KR101953120B1

KR101953120B1 - 냉장고 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101953120B1
Application number: KR1020120093964A
Authority: KR
Inventors: 조성호; 김우성; 이원제; 김용한; 박정원; 정성욱; 차상열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2019-03-04
Also published as: WO2014035097A1; EP2703754A3; US9970700B2; KR20140030388A; EP2703754A2; EP2703754B1; US20140053581A1

Abstract

내부의 온도가 영상의 온도로 유지되는 저장실, 냉매를 증발시켜 상기 저장실을 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 상기 냉매를 압축하는 압축기, 상기 증발기에 의하여 냉각된 공기를 상기 저장실에 공급하고, 상기 증발기에 상기 저장실의 공기를 공급하여 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 송풍팬, 상기 저장실의 온도를 감지하는 저장온도감지부, 상기 압축기 및 상기 송풍팬을 구동하는 구동부, 상기 저장실을 냉각시키는 냉각동작이 종료되면 상기 송풍팬을 가동시켜 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 제상동작을 수행하고, 상기 제상동작이 수행 중이면 상기 저장실의 온도가 상기 냉각동작을 수행하는 저장상한온도 이상이 되더라도 상기 제상동작을 종료할 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시키는 제어부를 포함하는 냉장고는 냉장고 외기의 온도에 따라 제상을 위한 송풍팬의 구동시간을 변경하여 제상을 위한 소비전력을 감소시키면서 증발기에 착상된 성에를 적절하게 제거할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{COOLING APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 발명으로써, 더욱 상세하게는 송풍 팬을 이용하여 제상을 수행하는 냉장고 및 제어방법에 관한 발명이다.

냉장고는 식품, 음료 등과 같이 저장물을 부패하지 않고 장기간 보관하기 위한 장치이며, 냉장고는 통상 저장물을 냉장 저장하는 냉장실과 저장물을 냉동 저장하는 냉장실이 마련된다.

이러한 냉장고는 냉매의 압축-응축-팽창-증발의 냉각 사이클을 반복 수행하여 저장실의 온도를 설정된 목표 온도로 유지시킨다. 즉, 냉장고는 각 저장실의 목표 온도에 기초하여 각 저장실에 대응되어 마련된 증발기에 의하여 냉각된 공기를 각 저장실 내로 공급하여 저장실의 온도가 목표 온도로 유지되도록 한다.

증발기가 냉매를 증발시켜 저장실의 공기를 냉각시키는 과정에서 성에가 증발기에 착상된다. 냉장고에는 이와 같이 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위한 제상히터가 마련된다.

그러나 각 저장실에 마련된 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위하여 각 증발기에 대응하여 제상히터를 마련할 경우 냉장고의 전체 소비전력이 증가하는 문제가 있었다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은 저장실에 냉각된 공기를 공급하는 송풍팬을 이용하여 증발기에 착상된 성에를 제거하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉장고는 내부의 온도가 영상의 온도로 유지되는 저장실, 냉매를 증발시켜 상기 저장실을 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 상기 냉매를 압축하는 압축기, 상기 증발기에 의하여 냉각된 공기를 상기 저장실에 공급하고 상기 증발기에 상기 저장실의 공기를 공급하여 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 송풍팬, 상기 저장실의 온도를 감지하는 저장온도감지부, 상기 압축기 및 상기 송풍팬을 구동하는 구동부, 상기 저장실을 냉각시키는 냉각동작이 종료되면 상기 송풍팬을 가동시켜 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 제상동작을 수행하고, 상기 제상동작이 수행 중이면 상기 저장실의 온도가 상기 냉각동작을 수행하는 저장상한온도 이상이 되더라도 상기 제상동작을 종료할 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시키는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 압축기의 연속 가동시간이 사전에 설정된 최대냉각시간 이상이면 상기 냉각동작을 종료하고 과부하제상동작을 수행하고, 이때 제어부는 최소과부하제상시간이상 상기 과부하제상동작을 수행한다.

상기 제어부는 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도 이상이 되더라도 상기 과부하제상동작의 수행시간이 상기 최소과부하제상시간 이상이 될 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시킨다.

상기 냉장고는 상기 증발기의 온도를 감지하는 제상온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제상온도감지부가 감지한 상기 증발기의 온도가 사전에 설정된 과부하제상종료온도 이상이 되면 상기 과부하제상동작을 종료할 수 있다.

또한 상기 제어부는 상기 과부하제상동작이 최대과부하제상시간 이상 수행되면 상기 과부하제상동작을 종료할 수 있다.

다시 말해, 상기 제어부는 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도 이상이 되더라도 상기 증발기의 온도가 사전에 설정된 과부하제상종료온도 이상이 되거나 상기 과부하제상동작의 수행시간이 최대과부하제상시간 이상이 될 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시킨다.

상기 냉각동작을 수행하여 상기 저장실의 온도가 저장하한온도 이하가 되면 상기 제어부는 상기 냉각동작을 종료하고 상기 제상동작을 수행하고, 상기 제어부는 최소제상시간 이상 상기 제상동작을 수행한다.

상기 냉장고는 상기 저장실 외부의 외기 온도를 감지하는 외기온도감지부를 더 포함하고, 상기 외기온도감지부의 감지결과에 따라 상기 최소제상시간이 달라진다. 구체적으로 상기 외기 온도가 높을 수록 상기 최소제상시간은 짧아진다.

상기 제어부는 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도 이상이 되면 상기 최소제상시간 동안 제상동작을 수행한 후 상기 제상동작을 종료하고 상기 압축기를 가동시킬 수 있다.

상기 냉장고는 상기 증발기의 온도를 감지하는 제상온도감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제상온도감지부가 감지한 상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이면 상기 최소제상시간 동안 제상동작을 수행한 후 상기 제상동작을 종료할 수 있다.

또한 상기 제어부는 상기 제상동작의 수행시간이 사전에 설정된 최대제상시간을 경과하면 상기 제상동작을 종료할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 의한 냉장고는 저장물을 냉장 저장하는 제1저장실, 상기 제1저장실과 공간적으로 분리되어 저장물을 냉동 저장하는 제2저장실, 상기 제1저장실을 냉각시키는 제1증발기, 상기 제2저장실을 냉각시키는 제2증발기, 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기에 의하여 증발된 냉매를 압축하는 압축기, 상기 냉매의 유로를 상기 제1증발기 또는 상기 제2증발기로 전환하는 유로전환밸브, 상기 제1증발기에 착상된 성에를 제거하는 제1송풍팬, 상기 제2증발기에 착상된 성에를 제어하는 제상히터, 상기 압축기, 상기 제1송풍팬 및 상기 제상히터를 구동하는 구동부, 상기 제1저장실을 냉각시키는 제1냉각동작이 종료되면 상기 제1송풍팬을 가동시켜 상기 제1증발기에 착상된 성에를 제거하는 제1제상동작을 수행하고 상기 제1제상동작이 수행 중이면 상기 제1저장실의 온도가 상기 제1냉각동작을 수행하는 제1저장상한온도 이상이 되더라도 상기 제1제상동작을 종료할 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시키는 제어부를 포함한다. 또한 상기 제어부는 상기 제2저장실을 냉각시키는 제2냉각동작이 종료되면 상기 제상히터를 가동시켜 상기 제2증발기에 착상된 성에를 제거하는 제2제상동작을 수행한다.

상기 제어부는 상기 압축기의 연속 가동시간이 사전에 설정된 최대냉각시간 이상이면 상기 제1냉각동작 및 제2냉각동작을 종료하고 제1과부하제상동작 및 제2과부하제상동작을 수행한다.

상기 제어부는 제1최소과부하제상시간이상 상기 제1과부하제상동작을 수행하고, 상기 제어부는 상기 제1저장실의 온도가 상기 제1저장상한온도 이상이 되더라도 상기 제1과부하제상동작의 수행시간이 상기 제1최소과부하제상시간 이상이 될 때까지 상기 압축기의 가동을 지연시킨다.

상기 제어부는 제2과부하제상시간 동안 상기 제2과부하제상동작을 수행한다.

