KR100291300B1 - 3면입체냉장고에서의센서제어장치및그방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 냉장실의 다른 위치에 마련된 주 냉장실 온도 센서 및 보조 냉장실 온도 센서의 기능을 제어하여 센서의 부하 변동이 발생하여도 냉장실의 냉장 기능을 최적으로 유지하도록 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것으로, 통상 운전 모드 중, 주 냉장실 온도 센서로부터 출력된 제 1 온도를 수신하여, 소정의 온도 변화량 ΔT에 기초하여 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 있는가를 판단하고, 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 있는 경우, 소정 시간이 경과하였는가를 판단하고, 소정 시간이 경과한 경우에 제 2 온도 변화량 ΔT에 기초하여 주 냉장실 온도 센서의 온도가 안정되었는가를 판단하고, 주 냉장실 온도 센서의 온도 상태가 안정되지 않은 경우에는 주 냉장실 온도 센서에 에러가 발생한 것으로 판단하여 주 냉장실 온도 센서 및 보조 냉장실 온도 센서의 기능을 변경함으로써 냉장실의 온도가 최적으로 유지되도록 냉각팬의 구동을 제어한다.

Description

3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치 및 그 방법{METHOD FOR CONTROLLING SENSORS IN A REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장실에 내장되어 있는 센서의 기능을 제어하여 냉장 기능을 효율적으로 행하기 위한 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상의 냉장고에 있어서 냉장 및 냉동 기능은 주로 냉동실 후부에 설치되는 냉각기, 냉각기 상부에 마련된 냉각팬, 다수의 냉기 통로 등에 의해서 행해진다. 이러한 냉각기는 부착된 다수의 냉각핀을 이용하여 순환 공기를 열교환에 의해 냉각시키고, 냉각된 공기는 냉각팬을 통해서 냉동실 및 냉장실내에 주입되어 냉장기능을 행하게 된다.
3면 입체 냉장고에 있어서의 냉장 및 냉동은 통상, 냉각기에서 열교환되어 차가워진 냉기는 냉동실용 송풍팬 및 냉장실용 송풍팬에 의해서 실내의 각면에 형성된 다수의 냉기통로를 통해 냉장실 및 냉동실로 주입되고, 주입된 공기는 냉장실 및 냉동실내의 보관 식품등과의 열교환에 의해 온도가 상승되며, 별도의 냉기통로를 통해 다시 냉각기로 보내지고, 냉각기를 통과한 공기는 다시 차가워지면서 각 송풍팬의 구동에 의해 냉동실 및 냉장실로 주입됨으로써 행해진다.
또한, 적절한 온도로 냉장 및 냉동 기능을 수행하도록 하기 위해, 냉장고에는 다수의 센서가 부착된다. 냉장고에 장착되는 주된 센서로서는, 예를 들면, 냉동실의 온도를 감지하여 압축기의 ON/OFF를 제어하는 냉동실 온도 센서, 냉각기의 상부에 부착되어 냉각기의 온도를 감지하여 냉각핀에 성에가 착상되었는가를 판단하여 제상 기능을 행하도록 하는 냉각기 온도 센서, 냉장실내에 장착되며 냉장실내의 온도를 감지하여 설정 온도를 유지하도록 냉각팬의 구동을 제어하는 냉장실 온도 센서, 냉장실(또는, 냉동실)의 도어에 장착되며 외기의 온도를 감지하는 외기 온도 센서 등이 있다.
도 1을 참조하면서, 이러한 3면 입체 냉장고에 있어서 냉장실의 냉장 프로세스를 이하 상세히 설명한다.
도 1에 있어서, 참조 부호(10), (20 및 (30)은 각각 냉장실, 냉동실 및 식품을 효율적으로 저장하기 위한 선반을 나타낸다. 냉장실(10)의 좌우 측면과 냉장실 칸막이 부분에는 다수의 냉기 토출구(40)가 형성되어 있고, 냉각기(도시하지 않음)에 의해 냉각된 공기는 유로(도시하지 않음)를 경유하여 이들 토출구(40)를 통해 냉장실(10)내로 유입되게 된다. 유입된 공기는 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이 확산되면서 보관 식품을 신선하게 유지한다. S1은 냉장실(10)의 제 1 영역인 주 냉장실 센서이고, S2는 냉장실(10)의 제 2 영역인 보조 냉장실 센서이다. 이들 센서 S1 및 S2는 냉장실(10)내의 온도를 감지하여 냉장실(10)의 온도가 냉장실 온도 설정 수단(도시하지 않음)에 의해서 설정된 온도를 유지하도록 냉각팬의 ON/OFF를 제어함으로써 냉장실의 약냉 및 과냉을 방지하는 기능을 한다. 여기서, 별도의 팬(도시하지 않음)이 냉장실(10)내에 내장되어 토출구(40)를 통한 냉기의 냉장실(10)로의 주입을 용이하게 한다.
주 냉장실 센서 S1과 보조 냉장실 센서 S2는 도 1에 도시한 바와 같이, 선반(30)을 사이에 두고 냉장실(10)의 우측 상단 및 좌측 하단에 각각 마련되어 있다. 이것은, 냉장실(10)의 용적이 대략 400∼600ℓ로 상당한 공간을 차지하기 때문에, 각 센서를 가능한 한 멀리 장착하여 냉장실(10)내의 온도를 정확하게 감지하기 위해서이다. 예를 들면, 냉장고의 통상 운전 모드시, 냉장실(10)의 도어를 열어 고온(에를 들면, 45℃)의 음식물을 주 냉장실 센서 S1 근처에 재치시켰다고 가정하자. 이 경우, 통상의 냉장실(10)의 온도는 2∼4℃를 유지하는데, 재치된 고온의 음식물에 의해 주 냉장실 센서 S1의 감지 온도가 주위 온도에 비해 크게 상승되는 반면, 보조 냉장실 센서 S2는 초기의 온도를 대체로 유지하게 된다. 그 결과, 이들 센서의 온도차에 기초하여 냉각팬을 구동시킴으로써 냉장실(10)이 약냉 또는 과냉으로 되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 냉장실(10)의 약냉 및 과냉으로 인해, 냉장실(10)내에 보관중인 음식물이 변질되거나, 신선도가 저하되거나 하여 제품의 신뢰도가 저하되며, 불필요한 냉각팬의 구동으로 소비 전력이 상승하는 문제도 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 냉장실 및 냉동실에서 서로 다른 영역에 마련된 센서들의 기능을 제어, 즉 냉장고 실내의 제 1영역의 센서 오작동시 다른 제 2영역에 마련된 센서의 감지 데이터값을 대체함으로서 센서의 부하 변동이 발생하여도 냉장고의 정온 기능을 최적으로 유지하도록 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 냉장실에 마련된 센서의 기능을 제어하여 센서의 부하 변동이 발생하여도 냉장고의 정온을 최적으로 유지하도록 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 냉각팬을 구동하여 냉장실 및 냉동실의 온도를 제어하는 냉장고의 센서 제어 장치에 있어서, 냉장실 및 냉동실의 실내 위치에 따라 변동되는 온도를 감지하기 위하여 제 1영역의 온도를 감지하는 복수의 주 냉장실 온도 센서, 제 2영역의 온도를 감지하는 복수의 보조 냉장실 온도 센서와, 복수의 제 1 및 보조 냉장실 온도 센서로부터 출력된 온도 감지 데이터를 수신하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 신호 변환 수단과, 신호 변환 수단으로부터 출력되는 전기신호와 기준 신호를 비교하여 복수의 주 냉장실 온도 센서 및 보조 냉장실 온도 센서중에서 에러가 발생하였는가를 판단하고, 주 냉장실 온도 센서 및 제 2센서 중에서 어느 한 센서에 에러가 있는 경우, 해당 센서의 기능을 나머지 다른 센서로 변경하여 냉장실 및 냉동실의 온도를 정온으로 유지하도록 냉각팬의 구동을 제어하는 제어 수단을 포함한다.
상기 제 1 영역은 주 냉장실 온도 센서가 상기 냉장실 및 냉동실내에서 주 실내의 온도를 감지하는 영역이고, 제 2 영역은 보조 냉장실 온도 센서가 냉장실 및 냉동실내에서 약냉 및 과냉을 방지하기 위해 제 1 영역에 소정 거리 이격된 부분의 실내 온도를 감지하는 영역이다.
이와 같은 다른 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 냉장실 및 냉동실의 실내 위치에 따라 변동되는 온도를 감지하기 위하여 제 1영역의 온도를 감지하는 복수의 주 냉장실 온도 센서, 제 2영역의 온도를 감지하는 복수의 보조 냉장실 온도 센서와, 압축기 및 냉각팬을 갖는 냉장고에서의 센서 제어 방법에 있어서, 냉장실의 온도가 설정 온도를 유지하도록 압축기 및 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 통상 운전 모드를 행하는 제 1 단계와, 통상 운전 모드 중, 복수의 주 냉장실 온도 센서로부터 출력된 제 1 감지 온도 데이터를 수신하여, 소정의 제 1 온도 변화량에 기초하여 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 있는가를 판단하는 제 2 단계와, 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 발생한 후, 소정 시간이 경과하였는가를 판단하는 제 3 단계와, 소정 시간이 경과한 경우 소정의 제 2 온도 변화량에 기초하여 주 냉장실 온도 센서의 온도가 안정되었는가를 판단하는 제 4 단계와, 주 냉장실 온도 센서의 온도 상태가 안정된 경우 제 1 단계로 복귀하여 통상 운전 모드를 행하는 제 5 단계와, 주 냉장실 온도 센서의 온도 상태가 안정되지 않은 경우, 주 냉장실 온도 센서에 에러가 발생한 것으로 판단하여, 주 냉장실 온도 센서의 기능을 보조 냉장실 온도 센서로 변경하여 냉장실의 온도를 최적 온도로 유지하는 제 6 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 통상의 3면 입체 냉장고에서의 냉장실 온도 센서의 배치를 설명하기 위한 모식도,
도 2는 본 발명에 따라 3면 입체 냉장고에서의 냉장실 온도 센서의 기능을 제어하는 개략적인 블럭도,
도 3는 본 발명에 따라 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 냉장실 20 : 냉동실
30 : 선반 40 : 냉기 토출구
210 : 주 냉장실 온도 센서 220 : 보조 냉장실 온도 센서
230 : 신호 변환부 240 : 제어부
250 : 냉각팬 구동부 260 : 냉각팬
S1,S2 : 냉장실 온도 센서
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치 및 그 방법에 관해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치의 개략적인 블록도이다. 도 2에서, 본 발명의 냉장실 센서 제어에 관한 설명에 필요한 구성 요소만 설명하고, 다른 통상의 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 2에 있어서, 본 발명에 따른 센서 제어 장치는 도 1에 도시한 센서 S1 및 센서 S2에 각각 대응하는 주 냉장실 온도 센서(210) 및 보조 냉장실 온도 센서(220), 신호 변환부(230), 제어부(240), 냉각팬(260)을 구동시키는 냉각팬 구동부(250)로 구성된다.
주 냉장실 온도 센서(210) 및 보조 냉장실 온도 센서(220)는 도 1에 도시한 바와 같이 냉장실 및 냉동실의 실내 위치에 따라 변동되는 온도를 감지하기 위하여 냉장실(10)의 제 1 영역으로서 우측 상단, 및 제 2 영역으로서 좌측 하단에 각각 마련된다. 상세하게는 제 1 영역은 주 냉장실 온도 센서(210)가 냉장실의 주 실내의 온도를 감지하는 영역이고, 제 2 영역은 보조 냉장실 온도 센서(220)가 냉장실의 약냉 및 과냉을 방지하기 위해 제 1 영역에 소정 거리 이격된 부분의 실내 온도를 감지하는 영역이다.
이들 센서(210,220)는 냉장실(10)내의 온도를 감지하여 아날로그 형태의 감지 데이터를 신호 변환부(230)에 출력한다.
신호 변환부(230)는 주 냉장실 온도 센서(210) 및 보조 냉장실 온도 센서(220)로부터 출력된 아날로그 형태의 제 1 및 제 2 온도 감지 데이터를 수신하여 디지털 형태의 전기적 신호로 변환하여 제어부(240)에 출력한다.
제어부(240)는 예를 들면, 마이크로 컴퓨터로 구성되며, 신호 변환부(230)로부터 수신한 제 1 및 제 2 감지 온도 데이터에 기초하여 냉각팬(260)의 구동을 위한 제어 신호를 냉각팬 구동부(250)에 발생하여 냉장실의 냉장 기능을 제어한다. 더욱이, 본 발명의 제어부(240)는 주 냉장실 온도 센서(210) 및 보조 냉장실 온도 센서(220)의 데이터와 기준 데이터를 비교하여 상기 센서 중에서 어느 한 센서가 에러가 발생하였는가를 판단하고, 어느 한 센서가 에러가 있는 경우, 해당 센서의 기능을 나머지 다른 센서로 변경하여 냉각팬의 구동을 제어한다.
이하, 본 발명에 따른 센서 제어 방법을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
냉장실의 냉장 기능을 제어하기 위해, 본 발명에 따른 제어부(240)는 통상 운전 모드 중(단계 S1), 예를 들면, 주 냉장실 온도 센서(210)에 의해 감지된 제 1 온도 감지 데이터를 신호 변환부(230)를 통해 수신하여, 주 냉장실 온도 센서(210)의 온도가 ΔT 만큼 변화하였는가를 판단한다(단계 S2). 여기서, 변화량 ΔT는 초기 온도와 감지 온도의 차분이며 대략 5℃ 이상으로 설정할 수 있고, 초기 온도는 주 냉장실 온도 센서(210)에 온도 변화가 없었을 때의 온도이고, 감지 온도는 주 냉장실 온도 센서(210)에 의해서 현재 감지된 온도이다.
상술하면, 주 냉장실 온도 센서(210)의 초기 온도가, 예를 들면 3℃이고, 고온의 음식물을 주 냉장실 온도 센서(210)의 근처에 재치시켜 주 냉장실 온도 센서(210)에 의해 감지된 온도가, 예를 들면 10℃라고 가정할 경우, 제어부(240)는 온도 변화량 ΔT=7℃를 계산하여 주 냉장실 온도 센서(210)에 온도 변화가 있는 것으로 결정하여 프로세스를 단계 S3으로 진행시킨다.
단계 S3에 있어서, 제어부(240)는 주 냉장실 온도 센서(210)의 온도 변화후 소정 시간(예를 들면, 약 5분)이 경과하였는가를 판단한다. 단계 S3에서 소정 시간, 5분이 경과한 경우, 단계 S4에 있어서 제어부(240)는 제 1 의 사전 설정된 온도 변화량 ΔT(예를 들면, 1∼2℃)에 기초하여 주 냉장실 온도 센서(210)의 온도가 안정되었는가를 판단한다. 이 경우, 주 냉장실 온도 센서(210)에 의해 감지된 온도가 초기 온도 3℃에서 1∼2℃의 변화된, 즉 4∼5℃를 유지하는 경우, 제어부(240)는 주 냉장실 온도 센서(210)의 온도가 안정되었다고 판단하여, 냉장실의 통상 온도를 유지하도록 냉각팬의 구동을 위한 통상 운전 모드를 진행시킨다(단계 S1로 리턴).
단계 S4에 있어서, 주 냉장실 온도 센서(210)에 의해 감지된 온도가 초기 온도 3℃ 에서 예를 들면 5∼6℃로 변화된, 즉 8∼9℃를 유지하는 경우, 제어부(240)는 주 냉장실 온도 센서(210)가 부하 변동 등에 의해서 센서에 이상이 있다고 판단하여(단계 S5), 프로세스를 단계 S6으로 진행시킨다.
단계 S5에서는, 제어부(240)는 주 냉장실 온도 센서(210)의 역할을 보조 냉장실 온도 센서(220)로 변경하여 단계 S1로 리턴한다. 즉, 제어부(240)는 주로 냉각팬의 ON/OFF를 제어하는 주 냉장실 온도 센서(210)의 역할을 냉장실의 약냉 및 과냉을 방지하는 보조 냉장실 온도 센서(220)로 변경하여, 보조 냉장실 온도 센서가 주 냉장실 온도 센서로서 기능하도록 한다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명은 냉장실에 마련된 여러 개의 센서의 역할을 소정의 프로그램에 기초하여 변경함으로써, 대용량의 냉장고에서 센서의 부하 변동이나, 냉장실(210)의 온도에 급변화가 발생한 경우에도 냉장실의 온도를 최대한 정온으로 유지할 수 있게 된다.
상기에 있어서, 주 냉장실 온도 센서(210)의 온도 변화가 발생한 경우에 대해서 설명하였는데, 주 냉장실 온도 센서(210)의 역할 변경 후, 즉 보조 냉장실 온도 센서(220)가 주 냉장실 온도 센서로서 기능하는 경우에도, 보조 냉장실 온도 센서(220)에 대해서도 상기의 프로세스에 의해서 센서 상태를 판단하는 것은 물론이다.
