KR101943314B1 - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

냉장고 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101943314B1
KR101943314B1 KR1020110086945A KR20110086945A KR101943314B1 KR 101943314 B1 KR101943314 B1 KR 101943314B1 KR 1020110086945 A KR1020110086945 A KR 1020110086945A KR 20110086945 A KR20110086945 A KR 20110086945A KR 101943314 B1 KR101943314 B1 KR 101943314B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerator
unit
electricity
inner case
evaporator
Prior art date
Application number
KR1020110086945A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130023873A (ko
Inventor
윤영훈
조일현
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 KR1020110086945A priority Critical patent/KR101943314B1/ko
Priority to EP12181502.1A priority patent/EP2587195B1/en
Priority to US13/597,672 priority patent/US9222715B2/en
Priority to CN201210315293.3A priority patent/CN102967101B/zh
Publication of KR20130023873A publication Critical patent/KR20130023873A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101943314B1 publication Critical patent/KR101943314B1/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
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)

Abstract

따라서, 본 발명에 의하면 냉장고에 전력이 비정상적으로 공급되는 특수한 상황에서도 냉기를 안정적으로 공급할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{Refrigerator and Controlling Method for the same}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기요금을 절약할 수있는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 음식물 등을 냉동시키거나 냉장보관하기 위해 사용하는 것으로, 냉장고는 냉동실과 냉장실로 분리된 수납공간을 구성하는 케이스와, 압축기, 응축기, 증발기, 모세관 등과 같이 냉동 사이클을 이루어 냉동실과 냉장실의 온도를 낮추기 위한 기기들을 포함하여 구성되어 있다.
상기 케이스의 일측에는 상기 냉동실과 냉장실을 개폐하는 도어가 장착되어 있다.
이와 같은 구성의 냉장고에서는 압축기가 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압으로 압축시키고, 압축된 고온고압의 기체상태 냉매가 응축기를 지나면서 냉각 응축되어 고압의 액체상태로 되며, 고압의 액체상태로 된 냉매가 모세관을 통과하면서 그 온도와 압력이 낮아지고 계속해서 증발기에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 그 주위의 공기를 냉각시키게 되는 냉동사이클에 의해 냉각작용이 수행된다.
현재까지 사용되는 냉장고의 시스템은 사용되는 전기요금에 무관하게 냉동사이클을 구현하는 형태의 냉장고가 일반적이다. 이와는 달리 냉장고에서 사용되는 전력량이나 사용하는 전기요금 등에 관한 정보를 표시하는 냉장고들이 개발되어 왔고, 그러한 기구의 일례로는 한국 공개특허 2006-0128417에서 개시된 소비전력 및 전기요금이 표시되는 냉장고가 있다.
최근 들어 전기요금이 크게 상승하고 있기 때문에, 종래기술과 달리 냉장고에서 사용하는 전기요금을 줄일 수 있는 능동적인 형태의 냉장고에 대한 개발 필요성이 대두된다.
본 발명은 전기요금이 비싼 시간 때에는 전기 사용량을 줄이고, 전기요금이 싼 시간 때에는 통상적으로 작동시켜 냉장고에 의해서 사용되는 전기요금을 줄일 수 있는 냉장고를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 축냉부를 이용해서 냉기를 저장할 수 있고, 축냉부에 저장된 냉기를 냉동실 또는 냉장실에 공급하는 냉장고를 제공할 수 있다.
나아가 본 발명은 축냉부를 대류를 이용해서 냉각하는 방식의 냉장고를 제공할 수 있다.
본 발명은 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부를 통과한 냉매가 응축되는 응축부; 상기 응축부를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부; 상기 모세관부를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부; 냉동 사이클을 순환하는 냉매와 대류를 통해서 열교환이 이루어져 냉각되는 축냉부; 상기 축냉부를 선택적으로 냉장고의 인너케이스 내측으로 노출시키는 유로 안내부; 및 외부에서 공급되는 전력정보에 기초하여 전기요금을 절약하기 위한 전기요금 절약모드를 수행하는 에너지관리장치;를 포함하고, 상기 에너지관리장치에서 전달된 전력정보에 따라 상기 유로 안내부 및 상기 압축부를 제어하는 냉장고 제어부를 더 포함하는 냉장고를 제공한다.
특히 상기 전력정보는 전기요금이 달라지는 전력공급시간에 관한 것일 수 있다.
한편 상기 냉장고 제어부는 전기요금이 상대적으로 싸면, 냉장고의 내부 냉각 또는 상기 축냉부에 축냉이 이루어지도록 상기 유로 안내부를 조절하는 것이 가능하다.
상기 증발부는 상기 증발부에 열교환이 이루어지도록 대류를 발생시키는 제1송풍팬을 포함할 수 있고, 상기 축냉부는 상기 축냉부에 열교환이 이루어지도록 대류를 발생시키는 제2송풍팬을 포함할 수 있다.
물론 상기 증발부는 내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스에 설치되고, 상기 인너 케이스에는 격리된 제1챔버가 형성되며, 상기 축냉부는 상기 제1챔버에 수용되는 것이 가능하다.
상기 유로 안내부는 상기 제1챔버와 상기 인너 케이스의 내부를 선택적으로 개폐하는 제1댐퍼를 구비할 수 있다.
내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스에는 격리된 제2챔버가 형성되고, 상기 증발부와 상기 축냉부는 상기 제2챔버에 수용되는 것이 가능하다.
반면에 상기 유로 안내부는 상기 제2챔버와 상기 인너 케이스의 내부를 선택적으로 개폐하는 제2댐퍼를 구비할 수 있다.
또한 본 발명은 냉장고에 대한 전기요금 절약모드가 선택되었는지 판단하는 단계; 및 상기 전기요금 절약모드가 선택된 경우, 전기요금이 상대적으로 비싸면 압축부의 구동을 중지하고, 축냉부에 저장된 냉기를 이용해서 냉장고 내부를 냉각하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법을 제공한다.
한편 상기 전기요금 절약모드가 선택되지 않았거나 상기 전기요금 절약모드가 선택되었더라도 상대적으로 전기요금이 싼 경우에는, 냉장고 내부에 냉기를 공급하거나 축냉부에 냉기를 저장하기 위해서 압축부가 구동되는 일반운전 단계가 수행되는 것이 가능하다.
상기 일반운전 단계에서는 선택적으로 냉장고 내부에 냉기를 공급하거나 축냉부에 냉기를 저장하는 것이 가능하다.
상기 일반운전 단계에서, 축냉부의 온도가 축냉부 설정온도 보다 높은 경우에는 상대적으로 축냉이 많이 이루어질 수 있도록 유로 안내부가 조절되는 것이 가능하다.
상기 전기요금 절약모드가 선택된 경우에도, 냉장고 내부 온도가 임계온도 이상인 경우에는 압축부가 구동될 수 있다.
상기 냉장고 내부를 냉각하는 단계에서는 제2송풍팬을 구동해서, 상기 축냉부와 냉장고 내부에 대류를 발생시키는 것도 가능하다.
본 발명에 따르면, 전기요금이 비싼 시간과 싼 시간을 구분해서 전력 사용량을 제어할 수 있기 때문에, 냉장고에 의해서 발생되는 전기요금이 절약될 수 있다.
축냉부에 포함된 상변화 물질을 대류에 의해서 냉각하는 방법은 상변화 물질의 양이 적어서 쉽게 상변화 물질에 축냉이 가능한 경우에 적용될 수 있다.
또한 대류에 의해서 상기 축냉부를 냉각하는 방식은 고내에 설치된 송풍팬을 사용하면 가능하기 때문에, 냉장고의 구조적인 설계 변경 없이 종래에 사용되던 냉장고에서도 적용할 수 있다.
도 1은 스마트 그리드의 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 전력공급네트워크 시스템의 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 에너지관리장치의 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 전력공급네트워크 시스템의 제어블록도.
도 5는 본 발명에 의한 전력공급네트워크 시스템의 다른 실시예의 제어블록도.
