KR101401619B1 - 냉장고의 룸온도 표시방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 룸온도 표시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도센서의 감지온도가 룸내부의 내용물 온도보다 빠르게 변하는 것을 방지하기 위하여, 온도센서의 위치와 내용물의 저장량 및 반응속도에 따라 실제 부하온도와의 차이를 구하고 온도센서의 감지온도를 마이컴에서 특정 연산식을 적용하여 실제 내용물이 저장된 룸온도와 유사하게 표시하게 하는 냉장고의 룸온도 표시방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 온도센서를 이용하여 룸 내부의 현재온도를 측정하고, 상기 측정된 현재온도를 메모리부에 저장하는 단계; 측정된 룸 내부의 현재온도와 메모리에 저장되어 있는 직전표시온도를 비교 연산하여 연산온도를 산출하는 단계; 상기 연산온도를 디지털신호로 변환하여 온도표시부에 전달하는 단계 및 온도표시부에 전달된 연산온도를 상기 온도표시부에 표시하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

냉장고의 룸온도 표시방법{Method for displaying room-temparature of refrigerator}

본 발명은 냉장고의 룸온도 표시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도센서의 감지온도가 룸내부의 내용물 온도보다 빠르게 변하는 것을 방지하기 위하여, 온도센서의 위치와 내용물의 저장량 및 반응속도에 따라 실제 부하온도와의 차이를 구하고 온도센서의 감지온도를 마이컴에서 특정 연산식을 적용하여 실제 내용물이 저장된 룸온도와 유사하게 표시하게 하는 냉장고의 룸온도 표시방법에 관한 것이다.

냉장고에 음식물 등을 저장하는 공간(룸, room)에는 룸온도를 측정하기 위하여 온도센서가 구비되어 있다. 일반적으로 온도센서는 룸 내부의 상부나 측면에 설치되어 룸 내부의 공기온도를 측정하는데, 이는 온도센서가 룸 내부의 온도변화를 빨리 감지하도록 하기 위함이다. 그런데, 이러한 목적을 위하여 설치된 온도센서는 경우에 따라서 소비자의 감성품질을 저하하는 원인이 되기도 한다. 즉, 소비자가 냉장고의 문을 열거나 고온의 음식물을 냉장고에 넣으면 냉장고의 내부 공기가 급격히 유출되거나 가열되어 룸 내부의 공기온도는 급격히 증가하게 되는데, 실제 부하(내용물)의 온도는 거의 변화가 없음에도 불구하고 소비자들은 룸 내부에 저장되어 있는 부하의 온도가 디지털온도계에 의하여 표시되는 온도로 오인하여 불만을 제기하는 경우가 많은 것이다.

종래에 이러한 문제점을 방지하기 위하여 다양한 방안이 제시되었다. 일례로 룸 내부의 공기온도가 아닌 부하온도에 가장 근접한 조건에서 온도를 측정하는 방식이 있는데, 온도센서를 부하의 하부에 가려지도록 위치시키거나 룸 내부에 냉장고의 최저온도에도 얼지 않는 용액을 밀폐된 공간에 넣어두고, 온도센서와 접촉하고 있는 부하나 용액의 온도를 직접측정하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 실제 부하의 온도를 측정하는 데는 유리하나 내부온도를 일정하게 유지하거나 일정온도 이하로 유지하는 데는 단점이 있다. 즉, 냉장고의 문이 열리거나 다른 사유로 인하여 냉장고 룸 내부의 온도가 급격히 올라가는 경우에는 상기 룸 내부의 온도를 떨어뜨리거나 일정온도 이하로 유지하기 위하여 냉동장치를 가동시켜 주어야 하는데, 온도센서에서는 여전히 온도변화가 거의 없는 부하의 온도를 측정하고 있기 때문에 냉동장치가 가동되지 않게 되는 것이다. 그러다가 부하의 온도가 실제로 올라가서 냉동장치의 가동기준 이상이 되고 온도센서가 그것을 감지하여 냉동장치를 가동하기 시작하면 부하의 온도가 원하는 온도가 되기까지 상당한 시간이 소요되게 된다. 따라서 부하가 기준온도 이상에서 상당시간 노출되기 때문에 음식물 등과 같은 부하의 부패 등이 쉽게 발생하게 되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일부 냉동장치는 소비자의 인식을 둔화시키기 위하여 숫자를 표시하지 않고 엘이디 바(LED Bar)를 이용하여 온도를 표시하거나 디지털 디스플레이 타입(Digital Display Type)의 경우는 일정시간이 지나면 설정온도로 고정하는 방법을 택하고 있는 경우도 있다. 하지만 이러한 방식은 과학적인 근거에 기초하거나 실제 부하 또는 룸 내부 공간의 온도와는 무관하며, 일종의 속임수에 불과하다. 그리고 경우에 따라서는 소비자가 냉장고 문을 상당시간 열어두어도 냉장고의 온도가 일정 온도에서 계속 멈춰져 있기 때문에 온도계에 대한 신뢰를 떨어뜨리며, 이러한 신뢰상실은 제품 전체에 대한 신뢰 하락으로 이어지게 될 수도 있다.

