KR102461225B1 - 냉장고 및 냉장고의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 의한 냉장고 및 냉장고의 제어 방법은, 냉장고의 저장 공간에 구비되며, 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 저장 공간의 냉각을 위한 냉동 사이클을 구성하며, 주파수 제어에 의해 회전수가 가변되는 인버터 압축기; 및 상기 인버터 압축기의 운전을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 저장 공간을 설정 온도로 유지하기 위해, 상기 저장 공간의 부하에 따라 상기 인버터 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하고, 정지 신호의 입력시, 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교한 후, 상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 상승시킨 후 정지시키는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고 및 냉장고의 제어 방법 { Refrigerator and control method thereof }

본 발명은 냉장고 및 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기이다. 이를 위해 냉장고는 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.

최근의 냉장고는 부하에 따른 냉각 성능의 대응을 효과적으로 하여 냉각 성능이 개선될 수 있고, 소비 전력을 대폭 절감할 수 있는 인버터 압축기를 이용하여 냉동 사이클을 구성하는 냉장고가 개발되고 있다.

그리고, 이와 같은 인버터 압축기는 고내 온도에 따라 주파수가 조절될 수 있으며, 가변 주파수 제어 방식으로 운전이 제어되어 냉각 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 인버터 압축기는 냉장고의 구동 중 온오프될 수 있으며, 온오프 과정중 소음이 발생될 수 있다.

상기 인버터 압축기의 기동 소음을 방지하기 위한 종래 기술 중 대표적인 것으로 대한민국등록특허 제10-0301499호가 있다. 상기 종래의 기술에서는 압축기의 운전시 압축기가 목표 회전수에 도달하기 전 공진 주파수 이하에서 윤활모드로 서서히 회전하도록 하여 기동소음을 절감하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정 방법이 개시되어 있다.

한편, 종래의 기술에서는 상기 인버터 압축기는 정지시 소음을 저감하기 위한 운전에 대하여 개시되어 있지 않음을 알 수 있다.

상기 인버터 압축기는 고내의 온도가 상대적으로 높아 상기 인버터 압축기의 운전 주파수가 낮은 상태에서 운전되는 경우, 상기 인버터 압축기가 저속 회전하는 상태에서 정지 될 때 소음이 발생되는 문제가 있다.

상세히, 상기 인버터 압축기가 저속 회전중인 상태에서 정지 신호가 입력되면, 상기 인버터 압축기를 구성하는 모터와 피스톤 등의 관성력이 저하된 상태에서 정지되므로, 정지 과정에서 상기 압축기 내부의 모터 및 피스톤 등의 구성들이 충돌 및 마찰에 의해 소음이 발생될 수 있다.

특히, 냉장고에 구비되는 상기 인버터 압축기의 경우 기계실 내부의 구조를 최소화 하기 위해서 그 구조가 매우 컴팩트하게 구성되며, 상기 인버터 압축기의 구조가 컴팩트하게 구성된 경우 상기 인버터 압축기 내부의 구성이 매우 조밀하여 압축기의 정지시 소음 발생이 보다 빈번하고 커지는 문제가 있다.

본 발명의 실시 예는 인버터 압축기의 정지 소음을 감소 시킬 수 있는 냉장고 및 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 저온 냉장 영역에서의 운전시 인버터 압축기의 정지 소음을 개선할 수 있는 냉장고 및 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 김치의 저장을 위한 운전시 인버터 압축기의 정지 소음을 개선할 수 있는 냉장고 및 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 제어 방법은, 인버터 압축기의 기동 후 상기 인버터 압축기를 윤활 주파수로 운전하는 윤활 운전 단계; 냉장고의 저장 공간의 부하에 따라 상기 인버터 압축기의 운전 주파수를 조절하여 운전하는 부하 대응 운전 단계; 정지 신호가 입력되면, 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교한 후, 상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 상승시킨 후 정지시키는 정지 운전 단계;를 포함할 수 있다.

상기 정지 주파수는 상기 인버터 압축기의 전체 주파수 범위 중 하한에서 15% ~ 40% 사이의 값으로 설정될 수 있다.

상기 정지 주파수는 10Hz ~ 20Hz 사이의 값으로 설정될 수 있다.

상기 정지 주파수는 상기 윤활 주파수의 하한 보다 더 낮게 설정될 수 있다.

상기 정지 운전 단계에서, 상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료될 수 있다.

상기 설정 시간은 3초 ~ 10초 사이로 설정될 수 있다.

상기 정지 운전 단계는 상기 저장 공간이 냉장 운전되는 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시될 수 있다.

상기 정지 운전 단계는 상기 저장 공간의 온도가 0℃ ~ 9℃인 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시될 수 있다.

상기 정지 운전 단계는 상기 냉장고가 김치 저장 모드로 운전되는 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시될 수 있다.

상기 정지 운전 단계에서, 상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 더 높은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 하강시킨 후 정지시키는 정지 운전 단계;를 포함할 수 있다.

상기 정지 운전 단계에서, 상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료될 수 있다.

상기 정지 신호는 고내 온도가 만족되면 입력될 수 있다.

상기 윤할 주파수와 정지 주파수는 냉장고의 운전 상태에 관계없이 고정될 수 있다.

