KR102435205B1 - 냉장고의 제어장치 - Google Patents

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Abstract

냉장고는 냉동실과 냉장실이 형성되고 냉동실 및 냉장실 각각과 연통되는 열교환실이 형성된 캐비넷과; 열교환실에 배치된 증발기와; 증발기에 연결되고 냉매를 압축하는 압축기와; 열교환실에 배치되고 증발기에 의해 냉각된 냉기를 냉동실과 냉장실로 송풍하는 냉각팬과; 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실온도센서와; 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기 및 냉각팬을 구동하고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 1 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지하는 기준냉각운전을 실시하는 제어부를 포함하고, 제어부는 기준냉각운전 이후에, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력으로 구동하고, 냉각팬을 저속으로 회전시키고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 2 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지하는 냉동실 고온냉각운전을 실시하여, 냉동실 고온냉각운전시, 냉장실의 온도 및 냉동실의 온도가 천천히 하강되게 할 수 있고, 압축기가 연속 구동되는 시간을 늘려, 냉동실 부하가 충분하게 해소되지 못한 상태에서, 냉장실 온도에 의해 압축기가 정지되지 않게 할 수 있고, 냉동실의 부하를 충분히 해소한 상태에서 압축기를 정지할 수 있다.

Description

냉장고의 제어장치{Control apparuatus of refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장실 온도에 따라 압축기 및 냉각팬을 제어하는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 식품이나 약품, 화장품 등의 피냉각물(이하, 식품이라 칭함)을 차게 하거나 저온에서 보관하여 부패, 변질을 방지하는 장치이다.
냉장고는 냉동실 및 냉장실이 형성된 캐비넷와, 캐비넷에 연결되어 냉동실을 개폐하는 냉동실도어와, 캐비넷에 연결되어 냉장실을 개폐하는 냉장실도어와, 냉동실 및 냉장실을 냉각하는 냉동사이클장치를 포함한다.
냉동사이클 장치는 냉매가 순환되는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기를 포함할 수 있다.
냉장고는 냉동실의 공기 및 냉장실의 공기를 증발기로 유동시키는 냉각팬을 더 포함할 수 있다.
냉장고는 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실온도센서를 포함할 수 있고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도에 따라, 압축기 및 냉각팬 각각의 온,오프를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이, 냉장실의 온도를 중심으로 압축기 및 냉각팬을 제어하는 냉장고의 일예는, 대한민국 공개특허공보 특2000-0028515 A(2000년05월25일 공개)에 개시되어 있고, 이러한 냉장고는 냉장고주변온도의 변화에 대응하여 온도가 낮아질수록 냉기발생을 위한 주제어대상인 압축기와 송풍팬의 오프제어온도를 기준온도에서 점차 낮게 설정하여 제어하도록 하여, 주위온도가 낮은 경우에도 냉동실과 냉장실에서 온도상승이 방지됨과 아울러 부품수의 절감에 따라 제조원가를 낮출 수 있고 또한 소비전력도 저감시킬 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 냉장고는 주위온도를 인자로 압축기와 송풍팬의 오프제어온도가 결정되므로, 냉동실이 고온이더라도 주위온도가 높으면, 압축기의 오프제어온도가 높게 결정되고, 냉동실이 고온인 상태에서 압축기가 오프인 시간이 길고, 냉동실이 고온으로 유지되는 시간이 증대되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 특2000-0028515 A(2000년05월25일 공개)
본 발명은 냉동실 고온냉각시 압축기가 구동 유지되는 시간이 증대되게 압축기 및 팬을 제어하여, 냉동실의 부하 변동에 신속하게 대응할 수 있는 냉장고 및 그 운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉장고는 냉동실과 냉장실이 형성되고 냉동실 및 냉장실 각각과 연통되는 열교환실이 형성된 캐비넷과; 열교환실에 배치된 증발기와; 증발기에 연결되고 냉매를 압축하는 압축기와; 열교환실에 배치되고 증발기에 의해 냉각된 냉기를 냉동실과 냉장실로 송풍하는 냉각팬과; 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실온도센서와; 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기 및 냉각팬을 구동하고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 1 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지하는 기준냉각운전을 실시하는 제어부를 포함하고, 제어부는 기준냉각운전 이후에, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력으로 구동하고, 냉각팬을 저속으로 회전시키고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 2 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지하는 냉동실 고온냉각운전을 실시한다.
제어부는 냉동실 고온냉각운전시 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제1 압축기 정지온도 보다 설정온도만큼 낮게 설정된 제2 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지할 수 있다.
