KR102359300B1 - 냉장고 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하는 다수의 증발기; 상기 다수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기로 냉매를 유입시키기 위하여, 작동 가능한 제 1 밸브; 상기 증발기입구 밸브장치의 유입측에 배치되며, 상기 압축기 또는 응축기를 통과한 냉매를 상기 증발기로 가이드 하기 위한 핫가스 밸브장치; 및 상기 핫가스 밸브장치로부터 상기 다수의 증발기 중 적어도 어느 하나의 증발기로 연장되는 핫가스 유로가 포함된다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하는 다수의 증발기; 상기 다수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기로 냉매를 유입시키기 위하여, 작동 가능한 제 1 밸브; 상기 증발기입구 밸브장치의 유입측에 배치되며, 상기 압축기 또는 응축기를 통과한 냉매를 상기 증발기로 가이드 하기 위한 핫가스 밸브장치; 및 상기 핫가스 밸브장치로부터 상기 다수의 증발기 중 적어도 어느 하나의 증발기로 연장되는 핫가스 유로가 포함된다.
Description
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 음식물을 냉동 또는 냉장 보관하도록 저장물이 수용되는 다수의 저장실이 구비되고, 상기 음식물을 수납 및 취출하도록 상기 저장실의 일면이 개방되어 형성된다. 상기 다수의 저장실에는, 음식물의 냉동 저장을 위한 냉동실 및 음식물의 냉장 저장을 위한 냉장실이 포함된다.
냉장고에는, 냉매가 순환하는 냉동시스템이 구동된다. 상기 냉동 시스템을 구성하는 장치에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 상기 증발기에는, 냉장실의 일측에 구비되는 제 1 증발기 및 냉동실의 일측에 구비되는 제 2 증발기가 포함될 수 있다.
상기 냉장실에 저장된 냉기는 상기 제 1 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉장실로 다시 공급될 수 있다. 그리고, 상기 냉동실에 저장된 냉기는 상기 제 2 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉동실로 다시 공급될 수 있다.
한편, 종래의 냉장고에는 증발기에 착상된 서리를 제거하기 위하여 구비되는 제상히터가 더 포함될 수 있다. 증발기의 착상량이 많아지면, 증발기의 열교환 효율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 증발기의 착상량이 많아진 것으로 인식되면, 제상히터가 구동되는 제상운전이 수행될 수 있다. 상기 제상운전이 수행되면, 상기 증발기에 소정의 열량이 제공되어 상기 증발기에 착상된 서리를 제거할 수 있다.
제상운전과 관련된 종래기술에 관한 문헌정보는 아래와 같다.
1. 출원번호(출원일) : 특1997-020609(1997년 5월 26일)
2. 발명의 명칭 : 냉장고의 제상제어장치 및 제어방법
위 종래기술은, 증발기의 표면온도를 검출하여 증발기의 제상시기를 판단하고 제상히터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
그러나, 이러한 종래기술에 의하면, 제상히터를 설치하기 위한 비용이 많이 소요되고, 상기 제상히터를 구동하기 위한 소비전력이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 고온의 냉매를 이용하여 증발기의 제상을 수행할 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하는 다수의 증발기; 상기 다수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기로 냉매를 유입시키기 위하여, 작동 가능한 제 1 밸브; 상기 증발기입구 밸브장치의 유입측에 배치되며, 상기 압축기 또는 응축기를 통과한 냉매를 상기 증발기로 가이드 하기 위한 핫가스 밸브장치; 및 상기 핫가스 밸브장치로부터 상기 다수의 증발기 중 적어도 어느 하나의 증발기로 연장되는 핫가스 유로가 포함된다.
또한, 상기 다수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기에는, 상기 증발기입구 밸브장치를 통과한 냉매가 유동하는 제 1 배관 및 상기 핫가스 유로의 냉매가 유동하는 제 2 배관이 포함된다.
또한, 상기 핫가스 밸브장치에는, 상기 응축기의 입구측 또는 출구측에 배치되는 제 2 밸브; 및 상기 제 2 밸브장치의 출구측에 배치되는 제 3 밸브가 포함된다.
또한, 상기 핫가스 유로에는, 상기 제 2 밸브로부터 상기 다수의 증발기 중 제 1 증발기로 연장되는 제 1 핫가스유로; 및 상기 제 3 밸브로부터 상기 다수의 증발기 중 제 2 증발기로 연장되는 제 2 핫가스유로가 포함된다.
또한, 상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브에는, 4개의 입출부를 가지는 4방변이 포함된다.
또한, 상기 4개의 입출부에는, 상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브의 입구측에 연결되는 제 1 입출부; 상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브의 출구측에 연결되는 제 2 입출부; 및 상기 제 1 핫가스유로 또는 제 2 핫가스유로에 연결되는 제 3,4 입출부가 포함된다.
또한, 상기 제 4 입출부는 상기 다수의 증발기 중 어느 하나의 증발기로 냉매를 배출시키는 입출부이며, 상기 제 3 입출부는 상기 어느 하나의 증발기를 통과한 냉매를 도입하는 입출부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핫가스유로와, 상기 핫가스 밸브장치 및 상기 다수의 증발기 중 어느 하나의 증발기는 냉매가 유동하는 폐루프(closed loop)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 밸브로부터 상기 다수의 증발기로 연장되는 다수의 냉매유로가 더 포함되며, 상기 팽창장치는, 상기 다수의 냉매유로에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 모드운전시, 상기 제 1 밸브는 상기 다수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며, 상기 핫가스 밸브장치는 상기 핫가스 유로로의 냉매 유동을 제한하도록, 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2 모드운전시, 상기 제 1 밸브는 상기 제 1 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며, 상기 제 2 밸브는 상기 제 1 핫가스유로로의 냉매유동을 제한하도록, 작동하며, 상기 제 3 밸브는 상기 제 2 핫가스유로로의 냉매유동을 가이드하도록, 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 3 모드운전시, 상기 제 1 밸브는 상기 제 2 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며, 상기 제 2 밸브는 상기 제 1 핫가스유로로의 냉매유동을 가이드하도록, 작동하며, 상기 제 3 밸브는 상기 제 2 핫가스유로로의 냉매유동을 제한하도록, 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 증발기는 냉장실 증발기이며, 상기 제 2 증발기는 냉동실 증발기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축기에는, 저압측에 배치되는 제 1 압축기; 및 상기 제 1 압축기의 출구측에 설치되며, 고압측에 배치되는 제 2 압축기가 포함된다.
또한, 상기 증발기에는, 냉장실을 냉각하는 제 1 증발기 및 냉동실을 냉각하는 제 2 증발기가 포함되며, 상기 제 2 증발기를 통과한 냉매는 상기 제 1 압축기에서 1단 압축되고, 상기 1단 압축된 냉매는 상기 제 1 증발기를 통과한 냉매와 합지되어 상기 제 2 압축기로 흡입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핫가스유로는 상기 제 2 증발기로 연장되며, 상기 핫가스유로를 유동하는 냉매에 의하여 상기 제 2 증발기의 제상이 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 증발기의 일측에 구비되며, 상기 제 1 증발기의 제상을 위하여, 상기 냉장실에 존재하는 냉기를 상기 제 1 증발기측으로 불어주는 제 1 증발팬이 더 포함된다.
또한, 상기 제 1 증발기의 제상을 수행하는 운전모드에서, 상기 제 1 밸브는 냉매를 상기 제 2 증발기측으로 공급하도록, 작동하며, 상기 핫가스밸브는 상기 핫가스유로의 냉매 유동을 제한하도록, 작동하고, 상기 제 1 증발팬은 구동하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시예에 따르면, 고온 냉매(또는 핫가스)를 이용하여 증발기의 제상을 수행할 수 있으므로, 종래의 제상 히터를 설치할 필요없게 되며 이에 따라 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 압축기에서 토출된 고온의 냉매 또는 응축기에서 응축된 고온의 냉매가 제상하고자 하는 일 증발기로 유동하여 제상을 수행하고, 상기 제상을 수행하는 동안 응축이 이루어진 후 타 증발기에서 증발이 이루어질 수 있으므로, 상기 타 증발기가 설치된 저장실의 냉각이 이루어질 수 있다.
일례로, 냉동실 증발기를 제상할 경우에는 냉장실 증발기를 구동하여 냉장실 냉각을 수행하며, 냉장실 증발기를 제상할 경우에는 냉동실 증발기를 구동하여 냉동실 냉각을 수행할 수 있게 된다. 이 경우, 상기 제상이 수행되는 냉장실 증발기로 냉매가 유동하면서 응축온도가 낮아질 수 있고, 응축이후 냉동실 증발기에서 증발이 이루어지면서 상기 냉동실 증발기에서의 냉각효율이 개선될 수 있다.
또한, 증발기에는, 증발될 냉매가 유동하는 제 1 배관과, 고온 냉매가 유동하는 제 2 배관 및 상기 제 1,2 배관이 결합되는 핀이 포함되어, 제상운전시 고온 냉매를 이용하여 증발기에 생성된 얼음을 녹일 수 있으므로, 제상 효율이 개선될 수 있다.