상기 부하 대응 운전 단계에서, 상기 인버터 압축기는 복수의 운전 주파수로 가변되면서 운전될 수 있다.

상기 정지 운전 단계에서, 상기 정지 주파수와 비교되는 상기 운전 주파수는 상기 정지 신호의 입력시의 운전 주파수일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 냉장고는, 냉장고의 저장 공간에 구비되며, 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 저장 공간의 냉각을 위한 냉동 사이클을 구성하며, 주파수 제어에 의해 회전수가 가변되는 인버터 압축기; 및 상기 인버터 압축기의 운전을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 인버터 압축기의 기동 후 상기 인버터 압축기를 설정된 윤활 주파수로 운전시키고, 상기 저장 공간을 설정 온도로 유지하기 위해 상기 저장 공간의 부하에 따라 상기 인버터 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하며, 정지 신호의 입력시 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교한 후 상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 상승시킨 후 정지시킬 수 있다.

상기 정지 주파수는 상기 인버터 압축기의 전체 주파수 범위 중 하한에서 15% ~ 40% 사이의 값으로 설정될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료되도록 제어할 수 있다.

상기 정지 신호의 입력시 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교하여, 상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 높은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 하강시킨 후 정지시킬 수 있다.

사용자의 조작에 의해 상기 저장 공간의 설정 온도가 입력되는 조작부를 포함하며, 상기 저장 공간의 온도가 0℃ ~ 9℃ 사이의 상기 설정 온도를 만족하면 정지 신호가 입력될 수 있다.

제안되는 실시 예에 따른 냉장고 및 냉장고의 제어 방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면 저장 공간의 냉각이 완료되어 인버터 압축기가 정지 될 때 정지 주파수로 전환 된 후 정지될 수 있도록 한다. 상기 정지 주파수는 상기 인버터 압축기의 내부 구성들이 정지시 마찰 및 충돌이 최소화 되는 관성력을 가지는 값으로 설정될 수 있으며, 따라서 상기 인버터 압축기의 정지 소음을 최소화 할 수 있게 된다.

따라서, 상기 냉장고의 운전시 발생되는 소음 요인 중 가장 큰 상기 인버터 압축기의 정지 소음을 최소화하여 전체적인 냉장고의 동작 소음을 현저히 줄일 수 있는 이점이 있다.

특히, 김치 저장 모드나 냉장 운전 영역에서의 운전 등 상기 저장 공간의 부하가 적어 상기 정지 주파수보다 적은 상태로 운전되는 경우 상기 인버터 압축기의 정지시 정지 소음이 필연적일 수 있으나, 상기 정지 주파수로 주파수를 상승시킨 후 정지 되도록 함으로써 어떠한 상황에서도 상기 인버터 압축기의 정지 소음을 최소화 할 수 있게 된다.

즉, 냉장고의 운전 중 김치의 저장 도는 냉장 운전 중 온도 변화를 필요로하는 운전 전환에 의해 필연적으로 발생하는 소음을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 인버터 압축기의 정지를 위해 상기 정지 주파수로 전환시킨 상태에서 설정 시간동안 상기 인버터 압축기를 정지 주파수로 유지하면서 추가 운전한 후 정지 시키게 된다. 따라서 상기 인버터 압축기의 내부 구성들은 정지 주파수에서 추가로 운전되면서 적정 관성력이 제공되는 상태로 안정화될 수 있으며, 이와 같은 상태에서 정지되어 소음이 개선이 보다 효과적으로 이루어 질수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고를 후방에서 본 사시도이다.
도 2는 상기 냉장고의 주요 구성간의 제어 신호 흐름을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 상기 압축기의 운전 과정을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 상기 냉장고의 인버터 압축기 운전 주파수가 정지 주파수보다 높은 운전 상태에서 정지될 때의 주파수 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 4와 같은 운전 상태에서 상기 냉장고의 소음 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 냉장고의 인버터 압축기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 운전 상태에서 정지될 때의 주파수 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 6과 같은 운전 상태에서 상기 냉장고의 소음 변화를 나타낸 도면이다.
도 8은 비교 예의 냉장고 소음 변화를 나타낸 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고를 후방에서 본 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 냉장고의 주요 구성간의 제어 신호 흐름을 나타낸 블럭도이다.

도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고(1)는 저장 공간(20)이 형성되는 캐비닛(10)과, 상기 캐비닛(10)을 개폐하는 도어(30)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 캐비닛(10)의 후면 하단에는 기계실(40)이 구비될 수 있다.

상기 저장 공간(20)은 냉장실(21) 또는 냉동실(22)로 구성될 수 있으며, 냉장실(21) 또는 냉동실(22) 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 저장 공간(20)은 저장되는 식품의 종류와 상태에 따라서 다양한 온도 대역을 유지하도록 저장될 수 있다.

상기 도어는 상기 냉장실(21) 및 냉동실(22)을 각각 개폐하는 냉장실 도어(31)와 냉동실 도어(32)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 도어(30)는 회전 또는 인출입에 의해 상기 저장 공간(20)을 개폐하도록 구성될 수 있다.

