KR19980085104A - 냉장고의 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키는 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온고압의 냉매 가스로 변환시켜서 냉매 순환을 보다 활성화시키는 압축기를 구비하여 현재 팬운전율를 계산하여 그 값을 갖고 있는 냉장고에서 냉장실 온도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 냉장고의 온도 제어 방법에 관한 것으로서, 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬을 구동 온시키고, 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 팬을 구동 오프시키는 제1단계와, 팬이 온/오프되면 팬이 온/오프되는 주기를 카운트하여 누적하여 소정 횟수가 넘어서면 카운트를 초기화하는 제2단계와, 현재의 카운트된 주기의 횟수가 팬운전율에 비례하여 기설정된 기준 횟수 미만이면 압축기의 구동을 온 상태로 유지하고, 현재까지 카운트된 주기의 횟수가 기준횟수 이상이면 압축기의 구동을 오프상태로 유지하는 제3단계를 포함하여, 팬이 구동 온/오프되는 상한 및 하한 온도 폭을 줄여서 냉장실의 온도를 균일하게 유지하여 보관 음식물의 신선도를 유지하고, 아울러 팬의 구동 온/오프와 동시에 압축기를 구동 온/오프시키 않고 팬운전율에 비례하는 압축기 구동율로 압축기의 구동을 제어하여 압축기의 무리한 구동을 방지하고 냉장실 온도도 일정 온도로 유지할 수 있는 것이다.

Description

냉장고의 온도제어방법

본 발명은 냉장고의 온도제어방법에 관한 것으로, 특히 냉동실과 냉장실을 구비한 냉장고에서 냉장실의 온도 중심으로 냉장고의 온도를 제어시 압축기(Compressor)의 무리한 구동없이 냉장실의 온도 변화 폭을 최대한으로 줄여서 균일한 온도를 유지할 수 있도록 하고 냉동실 또한 적정 온도로 유지할 수 있도록 한 냉장고의 온도제어방법의 관한 것이다.

일반적으로 냉장고의 냉동 사이클은 저온저압의 가스 상태 냉매를 압축시켜 출력하는 압축기(Compressor)와 압축기로부터의 고온고압의 가스 상태 냉매를 외부공기에 의해 냉각, 응축시켜 액화시키는 응축기(Condenser)와 응축기로부터의 고압 액체 상태의 냉매를 감압시켜 출력하는 모세관(Capillary Tube)과 모세관으로부터의 감압된 냉매를 유입하여 저압 상태에서 낮은 온도로 증발시켜 열을 흡수시켜 냉각시키는 증발기(Evaporator)를 통하여 이루어지며, 특히 간냉식(Fan-Cooling) 냉장고는 냉기를 토출시키기 위한 팬(Fan)을 구비하여 증발기 주변의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜 냉장고 내부를 냉각시키고 팬 및 압축기의 구동/정지 제어로서 온도 제어를 수행한다.

한편, 증발기(Evaporator) 주위의 냉기를 팬에 의해 강제로 대류시켜 냉각시키는 이러한 간냉식(Fan-Cooling) 냉장고 중에서 냉장실 온도 중심으로 온도 제어를 하는 냉장고는 냉동실에 하나의 팬을 구비하여 냉장실내에서 검출된 온도를 중심으로 냉기를 토출시키는 팬 및 가스 상태의 냉매를 액화시키기 위하여 저압저온냉매 가스를 고압고온 냉매 가스로 변환시키는 압축기(Compressor)를 구동 제어하여 증발기 주위의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜서 냉장고의 온도를 적정 온도로 유지한다.

부연 설명하면, 냉장실내의 검출된 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬과 압축기를 동시에 구동 온시켜서 냉동실 및 냉장실을 냉각시키고, 냉장실내의 검출된 온도가 기설정된 적정 하한 온도이하이면 팬과 압축기를 동시에 구동 오프시켜서 냉각을 멈추게 된다.

한편, 보관하는 음식물의 신선도 유지를 위하여 냉장실의 실내 온도의 변화폭을 줄여서 냉장실의 온도를 균일하게 일정 온도로 유지하는 것이 중요하며, 팬과 압축기가 동시에 구동 온/오프되는 기설정된 적정 온도의 폭(구동 온시키는 적정 상한 온도와 구동 오프시키는 적정 하한 온도)을 최소한으로 줄여서 냉장실의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.

그러나, 이와 같이 기설정된 적정 온도의 폭을 무조건 최소화할 경우에 팬과 압축기의 잦은 구동 온/오프, 특히 압축기의 잦은 구동 온/오프로 인하여 압축기에 무리가발생하여 고장이나 수명이 단축되기 때문에 만족할 정도의 균일한 온도 유지를 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 냉장실의 온도 중심으로 냉장고의 온도를 제어하는 냉장고에서 현재 시점에서 팬운전율에 비례하여 기설정되어 있는 압축기 구동율로 팬 구동 온/오프의 주기를 카운트하면서 압축기의 구동 온/오프를 카운트된 팬 구동 온/오프의 주기에 기초하여 제어하여 압축기를 안전하게 구동시키면서 냉장실을 일정 온도로 균일하게 유지하고 냉동실의 온도도 적정 온도로 유지할 수 있도록 한 냉장고의 온도제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 냉장고의 온도제어 방법은, 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키는 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온고압의 냉매 가스로 변환시켜서 냉매 순환을 보다 활성화시키는 압축기를 구비하고 현재 팬운전율을 계산하여 그 값을 갖고 있는 냉장고에서 냉장실 온도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 방법에 있어서, 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬을 구동 온시키고, 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 팬을 구동 오프시키는 제1단계와, 팬이 온/오프되면 팬이 온/오프되는 주기를 카운트하여 누적하고 소정 횟수가 넘어서면 카운트를 초기화하는 제2단계와, 현재의 카운트된 주기의 횟수가 팬운전율에 비례하여 기설정된 기준 횟수 미만이면 압축기의 구동을 온 상태로 유지하고, 현재까지 카운트된 주기의 횟수가 기준 횟수 이상이면 압축기의 구동을 오프 상태로 유지하는 제3단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 채용된 냉장고의 온도제어장치에 대한 블럭도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 온도제어과정을 도시한 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:온도 검출부 20:마이컴

30:팬 구동부 40:팬

50:압축기 구동부 60:압축기

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 채용된 냉장고의 온도 제어장치에 대한 블록도로서, 제 온도 검출부(10), 마이컴(20), 팬 구동부(30), 팬(40), 압축기 구동부(50) 및 압축기(60)를 포함한다.

이러한 구성에 있어서, 온도검출부(10)는 냉장실내의 소정 위치에 설치되어 냉장실의 실내 온도를 검출하여 검출 신호를 후술하는 마이컴(20)의 A/D(Analog to Digital) 포트로 인가하다.

그리고, 마이컴(20)는 A/D 포트로 인가되여 디지탈 신호로 변환된 검출 신호가 기설정된 냉장실의 적정 상한 온도(예를 들면, 2.35℃) 이상이면 제1제어 신호를 출력하여 후술하는 팬(40)을 구동시키고, 검출 신호가 기설정된 냉장실의 적정 하한 온도(예를 들면, 2℃) 이하이면 제1제어 신호의 출력을 정지하고, 내부의 카운터를 이용하여 팬(40)이 구동 온이나 오프된 횟수 즉, 온/오프를 하나의 주기로 하여 온/오프된 횟수를 카운트한다.

또한, 마이컴(20)은 기연산되어 갖고 있는 현재 시점에서의 팬운전율에 비례하는 운전율로 후술하는 압축기(60)를 구동 제어하기 위하여 기설정된 기준 횟수(본 발명의 바람직한 실시예에서는 팬운전율을 3단계로 나누고 각각의 단계에서의 기준 횟수로 제1기준 횟수(5회), 제2기준 횟수(4회), 제3기준 횟수(3회)를 갖는다.)와 현재까지 카운트된 주기 횟수를 비교하여 카운트된 주기 횟수가 기준 횟수 이하인 경우에는 제2제어 신호의 출력을 정지하여 압축기(60)의 구동을 정지시키고, 기준 횟수보다 크고 기설정된 제4기준 횟수(본 발명의 바람직한 실시예에서의 8회)이하인 경우에는 제2제어신호를 출력하여 압축기(60)의 구동을 온시키고 현재까지 카운트된 주기 횟수가 제4기준 횟수보다 크면 카운터를 초기화시킨다.