도 6은 본 발명에 의한 전력공급네트워크 시스템의 제어방법을 도시한 제어흐름도.
도 7은 시간별 소비전력량 및 전기요금의 추이를 도시한 그래프.
도 8은 본 발명에 의한 냉장고의 블록도.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 주요 구성도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 주요 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 냉장고의 전체 제어 흐름도.
도 12는 도 11에서 제1실시예에 따른 냉장고 내부 냉각과 축냉에 관한 세부 제어 흐름도.
도 13은 도 11에서 방냉에 관한 세부 제어 흐름도.
도 14는 도 11에서 제2실시예에 따른 냉장고 내부 냉각과 축냉에 관한 세부 제어 흐름도.
도 15는 제1실시예의 시간에 따른 구성요소의 작동 흐름을 나타낸 도면.
도 16은 제2실시예의 시간에 따른 구성요소의 작동 흐름을 나타낸 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 스마트 그리드의 개략도에 관한 것으로서, 스마트 그리드는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소를 포함한다.
그리고, 상기 화력발전 또는 원자력발전소 또는 수력발전소는 송전선을 통하여 전력소로 전력을 보내고, 전력소에서는 변전소로 전기를 보내어 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.
그리고, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전력저장장치를 거쳐서 삼무실이나 각 가정으로 분배된다.
가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 자체적으로 생산하여 전기를 자체공급할 수 있고, 남는 전기는 외부에 되팔수도 있다.
그리고, 사무실이나 가정에는 스마트 계측장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 이를 통하여 사용자는 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다.
한편, 상기 발전소, 전력소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처에서 일방적으로 전기를 받도록 하는 것만을 떠나서, 수요처의 상황을 저장장치, 전력소, 발전소로 통지함으로써 수요처의 상황에 맞게 전기 생산 및 전기분배를 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 스마트 그리드에서는 수요처의 실시간 전력관리 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)가 중추적인 역할을 담당한다.
여기서 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.
여기서, 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 전기기구가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 전기기구가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다.
따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율성 개념을 가능케 한다.
즉, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS)를 통하여 중계되며, 에너지관리장치(EMS)는 각 전기장치와 통신을 하며 이를 제어하므로 사용자는 에너지관리장치(EMS)를 보고 각 전기장치의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력정보처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.
여기서 에너지관리장치(EMS)는 사무실이나 가정에서 사용되는 로컬에너지관리장치(EMS)와, 상기 로컬에너지관리장치(EMS)와 양방향 통신을 하여 로컬에너지관리장치(EMS)에서 취합된 정보를 처리하는 중앙에너지관리장치(EMS)로 구성되는 것이 바람직하다.
스마트 그리드에서 공급자와 수요자 간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하게 되기 때문에, "실시간 전력망 반응"을 현실화시킬 수 있고, 이에 따라서, 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다.
도 2는 스마트 그리드의 주요 수요처인 가정에서의 전력공급네트워크 시스템(10)을 도시한 것이다.
상기 전력공급네트워크 시스템(10)은 각 가정에 공급되는 전력 및 전기요금을 실시간으로 측정할 수 있는 계측장치(스마트미터)(20)와, 상기 계측장치(스마트미터)(20)와 연결되며 가전장치와 같은 복수 개의 전기장치와 연결되고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리장치(EMS)(30)을 구비한다.
여기서 전기요금은 시간당 요금으로 과금되며, 전력소모량이 급격하게 증대되는 시간구간에서는 시간당 전기요금이 비싸지며, 전력소모량이 상대적으로 적은 심야시간구간와 같은 때에는 시간당 전기요금이 저렴해진다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전기 소모상태 및 외부의 환경(온도, 습도)를 표시하는 화면(31)을 구비하고, 사용자의 조작이 가능한 입력버튼(32) 등을 구비한 단말기 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 냉장고(101), 세탁기 및 건조기(102), 에어컨(103), TV(105) 또는 조리기기(104)와 같은 전기제품과 연결되어, 이들과 양방향 통신을 하게 된다.
집안 내부에서의 통신은 무선 또는 PLC와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있다.
그리고, 각 전기제품들도 다른 전기제품들과 연결되어 통신이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 에너지관리장치(EMS)의 일 실시예를 도시하고 있는데, 상기 에너지관리장치(EMS)는 터치패널(33)을 구비한 단말기 형태를 띠고 있다.
상기 터치패널(33)에는 현재 전기사용량, 및 전기요금, 그리고 누적된 히스토리에 의하여 예상되는 예상요금 및 이산화 탄소 발생량과 같은 금일의 에너지 정보와, 현재 시간 구간의 전기요금 및, 다음 시간구간의 전기요금 그리고, 전기요금이 변하는 시간구간를 포함하는 실시간 에너지 정보 및 날씨정보가 디스플레이되는 화면(31)이 표시된다.
그리고, 터치패널(33)의 화면(31)은 각 가전기기의 시간구간별 전력소모량 및 그 변화를 나타내는 그래프를 포함하고 있으며, 도 6에서 개시된 시간구간별 전기요금 추이 그래프도 나타날 수 있다.
이러한 화면(31)의 일측에는 사용자가 필요에 따라 전기제품의 동작 등을 설정할 수 있는 버튼부(32)가 마련된다.
이러한 버튼부(32)를 이용하여 사용자는 자기가 사용하고자하는 전력량 또는 전기요금의 한계를 설정할 수 있고, 이러한 설정에 따라 에너지관리장치(EMS)(30)는 각 전기제품의 동작을 제어할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 스마트 그리드 하에서의 전력공급원과, 가정 내의 전기제품에 대한 전력공급을 담당하는 전력공급네트워크 시스템의 제어블록도를 도시한 것이다.
여기서, 전력공급원은 일반적인 발전장비(화력, 원자력, 수력)을 구비하거나 신재생에너지(태양광, 풍력, 지열) 등을 이용한 발전장비등을 구비한 전력회사(50)가 될 수 있고 , 또한, 각 가정에 구비될 수 있는 자가 태양광발전시설(51)과, 연료전지 자동차 또는 가정에 구비될 수 있는 연료전지(52)를 포함하고 있다.
이러한 전력공급원은 상기 계측장치(스마트미터)(20)와 연결되고, 상기 계측장치(스마트미터)(20)는 상기 에너지관리장치(EMS)(30)와 연결된다.
여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)의 구성을 보면, 제어부(35) 및 입력부(38), 통신부(34), 표시부(39)와, 시계 또는 타이머(40)를 포함하고 있다.
상기 통신부(34)는 가정 내의 전기제품, 즉, 냉장고(101), 세탁기 또는 건조기(102), 그리고, 공기조화기(103), 조리기기(104) 등과 통신을 하며, 이들의 전력정보 및 구동정보를 송수신하는 역할을 한다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)에서 상기 제어부(35)는 상기 입력부(38)에 의하여 사용자가 입력한 설정정보 및 기존에 누적된 전기제품의 동작 및 전력사용 히스토리 정보, 그리고 외부에서 공급되는 전력량을 실시간으로 파악하고 이들 정보를 실시간으로 처리하여 전기제품들의 동작을 제어하고, 이들 전기제품에 공급되는 전력을 제어한다.
그리고, 상기 표시부(39)는 전력공급원에서 공급되는 전력정보 또는 전기제품의 작동정보 및 전력정보에 관한 사항이 표시된다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 상기 전기제품의 동작을 제어하는 역할을 하는데, 가장 큰 역할은 전기제품 작동시 전기요금을 절약할 수 있게 하는 전기요금 절약모드를 제공하는 것이다. 여기서 전기요금 절약모드는 전기제품이 작동되는 시간에 따라 달라지는 전기요금에 대한 정보를 근거로 하여 작동된다.
상기 시계 또는 타이머(40)를 이용하여 상기 제어부(35)는 현 시간구간이 전기요금이 소정기준을 넘어서는 시간구간, 즉 제1시간구간인지 또는 소정기준 이하가 되는 시간구간, 즉 제2시간구간인지 판단한다.