KR 10-0820889 A1 KR 10-2002-0083896 A1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 온도센서를 그대로 이용하면서 룸 내부 공간에 채워진 부하의 양과 온도센서의 변화속도를 이용하여 실제 부하의 온도와 온도센서에 의하여 측정되는 온도를 마이컴에서 특정한 방식으로 연산하여 소비자들에게 보여지는 온도는 부하의 온도에 최대한 근접하게 표시하고 냉동장치의 가동은 실제 측정온도 또는 실제측정온도와 부하의 온도 사이의 값에 의하여 가동되게 함으로써 소비자의 감성품질 향상은 물론 소비전력을 줄여서 에너지를 절감하는데도 도움을 줄 수 있는 냉장고의 룸온도 표시방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 온도센서를 이용하여 룸 내부의 현재온도를 측정하고, 상기 측정된 현재온도를 메모리부에 저장하는 단계; 측정된 룸 내부의 현재온도와 메모리에 저장되어 있는 직전표시온도를 비교 연산하여 연산온도를 산출하는 단계; 상기 연산온도를 디지털신호로 변환하여 온도표시부에 전달하는 단계; 및 온도표시부에 전달된 연산온도를 상기 온도표시부에 표시하는 단계를 포함하여 구성되는 냉장고의 룸온도 표시방법에 있어서, 상기 연산온도는 "연산온도(A)=B(n-1)/n+C(1/n)"에 의하여 연산되되, 상기 B는 직전표시온도, 상기 C는 현재온도이고, 상수 값 n은 냉장고의 특성에 따라 결정되는 부정상수인 것을 특징으로 하고, 상기 부정상수 n은 특정시간 간격으로 측정된 현재온도와 직전표시온도의 차이 값에 의하여 결정되며, 상기 부정상수 n은 기본 값을 4로 하되, 1 내지 10 사이의 상수 중에 어느 하나의 값을 가지며, 상기 부정상수는 상기 현재온도와 직전표시온도의 차이 값이 평균적인 변화량보다 큰 특정 값 이상이 되면 4 미만의 값을 가지고, 평균적인 변화량보다 작은 특정 값 이하이면 4를 초과하는 값을 가지며, 평균적인 변화량과 동일한 특정 값이면 4를 유지하도록 할 수 있다.

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본 발명에 따른 냉장고의 룸 온도 표시방법에 의하면 소비자들에게 보여지는 온도는 부하의 온도에 근사하기 때문에 소비자들이 급격한 온도변화로 인하여 불안이나 불신을 가지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 냉동장치의 가동온도를 실체측정온도와 연산 값에 의하여 얻어지는 온도 사이의 특정 온도로 설정하여 일시적인 냉기방출로 인한 온도변화에 냉동장치가 과도하게 반응하지 않도록 함으로써 소비전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1a은 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법을 구현하기 위한 온도표시계통의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 1b는 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법이 적용된 업소용 냉장고의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고 룸온도 표시방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법을 적용한 로직에 의하여 산출되는 연산온도의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는 도 3에 나타난 그래프의 일부구간을 확대한 그래프.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법을 구현하기 위한 온도표시계통의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 1b는 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법이 적용된 업소용 냉장고의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시장치는 온도센서(30), 마이컴(10), 온도표시부(70), 메모리부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

온도센서(30)는 냉장고의 룸 내부에 구비되어 룸온도를 측정한다. 일반적으로 온도센서(30)는 부하(음식물 등 냉장고 내부에 저장되는 것을 말함)와 직접적으로 접촉하지 않으면서 룸 내부 공간의 온도를 측정할 수 있는 공간에 설치되는 것이 바람직하다. 따라서 온도센서(30)는 룸 내부의 상부면 또는 상부면에 인접한 측면에 구비되는 것이 바람직하다. 온도센서(30)는 부특성 서미스터(Negative Temperature Coefficient)가 사용되는 것이 바람직하다. 부특성 서미스터란 온도가 상승하면 저항값이 감소하여 온도를 측정하는 온도센서(30)를 말한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것일 뿐, 본 발명의 실시를 위해서 온도센서의 종류는 반드시 특정의 방식이나 모델로 한정될 필요는 없다.