즉, 제상 히터를 이용하여 대류 또는 복사 방식으로 증발기의 제상을 수행하는 종래기술과 비교할 때, 고온의 냉매의 열이 전도 방식으로 증발기에 전달될 수 있으므로, 제상효율이 개선되고 이에 따라 제상시간이 짧아지고 제상운전시 저장실의 과도한 온도상승을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 밸브 및 제 3 밸브의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 10의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1,2 배관 및 핀이 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고에 대하여, 설정된 조건에 따라 수행한 실험결과를 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 밸브 및 제 3 밸브의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 6의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 10의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1,2 배관 및 핀이 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고에 대하여, 설정된 조건에 따라 수행한 실험결과를 보여주는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 밸브 및 제 3 밸브의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 저장실을 형성하는 캐비닛(11)이 포함된다. 상기 저장실에는, 냉장실(20) 및 냉동실(30)이 포함되며, 일례로, 상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 배치될 수 있다. 다만, 상기 냉장실(20)과 냉동실(30)의 위치에 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 냉장실(20)과 냉동실(30)은 격벽(28)에 의하여 구획될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20)을 여닫는 냉장실 도어(25) 및 상기 냉동실(30)을 여닫는 냉동실 도어(35)가 포함된다. 상기 냉장실 도어(25)는 상기 캐비닛(10)의 전방에 힌지 결합되어 회전 가능하게 구성되고, 상기 냉동실 도어(35)는 서랍 타입으로 전방으로 인출 가능하게 구성될 수 있다.
방향을 정의한다. 도 1의 캐비닛(10)을 기준으로 냉장실 도어(25)가 위치하는 방향을 "전방", 그 반대방향을 "후방"이라 하고, 상기 캐비닛(10)의 옆면을 향하는 방향을 "측방"이라 규정한다.
그리고, 상기 캐비닛(11)에는, 냉장고(10)의 외관을 형성하는 아우터 케이스(12) 및 상기 아우터 케이스(12)의 내측에 배치되고 냉장실(20) 또는 냉동실(30)의 내면 중 적어도 일부를 형성하는 이너 케이스(13)가 포함된다. 상기 이너 케이스(13)에는, 냉장실의 내면을 형성하는 냉장실측 이너케이스 및 냉동실의 내면을 형성하는 냉동실측 이너케이스가 포함된다.
상기 냉장실(20)의 후면에는, 패널(15)이 구비된다. 상기 패널(15)은 냉장실측 이너 케이스(12)의 후방부로부터 전방으로 이격된 위치에 설치될 수 있다. 상기 패널(15)과 상기 이너 케이스(12)의 후방부 사이 공간에는, 제 1 증발기(110)가 설치되는 설치공간이 형성된다.
상기 패널(15)에는, 상기 냉장실(20)로 냉기를 토출하기 위한 냉장실 냉기토출부(22)가 구비된다. 일례로, 상기 냉장실 냉기토출부(22)는 덕트로 구성되어 상기 패널(15)의 대략 중앙부에 결합되도록 배치될 수 있다.
도면에 도시되지 않으나, 상기 냉동실(30)의 후벽에는, 냉동실측 패널이 설치되며, 상기 패널에는 상기 냉동실(30)로 냉기를 토출하기 위한 냉동실 냉기토출부가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 패널과, 냉동실측 이너케이스의 후방부 사이 공간에는, 제 2 증발기(150)가 설치되는 설치공간이 형성될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30)을 각각 냉각하기 위한 복수의 증발기(110,150)가 포함된다. 상기 복수의 증발기(110,150)에는, 상기 냉장실(20)을 냉각하는 제 1 증발기(110) 및 상기 냉동실(30)을 냉각하는 제 2 증발기(150)가 포함된다. 상기 제 1 증발기(110)를 "냉장실 증발기", 상기 제 2 증발기(150)를 "냉동실 증발기"라 이름할 수 있다.
상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 배치되며, 도 2에 도시되는 바와 같이, 상기 제 1 증발기(110)는 상기 제 2 증발기(150)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)는 상기 냉장실(20)의 후벽, 즉 상기 패널(15)의 후측에 배치되며, 상기 제 2 증발기(150)는 상기 냉동실(30)의 후벽, 즉 냉동실측 패널의 후측에 배치될 수 있다. 상기 제 1 증발기(110)에서 생성된 냉기는 상기 냉장실 냉기토출부(22)를 통하여 상기 냉장실(20)로 공급되며, 상기 제 2 증발기(150)에서 생성된 냉기는 상기 냉동실 냉기토출부를 통하여 상기 냉동실(30)로 공급될 수 있다.
상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)는 상기 이너케이스(13)에 걸림이 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 제 2 증발기(150)에는, 상기 이너케이스(13)에 걸림이 이루어지는 후크(162,167, 도 11 참조)가 포함된다.
상기 냉장고(10)에는, 냉동 사이클을 구동하기 위한 다수의 장치가 포함된다.
상세히, 상기 냉장고(10)에는, 냉매를 압축하기 위한 압축기(101)와, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(102)와, 상기 응축기(102)에서 응축된 냉매를 감압하기 위한 다수의 팽창장치(103a,104a) 및 상기 다수의 팽창장치(103a,104a)에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 다수의 증발기(110,150)가 포함된다.
그리고, 상기 냉장고(10)에는, 상기 압축기(101), 응축기(102), 팽창장치(103a,104a) 및 증발기(110,150)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(100a)이 더 포함된다.
상기 다수의 증발기(110,150)에는, 냉장실(20)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 1 증발기(110) 및 냉동실(30)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 2 증발기(150)가 포함된다. 상기 제 1 증발기(110)는 상기 냉장실(20)의 일측에 배치되며, 상기 제 2 증발기(150)는 상기 냉동실(30)의 일측에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2 증발기(110,150)는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 냉동실(30)에 공급되는 냉기의 온도는 상기 냉장실(20)에 공급되는 냉기의 온도보다 낮을 수 있으며, 이에 따라 상기 제 2 증발기(150)의 냉매 증발압력은 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 증발압력보다 낮을 수 있다.
상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)에서 증발된 냉매는 합지되어, 상기 압축기(101)로 흡입될 수 있다.
상기 다수의 팽창장치(103a,104a)에는, 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 1 팽창장치(103a) 및 상기 제 2 증발기(150)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 2 팽창장치(104a)가 포함된다. 상기 제 1,2 팽창장치(103a,104a)에는, 모세관(capillary tube)이 포함될 수 있다.
상기 제 2 증발기(150)의 냉매 증발압력이 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 증발압력보다 낮게 형성되도록 하기 위하여, 상기 제 2 팽창장치(104a)의 모세관 관경이 상기 제 1 팽창장치(103a)의 모세관 관경보다 작을 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉매배관(100a)에서 분지되는 제 1 냉매유로(103) 및 제 2 냉매유로(104)가 포함된다. 상기 제 1 냉매유로(103)는 상기 제 1 증발기(110)에 연결되며, 상기 제 2 냉매유로(104)는 상기 제 2 증발기(150)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 냉매유로(103)에는 상기 제 1 팽창장치(103a)가 설치되며, 상기 제 2 냉매유로(104)에는 상기 제 2 팽창장치(104a)가 설치된다.
상기 냉장고(10)에는, 냉매를 상기 제 1,2 냉매유로(103,104)로 분지하여 유입시키기 위한 제 1 밸브(120)가 더 포함된다. 상기 제 1 밸브(120)는 제 1,2 증발기(110,150)가 동시에 운전 또는 단독 운전되도록, 즉 냉매가 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150) 중 적어도 하나의 증발기에 유입되도록 냉매의 유동을 조절하는 장치로서 이해될 수 있다.
상기 제 1 밸브(120)에는, 냉매가 유입되는 1개의 유입부 및 냉매가 배출되는 2개의 유출부를 가지는 3방 밸브(three-way valve)가 포함된다.
상기 제 1 밸브(120)의 2개의 유출부에는, 상기 제 1,2 냉매유로(103,104)가 각각 연결된다. 일례로, 냉장고의 일 운전모드에서, 상기 제 1 밸브(120)를 통과하는 냉매는 상기 제 1,2 냉매유로(103,104)로 분지되어 배출될 수 있다. 상기 제 1,2 냉매유로(103,104)에 연결되는 유출부를 차례대로, "제 1 유출부" 및 "제 2 유출부"라 이름한다.
다른 예로서, 냉장고의 다른 운전모드에서 상기 제 1 밸브(120)를 통과한 냉매는 상기 제 1 냉매유로(103)로 유동하며, 상기 제 2 냉매유로(104)로 유동하는 것이 제한될 수 있다.
또 다른 예로서, 냉장고의 또 다른 운전모드에서, 상기 제 1 밸브(120)를 통과하는 냉매는 상기 제 2 냉매유로(104)로 유동하며, 상기 제 1 냉매유로(103)로 유동하는 것이 제한될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 응축기(102)에서 응축된 냉매를 상기 제 1 증발기(110)로 공급하기 위하여 상기 제 1 증발기(110)에 결합되는 제 1 핫가스유로(105) 및 상기 응축된 냉매를 상기 제 1 증발기(110)로 선택적으로 공급하기 위하여, 제어 가능한 제 2 밸브(130)가 더 포함된다. 일례로, 상기 제 2 밸브(130)에는, 4개의 입출부를 가지는 4방 밸브(four-way valve)가 포함된다.
상기 제 2 밸브(130)는 상기 응축기(102)의 출구측 냉매배관(100a)에 설치되며, 상기 제 1 핫가스유로(105)는 상기 제 2 밸브(130)의 제 4 입출부(134, 도 4 참조)로부터 상기 제 1 증발기(110)를 경유하여, 상기 제 2 밸브(130)의 제 3 입출부(133)에 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 핫가스유로(105)는, 상기 제 2 밸브(130)와 상기 제 1 증발기(110)를 경유하는 폐루프(closed loop)를 구성할 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 제 2 밸브(130)를 통과한 냉매를 상기 제 2 증발기(150)로 공급하기 위하여 상기 제 2 증발기(150)에 결합되는 제 2 핫가스유로(106) 및 냉매를 상기 제 2 증발기(150)로 선택적으로 공급하기 위하여, 제어 가능한 제 3 밸브(140)가 더 포함된다. 일례로, 상기 제 3 밸브(140)에는, 4개의 입출부를 가지는 4방 밸브(four-way valve)가 포함된다.
상기 제 1 핫가스유로(105)와 상기 제 2 핫가스유로(106)는 상기 응축기(102)에서 응축된 고온의 냉매를 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 각각 공급하는 점에서, 이들을 합하여 "핫가스 유로"라 이름할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 밸브(120)는 다수의 증발기(110,150)로 냉매를 분지하기 위한 밸브장치로서 "증발기입구 밸브장치"라 이름할 수 있으며, 상기 제 2,3 밸브(130,140)는 제 1 핫가스유로(105) 또는 제 2 핫가스유로(106)로 냉매를 가이드 하기 위한 밸브장치로서 "핫가스 밸브장치"라 이름할 수 있다.
상기 제 3 밸브(140)는 상기 제 2 밸브(130)의 출구측 냉매배관(100a)에 설치되며, 상기 제 2 핫가스유로(106)는 상기 제 3 밸브(140)의 제 4 입출부(144, 도 4 참조)로부터 상기 제 2 증발기(150)를 경유하여, 상기 제 3 밸브(140)의 제 3 입출부(143)에 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 핫가스유로(106)는, 상기 제 3 밸브(140)와 상기 제 2 증발기(150)를 경유하는 폐루프(closed loop)를 구성할 수 있다.
상기 냉장고(10)의 운전모드에 따라서, 상기 제 2 밸브(130) 또는 제 3 밸브(140)의 작동모드가 결정되며, 상기 제 2 밸브(130) 또는 제 3 밸브(140)의 작동모드에 기초하여, 상기 제 1 핫가스유로(105) 또는 제 2 핫가스유로(106)를 통한 냉매의 유동여부가 결정될 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은, 도 5 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
상기 제 3 밸브(140)의 출구측 배관은 상기 제 1 밸브(120)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 3 밸브(140)의 출구측 배관에는, 냉매 중 수분 또는 이물을 필터링 할 수 있는 드라이어(125)가 설치될 수 있다. 즉, 상기 드라이어(125)는 상기 제 1 밸브(120)와 제 3 밸브(140)의 사이에 연결되는 배관에 설치될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 열교환기의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(102a,110a,150a)이 더 포함된다. 상기 송풍팬(102a,110a,150a)에는, 상기 응축기(102)의 일측에 제공되는 응축팬(102a), 상기 제 1 증발기(110)의 일측에 제공되는 제 1 증발팬(110a) 및 상기 제 2 증발기(150)의 일측에 제공되는 제 2 증발팬(150a)이 포함된다.
상기 제 1,2 증발팬(110a,150a)의 회전속도에 따라, 상기 제 1,2 증발기(110,150)의 열교환 능력이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증발기(110)의 운전에 따른 냉기 발생이 많이 필요할 경우에는 상기 제 1 증발팬(110a)의 회전속도는 증가하며, 냉기가 충분할 경우에는 상기 제 1 증발팬(150a)의 회전속도가 감소될 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하면, 상기 제 2 밸브(130)에는, 4개의 입출부(131,132,133,134)가 포함된다.
상세히, 상기 4개의 입출부(131,132,133,134)에는, 상기 응축기(102)의 출구측 배관에 연결되는 제 1 입출부(131)와, 상기 제 3 밸브(140)에 연결되는 제 2 입출부(132)와, 상기 제 1 핫가스유로(105)에 연결되며 상기 제 1 증발기(110)를 통과한 냉매를 도입하는 제 3 입출부(133) 및 상기 제 1 핫가스유로(105)에 연결되며 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 냉매를 배출하는 제 4 입출부(134)가 포함된다.
즉, 상기 제 1 핫가스유로(105)를 기준으로, 상기 제 2 밸브(130)의 제 3 입출부(133)는 상기 제 1 증발기(110)의 출구측 배관에 연결되며, 상기 제 4 입출부(134)는 상기 제 1 증발기(110)의 입구측 배관에 연결된다.
냉장고(10)의 제작 과정에서, 상기 냉장고(10)를 구성하는 다수의 사이클 구성요소는 진공상태로 설정된다. 이를 위하여, 상기 제 2 밸브(130)의 각 입출부의 연통상태는 도 4의 (b)와 같이 셋팅될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 입출부(131)는 상기 제 4 입출부(134)와 연통되며, 상기 제 2 입출부(132)는 상기 제 3 입출부(133)와 연통될 수 있다. 이 경우, 상기 응축기(102)의 출구측 배관(100a)은 상기 제 2 밸브(130)의 제 1,4 입출부(131,134)를 통하여 상기 제 1 핫가스유로(105)와 연결되며, 제 2 밸브(130)의 제 3,2 입출부(133,132)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)의 출구측 배관에 연결된다. 그리고, 상기 제 2 밸브(130)의 출구측 배관은 상기 제 3 밸브(140)에 연결된다. 이러한 제 2 밸브(130)의 설정상태를 "초기 설정상태"라 이름한다.
도 4의 (a)를 참조하면, 상기 제 3 밸브(140)에는, 4개의 입출부(141,142,143,144)가 포함된다.
상기 4개의 입출부(141,142,143,144)에는, 상기 제 2 밸브(130)의 제 2 입출부(132), 즉 상기 제 2 밸브(130)의 출구측 배관에 연결되어 상기 제 2 밸브(130)를 통과한 냉매를 도입하는 제 1 입출부(141)와, 상기 제 1 밸브(120)의 입구측 배관에 연결되는 제 2 입출부(142)와, 상기 제 2 핫가스유로(106)에 연결되며 상기 제 2 증발기(150)를 경유한 냉매를 도입하는 제 3 입출부(143) 및 상기 제 2 핫가스유로(106)에 연결되며 상기 제 2 증발기(150)로 유입될 냉매를 배출하는 제 4 입출부(144)가 포함된다.
즉, 상기 제 2 핫가스유로(106)를 기준으로, 상기 제 3 밸브(140)의 제 3 입출부(143)는 상기 제 2 증발기(150)의 출구측 배관에 연결되며, 상기 제 4 입출부(144)는 상기 제 2 증발기(150)의 입구측 배관에 연결된다.
냉장고(10)의 제작 과정에서, 상기 제 3 밸브(140)의 각 입출부의 연통상태는 도 4의 (a)와 같이 셋팅될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 입출부(141)는 상기 제 4 입출부(144)와 연통되며, 상기 제 2 입출부(142)는 상기 제 3 입출부(143)와 연통될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 밸브(130)의 출구측 배관(100a)은 상기 제 3 밸브(140)의 제 1,4 입출부(131,134)를 통하여 상기 제 2 핫가스유로(106)와 연결되며, 제 3 밸브(140)의 제 3,2 입출부(143,142)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)의 출구측 배관에 연결된다. 그리고, 상기 제 3 밸브(140)의 출구측 배관은 상기 드라이어(125)에 연결된다. 이러한 제 3 밸브(140)의 설정상태를 "초기 설정상태"라 이름한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이고, 도 6의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 냉장고의 제 1 모드로서 일반모드 운전시, 제 2 밸브(130) 및 제 3 밸브(140)는 소정의 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 "일반모드"라 함은, 냉매가 상기 제 1,2 증발기(110,150) 중 적어도 하나 이상의 증발기로 공급되어, 냉장실의 냉각 또는 냉동실의 냉각이 이루어지는 운전모드인 것으로 이해될 수 있다.
일례로, 도 5에서는, 냉매가 상기 제 1,2 증발기(110,150)로 모두 공급되어 상기 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각이 이루어지는 모습이 도시된다. 물론, 냉장실의 냉각만 필요한 경우 냉매는 상기 제 1 밸브(120)로부터 상기 제 1 증발기(110)로만 유동될 수도 있고, 냉동실의 냉각만 필요한 경우 냉매는 상기 제 1 밸브(120)로부터 상기 제 2 증발기(150)로만 유동될 수도 있을 것이다. 이하에서는, 상기 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각이 이루어지는 경우를 상정하여 설명한다.
