KR101821290B1 - 냉장고 - Google Patents

냉장고 Download PDF

Info

Publication number
KR101821290B1
KR101821290B1 KR1020160113427A KR20160113427A KR101821290B1 KR 101821290 B1 KR101821290 B1 KR 101821290B1 KR 1020160113427 A KR1020160113427 A KR 1020160113427A KR 20160113427 A KR20160113427 A KR 20160113427A KR 101821290 B1 KR101821290 B1 KR 101821290B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
refrigerant
heat exchange
evaporator
exchange plate
Prior art date
Application number
KR1020160113427A
Other languages
English (en)
Inventor
오민규
임형근
설혜연
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020160113427A priority Critical patent/KR101821290B1/ko
Priority to US15/688,389 priority patent/US10808983B2/en
Priority to ES19212554T priority patent/ES2882478T3/es
Priority to EP17188851.4A priority patent/EP3290829B1/en
Priority to EP19212554.0A priority patent/EP3637020B1/en
Priority to ES17188851T priority patent/ES2776378T3/es
Application granted granted Critical
Publication of KR101821290B1 publication Critical patent/KR101821290B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/003—General constructional features for cooling refrigerating machinery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F25D11/022—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures with two or more evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/04—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators specially adapted for storing deep-frozen articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F25D17/06—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection by forced circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F25D19/006—Thermal coupling structure or interface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/12—Arrangements of compartments additional to cooling compartments; Combinations of refrigerators with other equipment, e.g. stove
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/001—Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023—Mounting details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025—Removal of heat
    • F25B2321/0252—Removal of heat by liquids or two-phase fluids

Abstract

본 발명은 심온실을 냉각하는 심온 냉각모듈은, 발열면과 상기 발열면과 대향되게 배치된 흡열면을 구비하는 열전소자; 일측이 상기 열전소자의 발열면과 접촉하고, 타측이 상기 증발기의 냉매관과 연결되어 상기 열전소자의 발열면에서 방출된 열을 상기 냉매로 전달하는 열전도 유닛용 증발부를 포함하고, 상기 발열면에서 상대적으로 온도가 높은 중앙부와 상기 열전도 유닛용 증발부의 냉매의 열교환량이, 상기 발열면의 중앙부를 둘러싸는 주변부와 상기 냉매의 열교환량보다 더 많은 냉장고를 제공하고, 저온의 냉매가 가장 고온의 발열부인 열전소자의 중심부로 유입되게 함으로써, 열교환 효율 및 열전도 유닛용 증발부의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

