KR100221874B1 - 냉장고의 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉기를 토출시키기 위한 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스로 변환시키는 압축기를 구비한 냉장고에서 냉장실 온도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 냉장고의 온도 제어 방법에 관한 것으로서, 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬을 구동온시키고, 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 팬을 구동 오프시키는 제1단계와, 팬이 구동 온/오프되면 팬이 구동 온/오프되는 주기를 카운트하는 제2단계와, 현재 카운트된 주기 호시수가 기설정된 제1기준 횟수 이하이면 압축기를 구동오프 상태로 유지하고, 현재 카운트된 주기 횟수가 제1기준 횟수보다 크고 기설정된 제2기준 횟수 이하이면 압축기를 구동 온 상태로 유지하는 제3단계와, 현재 카운트된 주기 횟수가 기설정된 제2기준 횟수보다 크면 카운트된 주기 횟수를 클리어시키고 제1단계로 귀환하는 제4단계를 포함하여, 팬(40)이 구동 온/오프되는 상한 및 하한 온도 폭을 줄여서 냉장실 온도 변화를 최소화하고 아울러 (40)의 구동 온/오프 횟수를 카운트하면서 카운트된 횟수에 대응하여 압축기(60)를 구동 온/오프시킴으로써, 압축기(60)의 무리한 구동없이 냉장실을 일정 온도로 균일하게 유지할 수 있는 것이다.

Description

냉장고의 온도 제어 방법

본 발명은 냉장고의 온도 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 냉동실과 냉장실을 구비한 냉장고에서 냉장고에서 냉장실의 온도 중심으로 냉장고의 온도를 제어시 압축기(Compressor)의 무리한 구동없이 냉장실의 온도 변화 폭을 최대한으로 줄여서 일정 온도를 유지할 수 있도록 한 냉장고의 온도 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고의 냉동 사이클은 저온저압의 가스 상태 냉매를 압축시켜 출력하는 압축기(Compressor)와 압축기로부터의 고온고압의 가스 상태 냉매를 외부 공기에 의해 냉각, 응축시켜 액화시키는 응축기(Condenser)와 응축기로부터의 고압 액체 상태의 냉내를 감압시켜 출력하는 모세관(Capillary Tube)과 모세관으로부터의 감압된 냉매를 유입하여 저압 상태에서 낮은 온도로 증발시켜 열을 흡수시켜 냉각시키는 증발기(Evaporator)를 통하여 이루어지며, 특히 간냉식(Fan-Cooling) 냉장고는 냉기를 토출시키기 위한 팬(Fan)을 구비하여 증발기 주변의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜 냉장고 내부를 냉각시키고 팬 및 압축기의 구동/정지 제어로서 온도 제어를 수행한다.

한편, 증발기(Evaporator) 주위의 냉기를 팬에 의해 강제로 대류시켜 냉각시키는 이러한 간냉식(Fan-Cooling) 냉장고 중에서 냉장실 온도 중심으로 온도 제어를 하는 냉장고는 냉동실에 하나의 팬을 구비하여 냉장실내에서 검출된 온도를 중심으로 냉기를 토출시키는 팬 및 가스 상태의 냉매를 액화시키기 위하여 저압저온 냉매 가스를 고압고온 냉매 가스로 변환시키는 압축기(Compressor)를 구동 제어하여 증발기 주위의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜서 냉장고의 온도를 적정 온도로 유지 한다.

부연 설명하면, 냉장실내의 검출된 온도가 기설정된 상한 온도 이상이면 팬과 압축기를 동시에 구동 온시켜서 냉동실 및 내장실을 냉각시키고, 냉장실내의 검출된 온도가 기설정된 하한 온도 이하이면 팬과 압축기를 동시에 구동 오프시켜서 냉각을 멈추게된다.

