KR100442788B1 - 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위해 사용되는 전자 팽창 밸브의 작동을 다단계로 제어하여 각 증발기의 증발 압력을 적절히 조절함으로서, 상기 증발기 내 압력 분포를 조절하여 각각의 저장실 간의 온도 편차를 제거하거나 또는 목표로 하는 온도 편차를 가지도록 하는 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법에 관한 것으로서, 저장실의 외부 표면온도를 측정하는 온도센서를 저장실의 외부 표면에 부착하여 제어목표 온도와 저장실 외부 표면 온도의 차이값의 범위를 다단계로 나눈 후 각 단계별로 전자 팽창 밸브의 개도량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING THE ELECTRONIC EXPANSION VALVE OF A INVERTER KIMCHI REFRIGERATOR}

본 발명은 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위해 사용되는 전자 팽창밸브의 작동을 증발기의 표면 온도에 따라 다단계로 제어하여 각 증발기의 증발 압력을 적절히 조절함으로서, 각각의 저장실 간의 온도 편차를 제거하거나 또는 목표로 하는 온도 편차를 가지도록 하는 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 김치저장고는 김치에 열을 가하여 이를 적절하게 숙성 발효시키거나 또는 김치를 저온으로 냉각시켜 처음과 같이 생김치 상태로 장시간 보관하는 등 사용자의 기호에 맞게 발효, 저장하는 것으로서, 이러한 김치저장고의 내부에는 냉각장치와 가열장치가 구비되어 있어, 초기에는 가열장치를 이용하여 빠른 시간 내에 저장실에 저장되어 있는 김치를 기호에 맞게 숙성시킨 다음, 냉각장치를 이용하여 저장실의 온도를 적정수준으로 유지함으로써, 김치의 맛과 신선도를 장기간 보존하는 것이 가능하게 된다.

또한, 많은 김치를 다양한 맛으로 보관하기 위해서 저장실이 다수개 구비된 김치저장고가 있는데 이와 같은 경우 각각의 저장실로 흐르는 냉매를 단속하기 위해 DC전자팽창밸브가 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 다수개의 저장실을 가지고 있는 김치저장고의 DC전자팽창밸브의 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.

본 설명에서는 종래의 김치저장고의 DC전자팽창밸브의 제어회로에서 제 1전자팽창밸브와 제 2전자팽창밸브의 작동이 동일하기 때문에, 제 1전자팽창밸브 하나만 실시예로 설명한다.

여기에 도시된 바와 같이 제 1제어신호(SOL-1)와 제 2제어신호(SOL-2)에 의해 저장실로 공급되는 냉매의 흐름을 단속하는 제 1전자팽창밸브(10)와 제 2전자팽창밸브(20)에 공급되는 DC 24V의 전원을 단속하도록 구성된다.

그리고, 도 2는 종래의 방법에 의한 다수개의 저장실을 가지고 있는 김치저장고의 DC 전자팽창밸브 제어방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

여기에 도시된 바와 같이 먼저, 제 1전자팽창밸브를 온상태로 작동시키기 위한 조건인가 비교한다(S10). 이때 제 1전자팽창밸브를 오프상태로 유지하여 사용할 경우에는 전원공급을 차단하여 제 1전자팽창밸브를 오프시키게 된다(S60).

그러나, 제 1전자팽창밸브를 온상태로 유지하여 사용할 경우에는 전원을 공급하여 제 1전자팽창밸브를 온시킨다(S20). 그런다음, 제 1전자팽창밸브의 온상태가 온상태를 유지하기 위한 온상태인지 초기 온상태인지를 비교한다(S30). 이때 초기 온상태일 경우에는 제 1전자팽창밸브의 초기작동시 많은 부하가 필요로 하는 점을 감안하여 1초간 연속적으로 전원을 공급하여 큰 부하를 발생시킬 수 있도록 한다(S40). 그런다음 1KHz의 주파수를 갖도록 50% 듀티비 제어를 실시한다(S50). 즉, 0.5㎳ 동안 전원을 공급하다가 다시 0.5㎳ 동안 전원을 차단하면서 온상태를 유지하도록 한다.