상기 냉장고의 일반모드 운전시, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(102)를 통과하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(130)는 제 1 작동모드로 제어될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 밸브(130)의 제 1 입출부(131)와 제 2 입출부(132)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(133)와 제 4 입출부(134)가 연결된다. 따라서, 상기 응축기(102)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(131)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(132)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)에서 배출된다. 그리고, 상기 제 1 핫가스 유로(105)를 통한 냉매의 유동은 제한된다.
상기 제 3 밸브(140)는 제 1 작동모드로 제어될 수 있다.
상세히, 상기 제 3 밸브(140)의 제 1 입출부(141)와 제 2 입출부(142)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(143)와 제 4 입출부(144)가 연결된다. 따라서, 상기 제 2 밸브(130)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(141)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(142)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)에서 배출된다. 그리고, 상기 제 2 핫가스 유로(106)를 통한 냉매의 유동은 제한된다.
상기 제 3 밸브(140)에서 배출된 냉매는 상기 드라이어(125)를 거쳐 상기 제 1 밸브(120)로 유입된다. 그리고, 냉매는 상기 제 1 밸브(120)에서 상기 제 1 냉매유로(103) 및 제 2 냉매유로(104)로 분지되어, 각각 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 유입된다.
냉매는 상기 제 1,2 증발기(110,150)에서 증발되며, 이 과정에서 생성된 냉기는 각각 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30)로 공급될 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2 증발기(110,150)를 통과한 냉매는 합지되어 상기 압축기(101)로 흡입되며, 상기 압축기(101)에서 압축된 후 상기 응축기(102)를 통과하게 된다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이고, 도 8의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 냉장고의 제 2 모드로서 냉동실 제상모드 운전시, 제 2 밸브(130) 및 제 3 밸브(140)는 소정의 작동모드로 작동될 수 있다.
상기 냉장고의 냉동실 제상모드 운전시, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(102)를 통과하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(130)는 제 2 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 제 2 밸브(130)의 제 2 작동모드는, 도 6에서의 제 2 밸브(130)의 제 1 작동모드와 동일하다. 즉, 상기 제 2 밸브(130)의 제 1 입출부(131)와 제 2 입출부(132)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(133)와 제 4 입출부(134)가 연결된다.
따라서, 상기 응축기(102)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(131)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(132)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)에서 배출된다. 그리고, 상기 제 2 입출부(132)에서 배출된 냉매는 상기 제 3 밸브(140)로 유입된다. 그리고, 상기 제 1 핫가스 유로(105)를 통한 냉매의 유동은 제한된다.
상기 3 밸브(140)는 제 2 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 제 3 밸브(140)의 작동모드는, 도 6에서의 제 3 밸브(140)의 제 1 작동모드와 상이하다.
상세히, 상기 제 3 밸브(140)의 제 1 입출부(141)와 제 4 입출부(144)가 연결되고, 상기 제 2 입출부(142)와 제 3 입출부(143)가 연결된다. 따라서, 상기 제 2 밸브(130)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(141)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)로 유입되며, 상기 제 4 입출부(144)를 통하여 상기 제 2 핫가스유로(106)로 유입된다.
그리고, 상기 제 2 핫가스유로(106)의 냉매는 상기 제 2 증발기(150)를 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제 2 증발기(150)에 열을 공급하여 상기 제 2 증발기(150)에 생성된 얼음을 제거할 수 있다
상기 제 2 증발기(150)를 통과한 냉매는 상기 제 3 입출부(143)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)로 유입되며, 상기 제 2 입출부(142)를 통하여 상기 제 1 밸브(120)측으로 유동하게 된다.
상기 제 1 밸브(120)는, 냉매가 상기 제 1 냉매유로(103)로 유동하도록, 작동할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 밸브(120)로 유입된 냉매는 상기 제 1 냉매유로(103)를 거쳐 상기 제 1 증발기(110)로 유입되며, 상기 제 2 증발기(150)로의 유입은 제한된다. 즉, 상기 냉장고(10)의 냉동실 제상모드 운전시, 상기 제 2 증발기(150)의 냉매 유입은 제한되며, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 공급을 통하여 상기 냉장실(20)의 냉각운전을 수행하게 된다.
이와 같은 작용에 의하면, 제 2 증발기(150)의 제상운전을 수행하는 경우에도, 상기 냉장실(20)의 냉각운전을 수행할 수 있으므로, 냉장고의 냉각성능 저하를 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이고, 도 10의 (a) 및 (b)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제 3 모드 운전시, 제 2 밸브 및 제 3 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 냉장고의 제 3 모드로서 냉장실 제상모드 운전시, 제 2 밸브(130) 및 제 3 밸브(140)는 소정의 작동모드로 작동될 수 있다.
상기 냉장고의 냉장실 제상모드 운전시, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(102)를 통과하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(130)는 제 3 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 제 2 밸브(130)의 제 3 작동모드는, 도 8에서의 제 2 밸브(130)의 작동모드와 상이하다. 즉, 상기 제 2 밸브(130)의 제 1 입출부(131)와 제 4 입출부(134)가 연결되고, 상기 제 2 입출부(132)와 제 3 입출부(133)가 연결된다.
따라서, 상기 응축기(102)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(131)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입되며, 상기 제 4 입출부(134)를 통하여 상기 제 1 핫가스유로(105)로 유입된다.
그리고, 상기 제 1 핫가스유로(105)의 냉매는 상기 제 1 증발기(110)를 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제 1 증발기(110)에 열을 공급하여 상기 제 1 증발기(110)에 생성된 얼음을 제거할 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)를 통과한 냉매는 상기 제 3 입출부(133)를 통하여 상기 제 2 밸브(130)로 유입되며, 상기 제 2 입출부(132)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)측으로 유동하게 된다.
한편, 상기 제 3 밸브(140)는 제 3 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 제 3 밸브(140)의 제 3 작동모드는, 도 6에서의 제 3 밸브(140)의 작동모드와 동일하다.
즉, 상기 제 3 밸브(140)의 제 1 입출부(141)와 제 2 입출부(142)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(143)와 제 4 입출부(144)가 연결된다. 따라서, 상기 제 2 밸브(130)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(141)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(142)를 통하여 상기 제 3 밸브(140)에서 배출된다.
상기 제 3 밸브(140)에서 배출된 냉매는 상기 드라이어(125)를 거쳐 상기 제 1 밸브(120)로 유입된다.
상기 제 1 밸브(120)는, 냉매가 상기 제 2 냉매유로(104)로 유동하도록, 작동할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 밸브(120)로 유입된 냉매는 상기 제 2 냉매유로(104)를 거쳐 상기 제 2 증발기(150)로 유입되며, 상기 제 1 증발기(110)로의 유입은 제한된다. 즉, 상기 냉장고(10)의 냉장실 제상모드 운전시, 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 유입은 제한되며, 상기 제 2 증발기(150)로의 냉매 공급을 통하여 상기 냉동실(30)의 냉각운전을 수행하게 된다.
이와 같은 작용에 의하면, 제 1 증발기(110)의 제상운전을 수행하는 경우에도, 상기 냉동실(30)의 냉각운전을 수행할 수 있으므로, 냉장고의 냉각성능 저하를 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1,2 배관 및 핀이 결합된 모습을 보여주는 도면이다.
이하에서는, 제 2 증발기(150)의 구성을 중심으로 설명한다. 제 1 증발기(110)의 구성은 제 2 증발기의 그것과 유사하므로 자세한 설명을 생략하며, 상기 제 2 증발기(150)에 관한 설명을 원용한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 증발기(150)에는, 서로 다른 상태를 가지는 냉매가 유동할 수 있는 다수의 냉매 배관(151,170) 및 상기 다수의 냉매 배관(151,170)에 결합되어 냉매와 유체의 열교환 면적을 증대하는 핀(155)이 포함된다.
상세히, 상기 다수의 냉매 배관(151,170)에는, 제 2 팽창장치(104a)에서 감압된 냉매가 유동하는 제 1 배관(151) 및 상기 응축기(102)에서 응축된 냉매가 공급되는 제 2 배관(170)이 포함된다. 즉, 상기 제 2 배관(170)은, 상기 핫가스유로(105)의 적어도 일부분을 구성하며, "핫가스 배관"이라 이름할 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)에는, 제 1 팽창장치(103a)에서 감압된 제 1 배관 및 상기 응축기(102)에서 응축된 냉매가 공급되는 제 2 배관, 즉 상기 제 1 핫가스유로(105)의 적어도 일부분을 구성하는 배관이 포함될 수 있다.
상기 제 2 배관(170)의 냉매는, 상기 제 2 팽창장치(104a)에서 감압되지 않은 냉매, 즉 상기 제 2 팽창장치(104a)를 바이패스 한 냉매로서, 상기 제 1 배관(151)을 유동하는 냉매보다 높은 온도를 가질 수 있다.
