KR19990015496A - 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것이다. 본 냉각장치는, 상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬과, 상기 압축기의 동작중 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시키며, 상기 압축기의 동작종료후 상기 냉각팬의 작동을 적어도 소정의 연장시간동안 지속시키는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 냉장고의 소음을 줄일 수 있게 되고 압축기의 효율을 높여 소비전력을 절약할 수 있게 된다.

Description

냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법

본 발명은,냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것으로, 압축기의 온도를 적절하게 냉각시켜 압축기의 효율을 높이고 소비전력을 절감할 수 있는 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법에 관한 것이다.

냉장고는 일반적으로 비교적 저온의 냉동실과 비교적 고온의 냉장실을 가지며, 이들 냉동실과 냉장실내에 수용된 음식물을 냉각하기 위한 냉동시스템을 구비한다. 일반적인 냉동시스템은, 냉매를 압축하는 압축기, 압축기로부터의 냉매를 응축하는 응축기 및 응축기로부터의 냉매를 증발시켜 냉기를 발생시키는 증발기로 이루어진다.

여기서, 압축기는 고온,고압으로 냉매를 압축한다. 압축기의 구동중에 압축기가 고온의 상태로 되면 효율이 떨어지게 되므로 압축기가 작동하기 좋은 온도로 냉각시켜 줄 필요가 있다. 이에 따라, 압축기에 냉각팬이 구비되어 압축기의 회전과 동시에 냉각팬도 같이 회전하여 압축기를 냉각시키는 타입의 압축기 냉각장치가 있다.

도 4는 종래의 냉장고의 압축기 냉각을 위한 개략적 회로도이다. 이러한 종래 냉장고의 압축기 냉각장치는, 냉매를 고온고압으로 압축하여 냉동사이클을 순환시키는 압축기(1), 응축기냉각용의 냉각팬(2), 전원을 공급하는 전원공급부(8) 및 냉동실온도센서인 서모스탯(9)으로 이루어져 있다. 압축기(1)와 냉각팬(2)이 전원공급부(8)에 병렬로 연결되어 압축기(1)는 서모스탯(9)에 의해 작동이 제어되고 압축기(1)와 냉각팬(2)의 작동이 동시에 이루어지도록 된다. 압축기(1)가 작동될 때 냉각팬(2)이 회전하고, 압축기(1)가 작동하지 않으면 냉각팬(2)은 회전하지 않게 된다. 여기서, 냉각팬(2)의 회전속도는 일정하게 정해진 정속운동을 하도록 되어 있다.

이와 같이, 이러한 종래의 압축기 냉각장치는, 압축기가 작동되지 않는 동안에는 냉각팬이 작동하지 않아 압축기의 냉각이 이루어지지 않게 되어 효율이 저하되고 과도한 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다.

또한 압축기는 냉매를 고온,고압으로 압축하기 때문에 소음을 발생시키게 된다. 이러한 소음을 줄이기 위해 압축기는 일반적으로 밀봉되어 있지만 밀봉되어 있다고 하더라도 압축기의 소음은 근본적인 문제점이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 압축기의 동작종료 후에도 소정의 연장시간동안 냉각팬을 작동시켜, 냉장고의 소음을 줄이고 압축기의 효율을 높여 소비전력을 절약할 수 있는 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 압축기 냉각장치를 갖는 냉장고의 개략적 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 제어블록도,

도 3은 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 제어과정을 나타낸 흐름도,

도 4는 종래의 냉장고의 압축기 냉각을 위한 개략적 회로도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

1 : 압축기 2 : 냉각팬

3 : 제어부 4 : 온도센서

13 : 냉동실온도센서 14 : 냉동실증발기온도센서

15 : 냉동실팬 23 : 냉장실온도센서

24 : 냉장실증발기온도센서 25 : 냉장실팬

상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉매 압축을 위한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기 냉각장치에 있어서, 상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬과, 상기 압축기의 동작중 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시키며, 상기 압축기의 동작종료후 상기 냉각팬의 작동을 적어도 소정의 연장시간동안 지속시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 냉각팬은, 속도가변적인 구동모터를 구비할 수 있으며, 상기 제어부는 압축기의 종료후에는 압축기의 동작중보다 고속으로 작동될 수 있고, 상기 속도가변적인 구동모터는 BLDC모터인 것이 바람직하다.

