KR100712483B1 - 냉장고 및 그 운전제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고 및 그 운전제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉장고는 복수의 저장실이 형성된 본체와, 상기 본체에 마련된 압축기 및 응축기를 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기와; 상기 압축기, 응축기 및 상기 증발기가 순차 직렬 연결된 주냉매관과; 상기 복수의 증발기 중 하나와 상기 응축기 사이에서 분기되어, 상기 복수의 증발기 중 다른 하나의 전단에 연결되는 적어도 하나의 분기냉매관과; 상기 적어도 하나의 분기냉매관의 분기점에 마련되어, 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기냉매관을 개별적으로 개폐하는 선택밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 각 증발기로 흐르는 냉매량을 최적으로 조절할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 운전제어방법{REFRIGERATOR AND OPERATION CONTROL METHOD THEROF}
도 1은 종래 냉장고에 마련된 냉동시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 냉동시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법을 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법을 나타낸 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 냉동시스템 11 : 압축기
12 : 응축기 13 : 선택밸브
14 : 분기부 21 : 제1감압부
22 : 제2감압부 23 : 제3감압부
24 : 제4감압부 25 : 제5감압부
40 : 제1저장실 41 : 제1증발기
43 : 제1냉각팬 45 : 제1고내온도센서
50 : 제2저장실 51 : 제2증발기
53 : 제2냉각팬 55 : 제2고내온도센서
60 : 제3저장실 61 : 제3증발기
63 : 제3냉각팬 65 : 제3고내온도센서
70 : 주냉매관 71 : 제1분기냉매관
73 : 제2분기냉매관
본 발명은 냉장고 및 그 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 복수의 저장실을 갖는 본체와 각 저장실에 대응하여 복수의 증발기를 포함하는 냉장고 및 그 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 물품의 저온저장을 위한 장치로서, 물품이 저장되는 복수의 저장실이 형성된 본체와, 상기 복수의 저장실에 형성된 개구부를 개폐하는 도어와, 상기 본체에 마련되며 상기 저장실을 냉각하기 위한 냉동시스템을 포함한다.
냉동시스템은 압축기, 응축기, 감압부 및 증발기를 포함하여 구성되는데, 최근에는 복수의 저장실에 각각 독립적으로 냉기를 공급하도록 각 저장실에 대응하여 복수의 증발기를 마련하는 경우가 있다.
전술한 바와 같이, 복수의 저장실에 대응하여 직렬 연결된 복수의 증발기를 갖는 냉동시스템을 구비한 이른바 독립냉각방식의 냉장고의 일예가 도 1에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 종래 독립냉각방식의 냉동시스템(101)은 하나의 압축기(111)와, 하나의 응축기(112)와, 서로 다른 설정온도를 갖는 제1저장실(140) 및 제2저장실(150)에 대응하여 마련되는 제1증발기(141) 및 제2증발기(151)와, 각 증발기(141, 151)로 유입되는 냉매를 갑압시키는 감압부(120)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 의하여, 종래 냉장고는 냉각운전시 압축기(111), 응축기(112), 감압부(120), 제1 및 제2증발기(141, 151) 순으로 냉매를 순환시키며, 각 증발기(141, 151)에서 생성된 냉기는 각 증발기(141, 151)에 대응하여 마련된 냉각팬(143, 153)을 통해 각 저장실(140, 150)로 공급된다. 한편, 제1저장실(140) 또는 제2저장실(150) 중 어느 하나의 고내온도가 설정온도를 만족하는 경우에는 해당 저장실(140, 150)의 냉각팬(143, 153)을 정지시킴으로써 해당 저장실(140, 150)에 저장된 물품이 과냉되는 것을 방지한다.
그러나, 이러한 종래 냉장고의 냉동시스템은 복수의 증발기가 상호 직렬로 연결되어 있어서, 복수의 저장실 중 어느 하나의 저장실이 설정온도를 만족하여 냉각팬이 정지하더라도 해당 저장실의 증발기에는 냉매가 계속 흐르게 되어 있다.
따라서, 복수의 저장실 중 어느 하나의 저장실에만 냉각운전이 필요한 경우에도 모든 증발기로 냉매가 순환하게 되어 냉기생성이 불필요한 증발기의 온도가 동반하여 하강하게 되므로, 이에 따른 증발기의 착상이 발생할 수 있다.
또한, 냉매가 냉매순환유로 상의 모든 감압부를 통과하게 되므로 냉매가 불필요하게 더 감압되며, 그 감압되는 양만큼 압축기에서 더 압축해야 하므로 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복수의 저장실과 각 저장실에 대응하는 복수의 증발기를 갖는 냉장고에 있어서, 각 저장실의 설정온도에 따라 각 증발기를 경유하는 냉매흐름을 조절할 수 있는 냉장고 및 그 운전제어방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 저장실이 형성된 본체와, 상기 본체에 마련된 압축기 및 응축기를 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기와; 상기 압축기, 응축기 및 상기 증발기가 순차 직렬 연결된 주냉매관과; 상기 복수의 증발기 중 하나와 상기 응축기 사이에서 분기되어, 상기 복수의 증발기 중 다른 하나의 전단에 연결되는 적어도 하나의 분기냉매관과; 상기 적어도 하나의 분기냉매관의 분기점에 마련되어, 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기냉매관을 개별적으로 개폐하는 선택밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고에 의해 달성된다.
상기 각 저장실의 고내온도를 감지하기 위한 복수의 고내온도센서와, 상기 각 고내온도센서의 감지결과, 상기 각 저장실이 소정의 설정온도를 만족하는 경우 상기 각 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 선택밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 저장실들의 설정온도는 점차 낮아지도록 설정되며, 상기 증발기들은 상기 저장실에 대응하여 상기 주냉매관에 순차 직렬로 연결될 수 있다.
상기 저장실들은 설정온도가 점차 낮아지도록 설정되는 제1, 제2 및 제3저장실로 마련되며, 상기 증발기들은 상기 제1, 제2 및 제3저장실에 대응하여 상기 주냉매관에 순차 직렬로 연결되는 제1, 제2 및 제3증발기로 마련될 수 있다.
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상기 적어도 하나의 분기냉매관은 상기 분기점에서 분기되어 상기 제2증발기의 전단에 연결되는 제1분기냉매관과, 상기 분기점에서 분기되어 상기 제3증발기의 전단에 연결되는 제2분기냉매관을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 각 저장실의 냉각운전을 개시하는 경우 상기 주냉매관을 개방하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 폐쇄시키며, 상기 고내온도센서의 감지결과 상기 제1저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제2분기냉매관을 폐쇄하고 상기 제1분기냉매관을 개방시키며, 상기 제2저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄시키고 상기 제2분기냉매관을 개방시키도록 상기 선택밸브를 제어할 수 있다.
상기 분기점과 상기 제1증발기 사이에 마련된 제1감압부와, 상기 제1분기냉매관에 마련된 제2감압부와, 상기 제2분기냉매관에 마련된 제3감압부를 더 포함하며, 상기 각 감압부는 제1감압부, 제2감압부 및 제3감압부 순으로 저항이 증가하도록 마련될 수 있다.
상기 제1증발기와 상기 제2증발기 사이에 마련된 제4감압부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2증발기와 상기 제3증발기 사이에 마련된 제5감압부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1감압부와 상기 제4감압부의 저항의 합은 상기 제2감압부의 저항보다 작도록 마련될 수 있다.
상기 제1, 제4 및 제5감압부의 저항의 합은 상기 제3감압부의 저항보다 작도록 마련될 수 있다.
상기 감압부는 모세관으로 마련될 수 있다.
상기 제어부는 상기 각 저장실의 냉각운전을 개시하는 경우 상기 주냉매관 및 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키며, 상기 온도센서의 감지결과 상기 제1저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관을 폐쇄시키고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키며, 상기 제2저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄시키고 상기 제2분기냉매관을 개방시키도록 상기 선택밸브를 제어할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기와, 응축기를 포함하는 냉장고에 있어서, 제1, 제2 및 제3증발기와; 상기 응축기 출구측에 마련된 분기부와; 상기 분기부로부터 분기되어 상기 제1, 제2 및 제3증발기가 순차 직렬로 연결되는 제1냉매유로와; 상기 분기부로부터 분기되어 상기 제2 및 제3증발기가 직렬 연결되는 제2냉매유로와; 상기 분기부로부터 분기되어 상기 제3증발기가 연결되는 제3냉매유로를 포함하는 냉장고에 의해서도 달성된다.
상기 제1, 제2 및 제3냉매유로에는 순차로 저항이 커지는 제1, 제2 및 제3감압부가 더 마련될 수 있다.
상기 제1증발기와 상기 제2증발기 사이에 마련된 제4감압부와, 상기 제2증발기와 상기 제3증발기 사이에 마련되는 제5감압부를 더 포함하며, 상기 제2감압부는 상기 제1 및 제4감압부의 저항의 합보다 큰 저항을 갖도록 마련될 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 설정온도가 점차 낮아지도록 설정된 제1, 제2 및 제3저장실이 형성된 본체와, 상기 본체에 마련된 압축기 및 응축기와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 제1, 제2 및 제3증발기를 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3증발기가 직렬 연결된 주냉매관과, 상기 제1증발기의 전단에서 분기되어 상기 제1증발기를 제외한 다른 하나의 증발기의 전단에 연결되는 적어도 하나의 분기냉매관을 마련하는 단계와; 상기 각 저장실의 고내 온도를 감지하는 단계와; 감지된 저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우 상기 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기냉매관을 개폐하는 단계를 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 의해서도 달성된다.
상기 분기냉매관을 마련하는 단계는, 상기 제1증발기의 전단에서 분기되어 상기 제2증발기의 전단에 연결되는 제1분기냉매관과, 상기 제1분기냉매관의 분기점에서 분기되어 상기 제3증발기의 전단에 연결되는 제2분기냉매관을 마련하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주냉매관 및 상기 각 분기 냉매관을 개폐하는 단계는, 상기 압축기가 구동되는 경우, 상기 주냉매관을 개방하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 폐쇄하는 단계와, 감지된 상기 제1저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 상기 제2분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제1분기냉매관을 개방시키는 단계와, 감지된 상기 제2저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 제1분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제2분기냉매관을 개방시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 주냉매관 및 상기 각 분기 냉매관을 개폐하는 단계는, 저항이 점차 증가하도록 상기 제1증발기의 전단에 마련된 제1감압부, 상기 제1분기냉매관에 마련된 제2감압부, 상기 제2분기냉매관에 마련된 제3감압부를 마련하는 단계; 상기 압축기가 구동되는 경우, 상기 주냉매관, 상기 제1 및 제2분기냉매관을 모두 개방하는 단계; 감지된 상기 제1저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관을 폐쇄하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키는 단계; 감지된 상기 제2저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제2분기냉매관을 개방시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 저장실과, 상기 복수의 저장실에 대응하는 복수의 증발기와, 압축기와, 응축기를 갖는 냉장고의 운전제어방법에 있어서, 상기 저장실의 설정온도를 설정하는 단계와; 상기 증발기, 상기 응축기 및 상기 압축기를 주냉매관으로 직렬 연결하는 단계와; 적어도 하나의 분기냉매관을 통해 상기 증발기의 전단을 서로 연결하는 단계와; 상기 저장실의 고내온도를 감지하는 단계와; 상기 저장실의 감지된 고내온도가 상기 설정온도를 만족하는 경우 상기 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기 냉매관을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법에 의해서도 달성된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 복수의 저장실(40, 50, 60)이 형성된 본체(미도시)와, 상기 각 저장실(40, 50, 60)에 대응하여 마련된 복수의 증발기(41, 51, 61)를 갖는 냉동시스템(1)과, 복수의 증발기(41, 51, 61)가 순차 직렬 연결된 주냉매관(70)과, 적어도 하나의 분기냉매관(71, 73)과, 분기냉매관(71, 73)의 분기점에 마련된 선택밸브(13)를 포함한다.
여기서, 각 저장실(40, 50, 60)의 고내온도를 감지하기 위한 복수의 고내온도센서(45, 55, 65)와, 고내온도센서(45, 55, 65)의 감지결과에 따라 선택밸브(13)를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
저장실(40, 50, 60)은 물품이 저장될 수 있도록 본체(미도시)에 분할 구획되어 마련된다. 저장실(40, 50, 60)은 필요에 따라 다양한 수로 마련될 수 있다. 저장실(40, 50, 60)이 복수 개로 마련되는 경우에는 각 저장실(40, 50, 60)은 설정온 도를 각각 달리하여 마련될 수 있다.
이하에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 저장실(40, 50, 60)이 설정온도가 각각 달리 설정되는 3개의 저장실(40, 50, 60)을 갖는 냉장고를 예를 들어 설명하기로 하며, 편의상, 제1, 제2, 제3 저장실의 설정온도는 T1 > T2 > T3 순으로 설정되는 것으로 한다.
냉동시스템(1)은 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 응축된 냉매를 감압하는 감압부(21, 22, 23, 24, 25)와, 제1 내지 제3증발기(41, 51, 61)를 포함한다.
증발기(41, 51, 61)는 각 저장실(40, 50, 60)에 대응하여 마련되며, 냉매가 증발하면서 증발기(41, 51, 61) 주위의 열을 흡수하여 냉기를 생성한다. 증발기(41, 51, 61)는 각 저장실(40, 50, 60)의 설정온도에 대응하여 각각 다른 증발능력을 갖도록 마련될 수 있다. 증발기(41, 51, 61)에서 생성된 냉기는 각 증발기(41, 51, 61)에 대응하여 마련되는 냉각팬(43, 53, 63)을 통하여 각 저장실(40, 50, 60)로 공급된다.
감압부(21, 22, 23, 24, 25)는 응축된 냉매를 감압시켜 증발기(41, 51, 61)로 공급되도록 한다. 감압부(21, 22, 23, 24, 25)는 예를 들어, 모세관 또는 팽창밸브로 마련될 수 있다.
감압부(21, 22, 23, 24, 25)는 응축기(12)와 증발기(41, 51, 61) 사이 및 각 증발기(41, 51, 61) 사이에 복수 개로 마련될 수 있으며, 이 경우, 각 감압부(21, 22, 23, 24, 25)는 각각 다른 저항을 갖도록 마련될 수 있다. 감압부(21, 22, 23, 24, 25)의 감압능력과 저항은 비례관계에 있으며, 복수의 냉매관이 개방된 경우에 냉매는 저항이 적은 감압부(21, 22, 23, 24, 25)가 연결된 쪽으로 더 많이 흐르게 되므로, 저항이 각각 다른 감압부(21, 22, 23, 24, 25)를 적절히 배치함으로써 냉매유량을 분배할 수 있게 된다.
예를 들어, 도 2에서 제2분기냉매관(73)은 폐쇄되고 주냉매관(70)과 제1분기냉매관(71)이 동시에 개방된 경우를 보면, 주냉매관(70)에는 선택밸브(13)와 제2증발기(51) 사이에 제1감압부(21)와 제4감압부(24)가 설치되어 있으며, 제1분기냉매관(71)에는 선택밸브(13)와 제2증발기(51)사이에 제2감압부(22)가 설치되어 있다. 여기서, 제1감압부(21) 및 제4감압부(24)의 저항의 합보다 제2감압부(22)의 저항을 크게 하면, 주냉매관(70)으로 더 많은 냉매를 흐르도록 할 수 있다. 마찬가지로, 주냉매관(70)은 폐쇄되고, 제1 및 제2분기냉매관(71, 73)이 동시에 개방된 경우, 제1분기냉매관(71)으로 더 많은 냉매가 흐르도록 할 경우에는 제2감압부(22) 및 제5감압부(25)의 저항의 합보다 제3감압부(23)의 저항을 크게 한다.
주냉매관(70)은 압축기(11), 응축기(12), 감압부(21, 22, 23, 24, 25) 및 제1 내지 제3증발기(41, 51, 61)를 순차 직렬로 연결하는 폐회로를 구성하여 냉매가 이 순서로 순환되도록 마련된다. 여기서, 주냉매관(70)에 직렬 연결되는 증발기(41, 51, 61)의 순서는 대응하는 저장실(40, 50, 60)의 설정온도가 높은 것으로부터 낮아지는 순서대로 연결되는 것이 바람직하다. 이 경우, 냉각운전을 수행하면 설정온도가 제일 높은 제1저장실(40)로부터 설정온도를 만족하게 되므로, 분기냉매 관(71, 73)에 의해 제1증발기(41)로부터 순차적으로 각 증발기(41, 51, 61)를 바이패스하게 할 수 있다.
분기냉매관(71, 73)은 응축기(12)와 최초의 증발기(41) 사이에서 분기되어 2번째 이후의 어느 하나의 증발기(51, 61)에 연결된다. 예를 들어, 증발기(41, 51, 61)가 3개로 마련되는 경우에는 제1증발기(41)의 전단에서 주냉매관(70)으로부터 분기되어 제2증발기(51)로 연결되는 제1분기냉매관(71)과, 제1증발기(41)의 전단에서 주냉매관(70)으로부터 분기되어 제3증발기(61)로 연결되는 제2분기냉매관(73)으로 마련될 수 있다.
분기냉매관(71, 73)은 하나 이상의 증발기(41, 51, 61)을 바이패스함으로써 해당 증발기(41, 51, 61)로의 냉매공급이 불필요한 경우 이를 바이패스 하도록 한다. 예를 들어, 제1저장실(40)이 설정온도를 만족하여 냉각운전이 불필요한 경우에는 제1증발기(41)에 냉매를 공급할 필요가 없으므로, 이 경우 냉매가 제1분기냉매관(71)으로 흐르게 하여 제2증발기(51)로 바로 유입되도록 한다. 마찬가지로, 제1 및 제2저장실(40, 50)이 설정온도를 만족하는 경우에는 제2분기냉매관(73)을 통하여 냉매를 흐르도록 함으로써, 응축기(12)를 통과한 냉매가 바로 제3증발기(61)로 유입되도록 할 수 있다.
선택밸브(13)는 각 분기냉매관(71, 73)의 분기점에 마련되어 주냉매관(70) 및 각 분기냉매관(71, 73)을 개별적으로 개폐한다. 선택밸브(13)는 주냉매관(70) 및 제1 및 제2 분기냉매관(71, 73) 중 어느 하나만을 선택적으로 개방할 수도 있고, 두 개 이상을 동시에 개방할 수도 있다. 한편, 선택밸브(13)는 사용자가 수동 으로 조작할 수도 있고, 제어부(미도시)에 의해 제어될 수도 있다.
고내온도센서(45, 55, 65)는 각 저장실(40, 50, 60)의 고내온도를 감지하도록 마련된다. 고내온도센서(45, 55, 65)는 각 저장실(40, 50, 60)의 수에 대응하도록 마련될 수 있다. 고내온도센서(45, 55, 65)에서 감지된 각 저장실(40, 50, 60)의 고내온도는 제어부로 송신된다.
제어부(미도시)는 본체에 마련되어, 고내온도센서(45, 55, 65)에서 감지된 고내온도와 해당 저장실(40, 50, 60)의 설정온도를 비교하여 상기 고내온도가 설정온도에 도달하면 해당 저장실(40, 50, 60)에 대응하는 증발기(41, 51, 61)로 냉매가 유입되지 않도록 선택밸브(13)를 제어한다.
제어부는 주냉매관(70) 및 제1,제2분기냉매관(71, 73) 중 두 개 이상이 동시에 개방되도록 선택밸브(13)를 제어할 수도 있으며, 이 경우, 냉매는 개방된 각 냉매관들에 마련된 감압부(21, 22, 23, 24, 25)의 저항 크기에 따라 적절히 분배되어 흐르게 된다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 분기점에 선택밸브(13)를 마련하지 않고, 응축기(12) 출구단 까지의 주냉매관(70)이 분기되는 분기부(14)를 마련하여 제1, 제2 및 제3증발기(41, 51, 61)가 순차 직렬로 연결된 제1냉매유로(70)와, 분기부(14)에서 분기되어 제2 및 제3증발기(51, 61)가 직렬로 연결된 제2냉매유로(71)와, 분기부(14)에서 분기되어 제3증발기(61)가 연결된 제3냉매유로(73)를 포함하여 구성할 수 있다.
이 경우, 각 냉매유로(70, 71, 73)에는 저항이 점차 증가하는 제1, 제2 및 제3감압부(21, 22, 23)이 마련되므로, 전술한 바와 같이, 선택밸브(13)의 조절없이 감압부(21, 22, 23)의 저항의 차이에 따라 냉매가 분배된다.
이하에서는, 도 3 및 도4를 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법을 상세히 설명하기로 한다.
제1실시예(도 3)
본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법은 주냉매관(70) 및 하나 이상의 분기냉매관(71, 73)중 어느 하나만을 선택적으로 개방하고 다른 냉매관은 폐쇄하도록 선택밸브(13)를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법에 관한 것이다.
우선, 각 저장실(40, 50, 60)의 설정온도를 입력한다. 각 저장실(40, 50, 60)은 각각 다른 설정온도를 갖도록 입력될 수 있으며, 예를 들어, 제1, 제2, 제3 저장실의 설정온도가 T1 > T2 > T3 순으로 설정되도록 할 수 있다(S11).
다음, 압축기(11)를 구동하여 냉각운전을 실시하며(S12), 고내온도센서(45, 55, 65)를 이용하여 각 저장실(40, 50, 60)의 온도를 감지한다(S13). 압축기(11)가 구동하여 냉각운전이 시작되는 초기에는 주냉매관(70)만이 개방되고, 분기냉매관(71, 73)은 폐쇄하도록 하여 냉매가 제1증발기(41)로부터 제3증발기(61)까지 모두 순환하도록 한다(S14).
설정온도가 제일 높은 제1저장실(40)의 고내온도가 설정온도를 만족하는 경우에는(S15), 제어부는 주냉매관(70)을 폐쇄하여 제1증발기(41)로 냉매가 유입되지 않도록 하며, 제1분기냉매관(71)을 개방시켜 냉매가 제2증발기(51) 및 제3증발기(61)만을 순환하도록 한다(S16). 마찬가지로, 제2저장실(50)의 고내온도가 설정온도를 만족하면(S17), 제1분기냉매관(71)을 폐쇄하고 제2분기냉매관(73)만을 개방하여 냉매가 제1 및 제2증발기(41, 51)를 거치지 않고 제3증발기(61)로 바로 유입되도록 한다(S18). 마지막으로, 제3저장실(60)의 고내온도가 설정온도를 만족하면(S19), 압축기(11)를 정지시켜 냉매가 더이상 순환되지 않도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법에 의하면, 복수의 저장실(40, 50, 60) 중 냉각운전이 불필요한 저장실(40, 50, 60)에 대응하는 증발기(41, 51, 61)에는 냉매가 공급되지 않도록 함으로써, 해당 증발기(41, 51, 61)의 온도가 저하되는 것을 방지하여 성에가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 냉동시스템의 저압운전으로 인한 소비전력의 증가를 막을 수 있다.
제2실시예(도 4)
본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법은 주냉매관(70) 및 하나 이상의 분기냉매관(71, 73) 중 두 개 이상을 선택적으로 개방하고 다른 냉매관은 폐쇄하도록 선택밸브(13)를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법에 관한 것이다.
이하 전술한 제1실시예에서와 중복되는 단계는 제1실시예에서의 설명으로 갈음하고, 제2실시예에서의 특징에 대해서 중점적으로 설명하기로 한다.
우선, 각 저장실(40, 50, 60)의 냉각운전 초기에는 주냉매관(70), 제1분기냉매관(71) 및 제2분기냉매관(73)은 모두 개방되어 있다(S34). 그러나, 각 냉매관에 설치되는 감압부(21, 22, 23, 24, 25)의 저항의 합은 각각 다르므로, 냉매는 이에 따라 분배되어 흐른다.
예를 들어, 각 냉매관에 설치된 저항의 크기를 [제1감압부(21) + 제4감압부(24) + 제5감압부(25)] < [제2감압부(22) + 제5감압부(25)] < 제3감압부(23) 와 같이 마련하는 경우, 선택밸브(13)에서 분기되는 냉매의 유량은 주냉매관(70) > 제1분기냉매관(71) > 제2분기냉매관(73) 순으로 된다. 따라서, 제1증발기(41)를 통과하는 냉매량보다는 제2증발기(51)를 통과하는 냉매량이 더 많고, 제2증발기(51)를 통과하는 냉매량보다는 제3증발기(61)를 통과하는 냉매량이 더 많아지게 된다.
다음, 제1저장실(40)의 고내온도가 설정온도를 만족하는 경우(S35), 주냉매관(70)을 폐쇄하며 제1분기냉매관(71) 및 제2분기냉매관(73)은 개방상태를 유지한다(S36). 따라서, 여기서, 제2감압부(22)와 제5감압부(25)의 저항의 합은 제3감압부(22)보다 작으므로 제1분기냉매관(71)에 더 많은 냉매가 흐르게 된다.
마지막으로, 제2저장실(50)의 고내온도가 설정온도를 만족하는 경우(S37), 주냉매관(70) 및 제1분기냉매관(71) 을 폐쇄하고 제2분기냉매관(73) 만을 개방하여 제3저장실(60)이 냉각되도록 한다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 운전제어방법에 의하면, 전술한 제1실시예에서의 효과에 더하여, 냉매를 감압부(21, 22, 23, 24, 25)의 저항에 따라 적절히 분배함으로써 냉각속도를 향상시킬 수 있다. 즉, 초기 운전의 경우, 각 증발기(41, 51, 61)를 통과하는 냉매량은 제1증발기(41) < 제2증발기(51) < 제3증발기(61) 순으로 되므로, 설정온도가 낮은 증발기(41, 51, 61) 일수록 더 많은 냉매를 흐르게 하여 냉각능력을 집중할 수 있다. 따라서, 전체 저장실을 위한 냉각운전시간을 단축할 수 있으며, 이는 압축기(11) 구동시간을 단축시켜 소비전력을 절감할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고 및 그 운전제어방법에 의하면, 각 저장실의 설정온도에 따라 각 증발기를 경유하는 냉매흐름을 조절함으로써 증발기의 착상 및 저장실의 과냉을 방지할 수 있고, 냉동시스템이 저압으로 운전되는 것을 방지하여 소비전력을 절감할 수 있다.

Claims (21)

  1. 복수의 저장실이 형성된 본체와, 상기 본체에 마련된 압축기 및 응축기를 포함하는 냉장고에 있어서,
    상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기와;
    상기 압축기, 응축기 및 상기 증발기가 순차 직렬 연결된 주냉매관과;
    상기 복수의 증발기 중 하나와 상기 응축기 사이에서 분기되어, 상기 복수의 증발기 중 다른 하나의 전단에 연결되는 적어도 하나의 분기냉매관과;
    상기 적어도 하나의 분기냉매관의 분기점에 마련되어, 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기냉매관을 개별적으로 개폐하는 선택밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 저장실의 고내온도를 감지하기 위한 복수의 고내온도센서와,
    상기 각 고내온도센서의 감지결과, 상기 각 저장실이 소정의 설정온도를 만족하는 경우 상기 각 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 선택밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저장실들의 설정온도는 점차 낮아지도록 설정되며,
    상기 증발기들은 상기 저장실에 대응하여 상기 주냉매관에 순차 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저장실들은 설정온도가 점차 낮아지도록 설정되는 제1, 제2 및 제3저장실로 마련되며, 상기 증발기들은 상기 제1, 제2 및 제3저장실에 대응하여 상기 주냉매관에 순차 직렬로 연결되는 제1, 제2 및 제3증발기로 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분기냉매관은 상기 분기점에서 분기되어 상기 제2증발기의 전단에 연결되는 제1분기냉매관과, 상기 분기점에서 분기되어 상기 제3증발기의 전단에 연결되는 제2분기냉매관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 각 저장실의 냉각운전을 개시하는 경우 상기 주냉매관을 개방하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 폐쇄시키며, 상기 고내온도센서의 감지결과 상기 제1저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제2분기냉매관을 폐쇄하고 상기 제1분기냉매관을 개방시키며, 상기 제2저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄시키고 상기 제2분기냉매관을 개방시키도록 상기 선택밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 분기점과 상기 제1증발기 사이에 마련된 제1감압부와, 상기 제1분기냉매관에 마련된 제2감압부와, 상기 제2분기냉매관에 마련된 제3감압부를 더 포함하며,
    상기 각 감압부는 제1감압부, 제2감압부 및 제3감압부 순으로 저항이 증가하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1증발기와 상기 제2증발기 사이에 마련된 제4감압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2증발기와 상기 제3증발기 사이에 마련된 제5감압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1감압부와 상기 제4감압부의 저항의 합은 상기 제2감압부의 저항보다 작도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1, 제4 및 제5감압부의 저항의 합은 상기 제3감압부의 저항보다 작도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 각 감압부는 모세관으로 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 각 저장실의 냉각운전을 개시하는 경우 상기 주냉매관 및 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키며, 상기 온도센서의 감지결과 상기 제1저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관을 폐쇄시키고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키며, 상기 제2저장실이 설정온도를 만족하면 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄시키고 상기 제2분기냉매관을 개방시키도록 상기 선택밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 압축기와, 응축기를 포함하는 냉장고에 있어서,
    제1, 제2 및 제3증발기와;
    상기 응축기 출구측에 마련된 분기부와;
    상기 분기부로부터 분기되어 상기 제1, 제2 및 제3증발기가 순차 직렬로 연결되는 제1냉매유로와;
    상기 분기부로부터 분기되어 상기 제2 및 제3증발기가 직렬 연결되는 제2냉매유로와;
    상기 분기부로부터 분기되어 상기 제3증발기가 연결되는 제3냉매유로를 포함하며,
    상기 제1, 제2 및 제3냉매유로에는 순차로 저항이 커지는 제1, 제2 및 제3감압부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1증발기와 상기 제2증발기 사이에 마련된 제4감압부와, 상기 제2증발기와 상기 제3증발기 사이에 마련되는 제5감압부를 더 포함하며,
    상기 제2감압부는 상기 제1 및 제4감압부의 저항의 합보다 큰 저항을 갖도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  17. 설정온도가 점차 낮아지도록 설정된 제1, 제2 및 제3저장실이 형성된 본체와, 상기 본체에 마련된 압축기 및 응축기와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 제1, 제2 및 제3증발기를 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 있어서,
    상기 냉장고는 상기 제1, 제2 및 제3증발기가 직렬 연결된 주냉매관과, 상기 제1증발기의 전단에서 분기되어 상기 제1증발기를 제외한 다른 하나의 증발기의 전단에 연결되는 적어도 하나의 분기냉매관을 더 포함하며,
    상기 각 저장실의 고내 온도를 감지하는 단계와;
    감지된 저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우 상기 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기냉매관을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 분기냉매관을 마련하는 단계는,
    상기 제1증발기의 전단에서 분기되어 상기 제2증발기의 전단에 연결되는 제1분기냉매관과, 상기 제1분기냉매관의 분기점에서 분기되어 상기 제3증발기의 전단에 연결되는 제2분기냉매관을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주냉매관 및 상기 각 분기 냉매관을 개폐하는 단계는,
    상기 압축기가 구동되는 경우, 상기 주냉매관을 개방하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 폐쇄하는 단계와,
    감지된 상기 제1저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 상기 제2분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제1분기냉매관을 개방시키는 단계와,
    감지된 상기 제2저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 제1분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제2분기냉매관을 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 냉장고는 저항이 점차 증가하도록 상기 제1증발기의 전단에 마련된 제1감압부, 상기 제1분기냉매관에 마련된 제2감압부, 상기 제2분기냉매관에 마련된 제3감압부를 더 포함하며,
    상기 주냉매관 및 상기 각 분기 냉매관을 개폐하는 단계는,
    상기 압축기가 구동되는 경우, 상기 주냉매관, 상기 제1 및 제2분기냉매관을 모두 개방하는 단계;
    감지된 상기 제1저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관을 폐쇄하고 상기 제1 및 제2분기냉매관을 개방시키는 단계;
    감지된 상기 제2저장실의 온도가 소정의 설정온도를 만족하는 경우, 상기 주냉매관 및 상기 제1분기냉매관을 폐쇄하고, 상기 제2분기냉매관을 개방시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  21. 복수의 저장실과, 상기 복수의 저장실에 대응하는 복수의 증발기와, 압축기와, 응축기를 갖는 냉장고의 운전제어방법에 있어서,
    상기 저장실의 설정온도를 설정하는 단계와;
    상기 증발기, 상기 응축기 및 상기 압축기를 주냉매관으로 직렬 연결하는 단계와;
    적어도 하나의 분기냉매관을 통해 상기 증발기의 전단을 서로 연결하는 단계와;
    상기 저장실의 고내온도를 감지하는 단계와;
    상기 저장실의 감지된 고내온도가 상기 설정온도를 만족하는 경우 상기 저장실에 대응하는 상기 증발기에 냉매가 흐르지 않도록 상기 주냉매관 및 상기 적어도 하나의 분기 냉매관을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
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