KR100404193B1 - 냉장고의 냉동사이클 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 냉동사이클의 구조를 개선하여, 냉동사이클의 서머사이펀 현상을 억제시키는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 냉장실과 냉동실에 각각 구비된 냉장실용 증발기와 냉동실용 증발기를 순차적으로 운전시키는 RF 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉장실용 증발기에서 냉동실용 증발기로 안내하는 RF 냉매유관과, 냉동실에 구비된 냉동실용 증발기만을 운전시키는 F 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉동실용 증발기로 안내하는 F 냉매유관과, 상기 RF 사이클과 상기 F 사이클이 선택적으로 운전되도록 냉매유동방향을 정해주는 삼방밸브를 갖는 냉장고의 냉동사이클에 있어서,상기 F 사이클 운전시 또는 기기 오프시, 상기 냉장실용 증발기의 냉매가 온도 또는 압력차에 의해 상기 냉동실용 증발기로 유동되지 못하도록 상기 RF 냉매유관을 차단시키기 위해, 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기 사이 중 상기 RF 냉매유관과 상기 F 냉매유관이 서로 만나는 지점에 구비된 삼방밸브와;F 사이클 운전시에 상기 RF 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단함과 동시에 F 냉매유관으로 냉매가 흐르도록 삼방밸브를 제어하고, RF 운전시에는 상기 RF 냉매유관으로 냉매를 흐르도록 하는 동시에 상기 F 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단하도록 삼방밸브를 제어하는 마이콤;이 포함된 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클을 제공한다.

Description

냉장고의 냉동사이클{Refrigerating cycle of refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉장고용 냉동사이클의 서머사이펀(thermosiphon) 억제 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 식품을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기이며, 오늘날에 이르러서는, 식품 중 한국의 특미식품이라 할 수 있는 김치를 효과적으로 보관하기 위한 냉장고 개발이 지속적으로 이루어지고 있는 추세에 있다.

냉장고는, 도시되지 않았지만, 본체와, 상기 본체 상부에 구비되어 식품을냉동보관시키는 냉동실과, 상기 본체 하부에 구비되어 식품을 냉장보관시키는 냉장실과, 그리고 상기 냉동실 및 냉장실을 냉각시키는 냉동사이클로 크게 나눌 수 있다.

여기서, 냉동사이클은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압축된 냉매를 등압응축시키는 응축기(2)와, 응축된 냉매를 단열팽창시키는 모세관(3)과, 냉장실과 냉동실에 각각 구비되어 팽창된 냉매를 등압증발시키는 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)로 이루어진다.

이와 더불어, 냉동사이클은, 상기 응축기(2)에서 응축된 냉매가 분지(分枝)된 유로(流路)를 따라 상기 냉장실용 증발기(4)나 냉동실용 증발기(5)로 선택적으로 유입되도록 상기 유로의 분지점에 구비되는 삼방밸브(6)와, 응축기(2)측에 구비되어 응축기 또는 압축기(1)를 냉각시키는 응축기팬(2a)과, 냉장실용 증발기(4)측에 구비되어 냉장실용 증발기에서 열교환되는 공기를 강제대류시켜 열교환을 촉진시키는 냉장실용 증발기팬(4a)과, 냉동실용 증발기(5)측에 구비되어 냉동실용 증발기에서 열교환되는 공기를 강제대류시켜 열교환을 촉진시키는 냉동실용 증발기팬(5a)이 더 포함되어 이루어진다.

이하, 상기와 같이 이루어진 냉동사이클을 갖는 냉장고의 동작을 설명하면 다음과 같다.

첫째, 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)가 모두 가동되는 RF 사이클 운전시, 냉매가 냉장실용 증발기로 흐르도록 삼방밸브(6)가 열리고, 압축기(1)에서 압축된 기상냉매는 응축기(2)를 지나면서 고외(庫外)공기와 열교환을 하여 액상(液狀)냉매로 상전환되고, 모세관(3)을 지나면서 압력이 하강되며, 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)를 순차적으로 지나면서 냉장실/냉동실내의 공기와 각각 열교환을 하여 기상(氣狀)냉매로 상전환된 후 압축기로 유입되게 된다.

둘째, 냉동실용 증발기(5)만 가동되는 F 사이클 운전시, 냉매가 냉동실용 증발기로만 흐르도록 삼방밸브(6)가 열리고, 압축기(1)에서 압축된 기상냉매는 응축기(2)를 지나면서 고외공기와 열교환을 하여 액상냉매로 상전환되고, 모세관(3)을 지나면서 압력이 하강되며, 냉동실용 증발기(5)를 지나면서 냉동실 공기와 열교환을 하여 기상냉매로 상전환된 후 압축기로 유입되게 된다.

하지만, 상기와 같이 이루어진 냉장고의 냉동사이클은 다음과 같은 문제를 가지고 있다.

냉장실용 증발기(4)의 압력 및 온도는 냉동실용 증발기(5)의 압력 및 온도보다 높게 나타나게 되는데, 이는 기본적인 냉동사이클 원리에 기인된 것으로서, 응축기(2)와 비교적 가까운 곳의 압력 및 온도가 응축기와 먼 곳의 압력 및 온도보다 높기 때문이며, 이러한 압력 및 온도차로 인해 다음과 같은 서머사이펀 현상이 나타나는 문제가 있었다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장고(기기) 기동 오프(off)시 또는 F 사이클 운전시, 냉장실용 증발기(4)에 남아있는 액상냉매가 온도 및 압력차에 의해 증발되면서 냉동실용 증발기(5)로 유동하게 되고, 냉동실용 증발기(5)로 유동된 기상냉매는 다시 응축되어 액상냉매로 전환된 후 중력의 영향을 받아 냉장실용 증발기(4)로 유동하는 일련의 순환을 반복하게 된다. 즉 이러한 순환을 반복하는것이 바로 서머사이펀(thermosiphon) 현상이고, 이러한 서머사이펀 현상에 의해, 비교적 온도가 높은 냉장실용 증발기(4)의 냉매가 비교적 온도가 낮은 냉동실용 증발기(5)로 유동함에 따라 냉동실의 온도가 상승하게 되고, 비교적 온도가 낮은 냉동실용 증발기(5)의 냉매가 비교적 온도가 높은 냉장실용 증발기(4)로 유동함에 따라 냉장실의 온도가 하강하게 된다. 이에 따라, 냉동실 온도는 설정온도보다 높게 올라가게 되고 냉장실 온도는 설정온도보다 낮게되어, 식품을 냉동 및 냉장보관하는데 문제가 있었다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉장고용 냉동사이클의 구조를 개선하여, 냉동사이클의 서머사이펀 현상을 억제시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 냉장고의 냉동사이클 구조를 나타낸 블록도.

도 2는 종래기술에 따른 냉동사이클의 서머사이펀 현상을 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클 구조를 나타낸 블록도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4: 냉장실용 증발기 5: 냉동실용 증발기

10: 삼방밸브 11: RF 냉매유관

12: F 냉매유관

상기 목적을 달성하기 위해서, 냉장실과 냉동실에 각각 구비된 냉장실용 증발기와 냉동실용 증발기를 순차적으로 운전시키는 RF 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉장실용 증발기에서 냉동실용 증발기로 안내하는 RF 냉매유관과, 냉동실에 구비된 냉동실용 증발기만을 운전시키는 F 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉동실용 증발기로 안내하는 F 냉매유관과, 상기 RF 사이클과 상기 F 사이클이 선택적으로 운전되도록 냉매유동방향을 정해주는 삼방밸브를 갖는 냉장고의 냉동사이클에 있어서,상기 F 사이클 운전시 또는 기기 오프시, 상기 냉장실용 증발기의 냉매가 온도 또는 압력차에 의해 상기 냉동실용 증발기로 유동되지 못하도록 상기 RF 냉매유관을 차단시키기 위해, 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기 사이 중 상기 RF 냉매유관과 상기 F 냉매유관이 서로 만나는 지점에 구비된 삼방밸브와;F 사이클 운전시에 상기 RF 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단함과 동시에 F 냉매유관으로 냉매가 흐르도록 삼방밸브를 제어하고, RF 운전시에는 상기 RF 냉매유관으로 냉매를 흐르도록 하는 동시에 상기 F 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단하도록 삼방밸브를 제어하는 마이콤;이 포함된 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클을 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클 구조를 나타낸 블록도이다.

도면 설명에 앞서, 두 개의 증발기를 갖는 냉장고의 구성은 종래기술에 언급된 바 있으므로, 그 설명을 생략하고, 종래기술과 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클은, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉장실과 냉동실에 각각 구비된 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)를 순차적으로 운전시키는 RF 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉장실용 증발기(4)에서 냉동실용 증발기(5)로 안내하는 RF 냉매유관(11)과, 냉동실에 구비된 냉동실용 증발기(5)만을 운전시키는 F 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉동실용 증발기(5)로 안내하는 F 냉매유관(12)과, 상기 RF 사이클과 상기 F 사이클이 선택적으로 운전되도록 냉매유동방향을 정해주는 삼방밸브(10)가 포함되어 이루어지고, 특히, 상기 삼방밸브(10)는, 상기 F 사이클 운전시 또는 기기 오프시 상기 냉장실용 증발기(4)의 냉매가 온도 또는 압력 차에 의해 상기 냉동실용 증발기(5)로 유동되지 못하도록 상기 RF 냉매유관(11)을 차단시키기 위해, 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기 사이 중 상기 RF 냉매유관(11)과 상기 F 냉매유관(12)이 서로 만나는 지점에 구비되어 이루어진다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클은, 도시되지 않았지만, 상기 F 사이클 운전시 상기 RF 냉매유관(11)으로는 냉매가 흐르지 못하도록 함과 동시에 상기 F 냉매유관(12)으로는 냉매가 흐르도록 상기 삼방밸브(10)를 제어하고, 상기 RF 사이클 운전시 상기 RF 냉매유관(11)으로는 냉매가 흐르도록 함과 동시에 상기 F 냉매유관(12)으로는 냉매가 흐르지 못하도록 상기 삼방밸브(10)를 제어하는 마이콤(도시생략)이 더 포함되어 이루어짐이 바람직하다.