냉장고{REFREGERATOR}
본 발명은 냉동실보다 낮은 온도로 유지되는 심온실을 구비한 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 본체 내부에 냉동실과 냉장실을 구비하고, 식품을 냉동실 및 냉장실에 기설정된 온도로 보관하여 식품의 신선도를 유지하는 가전 기기이다.
특히, 고기 또는 생선을 얼릴 때, 세포 내 얼음이 형성되는 빙결점 온도 대역을 빠른 시간 안에 지나가면, 세포 파괴를 최소화하여 해동 후에도 육질이 신선하게 유지되어 맛있는 요리를 할 수 있는 장점이 있다.
이러한 이유로, 냉장실 또는 냉동실 이외에 음식물을 냉동실의 온도보다 낮은 온도로 급속 냉동시킬 수 있는 별도의 저장 공간에 대한 소비자의 요구가 늘어나고 있다.
상기와 같은 요구를 충족하기 위하여, 본 출원인은 열전소자를 이용하여 별도의 저장 공간(본 명세서에서는 '심온실'이라고 칭함)을 급속 냉각하는 급속냉각모듈을 구비한 냉장고를 출원한 바 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열전소자의 발열면을 냉각하기 위한 열전도 유닛용 증발부를 보여주는 개념도이다.
열전도 유닛용 증발부(12)의 내부에 냉매가 흐르기 위한 냉매유로(13)가 지그재그 형태로 형성된다. 증발기(14)의 냉매 배관의 일부는 단절되고, 단절된 냉매배관의 일측 단부는 냉매유로(13)의 입구측에 연결되고, 냉매배관의 타측 단부는 냉매유로(13)의 출구측에 연결된다.
열전소자(11)의 발열면에 열전도 유닛용 증발부(12)의 일측이 접촉되고, 상기 발열면에서 방출되는 열이 열전도 유닛용 증발부(12)의 타측에 흐르는 냉매로 전달됨으로써, 열전소자(11)의 발열면이 냉각될 수 있다.
심온실의 온도는 증발기(14)의 냉매온도로부터 열전소자(11)의 발열면과 흡열면의 온도차에 의해 결정된다.
여기서, 심온실에서 구현 가능한 온도는 열전소자(11)의 발열면으로부터 방출되는 열이 열전도 유닛용 증발부(12)을 통해 얼마나 많이 전달되느냐에 따라 달라지므로, 열전도 유닛용 증발부(12)의 방열 성능은 매우 중요하다.
한편, 열전소자(11)의 발열면은 표면온도가 상이하다. 왜냐하면, 열전소자(11)의 외측 가장자리부는 외부 공기와 접촉되어 냉각되지만, 열전소자(11)의 중심부는 외부 공기와 접촉되지 않고 그 주변부에 의해 둘러싸여서 상기 외측 가장자리부에 비해 온도가 상승한다.
그러나, 상기 열전도 유닛용 증발부(12)의 냉매유로에 의하면, 냉매의 입구는 열전도 유닛용 증발부(12)의 하단부에 위치하고, 냉매의 출구는 열전도 유닛용 증발부(12)의 상단부에 위치하여, 상대적으로 온도가 낮은 입구측 냉매가 상대적으로 온도가 낮은 열전도 유닛용 증발부의 하단부와 열교환한 후 상대적으로 온도가 높은 열전도 유닛용 증발부의 중심부와 열교환함에 따라, 냉매의 열교환 효율이 낮아지고 열전도 유닛용 증발부(12)의 방열성능이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 열전소자의 발열면 중 표면온도가 가장 높은 곳이나 이와 인접한 곳에 열전도 유닛용 증발부로의 냉매유입구를 설치함으로써, 열전도 유닛용 증발부의 열교환 효율 및 방열성능을 향상시킬 수 있는 냉장고를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 냉장고는, 열교환 챔버; 냉장실; 상기 냉장실과 인접하게 위치하고, 상기 열교환 챔버의 전방에 배치되는 냉동실; 및 상기 냉동실의 내부에 배치되고, 상기 냉동실의 온도보다 낮은 온도로 유지되는 심온실을 구비하는 본체; 상기 냉장실을 개폐하는 냉장실 도어; 상기 냉동실을 개폐하는 냉동실 도어; 상기 심온실에 수용되는 드로워 어셈블리; 상기 열교환 챔버의 내부에 구비되는 증발기; 냉매를 상기 증발기로 흐르게 하는 압축기; 및 상기 심온실의 공기를 냉각하는 심온 냉각모듈을 포함하고, 상기 심온 냉각모듈은, 발열면과 상기 발열면과 대향되게 배치된 흡열면을 구비하는 열전소자; 일측이 상기 열전소자의 흡열면과 열교환 가능하게 접촉하는 콜드싱크; 일측이 상기 열전소자의 발열면과 접촉하고, 타측이 상기 증발기의 냉매관과 연결되어 상기 열전소자의 발열면에서 방출된 열을 상기 냉매로 전달하는 열전도 유닛용 증발부; 상기 심온실의 공기와 상기 콜드싱크의 타측을 열교환시키는 제1팬; 및 상기 열교환 챔버의 공기와 상기 열전도 유닛용 증발부의 타측을 열교환시키는 제2팬을 포함하고, 상기 발열면에서 상대적으로 온도가 높은 중앙부와 상기 냉매의 열교환량이, 상기 발열면의 중앙부를 둘러싸는 주변부와 상기 냉매의 열교환량보다 더 많다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 냉매유로는, 동심원(똬리형), 방사형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 냉매유로는, 상기 발열면의 중앙부와 접촉하는 상기 열교환판의 제1영역에서 상기 발열면의 주변부와 접촉하는 상기 열교환판의 제2영역으로 갈수록 곡률반경이 점점 더 커질 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 예에 따르면, 상기 냉매유로는, 상기 열교환판의 두께방향으로 적어도 한 개 이상의 열로 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 열전도 유닛용 증발부는 냉매가 중심부에 유입된 후 중심부에서 외측 가장자리부를 향해 흐르도록 유도하는 똬리 형태의 냉매유로를 구비하여, 열전소자의 발열면 중 상대적으로 온도가 높은 중심부와 냉매의 열교환량이 상기 발열면 중 외측 가장자리부와 냉매의 열교환량보다 더 많게 함으로써, 열전도 유닛용 증발부의 방열 성능 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 열전도 유닛용 증발부의 냉매배관을 효율적으로 설계함으로써, 심온 저장실의 온도를 -40℃이하로 구현 가능함으로써, 육류 등 극저온 냉동보관식품을 심온 저장실에 보관 시 육류 조직의 육즙 손실(DRIP LOSS)을 감소시켜 식품 품질을 향상시킬 뿐만 아니라, 차별화된 냉동온도대역에서 육류 및 생선을 보관할 수 있으므로 제품의 경쟁력 강화에 크게 기여할 수 있다. 또한, 열전도 유닛용 증발부의 크기를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열전소자 냉각용 열전도 유닛용 증발부를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 냉장고의 사시도이다.
도 3은 도 2의 냉동실에 배치된 심온실을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 4의 심온 냉각모듈을 보여주는 분해사시도이다.
도 6은 도 4의 심온 냉각모듈을 보여주는 조립도이다.
도 7은 도 6의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전도 유닛용 증발부의 내부에 냉매유로가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8의 제1 및 제2열교환판이 조립된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 9에서 제1열교환판의 내측면에 냉매유로가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 열전도 유닛용 증발부를 보여주는 입체도이다.
도 12는 도 11의 열전도 유닛용 증발부에서 냉매의 이동경로를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12에서 복수 개의 열 중 제1열의 냉매유로에서 냉매흡입구와 냉매토출구의 위치를 보여주는 개념도이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명에 따른 냉매유로의 다양한 실시예를 보여주는 개념도이다.
도 17은 본 발명의 열전도 유닛용 증발부에 사용되는 냉매의 흐름을 보여주는 개념도이다.
도 18은 본 발명에 따른 냉장고의 제어장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명에 관련된 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
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.
본 명세서에서 냉각실은 냉장실 또는 냉동실을 의미하고, 심온실은 냉동실보다 낮은 온도로 음식물을 저장할 수 있는 공간을 의미하고, 통상적으로 -40도 이하로 온도가 유지가 가능한 저장실을 의미한다.
