KR101908198B1 - 냉장고 및 냉장고의 제상 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고 및 냉장고의 제상 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 방법에서는 제상 히터의 구동 전에 압축기가 정지되었는지 여부를 확인하고, 압축기가 정지된 것으로 확인되면 압축기와 응축기 사이에 배치되는 기계실 팬을 구동시킨다. 이와 같이 기계실 팬을 구동시킬 경우 응축기의 온도가 낮아지면서 응축기 내의 잔여 냉매가 액화된다. 이와 같이 액화되는 냉매는 팽창 밸브를 따라서 증발기 내로 유입된다. 이처럼 본 발명에서는 제상 운전을 위한 제상 히터의 구동 전에 응축기 내의 잔여 냉매를 액화시킴으로써 증발기의 온도를 미리 상승시킨다. 따라서 제상으로 인해 제거되는 서리의 양은 거의 그대로 유지되면서 제상 히터의 구동 시간이 감소한다. 이에 따라서 제상 히터의 구동으로 인한 전력 소모가 감소하게 된다.

Description

냉장고 및 냉장고의 제상 제어 방법{REFRIGERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING DEFROSTING OF THE SAME}

본 발명은 냉장고 및 냉장고의 제상 제어 방법에 관한 것이다.

냉장고는 냉동 또는 냉장 사이클을 반복하면서 저장실, 즉 냉동실 또는 냉장실을 특정 온도로 냉각시켜 음식물을 일정기간 동안 신선하게 보관할 수 있는 장치이다. 일반적으로 냉장고에는 저장실을 형성하는 본체 및 저장실을 개방 또는 폐쇄하는 도어가 포함된다. 저장실에는 음식과 같은 저장물이 저장되며 사용자는 저장물을 보관하거나 보관된 저장물을 인출하기 위하여 도어를 개방할 수 있다.

저장실 내부의 온도를 낮추기 위해, 냉장고에는 증발기가 구비된다. 증발기는 냉각관을 유동하는 냉매의 순환에 의해 생성되는 냉기를 이용하여 주변의 온도를 낮춘다. 증발기 내부를 흐르는 저압, 저온의 냉매는 증발하면서 주위의 열을 흡수하여 냉기를 생성한다.

이와 같이 증발기의 냉각관을 통해 흐르는 냉매가 증발할 때, 상온의 실외에서 고내로 유입된 수증기 또는 고내에 저장된 식품에 포함된 수분이 증발한 수증기는 온도차에 의하여 낮은 온도의 증발기 표면에 서리로서 응결된다. 증발기의 표면에 응결되는 서리는 열 교환 효율을 저하시켜, 냉장고의 냉각 효율을 떨어뜨리고 소비전력을 증가시킨다. 따라서, 증발기 표면에 응결된 서리를 제거하기 위한 제상 운전이 냉장고에 적용되고 있다.

종래 기술에 따르면, 증발기 표면에 서리가 응결되어 서리를 제거해야 하는 상황이 발생할 경우, 제상 히터가 구동됨으로써 제상 운전이 수행된다. 제상 히터가 구동되면 제상 히터에 의해 발생하는 열 에너지에 의해 증발기 표면의 서리가 녹게된다.

일반적으로 제상 히터가 구동될 경우 소모되는 전력량은 냉장고의 전체 소비 전력의 약 10%를 차지한다. 이와 같이 제상 히터의 구동을 위해서는 많은 전력이 소모되기 때문에, 제상 히터의 구동 시간을 줄여 냉장고의 전체 소비 전력을 감소시키는 것이 바람직하다. 그러나 제상 히터의 구동 시간이 감소하게 되는 만큼 제거되는 서리의 양도 감소하게 되므로 제상 히터의 구동 시간은 일정 시간 이상 유지되어야 한다는 제약이 따른다.

한편, 제상 히터의 구동에 의해 제상 운전이 수행되는 동안에는 증발기 내부의 냉매 순환이 정지되어 증발기에 의한 냉기 공급이 완전히 정지된다. 이와 같이 증발기에 의한 냉기 공급이 정지되면 저장실 내부의 온도는 지속적으로 상승하게 되므로, 제상 시간이 길어질 수록 저장실 내 저장물의 신선도 유지에도 문제가 발생하게 된다.

따라서 제상 히터의 구동으로 인한 전력 소모를 줄이고, 증발기 표면의 서리를 최대한 제거하는 동시에 저장실 내 온도 상승을 최소한으로 방지할 수 있는 효율적인 제상 운전 방법이 요구된다.