그리고, 압축기 냉각장치는 압축기의 표면온도를 검출하는 압축기 온도센서를 더 포함 할 수 있고, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의한 검출온도가 일정값 이하로 될때까지 상기 냉각팬을 구동할 수 있다. 상기 온도센서는, 압축기의 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 냉매를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각방법에 있어서, 상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬을 마련하는 단계와, 상기 압축기의 동작 중 및 동작종료후 적어도 소정의 연장된 시간동안 상기 냉각팬을 구동시켜 압축기를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비할 수 있고, 상기 냉각팬의 작동속도는 압축기의 동작 중일때 보다 압축기의 동작종료후에 고속으로 작동될 수 있다.

그리고, 압축기 냉각장치는 압축기의 표면온도를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 냉각팬의 작동을 상기 검출온도가 소정이하일때까지 지속하는 것을 특징으로 하며, 상기 온도검출은 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에서 행해진다.

한편, 본 발명의 목적은 압축기 온도센서를 이용하여 달성될 수도 있는 바,본 발명은 냉매압축용 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각장치에 있어서, 상기 압축기의 표면온도를 검출하는 온도센서와, 상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬과,상기 온도센서에 의한 검출온도가 소정이상일때 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치를 제공한다.

여기서, 상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 압축기의 동작중 보다 상기 압축기의 동작종료후에 상기 냉각팬을 고속으로 작동시키는 것을 특징으로 하며, 상기 온도센서는 상기 압축기에서 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 온도센서의 검출온도가 소정이하이면 냉각팬의 구동을 중단시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 전술한 냉각장치를 구비하여 압축기를 냉각하는 방법으로, 냉매를 압축시키는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각방법에 있어서, 상기 압축기의 표면온도를 검출하는 단계와, 상기 압축기를 냉각시키는 냉각팬을 마련하는 단계와, 상기 상기 온도센서에 의한 검출온도가 소정이상일때 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시켜 상기 압축기를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법을 제공한다.

여기서, 상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비할 수 있고, 상기 냉각팬의 작동속도는 압축기의 동작 중일때 보다 압축기의 동작종료후에 고속으로 작동되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 냉각장치를 갖는 개략적 단면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 냉장고는, 냉동실(10) 및 냉장실(20)을 형성하는 본체, 냉동실(10)의 후벽면내의 냉기덕트내에 설치된 냉동실증발기(11), 냉장실(10)의 후벽면내의 냉기덕트내에 설치된 냉장실증발기(21), 각각의 증발기를 가열하여 제상하는 제상히터(14, 24), 각각의 증발기(11, 21)의 냉기를 고내로 토출시키는 냉동실팬(15), 냉장실팬(25), 본체의 후방하부에 설치되어 냉동실증발기(11)와 냉장실증발기(21)로부터의 냉매를 압축하는 압축기(1), 고온으로 압축된 압축기(1)를 냉각시키기 위한 냉각팬(2), 압축기(1)의 온도를 감지하는 압축기온도센서(4), 냉동실(10)의 온도를 감지하는 냉동실온도센서(13), 냉장실(20)의 온도를 감지하는 냉장실온도센서(23)를 구비한다. 여기서, 압축기(1)와 각 증발기(11, 21)는 냉동실온도센서(13)와 냉장실 온도센서(23)에 기초하여 작동여부가 결정된다.

한편, 압축기(1)가 고온으로 인하여 압축기(1)의 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 압축기(1)를 냉각시키기 위한 냉각장치를 구비하고 있다. 여기서, 냉각장치는 냉각팬(2)과, 압축기온도센서(4)를 가지고 있다. 이 냉각팬(2)과 압축기온도센서(4)는 미도시된 마이컴으로 형성된 제어부에 의해 제어된다.

냉각팬(2)은 속도가변적인 구동모터를 구비하고 있는 바, 예를 들면 BLDC모터이고, 압축기온도센서(4)는 도시한 바와 같이, 냉각팬(2)의 송풍방향의 반대편에 부착되어 있다. 이는 냉각팬(2)의 송풍방향에 부착할 경우 정확한 압축기(1)의 표면온도를 알 수 없을 뿐아니라 가능하면 압축기(1)의 표면온도 중 높은쪽을 검출하는 것이 안전하기 때문이다.

도 2는 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 제어블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 마이컴으로 만들어지는 제어부(3)는 냉동실온도센서(13), 냉장실온도센서(23), 냉동실증발기온도센서(14) 및 냉장실증발기온도센서(24), 압축기온도센서(4)로부터 각 검출신호를 입력받아, 압축기(1), 냉동실팬(15), 냉장실팬(25), 냉각팬(2) 등을 제어한다.