도 2는 본 발명과 관련된 냉장고의 사시도이다.
냉장고의 외관은 본체(100)와 도어(110)에 의해 형성된다.
본체(100)는 아웃 케이스와 이너 케이스를 포함한다.
아웃 케이스는 도어(110)에 의해 형성되는 냉장고의 전면부를 제외한 냉장고의 나머지 외관을 형성한다.
도 2에서는 본체(100)의 상부에 냉장실(102)이 마련되고, 하부에 냉동실(103)이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고를 보이고 있다. 그러나 본 발명이 반드시 바텀 프리저 타입의 냉장고에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 냉장실(102)과 냉동실(103)이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 냉동실(103)이 냉장실(102) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.
열교환 챔버(101)는 내부에 증발기(134)를 수용한다.
예를 들면, 냉동실(103)의 후벽에는 냉기 토출덕트가 설치될 수 있다. 냉기 토출덕트에 의해 시각적으로 가려지는 공간에는 냉동실(103)로 냉기를 공급하기 위한 열교환 챔버(101)가 형성된다.
열교환 챔버(101)에는 냉동실 팬(104; 도 17 참조)과 증발기(134)가 설치되고, 증발기(134)는 공기와 냉매를 열교환 시켜 냉기를 생성하고, 냉동실 팬(104)은 냉기의 유동을 형성한다.
냉동실(103)에 구비되는 열교환 챔버(101), 팬, 냉기 토출구(101a)의 구성은 냉장실(102)에 냉기를 공급하기 위해 동일하게 적용될 수 있다.
도어(110)는 설치 위치에 따라 냉장실(102)을 개폐하는 냉장실 도어(111)와, 냉동실(103)을 개폐하는 냉동실 도어(112)로 구분될 수 있다.
드로워(105)는 각각 식품 저장실의 다른 공간과 분리되는 공간을 형성하여 식품을 저장하도록 구성된다. 드로워(105)는 슬라이드 이동 가능하도록 구성될 수 있으며, 슬라이드 이동에 의해 식품 저장실에 삽입되거나 식품 저장실로부터 인출될 수 있다.
본체(100) 내부에 냉동 사이클장치가 구비된다. 냉동 사이클장치는 압축기(131), 응축기(132), 팽창장치(133)(모세관 등) 및 증발기(134)를 포함하여 구성된다.
도 3은 도 2의 냉동실(103)에 배치된 심온실(120)을 보여주는 개념도이고, 도 4는 도 2의 A-A 선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 도 4의 심온 냉각모듈(140)을 보여주는 분해사시도이고, 도 6은 도 4의 심온 냉각모듈(140)을 보여주는 조립도이고, 도 7은 도 6의 B-B 선을 따라 취한 단면도이다.
심온실(120)은 열교환 챔버(101)의 전방면에 고정되도록 설치된다. 심온실(120)은 전후방으로 개방된 직육면체 형상의 박스 형태로 이루어질 수 있다. 심온실(120)의 후방부는 열교환 챔버(101)와 연통되게 연결될 수 있다. 심온실(120)은 외부로부터 열이 전달되는 것을 차단하기 위해 내부에 단열재를 구비할 수 있다.
심온실(120)에 드로워 어셈블리(121)가 인출입 가능하게 수용된다. 드로워 어셈블리(121)는 상방향으로 개방되는 박스 형태로 이루어지고, 드로워 어셈블리(121)의 내부에 육류 등 식품이 저장될 수 있다.
심온실(120)의 내부에 심온 냉각모듈(140)의 적어도 일부가 구비된다. 심온 냉각모듈(140)은 심온실(120)을 냉각하여 심온실(120)의 온도를 기설정된 온도로 유지하도록 한다. 심온 냉각모듈(140)은 심온실(120)의 후방부에 배치되어, 심온 냉각모듈(140)의 후방부가 열교환 챔버(101)의 냉기유로를 따라 흐르는 냉기와 열교환할 수 있다.
드로워 어셈블리(121)의 후방면에 냉각커버(122)가 장착된다. 냉각커버(122)에 팬수용부(1223)가 구비되고, 팬수용부(1223)는 내측에 냉각팬(141)을 수용하도록 이루어진다. 팬수용부(1223)는 냉각커버(122)에서 냉각팬(141)과 대응되는 형태로 돌출되게 형성되고 상기 냉각팬(141)을 감싸도록 이루어진다. 팬수용부(1223)의 전방면에 원주방향으로 연장되는 복수의 냉기토출홀(1222)이 동심원상에 배치된다. 냉기가 복수의 냉기토출홀(1222)을 통해 냉각커버(122)의 후방에서 드로워 어셈블리(121)의 내부로 토출된다.
냉각커버(122)에 가늘고 길게 상하방향으로 연장되는 복수의 냉기흡입홀(1221)이 형성된다. 복수의 냉기흡입홀(1221)은 복수의 냉기토출홀(1222)을 사이에 두고 냉각커버(122)의 상부와 하부에 각각 이격 배치된다. 냉기가 복수의 냉기흡입홀(1221)을 통해 드로워 어셈블리(121)의 내부에서 냉각커버(122)의 후방으로 흡입된다.
냉각커버(122)는 심온실(120)을 심온 냉각모듈(140)을 수용하는 제1수용부와 드로워 어셈블리(121)를 수용하는 제2수용부로 구획할 수 있다.
심온 냉각모듈(140)은 냉각팬(141), 콜드싱크(143), 열전소자(142), 단열재(144), 열전도 유닛용 증발부(145)을 포함한다. 냉각팬(141), 콜드싱크(143;cold sink), 열전소자(142), 단열재(144) 및 열전도 유닛용 증발부(145)은 냉각커버(122)에서 후방으로 배치된다.
냉각팬(141)은 냉각커버(122)의 후방에 냉각커버(122)와 마주보게 배치되고, 드로워 어셈블리(121) 내부의 공기가 콜드싱크(143)와 열교환을 통해 냉각되도록, 냉각팬(141)은 드로워 어셈블리(121) 내부의 공기를 냉기흡입홀(1221)을 통해 콜드싱크(143)로 흡입한다. 냉각팬(141)은 콜드싱크(143)에 의해 냉각된 냉기를 드로워 어셈블리(121)의 내부로 송풍한다.
콜드싱크(143)는 알루미늄 등 열전도 가능한 금속재질로 이루어진다. 콜드싱크(143)의 후방면은 열전소자(142)의 흡열면(142a)과 접촉되어 열전소자(142)에 의해 냉각된다. 콜드싱크(143)의 전방면에 상하방향으로 연장되는 복수의 열교환핀이 구비된다. 복수의 열교환핀은 좌우방향으로 상호 이격되어, 냉기흡입홀(1221)을 통해 흡입된 공기와 콜드싱크(143)의 열교환 면적을 확장시킨다. 복수의 열교환핀 각각은 후단부가 콜드싱크(143)와 일체로 형성된다.
열전소자(142)는 펠티어 효과를 이용한 소자이다. 펠티어 효과란 서로 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 가하면 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열하고 반대 면에서는 발열을 일으키는 현상을 의미한다. 여기서, 열전소자(142)의 양쪽 면 중 콜드싱크(143)로 향하는 전방면에서 흡열이 일어나므로 흡열면(142a)이라 부르고, 열전도 유닛용 증발부(145)을 향하는 후방면에서 발열이 일어나므로 발열면(142b)이라고 부르기로 한다.
열전소자(142)의 흡열면(142a)은 드로워 어셈블리(121)의 냉각커버(122)를 향하여 배치되고 콜드싱크(143)의 후방면과 접촉되어 콜드싱크(143)를 냉각한다. 열전소자(142)의 발열면(142b)은 열전도 유닛용 증발부(145)의 전방면과 접촉되어, 상기 발열면(142b)에서 방출된 열이 열전도 유닛용 증발부(145)과의 열교환을 통해 열전도 유닛용 증발부(145)의 내부에 흐르는 냉매로 전달된다.
심온 냉각모듈(140)은 열전소자(142)의 흡열 현상을 이용하여 콜드싱크(143)를 냉각하고 냉각팬(141)을 구동하여 드로워 어셈블리(121) 내부의 공기를 콜드싱크(143)로 흡입하고, 흡입된 공기와 상기 콜드싱크(143)의 열교환을 통해 드로워 어셈블리(121) 내부의 공기를 극저온으로 냉각함으로써, 드로워 어셈블리(121)의 내부에 저장된 식품을 극저온으로 신속하게 냉각할 수 있다.
심온 냉각모듈(140)에 의하면, 콜드싱크(143), 열전소자(142) 및 열전도 유닛용 증발부(145)은 상호 간에 접촉되고, 열전소자(142)에 전압이 인가되면, 열전소자(142) 내부에서 흡열면(142a)으로부터 발열면(142b)으로 열이 이동하고, 열전소자(142)의 외측에서 상기 흡열면(142a)과 접촉된 콜드싱크(143)로부터 상기 발열면(142b)과 접촉된 열전도 유닛용 증발부(145)으로 열이 전달됨에 따라, 드로워 어셈블리(121)에 저장된 식품이 냉각되는 것이다.