온도표시부(70)는 냉장고의 외부에 구비되어 소비자에게 내부온도를 숫자로 표시해 주는 것으로 공지기술이다.

마이컴(10)은 후술하여 설명할 룸온도를 연산하는 기능을 포함하고, 메모리부(50)는 측정된 온도 또는 연산된 온도 값을 저장하는 공간이다. 마이컴(10)과 메모리부(50)는 공지의 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1b에서 온도표시부(70)는 냉장고의 외부 중 소비자에게 잘 보이는 곳에 설치되는 것으로, 상기 온도표시부(70)에는 후술하여 설명할 연산과정을 거쳐서 산출되는 연산온도가 표시되며 이를 표시온도라 한다.

상기와 같은 구성에서 온도센서(30)에 의하여 룸 내부의 온도가 측정되면, 마이컴(10)은 일단 그 측정값을 메모리부(50)에 저장한 후에 온도표시부(70)에 표시할 온도 값을 연산(이하 '연산온도'라 함)하여 온도표시부(70)에 표시해 준다. 이때, 현재 측정온도(이하 '현재온도'라 함)와 직전에 표시된 온도(이하 '직전표시온도'라 함)를 비교하여 측정하게 되는데, 직전표시온도 값이 없을 경우에는 현재 값을 온도표시부(70)에 그대로 표시할 수도 있다. 연산온도를 산출하는 방법에 관해서는 후술하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고 룸온도 표시방법을 나타내는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법은 온도센서(30)를 이용하여 룸 내부의 현재온도를 측정하고, 측정된 현재온도를 메모리부(50)에 저장하는 단계(S100); 상기 측정된 룸 내부의 현재온도와 메모리에 저장되어 있는 직전표시온도를 비교하여(S110) 연산온도를 산출하는 단계; 상기 연산온도를 디지털신호로 변환하여 온도표시부(70)에 전달하는 단계 및 온도표시부(70)에 전달된 연산온도를 상기 온도표시부(70)에 표시하는 단계(S190)를 포함하여 구성될 수 있다.

온도센서(30)는 전술하여 설명한 바와 같이 룸 내부의 상부 또는 상부와 인접한 측벽 중 어느 하나의 공간에 설치될 수 있다. 따라서 온도센서(30)는 기본적으로 냉장고의 룸 내부에 존재하는 공기의 온도를 측정하는 것이다. 룸 내부의 공기는 냉장고 문이 닫힌 상태에서 일정시간이 지나면 부하의 온도와 동일하게 되며, 그 상태가 계속해서 유지되게 된다. 하지만 사용자가 냉장고의 문을 열면 냉장고의 룸 내부에 존재하던 공기가 밖으로 쏟아지면서 온도센서(30) 주변의 온도가 급격히 올라가게 된다. 그리고 사용자가 뜨거운 음식 등을 냉장고에 넣는 경우에도 온도센서(30)의 온도는 급격히 올라갈 수 있다. 또한, 동일한 조건에서도 온도센서(30)의 위치에 따라 온도의 변화량이 달라질 수 있다. 예를 들어, 냉장고의 내부가 깊이 형성되어 있고, 온도센서(30)가 내부공간의 내측에 깊숙이 위치하는 경우에는 동일한 조건에서도 온도의 변화가 상대적으로 적을 것이고, 냉장고의 내부가 좁고 온도센서(30)가 냉장고 문에 인접하여 위치하는 경우에는 온도변화가 상대적으로 클 것이다. 온도센서(30)는 기본적으로 이러한 조건에 무관하게 측정하는 시점의 절대적인 온도 값을 측정하여 메모리부(50)에 저장하게 된다. 이때, 미리 설정된 일정한 시간간격으로 측정되는 온도 값은 일정범위까지 순차적으로 메모리부(50)에 저장되게 되는데, 측정한 시점을 기준으로 측정값의 온도를 현재온도라고 한다. 한편, 후술하여 설명하는 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고 룸 온도 표시방법은 측정온도를 그대로 온도표시부에 표시하지 않고 연산과정을 거쳐서 산출된 온도를 온도표시부에 표시하게 되는데, 이때 온도표시부에 표시된 온도를 표시온도라고 하며, 연산온도를 산출하는데 필요한 직전표시온도는 현재온도를 측정하는 시점의 바로 직전에 온도표시부에 표시한 온도를 말한다.