또한, 상기의 설명은 냉장실에 마련된 센서에 대해서 설명하였는데, 냉동실에도 냉동실 온도 센서를 다수개 마련하여, 냉동실의 온도를 최대한 정온으로 유지하기 위해서 본 발명에 따른 센서 제어 장치 및 방법을 적용할 수 있는 것은 물론이다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경함이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 냉장실에 마련된 주 냉장실 온도 센서의 역할과 보조 냉동실 온도 센서의 역할을 적응적으로 변경함으로써, 센서의 부하 변동이나 냉장실의 온도에 급변화가 발생한 경우에도 냉장실의 온도를 최대한 정온으로 유지할 수 있어, 제품의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 냉각팬을 구동하여 냉장실 및 냉동실의 온도를 제어하는 냉장고의 센서 제어 장치에 있어서,
    상기 냉장실 및 냉동실의 실내 위치에 따라 변동되는 온도를 감지하기 위하여 제 1영역의 온도를 감지하는 복수의 주 냉장실 온도 센서, 제 2영역의 온도를 감지하는 복수의 보조 냉장실 온도 센서와,
    상기 복수의 제 1 및 보조 냉장실 온도 센서로부터 출력된 온도 감지 데이터를 수신하여, 전기적 신호로 변환하여 출력하는 신호 변환 수단과,
    상기 신호 변환 수단으로부터 출력되는 전기신호와 기준 신호를 비교하여 상기 복수의 주 냉장실 온도 센서 및 보조 냉장실 온도 센서중에서 에러가 발생하였는가를 판단하고, 상기 주 냉장실 온도 센서 및 제 2센서 중에서 어느 한 센서에 에러가 있는 경우, 해당 센서의 기능을 나머지 다른 센서로 변경하여 상기 냉장실 및 냉동실의 온도를 정온으로 유지하도록 냉각팬의 구동을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 영역은 상기 주 냉장실 온도 센서가 상기 냉장실 및 냉동실내에서 주 실내의 온도를 감지하는 영역이고, 상기 제 2 영역은 보조 냉장실 온도 센서가 상기 냉장실 및 냉동실내에서 약냉 및 과냉을 방지하기 위해 제 1 영역에 소정 거리 이격된 부분의 실내 온도를 감지하는 영역인 것을 특징으로 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 장치.
  3. 냉장실 및 냉동실의 실내 위치에 따라 변동되는 온도를 감지하기 위하여 제 1영역의 온도를 감지하는 복수의 주 냉장실 온도 센서, 제 2영역의 온도를 감지하는 복수의 보조 냉장실 온도 센서와, 압축기 및 냉각팬을 갖는 냉장고에서의 센서 제어 방법에 있어서,
    상기 냉장실의 온도가 설정 온도를 유지하도록 상기 압축기 및 상기 냉각팬의 구동을 제어하는 통상 운전 모드를 행하는 제 1 단계와,
    상기 통상 운전 모드 중, 상기 복수의 주 냉장실 온도 센서로부터 출력된 제 1 감지 온도 데이터를 수신하여, 소정의 제 1 온도 변화량에 기초하여 상기 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 있는가를 판단하는 제 2 단계와,
    상기 주 냉장실 온도 센서에 온도 변화가 발생한 후, 소정 시간이 경과하였는가를 판단하는 제 3 단계와,
    상기 소정 시간이 경과한 경우, 소정의 제 2 온도 변화량에 기초하여 상기 주 냉장실 온도 센서의 온도가 안정되었는가를 판단하는 제 4 단계와,
    상기 주 냉장실 온도 센서의 온도 상태가 안정된 경우, 상기 제 1 단계로 복귀하여 상기 통상 운전 모드를 행하는 제 5 단계와,
    상기 주 냉장실 온도 센서의 온도 상태가 안정되지 않은 경우, 상기 주 냉장실 온도 센서에 에러가 발생한 것으로 판단하여, 상기 주 냉장실 온도 센서의 기능을 상기 보조 냉장실 온도 센서로 변경하여 상기 냉장실의 온도를 최적 온도로 유지하는 제 6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3면 입체 냉장고에서의 센서 제어 방법.
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