KR101698105B1 - 냉장고 - Google Patents

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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성하는 압축기, 상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나에 의하여, 냉기를 공급 받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지하는 온도 센서 및 상기 감지된 고내 온도 값을 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출하고, 상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 상기 압축기의 냉력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고{REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 특히 냉장고 고내의 열부하에 근거하여 압축기의 냉력을 최적화하는 장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 냉장고의 냉매 회수 운전을 수행하는 장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 하나의 압축기와 적어도 하나의 증발기가 냉매 싸이클을 형성하는 냉장고에서 증발기의 잔여 냉매를 회수시키는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는, 증발기 내부에는 저온의 냉매가 지나고, 이때 증발기 주위공기는, 상기 증발기 내부를 지나는 저온냉매와 열교환되고, 저온의 냉기로 변하게 된다. 그리고 상기 저온의 냉기는 냉동실과 냉장실로 공급되어 냉각기능을 수행하고 다시 증발기측으로 유입되는 반복 순환을 행하게 된다. 즉, 냉장고는 압축기와, 응축기와, 팽창기와, 증발기로 이루어진 냉동사이클 장치를 이용하여 냉장고의 고내를 저온으로 유지시키는 장치이다.
특히, 냉장고의 제어부는 미리 설정된 냉력 맵에 근거하여 압축기의 구동을 제어함으로써, 부하 대응 운전을 수행하게 된다. 그러나 기존 냉력 맵은 냉장실 및 냉동실의 노치와 외기 온도에 따라 고정적으로 설계된다. 즉, 종래의 부하 대응 운전 수행 방법은 냉장고 모델마다 별도로 냉력 맵을 설정해주어야 하는 문제점이 있다.
또한, 위와 같이 고정적인 냉력 맵에 근거한 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 제어방법은, 냉장고의 모델별로 상이한 성능을 갖는 압축기에 대해, 최적화된 냉매 회수 운전을 수행할 수 없으므로, 소비 전력이 과다해지는 문제점이 있다.
본 발명은, 냉장고의 속성에 최적화된 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 부하 대응 운전에 따른 소비 전력을 감소시킬 수 있는 냉장고 제어 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 냉장고는, 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성하는 압축기, 상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나에 의하여, 냉기를 공급 받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지하는 온도 센서 및 상기 감지된 고내 온도 값을 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출하고, 상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 상기 압축기의 냉력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 종료되는 시점의 상기 압축기의 냉력 값과 관련된 제1 정보를 저장하도록 상기 메모리를 제어하고, 상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 재개되는 시점에서, 상기 저장된 냉력 값과 관련된 제1 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 산출된 온도 변화율이 제1 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 감소시키고, 상기 산출된 온도 변화율이 제2 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 유지시키고, 상기 산출된 온도 변화율이 제3 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값만큼 증가시키고, 상기 산출된 온도 변화율이 제4 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값보다 큰 제2 냉력 값만큼 증가시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 고내 온도가 기 설정된 온도 값만큼 감소되는데 소요되는 시간을 이용하여, 상기 온도 변화율을 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 사용자 입력을 수신하는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 사용자 입력에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위를 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 냉장 운전 및 냉동 운전 각각의 수행 여부를 판단하고, 상기 판단결과에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위와, 상기 제1 및 제2 냉력 값을 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 압축기의 냉장 운전 및 냉동 운전으로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되면, 상기 제1 내지 제4 범위를 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 운전싸이클이 기 설정된 횟수 이상 연속으로 수행되면, 상기 압축기의 냉력을 최대 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연속으로 수행된 운전싸이클이 종료된 후, 소정의 시간 간격 후 상기 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나가 재개되면, 상기 연속으로 수행된 운전싸이클이 개시되기 전에 저장된 제1 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고의 제어 방법에 있어서, 상기 냉장고의 제어 방법은, 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성하는 단계, 상기 생성된 냉력에 의하여, 냉기를 공급받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지하는 단계, 상기 감지된 고내 온도 값을 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출하는 단계 및 상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 상기 압축기의 냉력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다양한 냉장고 모델에 대하여 냉장고의 압축기 성능에 따른 별도의 사용자 설정이 없어도, 최적화된 부하 대응 운전을 수행하여, 압축기 냉력을 최적화시킬 수 있는 효과가 도출된다.
