KR100513989B1 - 냉장고의 소음저감 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 소음저감 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 냉동사이클을 구비한 기기에서 압축기의 저압측의 냉매압력을 감지하여 그에 따라 압축기를 제어함으로서 압축기 초기 작동시의 소음을 줄일 수 있는 냉장고의 소음저감 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉장고의 소음저감 제어방법에 의하면, 압축기동작후 압력센서를 통하여 압축기의 흡입측의 압력을 측정하고, 측정한 압력이 최저기준압력까지 떨어진 후 다시 최고기준압력까지 상승했을 때 순환팬의 작동조건이 되면 순환팬을 작동시킴으로서, 압축기가 동작할 때 압축기 흡입측의 압력변화를 최소로 하여 소음을 저감할 수 있다.

Description

냉장고의 소음저감 제어방법 {Control method for noise reduction of refrigerator}

본 발명은 냉장고의 소음저감 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 냉동사이클을 구비한 기기에서 압축기의 저압측의 냉매압력을 감지하여 그에 따라 압축기를 제어함으로서 압축기 초기 작동시의 소음을 줄일 수 있는 냉장고의 소음저감 제어방법에 관한 것이다.

냉장고와 공기조화기등은 냉동사이클을 구비하고 있는데, 냉동사이클은, 저온저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 만드는 압축기와, 압축기의 토출구에 연결되어 압축기에 의하여 고온고압이된 기체냉매를 고압의 액체상태로 응축하는 응축기와, 응축기를 거친 고압의 액체상태의 냉매를 감압시키는 모세관과, 모세관에 의하여 감압된 액체 냉매가 열을 흡수하면서 증발하여 냉기를 생성하는 증발기로 이루어지며, 증발기의 근처에는 증발기에서 생성된 냉기를 고내로 순환시키는 순환팬이 설치된다.

압축기는 모터의 회전력에 의하여 냉매를 기체상태인 저압의 냉매를 압축하여 냉매의 압력을 높이는 역할을 한다. 이러한 압축기의 모터로는 교류모터, 브러시리스직류모터등이 사용되고 있다.

냉동사이클에서 압축기는 저압의 기체 상태 냉매를 고압의 기체 상태 냉매로 압축을 한다. 압축기에서 압축된 기체상태의 냉매는 응축기를 통과하면서 액채상태로 상변화를 일으킨다.

상변화를 일으키면서 액체상태로 된 냉매는 모세관을 지나서 감압되고 증발기에서 주위의 열을 흡수하여 기체상태로 상변화를 일으킨다. 이때 냉매는 상변화에 의하여 기체로 변화한다. 증발기에서 냉매가 기체로 상변화를 일으키게 된다.

순환팬이 작동을 하게 되면 증발기에서는 열교환이 더 잘 일어난다. 증발기에서 열교환이 잘 일어난다는 것은 증발기에서 냉매가 더욱 잘 증발이 된다는 것을 의미한다.

그런데 압축기가 작동된 초기에는 냉매가 잘 순환되지 않으며 그에 따라 압축기에서도 압축이 잘 이루어지지 않는 상태이기 때문에 순환팬이 작동하게 되면 전술한 이유로 인하여 냉매의 흐름이 불규칙해진다.

그래서 종래에는 압축기 초기 작동시 순환팬이 같이 작동하기 ??문에 압축기의 흡입측(저압측) 압력은 급격히 낮아지다가 일시적으로 상승하게 된는데, 이때 냉매 유로상에의 스트레스에 의하여 냉매맥동이 발생하게 된다. 그래서 그 냉매맥동에 의하여 소음, 공진등이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 냉동사이클을 구비한 기기에서 압축기의 저압측의 냉매압력을 감지하여 그에 따라 압축기와 순환팬을 제어함으로서 냉매맥동의 발생을 억제하여 소음을 줄일 수 있는 냉장고의 소음저감 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 냉장고의 소음저감 제어방법은, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기와 응축기에서 응축된 고압의 액체냉매를 감압시키는 모세관과 모세관에서 감압된 액체냉매를 증발시켜 열교환을 하며 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동사이클과, 증발기에서 생성된 냉기를 순환시키는 순환팬을 구비하는 냉장고의 제어방법에 있어서, 압축기가 기동하는 지를 판단하는 압축기동작판단단계, 압축기동작판단단계에서 압축기가 기동한다고 판단되면 압축기 흡입측의 압력을 감지하는 압력감지단계, 압축기 흡입측에서의 압력변화를 판단할 수 있도록 압력감지단계에서 감지한 압력이 압축기가 기동할 때 감압되는 흡입측 압력의 최저점인 최저기준압력에 도달했는지를 판단하는 최저압력판단단계, 최저압력판단단계에서 압축기 흡입측의 압력이 최저기준압력이하라고 판단되면 그 이후 압축기 흡입측의 압력이 압축기가 기동할 때 감압된 후 가압되는 압력의 최고점인 최고기준압력이 도달했는지를 판단하는 최고압력판단단계, 최저압력판단단계의 판단결과 압력감지단계에서 감지한 압력이 압축기가 기동할 때 감압되는 흡입측 압력의 최저점인 최저기준압력에 도달하지 못했다고 판단되면 순환팬의 작동을 지연시키는 한편 최고압력판단단계에서 압축기 흡입측의 압력이 최고기준압력에 도달하였다고 판단되면 통상의 작동조건에 따라서 순환팬을 작동시키는 순환팬작동제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예를 상세하게 설명하겠다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 냉동사이클을 구비한 냉장고를 살펴보면, 냉동실의 온도를 감지하는 냉동실온도센서(11)와 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실온도센서(12)가 제어부(40)에 접속되어 있다. 그리고 냉장고 외부의 온도를 감지하는 외기온도센서(13)가 제어부(40)에 접속되어 있으며, 도어의 개폐룰 감지하는 도어스위치(20)가 제어부(40)에 접속되어 있다. 그리고 사용자로부터 기능설정 입력을 받을 수 있는 키입력부(30)가 제어부(40)에 접속되어 있다.

한편 냉동사이클은, 저온저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 만드는 압축기(80)와, 압축기(80)의 토출구에 연결되어 압축기(80)에 의하여 고온고압이된 기체냉매를 고압의 액체상태로 응축하는 응축기(90)와, 응축기(90)를 거친 고압의 액체상태의 냉매를 감압시키는 모세관(100)과, 모세관(100)에 의하여 감압된 액체 냉매가 열을 흡수하면서 증발하여 냉기를 생성하는 증발기(110)로 이루어지며, 증발기(110)의 근처에는 증발기(110)에서 생성된 냉기를 고내로 순환시키는 순환팬(52)이 설치된다.

또한, 압축기(80)의 흡입측에는 압축기(80)로 흡입되는 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(70)가 설치되어 있으며 제어부(40)에 전기적으로 접속되어 있다.

그리고 압축기(80)를 구동시키는 압축기구동부(60)가 제어부(40)에 전기적으로 접속되어 제어부(40)의 제어를 받으며, 순환팬(52)을 구동시키는 순환팬구동부(51)가 제어부(40)에 접속되어 있다.

이하에서는 압축기를 살펴보겠다.

도 2는 압축기를 도시한 것으로, 이를 참조하면, 셀(81) 내부에 압축실(82a)을 갖는 실린더블럭(82)이 장착되고, 이 실린더블럭(82)에는 회전축(83)과 지지베어링(89)이 설치된다. 회전축(83)의 하단에는 편심부(86)가 마련된다. 압축실(82a)에는 피스톤(87)이 설치되고, 연결로드(88)에 의해 편심부(86)와 피스톤(87)이 연결된다. 회전축(83)에는 회전자(84)가 고정되고, 그 외측에는 고정자(85)가 설치되어 회전축(83)에 회전력을 제공한다. 즉, 외부로부터 전원을 인가받은 고정자(85)와 회전자(84) 사이의 자장운동에 의해 회전자(84)에 고정된 회전축(83)이 회전하고, 이 회전축(83)의 회전운동은 편심부(86)와 연결로드(88)에 의해 피스톤(87)의 직선왕복운동으로 전환된다. 유입관(121)과 흡입머플러(122)를 통하여 흡입된 냉매는 피스톤(87)의 운동에 의해 압축실(82a)에서 압축이 되는 것이다. 그리고 압축실(82a)에서 압축된 냉매는 토출방(82b)를 통하여 토출관(123)으로 토출된다. 토출관(123)으로 토출된 냉매는 응축기(90)로 넘어간다.

도 3을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 소음저감 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 제어부(40)는 압축기(80)가 동작하는지를 판단한다(S10). 판단(S10)에서 압축기가 동작한다고 판단되면 제어부(40)는 압축기구동부(60)를 제어하여 압축기(80)를 동작시키는데, 압축기(80)가 동작하는 시점은 도어스위치(20)를 통하여 측정되는 도어의 개폐횟수, 냉동실온도센서(11) 그리고 냉장실온도센서(12)에 통하여 측정되는 냉장고 고내의 온도, 외기온도센서(13)를 통하여 측정되는 냉장고 외부의 온도등의 조건에 따라서 결정된다.

그리고 나서 제어부(40)는 압축기(80)의 흡입측에 설치되어 있는 압력센서(70)로부터 데이터를 취득한다. 그리고 나서 제어부(40)는 압력센서(70)로부터 취득한 데이터에 의거하여 압축기(80) 흡입측의 냉매 압력을 산출한다(S20).

압축기(80) 흡입측의 냉매압력을 산출한 다음 제어부(40)는 그 산출된 압축기(80) 흡입측의 냉매 압력이 최저기준압력이하인지를 판단한다(S30). 만약 판단(S30)에서 압축기(80) 흡입측 냉매의 압력이 최저기준압력이상이라고 판단되면 제어부(40)는 순환팬구동부(51)을 제어하여 순환팬(52)의 작동을 지연시킨다(S31).

하지만 판단(S30)에서 압축기(80)의 흡입구측의 냉매의 압력이 최저기준압력이하라고 판단되면, 제어부(40)는 압축기(80) 토출측 냉매의 압력이 최고기준압력이상인지를 판단한다(S40).

판단(S40)에서 압축기(80) 토출측 냉매의 압력이 최고기준압력이상이 아니라고 판단되면 제어부(40)는 순환팬(52)을 작동시키지 않는다.

하지만 판단(S40)에서 압축기(80) 토출측의 냉매압력이 최고기준압력이상이라고 판단되면 제어부(40)는 순환팬(52)을 작동시키는 조건인지를 판단한다(S50).

순환팬(52)을 작동시키는 조건에는 여러가지가 있다. 제어부(40)는 각종센서로부터 입력되는 정보에 의하여 순환팬(52)의 작동여부를 판단한다.

판단(S50)에서 현재 냉장고의 조건들이 순환팬(52)을 작동시키는 조건이라고 판단되면 제어부(40)는 순환팬구동부(51)를 제어하여 순환팬(52)을 작동시킨다(S60).

순환팬(52)이 작동하게 되면 증발기(110)에서는 열교환이 더 빠르게 진행되는데, 열교환이 빠르게 진행된다는 것은 증발기(110)에서 냉매가 빠르게 증발된다는 것을 의미한다.

증발기(110)에서 냉매가 빠르게 증발되면, 즉 증발기(110)에서 냉매의 증발이 신속하게 이루어지며 그때 증발된 냉매의 가스는 증발기(110)를 벗어나서 압축기(80)로 유입된다.

전술한 내용에 따른 특성도를 도 4에 표시하였다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고의 소음저감 제어방법에 의하면, 압축기동작후 압력센서를 통하여 압축기의 흡입측의 압력을 측정하고, 측정한 압력이 최저기준압력까지 떨어진 후 다시 최고기준압력까지 상승했을 때 순환팬의 작동조건이 되면 순환팬을 작동시킴으로서, 압축기가 동작할 때 압축기 흡입측의 압력변화를 최소로 하여 소음을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 압축기의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 소음저감 제어방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉동사이클의 특성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11:냉동실온도센서 12:냉장실온도센서

13:외기온도센서 20:도어스위치

30:키입력부 40:제어부

51:순환팬구동부 52:순환팬

60:압축기구동부 70:압력센서

80:압축기 81:셀

82:실린더블럭 83:회전축

84:회전자 85:고정자

86:편심부 87:피스톤

88:연결로드 89:지지베어링

90:응축기 100:모세관

110:증발기 121유입관

122:흡입머플러 123:토출관

Claims (2)

1. 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기와 상기 응축기에서 응축된 고압의 액체냉매를 감압시키는 모세관과 상기 모세관에서 감압된 액체냉매를 증발시켜 열교환을 하며 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동사이클과, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 순환시키는 순환팬을 구비하는 냉장고의 제어방법에 있어서,

   압축기가 기동하는 지를 판단하는 압축기동작판단단계,

   상기 압축기동작판단단계에서 압축기가 기동한다고 판단되면 압축기 흡입측의 압력을 감지하는 압력감지단계,

   상기 압축기 흡입측에서의 압력변화를 판단할 수 있도록 상기 압력감지단계에서 감지한 압력이 상기 압축기가 기동할 때 감압되는 흡입측 압력의 최저점인 최저기준압력에 도달했는지를 판단하는 최저압력판단단계,

   상기 최저압력판단단계에서 상기 압축기 흡입측의 압력이 최저기준압력이하라고 판단되면 그 이후 상기 압축기 흡입측의 압력이 상기 압축기가 기동할 때 감압된 후 가압되는 압력의 최고점인 최고기준압력이 도달했는지를 판단하는 최고압력판단단계,

   상기 최저압력판단단계의 판단결과 상기 압력감지단계에서 감지한 압력이 상기 압축기가 기동할 때 감압되는 흡입측 압력의 최저점인 최저기준압력에 도달하지 못했다고 판단되면 순환팬의 작동을 지연시키는 한편 상기 최고압력판단단계에서 상기 압축기 흡입측의 압력이 최고기준압력에 도달하였다고 판단되면 통상의 작동조건에 따라서 상기 순환팬을 작동시키는 순환팬작동제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 소음저감 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 최저압력단계에서, 상기 압력감지단계에서 감지한 압력이 상기 압축기가 기동할 때 감압되는 흡입측 압력의 최저점인 최저기준압력에 도달하지 않았다고 판단될 경우에는 순환팬의 작동을 지연시키는 순환팬작동지연단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 소음저감 제어방법.