KR100577122B1 - 냉장고의 고내온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동실과 냉장실의 적소에 설치된 온도센서를 통해 각 실의 고내온도를 감지하고, 각 실의 고내온도가 미리 설정된 고내설정온도의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동시켜 냉각운전하는 냉장고의 고내온도 제어방법에 있어서, 냉각운전을 수행하는 도중에 제어부가 압축기모터의 운전시간을 카운트하고 그 카운트된 운전시간에 근거하여 냉장고 주변의 외기온도를 판단하는 단계; 상기 단계의 판단결과 외기온도가 기준온도 이하인 저온상태이면 제어부가 각 실의 고내설정온도를 재설정하는 단계; 및 각 실의 고내온도가 재설정된 고내설정온도의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동하여 냉각운전하는 단계를 특징적으로 구비한다.

이에 따른, 본 발명은 외기온도센서를 사용하지 않고도 도어의 개방시간과 압축기의 운전율에 따라 외기온도가 기준온도 보다 낮은 저온상태를 판단하고 그 판단결과에 근거하여 고내설정온도를 재설정하여 냉각운전을 수행할 수 있으므로 외기온도센서를 구비함에 따른 제조원가의 상승과 작업생산성의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

냉장고의 고내온도 제어방법{Method of controlling compartment temperature for a refrigerator}

도 1은 일반적인 냉장고의 내부구성을 나타내는 정면도,

도 2는 종래의 냉장고에 대한 블록구성도,

도 3a 내지 도 3c는 외기온도에 따른 고내온도의 변화를 나타내는 도면,

도 4는 종래기술에 따른 냉장고의 고내온도 제어방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 냉장고에 대한 블록구성도,

도 6은 본 발명에 적용되는 도어의 개방시간에 따른 압축기모터의 운전율을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 제어방법을 나타내는 동작흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 기능선택부 32 : 고내온도감지부

34 : 도어감지부 36 : 제어부

38 : 압축기모터구동부 40 : 팬모터구동부

42 : 표시부

본 발명은 냉장고의 고내온도 제어방법에 관한 것으로, 특히 도어의 개방시간과 압축기 모터의 운전율에 따라 고내설정온도를 재설정함으로써 외기온도센서를 구비하지 않고 저온상태에서 안정적으로 냉각운전을 수행할 수 있도록 한 냉장고의 고내온도 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 냉장고의 구성을 도 1에 따라 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 냉장고는 본체(1) 내부에 냉동실(2)과 냉장실(3)이 마련되며, 냉동실(2)과 냉장실(3)을 개폐하기 위한 냉동실도어(4)와 냉장실도어(5)가 본체(1)에 회동가능하게 설치된다. 그리고, 냉동실도어(4)와 냉동실도어(5)에 대한 개방과 폐쇄를 감지하기 위한 도어스위치(6)(7)가 마련되며, 냉동실(2)과 냉장실(3)의 내벽에 냉기의 유입과 유출을 안내하기 위해 형성된 덕트 내부에 냉각팬이 설치되어 있고, 그 냉동실(2)과 냉장실(3)의 적소에는 냉동실과 냉장실의 고내온도를 감지하기 위한 온도센서(미도시)가 설치되어 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 냉장고는 냉장고의 운전기능을 설정하기 위한 복수개의 조작키가 구비된 기능선택부(10)와, 냉동실(2)과 냉장실(3)에 설치된 온도센서를 통해 고내온도를 감지하여 고내온도감지신호를 출력하는 고내온도감지부(12)와, 회로기판상에 설치된 외기온도센서를 통해 외기온도를 감지하여 외기온도감지신호를 출력하는 외기온도감지부(14)와, 도어스위치(6)(7)를 통해 냉동실도어(4)와 냉장실도어(5)의 개폐상태를 감지하여 도어개폐신호를 출력하는 도어감지부(16)와, 외기온도감지부(14)를 통해 감지한 외기온도가 낮은 저온상태인 경우 고내설정온도를 재설정하여 냉동실과 냉장실의 고내온도를 제어하는 제어부(18)와, 제어부(18)에 의하여 압축기 모터를 구동하는 압축기모터구동부(20)와, 제어부(18)에 의하여 냉각팬 모터를 구동하는 팬모터구동부(22)와, 냉장고의 운전여부와 기능의 설정 상태를 표시하는 표시부(24)를 구비한다.

이러한 종래의 냉장고에서는 냉장고 주변의 외기온도가 기준온도 예를 들어 약 10℃ 보다 낮지 않은 경우 도 3a와 같이 미리 설정된 고내설정온도(T)를 기준으로 상한온도(T+a)와 하한온도(T-a) 사이에서 변화하도록 고내온도를 제어하게 된다.

즉, 제어부(18)는 고내온도가 높아져 고내설정온도(T)의 상한온도(T+a)에 도달하게 되면 압축기모터구동부(20)를 제어하여 압축기 모터를 구동하고 이와 함께 팬모터구동부(22)를 제어하여 냉각팬 모터를 구동하여 고내온도를 낮추며, 이와 같은 냉각운전이 수행되는 도중에 고내온도가 낮아져 고내설정온도(T)의 하한온도(T-a)에 도달하게 되면 압축기모터구동부(20)를 제어하여 압축기 모터를 구동정지하고 팬모터구동부(22)를 제어하여 냉각팬 모터를 구동정지하여 고내온도를 높인다. 예를 들어, 제어부(18)는 도 3b와 같이 전원이 온된 후 냉동실의 고내설정온도(Tf)를 기준으로 냉동실의 고내온도를 제어하여 온도곡선(P1)과 같이 변화시키는 한편, 냉장실의 고내설정온도(Tr)를 기준으로 냉장실의 고내온도를 제어하여 온도곡선(P2)과 같이 변화시키게 된다. 여기서, 냉동실의 고내설정온도(Tf)와 냉장실의 고내설정온도(Tr)는 사용자가 온도조절버튼을 조작하여 다단계로 설정하게 되는데 예를 들어 이 온도조절버튼의 조작에 의해 [냉동 강]을 선택시 냉동실의 고내설정온도(Tf)는 "-20℃"로 설정되고 냉장실의 고내설정온도(Tr)는 "-1℃"로 설정되며, 온도조절버튼의 조작에 의해 [냉동 중]을 선택시 냉동실의 고내설정온도(Tf)는 "-18℃"로 설정되고 냉장실의 고내설정온도(Tr)는 "+2℃"로 설정되며, 온도조절버튼으로 [냉동 약]을 선택시 냉동실의 고내설정온도(Tf)는 "-16℃"로 설정되고 냉장실의 고내설정온도(Tr)는 "+5℃"로 설정되게 된다.

한편, 냉장고 주변의 외기온도가 낮은 저온 상태에서는 예를 들어 외기온도가 약 10℃ 이하로 떨어지면 고내의 온도를 감지하기 위해 냉기안내 덕트에 설치되는 온도센서는 냉장고 본체와 외기와의 열교환에 의한 영향을 받아 고내온도를 일찍 감지하게 되여 결국 실제의 고내온도 보다 소정 온도(β) 만큼 더 낮게 감지하게 된다. 이 온도센서에 의존하여 제어부(18)가 고내온도를 제어하게 되면 도 3c와 같이 고내설정온도(T) 보다 소정 온도(β) 만큼 높은 온도(T+β)를 기준으로 고내온도를 제어하게 된다. 그런데, 외기온도가 낮은 저온상태에서는 압축기 모터의 온시간은 줄어드는 반면 오프시간은 늘어나므로 운전율이 감소된다. 이로 말미암아 고내의 냉각부하에 비하여 냉각능력이 약화되어 이른바 "약냉"으로 냉각운전이 수행되기 때문에 이 상태가 장시간 지속될 경우 저장식품의 손상을 초래하게 된다.

이에 따라 종래의 냉장고에서는 냉동실과 냉장실의 고내온도는 물론, 냉장고 주변의 외기온도를 감안하여 각 실의 고내온도를 제어하도록 되어 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 고내온도감지부(12)의 온도센서를 통해 냉동실과 냉장실의 고내온도를 감지한(S10) 다음 감지된 고내온도에 따라 제어부(18)는 압축기모터구동부(20)와 팬모터구동부(22)를 제어하여 압축기모터와 냉각팬을 구동하여 냉각운 전을 수행한다(S11). 이어, 제어부(18)는 외기온도감지부(14)로부터 입력되는 외기온도감지신호를 입력받아 외기온도를 인식하고 외기온도가 소정 온도 약 10℃이하인지를 판단하고(S12), 그 판단결과 외기온도가 10℃이하가 아니면 계속해서 고내온도에 따라 냉각운전을 수행하는 반면, 외기온도가 10℃이하이면 제어부(18)는 저온상태에 해당하므로 고내설정온도(T)에서 소정 온도(β)를 감산하여 재설정한다(S13). 이어, 제어부(18)는 재설정된 고내설정온도(T-β)를 기준으로 압축기모터구동부(20)와 팬모터구동부(22)를 제어하여 냉각운전을 수행함으로써 저장식품을 신선하게 보관할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 냉장고에서는 외기온도를 감지하기 위한 외기온도센서를 필수적으로 구비해야 했기 때문에 제조원가가 상승되는 요인이 되었을 뿐만 아니라, 외기온도센서를 회로기판에 장착하기 위한 별도의 제조공정이 추가됨에 따라 작업생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 도어의 개방시간과 압축기 모터의 운전율에 따라 재설정된 고내설정온도를 기준으로 고내온도를 제어함으로써 외기온도센서를 구비하지 않고 저온상태에서 안정적으로 냉각운전을 수행할 수 있도록 한 냉장고의 고내온도 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 냉동실과 냉장실의 적소에 설치된 온도센서를 통해 각 실의 고내온도를 감지하고, 각 실의 고내온도가 미리 설정된 고내설정온도 의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동시켜 냉각운전하는 냉장고의 고내온도 제어방법에 있어서, 냉각운전을 수행하는 도중에 제어부가 압축기모터의 운전시간을 카운트하고 그 카운트된 운전시간에 근거하여 냉장고 주변의 외기온도를 판단하는 단계; 상기 단계의 판단결과 외기온도가 기준온도 이하인 저온상태이면 제어부가 각 실의 고내설정온도를 재설정하는 단계; 및 각 실의 고내온도가 재설정된 고내설정온도의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동하여 냉각운전하는 단계에 의하여 달성된다.

본 발명은 외기온도가 낮은 저온상태에서는 압축기모터의 운전율이 감소되게 되므로 이에 착안하여 외기온도를 판단하게 되는데, 이러한 압축기 모터의 운전율은 도어의 개방시간과 밀접한 관계가 있으므로 그 도어의 개방시간에 대응하는 압축기 모터의 운전율에 따라 외기온도가 낮은 저온상태를 판단하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 냉장고에 대한 블록구성도이고, 본 발명에 적용되는 냉장고의 내부구성은 도 1과 동일하므로 동일부호를 인용하여 설명하기로 한다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 냉장고는 냉장고의 운전기능을 설정하기 위한 복수개의 조작키가 구비된 기능선택부(30)와, 냉동실(2)과 냉장실(3)에 설치된 온도센서를 통해 고내온도를 감지하여 고내온도감지신호를 출력하는 고내온도감지부(32)와, 도어스위치(6)(7)를 통해 냉동실도어(4)와 냉장실도어(5)의 개폐상태를 감지하여 도어개폐신호를 출력하는 도어감지부(34)와, 압축기모터의 운전율과 도어의 개방시간에 따라 저온상태로 판단되면 고내설정온도를 재설정하여 냉동실과 냉장실의 고내온도를 제어하는 제어부(36)와, 상기 제어부(36)에 의하여 압축기 모터를 구동하는 압축기모터구동부(38)와, 상기 제어부(36)에 의하여 냉각팬 모터를 구동하는 팬모터구동부(40)와, 냉장고의 운전여부와 기능의 설정된 상태를 표시하는 표시부(42)를 구비한다.

본 발명에 따른 제어부(36)는 미리 설정된 고내설정온도에 따라 압축기모터와 냉각팬모터를 구동시켜 냉각운전을 수행하여 각 실의 고내온도를 제어하되, 냉장고 주변의 외기온도가 낮은 저온상태에서는 고내설정온도를 재설정한 후 재설정된 고내설정온도를 기준으로 각 실의 고내온도를 제어하게 된다.

그런데, 본 발명에서는 냉장고 주변의 외기온도를 감지하기 위한 외기온도센서를 구비하지 않는 대신에, 상기 제어부(36)가 압축기모터의 운전율과 도어의 개방시간에 의하여 외기온도가 기준온도 보다 낮은 저온상태를 판단하도록 하는데 그 특징이 있다.

예를 들어, 냉장고 주변의 외기온도가 10℃인 저온상태에서는 도 6과 같이 도어의 개방시간에 따라 압축기모터의 운전율이 나타나게 되는데, 동일한 외기온도에서 소정 기준시간 동안에 카운트된 도어의 개방시간이 클수록 압축기모터의 운전율이 높게 설정되는 상관관계에 근거하여 외기온도를 판단한다. 즉, 기준시간 일예로 1시간 동안 카운트한 도어의 개방시간(D1)이 1분 이상인 경우 압축기 모터의 운전율(C1)은 35% 이하로 나타나며, 도어의 개방시간(D2)이 10∼59초인 경우 압축기 모터의 운전율(C2)은 25% 이하로 나타나며, 도어의 개방시간(D3)이 1-9초인 경우 압축기 모터의 운전율(C3)은 20% 이하로 나타나며, 도어의 개방시간(D4)이 무개폐(×)인 경우 압축기 모터의 운전율(C4)은 15% 이하로 나타나게 된다.

여기서, 저온상태에서 도어의 개방시간에 따른 압축기모터의 운전율은 각 실의 내부용적과 압축기 모터의 성능 등의 요인에 의하여 변화될 수 있으므로 적용제품에 적합하게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 도어의 개방시간과 압축기모터의 운전율을 편의상 4가지로 구분하였으나 필요에 따라 도어의 개방시간을 세분하고 그에 따른 압축기 모터의 운전율을 대응시킬 수 있으며, 여러 차례의 실험을 거쳐 신뢰할 수 있는 데이터를 작성하고 이를 적용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 냉장고의 고내온도 제어방법을 도 7의 동작흐름도에 따라 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명은 전원이 온된 상태에서 고내온도감지부(32)의 온도센서를 통해 각 실의 고내온도를 감지한다(S101). 이어, 상기 제어부(36)는 고내온도감지부(32)를 통해 감지한 고내온도에 따라 압축기모터와 냉각팬모터를 구동하여 각 실의 고내온도를 제어하여 냉각운전을 수행하게 되는데, 냉동실의 고내온도는 미리 설정된 냉동실의 고내설정온도(Tf)를 기준으로 도 3b의 온도곡선(P1)과 같이 상한온도와 하한온도 사이에서 변화하도록 제어하며 냉장실의 고내온도는 미리 설정된 냉장실의 고내설정온도(Tr)을 기준으로 도 3b의 온도곡선(P2)과 같이 상한온도와 하한온도 사이에서 변화하도록 제어하게 된다(S102).

이와 같이, 냉동실의 고내설정온도(Tf)와 냉장실의 고내설정온도(Tr)에 따라 각 실의 고내온도를 제어하는 도중에 상기 제어부(36)는 내부에 마련된 제1카운터(36a)를 사용하여 압축기모터의 온시간을 카운트하는데, 상기 제어부(36)는 각 실의 고내온도가 높아져 상한온도에 도달하여 압축기모터구동부(38)를 제어하여 압축기모터를 구동시킬 때 제1카운트(36a)를 작동시켜 카운트를 시작하게 된다(S103). 이와 함께 상기 제어부(36)는 내부에 마련된 제2카운터(36b)를 사용하여 도어의 개방시간을 카운트하는데, 상기 제어부(36)는 사용자에 의한 냉동실도어(4) 혹은 냉장실도어(5)의 개방시 도어감지부(6)의 도어스위치(6) 혹은 도어스위치(7)가 온되고 그에 따른 도어감지신호를 입력받을 때 제2카운터(36b)를 작동시켜 카운트를 시작하게 된다(S104).

이어, 상기 제어부(36)는 제1카운터(36a) 혹은 제2카운터(36b)를 작동시킨 시점부터 경과한 시간이 미리 설정된 기준시간 예를 들어 1시간인지를 판단한다(S105). 단계 S105의 판단결과 기준시간에 도달하지 않은 경우 계속해서 냉각운전을 수행하기 위해 단계 S101로 회귀하는 반면에, 단계 S105의 판단결과 기준시간에 도달한 경우 제1카운터(36a)에 의해 카운트된 압축기모터의 온시간에 따라 압축기모터의 운전율을 산출함과 아울러, 제2카운터(36b)에 의해 카운트된 도어의 개방시간을 산출한다(S106).

이어, 상기 제어부(36)는 산출된 도어의 개방시간과 압축기모터의 운전율에 따라 외기온도가 설정된 기준온도 예를 들어 10℃이하인 저온상태인지를 판단하는데, 일예로 도 6에서와 같이 도어의 개방시간이 1분이상일 때 압축기모터의 운전율 이 35%이하이면 외기온도가 10℃인 경우에 해당하므로 저온상태로 판단하게 된다(S107).

단계 S107의 판단결과 저온상태가 아닌 경우 계속해서 냉각운전을 수행하기 위해 단계 S101로 회귀하는 반면에, 단계 S107의 판단결과 저온상태인 경우 고내의 온도센서가 저온상태에서 실제 보다 소정 온도(β) 만큼 낮게 감지하므로 이를 보상할 수 있도록 미리 설정된 고내설정온도(T)에서 소정 온도(β)를 감산한 온도(T-β)를 고내설정온도로 재설정한다(S108). 이어, 제어부(36)는 재설정된 고내설정온도(T-β)를 기준으로 압축기모터구동부(20)와 팬모터구동부(22)를 제어하여 냉각운전을 수행하게 되는데, 상기 제어부(36)가 재설정된 고내설정온도(T-β)를 기준으로 각 실의 고내온도를 제어하므로 냉각부하에 적합하게 냉각성능이 유지되어 저장식품을 신선하게 보관할 수 있게 된다(S109).

이상과 같은 본 발명은 외기온도센서를 사용하지 않고도 도어의 개방시간과 압축기의 운전율에 따라 외기의 저온상태여부를 판단하고 그 판단결과에 근거하여 고내설정온도를 재설정하여 냉각운전을 수행할 수 있으므로 외기온도센서를 구비함에 따른 제조원가의 상승과 작업생산성의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 냉동실과 냉장실의 적소에 설치된 온도센서를 통해 각 실의 고내온도를 감지하고, 각 실의 고내온도가 미리 설정된 고내설정온도의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동시켜 냉각운전하는 냉장고의 고내온도 제어방법에 있어서,

   냉각운전을 수행하는 도중에 제어부가 압축기모터의 운전시간을 카운트하고 그 카운트된 운전시간에 근거하여 냉장고 주변의 외기온도를 판단하는 단계;

   상기 단계의 판단결과 외기온도가 기준온도 보다 낮은 저온상태이면 제어부가 각 실의 고내설정온도를 재설정하는 단계; 및

   각 실의 고내온도가 재설정된 고내설정온도의 상한온도와 하한온도 사이에서 변화할 수 있도록 제어부가 압축기모터와 냉각팬을 구동하여 냉각운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 고내온도 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외기온도를 판단하는 단계는

   도어의 개방시간에 따라 변화하는 압축기의 운전율에 따라 외기온도를 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 고내온도 제어방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 외기온도를 판단하는 단계는

   제어부가 내부에 마련된 제1카운터를 사용하여 압축기모터의 온시간을 카운 트하는 단계와, 제어부가 내부에 마련된 제2카운터를 사용하여 도어의 개방시간을 카운트하는 단계와, 상기 제1카운터 혹은 상기 제2카운터를 작동시킨 시점 부터 경과한 시간이 미리 설정된 기준시간인지를 판단하는 단계와, 상기 기준시간을 경과한 경우 도어의 개방시간 및 압축기모터의 운전율에 따라 외기온도가 기준온도 보다 낮은 저온상태인지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 냉장고의 고내온도 제어방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 저온상태를 판단하는 단계는

   동일한 외기온도에서 소정 기준시간 동안에 카운트된 도어의 개방시간이 클수록 압축기모터의 운전율이 높게 설정되는 상관관계에 근거하여 저온상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 고내온도 제어방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 고내설정온도를 재설정하는 단계는 외기온도가 기준온도 보다 낮지 않은 정상상태에서의 고내설정온도에서 하향이동하여 고내설정온도를 재설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 고내온도 제어방법.

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