KR101386474B1 - 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법이 개시된다.
개시되는 냉장고의 냉각 장치는 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기로 구성되는 냉동 사이클을 포함하는 냉장고에 있어서, 상기 증발기는 다수 개의 저장실에 각각 배치되도록 다수 개로 구성되고, 상기 응축기를 경유한 냉매의 상기 다수 개의 증발기로의 유동을 제어하는 삼방 밸브(3-way valve);를 더 포함하며,
상기 다수 개의 저장실 중 어느 하나의 저장실에 대한 냉각 운전이 완료되고, 다시 해당 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되는 경우, 상기 삼방 밸브는 상기 다수 개의 증발기 중 적어도 두 개 측으로 냉매를 유동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
개시되는 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 다수 개의 저장실에 대한 운전 조건을 충족시키면서, 냉각 장치가 안정적으로 작동될 수 있는 장점이 있다.
압축기, 삼방 밸브, 냉각 운전, 냉매 유동
Description
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 냉장고의 냉각 장치 및 그 그제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 냉각실을 구비하여 식품 등을 저온 상태로 유지시키는 장치이다. 이러한 냉장고의 냉각실은 그 유지 온도에 따라, 영하의 온도로 유지되는 냉동실과, 영상의 온도로 유지되는 냉장실로 구분될 수 있다.
이러한 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 냉동실과 냉장실로 보내어, 그 냉동실과 냉장실의 온도를 저하시킴으로써, 그 냉동실과 냉장실에 저장된 음식물 등을 신선하게 냉동 또는 냉장 보관할 수 있다.
냉장고의 하부에는 기계실이 설치된다. 상기 기계실에는 냉동 사이클을 이루는 팬, 압축기, 응축기 등이 설치된다.
종래의 냉장고에 있어서는, 냉동실, 냉장실 등이 다수 개로 형성될 수 있다. 즉, 냉장실이 다수 개로 구획되는 등의 구조를 가진 냉장고도 있었다. 이러한 다수 개의 저장실을 가진 냉장고는 그 저장되는 음식물 등의 보관 기간, 보관 요구 조건 등의 차이를 충족시킬 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 냉장고에 있어서는, 일반적으로 압축기가 단수 개 설치되는 데 비해, 다수 개의 저장실의 요구 조건, 예를 들어 내부 유지 온도 조건 등을 충족시키기 위한 상기 단수 개의 압축기에 대한 운전 제어가 용이하지 아니하였다.
이러한 압축기에 대한 운전 제어가 제대로 이루어지지 않는 경우, 압축기에 액 냉매가 유입되어 압축기의 고장을 유발할 수 있고, 다수 개의 저장실의 요구 조건이 부합되지 못하여, 제품 신뢰도가 저하될 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 다수 개의 저장실에 대한 운전 조건을 충족시키면서 안정적으로 작동될 수 있는 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 냉각 장치는 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기로 구성되는 냉동 사이클을 포함하는 냉장고에 있어서,
상기 증발기는 다수 개의 저장실에 각각 배치되도록 다수 개로 구성되고, 상기 응축기를 경유한 냉매의 상기 다수 개의 증발기로의 유동을 제어하는 삼방 밸브(3-way valve);를 더 포함하며,
상기 다수 개의 저장실 중 어느 하나의 저장실에 대한 냉각 운전이 완료되고, 다시 해당 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되는 경우, 상기 삼방 밸브는 상기 다수 개의 증발기 중 적어도 두 개 측으로 냉매를 유동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법은 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전을 수행하고, 압축기를 정지시키는 단계; 상기 저장실에 대한 냉각 운전이 재요구되는 경우, 상기 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라, 상기 다수 개의 저장실에 각각 연결된 다수 개의 증발기 측으로의 냉매 유동이 조절되도록, 삼방 밸브를 제어하는 단계; 및 상기 삼방 밸브에 대한 제어 후, 상기 압축기를 재구동시키는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 삼방 밸브를 제어함으로써, 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라, 다수 개의 저장실에 각각 연결된 다수 개의 증발기 측으로의 냉매 유동이 조절될 수 있으므로, 냉동 사이클 상의 액 냉매에 의한 압축기 등의 구성 요소의 손상이 방지될 수 있다. 따라서, 다수 개의 저장실에 대한 운전 조건을 충족시키면서, 냉각 장치가 안정적으로 작동될 수 있는 효과가 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치를 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 냉각 장치에서 제 1 증발기로의 운전이 수행되는 모습을 보이는 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 냉각 장치에서 제 1 및 제 2 증발기로의 운전이 수행되는 모습을 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치(100)는 냉동 사이클 내의 냉매를 압축시키는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)를 경유한 냉매를 응축시키는 응축기(120)와, 상기 응축기(120)를 경유한 냉매를 팽창시키는 제 1 팽창 밸브(150) 및 제 2 팽창 밸브(140)와, 상기 각 팽창 밸브(150, 140)를 경유한 냉매가 각각 경유하여, 제 1 저장실 및 제 2 저장실을 냉 각시키는 제 1 증발기(170) 및 제 2 증발기(160)를 포함한다.