제어부는 증발기를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과이면, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
제어부는 냉동실을 개폐하는 냉동실도어가 오픈된 후 증발기 온도가 제2설정온도 초과이면, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
제어부는 냉동실도어가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간 이상이면, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
제어부는 냉동실 고온냉각운전을 설정시간 동안 실시한 후 종료하고, 기준냉각운전을 실시할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 운전방법은 기준냉각단계와, 기준냉각단계 이후에 실시되는 냉동실 고온냉각단계를 포함한다.
기준냉각단계는 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 기준 냉력으로 구동함과 아울러 냉각팬을 기준 풍속으로 회전시키고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제1 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지할 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력으로 구동함과 아울러 냉각팬을 저속으로 회전시키고, 냉장실온도센서에서 감지된 온도가 제2 압축기 정지온도 이하이면, 압축기 및 냉각팬을 정지하는 냉동실 고온냉각단계를 포함한다.
제2 압축기 정지온도는 제1 압축기 정지온도 보다 설정온도 낮게 설정된 온도일 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 증발기를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과이거나, 냉동실을 개폐하는 냉동실도어가 오픈된 후 상기 증발기 온도가 제2설정온도 초과이거나, 냉동실도어가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간 이상이면, 실시될 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 설정시간 동안 실시된 후 종료될 수 있고, 냉동실 고온냉각단계 이후에 기준 냉각단계가 실시될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 냉동실 고온냉각시, 압축기를 설정 저냉력으로 구동시킴과 아울러 냉각팬을 저속으로 회전시켜, 냉장실의 온도 및 냉동실의 온도가 천천히 하강되게 할 수 있고, 압축기가 연속 구동되는 시간을 늘려, 냉동실 부하가 충분하게 해소되지 못한 상태에서, 냉장실 온도에 의해 압축기가 정지되지 않게 할 수 있고, 냉동실의 부하를 충분히 해소한 상태에서 압축기를 정지할 수 있다.
또한, 냉동실온도센서 없이, 냉동실이 고온인 조건일 때, 압축기 및 팬이 정지되는 시기를 늦출 수 있고, 냉동실을 최대한 장시간 냉각되게 하여 냉동실의 부하를 신속하게 해소할 수 있다.
또한, 냉동실 고온냉각시의 압축기 정지온도가 기준냉각시의 압축기 정지온도 보다 낮게 설정되어, 냉동실 고온냉각시, 압축기가 연속적으로 구동되는 시간 및 냉동실이 냉각 유지되는 시간 각각을 최대한 늘릴 수 있고, 냉동실의 부하를 보다 효율적으로 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 냉동사이클 장치가 도시된 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고가 도시된 종단면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 블록도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 운전방법이 도시된 순서도,
도 5는 본 발명의 실시 예와 비교되는 비교예의 압축기 제어 및 부하의 변동이 도시된 도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 및 부하의 변동이 도시된 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 냉동사이클 장치가 도시된 도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고가 도시된 종단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 블록도이다.
본 실시예의 냉장고는 냉동실(F)과 냉장실(R)이 형성되고 냉동실(F) 및 냉장실(R) 각각과 연통되는 열교환실(H)이 형성된 캐비넷(1)를 포함한다.
캐비넷(1)은 냉동실(F)과 냉장실(R)을 구획하는 베리어(2)를 포함할 수 있다. 캐비넷(1)은 냉장고의 외관을 형성하는 아우터 케이스(3)와, 아우터 케이스(3)의 내측에 배치되고 내부에 냉동실(F)이 형성된 냉동실 이너 케이스(4)와, 아우터 케이스(2)의 내측에 배치되고 내부에 냉장실(R)이 형성된 냉장실 이너 케이스(5)를 포함할 수 있다.
캐비넷(1)은 냉동실 이너 케이스(3) 또는 냉장실 이너 케이스(4)의 내부에 배치되고, 열교환실(H)을 형성하는 이너 덕트(6)를 더 포함할 수 있다.
이너 덕트(6)는 냉동실 이너 케이스(4)의 내부에 배치되어 냉동실 이너 케이스(4)의 내부를 냉동실(F)과 열교환실(H)로 구획하는 것이 가능하고, 이너 덕트(6)에는 열교환실(H)에서 냉각된 냉기가 냉동실(F)로 토출되는 냉기 토출구(7)가 형성될 수 있다. 캐비넷(1)은 열교환실(H)에서 냉각된 냉기를 냉장실(R)로 안내하는 냉장실 덕트(8)를 더 포함할 수 있다.
이너 덕트(6)는 냉장실 이너 케이스(5)의 내부에 배치되어 냉장실 이너 케이스(5)의 내부를 냉장실(R)과 열교환실(H)로 구획하는 것도 가능하고, 이너 덕트(6)에는 열교환실(H)에서 냉각된 냉기가 냉장실(R)로 토출되는 냉기 토출구가 형성될 수 있다. 이 경우, 캐비넷(1)은 열교환실(H)에서 냉각된 냉기를 냉동실(F)로 안내하는 냉장실 덕트(미도시)를 더 포함할 수 있다.
냉장고는 냉동실(F)을 여닫게 캐비넷(1)에 연결된 냉동실 도어(9)와, 냉장실(R)을 여닫게 캐비넷(1)에 연결된 냉장실 도어(10)를 더 포함할 수 있다.
냉장고는 냉매가 통과하면서 주변을 냉각시키는 증발기(11)를 더 포함할 수 있다. 증발기(11)는 열교환실(H)에 배치될 수 있다. 증발기(11)는 냉장실(R)에서 유입된 냉기와 냉동실(F)에서 유입된 냉기를 냉각할 수 있다.
냉장고에는 증발기(11)를 포함하는 냉동사이클 장치가 장착될 수 있다.
냉장고는 증발기(11)와 연결되고 냉매를 압축하는 압축기(12)를 더 포함할 수 있다. 압축기(12)는 증발기(11)와 압축기 흡입튜브(13)로 연결될 수 있다. 압축기(12)에는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출튜브(14)가 연결될 수 있다.
냉장고는 압축기(12)에서 압축된 냉매를 외기와 열교환시켜 응축시키는 응축기(15)를 더 포함할 수 있다. 응축기(15)는 압축기 토출튜브(14)와 연결될 수 있고, 압축기 토출튜브(14)를 통해 유입된 냉매를 외기와 열교환시킬 수 있다. 응축기(15)는 응축기(15)를 통과한 냉매를 후술하는 팽창기구(18)로 안내하는 응축기 출구튜브(16)가 연결될 수 있다.
냉장고는 외기를 응축기(15)로 송풍하는 응축팬(17)를 더 포함할 수 있다.
냉장고는 응축기(15)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 캐필러리 튜브나 전자팽창밸브 등의 팽창기구(18)를 더 포함할 수 있다. 팽창기구(18)는 응축기 출구튜브(16)와 연결될 수 있다. 팽창기구(18)는 증발기(10)와 증발기 입구튜브(19)로 연결될 수 있고, 팽창기구(18)에 의해 팽창된 냉매는 증발기(11)로 유입되어 증발기(11)를 통과하면서 증발될 수 있다.
냉장고는 증발기(11)에 설치된 증발기 온도센서(20)를 더 포함할 수 있다.
냉장고는 열교환실(H)에 배치된 냉각팬(22)을 더 포함한다. 냉각팬(22)은 증발기(11)에 의해 냉각된 냉기를 냉동실(F)과 냉장실(R)로 송풍할 수 있다.
본 실시예의 냉장고는 하나의 압축기(12) 및 하나의 증발기(11)로 냉동실(F)과 냉장실(R)을 함께 냉각하는 1 COMP 및 1 EVA 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
냉장고는 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 제어하는 제어부(30)를 더 포함할 수 있다.
냉장고는 냉장실(R)의 온도를 기준으로 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 제어할 수 있고, 이를 위해, 냉장실(R)의 온도를 감지하는 냉장실온도센서(40)를 포함할 수 있다.
제어부(30)는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12)를 구동하고, 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 압축기 정지온도 이하이면, 압축기(12)를 정지할 수 있다.
냉장고는 냉동실(F)의 온도를 감지하는 냉동실온도센서(미도시)를 포함하지 않고, 제어부(30)는 냉동실의 부하 변동을 해소하기 위해, 압축기(12)의 냉력 및 냉각팬(22)의 풍속 각각을 가변할 수 있다.
냉장고는 증발기(11)을 제상할 수 있는 제상히터(50)를 더 포함할 수 있다. 제상히터(50)는 증발기(11)에 배치되거나 증발기(11)의 주변에 배치되어 증발기(11)를 가열할 수 있다.
냉장고는 시간을 카운트할 수 있는 타이머(60)를 더 포함할 수 있다. 타이머(60)는 제어부(30)에 의해 제어될 수 있고, 냉동실도어(9)가 오픈된 시간 등의 각종 시간을 카운트할 수 있다.