상기 기계실(40)은 상기 후방으로 개구될 수 있으며, 내부에 냉동 사이클을 구성하는 압축기(42)와 응축기(43) 및 방열 팬(44) 등이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 기계실(40)의 후면은 공기 유입구와 공기 토출구가 형성된 그릴 팬(41)에 의해 차폐될 수 있다. 그리고, 도시되지는 않았지만 상기 냉동 사이클의 일 구성인 증발기(미도시)가 고내에 배치될 수 있으며, 상기 압축기(42)의 동작에 의해 고온 고압의 냉매의 압축 공급이 가능하며, 증발기내부의 냉매와 열교환된 냉기에 의해 상기 저장 공간이 냉각되는 구조를 가질 수 있다.

상기 압축기(42)는 고내의 부하에 따라 가변속되는 구조를 가지며, 냉매 용량을 가변하여 압축 공급하는 것으로 인버터 압축기(42)라 부를 수 있다. 즉, 고내의 온도가 높은 경우 상기 인버터 압축기(42)의 회전 속도를 보다 빠르게 하여 보다 많은 양의 냉매를 공급할 수 있도록 하고, 고내의 온도가 상대적으로 낮은 경우 상기 인버터 압축기(42)의 회전 속도를 보다 느리게 하여 보다 적은 양의 냉매를 공급할 수 있도록 한다. 즉, 상기 인버터 압축기(42)는 고내 온도 상태에 따라서 냉각 능력이 조절될 수 있으며, 고내 냉각에 필요한 적절한 냉력을 제공하게 된다.

이와 같은 상기 인버터 압축기(42)의 회전 속도는 상기 제어부(50)에서 운전 주파수를 제어하는 것에 의해 조절 가능하게 된다. 즉, 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수를 높게 제어하게 되면 상기 인버터 압축기(42)는 고속으로 회전되어 보다 많은 유량의 냉매가 토출되며, 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수를 상대적으로 낮게 제어하게 되면 상기 인버터 압축기(42)는 상대적으로 저속으로 회전하게 되어 상대적으로 적은 유량의 냉매가 토출된다. 일 예로, 상기 인버터 압축기(42)는 0Hz ~ 70Hz 사이의 주파수로 제어될 수 있으며, 고내 부하의 변동 또는 사용자의 조작에 따라 적정 주파수로 가변 제어될 수 있다.

상기 저장 공간(20)을 설정된 온도로 제어하기 위해서 상기 저장 공간(20)에는 상기 저장 공간의 온도를 감지하는 온도 센서(70)가 구비될 수 있다. 따라서 상기 온도 센서(70)에 의해 감지되는 저장 공간(20)의 온도는 상기 제어부로 전달될 수 있으며, 상기 제어부에서는 설정 온도와 비교하여 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₁,F₂)를 결정할 수 있다.

그리고, 상기 냉장고(1)는 조작부(60)를 포함할 수 있다. 상기 조작부(60)는 사용자의 입력에 의해 상기 냉장고(1)의 동작을 조절할 수 있다. 즉, 사용자는 상기 조작부(60)를 조작하여 상기 저장 공간(20)의 목표 온도를 설정할 수 있다. 또한, 상기 조작부(60)의 조작을 통해서 운전 모드를 설정할 수도 있다.

일 예로, 상기 냉장고(1)는 다양한 식품의 저장이 가능하지만 김치의 저장에 적한 온도로 상기 냉장고(1)의 운전을 제어할 수도 있다. 상기 조작부(60)의 조작에 의해 김치 운전 모드로 선택될 경우 상기 저장 공간(20)은 0℃ ~ 9℃ 사이의 온도로 제어될 수 있다. 물론, 원하는 김치의 저장 상태에 따라서 상기 저장 공간(20)의 설정 온도는 상기 조작부(60)를 통해 보다 세분화된 형태로 설정될 수도 있을 것이다.

이처럼, 사용자는 상기 조작부(60)를 조작하여 상기 저장 공간(20)이 설정된 온도 또는 설정된 온도 범위로 운전되도록 선택할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(50)에서는 상기 조작부(60)에 의해 설정된 온도 및 설정된 온도 범위를 유지할 수 있도록 상기 인버터 압축기(42)의 주파수를 조절하여 운전할 수 있게 된다.

한편, 상기 냉장고(1)는 상기 저장 공간(20)의 내부가 항상 설정된 온도 또는 온도 범위가 될 수 있도록 상시 전원이 공급되는 상태이며, 상기 인버터 압축기(42)의 구동과 정지가 반복될 수 있다. 따라서, 상기 인버터 압축기(42)의 구동시 소음이 발생될 수 있으며, 실내에 배치되는 상기 냉장고(1)의 특성상 소음을 최소화하는 운전이 요구될 수 있다. 특히, 상기 인버터 압축기(42)가 정지될 때 발생될 수 있는 소음을 최소화 하기 위하여, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)의 정지 운전을 실시할 수 있다.

이하에서는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 과정을 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3은 상기 압축기의 운전 과정을 나타낸 플로우 차트이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 냉장고(1)의 운전이 시작된 상태에서 상기 압축기의 구동을 위해서 운전 조건이 입력될 수 있다.

이때 운전 조건은 상기 제어부(50)에서 이미 설정되어 있는 온도 또는 온도 변화에 따라 자동으로 입력될 수 있다. 만약 사용자가 상기 냉장고(1)의 운전 중 상기 조작부(60)를 통해서 특정 운전을 입력하게 된다면, 그에 맞는 운전 조건이 재설정되어 상기 제어부(50)에 입력될 수 있다.