또한, 상기 시계 또는 타이머(40)는 현재시간이 제1시간구간에 속한다고 판단한 경우, 제2시간구간에 돌입하려면 시간이 얼마나 남았는지도 알려주는 역할도 한다.
사용자가 소정의 전기제품을 사용하기 위하여 그 전기제품의 작동을 설정하고, 그 원설정모드대로 전기제품을 사용하려고 하는 경우에, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재시간이 상기 제1시간구간인지 제2시간구간인지 판단한다.
그리하여, 제2시간구간이라면, 원설정모드대로 전기제품이 작동되도록 한다. 그런데, 현재시간이 제1시간구간에 속한다고 판단되면, 사용자에게 현재시간이 전기요금이 시간당 소정기준이상이 되어 전기요금이 기준보다 더 지출된다는 표시를 하고, 전기요금을 절약할 수 있는 제2시간구간에 대한 정보를 제공한다.
즉, 제2시간구간에 돌입하려면 몇 시간이 남았는지, 제2시간구간에서 전기제품을 원설정모드대로 동작하면 얼마만큼의 전기요금을 절약할 수 있는지를 알려주어서 사용자의 선택에 의하여 전기제품의 전기요금절약모드로의 동작이 수행되도록 하는 이른바 선택제어모드가 가능하게 하는 것이다.
다만, 사용자는 상기 선택제어모드를 통한 전기요금의 절약이 이루어지도록 하는 것 이외에 상기 에너지관리장치(EMS)(30)를 설정하여, 상기 제2시간구간에 대한 안내를 생략하고 현재시간이 제1시간구간에 속한 경우, 제1시간구간이 종료될 때까지 상기 전기제품이 원설정모드대로 동작되는 것을 지연시킬 수 있다.
이와 같이 현재시간이 제1시간구간에 속한 경우, 강제적으로 상기 전기제품의 동작이 제어되는 경우를 강제제어모드라고 한다.
이는 사용자가 전기요금에 민감하지 않은 범주(예를 들면, 어린이, 청소년, 성인남자 등)에 속한 경우에, 전기요금에 민감한 사용자(예를 들면 가정주부)가 미리 설정하여 전기요금에 민감하지 않은 사용자가 사용할 수 있는 경우를 대비토록 한 것이다.
다만, 강제제어모드가 설정된 경우에는 제2시간구간까지 냉장고의 동작을 지연시키거나, 원래 수행되어야할 동작중에서 필수적인 동작을 제외하고는 다른 동작의 수행을 정지시킨다.
다만, 미리 상기 에너지관리장치(EMS)에 선택제어모드가 설정된 경우에는 미리 그러한 전기요금 절약모드와 관련된 운전모드에 관한 사항을 사용자에게 알려주어 사용자가 그러한 운전모드를 선택하게 할 수 있다.
그리고, 강제제어모드가 설정된 경우엔, 세탁기 또는 건조기, 냉장고가 강제적으로 전기요금 절약모드로 전환되어 동작한다.
상술한 바와 같이 전기요금 절약모드는 상기 전기제품과 독립하여 마련되는 에너지관리장치(EMS)(30)에 의하여 제어되는 것을 도시하였으나, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)가 전기제품에 착탈가능하게 마련되거나, 또는 전기제품이 에너지관리장치(EMS)(30)의 기능을 수행하는 것을 생각할 수도 있다.
즉, 도 5에서 도시한바 와 같이, 전기제품 중 냉장고(101)와 같이, 24시간 계속 동작되어야 하는 전기제품에 에너지관리장치(EMS)(30)를 착탈가능하게 마련할 수도 있다.
더 나아가, 그러한 에너지관리장치(EMS)의 기능을 각 전기제품에서 수행할 수 있도록 하여, 사용자가 사용하고자 하는 전기제품의 에너지관리장치의 기능에 대응되는 기능을 선택하여 전기요금 절약모드를 수행할 수도 있다.
즉, 이러한 전기제품의 제어부(101a)와 별도로 에너지 관리장치(EMS)(30)의 제어부(35), 통신부(34), 입력부(38), 표시부(39)를 마련하여 상기 에너지관리장치(EMS)(30)에 의하여 모든 전기제품의 동작신호 및 전력정보가 송수신되고 처리되도록 하는 것도 생각할 수 있다.
위와 같은 에너지 관리장치(EMS)(30)의 설치 위치를 제외하고는 그 동작 및 기능은 도 4에서 이루어지는 것과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 하겠다.
도 6은 본 발명에 의한 전력공급네트워크 시스템의 제어방법을 도시한 제어흐름도이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다.
사용자는 우선 냉장고와 같은 전기제품의 작동을 위하여 설정을 하고(S11), 상기 에너지관리장치(EMS)를 작동시킨다(S12).
이때 상기 에너지관리장치(EMS)를 작동시키는 단계는 전기제품과 독립적으로 마련되어 상기 전기제품과 통신하는 별도의 단말기를 작동시키는 것이 대표적이나, 상술한 바와 같이 상기 전기제품에 마련되는 에너지관리장치(EMS)의 기능과 대응되는 기능을 동작시키는 경우에도 적용될 수 있다.
이 상태에서 전기요금 약모드 또는 사용자가 원래대로 설정한 원설정상태 동작 중 어떤 것을 선택하였는지 판단한다(S13).
여기서, 원설정상태 동작을 선택한 경우에는 그에 따라서 동작하게 된다(S19). 원설정상태 동작은 전기요금에 대한 고려없이 사용자가 설정한 동작이 수행되는 것을 의미한다.
한편, 전기요금 절약모드가 선택된 경우에는, 현재 시간이 시간당 전기요금이 소정기준 이상이 되는 제1시간구간에 속하는지 판단하여(S14), 현재 시간이 제1시간구간에 속하지 않은 경우에는 전기제품이 원설정상태대로 동작한다.
제1시간구간의 경우, 도 7에서 도시한 그래프처럼, 굵은 실선으로 표시된 전기요금이 소정기준(S) 이상이 되는 시간구간을 말한다.
상기 제1시간구간에 속한다고 판단된 경우에는 전기요금 절약모드를 사용자의 선택에 의하여 동작시키는 선택제어모드 또는 사용자의 의사와 무관하게 전기요금 절약모드를 수행하는 강제제어모드 중 어느 것이 선택되었는지 판단한다(S15).
여기서, 강제제어모드가 선택된 경우에는 사용자의 의사와 무관하게 전기요금 절약모드가 작동하게 된다(S17).
상기 전기요금 절약모드로 작동하게 되면, 상기 제1시간구간 동안 전기제품의 동작이 사용자가 원래대로 설정한 원설정상태로 동작하는 것이 방지된다. 즉, 작동 중이라면, 멈추게 되거나, 원래 전력소모량보다 적게 소모되는 운전을 하게 된다.
상기 전기요금 절약모드 작동 중에 현재시간이 계속 제1시간구간에 속하는지 판단하여, 제1시간구간을 벗어나 전기요금이 소정기준(도 7 참조, S) 이하가 되는 제2시간구간이 도래하였다고 판단한 경우에는 원설정상태로 전기제품이 작동된다(S609).
한편, 사용자가 S15단계에서 선택제어모드를 선택한 경우에는, 제2시간구간에 대한 정보가 제공된다(S16).
즉, 제2시간구간까지 얼마동안의 시간이 남았는지 또는 상기 제2시간구간 내에서의 전기요금의 정보, 제1시간구간에서와 제2시간구간에서의 전기요금의 차이에 대한 정보 등을 제공하여, 사용자가 전기요금 절약모드를 선택하는데 지침을 주게된다.
그리고, 현재 시간이 제1시간 구간에 속한 상태에서, 전기요금 절약모드를 선택하게 되면(S20), 상술한 전기요금 절약모드에 따른 전기제품의 작동이 시작된다(S17).