본 발명은 제상 히터의 구동으로 인한 전력 소모를 줄이고, 증발기 표면의 서리를 최대한 제거하는 동시에 저장실 내 온도 상승을 최소한으로 방지할 수 있는 냉장고 및 냉장고의 제상 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이 증발기 표면에 생성된 서리를 제거하기 위하여 제상 히터를 구동시킬 경우 많은 전력이 소모된다. 따라서 제상 히터의 구동 시간을 감소시키면서도 제상 히터에 의해 제거되는 서리의 양이 감소되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한 제상 운전이 수행되는 동안 증발기에 의한 냉기 공급이 중단되므로 제상 운전 시 저장실 내의 온도 상승을 최소화하는 것도 중요하다.

본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 제상 운전을 위해 제상 히터를 구동시키기 전에 응축기에 남아 있는 기체 상태의 잔여 냉매를 액화시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 방법에서는 제상 히터의 구동 전에 압축기가 정지되었는지 여부를 확인하고, 압축기가 정지된 것으로 확인되면 압축기와 응축기 사이에 배치되는 기계실 팬을 구동시킨다. 이와 같이 기계실 팬을 구동시킬 경우 응축기의 온도가 낮아지면서 응축기 내의 잔여 냉매가 액화된다. 이와 같이 액화되는 냉매는 팽창 밸브를 따라서 증발기 내로 유입된다.

이와 같은 작용에 따라서 증발기 내로 유입되는 냉매는 증발기의 온도를 상승시키게 된다. 본 발명에서는 이와 같이 기계실 팬의 구동에 따른 냉매의 액화 및 증발기로의 냉매 유입을 미리 정해진 액화시간 동안 수행한다. 따라서 제상 히터가 구동되기 전에 증발기의 온도 상승으로 인하여 증발기 표면의 서리가 미리 제거될 수 있다. 이후 액화시간이 경과하면 제상 히터가 구동되어 증발기 표면의 서리 제거가 수행된다.

이처럼 본 발명에서는 제상 운전을 위한 제상 히터의 구동 전에 응축기 내의 잔여 냉매를 액화시킴으로써 증발기의 온도를 미리 상승시킨다. 따라서 제상으로 인해 제거되는 서리의 양은 거의 그대로 유지되면서 제상 히터의 구동 시간이 감소한다. 이에 따라서 제상 히터의 구동으로 인한 전력 소모가 감소하게 된다.

또한 본 발명에서는 제상 히터를 구동시키기 전에 저장실 내에 구비되는 저장실 팬을 미리 구동시킴으로써 제상이 수행되는 동안 발생할 수 있는 저장실의 온도 상승을 최소화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제상 제어 방법은, 냉장고의 일측에 배치되는 증발기에 대한 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 제상 시작 조건이 만족되면 상기 냉장고의 일측에 형성되는 기계실 내부에 배치된 압축기의 구동 여부를 확인하는 단계, 상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 미리 설정된 액화시간 동안 상기 기계실 내에 배치되는 응축기의 잔여 냉매를 액화시키는 단계, 상기 액화시간이 경과하면 상기 증발기의 주변에 배치되는 제상 히터를 구동시키는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는, 저장실이 형성되는 본체, 상기 본체의 일측에 배치되는 증발기, 상기 증발기의 주변에 배치되는 제상 히터, 상기 본체의 일측에 형성되며 압축기, 기계실 팬, 응축기가 수용되는 기계실 및 상기 제상 히터 및 상기 기계실 팬의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 증발기에 대한 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단하고, 상기 제상 시작 조건이 만족되면 상기 압축기의 구동 여부를 확인하고, 상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 미리 설정된 액화시간 동안 상기 응축기의 잔여 냉매를 액화시키고, 상기 액화시간이 경과하면 상기 제상 히터를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 제상 히터의 구동으로 인한 전력 소모를 줄이고, 증발기 표면의 서리를 최대한 제거하는 동시에 저장실 내 온도 상승을 최소한으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 구성을 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고에 구비되는 증발기를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고에 구비되는 기계실 및 기계실 내부에 구비되는 압축기, 기계실 팬, 응축기를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 주변 모듈의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제상 히터 및 기계실 팬의 구동 시간에 따른 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제상 히터 및 기계실 팬의 구동 시간에 따른 단위 온도 당 소비 에너지의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 종래의 제상 제어 방법 수행 시 시간의 흐름에 따른 냉장고의 전력 소모량 변화 및 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 제상 제어 방법 수행 시 시간의 흐름에 따른 냉장고의 전력 소모량 변화 및 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 종래 기술에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실 및 냉장실의 평균 내부 온도를 나타내는 표이다.
도 11은 본 발명에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실 및 냉장실의 평균 온도를 나타내는 표이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 구성을 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 냉장고의 본체(106) 내부에는 상하 방향을 따라 격벽(118)을 사이에 두고 저장실, 즉 냉동실(102) 및 냉장실(104)이 형성된다. 냉동실(102) 및 냉장실(104) 전면에는 냉동실(102) 및 냉장실(104)을 각각 회동 개폐할 수 있도록 냉동실 도어(108) 및 냉장실 도어(110)가 본체(106)와 힌지 결합된다.