일 예로, 사용자는 상기 냉장고(1)에 김치를 저장 하기 위해서 상기 조작부(60)를 통해 김치 저장 모드를 입력할 수 있다. 상기 제어부(50)에서는 김치 저장 모드의 입력에 따라서 상기 저장 공간(20)의 온도가 김치 저장에 적합한 온도(0℃ ~ 9℃)가 되도록 운전 조건을 설정할 수 있다.

상기 제어부(50)는 설정된 운전 조건에 대응하는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₁,F₂)를 산출하게 되고, 상기 인버터 압축기(42)가 산출된 운전 주파수(F₁,F₂)에 따라 운전되도록 할 수 있다. [S110 : 운전 조건 입력 단계]

상기 제어부(50)로 운전 조건이 입력되면, 상기 제어부(50)에서는 상기 인버터 압축기(42)의 기동을 위해서 윤활 주파수(F_L1, F_L2)를 제공하게 된다. 그리고, 상기 제버우는 상기 인버터 압축기(42)의 정지시 필요한 정지 주파수(Fs)를 더 제공할 수 있다.

상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)는 상기 인버터 압축기(42)의 초기 기동 후 상기 운전 주파수(F₁,F₂)로 진입하기 전 실시되는 상기 인버터 압축기(42)의 윤활 운전에 적용될 수 있다. 상기 윤활 운전은 상기 인버터 압축기(42)의 회전축과 연결된 윤활 펌프의 원심력에 의해 오일이 공급되도록 하기 위한 것으로, 상기 인버터 압축기(42)의 구동을 보다 원활하게 한다.

상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)는 상기 인버터 압축기(42)의 스펙에 따라 오일의 공급이 가장 효율적인 주파수로 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)는 20Hz ~ 50Hz 사이의 적정 값으로 설정되거나, 20Hz ~ 50Hz 사이의 구간에서 점진적으로 변화되도록 설정될 수 있다.

상기 정지 주파수(Fs)는 상기 인버터 압축기(42)의 정지를 위한 정지 운전에 적용될 수 있다. 상기 저장 공간(20)의 온도가 설정된 온도를 만족하게 되면 상기 인버터 압축기(42)는 정지 운전을 수행하게 된다. 상기 정지 운전은 상기 인버터 압축기(42)의 정지시 소음을 저감시키기 위한 운전으로, 상기 인버터 압축기(42)를 구성하는 모터와 피스톤 등의 내부 구성들이 적정한 관성을 가지게 되어 정지시 마찰 또는 충돌에 의한 소음발생을 최소화 할 수 있다.

상기 정지 주파수(Fs)는 상기 인버터 압축기(42)의 스펙에 따라서 내부에서 운동하는 구성들이 소음이 발생하지 않고 정지될 수 있는 관성을 확보할 수 있는 범위 내에서 가능한 가장 낮은 주파수로 설정될 수 있을 것이다. 일 예로, 상기 정지 주파수(Fs)는 상기 인버터 압축기(42)의 전체 주파수 범위 중 하한에서 15% ~ 40% 사이의 값으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 정지 주파수(Fs)는 10Hz ~ 20Hz 사이의 값으로 설정될 수 있다. 그리고, 상기 정지 주파수(Fs)는 윤활 주파수(F_L1, F_L2)보다 더 낮게 설정될 수 있다.

상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)와 정지 주파수(Fs)는 운전 조건에 관계없이 고정된 값으로 상기 제어부(50)에 저장된 상태일 수 있으며, 상기 인버터 압축기(42)의 스펙에 따라 설정된 값 또는 설정된 범위로 지정될 수 있다. 즉, 상기 인버터 압축기(42)의 운전 상태의 변화에 관계없이 상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)와 정지 주파수(Fs)는 설정된 값 또는 범위로 유지될 수 있다. [S120 : 주파수 입력 단계]

상기 인버터 압축기(42)의 구동을 위한 운전 조건의 입력과, 상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2) 및 정지 주파수(Fs)의 입력이 완료되면 상기 인버터 압축기(42)의 구동이 개시될 수 있다. [S210 : 압축기 구동 단계]

상기 인버터 압축기(42)의 기동이 시작된 후 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)가 윤활 운전되도록 제어 한다. 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)가 충분한 시간동안 상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)로 윤활 운전도록 함으로써 오일 공급이 충분하게 이루어질 수 있으며, 이후 실시되는 부하 대응 운전시에 상기 인버터 압축기(42)가 원활하게 동작되도록 할 수 있다.

상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)의 윤활 운전이 설정 시간동안 이루어지거나, 설정된 윤활 주파수(F_L1, F_L2)에 도달할 때까지 상기 윤활 주파수(F_L1, F_L2)로 상기 인버터 압축기(42)를 운전할 수 있다. 그리고, 상기 윤활 운전이 설정 시간동안 이루어지거나, 설정된 윤활 주파수(F_L1, F_L2)에 도달하게 되면, 상기 제어부(50)는 상기 윤활 운전의 종료를 판단하게 된다. [S220: 윤활 운전 단계]

상기 윤활 운전이 종료되면, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)가 부하 대응 운전을 수행할 수 있도록 상기 인버터 압축기(42)를 운전 주파수(F₁, F₂)로 제어하게 된다. 상기 부하 대응 운전은 상기 저장 공간(20)의 부하에 따라 상기 제어부(50)에서 상기 인버터 압축기(42)의 주파수를 가변 제어하여 실시 될 수 있다.

즉, 상기 저장 공간(20)이 상기 조작부(60)의 입력 또는 상기 온도 센서(70)에 의해 입력된 설정 온도 또는 설정 온도를 유지할 수 있도록, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₁, F₂)를 조절할 수 있다.

상기 부하 대응 운전을 보다 상세히 살펴보면, 상기 윤활 운전의 종료 후 상기 제어부(50)는 상기 저장 공간(20)의 부하에 따라 상기 인버터 압축기(42)를 대응하는 운전 주파수(F₁, F₂)로 운전하게 된다. 이때, 상기 저장 공간(20)의 온도와 설정 온도와의 차이가 큰 경우에는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₁)는 상승되고, 상기 저장 공간(20)의 온도와 설정 온도와의 차이가 상대적으로 작은 경우에는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₂)는 하강될 수도 있다. [S231] 그리고, 상기 온도 센서(70)는 저장 공간(20)의 온도를 지속적으로 감지하게 되며, 상기 저장 공간(20)이 설정된 온도 또는 온도 범위에 도달하여 만족되었는지를 비교하게 된다. [S232]

상기 저장 공간(20)의 온도가 설정된 온도 또는 설정된 온도 범위에 도달하게 되면, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)는 정지를 위해 정지 신호를 입력하여 상기 부하 대응 운전 단계를 종료하게 된다. [S230: 부하 대응 운전 단계]

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 부하 대응 운전 단계의 종료와 동시에 정지 운전을 수행하게 된다.

상기 정지 운전을 보다 상세히 살펴보면, 상기 부하 대응 운전의 종료시, 상기 제어부(50)는 상기 부하 대응 운전 종료시의 운전 주파수(F₁, F₂)를 상기 정지 주파수(Fs)와 비교하게 된다. [S311]

특히, 상기 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)보다 더 낮은 경우, 상기 인버터 압축기(42)의 정지 신호 입력에 따라 상기 운전 주파수(F₂)에서 상기 인버터 압축기(42)를 정지하게 되면 상기 인버터 압축기(42) 내부 구성들의 관성력이 부족하게 되고, 결국 상기 인버터 압축기(42) 내부의 구성들의 마찰 또는 충격에 의한 소음이 크게 발생하게 된다.

따라서, 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)보다 더 낮은 경우, 상기 제어부(50)는 상기 정지 신호의 입력시 상기 인버터 압축기(42)의 주파수를 상기 정지 주파수(Fs)까지 상승시키게 된다. [S312]

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)의 주파수가 상기 정지 주파수(Fs)에 도달한 상태에서 설정 시간(S)동안 상기 정지 주파수(Fs)를 유지하게 된다. 이때, 상기 설정 시간(S)은 상기 인버터 압축기(42) 내부 구성들의 정지 과정 중 마찰 및 충격이 최소화 될 수 있는 관성력이 확보되는 시간으로 설정될 수 있다. 상기 설정 시간(S)이 너무 짧게 되면 적절한 관성력을 확보하지 못하여 소음이 발생되고, 너무 길게 되면 상기 저장 공간(20)이 과냉될 수 있다. 일 예로, 상기 설정 시간(S)은 3초 ~ 10초로 설정될 수 있다. [S330]

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)가 정지 주파수(Fs)로 상승 된 상태에서 상기 설정 시간이 경과되면, 상기 인버터 압축기(42)를 정지시키게 된다.[S340]

이와 같이, 상기 인버터 압축기(42)가 상기 정지 주파수(Fs)보다 낮은 상태의 운전 주파수(F₁)로 운전되어 정지시 소음이 발생될 수 있는 상황에서, 상기 인버터 압축기(42) 내부의 구성들은 상기 정지 운전을 통해 정지시 마찰 또는 충돌을 최소화 할 수 있는 관성을 확보할 수 있으며 상기 인버터 압축기(42)가 정지될 때까지 소음이 최소화 될 수 있다. [S300: 정지 운전 단계]

한편, 상기 부하 대응 운전 종료시의 운전 주파수(F₁)를 상기 정지 주파수(Fs)와 비교하는 상기 [S311] 단계에서 상기 운전 주파수(F₁)가 상기 정지 주파수(Fs)보다 더 높은 경우, 상기 제어부(50)는 상기 정지 신호의 입력시 상기 인버터 압축기(42)의 주파수를 상기 정지 주파수(Fs)까지 하강시키게 된다.

즉, 상기 운전 주파수(F₁)가 상기 정지 주파수(Fs)보다 더 높은 상태에서 상기 부하 대응 운전이 종료된 경우에도, 상기 인버터 압축기(42)의 소음 발생을 최소화 하기 위해서 상기 인버터 압축기(42)가 상기 정지 주파수(Fs) 상태에서 정지되도록 제어하게 된다. [S312]

그리고, 상기 제어부(50)는 상기 인버터 압축기(42)가 상기 정지 주파수(Fs)에 도달한 상태에서 상기 설정 시간 동안 정지 주파수(Fs)를 유지[S330]한 후 상기 인버터 압축기(42)가 정지될 수 있다. [S340]

이하에서는 상기 인버터 압축기(42)의 운전 및 소음 변화에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 4는 상기 냉장고의 인버터 압축기 운전 주파수가 정지 주파수보다 높은 운전 상태에서 정지될 때의 주파수 변화를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 5는 도 4와 같은 운전 상태에서 상기 냉장고의 소음 변화를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 저장 공간(20)의 설정 온도가 낮은 경우, 일 예로 상기 냉장고(1)가 냉동 모드로 운전되는 경우에는 상기 인버터 압축기(42)는 고속 회전되며 높은 운전 주파수(F₁)로 제어될 수 있다.

상세히, 상기 인버터 압축기(42)는 운전이 시작되면, 윤활 운전을 수행하게 된다. 이때, 상기 인버터 압축기(42)는 상대적으로 주파수가 낮은 제 1 윤활 주파수(F_L1)로 윤활 운전을 시작하게 되며, 제 1 윤활 주파수(F_L1)로 일정 시간동안 동작된 후 제 2 윤활 주파수(F_L2)까지 점진적으로 주파수가 상승될 수 있다. 그리고 상기 인버터 압축기(42)의 주파수가 상기 제 2 윤활 주파수(F_L2)에 도달하게 되면 설정 시간동안 제 2 윤활 주파수(F_L2)를 유지하여 상기 인버터 압축기(42) 내의 윤활유의 공급이 충분히 이뤄지도록 한다. 이때, 제 1 윤활 주파수(F_L1)는 23Hz일 수 있으며, 제 2 윤활 주파수(F_L2)는 45Hz일 수 있다.

상기 윤활 운전이 종료되면. 상기 제어부(50)는 적절한 운전 주파수(F₁)로 상기 인버터 압축기(42)를 제어하여 부하 대응 운전을 실시하게 된다. 이때, 상기 운전 주파수(F₁)는 상기 정지 주파수(Fs)보다 더 높으며, 상기 저장 공간(20)의 부하가 큰 경우 또는 상기 냉동실(22)의 냉각을 위해 냉동 모드로 운전되는 경우와 같이 도 6과 비교할 때 상대적으로 큰 냉력이 필요한 경우의 부하 대응 운전에 해당할 수 있다. 일 예로 상기 운전 주파수(F₁)는 32Hz일 수 있다.

한편, 도 4에는 상기 운전 주파수(F₁)가 하나만 표시되어 있으나, 상기 부하 대응 운전시 상기 운전 주파수(F₁)는 상기 저장 공간(20) 내부의 부하 변동에 따라서 다수회 변경될 수도 있으며 이러한 경우에도 정지 운전 직전의 운전 주파수(F₁)는 정지 주파수(Fs)보다 크게 된다.

상기 저장 공간(20)의 온도가 설정된 온도 또는 설정 온도 범위에 도달하게 되면, 상기 제어부(50)는 정지 신호를 입력하여 상기 부하 대응 운전을 종료하고, 정지 운전을 수행하게 된다.

상기 정지 신호가 입력되면, 상기 인버터 압축기(42)는 정지 주파수(Fs)까지 주파수를 낮추게 된다. 그리고, 상기 인버터 압축기(42)의 주파수가 정지 주파수(Fs)로 낮추어진 상태에서 설정 시간 동안 상기 인버터 압축기(42)의 운전을 추가 실시하게 된다.

이와 같은 정지 운전을 통해 상기 인버터 압축기(42)의 정지시 상기 인버터 압축기(42)의 내부 구성들의 마찰 및 충돌을 최소화 할 수 있는 관성력을 확보할 수 있으며, 이와 같은 상태에서 상기 인버터 압축기(42)를 정지시키게 된다.

한편, 상기 도 5는 도 4와 같은 상기 인버터 압축기(42) 운전에 의한 상기 냉장고(1)의 운전 중 소음의 변화를 나타낸 그래프로서, 상기 냉장고(1)에서 동작 중 주기적인 소음이 발생되는 것을 알 수 있다. 상기 냉장고(1)의 소음은 전방으로 향하는 전방 소음과 후방으로 향하는 후방 소음으로 구분될 수 있다. 그리고, 상기 인버터 압축기(42)가 배치되는 상기 기계실(40)이 상기 캐비닛(10)의 후면에 배치되고 상기 기계실(40)의 냉각 및 방열을 위한 공기 유동 구조로 인하여 상기 후방 소음이 상대적으로 더 큰것을 알 수 있다.

그리고, 상기 냉장고(1)의 주기적인 소음의 변화 상태는 상기 인버터 압축기(42)의 동작과 일치하는 것을 알 수 있다. 상기 인버터 압축기(42)가 구동을 시작하는 초기에 기동 소음이 일부 발생하며, 상기 인버터 압축기(42)의 동작 중 소음이 일정하게 발생되고, 상기 인버터 압축기(42)의 동작이 정지되면 소음이 매우 낮아지는 것을 알 수 있다.

특히, 도 6에 표시된 부분을 참조하면, 전술한 정지 운전을 통해서 상기 인버터 압축기(42)의 정지 신호가 입력되는 순간에서 상기 인버터 압축기(42)의 운전이 정지될 때까지 정지 소음이 크게 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

한편, 도 6은 상기 냉장고의 인버터 압축기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 운전 상태에서 정지될 때의 주파수 변화를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 7은 도 6과 같은 운전 상태에서 상기 냉장고의 소음 변화를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 8은 비교 예의 냉장고 소음 변화를 나타낸 그래프이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 저장 공간(20)의 설정 온도가 상대적으로 높은 경우, 일 예로 상기 냉장고(1)가 냉장 모드 또는 김치 저장 모드로 운전되는 경우에는 상기 인버터 압축기(42)는 상대적으로 저속 회전되며 낮은 운전 주파수(F₂)로 제어될 수 있다.

상세히, 상기 인버터 압축기(42)는 운전이 시작되면, 윤활 운전을 수행하게 된다. 이때, 상기 인버터 압축기(42)는 상대적으로 주파수가 낮은 제 1 윤활 주파수(F_L1)로 윤활 운전을 시작하게 되며, 제 1 윤활 주파수(F_L1)로 일정 시간동안 동작된 후 제 2 윤활 주파수(F_L2)까지 점진적으로 주파수가 상승된다. 그리고 상기 인버터 압축기(42)의 주파수가 상기 제 2 윤활 주파수(F_L2)에 도달하게 되면, 설정 시간동안 제 2 윤활 주파수(F_L2)를 유지하여 상기 인버터 압축기(42) 내의 윤활유 공급이 충분히 이뤄지도록 한다. 이때, 제 1 윤활 주파수(F_L1)는 23Hz일 수 있으며, 제 2 윤활 주파수(F_L2)는 45Hz일 수 있다.

상기 윤활 운전이 종료되면. 상기 제어부(50)는 적절한 운전 주파수(F₂)로 상기 인버터 압축기(42)를 제어하여 부하 대응 운전을 실시하게 된다. 이때, 상기 운전 주파수(F₂)는 상기 정지 주파수(Fs)보다 더 낮게 된다.

상기 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)가 더 낮은 경우는 장기 저장 공간(20)이 냉장 모드로 운전되는 경우와 같이 작은 냉력이 필요한 상황일 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 저장 공간(20)이 김치 저장 모드로 운전되어 상기 저장 공간(20)이 김치의 저장에 필요한 온도(0℃ ~ 18℃)가 되도록 운전될 때 상기 운전 주파수(F₂)는 상기 정지 주파수(Fs)보다 더 낮을 수 있다. 즉, 상기 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)가 더 낮은 경우는 도 4에서와 비교할 때 상대적으로 더 작은 냉력이 필요한 경우에 해당할 수 있으며, 일 예로 상기 운전 주파수(F₂)는 15Hz일 수 있다.

한편, 도 6에는 상기 운전 주파수(F₂)가 하나만 표시되어 있으나, 상기 부하 대응 운전시 상기 운전 주파수(F₂)는 상기 저장 공간(20) 내부의 부하 변동에 따라서 다수회 변경될 수도 있으며 이러한 경우에도 정지 운전 직전의 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)보다 작게 된다.

상기 저장 공간(20)의 온도가 설정된 온도 또는 설정 온도 범위에 도달하게 되면 상기 제어부(50)는 정지 신호를 입력하여 상기 부하 대응 운전을 종료하고, 정지 운전을 수행하게 된다.

상기 정지 신호가 입력되면, 상기 인버터 압축기(42)는 정지 주파수(Fs)까지 주파수를 상승시키게 된다. 그리고, 상기 인버터 압축기(42)의 주파수가 정지 주파수(Fs)로 상승된 상태에서 설정 시간(S) 동안 상기 인버터 압축기(42)의 운전을 추가 실시할 수 있다.

이와 같은 정지 운전을 통해 상기 인버터 압축기(42)의 정지시 상기 인버터 압축기(42)의 내부 구성들의 마찰 및 충돌을 최소화 할 수 있는 관성력이 확보된 상태가 될 수 있으며, 이와 같은 상태에서 상기 인버터 압축기(42)가 정지되도록 할 수 있다.

한편, 상기 도 7은 도 6과 같은 상기 인버터 압축기(42) 운전에 의한 상기 냉장고(1)의 운전 중 소음 변화를 나타낸 그래프로서, 상기 냉장고(1)는 동작 중 주기적인 소음이 발생되는 것을 알 수 있다. 상기 냉장고(1)의 소음은 전방으로 향하는 전방 소음과 후방으로 향하는 후방 소음으로 구분될 수 있으며, 상기 인버터 압축기(42)가 배치되는 상기 기계실(40)이 상기 캐비닛(10)의 후방에 배치되고 상기 기계실(40)의 냉각 및 방열을 위한 공기 유동 구조로 인하여 후방 소음이 상대적으로 더 큰것을 알 수 있다.

그리고, 상기 냉장고(1)의 주기적인 소음의 변화 상태는 상기 인버터 압축기(42)의 동작과 일치하는 것을 알 수 있다. 상기 인버터 압축기(42)가 정지 상태에서 구동을 시작하는 초기에 기동 소음이 일부 발생하며, 상기 인버터 압축기(42)의 동작 중 소음이 일정하게 발생되고, 상기 인버터 압축기(42)의 동작이 정지되면 소음이 매우 낮아지는 것을 알 수 있다.

