KR102641371B1 - 냉장고 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 저장실과 상기 저장실을 냉각시키는 증발기와 상기 증발기에서 발생된 냉기가 이동할 수 있는 통풍로를 포함하고 상기 통풍로는 상기 냉기가 상기 저장실에 유입될 수 있도록 송풍하는 송풍팬과 제상운전에 의해 가열된 공기를 체류시키는 트랩부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제상 운전에 의해 발생한 더운 공기를 체류시키는 트랩부가 형성되어 있어, 제상 운전 중에 발생하는 더운 공기가 통풍로를 통해서 냉장고 내부에 유입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제상 운전 시간을 단축하면서 효율적으로 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있고 종래의 냉장고보다 짧은 시간에 냉동용 증발기를 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 성에 제거 시 냉장고 내부에 유입되는 난기를 억제할 수 있고 냉장고 내부온도의 편차를 줄일 수 있어 식품이 온도변화에 따라 상하는 것을 방지할 수 있다.
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또한, 제상 운전 시간을 단축하면서 효율적으로 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있고 종래의 냉장고보다 짧은 시간에 냉동용 증발기를 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 성에 제거 시 냉장고 내부에 유입되는 난기를 억제할 수 있고 냉장고 내부온도의 편차를 줄일 수 있어 식품이 온도변화에 따라 상하는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 냉장고에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는 냉장고의 내부 구조를 이용하여 보다 냉장고 효율을 올리고 제상히터와 송풍팬을 이용하여 효율적으로 성에를 제거하는 기술에 관한 발명이다.
냉장고는 식품, 음료 등과 같이 저장물을 부패하지 않고 장기간 보관하기 위한 장치이며, 냉장고는 통상 저장물을 냉장 저장하는 냉장실과 저장물을 냉동 저장하는 냉동실이 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 의해 냉각된 공기를 각 저장실 내로 공급하여 저장실의 온도가 목표 온도로 유지되도록 한다.
그리고 증발기는 저장실을 냉각시키기 위해 냉매를 증발시키는데 이러한 과정을 거치는 동안 성에가 증발기에 착상된다. 냉장고에는 이와 같이 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위한 제상히터가 마련된다.
증발기에 착상된 성에를 제거하는 기술로는, 증발기에 가열 히터를 설치하여, 당해 가열 히터에 의해 증발기의 결상(frost formation)을 용융 제거하는 것이 있다.
구체적으로는, 특허문헌 1에 나타내듯이, 증발기에 가열 히터 및 증발기 온도 센서를 설치하여, 당해 증발기 온도 센서의 검출 온도에 기초해 가열 히터의 동작을 제어하는 기술이 있다.
특허문헌1에 따른 기술의 경우, 제상(defrosting)시 가열 히터를 가동시킨 후에 증발기의 온도 센서를 이용하여 증발기의 온도를 측정한 후 이에 따라 가열 히터의 동작 시간을 감소시킬 수 있다. 구체적으로는, 증발기 온도 센서의 검출 온도에 따라, 가열 히터의 패턴 즉, 가열 히터의 가동 및 정지여부를 제어할 수 있다.
그러나 특허문헌 1에 따른 기술의 경우, 제상과정이 전반적으로 일정한 패턴으로 가열 히터를 제어하는 방식으로 이루어지므로 제상을 완료하는데 필요한 시간이 길어져 제상 운전 중에 냉장고 내부 온도가 상승할 가능성이 높다. 따라서, 이러한 경우 냉장고 내부에 저장되어 있는 저장 식품이 부패될 가능성이 높다.
또한, 제상 운전이 진행되었어도 아직 결상이 많이 남아있는 경우나 특정 부분에 한하여 집중적으로 결상이 형성된 경우에는, 아직 성에가 남아 있으므로 가열 히터의 출력을 유지해야 하는데 종래 기술의 경우 특정 패턴에 따라 가열 히터의 출력을 제어한다.
따라서, 제상 과정이 지속적으로 이루어져야 함에도 그렇지 못하고 제상 과정을 정지하기 때문에 필요한 히터의 출력을 저하시킬 수 있는 문제점이 존재하였다.
따라서 본 발명은, 상기 설명한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 냉장고 내부의 구조를 변형시키고 복수 개의 제상 히터와 송풍팬을 이용하여 보다 효율적으로 성에를 제거함과 동시에 제상시간을 단축하여 냉장고 내부 온도의 상승을 억제하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 저장실과 상기 저장실을 냉각시키는 증발기와 상기 증발기에서 발생된 냉기가 이동할 수 있는 통풍로와 상기 냉기가 상기 저장실에 유입될 수 있도록 송풍하는 송풍팬; 및 상기 통풍로를 따라 이동한 제상운전에 의해 가열된 공기를 체류시키는 트랩부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉기의 이동을 제어하는 개폐 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장실 내부에 냉기를 분사하는 복수 개의 분사부와 상기 복수 개의 분사부의 양측에 형성된 복수 개의 구획부를 더 포함하며, 상기 통풍로는 상기 구획부 사이의 공간이고 상기 트랩부는 상기 구획부의 외측 공간일 수 있다.
또한, 상기 개폐 댐퍼가 닫힌 경우 상기 냉매가 상기 트랩부로 유입될 수 있도록 상기 개폐 댐퍼의 양측에 형성된 개구부 및 안내부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 안내부는 상기 구획부의 방향으로 상기 구획부의 최하단보다 소정의 길이만큼 연장되어 있으며 상기 소정의 길이는 10mm 이상 100mm 이하일 수 있다.
또한, 상기 트랩부는 냉각제 또는 축열소재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개폐 댐퍼 및 개구부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고 상기 제어부는 제상운전 시에는 상기 개폐 댐퍼를 폐쇄하고 제상운전이 종료된 경우 상기 개폐 댐퍼를 개방할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 제상운전이 종료된 후, 상기 저장실 내부의 온도와 상기 증발기 내부의 온도의 차이가 미리 설정된 값을 만족하거나, 미리 설정된 시간이 경과한 경우 상기 개폐 댐퍼를 개방하고 상기 송풍 팬을 가동시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 개폐 댐퍼가 개방된 경우 상기 냉매가 상기 트랩부 안으로 유입되지 않도록 상기 개구부를 폐쇄할 수 있다.
또한, 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 적어도 하나의 제상히터를 더 포함하고, 상기 제상히터는 상기 증발기의 상부와 하부에 배치될 수 있다.
또한, 제상운전시 상기 하부에 배치된 제상히터는 상기 상부에 배치된 제상히터의 출력보다 더 큰 출력을 가질 수 있다.
또한, 상기 송풍팬은 상기 상부에 배치된 제상히터와 하부에 배치된 제상히터가 가동되는 동안에는 역회전으로 가동될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 냉장고는 저장실과 상기 저장실을 냉각시키는 증발기와 상기 증발기에 의해 증발된 냉매를 압축하는 압축기와 상기 냉매의 유로를 상기 증발기로 전환하는 유로전환밸브와 상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 제상히터와 상기 증발기의 온도를 측정하는 온도 센서와 상기 측정된 온도를 기초로 상기 유로전환밸브 개폐 여부 및 상기 제상히터의 출력을 단계적으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제상히터가 가동된 후 상기 측정된 온도가 제 1온도보다 작은 경우, 상기 유로전환밸브를 개방하고 상기 제상히터의 출력을 최대로 하거나 단계적으로 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정된 온도가 제 1 온도에 도달하거나, 상기 측정된 온도의 단위 시간당 변화율이 미리 설정된 변화율 값보다 작은 경우 상기 유로전환밸브를 폐쇄하고 상기 제상히터의 출력을 단계적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 제 1저장실과 상기 제 1저장실과 다른 온도로 저장물을 저장하는 제 2저장실과 상기 제 1저장실을 냉각시키는 제 1증발기와 상기 제 2저장실을 냉각시키는 제 2증발기와 상기 제 1증발기에 착상된 성에를 제거하는 제 1제상히터와 상기 제 2증발기에 착상된 성에를 제거하는 제 2제상히터와 상기 제 1증발기 외부에 배치되는 제 1송풍팬과 상기 제 2증발기 외부에 배치되는 제 2송풍팬과 상기 제 1제상히터을 가동시킨 후 제 1시간이 경과하면 상기 제 2제상히터를 가동시키고 제 2송풍팬의 가동을 정지시키는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 1제상히터 및 제 2제상히터의 가동이 종료되면, 제 2시간이 경과하기 전까지 상기 제 1송풍팬을 가동시키지 않거나 상기 제 1송풍팬의 출력을 최대출력보다 작은 출력으로 가동시킬 수 있다.
또한, 상기 제 2증발기의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하고 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도가 미리 설정된 온도에 도달하면 상기 제 2송풍팬을 가동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 제 1저장실과 상기 제 1저장실과 다른 온도로 저장물을 저장하는 제 2저장실과 상기 제 1저장실을 냉각시키는 제 1증발기와 상기 제 2저장실을 냉각시키는 제 2증발기와 상기 제 1증발기에 착상된 성에를 제거하는 제 1제상히터와 상기 제 2증발기에 착상된 성에를 제거하는 제 2제상히터와 상기 제 1증발기 또는 제 2증발기의 온도를 측정하는 온도 센서와 상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 제 1증발기 또는 제 2증발기의 온도가 제 3온도에 도달한 경우, 상기 제 3온도에 도달한 증발기를 냉각시킨 후, 상기 제 3온도에 도달한 증발기의 제상히터를 가동시키는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제 3온도에 도달한 증발기를 냉각시킨 후 상기 제 3온도에 도달한 증발기의 온도가 제 4온도에 도달한 경우, 상기 제4 온도에 도달한 증발기의 제상히터를 가동시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 가열 히터에 의해 제상 운전을 실시하는 냉장고에 있어서, 제상 운전 시간을 단축하면서 효율적으로 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있고 종래의 냉장고보다 짧은 시간에 냉동용 증발기를 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있다.
또한, 성에 제거시 냉장고 내부에 유입되는 난기를 억제할 수 있고 냉장고 내부온도의 편차를 줄일 수 있어 식품이 온도변화에 따라 상하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따라, 냉장고의 냉동 사이클의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 증발기와 상부 히터 및 하부 히터의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시 형태에 따라, 제상 운전의 제어 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명의 제 3실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다
도 8은 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 통풍로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 통풍로에 설치된 트랩부의 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 5실시 형태에 따라, 각 부의 제어 내용을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 6실시 형태에 따라, 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 6실시 형태에 따라, 각 부의 제어장치의 제어 내용을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 6실시형태의 변형에 따른 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따라, 증발기와 상부 히터 및 하부 히터의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시 형태에 따라, 제상 운전의 제어 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명의 제 3실시 형태에 따라, 제상 운전시 온도에 따른 유로전환밸브와 히터를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다
도 8은 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 통풍로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 통풍로에 설치된 트랩부의 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 4실시 형태에 따라, 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 5실시 형태에 따라, 각 부의 제어 내용을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 6실시 형태에 따라, 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 6실시 형태에 따라, 각 부의 제어장치의 제어 내용을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 6실시형태의 변형에 따른 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다"또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에 종래 기술의 문제점을 알아보고 본 발명의 특징 및 다양한 실시예에 대해 도면을 통하여 설명하도록 한다.
증발기에 착상된 성에를 제거하는 기술로는 증발기에 가열 히터 및 증발기 온도 센서(10)를 설치하여, 당해 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도에 기초해 가열 히터의 통전을 제어하는 기술이 있다.
종래 기술의 경우 제상과정 중에 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도가 상승함에 따라 가열 히터로의 동작 시간을 감소시킨다. 구체적으로는, 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도에 따라, 가열 히터의 패턴 즉, 가열 히터의 가동 및 정지를 제어한다.
그러나 종래 기술의 경우, 전반적으로 일정한 패턴으로 가열 히터를 제어하므로 제상을 완료하는데 필요한 시간이 길어져 제상 운전 중에 냉장고 내부 온도가 상승할 가능성이 높다. 따라서, 이러한 경우 냉장고 내부에 저장되어 있는 저장 식품이 부패될 가능성이 높다.
또한, 제상 후에도 아직 결상이 많이 남아있거나 특정 부분에 한하여 집중적으로 결상이 형성된 경우에는, 아직 성에가 남아 있으므로 가열 히터의 출력을 유지해야 한다. 그러나 종래 기술은 특정 패턴에 의해서 가열 히터의 출력을 제어하므로 상기 설명한 바와 같이 제상 과정이 지속적으로 이루어져야 함에도 그렇지 못하고 필요한 히터의 출력을 저하시킬 수 있는 문제점이 존재하였다.
그리고 또 다른 종래 기술로서, 서로 직렬로 접속된 냉동용 증발기 및 냉장용 증발기와, 냉동용 증발기를 가열하기 위한 제1 가열 히터와, 냉장용 증발기를 가열하기 위한 제2 가열 히터를 포함한 냉장고가 있다. 이러한 냉장고는 일반적으로 냉동용 증발기가 냉장용 증발기보다 위에 설치되어 있고, 각 가열 히터는 각 증발기의 아래쪽에 배치되어 있다.
그러나 이러한 구조를 취하는 경우, 냉동용 증발기가 냉장용 증발기의 위에 설치되어 있으므로, 냉동용 증발기가 전체를 제상 하기 위해서는, 제 1 제상히터의 열이 냉동용 증발기의 아래쪽으로부터 위쪽으로 전달되는 동안에는 제 1제상히터가 계속 작동되고 있어야 한다. 따라서, 그 결과 냉동실의 내부 온도가 상승하는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명은, 상기 설명한 문제점들을 해결하기 위하여 고안된 발명으로서, 보다 효율적으로 제상을 하여, 냉동실의 온도 상승을 방지하기 위함에 그 목적이 있다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 구조 및 특징에 대해 자세히 알아본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 냉장고(100)는, 도 1에 나타내듯이, 압축기(2), 응축기(3), 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5)를 갖는 냉동 사이클을 포함할 수 있다.
냉동용 증발기(5)와 연결되는 있는 유로의 상부에는 감압 수단인 제 1캐필러리 튜브(Capillary Tube, 6)가 설치되어 있을 수 있다. 또한, 응축기(3) 및 제1 캐필러리 튜브(6)의 사이 분기 유로에는 냉장용 증발기(4)가 설치되어 있고, 당해 분기점과 냉장용 증발기(4)의 사이에는, 감압 수단인 제2 캐필러리 튜브(7)가 설치되어 있을 수 있다.
그리고 냉장용 증발기(4)와 연결되어 있는 유로의 하부는 제 1캐필러리 튜브(6)와 냉동용 증발기(5) 사이의 유로와 만날 수 있다.
분기점에는, 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5)로의 냉매 공급 상태를 전환하는 유로전환밸브(8)가 설치될 수 있다. 본 발명의 유료전환밸브(8)는, 삼방 밸브로 이루어지는 전환 밸브로 이루어질 수 있다.
또한, 유로전환밸브(8)는 냉매의 이동 여부를 제어할 수 있는 포토를 구비할 수 있으며, 응축기측과 냉장측 그리고 냉동측으로 냉매 전환 제어를 할 수 있는 포트가 각각 구비될 수 있다. 또한, 유로전환밸브(8)는, 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.
유로전환밸브(8)는 제어부(C)에 의해 아래와 같이 3가지 상태로 제어될 수 있다. 첫 번째로 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5) 양방에 냉매가 흐르는 상태로 제어할 수 있으며, 두 번째로 냉장용 증발기(4)에 냉매가 흐르지 않고, 냉동용 증발기(5)에만 냉매가 흐르는 상태로 제어할 수 있다. 그리고 마지막으로 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5) 양방에 냉매가 흐르지 않는 상태로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 냉장용 증발기(4)와 냉동용 증발기(5)에 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 복수 개의 가열 히터(91, 92)가 설치될 수 있다. 구체적으로는, 냉동용 증발기(5)에 상부 가열 히터(91)와 하부 가열 히터(92)가 설치될 수 있다. 또한, 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)는 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 상부 가열 히터(91)는, 냉동용 증발기(5)의 핀(5F)의 피치에 맞추어 배치될 수 있는데, 구체적으로는 핀 피치의 배열되어 있는 방향과 다른 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 냉동용 증발기(5)의 핀 피치는 상측이 좁고, 하측이 넓기 때문에, 상부 가열 히터(91)는, 상측이 넓고 하측이 좁아지도록 좌우로 구불구불하게 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 하부 가열 히터(92)는, 냉동용 증발기(5)에 있어서 상부 가열 히터(91)보다 하측에 배치될 수 있다. 구체적으로 하부 가열 히터(92)는, 냉동용 증발기(5)의 하면을 따라 배치되면서 냉동용 증발기(5)의 아래쪽에 설치된 드레인 팬(P)의 바닥면을 따라 배치될 수 있다.
또한 냉동용 증발기(5)에는 당해 냉동용 증발기(5)의 외면 온도를 측정하기 위한 증발기 온도 센서(10)가 설치될 수 있다. 증발기 온도 센서(10)는, 냉동용 증발기(5)의 냉매 배관에 설치될 수 있다. 또한, 측정된 증발기 온도는 제어부(C)에 전송될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 다른 냉장고(100)의 동작 원리에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
통상의 냉각 운전에 따라 냉동 온도대(냉동실)를 냉각하는 경우, 제어부(C)는 냉동용 증발기(5)에 냉매를 흘려 보내기 위해서 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 개방하고 냉장측 포트를 폐쇄할 수 있다.
반대로 냉장 온도대(냉장실)를 냉각하는 경우, 제어부(C)는 냉장용 증발기(4)에 냉매를 흘려 보내기 위해 유로전환밸브(8)의 냉장측 포트를 개방 하고 냉동측 포트를 폐쇄할 수 있다.
통상의 냉각 운전에서 제상 운전으로 전환할 경우, 제어부(C)는 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 개방 상태로 할 수 있다. 이때 냉장측 포트는 개방 상태 또는 폐쇄 상태 어떠한 것이든 상관 없으나, 압축기(2)의 흡입측과 토출측의 차압을 없애기 위해서는 냉장측 포트는 개방 상태로 하는 것이 보다 효율적이다.
또한, 제상 운전으로의 전환은 제어부(C)가 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 검출 온도(D)가 소정의 제상 개시 온도(예를 들면 -10℃)가 되었다고 판단되는 경우에 시작할 수 있다.
또한, 제상 운전으로 전환될 경우, 제어부(C)는 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 제어할 수 있다.
보다 상세하게는, 제어부(C)는 증발기에 부착된 성에를 빠르게 제거하기 위해 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 최대(100%)로 하여, 냉동용 증발기(5)에 부착된 성에를 융해시킬 수 있다.
제상 운전이 진행된 후, 제어부(C)는 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 1온도(T1)에 도달된 경우 잠열 변화가 종료되었다고 판단하여, 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 폐쇄 상태로 전환하고 냉동용 증발기(5)에 냉매가 흐르지 않게 할 수 있다. 또한, 제어부(C)는 동시에 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 제어할 수 있다.
일반적으로 제 1온도는 잠열 변화가 종료되었다고 판단할 수 있는 온도로서 0 ~ 1도 사이의 범위를 말하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 제어부(C)는 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력 제어를 동시에 할 수 있고 서로 시간을 달리하여 독립적으로 제어하는 것도 가능하다
그 후, 제어부(C)는, 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 2온도(T2)에 도달된 경우, 제상과정이 끝났다고 판단하여 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 정지할 수 있다.
일반적으로 제 2온도는 증발기에 더 이상 성에가 발생하지 않는다고 판단할 수 있는 온도로서 8도 ~ 12도 사이의 온도를 말하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제상 운전 과정이 종료된 경우 제어부(C)는 다시 통상의 냉각 운전을 시작할 수 있다.
이와 같이 구성된 제 1실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도에 기초하여 유로전환밸브(8)에 의한 냉매 공급 상태의 전환이 이루어질 수 있고 동시에 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 단계적으로 제어할 수 있어 제상 운전 시간을 단축하고 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
구체적으로는, 제 1온도(T1) 미만인 경우에, 냉동용 증발기(5)에 냉매를 흘려 보냄과 함께, 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 최대로 할 수 있으므로, 냉동용 증발기(5)의 성에를 제거하는 제상 운전 시간을 단축할 수 있다.
또한, 측정된 온도가 제 1온도(T1) 이상이 된 경우에는 냉동용 증발기(5)에 냉매가 흐르지 않게 하고 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 제어할 수 있으므로, 냉동용 증발기(5)의 온도의 오버 슈트를 억제하여 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
다음으로 본 발명의 제 2실시 형태에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 냉장고(100)의 구성 요소는 제 1실시 형태와 동일하나 제상 운전의 제어 내용이 다르다.
통상의 냉각 운전에서 제상 운전으로 전환하는 경우, 제어부(C)는 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 개방 상태로 할 수 있다. 또한, 이때 냉장측 포트는 개방 상태 또는 폐쇄 상태 어떠한 것이든 상관 없으나, 압축기(2)의 흡입측과 토출측의 차압을 없애기 위해서는, 냉장측 포트는 개방 상태로 하는 것이 보다 효율적이다.
그리고 제어부(C)는 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)를 작동시켜 그 출력을 최대(100%)로 할 수 있다.
제상 운전이 진행된 후, 제어부(C)는 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 1온도(T1)에 도달된 경우 잠열 변화가 종료되었다고 판단하여 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 폐쇄 상태로 전환하고 냉동용 증발기(5)에 냉매가 흐르지 않게 할 수 있다.
또한 제어부(C)는 동시에 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 이하의 출력 제어 함수에 따라 작동시킬 수 있다.
(1) 상부 가열 히터(91)의 출력 제어 함수: 100-100*(D-T1)/(T2-D)
(2) 하부 가열 히터(92)의 출력 제어 함수: 100-100*(D-T1)/(X*T2-D)
여기에서, D는, 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도이다.
T1은, 제1 판정 온도이며, 본 실시 형태에서는 0.5℃이다.
T2는, 제2 판정 온도이며, 본 실시 형태에서는 10℃이다.
X는, 하부 가열 히터(92)의 출력을 상부 가열 히터(91)의 출력보다 크게 하기 위한 계수이다. 만약, X=2로 한 경우, 제 2판정 온도(T2)에 도달해 제상 운전을 종료하기 직전에 있어서의 하부 가열 히터(92)의 출력은 50%가 될 수 있다.
그리고 제어부(C)는 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력 제어를 동시에 할 수 있고 서로 시간과 크기를 달리하여 독립적으로 제어 할 수도 있다.
그 후, 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 2온도(T2)에 도달된 경우, 제상과정이 끝났다고 판단하여 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 정지할 수 있다.
일반적으로 제 2온도는 증발기에 더 이상 성에가 발생하지 않는다고 판단할 수 있는 온도로서 8도 ~ 12도 사이의 온도를 말하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제상 운전 과정이 종료된 경우 제어부(C)는 다시 통상의 냉각 운전을 시작할 수 있다.
이와 같이 구성된 제 2실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 상기 제1 실시 형태에 따른 효과와 더불어, 제상 운전 시에 냉동용 증발기(5)의 상부로부터 떨어진 물이나 얼음에 의해, 냉동용 증발기(5)의 하부 또는 드레인 팬이 다시 결상되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제 3실시 형태에 대해 도 6과 도 7을 참조하여 설명한다.
본 발명의 제 3실시 형태에 따른 냉장고(100)의 구성 요소는 제1 실시 형태와는 동일하지만 제상 운전의 제어 내용이 다르다.
통상의 냉각 운전모드에서 제상 운전모드로 전환되는 경우 제어부(C)는, 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 개방 상태로 할 수 있다. 또한, 이때 냉장측 포트는 개방 상태 또는 폐쇄 상태 어떠한 것이든 상관 없으나, 압축기(2)의 흡입측과 토출측의 차압을 없애기 위해서는, 냉장측 포트는 개방 상태로 하는 것이 보다 효율적이다.
그리고 제어부(C)는 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)를 작동시켜 그 출력을 최대(100%)로 할 수 있다.
그리고 제상 과정이 시작 되면 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)의 측정 값을 기초로, 측정 온도(D)의 단위 시간당 온도 변화 값이 미리 설정해 놓은 변화 값보다 작은 경우, 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 폐쇄 상태로 전환하여 냉동용 증발기(5)에 냉매가 흐르지 않게 하고 동시에 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 제어할 수 있다.
그 후, 제어부(C)는 측정 온도(D)의 단위 시간당 온도 변화 값이 미리 설정해 놓은 변화 값보다 작은 경우, 잠열 변화가 종료되었다고 판단하여 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 폐쇄 상태로 전환하여 냉동용 증발기(5)에 냉매가 흐르지 않게 할 수 있다. 그리고 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 출력을 단계적으로 제어할 수 있다.
상기 언급한 미리 설정해 놓은 변화 값이란, 측정 온도의 시간 변화에 있어서 잠열 변화 부분을 측정하는 것을 의미한다. 예를 들면 검출 온도의 1분간의 시간 변화가 0.5℃ 이하인 경우 이에 해당한다고 판단할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그 후, 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 2온도(T2)에 도달된 경우, 제상과정이 끝났다고 판단하여 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)의 동작을 정지시킬 수 있다.
일반적으로 제 2온도는 증발기에 더 이상 성에가 발생하지 않는다고 판단할 수 있는 온도로서 8도 ~ 12도 사이의 온도를 말하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제상 운전 과정이 종료된 경우 제어부(C)는 다시 통상의 냉각 운전을 시작할 수 있다.
이와 같이 구성한 제 3실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 상기 제1 실시 형태의 효과에 더해, 냉동용 증발기(5)에 결상한 얼음의 잠열 변화 부분을 고려하여 냉동용 증발기(5)에 냉매를 흘려 보낼 수 있으므로, 당해 냉동용 증발기(5)의 제상 운전 시간을 단축할 수 있는 효과가 존재한다.
또한 온도 변화에 의해 제상과정이 단계적으로 이루어지므로, 증발기 온도 센서(10)의 측정 오차에 의한 영향을 경감할 수 있는 효과도 존재한다.
또한, 상부 가열 히터(91) 및 하부 가열 히터(92)를 동일한 출력 가변 제어로 제어하고 있으므로, 제어 회로를 간단하게 할 수 있고 비용 또한 절약할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제 4실시 형태에 대해 도 8 ~ 도 10을 참조하여 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 제 4 실시 형태의 냉장고(100)는 냉동용 증발기(5)와 냉동용 증발기(5)에서 발생된 냉기가 저장실로 이동할 수 있는 공간인 통풍로(11)를 포함할 수 있고 상기 통풍로(11)는 냉기가 저장실에 유입될 수 있도록 송풍하는 송풍팬(12)과 제상 운전에 의해 가열된 공기를 체류시키는 트랩부(14) 및 상기 냉기의 이동을 제어하는 개폐 댐퍼(13)를 포함할 수 있다.
본 실시 형태의 경우 증발기를 반드시 복수 설치하고 있을 필요는 없으며, 증발기를 1개만 구비하는 구성일 수도 있다.
트랩부(14)는 냉동용 증발기(5)보다 위에 설치된 커버체(15)에 형성될 수 있다.
커버체(15)는, 통풍로(11)의 일부를 형성하는 부분으로서, 냉동실의 안쪽면을 형성하는 안쪽면 커버체이다.
구체적으로 커버체(15)는, 도 9에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 간헐적으로 형성되어 냉장고 내부(냉장실 내부)에 냉기를 분사하는 복수의 분사부(15x)를 포함할 수 있다. 각 분사부(15x)는 직사각형 형상을 이루는 1개의 개구로 형성될 수 있다.
그리고 커버체(15)는, 복수의 분사부(15x)의 양측에 형성된 복수 개의 구획부(151)를 포함할 수 있다. 도 8에서는 2개의 구획부(151)를 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니고 동작 환경에 맞추어 더 많은 구획부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2개의 구획부(151)의 사이의 공간이 통풍로(11)의 일부가 될 수 있으며, 2개의 구획부(151)의 왼쪽과 오른쪽 양측에 형성된 공간이, 제상 운전에 의해 가열된 공기를 체류시킬 수 있는 트랩부(14)가 될 수 있다. 구체적으로 트랩부(14)는 구획부(151) 및 커버체(15)의 외벽부(15a) 사이에 형성될 수 있다.
개폐 댐퍼(13)는 커버체(15)에 형성된 2개의 구획부(151)보다 아래쪽에 형성될 수 있다. 개폐 댐퍼(13)가 개방되는 경우, 커버체(15)에 형성된 통풍로(11)가 개방되므로 공기가 아래에서 위로 통풍로(11)를 통하여 흐를 수 있다.
또한, 개폐 댐퍼(13)가 폐쇄되는 경우 통풍로(11)가 폐쇄되므로 개폐되는 경우와 달리 아래에서 위로 공기가 흐르지 않을 수 있다.
그러나 개폐 댐퍼(13)가 폐쇄된 경우, 냉동용 증발기(5)로부터 발생된 공기가 트랩부(14) 내부로 유입되게 할 수 있는 안내부(152) 및 안내유로(16)가 형성될 수 있다.
안내부(152)는 외측에는 냉매가 통과할 수 있는 안내유로(16)가 형성될 수 있다. 또한, 안내 유로(16)는 커버체(15)에 형성된 안내부(152)에 의해 형성될 수 있다.
안내부(152)의 하단부는, 개폐 댐퍼(13)와 간극 없이 접촉할 수 있으며, 당해 안내부(152)의 외측에 있는 외벽부(15a)와의 사이에는 안내 유로(16)의 개구부(16H)를 형성할 수 있다.
개구부(16H)는 제상 운전 시에 발생하는 더운 공기가 트랩부(14)에 유입되도록 하기 위해서, 개폐 댐퍼(13)의 좌우에 형성되며 그 폭이 10mm 이상이 될 수 있다.
안내부(152)의 상단부는, 구획부(151) 및 외벽부(15a)의 사이에 위치할 수 있다. 이러한 구조로 인하여, 트랩부(14)에 입구(14a)와 출구(14b)가 형성될 수 있다.
즉, 안내부(152)의 외측에 위치하는 공간이 안내 유로(16)를 통과한 공기의 입구(14a)가 되고, 안내부(152)의 내측에 위치하는 공간 부분이 트랩부(14)를 통과한 공기의 출구(14b)가 될 수 있으며 출구(14b)는 통풍로(11)에 연결될 수 있다.
그리고 트랩부(14)의 입구(14a)로부터 유입한 더운 공기가 위로 흐르지 않고 출구(14b)로부터 유출되는 것을 방지하기 위해서, 안내부(152)의 상단은 트랩부(14)의 하단, 즉, 구획부(151)의 하단으로부터 20mm 이상 상측에 위치하도록 구성될 수 있다. 또한, 각 트랩부(14)의 횡단면적을 통풍로(11)의 횡단면적의 1/2 이하로 할 수 있다.
이상 도 8 ~ 9를 통하여 제 4 실시 형태에 따른 냉장고(100)의 구성에 대해 알아보았다. 이하 도 10을 통하여 제 4 실시 형태에 따른 제상 운전에 있어서의 공기의 흐름에 대해 설명한다.
통상의 냉각 운전 시, 개폐 댐퍼(13)는 개방된 상태이다. 이로 인하여, 냉동용 증발기(5)에 의해 냉각된 냉기는 통풍팬(12)에 의해 통풍로(11)를 통과해 복수의 분사부(15x)로부터 냉동실 내로 유입될 수 있다.
그러나 제상 운전에 따라 히터(91, 92)의 동작하기 시작하면 개폐 댐퍼(13)는 폐쇄될 수 있다. 이러한 경우 냉동용 증발기(5)에 설치된 히터(91, 92)에 의해 가열된 공기(더운 공기)는 통풍로(11)를 통해 개폐 댐퍼(13)까지 도달할 수 있다.
그리고 개폐 댐퍼(13)는 폐쇄되어 있으므로 가열된 공기는 개폐 댐퍼(13)를 통과하지 못하고 개폐 댐퍼(13)의 좌우 양측에 형성된 개구부(16H)를 통해 이동하며, 안내 유로(16)를 통해서 트랩부(14)까지 흐를 수 있다. 이러한 구조적 특징으로 인하여 제상 운전에 의해 발생하는 더운 공기는 트랩부(14)에 체류하고, 냉장고 내부(냉동실 내부)에 유입되지 않을 수 있다.
또한, 트랩부(14)의 입구(14a)와 출구(14b)는 별도로 형성되어 있으므로, 처음 유입된 더운 공기는 주위의 차가운 공기로 인해 냉각된 후, 아래에 내려가 출구(14b)로부터 통풍로(11)까지 흐를 수 있다.
새로 유입된 더운 공기 또한 동일한 메커니즘에 의해 트랩부(14)에서 체류하게 되고 냉각될 수 있다.
그 후 제상 운전 종료되면, 히터(91, 92)의 작동이 종료되므로 제어부(C)는 개폐 댐퍼(13)를 개방할 수 있다. 따라서, 냉동용 증발기(5)로부터 발생된 냉기는 트랩부(14)를 통하지 않고 냉동실 내로 유입되어, 통상의 냉각 운전 과정을 실시할 수 있다.
이와 같이 구성된 제 4 실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 제상 운전에 의해 발생한 더운 공기를 체류시키는 트랩부(14)가 형성되어 있으므로, 제상 운전 중에 발생하는 더운 공기가 통풍로(11)를 통해서 냉장고 내부에 유입하는 것을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
또한, 송풍팬(12) 및 트랩부(14)의 사이에 개폐 댐퍼(13)를 형성하고 있고, 개폐 댐퍼(13)가 폐쇄된 경우 가열된 공기를 트랩부(14) 내부로 유입되게 할 수 있는 안내 유로(16)가 형성되어 있으므로, 제상 운전 중에 발생하는 더운 공기를 트랩부(14)에 쉽게 유입하게 할 수 있다. 또한, 가열된 공기가 통풍로(11)를 통해서 냉장고 내부에 유입하는 것을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 트랩부(14)는 가열된 공기를 냉각시키기 위해 축열소재 또는 냉각제를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 가열된 공기를 냉각할 수 있어 가열된 공기가 통풍로(11)를 통해서 냉장고 내부에 유입하는 것을 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 경우 개폐 댐퍼(13)가 개방된 경우 안내부(152) 및 안내유로(16)를 폐쇄하도록 구성할 수 있다. 이러한 경우 통상의 냉각 운전시 냉기가 트랩부(14)에 유입되므로 냉장고 내부의 냉각 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 4 실시 형태의 경우, 개폐 댐퍼(13)는 냉장고의 운전 상태에 따라 개방되는 정도가 다르게 제어될 수 있다.
구체적으로 제어부(C)는 제상 운전시에서는 개폐 댐퍼(13)를 완전 폐쇄 상태로 하고, 냉각 운전의 냉동 모드(예를 들면 냉장고 내부 온도가 -18℃)의 경우 개폐 댐퍼(13)를 완전 개방 상태로 하고 냉각 운전에 있어서 해동 모드(예를 들면 냉장고 내부 온도가 -1℃~-5℃)의 경우 완전 개방 상태와 완전 폐쇄 상태 사이의 개방도가 되는 반개방 상태로 제어 할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제 5 실시 형태에 대해 도 11을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
제 5실시 형태에 다른 냉장고(100)는, 상기 제 4실시형태의 냉장고(100)의 제어 방법에 관한 것이다.
구체적으로 제어부(C)는, 냉동실 내에 설치된 냉장고 내부 온도 센서(도시하지 않음)의 검출 온도 및 증발기 온도 센서(10)에 따라 검출된 온도에 따라, 개폐 댐퍼(13)의 개폐 여부 및 송풍팬(12) 동작을 제어할 수 있다.
제어부(C)는 제상 운전이 종료된 후, 냉장고 내부 온도 센서의 검출 온도와 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도의 차이가 미리 설정된 값(예를 들어 차이가 2도 이상)을 만족하는 경우에 송풍팬(12)을 가동시킬 수 있다.
또한, 이러한 경우 제어부(C)는 개폐 댐퍼(13)를 히터(91, 92)의 동작이 종료된 후부터 송풍팬(12)이 다시 작동을 하기 전까지 개방 상태가 되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(C)는 냉장고 내부 온도 센서의 검출 온도와 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도에 관계없이, 제상 운전의 종료 시부터 미리 정해진 시간이 경과한 후에 송풍팬(12)이 작동하도록 제어할 수 있다.
이하 제 5 실시 형태에 따른 각 운전(냉각 운전, 제상 운전 등)의 제어 내용에 대해 설명한다.
제어부(C)는 통상의 냉각 운전시에는 압축기(2) 및 송풍팬(12)의 작동 여부를 냉장고 내부 온도 센서의 검출 온도에 기초하여 제어할 수 있다. 그리고 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도가 소정의 제상 개시 온도(예를 들면 -10℃)가 되었다고 판단되는 경우 제상 운전을 개시할 수 있다.
제상 운전시에는 제어부(C)는 압축기(2) 및 팬(12)을 정지시키며 또한 히터(91, 92)를 가동시키고 개폐 댐퍼(13)를 개방 상태로 할 수 있다. 그 외의 제어 내용에 대해서는, 상기 실시 형태와 동일하다.
그리고 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도(D)가 소정의 제상 종료 온도(예를 들면, 10℃)에 도달되었다고 판단되면, 히터(91, 92)의 작동을 정지하여 제상 운전을 종료할 수 있다.
제상 운전이 종료하면, 제어부(C)는 압축기(2)를 운전시켜 리커버리(Recovery) 냉각 운전을 시행할 수 있다.
그리고 리커버리 냉각 운전시, 제어부(C)는 냉장고 내부 온도 센서의 측정 온도와 증발기 온도 센서(10)의 측정 온도의 차가 2도 이상이 된 경우에 송풍팬(12)을 작동시킬 수 있다.
또한 리커버리 냉각 운전을 개시한 후, 일정 시간 후에 개폐 댐퍼(13)를 개방 상태로 할 수 있다. 또한, 일정 시간은 냉장고 내부 온도 센서의 검출 온도와 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도의 차가 2도 이상이 될 때까지의 시간으로 설정할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 리커버리 냉각 운전에 따라 송풍팬(12)을 작동 시킨 후에 제어부(C)는 통상의 냉각 운전을 시행할 수 있다.
이와 같이 구성한 제 5 실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 제상 운전 후 냉장고 내부 온도 센서의 검출 온도와 증발기 온도 센서(10)의 검출 온도의 차가 2도 이상이 된 경우 즉, 증발기(5)의 온도가 낮아진 후에 송풍팬(12)을 동작시키므로 냉장실 내로 더운 공기의 유입을 억제할 수 있어 냉장고의 효율성을 높일 수 있다.
또한 제어부(C)는, 제상 운전 후 송풍팬(12)을 작동시키기 전에 개폐 댐퍼(13)를 개방 상태로 제어하므로, 개폐 댐퍼(13)가 냉기에 의해 냉각되어 빙결이 발생하여 동작 불량이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고 다양한 형태로 변형될 수 있다.
예를 들면 상기 실시 형태에서는, 냉동용 증발기(5)에 2개의 가열 히터를 기준으로 설명하였지만 3개 이상의 가열 히터를 설치하여 본 발명을 적용시킬 수도 있다.
또한, 복수의 가열 히터는 상하 방향으로 배치되는 구성 이외에 좌우 방향으로 배치되는 구성일수도 있다.
또한 상기 각 실시 형태에서는, 온도센서(10)에 의해 측정된 온도가 제 1온도에 도달한 경우 유로전환밸브(8)에 의한 냉매 공급 상태의 전환과 가열 히터의 제어 전환이 동시에 이루어지도록 구성되어 있지만, 유로전환밸브(8)에 의한 냉매 공급 상태의 전환과 가열 히터의 제어 전환은 각각 독립적으로 또는 이시에 이루어질 수도 있다.
또한, 냉장용 증발기(4)와 냉동용 증발기(5)를 직렬 배치한 경우뿐만 아니라 병렬 접속하여 구성하여 본 발명이 적용되도록 할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서 증발기는 냉장용 증발기와 냉동용 증발기의 2개의 증발기를 기준으로 설명하였지만, 3개 이상의 증발기를 갖는 설치하여 본 발명을 적용시킬 수 있다. 물론 이와 반대로 각 실시 형태에 있어서, 냉동용 증발기(5)에 형성하는 가열 히터는 1개로 구성되어 본 발명의 실시 형태들이 적용 될 수도 있다.
다음으로 본 발명의 제 6 실시 형태에 대해 도 12 ~ 도 14를 참조하여 설명하도록 한다.
제 6 실시 형태의 냉장고(100)는, 도 12에 나타내듯이, 냉장용 증발기(4)를 제상하기 위한 제1 제상히터(h1)와, 냉동용 증발기(5)를 제상하기 위한 제2 제상히터(h2)와, 냉장용 증발기(4)에 송풍하는 제 1송풍팬(f1)과 냉동용 증발기(5)에 송풍하는 제 2송풍팬(f2)을 포함할 수 있다.
그리고 각각의 제상히터(h1, h2)는 각각 대응되는 증발기(4, 5)의 아래쪽에 설치될 수 있다. 또한, 각 가열 히터(h1, h2)와 각 송풍팬(f1, f2)은 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.
또한 냉동용 증발기(5)는 당해 냉동용 증발기(5)의 외면 온도를 검지하기 위한 도시하지 않은 증발기 온도 센서가 설치될 수 있다. 증발기 온도 센서는, 예를 들면 냉동용 증발기(5)의 냉매 배관에 설치될 수 있고, 검출된 검출 온도(검출 신호)는 상기 제어부(C)로 전송될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(C)는 CPU, 메모리, A/D컨버터 등을 구비할 수 있으며, 기능적으로는 상기 메모리에 저장된 프로그램에 따라 CPU나 주변기기와 같이 작동할 수 있다. 이에 따라 냉장고(100)의 운전을 통상 냉각 운전 또는 제상 운전으로 전환시킬 수 있다.
통상의 냉각 운전에 따라 냉동 온도대(냉동실)를 냉각하는 경우, 제어부(C)는 냉동용 증발기(5)에 냉매를 보내기 위해 유로전환밸브(8)의 냉동측 포트를 개방 상태로 하고, 냉장측 포트를 폐쇄 상태로 할 수 있다.
또한 냉장 온도대(냉장실)를 냉각하는 경우, 제어부(C)는 냉장용 증발기(4)에 냉매를 흘려 보내기 위해서 유로전환밸브(8)의 냉장측 포트를 개방 상태로 하고 냉동측 포트를 폐쇄 상태로 할 수 있다.
통상의 냉각 운전에서 제상 운전으로 전환할 경우, 제어부(C)는 유로전환 밸브(8)의 냉동측 포트를 개방 상태로 할 수 있다.
이러한 경우, 냉장측 포트는 개방 상태여도 되고 폐쇄 상태여도 되지만, 압축기(2)의 흡입측과 토출측의 차압을 없애기 위해서는, 냉장측 포트는 개방 상태로 하는 것이 효율적이다.
그리고 본 실시 형태에 따른 제어부(C)는 도 13에 나타내듯이, 제상 운전이 개시되면 제 1 가열 히터(h1)를 작동시킨 후, 제 1 소정 시간(t1) 경과 후에 제 2 가열 히터(h2)가 가동되도록 구성할 수 있다.
즉, 제어부(C)는 제상 운전이 개시되면 제1 가열 히터(h1)를 가동시키고 그 후, 제1 소정 시간(t1) 경과하면 제 2 가열 히터(h2)에 가동시킬 수 있다. 그리고 이러한 과정을 거치는 동안에는 압축기(2)는 가동하고 있지 않을 수 있다.
그리고 상술한 제 1 시간(t1)은, 제상 운전이 개시되었을 때에 냉장용 증발기(4) 내에서 가열된 냉매가 냉동용 증발기(5)에 도달하기까지 통상적으로 필요한 시간 또는 더 길게 설정될 수 있다. 통상적으로 300초 내외로 정해지나 이에 한정되는 것은 아니고 냉장고의 구성 형태에 따라 상황에 맞추어 변경될 수 있다.
이러한 특성에 갖는 경우, 제 1 가열 히터(h1)가 작동 된 후, 제 1 시간(t1)이 경과 후에 제 2 가열 히터가 작동 됨으로써, 종래 제상 과정 보다 짧은 시간에 냉동용 증발기(5)를 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
그 후 제어부(C)는, 제 1 가열 히터(h1)의 동작을 정지시킨 후 다시 제 2 가열 히터(h2)의 동작을 정지 시킬 수 있다. 제 1 가열 히터(h1)의 동작을 정지 시킨 후, 제 2 가열 히터의 동작을 정지 시킬 때까지의 시간은, 제 1 시간(t1)과 같은 시간으로 설정할 수 있다. 그러나 냉장고의 구성 형태에 따라 상황에 맞추어 다른 시간으로 설정될 수도 있다.
또한, 제어부(C)는 도 13에 도시된 바와 같이, 제상 운전에서 통상 냉각 운전으로 전환된 후, 제 2 시간(t2)이 경과되기 전까지 제 1송풍팬(f1)을 기본적으로 발생되는 풍랑의 크기보다 낮은 풍랑으로 작동시킬 수 있다.
보다 구체적으로 제어부(C)는, 제 1송풍팬(f1)의 풍랑의 크기를 제상 운전에서 통상 냉각 운전으로 전환된 시점부터 서서히 증가시키고, 제 2 시간(t2) 경과된 경우 기본적으로 발생되는 풍랑의 크기로 작동되도록 제어할 수 있다.
이러한 경우 제 2 시간(t2)이 경과하기 전까지 제 1 송풍팬(f1)을 기본적으로 발생되는 풍랑의 크기보다 낮은 크기의 풍랑으로 작동시킬 수 있으므로, 제상 운전에 있어서 가열된 냉장용 증발기(4)의 열이 냉장실에 유입되는 것을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
또한, 제어부(C)는 제상 운전에서 통상 냉각 운전으로 전환된 후 제3 시간(t3) 경과되기 전까지 제 2송풍팬(f2)을 정지시킬 수 있다.
보다 구체적으로 제어부(C)는, 상술한 증발기 온도 센서의 검출 온도와 냉동실의 내부 온도의 차이 미리 설정된 값(예를 들면 2℃)을 만족시킬 때까지의 시간을 제 3시간으로 설정하고 이 시간 동안 제 2송풍팬(f2)의 동작을 정지시킬 수 있다.
이러한 경우, 일정 시간 동안 제 2송풍팬(f2)을 정지시킬 수 있으므로, 제상 운전에 있어서 가열된 냉동용 증발기(5)의 열이 냉동실에 유입되는 것을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
또한, 상기 제어부(C)는, 도 13에 나타내듯이, 통상 냉각 운전에서 제상 운전으로 전환된 후, 제 2 제상히터(h2)를 작동시키기 전까지 즉, 제 1 시간(t1)이 경과하기 전까지 제 2송풍팬(f2)의 작동을 정지시킬 수 있다.
또한, 제 2송풍팬(f2)이 작동되는 시간은 제 1시간(t1)보다 짧게 작동하도록 설정할 수 있다.
이러한 경우, 통상의 냉각 운전에서 제상 운전으로 전환된 후 제 1 시간(t1) 동안 제 2송풍팬(f2)이 작동되므로, 제상 운전이 개시된 후 제 2 제상히터(h2)가 냉동용 증발기(5)를 가열하기 전까지 냉동용 증발기(5)에 의해 냉각되고 있는 공기를 냉동실에 보낼 수 있어, 냉각 효율의 저하를 방지할 수 있는 효과가 존재한다.
또한, 본 실시 형태의 냉장고(100)는, 제상 운전시 제 1가열 히터(h1)가 동작되는 동안 제 1송풍팬(f1)이 역회전하고, 제2 가열 히터(h2)가 동작되는 동안, 제 2송풍팬(f2)이 역회전 하도록 제어할 수 있다.
역회전이란, 각 증발기(4, 5)의 주위의 공기를 냉장실이나 냉동실에 보낼 때의 회전 방향과 반대 방향의 회전을 말한다. 이러한 경우 각 증발기(4, 5)의 주위의 공기가 냉장실이나 냉동실에 유입되지 않을 수 있다.
따라서, 각 가열 히터(h1, h2)에 의해 가열되고 있는 각 증발기(4, 5) 주위의 열이 냉장실이나 냉동실에 유입되는 것을 보다 효율적으로 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
이와 같이 구성된 본 실시 형태의 냉장고(100)에 의하면, 냉동용 증발기(5)가 냉장용 증발기(4)의 하부 방향에 설치되어 있으므로, 제 1 가열 히터(h1)에 의해 가열된 냉장용 증발기(4)의 열이 냉매를 통하여 하부 방향에 있는 냉동용 증발기(5)에 전달될 수 있다.
또한, 종래 보다 짧은 시간에 냉동용 증발기(5)를 확실하게 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있으며, 냉장용 증발기(4)의 열이 냉장실에 유입되는 것을 억제할 수 있는 효과가 존재한다. 또한, 제상 운전에 있어서 가열된 냉동용 증발기(5)의 열이 냉동실에 유입되는 것을 억제할 수 있으며 냉각 효율의 저하를 방지할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고 다양하게 변형되어 실시 될 수 있다.
예를 들면, 상기 실시 형태의 제어부(C)는, 제상 운전에서 통상의 냉각 운전으로 전환된 후, 제 2 시간(t2)이 경과할 때까지, 제 1송풍팬(f1)의 풍랑의 크기를 서서히 증가되도록 구성되어 있으나 제상 운전에서 통상 냉각 운전으로 전환된 후, 제 2 시간이 경과하기 전까지 제 1송풍팬을 정지시킬 수도 있다.
또한 상기 실시 형태의 제어부(C)는, 제상 운전에 있어서 제 1 가열 히터(h1) 및/또는 제 2 가열 히터(h2)가 작동하는 동안, 이에 대응하는 제 1송풍팬(f1) 및/또는 제 2송풍팬(2)이 역회전을 하는 것을 특징으로 하고 있지만, 제 1송풍팬(f1) 및/또는 제 2송풍팬(f2)을 역회전 시키지 않고 정지시킬 수 도 있다.
또한, 상기 실시 형태의 냉장고는, 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5)를 서로 직렬로 설치하였지만, 도 14에 나타내듯이, 냉장용 증발기(4) 및 냉동용 증발기(5)를 서로 병렬로 설치하여 본 발명이 적용될 수도 있다.
이러한 구성의 경우, 제어부(C)는, 제상 운전 시 제 1 가열 히터(h1)를 작동 시킨 후, 일정 시간이 경과한 후에 제 2 가열 히터(h2)를 작동시킴으로써, 제 1 가열 히터(h1)에 의해 가열된 냉장용 증발기(4)의 열이 냉매를 통하여 냉동용 증발기(5)에 전달되도록 할 수 있다. 따라서, 제 2 가열 히터(h2)의 동작 시간을 종래 기술보다 짧게 할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있는 효과가 존재한다.
또한, 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 미리 설정된 온도(제상 개시 온도, 예를 들면 -10℃)가 된 경우에, 냉동용 증발기(5)를 더욱 예비 냉각한 후, 가열 히터를 동작되도록 구성할 수도 있다.
보다 구체적으로 제어부(C)는 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 제상 개시 온도(예를 들면 -10℃)가 된 경우에, 가열 히터 및 압축기를 정지시키지 않고 예비 냉각을 개시한 후, 증발기 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도가 미리 설정된 온도(가열 개시 온도, 예를 들면 -12℃)가 된 경우에, 가열 히터를 작동시킬 수 있다.
이러한 구성을 취하는 경우, 제상 운전에 의해 냉장고 내부 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있는 효과가 존재한다. 또한, 제상 개시 온도나 가열 개시 냉장고의 구조적 특징에 따라 적절히 변경하여 사용할 수도 있으며, 냉동용 증발기(5)가 아닌 냉장용 증발기(4)를 예비 냉각하도록 해도 상관없다.
이상 도면을 통하여 본 발명의 구성 및 특징에 대해 알아보았다.
본 발명에 의하면, 제상 운전에 의해 발생한 더운 공기를 체류시키는 트랩부가 형성되어 있어, 제상 운전 중에 발생하는 더운 공기가 통풍로를 통해서 냉장고 내부에 유입하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제상 운전 시간을 단축하면서 효율적으로 냉장고 내부 온도의 상승을 억제할 수 있고 종래의 냉장고보다 짧은 시간에 냉동용 증발기를 제상할 수 있어, 냉동실의 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 성에 제거 시 냉장고 내부에 유입되는 난기를 억제할 수 있고 냉장고 내부온도의 편차를 줄일 수 있어 식품이 온도변화에 따라 상하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 성에 제거 시 냉장고 내부에 유입되는 난기를 억제할 수 있고 냉장고 내부 온도의 편차를 줄일 수 있어 식품이 온도변화에 따라 상하는 것을 방지할 수 있는 효과가 존재한다.
지금까지 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 냉장고
4: 냉장용 증발기
5: 냉동용 증발기
6: 유로전환밸브
13: 개폐 댐퍼
14: 트랩부
91: 상부 가열 히터
92: 하부 가열 히터
10: 증발기 온도 센서
T1: 제 1온도
T2: 제 2온도
h1: 제 1제상히터
h2: 제 2제상히터
f1: 제 1송풍팬
f2: 제 2송풍팬
4: 냉장용 증발기
5: 냉동용 증발기
6: 유로전환밸브
13: 개폐 댐퍼
14: 트랩부
91: 상부 가열 히터
92: 하부 가열 히터
10: 증발기 온도 센서
T1: 제 1온도
T2: 제 2온도
h1: 제 1제상히터
h2: 제 2제상히터
f1: 제 1송풍팬
f2: 제 2송풍팬
Claims (20)
- 저장실;
상기 저장실을 냉각시키는 증발기;
상기 저장실 내부에 상기 증발기에서 발생한 냉기를 분사하는 복수 개의 분사부 및 상기 복수 개의 분사부의 양측에 형성된 복수 개의 구획부를 포함하는 커버체;
상기 복수 개의 구획부 사이의 공간으로 구성되고, 상기 냉기가 이동할 수 있는 통풍로;
상기 냉기의 이동을 제어하는 개폐 댐퍼;
상기 개폐 댐퍼 양측에 위치하고 상기 개폐 댐퍼와 간극 없이 접촉하는 안내부;
상기 안내부와 상기 커버체의 외벽부 사이에 형성되는 안내 유로;
상기 구획부와 상기 커버체의 외벽부 사이 공간으로 구성되는 트랩부;
상기 냉기가 상기 저장실에 유입될 수 있도록 송풍하는 송풍팬; 및
상기 개폐 댐퍼 및 상기 송풍팬을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 안내 유로는,
제상 운전 시에 발생하는 가열된 공기가 상기 트랩부에 유입되도록 하는 개구부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제상 운전 시 상기 가열된 공기가 상기 개구부를 통해 상기 트랩부로 유입될 수 있도록 상기 개폐 댐퍼를 폐쇄하는 냉장고. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 안내부는 상기 구획부의 방향으로 상기 구획부의 최하단보다 소정의 길이만큼 연장되어 있으며,
상기 소정의 길이는 20mm 이상 100mm 이하인 냉장고. - 제 1항에 있어서,
상기 트랩부는,
냉각제 또는 축열소재를 포함하는 냉장고. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 냉장고는,
상기 증발기의 내부 온도를 측정하기 위한 증발기 온도 센서;및
상기 저장실 내부 온도를 측정하기 위한 내부 온도 센서;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제상 운전이 종료된 후, 상기 저장실 내부의 온도와 상기 증발기 내부의 온도의 차이가 미리 설정된 값을 만족하거나, 미리 설정된 시간이 경과한 경우 상기 개폐 댐퍼를 개방하고 상기 송풍팬을 가동시키는 냉장고. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 냉장고는,
상기 증발기에 착상된 성에를 제거하는 복수의 가열 히터;를 더 포함하고,
상기 복수의 가열 히터는 상기 증발기의 상부 및 하부에 적어도 하나씩 배치되는 냉장고. - 제 10항에 있어서,
상기 제어부는,
제상 운전시 상기 증발기의 하부에 배치된 가열 히터가 상기 증발기의 상부에 배치된 가열 히터의 출력보다 더 큰 출력을 갖도록 제어하는 냉장고. - 제 10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 증발기의 상부에 배치된 가열히터와 상기 증발기의 하부에 배치된 가열히터가 가동되는 동안에 상기 송풍팬을 역회전으로 가동시키는 냉장고. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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-
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