그러나, 초기 온상태가 아닐 경우에는 계속해서 듀티제어를 실시하는 상태로써 1KHz의 주파수로 50% 듀티비 제어를 실시한다(S50).

이때 제 1전자팽창밸브의 유도코일에 의한 히스테리시스가 존재하여 온오프 시 이를 이용하게 되면 제 1전자팽창밸브의 제어에 아무런 제한을 주지 않으면서 온상태를 유지시킬 수 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 방법은 제 1전자팽창밸브의 온/오프의 듀티에 의해 각 증발기로 투입되는 냉매의 총량을 제어할 수는 있지만, 압축기 및 전자팽창밸브의 신뢰성을 보장하기 위해 제 2전자팽창밸브의 강제 온/오프 유지 시간에 의한 영향에 의해 냉각 부하 투입량을 낮게 해 줘야할 조건에서는 정밀한 냉매 유량의 제어가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위해 사용되는 전자 팽창 밸브의 작동을 증발기의 표면 온도에 따라 다단계로 제어하여 각 증발기의 증발 압력을 적절히 조절함으로서, 저장실의 외부 표면온도를 측정하는 온도센서를 저장실의 외부 표면에 부착하여 제어목표 온도와 저장실 외부 표면 온도의 차이값의 범위를 다단계로 나눈 후 각 단계별로 전자 팽창 밸브의 개도량을 제어함으로써, 각각의 저장실 간의 온도 편차를 제거하거나 또는 목표로 하는 온도편차를 가지도록 제어하는 것이 목적이다.

도 1은 일반적인 다수개의 저장실을 가지는 김치저장고의 DC 전자팽창밸브의 제어회로를 나타낸 회로구성도이다.

도 2는 종래의 방법에 의한 다수개의 저장실을 가지는 김치저장고의 DC 전자팽창밸브 제어방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 설명하기 위해 전자 팽창 밸브가 적용된 인버터 김치저장고의 기계실 내부 구성 상태를 도시한 부분단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 흐름도이다.

-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --

10 : 제 1 전자팽창밸브 20 : 제 2 전자팽창밸브

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브 제어방법에 있어서, 저장실의 외부 표면 온도를 측정하는 온도센서를 저장실의 외부 표면에 부착하여 제어목표 온도와 저장실 외부 표면 온도의 차이값을 다수개의 단계로 나눈 후 각 단계별로 전자 팽창 밸브의 개도량을 상기 압축기 회전수의 변화에 따라 다수개의 단계를 나누어 각 단계에 할당된 전자 팽창 밸브의 개도량을 각각 다르게 설정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 설명하기 위해 전자 팽창 밸브가 적용된 인버터 김치저장고의 기계실 내부 구성 상태를 도시한 부분단면도이다.

여기에 도시된 바와 같이, 인버터 김치저장고의 저장실(R1,R2..)의 외부 표면에는 외부 표면온도를 측정할 수 있는 온도센서(미도시함)가 부착되어 있고, 또한, 저장실(R1,R2..)의 후방에는 기계실(3)이 구비되어 이 기계실(3) 내에 냉각사이클에 필요한 압축기(7), 응축기(8), 전자 팽창 밸브(S), 송풍팬(16) 등이 구비되어 있다.

여기서, 상기 전자 팽창 밸브(S)는 각각의 저장실(R1,R2..)에 구비된 증발기(17)에 대응되도록 각각(S1,S2..) 구비되어 있다.

이때, 상기 전자 팽창 밸브(S)는 하나의 지지체(11)에 의해 지지체(11)를 중심점으로 소정의 각을 간격으로 하여 벌어진 상태로 배치된 구조를 설치되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 흐름도이다.

여기에 도시된 바와 같이, 증발기 표면의 제어 목표 온도(T₁)를 사용자가 임의로 설정한 후(S10), 상기 증발기 표면에 증발 압력을 계측하기 위해 부착된 온도센서에 의해 증발기의 표면온도(T₂)를 측정한다(S20).

