KR100464970B1 - 원룸 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 저장공간을 가지는 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 냉장고는, 하나의 저장공간(2)에 한쌍의 증발기(22,24)를 좌우방향으로 배치한다. 그리고 증발기는, 직접냉각방식에 의하여 저장공간 내부의 공기를 저온화시킨다. 그리고 본 발명에 의하면 3방향밸브(14)를 이용하여, 상기 증발기의 어느 일측 또는 양측으로 선택적으로 냉매를 공급할 수 있게 되어, 증발기가 설치되어 있는 부분에 선택적으로 냉매를 공급하게 된다.

Description

원룸 냉장고 및 그 제어방법{Refrigerator having one room and method for controlling the same}

본 발명은 원룸 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 보관공간을 가지는 원룸냉장고의 내부에 온도편차를 최소화함과 동시에 신규부하 대응 능력이 우수하도록 구성되는 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 명세서 상에서 원룸 냉장고라고 함은, 하나의 저장공간을 가지는 것을 의미하는 것으로 정의한다. 예를 들면 업소용 냉장고는 내부에 하나의 통일된 저장공간을 가지고 있는데, 이와 같이 식품을 저장하기 위한 저장공간이 하나로 형성되어 있는 것을 이하 본 명세서 상에서 원룸 냉장고라고 칭하기로 한다.

업소용 냉장고와 같은 원룸 냉장고에 있어서는 간접냉각방식도 사용되기도 하지만, 대부분이 직접냉각방식이 사용되고 있다. 직냉식이라고 함은, 저장공간 내부의 공기가 증발기와의 직접 접촉에 의하여, 열효환이 수행되면서 냉각되는 방식을 말한다.

기존의 원룸 냉장고에 있어서는, 하나의 저장공간에 대응하여 하나의 증발기를 설치하여 사용하고 있다. 그리고 내부의 저장공간의 온도감지도 통상 하나의 센서에 의하여 달성되고 있다. 도 1에 기초하면서 종래의 제어방법에 대하여 살펴보면, 전원이 온되면(S10), 제어온도를 설정하게 된다(S12).

그리고 냉장고 내부의 냉동싸이클이 구동됨에 따라서, 내부에 설치되어 있는 하나의 온도센서가 저장공간의 내부온도를 감지하게 된다. 이렇게 감지되는 저장공간의 현재온도와 설정온도를 비교하여(S16), 현재온도가 설정온도보다 높으면 제18단계로 진행하여 압축기가 운전되면서 냉동싸이클이 동작하게 되어 냉기의 생성이 진행된다. 그리고 상기 제16단계에서, 저장공간의 현재온도가 설정온도 이하로 되면, 제20단계로 진행하여 압축기를 정지하는 것에 의하여 냉장고의 냉동싸이클의 구동을 정지하게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 구성에 의한 원룸 냉장고 및 그 제어방법에 의하면다음과 같은 단점이 지적된다.

원룸 냉장고에 있어서도, 상대적으로 대형으로 구성되는 업소용 냉장고에 있어서, 한개의 증발기를 사용하는 것은 저장공간 전체의 신규부하에 적절하게 대응하지 못하는 경우가 많다. 더욱이 한개의 온도감지센서를 이용하는 경우에는, 실질적으로 냉장고 내부에서도 국부적으로 온도의 편차가 많이 발생할 뿐만 아니라, 부분적인 온도상승에 전체 증발기를 구동시키는 것은, 소비전력의 측면 등 여러가지 측면에서 불합리한 점이 많다.

또한 종래의 제어방법에 의하면, 하나의 온도센서만을 사용하고 있기 때문에, 부분적인 온도의 불만족상태를 해결하는데 시간이 많이 소요될 수 있는 단점이 있다.

