KR101295989B1 - 냉장고의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로, 외부온도 및 도어의 개방여부에 따라 각기 다른 고내온도센서의 감지범위를 설정하여 설정된 감지범위에 따라 압축기의 운전 또는 정지가 조절되는 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 냉장고를 제어하는 방법에 있어서, 냉장고의 도어 개방여부를 감지하는 도어감지단계와 상기 도어감지단계의 감지결과에 따라, 고내 온도를 감지하는 센서가 고정범위와 확장범위로 가변온도 허용 폭을 조절하는 센서범위 결정단계와 상기 센서범위 결정단계 이후 고내온도를 감지하는 고내온도 감지단계와 상기 고내온도 감지단계에서 감지된 고내 온도값과, 상기 센서범위 결정단계를 통해 결정된 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위를 비교하는 온도비교단계 및 상기 온도비교단계의 결과에 따라 압축기가 운전 또는 정지되는 압축기 제어단계를 포함한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 압축기의 효율이 상승하게 되는 이점이 있다.

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Description

냉장고의 제어방법{A control method for refrigerator}

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로, 냉장고 도어의 개방 여부 및 외부온도에 따라 고내온도를 감지하는 센서의 온도감지 범위를 가변하여 압축기의 구동 및 정지 조건을 제한하는 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 저장되는 음식물의 보관조건에 따라 냉동실과 냉장실로 구분하여 음식물을 저장할 수 있도록 하는 장치로, 냉매의 압축-응축-팽창-증발의 냉동사이클을 반복 순환하면서 주위로부터 열을 빼앗아 보관중인 음식물의 보관조건에 적합한 저장공간 즉, 냉동실과 냉장실을 조성하게 된다.

그리고, 이를 위하여 냉매를 압축하는 압축기와 압축기로부터 압축된 냉매를 이용하여 저장공간을 냉각시키는 증발기와 상기 압축기와 증발기를 연결하여 압축된 냉매를 증발기로 공급하는 냉매배관을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 냉동실과 냉장실에는 온도를 감지하는 온도센서와, 운전조건을 입력하기 위한 조작부와, 상기 온도센서에서 감지된 온도에 따라 상기 압축기와 증발기 등을 제어하는 제어부가 구비된다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 냉장고에서는 상기 조작부를 통해 설정된 운전조건이 일정한 차이를 가지고 다단계로 구분되고, 구분된 운전조건 중 어느 하나가 선택되면, 선택된 운전조건의 온도를 기준으로 온도센서에서 감지된 온도의 상한치(기준온도 +1℃)와 하한치(기준온도 -1℃)에 따라 압축기의 운전이 제한된다.

일 예로 냉장고의 운전모드가 약(-16℃), 적(-18℃), 강(-20℃)의 세 단계로 구분되는 냉장고에 있어서, 사용자의 조작에 의해 적(-18℃) 단계의 운전조건이 선택되면 -17℃의 고내온도 감지 시 압축기의 운전이 정지되고, -15℃의 고내온도 감지 시 압축기가 구동하게 되어 고내온도는 -17℃에서 -15℃ 사이의 온도조건을 유지한다. 따라서, 음식물을 적절한 보관조건이 구비된 저장공간에 보관되어 신선함을 오랜기간 동안 유지할 수 있게 된다.

종래 기술에 의한 냉장고는 각기 다른 온도로 일정하게 설정된 운전조건에 따라 압축기를 구동시켜 고내 온도를 선택된 운전조건에 부합하는 온도로 유지하게 된다.

그러나, 상기와 같은 압축기의 구동은 고정된 기준 온도 값과 상기 기준 온도 값의 상한치 및 하한치에 의해 제어되므로 외부환경요인을 반영하지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 외부요인과는 무관하게 설정된 온도조건을 만족시키기 위하여 압축기에 과도한 부하가 인가되는 경우가 발생되고, 이로 인하여 압축기의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같이 압축기의 효율이 떨어짐으로 인하여 냉장고의 소비효율이 저하되며, 이로 인하여 전기요금이 상승하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 과제 해결 수단은, 냉장고를 제어하는 방법에 있어서 냉장고의 도어 개방여부를 감지하는 도어감지단계, 상기 도어감지단계의 감지결과에 따라, 고내 온도를 감지하는 센서가 고정범위와 확장범위로 가변온도 허용 폭을 조절하는 센서범위 결정단계, 상기 센서범위 결정단계 이후 고내온도를 감지하는 고내온도 감지단계, 상기 고내온도 감지단계에서 감지된 고내 온도값과, 상기 센서범위 결정단계를 통해 결정된 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위를 비교하는 온도비교단계 및 상기 온도비교단 계의 결과에 따라 압축기가 운전 또는 정지되는 압축기 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서범위 결정단계는 도어의 차폐상태에서 외부온도를 감지하여, 감지된 외부온도 값에 따른 확장범위로 센서의 가변 허용 폭이 결정되는 확장가변상황과 도어의 개방상태에서 설정된 고정범위로 센서의 가변 허용 폭이 결정되는 고정상황으로 나뉘는 것을 특징으로 한다.

