KR100826180B1 - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 다양한 온도 대역의 냉기를 발생하는 냉각실이 구현되도록 하는 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 여러 개의 냉각실에 대하여 각각 다양한 온도대역으로의 냉각이 가능하도록 정밀한 온도제어가 가능하고, 또 효율적인 고내 온도의 제어가 가능하며, 시스템 내에 냉매가 잔존하지 않도록 하여 전체 시스템의 성능을 향상시키도록 하는 냉장고 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{REFRIGERATOR AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기 발생 및 공급을 위한 냉동사이클장치의 개략도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉장고의 냉기 발생 및 공급을 위한 냉동사이클장치의 개략도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클장치에 의해 구현되는 냉동사이클에 관한 PH선도를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 제어계통을 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이다.

도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이다.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이다.

<도면에 사용된 주요 부호의 설명>

M : 제어부 S : 센싱부

본 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 다양한 온도 대역의 냉기를 발생하는 냉각실이 구현되도록 하는 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉동사이클이라 함은 열을 냉체(冷體)로부터 흡수하여 열체(熱體)로 보내는 열역학적 과정의 사이클을 말하는데, 이러한 냉동사이클을 이루는 일반적인 장치로서 가장 기본적인 것이 압축기, 응축기, 팽창밸브, 그리고 증발기이다.

압축기에서는 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체상태로 토출하고, 상기 압축기에서 토출된 고온 고압 상태의 냉매를 응축시켜 중온 고압 또는 저온 고압의 액체 상태의 냉매로 만드는 과정이 응축기에서 행해지며, 이러한 중온 고압 또는 저온 고압의 냉매를 팽창밸브에서 팽창시켜 저온 저압의 냉매가 되도록 하고, 이렇게 팽창된 냉매는 증발기에서 증발되는데, 이때 냉매의 온도와 압력은 더욱 낮아진다. 냉매가 증발하면 주변의 열을 빼앗기 때문에 주변 공기가 냉각된다.

이렇게 1사이클을 순환한 냉매는 다시 압축기로 보내어져 압축되고 상기와 같은 사이클을 반복적으로 수행하게 되며, 상기 증발기에서는 주변의 열이 빼앗겨 냉각된 공기, 즉 냉기가 발생하게 된다. 냉장고에서는 이러한 냉기를 팬으로 불어 서 냉각실 내부를 냉각시키게 된다.

종래의 냉장고는 냉동실과 냉장실을 마련하여 상기와 같은 냉동사이클장치를 구비하여 냉동실에 증발기를 설치하고 냉동실에 필요한 온도 대역에 따른 냉기를 발생하고 냉장실에는 냉동실의 냉기의 일부를 공급하여 냉각하는 방식을 취하였었는데, 이는 냉장실 온도 분포가 매우 불규칙적인 것은 물론 냉장실로 냉기를 전달함에 따라 냉동실의 온도 분포 또한 불규칙적으로 된다는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점을 해결하여 냉동실과 냉장실에 대해 각각 독립적인 온도 제어가 가능하고 균일한 온도 분포를 갖도록 하는 기술이 필요하게 되었다.

더 나아가 종래의 냉장고는 낮은 온도 대역의 냉각실인 냉동실과 상대적으로 높은 온도 대역의 냉각실인 냉장실만을 구비하고 있었던 바, 이와 같은 종래의 냉각실의 개념이 아니라 냉장실과 냉동실의 중간 온도 대역을 갖는 냉각실이나 냉장실 보다 더 높은 온도 대역을 갖는 냉각실 등 다양한 온도 대역을 갖는 다양한 냉각실을 갖는 냉장고로써 수요자의 욕구를 충족시켜 줄 수 있는 기술이 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 온도 대역으로의 안정적이고 균일한 냉각이 가능하도록 하는 여러 개의 냉각실을 구현하는 냉장고 및 이와 같은 냉장고의 여러 개의 냉각실이 다양한 온도 대역을 갖도록 냉장고를 제어하는 제어방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고는, 복수개의 냉각실이 마련되는 본체; 냉매를 압축하여 토출하는 압축기; 상기 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축유닛; 상기 응축유닛에서 응축된 냉매를 분배하는 분배장치; 상기 분배장치로부터 분배된 어느 한쪽 냉매를 통해 상기 복수개의 냉각실 중 일부에 냉기를 발생시키며 직렬로 연결되는 복수개의 증발기와, 상기 각 증발기에 대한 송풍이 이루어지도록 하는 복수개의 팬을 포함하는 제1냉기발생유닛; 상기 분배장치로부터 분배된 다른 쪽 냉매를 통해 냉기를 통해 상기 복수개의 냉각실 중 다른 일부에 냉기를 발생시키며 상기 제1냉기발생유닛과 병렬로 연결되는 적어도 하나의 증발기와, 상기 증발기에 대한 송풍이 이루어지도록 하는 적어도 하나의 팬과, 상기 제1냉기발생유닛과 선택적으로 직렬 연결이 이루어지도록 하는 제어밸브를 포함하는 제2냉기발생유닛; 상기 각 냉각실 내부의 고내 온도를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부에 의해 감지된 고내 온도에 따라 상기 각 냉각실의 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 냉각실은 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실을 포함하고, 상기 제1냉기발생유닛은, 상기 제1냉장실에 설치되는 제1증발기 및 제1팬과, 상기 제2냉장실에 설치되는 제2증발기 및 제2팬을 포함하고, 상기 제2냉기발생유닛은, 상기 냉동실에 설치되는 제3증발기 및 제3팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법은, (A) 복수개의 냉각실 각각의 고내 온도 감지단계; (B) 상기 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는지 판단함으로써 운전 모드를 결정하는 단계; 및 (C) 상기 (B) 단계에서 결정 되는 운전 모드에 따라 상기 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위를 만족시키도록 상기 냉동사이클장치를 제어하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 복수개의 냉각실은 제1증발기 및 제1팬이 설치되는 제1냉장실과, 제2증발기 및 제2팬이 설치되는 제2냉장실과, 제3증발기 및 제3팬이 설치되는 냉동실을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제1운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제1팬과 제2팬과 제3팬을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제2운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제1팬 및 제3팬을 구동하고 제2팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제2냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제3운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제2팬 및 제3팬을 구동하고 제1팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제4운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 개방하고 R측을 폐쇄하는 단계와, 제3팬을 구동하고 제1팬 및 제2팬을 정지하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제4운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 개방하고 R측을 폐쇄하는 단계와, 제3팬을 구동하고 제1팬 및 제2팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실 및 제2냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제5운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제1팬 및 제2팬을 구동하고 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제6운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제1팬을 구동하고 제2팬 및 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제2냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제7운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제2팬을 구동하고 제1팬 및 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 상한값 이하로 판단되어 제8운전 모드가 결정되는 경우, 상기 (C) 단계는 압축기와 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지하는 단계를 포함하 는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉되어 그 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 하한값 보다 더 낮은지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉된 경우, 압축기를 정지시킨 상태에서 과냉된 냉각실의 팬을 상기 과냉된 냉각실의 고내 온도가 설정온도범위에 포함될 때까지 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉되어 그 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 하한값 보다 더 낮은지 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉된 경우, 압축기를 정지시킨 상태에서 과냉된 냉각실의 팬을 설정시간 동안 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1증발기 및 제2증발기와 상기 제3증발기가 직렬로 연결되어 냉매가 유동할 수 있도록 제어밸브를 개방함으로써 상기 제1증발기 및 제2증발기 측과 상기 제3증발기 측 사이의 압력차가 해소되어 냉매가 원활히 순환하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우, 상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우, 상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제5운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우, 상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제6운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우, 상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제7운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우, 상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 냉장고 및 그 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기 발생 및 공급을 위한 냉동사이클장치의 개략도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉장고의 냉기 발생 및 공급을 위한 냉동사이클장치의 개략도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클장치에 의해 구현되는 냉동사이클에 관한 PH선도를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 제어계통을 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이고, 도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이며, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이고, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉장고의 제어방법에 관하여 나타낸 플로우챠트이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클장치는 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에 연결되어 압축된 냉매를 응축시키는 응축유닛(200)과, 상기 응축유닛(200)을 통과한 냉매를 제1냉매유로(410) 및 제2냉매유로(510)로 분배하는 분배장치(300)와, 상기 제1냉매유로(410)와 제2냉매유로(510) 상에서 서로 직렬 및 병렬로 연결되어 각각 다른 온도 대역의 냉기를 발생하는 복수개의 증발기(431, 432, 530)를 포함하는 냉기발생유닛(400, 500)을 포함하여 이루어진다.

상기 압축기(100)는 다양한 냉동부하에 따라 냉력을 가변할 수 있도록 압축 하는 냉매의 양을 조절할 수 있는 용량 가변 압축기를 사용하는 것도 가능하지만, 정속형 압축기를 사용하는 것도 가능하다. 정속형 압축기를 사용하는 경우에는 일정한 양의 냉매가 토출되므로 냉력의 가변을 위해 분배장치(300)나 각종 팽창장치나 밸브 등을 조절하여 냉력을 가변하는 것이 가능하다.

상기 분배장치(300)는 응축유닛(200)에서 응축되어 나온 냉매를 제1냉매유로(410)와 제2냉매유로(510)로 각각 분배하는 장치로서 삼방밸브(3-way valve) 등에 의해 구현할 수 있다.

상기 냉기발생유닛(400, 500)은 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)을 포함한다. 상기 제1냉기발생유닛(400)은 제1냉매유로(410)와, 상기 제1냉매유로(410) 상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창장치(420)와, 상기 제1팽창장치(420)에서 팽창된 냉매를 증발시켜 각각 다른 온도 대역의 냉기를 발생하는 제1증발유닛(430)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1증발유닛(430)은 상기 제1팽창장치(420)에서 팽창된 냉매를 1차적으로 증발시켜 냉기를 발생하는 제1증발기(431)와, 상기 제1증발기(431)에서 증발이 이루어진 냉매를 다시 한 번 팽창시키는 중간팽창장치(433)와, 상기 중간팽창장치(433)에서 팽창된 냉매를 증발시켜 냉기를 발생시키는 제2증발기(432)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 제2냉기발생유닛(500)은 제2냉매유로(510)와, 상기 제2냉매유로(510) 상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창장치(520)와, 상기 제2팽창장치(520)에서 팽창된 냉매를 증발시켜 냉기를 발생하는 제3증발기(530)와, 제2냉매 유로(510)와 상기 제1냉매유로(410)를 연결하여 냉매가 선택적으로 유동할 수 있도록 함으로써 상기 제1증발유닛(430)을 통과하는 냉매와 제2냉매유로를 흐르는 냉매와의 압력차를 줄이고 제1증발유닛(430)을 통과한 냉매의 과열도를 조정할 수 있도록 하는 연결장치(540)를 포함하여 이루어진다.

상기 연결장치(540)는 도 1에 도시된 바와 같이 제2냉매유로(510)와 제1냉매유로(410)를 연결하는데, 제2냉매유로(510)의 제2팽창장치(520) 후단부 쪽과 제1냉매유로(410)의 제2대역 증발기(432) 후단부 쪽을 연결하는 연결관(541)과, 상기 연결관(541) 상에 설치되어 냉매의 유동을 제어하는 제어밸브(542)를 포함하여 이루어진다.

상기 제어밸브(542)의 개폐에 따라 상기 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)이 선택적으로 직렬 연결이 된다. 즉 상기 제어밸브(542)를 폐쇄하면 상기 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)이 서로 병렬로 연결되고, 상기 제어밸브(542)를 개방하면 상기 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)이 병렬 연결인 상태에서 서로 직렬로 연결된다.

도 1에 도시된 냉동사이클장치의 냉기발생 메커니즘에 관하여 도 3를 참조하여 설명한다.

먼저 도 3에 도시된 PH선도에 관하여 설명하면, 1 → 2 과정은 압축기(100)에서 냉매를 압축하는 과정을 나타낸 것이고, 2 → 3 → 4 과정은 응축유닛(200)에서 냉매의 응축이 이루어지는 과정을 나타낸 것이며, 4 → R11 과정은 제1팽창장치(420)에서 냉매가 팽창되는 과정을 나타낸 것이고, 4 → 5 과정은 제2팽창장 치(520)에서 냉매가 팽창되는 과정을 나타낸 것이다.

R11 → R12 과정은 제1증발기(431)에서 냉매가 증발하며 냉기를 발생하는 과정을 나타낸 것이고, R12 → R21 과정은 중간팽창장치(433)에서 냉매의 팽창이 이루어져 압력이 강하되는 과정을 나타낸 것이며, R21 → R22 과정은 제2증발기(432)에서 냉매가 증발하며 냉기를 발생하는 과정을 나타낸 것이다.

한편, 5 → 1 과정은 제2냉기발생유닛(500)의 제3증발기(530)에서 냉매가 증발하며 냉기를 발생하는 과정을 나타낸 것이다.

즉 제2냉기발생유닛(500)을 통한 냉동사이클은 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 1의 과정으로 사이클이 진행하고, 제1냉기발생유닛(400)을 통한 냉동사이클은 R22 → 2 → 3 → 4 → R11 → R12 → R21 → R22의 과정으로 사이클이 진행한다.

도 1에 도시된 바와 같이 제1냉기발생유닛(400)의 냉기의 온도 대역이 더 높은 온도 대역이므로 제1팽창장치(420)의 길이가 제2팽창장치(520)의 길이 보다 더 짧게 마련된다. 따라서 팽창장치에서 냉매의 압력 강하는 제1팽창장치(420)에서 보다 제2팽창장치(520)에서 더 크게 일어난다. 따라서 상기 제2팽창장치(520)를 통과한 냉매는 저온저압 상태의 액냉매이고 그 액냉매가 제3증발기(530)를 통과하면서 증발하여 주변의 열을 빼앗아 냉각이 이루어진다. 이때 냉기의 온도는 대략 -15℃ ~ -30℃ 정도가 된다. 이는 도 3의 그래프 상에서 5 → 1 과정에 해당한다.

한편, 제1팽창장치(420)를 통과한 냉매는 1차적으로 제1증발기(431)를 통과하면서 증발하여 냉기를 발생시키는데, 도 3의 그래프 상에서 확인할 수 있듯이 압력 강하가 완전하게 이루어지지 않은 상태에서 제1증발기(431)를 통과하기 때문에 액냉매 상태로 남아 있는 냉매의 양이 많은데, 이는 증발에 의해 주변으로부터 빼앗는 열이 제2냉기발생유닛(500)의 경우 보다 적어서 상대적으로 높은 온도 대역을 구현한다는 것을 의미한다. 상기 제1증발기(431)에서는 대략 5℃ ~ -1℃ 정도의 온도 대역을 갖는다. 이는 도 3의 그래프 상에서 R11 → R12 과정에 해당한다.

상기 제1증발기(431)를 통과한 냉매는 다시 중간팽창장치(433)를 통과하면서 냉매를 팽창시키는데, R12 → R21 과정이 이에 해당한다. 이렇게 팽창된 냉매는 제2증발기(432)를 통과하면서 증발되어 냉기를 발생하는데, 대략 -1℃ ~ -7℃ 정도의 온도 대역의 냉기를 발생시킨다. 이는 도 3의 그래프 상의 R21 → R22에 해당한다.

상기 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)을 통과한 냉매는 다시 압축기(100)로 유입되어 다음 사이클이 진행된다. 이때 제2냉기발생유닛(500)을 통과한 냉매의 압력이 제1냉기발생유닛(400)을 통과한 냉매의 압력 보다 더 낮기 때문에 상기 제1냉기발생유닛(400)을 통과한 냉매가 상기 제2냉기발생유닛(500) 쪽으로 역류할 우려가 있다. 이러한 우려 때문에 상기 제2냉기발생유닛(500)의 후단부 측에는 체크밸브(550)을 설치하여 냉매의 역류를 방지할 수 있도록 한다.

그런데, 상기와 같이 체크밸브(550)를 설치하면 냉매가 제2냉기발생유닛(500) 쪽으로 역류하는 것은 방지할 수 있어도 제2냉기발생유닛(500)을 통과한 냉매가 압력차 때문에 압축기(100)로 유입되지 못하는 것은 해결할 수 없다. 따라서 이러한 압력차를 줄이고 압축기로의 냉매 복귀가 완전하게 이루어지도록 하기 위해 제2냉기발생유닛(500) 측과 제1냉기발생유닛(400) 측을 연결하는 연결장치(540)를 구비한다.

도 3에 도시된 그래프 상에서 보듯이 냉매의 압력 강하가 충분히 이루어지지 못해 R2'1 → R2'2 과정이 발생하는 경우 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500) 간의 압력차가 크게 발생하기 때문에 상기 제어밸브(542)를 개방하여 압력차이를 줄여서 냉매의 순환을 원활하게 한다.

또한 상기 제1냉기발생유닛(400)을 통과한 냉매의 온도와 상기 제2냉기발생유닛(500)을 통과한 냉매의 온도가 큰 차이를 나타낼 수가 있는데, 즉 냉매의 과열도가 크게 나타나는 경우가 있는데, 이는 제1냉기발생유닛(400)에서 발생하는 냉기의 온도가 제2냉기발생유닛(500)에서 발생하는 냉기의 온도 보다 더 높기 때문이다. 이렇게 과열도가 클 경우에는 압축기(100)로 복귀하는 냉매가 기체 상태가 아닌 액체 상태로 상변화될 가능성이 크기 때문에 바람직하지 않다.

이러한 경우에 상기 제어밸브(542)를 개방하여 제1냉기발생유닛(400)을 통과한 냉매를 제2냉기발생유닛(500)으로 함께 유입되도록 함으로써, 즉 상기 연결관(541)을 통해 제1냉기발생유닛(400)을 통과한 냉매를 제2냉매유로(510)로 바이패스되도록 함으로써 과열도 문제를 해결할 수 있다.

한편, 제1냉기발생유닛(400)의 제1증발기(431) 및 제1팬(F1)은 본 발명에 따른 냉장고의 제1냉장실에 설치되고, 제2증발기(432) 및 제2팬(F2)은 제2냉장실에 설치되며, 제2냉기발생유닛(500)의 제3증발기(530) 및 제3팬(F3)은 냉동실에 설치되어, 상기 제1증발기(431)에서 발생하는 냉기를 상기 제1팬(F1)이 제1냉장실에 공급하고, 상기 제2증발기(432)에서 발생하는 냉기를 상기 제2팬(F2)이 제2냉장실에 공급하며, 상기 제3증발기(530)에서 발생하는 냉기를 상기 제3팬(F3)이 냉동실에 공급한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉장고의 냉동사이클장치는 압축기(100)와, 복수개의 응축기(제1응축기(210) 및 제2응축기(220))를 구비하는 응축유닛(200)를 포함하고, 상기 압축기(100)와 상기 응축유닛(200) 사이에는 분배밸브(310)가 설치된다. 상기 분배밸브(310)는 압축기(100)에서 토출되는 냉매가 각각 제1응축기(210)와 제2응축기(220)로 유입되도록 냉매를 분배하는 장치로서, 삼방밸브(3-way valve) 등으로 구현이 가능하다.

상기 제1응축기(210)와 제2응축기(220)는 각각 냉매를 제1냉기발생유닛(400) 및 제2냉기발생유닛(500)으로 유입되도록 하는 냉매를 응축하므로 상기 제1응축기(210)의 크기와 제2응축기(220)의 크기를 다르게 구성할 수 있다.