그리고 이하에서 설명하는 용어 중 현재온도와 표시온도, 직전온도와 직전표시온도는 상대적인 개념이다. 예를 들어, 30초 간격으로 측정된 3개의 온도 값이 있는 경우에 각각의 시점에서 측정된 온도는 그 시점의 현재온도가 되고, 첫 번째 측정된 온도는 두 번째 측정된 온도에 대하여 그리고 두 번째 온도는 세 번째 측정된 온도에 대하여 각각 직전온도가 된다. 그리고 후술하여 설명할 연산온도가 그 시점에서의 표시온도가 되고, 현재 표시온도의 바로 전에 표시된 온도가 직전표시온도가 된다. 현재표시온도는 직전표시온도와 현재측정온도를 이용하여 산출하게 된다. 표시온도 등을 산출하는 방법에 관해서는 후술하여 설명한다.

본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법은 후술하여 설명하는 바와 같이 냉장고의 룸 내부온도가 내외부의 영향에 의하여 급격하게 증가하는 경우에 부하온도와의 차이를 보완해서 온도표시부(70)에 표시해 주기 위한 방법이다. 따라서 현재온도와 직전표시온도의 차이가 없는 경우 또는 직전표시온도 값이 없는 경우(냉장고를 가동하고 처음 측정되는 온도인 경우)에는 후술하여 설명할 연산과정을 거치지 않고 곧바로 현재 측정값을 온도표시부(70)에 표시해 줄 수도 있다. 또한, 필요에 따라서는 냉장고를 가동하는 초기에는 소비자가 냉장고의 냉동성능에 대한 오해를 하지 않도록 일정시간 또는 내부온도가 일정수준에 이르기까지 온도센서(30)에서 측정되는 현재온도만을 온도표시부(70)에 표시해 주거나 후술하여 설명할 n값을 낮게 할 수도 있다.

"측정된 룸 내부의 현재온도와 메모리부(50)에 저장되어 있는 직전표시온도를 비교하여 연산온도를 산출하는 단계(S110, S130, S150, S170)"는 미리 설정된 일정한 간격으로 측정된 현재온도와 직전표시온도를 이용하여 연산온도를 산출하는 것이다. 연산온도는 온도센서(30)에 의하여 측정된 냉장고의 룸 내부 온도에 부하온도 값을 보정하여 산출된 온도가 된다. 냉장고의 룸 내부에 절반 가량이 음식물로 채워져 있는 경우에 냉장고의 문이 열리면 나머지 절반을 채우고 있는 공기의 일부 또는 상당부분이 외부로 유출되어 온도센서(30) 주변의 온도가 급격히 상승하게 된다. 그러나 실제 냉장고 내부의 전체에서 공기가 차지하는 비열의 양은 음식물의 전체 비열 양과 비교할 때 무시할 만한 수준에 해당한다. 즉, 냉장고 내부의 온도가 -5℃인 상태에서 냉장고의 문이 열여서 공기의 절반 가량이 빠져나간 경우에도 다시 냉장고의 문을 닫고 냉동장치를 가동하지 않더라도 평형상태가 유지된 후의 온도는 -5℃에서 크게 변화가 없다. 이는 냉기의 절대량이 매우 큰 음식물의 냉기가 방출되어 비열이 상대적으로 매우 낮은 공기의 온도를 평형상태의 수준까지 낮추기 때문에 온도의 변화량은 거의 미미하다. 하지만 실제 온도센서(30)에 의하여 측정되는 값은 부하의 온도나 냉기의 총량을 전혀 고려하지 않고 온도센서(30) 주위의 온도만을 측정하기 때문이다. 그런데 문제는 소비자들이 온도표시부(70)에 표시된 현재 측정온도 값을 부하의 온도로 착각하여 냉장고의 품질이나 성능에 의구심을 가지는 경우가 많다. 즉, 냉장고의 내부 온도가 급격히 상승 또는 하락하는 경우에 소비자들은 냉동장치 또는 센서에 문제가 있거나 부정확한 것으로 오해를 하는 것이다. 따라서 본 발명에서는 부하의 온도나 냉기의 절대량을 온도센서(30)에 의하여 측정된 온도 값에 보정해 주어, 온도의 변동 값이 크지 않으면서 냉장고 내부의 온도를 부하온도에 가깝게 표시해 주기 위한 것이다.

연산온도는 아래의 수학식에 의하여 산출된다.

( 수학식 1)

연산온도(A)=B(n-1)/n+C(1/n)

여기서 B는 직전표시온도 값이고, C는 현재온도 값이고, n은 냉장고의 특성에 따라 결정되는 부정상수 값이다. n값은 냉장고의 내부공간의 크기와 온도센서(30)의 설치위치 등 냉장고의 특성에 의하여 기본 값이 정해지고, 현재온도와 직전표시온도의 차이에 따라 상기 기본 값에 가감이 되면서 결정된다. 여기서 연산온도는 후술하여 설명하는 바와 같이 실제로 온도표시부에 표시되게 되는데, 현재의 연산온도가 현재의 표시온도가 되고, 직전의 연산온도가 직전표시온도 값이 되는 것이다.