냉장고는 냉동실도어(9)의 개폐를 감지할 수 있는 도어 스위치(70)를 더 포함할 수 있다. 도어 스위치(70)는 캐비넷(1)에 장착되어 냉동실도어(9)에 의해 스위칭되는 것이 가능하고, 냉동실도어(9)에 장착되어 캐비넷(1)에 의해 스위칭되는 것도 가능하다.
제어부(30)는 냉장실(R)의 온도를 기준으로, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 제어하되, 냉동실의 급격한 온도 상승이 발생되는 상황이면, 압축기(12)의 냉력(소비전력)을 냉동실 고온냉각을 위해 가변 제어할 수 있다.
제어부(30)는 기준냉각운전과 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
기준냉각운전은 냉동실(F)이 고온이 아닌 통상적인 상태에서, 압축기(12) 및 냉각팬(22)를 제어하는 일반운전일 수 있다.
그리고, 냉동실 고온냉각온전은 냉동실(F)이 고온인 상태에서 압축기(12) 및 냉각팬(22)를 제어하는 특수운전일 수 있다.
제어부(30)는 기준냉각운전과 냉동실 고온냉각운전을 함께 실시하지 않고, 기준냉각운전과 냉동실 고온냉각운전을 선택적으로 실시할 수 있다.
제어부(30)는 기준냉각운전의 도중에, 냉동실(F)이 고온인 상태가 되면, 기준냉각운전을 종료하고, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있고, 냉동실 고온냉각운전이 종료되면, 다시 기준냉각운전을 실시할 수 있다. 제어부(30)는 기준냉각운전과 냉동실 고온냉각운전을 교대로 실시하는 것이 가능하다.
기준냉각운전과, 냉동실 냉각운전은 냉장실(R)의 온도에 따라 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 구동,정지시키는 것이 동일하나, 압축기(12)의 냉력과, 송풍팬(22)의 풍속과, 제어온도(예를 들면, 압축기 구동온도 및 압축기 정지온도) 중 적어도 하나가 상이한 운전일 수 있다.
이하, 기준냉각운전과 냉동실 냉각운전은 압축기(12)의 냉력과, 송풍팬(22)의 풍속과, 제어온도(예를 들면, 압축기 구동온도 및 압축기 정지온도) 각각이 상이한 운전인 예를 들어 설명한다.
먼저, 기준냉각운전에 대해 설명하면 다음과 같다.
기준냉각운전은 냉장실온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 각각 구동하는 운전이다. 제어부(30)는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 구동할 수 있다. 제어부(30)는 기준냉각운전시, 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12)를 기준 냉력(예를 들면, 기준 설정 냉력)으로 제어할 수 있고, 송풍팬(22)을 기준 풍속(예를 들면, 고속과 중속과 저속 중 어느 하나의 풍속)으로 제어할 수 있다.
기준 냉력은 압축기(12)의 최대 냉력 보다 낮게 설정된 냉력일 수 있다. 그리고, 기준 풍속은 사용자가 입력부(미도시)를 통해 입력한 풍속일 수 있고, 사용자가 고속을 입력한 경우, 기준냉각운전시 냉각팬(22)는 고속모드로 제어될 수 있고, 사용자가 중속을 입력한 경우, 기준냉각운전시 냉각팬(22)는 중속모드로 제어될 수 있으며, 사용자가 저속을 입력한 경우, 기준냉각운전시 냉각팬(22)는 저속모드로 제어될 수 있다.
그리고, 기준냉각운전은 냉장실온도가 제 1 압축기 구동정지 이하이면, 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 각각 정지하는 운전일 수 있다. 제어부(30)는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 1 압축기 정지온도 이하이면, 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 각각 정지할 수 있다.
여기서, 제 1 압축기 구동온도는 냉장실 목표온도 보다 설정온도(예를 들면, 1℃) 높게 설정된 온도일 수 있고, 제 1 압축기 정지온도는 냉장실 목표온도 보다 설정온도(예를 들면, 1℃) 낮게 설정된 온도일 수 있으며, 냉장실 목표온도가 4℃이면, 제 1 압축기 구동온도는 5℃일 수 있고, 제 1 압축기 정지온도는 3℃일 수 있다.
냉장실 목표온도가 4℃일 경우, 냉장고는 기준냉각운전시, 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 5℃로 상승되면, 압축기(12)를 기준 냉력(예를 들면, 기준 설정 냉력)으로 제어할 수 있고, 송풍팬(22)을 기준 풍속(예를 들면, 고속과 중속과 저속 중 어느 하나의 풍속)으로 제어할 수 있다. 그리고, 냉장고는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 3℃로 하강되면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)를 정지할 수 있다.
