KR19990013160A - 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 급속 냉동실을 구비하여 음식물을 급속 냉동시킬 수 있도록 한 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어 방법은, 급속 냉동실에 음식물이 투입되는지를 판단하는 단계와, 음식물 투입시 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스로 변환시키는 압축기를 강제 구동시키며 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키는 팬을 구동 정지시키고, 급속 냉동실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 설정된 최대 속도로 구동시키는 단계와, 음식물의 표면 온도가 최대 빙결점이 생성되는 기설정된 제 1 기준 온도 이하가 되면 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬을 보통 속도로 구동시키고, 압축기를 계속 강제 구동시키고 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 냉동실과 냉장실의 검출 온도에 대응하여 제어하는 단계와, 음식물의 표면 온도가 기설정된 급속 냉동실 적정 온도인 제 2 기준 온도 이하가 되면 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬의 구동을 정지시키고, 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬의 구동에 대응하여 압축기를 구동 제어하는 단계를 포함하여, 조리된 음식물이나 냉동 보관할 음식물의 맛과 영향 등의 품질을 최대한 유지하여 냉동 보관시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치 및 방법
본 발명은 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 냉동실과 냉장실을 구비한 냉장고에서 별도의 급속 냉동실을 구비하여 음식물을 급속 냉동시킬 수 있도록 한 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고의 냉동 사이클은 저온저압의 가스 상태 냉매를 압축시켜 출력하는 압축기(Compressor)와 압축기로부터의 고온고압의 가스 상태 냉매를 외부 공기에 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 저압저온 냉매 가스를 고압고온 냉매 가스로 변환시키는 압축기(Compressor)를 구동 제어하여 증발기 주위의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜서 냉장고의 온도를 적정 온도로 유지한다.
또한, 냉동실 및 냉장실 각각의 온도를 중심으로 온도 제어를 하는 냉장고에서는 냉기를 냉동실과 냉장실에 각각 토출시키는 두 개의 팬을 독립적으로 구동 제어하며, 압축기를 구동제어하여 증발기 주위의 냉기를 냉동실 및 냉장실로 토출시켜서 냉장고의 온도를 적정 온도로 유지한다.
한편, 음식물은 동결시에 그 맛과 영양 성분이 떨어지기 때문에 음식물을 동결시에는 고속으로 냉동시켜 음식물의 초기 맛과 품질을 유지해야 한다.
부연 설명하면, 음식물속에 포함된 수분의 대부분이 동결되는 온도대는 보통 -1℃~-5℃ 까지이고 이 구간에서 냉동 음식물의 품질이 좌우되며, 따라서 이 구간의 통과 시간을 가능하면 짧게하여 급속으로 냉동시켜야 냉동 음식물의 품질을 유지할 수 있는 것이다.
그러나, 종래의 냉동실로는 급속 냉동이 불가능하였으며, 따라서, 본 고안에서는 가정용 냉장고에서 급속 냉동실을 구비하여 가능한한 급속으로 음식물을 냉동시켜 보관하는 방안을 모색하게 되었다.
본 발명의 목적은 냉동실 및 냉장실외에 별도의 급속 냉동실을 구비하여 음식물을 급속으로 냉동시켜 그 품질을 최대한으로 유지할 수 있도록 한 냉장고에서의 금속 냉동 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치는, 급속 냉동하고자 하는 음식물을 놓기 위한 금속판과 금속판 온도를 감지하는 온도 검출부를 포함하는 급속 냉동실과, 급속 냉동실로 냉기를 선택적으로 토출시키기 위한 팬과, 온도 검출부로 부터의 검출 온도에 의거하여 선택적으로 팬을 구동 제어하는 마이컴을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어 방법은, 냉장고에서 별도의 급속 냉동실을 구비하여 음식물을 급속으로 냉동시키는 방법으로서, 급속 냉동실에 음식물이 투입되는지를 판단하는 단계와, 급속 냉동실에 음식물이 투입되면 저온 저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매 가스로 변환시키는 압축기를 강제 구동시키며 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키는 팬을 구동 정지시키고, 급속 냉동실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 설정된 최대 속도로 구동시키는 단계와, 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 최대 빙결점이 생성되는 기설정된 제 1 기준 온도 이하가 되면 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬을 보통 속도로 구동시키고, 압축기를 계속 강제 구동시키고 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 냉동실과 냉장실의 검출 온도에 대응하여 제어하는 단계와, 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 기설정된 급속 냉동실 적정 온도인 제 2 기준 온도 이하가 되면 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬의 구동을 정지시키고, 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬의 구동에 대응하여 압축기를 구동 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어를 수행하기 위한 하드웨어 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어 과정을 도시한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20, 30 : 제 1, 2, 3 온도 검출부40 : 마이컴
50, 60, 70 : 제 1, 2, 3 팬 구동부80, 90, 100 : 제 1, 2, 3 팬
110 : 압축기 구동부120 : 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 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치가 포함된 냉장고에 대한 블록도로서, 제 1, 2, 3 온도 검출부(10, 20, 30), 마이컴(40), 제 1, 2, 3 팬 구동부(50, 60, 70), 제 1, 2, 3 팬(80, 90, 100), 압축기 구동부(110) 및 압축기(120)를 포함한다.