냉동실(102)의 후방 영역에는 공기 유로(126)가 형성될 수 있도록 본체(106)의 내벽으로부터 소정 거리 이격되어 쉬라우드 부재(112)가 설치되어 있다. 그리고 쉬라우드 부재(112)의 일측에는 공기토출구(116)가 형성된 그릴부재(114)가 이격 설치되어 있다. 마찬가지로, 냉장실(104) 내부에도 공기토출구(134)가 형성된 그릴부재(132)가 설치되어 있다.

격벽(118)의 일측 영역에는 냉동실(102) 내의 공기가 공기 유로(126)로 복귀할 수 있도록 냉동실 복귀유로(120)가 형성되어 있으며, 격벽(118)의 타측 영역에는 냉장실(104) 내의 공기가 공기 유로(126)로 복귀할 수 있도록 냉장실 복귀유로(122)가 형성되어 있다.

한편, 냉동실(102)의 후방 영역에 형성된 공기 유로(126) 내에는 각 복귀유로(120, 122)를 통하여 공기 유로(126)로 유입된 공기의 열 교환을 위한 증발기(124)가 구비된다. 증발기(124)의 상부에는 증발기(124)를 통과한 공기를 냉동실(102) 또는 냉장실(104) 내부로 유입시키기 위한 저장실 팬(128)이 설치되어 있다.

본체(106)의 후방 하부 영역에는 기계실이 형성된다. 기계실 내부에는 증발기(124)로부터 전달되는 냉매를 압축하기 위한 압축기(130)가 설치되어 있으며, 압축기(130)의 일측에는 압축기(130)에 의해 압축된 냉매를 방열을 통하여 응축시키는 응축기(미도시)가 구비된다.

이러한 구서리 의하여, 저장실 팬(128)이 회전하게 되면 냉동실(102) 또는 냉장실(104)의 내부의 공기는 각 복귀유로(120, 122)를 통하여 증발기(124)의 하부로 유입된다. 증발기(124)의 하부로 유입된 공기는 증발기(124)를 통과하면서 냉각되며, 냉각된 공기는 저장실 팬(128)에 의해 냉동실(102) 또는 냉장실(104) 내부로 제공된다.

한편, 도 1에는 냉동실(102)이 냉장실(104) 상부에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 냉장실과 냉동실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

또한 도 1에는 냉동실(102)의 후방 영역에만 증발기(124)가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 냉장실(104)의 후면에도 증발기가 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고에 구비되는 증발기를 나타내는 정면도이다.

도 2를 참조하면, 냉동실(102)의 후방 영역에 구비되는 증발기는 냉각관(208), 복수의 냉각핀(210), 어큐뮬레이터(216)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이 증발기는 저장 공간, 즉 냉동실 또는 냉장실의 일 측면에 배치되며 주변 공간에 존재하는 유체, 예컨대 공기의 열을 흡수하여 유체를 냉각시킨다.

냉각관(208)은 지그재그 형태로 반복적으로 벤딩되어 다수의 열을 이루며, 내부에는 냉매가 충진된다. 냉각관(208)은 수평 배관부와 벤딩 배관부의 조합으로 구성될 수 있다. 수평 배관부는 상하로 서로 수평하게 배치되고, 냉각핀(210)을 관통하도록 구성된다. 벤딩 배관부는 상측 수평 배관부의 단부와 하측 수평 배관부의 단부를 각각 연결하여 내부를 상호 연통시키도록 구성된다. 또한 냉각관(208)은 전후 방향으로 복수의 행을 이루도록 구성될 수도 있다.

냉각관(208)에는 복수의 냉각핀(210)이 냉각관(208)의 연장 방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 배치된다. 냉각핀(208)은 알루미늄과 같은 금속 재질의 평판체로 형성될 수 있다. 냉각관(208)은 냉각핀(210)에 형성되는 삽입홀에 삽입된 상태에서 확관됨으로써 삽입홀 내에 견고하게 고정될 수 있다.

냉각관(208)을 통과하여 주변의 열을 흡수한 냉매는 어큐뮬레이터(216)로 전달된다. 어큐뮬레이터(216)는 전달된 냉매 중 미기화된 액상 냉매를 분리하여 액상 냉매가 압축기로 전달되지 않도록 한다.

냉각관(208)의 일 측면, 예컨대 냉각관(208)의 하부 영역에는 제상 히터(212)가 배치된다. 제상 히터(212)는 전원부(미도시)와 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)의 제어에 따라서 전원이 인가되면 구동되어 열을 발산한다. 제상 히터(212)가 일정 시간 동안 열을 발생시키는 동작을 제상 운전이라고 한다. 제어부(미도시)는 미리 설정된 조건에 따라서 제상 히터(212)를 구동시킴으로써 제상 운전을 수행한다. 제상 운전이 수행되면 제상 히터(212)에 의해 발생된 열이 증발기의 냉각관(208) 방향으로 전달된다. 이렇게 전달된 열에 의해서 냉각관(208) 표면에 응결된 서리가 제거될 수 있다.