열전소자(142)는 콜드싱크(143) 및 열전도 유닛용 증발부(145)보다 크기가 작아서, 콜드싱크(143)와 열전도 유닛용 증발부(145) 사이에 공간이 형성된다. 이로 인해, 열이 외부로부터 열전소자(142)의 흡열면(142a)으로 전달되어, 상기 흡열면(142a)의 온도가 의도와 다르게 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 단열재(144)가 열전소자(142)의 외주부를 감싸도록 콜드싱크(143)와 열전도 유닛용 증발부(145) 사이에 배치된다. 단열재(144)는 외부의 열이 열전소자(142)의 흡열면(142a)으로 전달되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다.
콜드싱크(143), 열전소자(142) 및 열전도 유닛용 증발부(145)이 상호 접촉된 상태로, 콜드싱크(143), 단열재(144) 및 열전도 유닛용 증발부(145)은 스크류 등과 같은 체결요소에 의해 결합될 수 있다. 콜드싱크(143), 단열재(144) 및 열전도 유닛용 증발부(145)은 각각 전방에서 후방으로 차례대로 상호 접촉되게 배치된 상태에서, 네 개의 스크류가 콜드싱크(143), 단열재(144) 및 열전도 유닛용 증발부(145)의 상/하/좌/우 가장자리부 네 곳을 관통하여 한 개의 조립체로 결합할 수 있다.
도 2를 참고하면, 열전도 유닛용 증발부(145)은 열교환 챔버(101)에 형성된 연통홀을 통해 열교환 챔버(101)와 연통된다. 열교환 챔버(101)의 내부에 냉동실 팬(104;도 17 참조)과 증발기(134)가 구비되고, 상기 냉동실 팬(104)은 냉기를 열전도 유닛용 증발부(145)으로 송풍할 수 있다. 열전도 유닛용 증발부(145)은 열교환 챔버(101)의 냉기에 의해 냉각될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 열전도 유닛용 증발부(145)의 내부에 냉매유로(1463)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 9는 도 8의 제1 및 제2열교환판(1462)이 조립된 모습을 보여주는 개념도이고, 도 10은 도 9에서 제1열교환판(1461)의 내측면에 냉매유로(1463)가 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
열전도 유닛용 증발부(145)는 열전소자(142)의 발열면(142b)을 냉매를 이용하여 냉각하도록 이루어진다. 열전도 유닛용 증발부(145)는 복수 개의 열교환판(146)을 상호 접촉되도록 결합된다.
도 8에 도시된 열전도 유닛용 증발부(145)은 제1열교환판(1461)과 제2열교환판(1462)으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2열교환판(1461,1462)은 별도로 설계하여 결합할 수도 있고 일체로 형성될 수도 있다.
제1열교환판(1461)의 일부는 열전소자(142)의 발열면(142b)에 배치되어 상기 발열면(142b)과 접촉된다. 제1열교환판(1461)의 내측면에 제1냉매유로홈(1463a)이 형성될 수 있다.
한편, 냉매유로홈은 제1 및 제2열교환판(1461,1462) 중 어느 일면에만 형성할 수도 있고, 제1 및 제2열교환판(1461,1462)에 각각 형성하여, 서로 마주보게 배치함으로써 하나의 냉매유로(1463)를 형성할 수도 있다.
뿐만 아니라, 상기 열전도 유닛용 증발부(145)의 내부에 직접 냉매 배관을 형성할 수도 있고, 열전도 유닛용 증발부(145)의 외부에 냉매 배관이 접촉하도록 형성할 수도 있다.
상기 냉매유로(1463)는 똬리 형태로 형성된다.
열교환판(146)의 일면에 냉매흡입구(1464) 혹은 냉매토출구(1465)가 형성될 수 있다. 냉매흡입구(1464)와 냉매토출구(1465)는 제2열교환판(1462)의 후면에서 수직하게 돌출 형성될 수 있다. 냉매흡입구(1464)는 냉매배관(137)에 의해 증발기(134)의 냉매관과 연통되게 연결될 수 있다. 냉매토출구(1465)는 냉매배관(137)에 의해 압축기(131)와 연결될 수 있다.
열전소자(142)의 발열면(142b)은 표면온도가 상이하므로, 열전소자(142)의 발열면(142b) 중 표면온도가 가장 높은 곳이나 그 인접한 곳에 해당하는 위치에 열전도 유닛용 증발부(145)의 냉매유입구(1464)를 설치하는 것이 바람직하다.
열전소자(142)의 발열면(142b)의 표면온도는 중심부가 주변부에 비해 상대적으로 높으므로, 상기 냉매유입구(1464)는 열전소자(142)의 중심부에 해당하는 위치에 설계하는 것이 바람직하다.
한편, 열전소자(142)와 열교환하는 열전도 유닛용 증발부(145)도 그 표면온도가 상이하므로, 열전도 유닛용 증발부(145) 중 표면온도가 가장 높은 곳이나 그 인접한 곳에 해당하는 위치에 상기 냉매유입구(1464)를 설치하는 것이 바람직하다.
열전도 유닛용 증발부(145)의 표면온도는 중심부가 주변부에 비해 상대적으로 높으므로, 상기 냉매유입구(1464)는 열전도 유닛용 증발부(145)의 중심부에 해당하는 위치에 설계하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 냉매유입구(1464)가 열전소자(142)나 열전도 유닛용 증발부(145)의 주변부에 해당하는 위치에 형성하는 경우에도, 유입된 냉매가 열전소자(142)나 열전도 유닛용 증발부(145)의 중심부로 먼저 유입되도록 한 후, 다시 주변부로 다시 흘러나가도록 설계하는 것이 바람직하다.
한편, 열전소자(142)나 열전도 유닛용 증발부(145)의 중심부에서의 냉매배관 밀도가 주변부에서의 냉매배관의 밀도보다 높도록 설계하는 것이 바람직하다.
즉 열전소자의 발열면의 냉각효율을 극대화하여 심온에 도달하기 위해서는, 열전소자나 열전도 유닛용 증발부(145)에서 동일 면적당 중심부에서의 열교환량이 주변부에서의 냉매와의 열교환량보다 크도록 설계하는 것이 바람직하다.
냉매유로(1463)는 냉매입구(1463c)에서 냉매출구(1463d)로 갈수록 곡률반경이 커진다.
제1 및 제2열교환판(1461,1462)이 별도로 설계되어 결합되는 경우, 제2열교환판(1462)의 테두리부에 수용돌기부가 열교환판(146)의 두께방향으로 돌출되게 형성되어, 상기 수용돌기부는 제1열교환판(1461)의 테두리부를 감싸도록 이루어질 수 있다. 수용돌기부의 내측면을 따라 실링부재가 삽입되어, 제1 및 제2열교환판(1462) 사이의 틈새를 밀봉할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 열전도 유닛용 증발부(245)을 보여주는 입체도이고, 도 12는 도 11의 열전도 유닛용 증발부(245)에서 냉매의 이동경로를 보여주는 단면도이고, 도 13은 도 12에서 복수 개의 열 중 제2열의 냉매유로(2463)에서 냉매흡입구(2464)와 냉매토출구(2465)의 위치를 보여주는 개념도이다.
도 12에 도시된 냉매유로(2463)는 열교환판(246)의 두께방향으로 2개 열로 형성된다. 상기 복수 개의 열로 형성된 냉매유로(2463) 각각은 똬리 형상으로 형성된다. 상기 복수 개의 열로 형성된 냉매유로(2463) 각각은 열교환판(146)의 외측 가장자리부에서 서로 연통되게 연결된다.
본 실시예에서는 냉매흡입구(2464)와 냉매토출구(2465)가 서로 인접하게 위치할 수 있다. 도 11을 참고하면, 냉매흡입구(2464)는 열교환판(246)의 중심부에 형성되고, 냉매토출구(2465)는 냉매흡입구(2464)에서 우측 하방의 대각선 방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
한편, 상기 열전도 유닛용 증발부(245)의 내부에 직접 냉매 배관을 형성할 수 도 있고, 열전도 유닛용 증발부(245)의 외부에 냉매 배관이 접촉하도록 형성할 수도 있다. 열전도 유닛용 증발부(245)의 일면에 복수개 냉매배관의 일부 열(raw)이 형성되고, 상기 열전도 유닛용 증발부(245)의 타면에 복수개 냉매배관의 다른 일부 열(raw)이 형성될 수도 있다.
도 13은 복수 개의 열 중 제2열의 냉매유로(2463b)를 보여주고, 제2열의 냉매유로(2463b)의 중심부에 냉매입구(2463c)가 형성되고, 상기 제1열의 냉매유로의 외측 가장자리 단부에 제2열의 냉매유로(2463b)가 연결된다. 냉매유로(2463b)의 냉매출구(2463d)는 상기 냉매입구(2463c)에서 우측 하부의 대각선 방향으로 이격되게 배치되고, 제1열의 냉매유로의 중심부와 연결된다.
냉매흡입구(2464)를 통해 흡입된 냉매는 열교환판(246)의 두께방향으로 제1열의 냉매유로(2463)의 중심부로 유입되고, 제1열의 냉매유로(2463)를 따라 열교환판(246)의 외측 가장자리부를 향해 이동하고, 상기 열교환판(246)의 외측 가장자리부에서 제1열의 냉매유로(2463)와 연통되는 제2열의 냉매유로(2463b)로 이동한 후, 제2열의 냉매유로(2463b)를 따라 열교환판(246)의 중심부를 향해 이동하며, 냉매토출구(2465)를 통해 토출된다.
열교환판(246)의 전방면은 열전소자(142)의 발열면(142b)과 접촉되어, 열교환판(246)의 냉매는 열전소자(142)의 발열면(142b)과 열교환한다. 이에 의해, 열전소자(142)의 발열면(142b)에서 방출된 열이 열교환판(246)의 냉매로 전달된다.
도 14 내지 도 16은 본 발명에 따른 냉매유로(1463)의 다양한 실시예를 보여주는 개념도이다.
본 발명에 따른 냉매유로(1463,2463,3463,4463,5463)는 열교환판(146,246,346,446,546)의 내부에 똬리형, 동심원, 다각형 및 방사형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 14는 냉매유로(3463)가 사각형으로 이루어진 모습을 보여준다. 다만, 사각형의 냉매유로(3463)는 닫힌 사각형이 아니라, 중심이 서로 같지만 각 변의 길이가 열교환판(346)의 중심에서 외측 가장자리부로 갈수록 점차 증가하는 복수의 열린 사각형을 연속해서 한 개로 연결하는 형태로 이루어질 수 있다.
도 15는 냉매유로(4463)가 삼각형으로 이루어진 모습을 보여준다. 다만, 삼각형의 냉매유로(4463)는 닫힌 삼각형이 아니라, 중심이 서로 같지만 각변의 길이가 열교환판(446)의 중심에서 외측 가장자리부로 갈수록 점차 증가하는 복수의 열린 삼각형을 연속해서 한 개로 연결하는 형태로 이루어질 수 있다.
도 16은 냉매유로(5463)가 방사형으로 이루어진 모습을 보여준다. 방사형 냉매유로(5463)는 열교환판(546)의 중심부에 형성되는 냉매입구(5463c)와, 상기 열교환판(546)의 외측 가장자리부에 원주방향으로 형성되는 외측유로부와, 상기 냉매입구(5463c)에서 상기 외측유로부를 향해방사방향으로 연장되는 내측유로부와, 상기 외측유로부의 일측에 형성되는 냉매출구(5463d)를 포함한다. 상기 방사형 냉매유로(5463)에 의하면, 냉매는 열교환판(546)의 중심부에 위치한 냉매입구(5463c)에서 내측유로부를 따라 방사방향으로 이동한 후, 외측유로부를 따라 이동하여 냉매출구(5463d)에서 열교환판(146)의 외부로 토출될 수 있다.
본 명세서에서 냉매유로(1463)의 형태(모양, 형상)를 정의함에 있어서, 동심원 형태는 똬리 형태를 포함하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 냉매유로(1463)는 냉매가 열교환판(146)의 중심부로 유입되어 열교환판(146)의 외측 가장자리부로 이동함으로써 열전도 유닛용 증발부(145)의 방열성능을 향상시킬 수 있으면 된다. 따라서, 냉매유로(1463)는 동심원, 다각형 및 방사형 이외에도 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 냉매유로(1463)는 냉매의 유동저항을 최소화할 수 있는 똬리 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
도 17은 본 발명의 열전도 유닛용 증발부(145)에 사용되는 냉매의 흐름을 보여주는 개념도이다.
증발기(134)는 냉동실(103)의 열교환 챔버(101)에 구비되어 냉동실(103)에 냉기를 제공하는 냉동실용 증발기(1341)(이하, 제1증발기(1341))와, 냉장실(102)의 열교환 챔버(101)에 구비되어 냉장실(102)에 냉기를 제공하는 냉장실용 증발기(1342)(이하, 제2증발기(1342))로 구성될 수 있다. 제1 및 제2증발기(1341,1342)는 냉매배관(137)에 의해 서로 병렬로 연결된다. 이하에서 냉장실용 증발기(1342)와 냉동실용 증발기(1341)를 별도로 구분하는 기재(예, 제1증발기(1341) 및 제2증발기(1342))가 없으면, 냉장실용 및 냉동실용 증발기(1341,1342)를 증발기(134)로 통칭하기로 한다.
응축기(132)에서 제1증발기(1341)와 제2증발기(1342)로 분지되는 지점에 양방밸브(135) 또는 삼방밸브(135)가 설치되어, 상기 제1 및 제2증발기(1341,1342)에 제공되는 냉매유량을 분배할 수 있다. 양방밸브(135)일 경우에 냉매는 제1 및 제2증발기(1341,1342)에 선택적으로 공급된다.
팽창장치(133)인 모세관은 제1모세관(1331)과 제2모세관(1332)을 포함한다. 제1모세관(1331)은 삼방밸브(135)에서 제1증발기(1341)로 연장되는 제1분지배관(1371)에 설치되고, 제2모세관(1332)은 상기 삼방밸브(135)에서 제2증발기(1342)로 연장되는 제2분지배관(1372)에 설치될 수 있다.
압축기(131)는 본체(100) 내부에 구비되는 제1 및 제2압축기로 구성될 수 있다. 제1압축기(1311)는 냉동실(103) 후방의 열교환 챔버(101) 내부에 구비될 수 있다. 제1압축기(1311)는 상기 제1증발기(1341)와 연결되어, 상기 제1증발기(1341)에서 배출된 냉매를 압축하고 상기 냉매를 순환시킬 수 있다.
제2압축기(미도시)는 냉장실(102) 후방의 열교환 챔버(101) 내부에 구비될 수 있다. 제2압축기(미도시)는 제2증발기(1342)와 연결되어, 상기 제2증발기(1342)에서 배출된 냉매를 압축하고 상기 냉매를 순환시킬 수 있다.
도 17에 도시된 냉동사이클 시스템(130)은 1개의 압축기(131)와 2개의 증발기(134)를 포함하여 구성된다.
압축기(131)의 후단(하류측)에 응축기(132)가 배치되고, 응축기(132)의 후단(하류측)에서 두 갈래로 분지되는 지점에 삼방밸브(135)가 배치되고, 삼방밸브(135)에서 두 갈래로 분지된 제1분지배관(1371)에 제1모세관(1331) 및 제1증발기(1341)가 설치되고, 제2분지배관(1372)에 제2모세관(1332) 및 제2증발기(1342)가 설치될 수 있다. 이때, 제2증발기(1342)의 후단에 체크밸브(136)가 설치되어, 제1증발기(1341)에서 배출된 냉매가 제2증발기(1342)로 역류하는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 열전도 유닛용 증발부(145)는 상기 증발기(134)와 직렬로 연결된다. 열전도 유닛용 증발부(145)는 냉매배관(137)을 따라 상기 증발기(134)와 함께 연속해서 배치될 수 있다.
냉매의 이동경로를 살펴보면, 냉매는 압축기(131), 응축기(132), 팽창장치(133) 혹은 증발기(134)를 순환하면서 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 거치고, 상기 냉장실용 증발기(1342) 및 냉동실용 증발기(1341)에서 배출되는 냉매는 합류된 후 열전도 유닛용 증발부(145)의 냉매유로(1463)로 유입된다. 상기 열전도 유닛용 증발부(145)의 냉매유로(1463)에서 배출된 냉매는 다시 압축기(131)로 유입되고, 상기 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 연속해서 순환하며 반복한다.
열전소자(142)의 발열면(142b)에서 방출된 열은 열전소자(142)의 발열면(142b)과 접촉된 열전도 유닛용 증발부(145)의 냉매와 열교환하며 상기 냉매로 전달된다. 열전소자(142)의 발열면(142b)과 흡열면(142a)의 온도차에 의해 열전소자(142)의 흡열면(142a)은 극저온으로 냉각되고, 상기 흡열면(142a)과 심온실(120)의 공기 사이에 열교환을 통해 심온실(120)의 드로워 어셈블리(121)가 냉각된다.
상기 열전도 유닛용 증발부(145)는 일측은 열전소자(142)의 발열면(142b)과 전도를 통해 열교환하고, 타측은 그 내부 혹은 표면에 형성된 냉매관 속의 냉매와 전도를 통해 열교환한다. 또한, 열전도 유닛용 증발부(145)는 열교환 챔버(101)의 내부에 배치된 제2팬(104)에 의해 송풍되는 냉기와의 열교환을 통해 냉각될 수도 있다. 이에 의해, 열전소자(142)의 발열면(142b)에서 방출되는 열은 열전도 유닛용 증발부(145)의 냉매유로(1463)를 따라 흐르는 냉매로 전달될 뿐만 아니라 열교환 챔버(101)의 냉기로 열 전달되어 방열효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 열전도 유닛용 증발부(145)이 증발기(134)와 직렬로 연결됨으로써, 냉장실(102), 냉동실(103) 및 냉각실(냉장실(102)과 냉동실(103)을 통칭함) 중 어느 하나와 심온실(120)을 동시에 운전하거나 심온실(120)을 단독으로 운전할 수 있다.
도 14의 실시예는 종래 기술 대비 다음과 같은 장점이 있다.
1개의 압축기 및 2개의 증발기를 포함하는 냉동사이클(130;1comp. 2eva 사이클)에서는 냉매절환밸브(135)에 의한 냉장실 증발기(1372)와 냉동실 증발기(1371)가 교번 운전하게 된다. 즉 냉장실로 냉매가 절환된 후 냉장실을 냉각하여 냉장실 온도가 기설정된 온도에 도달하면(만족되면), 냉동실로 냉매가 절환되어 냉동실을 냉각하게 된다. 냉매가 냉장실로 절환된 경우나 냉동실로 절환된 경우 모두 열전도 유닛용 증발부(145)로 냉매가 유동하게 되므로, 교번 운전에도 불구하고 심온실(120)은 급격한 온도저하를 막을 수 있다. 물론 냉장실과 냉동실의 온도가 기설정된 온도로 모두 만족된 경우에는, 상기 방법과 동일하게 냉각실로의 냉기유입을 차단함으로써, 심온실(145)의 냉각을 위한 증발능력을 향상시킬 수 있다. 상기 냉각실로의 냉기공급을 차단하는 방법은 아래와 같다. 상기 냉각실로의 냉기유입을 조절하는 댐퍼를 차단하거나 냉각실 냉각용 증발기를 위한 송풍팬(심온실 냉각용 냉각팬(141;청구항에서는 제1팬에 해당)과 따로 설치되어 있는 경우)을 정지시키거나 냉매절환밸브(135)를 전환하여 온도가 만족된 냉각실을 위한 증발기로는 냉매가 유동하지 않도록 차단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 열전도 유닛용 증발부(145)에 의하면, 냉매가 열전소자(142)의 중심부에서 열전소자(142)의 외곽으로 퍼지는 방향으로 냉매유로(1463)를 형성함으로써, 높은 열교환 효율과 방열성능을 극대화할 수 있다.
본 발명에 의하면, 열전소자(142)의 흡열면(142a), 열전도 유닛용 증발부(145) 및 냉각팬(141)을 이용한 열교환을 통해 심온실(120)은 영하 40℃ 이하의 온도로 냉각될 수 있다. 열전도 유닛용 증발부(145)의 크기를 줄일 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 냉장고의 제어장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 18을 참고하면, 본 발명의 제어장치는 크게 검출부(151), 컨트롤러(150) 및 작동부로 구성될 수 있다.
검출부(151)는 냉장실의 온도를 감지하기 위한 제1온도센서(1521), 냉동실의 온도를 감지하기 위한 제2온도센서(1522), 심온실의 온도를 감지하기 위한 제3온도센서(1523) 및 심온 모드 선택부(1524)를 포함한다. 제3온도센서(1523)는 심온실(120) 내부에 구비하여 심온실(120) 온도를 직접 감지할 수도 있고, 심온 냉각 모듈(140) 중 어느 일부에 구비하여 심온실(120) 온도를 간접적으로 산출해 낼 수도 있다. 한편, 제3온도센서 없이 구성할 수도 있다.
심온 모드 선택부(1524)는 사용자가 심온 모드를 선택할 수 있도록 조작 가능하다. 한편, 심온실(120)은 default로 설정되어 있고, 소비자가 설정온도만 조절할 수 있게 제공할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법을 설명하기로 한다.
심온 모드가 선택되면, 인식된 냉각실 온도와 심온실(120) 온도에 기초하여, 냉각실 온도와 심온실 온도가 모두 불만족 상태이면, 냉각실(102,103)과 심온실(120)을 동시에 냉각하기 위한 구동을 한다. 즉 압축기(131)를 구동시키고, 냉각실(102,103)로의 냉기 유입을 허용하며 열전소자(142)와 제1팬(141)을 구동한다. 냉각실용 증발기(134)를 위한 송풍팬(1041,1042)과 열전도 유닛용 증발부(145)를 위한 송풍팬(104)이 별도로 설치되어 있는 경우는 각 송풍팬(1041,1042,104)을 구동한다. 냉각실(102,103)로의 냉기 유입을 차단하기 위한 댐퍼가 설치되어 있는 경우는, 댐퍼를 열도록 제어한다. 냉각실(102,103)의 온도만 만족 상태이면, 만족된 냉각실(102,103)로의 냉기유입을 차단하여 심온실(120) 냉각만을 위한 구동을 한다. 즉 만족된 냉각실(102,103)만을 위한 송풍팬(1041,1042)이나 댐퍼가 있는 경우는, 해당 송풍팬(1041,1042)의 구동을 정지하거나 댐퍼를 닫도록 제어한다. 하나의 압축기(131)에 2개 이상의 냉각실용 증발기(134)가 병렬로 연결된 사이클의 경우에는, 냉매 절환 밸브(135)를 전환하여 만족된 냉각실(102,103)로의 냉매유입을 차단할 수도 있다. 심온실(120)의 온도가 만족 상태이면, 심온실(120) 냉각을 종료한다. 즉 열전소자(142)와 제1팬(141)을 구동을 종료한다. 추가로 열전도유닛용 증발부(145)만을 위한 송풍팬(104)이 있는 경우에는, 해당 송풍팬의 구동을 종료한다.
다른 실시예에 따르면, 심온 모드가 선택되면 인식된 냉각실(102,103) 온도에 기초하여, 냉각실(102,103)의 온도가 불만족 상태이면, 냉각실(102,103)과 심온실(120)을 동시에 냉각하기 위한 구동을 하고, 냉각실(102,103)의 온도가 만족 상태이면, 심온실(120) 냉각만을 위한 구동을 시작하며, 동시 냉각을 위한 구동시간과 심온실(120) 단독 냉각을 위한 구동시간의 합이 일정시간을 도과하면, 심온실(120) 냉각을 종료한다. 동시 냉각하는 방법과 단독 냉각하는 방법은 첫번째 실시예와 동일하다.
또 다른 실시예에 따르면, 냉각실(102,103)과 심온실(120)의 동시 냉각 기능을 해제할 수 있게 함으로써, 설정된 우선순위에 따라 냉각실(102,103) 혹은 심온실(120) 중 하나만 먼저 단독 구동하도록 설정할 수 있다. 예를 들면, 냉장실(102)과 심온실(120)에 대해서는 냉장실(102) 냉각이 우선하도록 설정하고, 냉동실(103)과 심온실(120)에 대해서는 동시 냉각 및 단독 냉각이 가능하도록 구성할 수 있다. 동시 냉각하는 방법과 단독 냉각하는 방법은 첫번째 실시예와 동일하다.
따라서, 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 의하면, 증발기(134)와 열전도 유닛용 증발부(145)의 직렬 연결을 통해 기존에 냉각실 및 심온실(120)의 동시 운전 시 증발용량의 과대 설계를 막을 수 있다. 예를 들면, 냉각실용 필요증발용량과 열전도 유닛용 증발부(145)의 필요증발용량의 비율이 70 대 30으로 동일한 경우에, 종래의 총 증발용량은 100으로 설계되었으나, 본 발명의 총 증발용량은 70으로 설계될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 제어방법에 의하면, 냉각실과 심온실(120)의 동시 운전 시 증발용량을 효율적으로 운용할 수 있다. 또한, 기존의 냉각실과 심온실(120)의 교대 운전으로 인해 발생하는 냉각 손실을 제거할 수 있다.
이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
또한, 본원발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본원발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본원발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본원발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본원발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 본체
101 : 열교환 챔버
101a : 냉기토출구
102 : 냉장실
103 : 냉동실
104 : 제2팬(냉동실 팬)
105 : 드로워
106 : 선반
107 : 바스켓
110 : 도어
111 : 냉장실 도어
112 : 냉동실 도어
113 : 힌지
120 : 심온실
121 : 드로워 어셈블리
122 : 냉각커버
1221 : 냉기흡입홀
1222 : 냉기토출홀
1223 : 팬수용부
130 : 냉동사이클 시스템
131 : 압축기
132 : 응축기
133 : 팽창장치
1331 : 제1모세관
1332 : 제2모세관
134 : 증발기
1341 : 냉동실용 증발기
1342 : 냉장실용 증발기
135 : 삼방밸브
140 : 심온 냉각모듈
141 : 제1팬(냉각팬)
142 : 열전소자
142a : 흡열면
142b : 발열면
143 : 콜드싱크
144 : 단열재
145,245,345,445,545 : 열전도 유닛용 증발부
146,246,346,446,546 : 열교환판
1461 : 제1열교환판
1462 : 제2열교환판
1463,2463,3463,4463,5463 : 냉매유로
1463a : 제1냉매유로홈
1463b : 제2냉매유로홈
1463c,2463c,3463c,4463c,5463c : 냉매입구
1463d,2463d,3463d,4463d,5463d : 냉매출구
1464 : 냉매흡입구
1465 : 냉매토출구

