KR100924733B1

KR100924733B1 - 냉각장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100924733B1
Application number: KR1020077018528A
Authority: KR
Inventors: 알판 샘댄; 투게이 얼칸
Original assignee: 아세릭 에이. 에스
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2009-11-04
Also published as: RU2007134350A; WO2006087669A1; KR20070103450A; CN100538226C; RU2362949C2; CN101128711A; EP1848937A1

Abstract

공기 순환이 적어도 2개의 다른 방향으로 구현되는 냉각장치(1) 및 그 제어방법이 개시된다.

Description

냉각장치 및 그 제어방법{A COOLING DEVICE AND A CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 공기 순환이 향상된 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래기술에서는, 냉각 및/또는 냉동 구획실 내의 공기는 열의 균일한 분배를 유지하도록 팬에 의해 구획실 내에서 순환된다. 공기는 바람직하게는 증발기를 지나간다. 증발기를 지난 직후, 가장 낮은 온도에 도달하는 공기는 구획실 내에서 순환함에 따라 가열된다. 결과적으로, 공기가 증발기에서 나온 후에 먼저 접촉하는 음식 물품들은 공기가 최종적으로 접촉하는 음식 물품들보다 3 내지 4℃ 더 차갑다. 그러므로, 예를 들어 공기 출구로부터 멀리 떨어져 있는 음식을 -18℃로 냉각하게 하기 위해서는, 더 가까운 선반 위에 있는 음식은 -22℃까지 냉각되어야 한다. 이것은 냉각시간을 연장시킴으로써 효율을 떨어뜨리고 에너지 소비를 증가시키는 요인이 된다.

종래기술에서는, 구획실 내의 공기 흐름의 방향을 변화시키는 것이 이 문제에 대한 해결책으로 제안되어 왔다. 종래기술에 따른 일 실시예인 미국 특허번호 US4736592호는 플랩들(flaps)을 이용하여 용기 내의 공기가 어떻게 소정 기간 동안 한 방향으로 흐르고, 그 다음에 반대 방향으로 흐르는지를 설명한다. 플랩들은 타이머와 열 센서에 의해 제어된다.

종래기술에 따른 다른 실시예인 유럽 특허번호 EP0862878호에 설명된 냉각장치에서는, 공기 흐름의 방향이 소정 기간 동안 반전된다. 이 실시예에서, 양 방향 팬이 공기 흐름의 방향을 변경하는데 이용된다.

종래기술에 따른 실시예들에서, 시간 구간과 어떤 지점에 위치한 열 센서에 의해 판독된 값들에 따라 공기 흐름의 방향을 변경하는 것은 열의 분배를 균등하게 하는데는 불충분하다. 예를 들어, 구획실 상부에 위치한 송풍기 팬을 갖는 냉각장치에서, 뜨거운 음식이 하부 선반 위에 놓여 있다면, 하부 선반의 온도는 상부 선반의 온도보다 더 높을 것이다. 이런 상태 하에서, 공기가 상부로부터 하부로 송풍되기 때문에 상부 선반들은 더 냉각되는 반면에, 하부 선반의 뜨거운 음식에 대해 필요한 냉각은 지연될 것이다.

본 발명의 목적은 구획실 내의 열 분배가 더 효율적으로 제어되고, 빠른 냉각과정이 달성되는 냉각장치 및 그 제어방법을 실현하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 설계된 냉각장치는 다음과 같이 첨부된 도면에 도시된다:

도 1은 냉각장치의 개략적인 측면도이다.

도 2는 냉각장치의 개략적인 정면도이다.

도 3은 다른 실시예에 따른 냉각장치의 개략적인 정면도이다.

도 4는 또 다른 실시예에 따른 냉각장치의 개략적인 정면도이다.

도 5는 제어방법에 대한 실시예에 따른 흐름도이다.

도 6은 다른 실시예에 따른 제어방법의 흐름도이다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 제어방법의 흐름도이다.

도 8은 대체적인 실시예에 따른 제어방법의 흐름도이다.