상기 제 2 증발기(150)에는, 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)을 고정하는 결합 플레이트(160,165)가 더 포함된다.
상세히, 상기 결합 플레이트(160,165)는 상기 제 2 증발기(150)의 양측에 복수 개로 제공될 수 있다. 상세히, 상기 결합 플레이트(160,165)에는, 상기 제 1 배관(151)과 제 2 배관(170)의 일측을 지지하는 제 1 플레이트(160) 및 상기 제 1 배관(151)과 제 2 배관(170)의 타측을 지지하는 제 2 플레이트(165)가 포함된다. 상기 제 1,2 플레이트(160,165)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)은, 상기 제 1 플레이트(160)로부터 상기 제 2 플레이트(165)로의 일방향 및 상기 제 2 플레이트(165)로부터 상기 제 1 플레이트(160)로의 타방향으로 절곡되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제 1,2 플레이트(160,165)는 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)의 양측부를 고정하여 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)의 흔들림을 방지한다. 일례로, 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)은 상기 제 1,2 플레이트(160,165)를 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1,2 플레이트(160,165)는 세로 방향으로 연장되는 판 형상을 가지며, 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)의 적어도 일부분이 관통되는 관통공(166a,166b)을 가질 수 있다. 상세히, 상기 관통공(166a,166b)에는, 상기 제 1 배관(151)이 관통되는 제 1 관통공(166a) 및 상기 제 2 배관(170)이 관통되는 제 2 관통공(166b)이 포함된다.
상기 제 1 배관(151)은 상기 제 1 플레이트(160)의 제 1 관통공(166a)을 관통하여 상기 제 2 플레이트(165) 측으로 연장되며, 상기 제 2 플레이트(165)의 제 1 관통공(166a)을 관통한 후 방향 전환되어 다시 상기 제 1 플레이트(160)측으로 연장되도록 배치될 수 있다.
상기 제 2 배관(170)은 상기 제 1 플레이트(160)의 제 2 관통공(166b)을 관통하여 상기 제 2 플레이트(165) 측으로 연장되며, 상기 제 2 플레이트(165)의 제 2 관통공(166b)을 관통한 후 방향 전환되어 다시 상기 제 1 플레이트(160)측으로 연장되도록 배치될 수 있다.
상기 제 2 증발기(150)에는, 상기 제 1 배관(151)으로 냉매의 유입을 가이드 하는 제 1 유입부(151a) 및 상기 제 1 배관(151)을 유동한 냉매의 배출을 가이드 하는 제 1 유출부(151b)가 포함된다. 상기 제 1 유입부(151a) 및 제 1 유출부(151b)는 상기 제 1 배관(151)의 적어도 일부분을 형성한다.
일례로, 상기 제 2 팽창장치(104a)에서 감압된 2상 냉매는 상기 제 1 유입부(151a)를 통하여 상기 제 2 증발기(150)로 유입되며, 열교환 하는 과정에서 증발되고, 상기 제 1 유출부(151b)를 통하여 상기 제 2 증발기(150)로부터 배출된다.
상기 제 2 증발기(150)에는, 상기 제 2 배관(170)으로 냉매의 유입을 가이드 하는 제 2 유입부(171) 및 상기 제 2 배관(170)을 유동한 냉매의 배출을 가이드 하는 제 2 유출부(172)가 포함된다. 상기 제 2 유입부(171) 및 제 2 유출부(172)는 상기 제 2 배관(170)의 적어도 일부분을 형성한다.
일례로, 상기 제 2 증발기(150)의 제상모드에서, 상기 응축기(102)에서 응축된 고온의 냉매는 상기 제 2 유입부(171)를 통하여 상기 제 2 증발기(150)로 유입되며, 열교환 하는 과정에서 상기 제 2 증발기(150)에 생성된 얼음을 제거하고, 상기 제 2 유출부(172)를 통하여 상기 제 2 증발기(150)로부터 배출된다.
상기 핀(155)은 다수 개가 서로 이격되도록 구비된다. 그리고, 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)은 상기 다수 개의 핀(155)을 관통하도록 배치된다. 상세히, 상기 핀(155)은 상하 방향 및 전후 방향으로 각각 다수의 열을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 결합 플레이트(160,165)에는, 상기 이너 케이스(13)에 결합되는 후크(162,167)가 포함된다. 상기 후크(162,167)는 상기 결합 플레이트(160,165)의 각 상부에 배치된다. 상세히, 상기 후크(162,167)에는, 상기 제 1 플레이트(160)에 구비되는 제 1 후크(162) 및 상기 제 2 플레이트(165)에 구비되는 제 2 후크(167)가 포함된다.
상기 결합 플레이트(160,165)에는, 상기 제 2 배관(170)이 관통할 수 있는 제 1,2 지지부(163,168)가 각각 형성된다. 상기 제 1,2 지지부(163,168)는 상기 상기 결합 플레이트(160,165)의 각 하부에 배치된다. 상세히, 상기 제 1,2 지지부(163,168)에는, 상기 제 1 플레이트(160)에 구비되는 제 1 지지부(163) 및 상기 제 2 플레이트(165)에 구비되는 제 2 지지부(168)가 포함된다.
상기 제 2 배관(170)에는, 상기 제 2 증발기(150)의 하단부를 형성하는 연장부(175)가 포함된다. 상세히, 상기 연장부(175)는 상기 다수의 핀(155) 중 최하단의 핀보다 더 하측으로 연장되도록 구성된다. 그리고, 상기 연장부(175)는 집수부(미도시)의 내측에 위치하여, 상기 집수부 내에 존재하는 잔빙에 열을 공급할 수 있다. 녹은 제상수는 상기 기계실(50)로 배수될 수 있다.
상기 연장부(175)에 의하여, 상기 제 2 배관(170)은 상기 제 1,2 지지부(163,168)에 삽입되어 상기 제 2 증발기(150)의 중앙부로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 배관(170)이 상기 제 1,2 지지부(163,168)를 관통하여 연장되는 구성에 의하여, 상기 연장부(175)는 상기 제 2 증발기(150)에 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)은 상기 다수의 핀(155)을 관통하도록 설치될 수 있다. 상기 다수의 핀(155)은 설정거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상세히, 상기 핀(155)에는, 대략 4각 플레이트 형상의 핀 본체(156) 및 상기 핀 본체에 형성되며 상기 제 1 배관(151) 및 제 2 배관(170)이 관통하는 다수의 관통공(157,158)이 포함된다. 상기 다수의 관통공(157,158)에는, 상기 제 1 배관(151)이 관통하는 제 1 관통공(157) 및 상기 제 2 배관(170)이 관통하는 제 2 관통공(158)이 포함된다. 상기 제 1,2 관통공(157,158)은 1열로 배치될 수 있다.
상기 제 1 관통공(157)의 내경과, 상기 제 2 관통공(158)의 내경은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 1 관통공(157)의 내경은 상기 제 2 관통공(158)의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1 배관(151)의 외경은 상기 제 2 배관(170)의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
왜냐하면, 상기 제 1 배관(151)은, 상기 제 2 증발기(150)의 본연의 기능을 수행하는 냉매의 유동을 가이드 하므로 상대적으로 많은 냉매 유동량이 필요하게 된다. 반면에, 상기 제 2 배관(170)은 상기 제 2 증발기(150)의 제상운전이 필요할 때에만 일정시간 동안 고온 냉매의 유동을 가이드 하므로 상대적으로 적은 냉매 유동량이 필요하기 때문이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고에 대하여, 설정된 조건에 따라 수행한 실험결과를 보여주는 그래프이다.
먼저, 도 13은 압축기(101)의 소정의 입력일에 대하여, 압력강하량(bar)의 증가에 따라 냉장고(10)의 냉동 사이클을 순환하는 냉매유량(kg/s)의 변화를 보여주는 실험 그래프이다.
실험은 압축기(101)의 입력일을 달리하여 4회 수행되었다. 상기 압축기(101)의 제 1 입력일로부터 제 4 입력일에 이르기까지, 입력일의 크기는 증가된다. 일례로, 제 2 입력일은 상기 제 1 입력일보다 20%, 제 3 입력일은 제 1 입력일보다 40%, 제 4 입력일은 제 1 입력일보다 60% 큰 값으로 결정될 수 있다. 이러한 정의는, 도 14에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 가로축의 압력강하량은 미리 설정된 일 증발기를 제상한 후 타 증발기로 유입되기 이전에 상기 제 1 팽창장치(103a) 또는 제 2 팽창장치(104a)에서 감소되는 압력의 크기를 나타낸다.
소정의 압력강하량을 기준으로, 상기 압축기(101)의 입력일이 높을수록 냉매유량은 증가함을 알 수 있다.
그리고, 상기 압력강하량이 작을수록 냉매유량은 증가할 수 있다. 즉, 상기 제 1 팽창장치(103a) 또는 제 2 팽창장치(104a)의 개도량이 클수록 상기 압력강하량은 작아지는 반면, 상기 냉매유량은 증가할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 팽창장치(103a) 또는 제 2 팽창장치(104a)가 모세관으로 구성되는 경우, 상기 모세관의 내경이 클 경우 상기 압력강하량은 작아지고 냉매유량은 증가할 수 있다.