도 3에서는 제1응축기과 제2응축기에 의해 각각의 증발기 부하에 맞는 적정 응축이 이루어지도록 하는 냉동사이클장치의 PH선도에 관하여 나타내고 있다.

즉 도 2에 도시된 각 응축기(210, 220)의 사용에 따라 도 3에 도시된 PH선도에 도시된 바와 같이 어느 하나의 응축기를 사용하는 경우 또는 복수개의 응축기를 모두 사용하는 경우에 따라 냉동사이클을 순환하는 냉매가 응축유닛에서 방열하는 양을 다르게 할 수 있다. 즉 응축효율을 증발기의 크기 등의 부하에 맞게 조절하여 구동할 수 있다. 여기서 방열량은 2a → 3a → 4a 또는 2b → 3b → 4b 과정의 길이에 따라 달라진다. 방열량이 크다는 것은 응축되는 냉매의 양이 많다는 것을 의미한다.

도 3에 도시된 바와 같이 냉동사이클장치의 일부 증발기를 구동하게 될 경우 방열량은 2a → 3a → 4a 과정으로 진행하고, 구동되는 증발기가 많아져서 더 많은 냉매의 응축이 필요할 경우에는 냉매가 2b → 3b → 4b 과정으로 진행하게 된다. 여기서 2a → 3a → 4a 과정과 2b → 3b → 4b 과정은 각각 압축기의 용량의 가변에 의한 토출 냉매의 압력이 다른 경우를 전제로 한다). 즉 각 증발기에서의 증발기 부하에 따라 그에 맞는 냉동사이클을 선택적으로 구현할 수 있다.

따라서 제1냉기발생유닛(400)이나 제2냉기발생유닛(500) 중 어느 하나만을 운전하는 경우, 그에 맞는 응축기를 선택적으로 사용할 수 있어 하나의 큰 응축기만을 사용하는 경우에 비해 응축손실을 크게 줄일 수 있고, 또 상기 제1냉기발생유닛(400)과 제2냉기발생유닛(500)을 모두 가동하는 경우에는 상기 두 개의 응축기를 모두 사용함으로써 응축효율을 높일 수 있어 시스템의 전체 효율을 향상시킬 수 있다.

도 2에 도시된 냉동사이클의 경우 제1응축기(210)과 제2응축기(220)가 각각의 배관(211, 221)이 합쳐져서 하나의 공통배관(230)을 통해 분배장치(300)로 연결되므로 서로 응축 용량이 다른 상기 제1응축기(210)와 제2응축기(220)를 동시에 사용하는 것보다는 순차적으로 사용함이 바람직하다.

도 4는 상기 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 냉장고의 제어계통을 나타낸 것으로, 제어부(M)는 센싱부(S)(여기서 상기 센싱부(S)는 각 냉각실의 고내에 설치된 온도센서와 사용자에 의해 어느 냉각실이 가동되는지 감지하는 역할을 하는 부품 등을 말한다)와 연결되어 상기 센싱부(S)가 감지한 온도를 설정된 온도와 비교하여 그 비교 결과에 따라 압축기(100), 분배장치(300), 제1팬(F1), 제2팬(F2), 제3팬(F3), 제어밸브(542), 그리고 분배밸브(310) 등과 연결되어 이들을 제어한다.

이하에서는 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 각 실시예에 관하여 도 5 내지 도 8을 참조하여 살펴본다.

도 5 내지 도 8에서 나타낸 Tf는 센싱부에 의해 측정된 냉동실의 고내 온도이고, Tr1은 센싱부에 의해 측정된 제1냉각실의 고내온도이며, Tr2는 센싱부에 의해 측정된 제2냉각실의 고내 온도이다. 또한 Tfs는 유지되어야 할 냉동실의 고내 온도로서 설정된 설정온도이고, Trs1은 제1냉각실의 최대 온도로서 설정된 설정온도, Trc1은 제1냉각실의 최소 온도로서 설정된 설정온도, Trs2는 제2냉각실의 최대 온도로서 설정된 설정온도, 그리고 Trc2는 제2냉각실의 최소 온도로서 설정된 설정온도를 각각 나타낸다.

따라서 바람직하게는 Tfs ≥ Tf 이어야 하고, Trs1 ≥ Tr1 ≥ Trc1 인 것이 바람직하며, Trs2 ≥ Tr2 ≥ Trc2 인 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 제1실시예는, 먼저 각 고내의 온도를 감지하는 단계(S10)를 거쳐 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도 대역 내에 있는지 판단하는 단계를 거친다. 즉 Tf가 Tfs 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S11), Tr1이 Trs1 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S12), 그리고 Tr2가 Trs2 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S13)를 순차적으로 거친다.

상기 판단단계 결과 운전 모드가 결정되는데, 제1운전모드는 Tf가 Tfs 보다 더 높고, Tr1이 Trs1 보다 더 높으며, Tr2가 Trs2 보다 더 높은 경우이다(즉 Tf ＞ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ＞ Trs2).

제2운전모드는 Tf가 Tfs 보다 더 높고, Tr1이 Trs1 보다 더 높으며, Tr2는 Trs2 이하인 경우이다(즉 Tf ＞ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ≤ Trs2).

제3운전모드는 Tf가 Tfs 보다 더 높고, Tr1이 Trs1 이하이며, Tr2는 Trs2 보다 더 높은 경우이다(즉 Tf ＞ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ＞ Trs2).

제4운전모드는 Tf가 Tfs 보다 더 높고, Tr1이 Trs1 이하이며, Tr2도 Trs2 이하인 경우이다(즉 Tf ＞ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ≤ Trs2).

제5운전모드는 Tf가 Tfs 이하이고, Tr1은 Trs1 보다 더 높으며, Tr2도 Trs2 보다 더 높은 경우이다(즉 Tf ≤ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ＞ Trs2).

제6운전모드는 Tf가 Tfs 이하이고, Tr1은 Trs1 보다 더 높으며, Tr2은 Trs2 이하인 경우이다(즉 Tf ≤ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ≤ Trs2).

제7운전모드는 Tf가 Tfs 이하이고, Tr1도 Trs1 이하이며, Tr2은 Trs2 보다 더 높은 경우이다(즉 Tf ≤ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ＞ Trs2).

제8운전모드는 Tf가 Tfs 이하이고, Tr1도 Trs1 이하이며, Tr2도 Trs2 이하인 경우이다(즉 Tf ≤ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ≤ Trs2).

먼저 제1운전모드에서는 압축기를 가동하고(S110), 분배장치를 모두 개방한다(S120). 즉 상기 분배장치는 제1냉기발생유닛 쪽과 제2냉기발생유닛 쪽으로의 냉매 공급을 분배하는데(여기서 제1냉기발생유닛 쪽을 R측이라고 하고, 제2냉기발생유닛 쪽을 F측이라고 한다), F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다는 것을 의미한다. 한편, 제1운전모드에서 제어부는 제1팬과 제2팬, 그리고 제3팬을 모두 작동시킨다(S130). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S140). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제2운전모드에서는 압축기를 가동하고(S210), 분배장치를 모두 개방한다(S220). 즉 F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다. 그리고 제1팬과 제3팬을 작동시키고 제2팬을 정지시킨다(S230). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S240). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제3운전모드에서는 압축기를 가동하고(S310), 분배장치를 모두 개방한다(S320). 즉 F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다. 그리고 제2팬과 제3팬을 작동시키고 제1팬을 정지시킨다(S330). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S340). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제4운전모드에서는 압축기를 가동하고(S410), 분배장치의 F측을 개방하고 R측을 폐쇄한다(S420). 즉 F측으로는 냉매가 공급되도록 하고 R측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제3팬을 작동시키고 제1팬 및 제2팬을 정지시킨다(S430). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S440). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제5운전모드에서는 압축기를 가동하고(S510), 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S520). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제1팬 및 제2팬을 작동시키고 제3팬을 정지시킨 다(S530). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S540). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제6운전모드에서는 압축기를 가동하고(S610), 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S620). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제1팬을 작동시키고 제2팬 및 제3팬을 정지시킨다(S630). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S640). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제7운전모드에서는 압축기를 가동하고(S710), 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S720). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제2팬을 작동시키고 제1팬 및 제3팬을 정지시킨다(S730). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S740). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제8운전모드에서는 압축기와 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시킨다(S810). 그런데 여기서 제8운전모드에서는 Tf ≤ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ≤ Trs2의 관계를 만족시키기 때문에 더 이상 냉기를 각 냉각실로 공급할 필요가 없기 때문에 압축기와 모든 팬을 정지시킨 것이지만, 제1냉각실과 제2냉각실은 고내 온도가 낮게 형성되기만 하면 되는 것이 아니라 어느 일정 온도 이상의 온도를 유지하여야 한다. 즉 앞서 설명한 바와 같이 제1냉각실의 고내온도(Tr1)는 Trs1 ≥ Tr1 ≥ Trc1 이어야 하고, 제2냉각실의 고내온도(Tr2)는 Trs2 ≥ Tr2 ≥ Trc2 이어야 한다. 따라서 제8운전모드에서는 Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ≤ Trs2 외에도 Tr1 ≥ Trc1 및 Tr＜2 ≥ Trc2 인지 여부도 감지하여 만약 제1냉각실의 고내온도(Tr1) 또는 제2냉각실의 고내온도(Tr2)가 설정온도 대역 내에 있지 않은 경우에는 그 설정온도 대역 내에 각 고내온도가 위치하도록 별도의 제어를 해 주어야 한다. 그런데 냉동실의 고내온도(Tf)는 매우 낮은 온도이고 아무리 낮은 온도로 냉각되더라도 상관 없기 때문에, 즉 최소 온도가 존재하지도 않고 의미도 없기 때문에 고려할 필요는 없다.

따라서 제8운전모드에서는 상기 S810 단계 후에 Tr1이 Trc1 보다 더 낮은지 여부를 판단한다. 즉 Tr1 ＜ Trc1인지 여부를 판단한다(S820). 만약 상기 판단결과 Tr1 ＜ Trc1인 경우에는 증발기의 구동 없이 제1팬만 가동하여 제1냉각실의 고내 온도를 높이도록 한다(S821). 그 후 다시 Tr1 ＜ Trc1인지 여부를 판단하고(S822), 만약 아직 Tr1 ≥ Trc1가 되지 않았다면 상기 S821 단계를 반복하고, Tr1 ≥ Trc1가 되었다면 제1팬을 정지시키고(S823) 상기 S10의 단계로 피드백된다.

그리고 상기 S820단계에서 Tr1 ＜ Trc1이 아닌 경우, 즉 Tr1 ≥ Trc1인 경우에는 Tr2 ＜ Trc2인지 여부를 판단한다(S830). 만약 상기 판단결과 Tr2 ＜ Trc2인 경우에는 증발기의 구동 없이 제2팬만 가동하여 제2냉각실의 고내 온도를 높이도록 한다(S831). 그 후 다시 Tr2 ＜ Trc2이지 여부를 판단하고(S832), 만약 아직 Tr2 ≥ Trc2가 되지 않았다면 상기 S831 단계를 반복하고, Tr2 ≥ Trc2가 되었다면 제2팬을 정지시키고(S833) 상기 S10의 단계로 피드백된다.

한편 도 6에 도시된 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법의 제2실시예에 관하여 설명한다.

도 6에 도시된 본 발명의 제2실시예는 상기 도 5에 도시된 본 발명의 제1실 시예와 제1운전모드 내지 제7운전모드에 있어서는 동일하다. 따라서 본 발명의 제2실시예에서의 제1운전모드 내지 제7운전모드에 관한 구체적인 설명은 상기 도 5에 도시된 본 발명의 제1실시예에 관한 설명으로 갈음하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 제2실시예에서의 제8운전모드는 Tf가 Tfs 이하이고, Tr1도 Trs1 이하이며, Tr2도 Trs2 이하인 경우(즉 Tf ≤ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ≤ Trs2)에 관한 것이고, 이때 압축기와 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시킨다(S810).

그런데 상기 도 5에 관한 본 발명의 제1실시예에서도 설명한 바와 같이, 제1냉각실의 고내온도(Tr1)와 제2냉각실의 고내온도(Tr2)는 각각 Trs1 ≥ Tr1 ≥ Trc1 , Trs2 ≥ Tr2 ≥ Trc2 이어야 하므로, 이를 만족시키도록 하는 제어를 별도로 하여야 한다.

따라서 상기 S810 단계 이후에, Tr1이 Trc1 보다 더 낮은지 여부를 판단한다. 즉 Tr1 ＜ Trc1인지 여부를 판단한다(S820). 만약 상기 판단결과 Tr1 ＜ Trc1인 경우에는 증발기의 구동 없이 제1팬만 가동하여 제1냉각실의 고내 온도를 높이도록 한다(S821). 그리고 상기 제1팬의 가동 시간(t1)이 미리 설정된 시간인 ts1에 도달하는지 판단한다(S822). 이때 ts1은 미리 실험 등을 통해 증발기 가동 없이 팬을 작동시킬 경우 어느 정도의 시간 동안 작동시키면 어느 정도까지 고내 온도가 상승한다는 것에 관한 데이터 등을 근거로 설정된 시간이며, 제어부는 S821 단계 이후 t1 ≥ ts1 여부를 판단하여(S822), t1이 아직 ts1에 도달하지 않은 경우에는 상기 S821 단계를 반복하고, t1 ≥ ts1인 경우에는 제1팬을 정지시키고(S823) 상기 S10 단계로 피드백된다.