Claims (14)

  1. 열교환 챔버; 냉장실; 상기 냉장실과 인접하게 위치하고, 상기 열교환 챔버의 전방에 배치되는 냉동실; 및 상기 냉동실의 내부에 배치되고, 상기 냉동실의 온도보다 낮은 온도로 유지되는 심온실을 구비하는 본체;
    상기 냉장실을 개폐하는 냉장실 도어;
    상기 냉동실을 개폐하는 냉동실 도어;
    상기 심온실에 수용되는 드로워 어셈블리;
    상기 열교환 챔버의 내부에 구비되는 증발기;
    냉매를 상기 증발기로 흐르게 하는 압축기; 및
    상기 심온실의 공기를 냉각하는 심온 냉각모듈을 포함하고,
    상기 심온 냉각모듈은,
    발열면과 상기 발열면과 대향되게 배치된 흡열면을 구비하는 열전소자;
    일측이 상기 열전소자의 흡열면과 열교환 가능하게 접촉하는 콜드싱크;
    일측이 상기 열전소자의 발열면과 접촉하고, 타측이 상기 증발기의 냉매관과 연결되어 상기 열전소자의 발열면에서 방출된 열을 상기 냉매로 전달하는 열전도 유닛용 증발부;
    상기 심온실의 공기와 상기 콜드싱크의 타측을 열교환시키는 제1팬; 및
    상기 열교환 챔버의 공기와 상기 열전도 유닛용 증발부의 타측을 열교환시키는 제2팬을 포함하고,
    상기 열전도 유닛용 증발부는,
    냉매흡입구와 냉매토출구를 구비하고, 상기 발열면과 접촉하여 상기 발열면과 열교환하는 열교환판; 및
    상기 열교환판의 내부에 상기 냉매흡입구 및 냉매토출구와 연통되게 형성되고, 상기 냉매가 흘러서 상기 냉매와 열교환판을 열교환시키는 냉매유로를 포함하고,
    상기 냉매유로는 열교환판의 두께방향으로 서로 이격 배치되며 복수의 열로 형성되고,
    상기 복수의 열로 형성된 냉매유로 각각은 똬리형, 동심원, 방사형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성되고,
    상기 냉매흡입구는 열교환판의 중심부에 형성되고, 상기 냉매토출구는 상기 냉매흡입구와 인접하게 배치되고,
    상기 냉매흡입구는 상기 복수의 열 중 상기 발열면과 인접하는 열교환판의 내측 열과 연통되게 연결되고, 상기 냉매토출구는 상기 복수의 열 중 열교환판의 외측 열과 연통되게 연결되고,
    상기 내측 열과 외측 열의 냉매유로 각각은 열교환판의 반경방향 외측 가장자리부에서 서로 연통되게 연결되고 냉매의 유동방향이 서로 반대이며,
    상기 발열면에서 상대적으로 온도가 높은 중앙부와 상기 열전도 유닛용 증발부의 냉매의 열교환량이, 상기 발열면의 중앙부를 둘러싸는 주변부와 상기 냉매의 열교환량보다 더 많은 냉장고.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉매흡입구는 상기 냉매유로로 상기 냉매를 흡입하고, 상기 냉매토출구는 상기 냉매유로에서 외부로 상기 냉매를 토출하고,
    상기 냉매흡입구에서 상기 발열면의 최고온도지점까지 냉매유로상의 거리가 상기 냉매흡입구에서 상기 발열면의 최저온도지점까지 냉매유로상의 거리보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉매의 평균온도는, 상기 발열면의 중앙부와 접촉하는 상기 열교환판의 제1영역보다 상기 발열면의 주변부와 접촉하는 상기 열교환판의 제2영역에서 더 높은 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 냉매유로의 밀도는, 상기 발열면의 중앙부와 접촉하는 상기 열교환판의 제1영역보다 상기 발열면의 주변부와 접촉하는 상기 열교환판의 제2영역에서 더 낮은 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉매유로는, 상기 발열면의 중앙부와 접촉하는 상기 열교환판의 제1영역에서 상기 발열면의 주변부와 접촉하는 상기 열교환판의 제2영역으로 갈수록 곡률반경이 점점 더 커지는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 삭제
  9. 제3항에 있어서,
    상기 냉매흡입구와 상기 냉매토출구는, 상기 발열면과의 접촉면과 반대되는 상기 열교환판의 후면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고
  10. 삭제
  11. 제3항에 있어서,
    상기 열교환판은,
    내측면에 오목하고 긴 홈 형태로 형성된 제1냉매유로홈을 구비하는 제1열교환판; 및
    내측면에 상기 제1냉매유로홈과 마주보게 배치되어 상기 제1냉매유로홈과 함께 하나의 냉매유로를 형성하는 제2냉매유로홈을 구비하는 제2열교환판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉매흡입구 및 상기 냉매토출구 각각은, 상기 발열면의 중앙부와 접촉하는 상기 제1열교환판의 제1영역과 두께방향으로 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 콜드싱크와 상기 열전도 유닛용 증발부의 사이에 배치되고, 상기 열전소자의 외측면을 둘러싸는 단열재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 열전도 유닛용 증발부는,
    상기 증발기와 직렬로 연결되어, 상기 냉장실 혹은 냉동실의 냉각을 위한 운전과 심온실의 냉각을 위한 운전을 동시에 할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.
KR1020160113427A 2016-09-02 2016-09-02 냉장고 KR101821290B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160113427A KR101821290B1 (ko) 2016-09-02 2016-09-02 냉장고
US15/688,389 US10808983B2 (en) 2016-09-02 2017-08-28 Refrigerator
ES19212554T ES2882478T3 (es) 2016-09-02 2017-08-31 Unidad de conducción de calor y refrigerador que incluye la misma
EP17188851.4A EP3290829B1 (en) 2016-09-02 2017-08-31 Refrigerator
EP19212554.0A EP3637020B1 (en) 2016-09-02 2017-08-31 Heat conduction unit and refrigerator including the same
ES17188851T ES2776378T3 (es) 2016-09-02 2017-08-31 Refrigerador