즉, 사용자가 상기 S16 단계에서 받은 정보를 기초하여 제1시간구간에서 전기요금 절약모드를 선택하는 것이 경제적이라고 판단하거나, 또는 해당 전기제품의 작동이 현재 시간대에서는 급박하지 않다고 판단한 경우, 전기요금을 절약하기 위하여 전기요금 절약모드를 선택할 수 있는 것이다.
만약에 사용자가 제2시간구간 및 그에 따른 전력요금 정보를 본 경우에도 전기요금 절약모드를 선택하지 않은 경우에는 사용자가 원래대로 설정한 원설정상태대로 작동한다(S19).
도 7은 시간별 소비전력량 및 전기요금의 추이를 도시한 그래프이다. 이하 도 7을 참조해서 설명한다.
도 7은 상기 제1시간구간 및 제2시간구간, 그리고, 이들을 구분하는 기준(S)을 도시한 것이다. 여기서, 시간당 전기요금이 상기 기준가격 이상이 되는 상기 제1시간구간에서는 전력의 사용량이 다른 때보다 많아지기 때문에 수요와 공급의 법칙에 의하여 전기요금이 급격하게 상승한다.
그리고, 제2시간구간에서는 전력의 사용이 상대적으로 낮아지기 때문에 전기요금이 비교적 낮다. 따라서, 사용자 입장에서는 상기 제1시간구간에서의 전력 사용을 자제하고, 제2시간구간에서 전력을 사용하는 것이 경제적이다.
상기 제1시간구간 및 상기 제2시간구간에 대한 기준은 상기 기준(S)에 따라 유동적이며, 상기 총 소비전력량 그래프(얇은 실선) 및 전기요금 그래프(굵은 실선)도 상황에 따라 달라지는 것이 특징이다.
본 발명에서 적용되는 축냉부는 내부에 상변화 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상변화 물질은 온도가 변화함에 따라 상변화가 이루어져 잠열 등을 내장할 수 있는 물질을 의미하고, 피씨엠(PCM: Phase Change Material)이라고 불리운다.
냉장고에 상변화 물질을 수용한 축냉부를 설치할 때에는 축냉부에 냉기 에너지를 축적하는 축냉 방법과, 축냉부에 저장된 냉기 에너지를 냉장고로 방출하는 방냉 방법을 고려해야 한다.
축냉 방법은 직접 냉각 방식과 간접 냉각 방식으로 구분될 수 있고, 방냉 방법도 직접 냉각 방식과 간접 냉각 방식으로 구분될 수 있다.
우선 축냉부에 냉기 에너지를 축냉하는 방식에는 직접 냉각 방식, 즉 냉매가 흐르는 관에 상변화 물질을 설치하는 방법이 있을 수 있는데, 이 경우에 냉매가 흐르는 관과 상변화 물질 사이에는 전도에 의해서 열교환이 이루어질 수 있다.
또한 축냉부에 냉기 에너지를 축냉하는 방식에는 간접 냉각 방식, 즉 증발기와 상변화 물질이 열교환될 때에 공기를 매개로 이용하는 방법이 있을 수 있다. 이 경우에 증발기와 상변화 물질 사이에 대류에 의해서 열교환이 이루어지게 된다.
축냉부에서 냉기 에너지를 방냉하는 방식에는 팬 등을 이용해 강제 대류를 발생시키지 않고 직냉식 냉장고와 유사하게 고내에 설치된 열교환기 등을 이용해서 자연 대류 방식으로 고내를 냉각하는 방식인 직접 냉각 방식과 팬 등을 이용해 강제 대류를 발생시키는 간접 냉각 방식으로 구분할 수 있다.
방냉 방식에서 직접 냉각 방식의 경우에는 자연 대류를 이용하기 때문에 냉장고 내부의 적절한 냉각을 위해 냉각하고자 하는 고내의 상측에 위치하는 것이 바람직하다. 상변화 물질이 고내 상측에 있으면, 상변화 물질에서 공급되는 냉기가 냉장고의 하부까지 용이하게 전달될 수 있다.
반면에 방냉 방식에서 간접 냉각 방식의 경우 축냉부의 설치 위치에 대한 제약은 없으나 강제 대류를 발생시키기 위한 송풍팬 구동을 위해 일정 수준 이상의 전력이 필요하다는 단점이 있다. 참고로 간접 냉각 방식은 송풍팬에 의해서 고내에 대류가 발생되기 때문에 고내 온도가 전체적으로 균일하게 유지될 수 있고, 상변화 물질과 접촉하는 열교환 효율이 향상되기 때문에 고내 냉각 성능이 우월할 수 있다.
한편, 축냉부의 열교환 효율을 향상시키기 위한 열교환기의 사용 유무에 따라 직접식과 간접식으로 구분할 수 있다. 직접식은 상변환 물질이나 상변화 물질을 수용하는 케이스 표면에서 열교환이 이루어지도록 하는 방식을 의미하고, 간접식은 별도의 열교환기를 사용해서 열교환기에서 열교환이 이루어지도록 하는 방식을 의미할 수 있다.
도 8은 본 발명에 의한 냉장고의 블록도이다. 이하 도 8을 참조해서 설명한다.
상기 에너지관리장치(30)는 전기요금이 달라지는 전력공급시간에 관한 정보를 상기 냉장고 제어부(102)에 전달한다. 즉 현재시간의 전기요금이 다른 시간의 전기요금보다 상대적으로 비싼지 싼지에 관한 정보를 상기 냉장고 제어부(102)에 제공할 수 있다.
또한 고내 온도센서(104)는 냉장고 내부의 온도를 감지하고, 축냉부 온도센서(106)는 축냉부의 온도를 감지해서 감지된 온도값을 상기 냉장고 제어부(102)에 전달한다. 상기 고내 온도센서(104)는 냉장고 내부에 노출되어 냉장고 내부 온도를 측정할 수 있도록 설치되고, 상기 축냉부 온도센서(106)는 상기 축냉부에 접촉되도록 설치되어 상기 축냉부의 온도를 측정하는 것이 가능하다.
상기 냉장고 제어부(102)는 상기 에너지관리장치(30)에서 전달된 정보, 사용자가 전기요금 절약모드를 설정했는지 여부와 현재시간의 전기요금이 상대적으로 싼지 여부에 따라 전기요금을 절약할 수 있는 방식으로 냉장고를 구동한다.
한편 상기 냉장고 제어부(102)는 증발부에 열교환이 이루어지도록 공기 흐름을 발생시키는 제1송풍팬(142)을 온오프하거나, 상기 제1송풍팬(142)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 또한 상기 냉장고 제어부(102)는 축냉부에 열교환이 이루어지도록 공기 흐름을 발생시키는 제2송풍팬(172)을 온오프하거나, 상기 제2송풍팬(172)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 상기 냉장고 제어부(102)는 냉동 사이클을 순환시키는 압축부(110)를 구동한다.
또한 상기 냉장고 제어부(102)는 유로 안내부(108)를 이용해서 열교환을 발생시키는 대류가 이루어지는 유로를 제어할 수 있다. 상기 유로 안내부(108)는 이후에 설명할 제1댐퍼와 제2댐퍼를 포함할 수 있다. 도 9 및 도 10에서 자세히 설명하겠지만, 상기 제1댐퍼는 격리 수용된 축냉부에 열교환이 이루어지도록 하고, 상기 제2댐퍼는 함께 격리 수용된 축냉부와 증발부에 열교환이 이루어지도록 유로를 개폐할 수 있다.
이때 상기 제1송풍팬(142)은 상기 증발부에 포함되는 구성요소이고, 상기 제2송풍팬(172)은 상기 축냉부에 포함되는 구성요소라는 점에 차이가 있다.
특히 상기 냉장고 제어부(102)는 상기 에너지관리장치(30)에서 전달된 전력정보에 따라 상기 유로 안내부(108)를 제어할 수 있다. 이때 상기 전력정보는 전기요금이 달라지는 전력공급시간에 관한 것일 수 있다. 상기 전력정보에 관한 구체적인 내용은 도 7에 관련된 제1시간구간과 제2시간구간에 관련된 내용인 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 주요 구성도이다. 이하 도 9를 참조해서 설명한다.