부연 설명하면 마이컴(20)은 검출된 냉장실 온도와 적정 하한 및 상한 온도(예를 들면, 2℃, 2.35℃)의 비교 결과에 따라 팬(40)을 구동 제어하고, 기연산되어 갖고 있는 팬운전율에 비레하여 설정된 횟수(팬운전율이 30% 미만일 경우:제1기준 횟수(5회), 팬운전율이 30%에서 60% 사이일 경우:제2기준 횟수(4회), 팬운전율이 60% 이상일 경우:제3기준 횟수(3회))중에서 현재 팬운전율에 대응하는 기준 횟수까지 팬(40)의 구동 주기가 카운트된 상태에서는 압축기(60)를 구동 오프 상태로 유지시키고 현재까지 카운트된 팬(40)의 구동 주기가 기준 횟수 보다 크고 제4기준 횟수(8회) 이하일 경우에는 구동 오프 상태를 유지시킨다.

한편, 팬 구동부(30)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(20)으로부터의 제1제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 팬(40)으로 출려하며, 팬(40)은 팬구동부(30)로부터의 구동 신호에 의거하여 구동되어 동시 생략된 증발기 주변의 냉기를 냉동실과 냉장실로 토출시킨다.

또한, 압축기 구동부(50)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(20)으로부터의 제2제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 압축기(60)로 출력하며, 압축기(60)는 상술한 바 있는 냉동 사이클에서 기화된 냉매를 다시 액화시켜 재사용하기 위한 준비 단계로 도시 생략된 증발기로부터의 저온저압의 냉매 가스를 고온고압의 냉매 가스로 압축 변환하여 도시 생략된 응축기로 출력하다.

다음에, 상술한 구성부를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 온도 제어 과정을 첨부한 도 2의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 냉장실의 온도를 검출하는 온도 검출부(10)는 냉장실 내부의 온도를 검출하여 검출 신호를(일반적으로 직류 레벨의 전압값) 마이컴(20)의 A/D 포트로 인가하게 된다.

그러면, 마이컴(20)으로 온도 검출부(10)로부터의 검출 신호가 디지탈 신호로 변환되어 인가되고 이 검출된 냉장실 온도가 기설정되어 있는 적정 상한 온도(본 발명의 바람직한 실시예에서는 2.35℃; 이 적정 상한 온도는 팬(40)을 구동 온시키기 위한 임계 온도이며 팬(40)을 구동 오프시키기 위한 적정 하한 온도는 2℃로 설정하여 그 차를 0.35℃로 줄여서 냉장실의 온도 변화를 최소화시킨다) 이상인지를 마이컴(20)이 판단한다(단계 200).

이때, 마이컴(20)은 검출된 냉장실 내부의 온도가 적정 상한 온도(2.35℃) 이상이면 냉장실 및 냉동실을 냉각시키기 위하여 먼저, 제1제어 신호를 팬구동부(30)로 출력하고 팬(40)의 구동 주기를 카운트하기 위하여 현재 팬(40)이 구동 상태임을 인식하기 위하여 소정 내부 플래그(Flag)를 셋(Set)시키고(단계 202) 후술하는 단계 (212)로 진행한다.

한편, 제1제어 신호를 인가받은 팬구동부(30)는 소정 구동 신호를 출력하고, 이 구동 신호를 인가받은 팬(40)이 회전 구동하여 증발기 주변의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시키게 된다.

반대로, 마이컴(20)은 상술한 단계(200)에서 검출한 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 상한 온도(2.35℃) 이상이 아니면 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃) 이하인지를 판단한다(단계 204).

이때, 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃) 이하가 아니면 현재 냉장실 내부의 온도는 2℃~2.35℃ 사이이며 이때는 팬(40)의 구동 제어없이 그대로 리턴되고, 반대로 냉장실 내부의 온도가 기설정된 적정 하한 온도(2℃)이하이면 제1제어 신호의 출력을 정지시킨다(단계 206).