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160113427A KR101821290B1 (ko) 2016-09-02 2016-09-02 냉장고

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101821290B1 true KR101821290B1 (ko) 2018-01-23

Family

ID=59745834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160113427A KR101821290B1 (ko) 2016-09-02 2016-09-02 냉장고

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10808983B2 (ko)
EP (2) EP3290829B1 (ko)
KR (1) KR101821290B1 (ko)
ES (2) ES2882478T3 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020175823A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175825A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175830A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175831A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175827A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
CN113587519A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 澳柯玛股份有限公司 一种低温存储箱及冰箱
KR102661336B1 (ko) * 2019-02-28 2024-04-30 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7122664B2 (ja) * 2018-12-20 2022-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 車両、熱交換プレート、及び電池パック
KR20200105267A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
KR20200105611A (ko) * 2019-02-28 2020-09-08 엘지전자 주식회사 냉장고

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251765A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Lg Electronics Inc 冷蔵庫

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0264396A (ja) * 1988-08-30 1990-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
US5269146A (en) 1990-08-28 1993-12-14 Kerner James M Thermoelectric closed-loop heat exchange system
KR19990041822A (ko) 1997-11-24 1999-06-15 전주범 소형냉장고의 방열장치
JP2004278890A (ja) 2003-03-14 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍冷蔵庫
TWI410595B (zh) * 2010-09-29 2013-10-01 Ind Tech Res Inst 熱電式飲用裝置及熱電式熱泵
KR101848662B1 (ko) * 2011-11-04 2018-04-13 엘지전자 주식회사 냉각장치와 보조저장실을 구비하는 냉장고
KR101768724B1 (ko) 2011-05-31 2017-08-17 엘지전자 주식회사 냉장고
KR102270628B1 (ko) 2015-02-09 2021-06-30 엘지전자 주식회사 냉장고

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251765A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Lg Electronics Inc 冷蔵庫

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020175823A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175825A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175830A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175831A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
WO2020175827A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
CN113490826A (zh) * 2019-02-28 2021-10-08 Lg电子株式会社 冰箱的控制方法
CN113544451A (zh) * 2019-02-28 2021-10-22 Lg电子株式会社 冰箱的控制方法
US20220042739A1 (en) * 2019-02-28 2022-02-10 Lg Electronics Inc. Refrigerator control method
AU2020229251B2 (en) * 2019-02-28 2023-08-24 Lg Electronics Inc. Method for controlling refrigerator
CN113544451B (zh) * 2019-02-28 2023-09-15 Lg电子株式会社 冰箱的控制方法
KR102661336B1 (ko) * 2019-02-28 2024-04-30 엘지전자 주식회사 냉장고의 제어 방법
CN113587519A (zh) * 2021-07-29 2021-11-02 澳柯玛股份有限公司 一种低温存储箱及冰箱

Also Published As

Publication number Publication date
EP3290829A1 (en) 2018-03-07
US20180066883A1 (en) 2018-03-08
EP3290829B1 (en) 2020-01-15
EP3637020A1 (en) 2020-04-15
ES2882478T3 (es) 2021-12-02
US10808983B2 (en) 2020-10-20
ES2776378T3 (es) 2020-07-30
EP3637020B1 (en) 2021-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101821290B1 (ko) 냉장고
KR101821289B1 (ko) 냉장고
JP3576103B2 (ja) 冷蔵庫
KR101829222B1 (ko) 냉장고
EP3258191B1 (en) Refrigerator
KR20190073837A (ko) 냉장고
KR20180124451A (ko) 냉장고
KR20140119444A (ko) 냉장고
KR101869165B1 (ko) 냉장고
KR20180087618A (ko) 저장 용기 및 이를 포함하는 냉장고
JP5254578B2 (ja) 冷蔵庫
JP5773958B2 (ja) 冷凍冷蔵庫
KR100380845B1 (ko) 열전소자를 이용한 저장고
US20060016202A1 (en) Refrigerator with system for controlling drawer temperatures
JP5265237B2 (ja) 冷蔵庫
KR102630192B1 (ko) 냉장고
JP2009192112A (ja) 冷蔵庫
JP5133634B2 (ja) 冷蔵庫
JP5617003B2 (ja) 冷蔵庫
JP5620538B2 (ja) 冷蔵庫
KR101872608B1 (ko) 냉장고
JP4746018B2 (ja) 冷蔵庫
KR20200105152A (ko) 냉장고
US20200011584A1 (en) Refrigerator and Support Device for Refrigerator
JP2015014452A (ja) 冷蔵庫

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant