KR100228853B1

KR100228853B1 - 냉장고의 냉각팬 제어 방법

Info

Publication number: KR100228853B1
Application number: KR1019970028956A
Authority: KR
Inventors: 이용권
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19990004809A

Abstract

본 발명은 냉장고의 온도를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장고의 온도를 정밀하게 제어하여 냉각효율을 향상시키고, 그리고 전력 손실을 최소화할 수 있도록 한 냉장고의 냉각팬 제어 방법에 관한 것이다.

그 냉장고의 냉각팬 제어 방법은, 압축기를 구동하는 단계; 압축기의 구동에 의해 증발기에서 발생되는 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급하는 냉각팬을 구동하는 단계; 냉각팬이 구동된 후 냉장고의 도어가 개방되는 시간을 누적한 제1시간과 압축기가 구동되는 시간을 누적한 제2시간을 조합하여 설정시간과 비교하여 증발기의 제상 돌입 여부를 판단하는 단계; 제상이 결정되면, 압축기와 냉각팬을 정지시키고 히터를 구동시킴으로써 증발기에 부착된 성에를 제거하고, 증발기의 온도를 설정온도인 제1온도와 비교하여 제상이 완료되었는지를 판단하는 단계; 제상이 완료되면 증발기의 온도가 설정온도인 제1온도에 도달할 때 히터를 정지시키고 압축기를 다시 구동시킨후, 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도까지 하강했는지를 판단하는 단계; 그리고 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도에 도달할 때 냉각팬을 다시 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 가열된 증발기에 의한 고온의 공기가 고내로 유입되지 않으며, 냉각 효율이 향상되고 전력이 절약되는 장점이 있다.

Description

냉장고의 냉각팬 제어 방법

일반적으로, 냉장고는 다양한 식료품을 냉동 또는 냉장 상태로 오랜 기간동안 신선한 상태를 유지하면서 저장하는 장치이다. 이러한 냉장고는 2개의 냉각부를 포함하며, 그중 하나는 직접 냉각 형태로서, 냉각 주기(cycle)내에서 사용된 증발기(evaporator)는 음식 저장 공간(food storage space)에 설치되고, 직접적인 열교환(direct heat-exchange)이 효과적으로 실행된다. 다른 형태의 냉각부(cooling section)는 간접 냉각 형태(indirect cooling type)로서, 증발기는 음식 저장 공간으로부터 떨어져(remote) 공기 통로(air passage)내에 설치되며, 공기는 증발기에 의해 열교환되고, 열교환된 공기(heat-exchanged air; or 냉기; chilled air)는 송풍팬(fan)에 의해 음식 저장 공간 내부로 유입된다.

상술한 냉장고는 통상 냉동실(freezer compartment)과 상기 냉동실 아래에 위치하는 냉장실(refrigerating compartment)을 구비한다. 나아가, 상기 냉장실은 주(main)냉장실과 분리되며 상기 주 냉장실과 온도와 차이가 있는 분리된 공간을 구비하며, 상기 분리된 공간을 육류 등(meat etc)을 저장하는 "채소 저장소(vegetable storage area)", 또는 "냉각실(chilled compartment)"라고 한다. 이러한 공간 내에서, 음식물들은 바람직한 상태(desired condition)에 따라 분리 저장될 수 있다. 상기 냉동실 및 냉장실 전면에는 도어가 설치되어 상기 냉동실 및 냉장실 내에 음식물을 안착(be placed in) 및 꺼낼 수(removed from) 있다.

상술한 일반적인 냉장고에 있어서, 음식물을 바람직한 상태로 저장하기 위해서, 즉 직각의 방(compartment)을 소정의 온도로 유지하기 위해서는 증발기에 의해 열교환된 냉기가 송풍팬에 의해 각각의 방 내부로 유입되고, 상기 각각의 방을 빠져나온 냉기는 공기 통로를 따라 유동한다.

상기 통로는 "가정용 냉장고 공기 유입 시스템(Household refrigerator air flow system)"이라는 명칭으로 1987년 11월 10일 Thomson et al에게 허여된 미합중국 특허 번호 제4,704,874호, "김치실을 구비하는 냉장고(Refrigerator with kimchi compartment)"라는 명칭으로 1995년 2월 14일 Sun G. Lee에게 허여된 미합중국 특허 번호 제5,388,427호, 그리고 "다수의 방을 독립적으로 온도 제어하는 냉장고(Refrigerator having independent temperature control of plural compartment)"라는 명칭으로 1995년 7월 18일 Cho et al에게 허여되어 본 발명의 양수인에게 양도된 특허 번호 제5,433,086호에 각각 개시된다.

제1도에는 상기 Thomson et al, Cho et al 그리고 Lee의 종래의 냉장고가 도시된다. 도면에서 볼 수 있듯이, 종래의 냉장고는 냉동실(freezer compartment; 10), 칸막이(partition; 20)에 의해 냉동실(10)과 분리되며, 상기 냉동실(10) 보다 아래에 위치하는 냉장실(food or refrigerating compartment; 30), 상기 냉동실(10)과 외벽 (14) 사이에 설치되어 공기를 냉각시키며 공기 중의 습기를 제거함으로써 냉기를 발생하는 증발기(40), 상기 증발기(40) 보다 위에 위치하여 상기 증발기(40)에서 발생된 냉기를 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내부로 송풍하는 송풍팬(50), 상기 증발기(40)와 외벽 사이에 형성되어 상기 송풍팬(50)에 의해 냉기가 냉장실(30) 내부로 유동하는 통로를 제공하는 주(main) 공기 덕트(60), 상기 냉동실(10)과 칸막이(20) 사이에 형성되며 상기 냉동실(10)로부터 배출되는 냉기가 상기 증발기(40)로 유동하는 제1공기 덕트(62), 상기 칸막이(20)와 냉장실(30) 사이에 형성되어 상기 냉장실(30)로 부터 배출되는 냉기가 유동하는 제2공기 덕트(64), 그리고 상기 제1공기 덕트(62)와 상기 제2공기 덕트(64)를 유동한 냉기가 합쳐지며 상기 증발기(40)를 향하는 통로를 제공하는 제3공기 덕트(66)를 포함한다.

상기 증발기(40)에 의해 발생된 냉기는 송풍팬(50)에 의해 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내부로 유입되고, 각각의 방(10,30)을 냉각시킨 후 상기 냉동실(10) 저면에 형성된 제1냉기 배출구(12)를 통해 상기 제1공기 덕트(62)로 유동한다. 한편, 상기 냉장실(30) 후면에 형성된 냉기 유입구(34)를 통하여 냉장실(30) 내부로 유입된 냉기는 상기 냉장실(30)을 냉각시킨 후 냉장실(30) 상면에 형성된 제2냉기 배출구(32)를 통해 제2공기 덕트(64)로 유동한다. 상기 제1 및 제2공기 덕트(62,64)로 유동한 냉기는 상기 제3공기 덕트(66)에서 합쳐서 상기 증발기(40)를 향하여 유동하고, 상기 증발기(40)에 의해 다시 냉각된다. 상기 냉기가 증발기(40)에 의해 다시 냉각되면 냉기 속에 포함되어 있는 습기는 성에로 변하여 증발기(40)에 부착(착상)된다. 상기 증발기(40)에 부착된 성에는 제3공기 덕트(66)에 설치된 히터(68)에 의해 물로 변함으로써 상기 제3공기 덕트(66) 하부에 형성된 물 배출구(69)로 배출된다.

냉장고의 냉기류를 순환시키기 위한 냉장고의 냉동실 및 냉장실 구조를 제1도에 의거하여 간략하게 살펴보기로 한다.

상기와 같은 냉장고에 있어서, 증발기(40)를 통해 발생되는 냉기가 송풍팬(50)에 의해 냉동실(10) 및 냉장실(30)의 내부, 제1, 제2 그리고 제3공기 덕트(62,64 그리고 66), 그리고 증발기(40)를 순환되면서 상기 냉동실(10) 그리고 냉장실(30)이 냉각된다.

냉장실(30)의 냉각에 있어서, 상기 냉기는 송풍팬(50)에 의해 주 공기 덕트(60)를 통하여 냉장실(30) 내부로 유입되고, 상기 냉장실(30) 상부에 형성되는 제2냉기 배출구(32)를 통하여 상기 냉장실(30)로 부터 배출된다. 상기 냉장실(30)로 부터 배출되는 냉기는 칸막이(20) 사이에 형성되는 제2공기 덕트(64) 내부를 유동하여 상기 냉동실(10)로 부터 배출되는 냉기와 제3공기 덕트(66)에서 합쳐진다. 상기 냉동실(10) 및 냉장실(30)로 부터 배출되는 냉기는 상기 증발기(40)에 의해 다시 냉각된다.

또한, 1993년 7월 20일 "냉장고의 자동 작동 제어 방법(AUTOMATIC OPERATION CONTROL METHOD OF A REFRIGERATOR)"라는 명칭으로 Jae E. Shim에게 허여된 미합중국 특허 번호 제5,228,300호에는 냉장고의 온도를 제어하는 방법이 개시된다.

상기 Shim의 방법은 도어의 열림/닫힘 횟수와 그 시간에 따라서 고내(compartment)의 온도 설정, 제상 싸이클, 압축기 그리고 팬의 동작으로 자동적으로 제어한다. 상기 Shim의 방법에 의하면, 상기 제상 싸이클에 의해 증발기의 제상이 완료된 후 온도가 상승된 증발기 주변의 공기가 고내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 상기 압축기를 구동한 후 시간을 지연시켜 송풍기를 구동한다. 그러나, 상기 Shim의 방법에 의하면, 압축기 구동후 송풍기 구동을 위해 지연되는 시간을 정확하게 산출(계산)하기 곤란하여 상기 냉장고의 온도를 정확하게 제어하기 어렵다.

본 발명의 목적은 냉장고의 온도를 정밀하게 제어하여 냉각 효율을 향상시키고, 용이하며, 그리고 전력 손실을 최소화할 수 있도록 한 냉장고의 냉각팬 제어 방법을 제공하는 것이다.

제1도는 종래의 냉장고의 냉기 유동을 보여주는 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법이 적용되는 냉장고를 보여주는 단면도.

제3도는 제2도의 냉장고의 냉각팬 제어 방법을 수행하는 제어 회로를 보여주는 블록 다이아그램.

제4도는 본 발명에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 냉각팬 제어 방법 200 : 냉장고

210 : 압축기 220 : 증발기

230 : 냉각팬 240 : 제상 온도 센서

250 : 냉동실 260 : 냉장실

270,280 : 도어 290 : 히터

300 : 마이크로 컴퓨터 310 : 타이머

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉장고의 압축기를 구동하는 단계; 상기 압축기의 구동에 의해 증발기에서 발생되는 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급하는 냉각팬을 구동하는 단계; 상기 냉각팬이 구동된 후 냉장고의 도어가 개방되는 시간을 누적한 제1시간과 상기 압축기가 구동되는 시간을 누적한 제2시간을 조합하여 설정시간과 비교하여 상기 증발기의 제상 돌입 여부를 판단하는 단계; 제상이 결정되면, 상기 압축기와 냉각팬을 정지시키고 히터를 구동시킴으로써 상기 증발기에 부착된 성에를 제거하고, 그리고 상기 증발기의 온도를 설정온도인 제1온도와 비교하여 제상이 완료되었는지를 판단하는 단계; 상기 제상이 완료되면 증발기의 온도가 설정온도인 제1온도에 도달할 때 상기 히터를 정지시키고 상기 압축기를 다시 구동시킨후, 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도까지 하강했는지를 판단하는 단계; 그리고 상기 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도에 도달할 때 상기 냉각팬을 다시 구동시키는 단계를 포함하는 냉장고의 냉각팬 제어 방법.

본 발명에 따르면, 상기 제1온도 및 제2온도를 감지하는 제상 온도 센서는 상기 증발기에 설치된다. 상기 제상 온도 센서에서는 히터에 의해 가열되는 증발기의 온도를 감지하며, 제상후 압축기가 가동될 때 상기 증발기의 온도를 감지한다.

본 발명에 따르면, 증발기의 제상이 완료된 후, 압축기를 가동할 때 높은 온도를 갖는 증발기 주변의 공기가 고내로 직접 유입되는 것이 방지되고, 이로 인하여(thereby) 냉장고의 냉각 효율이 향상되고, 고내의 온도를 일정하게 유지하며, 그리고 전력 손실을 줄일 수 있다.

제2도 내지 제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법(100)을 설명하기 위한 도면이다. 제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법(100)을 설명하기 위한 순서흐름도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법(100)은 압축기(210)를 구동하는 단계(S1), 냉각팬(230)을 구동하는 단계(S2), 증발기(220)의 제상을 판단하는 단계(S3), 상기 압축기(210)와 냉각팬(230)을 정지시키고 히터(290)를 가동시키며, 제상이 완료되었는지를 판단하는 단계(S4), 상기 증발기(220)의 온도가 설정온도인 제1온도에 도달할 때 상기 히터(290)를 정지시키고 상기 압축기(210)를 다시 재 구동시킨후, 증발기(220) 온도가 설정온도인 제2온도까지 하강됐는지를 판단하는 단계(S8), 그리고 상기 증발기(220)의 온도가 설정온도인 제2온도에 도달할 때 상기 냉각팬(230)을 구동하는 단계(S11)를 포함한다.

상기 압축기(210), 냉각팬(230), 증발기(220)의 온도를 감지하는 제상 온도 센서(240), 히터(290), 그리고 타이머(310)는 제3도에 도시한 바와 같이, 냉장고의 냉각팬 제어 방법(100)을 제어하는 마이크로 컴퓨터(300)에 전기적으로 연결된다.

냉장고(200)에 전원이 인가되면, 상기 마이크로 컴퓨터(300)에서는 압축기(210)를 구동시키고(S1), 냉각팬(230)을 구동시킴으로써(S2) 냉장고(200)의 냉각 싸이클이 시작된다. 이때부터 타이머(310)는 냉장고(200)의 도어(270,280)가 개방되는 시간과 상기 압축기(210)가 구동되는 시간을 측정하여 마이크로 컴퓨터(300)에 전송하고, 상기 마이크로 컴퓨터(300)에서는 상기에서 측정된 시간들을 각각 누적한다. 상기 도어(270,280)가 개방되면 외부로 부터 냉동실(250) 및 냉장실(260) 내부로 유입되는 습기에 의해 상기 증발기(220)에 성에가 발생한다.

상기 마이크로 컴퓨터(300)는 도어(270,280)가 개방되는 시간과 압축기(210)가 구동되는 시간을 누적하고, 누적된 개방 시간과 누적된 압축기(210) 구동 시간을 조합하여 실험에 의해 작성된 설정 시간과 비교하여 상기 증발기(220)의 제상 여부를 판단한다(S3).

상기 마이크로 컴퓨터(300)에 의해 제상이 결정되면, 상기 마이크로 컴퓨터(300)에서는 제상 단계(S4)를 수행한다. 상기 제상 단계(S4)는 상기 압축기(210)와 냉각팬(230)을 정지시키는 단계(S5), 상기 타이머(310)를 리세트하며 그리고 상기 히터(290)를 가동하는 단계(S6), 그리고 상기 증발기(220)의 온도를 설정온도인 제1온도와 비교하여 제상이 완료되었는지를 판단하는 단계(S7)를 포함한다.

상기 제상 판단 단계(S3)에서 증발기(220)의 제상 시작이 결정되면, 히터(290)가 구동되고, 상기 증발기(220)가 가열되면 증발기(220)에 부착된 성에는 녹아서 물이 되고, 타이머(310)는 도어(270,280)의 개방 시간과 압축기(210)의 구동 시간을 다시 측정하며(S6), 그리고 제상 온도 센서(240)에서는 증발기(220)의 온도를 감지한다. 상기 히터(290)에 의해 가열되는 증발기(220)의 설정된 제1온도는 약 8 내지 10℃의 범위 내에 존재한다.

상기 히터(290)가 구동되는 동안 마이크로 컴퓨터(300)에서는 제상 온도 센서(240)에 의해 감지되는 증발기(220)의 온도를 설정된 제1온도와 비교한 후, 상기 증발기(220)의 온도가 설정된 제1온도에 도달하면 상기 마이크로 컴퓨터(300)에서는 상기 증발기(220)의 제상을 종결한다(S7).