더욱이 직냉식 증발기를 사용할 때, 냉매는 일측부분에서 타측으로 흐르게 되는데, 이 때 냉매의 흐름경로상에서 하류에 해당하는 부분은 냉각속도가 느리게 되고, 신규부하에 신속하게 대응하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 원룸 냉장고에 있어서, 신규부하에 신속하게 대응할 수 있음은 물론이고, 전체적으로 온도편차를 최소화할 수 있도록 냉장고 및 그 제어방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

도 1은 종래의 원룸 냉장고의 제어방법을 보인 플로챠트.

도 2는 본 발명의 제1실시예의 제어방법을 보인 플로챠트.

도 3은 본 발명의 제2실시예의 제어방법을 보인 플로챠트.

도 4은 본 발명의 원룸 냉장고의 횡단면도.

도 5는 본 발명에 사용되는 냉동싸이클의 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ..... 압축기 12 ..... 응축기

14 ..... 3방향밸브 16, 18 ..... 모세관

22, 24 ..... 증발기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉장고는, 하나의 저장공간을 가지는 냉장고 본체와; 상기 저장공간을 개폐하기 위한 도어; 그리고 상기 저장공간의 내측벽에 설치되어 저장공간의 공기와 직접 열교환을 수행하고, 저장공간의 내부에서 좌우로 배치되는 한쌍의 증발기를 포함하여 구성되고 있다.

그리고 상기 한쌍의 증발기는 각각, 저장공간 후벽의 일부와, 좌측면 또는 우측면의 일부를 동시에 점유하도록 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 의하면, 하나의 저장공간과, 상기 저장공간의 내부에 좌우로 설치되는 한쌍의 증발기와, 상기 한쌍의 증발기로 냉매를 선택적으로 공급하기 위한 3방향밸브, 그리고 상기 저장공간의 내부에서 좌우측에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 센서를 구비하는 냉장고의 제어방법으로: 저장공간의 내부에서 좌우측에 설치되어 있는 상기 센서의 온도를 각각 감지하는 과정과; 상기 저장공간 내부의 어느 일부분의 온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향 밸브를 제어하여 그 부분에 해당하는 증발기로만 냉매를 공급하는 과정과; 상기 저장공간의 전체온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향밸브를 제어하여 한쌍의 증발기에 동시에 냉매를 공급하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 하나의 저장공간과, 상기 저장공간의 내부에 좌우로 설치되는 한쌍의 증발기와, 상기 한쌍의 증발기로 냉매를 선택적으로 공급하기 위한 3방향밸브, 그리고 상기 저장공간의 내부에서 좌우측에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 센서를 구비하는 냉장고의 제어방법으로: 저장공간의 내부에서 좌우측에 설치되어 있는 상기 센서의 온도를 각각 감지하는 과정과; 상기 저장공간 내부의 어느 일부분의 온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향 밸브를 제어하여 그 부분에 해당하는 증발기로만 냉매를 공급하는 과정과; 상기 저장공간의 전체온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향밸브를 제어하여 한쌍의 증발기에 교대로 일정시간씩 냉매를 공급하는 과정을 포함한다.

다음에는 도면에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 먼저 본 발명에 의하면, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 도어(4)에 의하여 개폐되는 하나의 저장공간(2)에, 복수개의 증발기(22,24)가 설치되고 있다. 즉, 본 발명에 의한 냉장고 본체(1)는 하나의 저장공간(2)을 구비하고 있다. 그리고 본 발명에 의한 냉장고는 직냉식 증발기로써 상기 증발기(22,24)는 도 5에 도시한 바와 같이, 냉장고의 저장공간에 설치되어, 내부의 공기와 직접 열교환을 수행할 수 있도록 구성되어 있다.

그리고 도 5는 본 발명에 의한 냉장고의 횡단면도이다. 도시한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉장고의 저장공간(2)에 노출되는 한쌍의 증발기(22,24)가 양측(좌우측)에 설치하고 있다. 즉 도면을 기준으로 설명하면, 우측의 증발기(24)는 저장공간(2)의 우측 후면 및 우측면에 설치되고, 좌측의 증발기(22)는 저장공간(2)의 좌측 후면 및 좌측면에 설치되고 있다. 이와 같은 본 발명의 증발기(22,24)는 동일한 높이를 가지고 좌우방향으로 배열되어 있음을 알 수 있고, 따라서 냉매가 좌측부분에서 우측부분으로 흐를 때 전체적으로 종래의 것에 비하여 냉매의 흐름경로가 짧게 되어, 증발기(22,24)의 전체면에서 상대적으로 균일한 열교환이 가능하게 된다.

여기서 본 발명에 의하면 증발기(22,24)를 좌우측에 대하여 배치하는 것은, 보다 균일한 냉각을 가능하게 하기 위한 구성이다. 즉 냉기는 상부에서 하부로 흐르게 되기 때문에, 원룸 냉장고에서 상하에 대하여 2개의 증발기를 설치하는 것은바람직하지 못하다. 즉 상하관계에 있어서는, 냉기가 자연대류에 의하여 충분히 만족시킬 수 있게 되지만, 좌우관계에 있어서는 빠른 시간에 만족시킬 수 없기 때문에, 본 발명에서는 이와 같이 좌우에 대하여 한쌍의 증발기(22,24)를 배치하게 되는 것이다.

이와 같은 증발기(22,24)로의 냉매의 공급경로를 살펴보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 압축기(10)에서 압축된 냉매는, 응축기(12)에서 응축되는 것에 의하여 냉각된다. 그리고 상기 응축기(12)의 후단부에는 3방향밸브(14)가 설치되어 있다. 3방향밸브는, 공급되는 냉매의 입구에 대하여 두개의 출구를 가지는 것으로, 어느측의 출구에 대하여 선택적으로 냉매를 공급할 수 있게 되는 것이다. 이러한 3방향밸브 자체의 내부 구조는 공지된 것이어서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 상기 3방향밸브(14)의 후단부에는 각각의 모세관(16,18) 및 증발기(22,24)가 설치되어 있다. 그리고 상기 증발기(22,24)를 나온 냉매는, 냉매관(P)를 거쳐서 압축기(10)으로 돌아가게 된다.

본 발명에 의하면, 원룸 냉장고의 내부에는 복수개의 센서(Sa,Sb)가 설치되어 있어서, 각 부분의 현재온도를 감지할 수 있도록 구성된다. 상기 센서는, 적어도 좌우측에 설치되어 있는 한쌍의 증발기(22,24)에 대응하도록 좌우측에 해당하는 위치에 설치되는 한쌍의 센서(Sa,Sb)를 포함하게 된다.

다음에는 도 2에 기초하면서 본 발명에 의한 원룸 냉장고의 제어방법에 대하여 살펴보기로 한다.

먼저 냉장고 내부에 설치되어 있는 우측의 센서(Sa)에 의하여 냉장고의 우측부분(A부분)의 온도가 설정온도를 만족하고 있는가를 판단하게 된다(S110). 여기서 상기 A부분의 온도가 설정온도를 만족하게 되면, 제 112단계로 진행하여 냉장고의 좌측부분(B부분)의 온도가 설정온도를 만족하는가를 판단하게 된다.

그리고 A부분의 온도가 설정온도를 만족시키지 못하고 있으며, 제114단계에서 B부분의 온도는 설정온도를 만족하고 있는가를 판단한다. 만일 두개의 부분을 모두 만족시키지 못하고 있으면 제116단계로 이동하여, 상기 3방향밸브(14)를 모두 열어서, 한쌍의 증발기(22,24)에 모두 냉매가 공급되록 한다. 이 때 상기 압축기(10)가 구동되는 것은 당연하다. 이러한 제어는 실질적으로 냉장고 내부의 전체적인 온도가 설정온도 보다 높기 때문에, 냉장고 내부 저장공간(2)에서 전체적으로 열교환이 수행되어 저온화될 수 있도록 제어하는 것을 의미한다.

그리고 제114단계에서, B부분의 온도를 만족한다고 판단되면, 실질적으로 A부분의 온도를 설정온도 이상이고, B부분은 설정온도 이하인 것을 의미하기 때문에, 제118단계로 이동하여 3방향밸브(14) 중에서 A부분을 향하는 냉매관만을 오픈하여 증발기(24)에만 냉매가 공급되도록 한다. 이와 같이 제어하는 것은 예를 들면 상기 A부분(도 4에서 우측부분)에 신규부하가 투입되었거나, 열린 도어를 통하여 고온의 외기가 침입된 상태의 제어를 의미한다. 따라서 냉장고의 좌우측 중에서 어느 일측의 부분이 고온이면, 그 부분에 해당하는 증발기 만을 구동시키는 것에 의하여, 부분적인 집중 냉각이 가능하게 될 것이다.

그리고 상기 제112단계에서, B부분의 온도가 설정온도를 만족하지 못하면, 제120단계로 이동하여 3방향밸브(14)에서 B부분에 대응하는 증발기(22)로 연결되는냉매의 경로만을 오픈하여, 증발기(22)에만 냉매를 공급한다. 따라서 냉장고 내부에서는, 좌측부분(B부분)의 공기는 증발기(22)와의 열교환을 통하여 집중적으로 냉각될 수 있게 될 것이다.

그리고 제112단계에서, B부분의 온도도 설정온도 이하를 만족시키게 되면, 실질적으로 냉장고 내부의 좌우측은 모두 만족할 수 있는 상태이기 때문에, 제122단계로 이동하여, 압축기의 구동을 정지하게 된다.

본 실시예에서는, A부분 및 B부분의 전체 온도가 설정온도를 만족시키지 못하고 있다고 판단되면, 상기 3방향밸브(14)를 모두 열어서 증발기(22,24)를 모두 구동시키고 있다.

그런데, A부분 및 B부분의 온도가 모두 설정온도를 만족시키지 못하는 경우의 제어방법에 대해서는 다른 방법이 가능하다. 즉, 저장공간(2)의 전체적인 온도가 만족하지 못하는 고온상태인 경우에는, 상기 증발기(22,24)를 교대로 일정시간씩 구동하는 제어가 가능하다. 그리고 도 3에 도시한 실시예는 이와 같은 실시예를 보이고 있다. 도 3에 도시한 실시예의 설명에 있어서, 도 2에 도시한 실시예와 동일한 과정에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 도 3에 있어서, S110, S112, S114, S118, S120, S122과정은 상술한 바와 완전히 동일하다.

그리고 상기 제114과정에서, 제132과정으로 진행하는 경우, 즉 냉장고 내부의 저장공간(2)의 온도가 모두 설정온도를 만족하지 못하는 경우에는, 제132단계로 이동하게 된다. 제132과정에서는 3방향밸브(14)가 어느 하나의 밸브만을 오픈한다. 그리고 이러한 상태에서 일정한 시간이 경과하였는가를 판단하게 된다. 그리고 일정한 시간이 경과하지 않았으면, 제136단계에서, 현재 열려있는 밸브가 A부분에 해당하는 밸브인가를 판단하게 된다.

그리고 제136단계에서 A부분에 해당하는 밸브라고 판단되면, 제140단계로 진행하여, 그 부분의 밸브를 연상태를 유지하게 된다. 그리고 제136단계에서 A부분의 밸브가 아니라고 판단되면 실제로는 B부분의 밸브가 열려있는 것이기 때문에 제138단계로 진행하여 B부분의 밸브를 오픈상태를 유지하게 된다.

상기 제134단계에서 현재 열려있는 밸브가 A부분의 밸브라고 판단되면, 제142단계로 이동하여, 3방향밸브에서 A부분의 밸브는 닫고, B부분의 밸브를 열도록 제어된다. 그리고 상기 제134단계에서 현재 열려있는 밸브가 A부분의 밸브가 아니라고 판단되면 제140단계로 이동하여 A부분의 밸브를 열어서 증발기(24)에 냉매를 공급하게 된다. 여기서 상기 제138단계, 제140단계, 그리고 제142단계에서는, 압축기를 구동시키는 것은 당연한 것이다.

이상에서 살펴본 제2실시예는, 실질적으로 냉장고 내부의 저장공간(2)의 온도가 전체적으로 설정온도를 만족하지 못하는 경우에 수행되는 제어과정에 관한 것으로, 본 실시예에 있어서는 3방향밸브(14)를 제어하는 것에 의하여 두개의 증발기(22,24)에 교대로 일정시간 동안 냉매를 공급하는 것에 의하여, 냉장고의 저장공간(2)의 온도를 전체적으로 저하시킬 수 있도록 구성하고 있다.

그리고 상술한 제1실시예의 경우에는, 저장공간(2)의 온도가 전체적으로 설정온도보다 높은 경우, 상기 두개의 증발기(22,24)를 동시에 구동함으로써, 전체적으로 동시에 저장공간(2)으로 냉기를 생성하도록 구성하고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 자명하고, 본 발명은 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명의 구성을 적용하는 것에 의하면, 하나의 저장공간을 가지는 원룸 냉장고 내부에는 좌우방향으로 배열된 한쌍의 증발기에 의하여 전체적으로 고른 냉기의 공급이 가능하게 될 것이다. 또한 본 발명의 제어방법에 의하면, 부분적인 신규부하 또는 국지적인 고온상태를 신속하면서도 정확하게 냉각시킬 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 하나의 저장공간(2)을 가지는 냉장고 본체(1)와;

   상기 저장공간을 개폐하기 위한 도어(4); 그리고

   상기 저장공간의 내측벽에 설치되어 저장공간의 공기와 직접 열교환을 수행하고, 저장공간의 내부에서 좌우로 배치되는 한쌍의 증발기(22,24)를 포함하여 구성되고;

   상기 한쌍의 증발기는 각각, 저장공간 후벽 좌측의 일부와 좌측면, 그리고 저장공간의 후벽의 우측 일부와 우측면을 같이 점유하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 삭제
3. 하나의 저장공간과, 상기 저장공간의 내부에 좌우로 설치되는 한쌍의 증발기와, 상기 한쌍의 증발기로 냉매를 선택적으로 공급하기 위한 3방향밸브, 그리고 상기 저장공간의 내부에서 좌우측에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 센서를 구비하는 냉장고의 제어방법으로:

   저장공간의 내부에서 좌우측에 설치되어 있는 상기 센서의 온도를 각각 감지하는 과정과;

   상기 저장공간 내부의 어느 일부분의 온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향 밸브를 제어하여 그 부분에 해당하는 증발기로만 냉매를 공급하는 과정과;

   상기 저장공간의 전체온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향밸브를 제어하여 한쌍의 증발기에 동시에 냉매를 공급하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
4. 하나의 저장공간과, 상기 저장공간의 내부에 좌우로 설치되는 한쌍의 증발기와, 상기 한쌍의 증발기로 냉매를 선택적으로 공급하기 위한 3방향밸브, 그리고 상기 저장공간의 내부에서 좌우측에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 센서를 구비하는 냉장고의 제어방법으로:

   저장공간의 내부에서 좌우측에 설치되어 있는 상기 센서의 온도를 각각 감지하는 과정과;

   상기 저장공간 내부의 어느 일부분의 온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향 밸브를 제어하여 그 부분에 해당하는 증발기로만 냉매를 공급하는 과정과;

   상기 저장공간의 전체온도가 설정온도 이상이면, 상기 3방향밸브를 제어하여 한쌍의 증발기에 교대로 일정시간씩 냉매를 공급하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.