또한, 상기 냉각 장치(100)는 상기 응축기(120)를 경유한 냉매의 상기 제 1 증발기(170) 및 제 2 증발기(160), 여기서는 제 1 팽창 밸브(150) 및 제 2 팽창 밸브(140)로의 유동을 제어하는 삼방 밸브(3-way valve)(130)와, 상기 삼방 밸브(130)를 제어하는 제어부(180)를 포함한다.
도면번호 121, 161, 171은 각각 상기 응축기(1200, 상기 제 2 증발기(160) 및 상기 제 1 증발기(170)를 공냉시키는 팬이다.
상기 삼방 밸브(130)의 입구는 상기 응축기(120)와 연결되어, 상기 응축기(120)로부터 냉매가 유입된다.
상기 삼방 밸브(130)의 두 출구는 상기 제 1 팽창 밸브(150) 및 상기 제 2 팽창 밸브(140)와 연결되어, 상기 응축기(120)로부터 유입되는 냉매의 유동을 제어한다.
상기 제 1 증발기(170)가 설치된 저장실은 상기 제 2 증발기(160)가 설치된 저장실에 비해 상대적으로 그 냉방 부하가 큰 공간이다.
상기와 같이 구성된 냉각 장치(100)의 동작을 간단히 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 상기 저장실에 대한 냉각이 요구되면, 상기 압축기(110)가 구동된다. 그러면, 압축된 냉매는 상기 응축기(120)로 향하고, 상기 응축기(120)를 거치며 응축된다. 응축된 냉매는 상기 삼방 밸브(130)로 유입된다.
운전 초기에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상대적으로 냉방 부하가 큰 제 1 저장실을 냉각시키기 위하여, 상기 삼방 밸브(130)의 상기 제 1 증발기(170) 측의 출구가 열리고, 상기 제 2 증발기(160) 측의 출구는 닫힌 상태를 유지한다. 그러면, 상기 제 1 증발기(170)로 냉매가 유동되어, 제 1 저장실의 냉각이 수행된다.
이러한 제 1 저장실에 대한 냉각이 수행된 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 삼방 밸브(130)의 상기 제 2 증발기(160) 측의 출구가 열린다. 이 때, 상기 제 1 증발기(170) 측의 출구는 열린 상태를 유지할 수 있다. 그러면, 상기 제 1 증발기(170) 및 제 2 증발기(160)로 냉매가 유동되어, 제 1 저장실 및 제 2 저장실의 냉각이 수행된다.
이러한 방식에 의함으로써, 상기 압축기(110) 등의 구성 요소에 걸리는 부하를 감소시키면서도, 상기 각 저장실에 대한 효과적인 냉각이 수행될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 저장실 및 제 2 저장실 중 어느 하나, 예를 들어 상대적으로 냉방 부하가 큰 상기 제 1 저장실에 대한 냉각 운전이 완료된 후, 일정 시간 경과 후, 다시 상기 제 1 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되는 경우, 상기 삼방 밸브(130)의 상기 제 1 증발기(170) 및 상기 제 2 증발기(160)로 냉매를 유동시킬 수 있는데, 이에 대하여 이하에서 상술한다.
여기서는, 상기 냉각 장치(100)가 상기 제 1 증발기(170) 및 상기 제 2 증발기(160) 두 개로 구성되는 것으로 제시되나, 증발기는 저장실의 개수에 대응하여 더 많은 개수로 구성될 수 있다.
또한, 상기 냉각 장치(100)가 상기 제 1 팽창 밸브(150) 및 상기 제 2 팽창 밸브(140) 두 개로 구성되는 것으로 제시되나, 팽창 밸브는 상기 증발기의 개수에 대응하여 더 많은 개수로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법을 보이는 순서도이다.
본 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법은 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전을 수행하고, 상기 압축기(110)를 정지시키는 단계; 상기 저장실에 대한 냉각 운전이 재요구되는 경우, 상기 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라, 상기 다수 개의 저장실에 각각 연결된 다수 개의 증발기(170, 160) 측으로의 냉매 유동이 조절되도록, 삼방 밸브(130)를 제어하는 단계; 및 상기 삼방 밸브(130)에 대한 제어 후, 상기 압축기(110)를 재구동시키는 단계;를 포함한다.
상기 삼방 밸브(120)를 제어하는 단계는, 상기 다수 개의 저장실 중 상기 냉각 운전이 수행된 저장실 외의 다른 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되지 아니하고 상기 압축기(110)가 정지된 경우, 상기 다수개의 증발기(170, 160) 중 적어도 두 개 측의 삼방 밸브(130) 출구를 여는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다수 개의 저장실 중 상기 냉각 운전이 수행된 저장실 외의 다른 저장실에 대한 냉각 운전이 수행된 후 상기 압축기(110)가 정지된 경우, 상기 다수 개의 증발기(170, 160) 중 냉각 운전이 요구되는 증발기(170) 측의 삼방 밸브(120) 출구를 여는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 삼방 밸브(130)를 제어하는 단계는 상기 다수 개의 저장실 중 냉방 부하가 상대적으로 작은 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라 상기 삼방 밸브(130)를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이하에서, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치(100)의 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 상기 저장실에 대한 냉각 운전이 요구되는 경우, 상기 압축기(110)가 구동된다(S200).
상기 압축기(110)가 구동되면, 상기 삼방 밸브(130)를 조절하여, 상기 제 1 증발기(170) 측 출구를 열고, 상기 제 2 증발기(160) 측 출구를 닫은 상태를 유지시킨다. 그러면, 상기 압축기(110) 및 상기 응축기(120)를 경유한 냉매는 상기 제 1 팽창 밸브(150)로 향하게 된다.
상기 제 1 팽창 밸브(150)를 경유한 냉매는 상기 제 1 증발기(170)로 유동된다. 그러면, 상대적으로 냉방 부하가 큰 제 1 저장실이 냉각된다.
이러한 운전은 제 1 증발기(170) 측 운전으로 정의될 수 있다(S210).
상기 제 1 증발기측(170) 운전 중, 상기 제 1 저장실의 온도가 제 1 요구 온도 이하에 도달되었는지를 판단한다(S220).
상기 판단 결과, 상기 제 1 저장실의 온도가 제 1 요구 온도 이하에 도달되었으면, 상기 제 2 저장실의 온도가 제 2 요구 온도에 도달되었는지를 판단한다(S230).
이러한 판단 결과, 상기 제 2 저장실의 온도가 제 2 요구 온도에 도달되었다고 판단되면, 상기 압축기(110)를 정지시킨다.
상기 경우는, 상기 제 1 저장실 내의 상기 제 1 증발기(170) 측 운전만 수행 되고, 상기 제 2 저장실 내의 상기 제 2 증발기(160) 측 운전은 수행되지 아니하고, 상기 압축기(110)가 정지된 경우이다.
한편, 상기 제 1 증발기(170) 측 운전 중, 상기 제 1 저장실의 온도가 제 1 요구 온도에 도달되지 아니하였으면, 상기 제 1 증발기(170) 측 운전을 지속적으로 수행한다.
또한, 상기 제 2 저장실의 온도가 제 2 요구 온도에 도달되지 아니하였으면, 제 2 증발기(160) 측 운전을 수행한다(S290). 이러한 경우, 상기 제 2 증발기(160) 측 운전 중, 상기 제 2 저장실의 온도가 제 2 요구 온도에 도달되었는지를 판단하여(S230), 상기 제 2 요구 온도에 도달되었으면, 상기 압축기(110)를 정지시킨다(S240).
상기 경우는, 상기 제 1 저장실 내의 상기 제 1 증발기(170) 측 운전과 함께, 상기 제 2 저장실 내의 상기 제 2 증발기(160) 측 운전이 수행되고, 상기 압축기(110)가 정지된 경우이다.
한편, 상기 압축기(110)가 정지된 후, 상기 제 1 저장실의 온도가 제 1 요구 온도보다 높아졌는지 여부를 판단한다(S250).
이러한 판단 결과, 상기 제 1 저장실의 온도가 상기 제 1 요구 온도보다 높아진 것으로 판단되면, 상기 제 2 증발기(160) 측 운전이 없었는지 여부를 판단한다(S260).
이러한 판단에 있어서, 상기 제 2 증발기(160) 측 운전이 없었던 경우는, 상기 제 1 저장실 내의 상기 제 1 증발기(170) 측 운전만 수행되고, 상기 제 2 저장 실 내의 상기 제 2 증발기(160) 측 운전은 수행되지 아니하고, 상기 압축기(110)가 정지된 경우이다.
이러한 경우로 판단되면, 상기 삼방 밸브(130)의 상기 제 1 증발기(170) 및 상기 제 2 증발기(160) 측 출구를 연다(S270).
이러한 상태에서, 상기 압축기(110)를 구동시킨다(S280). 그러면, 상기 삼방 밸브(130)를 경유하여, 상기 제 1 증발기(170) 및 상기 제 2 증발기(160) 측 모두로 냉매가 유동되고, 상기 응축기(120)에 있던 액 냉매가 상기 제 1 팽창 밸브(150) 및 상기 제 2 팽창 밸브(140)를 거쳐, 각각 상기 제 1 증발기(170) 및 상기 제 2 증발기(160)로 분산될 수 있다. 따라서, 상기 압축기(110)에 과도한 액 냉매가 유입되어, 상기 압축기(110)가 손상되지 아니하도록 할 수 있다.
한편, 상기 판단(S260)에서, 상기 제 2 증발기(160) 측 운전이 있었던 경우는, 상기 제 1 저장실 내의 상기 제 1 증발기(170) 측 운전과 함께, 상기 제 2 저장실 내의 상기 제 2 증발기(160) 측 운전이 수행되고, 상기 압축기(110)가 정지된 경우이다.
이러한 경우로 판단되면, 상기 삼방 밸브(130)의 상기 제 1 증발기(170) 측 출구를 연다(S300). 이러한 상태에서, 상기 압축기(110)를 구동시킨다(S280).
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권 리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 냉각 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 압축기 등의 구성 요소의 손상이 방지될 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치를 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 냉각 장치에서 제 1 증발기로의 운전이 수행되는 모습을 보이는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 냉각 장치에서 제 1 및 제 2 증발기로의 운전이 수행되는 모습을 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법을 보이는 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 냉각 장치 110 : 압축기
120 : 응축기 130 : 삼방 밸브
140 : 제 2 팽창 밸브 150 : 제 1 팽창 밸브
160 : 제 2 증발기 170 : 제 1 증발기
180 : 제어부
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 두 개의 서로 독립된 저장실에 대한 냉각 운전을 수행하고, 압축기를 정지시키는 단계;상기 저장실에 대한 냉각 운전이 재요구되는 경우, 상기 두 개의 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라, 상기 두 개의 저장실에 각각 연결된 두 개의 증발기 측으로의 냉매 유동이 조절되도록, 삼방 밸브를 제어하는 단계; 및상기 삼방 밸브에 대한 제어 후, 상기 압축기를 재구동시키는 단계;를 포함하고,상기 삼방 밸브를 제어하는 단계는상기 두 개의 저장실 중 상기 냉각 운전이 수행된 저장실 외의 다른 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되지 아니하고 상기 압축기가 정지된 경우, 냉각운전이 수행된 저장실의 증발기와 냉각운전이 수행되지 아니한 저장실의 증발기로 냉매가 흐를 수 있도록 상기 삼방 밸브의 두 개의 출구를 모두 여는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법.
- 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전을 수행하고, 압축기를 정지시키는 단계;상기 저장실에 대한 냉각 운전이 재요구되는 경우, 상기 다수 개의 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라, 상기 다수 개의 저장실에 각각 연결된 다수 개의 증발기 측으로의 냉매 유동이 조절되도록, 삼방 밸브를 제어하는 단계; 및상기 삼방 밸브에 대한 제어 후, 상기 압축기를 재구동시키는 단계;를 포함하고,상기 다수 개의 저장실 중 상기 냉각 운전이 수행된 저장실 외의 다른 저장실에 대한 냉각 운전이 수행된 후 상기 압축기가 정지된 경우, 상기 다수 개의 증발기 중 냉각 운전이 요구되는 증발기 측의 삼방 밸브 출구를 여는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 삼방 밸브를 제어하는 단계는 상기 다수 개의 저장실 중 냉방 부하가 상대적으로 작은 저장실에 대한 냉각 운전이 수행되었는지 여부에 따라 상기 삼방 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각 장치의 제어 방법.
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