이하, 냉동실 고온냉각운전에 대해 설명하면 다음과 같다.
냉동실 고온냉각운전은 기준냉각운전의 이후에 실시될 수 있고, 기준냉각운전의 도중에, 냉동실(F)이 고온인 상황일 때, 실시되는 운전일 수 있다.
본 실시예는 냉동실(F)의 온도를 감지하는 냉동실온도센서 없이, 냉동실(F)이 고온인 다수의 조건을 미리 가정할 수 있고, 냉동실(F)의 고온인 다수의 조건 중 어느 한 조건이 만족하면, 제어부(30)는 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
다수의 조건 중 일 예는 증발기(11)를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과인 경우일 수 있고, 제어부(30)는 증발기(11)를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과이면, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다. 제어부(30)는 제상히터(50)를 온시켜 증발기(11)를 제상시키는 제상운전을 실시할 수 있고, 제상히터(50)의 오프 이후에 증발기 온도센서(20)에서 감지된 온도가 제1설정온도 초과이면, 현재 냉동실(F)이 고온이므로, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
다수의 조건 중 다른 일 예는 냉동실(F)을 개폐하는 냉동실도어(9)가 오픈된 후 증발기 온도가 제2설정온도 초과인 경우일 수 있고, 제어부(30)는 도어 스위치(70)의 스위칭에 의해 냉동실도어(9)의 오픈을 감지할 수 있고, 냉동실도어(9)가 오픈된 이후에 증발기 온도센서(20)에서 감지된 온도가 제2설정온도 초과이면, 현재 냉동실(F)이 고온이므로, 기준냉각운전을 중단하고 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
사용자가 냉동실도어(9)를 열고 고온의 신규 부하를 냉동실(F)에 투입한 경우, 냉동실의 온도 및 증발기(11)의 온도 각각은 상승될 수 있으며, 제어부(30)는 냉동실도어(9)의 오픈 여부와, 증발기(11)의 온도 상승에 의해 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
다수의 조건 중 또 다른 예는 냉동실도어(9)가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간(예를 들면, 1분) 이상인 경우일 수 있고, 제어부(30)는 도어 스위치(70)의 스위칭에 의해 냉동실도어(9)의 오픈을 감지할 수 있고, 냉동실도어(9)가 오픈된 이후의 시간이 타이머(70)에 의해 카운트될 수 있으며, 제어부(30)는 냉동실 도어(9)가 오픈된 후 타이머(70)에서 카운트된 시간이 오픈 설정시간 이상이면, 현재 냉동실(F)이 고온이므로, 기준냉각운전을 중단하고 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
제어부(30)는 상기의 다수의 조건 중 하나의 조건이라도 만족하면, 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다.
냉동실 고온냉각운전은 냉장실온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12)를 설정 저냉력으로 구동하고, 상기 냉각팬을 저속으로 회전시키는 운전일 수 있다. 제어부(30)는 상기 다수의 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되고, 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12)를 설정 저냉력으로 구동하고, 냉각팬(22)을 저속으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 설정 저냉력은 압축기(12)의 최대 냉력 보다 낮게 설정된 냉력일 수 있고, 냉동실 고온냉각운전시의 냉력일 수 있다.
그리고, 냉각팬(22)는 기준냉각운전의 풍속과 같거나 동일하게 회전될 수 있는데, 기준냉각운전의 풍속과 무관하게 저속의 풍속으로 회전될 수 있다. 사용자가 입력부를 통해 고속이나 중속을 입력한 상태이더라도, 제어부(30)는 냉동실 고온냉각운전시, 냉각팬(22)를 저속으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 제 2 압축기 구동온도는 제 1 압축기 구동온도와 같게 설정된 온도이거나, 제 1 압축기 구동온도 보다 소정 온도 낮게 설정된 온도일 수 있다. 제 2 압축기 구동온도가 제 1 압축기 구동온도와 같을 경우, 제 2 압축기 구동온도는 냉장실 목표온도 보다 설정온도(예를 들면, 1℃) 높게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 냉동실 고온냉각운전은 냉장실온도가 제 2 압축기 구동정지 이하이면, 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 각각 정지하는 운전일 수 있다. 제어부(30)는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 정지온도 이하이면, 압축기(12) 및 송풍팬(22)을 각각 정지할 수 있다.
제 2 압축기 정지온도는 제1 압축기 정지온도 보다 설정온도(예를 들면, 2℃)만큼 낮게 설정된 온도일 수 있다. 냉장실 목표온도가 4℃이면, 제 1 압축기 정지온도는 3℃일 수 있고, 제 2 압축기 정지온도는 1℃일 수 있다.
상기와 같이, 제 2 압축기 정지온도가 제 1 압축기 정지온도 보다 낮게 설정되게 되면, 냉동실 고온냉각운전시 압축기(12)가 구동된 후 정지될 때까지의 압축기 연속구동시간(HT, 도 6 참조)은 증대될 수 있고, 이러한 압축기 연속구동시간(HT) 동안 냉동실(F)은 지속적으로 냉각되면서, 냉동실(F)의 부하를 해소할 수 있다.
냉동실 고온냉각운전은 압축기(12) 및 냉각팬(22)의 구동과, 압축기(12) 및 냉각팬(22)의 정지가 교대로 실시될 수 있고, 이러한 냉동실 고온냉각운전은 설정시간동안(예를 들면, 4시간, 5시간, 6시간 등) 실시된 후 종료될 수 있다.
압축기(12) 및 냉각팬(22)은 설정시간 동안 복수회 구동되었다가 정지될 수 있고, 이러한 설정시간은 냉동실 고온냉각운전의 개시조건별로 상이할 수 있다.
예를 들어, 증발기(11)를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과인 경우에 실시되는 냉동실 고온냉각운전은 4시간인 설정시간동안 실시된 후 종료될 수 있고, 냉동실(F)을 개폐하는 냉동실도어(9)가 오픈된 후 증발기 온도가 제2설정온도 초과인 경우에 실시되는 냉동실 고온냉각운전은 5시간인 설정시간동안 실시된 후 종료될 수 있으며, 냉동실도어(9)가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간 이상인 경우에 실시되는 냉동실 고온냉각운전은 6시간인 설정시간동안 실시된 후 종료될 수 있다.
본 실시예는 냉동실 고온냉각운전의 개시조건별로 설정시간이 동일하게 설정되는 것도 가능함은 물론이다.
제어부(30)는 상기와 같은 냉동실 고온냉각운전을 설정시간 동안 실시한 후 종료할 수 있고, 기준냉각운전을 다시 실시할 수 있고, 이후 기준냉각운전의 도중에 냉동실 고온냉각운전의 개시조건이 다시 만족되면, 새로운 냉동실 고온냉각운전을 실시할 수 있다. 즉, 제어부(30)는 기준냉각운전과 냉동실 고온냉각운전을 교대로 실시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 운전방법이 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따른 냉장고의 운전방법은 기준냉각단계(S1)과, 냉동실 고온냉각단계(S2~S9)를 순차적으로 실시할 수 있다.
기준냉각단계(S1)는 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제 1 압축기 구동온도 이상이면, 압축기(12)를 기준 냉력으로 구동함과 아울러 냉각팬(22)을 기준 풍속으로 회전시키고, 냉장실온도센서(40)에서 감지된 온도가 제1 압축기 정지온도 이하이면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 정지할 수 있다.(S1)
기준냉각단계(S1)시, 압축기(12) 및 냉각팬(22)은 그 구동과 정지를 반복할 수 있고, 냉장실(R)의 온도는 제 1 압축기 구동온도로 하강되었다가 제 1 압축기 정지온도로 상승되는 것을 반복할 수 있고, 상기와 같은 냉장실(R)의 냉각시, 냉동실(F)의 부하 온도는 하강되었다가 상승되는 것을 반복할 수 있다.
상기와 같은 기준냉각단계(S1)의 도중에, 냉장고는 제상운전이 실시되는 것이 가능하고, 냉동실도어(9)가 오픈된 후, 새로운 신규 부하가 냉동실(F)로 투입되는 것도 가능하며, 냉동실도어(9)가 장시간(예를 들면, 1분) 이상 동안 오픈되는 것이 가능하며, 이러한 경우, 냉동실(F)이 고온인 상황일 수 있고, 냉장고의 운전방법은 실시 중이던 기준냉각단계(S1)를 종료하고, 냉동실 고온냉각단계(S2~S9)를 실시할 수 있다.
냉동실 고온냉각단계의 일 예는, 증발기를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과하는 경우에 실시될 수 있다.
냉장고는 제상운전의 실시로 제상히터(50)가 온되었다가 오프될 수 있고, 증발기(11)의 온도가 제1설정온도(Td) 초과일 수 있다. 냉동실 고온냉각단계의 일예는 상기와 같이, 제상히터(50)가 온 상태에서 오프 상태로 변경되고, 그 때의 증발기(11)의 온도가 제1설정온도(Td)이면 실시될 수 있다.(S2)(S3) 이러한 냉동실 고온냉각단계는 제상 이후 냉동실고온냉각단계일 수 있다.
제상 이후 냉동실 고온냉각단계(S2)(S3)(S4)는 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력(저냉력 A)으로 구동함과 아울러, 냉각팬(22)을 저속(저속 A)으로 회전시킬 수 있고, 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제2 압축기 정지온도(온도 A) 이하이면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 정지할 수 있다.(S3)
상기와 같은 제상 이후의 냉동실 고온냉각단계는 제1설정시간(A) 동안 실시된 후 종료될 수 있다.(S4)
냉동실 고온냉각단계의 다른 예는 냉동실(F)을 개폐하는 냉동실도어(9)가 오픈된 후 증발기(11) 온도가 제2설정온도(Tr) 초과하는 경우에 실시될 수 있다. 냉장고는 냉동실도어(9)가 열리고, 새로운 신규 부하가 냉동실(F)로 투입될 수 있고, 냉동실(F)은 새로운 신규 부하에 의해 승온될 수 있으며, 이 경우 증발기(11)의 온도는 제2설정온도(Tr)를 초과하는 온도로 상승될 수 있다. 냉동실 고온냉각단계의 다른 예는 상기와 같이, 냉동실 도어(9)의 오픈 후 증발기(11)의 온도가 제2설정온도(Tr) 초과이면 실시될 수 있다.(S5)(S6)
냉동실 신규 부하 투입에 따른 냉동실 고온냉각단계는 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력(저냉력 B)으로 구동함과 아울러, 냉각팬(22)을 저속(저속 B)으로 회전시킬 수 있고, 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 정지온도(온도 B) 이하이면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 정지할 수 있다.(S6)
상기와 같은 신규 부하의 투입 이후의 냉동실 고온냉각단계는 제2설정시간(B) 동안 실시된 후 종료될 수 있다.(S7)
냉동실 고온냉각단계의 또 다른 예는 냉동실(F)을 개폐하는 냉동실도어(9)가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간(To) 이상인 경우에 실시될 수 있다.(S8)(S9) 냉장고는 냉동실도어(9)가 오픈 설정시간(To) 이상 오픈되는 것이 가능하고, 이 경우, 냉동실도어(9)의 장시간 오픈으로 인해, 냉동실(F)이 고온으로 승온될 수 있다. 냉동실도어 장시간 오픈에 따른 냉동실고온냉각단계는 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 구동온도 이상이면, 압축기를 설정 저냉력(저냉력 C)으로 구동함과 아울러, 냉각팬(22)을 저속(저속 C)으로 회전시킬 수 있고, 냉장실온도센서(20)에서 감지된 온도가 제 2 압축기 정지온도(온도 C) 이하이면, 압축기(12) 및 냉각팬(22)을 정지할 수 있다.(S9)
상기와 같은 냉동실도어 장시간 오픈에 따른 냉동실 고온냉각단계는 제3설정시간(C) 동안 실시된 후 종료될 수 있다.(S10)
냉동실 고온냉각단계는, 제2 압축기 정지온도(온도 A, 온도 B, 온도 C)는 기준냉각단계의 제1 압축기 정지온도 보다 설정온도 낮게 설정될 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 상기와 같은 다수의 조건 중 한 조건이라도 만족하면 실시되는 것이 가능하고, 증발기(11)를 제상하는 제상운전이 완료된 후 증발기 온도가 제1설정온도 초과(Td)이거나, 냉동실(F)을 개폐하는 냉동실도어(9)가 오픈된 후 증발기 온도가 제2설정온도(Tr) 초과이거나, 냉동실도어가 오픈 유지된 시간이 오픈 설정시간 이상이면 실시될 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 각 개시조건별로, 압축기(12)의 설정 저냉력(저냉력 A, 저냉력 B, 저냉력 C)이 동일하게 설정되는 것도 가능하고, 서로 상이하게 설정되는 것도 가능하다.
냉동실 고온냉각단계는 각 개시조건별로, 냉각팬(22)의 저속(저속 A, 저속 B, 저속 C)이 동일하게 설정되는 것도 가능하고, 서로 상이하게 설정되는 것도 가능하다.
냉동실 고온냉각단계는 각 개시조건별로, 제 2 압축기 정지온도(온도 A, 온도 B, 온도 C)가 동일하게 설정되는 것도 가능하고, 서로 상이하게 설정되는 것도 가능하다.
냉동실 고온냉각단계는 각 개시조건별로, 설정시간(A,B,C)이 동일하게 설정되는 것도 가능하고, 서로 상이하게 설정되는 것도 가능하다.
즉, 냉동실 고온냉각단계는 각 개시조건별로 압축기(12)의 설정 저냉력과, 냉각팬(22)의 저속과, 제 2 압축기 정지온도와, 설정시간 중 적어도 하나가 상이하게 설정될 수 있다.
냉동실 고온냉각단계는 설정시간(A,B,C) 동안 실시된 후 종료될 수 있고, 상기와 같은 냉동실 고온냉각단계(S2~S9) 이후에 다시 기준 냉각단계(S1)가 다시 실시될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예와 비교되는 비교예의 압축기 제어 및 냉동실 부하의 변동이 도시된 도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 제어 및 냉동실 부하의 변동이 도시된 도이다.
도 5에 도시된 비교예는 본 발명의 실시예와 같은 냉동실 고온냉각단계시, 압축기(12)를 최대 냉력(TDC, 예를 들면, 54.2W)으로 구동하고, 냉각팬(22)을 고속으로 회전하였을 때의 냉동실 부하의 변동이 도시된 도이고, 도 6은 냉동실 고온냉각단계시, 압축기(12)를 최대 냉력 보다 낮은 설정 저냉력(Tset, 예를 들면, 46.5W)으로 구동하고, 냉각팬(22)을 저속으로 회전하였을 때의 냉동실 부하의 변동이 도시된 도이다.
비교예의 냉동실 부하는 도 5를 참조하면, -18℃로 상승된 후 4시간 경과시, -18℃인 것이 확인될 수 있고, 본 발명의 실시예의 냉동실 부하는 도 6을 참조하면, -18℃로 상승된 후 4시간 경과시, -18.7℃인 것이 확인될 수 있다.
즉, 본 실시예와 같이, 냉동실 고온냉각시, 압축기(12)를 설정 저냉력으로 구동하고, 냉각팬(22)를 저속으로 회전시키면, 냉동실 부하의 온도가 비교예의 경우 보다 0.7℃ 더 낮은 것을 확인할 수 있고, 본 실시예의 냉동실 부하는 비교예의 경우 보다 신속하게 해소되었음을 확인할 수 있다.
본 실시예와 같이, 압축기(12)를 설정 저냉력으로 구동하고, 냉각팬(22)을 저속으로 회전시킬 경우, 압축기(12)의 연속구동시간(HT)은 비교예의 경우 보다 길고, 냉동실(F)이 연속구동시간(HT) 동안 지속적으로 냉각 유지된 결과이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 캐비넷 11: 증발기
12: 압축기 20: 냉장실온도센서
22: 냉각팬 100: 제어부

Claims (10)

  1. 압축기가 설치된 캐비닛;
    상기 압축기와 연결된 증발기;
    상기 증발기를 제상하는 제상히터;
    상기 증발기의 온도를 감지하는 증발기 온도센서;
    상기 캐비닛에 형성되고 냉각팬이 내부에 설치되며 냉동실도어로 개폐되는　냉동실;
    상기 냉동실 도어의 개폐를 감지하는 도어스위치;
    상기 냉동실과 연통되게 상기 캐비닛에 형성되고 증발기에서 발생된 냉기가 공급되며, 냉장실 온도센서가 설치된　냉장실; 및
    상기 증발기 온도센서와 냉장실 온도센서와 도어스위치와 제상히터 및 타이머와 연결되고, 상기 냉장실 온도센서에 의해,　압축기의 온/오프 제어 및 냉각팬을 제어하는 제어부를　포함하는 냉장고에 있어서,
    a) 상기 제상히터가 오프된 후 상기 증발기 온도센서에서 감지된 온도가 제1설정온도이상인 경우,
    b) 상기 냉동실 도어가 개방된 상태에서 상기 증발기 온도센서에서 감지된 온도가　제2설정온도이상인 경우,
    c) 상기 냉동실 도어가 개방된 상태에서　상기 타이머에서 측정한 도어개방시간이　설정시간이상인 경우,
    상기 a), b), c) 중 적어도 어느 하나의　경우를 만족하면, 상기 압축기와 냉각팬의 회전수를 저속운전으로 제어함을 특징으로 하는 냉장고의 제어장치.
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