도 14를 참조하면, 압력강하량이 작을수록 제상시간은 짧아지게 된다. 즉, 상기 압력강하량이 작을수록 상기 제 1 핫가스유로(105) 또는 제 2 핫가스유로(106)를 유동하는 냉매유량은 증가하므로, 제상성능이 개선되고 제상시간은 이에 대응하여 짧아지게 된다.
그리고, 압축기(101)에 입력되는 일의 크기가 커질수록, 시스템을 순환하는 냉매유량은 증가하게 되고, 제상시간은 짧아지게 될 수 있다.
정리하면, 압력강하량이 작을수록 냉매유량이 증가하고 제상시간이 짧아지는 효과가 나타날 수 있다. 다만, 상기 압력강하량이 너무 작을 경우에는, 제상을 수행하지 않는 증발기, 즉 냉각용 증발기의 증발온도가 상대적으로 상승하여 효과적인 냉각이 이루어질 수 없다는 단점이 있다.
도 15는 가로축의 압력강하량이 증가할수록 세로축의 냉각용증발기의 증발온도가 감소함을 알 수 있다. 일례로, 도 15의 그래프는, 냉동실 증발기를 제상하고 냉장실 증발기를 냉각하는 경우의 실험 데이터를 보여준다.
따라서, 제상성능도 설정수준 이상으로 확보하면서, 저장실의 냉각을 수행하는 냉각용증발기의 증발온도를 설정값(To) 이하로 유지하기 위하여, 본 실시예에 따른 냉장고(10)는 상기 압력강하량을 설정값(Po) 이상으로 유지하도록 설계될 수 있다. 즉, 상기 압력강하량이 설정값(Po) 이상으로 유지될 수 있도록, 상기 제 1 팽창장치(103a) 또는 제 2 팽창장치(104a)의 개도량 또는 내경이 결정될 수 있다.
일례로, 상기 증발온도의 설정값(To)은 약 -5℃, 상기 압력강하량의 설정값(Po)은 약 2.5bar 일 수 있다.
도 16은, 냉장고(10)가 냉동실 제상모드로 운전되는 경우, 냉동실증발기(150)의 착상량에 따라, 요구되는 제상시간 및 제상종료 후 냉장실 온도의 변화를 보여주는 그래프이다.
상세히, 상기 냉동실증발기(150)의 착상량이 적을수록 제상시간은 빨라지고 제상종료 후 냉장실(20)의 온도는 높아질 수 있다.
일례로, 상기 냉동실증발기(150)에 300g 미만의 얼음이 착상되었을 때(착상량 300g), 제상에 요구되는 시간은 약 10분이며 제상종료 후 냉장실(20)의 온도는 약 4.7℃로 형성된다. 그리고, 착상량이 500g일 때, 제상에 요구되는 시간은 약 16분이며 제상종료 후 냉장실(20)의 온도는 약 3.8℃로 형성된다. 착상량이 900g일 때, 제상에 요구되는 시간은 약 28분이며 제상종료 후 냉장실(20)의 온도는 약 2.1℃로 형성된다.
만약, 냉동실증발기(150)의 착상량이 너무 많은 경우 제상시간이 길어질 수 있다. 그리고, 상기 냉동실증발기(150)를 제상하는 과정에서, 제 2 핫가스유로(106)를 유동하는 냉매의 응축온도가 너무 낮아져서 냉장실증발기(110)의 증발온도가 낮아지고 이에 따라 냉장실(20)의 온도가 설정값 이하로 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
그러나, 도 16의 그래프에서 보여지는 바와 같이, 상기 냉동실증발기(150)의 착상량이 약 900g으로 형성되는 경우, 냉장실(20)의 온도은 약 2℃로 형성된다. 일반적으로, 냉장실(20)의 온도가 0~5℃의 범위에서 형성됨을 고려할 때, 상기 2℃의 온도범위는 요구되는 수준에 부합함을 알 수 있다.
정리하면, 상기 냉동실증발기(150)에 다소 많은 착상량(약 900g)이 형성되더라도, 냉장고(10)의 냉동실 제상모드가 운전되는 경우 냉각이 이루어지는 냉장실이 과냉되지 않는다는 효과가 나타난다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다. 본 실시예는 제 1 실시예에서 설명한, 제 2,3 밸브의 설치위치가 제 1 실시예와 다른 것을 특징으로 한다. 그 외의 구성요소에 관한 설명은 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고(10a)에는, 응축기(102)의 입구측에 설치되는 제 2 밸브(130a) 및 제 3 밸브(140a)가 포함된다.
상기 제 2 밸브(130a)는 상기 압축기(101)에서 토출된 고온의 냉매를 상기 제 1 증발기(110)측으로 공급하기 위하여 제어 가능한 밸브장치로서 이해된다. 상기 냉장고(10a)에는, 상기 제 2 밸브(130a)로부터 상기 제 1 증발기(110)로 연장되는 제 1 핫가스유로(105a)가 더 포함된다.
냉장고(10a)의 냉장실 제상모드에서, 상기 압축기(101)에서 토출된 냉매는 상기 제 2 밸브(130a)로 유입되며, 상기 제 2 밸브(130a)로부터 상기 제 1 핫가스유로(105a)를 유동할 수 있다. 그리고, 냉매는 상기 제 1 증발기(110)를 통과하면서 상기 제 1 증발기(110)에 착상된 얼음을 제거할 수 있다.
상기 제 3 밸브(140a)는 상기 압축기(101)에서 토출된 고온의 냉매를 상기 제 2 증발기(150)측으로 공급하기 위하여 제어 가능한 밸브장치로서, 상기 제 2 밸브(130a)의 출구측에 설치될 수 있다. 상기 냉장고(10a)에는, 상기 제 3 밸브(140a)로부터 상기 제 2 증발기(150)로 연장되는 제 2 핫가스유로(106a)가 더 포함된다.
냉장고(10a)의 냉동실 제상모드에서, 상기 압축기(101)에서 토출된 냉매는 상기 제 2 밸브(130a)를 경유하여 상기 제 3 밸브(140a)로 유입되며, 상기 제 3 밸브(140a)로부터 상기 제 2 핫가스유로(106a)를 유동할 수 있다. 그리고, 냉매는 상기 제 2 증발기(150)를 통과하면서 상기 제 2 증발기(150)에 착상된 얼음을 제거할 수 있다.
이와 같이, 압축기(101)에서 토출된 고온의 냉매를 이용하여, 상기 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(150)의 제상을 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이고, 도 19는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 1 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고(10b)에는, 냉매를 압축하는 다수의 압축기(201a,201b)와, 상기 다수의 압축기(201a,201b)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(202)와, 상기 응축기(202)에서 응축된 냉매를 감압하기 위한 다수의 팽창장치(203a,204a) 및 상기 다수의 팽창장치(203a,204a)에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 다수의 증발기(210,250)가 포함된다.
그리고, 상기 냉장고(10b)에는, 상기 압축기(201a,201b), 응축기(202), 팽창장치(203a,204a) 및 증발기(210,250)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(100b)이 더 포함된다.
상기 다수의 압축기(201a,201b)에는, 저압측에 배치되는 제 1 압축기(201a) 및 고압측에 배치되는 제 2 압축기(201b)가 포함된다. 상기 제 2 압축기(201b)는 상기 제 1 압축기(201a)의 출구측에 설치되어, 상기 제 1 압축기(201a)에서 1단 압축된 냉매를 2단 압축할 수 있도록 구성된다.
상기 다수의 증발기(210,250)에는, 냉장실(20)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 "냉장실증발기"로서의 제 1 증발기(210) 및 냉동실(30)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 "냉동실증발기"로서의 제 2 증발기(250)가 포함된다. 상기 제 1,2 증발기(210,250)는 병렬로 연결된다. 상기 제 1,2 증발기(210,250)에 대한 설명은, 제 1 실시예의 제 1,2 증발기(110,150)에 대한 설명을 원용한다.
상기 제 1 증발기(210)의 출구측 배관은 상기 제 2 압축기(201b)의 흡입측에 연결된다. 그리고, 상기 제 2 증발기(250)의 출구측 배관은 상기 제 1 압축기(201a)의 흡입측에 연결된다. 일례로, 상기 제 1 압축기(201a)에서 1단 압축된 냉매는 상기 제 1 증발기(210)를 통과한 냉매와 합지되어 상기 제 2 압축기(201b)로 흡입될 수 있고, 상기 제 2 압축기(201b)에서 2단 압축될 수 있다.
상기 다수의 팽창장치(203a,204a)에는, 상기 제 1 증발기(210)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 1 팽창장치(203a) 및 상기 제 2 증발기(250)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 2 팽창장치(204a)가 포함된다. 상기 제 1,2 팽창장치(203a,204a)에는, 모세관(capillary tube)이 포함될 수 있다.
상기 제 2 증발기(250)의 냉매 증발압력이 상기 제 1 증발기(210)의 냉매 증발압력보다 낮게 형성되도록 하기 위하여, 상기 제 2 팽창장치(204a)의 모세관 관경이 상기 제 1 팽창장치(203a)의 모세관 관경보다 작을 수 있다.
상기 냉장고(10b)에는, 상기 냉매배관(100b)에서 분지되는 제 1 냉매유로(203) 및 제 2 냉매유로(204)가 포함된다. 상기 제 1 냉매유로(203)는 상기 제 1 증발기(210)에 연결되며, 상기 제 2 냉매유로(204)는 상기 제 2 증발기(250)에 연결된다.
그리고, 상기 제 1 냉매유로(203)에는 상기 제 1 팽창장치(203a)가 설치되며, 상기 제 2 냉매유로(204)에는 상기 제 2 팽창장치(204a)가 설치된다.
상기 냉장고(10b)에는, 냉매를 상기 제 1,2 냉매유로(203,204)로 분지하여 유입시키기 위한 제 1 밸브(220)가 더 포함된다. 상기 제 1 밸브(220)는 제 1,2 증발기(210,250)가 동시에 운전 또는 단독 운전되도록, 즉 냉매가 상기 제 1 증발기(210) 및 제 2 증발기(250) 중 적어도 하나의 증발기에 유입되도록 냉매의 유동을 조절하는 장치로서 이해될 수 있다.
상기 제 1 밸브(220)에는, 냉매가 유입되는 1개의 유입부 및 냉매가 배출되는 2개의 유출부를 가지는 3방 밸브(three-way valve)가 포함된다. 본 실시예의 제 1 밸브(220)에 관한 설명은, 제 1 실시예의 제 1 밸브(120)에 관한 설명을 원용한다.
상기 냉장고(10b)에는, 상기 응축기(202)에서 응축된 냉매를 상기 제 2 증발기(250)로 공급하기 위한 핫가스유로(205) 및 상기 응축된 냉매를 상기 제 2 증발기(250)로 선택적으로 공급하기 위하여, 제어 가능한 제 2 밸브(230)가 더 포함된다. 일례로, 상기 제 2 밸브(230)에는, 4개의 입출부를 가지는 4방 밸브(four-way valve)가 포함된다.
상기 제 2 밸브(230)는 상기 응축기(202)의 출구측 냉매배관(100a)에 설치되며, 상기 핫가스유로(205)는 상기 제 2 밸브(230)의 제 4 입출부(234, 도 19 참조)로부터 상기 제 2 증발기(250)를 경유하여, 상기 제 2 밸브(230)의 제 3 입출부(233)에 연결되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 핫가스유로(205)는, 상기 제 2 밸브(230)와 상기 제 2 증발기(250)를 경유하는 폐루프(closed loop)를 구성할 수 있다.
상기 제 1 밸브(220)는 다수의 증발기(210,250)로 냉매를 분지하기 위한 밸브장치로서 "증발기입구 밸브장치"라 이름할 수 있으며, 상기 제 2 밸브(230)는 상기 핫가스유로(205)로 냉매를 가이드 하기 위한 밸브장치로서 "핫가스 밸브장치"라 이름할 수 있다.
상기 냉장고(10b)에는, 열교환기의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(202a,210a,250a)이 더 포함된다. 상기 송풍팬(202a,210a,250a)에는, 상기 응축기(202)의 일측에 제공되는 응축팬(202a), 상기 제 1 증발기(210)의 일측에 제공되는 제 1 증발팬(210a) 및 상기 제 2 증발기(250)의 일측에 제공되는 제 2 증발팬(250a)이 포함된다.
상기 냉장고(10b)의 운전모드에 따라서, 상기 제 2 밸브(230)의 작동모드가 결정되며, 상기 제 2 밸브(230)의 작동모드에 기초하여, 상기 핫가스유로(205)를 통한 냉매의 유동여부가 결정될 수 있다.
상세히, 도 19를 참조하면, 상기 제 2 밸브(230)에는, 4개의 입출부(231,232,233,234)가 포함된다.
상세히, 상기 4개의 입출부(231,232,233,234)에는, 상기 응축기(102)의 출구측 배관에 연결되는 제 1 입출부(231)와, 상기 제 1 밸브(220)에 연결되는 제 2 입출부(232)와, 상기 핫가스유로(205)에 연결되며 상기 제 2 증발기(250)를 통과한 냉매를 도입하는 제 3 입출부(233) 및 상기 핫가스유로(205)에 연결되며 상기 제 2 증발기(250)로 유입될 냉매를 배출하는 제 4 입출부(234)가 포함된다.
즉, 상기 핫가스유로(205)를 기준으로, 상기 제 2 밸브(230)의 제 3 입출부(233)는 상기 제 2 증발기(250)의 출구측 배관에 연결되며, 상기 제 4 입출부(234)는 상기 제 2 증발기(250)의 입구측 배관에 연결된다.
상기 냉장고(10b)의 제 1 모드 운전로서 일반모드 운전시, 제 2 밸브(230) 는 소정의 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 "일반모드"라 함은, 냉매가 상기 제 1,2 증발기(110,150) 중 적어도 하나 이상의 증발기로 공급되어, 냉장실의 냉각 또는 냉동실의 냉각이 이루어지는 운전모드인 것으로 이해될 수 있다.
일례로, 도 18에서는, 냉매가 상기 제 1,2 증발기(210,250)로 모두 공급되어 상기 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각이 이루어지는 모습이 도시된다. 물론, 냉장실의 냉각만 필요한 경우 냉매는 상기 제 1 밸브(220)로부터 상기 제 1 증발기(210)로만 유동될 수도 있고, 냉동실의 냉각만 필요한 경우 냉매는 상기 제 1 밸브(220)로부터 상기 제 2 증발기(250)로만 유동될 수도 있을 것이다. 이하에서는, 상기 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각이 이루어지는 경우를 상정하여 설명한다.
상기 냉장고의 일반모드 운전시, 상기 제 1,2 압축기(201a,201b)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(202)를 통과하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(230)는 제 1 작동모드로 제어될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 밸브(230)의 제 1 입출부(231)와 제 2 입출부(232)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(233)와 제 4 입출부(234)가 연결된다. 따라서, 상기 응축기(202)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(231)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(232)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)에서 배출된다. 그리고, 상기 핫가스 유로(205)를 통한 냉매의 유동은 제한된다.
상기 제 2 밸브(230)에서 배출된 냉매는 상기 제 1 밸브(220)로 유입된다. 그리고, 냉매는 상기 제 1 밸브(220)에서 상기 제 1 냉매유로(203) 및 제 2 냉매유로(204)로 분지되어, 각각 상기 제 1 증발기(210) 및 제 2 증발기(250)로 유입된다.
냉매는 상기 제 1,2 증발기(210,250)에서 증발되며, 이 과정에서 생성된 냉기는 각각 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30)로 공급되어, 저장실(20,30)을 냉각할 수 있다.
상기 제 2 증발기(250)를 통과한 냉매는 상기 제 1 압축기(201a)로 흡입되어 1단 압축되며, 상기 제 1 증발기(210)를 통과한 냉매와 합지된다. 상기 합지된 냉매는 상기 제 2 압축기(201b)로 흡입되어 2단 압축될 수 있다. 상기 제 2 압축기(201b)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(202)로 유동한다.
도 20은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 사이클 도면이고, 도 21은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉장고의 제 2 모드 운전시, 제 2 밸브가 작동하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 냉장고의 제 2 모드로서 냉동실 제상모드 운전시, 제 2 밸브(230)는 소정의 작동모드로 작동될 수 있다.
상기 냉장고의 냉동실 제상모드 운전시, 상기 제 2 압축기(201b)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(202)를 통과하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(230)는 제 2 작동모드로 제어될 수 있다. 상세히, 상기 제 2 밸브(230)는, 제 1 입출부(241)와 제 4 입출부(244)가 연결되고 상기 제 2 입출부(242)와 제 3 입출부(243)가 연결되도록, 작동할 수 있다.
따라서, 상기 응축기(202)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(241)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입되며, 상기 제 4 입출부(244)를 통하여 상기 핫가스유로(205)로 유입된다.
그리고, 상기 핫가스유로(205)의 냉매는 상기 제 2 증발기(250)를 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제 2 증발기(250)에 열을 공급하여 상기 제 2 증발기(250)에 생성된 얼음을 제거할 수 있다
상기 제 2 증발기(250)를 통과한 냉매는 상기 제 3 입출부(243)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입되며, 상기 제 2 입출부(242)를 통하여 상기 제 1 밸브(220)측으로 유동하게 된다.
상기 제 1 밸브(220)는, 냉매가 상기 제 1 냉매유로(103)로 유동하도록, 작동할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 밸브(220)로 유입된 냉매는 상기 제 1 냉매유로(203)를 거쳐 상기 제 1 증발기(210)로 유입되며, 상기 제 2 증발기(250)로의 유입은 제한된다. 즉, 상기 냉장고(10)의 냉동실 제상모드 운전시, 상기 제 2 증발기(250)의 냉매 유입은 제한되며, 상기 제 1 증발기(210)로의 냉매 공급을 통하여 상기 냉장실(20)의 냉각운전을 수행하게 된다.