본 발명의 냉장고에서는 기본적인 냉동 사이클을 구현하는 압축부(110), 응축부(120), 모세관부(130) 및 증발부(140)를 포함하고, 해당 구성요소를 이용해서 냉동 사이클이 수행된다. 상기 압축부(110)는 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 압축하고, 상기 응축부(120)는 상기 압축부(110)를 통과한 냉매를 응축하며, 상기 모세관부(130)는 상기 응축부(120)를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추며, 상기 증발부(140)는 상기 모세관부(130)를 통과한 냉매를 기화시키는 기능을 수행한다.
상기 증발부(140)는 대류를 발생시키는 제1송풍팬(142)을 포함할 수 있다. 상기 제1송풍팬(142)이 없더라도 온도 차이에 의한 자연 대류가 발생되기 때문에 열교환이 이루어질 수 있지만, 상기 증발부(140)와 상기 축냉부(170)의 열교환 효율을 향상시키기 위해서 상기 제1송풍팬(142)을 구비하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제1송풍팬(142)는 상기 압축부(110)가 동작되는 동안에 구동되는 것이 가능하다. 상기 압축부(110)가 구동되는 시간에는 상기 압축부(110), 상기 증발부(140) 등을 통해서 냉매가 순환되어 상기 증발부(140)를 통해서 냉기가 방출될 수 있기 때문이다.
한편 통상적으로 냉장고는 냉장고의 외관을 형성하는 아우터 케이스와 식품 등이 수용될 수 있는 내부 공간을 형성하는 인너 케이스(180)를 포함한다. 상기 인너 케이스(180) 내부에는 냉기가 충진되어 식품 등이 보관되어 신선도를 유지할 수 있다.
이때 상기 증발부(140)는 내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스(180)에 설치되고, 상기 인너 케이스(180)에는 격리된 제1챔버(182)가 형성된다. 이때 상기 축냉부(170)는 상기 제1챔버(182)에 수용되고, 상기 제1챔버(182)와 상기 인너 케이스(180)의 내부를 선택적으로 연통하는 제1댐퍼(184)가 설치된다.
상기 축냉부(170)는 냉동 사이클을 순환하는 상기 증발부(140)에 수용된 냉매와 대류를 통해서 열교환이 이루어져 냉각된다. 즉 상기 축냉부(170)는 냉동 사이클을 순환하는 냉매나 냉매가 흐르는 관과 직접적으로 접촉하지 않고, 자연 대류 또는 강제 대류를 통해서 열교환이 이루어져 냉각되어 축냉이 이루어진다.
즉 냉매가 상기 압축부(110), 상기 응축부(120), 상기 모세관부(130) 및 상기 증발부(140)를 차례대로 통과하면서 냉동 사이클이 수행되더라도, 상기 제1댐퍼(184)가 상기 제1챔버(182)를 밀폐시키는 경우에는 상기 축냉부(170)에 냉기가 전달되지 않는다. 따라서 상기 축냉부(170)에 축냉이 이루어지지 않는다. 반면에 상기 제1댐퍼(184)가 상기 제1챔버(182)를 개방하는 경우에는 상기 축냉부(170)는 냉각되어, 냉기가 저장될 수 있다.
상기 제1댐퍼(184)가 상기 제1챔버(182)를 개방한 경우에는 냉기가 상기 축냉부(170)에도 일부 저장되기 때문에, 상기 인너 케이스(180) 내부에 냉기가 신속히 공급되지 못할 수 있다. 따라서 상기 인너 케이스(180) 내부를 빠르게 냉각하기 위해서는 상기 제1댐퍼(184)로 상기 제1챔버(182)를 밀폐하는 것이 가능하다.
도 9에 따른 제1실시예는 상기 축냉부(170)에서 냉기를 흡수하지 않고, 발생된 냉기가 모두 냉장고 내부를 냉각하는 데에 사용할 필요가 있는 형태의 제어를 선택적으로 수행할 필요가 있을 때 사용가능한 실시형태이다. 반면에 냉장고 내부의 온도가 충분히 하강한 후에는 상기 제1댐퍼(184)를 개방해서 상기 축냉부(170)를 축냉할 수 있다.
반면에 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기가 냉장고 내부로 배출되기 위해서는 상기 제1댐퍼(184)가 개방된다. 또한 상기 축냉부(170)에 인접하게 설치된 상기 제2송풍팬(172)이 구동되어 상기 축냉부(170)와 상기 인너 케이스(180) 내부에서 대류가 발생되어 열교환이 원활하게 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 상기 축냉부(170)는 일정 수준으로 밀폐된 상기 제1챔버(182)에 설치되기 때문에, 상기 제2송풍팬(172)에 의해서 강제 대류를 발생시키는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 주요 구성도이다. 이하 도 10을 참조해서 설명한다.
도 10에 따른 제2실시예는 도 9에 따른 제1실시예와 달리 상기 축냉부(170)와 상기 증발부(140)가 동일한 공간에 배치된다는 차이가 있다.
제2실시예에서는 내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스(180)에 격리된 제2챔버(186)가 형성된다. 상기 제2챔버(186)에는 상기 증발부(140)와 상기 축냉부(170)가 수용될 수 있고, 상기 제2챔버(186)는 상기 인너 케이스(180)의 내부와 제2댐퍼(188)에 의해서 선택적으로 밀폐된다.
상기 제2챔버(186)는 냉장고의 인너 케이스(180)와 아우터 케이스의 사이 공간을 의미하는 것이 가능하다. 즉 상기 제2챔버(186)는 상기 인너 케이스(180) 내부에 별도의 공간을 형성할 필요 없이, 종래에 사용하던 냉장고의 구조를 변경하지 않고 상기 인너 케이스(180)와 상기 아우터 케이스의 사이에 형성되는 공간을 사용하는 것이 가능하다.
도 10에 따르면, 냉매가 상기 증발부(140)를 통과할 때에 발생된 냉기는 우선적으로 상기 제2챔버(186)에 배치된 상기 축냉부(170)를 냉각한다. 이때 상기 축냉부(170)는 상기 제2댐퍼(188)가 상기 제2챔버(186)를 밀폐하는지 여부와 무관하게 냉각될 수 있다.
만약 상기 제2댐퍼(188)가 상기 제2챔버(186)와 상기 인너 케이스(180) 내부를 서로 연통시킨 경우에는 상기 증발부(140)에서 발생된 냉기는 상기 인너 케이스(180) 내부를 냉각할 수 있다.
반면에 상기 제2댐퍼(188)가 상기 제2챔버(186)와 상기 인너 케이스(180) 내부를 밀폐한 경우에는 상기 증발부(140)에서 발생된 냉기는 상기 축냉부(170)에만 전달되기 때문에 상기 축냉부(170)는 신속하게 냉기를 저장할 수 있다.
한편 상기 제1송풍팬(142)이 가동되는 경우에는 강제 대류가 발생하기 때문에 상기 증발부(140)에서 발생된 냉기가 상기 인너 케이스(180)는 물론 상기 축냉부(170)에도 원활하게 전달될 수 있다.
반면에 상기 압축부(110)가 구동되지 않는 상태에는 상기 증발부(140)를 통해서 냉기가 방출되지 않기 때문에, 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기가 방출될 수 있다. 이 경우에는 상기 제2댐퍼(188)가 개방되어 상기 제2챔버(186)와 상기 인너 케이스(180) 내부를 연통시키는 것이 바람직하다. 또한 상기 제1송풍팬(142)을 구동시켜 상기 제2챔버(186) 내에 설치된 상기 축냉부(170)와 상기 인너 케이스(180) 내부의 공기 간에 대류를 발생시켜 열교환이 이루어지도록 하는 것이 가능하다.