상기 제1냉각동작을 수행하여 상기 제1저장실의 온도가 제1저장하한온도 이하가 되면 상기 제어부는 상기 제1냉각동작을 종료하고 상기 제1제상동작을 수행한다.

상기 제어부는 제1최소제상시간 이상 상기 제1제상동작을 수행하고, 상기 제어부는 상기 제1저장실의 온도가 상기 제1저장상한온도 이상이 되면 상기 제1최소제상시간 동안 제1제상동작을 수행한 후 상기 제1제상동작을 종료하고 상기 압축기를 가동시킨다.

상기 제2냉각동작을 수행하여 상기 제2저장실의 온도가 제2저장하한온도 이하가 되면 상기 제어부는 상기 제2냉각동작을 종료하고 상기 제2제상동작을 수행한다.

상기 제어부는 제2제상시간 동안 상기 제2제상동작을 수행한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 냉장고 외기의 온도에 따라 제상을 위한 송풍팬의 구동시간을 변경하여 제상을 위한 소비전력을 감소시키면서 증발기에 착상된 성에를 적절하게 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고를 구성하는 냉각장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제어흐름을 도시한 블록도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제1냉각동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제2냉각동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제1제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제2제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 과부하제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고를 구성하는 냉각장치(200)를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)는 냉장고(100)의 외관을 형성하는 본체(110), 저장물을 저장하는 저장실(121, 122), 저장실(121, 122)을 냉각시키는 냉각장치(200)를 포함한다.

본체(110)의 내부 공간에는 냉각장치(200)에 의하여 냉각된 공기가 유동하는 덕트(미도시)가 마련되고, 본체(110)의 하부에는 냉각장치(200)의 일부가 설치되는 기계실(미도시)이 마련된다.

본체(110)에는 저장물을 보관하는 저장실(121, 122)이 마련된다.

저장실(121, 122)은 중간 격벽을 사이에 두고 좌우로 구획되어 저장물을 냉장 저장하는 냉장실에 해당하는 제1저장실(121)과 저장물을 냉동 저장하는 냉동실에 해당하는 제2저장실(122)로 구분되며, 제1저장실(121)과 제2저장실(122)은 전면이 개구되어 있다.

또한, 각 저장실(121, 122)에는 저장실(121, 122)의 온도를 감지하는 저장온도감지부(161, 162)가 마련된다. 구체적으로 제1저장실(121)에 마련되어 제1저장실(121)의 온도를 감지하여 제1저장실(121)의 온도를 후술할 제어부에 제공하는 제1저장온도감지부(161)와 제2저장실(122)에 마련되어 제2저장실(122)의 온도를 감지하고 제2저장실(121)의 온도를 제어부에 제공하는 제2저장온도감지부(162)가 마련된다.

이러한 저장온도감지부(161, 162)는 온도에 따라 전기적 저항이 변화하는 서미스터(thermistor)를 채용할 수 있다.

전면이 개구된 제1저장실(121)과 제2저장실(122)을 외기와 차폐시키는 도어(131, 132)가 마련된다. 도어(131, 132)에는 냉장고(100)의 동작 정보를 표시하는 표시부와 사용자에 동작 명령을 입력받는 입력부가 마련될 수 있다.

냉각장치(200)는 압축기(210), 응축기(220), 유로전환밸브(225), 팽창밸브(231, 232) 및 증발기(241, 242)를 포함한다.

압축기(210)는 본체(110)의 하부에 마련된 기계실(미도시)에 설치되고 외기 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 회전하는 모터의 회전력을 이용하여 증발기(241, 242)에 의하여 증발된 저압의 기상 냉매를 고압으로 압축하여 응축기(220)로 압송한다.

압축기(210)의 모터(미도시)는 후술할 구동부로부터 구동전류를 제공받아 회전자와 고정자 사이의 자기적 상호작용을 통하여 회전축을 회전시킨다. 이와 같이 모터(미도시)에 의하여 생성된 회전력은 압축기(210)의 피스톤(미도시)에 의하여 직선 운동력으로 전환되고 피스톤(미도시)의 직선 운동력을 통하여 기상 냉매를 고압으로 압축할 수 있다. 이외에도 압축기(210)의 모터(미도시)에 의하여 생성된 회전력을 모터의 회전축과 연결된 회전날개로 전달하고, 회전날개와 압축기(210)의 용기(미도시) 사이의 스틱 슬립(stick-slip) 현상을 이용하여 기상 냉매를 고압으로 압축할 수 있다.

압축기(210)의 모터는 유도식 AC 서보 모터, 동기식 AC 서보 모터, BLDC(BrushLess Direct Current) 모터 등을 채용할 수 있다.

압축기(210)에 의한 압력을 통하여 냉매는 응축기(220), 팽창밸브(231, 232) 및 증발기(241, 242)를 순환할 수 있다. 즉, 압축기(210)는 저장실(121, 122)을 냉각시키는 냉각장치(200)에서 가장 중요한 역할을 수행하며 냉각장치(200)가 구동된다는 것은 압축기(210)가 구동된다는 것으로 볼 수 있다.

응축기(220)는 본체(110) 하부에 마련된 기계실(미도시)에 설치되거나 본체(110)의 외기 구체적으로 냉장고(100)의 후면에 설치될 수 있다.

압축기(210)에 의하여 압축된 기상 냉매는 응축기(220)를 통과하며 응축되어 기상에서 액상으로 상태가 변화된다. 냉매는 응축되는 과정에서 잠열(latent heat)을 응축기(220)로 방출한다. 냉매의 잠열이란 끓는점까지 냉각된 기상 냉매가 동일한 온도의 액상 냉매로 상태 변화하며 외기로 방출하는 열에너지를 의미한다. 또한 끓는점까지 가열된 액상 냉매가 동일한 온도의 기상 냉매로 상태 변화하며 외기로부터 흡수하는 열에너지 역시 잠열이라 한다.

이와 같이 냉매가 방출하는 잠열로 인하여 응축기(220)는 그 온도가 높아지므로 응축기(220)가 기계실(미도시)에 설치되는 경우에는 응축기(220)를 냉각시키기 위한 별도의 방열팬(150)이 마련된다.

응축기(220)에 의하여 응축된 액상 냉매는 유로전환밸브(225)에 의하여 그 유로 선택되도록 유로전환밸브(225)는 1개의 유체 입구와 2개의 출구를 가지는 3방 밸브가 채용될 수 있다. 이하에서는 제1증발기(241) 측으로 냉매가 유출되도록 하는 출구를 제1냉매출구(225a)라 하고, 제2증발기(242) 측으로 냉매가 유출되도록 하는 출구를 제2냉매출구(225b)라 한다..

유로전환밸브(225)는 제1냉매출구(225a)를 개방함으로써 냉매가 제1저장실(121)을 냉각시키는 제1증발기(241)와 제2저장실(122)을 냉각시키는 제2증발기(242)를 모두 통과하도록 하고, 제2냉매출구(225b)를 개방함으로써 냉매가 제2증발기(242)만 통과하도록 수 있다. 다시 말해, 제1저장실(121)을 냉각시키고자 할 경우 유로전환밸브(225)는 냉매가 제1증발기(241)와 제2증발기(242)를 모두 통과하도록 제1냉매출구(225a)가 개방되고, 제2저장실(122)을 냉각시키고자 할 경우 유로전환밸브(225)는 냉매가 제2증발기(242)만을 통과하도록 제2냉매출구(225b)가 개방된다. 즉, 유로전환밸브(225)가 제1냉매출구(225a)를 개방하든 제2냉매출구(225b)를 개방하든 냉매는 항상 제2증발기(242)를 통과하므로 압축기(210)를 가동하면 항상 제2저장실(122)은 냉각된다.

유로전환밸브(225)에 의하여 유로가 선택된 냉매는 팽창밸브(231, 232)에 의하여 그 압력이 낮아진다. 즉, 팽창밸브(231, 232)는 고압의 액상 냉매를 교축(throttling)하여 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압한다. 교축이란 유체가 노즐이나 오리피스와 같이 좁은 유로를 통과하면 외기와의 열교환 없이도 압력이 감소하는 것을 의미한다.

