KR0162415B1 - 냉장고의 냉동실 온도조절 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉동실 온도조절 방법에 관한 것으로, 종래에는 기계식 냉장고에만 적용 가능한 기술로써 일정온도 기준의 써모스텟을 사용해야 하므로 냉동실 노트(NOT)내에 따라 제어가 불가능하며 항상 기준온도가 일정하므로 자세한 제어가 불가능한 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 콤프레샤 오프시에도 냉동실 팬모터의 구동으로 증발기 주위와 냉동실간의 온도차를 줄이고, 그 온도차를 줄임으로 인해 콤프레샤의 운전율을 낮게 함으로써 에너지의 효율 향상을 꾀할 수 있도록 하며, 전자식으로 냉장고를 제어할 수 있도록 한다.

Description

냉장고의 냉동실 온도조절 방법

제1도는 종래 냉장고의 냉동실 온도조절 장치에 대한 회로 구조도.

제2도는 본 발명 냉장고의 냉동실 온도조절 장치에 대한 회로 구조도.

제3도는 본 발명 냉장고의 냉동실 온도조절 방법에 대한 동작 흐름도.

제4도는 제2도에서, 각 부의 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 콤프레샤 22 : 제상히터

23 : 팬모터 24 : 냉장실용 도어 감지스위치

25 : 냉동실용 도어 감지스위치 26 : 냉장실용 램프

27 : 냉동실용 램프 28 : 제상센서

29 : 냉동센서 30 : 마이크로 컴퓨터

PC21,PC22 : 포토 커플러 RY21-RY23 : 릴레이

본 발명은 냉장고의 에너지 효율을 향상시키기 위한 냉장고의 냉동실 온도조절 방법에 관한 것으로, 특히 냉동실 고내의 온도를 지속적으로 유지시켜 냉동실 고내의 음식물을 신선하게 보관할 수 있고 에너지 효율을 향상시켜 소비전력을 줄일 수 있도록 한 냉장고의 냉동실 온도조절 방법에 관한 것이다.

종래 냉장고의 냉동실 온도조절 장치에 대한 회로구조는, 제1도에 도시된 바와 같이, 냉동실 도어나 냉장실 도어의 개폐 여부를 감지하는 도어 감지스위치(5)(6)와, 상기 도어 감지스위치(5)(6)의 스위칭 상태에 따라 냉장실과 냉동실 내부를 밝혀주는 냉동, 냉장용 램프(3)(4)와, 냉동실내에 설치되어 냉동실 고내온도를 감지함과 동시에 그 감지한 온도에 따라 팬모터(7) 및 콤프레샤(14)의 구동을 제어하는 써모스텟(8)과, 콤프레샤 오프시 인가된 전원에 의해 냉동실 팬을 구동시켜 주는 파워릴레이(15)와, 증발기의 온도를 감지하여 주는 온도센서(19)와, 상기 제상타이머(9)의 시간 조절에 따라 증발기의 얼음이나 성에를 열로서 녹여주는 L-코어드 히터(12)와, 히터 플레이트(13)등으로 구성된다.

여기서 미설명 부호 1은 파워 코드, 2는 퓨즈, 10은 디프-써모(DEF-THERMO), 11은 온도퓨즈이다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

코드(1)를 통해 전원이 인가되면 처음에는 냉동실에 설치되어 있으며 접점c-1이 온되어 있는 써모스텟(8)이 그 냉동실 고내온도를 감지하게 되는데, 초기에는 냉동실 고내온도가 높으므로 온상태를 유지하게 되고, 제상타이머(9)의 접점은 6시간 30분 동안에는 접점3'-4'로 유지하게 된다.

그러면, 냉동실내의 팬모터(7)와 콤프레샤(14)에 전원이 인가되어 동작함에 따라 냉장실과 냉동실 고내에는 냉기가 흐르게 되는데, 여기서 냉동실의 냉기흐름은 팬모터(7)에서 공급되는 냉기가 그릴팬을 거쳐 냉동실 고내→ 히터 플레이트→ 냉장실→ 증발기→ 팬모터....으로 반복 순환하게 된다.

이때 사용자가 냉장실이나 냉동실 도어를 열게되면 냉동, 냉장실의 도어 감지스위치(5)(6)의 접점은 a-b상태에서 a-c접점 상태로 변하게 됨에 따라 냉동실 및 냉장실 내부에는 램프(3)(4)가 온되어 밝게 비쳐주므로 음식물을 꺼내거나 넣어두는 일과 같은 필요한 동작을 행하는데 불편하지 않도록 하여준다.

사용자가 필요한 동작을 마치고 냉동실 도어 또는 냉장실 도어를 닫게되면 상기 냉동실과 냉장실의 도어 감지스위치(5)(6)의 접점은 다시 a-b상태로 스위칭되어 복귀한다.

이후에 콤프레샤의 운전 시간이 6시간 30분이 경과하게 되면 제상타이머(9) 접점이 3'-4'에서 3'-2'로 변환하게 되고, 전원이 제상타이머(9)와 디프써모(10)를 통해 L-코어드 히터(12)와 히터 플레이트(13)로 인가되면, 상기 L-코어드 히터(12)와 히터 플레이트(13)가 작동하여 증발기에 착상된 얼음이나 성에를 가열하여 그 얼음이나 성에를 녹여주고 증발기 주위의 온도가 일정온도 이상이 되면 디프써모(10)가 작동되어 제상을 멈추어 준다.

제상시에는 팬모터(7)와 콤프레샤(14)의 기동을 정지시키고 제상을 실시한다.

제상을 실시하지 않을때는 정상적인 동작을 하게 되는데, 냉동실의 고내의 온도를 써모스텟(8)이 감지하여 기준온도 이상이면 접점이 c-1에서 c-2로 되어 콤프레샤는 오프되고, 파워릴레이(15)의 코일을 여자시켜 접점 c-1이 c-2로 연결되어 팬모터는 계속적으로 온하게 되어 있으며, 도중에 냉동, 냉장도어를 열면 팬모터(7)는 정지하며 도어를 다시 닫으면 동작을 계속하다가 증발기에 장착된 온도센서(19)의 감지온도가 일정 온도에 도달하면 팬모터(7)를 오프시킨 후 냉동실에 부착된 써모스텟(8) 감지온도가 기준온도 이하로 되면 다시 콤프레샤(14)와 팬모터(7)를 구동시키게 된다.

그러나, 상기에서와 같이 동작하는 종래의 기술은 기계식 냉장고에만 적용 가능한 기술로써 일정온도 기준의 써모스텟을 사용해야 하므로 냉동실 노트(NOT)내에 따라 제어가 불가능하며 항상 기준온도가 일정하므로 자세한 제어가 불가능한 문제점이 있다.

따라서, 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 콤프레샤 오프시에도 냉동실 팬모터의 구동으로 증발기 주위와 냉동실간의 온도차를 줄일 수 있도록 한 냉장고의 냉동실 온도조절 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉동실 고내의 온도차를 줄임으로 인해 콤프레샤의 운전율을 낮게 함으로써 에너지의 효율 향상을 꾀할 수 있도록 함과 아울러 전자식으로 냉장고를 제어할 수 있도록 한 냉장고의 냉동실 온도조절 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 냉장고의 냉동실 온도조절 방법은, 제3도에 도시한 바와 같이, 콤프레샤 및 팬모터 구동시 도어열림을 감지하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 도어열림이 감지되면 팬모터를 오프하고 감지되지 않으면 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)를 비교하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 비교결과 두 온도값이 같으면 콤프레샤를 오프하고 다르면 같을때까지 계속해서 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 콤프레샤 오프이후 도어열림을 감지하여 열려있으면 팬모터를 오프하고 열려있지 않으면 냉동실 고내온도(S1)와 제상온도(S2)를 비교하는 제4단계와, 제4단계에서 비교결과 같으면(S1=S2) 팬모터를 오프한 후 다시 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)를 비교하고, 다르면 냉동실 고내온도와 제상온도가 같을때까지 계속해서 비교하는 제5단계와, 상기 제5단계에서 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)가 같으면(S1=T2) 콤프레샤와 팬모터를 온한 후 제상투입시기이면 제상을 실시하고, 제상시기가 아니면 제상투입 시점까지 계속 비교하는 제6단계와, 상기 제6단계에서 제상실시 후 제상온도(S2)와 제상복귀시점의 온도(T3)가 같으면 제상을 복귀하고, 같지 않으면 제상복귀 시점까지 계속 비교하는 제7단계로 이루어진다.

이와같이 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 장치 구조는, 제2도에 도시한 바와 같이, 저온저압의 냉매를 고온고압의 기체로 만들어 주는 콤프레샤(21)와, 마이크로 컴퓨터의 명령에 따라 각각의 부하들을 구동시켜 주는 릴레이들(RY21~RY23)과, 증발기의 얼음과 성에를 제거시켜주는 제상히터(22)와, 증발기에서 생성된 냉기를 냉동실 및 냉장실의 고내로 불어주는 팬을 구동시키는 팬모터(23)와, 냉장실 및 냉동실의 도어오픈 상태를 감지하여 주는 도어 감지스위치(24,25) 및 포토커플러(PC21)(PC22)와, 냉장 및 냉동실 고내를 밝혀주는 냉장,냉동 램프(26,27)와, 제상투입시 제상복귀 시점을 감지하여 주는 제상센서(28)와, 콤프레샤(21)의 온,오프시점을 감지하여 주는 냉동센서(29)와, 상기 각 부로부터 받아들인 조건을 판단하여 적절하게 제어하여 냉동실의 온도를 조절하여 주도록 한 마이크로 컴퓨터(30)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원 인가시 냉동실에 장착되어 있는 콤프레샤(21)와 팬모터(23)는 구동하게 됨에 따라 냉장실과 냉동실 고내에는 냉기가 흐르게 되어 냉장실과 냉동실의 고내를 적정온도로 유지시켜 준다.

이때 냉장실 또는 냉동실의 도어를 열면 이를 냉장실용 또는 냉동실용 도어 감지스위치(24)(25)의 접점 c-a가 연결되어 냉장실용 또는 냉동실용 램프(26)(27)가 온됨과 동시에 포토 커플러(PC21)(PC22)가 온됨에 따라 마이크로 컴퓨터(30)의 입력단(PI1)(PI2)로 로우신호가 인가된다.

그러면 상기 마이크로 컴퓨터(30)는 냉장실 또는 냉동실 도어의 열림을 감지하고, 그의 출력포트(PO3)로 로우신호를 출력하여 팬구동용 릴레이(RY23)의 릴레이 스위치를 오프시켜 팬모터(23)의 구동을 정지시키고, 도어를 닫으면 도어 감지스위치(24)(25)의 접점이 c-b로 연결되어 램프(26)(27)는 오프되고, 포토 커플러(PC21)(PC22)도 동작하지 않게 되어 마이크로 컴퓨터(30)의 입력단자(PI1)(PI2)로 하이신호가 인가됨에 따라 상기 마이크로 컴퓨터(30)는 도어가 닫혔음을 인식한다.

그러면 다시 마이크로 컴퓨터(30)는 그의 출력포트(PO3)로 하이신호를 출력하여 팬구동용 릴레이(RY23)를 구동시켜 릴레이 스위치를 온시켜 팬모터(23)가 구동하도록 한다.

이때 냉동센서(29)를 통해 감지된 냉동실의 고내온도(S1)가 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)가 되면, 마이크로 컴퓨터(30)는 그의 출력포트(PO1)로 로우신호를 출력하여 콤프레샤 구동용 릴레이(RY21)를 오프시켜 콤프레샤(21)를 강제 정지(오프)시키고, 팬모터(23)는 계속해서 구동시켜 주며, 상기에서 냉동실의 고내온도(S1)와 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)에 도달하지 않으면 냉동실의 고내온도(S1)가 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)에 도달할 때까지 콤프레샤(21)를 동작시킨다.

그리고, 다시 도어오픈 감지가 인지되면 팬모터(23)를 정지시키고 도어오픈 감지가 인지되지 않으면 계속해서 구동한다.

이후에 도어오픈이 감지되지 않은 상태에서, 냉동센서(29)에 의한 냉동실 고내온도(S1)와 제상센서(28)에 의한 제상온도(S2)를 비교한다.

비교결과, 냉동실 고내온도(S1)와 제상온도(S2)의 값이 같아지면(S1=S2) 비로서 팬모터(23)를 오프시키고, 냉동실 고내온도(S1)와 제상온도(S2)의 값이 같아지지 않으면 같아질 때 까지 팬모터(23)를 구동한다.

상기 팬모터(23)를 오프한 후 일정시간이 경과하면, 냉동센서(29)에 의한 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)를 비교하여, 두 온도값이 같아지면 콤프레샤(21)와 팬모터(23)는 마이크로 컴퓨터(30)에 의해 기동하게 되고, 두 온도값이 같아지지 않으면 콤프레샤 온시점까지 계속해서 비교한다.

그리고, 상기 콤프레샤(21)가 운전하기 시작한 후 일정시간이 지나면 제상투입시기를 체크하여, 제상투입시기가 되면 콤프레샤(21)와 팬모터(23)를 오프시키고, 제상히터(22)를 구동시켜 미도시된 증발기에 착상된 얼음이나 성에를 제거시켜 주도록 한다.

상기에서와 같이 제상히터(22)에 의해 증발기에 착상된 얼음이나 성에를 제거할 때, 제상센서(28)에 의한 제상온도(S2)와 제상복귀 시점의 온도(T3)를 비교하여 같으면 제상은 복귀하고, 다르면 제상복귀시점까지 계속해서 비교한다.

상기에서와 같은 동작을 반복하면서 정상적인 운전을 행하게 된다.

