KR101394327B1 - 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 저장실의 부하량을 측정하는 부하측정부, 저장실에 설치된 증발기와 연결되는 다수 개의 모세관, 모세관 각각으로 냉매를 선택적으로 공급하는 유로형성부 및 저장실의 부하량에 따라 유로형성부를 제어하여 저장실의 부하량에 따른 냉동능력을 제공하는 제어부를 포함하며, 저장실마다 길이가 상이한 다수 개의 모세관을 연결함으로써, 저장실의 부하량에 따른 적절한 냉동능력을 제공할 수 있어 효율적인 냉장, 냉동이 가능하고, 이에 따라 소비전력을 개선할 수 있다.

Description

김치냉장고의 냉매순환 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING REFRIGERANT CIRCULATION OF KIMCHI REFRIGERATOR}

본 발명은 김치냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저장실마다 길이가 상이한 다수 개의 모세관을 선택적으로 연결하여 저장실의 부하량에 따른 냉동능력을 제공할 수 있는 김치냉장고의 냉매순환 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 김치냉장고는 일반적인 냉장고와는 달리 김치, 야채나 과일 등을 오랜 시간 냉장 보관할 수 있도록 하는 것으로서, 김치와 같은 발효 식품은 적절하게 숙성시켜 그 맛을 일정하게 유지시키고, 야채나 과일 같은 식품은 신선함이 오랜 시간 동안 유지될 수 있도록 한다.

이러한 김치냉장고에는 김치를 저장할 수 있는 저장실이 통상 2개 설치되어 각각 다른 조건으로 김치를 숙성시킬 수 있도록 하고 있으며, 최근에는 저장실이 3개 설치되어 2개는 김치를 숙성, 보관하고 다른 하나는 신선한 야채 등을 보관할 수 있도록 하고 있다.

이처럼 각 저장실마다 냉장, 냉동 조건이 상이하기 때문에, 김치냉장고는 응축기로부터 유입되는 냉매의 흐름을 단속하기 위한 밸브를 구비하여 각 저장실로의 냉매 공급을 제어한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

종래의 김치냉장고는, 큰 냉동능력을 필요로 하는 저장실에는 길이가 긴 모세관을 통해 냉매를 공급하고, 상대적으로 작은 냉동능력을 필요로 하는 저장실에는 길이가 짧은 모세관을 통해 냉매를 공급하였다.

하지만, 저장실마다 일정한 길이의 모세관이 하나씩 대응되게 설치되어, 저장실 내의 부하량의 변화에 적절히 대응하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 저장실 내의 부하량이 변화하더라도, 냉매가 통과하는 모세관의 길이가 고정되어 있으므로, 저장실의 부하량에 따른 냉동능력을 적절하게 제공하기 어렵다.

예를 들어, 길이가 짧은 모세관을 통해 저장실에 냉매를 공급하다가, 저장실 내의 부하량이 증가하여 큰 냉동능력을 필요로 하는 경우, 길이가 짧은 모세관을 통해 요구되는 냉동능력을 적절하게 제공하기 어렵고, 이에 따라 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 저장실마다 길이가 상이한 다수 개의 모세관을 선택적으로 연결하여 저장실의 부하량에 따른 냉동능력을 제공할 수 있는 김치냉장고의 냉매순환 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치는 저장실의 부하량을 측정하는 부하측정부; 상기 저장실에 설치된 제1,2 증발기와 각각 연결되는 제1,2 저부하 모세관; 상기 제1,2 저부하 모세관 보다 길게 형성되고, 상기 제1,2 증발기와 각각 연결되는 제1,2 고부하 모세관; 응축기로부터 유입된 냉매를 3개의 유로로 공급하는 4방밸브인 제1밸브 및 상기 제1밸브의 유로 중 어느 하나의 유로에 계층적으로 종속되게 설치되어 상기 제1밸브로부터 유입된 냉매를 2개의 유로로 공급하는 3방밸브인 제2밸브를 포함하는 유로형성부; 및 상기 저장실의 부하량에 따라 상기 유로형성부를 제어하여 냉동능력을 제공하되, 상기 저장실의 부하량이 고부하상태이면 상기 제1,2 고부하 모세관으로 상기 냉매를 공급하고, 저부하상태이면 상기 제1,2 저부하 모세관으로 상기 냉매를 공급하는 제어부;를 포함하고, 상기 제1밸브는, 상기 3개의 유로에 각각 상기 제1 증발기와 연결되는 상기 제1 저부하 모세관, 상기 제2 증발기와 연결되는 상기 제2 저부하 모세관 및 상기 제2밸브가 연결되며, 상기 제2밸브는, 상기 2개의 유로에 각각 상기 제1 증발기와 연결되는 상기 제1 고부하 모세관 및 상기 제2 증발기와 연결되는 상기 제2 고부하 모세관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에서 부하량은 외기온도, 저장실의 고내온도 상승량 또는 목표온도와 저장실의 고내온도의 차이값 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 측정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 저장실마다 길이가 상이한 다수 개의 모세관을 선택적으로 연결함으로써, 저장실의 부하량에 따른 적절한 냉동능력을 제공할 수 있어 효율적인 냉장, 냉동이 가능하고, 이에 따라 소비전력을 개선할 수 있다.