냉각관(208)의 상부 영역에는 저장실 팬(128)이 구비된다. 저장실 팬(128)은 축 방향으로 공기를 흡입하여 반경 방향으로 공기를 토출한다. 저장실 팬(128)이 구동되면, 냉각관(208) 하부 영역에 존재하는 고온, 고압의 공기가 냉각관(208)을 통과하여 저장실 팬(128) 방향으로 흐르게 된다. 냉각관(208)을 통과한 고온, 고압의 공기는 냉각관(208)에 의한 냉각 작용으로 인해 저온, 저압의 공기로 바뀌게 된다. 이렇게 냉각된 공기는 저장실 팬(128)에 의해 냉장고 내부로 유입되고, 유입된 공기는 토출구(302, 304, 306)를 통해 냉장고 내부로 토출된다.

제상 온도 센서(214)는 증발기의 일 측면에 배치되며 증발기의 표면 온도를 측정하고, 측정된 온도를 제어부(미도시)에 전달한다. 도 2에서는 제상 온도 센서(214)가 증발기의 우측 상부 영역에 배치되어 있으나, 제상 온도 센서(214)의 위치는 실시예에 따라 달라질 수 있다.

제어부(미도시)는 미리 설정된 제상 시작 조건 또는 제상 종료 조건에 따라서 제상 히터(212)를 구동시키거나 제상 히터(212)의 구동을 종료시킨다. 즉, 제어부(미도시)는 제상 시작 조건이 만족되면 제상 히터(212)를 구동시켜 제상 운전을 시작하고, 제상 종료 조건이 만족되면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

예를 들어 제어부(미도시)는 제상 시작 조건으로서 현재 시간이 미리 정해진 제상 시작 시간과 일치하는지 여부를 확인하고, 현재 시간이 제상 시작 시간과 일치하면 제상 히터(212)를 구동시켜 제상 운전을 시작할 수 있다. 이후 제어부(미도시)는 제상 종료 조건으로서 미리 정해진 제상 운전 시간이 경과되었는지 여부를 확인하고, 제상 운전 시간이 경과되었으면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

또 다른 예로 제어부(미도시)는 제상 시작 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 시작 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 시작 온도와 일치하면 제상 히터(212)를 구동시켜 제상 운전을 시작할 수 있다. 이후 제어부(미도시)는 제상 종료 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 종료 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 종료 온도와 일치하면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고에 구비되는 기계실 및 기계실 내부에 구비되는 압축기, 기계실 팬, 응축기를 나타내는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 기계실(106)은 압축기(130)와 응축기(310) 등이 수용되기 위한 공간으로서 본체(10)의 하면과 후면이 형성하는 모서리 공간에 형성된다. 그러나 기계실(106)의 위치는 실시예에 따라서 달라질 수 있다.

기계실(106)의 하면에는 기계실(106) 내외측으로 공기가 유동될 수 있도록 다수의 천공이 형성되며, 기계실(106)의 후면은 압축기(130)와 응축기(310) 등의 설치를 위하여 개구되어 형성된다. 또한 기계실(106)의 개구된 후면은 공기의 유동을 위한 다수의 천공이 형성된 기계실 커버(318)에 의해 차폐된다.

기계실(106)의 내부 좌측에는 압축기(130)가 장착된다. 압축기(130)는 냉매를 고온, 고압의 상태로 압축하는 모듈로, 기계실(106)의 하면에 스크류 등과 같은 결합수단에 의해 고정 장착된다.

압축기(130)의 우측에는 제상수 트레이 모듈이 설치된다. 제상수 트레이 모듈은 제상 운전에 의해 증발기 표면의 서리가 녹음으로써 발생되는 제상수를 집수하기 위한 제상수 트레이(304)와, 제상수 트레이(304)에 장착되는 응축기(310), 기계실 팬(306), 제어밸브(314)를 포함하여 구성될 수 있다.

제상수 트레이(304)는 플라스틱으로 사출 성형되어, 다수의 구성이 장착 가능한 형상을 제공하게 됨은 물론, 부식이 발생하지 않도록 형성된다. 제상수 트레이(304)의 상측에는 응축기(310)와, 응축기(310)를 냉각하기 위한 팬 모터 어셈블리(308)가 설치된다. 팬 모터 어셈블리(308)는 기계실 팬(306)과 기계실 팬(306)의 회전을 위한 모터(미도시), 그리고 기계실 팬(306) 및 모터의 장착을 위한 팬가이드(316)로 구성된다.

응축기(310)는 압축기(130)로부터 전달되는 고온, 고압의 냉매를 중온, 고압의 액상 냉매로 바꾸기 위한 모듈로서 기계실(106)의 우측에 배치된다. 압축기(130)가 구동되어 응축기(310)로 고온, 고압의 냉매가 전달될 때 기계실 팬(306)이 구동되어 응축기(310)의 온도를 낮추는 역할을 한다. 종래 기술에 따르면, 압축기(130)의 구동이 정지되면 기계실 팬(306) 또한 정지된다.

제어밸브(314)는 압축기(130)와 증발기에 접속되어 압축기(130)의 출구로부터의 증발기로 안내되는 냉매의 흐름을 제어하는 것으로, 증발기의 개수에 따라 2way 방식 또는 3way 방식 등으로 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부 및 주변 모듈의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 제어부(40)는 제상 운전을 수행하기 위하여 기계실 팬(62), 제상 히터(212), 저장실 팬(128)의 구동을 제어한다. 제상 운전을 수행하기 위하여 제어부(40)는 제상 온도 센서(214)로부터 전달되는 증발기의 주변 온도 값 또는 타이머(220)에 의해 측정되는 현재 시간을 참조할 수 있다.

이하에서는 제어부(40)에 의해 수행되는 본 발명의 제상 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저 제어부(40)는 증발기에 대한 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단한다. 전술한 바와 같이, 제어부(40)는 미리 정해진 제상 시작 조건이 만족되는 경우에만 제상 운전을 시작한다.

예를 들어 제어부(40)는 제상 시작 조건으로서 타이머(220)에 의해 확인된 현재 시간이 미리 정해진 제상 시작 시간과 일치하는지 여부를 확인하고, 현재 시간이 제상 시작 시간과 일치하면 제상 시작 조건이 만족된 것으로 판단한다.

또 다른 예로 제어부(40)는 제상 시작 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 시작 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 시작 온도와 일치하면 제상 시작 조건이 만족된 것으로 판단한다.

제상 시작 조건이 만족되면 제어부(40)는 곧바로 제상 히터(212)를 구동시키지 않고. 압축기(130)의 구동 여부를 먼저 확인한다. 종래 기술에 따르면 제상 시작 조건이 만족되어 제상 운전이 시작되기 전에 압축기(130) 및 기계실 팬(62)의 구동이 정지되고, 이에 따른 증발기의 저장실로의 냉기 공급 또한 중단된다. 따라서 제어부(40)는 먼저 압축기(130)가 정지되었는지 여부를 확인한다.

확인 결과 압축기(130)가 정지된 것으로 확인되면, 제어부(40)는 미리 설정된 액화시간 동안 기계실 내에 배치된 응축기(310)의 잔여 냉매를 액화시킨다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(40)는 미리 설정된 액화시간 동안 기계실 내에 배치된 기계실 팬(62)을 구동시킴으로써 응축기(310)의 잔여 냉매를 액화시킬 수 있다.

제상 운전을 위하여 압축기(130)의 구동이 정지되면 압축기(130)로부터 응축기(310)로의 냉매 공급이 중단된다. 본 발명에서는 압축기(130)의 구동이 정지된 상태에서 제상 히터(212)를 구동시키기 전에, 압축기(130)를 구동시키지 않고 기계실 팬(62)을 일정 시간(액화시간) 동안 구동시킨다. 이처럼 기계실 팬이 일정 시간 동안 구동되면 응축기(310)의 온도가 낮아지게 되고, 응축기 내에 남아 있던 기체 상태의 냉매가 액화되는 현상이 발생한다. 이와 같이 응축기 내의 잔여 냉매 일부가 액화되면, 액화된 냉매는 팽창 밸브를 따라서 증발기 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 액화된 냉매는 증발기 내부에 남아 있던 냉매에 비해 온도가 높으므로, 증발기로 유입되면서 증발기 자체의 온도를 높이게 된다.

결국 미리 설정된 액화시간 동안 기계실 팬(62)을 구동시킴으로써 제상 히터(212)를 구동시키기 전에 증발기 자체의 온도가 상승하고, 증발기 온도의 상승으로 인해 증발기 표면의 서리가 일부 녹는 현상이 발생한다. 따라서 본 발명에 의하면 제상 히터(212)의 구동 이전에 제상이 이루어지게 된다.

한편, 압축기(130)의 구동 여부를 확인한 결과 압축기(130)가 정지된 것으로 확인되면, 제어부(40)는 제상 히터(212)를 구동시키기 이전에 저장실 내부로 냉기를 유입시키기 위하여 저장실 팬(128)을 구동시킨다. 제상 히터(212)가 구동되어 제상 운전이 수행되는 동안에는 압축기(130)의 구동이 정지되어 증발기에 의한 냉기 공급이 중단된다. 또한 제상 히터(212)의 구동으로 인하여 저장실 주변의 온도도 상승하게 된다. 따라서 제상 히터(212)가 구동되는 동안 저장실 내부 온도가 상승하게 된다.

따라서 제상 운전으로 인한 저장실 내부 온도의 상승 및 이로 인한 저장실 내부 저장물의 손상을 방지하기 위하여 본 발명의 제어부(40)는 압축기(130)가 정지된 것으로 확인되면 저장실 팬(128)을 구동시킨다. 이에 따라서 증발기 주변에 남아 있던 냉기가 저장실 내부로 유입되고, 저장실 내부의 온도는 기존 온도보다 더 낮아지게 된다. 따라서 이후에 제상 운전이 수행되어 저장실 내부의 온도가 상승하더라도 저장물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

기계실 팬(62)의 구동 이후 미리 설정된 액화시간이 경과하면, 제어부(40)는 기계실 팬(62)의 구동을 정지시키고, 증발기 주변에 배치된 제상 히터(212)를 구동시켜 제상 운전을 수행한다.

제어부(40)는 미리 설정된 제상 종료 조건이 만족되면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료할 수 있다. 예를 들어 제어부(40)는 제상 종료 조건으로서 미리 정해진 제상 운전 시간이 경과되었는지 여부를 확인하고, 제상 운전 시간이 경과되었으면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

또 다른 예로 제어부(40)는 제상 종료 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 종료 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 종료 온도와 일치하면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에서 제상 히터 및 기계실 팬의 구동 시간에 따른 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도 5에는 제상 히터가 구동되는 시간에 따른 증발기의 온도 변화를 나타내는 데이터(52) 및 기계실 팬이 구동되는 시간에 따른 증발기의 온도 변화를 나타내는 데이터(54)가 각각 도시되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제상 히터가 구동되는 시간에 비례하여 증발기의 온도는 계속해서 상승한다. 따라서 전력 소모를 고려하지 않는다면, 제상 히터를 구동하는 것이 가장 많은 양의 서리를 제거할 수 있다. 그러나 제상 히터를 구동시키는 데에는 평균 200W 이상의 전력이 소모된다는 문제가 있다.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명에서는 제상 히터의 구동 전에 기계실 팬을 미리 설정된 액화시간 동안 구동시킨다. 도 5를 참조하면, 기계실 팬을 구동시킬 경우 증발기의 온도는 점차 증가하다가 일정 시점 이후로는 증발기의 온도가 더 이상 증가하지 않는다. 도 5에서 알 수 있듯이, 기계실 팬을 구동시킬 경우 증발기의 온도가 일정 시점까지는 증가하는 경향을 나타내므로 기계실 팬을 구동시켜 증발기 주변의 서리를 제거하는 것이 가능하다. 다만 기계실 팬에 따른 증발기의 온도 상승은 제한적이기 때문에 서리의 완전한 제거를 위해서는 제상 히터의 구동이 필수적이다.

아울러 전력 소모 관점에서 보면, 기계실 팬의 구동에는 평균 4W 정도의 전력만이 소모된다. 즉 기계실 팬의 구동에 필요한 전력은 제상 히터의 구동에 소모되는 전력과 비교할 때 매우 작으므로 증발기 주변의 서리 제거를 위해 일정 시간 동안 제상 히터 대신 기계실 팬을 구동시킨다면 종래에 비해 제상에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.

본 발명에서는 이와 같은 제상 히터 및 기계실 팬에 의한 증발기의 온도 상승 및 전력 소모량을 고려하여 제상 히터 구동 전 기계실 팬의 구동 시간, 즉 액화시간을 결정한다.

도 6은 본 발명에서 액화시간을 결정하기 위한 제상 히터 및 기계실 팬의 구동 시간에 따른 단위 온도 당 소비 에너지의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6에는 제상 히터가 구동되는 시간에 따른 제상 히터의 단위 온도 당 소비 에너지를 나타내는 데이터(62) 및 기계실 팬이 구동되는 시간에 따른 기계실 팬의 단위 온도 당 소비 에너지를 나타내는 데이터(64)가 각각 도시되어 있다.

일반적으로 단위 온도 당 소비 에너지가 클수록 에너지 효율은 낮아진다. 그런데 앞서 도 5에 도시된 바와 같이 제상 히터의 경우 증발기의 온도가 제상 히터의 구동 시간에 비례하여 증가하는 경향을 나타낸다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 제상 히터의 단위 온도 당 소비 에너지는 구동 시작 시점부터 구동이 지속되는 동안 일정한 값으로 유지된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 기계실 팬의 경우 증발기의 온도는 기계실 팬의 구동 초기에 점점 증가하다가 일정 시점 이후에는 더 이상 증가하지 않는 경향을 나타낸다. 따라서 도 6에 도시된 바와 같이 기계실 팬의 단위 온도 당 소비 에너지는 기계실 팬의 구동 시간에 비례하여 증가하는 경향을 나타낸다.