이하, 도 2 또는 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클의 동작을 설명하면 다음과 같다.

첫째, 기기 오프시, 압축기(1)의 구동이 정지됨과 동시에 삼방밸브(10)에 의해 RF 냉매유관(11)이 막히면서, 비교적 온도가 높은 냉장실용 증발기(4)의 냉매가 비교적 온도가 낮은 냉동실용 증발기(5)로 유입되는 것이 차단되어, 종래기술에 언급한 서머사이펀 현상을 억제시키게 된다.

또한, F 사이클 운전시, 압축기(1)가 구동되면서 압축된 냉매는 응축기(2)와 모세관(3)을 거쳐 F 사이클 연결관(12)을 따라 냉동실용 증발기(5)로 유입되어 냉동실의 온도를 낮추게 되는데, 이때도 역시 삼방밸브(10)에 의해 RF 냉매유관(11)이 막히면서, RF 사이클 운전시 냉장실용 증발기(4)에 남아 있던 비교적 온도가 높은 냉매가 비교적 온도가 낮은 냉동실용 증발기(5)로 유입되는 것이 차단되어, 종래기술에 언급한 서머사이펀 현상을 억제시키게 된다.

둘째, RF 사이클 운전시, 압축기(1)가 구동되면서 압축된 냉매는 응축기(2)와 모세관(3)을 거쳐 RF 사이클 연결관(11)을 따라 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)로 각각 순차적으로 유입되어 냉장실 및 냉동실의 온도를 낮추게 되는데, 이때에는 냉장실용 증발기(4)의 냉매가 압축력을 받아 일률적으로 냉동실용 증발기(5)로 유입되므로 서머사이펀 현상이 일어나지 않게 되고, 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)를 모두 거칠 수 있도록 한 사이클이므로, 삼방밸브(10)에 의해 RF 냉매유관(11)이 열리게 된다.

결국, 본 발명은, 냉장고용 냉동사이클의 삼방밸브(10) 장착위치를 개선하여, 기기 오프시 또는 F 사이클 운전시, RF 냉매유관(11)으로 냉매가 흐르지 못하도록 삼방밸브가 제어됨에 따라, 서머사이펀 현상을 억제시킬 수 있게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 냉장고용 냉동사이클의 구조를 개선하여, 냉동사이클의 서머사이펀 현상을 억제시킬 수 있도록 한 것으로서, 다음과 같은 효과가 있다.

서머사이펀 현상으로 나타났던 종래의 문제인 냉동실 온도가 설정온도보다높게 올라가고 냉장실 온도가 설정온도보다 낮게되는 문제를 해결하게 되어, 냉동실 온도 및 냉장실 온도를 최적으로 유지시킬 수 있게 된다.

또한, 서머사이펀 현상으로 불필요한 전력을 소비하지 않아도 냉동실 온도 및 냉장실 온도를 최적화시킬 수 있으므로, 소비전력을 저감시키는 효과가 있다.

그리고, 종래의 삼방밸브를 그대로 사용함에 따라, 추가 재료비가 필요없어 비용저감효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉장실과 냉동실에 각각 구비된 냉장실용 증발기와 냉동실용 증발기를 순차적으로 운전시키는 RF 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉장실용 증발기에서 냉동실용 증발기로 안내하는 RF 냉매유관과, 냉동실에 구비된 냉동실용 증발기만을 운전시키는 F 사이클을 수행하기 위해 냉매를 냉동실용 증발기로 안내하는 F 냉매유관과, 상기 RF 사이클과 상기 F 사이클이 선택적으로 운전되도록 냉매유동방향을 정해주는 삼방밸브를 갖는 냉장고의 냉동사이클에 있어서,

   상기 F 사이클 운전시 또는 기기 오프시, 상기 냉장실용 증발기의 냉매가 온도 또는 압력차에 의해 상기 냉동실용 증발기로 유동되지 못하도록 상기 RF 냉매유관을 차단시키기 위해, 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기 사이 중 상기 RF 냉매유관과 상기 F 냉매유관이 서로 만나는 지점에 구비된 삼방밸브와;

   F 사이클 운전시에 상기 RF 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단함과 동시에 F 냉매유관으로 냉매가 흐르도록 삼방밸브를 제어하고, RF 운전시에는 상기 RF 냉매유관으로 냉매를 흐르도록 하는 동시에 상기 F 냉매유관으로의 냉매흐름을 차단하도록 삼방밸브를 제어하는 마이콤;이 포함된 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉동사이클
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