상기 온도비교단계에서는 상기 확장가변상황 또는 고정상황에서 결정된 온도 가변 폭의 상한치와 하한치를 감지된 고내온도 값과 비교하는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기 제어단계에서는 온도 가변 허용 폭이 적용된 기준온도의 상한치를 초과할 때 압축기를 운전시키고, 온도 가변 허용 폭이 적용된 기준온도의 하한치 미만일 때 압축기를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서 본 발명의 과제 해결 수단은, 냉장고의 제어방법에 있어서, 냉장고의 도어가 차폐되었을 때 고내온도 감지센서의 감지범위를 조절하는 확장가변상황과, 냉장고의 도어가 개방되었을 때 설정된 감지센서의 감지범위가 유지되는 고정상황으로 구분되는 상황구분단계, 상기 확장가변상황 또는 고정상황하에서 고내온도를 감지하여 상기 확장가변상황 또는 고정상황에서의 감지범위 상/하한치를 고내온도와 비교하는 온도비교단계, 상기 온도비교단계에서 상기 확장가변상황 또는 고정상황에서의 감지범위 상/하한치와 고내온도의 비교결과에 따라 압축기의 운전과 정지를 조절하는 압축기제어단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 확장가변상황에서는 외부온도를 감지하여 감지된 외부온도에 따라 다수 단계로 고내온도 감지센서의 감지범위 확장 폭이 구분되는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기 제어단계에서는 상기 확장가변상황 또는 고정상황에서의 감지범위 상한치와 고내온도를 비교하여 고내온도가 높으면 압축기를 운전하는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기 제어단계에서는 상기 확장가변상황 또는 고정상황에서의 감지범위 하한치와 고내온도를 비교하여 고내온도가 낮으면 압축기를 정지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 외부환경요인을 고려하여 압축기의 운전이 제어되기 때문에 과도한 압축기의 운전이 방지되어 압축기의 효율이 상승하게 되는 이점이 있다.

그리고, 상기와 같이 압축기의 효율이 상승함으로 인하여 압축기 수명이 증가하게 되는 이점이 있다.

또한, 상기와 같이 압축기의 효율이 상승하게 됨에 따라 소비전력이 감소되어 냉장고의 전기사용료가 절감되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 상기와 같이 전기사용료가 절감됨으로 인하여 소비자의 제품만족도가 상승하는 효과가 있으며, 제품인지도 및 기업이미지 상승의 부가적인 기대효과도 예상된다.

이하에서는 상기와 같은 효과를 가지는 본원 발명의 일실시 예를 첨부된 도 면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법이 적용된 냉장고의 외관을 도시한 사시도이다.

도면에 도시된 바에 의하면, 본 발명이 적용된 냉장고는 직육면 형상으로 형성된 본체(100)의 내부공간이 베리어에 의해 구획되어 냉동실과 냉장실로 구분되고, 상기 냉동실과 냉장실은 냉동실도어(220)와 냉장실도어(320)에 의해 선택적으로 차폐되며, 상기 냉동실도어(220)와 냉장실도어(320)에는 사용자가 용이하게 파지할 수 있도록 도어핸들(222,322)이 구비된다.

그리고, 상기 냉동실도어(220)와 냉장실도어(320)는 힌지에 의해 좌우로 회동가능하게 장착되며, 상기 힌지는 상기 본체(100)의 상면 및 하면 전측 모서리부분에 각각 구비된다.

상기 냉동실도어(220)에는 상기 냉장실도어(320)를 개방하지 않고서도 상기 냉장실 내부에 보관중인 음료를 간편하게 인출할 수 있도록 하는 홈바(340)가 구비된다.

상기 냉동실도어(220)에는 냉동실도어(220)를 개방하지 않고서도 외부에서 얼음 또는 식수를 취출할 수 있도록 디스펜서(240)가 더 구비되며, 상기 디스펜서(240)의 상측에는 냉장고의 운전상태 및 외부온도 등의 정보가 도시되는 디스플레이(260)가 더 구비된다.

상기 디스플레이(260)를 통해 도시되는 정보는 상기 본체(100)의 상면에 구비되는 인쇄배선기판(Printed Wiring Board:PWB,120)과 마이컴 및 다수의 전장부품 들이 연결되어 형성되는 전원회로에 의해 제공된다.

즉, 고내온도의 경우 상기 냉동실 또는 냉장실에 구비되는 고내온도센서를 통해 감지된 온도가 상기 마이컴으로 전달되어 상기 디스플레이를 통해 도시되며, 외부온도의 경우 상기 힌지커버(160)의 하측에 구비되며 상기 인쇄배선기판(120)과 연결되는 외부센서(140)에 의해 감지된 외부온도가 상기 마이컴으로 전달되어 상기 디스플레이(260)를 통해 도시된다.

한편, 상기 냉동실 및 냉장실은 압축기(미도시)에서 압축된 냉매가 증발기를 통해 고내(庫內) 공기 즉, 상기 냉동실과 냉장실 내부의 공기와 열교환 됨으로써 음식물의 보관환경을 일정하게 유지하게 된다.

그리고, 상기 증발기에서 생성되는 냉기량은 상기 압축기를 통해 압축되는 냉매량에 따라 조절되므로, 냉장고의 온도를 조절하기 위해서는 상기 압축기의 운전 및 정지를 제어하게 되며, 상기 압축기는 마이컴을 통해 입력되는 고내온도의 센싱정보를 입력 값으로 상기 압축기를 제어한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 의한 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도이다.

도면에 도시된 바에 의하면 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법은 냉장고가 구동되고 있는 상태에서 도어의 개방여부를 감지하는 도어감지단계(S100)가 먼저 이루어진다.

그리고, 상기 도어감지단계(S100)의 감지결과에 따라, 고내 온도를 감지하는 고내온도센서가 고정범위와 확장범위로 가변온도 허용 폭을 조절하는 센서범위 결정단계(S200)가 수행된다.

상기 센서범위 결정단계(S200)에서는 도어가 차폐된 상태를 유지할 때, 상기 외부센서(140)를 통해 감지되는 외부온도에 따라 상기 고내온도센서의 기본 감지범위에서 가변허용 폭이 다수의 경우로 확장조절되는 확장범위과정(S220)이 수행된다.

즉, 외부온도가 높으면 상기 고내온도센서의 가변허용 폭이 줄어들고, 외부온도가 낮으면 상기 고내온도센서의 가변허용 폭이 넓어져 압축기의 운전 빈도를 조절하게 된다.

그리고, 도어가 개방된 시점 또는 상태를 유지하고 있을 때, 고내온도센서의 기본 감지범위에서 일정한 가변 폭으로 고내온도센서의 감지범위가 고정되는 고정범위과정(S240)이 수행된다.

즉, 상기와 같이 도어의 개방 여부에 따라 확장범위과정(S220)과 고정범위과정(S240) 중 어느 하나가 실시되는 센서범위 결정단계(S200)는 아래에서 첨부된 도면을 참조하여 도어가 개방되었을 때와 도어가 차폐되었을 때를 구분하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

한편, 상기와 같이 센서의 가변 허용 폭이 설정되면, 고내온도센서를 통하여 고내온도를 감지하는 고내온도 감지단계(S300)가 수행된다.

그리고, 상기 고내온도 감지단계(S300)가 수행되고 나면 감지된 고내온도와, 상기 센서범위 결정단계(S200)에서 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위가 비교되 는 온도비교단계(S400)가 수행된다.

상기 온도비교단계(S400)에서는 상기 감지된 고내온도가 상기 가변허용 폭이 적용된 기준온도 범위의 상한치 또는 하한치를 비교하여 비교된 결과를 마이컴에서 압축기의 운전 또는 정지 데이터로 사용하게 된다.

즉, 상기 온도비교단계(S400)에서 산출되는 결과는 압축기의 운전 또는 정지를 조절하는 압축기 제어단계(S500)의 입력 신호가 된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 감지된 고내 온도가 상기 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위의 상한치보다 높은값을 나타낼 때에는 마이컴을 통해 상기 압축기의 운전신호가 전달되고, 상기 운전신호를 수신한 압축기는 냉매를 압축하기 위하여 운전하게 된다.

그리고, 감지된 고내 온도가 상기 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위의 하한치보다 낮은값을 나타낼 때에는 마이컴을 통해 상기 압축기의 정지 신호가 전달되고, 상기 정지신호를 수신한 압축기는 운전을 정지하게 된다.

또한, 상기와 같은 압축기의 운전 및 제어는 냉장고의 정지순간까지 지속되어 고내 온도를 외부상황에 맞게 조화시킨다.

한편, 감지된 고내 온도가 상기 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위 이내에 포함될 경우에는 압축기가 이전 상태를 유지하게 된다. 즉, 압축기가 운전상태였으면 압축기의 운전 상태가 유지되고, 정지된 상태였으면 압축기의 정지상태가 유지된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 도어가 차폐되었을 때 외부온도를 감지 하여 압축기를 제어하는 과정에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에 의해 도어가 차폐되었을 때 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도이다.

도면에 도시된 바에 의하면, 냉장고가 구동되고 있으면서 도어가 차폐 상태를 유지하고 있을 때에는, 상기 외부온도 감지센서에 의해 감지된 외부온도에 따라 고내온도 감지센서의 가변 허용 폭이 다수 경우로 구분되는 확장범위과정(S220)이수행된다.

보다 상세히 설명하면, 감지된 외부온도가 30℃를 초과할 경우 고내온도 감지센서의 가변 허용 폭은 기준온도의 상/하한치 ±1.5℃로 설정된다.

그리고, 감지된 외부온도가 20℃ ~ 30℃ 범위 이내 일 때는 고내온도 감지센서의 가변 허용 폭이 기준온도의 상/하한치 ±2℃로 설정된다.

또한, 감지된 외부온도가 10℃ ~ 20℃ 범위 이내 일 때는 고내온도 감지센서의 가변 허용 폭이 기준온도의 상/하한치 ±2.5℃로 설정된다.

상기와 같이 기준온도의 가변 허용 폭이 설정되면, 고내온도센서를 이용하여 고내온도를 감지하게 되고, 감지된 온도와 설정된 가변 폭의 상한치 또는 하한치를 비교하여 압축기의 운전 또는 정지가 조절된다.

한편, 도 4 는 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에 의해 도어가 개방되었을 때 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도이다.

도면에 도시된 바에 의하면, 냉장고가 구동되고 있는 상태에서 도어가 개방되면, 사용자가 선택한 운전모드에 따라 기준온도만 달리하고 가변 허용 폭은 동일 하게 적용하여 고내 온도센서의 감지범위가 설정되는 고정범위과정(S240)이 수행된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명이 적용된 냉장고에서는 약(-16℃), 적(-18℃), 강(-20℃)으로 기본온도가 설정되는 운전모드를 가진다. 그리고 이 러한 운전모드 중에서 운전모드가“약”으로 선택되었을 경우 센서의 감지범위는 -16℃±1℃의 가변 허용 폭 즉, -17℃의 하한치와 -15℃의 상한치로 고내 온도센서의 감지범위가 형성되며, 이러한 감지범위를 벗어나는 경우 압축기의 운전 또는 정지가 제어된다.

따라서 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에서는 도어가 개방되었을 때에는 선택된 운전모드에 고정된 가변 허용 폭을 적용하여 센서의 감지범위를 설정하고, 이러한 설정범위에 따라 압축기를 운전 또는 정지시킨다. 그리고, 도어가 차폐되었을 경우에는 감지된 외부온도에 따라 선택된 운전모드에 확장된 가변 허용 폭을 적용하여 센서의 감지범위를 설정하고 이러한 설정범위에 따라 압축기를 운전 또는 정지시켜 압축기의 운전 빈도를 감소시키게 된다.

한편, 설명하기에 따라서 본원 발명은 상기 도어감지단계(S100)와 상기 센서범위 결정단계(S200)를 하나의 단계 즉, 과정구분단계(S600)로도 설명할 수 있을 것이다. 즉, 도어의 개방여부와 동시에 확장범위과정(S220) 또는 고정범위과정(S240)으로 고내온도센서의 감지범위 가변 허용 폭이 설정됨으로써 상기 온도비교단계(S400)의 비교 기준을 형성하게 된다.

이와 같은 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 본 발 명이 속하는 기술분야에 종사하는 통상의 기술자들에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변경이 가능할 것이다.

예를 들어, 외부온도를 감지하여 확장된 가변 허용 폭을 부여함에 있어서, 본 발명의 실시 예에서 제시한 가변 허용 폭과 다르게 조정할 수도 있을 것이나 이러한 변경은 도어의 개방여부에 따라 센서의 감지범위 가변 허용 폭을 고정 또는 확장하여 조절한다는 본원 발명의 기술적 사상에 포함되는 것이 자명할 것이다.

도 1 은 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법이 적용된 냉장고의 외관을 도시한 사시도.

도 2 는 본 발명에 의한 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도.

도 3 은 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에 의해 도어가 차폐되었을 때 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도.

도 4 는 본 발명에 의한 냉장고의 제어방법에 의해 도어가 개방되었을 때 냉장고의 제어순서를 도시한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100..... 본체 120..... 인쇄배선기판

140..... 외부센서 160..... 힌지커버

220..... 냉동실도어 222,322. 도어핸들

240..... 디스펜서 260..... 디스플레이

320..... 냉장실도어 340..... 홈바

S100.... 도어감지단계 S200.... 센서범위 결정단계

S220.... 확장범위과정 S240.... 고정범위과정

S300.... 고내온도 감지단계 S400.... 온도비교단계

S500.... 압축기 제어단계 S600.... 상황구분단계

Claims (8)

1. 냉장고를 제어하는 방법에 있어서,

   냉장고의 도어 개방여부를 감지하는 도어감지단계;

   상기 도어감지단계의 감지결과에 따라, 고내 온도를 감지하는 센서가 고정범위와 확장범위로 가변온도 허용 폭을 조절하는 센서범위 결정단계;

   상기 센서범위 결정단계 이후 고내온도를 감지하는 고내온도 감지단계;

   상기 고내온도 감지단계에서 감지된 고내 온도값과, 상기 센서범위 결정단계를 통해 결정된 가변 허용 폭이 적용된 기준온도 범위를 비교하는 온도비교단계; 및

   상기 온도비교단계의 결과에 따라 압축기가 운전 또는 정지되는 압축기 제어단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서범위 결정단계에서는,

   도어의 차폐상태에서 외부온도를 감지하여, 감지된 외부온도 값에 따른 확장범위로 센서의 가변 허용 폭이 결정되는 확장범위과정과;

   도어의 개방상태에서 설정된 고정범위로 센서의 가변 허용 폭이 결정되는 고정범위과정 중 어느 하나가 실시되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 온도비교단계에서는,

   상기 확장범위과정 또는 고정범위과정에서 결정된 온도 가변 폭의 상한치 또는 하한치를 감지된 고내온도 값과 비교하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 압축기 제어단계에서는,

   온도 가변 허용 폭이 적용된 기준온도의 상한치를 초과할 때 압축기를 운전시키고, 온도 가변 허용 폭이 적용된 기준온도의 하한치 미만일 때 압축기를 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
5. 냉장고의 제어방법에 있어서,

   냉장고의 도어가 차폐되었을 때 고내온도 감지센서의 감지범위를 조절하는 확장범위과정과, 냉장고의 도어가 개방되었을 때 설정된 감지센서의 감지범위가 유지되는 고정범위과정 중 어느 하나가 실시되는 과정구분단계;

   상기 확장범위과정 또는 고정범위과정하에서 고내온도를 감지하여 상기 확장범위과정 또는 고정범위과정에서의 감지범위 상한치 또는 하한치를 고내온도와 비교하는 온도비교단계;

   상기 온도비교단계에서 상기 확장범위과정 또는 고정범위과정에서의 감지범위 상한치 또는 하한치와 고내온도의 비교결과에 따라 압축기의 운전과 정지를 조절하는 압축기제어단계를 포함하여 이루어지는 냉장고의 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 확장범위과정에서는

   외부온도를 감지하여 감지된 외부온도에 따라 다수 경우로 고내온도 감지센서의 감지범위 확장 폭이 구분되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 압축기 제어단계에서는,

   상기 확장범위과정 또는 고정범위과정에서의 감지범위 상한치와 고내온도를 비교하여 고내온도가 높으면 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 압축기 제어단계에서는,

   상기 확장범위과정 또는 고정범위과정에서의 감지범위 하한치와 고내온도를 비교하여 고내온도가 낮으면 압축기를 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.

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