그러나 상기 축냉부(170)에 인접하게 설치된 제2송풍팬(172)을 별도로 구비한 경우에는 상기 제1송풍팬(142)을 구동하지 않고, 상기 제2송풍팬(172)을 구동해서 방냉을 수행하는 것이 가능하다. 상기 제2송풍팬(172)은 상기 제1송풍팬(142) 보다 상기 축냉부(170)에 인접하게 설치되기 때문에, 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기를 방출하기 위해서는 상기 제2송풍팬(172)을 구동하는 것이 바람직하다.
도 10에 따른 실시예는 냉장고 내부의 온도를 하강시키기 보다는 우선적으로 상기 축냉부(170)에 냉기를 저장하는 축냉 과정이 수행될 필요가 있는 제어에 사용할 수 있는 실시 형태이다.
도 11은 본 발명에 따른 냉장고의 전체 제어 흐름도이다. 이하 도 11을 참조해서 설명한다.
우선 냉장고 내부 온도를 조절한다(S30). 냉장고 내부에는 식품 등이 보관되기 때문에 상술한 상기 압축부(110) 등을 구동해서 냉장고 내부가 충분히 온도가 하강될 수 있도록 한다.
그리고 상기 축냉부(170)의 온도를 조절한다(S60). 상기 축냉부(170)는 상기 압축부(110) 등에 의해서 발생되는 냉기를 축적할 수 있다.
사용자에 의해서 전기요금 절약모드가 설정되었는 지를 판단한다(S80).
사용자에 의해서 전기요금 절약모드가 설정되지 않은 경우에는 전기요금을 절약할 필요가 없는 것으로 판단하고 일반 운전을 수행한다(S200). 이때 일반 운전에서는 통상적인 냉동사이클에 의해서 냉장고 내부가 냉각되거나 축냉부(170)에 냉기가 축적되는 과정이 수행될 수 있다. 즉 일반 운전이라 함은 전기요금이 비싼지 여부와 무관하게 통상적으로 냉장고가 구동되는 상태를 의미할 수 있다. 한편 상기 일반 운전은 앞에서 설명한 원설정상태운전과 동일한 의미를 갖는 것이 가능하다.
만약 전기요금 절약모드가 설정되었다면, 전기요금이 비싼지 여부를 판단한다(S81). 이때 전기요금이 비싼지 여부는 상기 에너지관리장치(30)에서 전달되는 정보를 이용해서 판단할 수 있다. 즉 전력공급시간이 제1시간구간에 해당되는 경우에는 전기요금이 상대적으로 비싸다고 판단하고, 전력공급시간이 제2시간구간에 해당되는 경우에는 전기요금이 상대적으로 싸다고 판단할 수 있다.
전기요금이 비싸다고 판단되면, 우선 상기 압축부(110)의 구동을 중지한다(S82). 전기요금이 비싼 경우에 상기 압축부(110)를 구동하면 상대적으로 비싼 전기요금이 발생될 수 있기 때문이다.
그리고 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기를 냉장고 내부에 방냉해서 냉장고 내부를 냉각한다(S90).
반면에 전기요금 절약모드가 설정되었더라도, 전력공급시간이 제2시간구간에 해당되어, 전기요금이 상대적으로 싸다고 판단되는 경우에는 상술한 일반 운전이 수행되는 것이 가능하다(S200).
도 12는 도 11에서 제1실시예에 따른 냉장고 내부 냉각과 축냉에 관한 세부 제어 흐름도이다. 이하 도 12를 참조해서 설명한다.
상기 고내 온도센서(104)에 의해서 냉장고 내부 온도(Tref)를 측정한다(S34).
측정된 냉장고 내부 온도(Tref)가 냉장고의 설정온도를 기준으로 허용범위(Tset - Tdiff) 보다 낮은 지를 판단한다(S36).
냉장고 내부 온도가 낮지 않다면, 냉장고 내부가 냉각될 필요가 있는 것으로 판단해서 상기 압축부(110)를 구동하고, 냉장고 내부를 냉각한다(S40). 이때 상기 제1댐퍼(184)는 개방되거나 폐쇄되어도 무관하다. 다만 상기 제1댐퍼(184)가 밀폐된 경우에는 상기 제1댐퍼(184)가 개방된 경우에 비해서, 상기 인너 케이스(180) 내부로만 냉기가 공급되기 때문에 냉장고 내부의 온도가 보다 빠르게 하강할 수 있다.
반면에 냉장고 내부 온도가 낮다면 상기 압축부(110)의 구동을 중지한다(S38). 냉장고 내부 온도가 허용범위(Tset - Tdiff)보다 낮다면 냉장고 내부가 더 이상 냉각될 필요가 없다고 판단하기 때문이다. 만약 초기에 상기 압축부(110)의 구동이 중지된 상태라면 S38은 생략될 수 있다.
이어서 상기 축냉부 온도센서(106)에 의해서 축냉부의 온도(TPCM)를 측정한다(S62).
상기 축냉부(170)의 온도(TPCM)가 축냉부 설정온도(TPCM _ set)보다 높다면, 상기 축냉부(170)에 냉기가 축냉될 필요가 있는 것으로 판단하고, 상기 제1댐퍼(184)를 개방한다(S66). 이 경우에는 상기 증발부(140)에서 발생되는 냉기에 의해서 상기 인너 케이스(180) 내부도 냉각될 수 있다.
그리고 상기 압축부(110)를 구동해서, 상기 축냉부(170)에 냉기가 저장될 수 있도록 한다(S68). 이때 상기 제1송풍팬(142) 또는 상기 제2송풍팬(172) 중에 어느 하나를 구동하는 것이 가능하다. 반면에 상기 제1송풍팬(142)과 상기 제2송풍팬(172)을 모두 구동하는 것이 가능하다. 상기 증발부(140)의 냉기는 상기 축냉부(170)로 대류를 통해서 전달되기 때문에, 공기 흐름의 속도나 양이 클수록 상기 축냉부(170)에 냉기가 용이하게 축적될 수 있다. 상기 제1송풍팬(142)을 구동할 경우에는 상기 증발부(140)에서 열교환이 용이하게 발생될 수 있고, 상기 제2송풍팬(172)을 구동할 경우에는 상기 축냉부(170)에서 열교환이 용이하게 발생될 수 있기 때문에, 두 개의 송풍팬을 모두 구동하면 보다 강한 대류를 발생시킬 수 있다.
만약 상기 축냉부(170)의 온도가 축냉부 설정온도보다 낮다면, 상기 압축부(110)의 구동을 중지한다(S72). 한편 S72도 상기 압축부(110)가 구동되지 않는 상태라면 생략하는 것이 가능하다.
도 13은 도 11에서 방냉에 관한 세부 제어 흐름도이다. 도 13은 사용자에 의해서 전기요금 절약모드가 설정되었는데, 전력 공급시간이 제1시간구간에 해당된 경우의 제어 흐름도이다. 만약 사용자에 의해서 전기요금 절약모드가 설정되었더라도 전력 공급시간이 제2시간구간에 해당된 경우에는 도 13에 따른 제어는 수행되지 않는다. 이하 도 13을 참조해서 설명한다.
참고로 도 12는 제1실시예에 한정되는 내용이지만, 도 13은 상술한 제1실시예와 제2실시예에 모두 공통적으로 적용될 수 있는 내용의 기술이다.
우선 압축부(110)의 구동을 중지한다(S82). 전기요금이 상대적으로 비싼 동안에 상기 압축부(110)를 구동하면 전기요금이 많이 발생되기 때문이다.
상기 압축부(110)의 구동이 중단되었기 때문에, 냉장고 내부의 온도는 점진적으로 상승하게 된다.
냉장고 내부 온도가 상기 고내 온도센서(104)에 의해서 측정되고(S82), 측정된 냉장고 내부 온도(Tref)가 냉장고 설정온도에서 허용범위의 한계치(Tset + Tdiff)보다 높으면, 냉장고 내부가 냉각될 필요가 있다고 판단한다.