이상에서와 같은 동작 과정에 대하여 제3도 및 제4도에 의거하여 다시 한번 살펴보면 다음과 같다.

제4도의 (c) 및 (e)에서와 같이 콤프레샤(21)와 팬모터(23)가 온되어 동작하는 도중에 제4도의 (d)에서와 같이 냉장실이나 냉동실 도어의 열림을 감지하면(S101) 마이크로 컴퓨터(30)는 (e)에서와 같이 팬모터(23)를 오프시키고(S102), 상기 S101단계에서 도어 열림이 감지되지 않으면 제4도의 (a)에서와 같이 냉동센서(29)에 의한 냉동실 고내의 온도(S1)와 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)를 비교한다.(S103)

비교 결과, 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)가 같으면 콤프레샤(21)를 강제로 정지시키고(S104), 다르면 두 온도가 같을 때까지 계속해서 비교동작을 반복한다.

상기 S104단계에서 콤프레샤(21)가 오프된 이후에 다시 도어오픈상태를 감지하여(S105), 도어가 오픈되어 있으면 팬모터를 오프시키고(S106) 도어가 오픈되어 있지 않으면 제4도의 (a)에서와 같이, 냉동센서(29)에 의한 냉동실 고내온도(S1)와 제상센서(28)에 의한 제상온도(S2)를 비교한다.(S107)

비교 결과, 냉동실 고내온도(S1)와 제상온도(S2)가 같으면 제4도의 (e)에서와 같이 팬모터(23)를 오프시키고(S108), 같지 않으면 두 온도가 같아질 때까지 계속해서 반복 비교동작을 행한다.

상기 팬모터(23)를 오프시킨 후 일정시간이 흐른뒤에 냉동센서(29)에 의한 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)가 같은지를 비교한다.(S109)

비교 결과, 상기 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)가 같으면 콤프레샤(21)와 팬모터(23)를 온시켜 기동하도록 하고(S110), 다르면 콤프레샤 온시점까지 계속해서 비교 동작을 수행한다.

상기 콤프레샤(21)와 팬모터(23)를 기동시킨 후 일정시간이 경과하여 제상투입시기가 되면 콤프레샤(21)와 팬모터(23)를 오프시키고 제상히터(22)를 구동시킨다.(S111)

이렇게 제상히터(22)를 구동시킨 후 제상센서(18)에 의한 제상온도(S2)와 제상복귀 시점의 온도(T3)를 비교한다.(S112)

비교 결과, 상기 제상온도(S2)와 제상복귀 시점의 온도(T3)가 같으면 제상을 복귀하고(S113), 온도가 같지 않으면 제상복귀 시점까지 비교 동작을 반복한다.

상기에서와 같은 동작을 반복한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 콤프레샤 오프시에도 냉동실 팬모터의 구동으로 증발기 주위와 냉동실간의 온도차를 줄일 수 있으며, 이로 인해 전체적으로 사이클의 압력이 안정되어 콤프레샤의 기동조건이 좋아지고, 냉동실의 어떠한 부하 대응도 가능하며 고내의 온도차를 줄임으로 인해 콤프레샤의 운전율을 낮게 함으로써 에너지의 효율을 향상시키도록 하며, 전자식으로 냉장고를 제어할 수 있도록 하여 기존보다는 섬세한 제어가 가능하도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 콤프레샤 및 팬모터 구동시 도어열림을 감지하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 도어열림이 감지되면 팬모터를 오프하고 감지되지 않으면 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 오프시점의 온도(T1)를 비교하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 비교결과 두 온도값이 같으면 콤프레샤를 오프하고 다르면 같을때까지 계속해서 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 콤프레샤 오프 이후 도어열림을 감지하여 열려있으면 팬모터를 오프하고 열려있지 않으면 냉동실 고내온도(S1)와 제상온도(S2)를 비교하는 제4단계와, 제4단계에서 냉동실 고내온도와 제상온도가 같으면 팬모터를 오프한 후 다시 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)를 비교하고, 다르면 냉동실 고내온도와 제상온도가 같을때까지 계속해서 비교하는 제5단계와, 상기 제5단계에서 냉동실 고내온도(S1)와 콤프레샤 온시점의 온도(T2)가 같으면 콤프레샤와 팬모터를 온한 후 제상투입시기이면 제상을 실시하고, 제상시기가 아니면 제상투입 시점까지 계속 비교하는 제6단계와, 상기 제6단계에서 제상실시 후 제상온도(S2)와 제상복귀시점의 온도(T3)가 같으면 제상을 복귀하고, 같지 않으면 제상복귀 시점까지 계속 비교하는 제7단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동실 온도조절 방법.