상기 수학공식에서 부정상수 n값이 낮을수록 온도표시부(70)에 표시되는 값은 빨리 변하고, n값이 높을수록 온도표시부(70)에 표시되는 온도는 값은 상대적으로 천천히 변하게 된다. 그런데, 전술하여 설명한 바와 같이 냉장고의 문이 열리는 경우에 냉장고의 내부에 부하가 적을수록, 냉장고 문을 개방하는 시간과 개방량이 클수록 냉장고의 공기온도를 급격히 변하게 되고, 그에 따라 온도센서(30)에 의하여 측정되는 값도 급격히 변하게 된다. 그리고 부하가 많을수록 실제 냉기의 총량은 크기 때문에 냉장고의 문을 닫고나서 공기와 부하의 온도가 평형상태에 도달하는 시간은 짧아지고, 부하의 온도변화량을 적게 된다. 즉, 냉장고의 내부에 존재하는 냉기의 절대 총량은 부하량(냉장고 룸의 비어있는 공간의 크기)에 가장 큰 영향을 받게 된다. 그리고 냉장고 문의 개방 정도나 개방시간이 동일한 경우에는 부하가 클수록(음식물이 많을수록) 온도센서(30)에 의하여 측정되는 온도변화도 적게 된다. 따라서 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에서 n값은 부하량에 의하여 가장 큰 영향을 받는다. 따라서 n값을 보다 정확하게 산출하기 위해서는 부하량을 먼저 정확히 측정할 필요가 있다. 부하량은 적외선센서, 초음파센서 또는 무게측정 등을 통하여도 쉽게 측정할 수 있지만, 이러한 경우에는 별도의 센서나 저울 등이 추가로 구비되어야 하기 때문에 바람직하지 않다. 그리고 부하의 부피와는 무관하게 뜨거운 물체가 들어오는 경우에는 부하량을 측정하는 것만으로는 정확한 n값을 산출하기가 어렵다. 따라서 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법은 룸 내부의 온도변화 값을 이용하여 부하에 의한 영향을 간접적으로 산출하는 것이다. 이때, 냉장고의 내부공간은 제한되어 있고, 비교적 작은 공간이기 때문에 현재온도와 직전표시온도만 가지고도 부하에 의한 영향을 보완해 주는데 충분한 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 당업자라면 누구나 예측 가능할 것이다.

먼저, 연산온도 산출에 있어서 n값은 냉장고의 내부공간 크기와 온도센서(30)의 설치위치 등에 따라 기본 값이 정해지게 된다. 전술하여 설명한 바와 같이 냉장고의 내부공간이 깊고, 온도센서(30)가 냉장고의 문으로부터 깊은 위치에 있는 경우에는 냉장고 문이 개방되더라도 온도변화가 상대적으로 작게 일어나게 된다. 따라서 이러한 경우에는 n값이 상대적으로 낮게 설정하여 온도센서(30)에 의하여 측정되는 현재온도의 값을 연산온도에 좀더 많이 반영하는 것이 바람직하다. 반대로, 온도센서(30)가 냉장고 문에 인접하게 설치되어 온도변화가 심한 경우에는 n값을 상대적으로 높게 설정하여, 온도센서(30)에 의하여 측정된 값을 연산온도를 산출할 때 상대적으로 적게 반영하도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 조사결과 냉장고의 내부공간의 크기나 깊이, 냉장고의 내부에 온도센서(30)가 설치된 위치는 대부분 큰 차이가 나지 않으며, 이러한 차이에 의한 내부온도의 변화 또한 적은 것으로 나타났다. 이는 현재 제조되어 판매되는 냉장고의 용량과 온도센서(30)의 부착위치가 표준화되어 있거나 유사하기 때문이다. 그리고 현재 시중에 판매되고 있는 업소용 냉장고의 평균적인 유형에서는 n값을 4로 한 경우에 부하의 온도와 실제 온도센서(30)에 의하여 측정된 온도와의 오차, 즉 부하의 총 냉기 양과 공기의 총 냉기 양을 고려한 실제 냉장고 내부의 냉기변화량(온도변화량)을 가장 근사하게 표시하면서 냉동장치의 가동타이밍을 가장 적절하게 할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에서 부정상수 n 값은 4를 기본으로 하고, 여기에 현재온도와 직전표시온도와의 차 값을 보완하여 가감하는 방법으로 특정된다. 다만, 이는 현재 시중에서 판매되는 냉장고의 용량과 온도센서(30)의 위치에 따라 실험적으로 얻어진 값으로, 냉장고의 용량이나 센서의 위치 등과 같은 기본환경이 변하면 n값의 기본수치도 변할 수 있음은 자명한 사항이다. 참고로 n값 4는 본원발명의 출원인의 주요 취급 냉장고인 업소용 냉장고를 기준으로 산출한 값이며, 상기 업소용 냉장고에 평균적으로 저장되는 부하의 양을 고려한 값이다. 한편, 냉장고의 구성이나 부하의 양이 평균값을 크게 벗어나는 경우에는 아래와 같은 방법으로 n값을 보완해 줄 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에 있어서, 부정상수 n은 기본값을 4로 하되, 1 내지 10 사이의 중에 어느 하나의 값을 가질 수 있으며, 상기 부정상부(n)는 현재온도와 직전표시온도의 차이 값이 평균적인 변화량보다 큰 특정 값 이상이 되면 4 미만의 값을 가지고, 평균적인 변화량보다 작은 특정 값 이하가 되면 4를 초과하는 값을 가지도록 설정할 수 있다. 그리고 현재온도와 직전표시온도의 차이 값이 평균적인 변화량과 같은 특정 값이면 기본 값인 4를 유지하도록 설정할 수 있다. 그리하여 온도변화가 큰 경우에는 온도표시부에 표시되는 온도의 값도 빠르게 움직이게 하고, 온도변화가 작은 경우에는 상대적으로 느리게 움직이게 하면서도 n값에 의하여 실제 온도센서에 의하여 측정된 온도보다는 느리고 순차적으로 움직이게 되는 것이다. 이는 냉장고의 룸 내부의 측정온도가 급격하게 높아지는 경우에 후술하여 설명하는 바와 같이 냉동장치를 적절하게 가동할 필요가 있고 소비자들이 체감하는 온도변화가 예상치에 부합하게 할 필요가 있기 때문이다. 즉, 실제 온도변화가 큰 경우에는 측정온도에 부하의 냉기를 보완하면서도 측정온도를 좀더 많이 반영하여 온도변화를 빠르게 함으로써 냉동장치가 적절한 타이밍에 신속하게 가동될 수 있도록 하는 동시에, 소비자들도 냉장고 문을 활짝 열고 상당시간이 지난 경우와 잠시 열었다가 닫았을 경우의 차이를 실제로 확인할 수 있도록 하기 위함이다. 그리고 부하가 크고 온도변화가 적은 경우에는 냉기의 복사냉각에 의하여 공기의 온도가 부하의 온도가 평형상태가 되는 시간이 짧기 때문에 온도변화를 천천히 하여 실제 부하가 가지고 있는 냉기의 총량을 반영하면서 동시에 부하에 의하여 공기가 복사냉각되어 냉동장치가 불필요하게 가동하는 것을 최소화하기 위함이다.

이때, 부정상수의 변위(1~10)는 현재 제조되고 판매되는 냉장고를 기준으로 한 실험적인 값으로, 필요에 따라 더 크게 할 수 있음은 물론이다.

사용자가 냉장고 문을 개방한 경우에 개방시간과 개방 정도가 동일하다면 부하의 양이 많을수록 온도센서(30)에 의하여 측정되는 온도의 변화량이 적고, 부하의 양이 적을수록 온도센서(30)에 의하여 측정되는 온도의 변화량이 크다. 이는 부하가 많을수록 개방된 문을 통하여 빠져나오는 공기의 양이 상대적으로 적고, 공기의 양이 빠져나가는 동안에도 온도센서와 가깝게 위치하는 부하로부터 계속하여 복사 냉기가 나오기 때문에 온도의 변화량이 적기 때문이다. 그리고 온도센서(30)에 의한 현재온도의 변화량은 부하량뿐만 아니라 냉장고 내부의 구조에 따라서도 달라질 수 있다. 예를 들어 냉장고의 내부공간에 비교적 적은 부하가 있더라도 다수의 선반(음식물을 올려두는 곳)이 구비되는 경우에도 냉기의 흐름을 방해하여 공기의 유출량이 줄어들 수 있고, 부하량의 변화는 없더라도 냉장고의 내부에 뜨거운 물체가 들어온 경우에는 온도변화가 상대적으로 클 수도 있다. 그런데, 냉장고의 문을 개방하더라도 냉장고 내부의 차가운 공기가 쉽게 유출되지 않는 경우는 실제로 부하량이 많은 경우와 동일한 효과가 있는 것이고, 뜨거운 물체가 투입되어 온도변화가 큰 경우에는 부하가 적은 경우와 동일한 효과가 있기는 마찬가지이다. 따라서 본 발명에서 현재온도와 직전표시온도의 값을 비교하여 그 차이가 클수록 일률적으로 부하가 작다고 가정하고 n값을 산출하고, 현재온도와 직전표시온도 값의 차이가 작을수록 부하가 크다고 가정하고 n값을 산출하더라도 크게 오류가 생기지 않을 것이다. 따라서 본 발명에서는 특정시간 간격으로 측정된 두 온도의 변화 값이 큰 경우에는 부하가 작다고 가정하고 n값을 기본 값(4)보다 상대적으로 낮은 숫자가 적용되고, 두 온도의 변화 값이 작은 경우에는 부하가 크다고 가정하고 n값을 기본 값(4)보다 상대적으로 높은 값을 적용한다.

이때, 현재온도와 직전표시온도의 차이에 따른 n값의 변화는 미리 설정된 기준에 따라 결정된다. 예를 들어, 로직 상에서 특정 시간 사이의 온도차이가 +1℃인 경우에 n값을 4로 설정한 경우에, 온도차이가 +2℃인 경우에는 3으로 설정할 수 있고, +0.5℃인 경우에는 n값을 5로 설정할 수 있다. 그리하여 실제 온도차이가 큰 경우에는 온도센서(30)에 의하여 측정된 온도 값을 표시온도(연산온도)에 좀더 많이 반영하고, 실제 온도차이가 작은 경우에는 온도센서(30)에 의하여 측정된 온도 값을 적게 반영하는 것이다. 그리하여 온도표시부(70)에서 표시되는 온도의 값은 부하에 따른 냉기의 총량을 반영하여 실제 측정온도보다 다소 느리게 움직이되, 온도센서에 의하여 측정된 실제온도의 변화속도에 따라 표시온도가 변하는 속도도 달라지므로, 소비자는 내부 공기의 온도를 부하의 온도로 착각하여 냉장고의 성능에 의구심을 가지는 것을 줄일 수 있게 된다. 또한 실제 부하가 적어서 온도차이가 큰 경우에는 냉동장치를 좀더 빨리 가동하여 냉장고의 내부온도를 빠르게 낮춰주고, 부하가 많아서 온도차이가 적은 경우에는 냉동장치를 좀더 적게 가동할 수 있다. 전술하여 설명한 온도변화 값 및 n값에 관한 수치는 본 발명의 설명을 위하여 임의로 선택된 것으로, 본 발명의 권리범위의 해석과는 무관하다.

한편, 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에서는 상기 연산온도를 이용하여 냉장고의 냉동장치를 가동함으로써 냉장고를 가동하는데 소요되는 에너지를 절감하도록 할 수 있다.

종래에는 온도센서(30)에 의하여 측정되는 현재온도를 기준으로 냉동장치를 가동하였다. 그런데, 냉장고의 문을 열면 온도센서(30)에 의하여 측정되는 현재온도가 급격히 증가하여 냉동장치가 가동되고, 냉장고의 문을 닫으면 냉동장치에 의하여 주입되는 냉기에 부하에 의하여 발생 되는 복사 냉기가 더해져서 냉장고의 룸온도는 다시 급격히 떨어지게 된다. 이런 경우, 냉장고의 냉동장치는 금방 가동을 멈추게 되는데, 냉동장치의 경우에 on/off시에 전력소모가 가장 심하기 때문에 짧은 시간 간격으로 잦은 가동을 하는 경우에 당연히 전력소모가 심해지게 된다. 그러나 실제로는 냉장고 룸 내부에 부하가 많은 경우에는 냉장고의 문을 닫으면 부하의 복사 냉기만으로도 냉동장치가 가동되는 기준온도 이하로 쉽게 떨어져서 냉동장치가 가동될 필요가 없는 경우가 많다. 예를 들어, 냉장고의 룸 내부 온도가 0℃인 경우에 냉동장치가 가동하도록 설정되어 냉장고의 룸 내부 온도가 -5℃인 경우에 가동을 멈추도록 되어 있는 경우에, 냉장고의 온도가 -5℃인 상태에서 사용자가 냉장고의 문을 열면 상기 냉장고의 공기가 급격히 유출되어 온도센서(30)에서 측정되는 온도는 0℃ 이상까지 금방 올라가서 냉동장치가 가동되게 된다. 그런데, 상기와 같은 상태에서 냉장고의 문을 닫으면 냉동장치에 의한 냉각이 아니더라도 부하의 복사 냉기에 의하여 룸 내부의 온도는 0℃이하로 순식간에 떨어질 수 있고, 실제로 이 상태에서 시간이 지나서 룸 내부의 온도가 평형상태가 되면 -3℃까지 떨어질 수 있다. 이런 경우에 냉동장치는 실제로 불필요하게 가동을 시작한 것이고, 냉동장치의 가동시간도 짧을 것이므로 불필요한 전력이 소비되는 것이다. 냉동장치의 가동이 잦기 때문에 소비전력 손실은 더욱 심하게 될 것이다. 하지만, 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에 의하면 소비자가 냉장고의 문을 열더라도 온도표시부(70)에 표시되는 룸온도의 변화는 부하의 냉기가 보완된 온도이기 때문에 천천히 변하게 된다. 즉, 냉장고의 문을 열어 온도센서(30)의 온도가 0℃이상으로 올라가더라도 온도표시부(70)에 표시되는 온도는 부하의 냉기가 반영되어 천천히 올라가게 될 것이다. 그런 후에 냉장고의 문을 닫으면 온도센서(30)에 의하여 측정된 실제 온도에 도달하기 전에 부하의 복사 냉기로 룸 내부의 온도를 떨어져서 냉동장치가 가동될 필요가 없게 된다. 따라서 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법에 의할 경우 소비전력이 현저하게 줄어들 수 있으며, 특히 냉장고 문의 개방이 잦은 경우에 소비전력의 차이는 더욱 크게 될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 룸온도 표시방법을 적용한 로직에 의하여 산출되는 연산온도의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 4는 도 3에 나타난 그래프의 일부구간을 확대한 그래프이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, n값이 높을수록 온도변화는 느리고 그래프는 완만하게 나타나는 것을 알 수 있다. 도면에서 그래프가 현재온도의 그래프는 온도센서에서 측정된 현재의 온도를 나타내는 것이고, 나머지는 n값이 4,5,10일 경우의 연산온도를 나타내는 것이다. 그리고 그래프는 동일한 부하 양 등과 같이 환경이 동일한 상태에서의 온도변화이고, 그래프가 상승하는 시점이 냉장고의 문이 열리거나 내부에 뜨거운 부하가 투입되어 온도가 변하기 시작하는 시점이다. 그래프를 참조하면, 실제 측정온도는 문을 열자마자 급격히 증가하여 최고점에 도달하는데, 연산온도는 상대적으로 서서히 상승하게 된다(실제 부하의 온도는 연산온도 보다 훨씬 느리고 완만하게 변하거나 거의 변화가 없음). 따라서 소비자들이 냉장고의 문을 개방하더라도 온도표시부의 온도가 온도가 급격히 높아졌다가 급격히 낮아지는 현상이 발생하지 않을 것이다.

그리고 그래프에서 냉동장치의 가동시점이 0℃로 설정된 경우에 냉동장치는 냉장고문이 완전히 닫히고 난 후에 일정시간이 지나고 가동을 하게 되므로 부하의 복사냉각이 충분히 더해져서 냉동장치의 가동시간을 줄일 수 있고, 경우에 따라서는 0℃에 도달하기 전에 복사냉각에 의하여 현재온도가 낮아져서 불필요한 냉동장치의 가동을 줄일 수 있을 것이다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 마이컴
30: 온도센서
50: 메모리부
70: 온도표시부

Claims (6)

1. 온도센서를 이용하여 룸 내부의 현재온도를 측정하고, 상기 측정된 현재온도를 메모리부에 저장하는 단계; 측정된 룸 내부의 현재온도와 메모리에 저장되어 있는 직전표시온도를 비교 연산하여 연산온도를 산출하는 단계; 상기 연산온도를 디지털신호로 변환하여 온도표시부에 전달하는 단계; 및 온도표시부에 전달된 연산온도를 상기 온도표시부에 표시하는 단계를 포함하여 구성되는 냉장고의 룸온도 표시방법에 있어서,
   상기 연산온도는 "연산온도(A)=B(n-1)/n+C(1/n)"에 의하여 연산되되, 상기 B는 직전표시온도, 상기 C는 현재온도이고, 상수 값 n은 냉장고의 특성에 따라 결정되는 부정상수인 것을 특징으로 하고,
   상기 부정상수 n은 특정시간 간격으로 측정된 현재온도와 직전표시온도의 차이 값에 의하여 결정되며,
   상기 부정상수 n은 기본 값을 4로 하되, 1 내지 10 사이의 상수 중에 어느 하나의 값을 가지며, 상기 부정상수는 상기 현재온도와 직전표시온도의 차이 값이 평균적인 변화량보다 큰 특정 값 이상이 되면 4 미만의 값을 가지고, 평균적인 변화량보다 작은 특정 값 이하이면 4를 초과하는 값을 가지며, 평균적인 변화량과 동일한 특정 값이면 4를 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 룸온도 표시방법.
   
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