제2송풍팬(142)을 구동하고, 상기 제1댐퍼(184) 또는 상기 제2댐퍼(188)를 개방해서 상기 축냉부(170)의 냉기가 상기 인너 케이스(180) 내부로 전달될 수 있도록 한다(S94). 이때 제1실시예에서는 상기 제1댐퍼(184)를 개방하고, 제2실시예에서는 상기 제2댐퍼(188)를 개방하게 된다.
상기 제2송풍팬(172)은 상기 축냉부(170)와 냉장고 내부에 강제 대류를 발생시키기 때문에, 냉장고 내부가 냉각될 수 있다. 즉 상기 축냉부(170)가 냉장고 내부로 노출되어 있지 않기 때문에, 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기를 냉장고 내부로 배출하기 위해서 별도의 제2송풍팬(172)을 이용하는 방식이다.
그리고 계속해서 상기 고내 온도센서(104)에 의해서 냉장고 내부의 온도가 측정된다(S84).
이때 상기 고내 온도센서(104)에 의해서 측정된 고내 온도(Tref)가 임계온도(Tcritical)보다 높은지 여부를 판단한다(S100).
측정된 고내 온도가 임계온도(Tcritical)보다 높다면, 냉장고 내부에 보관된 식품 등이 손상될 우려가 있는 것으로 판단해서 전기요금이 비싼지 여부와 무관하게 상기 압축부(110)를 구동시킨다(S102).
계속해서 고내 온도(Tref)를 계속 측정하고(S106), 고내 온도가 냉장고 내부 설정온도에서 허용범위의 한계치(Tset - Tdiff)보다 낮아지면 상기 압축부(110)의 구동을 중지한다(S108). 왜냐하면 고내 온도(Tref)가 충분히 하강되어, 고내가 충분히 냉각되었다고 판단하기 때문이다.
도 14는 도 11에서 제2실시예에 따른 냉장고 내부 냉각과 축냉에 관한 세부 제어 흐름도이다. 도 14에서 설명되는 제2실시예는 제1실시예와 달리, 상기 축냉부(170)와 상기 증발부(140)가 동일하게 상기 제2챔버(186)에 수용되어 있고, 상기 제2댐퍼(188)에 의해서 동시에 밀폐 또는 개방될 수 있다는 차이가 있다. 이러한 차이로 인해서 발생되는 도 12에서 설명한 내용과 차이점을 중심으로, 이하 도 14를 참조해서 설명한다.
측정된 냉장고 내부 온도(Tref)가 냉장고의 설정온도를 기준으로 허용범위(Tset - Tdiff) 보다 낮은 지를 판단한다(S36).
냉장고 내부 온도가 낮지 않다면, 냉장고 내부가 냉각될 필요가 있는 것으로 판단해서 상기 제2댐퍼(188)를 개방한다(S37). 상기 제2댐퍼(188)는 상기 증발부(140)와 상기 냉장고의 인너 케이스(180) 내부를 개폐시키기 때문에, 상기 증발부(140)의 냉기가 상기 인너 케이스(180) 내부로 전달되기 위해서는 상기 제2댐퍼(188)가 개방될 필요가 있다. 이 경우 상기 축냉부(170)에도 냉기가 전달되어 축냉이 일부 이루어질 수 있다.
또한 상기 압축부(110)를 구동하고, 냉장고 내부를 냉각한다(S40).
한편 상기 축냉부 온도센서(106)에 의해서 축냉부의 온도(TPCM)를 측정한다(S62).
상기 축냉부(170)의 온도(TPCM)가 축냉부 설정온도(TPCM _ set)보다 높다면(S64), 상기 축냉부(170)에 냉기가 축냉될 필요가 있는 것으로 판단하고, 상기 제2댐퍼(188)를 폐쇄한다(S66).
그리고 상기 압축부(110)를 구동해서, 상기 축냉부(170)에 냉기가 저장될 수 있도록 한다(S68). 이때 상기 제1송풍팬(142) 또는 상기 제2송풍팬(172) 중에 어느 하나를 구동하는 것이 가능하다. 반면에 상기 제1송풍팬(142)과 상기 제2송풍팬(172)을 모두 구동하는 것이 가능하다. 상기 증발부(140)의 냉기는 상기 축냉부(170)로 대류를 통해서 전달되기 때문에, 공기 흐름의 속도나 양이 클수록 상기 축냉부(170)에 냉기가 용이하게 축적될 수 있다. 상기 제1송풍팬(142)을 구동할 경우에는 상기 증발부(140)에서 열교환이 용이하게 발생될 수 있고, 상기 제2송풍팬(172)을 구동할 경우에는 상기 축냉부(170)에서 열교환이 용이하게 발생될 수 있기 때문에, 두 개의 송풍팬을 모두 구동하면 보다 강한 대류를 발생시킬 수 있다.
한편 상기 축냉부(170)의 온도(TPCM)가 축냉부 설정온도(TPCM _ set)보다 높다고 하더라도(S64), 상기 제2댐퍼(188)를 폐쇄하는 S66을 생략하는 것이 가능하다. 상기 제2댐퍼(188)를 폐쇄하는 경우에는 상기 제2챔버(186)가 밀폐된 공간을 이루기 때문에 보다 효율적으로 상기 축냉부(170)에 냉기가 저장될 수 있다. 반면에 상기 제2댐퍼(188)가 개방되는 경우에는 상기 증발부(140)에서 전달되는 냉기 중 일부는 상기 제2챔버(186)의 외부인 상기 인너 케이스(180)로 누출되기 때문에 상기 축냉부(170)의 축냉과 냉장고 내부의 냉각이 동시에 이루어질 수 있다.
도 15는 제1실시예의 시간에 따른 구성요소의 작동 흐름을 나타낸 도면이다. 이하 도 9 및 도 15를 참조해서 설명한다.
상기 압축부(110)는 단속적으로 구동되다가, 사용자가 전기요금 절약모드를 선택하고 전기요금이 비싼 제1시간구간이라고 판단되는 경우에는 상기 압축부(110)는 구동을 중지한다.
한편 고내 온도는 상기 압축부(110)의 구동여부에 따라 상승 또는 하강되다가, 상기 압축부(110)의 구동이 중지되고 소정 시간이 경과된 경우에는 임계온도까지 상승될 수 있다. 냉장고 고내 온도가 임계온도(Tcritical)까지 상승되는 경우에는 전기요금이 비싼지 여부와 무관하게 상기 압축부(110)를 구동해서 냉장고 내부 온도를 하강시키게 된다.
마찬가지로 상기 유로 안내부(108)의 상기 제1댐퍼(184)는 상기 제1챔버(182)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 전기요금이 비싸기 때문에 상기 압축부(110)의 구동이 중지되어서 소정 온도에 도달하게 되면, 상기 제1댐퍼(184)는 개방되고, 상기 제2송풍팬(172)이 구동되어 상기 축냉부(170)의 냉기로 냉장고 내부를 냉각할 수 있다.
또한 상기 제1댐퍼(184)의 개방 또는 폐쇄 여부에 따라 상기 축냉부(170)에 냉기가 축냉되는 지 여부를 조절할 수 있다. 상기 압축부(110)가 구동되는 동안에 상기 제1댐퍼(184)가 개방된 경우에는 상기 축냉부(170)의 온도가 하강하고, 상기 제1댐퍼(184)가 폐쇄된 경우에는 상기 축냉부(170)의 온도가 상승한다.
도 16은 제2실시예의 시간에 따른 구성요소의 작동 흐름을 나타낸 도면이다. 설명의 편의상 도 16은 도 15와의 차이점만을 위주로 설명한다. 이하 도 10 및 도 16을 참조해서 설명한다.
도 16에서 상기 제2댐퍼(188)가 개방된 경우에는 상기 인너 케이스(180) 내부 냉각과 상기 축냉부(170)의 축냉이 동시에 이루어질 수 있다.