특히, 도 7에 표시된 부분을 참조하면, 전술한 정지 운전을 통해서 상기 인버터 압축기(42)의 정지 신호가 입력되는 순간에서 상기 인버터 압축기(42)의 운전이 정지될 때까지 정지 소음이 크게 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

한편, 도 8은 전술한 정지 운전을 수행하지 않고, 상기 정지 주파수(Fs) 보다 낮은 운전 주파수(F₂)에서 상기 인버터 압축기(42)를 바로 정지시키도록 제어할 때의 냉장고 소음 변화를 나타내고 있다.

상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)보다 낮게 되는 경우 상기 인버터 압축기(42)를 정지시키게 되면, 상기 인버터 압축기(42) 내부의 구성들이 충분한 관성력을 가지지 못한 상태에서 정지되면서 마찰 및 충돌에 의한 소음을 발생시키게 된다.

따라서, 도 8에 도시된 것과 같이 상기 인버터 압축기(42)에 정지 신호가 입력되는 순간에 정지 소음이 크게 발생하는 것을 알 수 있다.

즉, 도 7과 도 8을 비교하여 본다면, 정지 운전을 수행함으로써 상기 인버터 압축기(42)의 정지 소음을 최소화 할 수 있으며, 특히 상기 인버터 압축기(42)의 운전 주파수(F₂)가 정지 주파수(Fs)보다 낮은 경우에도 정지 소음이 발생되지 않도록 할 수 있다.

Claims (20)

1. 인버터 압축기의 기동 후 상기 인버터 압축기를 윤활 주파수로 운전하는 윤활 운전 단계;
   냉장고의 저장 공간의 부하에 따라 상기 인버터 압축기의 운전 주파수를 조절하여 운전하는 부하 대응 운전 단계;
   정지 신호가 입력되면, 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교한 후,
   상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 상승시킨 후 정지시키는 정지 운전 단계;를 포함하는 냉장고의 제어 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 주파수는 상기 인버터 압축기의 전체 주파수 범위 중 하한에서 15% ~ 40% 사이의 값으로 설정되는 냉장고의 제어 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 주파수는 10Hz ~ 20Hz 사이의 값으로 설정되는 냉장고의 제어 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 주파수는 상기 윤활 주파수의 하한 보다 더 낮게 설정되는 냉장고의 제어 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 운전 단계에서,
   상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료되는 냉장고의 제어 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 설정 시간은 3초 ~ 10초 사이로 설정되는 냉장고의 제어 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 운전 단계는 상기 저장 공간이 냉장 운전되는 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시되는 냉장고의 제어 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 운전 단계는 상기 저장 공간의 온도가 0℃ ~ 9℃인 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시되는 냉장고의 제어 방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 정지 운전 단계는 상기 냉장고가 김치 저장 모드로 운전되는 상태에서 상기 정지 신호가 입력되면 실시되는 냉장고의 제어 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정지 운전 단계에서,
    상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 더 높은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 하강시킨 후 정지시키는 정지 운전 단계;를 포함하는 냉장고의 제어 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정지 운전 단계에서,
    상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료되는 냉장고의 제어 방법.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 정지 신호는 고내 온도가 만족되면 입력되는 냉장고의 제어 방법.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 윤할 주파수와 정지 주파수는 냉장고의 운전 상태에 관계없이 고정되는 냉장고의 제어 방법.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 부하 대응 운전 단계에서,
    상기 인버터 압축기는 복수의 운전 주파수로 가변되면서 운전되는 냉장고의 제어 방법.
    
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 정지 운전 단계에서, 상기 정지 주파수와 비교되는 상기 운전 주파수는 상기 정지 신호의 입력시의 운전 주파수인 냉장고의 제어 방법.
    
16. 냉장고의 저장 공간에 구비되며, 온도를 감지하는 온도 센서;
    상기 저장 공간의 냉각을 위한 냉동 사이클을 구성하며, 주파수 제어에 의해 회전수가 가변되는 인버터 압축기; 및
    상기 인버터 압축기의 운전을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 인버터 압축기의 기동 후 상기 인버터 압축기를 설정된 윤활 주파수로 운전시키고,
    상기 저장 공간을 설정 온도로 유지하기 위해 상기 저장 공간의 부하에 따라 상기 인버터 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하며,
    정지 신호의 입력시 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교한 후,
    상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 낮은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 상승시킨 후 정지시키는 냉장고.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정지 주파수는 상기 인버터 압축기의 전체 주파수 범위 중 하한에서 15% ~ 40% 사이의 값으로 설정되는 냉장고.
    
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 인버터 압축기가 정지 주파수에 도달한 후 상기 정지 주파수로 설정 시간 추가 운전 후 종료되도록 제어하는 냉장고.
    
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 정지 신호의 입력시 상기 운전 주파수와 정지 주파수를 비교하여,
    상기 운전 주파수가 정지 주파수보다 높은 경우 상기 인버터 압축기의 주파수를 정지 주파수까지 하강시킨 후 정지시키는 냉장고.
    
20. 제 16 항에 있어서,
    사용자의 조작에 의해 상기 저장 공간의 설정 온도가 입력되는 조작부를 포함하며,
    상기 저장 공간의 온도가 0℃ ~ 9℃ 사이의 상기 설정 온도를 만족하면 정지 신호가 입력되는 냉장고.

Images