도면에 표시된 구성요소들의 도면부호는 다음과 같다.

1. 냉각장치

2. 구획실

3. 증발기

4. 압축기(compressor)

5. ,500. 팬

6. ,600. 센서

7. 제어부

8. 채널

9. ,900. 오리피스(orifice)

본 발명의 냉각장치(1)는 다음을 포함한다(도 1).

- 냉매 유체를 압축하여 냉매 사이클에서 순환시키는 압축기(4)

- 냉각 및/또는 냉동 목적으로 음식이 저장되는 하나 이상의 구획실(2)

- 매질로부터 냉매로 열을 전달하는 적어도 하나의 증발기(3)

- 상기 구획실(2) 내에서 적어도 두 개의 다른 방향으로 공기를 순환할 수 있게 하는 적어도 하나의 팬(5)

- 상기 구획실(2) 내의 다른 두 지점(A, B)에 위치하여 온도(TA, TB)를 측정하는 적어도 두 개의 센서(6, 600)

- 상기 센서(6, 600)에 의해 측정된 온도(TA, TB)를 평가하여 공기 흐름(F1, F2)의 방향을 결정하고, 선택에 따라 상기 팬(5)을 제어하는 제어부(7)

제어부(7)는 센서(6, 600)에 의해 측정된 온도값(TA, TB)을 비교하고, 공기가 상대적으로 더 높은 온도 지점으로부터 더 낮은 온도 지점으로 흐름으로써(A와 B 사이에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 증발기(3)를 지나친 후 먼저 구획실(2)의 높은 온도 지점에 도달하도록 공기 흐름(F1, F2)를 제공한다. 제어부(7)는 센서(6, 600)에 의해 측정된 온도값(TA, TB)과, 필요하다면 압축기(4)가 동작하는지 아닌지에 관한 정보를 수집하고, 이에 따라 팬(5)을 제어한다. 제어부(7)는 이 목적을 위하여 압축기(41), 센서(6, 600) 및 팬(7)과 전기적으로 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 구획실(2)은 증발기(3)와 팬(5)이 위치한 채널(8)과, 상기 채널(8)로부터 공기가 드나들게 하기 위한 적어도 두 개의 오리피스(9, 900)를 포함한다. 공기 흐름(F1, F2)은 하나의 오리피스(9)로부터 채널(8)로 들어가서 증발기(3) 위로 흐르고, 나머지 하나의 오리피스(900)로부터 채널(8)을 빠져나간다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 공기 흐름(F1, F2) 방향의 변경은 구 획실(2) 내에, 바람직하게는, 채널(8) 내에 위치한 팬(5)에 의해 제공되며, 이 팬(5)은 구획실(2) 내에서 공기를 시계 방향(F1) 및 반시계 방향(F2)으로 순환시킬 수 있다(도 2).

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 공기 흐름(F1, F2)의 방향은 나란히 있는 두 개의 팬(5, 500)에 의해 제공되며, 이에 의하여, 팬들 중의 하나는 시계 방향(F1)으로만 공기를 순환시키고, 팬들 중의 다른 하나는 반시계 방향(F2)으로만 공기를 순환시킨다(도 3). 예를 들어, 증발기(3)를 지나는 공기는 제1 팬(5)만이 동작할 때 A에 먼저 도달(F1)하고, 제2 팬(500)만이 동작할 때 B에 먼저 도달(F2)한다. 두 팬(5, 500)은 공기 흐름(F1, F2)이 구획실(2) 내에서 순환을 일으키게 하기 위하여 동시에 동작하지 않는다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 두 개의 팬(5, 500)은 구획실(2) 내의 서로 다른 지점들에 위치하고, 그 팬 중의 하나는 공기를 시계 방향(F1)으로만 순환시키고, 그 팬 중의 다른 하나는 공기를 반시계 방향(F2)으로 순환시킨다(도 4). 예를 들어, 상부 팬(5)이 공기를 시계 방향(F1)으로 순환시킬 수 있고, 하부의 팬(500)이 공기를 반시계 방향(F2)으로 순환시킬 수 있다면, 증발기(3)를 지나는 공기는 제1 팬(5)만이 동작할 때 먼저 A에 도달(F1)하고, 제2 팬(500)만이 동작할 때 먼저 B에 도달(F2)할 것이다.

본 발명의 냉각장치(1)의 제어장치(7)는 다음을 포함하는 방법에 따른 기능을 한다.

- 두 개의 다른 지점들(A, B)에서 측정된 온도(TA, TB)를 비교하는 단계(101);

- 공기가 증발기(3)를 지나친 후에 더 뜨거운 지점에 먼저 도달하는(A에서 B까지 또는 B에서 A까지) 방향으로 상기 공기가 흐르도록 팬(5, 500)을 제어하는 단계(102, 103)

본 발명의 방법(100)에 대한 상기 실시예에 있어서, A 위치에서의 온도(TA)가 B 위치에서의 온도(TB) 이상이면(TA≥TB), 공기는 A에서 B로 순환한다(102). 그러나, B 위치에서의 온도(TB)가 A 위치에서의 온도(TA)보다 크다면(TB＞TA), 공기는 B에서 A로 순환한다(103)(도 5).

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 온도(TA, TB)를 비교하기(101) 전에 압축기(4)가 동작하는지 또는 동작하지 않는지에 대하여 압축기(4)가 제어되고(105), 압축기(4)가 동작을 하지 않는다면 공기 흐름(F1, F2)은 멈추며(106), 그 압축기(4)가 동작을 시작한 후에만 온도(TA, TB)를 비교하는 단계가 수행(101)된다(도 6).

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 냉각장치(1)가 처음으로 동작하면 압축기(4)가 동작하기 시작한 후의 공기 흐름(F1, F2)의 첫 방향은 생산자에 의해 결정된 방향, 예를 들어, A에서 B로의 방향이다. 그러나, 냉각장치(1)가 처음으로 동작하는 것이 아니라면 압축기(4)가 동작하기 시작한 후의 공기 흐름(F1, F2)의 첫 방향은 압축기(4)가 마지막으로 동작했을 때의 방향이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 온도(TA, TB)를 비교한(101) 후에 그 차(│TA-TB│)가 생산자에 의해 설정된 값(DT1 또는 DT2)을 초과하는지에 대하여 검사되고(107, 108), 공기 흐름의 방향은 이 값이 초과되지 않는 한 변경되지 않는다(104). 예를 들어, 지점(A)에서의 온도(TA)가 지점(B)에서의 온도(TB)보다 높다면(TA＞TB), 두 온도의 차(TA-TB)가 생산자에 의해 설정된 값(DT1)을 초과하는지에 대하여 검사된다(107). 공기 흐름의 방향은 이 값(DT1)이 초과되지 않는 한 변하지 않고(104), 공기 흐름의 방향은 이 값(DT1)이 초과된 후에 변한다(도 7). 지점(A) 에서의 온도(TA)가 지점(B)에서의 온도(TB)보다 낮다면(TA＜TB), 두 온도의 차(TB-TA)가 계산된다. 이 차는 생산자에 의해 설정된 값(DT2)과 비교된다(108). 이 차가 이 값(DT2)보다 낮은 동안에는, 공기 흐름의 방향이 변하지 않는다(104). 상기 온도차가 상기 값(DT2)보다 큰 경우에는 흐름이 역방향으로 변경된다(102). DT1과 DT2 값은 서로 같거나 다를 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 문턱값(TAC, TAB)이 각각의 센서(6, 600)에 지정되고, 판독된 값들은 판독된 값들 서로 비교되는 것이 아니라, 이 문턱값들과 비교되며(109, 110), 이 문턱값들이 초과되면, 증발기(3)를 지난 후의 공기 흐름은 이 문턱값을 초과하는 지점에 먼저 도달하도록 향한다. 예를 들어, 제1 센서(6)에 의해 판독된 온도값(TA)이 제1 센서(6)에 지정된 문턱값(TAC)을 초과하면(TA＞TAC), 공기 흐름의 방향은 A에서 B로(F1) 결정된다. 그러나, 제1 센서(6)에 의해 판독된 온도값(TA)이 제1센서(6)에 할당된 문턱값(TAC) 미만이면(TA＜TAC), 제2센서(600)에 의해 측정된 온도(TB)가 제2센서(600)의 문턱값(TBC)을 초과하는지 검사된다(110). 온도(TB)가 문턱값(TBC)을 초과하면(TB＞TBC), B에서 A로(103) 공기가 순환하고, 그렇지 않으면 A에서 B로(102) 공기가 순환한다(도 8).

뜨거운 음식이 본 발명의 냉각장치(1) 내의 상부 선반 위에 놓여졌을 때, 상부 선반 위의 센서(6)에 의해 측정된 값(TA)은 하부 선반 위의 센서(600)에 의해 측정된 값(TB)보다 더 높을 것이다(TA＞TB). 이러한 경우에, 제어부(7)는 공기를 시계 방향 및 반시계 방향으로 순환시키는 상부 팬(5)을 동작시켜서(도 2), 공기가 A에서 B로 흐르도록 한다(F1). 증발기를 지난 공기가 상부 선반에 먼저 도달하기 때문에 상부 선반 위의 뜨거운 음식은 신속하게 냉각될 것이다. 그러나, 뜨거운 음식이 하부 선반 위에 놓여지면, 하부 선반 위의 센서(600)에 의해 측정된 값(TB)은 상부 선반 위의 센서(6)에 의해 측정된 값(TA)보다 더 높을 것이며(TA＜TB), 제어부(7)는 공기를 B에서 A로 순환시킬 것이고(F2). 차가운 공기가 먼저 하부 선반을 통해 먼저 흐르기 때문에 하부 선반 위의 음식은 냉각될 것이다.

본 발명의 냉각장치(1)에서, 구획실(2)의 온도는 센서들(6, 600)과 팬(5, 500)의 위치를 알맞게 정함으로써 더 많은 위치에서 제어되어, 차가운 공기가 요구되는 영역에 먼저 도달하는 것을 보장하는 공기 흐름을 생성한다. 결과적으로, 냉각의 속도와 효율은 향상되고, 에너지 소비는 줄어든다.

Claims

냉매를 압축하여 그 냉매를 냉매 사이클에서 순환시키는 압축기(4);

냉각 또는 냉동 목적으로 음식이 저장되는 하나 이상의 구획실(2);

상기 구획실(2)로부터 상기 냉매 유체로 열을 전달하는 적어도 하나의 증발기(3);

상기 구획실(2) 내에서 적어도 두 개의 다른 방향으로 공기 흐름(F1, F2)을 생성할 수 있게 하는 두 개의 팬(5, 500);

온도(TA, TB) 측정을 위해 상기 구획실(2) 내의 다른 두 지점(A, B)에 위치하는 적어도 두 개의 센서(6, 600); 및

상기 센서(6, 600)에 의해 측정된 온도(TA, TB)를 평가하여 상기 공기 흐름(F1, F2)의 방향을 결정하고, 공기가 상기 증발기(3)를 지난 후 먼저 상기 구획실(2)의 높은 온도 지점에 먼저 도달하고 상대적으로 더 높은 온도 지점으로부터 더 낮은 온도 지점으로 상기 두 지점(A, B) 사이에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 흐르도록 상기 팬(5, 500)을 제어하는 제어부(7);

를 포함하고,

상기 두 개의 팬(5, 500)이 상기 구획실(2) 내부에 위치하고, 상기 팬(5, 500) 중의 하나는 시계 방향(F1)으로만 공기를 순환시키고, 상기 팬(5, 500) 중의 나머지 하나는 반시계 방향(F2)으로만 공기를 순환시켜 공기 흐름의 방향을 변경시키는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1).
제1항에 있어서,

상기 구획실(2)은 상기 증발기(3)와 상기 팬(5, 500)이 위치하는 채널(8); 및

상기 공기가 상기 채널(8)로 들어가고 상기 채널(8)로부터 나오게 하기 위한 적어도 두 개의 오리피스(9, 900)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1).
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제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 두 개의 팬(5, 500)이 상기 구획실(2) 내부에 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 두 개의 팬(5, 500)이 상기 구획실(2) 내부의 다른 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1).
제1항 또는 제2항의 냉각장치(1)의 다른 지점(A, B)에서 측정된 온도(TA, TB)를 비교하는 단계(101)와,

공기 흐름(F1, F2)의 방향이 더 뜨거운 위치에서 다른 위치로(A에서 B로 또는 B에서 A로) 되도록 상기 팬(5, 500)을 제어하는 단계(102, 103)

를 포함하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제6항에 있어서,

온도(TA, TB)를 비교하기 전에 상기 압축기(4)가 동작하는지의 여부가 제어되며, 상기 압축기(4)가 동작하지 않는다면 상기 팬(5, 500) 및 상기 공기 흐름(F1, F2)이 멈추는 단계를 더 포함하고,

온도(TA, TB)를 비교하는 단계(101)는 상기 압축기(4)가 동작을 시작한 후에만 실행되는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 냉각장치(1)가 처음으로 동작하면, 압축기(4)가 동작하기 시작한 후에 상기 공기 흐름(F1, F2)의 첫 방향은 생산자에 의해 결정된 방향인 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 냉각장치(1)가 처음으로 동작하는 것이 아니라면, 상기 공기 흐름(F1, F2)의 방향은 이전의 방향으로 결정되는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 냉각장치(1)가 처음으로 동작하는 것이 아니라면, 상기 공기 흐름(F1, F2)의 방향은 이전의 방향으로 결정되는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 온도(TA, TB)를 비교한(101) 후, 그 차(│TA-TB│)가 생산자에 의해 설정된 값(DT1 또는 DT2)을 초과하는지 검사되고(107, 108), 상기 값을 초과하지 않는 한 공기 흐름의 방향은 변경되지 않는 것(104)을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 온도(TA, TB)를 비교한(101) 후, 그 차(│TA-TB│)가 생산자에 의해 설정된 값(DT1 또는 DT2)을 초과하는지 검사되고(107, 108), 상기 값을 초과하지 않는 한 공기 흐름의 방향은 변경되지 않는 것(104)을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 온도(TA, TB)를 비교한(101) 후, 그 차(│TA-TB│)가 생산자에 의해 설정된 값(DT1 또는 DT2)을 초과하는지 검사되고(107, 108), 상기 값을 초과하지 않는 한 공기 흐름의 방향은 변경되지 않는 것(104)을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 측정 온도(TA, TB)를 서로 비교하는 단계(101) 대신에, 문턱값(TAC, TBC)이 각각의 상기 센서(6, 600)에 지정되고, 상기 문턱값들이 초과된다면 상기 증발기(3)를 지난 후의 상기 공기 흐름은 상기 문턱값이 초과되는 지점에 먼저 도달하도록 향하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 측정 온도(TA, TB)를 서로 비교하는 단계(101) 대신에, 문턱값(TAC, TBC)이 각각의 상기 센서(6, 600)에 지정되고, 상기 문턱값들이 초과된다면 상기 증발기(3)를 지난 후의 상기 공기 흐름은 상기 문턱값이 초과되는 지점에 먼저 도달하도록 향하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 측정 온도(TA, TB)를 서로 비교하는 단계(101) 대신에, 문턱값(TAC, TBC)이 각각의 상기 센서(6, 600)에 지정되고, 상기 문턱값들이 초과된다면 상기 증발기(3)를 지난 후의 상기 공기 흐름은 상기 문턱값이 초과되는 지점에 먼저 도달하도록 향하는 것을 특징으로 하는 냉각장치(1)의 제어방법.
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