상기 압축부(110)가 구동되는 동안에 상기 제2댐퍼(188)가 개방된 경우에는 냉장고 내부 온도와 상기 축냉부(170)의 온도가 동시에 하강한다. 반면에 상기 제2댐퍼(188)가 폐쇄된 경우에는 냉장고 내부 온도는 오히려 상승하게 되고, 상기 축냉부(170)의 온도만이 하강한다. 상기 제2댐퍼(188)가 폐쇄되면 냉기가 상기 인너 케이스(180) 내부로 누출되지 않기 때문에 상기 제2댐퍼(188)가 개방된 것보다 상기 축냉부(170)에 냉기가 빠르게 축적될 수 있다.
상기 압축부(110)의 구동이 중지되면 상기 제2댐퍼(188)는 개방되고, 상기 축냉부(170)에 저장된 냉기가 상기 인너 케이스(180) 내부로 방냉될 수 있다. 한편 도 16에 도시된 바처럼, 상기 제2댐퍼(188)는 기본적으로 개방된 상태를 유지하도록 하여, 냉장고 내부 온도가 특정한 온도 만큼 상승하는 지와 무관하게 개방되도록 할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
20: 계측장치 30: 에너지관리시스템
34: 통신부 34: 제어부
38: 입력부 39: 표시부
40: 시계/타이머 102: 냉장고 제어부
110: 압축부 120: 응축부
130: 모세관부 142: 제1송풍팬
140: 증발부 170: 축냉부

Claims (15)

  1. 냉장고 내부 온도를 감지하는 고내 온도 센서;
    냉매를 압축하는 압축부;
    상기 압축부를 통과한 냉매가 응축되는 응축부;
    상기 응축부를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부;
    상기 모세관부를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부;
    냉동 사이클을 순환하는 냉매와 대류를 통해서 열교환이 이루어져 냉각되는 축냉부;
    상기 축냉부를 선택적으로 냉장고의 인너케이스 내측으로 노출시키는 유로 안내부;
    외부에서 공급되는 전력정보에 기초하여 전기요금을 절약하기 위한 전기요금 절약모드를 수행하는 에너지관리장치; 및
    상기 에너지관리장치에서 전달된 전력정보에 따라 상기 유로 안내부 및 상기 압축부를 제어하는 냉장고 제어부;를 포함하고,
    상기 에너지관리장치에 마련된 입력부를 통해서 사용자가 전기요금의 한계를 설정하고,
    상기 에너지관리장치는 현 시간구간이 전기요금이 소정기준을 넘어서는 시간구간, 즉 제1시간구간인지 또는 소정기준 이하가 되는 시간구간, 즉 제2시간구간인지 판단하고,
    상기 제1시간구간에 속한다고 판단된 경우에는 상기 냉동사이클이 구현되지 않고 상기 축냉부에 축적된 냉기가 고내에 전달되어 고내가 냉각되되,
    상기 냉장고 제어부는 상기 제1시간구간에 속한다고 판단된 경우라도 상기 고내 온도 센서에 측정된 온도가 임계온도보다 높으면 상기 압축부에 의해서 고내에 냉기를 제공하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력정보는 전기요금이 달라지는 전력공급시간에 관한 것임을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉장고 제어부는 전기요금이 상대적으로 싸면, 냉장고의 내부 냉각 또는 상기 축냉부에 축냉이 이루어지도록 상기 유로 안내부를 조절하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증발부는 상기 증발부에 열교환이 이루어지도록 대류를 발생시키는 제1송풍팬을 포함하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 축냉부는 상기 축냉부에 열교환이 이루어지도록 대류를 발생시키는 제2송풍팬을 포함하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증발부는 내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스에 설치되고,
    상기 인너 케이스에는 격리된 제1챔버가 형성되며,
    상기 축냉부는 상기 제1챔버에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유로 안내부는 상기 제1챔버와 상기 인너 케이스의 내부를 선택적으로 개폐하는 제1댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    내부에 소정 공간을 형성하는 인너 케이스에는 격리된 제2챔버가 형성되고,
    상기 증발부와 상기 축냉부는 상기 제2챔버에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유로 안내부는 상기 제2챔버와 상기 인너 케이스의 내부를 선택적으로 개폐하는 제2댐퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020110086945A 2011-08-30 2011-08-30 냉장고 및 그 제어방법 KR101943314B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110086945A KR101943314B1 (ko) 2011-08-30 2011-08-30 냉장고 및 그 제어방법
EP12181502.1A EP2587195B1 (en) 2011-08-30 2012-08-23 Refrigerator
US13/597,672 US9222715B2 (en) 2011-08-30 2012-08-29 Refrigerator and control method thereof
CN201210315293.3A CN102967101B (zh) 2011-08-30 2012-08-30 冰箱及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110086945A KR101943314B1 (ko) 2011-08-30 2011-08-30 냉장고 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130023873A KR20130023873A (ko) 2013-03-08
KR101943314B1 true KR101943314B1 (ko) 2019-01-29

Family

ID=48176038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110086945A KR101943314B1 (ko) 2011-08-30 2011-08-30 냉장고 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101943314B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102152818B1 (ko) * 2013-11-18 2020-09-07 엘지전자 주식회사 축냉재를 구비한 냉장고

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3098889B2 (ja) * 1993-05-20 2000-10-16 松下冷機株式会社 冷蔵庫
JP3313763B2 (ja) * 1992-06-25 2002-08-12 株式会社日立製作所 蓄冷型冷蔵庫
US20110011119A1 (en) 2009-07-15 2011-01-20 Whirlpool Corporation High efficiency refrigerator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03267675A (ja) * 1990-03-19 1991-11-28 Matsushita Refrig Co Ltd 蓄冷型保冷庫
KR970004340B1 (ko) * 1993-09-04 1997-03-27 대우전자 주식회사 축냉식 자동차용 냉장고
KR101637354B1 (ko) * 2010-01-20 2016-07-07 엘지전자 주식회사 냉장고 및 그 제어방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313763B2 (ja) * 1992-06-25 2002-08-12 株式会社日立製作所 蓄冷型冷蔵庫
JP3098889B2 (ja) * 1993-05-20 2000-10-16 松下冷機株式会社 冷蔵庫
US20110011119A1 (en) 2009-07-15 2011-01-20 Whirlpool Corporation High efficiency refrigerator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130023873A (ko) 2013-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8378835B2 (en) Refrigerator and control method thereof
US9958193B2 (en) Refrigerator
US8869546B2 (en) Refrigeration demand response recovery
EP2494735B1 (en) Network system and method of controlling the same
US9534821B2 (en) Refrigerator and control method thereof
EP2410254B1 (en) Air conditioner and method for controlling the same
EP2413054B1 (en) Air conditioner and method for controlling the same
US8791592B2 (en) Air conditioner and method for controlling the same
EP3040658B1 (en) Home appliance with a power-consumption output device
EP2587195B1 (en) Refrigerator
US9373095B2 (en) Method of controlling component for network system
Sabry et al. DC environment for a refrigerator with variable speed compressor; power consumption profile and performance comparison
KR101943314B1 (ko) 냉장고 및 그 제어방법
KR101760744B1 (ko) 냉장고 제어 장치 및 제어 방법
KR20120012021A (ko) 공기조화기 및 이의 제어방법
KR101988305B1 (ko) 냉장고 및 그 제어방법
KR101649633B1 (ko) 냉장고 제어 장치 및 제어 방법
KR20120016739A (ko) 공기조화기
KR20130023872A (ko) 냉장고 및 그 제어방법
KR101867832B1 (ko) 공기조화기 및 이의 제어방법
CN221122623U (zh) 光伏太阳能制冷设备、光伏太阳能房车以及建筑结构
KR101788045B1 (ko) 히트펌프식 냉난방 장치 및 이의 제어방법
KR101649634B1 (ko) 냉장고 제어 장치 및 제어 방법
KR101656884B1 (ko) 네트워크 시스템
KR20120012025A (ko) 공기조화기 및 이의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant