 2 with other configurations. For example, in the refrigerator of the example, when the
1:冷蔵庫、2:冷蔵室、3:製氷室、4:上段冷凍室、5:下段冷凍室、6:野菜室、7:冷凍室、8:蒸発器室、9a:蒸発器ファン、9b:冷蔵室ファン、10:断熱箱体、10a:外箱、10b:内箱、14:蒸発器、16:ヒンジカバー、21:除霜ヒータ、22:蒸発器用排水口、23:蒸発器用樋、24:圧縮機、25:真空断熱材、27、28、29、30:断熱仕切壁、39:機械室、40:蒸発器温度センサ、41:冷蔵室温度センサ、43:冷凍室温度センサ、44:野菜室温度センサ、50a:庫外放熱器、50b:壁面放熱配管、50c:結露防止配管、53:キャピラリチューブ、54:気液分離器、57:熱交換部、151:冷蔵室第一ダンパ、152:冷蔵室第二ダンパ、160:野菜室ダンパ、200:冷却板、201:冷却板温度センサ、202:冷却板補助ヒータ。 1: refrigerator, 2: refrigerator compartment, 3: ice maker, 4: upper freezer compartment, 5: lower freezer compartment, 6: vegetable compartment, 7: freezer compartment, 8: evaporator compartment, 9a: evaporator fan, 9b: refrigerator compartment fan, 10: insulated box, 10a: outer box, 10b: inner box, 14: evaporator, 16: hinge cover, 21: defrost heater, 22: evaporator drain, 23: evaporator gutter, 24: compressor, 25: vacuum insulation material, 27, 28, 29, 30: insulated partition wall, 39: machine room , 40: evaporator temperature sensor, 41: refrigerator compartment temperature sensor, 43: freezer compartment temperature sensor, 44: vegetable compartment temperature sensor, 50a: external radiator, 50b: wall surface heat dissipation piping, 50c: condensation prevention piping, 53: capillary tube, 54: gas-liquid separator, 57: heat exchanger, 151: refrigerator compartment first damper, 152: refrigerator compartment second damper, 160: vegetable compartment damper, 200: cooling plate, 201: cooling plate temperature sensor, 202: cooling plate auxiliary heater.
Claims (11)
圧縮機、放熱器、減圧部及び蒸発器を環状に冷媒配管で繋いだ冷凍サイクルと、
一面が前記冷蔵室側の第一風路に面する冷却板と、
前記冷却板に設置された電気ヒータと、
前記第一風路の空気を昇圧する冷蔵室ファンと、を備え、
前記冷却板の他面は、前記冷媒配管のうち前記減圧部から前記圧縮機の吸込側までの部分に接する構成、又は、前記蒸発器で冷却された冷気が流れる第二風路に面する構成を有し、
前記冷媒配管の前記部分を流れる冷媒又は前記第二風路を流れる前記冷気によって、前記冷却板の前記第一風路側の表面温度が、前記冷蔵室の霜点温度より低い温度にまで冷却され、
前記冷媒配管の前記部分を流れる前記冷媒を遮断した状態若しくは減少させた状態、又は、前記第二風路を流れる前記冷気を遮断した状態若しくは減少させた状態で、前記冷蔵室ファンを駆動させて前記冷蔵室と前記冷却板とで熱交換させる循環運転を行うことにより前記冷却板に前記冷蔵室からの前記空気が流れるように制御し、
前記循環運転は、第一循環運転及び第二循環運転を含み、
前記第一循環運転は、前記冷却板及び前記冷却板に付着した霜と前記冷蔵室の前記空気とで熱交換をすることにより前記冷蔵室の前記空気の加湿及び前記冷却板の除霜をする運転であり、
前記第二循環運転は、前記電気ヒータに通電することにより前記冷却板の前記除霜をする運転であることを特徴とする冷蔵庫。 A refrigerator compartment,
a refrigeration cycle in which a compressor, a radiator, a pressure reducing section, and an evaporator are connected in a ring shape by refrigerant piping;
A cooling plate having one surface facing the first air duct on the refrigeration compartment side;
an electric heater installed on the cooling plate;
a refrigerator compartment fan that pressurizes the air in the first air duct,
The other surface of the cooling plate has a configuration in which the other surface is in contact with a portion of the refrigerant piping from the pressure reducing portion to the suction side of the compressor, or a configuration in which the other surface faces a second air duct through which the cold air cooled by the evaporator flows,
The surface temperature of the cooling plate on the first air passage side is cooled to a temperature lower than the frost point temperature of the refrigerator compartment by the refrigerant flowing through the portion of the refrigerant piping or the cold air flowing through the second air passage,
In a state where the refrigerant flowing through the portion of the refrigerant piping is blocked or reduced, or in a state where the cold air flowing through the second air passage is blocked or reduced, the refrigerator compartment fan is driven to perform a circulation operation in which heat is exchanged between the refrigerator compartment and the cooling plate, thereby controlling so that the air from the refrigerator compartment flows to the cooling plate;
The circulation operation includes a first circulation operation and a second circulation operation,
The first circulation operation is an operation for humidifying the air in the refrigerator compartment and defrosting the cooling plate by exchanging heat between the cooling plate and the frost attached to the cooling plate and the air in the refrigerator compartment,
The refrigerator, wherein the second circulation operation is an operation for defrosting the cooling plate by energizing the electric heater.
圧縮機、放熱器、減圧部及び蒸発器を環状に冷媒配管で繋いだ冷凍サイクルと、
一面が前記冷蔵室側の第一風路に面する冷却板と、
前記冷却板に設置された電気ヒータと、
前記第一風路の空気を昇圧する冷蔵室ファンと、を備え、
前記冷却板の他面は、前記冷媒配管のうち前記減圧部から前記圧縮機の吸込側までの部分に接する構成、又は、前記蒸発器で冷却された冷気が流れる第二風路に面する構成を有し、
前記冷媒配管の前記部分を流れる冷媒又は前記第二風路を流れる前記冷気によって、前記冷却板の前記第一風路側に着霜させ、
前記冷媒配管の前記部分を流れる前記冷媒を遮断した状態若しくは減少させた状態、又は、前記第二風路を流れる前記冷気を遮断した状態若しくは減少させた状態で、前記冷蔵室ファンを駆動させて前記冷蔵室と前記冷却板とで熱交換させる循環運転を行うことにより前記冷却板に前記冷蔵室からの前記空気が流れるように制御し、
前記循環運転は、第一循環運転及び第二循環運転を含み、
前記第一循環運転は、前記冷却板及び前記冷却板に付着した霜と前記冷蔵室の前記空気とで熱交換をすることにより前記冷蔵室の前記空気の加湿及び前記冷却板の除霜をする運転であり、
前記第二循環運転は、前記電気ヒータに通電することにより前記冷却板の前記除霜をする運転であることを特徴とする冷蔵庫。 A refrigerator compartment,
a refrigeration cycle in which a compressor, a radiator, a pressure reducing section, and an evaporator are connected in a ring shape by refrigerant piping;
A cooling plate having one surface facing the first air duct on the refrigeration compartment side;
an electric heater installed on the cooling plate;
a refrigerator compartment fan that pressurizes the air in the first air duct,
The other surface of the cooling plate has a configuration in which the other surface is in contact with a portion of the refrigerant piping from the pressure reducing portion to the suction side of the compressor, or a configuration in which the other surface faces a second air duct through which the cold air cooled by the evaporator flows,
frosting the cooling plate on the first air passage side by the refrigerant flowing through the portion of the refrigerant piping or the cold air flowing through the second air passage;
In a state where the refrigerant flowing through the portion of the refrigerant piping is blocked or reduced, or in a state where the cold air flowing through the second air passage is blocked or reduced, the refrigerator compartment fan is driven to perform a circulation operation in which heat is exchanged between the refrigerator compartment and the cooling plate, thereby controlling so that the air from the refrigerator compartment flows to the cooling plate;
The circulation operation includes a first circulation operation and a second circulation operation,
The first circulation operation is an operation for humidifying the air in the refrigerator compartment and defrosting the cooling plate by exchanging heat between the cooling plate and the frost attached to the cooling plate and the air in the refrigerator compartment,
The refrigerator, wherein the second circulation operation is an operation for defrosting the cooling plate by energizing the electric heater.
前記循環運転は、前記冷却板温度センサが所定温度に到達するまで、又は、前記所定温度に到達した後所定時間経過するまで実施する、請求項1又は2に記載の冷蔵庫。 Further comprising a cooling plate temperature sensor for detecting a temperature of the cooling plate,
3. The refrigerator according to claim 1, wherein the circulation operation is performed until the cooling plate temperature sensor reaches a predetermined temperature or until a predetermined time has elapsed after the cooling plate temperature sensor reaches the predetermined temperature.
前記除霜ヒータに通電して前記蒸発器の霜を解かす除霜運転をし、
前記第二循環運転は、前記除霜運転中に実施する、請求項10に記載の冷蔵庫。 The heating element further includes a defrosting heater for heating the evaporator.
A defrosting operation is performed by energizing the defrosting heater to melt the frost on the evaporator.
The refrigerator according to claim 10, wherein the second circulation operation is performed during the defrosting operation.
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