또한 팽창밸브(231, 232)는 냉매가 증발기(241, 242)에서 충분한 열을 흡수할 수 있도록 증발기(241, 242)에 제공되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 또한 팽창밸브(231, 232)는 후술할 제어부에 의하여 그 개폐 및 개방 정도가 조절된다.

증발기(241, 242)는 상술한 바와 같이 본체(110)의 내부 공간에 마련된 덕트(미도시)에 마련되어 팽창밸브(231, 232)에 의하여 감압된 저압의 액상 냉매를 증발시킨다. 액상 냉매는 증발되는 과정에서 증발기(241, 242)로부터 잠열을 흡수한다. 증발기(241, 242)는 냉매에게 열에너지를 빼앗겨 냉각되고, 증발기(241, 242) 주위의 공기는 냉각된 증발기(241, 242)에 의하여 냉각된다.

증발기(241, 242)에 의하여 증발된 저압의 기상 냉매는 다시 상술한 압축기(210)로 제공되어 냉각사이클이 반복된다.

이와 같이 증발기(241, 242)가 냉각되는 과정에서 증발기(241, 242) 주위의 수증기가 승화되어 증발기(241, 242)에 성에가 착상되거나, 증발기(241, 242) 주위의 수증기가 증발기(241, 242)의 표면에 응결된 후 결빙되어 증발기(241, 242)에 성에가 착상될 수 있다. 이와 같이 증발기(241, 242)에 착상된 성에는 증발기(241, 242)의 열교환 효율을 떨어뜨리고 결과적으로 냉장고(100)의 냉각효율을 떨어뜨린다.

냉장고(100)는 냉장실에 해당하는 제1저장실(121)을 냉각시키는 제1증발기(241)에 착상된 성에는 후술할 제1송풍팬(141)를 이용하여 제거하고, 냉동실에 해당하는 제2저장실(122)을 냉각시키는 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거하기 위하여 제상히터(250)가 마련된다. 냉장실은 통상 그 온도가 영상으로 유지되어 송풍팬을 이용하여 냉장실의 공기를 증발기에 공급함으로써 증발기에 착상된 성에를 제거할 수 있으나, 냉동실은 통상 그 온도가 영하로 유지되므로 을 통하여 냉동실의 공기를 증발기에 공급하여도 증발기에 착상된 성에를 제거하기 곤란하다.

제상히터(250)는 제2증발기(242)의 하측에 마련되며, 전기적 저항을 통하여 줄 열(Joule`s heats)을 생성한다.

증발기(241, 242)의 상측에는 증발기(241, 242)의 온도를 감지하는 제상종료온도감지부(181, 182)가 마련된다. 제상종료온도감지부(181, 182)는 제1증발기(241)의 온도를 감지하는 제1제상종료온도감지부(181)과 제2증발기(242)의 온도를 감지하는 제2제상종료온도감지부(182)를 포함하며, 제상종료온도감지부(181, 182)는 그 감지결과를 후술할 제어부에 제공한다.

송풍팬(141, 142)은 본체(110) 내부의 덕트(미도시)와 저장실(121, 122) 사이의 공기가 순환되도록 한다. 즉 송풍팬(141, 142)은 덕트(미도시)에 마련된 증발기(241, 242)에 의하여 냉각된 공기를 저장실(121, 122)로 공급하고 저장실(121, 122)의 공기를 냉각시키기 위하여 증발기(241, 242)가 마련된 덕트(미도시)로 흡입한다.

송풍팬(141, 142)은 제1저장실(121)과 제2저장실(122)에 각각 대응되어 마련되며, 제1저장실(121)에 마련된 덕트(미도시)와 제1저장실(121) 사이에서 공기를 순환시키는 제1송풍팬(141)과 제2저장실(122)에 마련된 덕트(미도시)와 제2저장실(122) 사이에서 공기를 순환시키는 제2송풍팬(142)을 포함한다. 또한, 상술한 바와 같이 제1송풍팬(141)은 제1증발기에 착상된 성에를 제거하는 역할도 수행한다.

또한 본체(110)의 외벽에는 냉장고(100) 외기의 온도를 감지하는 외기온도감지부(180)가 마련된다. 외기온도감지부(180)는 지면과 일정 거리만큼 이격하여 설치되며, 냉장고(100)의 상측 외벽에 설치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제어흐름을 간략하게 도시한 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)는 그의 동작을 제어하기 위하여 저장온도감지부(161, 162), 제상종료온도감지부(181, 182), 외기온도감지부(180), 압축기(210), 송풍팬(141, 142), 방열팬(150), 입력부(341), 표시부(342), 구동부(320), 저장부(330), 제어부(310)를 포함한다. 이미 설명한 저장온도감지부(161, 162), 제상종료온도감지부(181, 182), 외기온도감지부(180), 압축기(210), 송풍팬(141, 142), 방열팬(150), 제상히터(260)는 그 설명을 생략한다.

입력부(341)는 버튼 스위치, 멤브레인(membrane) 스위치 또는 터치 스크린 스위치 등이 채용될 수 있으며, 냉장고(100)의 전원 공급 여부, 제1저장실(121)의 목표 온도, 제2저장실(122)의 목표 온도 등의 냉장고(100)에 관한 동작 명령을 사용자로부터 입력받는다.

표시부(342)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널 또는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등이 채용될 수 있으며, 제1저장실(121)의 목표 온도 및 현재 온도, 제2저장실(122)의 목표 온도 및 현재 온도 등의 냉장고(100)의 동작 정보를 표시한다. 또한 표시부(342)는 냉장고(100)가 비정상동작을 하는 경우 이를 사용자게 경과하기 위한 스피커(미도시)가 더 마련될 수 있다.

구동부(320)는 후술할 제어부(310)의 제어신호에 따라 압축기(210), 송풍팬(141, 142), 방열팬(150) 및 제상히터(260)를 구동한다.

압축기(211, 212)를 구동하기 위하여 구동부(260)는 전압형 인버터(invertor)를 채용할 수 있다. 전압형 인버터는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류시키는 컨버터부, 직류 링크 전압을 평활시키는 콘덴서, 정류된 직류 전압을 PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식으로 전압과 주파수를 동시에 제어하는 인버터부를 포함한다.

저장부(330)는 냉장고(100)의 동작과 관련된 각종 정보를 저장한다. 구체적으로 저장부(330)는 제1냉각동작 및 제2냉각동작의 수행여부, 제1제상동작 및 제2제상동작의 수행여부, 제1과부하제상동작 및 제2과부하제상동작의 수행여부, 후술할 저장목표온도, 저장상한온도, 저장하한온도, 최소제상시간, 제상종료온도 등 냉장고(100)의 동작과 관련된 정보를 저장하며, 제어부(310)의 요청에 의하여 제어부(310)에 각종 정보를 제공한다.

제어부(310)는 냉장고(100)의 동작을 총괄하며, 제어부(310)는 냉장고(100)가 그 기능을 효율적으로 수행하도록 냉각고(100)의 각 구성을 제어한다. 제어부(310)의 동작은 크게 저장실(121, 122)을 냉각시키는 냉각동작 및 증발기(241, 242)에 착상된 성에를 제거하는 제상동작으로 구분할 수 있다. 즉, 제어부(310)는 저장온도감지부(161, 162)의 감지결과를 기초로 구동부(320)를 제어하여 압축기(210)와 송풍팬(141, 142)을 가동시키고 유로전환밸브(225)를 제어하여 증발기(241, 242)에서 냉매가 증발되도록 함으로써 저장실(121, 122)을 냉각시키고, 냉각효율을 일정하게 유지시키기 위하여 제상온도감지부(181, 182)의 감지결과에 기초하여 구동부(320)를 제어하여 제상히터(250)와 제1송풍팬(141)을 가동시켜 증발기(241, 242)에 착상된 성에를 제거하는 제상동작을 수행한다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제1냉각동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제2냉각동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.

도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참고하여 냉각동작에 관하여 먼저 설명하면, 냉장고(100)는 저장실(121, 122)에 마련된 저장온도감지부(161, 162)를 통하여 저장실(121, 122)의 온도를 측정하고, 저장온도감지부(161, 162)의 감지결과에 기초하여 저장실(121, 122)의 온도가 소정의 온도(저장상한온도) 이상인지 여부를 판단한다. 저장실(121, 122)의 온도가 저장상한온도 이상이 되면 압축기(210)와 송풍팬(141, 142)를 가동시키고 유로전환밸브(225)의 냉매출구(225a, 225b)의 개폐를 제어하여 저장실(121, 122)을 냉각시킨다.

냉장고(100)는 그 기능인 저장물의 장기 저장을 위한 저장목표온도가 설정되며, 저장목표온도는 냉장고(100)가 제조될 당시 초기값이 설정되고 이후 입력부(341)을 통한 사용자의 조작에 의하여 변경될 수 있다. 예를 들어 냉장실에 해당하는 제1저장실(121)은 저장물을 냉장 저장하므로 제1저장목표온도로 4℃가 설정될 수 있으며, 냉동실에 해당하는 제2저장실(122)은 저장물을 냉동 저장하므로 제2저장목표온도로 -20℃가 설정될 수 있다.

또한, 냉장고(100)는 설정된 저장목표온도를 유지하기 위하여 냉장고(100)가 냉각동작을 시작하는 저장상한온도와 냉장고(100)가 냉각동작을 정지하는 저장하한온도가 설정된다. 일반적으로 저장상한온도는 저장목표온도보다 1℃ 높은 온도로 설정되며 저장하한온도는 저장목표온도보다 1℃ 낮은 온도로 설정된다. 상술한 예에 의하면, 제1저장실(121)의 제1저장목표온도는 4℃이므로 제1저장상한온도는 5℃가 되고 제1저장하한온도는 3℃가 되며, 제2저장실(122)의 제1저장목표온도는 -20℃이므로 제2저장상한온도는 -19℃가 되며 제2저장하한온도는 -21℃가 된다.

구체적으로, 냉장고(100)는 제1저장온도감지부(161)를 통하여 제1저장실(121)의 온도를 측정하고(S410), 제1저장장실(121)의 온도와 제1저장상한온도를 비교한다(S412). 그 결과, 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되면 냉장고(100)는 제1냉각동작을 수행한다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)는 증발기(241, 242)의 열교환 효율을 일정하게 하기 위하여 후술할 제상동작을 우선 수행하므로 냉장고(100)는 제1증발기(241)를 제상하는 제1제상동작 또는 제1과부하제상동작이 수행 중인지 여부를 판단하고(S414, S416), 제1제상동작 및 제1과부하제상동작이 수행 중이지 않으면 냉장고(100)는 저장부(330)에 제1냉각동작을 수행함을 저장하고(S418), 제1냉각동작을 수행한다.

이때, 제2저장실(122)을 냉각시키는 제2냉각동작이 수행 중인지 여부(S420)에 따라 제1냉각동작을 수행하기 위한 냉장고(100)의 제어방법에 차이가 있다. 즉, 제2냉각동작이 수행 중이 아니면 압축기(210)가 가동 중이 아니므로 압축기(210) 및 제1송풍팬(141)을 가동하고 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 개방하여(S422) 냉매가 제1증발기를 통과하도록 수행한다. 또한, 제2냉각동작이 수행 중이라면 압축기(210)는 이미 가동 중이고 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)가 개방되어 있을 것이므로, 냉장고(100)는 제1송풍팬(141)을 가동하고 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 개방하고 제2냉매출구(225b)를 폐쇄한다(S424). 다만, 상술한 바와 같이 제1저장실(121)을 냉각시키기 위하여 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 개방하면, 냉매는 제1증발기(241) 뿐만 아니라 제2증발기(242) 역시 함께 통과한다. 따라서, 냉장고(100)는 제2송풍팬(142) 역시 함께 가동하여 제2저장실(122) 역시 함께 냉각시킨다. 즉 냉장고(100)의 제1냉각동작은 제1저장실(121) 뿐만 아니라 제2저장실(122)도 함께 냉각시킨다.

제1냉각동작이 수행되면 냉장고(100)는 후술할 과부하제상동작의 수행 여부를 판단하기 위하여 압축기(210)의 연속 가동 시간이 최대냉각시간 이상인지 여부를 판단한다(S426). 만일 압축기(210)의 연속 가동 시간이 최대냉각시간 이상이면 과부하제상동작을 위하여 압축기(210)의 가동을 중지하고 제1 및 제2 냉매출구(225a, 225b)를 폐쇄하고 제1 및 제2송풍팬(141, 142)의 가동을 중지한(S438) 후 저장부(330)에 제1냉각동작의 종료를 저장한다(S440).

압축기(210)의 연속 가동 시간이 최대냉각시간 미만이면, 냉장고(100)는 제1저장실(121)의 온도를 측정하고(S428), 제1저장실(121)의 온도와 제1저장하한온도를 비교한다(S430). 제1냉각동작에 의하여 제1저장실(121)의 온도가 제1저장하한온도 이하가 되면 냉장고(100)는 제1냉각동작을 종료한다.

제1냉각동작을 종료할 때에도 제1냉각동작을 시작할 때와 마찬가지로 제2냉각동작이 수행 중인지 여부(S432)에 따라 냉장고(100)의 제어방법이 달라진다. 구체적으로, 만일 제2냉각동작이 수행 중이라면 제2저장실(122)을 냉각시켜야 하므로 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동은 유지하고 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하고 제2냉매출구(22b)를 개방하고 제1송풍팬(141)의 가동을 중지한다(S434). 만일 제2냉각동작의 수행 중이 아니라면 제2저장실(122)을 냉각시킬 필요가 없으므로 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지하고 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하고 제1송풍팬(141)의 가동을 중지한다(S436). 이후 냉장고(100)는 저장부(330)에 제1냉각동작이 종료되었음을 저장한다(S440).

상술한 예를 이용하여 설명하면, 제1저장온도감지부(161)의 감지결과 제1저장실(121)의 온도가 5℃ 이상이 되면 냉장고(100)는 압축기(210), 제1송풍팬(141) 및 제2송풍팬(142)을 가동하고, 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 개방한다. 이후 제1저장실(121)의 온도가 3℃ 이하가 되면 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지한다.

제2저장실(122)에 대한 제2냉각동작 역시 같은 방식으로 이루어 진다. 즉, 냉장고(100)는 제2저장온도감지부(162)를 통하여 제2저장실(122)의 온도를 측정하고(S450), 제2저장실(122)의 온도와 제2저장상한온도를 비교하여(S452) 제2저장실(122)의 온도가 제2저장상한온도 이상이 되면 냉장고(100)는 제2제상동작 또는 제2과부하제상동작이 수행 중인지 여부를 판단한다(S454, S456). 제2제상동작 및 제2과부하제상동작이 수행이 중이지 않으면 냉장고(100)는 저장부(330)에 제2냉각동작이 수행 중임을 저장하고(S458), 제1냉각동작이 수행 중인지 여부를 판단한다(S460). 제1냉각동작이 수행 중이면 제1냉각동작에 의하여 제2저장실(122)도 함께 냉각되므로 냉장고(100)는 별도의 제어를 하지 않고, 제1냉각동작이 수행 중이 아니면 냉장고(100)는 압축기(210)를 가동하고 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)를 개방하고 제2송풍팬(142)를 가동한다(S462).

제2냉각동작이 수행 중에 냉장고(100)는 압축기(210)의 연속 가동시간과 최대냉각시간을 비교하여(S464) 압축기(210)의 연속 가동시간이 최대냉각시간 이상이면 압축기(210)의 가동을 중지하고 유로전환밸브(225)의 제1 및 제2냉매출구(225a, 225b)를 폐쇄하고 제1 및 제2송풍팬(141, 142)의 가동을 중지한다(S474). 또한 냉장고(100)는 저장부(330)에 제2냉각동작의 종료를 저장한다(S476).

또한, 냉장고(100)는 제2냉각동작에 의하여 제2저장실(122)의 온도가 제2저장하한온도 이하가 되는지 여부를 판단하고(S466, S468), 제2저장실(122)의 온도가 제2저장하한온도 이하이면 냉장고(100)는 제2냉각동작을 종료한다. 이때 제1냉각동작이 수행 중인지 여부를 판단하여(S470) 제1냉각동작이 수행 중이면 냉장고(100)는 별도의 제어를 하지 않고, 제1냉각동작이 수행 중이 아니면 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지하고 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)를 폐쇄하고 제2송풍팬(142)의 가동을 중지한다(S472). 또한, 냉장고(100)는 저장부(330)에 제2냉각동작의 종료를 저장한다(S476).

상술한 예를 이용하여 설명하면, 제2저장실(122)의 온도가 -19℃ 이상이면 냉장고(100)는 압축기(210)와 제2송풍팬(142)를 가동하고, 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)를 개방한다. 이후 제2저장실(122)의 온도가 -21℃ 이하가 되면 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지한다.

이미 설명한 바와 같이, 제2냉각동작 중에 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되면, 냉장고(100)는 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)를 폐쇄하고 제1냉매출구(225a)를 개방함으로써 냉매가 제1증발기(241) 및 제2증발기(242)를 모두 통과하도록 한다. 그 결과 제2저장실(122)의 온도가 제2저장하한온도 이하가 되기 전에 제1저장실(121)의 온도가 제1저장하한온도 이하가 되면 냉장고(100)는 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하고 제2냉매출구(225b)를 개방하여 냉매가 제2증발기(242)만 통과하도록 하고, 제1저장실(121)의 온도가 제1저장하한온도 이하가 되기 전에 제2저장실(122)의 온도가 제2저장하한온도 이하가 되면 냉장고(100)는 특별한 제어를 하지 않고, 제1저장실(121)과 제2저장실(122)이 함께 냉각되도록 한다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제1제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제2제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 6a, 도 6b 및 도 7를 참고하여 냉장고(100)의 냉각동작에 의하여 증발기(241, 242)에 착상된 성에를 제거하는 제상동작을 설명한다.

우선 증발기(241, 242)의 제상을 수행하기 위한 냉장고(100)의 개략적인 동작을 설명하면, 냉장고(100)는 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거하는 제1제상동작과 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거하는 제2제상동작을 수행한다. 다시 말해, 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지하거나 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하여(제1제상동작과 제2냉각동작이 함께 수행될 수 있으므로 제2냉각동작이 수행 중이면 압축기(210)의 가동은 유지하고, 제2냉각동작의 수행 중이 아니면 압축기(210)의 가동을 중지시킴) 냉매가 제1증발기(241)로 공급되지 않도록 한 상태에서 제1송풍팬(141)을 가동시켜 제1제상동작을 수행한다. 또한 냉장고(100)는 압축기(210)의 가동을 중지하고 제2증발기(242)로 냉매가 공급되지 않도록 한 상태에서 제2송풍팬(142)의 가동을 중지시키고 제상히터(250)를 가동시켜 제2제상동작을 수행한다.

냉각동작을 시작한 후 냉각동작을 종료할 때까지를 통상적으로 하나의 냉각사이클이라고 한다. 일반적으로 냉장고의 한 냉각사이클은 수분 내지 수십분이 소요된다. 이와 같이 냉각동작을 수행한 후 저장실(121, 122)의 온도가 저장하한온도가 이하가 되어 한 냉각사이클이 종료되면 냉장고(100)는 제상동작을 수행한다. 한 냉각사이클이 종료되면 증발기(241)의 온도가 낮아져 증발기(241)에 성에가 착상될 가능성 높고 저장실(121, 122)의 온도가 저장하한온도 이하가 되어 한동안은 냉각동작이 수행되지 않을 것이 예상되기 때문이다.

구체적으로 냉장고(100)는 제1저장실(121)을 냉각시키는 제1냉각동작이 종료되면 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거하는 제1제상동작을 수행하고, 제2저장실(122)을 냉각시키는 제2냉각동작이 종료되면 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거하는 제2제상동작을 수행하는 것이 원칙이다. 다만, 상술한 바와 같이 제1냉각동작 중에 냉매는 제1증발기(241) 뿐만 아니라 제2증발기(242)도 통과하므로 제1냉각동작 중이든 제2냉각동작 중이든 냉매는 제2증발기(242)를 통과한다. 따라서, 제2제상동작은 압축기(210)의 가동이 중지되면 수행한다.

냉장고(100)는 냉장실에 해당하는 제1저장실(121)에 마련된 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거하기 위하여 제1송풍팬(141)을 이용한다.

제1송풍팬(241)을 이용하여 제상을 수행하는 제1제상동작은 비교적 느리게 진행된다. 그에 따라 제1제상동작의 수행 중에 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되어 제1냉각동작을 수행하여야 할 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이 제1제상동작 중에 제1냉각동작을 수행하여야 하는 경우에 제1제상동작을 중단하고 제1냉각동작을 수행하면 제1증발기(241)에 착상된 성에가 충분히 제거되지 않아 냉각효율이 낮아진다.

따라서, 냉장고(100)는 제1냉각동작이 종료되어 제1제상동작이 수행되면 최소제상시간 동안은 제1제상동작을 수행한다. 다시 말해, 냉장고(100)는 제1냉각동작이 종료되어 제1제상동작이 수행되면 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되더라도 제1제상동작을 수행한 후 최소제상시간이 경과하기 전까지는 제1냉각동작을 수행하지 않는다. 다만, 이러한 경우 외기 온도가 높으면 제1저장실(121)의 온도가 지나치게 높아질 염려가 있으므로 냉장고(100)는 외기 온도에 따라 최소제상시간을 다르게 한다.

구체적으로 제1냉각동작이 종료되면(S510, S512) 냉장고(100)는 제1과부하제상동작이 수행 중인지 여부를 판단한다(S514). 제1과부하제상동작 역시 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거하는 동작이므로 제1과부하제상동작이 수행 중이면 냉장고(100)는 제1제상동작을 수행하지 않는 것이다.

제1과부하제상동작이 수행 중이지 않으면 냉장고(100)는 저장부(330)에 제1제상동작이 수행 중임을 저장하고(S516), 제1송풍팬(141)을 가동하여(S518) 제1제상동작을 수행한다.

상술한 바와 같이 제1제상동작을 언제까지 수행할지 여부는 외기 온도에 따라 달라진다. 따라서 제1제상동작이 시작되면 냉장고(100)는 외기온도감지부(180)를 통하여 외기 온도를 측정한다(S520).

외기 온도와 제1기준온도를 비교하여(S522) 외기 온도가 제1기준온도 이상이면 냉장고(100)는 적어도 제1최소제상시간 이상 제1제상동작을 수행하고(S524), 외기 온도가 제1기준온도 미만이면 외기 온도와 제2기준온도를 비교하여(S526) 제2기준온도 이상이면 냉장고(100)는 적어도 제2최소제상시간 이상 제1제상동작을 수행한다(S528). 또한, 냉장고(100)는 외기 온도가 제2기준온도 미만이면 적어도 제3최소제상시간 이상 제1제상동작을 수행한다(S530).

예를 들어 제1기준온도와 제2기준온도를 각각 28℃와 16℃로 가정하고 제1최소제상시간, 제2최소제상시간 및 제3최소제상시간을 각각 40분, 60분 및 90분으로 가정하면, 외기 온도가 28℃ 이상이면 냉장고(100)는 제1냉각동작이 종료된 후 적어도 40분 동안은 제1증발기(241)에 냉매가 통과하지 않도록 하고 제1송풍팬(141)을 가동하여 제1제상동작을 수행한다. 또한, 제1제상동작을 수행한지 40분이 경과하지 않으면 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되더라도 냉장고(100)는 제1냉각동작을 수행하지 않고 제1제상동작을 계속 수행한다. 또한, 냉장고(100)는 외기 온도가 28℃ 미만이고 16℃ 이상이면 제1제상동작을 적어도 60분 동안은 수행하고, 외기 온도가 16℃ 미만이면 제1제상동작을 적어도 90분 동안은 수행한다.

이와 같이 제1제상동작을 수행한 후 최소제상시간이 경과한 후 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이 되어 제1냉각동작을 수행하여야 하면 냉장고(100)는 제1제상동작을 종료하고 제1냉각동작을 수행한다. 그러나 제1냉각동작을 수행할 필요가 없을 때, 즉 제1제상동작을 수행한 후 최소제상시간이 경과한 후에도 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 미만일 때에는 냉장고(100)는 제1제상동작을 충분히 수행할 필요가 있다.

이러한 이유로 제1제상동작을 수행한 후 최소제상시간이 경과하면 냉장고(100)는 제1저장실(121)의 온도를 측정하고(S532) 제1저장실(121)의 온도와 제1저장상한온도를 비교하여(S534), 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 이상이면 냉장고(100)는 제1송풍기(141)의 가동을 중지하고(S542) 저장부(330)에 제1제상동작 종료를 저장하여(S544) 제1제상동작을 종료한다.

만일 제1저장실(121)의 온도가 제1저장상한온도 미만이면 냉장고(100)는 제1증발기(241)의 온도가 소정의 온도(제1제상종료온도)가 될 때까지 제1제상동작을 수행한다. 구체적으로 냉장고(100)는 제1제상온도감지부(181)를 통하여 제1증발기(241)의 온도를 측정하고(S536), 제1증발기(181)의 온도와 제1제상종료온도를 비교한다(S538). 만일 제1증발기(241)의 온도가 제1제상종료온도 이상이면 냉장고(100)는 제1송풍팬(141)의 가동을 중지하고(S542) 저장부(330)에 제1제상동작의 종료를 저장하여(S544) 제1제상동작을 종료한다. 만일, 제1증발기(241)의 온도가 제1제상종료온도 미만이면 냉장고(100)는 제1제상동작을 계속 수행한다.

여기서 제1제상종료온도는 냉장고(100)의 상태 또는 동작환경에 따라 다르게 설정할 수 있다. 제1제상종료온도를 5℃로 설정하고 외기 온도가 25℃인 경우를 예로 들어 설명하면, 냉장고(100)는 적어도 60분 동안은 압축기(210)를 가동시키지 않거나 유로전환밸브(225)를 제어하여 제1증발기(241)로 냉매가 통과하지 않도록 하고 제1송풍팬(141)을 가동하여 제1제상동작을 수행하며, 제1제상동작을 수행한지 60분이 경과한 후에도 제1저장실(121)의 온도가 5℃ 미만이면 제1저장실(121)의 온도가 5℃가 되거나 제1증발기(241)의 온도가 5℃가 될 때까지 계속 제1제상동작을 수행한다. 정리하면 외기 온도가 28℃ 이상이면 냉장고(100)는 최소 40분 이상 제1제상동작을 수행하고 제1증발기(241)의 온도가 5℃에 도달하면 제1제상동작을 종료하며, 외기 온도가 28℃ 미만이고 16℃ 이상이면 냉장고(100)는 최소 60분 이상 제1제상동작을 수행하고 제1증발기(241)의 온도가 5℃에 도달하면 제1제상동작을 종료한다. 또한 외기 온도가 16℃ 미만이면 냉장고(100)는 최소 90분 이상 제1제상동작을 수행하고 제1증발기(241)의 온도가 5℃에 도달하면 제1제상동작을 종료한다.

외기 온도가 매우 낮아 제1저장실(121)과 제1증발기(241)의 온도가 각각 제1저장상한온도와 제1제상종료온도에 도달하지 않는 경우에는 제1제상동작이 너무 오랫동안 수행될 수 있다. 즉, 제상히터(250)를 이용하는 제2제상동작과 달리 제1송풍팬(141)을 이용하는 제1제상동작의 경우 제1증발기(241)의 온도는 제1저장실(121)의 온도에 따라 크게 달라지고, 제1저장실(121)의 온도는 외기 온도에 많은 영향을 받으므로 외기 온도가 제1제상동작이 종료되는 제1제상종료온도보다 낮으면 제1제상동작을 수행하더라도 제1증발기(241)의 온도가 제1제상종료온도보다 높아지기 어렵다.

이러한 이유로 냉장고(100)는 제1최대제상시간을 마련하며, 제1제상동작 수행시간과 제1최대제상시간을 비교하여(S540) 제1최대제상시간 이상 제1제상동작을 수행하였으면 냉장고(100)는 제1송풍기의 가동을 중지하고(S542), 저장부(330)에 제1제상동작의 종료를 저장하여(S544) 제1제상동작을 종료한다. 여기서 제1최대제상시간은 400분으로 설정할 수 있다. 즉 제1제상동작을 수행하여 제1증발기(241)의 온도가 제1제상종료온도 이상이 되지 않더라도 제1제상동작을 수행한지 400분이 경과하면 냉장고(100)는 제1제상동작을 종료한다. 제1제상동작을 종료하면 냉장고(100)는 저장부(330)에 제1제상동작의 종료를 저장한다(S544).

이하에서는 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거하는 제2제상동작에 대하여 설명한다.

냉장고(100)의 제2제상동작은 제상히터(250)를 이용한다. 다시 말해, 냉장고(100)는 제2냉각동작 또는 제1냉각동작을 위하여 압축기(210)를 가동한(S550) 후 압축기(210)의 가동이 중지되면(S552), 냉장고(100)는 제2과부하제상동작이 수행 중인지 여부를 판단하고(S554), 제2과부하제상동작이 수행 중이지 않으면 냉장고(100)는 저장부(330)에 제2제상동작의 수행을 저장하고(S568), 제상히터(250)를 가동하여(S560) 제2제상동작을 수행한다.

제2제상동작은 제상히터(250)를 이용하므로 빠르게 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거할 수 있으므로 제2제상동작을 수행한 후 제2제상시간이 경과하면(S562) 제2제상동작을 종료할 수 있다. 즉, 제2제상동작을 수행한 후 제2제상시간이 경과하면 냉장고(100)는 제상히터(250)의 가동을 중지하고(S564), 저장부(330)에 제2제상동작의 종료를 저장한다(S566). 제2제상시간은 제상히터(250)의 제상효율 내지 제2증발기(241)의 온도에 따라 달라질 수 있으나, 통상 10분 정도로 설정된다. 즉, 제2제상동작을 수행한 후 10분이 경과하면 냉장고(100)는 제상히터(250)의 가동을 중지하고(S564), 저장부(330)에 제2제상동작의 종료를 저장하여(S566) 제2제상동작을 종료할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)는 제상히터(250)를 이용하는 제2제상동작의 종료와 관련하여 제2제상동작을 수행한 시간을 기준으로 제2제상동작의 종료 여부를 판단하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

냉장고(100)는 제2증발기(242)의 온도를 기준으로 제2제상동작의 종료 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로 냉장고(100)는 제2제상동작을 수행한 후 제2증발기(242)의 온도를 감지하는 제2제상온도감지부(181)의 감지결과에 기초하여 제2증발기(242)의 온도가 제2제상종료온도 이상이 되면 제상히터(250)의 가동을 중지할 수 있다. 여기서 제2제상종료온도는 제2저장실(121)의 온도 등에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 얼음의 녹는점이 0℃인 것을 감안하여 제2제상종료온도를 2℃로 설정할 수 있다. 즉, 냉장고(100)는 제2제상동작을 수행한 후 제2증발기(242)의 온도가 2℃가 되면 제상히터(250)의 가동을 중지하여 제2제상동작을 종료할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(100)의 과부하제상동작을 제어하는 방법을 도시한 순서도이다. 냉장고(100)에 최초로 전원이 공급되거나, 냉장고(100)의 도어(131, 132)가 개방되는 경우에는 냉장고(100)는 오랫동안 냉각동작을 수행한다. 이와 같이 냉각동작이 너무 오래 지속되는 경우 냉장고(100)는 과부하제상동작을 수행한다.

냉장고(100)에 최초로 전원이 공급되거나 냉장고(100)의 도어(131, 132)가 개방되어 있는 경우 냉장고(100)는 저장실(121, 122)을 냉각시키기 위하여 압축기(210)를 지속적으로 가동시킨다. 이와 같이 냉장고(100)에 최초로 전원을 인가하고 냉각동작을 수행하여 각 저장실(121, 122)의 온도가 저장목표온도에 도달하기까지는 수십분 내지 수시간의 시간이 소요될 수 있다.

그러나, 실험에 의하면 냉각동작을 지속적으로 수행하여 저장실을 냉각하는 경우 최초 1시간 동안은 증발기의 열교환 효율이 일정 수준을 유지하지만 2시간 이상 냉각장치가 가동되면 증발기의 열교환 효율이 급격히 감소된다. 이러한 이유로 냉장고(100)는 저장실(121, 122)을 냉각시키기 위하여 최대냉각시간 동안 냉각동작을 수행하면 증발기(241, 242)에 착상된 성에를 제거하는 과부하제상동작을 수행한다. 또한 증발기(241, 242)의 열교환 효율을 일정 수준으로 유지하기 위하여 최대냉각시간은 60분으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 냉장고(100)는 냉매가 제2증발기(242)만 통과할 수는 있으나 제1증발기(241)를 통과하면 항상 제2증발기(242)도 통과한다. 즉, 제1냉각동작을 수행하면 냉매가 제1증발기(241)과 제2증발기(242)를 통과하고 제2냉각동작을 수행하면 냉매가 제2증발기(242)를 통과한다. 따라서, 압축기(210)가 가동되면 항상 냉매가 제2증발기(242)를 통과하므로, 압축기(210)의 연속 가동시간을 최대냉각시간과 비교하여(S610) 압축기(210)가 최대냉각시간 이상 연속 가동되면 제2저장실(122)는 최대냉각시간 이상 냉각되므로 냉장고(100)는 제2과부하제상동작을 수행한다.

또한, 냉장고(100)는 제2저장실(122)만을 냉각시킬 수는 있지만 제1저장실(121)만을 냉각시킬 수는 없다. 즉, 냉장고(100)는 제1저장실(121)을 냉각시키면서 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거할 수 없다. 따라서, 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거하는 제2과부하제상동작을 수행하고자 하는 경우에는 제1증발기(241)에 착상된 성에 역시 함께 제거하는 제1과부하제상동작을 수행하는 것이 바람직하다. 따라서, 압축기(210)가 최대냉각시간 이상 연속 가동되면(S610) 냉장고(100)는 제1 및 제2과부하제상동작이 수행됨을 저장하고(S612), 제1송풍팬(141)과 제상히터(250)를 가동시켜(S614) 제1 및 제2과부하제상동작을 동시에 수행한다.

이와 같이 냉장고(100)에 최초로 전원이 공급되거나 냉장고(100)의 도어(131, 132)의 도어가 개방되어 있는 경우에는 제상동작이 종료되면 곧 바로 냉각동작이 수행되는 것이 바람직하다. 따라서 충분히 제상동작을 수행하여 냉각동작 시에 냉각효율을 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 따라서 냉장고(100)는 저장실(121, 122)의 온도의 고려함 없이 제상시간 및 증발기(241, 242)의 온도만을 고려하여 제상동작을 수행한다.

제1송풍팬(141)을 이용하는 제1과부하제상동작의 경우, 상술한 바와 같이 제상히터(250)를 이용하는 제2과부하제상동작과 같이 빠르게 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거할 수 없다. 따라서 제1과부하제상동작은 제1증발기(241)의 성에가 충분히 제거될 수 있도록 수행한다.

구체적으로, 냉장고(100)는 제1최소과부하제상시간 동안은 제1저장실(121)의 온도 및 제1증발기(241)의 온도와 무관하게 제1과부하제상동작을 수행한다. 이후 제1최소과부하제상시간이 경과하면(S616) 냉장고(100)는 제1최대과부하제상시간 이내에서 제1증발기(241)의 온도가 제1과부하제상종료온도에 도달할 때까지 제1제상동작을 수행한다. 즉, 냉장고(100)는 제1최소과부하제상시간 동안은 제1제상동작을 수행하도록 하여 충분한 제상시간을 보장하고, 제1증발기(241)의 성에가 충분히 제거될 수 있도록 제1증발기(241)의 온도가 제1과부하제상종료온도 이상이 될 때까지 제1제상동작을 수행한다. 물론 제1최소과부하제상시간 전에 제1증발기(241)의 온도가 제1과부하제상종료온도 이상이 될 때에는 최소과부하제상시간이 경과하면 바로 제1제상동작이 종료된다. 또한, 지나치게 제상동작을 오랫동안 수행하면 오히려 냉장고(100)의 본 기능을 훼손할 수 있으므로 제1최대과부제상시간이 경과하면 제1제상동작이 중단한다.

구체적으로, 제1과부하제상시간의 수행시간이 제1최소과부하제상시간을 경과하였는지 판단하고(S618), 제1증발기(241)의 온도를 측정하여(S620) 제1증발기(241)의 온도가 제1과부하제상종료온도 이상인지 여부를 판단하여(S622) 제1최소과부하제상시간을 경과하거나 제1증발기(241)의 온도가 제1과부하제상종료온도 이상이면 냉장고(100)는 제1송풍팬(141)의 가동을 중지하고(S624) 저장부(330)에 제1과부하제상동작의 종료를 저장하여(S626) 제1과부하제상동작을 종료한다.

이와 같은 제1최소과부하제상시간, 제1과부하제상종료온도 및 제1최대과부하제상시간은 제1저장실(121)의 온도 및 습도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 제1최소과부하제상시간은 20분, 제1과부하제상종료온도는 2℃ 및 제1최대과부하제상시간은 40분으로 가정하면 냉장고(100)는 제1증발기(241)에 착상된 성에를 제거하기 위하여 적어도 20분 동안은 제1과부하제상동작을 수행하고, 40분 이내에서 제1증발기(241)의 온도가 2℃에 도달할 때까지 제1과부하제상동작을 수행한다. 구체적으로 60분 동안 냉각장치(200)가 가동되면 냉장고(100)는 압축기(310)의 가동을 중지시키거나 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하여 냉매가 제1증발기(241)를 통과하지 않도록 한다. 이후 냉장고(100)는 제1송풍팬(141)을 가동시켜 적어도 20분 동안은 제1과부하제상동작을 수행하고, 제1과부하제상동작을 수행한지 40분이 경과하거나 제1증발기(241)의 온도가 2℃ 이상이 되면 제1송풍팬(141)의 가동을 정지시켜 제1과부하제상동작을 종료한다.

또한, 제상히터(250)를 이용하는 제2과부하제상동작의 경우에는 빠르게 제2증발기(242)에 착상된 성에를 제거할 수 있으므로 냉장고(100)는 제2과부하제상시간 동안 제2과부하제상동작을 수행한다. 구체적으로 제2과부하제상동작의 수행시간과 제2과부하제상시간을 비교하여(S630) 제2과부하제상동작의 수행시간이 제2과부하제상시간을 경과하면 냉장고(100)는 제상히터(250)의 가동을 중지하고(S632) 저장부(330)에 제2과부하제상동작의 종료를 저장하여(S634) 제2과부하제상동작을 종료한다. 이때, 제2과부하제상시간은 10분으로 설정할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2증발기(242)의 온도가 제2과부하제상종료온도인 2℃ 이상이 되면 제2과부하제상동작을 종료할 수도 있다.

제2과부하제상동작은 제상히터(250)를 이용하여 제상을 수행하고 제1과부하제상동작은 제1송풍팬(141)을 이용하여 제상을 수행하므로 통상 제2과부하제상동작이 제1과부하제상동작에 비하여 먼저 종료된다. 제2과부하제상동작이 먼저 종료되면 냉장고(100)는 압축기(210)를 가동시키고 유로전환밸브(225)의 제1냉매출구(225a)를 폐쇄하고 제2냉매출구(225b)를 개방한 후 제2송풍팬(142)을 가동하여 제2저장실(122)을 냉각시킨다. 이후 제1과부하제상동작이 종료되면 냉장고(100)는 유로전환밸브(225)의 제2냉매출구(225b)를 폐쇄하고 제1냉매출구(225a)를 개방하고 제1송풍팬(141)을 가동하여 제1저장실(121)과 제2저장실(122)을 모두 냉각시킨다.

이와 같이 제1과부하제상동작이 제2과부하제상동작에 비하여 오래 수행되고, 압축기(210)가 최대냉각시간 이상 가동되면 제1과부하제상동작과 제2과부하제상동작을 함께 수행하므로 냉장고(100)에 최초로 전원이 공급되는 경우에는 제2냉각동작의 수행시간이 제2냉각동작의 수행시간보다 짧을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상으로부터 개별적으로 이해되어져서는 아니될 것이다.

100: 냉장고 110: 본체
121: 제1저장실 122: 제2저장실
161: 제1저장온도감지부 162: 제2저장온도감지부
180: 외기온도감지부
181: 제1제상온도감지부 182: 제2제상온도감지부
210: 압축기
220: 응축기 225: 전환밸브
231: 제1팽창밸브 232: 제2팽창밸브
241: 제1증발기 242: 제2증발기
250: 제상히터
310: 제어부 320: 구동부
330: 저장부

Claims

저장물을 냉장 저장하는 저장실;
냉매를 증발시켜 상기 저장실 내의 공기를 냉각시키는 증발기;
상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기;
상기 증발기에 의하여 냉각된 공기를 상기 저장실에 공급하는 송풍팬;
상기 저장실의 온도를 감지하는 저장온도감지부;
상기 저장실의 온도가 저장상한온도 이상이면 상기 저장실을 냉각시키기 위하여 상기 압축기와 상기 송풍팬을 가동하는 냉각동작을 수행하고, 상기 저장실의 온도가 저장하한온도 이하이면 상기 냉각동작을 종료하고 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위하여 상기 송풍팬을 가동하는 제상동작을 수행하는 제어부를 포함하되,
상기 제상동작은 최소제상시간 이상 수행되며, 상기 제상동작이 수행된 제상시간이 상기 최소제상시간보다 작으면 상기 냉각동작은 지연되고,
상기 제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도 이상이면 상기 제어부는 상기 제상동작을 종료하고 상기 냉각동작을 수행하고,
상기 제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도보다 낮으면 상기 제어부는 상기 제상동작을 계속하는 것인 냉장고.
삭제
제1항에 있어서,
상기 저장실 외부의 외기 온도를 감지하는 외기온도감지부를 더 포함하고,
상기 최소제상시간은 상기 외기온도감지부에 의하여 감지된 외기 온도에 따라 변경되는 것인 냉장고.
제3항에 있어서,
상기 최소제상시간은 상기 외기 온도가 높을수록 짧아지는 것인 냉장고.
제4항에 있어서,
상기 저장실의 온도가 저장상한온도 이상인 경우 상기 제상동작은 상기 최소제상시간이 경과하면 종료되는 것인 냉장고.
제4항에 있어서,
상기 증발기의 온도를 감지하는 제상온도감지부를 더 포함하고,
상기 제상동작은 상기 제상온도감지부에 의하여 감지된 상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이면 종료되는 것인 냉장고.
제4항에 있어서,
상기 제상동작은 최대제상시간이 경과하면 종료되는 것인 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 압축기의 연속 가동시간이 최대냉각시간 이상이면 상기 냉각동작을 종료하고 상기 제상동작을 수행하는 것인 냉장고.
제8항에 있어서,
상기 증발기의 온도를 감지하는 제상온도감지부를 더 포함하고,
상기 제상동작은 상기 제상온도감지부에 의하여 감지된 상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이면 종료되는 것인 냉장고.
제8항에 있어서,
상기 제상동작은 최대제상시간이 경과하면 종료되는 것인 냉장고.
저장실, 냉매를 증발시켜 저장실 내의 공기를 냉각시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기, 상기 증발기에 의하여 냉각된 공기를 상기 저장실에 공급하는 송풍팬을 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서,
상기 저장실의 온도가 저장상한온도 이상이면, 상기 저장실을 냉각시키기 위하여 상기 압축기와 상기 송풍팬을 가동하는 냉각동작을 수행하고;
상기 저장실의 온도가 저장하한온도 이하이면, 상기 냉각동작을 종료하고 적어도 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위하여 상기 송풍팬을 가동하는 제상동작을 수행하는 것을 포함하되,
상기 제상동작은 최소제상시간 이상 수행되며, 상기 제상동작이 수행된 제상시간이 상기 최소제상시간보다 작으면 상기 냉각동작은 지연되고,
상기 제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도 이상이면 상기 제상동작을 종료하고 상기 냉각동작을 수행하고;
상기 제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 저장실의 온도가 상기 저장상한온도보다 낮으면 상기 제상동작을 계속하는 것인 냉장고의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 최소제상시간은 상기 저장실 외부의 외기 온도에 따라 변경되는 것인 냉장고의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 최소제상시간은 상기 외기 온도가 높을수록 짧아지는 것인 냉장고의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 저장실의 온도가 저장상한온도 이상인 경우 상기 최소제상시간이 경과하면 상기 제상동작을 종료하는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이면 상기 제상동작을 종료하는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제13항에 있어서,
최대제상시간이 경과하면 상기 제상동작이 종료되는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 압축기의 연속 가동시간이 최대냉각시간 이상이면 상기 냉각동작을 종료하고;
상기 송풍팬을 가동하는 상기 제상동작을 수행하는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 최소제상시간이 경과하고 상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이면 상기 제상동작을 종료하는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제17항에 있어서,
최대제상시간이 경과하면 상기 제상동작을 종료하는 것을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
저장물을 냉장 저장하는 냉장실;
상기 냉장실과 공간적으로 분리되어 저장물을 냉동 저장하는 냉동실;
상기 냉장실을 냉각시키는 제1증발기;
상기 냉동실을 냉각시키는 제2증발기;
상기 제1증발기 및 상기 제2증발기에 의하여 증발된 냉매를 압축하는 압축기;
상기 제1증발기에 의하여 냉각된 공기를 상기 냉장실에 공급하는 제1송풍팬;
상기 제2증발기에 착상된 성에를 제어하는 제상히터;
상기 냉장실을 냉각시키는 제1냉각동작이 종료되면 상기 제1증발기에 착상된 성에를 제거하는 제1제상동작을 수행하기 위하여 상기 송풍팬을 가동하고, 상기 냉동실을 냉각시키는 제2냉각동작이 종료되면 상기 제2증발기에 착상된 성에를 제거하는 제2제상동작을 수행하기 위하여 상기 제상히터를 가동하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는 적어도 최소제상시간 동안 상기 제1제상동작을 수행하고, 상기 최소제상시간이 경과할 때까지 상기 제1냉각동작을 지연시키고,
상기 제1제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 냉장실의 온도가 냉장상한온도 이상이면 상기 제어부는 상기 제1제상동작을 종료하고 상기 제1냉각동작을 수행하고,
상기 제1제상동작이 수행되고 상기 최소제상시간이 경과한 이후 상기 냉장실의 온도가 상기 냉장상한온도보다 낮으면 상기 제어부는 상기 제1제상동작을 계속하는 것인 냉장고.
제20항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1냉각동작 중에 상기 냉장실의 온도가 냉장하한온도 이하이면 상기 제1냉각동작을 종료하고 상기 제1제상동작을 수행하는 것인 냉장고.
제21항에 있어서,
상기 냉장실 및 상기 냉동실 외부의 외기 온도를 감지하는 외기온도감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 외기 온도에 따라 상기 최소제상시간을 변경하는 것인 냉장고.
제22항에 있어서,
상기 제어부는 상기 최소제상시간이 경과하고 상기 냉장실의 온도가 냉장상한온도 이상이면 상기 제1제상동작을 종료하는 것인 냉장고.
제22항에 있어서,
상기 제1증발기의 온도를 감지하는 제상온도감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 상기 증발기의 온도가 제상종료온도 이상이고 상기 최소제상시간이 경과하면 상기 제1제상동작을 종료하는 것인 냉장고.
제22항에 있어서,
상기 제어부는 최대제상시간이 경과하면 상기 제1제상동작을 종료하는 것인 냉장고.
제20항에 있어서,
상기 제어부는 상기 압축기의 연속 가동시간이 최대냉각시간 이상이면 상기 제1냉각동작 및 제2냉각동작을 종료하고 상기 제1제상동작 및 제2제상동작을 수행하는 것인 냉장고.
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