따라서, 본 발명에 따르면 부하 대응 운전을 위한 압축기의 냉력이 최적화되므로, 냉장고의 소비 전력이 최적화된다.
아울러, 본 발명에 따르면 최적화된 부하 대응 운전을 수행함으로써, 냉장고의 운전 효율을 증가시킬 수 있고, 냉장고의 열부하 변경에 따른 고내의 약과냉 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 냉장고의 일 실시예를 나타내는 블록도.
도 2a 및 2b는 본 발명과 관련된 냉장고의 냉각 싸이클을 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명과 관련된 냉장고 제어 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 냉장고 제어 방법의 상세 실시예를 나타내는 흐름도.
도 7a, 도 7b 및 도 8는 본 발명과 관련된 냉장고의 열부하, 고내 온도, 설정 온도 및 압축기 냉력의 관계를 나타내는 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 도 1에서는 본 발명에 따른 냉장고의 구성이 설명된다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 냉장고는, 냉각 싸이클부(110), 통신부(120), 센싱부(130), 팬부(140), 입력부(150), 메모리(160), 출력부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 냉장고(100)의 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 냉장고(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 냉장고(100)가 구현될 수도 있다.
보다 구체적으로, 냉각 싸이클부(110)는 압축기, 응축기, 증발기, 드라이어, 모세관, 핫라인 등으로 형성될 수 있다. 아울러, 상기 냉각 싸이클부(110)는 압축기의 구동에 따라, 상기 냉각 싸이클부(110) 내에서 냉매를 순환시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각 싸이클부(110)는 단일 압축기, 단일 응축기 및 단일 증발기를 포함하여, 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 냉각 싸이클부(110)는 단일 압축기, 단일 응축기 및 복수의 증발기를 포함하여, 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 증발기는 병렬로 연결될 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 냉각 싸이클부(110)는 제1 냉각 싸이클과 상기 제1 냉각 싸이클과 독립적인 제2 냉각 싸이클을 각각 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 냉각 싸이클은 각각 별도로 압축기, 응축기 및 증발기 등을 포함할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 제1 및 제2 냉각 싸이클 중 어느 하나는 핫라인을 포함할 수 있다.
통신부(120)는 냉장고(100)와 유무선 통신 시스템 간의 유무선 통신 또는 냉장고(100)와 그 냉장고(100)가 위치한 네트워크간의 유무선 통신을 수행하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(120)는 방송 수신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치 정보 모듈 등을 포함할 수 있다.
상기 통신부(120)에 포함된 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 의미하는 것으로, 상기 무선 인터넷 모듈은 냉장고(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
상기 통신부(120)에 포함된 상기 근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 근거리 통신 기술로서 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
상기 통신부(120)에 포함된 상기 위치 정보 모듈은 냉장고의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈이다. 일례로 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. GPS 모듈은 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다. 여기서, 위치 정보는 위도 및 경도로 표시되는 좌표 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, GPS 모듈은, 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산할 수 있다. 3개의 위성으로부터 거리와 시간 정보를 얻고 1개 위성으로 오차를 수정하는 방법이 사용될 수 있다. 특히, GPS 모듈은 위성으로부터 수신한 위치 정보로부터, 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있다.
상기 통신부(120)는 사용자로부터 데이터를 수신할 수 있고, 냉장고(100)의 제어부(180)에서 처리된 정보, 센싱부(130)에서 감지된 정보 등을 외부 단말기(미도시)로 전송할 수도 있다.
센싱부(130)는, 냉장고의 저장실 내부 또는 외부 온도, 냉장고 도어나 홈 바의 열림 등을 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 센싱부(130)는 냉장고의 냉장실 내부의 일면에 부착된 적어도 하나의 센서, 냉동실 내부의 일면에 부착된 적어도 하나의 센서, 외기 온도를 감지하기 위해 냉장고 외벽면 중 일면에 부착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
또한, 센싱부(130)는 증발기의 유입구 및 증발기의 유출구 중 적어도 하나의 온도를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 또한, 센싱부(130)는 압축기의 구동 여부, 압축기의 냉력 값을 감지하기 위한 센서를 포함할 수도 있다. 상기 센싱부(130)에서 감시된 정보는 제어부(180)로 전달될 수 있다.
팬부(140)는 냉장고 고내에 냉기를 공급하기 위한 냉각 팬, 냉각 싸이클부의 응축기를 통과하는 냉매를 방열시키기 위해 기계실에 배치되는 방열용 팬 등을 포함할 수 있다. 상기 팬부(140)의 온오프 제어 또는 출력 설정 제어는 냉장고(100)의 제어부(180)에 의해 수행될 수 있다.
입력부(150)는, 냉장고(100)의 동작을 제어하거나 냉장고(100)의 상태를 확인하기 위한 사용자의 입력을 수신하여 사용자의 입력에 대응되는 신호를 출력하기 위한 것으로, 버튼이나 터치 패드 형태로 구현될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 입력부(150)는 상기 냉장고의 출력부(170)의 디스플레이 위에 터치 스크린 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 입력부(150)는 냉장고에 보관할 식재료의 이미지를 촬영하거나 식재료에 부착된 바코드나 QR 코드 등의 이미지를 촬영하기 위한 카메라 모듈을 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 입력부(150)는 사용자의 음성과 같은 오디오를 입력하기 위한 마이크를 더 포함할 수도 있다.
메모리(160)는, 냉장고(100)와 관련된 정보, 예를 들어 냉장고(100) 구동을 위한 프로그램, 냉장고 구동을 위해 설정된 정보, 냉장고 어플리케이션, 냉장고 상태 정보, 레시피 정보, 냉장고에 보관 중인 식재료 정보, 사용자 정보, 멀티미디어 콘텐츠 등을 저장하고, 또한 이러한 정보를 시각적으로 표현하기 위한 아이콘이나 그래픽 데이터를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 메모리(160)는, 압축기 냉력 값과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 압축기 냉력 값과 관련된 데이터는, 냉장고의 최초 운전 시 냉력 초기값과 관련된 데이터 및 압축기의 운전 재개시 냉력 초기 값과 관련된 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리(160)는, 냉장고(100)가 설치된 곳에 대한 위치 정보, 위치를 수집하고자 하는 하나 이상의 단말(미도시)에 대한 정보 및 서버(미도시)에 대한 연결 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(160)는 복수의 단말이 등록되어 있는 경우 마스터나 슬레이브와 같은 우선권에 대한 정보도 단말에 대한 정보에 함께 저장할 수도 있다.
출력부(170)는 냉장고와 관련된 정보 등을 시각, 청각으로 표현하기 위한 것으로, 평면 디스플레이와 스피커를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 디스플레이는 사용자의 터치 입력을 인가받는 터치 패널로 형성될 수 있다.
상기 출력부(170)의 디스플레이는 냉장고의 구동과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 보다 구체적으로, 상기 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 냉장고(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들면, 냉장고(100)의 냉장실 도어의 일면에는 제1 디스플레이가 구비될 수 있고, 냉동실 도어의 일면에는 제2 디스플레이가 구비될 수 있다.
상기 디스플레이와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 상기 디스플레이는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 터치 센서는, 상기 디스플레이의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 상기 터치 센서는, 터치되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기(도시하지 않음)로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)에 전송한다. 이로써, 상기 제어부(180)는, 상기 디스플레이의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
전원 공급부(190)는 상기 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 수신하여 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
제어부(180)는 통상적으로 냉장고(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들면, 상기 제어부(180)는 냉동 운전, 냉장 운전, 휴지 운전, 최대 출력 운전 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
사용자의 요청 및/또는 설정된 조건에 따라 냉장고(100)를 구성하는 각 구성 요소를 제어하는데, 제어 동작, 환경 설정 또는 실행되는 프로세스 등에 필요한 데이터를 저장하기 위한 공간을 제공하는 시스템 메모리(미도시)를 내장할 수 있고, 펌웨어 등의 명령 코드들을 실행함으로써 상기 냉장고(100)의 하드웨어 자원의 구동, 해당 자원과의 적절한 신호 및/또는 정보 교환을 수행하기 위한 운영 시스템(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제어부(180)의 의 동작 또는 그에 의해 실행되는 어플리케이션의 동작은, 상기 운영 시스템의 적절한 중개 동작을 그 전제로 하고 있으며 그 중개 동작에 대한 설명은 생략한다.
이하의 도 2a 및 2b에서는 본 발명에 따른 냉장고의 냉각 싸이클부(110)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 냉각 싸이클부(110)는 압축기(210), 응축기(220), 핫 라인부(230) 및 증발기(240) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
도 2a에도 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 압축기(210)에서 압축된 냉매가 응축기(220)를 통과한 후, 핫 라인부(230) 및 증발기(240)를 거쳐 상기 압축기(220)로 되돌아오는 냉각 싸이클부(110)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 냉각 싸이클부(110)의 내부에서는, 냉매가 순환될 수 있다.
한편, 이하의 명세서에서는 각 하나의 압축기, 응축기, 증발기를 포함하여 형성되는 냉각싸이클을 포함하는 냉장고에 관련된 실시예가 설명되나, 본 발명의 구성은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 구성은, 복수의 압축기와 복수의 증발기 및 복수의 응축기로 형성된 다양한 형태의 냉각싸이클에 포함된 냉매에 대해, 냉매 회수 운전을 수행하는 냉장고에 적용될 수도 있다.
보다 구체적으로, 증발기(240)는 냉매를 고내와 열교환시켜 증발시킬 수 있다. 증발기(240)에는 캐필러리튜브(미도시됨)를 통과한 냉매를 상기 증발기로 안내하는 증발기 입구 유로가 연결될 수 있다. 증발기(240)는 압축기(210)와 증발기 압축기 연결유로로 연결될 수 있다. 증발기(240)에서 증발된 냉매는 증발기 압축기 연결유로를 통해 압축기로 흡입될 수 있다. 증발기(240)는 이너 케이싱 외벽에 설치되거나 이너 케이싱 내부에 설치될 수 있다.
냉장고는 증발기가 이너 케이싱을 냉각시키고 고내 공기가 전도 및 자연 대류에 의해 저장실을 냉각시키는 직냉식 냉장고로 구성되는 것이 가능하다. 냉장고는 증발기가 저장실 이외에 설치되고 고내 공기가 저장실과 증발기를 강제 순환하면서 저장실을 냉각시키는 간냉식 냉장고로 구성되는 것이 가능하다. 냉장고는 증발기로 고내 공기를 송풍시키는 증발기 팬(미도시됨)을 더 포함할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 압축기(210)는 상기 증발기(240)에서 증발된 냉매를 흡입하여 압축하고, 압축된 냉매를 토출할 수 있다. 압축기는 응축기(220)와 압축기 응축기 연결유로로 연결될 수 있다. 압축기에서 압축된 냉매는 압축기 응축기 연결유로를 통해 응축기(220)로 안내될 수 있다. 압축기는 냉장고에 형성된 기계실에 설치될 수 있다.
응축기(220)는 압축기에서 압축된 냉매를 응축할 수 있다. 응축기에는 응축기를 통과한 냉매가 안내되는 응축기 출구유로가 연결될 수 있다. 응축기 출구유로는 응축기의 출구부에 연결될 수 있다. 응축기는 냉장고에 형성된 기계실에 설치되거나 냉장고 외부에 노출되게 설치될 수 있다. 아울러, 상기 기계실에는, 응축기를 통과하는 냉매가 방열되도록, 기계실 팬이 구비될 수 있다. 상기 기계실 팬은 냉각싸이클을 순환하는 냉매에 대한 방열용 팬과 대응될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 냉각싸이클부(110)는 핫 라인부(230)를 포함할 수 있다. 상기 핫 라인은 응축기(220)를 통과한 냉매가 냉장고에 맺히는 이슬을 증발 제거시키도록 설치될 수 있다. 핫 라인은 본체와 도어가 접촉되는 부위에 설치될 수 있다. 핫 라인은 본체 중 도어와 접촉되는 부위에 설치되는 냉매 파이프를 포함할 수 있다. 핫 라인은 본체의 아우터 케이싱과 이너 케이싱의 사이에 설치될 수 있고, 아우터 케이싱을 통해 열을 방열할 수 있다. 응축기(220)를 통과한 냉매 중 기상 냉매는 핫 라인을 통과하면서 방열되어 응축될 수 있고, 본체와 도어가 접촉되는 부위에 맺히는 이슬은 핫 라인에서 전달된 열에 의해 제거될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 냉각싸이클을 나타내는 개념도가 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 것과 같이, 냉각싸이클의 압축기(201)와 응축기(202)는 기계실에 배치될 수 있다. 또한, 상기 응축기(202)를 통과하는 냉매는, 상기 기계실에 배치된 방열용 팬(207)에 의해, 방열될 수 있다. 제어부는 상기 방열용 팬의 단위 회전수(RPM)를 제어하여, 응축기를 통과하는 냉매의 방열 양을 조절할 수 있다.
이하의 도 3에서는 본 발명에 따른 냉매 회수 운전을 수행하는 냉장고의 제어방법이 설명된다.
도 3에 도시된 것과 같이, 압축기(210)는 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성할 수 있다(S301).
센싱부(130)는, 냉기를 공급받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지할 수 있다(S302).
보다 구체적으로, 센싱부(130)는 냉장고의 냉장실 및 냉동실 중 적어도 하나의 내벽에 배치된 적어도 하나의 제1 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 제1 센서는 각각 냉장실의 온도 및 냉동실의 온도 중 적어도 하나를 제1 주기마다 감지할 수 있다. 상기 제1 주기는 배치된 제1 센서의 속성에 따라 결정될 수도 있고, 사용자 입력을 이용하여 제어부(180)에 의해 설정될 수도 있다.
한편, 센싱부(130)는 증발기의 유입구 및 유출구 중 적어도 하나에 배치된 적어도 하나의 제2 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 센서는 증발기 유입구 및 유출구 중 적어도 하나의 관표면에 부착될 수 있다. 제2 센서는 증발기를 통과하는 냉매의 온도를 감지할 수 있다. 아울러, 제어부(180)는 상기 제2 센서에서 감지된 값을 이용하여, 냉장고 고내의 온도 값을 산출할 수 있다.
제어부(180)는 상기 센싱부(130)에서 감지된 고내 온도를 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다(S303).
보다 구체적으로, 제어부(180)는 제1 시점으로부터, 고내 온도가 기준 온도 값만큼 하강하는 제2 시점까지의 시간 간격을 산출함으로써, 상기 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다.
또 다른 예에서, 제어부(180)는 제1 및 제2 시점에 대해 각각 감지된 제1 고내 온도 값과 제2 고내 온도 값의 차이를 상기 제1 및 제2 시점의 차이로 나눔으로써, 상기 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다.
제어부(180)는 제2 주기마다 상기 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는 사용자 입력에 근거하여 상기 제2 주기를 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 주기는 상기 센싱부(130)가 고내 온도를 감지하는 제1 주기와 대응될 수 있다.
또한, 제어부(180)는 상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 압축기의 냉력을 제어할 수 있다(S304).
보다 구체적으로, 제어부(180)는 산출된 고내 온도 변화율이 제1 조건을 만족하는 경우 압축기 냉력을 감소시키고, 제2 조건을 만족하는 경우 압축기 냉력을 유지시키고, 제3 조건을 만족하는 경우 압축기 냉력을 증가시키고, 제4 조건을 만족하는 경우 압축기 냉력을 최대 값으로 설정할 수 있다.
제어부(180)는 미리 설정된 고내 설정 온도와 관련된 정보에 근거하여, 압축기 냉력의 증감폭을 상이하게 설정할 수 있다.
제어부(180)는 현재 수행중인 냉장고의 운전 모드를 판단할 수 있고, 상기 판단결과를 이용하여, 압축기 냉력의 증감폭 또는 상기 제1 내지 제4 조건과 관련된 정보를 변경할 수 있다.
참고로, 제어부(180)는 사용자 입력에 근거하여 상기 제1 내지 제4 조건을 변경할 수도 있다.
다만, 제어부(180)는 압축기가 최소 냉력을 생성 중인 경우, 상기 제1 조건을 하에서도 압축기의 냉력을 유지시킬 수 있다. 또한, 제어부(180)는 압축기가 최대 냉력을 생성 중인 경우, 상기 제3 조건 하에서도 압축기의 냉력을 유지시킬 수 있다.
이하의 도 4에서는 본 발명에 따른 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 및 그의 제어방법에 있어서, 변경된 압축기 냉력 값과 관련된 정보를 저장하는 일 실시예가 설명된다.
제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해, 압축기를 제어할 수 있다(S401).
보다 구체적으로, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나가 수행 중이면, 냉장고 고내 온도 변화율에 근거하여, 압축기의 냉력을 감소시키거나, 증가시키거나, 유지시킬 수 있다.
이후, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나를 종료시키도록 압축기를 제어할 수 있다(S402).
또한, 제어부(180)는 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 종료되는 시점의 상기 압축기의 냉력 값과 관련된 제1 정보를 저장하도록 상기 메모리(160)를 제어할 수 있다(S403).
참고로, 메모리(160)는, 압축기의 냉력에 대한 초기 값과 관련된 제2 정보를 미리 저장할 수 있다. 제어부(180)는 상기 미리 저장된 제2 정보와 별도로, 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 종료되는 시점의 상기 압축기의 냉력 값과 관련된 제1 정보를 저장하도록 메모리를 제어할 수 있다.
다음으로, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나를 재개시키도록 압축기를 제어할 수 있다(S404).
아울러, 제어부(180)는 상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 재개되는 시점에서, 상기 저장된 냉력 값과 관련된 제1 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정할 수 있다(S405).
한편, 제어부(180)는 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 최초로 수행되는 경우, 상기 저장된 냉력 초기 값과 관련된 제2 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정할 수 있다.
이하의 도 5에서는, 산출된 고내 온도의 변화율 값에 따라, 압축기 냉력의 변화량을 다르게 설정하는 일 실시예가 설명된다.
제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해, 압축기를 제어할 수 있다(S501).
센싱부(130)는, 냉기를 공급받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지할 수 있다(S502).
제어부(180)는 상기 센싱부(130)에서 감지된 고내 온도를 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다(S503).
아울러, 제어부(180)는 상기 산출된 온도 변화율이 미리 설정된 제1 내지 제4 범위 중 어느 하나에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다(S504a, S504b, S504c, S504d).
제어부(180)는 상기 판단하는 단계(S504a, S504b, S504c, S504d)에 대한 결과에 근거하여, 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 감소시키거나(S505a), 압축기의 냉력을 유지시키거나(S505b), 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 증가시키거나(S505c), 상기 제1 냉력 값보다 큰 제2 냉력 값만큼 증가시킬 수 있다(S505d).
즉, 제어부(180)는 상기 산출된 온도 변화율이 제1 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 감소시키고(S505a), 상기 산출된 온도 변화율이 제2 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 유지시키고(S505b), 상기 산출된 온도 변화율이 제3 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값만큼 증가시키고(S505c), 상기 산출된 온도 변화율이 제4 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값보다 큰 제2 냉력 값만큼 증가(S505d)시키도록 압축기를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 사용자 입력에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위를 설정할 수 있다.
제어부(180)는 냉장고의 운전 모드를 판별할 수 있고, 상기 판별 결과에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위를 설정할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나의 수행 여부를 판단할 수 있고, 상기 판단결과에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위를 설정할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 냉장고의 운전 모드에 따라, 압축기 냉력의 증감폭과 관련된 정보를 설정할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 냉장 운전 수행 중인 경우의 제1 및 제2 냉력 값과, 냉동 운전 수행 중인 경우의 제1 및 제2 냉력 값을 다르게 설정할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 상기 냉장고의 고내 온도가 기준 온도 값만큼 감소되는데 소요되는 시간을 이용하여, 상기 온도 변화율을 산출할 수 있다.
즉, 제어부(180)는 고내 온도의 온도 변화율을 산출하기 위해, 상기 고내 온도가 기준 온도 값만큼 하강하는데 소요되는 시간 간격을 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 기준 온도 값은 0.1℃ 일 수 있다. 또 다른 예에서, 제어부(180)는 사용자 입력에 근거하여 상기 기준 온도 값을 변경시킬 수 있다.
이 경우, 제어부(180)는 시간 간격과 관련된 제1 내지 제4 범위와 관련된 정보를 설정할 수 있다. 이로써, 제어부(180)는 상기 측정된 시간 간격이 상기 설정된 제1 내지 제4 범위 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 범위는 0 초 내지 100 초일 수 있고, 상기 제2 범위는 100초 내지 200초일 수 있고, 상기 제3 범위는 200초 내지 300초일 수 있고, 상기 제4 범위는 300초 내지 400초일 수 있다. 즉, 제어부(180)는 제1 시점으로부터 냉장고 고내 온도가 기준 온도 값(예를 들어, 0.1℃)만큼 하강하는 제2 시점을 측정할 수 있고, 상기 제1 및 제2 시점의 차이를 산출하여, 상기 제1 내지 제4 범위 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단할 수 있다.
아울러, 제어부(180)는 냉장고의 운전 모드에 따라 상기 기준 온도 값을 변경시킬 수 있다. 즉, 제어부(180)는 냉장고의 운전 모드가 냉장 운전이면 상기 기준 온도 값을 제1 기준 온도 값으로 설정할 수 있고, 상기 냉장고의 운전모드가 냉동 운전이면 상기 기준 온도 값을 제2 기준 온도 값으로 설정할 수 있다.
이하의 도 6에서는, 냉장고의 열부하가 급격히 상승하는 경우에 대해 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고의 제어방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 6에 도시된 것과 같이, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해, 압축기를 제어할 수 있다(S601).
제어부(180)는 상기 압축기의 냉장 운전 및 냉동 운전으로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되는지 여부를 판단할 수 있다(S602a).
구체적으로, 제어부(180)는 냉장 운전 및 냉동 운전이 순차적으로 수행된 후, 상기 냉동 운전이 종료된 직후, 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나가 압축기의 휴지기 없이 연속적으로 수행되는 경우, 상기 운전싸이클이 연속적으로 수행되는 것으로 판단할 수 있다.
특히, 제어부(180)는 상기 운전싸이클의 연속 수행 횟수가 3회 이상인지 여부를 판단할 수 있다(S602b).
이로써, 제어부(180)는 상기 압축기의 냉장 운전 및 냉동 운전으로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되면, 상기 제1 내지 제4 범위를 변경할 수 있다(S602c). 즉, 제어부(180)는 상기 운전싸이클이 연속적으로 수행되면, 온도 변화율에 근거한 냉력 제어에 대한 기준과 관련된 정보를 변경하거나 재설정할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 운전싸이클이 기 설정된 횟수 이상 연속으로 수행되면, 상기 압축기의 냉력을 최대 값으로 설정할 수 있다(S602d). 예를 들어, 상기 기설정된 횟수는 3회일 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 상기 기설정된 횟수는 변경될 수 있다.
다음으로, 센싱부(130)는 고내 온도를 특정 주기마다 감지할 수 있다(S603).
제어부(180)는 상기 감지된 고내 온도를 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출할 수 있다(S604).
아울러, 제어부(180)는 상기 변경된 기준과 관련된 정보와, 산출된 고내 온도 변화율을 이용하여, 압축기의 냉력을 제어할 수 있다(S605).
참고로, 제어부(180)는 상기 운전싸이클이 연속적으로 수행된 것으로 판단되면, 상기 연속적으로 수행된 운전싸이클의 종료시점의 압축기 냉력 값과 관련된 정보를 저장하지 않고, 상기 연속적으로 수행된 운전싸이클이 개시되기 전에 저장된 제1 정보를 유지할 수 있다.
이하의 도 7a 및 도 7b와 도 8에서는 본 발명에 따른 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고의 압축기 냉력, 고내 열부하, 고내 온도 및 고내 설정 온도 값 사이의 관계를 나타내는 그래프가 도시된다.
도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법은, 냉장고 고내 온도가 특정 값인 경우, 고정적인 압축기 냉력을 생성하는 종래 기술과는 달리, 냉장고 고내 온도의 변화율에 근거하여, 상이한 압축기 냉력을 생성할 수 있다.
또한, 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 제어부(180)는, 사용자 입력에 근거하여 설정된 고내 설정 온도와 관련된 정보와, 고내 온도 변화율에 근거하여, 압축기 냉력을 제어할 수 있다.
아울러, 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 제어부(180)는 냉장 운전과 냉동 운전로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되는 경우, 즉, 고내 열부하가 특정 시간 간격 내에서 기 설정된 한계치 이상 상승하는 경우, 압축기의 냉력을 최대 값으로 설정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다양한 냉장고 모델에 대하여 냉장고의 압축기 성능에 따른 별도의 사용자 설정이 없어도, 최적화된 부하 대응 운전을 수행하여, 압축기 냉력을 최적화시킬 수 있는 효과가 도출된다. 따라서, 본 발명에 따르면 부하 대응 운전을 위한 압축기의 냉력이 최적화되므로, 냉장고의 소비 전력이 최적화된다.
아울러, 본 발명에 따르면 최적화된 부하 대응 운전을 수행함으로써, 냉장고의 운전 효율을 증가시킬 수 있고, 냉장고의 열부하 변경에 따른 고내의 약과냉 문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성하는 압축기;
    상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나에 의하여, 냉기를 공급 받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지하는 온도 센서; 및
    상기 감지된 고내 온도 값을 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출하고,
    상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 상기 압축기의 냉력을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 온도 변화율이 제1 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 감소시키고,
    상기 산출된 온도 변화율이 제2 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 유지시키고,
    상기 산출된 온도 변화율이 제3 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값만큼 증가시키고,
    상기 산출된 온도 변화율이 제4 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값보다 큰 제2 냉력 값만큼 증가시키고,
    상기 압축기의 냉장 운전 및 냉동 운전으로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되면, 상기 제1 내지 제4 범위를 변경하고,
    상기 운전싸이클이 기 설정된 횟수 이상 연속으로 수행되면, 상기 압축기의 냉력을 최대 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    메모리를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 종료되는 시점의 상기 압축기의 냉력 값과 관련된 제1 정보를 저장하도록 상기 메모리를 제어하고,
    상기 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나가 재개되는 시점에서, 상기 저장된 냉력 값과 관련된 제1 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 고내 온도가 기 설정된 온도 값만큼 감소되는데 소요되는 시간을 이용하여, 상기 온도 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자 입력을 수신하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 입력에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 냉장 운전 및 냉동 운전 각각의 수행 여부를 판단하고,
    상기 판단결과에 근거하여, 상기 제1 내지 제4 범위와, 상기 제1 및 제2 냉력 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연속으로 수행된 운전싸이클이 종료된 후, 소정의 시간 간격 후 상기 냉장 운전 및 냉동 운전 중 적어도 하나가 재개되면, 상기 연속으로 수행된 운전싸이클이 개시되기 전에 저장된 제1 정보를 이용하여, 상기 압축기의 냉력을 설정하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 냉동 운전 및 냉장 운전 중 적어도 하나를 수행하기 위해 냉력을 생성하는 단계;
    상기 생성된 냉력에 의하여, 냉기를 공급받는 냉장고 고내 온도를 특정 주기마다 감지하는 단계;
    상기 감지된 고내 온도 값을 이용하여, 고내 온도의 변화율을 산출하는 단계 및
    상기 산출된 고내 온도 변화율에 근거하여, 압축기의 냉력을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 압축기의 냉력을 제어하는 단계는,
    상기 산출된 고내 온도 변화율이 제1 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 제1 냉력 값만큼 감소시키는 과정,
    상기 산출된 고내 온도 변화율이 제2 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 유지시키는 과정,
    상기 산출된 고내 온도 변화율이 제3 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값만큼 증가시키는 과정,
    상기 산출된 고내 온도 변화율이 제4 범위 내이면, 상기 압축기의 냉력을 상기 제1 냉력 값보다 큰 제2 냉력 값만큼 증가시키는 과정,
    상기 압축기의 냉장 운전 및 냉동 운전으로 형성되는 운전싸이클이 연속적으로 수행되면, 상기 제1 내지 제4 범위를 변경하는 과정 및
    상기 운전싸이클이 기 설정된 횟수 이상 연속으로 수행되면, 상기 압축기의 냉력을 최대 값으로 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
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