그런다음, 상기 제어온도편차범위인 증발기의 표면 제어목표온도(T₁)와 증발기의 표면온도(T₂)의 온도편차(T₁-T₂)를 다단계의 범위로 사용자가 임의로 설정하고(S30), 상기 측정온도편차값인 증발기의 표면 제어목표온도(T₁)와 증발기의 표면온도(T₂)의 온도편차(T₁-T₂)를 계산한 후(S40), 상기 사용자가 임의로 설정한 제어온도편차범위에 측정온도편차값이 해당되는가를 비교 판단한다(S50).

이때, 상기 측정온도편차값이 제어온도편차범위 중에 속하지 않을 경우에는 처음으로 리턴된다.

그런다음, 상기 측정온도편차값이 제어온도편차범위에 속할 경우에는 해당되는 제어온도편차범위를 선택한 후(S60), 측정온도편차값이 제어온도편차범위의 임계점인가를 비교 판단하고(S70), 임계점이 아닌 경우에는 상기 해당되는 제어온도편차범위에 맞게 압축기를 구동하여 전자 팽창 밸브의 개도량을 조절한다(S80).

그러나, 상기 측정온도편차값이 선택된 제어온도편차범위의 임계점일 경우에는 전자 팽창 밸브의 개도량이 양쪽 범위의 임계점 사이를 연속 발진 할 수 있으므로 측정온도편차값이 상승할 경우와 하강할 경우를 비교 판단하여(S90), 상승할 경우에는 상승할 경우에 맞게 전자 팽창 밸브의 개도량을 조절하고(S100), 하강할 경우에는 하강할 경우에 맞게 전자 팽창 밸브의 개도량을 조절한다(S110).

즉, 상기 임계점에서는 측정온도편차값이 상승할 경우와 하강할 경우로 분리되어 측정온도편차값이 동일하다 하여도 전자 팽창 밸브의 개도량이 다르게 조절되어 전자 팽창 밸브의 개도량이 양쪽 범위의 임계점 사이를 연속 발진하는 것을 방지한다.

또한, 사용자에 의한 인버터 김치저장고의 저장실 선택에 따른 증발기의 용량이 급격하게 변화는 것에 대응하여 압축기의 회전수를 변화시키고, 상기 압축기의 회전수의 변화에 따라 각각 단계를 나누어 각 단계에 할당된 전자 팽창 밸브의 개도량을 각각 다르게 설정하여 제어한다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법을 이용하게 되면, 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위해 사용되는 전자 팽창 밸브의 작동을 증발기의 표면 온도에 따라 다단계로 제어하여 각 증발기의 증발 압력을 적절히 조절함으로서, 각각의 저장실 간의 온도 편차를 제거하거나 또는 목표로 하는 온도 편차를 가지도록 하여 각각의 저장실 벽면 온도의 급속 냉각으로 인한 성에의 발생을 억제할 수 있으며, 냉매의 투입량을 낮게 해 줘야 할 조건에서 간단하게 냉매 유량의 제어가 가능하다.

Claims (3)

1. 회전수 가변이 가능한 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 저장실을 갖는 인버터 김치저장고에서 각각의 저장실로 흐르는 냉매의 순환을 조절하기 위한 전자 팽창 밸브 제어방법에 있어서,

   상기 인버터 김치저장고의 저장실의 외부 표면온도를 측정하는 온도센서를 저장실의 외부 표면에 부착하여 저장실 외부 표면 제어목표 온도와 저장실 외부 표면 온도의 온도편차를 다단계로 나눈 후 각 단계별로 증발기의 표면온도에 따라 전자 팽창 밸브의 개도량을 상기 압축기 회전수의 변화에 따라 다수개의 단계를 나누어 각 단계에 할당된 전자 팽창 밸브의 개도량을 각각 다르게 설정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 저장실 외부 표면 제어목표 온도와 저장실 외부 표면 온도의 온도편차가 설정된 단계의 임계점일 경우 상승하는 경우와 하강하는 경우로분리하여 전자 팽창 밸브의 개도량을 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 김치저장고의 전자 팽창 밸브 제어방법.