결국 도 6에 도시된 바와 같이 구간(T1)에서는 기계실 팬의 단위 온도 당 소비 에너지가 제상 히터의 단위 온도 당 소비 에너지보다 낮게 나타나고, 구간(T2)에서는 반대로 제상 히터의 단위 온도 당 소비 에너지가 기계실 팬의 단위 온도 당 소비 에너지보다 낮게 나타난다.

따라서 본 발명에서는 도 6과 같이 기계실 팬의 단위 온도 당 소비 에너지가 제상 히터의 단위 온도 당 소비 에너지보다 낮게 나타나는 구간(T1)에 해당하는 시간을 액화시간으로 설정한다. 본 발명에서는 이와 같이 설정되는 액화시간 동안 기계실 팬을 구동시키므로 제상 히터를 구동하지 않더라도 도 5와 같이 증발기의 온도를 미리 상승시킬 수 있다. 또한 액화시간 동안에는 도 6과 같이 처음부터 제상히터를 구동시킬 때보다 낮은 전력이 소모되므로 종래 기술에 비해 제상 운전에 소요되는 전력량이 감소한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 방법의 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제어부(40)는 먼저 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단한다(702). 예를 들어 제어부(40)는 제상 시작 조건으로서 타이머(220)에 의해 확인된 현재 시간이 미리 정해진 제상 시작 시간과 일치하는지 여부를 확인하고, 현재 시간이 제상 시작 시간과 일치하면 제상 시작 조건이 만족된 것으로 판단한다. 또 다른 예로 제어부(40)는 제상 시작 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 시작 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 시작 온도와 일치하면 제상 시작 조건이 만족된 것으로 판단한다.

단계(702)의 확인 결과 제상 시작 조건이 만족되지 않았으면 제어부(40)는 계속해서 단계(702)를 반복한다. 단계(702)의 확인 결과 제상 시작 조건이 만족된 것으로 확인되면, 제어부(40)는 곧바로 제상 히터(212)를 구동시키는 대신에 압축기(130)가 정지되었는지 여부를 확인한다(704).

압축기(130)가 정지되지 않았으면 제어부(40)는 계속해서 단계(704)를 반복한다. 압축기(130)가 정지되었으면 제어부(40)는 기계실 팬(62)을 구동시킨다. 기계실 팬(62)의 구동에 의해 응축기(310) 내의 잔여 냉매가 액화되어 증발기에 공급된다. 이에 따라 증발기의 온도가 상승하게 되어 증발기 표면의 서리가 일부 제거될 수 있다.

기계실 팬(62)의 구동 이후 제어부(40)는 미리 정해진 액화시간이 경과되었는지 여부를 확인한다(708). 액화시간이 아직 경과되지 않았으면 제어부(40)는 기계실 팬(62)을 그대로 구동시킨다. 만약 액화시간이 경과되면 제어부(40)는 기계실 팬(62)을 정지시키고(710), 제상 히터(212)를 구동시킨다(712). 제상 히터(212)의 구동에 의하여 증발기 주변의 온도가 상승하게 되어 증발기 표면의 서리가 제거된다.

제상 히터(212)의 구동 이후 제어부(40)는 제상 정지 조건이 만족되는지 여부를 확인한다(714). 제상 정지 조건이 아직 만족되지 않았으면 제어부(40)는 계속해서 제상 히터(212)를 구동시킨다.

만약 제상 정지 조건이 만족되면 제어부(40)는 제상 히터(212)를 정지시킴으로써 제상 운전을 종료한다. 예를 들어 제어부(40)는 제상 종료 조건으로서 미리 정해진 제상 운전 시간이 경과되었는지 여부를 확인하고, 제상 운전 시간이 경과되었으면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다. 또 다른 예로 제어부(40)는 제상 종료 조건으로서 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 미리 정해진 제상 종료 온도와 일치하는지 여부를 확인하고, 제상 온도 센서(214)에 의해 측정된 증발기 주변 온도가 제상 종료 온도와 일치하면 제상 히터(212)를 정지시켜 제상 운전을 종료한다.

도 8은 종래의 제상 제어 방법 수행 시 시간의 흐름에 따른 냉장고의 전력 소모량 변화 및 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 또한 도 9는 본 발명에 따른 제상 제어 방법 수행 ℃시 시간의 흐름에 따른 냉장고의 전력 소모량 변화 및 증발기의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도 8 및 도 9에서 구간(TA)은 제상 조건이 만족되어 압축기가 정지되는 구간을 나타내고, 구간(TB)은 제상 히터가 구동되어 제상이 이루어지는 구간을 나타낸다. 또한 도 8의 데이터(802) 및 도 9의 데이터(902)는 제상 운전에 의한 소모 전력[W]을 나타내고, 도 8의 데이터(804) 및 도 9의 데이터(904)는 제상 운전에 따른 증발기 주변의 온도(℃)를 나타낸다.

종래 기술에 따르면 제상 조건이 만족되어 압축기가 정지되는 구간, 즉 구간(TA)에서는 기계실 팬 또한 구동이 정지된다. 그러나 앞서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 제상 운전 제어 과정에서는 구간(TA)에서 기계실 팬이 구동되어 응축기 내의 잔여 냉매가 액화되고, 액화된 냉매가 증발기로 공급된다.

이와 같은 차이로 인해, 도 8 및 도 9에서는 제상 히터의 구동이 시작되는 시점, 즉 구간(TB)의 시작 지점(82, 92)에서 측정되는 증발기 주변의 온도가 서로 다르게 나타난다. 도 8의 시작 지점(82)에서 증발기 주변 온도는 -18.6℃로 나타나나, 도 9의 시작 지점(92)에서 증발기 주변 온도는 -17.3℃로 나타난다.

결국 도 8 및 도 9에 도시된 데이터를 비교하면 구간(TA)에서 기계실 팬이 구동될 경우 제상 히터가 구동되기 전에 증발기 자체의 온도가 상승하게 됨을 확인할 수 있다.

도 10은 종래 기술에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실 및 냉장실의 평균 내부 온도를 나타내는 표이고, 도 11은 본 발명에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실 및 냉장실의 평균 온도를 나타내는 표이다. 참고로 도 10 및 도 11에서 F1, F2, F3은 냉동실을, R1, R2, R3은 냉장실을 각각 나타낸다.

도 10 및 도 11에 도시된 냉동실(F1, F2, F3) 및 냉장실(R1, R2, R3)의 내부 온도를 비교하면, 종래 기술에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실(F1, F2, F3) 및 냉장실(R1, R2, R3)의 평균 내부 온도와 본 발명에 따른 제상 제어 방법 수행 시 냉동실(F1, F2, F3) 및 냉장실(R1, R2, R3)의 평균 온도가 서로 차이가 없음을 알 수 있다.

따라서 본 발명과 같이 제상 운전을 위한 제상 히터의 구동 이전에 기계실 팬을 일정 시간 동안 구동시켜 증발기의 온도를 다소 상승시키더라도, 종래 기술과 비교할 때 저장실, 즉 냉동실 및 냉장실 내부의 온도는 크게 상승되지 않는다.

결국 본 발명에 따른 제상 제어 방법을 사용할 경우 냉장고의 온도 품질을 악화시키지 않으면서 제상 능력을 유지하고, 냉장고의 소모 전력을 줄일 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (10)

1. 냉장고의 일측에 배치되는 증발기에 대한 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계;
   상기 제상 시작 조건이 만족되면 상기 냉장고의 일측에 형성되는 기계실 내부에 배치된 압축기의 구동 여부를 확인하는 단계;
   상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 미리 설정된 액화시간 동안 상기 기계실 내에 배치되는 기계실 팬을 구동시켜 응축기의 잔여 냉매를 액화시키는 단계; 및
   상기 액화시간이 경과하면 상기 증발기의 주변에 배치되는 제상 히터를 구동시키는 단계를 포함하고,
   상기 액화시간은
   상기 기계실 팬의 증발기 단위 온도당 소비 전력이 상기 제상 히터의 증발기 단위 온도당 소비 전력보다 낮게 유지되는 구간으로 설정되는
   냉장고의 제상 제어 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 상기 냉장고의 저장실 팬을 구동시키는 단계를 더 포함하는
   냉장고의 제상 제어 방법.
   
6. 저장실이 형성되는 본체;
   상기 본체의 일측에 배치되는 증발기;
   상기 증발기의 주변에 배치되는 제상 히터;
   상기 본체의 일측에 형성되며 압축기, 기계실 팬, 응축기가 수용되는 기계실; 및
   상기 제상 히터 및 상기 기계실 팬의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는
   상기 증발기에 대한 제상 시작 조건이 만족되는지 여부를 판단하고, 상기 제상 시작 조건이 만족되면 상기 압축기의 구동 여부를 확인하고, 상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 미리 설정된 액화시간 동안 상기 기계실 팬을 구동시켜 상기 응축기의 잔여 냉매를 액화시키고, 상기 액화시간이 경과하면 상기 제상 히터를 구동시키고,
   상기 액화시간은
   상기 기계실 팬의 증발기 단위 온도당 소비 전력이 상기 제상 히터의 증발기 단위 온도당 소비 전력보다 낮게 유지되는 구간으로 설정되는
   냉장고.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 압축기의 구동 여부 확인 결과 상기 압축기가 정지된 것으로 확인되면 저장실 팬을 구동시키는
    냉장고.

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