이러한 구성에 있어서, 제 1 온도 검출부(10)는 냉장실내의 소정 위치에 설치되어 냉장실의 실내 온도를 검출하여 제 1 검출 신호(일반적으로 직류 레벨의 전압값)를 후술하는 마이컴(40)의 A/D(Analog to Digital) 포트로 인가한다.
그리고, 제 2 온도 검출부(20)는 냉동실내의 소정 위치에 설치되어 냉동실의 실내 온도를 검출하여 제 2 검출 신호를 마이컴(40)의 A/D 포트로 인가한다.
또한, 제 3 온도 검출부(30)는 별도로 마련된 급속 냉동실내의 음식물이 놓이는 금속판(예를 들면, 열전도율이 높은 알루미늄) 표면에 장착되어 금속판의 온도를 검출하여 제 3 검출 신호를 마이컴(40)의 A/D 포트로 인가한다.
한편, 마이컴(40)은 통상 운전 모드시 각각의 A/D 포트로 인가되어 디지탈 변환된 제 1 검출 신호와 제 2 검출 신호에 의거하여 기설정된 냉장실 및 냉동실의 적정 온도를 유지하기 위하여 제 1, 2 팬(80, 90)를 독립적으로 구동 제어하고 아울어 압축기(120)는 제 2 팬(90) 즉, 냉동실로 냉기를 유출시키는 팬 구동에 종속하여 구동 제어한다.
또한, 마이컴(40)은 급속 냉동 제어를 하기 위하여 제 3 검출 신호에 의거하여 급속 냉동실에 음식물이 투입된 것으로 판단되면 통상 운전 모드를 정지시키고 음식물의 대부분 수분이 동결되는 최대 빙결점 생성 온도대(약 -1℃~-5℃) 이하로 기설정된 소정 제 1 기준 온도(예를 들면, -7℃)와 급속 냉동실의 적정 온도로 기설정된 제 2 기준 온도(예를 들면, -25℃)를 갖고 현재 급속 냉동실의 온도인 제 3 검출 신호와의 비교 결과에 의거하여 제 3 팬(100)을 최대 속도(예를 들면, 2400rpm)와 보통 속도(예를 들면, 1800rpm)로 선택적으로 구동 제어하고, 압축기(120)를 강제 구동 및 통상 운전 모드로 선택적으로 구동 제어한다.
그리고, 제 1 팬 구동부(50)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(40)으로부터의 제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 제 1 팬(80)으로 출력하며, 제 1 팬(80)은 냉장실 전용의 팬으로서, 제 1 팬구동부(50)로부터의 구동 신호에 의거하여 구동되어 도시 생략된 증발기 주변의 냉기를 냉장실로 토출시킨다.
또한, 제 2 팬구동부(60)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(40)으로부터의 제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 제 2 팬(90)으로 출력하며, 제 2 팬(9)은 냉동실 전용의 팬으로서, 제 2 팬구동부(60)로 부터의 구동 신호에 의거하여 구동되어 도시 생략된 증발기 주변의 냉기를 냉동실로 토출시킨다.
또한, 제 3 팬구동부(70)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(40)으로부터의 제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 제 3 팬(100)으로 출력하며, 제 3 팬(100)은 급속 냉동실 전용의 팬으로서, 제 1, 2 회전 속도(본 발명의 바람직한 실시예에서는 1800rpm, 2400rpm로 구동되도록 코일 권선수가 상이한 2 탭(Tab) 코일을 갖는 모터로서 회전 제어)로 상이하게 구동되도록 구성하여 제 3 팬구동부(70)로 부터의 구동 신호에 의거하여 선택적으로 회전 속도가 상이하게 구동되어 도시 생략된 증발기 주변의 냉기를 급속 냉동실로 토출시킨다.
한편, 압축기 구동부(110)는 구동 소자 및 릴레이 등을 이용하여 마이컴(40)으로 부터의 제어 신호에 의거하여 소정 구동 신호를 압축기(120)로 출력하며, 압축기(120)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 출력한다.
다음에, 상술한 구성부를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고에서 냉장고의 급속 냉동 제어 동작 과정을 첨부한 도 2의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 급속 냉동시킬 음식물이 별도로 마련된 급속 냉동실에 투입되는지를 자동으로 판단하게 되는데, 마이컴(40)은 급속 냉동실 내의 음식물이 높이는 금속판(일반적으로, 알루미늄)표면에 밀착되어 장착된 제 3 온도 검출부(30)로부터의 제 3 검출 신호로 판단한다(단계 200).
즉, 제 3 온도 검출부(30)에 의해 소정 간격으로 각각 검출된 온도의 차이값의 절대치가 소정 온도(예를 들면, 5℃) 이상이면 급속 냉동실내에 음식물이 투입된 것으로 판단하여 단계 (204)로 진행하고, 절대치가 소정 온도 이하이면 급속 냉동실내에 음식물이 투입되지 않은 것으로 판단하여 단계 (202)로 진행하여 정상적인 통상 운전 모드로 제 1 팬(80), 제 2 팬(90) 및 압축기(120)를 제어한다.
한편, 단계 (204)에서는 급속 냉동 제어를 수용하기 위하여 마이컴(40)은 제 1, 2 팬(80, 90)을 구동 정지시키고 압축기(120)를 구동시키며, 제 3 팬(100)을 최대 속도인 2400rpm으로 회전 구동시킨다.
그러면, 도시 생략된 증발기 주변의 대부분의 냉기가 제 3 팬(100)의 구동에 의거하여 집중적으로 급속 냉동실로 유입되어 급속 냉동이 시작된다.
다음에, 마이컴(40)은 제 3 온도 검출부(30)로 부터의 제 3 검출 신호에 의거하여 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 최대 빙결점 생성 온도대(예를 들면, -1℃~-5℃)를 넘어서서 기설정된 제 1 기준 온도(예를 들면, -7℃ 정도) 이하인지를 판단한다(단계 206).
이때, 제 3 온도 검출부(30)로부터의 제 3 검출 신호는 급속 냉동실내의 금속판 온도를 나타내며, 금속판에 음식물이 밀착되어 놓이므로 결국, 금속판 온도와 음식물의 표면 온도는 동일함을 알 수 있다. 또한, 제 1 기준 온도가 최대 빙결점 생성 온도대보다 낮게 설정된 이유는 음식물의 표면 온도가 아니라 음식물 전체 즉, 음식물의 내부 온도가 최대 빙결점 생성 온도대를 유지할 때까지 금속 냉동을 시키기 위함이다.
다음에, 상술한 단계 (206)에서 음식물의 표면 온도가 제 1 기준 온도보다 높으면 계속 집중 급속 냉동을 수행하고, 현재 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 제 1 기준 온도 이하로되면 제 1, 2 팬(80, 90)을 통상 운전 모드로 전환시키고, 즉, 제 1, 2 온도 검출부(10)로부터의 검출 온도에 대응하여 제 1, 2 팬(80, 90)을 구동 제어하고, 압축기(120)는 제 2 팬(90)의 구동에 종속시켜 구동 제어하는 것이 아니라 계속 구동 온시킨다.
아울러, 제 3 팬(100)의 회전 속도를 1800 rpm으로 낮추어서 구동 제어한다(단계 208).
부연 설명하면, 음식물의 품질을 좌우하는 냉동 온도대인 최대 빙결점 생성 온도대까지는 집중적으로 냉장고의 대부분의 냉기를 급속 냉동실로 토출시켜서 급속 냉동 제어를 수행하고 급속 냉동 제어로 음식물의 표면 온도가 최대 빙결점 생성 온도대보다 낮아지면, 급속 냉동실로의 대부분의 냉기 토출에 기인하여 발생할 수 있는 냉동실과 냉장실의 약냉 현상을 보상하기 위하여 제 1, 2 팬(80, 90)을 통상 운전 모드로 전환시켜서 냉동실 및 냉장실을 검출 온도에 대응하여 냉각 제어하고 제 3 팬(100)의 회전 속도를 보통 속도(예를 들면, 1800rpm)로 낮추어서 구동한다.
다음에, 마이컴(40)은 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 급속 냉동실의 적정 유지 온도로 기설정된 제 2 기준 온도(예를 들면, -25℃) 이하로 떨어지는지를 판단한다(단계 210).
이때, 현재 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 제 2 기준 온도 이하로 떨어지면 통상 운전 제어 모드로 제 1, 2 팬(80, 90) 및 압축기(120)를 구동 제어하고 제 3 팬(100)을 구동 정지시켜서 급속 냉동 제어를 종료한다(단계 212).
한편, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 냉장고에서 별도의 급속 냉동실을 구비하여 급속 냉동 제어를 수행함으로써, 조리된 음식물이나 냉동 보관할 음식물을 급속 냉동시켜서 그 맛과 영양 등의 품질을 최대한 유지하여 냉동 보관시킬 수 있는 효과가 있다..

Claims (4)

  1. 냉장고에서 음식물을 집중적으로 급속 냉동시키기 위한 장치로서,
    급속 냉동하고자 하는 음식물을 놓기 위한 금속판과 상기 금속판 온도를 감지하는 온도 검출부를 포함하는 급속 냉동실과;
    상기 급속 냉동실로 냉기를 선택적으로 토출시키기 위한 팬과;
    상기 온도 검출부로부터의 검출 온도에 의거하여 선택적으로 상기 팬을 구동 제어하여 모든 냉기를 상기 급속 냉동실로 토출 제어하는 마이컴을 포함하는 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 팬은 음식물 대부분의 수분이 동결하는 최대 빙결점 생성 온도대까지는 최대 속도로 구동 제어되고 상기 급속 냉동실의 적정 온도까지는 보통 속도로 구동 제어되도록 2 탭(Tab)의 코일 권선으로 구성한 것을 특징으로 하는 냉장고에서의 급속 냉동 제어 장치.
  3. 냉장고에서 별도의 급속 냉동실을 구비하여 음식물을 급속으로 냉동시키는 방법으로서,
    상기 급속 냉동실에 음식물이 투입되는지를 판단하는 단계와;
    상기 급속 냉동실에 음식물이 투입되면 저온저압의 냉매 가스를 고온 고압의 냉매가스로 변환시키는 압축기를 강제 구동시키며 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키는 팬을 구동 정지시키고, 상기 급속 냉동실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 설정된 최대 속도로 구동시키는 단계와;
    상기 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 최대 빙결점이 생성되는 기설정된 제 1 기준 온도 이하가 되면 상기 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬을 보통 속도로 구동시키고, 상기 압축기를 계속 강제 구동시키고 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬을 냉동실과 냉장실의 검출 온도에 대응하여 제어하는 단계와;
    상기 급속 냉동실내의 음식물 표면 온도가 기설정된 급속 냉동실 적정 온도인 제 2 기준 온도 이하가 되면 상기 급속 냉동실로 냉기를 토출시키는 팬의 구동을 정지시키고, 냉동실과 냉장실로 냉기를 토출시키기 위한 팬의 구동에 대응하여 압축기를 구동 제어하는 단계를 포함하는 냉장고에서의 급속 냉동 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 음식물이 급속 냉동실에 투입되는지를 판단하는 단계는 상기 급속 냉동실내에 음식물이 밀착되는 위치의 온도 변화로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고에서의 급속 냉동 제어 방법.
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