그러면, 마이컴(20)으로부터의 제1제어 신호의 출력 정지로 팬구동부(30) 및 팬(40)이 구동 정지하게 된다.

다음에, 상술한 과정을 통하여 팬(40)이 구동 온/오프가 되면 마이컴(20)은 팬(40)의 구동 주기를 카운트하는 내부 카운터를 이용하여 팬(40)의 구동 온/오프된 횟수를 누적하여 카운트하게 되는데 팬(40)이 구동 온에서 구동 오프되는 것을 하나의 주기로하여 카운트하기 위하여 내부 플래그가 셋 상태인지를 판단한다(단계 208).

이때, 플래그가 셋 상태가 아니면 팬(40)이 구동 온에서 구동 오프되어 한 주기가 경과된 상태가 아니라 계속 구동 오프 상태를 유지하고 있는 경우이므로 카운터를 증가시키지 않고, 플래그가 셋 상태이면 팬(40)이 구동 온에서 구동 오프 상태로 바뀌는 시점으로 한 주기가 경과된 경우이므로 카운터를 증가시키고 내부 플래그를 리셋(Reset)시킨다(단계 210).

다음에, 마이컴(20)은 별도의 루틴으로 기연산되어 갖고 있는 현재의 팬운전율이 기설정되어 있는 제1기준 팬운전율(30% 미만), 제2기준 팬운전율(30% 이상, 60% 미만), 제3기준 팬운전율(60% 이상)중에서 어느 영역에 포함되는지를 비교한다(단계 212).

이때, 팬운전율을 확인하는 이유는 팬운전율에 따라서 압축기의 구동율을 선택적으로하여 압축기의 구동을 제어하기 위한 것이며, 통상적으로 팬운전율이 낮을 경우에는 냉장고 외부 온도가 저온을 유지하는 경우이며 팬운전율이 높을 경우에는 냉장고 외부 온도가 높은 경우이다. 따라서, 팬운전율이 높을수록 압축기의 구동율도 높게 설정한다.)

한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에서는 압축기의 구동율은 팬운전율에 기인하여 설정하나 팬운전율이 아니라 냉동실 냉부의 온도나 냉장고 외부의 온도를 검출하여 그 온도에 기인하여 압축기의 구동율을 설정할 수도 있다.

다음에, 상술한 단계(212)에서 현재 팬운전율이 확인되면 팬운전율에 대응하는 기준 횟수(팬운전율이 30% 미만일 경우에는 제1기준 횟수(5회), 팬운전율이 30% 이상이고 60% 미만이면 제2기준 횟수(40), 팬운전율이 60% 이상이면 제3기준 횟수(3회))와 현재까지 카운트된 팬(40)의 구동 온/오프 주기 횟수를 비교한다(단계 214, 216, 218).

이때, 현재까지 카운트된 팬(40)이 구동 온/오프 주기 횟수가 팬운전율에 따라 상이하게 선택된 기준 횟수 이하일 경우에는 압축기(60)의 구동을 정지시키기 위하여 제2제어 신호의 출력을 정지시킨다(단계 220).

그러면, 압축기 구동부(50)로부터의 소정 구동 신호의 출력도 정지되어 압축기(60)가 구동 오프된다.

한편, 현재까지 카운트된 팬(40)의 구동 온/오프 주기 횟수가 팬운전율에 따라 선택된 기준 횟수 보다 클 경우에는 기설정된 제4기준 횟수(8회)와 비교한다.

이때, 현재까지 카운트된 팬(40)이 구동 온/오프 주기가 팬운전율에 따라 선택된 제4기준 횟수(8회)보다 작을 경우에는 압축기(60)를 구동 온시키기 위하여 제2제어 신호를 출력한다(단계 224).

그러면, 제2제어 신호를 인가받은 압축기 구동부(50)가 소정 구동 신호를 압축기(60)로 출력하여 압축기(60)가 구동하여 기화된 저온저압 상태의 가스 냉매를 고온고압의 가스냉매로 압축 변환하여 출력함으로써, 상술한 냉동 사이클에서 냉매의 순환을 보다 활성화시켜서 냉각 효율을 높이게 된다.

한편, 상술한 단계(222)에서 현재까지 카운트된 팬(40)의 구동 온/오프 주기가 제4기준 횟수(8회)보다 크면 카운트를 초기화시키고 제2제어 신호의 출력을 정지하여 압축기(60)의 구동을 정지시킨다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 카운터를 초기화시킴과 아울러 압축기(60)의 구동을 정지시켰으나 압축기(60)의 구동을 정지시키지 않더라도 상술한 단계(214),(216),(218)에 의거하여 압축기(60)이 구동이 정지되어 원하는 압축기 운전율을 유지할 수 있음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 냉장실의 온도를 균일하게 유지하고 압축기(60)의 잦은 구동으로 그 성능에 무리가 따르는 것을 방지하며 냉장실 뿐만 아니라 냉동실의 온도도 일정하게 유지하기 위하여, 냉장실의 온도를 균일하게 유지할 수 있을 정도의 온도폭을 설정하여 팬(40)의 구동을 제어한다.

또한, 압축기(60)의 잦은 구동 온/오프로 무리가 따르는 것을 방지하기 위하여 팬(40)의 구동 온/오프와 동시에 압축기(60)를 구동 온/오프시키지 않고 설정된 압축기 구동율로 압축기(60)를 구동하는데 그 방법은 상술한 바와 같이 팬(40)이 구동 온/오프되는 횟수를 누적 카운트하여 현재까지 카운트된 횟수가 소정 기준 횟수 이하에서는 팬(40)이 구동 온/오프되는 것에 관계없이 압축기(60)를 계속 구동 오프상태로 유지하고 현재까지 카운트된 팬(40)의 구동 온/오프 횟수가 기준 횟수보다 크고 제4기준 횟수(본 발명의 바람직한 실시예에서는 8회) 이하일 경우에는 팬(40)의 구동 온/오프에 관계없이 압축기(60)를 계속 구동 온 상태로 유지하도록 제어한다.

또한, 냉동실 온도도 일정 온도로 유지하기 위하여 팬운전율에 비례하는 상이한각각의 압축기 운전율로 압축기(60)를 구동 제어하기 위하여 압축기(60)가 구동 오프에서 구동 온으로 바귀는 기준 횟수를 팬운전율에 비례하도록 상이하게 설정(본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1기준 횟수(5회), 제2기준 횟수(4회), 제3기준 횟수(3회)로 설정)하여 제어한다.

한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 예를 들면, 3단계로 나누어 실시한 압축기 구동율을 좀더 세분화하거나 선형적으로 설정하여 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 팬(40)이 구동 온/오프되는 상한 및 하한 온도 폭을 줄여서 냉장실 온도를 균일하게 유지하여 보관 음식물의 신선도를 유지할 수 있으며, 아울러 팬(40)의 구동 온/오프와 동시에 압축기(60)를 구동 온/오프시키 않고 팬운전율에 비례하는 압축기 구동율로 압축기(60)의 구동을 제어하여 압축기(60)의 무리한 구동을 방지하고 냉동실 온도도 일정 온도로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬과 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스를 변화시켜서 냉매 순환을 보다 활성화시키는 압축기를 구비하고 현재 팬운전율을 계산하여 그 값을 갖고 있는 냉장고에서 냉장실 운도를 기준으로 냉장고의 온도를 제어하는 방법에 있어서;

   상기 냉장실 온도를 검출하여 검출한 냉장실의 온도가 기설정된 적정 상한 온도 이상이면 팬을 구동 온시키고, 기설정된 적정 하한 온도 이하이면 상기 팬을 구동 오프시키는 제1단계와;

   상기 팬이 온/오프되면 상기 팬이 온/오프되는 주기를 카운트하여 누적하고 소정 횟수가 넘어서면 카운트를 초기화하는 제2단계와;

   현재의 상기 카운트된 주기의 횟수가 상기 현재 팬운전율에 비례하여 기설정된 기준 횟수 미만이면 상기 압축기의 구동을 온 상태로 유지하고, 현재의 상기 카운트된 주기의 횟수가 상기 기준 횟수 이상이면 상기 압축기의 구동을 오프 상태로 유지하는 제3단계를 포함하는 냉장고의 온도 제어 방법.