KR19990001783A - 냉장고 및 그 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기와, 증발기와, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 냉각실로 송풍하는 송풍팬을 구비한 냉장고 및 그 온도제어방법에 관한 것으로서, 상기 증발기의 온도를 검출하는 단계와; 상기 증발기의 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 개시되고, 상기 증발기의 검출온도가 소정의 하한온도 이하일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 중단되도록 제어하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 실내 온도의 제어를 적절히 유지하면서 온도센서의 수를 줄임으로써 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 온도제어방법

본 발명은 냉장고 및 그 온도제어방법에 관한 것으로서, 특히, 온도센서의 수를 줄이고도 적절한 온도제어가 가능한 냉장고 및 그 온도제어방법에 관한 것이다.

냉장고는 일반적으로 비교적 저온의 냉동실과 비교적 고온의 냉장실을 가지며, 이들 냉동실과 냉장실내에 수용된 음식물을 냉각하기 위한 냉동시스템을 구비한다. 일반적인 냉동시스템은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터의 냉매를 응축하는 응축기 및 응축기로부터의 냉매를 증발시켜 냉기를 발생하는 증발기로 이루어진다. 증발기는 그 내부를 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 주변의 공기를 냉각시키고, 그 냉기는 송풍팬에 의해 냉동실 및/또는 냉장실로 공급된다.

증발기에서 발생한 냉기가 지속적으로 냉동실 등에 공급될 경우 실내가 과냉될 수 있기 때문에, 각 실내에 온도센서를 설치하고 이들 온도센서로부터의 검출신호게 기초하여 압축기, 송풍팬 및 댐퍼를 제어한다. 이러한 제어는 써모스탯에 의한 기계적 방법에 의해 행하여지기도 하지만, 근래에는 도 5에 도시된 바와 같이, 마이컴(41)을 사용하여 냉동실 온도센서(43) 또는 냉장실 온도센서(44)로부터의 검출온도가 소정이하일 때 압축기(40), 송풍팬(34), 댐퍼(7) 등 냉기발생장치 및 냉기공급장치의 작동을 정지시켜 냉기의 공급을 중단하고, 상기 검출온도가 다시 일정이상 상승하면 냉기발생장치 및 냉기공급장치를 재가동시킨다.

한편, 냉장고에서는, 증발기의 표면과 주위공기간의 상대습도의 차이에 의해 증발기의 표면에 습기가 응결되어 성에를 발생하게 되며, 증발기표면에 누적된 성에는 증발기의 열교환 효율을 저하시켜, 효율적인 냉각기능을 저하시키는 동시에 소비전력의 증대를 가져온다. 그래서, 이러한 성에의 제거를 위해, 증발기의 온도를 검출하는 증발기 온도센서(45)와 증발기의 가열을 위한 제상히터(36)를 마련하고, 증발기 온도센서(45)의 검출온도로부터 제상시기를 판단하여, 제상시기라고 판단된 때 제상히터(36)를 작동시켜 증발기 표면의 성에를 녹여 제거한다.

이와 같이 종래의 냉장고에서는, 실내온도제어와 제상제어를 위해, 냉동실 온도센서(43), 냉장실 온도센서(44) 및 증발기 온도센서(45) 등 다수의 온도센서를 구비하고 있다.

이러한 온도센서는 비교적 고가이기 때문에 그 설치개소가 늘어날수록 제조비용 상승의 원인이 된다. 그러한 한편, 제상시기의 판단을 위해 마련되어 있는 증발기 온도센서는, 압축기의 작동에 따라 그 검출온도가 증감하므로, 실내 특히 냉동실 온도센서의 검출온도와 당연히 상관관계를 갖는다. 그래서, 실내 온도센서의 수를 줄이고 증발기 온도센서의 검출온도를 이용하여 실내 특히 냉동실의 온도를 적절히 제어할 수 있다면, 제조비용의 절감에 기여할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은, 이러한 증발기 온도와 실내온도 사이에 상관관계가 있다는 개념에 기초하여 안출된 것으로서, 실내 온도센서의 수를 줄여 제조비용의 절감을 도모한 냉장고 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 개략적 단면도,

도 2는 증발기 검출온도와 냉동실 검출온도와의 상관관계 그래프,

도 3은 도 1의 냉장고의 온도제어를 위한 제어블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 온도제어방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 5는 종래의 온도제어를 위한 제어블럭도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 냉동실

3 : 냉장실 4 : 송풍팬

5 : 증발기 6 : 제상히터

7 : 댐퍼 10 : 압축기

11 : 제어부 13 : 냉장실 온도센서

15 : 증발기 온도센서

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기와, 증발기와, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 냉각실로 송풍하는 송풍팬을 구비한 냉장고의 온도제어방법에 있어서 있어서, 상기 증발기의 온도를 검출하는 단계와; 상기 증발기의 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 개시되고, 상기 증발기의 검출온도가 소정의 하한온도 이하일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 중단되도록 제어하는 단계를 포함하는 냉장고의 온도제어방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 증발기의 검출온도에 기초하여 상기 증발기의 제상시기를 판단하는 단계와; 제상시기로 판단된 경우 상기 증발기를 가열하여 제상동작을 실행하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기목적은, 압축기와, 증발기와, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 냉각실로 송풍하는 송풍팬을 구비한 냉장고에 있어서, 상기 증발기의 온도를 검출하는 증발기 온도센서와; 상기 증발기의 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 개시되고, 상기 증발기의 검출온도가 소정의 하한온도 이하일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 중단되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고에 의해 달성된다.

여기서, 상기 증발기에 인접하여 설치되어 제상을 위해 상기 증발기를 가열할 수 있는 제상히터를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 증발기 온도센서의 검출온도에 기초하여 상기 증발기의 제상동작을 제어할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 개략적 단면도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 냉장고는, 상부의 냉동실(2)과 하부의 냉장실(3)을 형성하는 본체(1)와, 본체(1)의 후방하부에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 본체(1)의 후벽면내에 형성된 냉기덕트내에 설치되는 증발기(5)와, 증발기(5)에서 생성된 냉기를 냉동실(2) 및 냉장실(3)로 송풍하는 송풍팬(4)과, 냉장실(3)로의 냉기공급을 단속하는 댐퍼(7)를 가지고 있다. 증발기(5)의 하부에는 증발기(5)의 제상을 위한 제상히터(6)가 설치되어 있다.

도 1에서는 도시되어 있지 아니하지만, 및 냉장실(3)내에는 실내의 온도를 검출하기 위한 냉장실 온도센서가 마련되어 있고, 증발기(5)에는 그 온도를 검출하기 위한 증발기 온도센서가 부속되어 있다. 냉동실(2)내에는 실내온도를 검출하기 위한 별도의 온도센서가 마련되어 있지 않다.

도 2는, 압축기(10), 송풍팬(4) 및 댐퍼(7)의 주기적 온/오프 동작에 따라 냉동실(2)내의 온도와 증발기(7)의 표면온도가 변화하는 과정을 나타낸 그래프이다. 이 도면에서, 가로축은 시간을 나타내며, 세로축은 압축기(10) 및 송풍팬(4)의 ON/OFF 상태와 댐퍼(7)의 개폐상태, 증발기(5) 및 냉동실(2)의 검출온도를 나타낸다. 압축기(10)가 주기적으로 작동하여 증발기(5)에 냉매를 공급하면, 이에 의해 증발기(5)는 냉각되어 주변의 공기를 냉각시키고, 냉각된 공기는 송풍팬(4) 및 댐퍼(7)의 주기적인 동작에 의해 냉동실(2)및 냉장실(3)로 공급되어 실내온도가 낮아지게 된다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 압축기(10), 송풍팬(4) 및 댐퍼(7)가 주기적으로 동작하고 있는 동안, 증발기(5) 및 냉동실(2)의 검출온도는 어느 정도 정비례 관계를 가지며 주기적으로 증가 및 감소하여 소정의 한계범위를 왕복하는 사이클을 구성한다.

이와 같이, 냉동실(2)내의 온도와 증발기(5)의 온도는 상당한 상관관계에 있음을 알 수 있다. 이러한 냉동실(2)의 실내온도와 증발기(5)의 온도간의 상관관계에 기초하여, 냉동실(2)의 실내온도를 검출하지 않고도, 증발기 온도센서(15)에서 검출된 온도로서 냉동실(2)의 실내온도를 예측할 수 있다. 증발기 온도센서(15)의 검출신호에 기초하여 냉동실(2)의 온도를 정확하게 예측하기 위해, 충분한 실험을 통하여 냉동실(2)내의 온도와 증발기(5)의 온도 사이의 관계를 명확히 특정한 데이터를 구하면 된다.

도 3은, 이상에서 기술한 냉동실 검출온도와 증발기 검출온도의 상관관계를 이용하여, 냉장고의 온도제어를 하기 위한 제어블럭도이다. 도시된 바와 같이, 통상적으로 마이컴으로 만들어지는 제어부(11)는, 냉장실 온도센서(13) 및 증발기 온도센서(15)로부터의 각 검출신호를 입력받아, 압축기(10), 송풍팬(4), 댐퍼(7) 및 제상히터(6)를 제어한다.

정상적인 운전의 경우, 제어부(11)는, 증발기 온도센서(15)의 검출온도에 기초하여, 그 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때, 냉동실(2)의 실내온도를 낮추어야 할 필요가 있는 것으로 판단하여, 압축기(10) 및 송풍팬(4)을 작동시킨다. 이에 의해 증발기(7)에서 발생된 냉기는 냉동실(2)로 공급되어 냉동실(2)의 내부온도를 강하시킨다, 증발기 온도센서(15)의 검출온도가 소정의 설정온도 이하이면 냉동실(2)의 실내온도 역시 일정온도 이하인 것이므로, 제어부(11)는 압축기(10)와 송풍팬(4)의 작동을 정지시켜 냉기의 공급을 차단한다. 한편, 냉장고의 후벽내에 형성된 냉기덕트내에는 냉장실(3)로의 냉기공급을 단속하는 댐퍼(7)가 설치되어 있다. 냉장실 온도센서(13)의 검출온도가 소정의 상한온도 이상이면, 제어부(11)는 댐퍼(7)를 개방시키고, 개방 후 냉장실 온도센서(13)의 검출온도가 소정의 하한온도 이하이면 댐퍼(7)는 폐쇄되어, 압축기(10)와 송풍팬(4)의 동작에 의해 냉기덕트를 통하여 냉장실(3)로 공급되는 냉기의 유로를 단속한다.

한편, 증발기(5)의 온도가 낮아짐으로 인하여 증발기(5) 주변의 상대습도가 높아지게 되고, 증발기(5) 표면에는 성에가 누적된다. 누적된 성에는 냉장고의 열효율을 저하시키므로, 제어부(11)는 증발기 온도센서(15)의 검출온도에 기초하여 제상시기를 판단하고, 제상시기라고 판단되면 제상히터(6)를 작동시켜 증발기(5) 표면에 누적된 성에를 녹여 제거한다. 이와 같이, 제어부(11)는, 냉동실 온도센서 없이도 증발기 온도센서(15)와 냉장실 온도센서(13)의 검출신호에 의해, 냉동실(2) 및 냉장실(3)의 온도를 조절하고, 제상작동을 수행시킨다.

도 4는 각 온도센서(13,15)의 검출온도에 기초하여, 제어부(11)가 실내온도를 제어하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 제어부(11)의 실내온도 제어과정은 냉동실 온도제어와, 냉장실 온도제어로 나뉜다. 냉동실(2)의 온도를 제어하기 위해, 제어부(11)는 압축기(10)가 동작중인가를 판단하여(S1), 압축기(10)가 동작중이라고 판단되면, 증발기(5)의 검출온도가 소정의 하한온도 이하인가를 판단한다(S2). 증발기 온도센서(15)의 검출온도가 소정의 하한온도 이하이면, 냉동실(2)의 온도가 적정온도보다 낮은 것이므로 압축기(10) 및 송풍팬(4)을 OFF 시키고(S3), 증발기 온도센서(15)의 검출온도가 소정의 하한온도 이상이면, 냉동실(2)을 계속 냉각시켜야 하므로 압축기(10)와 송풍팬(4)을 계속 작동시킨다(S4). 또한, 압축기(10)가 동작중인가를 판단할 때(S1), 압축기(10)가 동작중이 아니면 증발기 온도센서(5)의 검출온도가 소정의 상한온도 이상인가를 판단한다(S5). 증발기 온도센서(15)의 검출온도가 소정의 상한온도 이상이라고 판단되면, 냉동실(2)내의 온도가 적정온도보다 높은 것이므로 압축기(10) 및 송풍팬(4)을 ON 시키고(S6), 소정의 상한온도 이상이 아니면 냉동실을 냉각시킬 필요가 없으므로 압축기(10) 및 송풍팬(4)은 계속 OFF 상태를 유지하게 한다(S7). 이러한 과정에 의해, 냉동실(2)은 적정온도를 유지하도록 제어부(11)에 의해 제어된다.

한편, 냉장실(3)의 온도가 적정온도로 유지되도록, 제어부(11)는 다음과 같은 동작을 수행한다. 우선, 압축기(10)가 동작중인가를 판단하고(S8), 압축기(10)가 동작중이라고 판단되면, 냉장실 온도센서(13)의 검출온도가 소정의 하한온도 이하인가를 판단한다(S9). 냉장실 온도센서(13)에 의한 검출온도가 소정의 하한온도 이하이면, 냉장실(3)은 적정온도 이하이므로, 제어부(11)는 댐퍼(7)를 폐쇄시켜 냉장실(3)로의 냉기공급을 중단시키고, 소정의 하한온도 이하가 아니면, 냉장실(3)을 계속 냉각시켜야 하므로, 제어부(11)는 댐퍼(7)를 개방시켜 냉장실(3)로의 냉기공급이 계속되도록 한다(S11). 또한, 압축기(10)가 동작중인가를 판단하는 단계(S8)에서 압축기(10)가 동작중이 아니라고 판단되면, 냉장실 온도센서(13)의 검출온도가 소정의 상한온도 이상인가를 판단한다(S12). 냉장실 온도센서(13)에 의한 검출온도가 소정의 상한온도 이상이라고 판단되면, 제어부(11)는 댐퍼(7)를 개방시키고(S13), 그렇지 않으면 댐퍼(7)를 폐쇄시킨다(S14). 여기서, 압축기(10)가 작동하지 않으면 냉기가 발생하지 않기 때문에, 상기와 같이 압축기(10)가 작동하지 않을 때 댐퍼(7)를 개방 혹은 폐쇄시키는 동작은 무의미하므로, 압축기(10)의 동작시에만 댐퍼(7)의 개폐동작이 제어되도록 할 수도 있다.

이와 같이, 냉동실(2)의 온도를 검출하기 위한 별도의 온도센서 없이도, 증발기 온도센서(15)와 냉장실 온도센서(13)의 검출신호에 의해 냉동실(2) 및 냉장실(3)의 온도를 적절히 유지할 수 있으며, 이에 따라 냉동실 온도센서가 설치된 종래의 냉장고보다 제조비용을 절감할 수 있다.

한편, 이상에서는 냉장실(3)로의 냉기공급이 댐퍼(7)에 의해 단속되는 냉장고에 대해 기술했지만, 별도의 냉장실 송풍팬을 사용하여 냉장실로 냉기를 공급하는 냉장고에 대해서도 적용될 수 있으며, 냉동실 및 냉장실에 각각 대응되는 복수의 증발기를 갖는 독립냉각방식 냉장고에 대해서도 적용될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 냉각실에 설치되는 온도센서의 수를 줄이면서 냉각실의 온도를 적절히 제어할 수 있는 냉장고 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (4)

1. 압축기와, 증발기와, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 냉각실로 송풍하는 송풍팬을 구비한 냉장고의 온도제어방법에 있어서,

   상기 증발기의 온도를 검출하는 단계와;

   상기 증발기의 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 개시되고, 상기 증발기의 검출온도가 소정의 하한온도 이하일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 중단되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 증발기의 검출온도에 기초하여 상기 증발기의 제상시기를 판단하는 단계와;

   제상시기로 판단된 경우 상기 증발기를 가열하여 제상동작을 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
3. 압축기와, 증발기와, 상기 증발기에서 생성된 냉기를 냉각실로 송풍하는 송풍팬을 구비한 냉장고에 있어서,

   상기 증발기의 온도를 검출하는 증발기 온도센서와;

   상기 증발기의 검출온도가 소정의 상한온도 이상일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 개시되고, 상기 증발기의 검출온도가 소정의 하한온도 이하일 때 상기 압축기 및 상기 송풍팬의 작동이 중단되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
4. 제3항에 있어서,

   상기 증발기에 인접하여 설치되어 제상을 위해 상기 증발기를 가열할 수 있는 제상히터를 더 포함하며,

   상기 제어부는, 상기 증발기 온도센서의 검출온도에 기초하여 상기 증발기의 제상동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.