상기 제상 단계(S4)가 종결되면 압축기(210)를 재가동시키는 단계(S8)가 수행된다. 상기 압축기(210)의 재가동 단계(S8)는 증발기(220)의 온도가 설정된 제1온도에 도달할 때 상기 히터(290)를 정지시키고, 상기 압축기(210)를 다시 구동시키는 단계(S9), 그리고 상기 증발기(220)의 온도와 설정온도인 제2온도를 비교하여 설정온도인 제2온도까지 하강됐는지를 판단하는 단계(S10)를 포함한다.

상기 압축기(210)가 다시 구동되더라도(S9) 상기 증발기(220)는 아직 가열된 상태를 유지한다. 상기 제상 온도 센서(240)에서는 증발기(220)의 온도를 감지하고, 마이크로 컴퓨터(300)에서는 상기 증발기(220)의 온도가 설정온도인 제2온도에 도달할 때까지의 증발기(220) 온도를 설정온도인 상기의 제2온도와 비교한다(S9). 상기 제2온도는 -11 내지 -12℃의 범위 내에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 압축기(210)의 재가동 단계(S8)에서 상기 증발기(210)의 온도가 설정온도인 상기 제2온도에 도달하면, 상기 마이크로 컴퓨터(300)에서는 냉각팬(230)을 구동시켜 냉장고(200)의 온도를 일정하게 유지한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고의 냉각팬 제어 방법은 제상 싸이클이 수행되는 동안 발생되는 고온의 공기가 냉장고의 고내로의 유입을 방지하고, 냉장고의 냉각 효율을 향상시키며, 그리고 전력을 절약할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 전술된 명세서와 첨부된 도면에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 실시될 수 있음을 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.

Claims

(A) 냉장고의 압축기를 구동하는 단계; (B) 상기 압축기의 구동에 의해 증발기에서 발생되는 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급하는 냉각팬을 구동하는 단계; (C) 상기 냉각팬이 구동된 후 냉장고의 도어가 개방되는 시간을 누적한 제1시간과 상기 압축기가 구동되는 시간을 누적한 제2시간을 조합하여 설정시간과 비교하여 상기 증발기의 제상 돌입 여부를 판단하는 단계; (D) 상기 (C) 단계를 수행하여 제상이 결정되면, 상기 압축기와 냉각팬을 정지시키고 히터를 구동시킴으로써, 상기 증발기에 부착된 성에를 제거하고 그리고 상기 증발기의 온도를 설정온도인 제1온도와 비교하여 제상이 완료되었는지를 판단하는 단계; (E) 상기 제상이 완료되면 증발기의 온도가 설정온도인 제1온도에 도달할 때 상기 히터를 정지시키고 상기 압축기를 다시 구동시킨후, 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도까지 하강했는지를 판단하는 단계; 그리고 (F) 상기 증발기의 온도가 설정온도인 제2온도에 도달할 때 상기 냉각팬을 다시 구동하는 단계를 포함하여 순차적으로 동작되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬 제어 방법.
(A) 냉장고의 압축기를 구동하는 단계; (B) 상기 냉장고의 증발기에 의해 발생되는 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급하는 냉각팬을 구동하는 단계; (C) 상기 냉장고의 도어가 개방되는 시간을 누적한 제1시간과 상기 압축기가 가동 시간을 누적한 제2시간을 조합하여 설정시간과 비교하여 상기 증발기의 제상을 판단하는 단계; (D) 상기 압축기와 상기 냉각팬을 정지시키고, 상기 히터를 가동함으로써 상기 증발기의 성에를 제거하고, 그리고 상기 증발기의 온도를 8 내지 10℃의 범위에 있는 제1온도와 비교하는 단계; (E) 상기 증발기의 온도가 제1온도에 도달할 때 상기 히터를 정지시키고 상기 압축기를 다시 가동시키고 그리고 상기 증발기의 온도와 -11 내지 -12℃의 범위내에 있는 제2온도를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬 제어 방법.