또한, 본 발명은 다수 개의 밸브를 계층적으로 종속되게 설치함으로써, 냉매가 공급되는 유로를 부하량에 따라 단계적으로 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치를 개념적으로 도시한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치에서 모세관의 길이에 따른 냉동능력을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 구성의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 및 제어방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치를 개념적으로 도시한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치에서 모세관의 길이에 따른 냉동능력을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 구성의 일 예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치 구성의 다른 예를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어장치는 부하측정부(10), 유로형성부(20), 다수 개의 모세관(30), 제1,2증발기(41,42) 및 제어부(50)를 포함한다.

부하측정부(10)는 제1,2저장실(R1,R2)의 부하량을 측정하여 제어부(50)에 전달한다.

부하측정부(10)는 제1저장실(R1)의 고내온도를 측정하는 제1고내온도센서(11), 제2저장실(R2)의 고내온도를 측정하는 제2고내온도센서(12) 및 외기온도를 측정하는 외기온도센서(13)를 포함할 수 있다.

그리고, 부하측정부(10)는 외기온도, 제1,2저장실(R1,R2)의 고내온도 상승량 또는 제1,2저장실(R1,R2)의 고내온도와 목표온도의 차이값 등 제1,2저장실(R1,R2)의 냉장 또는 냉동을 방해하는 요소들 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 제1,2저장실(R1,R2)의 부하량을 측정할 수 있다.

한편, 압축기(미도시)는 팽창된 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하고, 압축기에서 기체 상태로 압축된 냉매는 응축기(미도시)를 통과하면서 상온 고압인 액체 상태의 냉매로 변화된다.

응축기를 통과한 액체 상태의 냉매는 드라이 필터(미도시)를 통과하면서 수분과 이물질이 제거된 후, 다수 개의 모세관(30)을 통해 제1,2저장실(R1,R2)에 각각 설치된 제1,2증발기(41,42)로 공급된다.

이때, 유로형성부(20)는 응축기로부터 유입되는 냉매를 다수 개의 모세관(30) 중 어느 하나 이상의 모세관으로 선택적으로 공급하도록 유로를 형성하며, 제어부(50)에 의해 그 동작이 제어된다.

유로형성부(20)는 적어도 하나 이상의 밸브를 통해 다수 개의 유로를 형성한다. 이때, 밸브는 3개의 냉매관에 연결되어 2개의 유로를 형성할 수 있는 3방밸브 또는 4개의 냉매관에 연결되어 3개의 유로를 형성할 수 있는 4방밸브일 수 있다.

그리고, 유로형성부(20)는 계층적으로 종속되게 설치되는 2개 이상의 밸브를 통해 유로를 형성할 수 있다.

구체적으로, 유로형성부(20)는 다수 개의 유로를 형성하는 제1밸브(21)와 제1밸브(21)에서 형성된 어느 하나 이상의 유로에 계층적으로 종속되게 설치되어 다수 개의 유로를 형성하는 제2밸브(22)를 포함할 수 있고, 제1밸브(21)와 제2밸브(22)에 의해 형성된 다수 개의 유로는 상기 다수 개의 모세관(30)과 각각 연결된다.

도 3에 도시된 일 예에서는, 제1밸브(21)는 4방밸브로 구성되어 3개의 유로를 형성하고, 제2밸브(22)는 제1밸브(21)에서 형성한 하나의 유로에 종속되게 설치되어 2개의 유로를 형성하고 있으며, 제1밸브(21)와 제2밸브(22)에 의해 형성된 4개의 유로는 각각 제1,2 고부하 모세관(31,33) 및 제1,2 저부하 모세관(32,34)에 연결되고 있다.

한편, 도 3에 도시된 실시예에서는 유로형성부(20)가 계층적으로 종속되게 연결되는 2개의 밸브를 통해 유로를 형성하는 것을 예로 들었지만, 유로형성부(20)에 설치되는 밸브의 개수와 종류 및 종속적으로 설치되는 밸브의 연결 형태는 냉매관과 저장실의 개수 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

다수 개의 모세관(30)은 유로형성부(20)와 제1,2증발기(41,42)사이에 설치되며, 응축기로부터 유입되는 상온 고압의 냉매를 감압시켜 저온 저압의 냉매로 변화시키고, 이를 제1,2저장실(R1,R2)에 각각 설치된 제1,2증발기(41,42)에 공급한다.

이때, 다수 개의 모세관(30)은 제1,2증발기(41,42) 각각에 2개 이상의 모세관이 연결되도록 구성될 수 있다.

또한, 다수 개의 모세관(30)은 저장실의 부하량에 따른 냉동능력을 제공할 수 있도록 상이한 길이로 설치될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 모세관의 길이가 길수록 공급되는 냉매를 더 저온 저압으로 감압시킬 수 있어 보다 큰 냉동능력을 제공할 수 있다.

참고로, 도 2에서 40은 증발기이고, a,b,c는 하나의 증발기에 연결되는 서로 다른 길이를 가진 모세관에 해당한다.

이와 같이 하나의 증발기에 길이가 상이한 다수 개의 모세관을 연결하면, 저장실의 부하량에 따라 냉매가 통과하는 모세관을 선택함으로써, 부하량에 따른 냉동능력을 제공할 수 있다.

한편, 다수 개의 모세관(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1증발기(41)에 연결되는 제1 고부하 모세관(31), 제1 저부하 모세관(32) 및 제2증발기(42)에 연결되는 제2 고부하 모세관(33), 제2 저부하 모세관(34)으로 구성될 수 있다.

그리고, 제1 고부하 모세관(31) 및 제2 고부하 모세관(33)은 각각 제1 저부하 모세관(32) 및 제2 저부하 모세관(34)보다 길게 형성된다.

이때, 각 증발기에 연결되는 모세관의 개수와 길이는 저장실의 용도와 개수 및 설계자의 의도에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

예를 들어, 다수 개의 모세관(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1증발기(41)에 연결되는 제1 고부하 모세관(31), 제1 저부하 모세관(32) 및 제2증발기(42)에 연결되는 제2 저부하 모세관(34)으로 구성될 수 있다.

즉, 제1,2저장실(R1,R2)의 용도에 따라 또는 유로형성부(20)에 구비되는 밸브의 개수를 줄이기 위해서 본 발명의 구성과 종래의 구성을 혼합할 수 있다.

제어부(50)는 부하측정부(10)에서 측정한 제1,2저장실(R1,R2)의 부하량에 따라 유로형성부(20)를 제어한다.

제어부(50)는 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어하여 제1,2증발기(41,42) 각각에 연결된 다수 개의 모세관 중 어느 하나의 모세관을 통과하는 유로를 형성하여 제1,2증발기(41,42)로 각각 냉매를 공급한다.

이때, 제어부(50)는 제1,2증발기(41,42) 각각에 연결된 모세관의 개수에 따라 제1,2저장실(R1,R2)의 부하상태를 구분할 수 있다.

예를 들어, 제어부(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1,2증발기(41,42) 각각에 상이한 길이를 가지는 2개의 모세관이 연결되는 경우, 고부하상태 및 저부하상태로 구분하여 유로형성부(20)를 제어할 수 있다.

즉, 제어부(50)는 제1저장실(R1)이 고부하상태이면, 제1 고부하 모세관(31)을 통과하는 유로로 냉매를 공급하고, 제1저장실(R2)이 저부하상태이면, 제1 저부하 모세관(32)를 통과하는 유로로 냉매를 공급하도록 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어할 수 있다.

이때, 고부하상태 및 저부하상태의 판단기준은 제1,2저장실(R1,R2) 각각의 부하량에 따라 결정될 수 있다.

즉, 제어부(50)는 외기온도가 기준온도 이상이거나, 제1,2저장실(R1,R2)의 고내온도의 상승량이 기준상승량 이상이면 고부하상태로 판단할 수 있다.

또한, 제어부(50)는 제1,2저장실(R1,R2)의 고내온도와 목표온도의 차이값이 기준치 이상이어서 냉동모드로 동작하는 경우에 고부하상태로 판단할 수 있다.

마찬가지로, 제어부(50)는 제1,2증발기(41,42)에 각각 서로 다른 길이를 가지는 3개의 모세관이 연결되는 경우, 고부하상태, 중부하상태 및 저부하상태로 구분하여 유로형성부(20)를 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김치냉장고의 냉매순환 제어방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

제어부(50)는 부하측정부(10)를 통해 제1,2저장실(R1,R2)의 부하량을 측정한다(S100).

제어부(50)는 측정된 부하량을 기초로 제1,2저장실(R1,R2)의 부하상태를 판단하고(S200), 제1저장실(R1) 또는 제2저장실(R2)이 고부하상태이면 각각 제1 고부하 모세관(31) 또는 제2 고부하 모세관(33)을 통해 냉매를 공급하도록 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어한다(S300).

반면, 제어부(50)는 제1저장실(R1) 또는 제2저장실(R2)이 저부하상태이면 각각 제1 저부하 모세관(32) 또는 제2 저부하 모세관(34)을 통해 냉매를 공급하도록 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어한다(S400).

본 실시예에서는 각 저장실에 연결되는 다수 개의 모세관(30)의 길이가 상이한 구성을 예로 들었지만, 각 저장실에 길이가 동일한 다수 개의 모세관(30)을 연결하는 것도 가능하다.

즉, 다수 개의 모세관(30)은 제1,2증발기(41,42) 각각에 2개 이상의 동일한 길이의 모세관이 연결되도록 구성될 수 있다.

그리고, 제어부(50)는 부하측정부(10)에서 측정한 부하량에 따라 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어하여 제1,2증발기(41,42) 각각에 연결된 다수 개의 모세관 중 냉매가 통과하는 모세관의 개수를 증감시켜 냉매를 공급할 수 있다.

예를 들어, 제어부(50)는 제1,2증발기(41,42) 각각에 동일한 길이를 가지는 2개의 모세관이 연결되는 경우, 제1저장실(R1) 또는 제2저장실(R2)이 고부하상태이면 2개의 모세관을 통해 냉매를 공급하고, 저부하상태이면 1개의 모세관을 통해 냉매를 공급하도록 유로형성부(20)에 구비된 밸브를 제어할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10 : 부하측정부 11 : 제1고내온도센서
12 : 제2고내온도센서 13 : 외기온도센서
20 : 유로형성부
21 : 제1밸브 22 : 제2밸브
30 : 다수 개의 모세관
41 : 제1증발기 42 : 제2증발기
R1 : 제1저장실 R2 : 제2저장실

Claims (8)

1. 저장실의 부하량을 측정하는 부하측정부;
   상기 저장실에 설치된 제1,2 증발기와 각각 연결되는 제1,2 저부하 모세관;
   상기 제1,2 저부하 모세관 보다 길게 형성되고, 상기 제1,2 증발기와 각각 연결되는 제1,2 고부하 모세관;
   응축기로부터 유입된 냉매를 3개의 유로로 공급하는 4방밸브인 제1밸브 및 상기 제1밸브의 유로 중 어느 하나의 유로에 계층적으로 종속되게 설치되어 상기 제1밸브로부터 유입된 냉매를 2개의 유로로 공급하는 3방밸브인 제2밸브를 포함하는 유로형성부; 및
   상기 저장실의 부하량에 따라 상기 유로형성부를 제어하여 냉동능력을 제공하되, 상기 저장실의 부하량이 고부하상태이면 상기 제1,2 고부하 모세관으로 상기 냉매를 공급하고, 저부하상태이면 상기 제1,2 저부하 모세관으로 상기 냉매를 공급하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제1밸브는,
   상기 3개의 유로에 각각 상기 제1 증발기와 연결되는 상기 제1 저부하 모세관, 상기 제2 증발기와 연결되는 상기 제2 저부하 모세관 및 상기 제2밸브가 연결되며,
   상기 제2밸브는,
   상기 2개의 유로에 각각 상기 제1 증발기와 연결되는 상기 제1 고부하 모세관 및 상기 제2 증발기와 연결되는 상기 제2 고부하 모세관이 연결되는 것을 특징으로 하는 김치냉장고의 냉매순환 제어장치.
   
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8. 제 1항에 있어서, 상기 부하량은 외기온도, 상기 저장실의 고내온도 상승량 또는 목표온도와 상기 저장실의 고내온도의 차이값 중 어느 하나 이상의 값을 기초로 측정되는 것을 특징으로 하는 김치냉장고의 냉매순환 제어장치.

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