한편, 보관하는 음식물의 신선도 유지를 위하여 냉장실의 실내 온도는 그 변화폭을 줄려서 일정 온도로 균일하게 유지하는 것이 중요하며, 팬과 압축기가 동시에 구동 온/오프되는 기설정된 적정 온도의 폭(구동 온시키는 상한 온도와 구동 오프시키는 하한 온도)을 최소한으로 줄여서 냉장실의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

그러나, 이와 같이 기설정된 적정 온도의 폭을 무조건 최소화할 경우에 팬과 압축기의 잦은 구동 온/오프, 특히 압축기의 잦은 구동 온/오프로 인하여 압축기에 무리가 발생하여 고장이나 수명이 단축되기 때문에 만족할 정도의 균일한 온도 유지를 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 냉장실의 온도 중심으로 냉장고의 온도를 제어하는 냉장고에서 압축기 구동 온/오프 제어를 팬 구동 온/오프의 횟수에 대응하여 적응적으로 제어하여 압축기를 안전하게 구동시키면서 냉장실 내부 온도 변화 폭을 최대한으로 줄여서 일정 온도로 균일하게 유지할 수 있도록 한 냉장고의 온도 제어 방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 냉장고의 온도 제어 방법은, 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스로 변환시키는 압축기를 구비한 냉장고에서 냉장실 온도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 방법에 있어서, 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬을 구동 온시키고, 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 팬을 구동 오프시키는 제1단계와; 팬이 구동 온/오프되면 팬이 구동 온/오프되는 주기를 카운트하는 제2단계와; 현재 카운트된 주기 횟수가 기설정된 제1기준 횟수 이하이면 압축기를 구동 오프 상태로 유지하고, 현재 카운트된 주기 횟수가 제1기준 횟수보다 크고 기설정된 제2기준 횟수 이하이면 압축기를 구동 온 상태로 유지하는 제3단계와; 현재 카운트된 주기 횟수가 기설정된 제2기준 횟수보다 크면 카운트된 주기 횟수를 클리어시키고 제1단계로 귀환하는 제4단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 채용된 냉장고의 온도 제어 장치에 대한 블록도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 온도 제어 과정을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 온도 검출부 20 : 마이컴

30 : 팬 구동부 40 : 팬

50 : 압축기 구동부 60 : 압축기

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따라 채용된 냉장고의 온도 제어 장체에 대한 블록도로서, 제 온도 검출부(10), 마이컴(20), 팬구동부(30), 팬(40), 압축기 구동부(50) 및 압축기(60)를 포함한다.

이러한 구성에 있어서, 온도 검출부(10)는 냉장실내의 소정 위치에 설치되어냉장실의 실내 온도를 검출하여 검출 신호를 후술하는 마이컴(20)의 A/D(Analog to Digital) 포트로 인가한다.

그리고, 마이컴(20)은 A/D포트로 인가되여 디지털 신호로 변환된 검출 신호가 기설정된 냉장실의 적정 상한 온도(예를 들면, 2.35oC) 이상이면 제1제어 신호를 출력하여 후술하는 팬(40)을 구동시키고, 검출 신호가 기설정된 냉장실의 적정하한 온도(예를 들면, 2oC) 이하이면 제1제어 신호의출력을 정지하고, 내부의 카운터를 이용하여 팬(40)이 구동 온이나 오프된 횟수 즉, 온/오프를 하나의 주기로하여 온/오프된 주기를 카운트한다.

또한, 마이컴(20)은 카운트된 값이 기설정된 제1기준 회수(예를 들면, 5회)가 될 때까지 즉, 팬(40)의 온/오프 주기가 5회 이하일 동안에는 제2제어 신호의 출력을 정지하여 압축기(60)의 구동을 정지상태로 유지하고 이어서 카운트된 값이 기설정된 제2기준 횟수(예를 들면, 8회)가 될 때까지 즉, 팬(40)의 온/오프 주기가 5회부터 3회가 더 진행되어 8회가 되는 동안에는 제2제어 신호를 출력하여 압축기(60)를 구동 온 상태로 유지시키고, 카운트된 값이 8회가 넘어가면 내부 카운터를 초기화하고 재카운트를 시작한다.

즉, 마이컴(20)은 검출된 냉장실 온도와 적정 하한 및 상한 온도(예를 들면,2℃, 2.35℃의 비교 결과에 따라 팬(40)을 구동 제어하고 압축기(60)는 팬(40)의 구동 주기를 카운트하면서 주기가 제1기준 횟수(5회)가 될 때까지는 구동 온 상태를 유지하다가 팬(40)이 한 번더 구동 온/오프되어 주기가 6회가 되면 구동 오프시키고 이때부터 카운트된 값이 제2기준 횟수(8회) 이하가 될 때까지 구동 오프 상태를 계속 유지시키고 다시 5주기는 구동 오프, 다시 3주기는 구동 온 상태를 유지하도록 반복적으로 구동 제어 한다.

한편, 팬구동부(30)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(20)으로부터의 제1제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 팬(40)으로 출력하며, 팬(40)은 팬구동부(30)로부터의 구동 신호에 의거하여 구동되어 도시 생략된 증발기 주변의 냉기를 냉동실과 냉장실로 토출시킨다.

또한, 압축기 구동부(50)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(20)으로부터의 제2제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 압축기(60)로 출력하며, 압축기(60)는 상술한 바 있는 냉동 사이클에서 기화된 냉매를 다시 액화시켜 재사용하기 위한 준비단계로 도시 생략된 응축기로 출력한다.

다음에, 상술한 구성부를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 온도 제어 과정을 첨부한 도2의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 냉장실의 온도를 검출하는 온도 검출부(10)는 냉장실 내부의 온도를 검출하여 검출 신호를(일반적으로 직류 레벨의 전압값) 마이컴(20)의 A/D 포트로 인가하게 된다.

그러면, 마이컴(20)으로 온도 검출부(10)로부터의 검출 신호가 디지털 신호로 변환되어 인가되고 이검출된 냉장실 온도가 기설정되어 있는 적정 상한 온도(본 발명의 바람직한 실시예에서는 2.35℃ ; 이 적정 상한 온도는 팬(40)을 구도 온시키기위한 임계온도이며 팬(40)을 구동시키기 위한 적정 하한 온도는 2℃로 설정하여 그차를 0.35℃로 줄여서 냉장실의 온도 변화를 최소화시킨다) 이상인지를 마이컴(20)이 판단한다(단계 200).

이때, 마이컴(20)은 검출된 냉장실 내부의 온도가 적정 상한 온도(2.35℃) 이 상이면 냉장실 및 냉동실을 냉각시키기 위하여 먼저, 제1제어 신호를 팬구동부(30)로 출력하고 팬(40)의 구동 주기를 카운트하기 위하여 현재 팬(40)이 구동 상태임을 인식하기 위하여 소정 내부 플래그(Flag)를셋(Set)시키고(단계 202) 후술하는 단계 (212)로 진행한다.

한편, 제1제어 신호를 인가받은 팬구동부(30)는 소정 구동 신호를 출력하고, 이 구동 신호를 인가받은 팬(40)이 회전 구동하여 증발기 주변의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시키게 한다.

반대로, 마이컴(20)은 상술한 단계 (200)에서 racnf한 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 상한 온도(2.35℃) 이상이 아니면 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃) 이하인지를 판단한다(단계 204).

이때, 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃)이하가 아니면 현재 냉장실 내부의 온도는 2℃~2.35℃ 사이이며 이때는 팬(40)의 구동 제어 없이 그대로 리턴되고, 반대로 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃) 이하이면 제1제어 신호의 출력을 정지시킨다(단계 206).

그러면, 마이컴(20)으로부터 제1제어 신호의 출력 정지로 팬구동부(30) 및 팬(40)이 구동 정지하게 된다.

다음에, 상술한 과정을 통하여 팬(40)이 구동 온/오프가 되면 마이컴(20)은 팬(40)의 구동주기를 카운트하는 내부 카운터를 이용하여 팬(40)의 구동 온/오프된 횟수를 누적하여 카운트하게 되는데 팬(40)이 구동 온에서 구동 오프된는 것을 하나의 주기로하여 카운트하기 위하여 내부 플래그가 셋 상태인지를 판단한다(단계208).

이때, 플래그가 셋 상태가 아니면 팬(40)이 구동 온에서 구동 오프되어 한 주기가 경과된 상태가 아니라 계속 구동 오프 상태를 유지하고 있는 경우이므로 카운터를 바뀌는 시점으로 한 주기가 경과된 경우이므로 카운터를 증가시키고 내부 플래그를 리셋(Reset)시킨다(단계 210).

다음에, 카운터값이 즉, 현재 시점까지 팬(40)이 구동 온/오프 횟수가 제1기준 횟수(본 발명의 바람직한 실시예에서는 5회) 이하인지를 판단하여(단계 212), 카운터값이 제1기준 횟수(5회) 이하이면 압축기(60)의 구동을 정지 상태로 계속 유지하기 위하여 제2제어 신호를 출력하지 않고(단계 214), 리턴되어 본 루틴을 재실행한다.