이와 같은 작용에 의하면, 제 2 증발기(250)의 제상운전을 수행하는 경우에도, 상기 냉장실(20)의 냉각운전을 수행할 수 있으므로, 냉장고의 냉각성능 저하를 방지할 수 있다.
상기 제 1 증발기(210)를 통과한 냉매는 상기 제 2 압축기(201b)로 흡입되어 압축된다. 그리고, 상기 제 2 압축기(201b)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(202)를 통과할 수 있다.
한편, 냉장고의 제 3 모드로서 냉장실 제상모드 운전시, 제 2 밸브(230)는 소정의 작동모드로 작동되며, 제 1 증발기(210)는 자연 제상이 수행될 수 있다. 본 실시예와 같이 2개의 압축기(201a,201b)가 2단 압축을 수행하는 경우, 고압측에 배치된 제 1 증발기(210)의 증발온도는 상대적으로 높게 형성된다. 일례로, 상기 제 1 증발기(210)의 증발온도는 -5℃ ~ 0℃의 범위에서 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 증발기(210)의 착상량이 적고 착상된 정도가 심하지 않을 수 있다.
따라서, 별도의 고온 냉매(핫가스)를 이용하지 않고, 냉장실(20)에 존재하는 냉기를 상기 제 1 증발기(210)측으로 공급하여, 상기 제 1 증발기(210)의 제상을 수행할 수 있다.
상세히, 상기 냉장고의 냉장실 제상모드 운전시, 상기 제 1,2 압축기(201a,201b)에서 압축된 냉매는 상기 응축기(202)를 통과하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입된다.
상기 제 2 밸브(230)는 제 3 작동모드로 제어될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 밸브(230)의 제 1 입출부(231)와 제 2 입출부(232)가 연결되고, 상기 제 3 입출부(233)와 제 4 입출부(234)가 연결된다. 따라서, 상기 응축기(202)를 통과한 냉매는 상기 제 1 입출부(231)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)로 유입되고, 상기 제 2 입출부(232)를 통하여 상기 제 2 밸브(230)에서 배출된다. 그리고, 상기 핫가스 유로(205)를 통한 냉매의 유동은 제한된다.
상기 제 2 밸브(230)에서 배출된 냉매는 상기 제 1 밸브(220)로 유입된다. 상기 제 1 밸브(220)는, 냉매가 상기 제 2 증발기(250)로 유동하도록, 작동된다. 따라서, 냉매는 상기 제 1 밸브(220)를 통하여 상기 제 2 냉매유로(204)를 유동하며, 상기 제 2 증발기(250)에서 증발될 수 있다. 상기 제 2 증발기(250)에서 생성된 냉기는 상기 냉동실(30)을 냉각할 수 있다.
한편, 상기 제 1 냉매유로(203) 및 제 1 증발기(110)에는, 냉매의 유동이 이루어지지 않는다. 반면에, 상기 제 1 증발팬(210a)은 구동되며, 이에 따라 상기 냉장실(20)에 존재하는 냉기는 상기 제 1 증발기(210)와 냉장실(20)을 순환하게 된다. 이 과정에서, 상대적으로 높은 온도를 형성하는 냉장실(20)의 냉기를 통하여 상기 제 1 증발기(210)의 제상이 이루어진다(자연 제상).
이와 같은 작용에 의하면, 제 1 증발기(210)의 제상운전을 수행하는 경우에도, 상기 냉동실(30)의 냉각운전을 수행할 수 있으므로, 냉장고의 냉각성능 저하를 방지할 수 있다. 그리고, 핫가스를 이용한 제상운전과 비교할 때, 자연 제상을 통하여 상기 제 1 증발기(210)의 온도를 상대적으로 낮게 유지시킬 수 있으므로, 제상완료 후 제 1 증발기(210)를 운전할 때 증발성능이 개선될 수 있다.
10 : 냉장고 11 : 캐비닛
12 : 아우터 케이스 13 : 이너케이스
101 : 압축기 102 : 응축기
105 : 제 1 핫가스유로 106 : 제 2 핫가스유로
110 : 제 1 증발기 120 : 제 1 밸브
130 : 제 2 밸브 140 : 제 3 밸브
150 : 제 2 증발기 151 : 제 1 배관
155 : 핀 157,158 : 관통공
160,165 : 결합 플레이트 170 : 제 2 배관
201a : 제 1 압축기 201b : 제 2 압축기
205 : 핫가스유로 220 : 제 1 밸브
230 : 제 2 밸브
12 : 아우터 케이스 13 : 이너케이스
101 : 압축기 102 : 응축기
105 : 제 1 핫가스유로 106 : 제 2 핫가스유로
110 : 제 1 증발기 120 : 제 1 밸브
130 : 제 2 밸브 140 : 제 3 밸브
150 : 제 2 증발기 151 : 제 1 배관
155 : 핀 157,158 : 관통공
160,165 : 결합 플레이트 170 : 제 2 배관
201a : 제 1 압축기 201b : 제 2 압축기
205 : 핫가스유로 220 : 제 1 밸브
230 : 제 2 밸브
Claims (18)
- 냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치;
상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하며, 냉매의 증발을 위한 제1배관 및 제상을 위한 제2배관을 각각 포함하는 제1,2증발기;
상기 제1,2증발기 중 적어도 하나의 증발기의 제1배관으로 냉매를 유입시키기 위하여, 작동 가능한 제 1 밸브;
상기 제1증발기의 입구측에 구비되며, 상기 제1증발기의 제2배관으로 냉매를 공급하여 상기 제1증발기의 제상을 수행하도록 작동 가능한 제2밸브;
상기 제2증발기의 입구측에 구비되며, 상기 제2증발기의 제2배관으로 냉매를 공급하여 상기 제2증발기의 제상을 수행하도록 작동 가능한 제3밸브;
상기 제2밸브와 상기 제1증발기에 의하여 정의되는 제1폐루프를 구성하도록, 상기 제2밸브의 일 포트에서 상기 제1증발기의 제2배관으로 연장되고, 상기 제2밸브의 타 포트에 연결되는 제1핫가스 유로; 및
상기 제3밸브와 상기 제2증발기에 의하여 정의되는 제2폐루프를 구성하도록, 상기 제3밸브의 일 포트에서 상기 제2증발기의 제2배관으로 연장되고, 상기 제3밸브의 타 포트에 연결되는 제2핫가스 유로를 포함하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1,2증발기는,
상기 제1,2배관에 결합되는 핀을 각각 포함하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2,3밸브는 상기 응축기의 출구측과 상기 제1밸브를 연결하는 냉매 배관에 설치되는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2,3밸브는 상기 압축기의 출구측과 상기 응축기의 입구측을 연결하는 냉매 배관에 설치되는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브에는, 4개의 포트를 가지는 4방변이 포함되는 냉장고. - 제 5 항에 있어서,
상기 4개의 포트에는,
상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브의 입구측에 연결되는 제 1 포트;
상기 제 2 밸브 또는 제 3 밸브의 출구측에 연결되는 제 2 포트; 및
상기 제 1 핫가스유로 또는 제 2 핫가스유로에 연결되는 제 3,4 포트가 포함되는 냉장고. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 4 포트는 상기 제1증발기 또는 상기 제2증발기의 제2배관으로 냉매를 공급하기 위한 포트이며,
상기 제 3 포트는 상기 제1증발기 또는 상기 제2증발기의 제2배관을 통ㄱ와하여 제상을 수행한 냉매를 도입하는 포트인 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1밸브는 상기 제1증발기 또는 상기 제2증발기로의 냉매 단독공급과, 상기 제1,2증발기로의 냉매 동시공급이 선택적으로 이루어지도록 3방변으로 구성되는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 밸브로부터 상기 제1,2증발기로 연장되는 제1,2증발기입구유로가 더 포함되며,
상기 팽창장치는, 상기 제1,2증발기입구유로에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
제 1 모드운전시,
상기 제 1 밸브는 상기 제1,2증발기 중 적어도 하나의 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며,
상기 제2,3밸브는 상기 제1,2핫가스 유로로의 냉매 유동을 제한하도록, 작동하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
제 2 모드운전시,
상기 제 1 밸브는 상기 제 1 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며,
상기 제 2 밸브는 상기 제 1 핫가스유로로의 냉매유동을 제한하도록, 작동하며,
상기 제 3 밸브는 상기 제 2 핫가스유로로의 냉매유동을 가이드하도록, 작동하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
제 3 모드운전시,
상기 제 1 밸브는 상기 제 2 증발기로 냉매를 유동시키도록, 작동하며,
상기 제 2 밸브는 상기 제 1 핫가스유로로의 냉매유동을 가이드하도록, 작동하며,
상기 제 3 밸브는 상기 제 2 핫가스유로로의 냉매유동을 제한하도록, 작동하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 증발기는 냉장실 증발기이며,
상기 제 2 증발기는 냉동실 증발기인 것을 특징으로 하는 냉장고. - 삭제
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |