KR100550580B1 - 냉장고의 모터제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물을 신선하게 보관하기 위하여 냉동실과 냉장실의 고내온도를 균일하게 유지시키는 냉장고의 고내온도 균일화 시스템에 관한 것으로서, 특히 냉장고의 냉동실 뒤쪽에 설치되어 냉동실과 냉장실로 각각 냉기를 제공하는 증발기와, 상기 증발기를 흡열시키는 흡열팬 및 상기 흡열팬에 동력을 공급하기 위한 모터와, 상기 증발기에 의해 제공된 냉기를 냉장실 측으로 이동시키는 냉기유로를 형성함과 동시에 냉장실 내부로 냉기를 토출하는 냉기토출구가 형성된 덕트와, 상기 덕트의 냉기유로를 개방 및 차단시키도록 설치되어 냉장실로의 냉기 공급여부를 결정하는 댐퍼와, 상기 덕트의 냉기토출구 측에 설치되어 냉장실의 고내온도가 균일해지도록 냉장실 내의 냉기를 교반시키는 교반팬으로 구성된 냉장고의 고내온도 균일화 시스템을 제공함으로써 냉장실의 고내온도가 균일하게 유지되어 식품이 신선한 상태로 장기간 보관될 수 있도록 한 것이다.

Description

냉장고의 모토 제어 방법{Motor control method of refrigerator}

본 발명은 음식물을 신선하게 보관하기 위하여 냉동실과 냉장실의 고내온도를 균일하게 유지시키는 냉장고의 모터 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 냉장실 내의 냉기가 공급되지 않을 동안에만 교반팬을 회전시키는 모터를 구동시켜 소비 전력을 최소화하는 냉장고의 모터 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 가정용 냉장고에서 음식물을 신선한 상태로 장기간 보관하기 위해서는 냉동실과 냉장실의 고내온도를 균일하게 유지시키는 것이 필수적이므로, 이를 위해 냉장고의 측벽이나 도어 측에 냉기토출구를 형성시켜 냉기유로를 변경시키는 방식을 사용하고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템이 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템에 의해 획득된 고내온도의 분포상태가 나타난 그래프이다.

도 1을 참조하면, 냉장고의 고내온도 균일화 시스템은 냉매를 압축시켜 고온고압의 증기상태로 변환시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통해 고온고압의 증기상태가 된 냉매를 열교환을 통해 고압의 액상태로 응축시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)를 통해 고압의 액상태가 된 냉매를 증발하기 쉽도록 감압시키는 모세관(4)과, 냉동실 뒤쪽에 설치되고 냉동실과 냉장실에 냉기를 제공하도록 상기 모세관(4)을 통과한 냉매를 열교환을 통해 저온저압의 증기상태로 변환시킴과 동시에 주위의 공기를 냉각시키는 증발기(5)와, 상기 증발기(5)에 의해 제공된 냉기가 냉장실 측으로 이동되도록 냉기유로를 형성함과 동시에 그 끝단에는 냉장실로 냉기를 토출하는 냉기토출구(11')가 형성된 덕트(11)와, 상기 덕트(11)의 냉기토출구(11')에 설치되어 냉장실로의 냉기 공급여부를 결정하는 댐퍼(13)로 구성된다.

여기서, 상기 압축기(1)와 응축기(2)는 냉장고의 기계실에 설치되고, 상기 응축기(2)에는 응축기(2)를 방열시키기 위한 방열팬(3)과 상기 방열팬(3)에 동력을 공급하기 위한 모터가 설치되며, 상기 증발기(5)에는 증발기(5)를 흡열시키기 위한 흡열팬(6)과 상기 흡열팬(6)에 동력을 공급하기 위한 모터가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 냉장고의 고내온도 균일화 시스템은 다음과 같이 동작된다.

먼저, 압축기(1)에 의해 압축된 냉매가 고온고압의 증기상태로 변화된 후 응축기(2)로 흡입되면, 상기 응축기(2)는 열을 방출하여 냉매를 상온고압의 액상태로 변화시킨다. 이후, 상기 응축기(2)에 의해 응축된 냉매는 모세관(4)을 지나면서 감압되어 그중 일부가 액체와 기체가 혼합된 2상 상태가 된다. 이후, 상기 증발기(5)로 흡입된 냉매는 완전히 기화되면서 주위의 열을 빼앗아 주변의 공기를 냉각시킨다.

상기와 같이 증발기(5)에 의해서 냉각된 공기는 흡열팬(6)의 회전력에 의해 냉동실과 냉장실로 제공된다. 상세하게는, 상기 증발기(5)에서 제공된 냉기는 상기 흡열팬(6)에 의해 냉동실로 바로 토출되어 냉동실을 냉각시킴과 동시에, 냉장실과 연결되는 덕트(11)를 통해 냉장실 측으로 이동된 후 상기 덕트(11)의 냉기토출구(11')에 설치된 댐퍼(13)가 열려 있으면 상기 냉기토출구(11')를 통해 냉장실로 토출되어 냉장실을 냉각시킨다. 이때, 상기 댐퍼(13)가 닫혀 있으면 냉장실로의 냉기 유입은 차단되며, 이와 같은 댐퍼(13)의 개폐동작에 따라 냉장실로 제공되는 냉기의 유량이 조절되어 냉장실의 고내온도가 일정한 수준으로 유지된다.

하지만, 상기의 방식은 압축기(1)가 운전 중일 때는 어느 정도 소기의 목적을 달성할 수 있지만 압축기(1)가 정지되어 있는 동안에는 별다른 효과를 볼 수가 없다. 즉, 가정용 냉장고에서는 압축기(1)가 운전되는 동안에만 냉기가 만들어져 냉동실 및 냉장실 내의 식품을 냉각시키게 되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 냉장고의 전체 운전시간에 대해 압축기(1)가 운전되면서 냉동사이클이 이루어지는 시간의 비율, 즉 압축기(1)의 운전률은 45% 정도에 불과하고, 더욱이 상기 압축기(1)가 운전되는 동안 만들어진 냉기가 냉장실로 유입되어 냉장실 내의 식품을 냉각시킬 수 있게 되는 비율, 즉 실제로 상기 댐퍼(13)가 개방되어 있는 시간의 비율은 25%보다 작게 된다.

따라서, 상기 댐퍼(13)에 의해 냉장실 내로의 냉기 유입이 차단되어 있는 75% 정도의 시간 동안 냉장실 내의 고내온도는 -2℃에서 3℃ 정도로 대략 5℃ 가량 상승되게 된다. 이와 같이 냉장실 내의 고내온도가 상승되면 밀도가 큰 찬 공기는 하측으로 이동되고, 상대적으로 밀도가 작은 따뜻한 공기는 상측으로 이동되므로 냉장실 내의 상부와 하부 사이에 온도차가 유발되어 냉장실 내의 고내온도는 불균일하게 된다.

요약하자면, 상기한 종래 기술에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템은 냉장실의 경우 냉기가 공급되지 않는 시간 동안에 냉장실 내의 상부와 하부 사이에 5℃ 정도의 온도차가 발생되기 때문에 냉장실의 고내온도 균일도가 저하되어 식품의 장기간 보관에 치명적인 악영향이 미치게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉장실로의 냉기 유입이 차단되는 동안에만 교반팬을 주기적으로 회전시켜 냉장실의 상, 하 온도 편차를 최소화하고, 냉장실로 냉기가 유입되는 동안에는 교반팬을 정지시켜, 최소한의 소비전력으로 냉장실의 냉기를 균일화할 수 있는 냉장고의 모터 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 모터 제어 방법은 공기를 냉각시키는 증발기와, 냉각된 공기를 냉동실과 냉장실로 제공하는 흡열팬과, 상기 증발기에 의해 제공된 냉기를 냉장실 측으로 이동시키는 냉기유로를 형성함과 동시에 냉장실 내부로 냉기를 토출하는 냉기토출구가 형성된 덕트와, 상기 덕트의 냉기유로를 개방 및 차단시키도록 설치되어 냉장실로의 냉기 공급여부를 결정하는 댐퍼와, 상기 덕트의 냉기토출구 측에 설치되어 냉장실의 고내온도가 균일해지도록 냉장실 내의 냉기를 교반시키는 교반팬과, 상기 교반팬에 동력을 공급하기 위한 모터를 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 댐퍼가 상기 덕트의 냉기 유로를 밀폐하면, 상기 모터를 일정주기로 일정 시간 동안 구동시키고, 상기 댐퍼가 상기 덕트의 냉기 유로를 개방하면, 상기 모터를 구동 정지시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템이 도시된 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템은, 냉장고의 냉동실 뒤쪽에 설치되어 냉동실과 냉장실로 각각 냉기를 제공하는 증발기(55)와, 상기 증발기(55)를 흡열시키는 흡열팬(56) 및 상기 흡열팬(56)에 동력을 공급하기 위한 모터와, 상기 증발기(55)에 의해 제공된 냉기를 냉장실 측으로 이동시키는 냉기유로를 형성함과 동시에 냉장실 내부로 냉기를 토출하는 냉기토출구(61')가 형성된 덕트(61)와, 상기 덕트(61)의 냉기유로를 개방 및 차단시키도록 설치되어 냉장실로의 냉기 공급여부를 결정하는 댐퍼(63)와, 상기 덕트(61)의 냉기토출구(61') 측에 설치되어 냉장실의 고내온도가 균일해지도록 냉장실 내의 냉기를 교반시키는 교반팬(65)과, 상기 교반팬(65)에 동력을 공급하기 위한 모터로 구성된다.

여기서, 상기 교반팬(65)은 덕트(61)의 냉기유로가 댐퍼(63)에 의해 차단된 경우에 일정 주기로 일정 시간 동안 동작되도록 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템은 다음과 같이 동작된다.

먼저, 압축기(51)에 의해 압축된 냉매가 고온고압의 증기상태로 변화된 후 응축기(52)로 흡입되면, 상기 응축기(52)는 열을 방출하여 냉매를 상온고압의 액상태로 변화시킨다. 이후, 상기 응축기(52)에 의해 응축된 냉매는 모세관(54)을 지나면서 감압되어 그중 일부가 액체와 기체가 혼합된 2상 상태가 된다. 이후, 상기 증발기(55)로 흡입된 냉매는 완전히 기화되면서 주위의 열을 빼앗아 주변의 공기를 냉각시킨다.

상기와 같이 증발기(55)에 의해서 냉각된 공기는 흡열팬(56)의 회전력에 의해 냉동실과 냉장실로 제공된다. 즉, 상기 증발기(55)에서 제공된 냉기는 상기 흡열팬(56)에 의해 냉동실로 바로 토출되어 냉동실을 냉각시킴과 동시에, 냉장실과 연결되는 덕트(61)를 통해 냉장실 측으로 이동되어 냉장실을 냉각시킨다.

상기 증발기(55)에 의한 냉장실의 냉각작용을 보다 상세하게 설명하면, 상기 덕트(61)를 통해 냉장실 측으로 이동된 냉기는 덕트(61)에 설치된 댐퍼(63)가 열려 있는 상태, 즉 상기 덕트(61)의 냉기유로가 개방된 상태이면 냉기토출구(61')를 통해 냉장실 내로 유입된다.

이후, 소정의 시간이 경과되어 충분한 양의 냉기가 냉장실 내로 유입되면 상기 댐퍼(63)가 닫히고, 상기 댐퍼(63)가 닫히면 상기 덕트(61)의 냉기유로가 차단되어 냉장실로의 냉기 유입도 차단된다. 이와 같은 댐퍼(63)의 개폐동작에 따라 냉장실로 제공되는 냉기의 유량이 조절되어 냉장실의 고내온도가 일정한 수준으로 유지된다.

이후, 상기한 바와 같이 댐퍼(63)가 닫혀 냉장실로의 냉기 유입이 차단되면 냉장실에 설치된 교반팬(65)이 작동되어 냉장실 내의 냉기를 골고루 섞어준다. 이러한 교반팬(65)의 동작으로 인해 냉장실의 고내온도는 위치에 따른 온도차이 없이 균일하게 유지된다. 이때, 상기 교반팬(65)은 댐퍼(63)가 닫혀 있는 동안 계속해서 회전되는 것이 아니라 간헐적으로, 즉 일정한 주기를 가지고 일정 시간 동안만 회전되며, 이러한 교반팬(65)의 회전에 대한 최적 주기와 최적 시간은 실험에 의해서 결정하도록 한다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 냉장고의 모터 제어 방법은 댐퍼가 냉장실의 냉기 유로를 밀폐하면, 냉장실의 냉기를 교반시키기 위한 교반팬을 회전시키는 모터를 일정 주기로 일정 시간 동안 구동시키고, 상기 댐퍼가 냉장실의 냉기 유로를 개방하면, 상기 모터를 구동 정지시키므로, 최소한의 소비전력으로 냉장실의 냉기를 균일화할 수 있는 이점있다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템이 개략적으로 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템에 의해 획득된 고내온도의 분포상태가 나타난 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 균일화 시스템이 개략적으로 도시된 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

55 : 증발기 56 : 흡열팬

61 : 덕트 61' : 냉기토출구

63 : 댐퍼 65 : 교반팬

Claims (1)

1. 공기를 냉각시키는 증발기와, 냉각된 공기를 냉동실과 냉장실로 제공하는 흡열팬과, 상기 증발기에 의해 제공된 냉기를 냉장실 측으로 이동시키는 냉기유로를 형성함과 동시에 냉장실 내부로 냉기를 토출하는 냉기토출구가 형성된 덕트와, 상기 덕트의 냉기유로를 개방 및 차단시키도록 설치되어 냉장실로의 냉기 공급여부를 결정하는 댐퍼와, 상기 덕트의 냉기토출구 측에 설치되어 냉장실의 고내온도가 균일해지도록 냉장실 내의 냉기를 교반시키는 교반팬과, 싱기 교반팬에 동력을 공급하기 위한 모터를 포함하는 냉장고에 있어서,

   상기 댐퍼가 상기 덕트의 냉기 유로를 밀폐하면, 상기 모터를 일정 주기로 일정 시간 동안 구동시키고,

   상기 댐퍼가 상기 덕트의 냉기 유로를 개방하면, 상기 모터를 구동 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 모터 제어 방법.