부연 설명하면, 팬(40) 구동과 동시에 압축기(60)를 연동시키는 것이 아니라 카운터값이 제1기준 횟수(5회) 이하일 경우 즉, 팬(40)의 구동 온/오프 횟수가5회 이하로 카운트되는 상태까지는 압축기(60)를 오프 상태로 유지하여 압축기(60)의 잦은 구동 온/오프를 방지하여 압축기(60)의 성능에 무리가 따르지 않도록 하기 위한 것이다.

한편, 마이컴(20)은 상술한 단계 (212)에서 카운터값이 제1기준 횟수(5회) 이하가 아니면 카운터값이 제2기준 횟수(본 발명의 바람직한 실시예에서는 8회) 이하인지를 판단한다(단계 216). 즉, 현재까지 누적된 팬(40)의 구동 온/오프 횟수가 제2단 횟수(5회)를 넘어서 6회부터 8회 사이인지를 판단하는 것이다.

이때, 카운터값이 제2기준 횟수(8회) 이하이면 제2제어 신호를 압축기 구동부(50)에 인가하고(단계 218), 리턴되어 본 루틴을 재실행한다.

그러면, 제2제어 신호를 인가받은 압축기 구동부(50)는 소정 구동 신호를 출력하고, 이 구동 신호를 인가받은 압축기(60)가 구동하여 기화된 저온저압 상태의 가스 냉매를 고온고압의 가스 냉매로 압축변환하여 출력함으로써, 상술한 냉동 사이클에서 냉매의 순환을 보다 활성화시킨다.

부연 설명하면, 카운터값이 제2기준 횟수(8회) 이하일 경우, 즉 팬(40)의 구동 온/오프 횟수가 5회에서 8회 사이로 카운트되는 상태까지는 압축기(60)를 계속 구동 온 상태로 유지함으로써, 압축기(60)의 잦은 구동 온/오프를 방지하여 압축기(60)의 성능에 무리가 따르지 않도록 하기 위한 것이다.

한편, 상술한 단계 (216)에서 카운터값이 제2기준 횟수(8회)를 넘어서면 카운터를‘0’로 초기화시키고 압축기(60) 구동을 오프시키기 위하여 제2제어 신호의 출력을 차단하고(단계 220), 리턴되어 본 루틴을 재실행한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1, 2기준 횟수를 5회와 8회로 설정하고 팬(40)의 구동 온/오프 횟수를 카운트하면서 팬(40)의 구동 온/오프가 5번 반복될 동안에는 압축기(60)를 구동 오프 상태로 유지하며, 이어서 팬(40)의 구동 온/오프가 3회가 더 반복될 동안에는 압축기(60)를 구동 온 상태로 유지시키고 다시 압축기(60)를 팬(40)의 구동 온/오프 주기에 대응하여 5주기 동안은 구동 오프, 다음3주기 동안은 구동 온 상태를 반복적으로 유지하도록 제어함으로써, 압축기(60)의 무리한 구동을 피하고 냉장실의 온도 변화폭을 최소화하였으나, 이 제1,2 기준 횟수는 실험을 통하여 냉장실의 온도 변화를 보다 최소화할 수 있는 횟수로 설정하여 사용할 수 있음은 자명하다.

또한, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 팬(40)이 구동 온/오프되는 상한 및 하한 온도 폭을 줄여서 냉장실 온도 변화를 최소화하고 아울러 팬(40)의 구동 온/오프와 동시에 압축기(60)를 구동 온/오프시키 않음으로써, 압축기(60)의 무리한 구동없이 냉장실을 일정 온도로 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스로 변환시키는 압축기를 구비한 냉장고에서 냉장실 온도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 방법에 있어서, 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 상기 팬을 구동 온시키고, 상기 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 팬을 구동 오프시키는 제1단계와; 팬이 구동 온/오프되면 팬이 구동 온/오프되는 주기를 카운트하는 제2단계와; 현재 상기 카운트된 주기 횟수가 기설정된 제1기준 횟수 이하이면 상기 압축기를 구동 오프 상태로 유지하고, 현재 상기 카운트된 주기 횟수가 상기 제1기준 횟수보다 크고 기설정된 제2기준 횟수 이하이면 상기 압축기를 구동 온 상태로 유지하는 제3단계와; 현재 상기 카운트된 주기 횟수가 기설정된 제2기준 횟수보다 크면 상기 카운트된 주기 횟수를 클리어시키고 제1단계로 귀환하는 제4단계를 포함하는 냉장고의 온도 제어 방법.

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