한편, 상기 S820단계에서 Tr1 ＜ Trc1이 아닌 경우, 즉 Tr1 ≥ Trc1인 경우에는 Tr2 ＜ Trc2인지 여부를 판단한다(S830). 만약 상기 판단결과 Tr2 ＜ Trc2인 경우에는 증발기의 구동 없이 제2팬만 가동하여 제2냉각실의 고내 온도를 높이도록 한다(S831). 그리고 상기 제2팬의 가동 시간(t2)이 미리 설정된 시간인 ts2에 도달하는지 판단한다(S832). 여기서 ts2도 실험 데이터 등을 근거로 미리 설정된 시간이며, 제어부는 S831 단계 이후 t2 ≥ ts2 여부를 판단하여(S832), t2가 아직 ts2에 도달하지 않은 경우에는 상기 S831 단계를 반복하고, t2 ≥ ts2인 경우에는 제2팬을 정지시키고(S833) 상기 S10 단계로 피드백된다.

도 7에 도시된 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 제3실시예를 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예는 상기 도 2에 도시된 본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클장치에 관한 제어방법을 나타낸 것이다. 즉 복수개의 응축기를 구비하여 각 운전모드에 따라 적정한 응축이 이루어질 수 있도록 제어하는 것이다.

먼저 각 고내의 온도를 감지하는 단계(S10)를 거쳐 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도 대역 내에 있는지 판단하는 단계를 거친다. 즉 Tf가 Tfs 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S11), Tr1이 Trs1 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S12), 그리고 Tr2가 Trs2 보다 더 높은 온도인지 판단하는 단계(S13)를 순차적으로 거친다.

상기 판단단계 결과 운전 모드가 결정되는데, 이때 제1운전모드 내지 제8운전모드가 결정되고, 상기 제1운전모드 내지 제8운전모드가 어떤 경우인지에 관한 구체적인 내용은 상기 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 제1실시예와 제2실시예의 경우와 동일하므로 그 부분에 관한 설명으로 갈음하기로 한다.

먼저 제1운전모드에서는 압축기를 가동하고(S110), 분배밸브를 모두 개방한다(S115). 즉 상기 분배밸브는 제1응축기(210) 쪽과 제2응축기 쪽으로의 냉매 공급을 분배하는데(여기서 제1응축기 쪽을 제1측이라고 하고, 제2응축기 쪽을 제2측이라고 한다), 제1측과 제2측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다는 것을 의미한다. 한편, 상기 S105 단계 이후, 분배장치를 모두 개방한다(S120). 즉 상기 분배장치는 제1냉기발생유닛 쪽과 제2냉기발생유닛 쪽으로의 냉매 공급을 분배하는데(여기서 제1냉기발생유닛 쪽을 R측이라고 하고, 제2냉기발생유닛 쪽을 F측이라고 한다), F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다는 것을 의미한다. 한편, 제1운전모드에서 제어부는 제1팬과 제2팬, 그리고 제3팬을 모두 작동시킨다(S130). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S140). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제2운전모드에서는 압축기를 가동하고(S210), 분배밸브를 모두 개방하며(S215), 분배장치를 모두 개방한다(S220). 즉 F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다. 그리고 제1팬과 제3팬을 작동시키고 제2팬을 정지시킨다(S230). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S240). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제3운전모드에서는 압축기를 가동하고(S310), 분배밸브를 모두 개방하며(S315), 분배장치를 모두 개방한다(S320). 즉 F측과 R측으로 냉매가 모두 공급되도록 한다. 그리고 제2팬과 제3팬을 작동시키고 제1팬을 정지시킨다(S330). 이때 제어부는 제어밸브를 개방하여 F측과 R측의 압력차를 해소시키도록 한다(S340). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제4운전모드에서는 압축기를 가동하고(S410), 분배밸브의 제1측을 개방하고 제2측을 폐쇄한다(S415). 그리고 분배장치의 F측을 개방하고 R측을 폐쇄한다(S420). 즉 F측으로는 냉매가 공급되도록 하고 R측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제3팬을 작동시키고 제1팬 및 제2팬을 정지시킨다(S430). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S440). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제5운전모드에서는 압축기를 가동하고(S510), 분배밸브의 제1측을 폐쇄하고 제2측을 개방한다(S515). 그리고 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S520). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제1팬 및 제2팬을 작동시키고 제3팬을 정지시킨다(S530). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S540). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제6운전모드에서는 압축기를 가동하고(S610), 분배밸브의 제1측을 폐쇄하고 제2측을 개방한다(S615). 그리고 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S620). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제1팬을 작동시키고 제2팬 및 제3팬을 정지시킨다(S630). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S640). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제7운전모드에서는 압축기를 가동하고(S710), 분배밸브의 제1측을 폐쇄하고 제2측을 개방한다(S715). 그리고 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방한다(S720). 즉 R측으로는 냉매가 공급되도록 하고 F측으로는 냉매가 공급되지 않도록 한다. 그리고 제2팬을 작동시키고 제1팬 및 제3팬을 정지시킨다(S730). 이때 제어부는 제어밸브를 폐쇄한다(S740). 그리고 상기 S10의 단계로 피드백된다.

제8운전모드에서는 압축기와 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시킨다(S810). 여기서 도 5 및 도 6에 도시된 S820, S821, S822, 그리고 S823 단계, 그리고 S830, S831, S832, 그리고 S833 단계는 본 제3실시예에서도 동일하게 적용된다.

한편, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법의 제4실시예에 관하여 설명한다.

도 8에서는 상기 제1실시예 내지 제3실시예에서와 마찬가지로 S10의 단계와, S11, S12, 그리고 S13 단계를 거쳐 각 운전모드를 결정한다. 그리고 그 운전모드는 제1운전모드 내지 제8운전모드로서 그에 대한 것은 상기 제1실시예 내지 제3실시예의 경우와 동일하다.

도 8에 도시된 바와 같이 S100의 단계는 제1운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S110, S120, S130, 그리고 S140 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S115의 단계를 더 포함할 수도 있다.

도 8에 도시된 S200 단계는 제2운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S210, S220, S230, 그리고 S240 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S215의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S300 단계는 제3운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S310, S320, S330, 그리고 S340 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S315의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S400 단계는 제4운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S410, S420, S430, 그리고 S440 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S415의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S500 단계는 제5운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S510, S520, S530, 그리고 S540 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S515의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S600 단계는 제6운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S610, S620, S630, 그리고 S640 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S615의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S700 단계는 제7운전 단계로서 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 S710, S720, S730, 그리고 S740 단계를 포함할 수도 있고, 제3실시예에서와 같이 S715의 단계를 더 포함할 수도 있다.

S800 단계는 제8운전 단계로서 제1실시예 내지 제3실시예에서와 같이 S810, S820, S821, S822, S823, 그리고 S830, S831, S832, S833의 단계를 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 제4실시 예는 제2운전, 제3운전, 제5운전, 제6운전 및 제7운전에서는 시스템 내를 순환하는 냉매가 어느 정도 정체되어 시스템 내에서 잔존하게 되는 냉매가 존재하게 되는데, 이러한 냉매들의 회수를 위한 별도의 제어가 필요하다.

본 제4실시예에 따른 냉장고의 제어방법은 각 고내의 온도 제어가 모두 이루어진 경우에 분배장치를 완전 폐쇄하고 소정의 시간 동안 압축기를 구동하여 각 증발기 내부에 잔존하는 냉매가 회수되도록 하는 것이다. 이에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

제2운전(S200) 이후에 Tf ＞ Tfs인지와 Tr1 ＞ Trs1인지를 판단한다(S11, S12). 왜냐하면 제2운전모드에서는 Tf ＞ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ≤ Trs2이므로, 즉 불만족 냉각실이 냉동실과 제1냉각실이므로 이에 대한 온도 제어가 이루어졌는지 확인하는 것이다. 만약 Tf ＞ Tfs라면 다시 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가서 결정되는 운전모드에 따른 제어가 이루어진다. 만약 Tf ≤ Tfs라면 Tr1 ＞ Trs1인지 판단하여 Tr1 ＞ Trs1이라면 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가고, 만약 Tr1 ≤ Trs1이라면 냉매회수운전을 수행한다. 즉 제1팬과 제3팬을 정지시키고(S250), 분배장치를 모두 폐쇄시킨다(S60). 이때 압축기는 계속 구동되고 있는 상태이고 각 증발기 내에 잔존하던 냉매들은 압축기 쪽으로 회수된다. 이는 소정의 시간 동안 이루어지는데, 압축기의 구동시간을 t, 냉매회수운전을 하는 시간으로서 설정된 시간을 ta라고 하여 t가 ta에 도달하였는지, 즉 t ≥ ta인지 판단하여(S70) t가 ta에 도달한 경우에는 압축기를 정지시키고(S80), 상기 S10 단계로 피드백된다.

한편, 제3운전(S300) 이후에도 Tf ＞ Tfs인지와 Tr2 ＞ Trs2인지를 판단한 다(S11, S13). 왜냐하면 제3운전모드에서는 Tf ＞ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ＞ Trs2이므로, 즉 불만족 냉각실이 냉동실과 제2냉각실이므로 이에 대한 온도 제어가 이루어졌는지 확인하는 것이다. 만약 Tf ＞ Tfs라면 다시 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가서 결정되는 운전모드에 따른 제어가 이루어진다. 만약 Tf ≤ Tfs라면 Tr2 ＞ Trs2인지 판단하여 Tr2 ＞ Trs2이라면 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가고, 만약 Tr2 ≤ Trs2이라면 냉매회수운전을 수행한다. 즉 제2팬과 제3팬을 정지시키고(S350), 분배장치를 모두 폐쇄시킨다(S60). 이때 압축기는 계속 구동되고 있는 상태이고 각 증발기 내에 잔존하던 냉매들은 압축기 쪽으로 회수된다. 이는 설정시간인 ta 동안 이루어지는데, t ≥ ta인지 판단하여(S70) t가 ta에 도달한 경우에는 압축기를 정지시키고(S80), 상기 S10 단계로 피드백된다.

제5운전(S500) 이후에는 Tr1 ＞ Trs1인지와 Tr2 ＞ Trs2인지를 판단한다(S12, S13). 왜냐하면 제5운전모드에서는 Tf ≤ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ＞ Trs2이므로, 즉 불만족 냉각실이 제1냉각실과 제2냉각실이므로 이에 대한 온도 제어가 이루어졌는지 확인하는 것이다. 만약 Tr1 ＞ Trs1라면 다시 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가서 결정되는 운전모드에 따른 제어가 이루어진다. 만약 Tr1 ≤ Trs1라면 Tr2 ＞ Trs2인지 판단하여 Tr2 ＞ Trs2이라면 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가고, 만약 Tr2 ≤ Trs2이라면 냉매회수운전을 수행한다. 즉 제1팬과 제2팬을 정지시키고(S550), 분배장치를 모두 폐쇄시킨다(S60). 이때 압축기는 계속 구동되고 있는 상태이고 각 증발기 내에 잔존하던 냉매들은 압축기 쪽으로 회수된다. 이는 설정시간인 ta 동안 이루어지는데, t ≥ ta인지 판단하여(S70) t가 ta에 도달한 경 우에는 압축기를 정지시키고(S80), 상기 S10 단계로 피드백된다.

제6운전(S600) 이후에는 Tr1 ＞ Trs1인지 여부를 판단한다(S12). 왜냐하면 제6운전모드에서는 Tf ≤ Tfs, Tr1 ＞ Trs1, Tr2 ≤ Trs2이므로, 즉 불만족 냉각실이 제1냉각실 뿐이므로 이에 대한 온도 제어가 이루어졌는지 확인하는 것이다. 만약 Tr1 ＞ Trs1라면 다시 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가서 결정되는 운전모드에 따른 제어가 이루어진다. 만약 Tr1 ≤ Trs1라면 냉매회수운전을 수행한다. 즉 제1팬을 정지시키고(S650), 분배장치를 모두 폐쇄시킨다(S60). 이때 압축기는 계속 구동되고 있는 상태이고 각 증발기 내에 잔존하던 냉매들은 압축기 쪽으로 회수된다. 이는 설정시간인 ta 동안 이루어지는데, t ≥ ta인지 판단하여(S70) t가 ta에 도달한 경우에는 압축기를 정지시키고(S80), 상기 S10 단계로 피드백된다.

제7운전(S700) 이후에는 Tr2 ＞ Trs2인지 여부를 판단한다(S13). 왜냐하면 제7운전모드에서는 Tf ≤ Tfs, Tr1 ≤ Trs1, Tr2 ＞ Trs2이므로, 즉 불만족 냉각실이 제2냉각실 뿐이므로 이에 대한 온도 제어가 이루어졌는지 확인하는 것이다. 만약 Tr2 ＞ Trs2라면 다시 운전모드를 결정하는 단계로 돌아가서 결정되는 운전모드에 따른 제어가 이루어진다. 만약 Tr2 ≤ Trs2라면 냉매회수운전을 수행한다. 즉 제2팬을 정지시키고(S750), 분배장치를 모두 폐쇄시킨다(S60). 이때 압축기는 계속 구동되고 있는 상태이고 각 증발기 내에 잔존하던 냉매들은 압축기 쪽으로 회수된다. 이는 설정시간인 ta 동안 이루어지는데, t ≥ ta인지 판단하여(S70) t가 ta에 도달한 경우에는 압축기를 정지시키고(S80), 상기 S10 단계로 피드백된다.

이상과 같은 제어단계를 수행함으로써 각 운전모드에서 각 고내의 정밀 온도 제어가 가능하며 냉매의 회수가 확실하게 이루어지도록 하여 전체적인 시스템의 성능을 향상시키도록 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법은 여러 개의 냉각실에 대하여 각각 다양한 온도대역으로의 냉각이 가능하도록 정밀한 온도제어가 가능하고, 또 효율적인 고내 온도의 제어가 가능하며, 시스템 내에 냉매가 잔존하지 않도록 하여 전체 시스템의 성능을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

Claims (21)

1. 복수개의 냉각실이 마련되는 본체;

   냉매를 압축하여 토출하는 압축기;

   상기 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축유닛;

   상기 응축유닛에서 응축된 냉매를 분배하는 분배장치;

   상기 분배장치로부터 분배된 어느 한쪽 냉매를 통해 상기 복수개의 냉각실 중 일부에 냉기를 발생시키며 직렬로 연결되는 복수개의 증발기와, 상기 각 증발기에 대한 송풍이 이루어지도록 하는 복수개의 팬을 포함하는 제1냉기발생유닛;

   상기 분배장치로부터 분배된 다른 쪽 냉매를 통해 상기 복수개의 냉각실 중 다른 일부에 냉기를 발생시키며 상기 제1냉기발생유닛과 병렬로 연결되는 적어도 하나의 증발기와, 상기 증발기에 대한 송풍이 이루어지도록 하는 적어도 하나의 팬과, 상기 제1냉기발생유닛과 선택적으로 직렬 연결이 이루어지도록 하는 제어밸브를 포함하는 제2냉기발생유닛;

   상기 각 냉각실 내부의 고내 온도를 감지하는 센싱부; 및

   상기 센싱부에 의해 감지된 고내 온도에 따라 상기 각 냉각실의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 냉장고.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각실은 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실을 포함하고,

   상기 제1냉기발생유닛은, 상기 제1냉장실에 설치되는 제1증발기 및 제1팬과, 상기 제2냉장실에 설치되는 제2증발기 및 제2팬을 포함하고,

   상기 제2냉기발생유닛은, 상기 냉동실에 설치되는 제3증발기 및 제3팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. (A) 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실을 포함하는 복수개의 냉각실 각각의 고내 온도 감지단계;

   (B) 상기 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는지 판단함으로써 운전 모드를 결정하는 단계; 및

   (C) 상기 (B) 단계에서 결정되는 운전 모드에 따라 상기 각 냉각실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위를 만족시키도록 냉동사이클장치를 제어하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1냉장실은 제1증발기 및 제1팬이 설치되고, 상기 제2냉장실은 제2증발기 및 제2팬이 설치되며, 상기 냉동실은 제3증발기 및 제3팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제1운전 모드가 결정되는 경우,

   상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제1팬과 제2팬과 제3팬을 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제2운전 모드가 결정되는 경우,

   상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제1팬 및 제3팬을 구동하고 제2팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
7. 제4항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 상기 제2냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제3운전 모드가 결정되는 경우,

   상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치를 모두 개방하는 단계와, 제2팬 및 제3팬을 구동하고 제1팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
8. 제4항에 있어서,

   상기 (B) 단계에서 상기 냉동실의 냉각이 이루어지도록 하는 제4운전 모드가 결정되는 경우,

   상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 개방하고 R측을 폐쇄하는 단계와, 제3팬을 구동하고 제1팬 및 제2팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
9. 삭제
10. 제4항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실 및 제2냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제5운전 모드가 결정되는 경우,

    상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제1팬 및 제2팬을 구동하고 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
11. 제4항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제6운전 모드가 결정되는 경우,

    상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제1팬을 구동하고 제2팬 및 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
12. 제4항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서 상기 제2냉장실의 냉각이 이루어지도록 하는 제7운전 모드가 결정되는 경우,

    상기 (C) 단계는 압축기 구동단계와, 분배장치의 F측을 폐쇄하고 R측을 개방하는 단계와, 제2팬을 구동하고 제1팬 및 제3팬을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
13. 제4항에 있어서,

    상기 (B) 단계에서 상기 제1냉장실, 제2냉장실 및 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 상한값 이하로 판단되어 제8운전 모드가 결정되는 경우,

    상기 (C) 단계는 압축기와 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉되어 그 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 하한값 보다 더 낮은지 판단하는 단계와,

    상기 판단 결과 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉된 경우, 압축기를 정지시킨 상태에서 과냉된 냉각실의 팬을 상기 과냉된 냉각실의 고내 온도가 설정온도범위에 포함될 때까지 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉되어 그 고내 온도가 각각의 설정온도범위의 하한값 보다 더 낮은지 판단하는 단계와,

    상기 판단 결과 상기 제1냉장실 및 제2냉장실 중 적어도 하나가 과냉된 경우, 압축기를 정지시킨 상태에서 과냉된 냉각실의 팬을 설정시간 동안 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
16. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1증발기 및 제2증발기와 상기 제3증발기가 직렬로 연결되어 냉매가 유동할 수 있도록 제어밸브를 개방함으로써 상기 제1증발기 및 제2증발기 측과 상기 제3증발기 측 사이의 압력차가 해소되어 냉매가 원활히 순환하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
17. 제6항에 있어서,

    상기 제2운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우,

    상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
18. 제7항에 있어서,

    상기 제3운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우,

    상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
19. 제10항에 있어서,

    상기 제5운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우,

    상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
20. 제11항에 있어서,

    상기 제6운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우,

    상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
21. 제12항에 있어서,

    상기 제7운전 모드에 따른 운전 결과, 상기 제1냉장실 및 제2냉장실과 상기 냉동실의 고내 온도가 각각의 설정온도범위에 포함되는 경우,

    상기 제1팬, 제2팬 및 제3팬을 모두 정지시키고 상기 분배장치를 모두 폐쇄한 상태에서 상기 압축기를 소정의 설정시간 동안 구동함으로써 냉동사이클장치 내에 잔존하는 냉매를 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.

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