제어부(3)는 압축기(1)와 냉각팬(2)을 제어하므로, 압축기(1)의 냉각을 효율적으로 진행하기 위해 압축기(1)가 정지한 때에도 일정시간 냉각팬(2)을 운전시킨다. 이때 제어부(3)는, 압축기(1)가 운전중인 때에는 냉장고의 소음을 고려하여 냉각팬(2)의 속도를 느리게 하고, 압축기(1)가 운전하지 않을 때에는 압축기(1)의 소음이 없으므로 냉각팬(2)의 속도를 빠르게 한다.

제어부(3)는 압축기(1)가 운전하지 않을 때에도 냉각팬(2)을 작동시키기 때문에 압축기(1)의 운전중에는 냉각팬(2)의 속도를 줄일 수 있으며, 이때 냉각팬(2)의 속도는 압축기(1)의 소음과 냉각팬(2)의 속도에 따른 소음을 고려하여 전체소음이 냉장고의 기준소음을 넘지않는 범위에서 최대속도로 결정한다.

또한 압축기(1)가 운전하지 않을 때에는 압축기(1) 소음을 고려하지 않아도 되므로, 냉각팬(2)의 속도는 냉각팬(2)이 낼 수 있는 가능한 최대속도로 작동되도록하여 효율적인 냉각이 이루어지도록 한다.

한편, 압축기(1)가 최대효율하에서 작동하기 충분하도록 압축기(1)의 표면온도가 내려갔을 경우에는 더 이상 냉각팬(2)을 작동시킬 필요없고, 전력낭비를 초래하므로 압축기(1)의 온도가 일정온도이하로 내려가면 냉각팬(2)의 작동을 멈춘다. 그러므로 제어부(3)는 압축기온도센서(4)의 검출온도를 고려하여 압축기(1)가 운전하지 않을 때는 냉각팬(2)의 작동을 제어한다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 제어과정을 나타낸 흐름도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 제어부(3)는 압축기(1)가 운전중인지를 판단하고(S1), 압축기(1)가 운전중일 경우에는 미리 설정된 저속의 회전속도(R1)로 냉각팬(2)을 구동시키도록 제어한다(S2). 여기서 설정되는 회전속도(R1)는 압축기(1)의 정상운전에서 발생하는 소음과 냉장고에서 요구되는 소음기준치를 고려하여 냉각팬(2)과 압축기(1)에서 발생되는 소음이 소음기준치를 초과하지 않는 냉각팬(2)의 최대회전속도이므로, 이 속도는 압축기(1)의 모델과 성능과 냉각팬(2)의 모델 및 성능을 고려하여 결정한다.

한편, 제어부(3)는 압축기(1)가 운전하지 않을 때에는 압축기온도센서(4)에서 압축기(1)표면온도(T)를 검출한다(S3). 그리고, 압축기(1)의 모델과 성능에 따라 적절하게 결정한 값으로 미리 제어부(3)에 기억되어 있는 압축기(1)의 운전효율이 최대가 되는 압축기(1)의 온도인 최적온도(Tm)와 S3단계에서 검출된 압축기(1)표면온도(T)를 비교한다(S4). 압축기(1)의 온도(T)가 최적효율을 실현하는 온도(Tm)보다 높을 경우에 제어부(3)는 냉각팬(2)을 보다 높은 회전속도(R2)인 최대회전속도로 구동시킨다(S5). 최대회전속도로 구동한다고 하더라도 일반적으로 압축기(1)의 소음에 비해 냉각팬(2)의 소음은 작으므로 냉장고 전체의 기준 소음에는 미치지 않게된다.

이 때, 냉각팬(2)의 작동 중 압축기(1)표면온도(T)가 떨어져서 최적온도(Tm)에 도달하면 더 이상 냉각팬(2)을 구동하지 않는 것이 전력효율에 유리하므로 냉각팬(2)의 작동중에도 항상 압축기(1)의 표면온도를 검출한다(S3). 만일 S3단계에서 압축기(1)표면온도(T)가 최적온도(Tm)보다 낮을 경우 즉, 압축기(1)가 충분히 냉각되어 있는 경우에는 냉각팬(2)을 구동시키지 않는다(S6).

본 실시예의 흐름도로 하나만을 제시하고 있지만, 본 발명에 따른 다양한 변화와 응용이 가능하다. 즉, 제어부(3)는 냉각팬(2)의 속도를 압축기(1)의 운전중인지 여부에 관계없이 동일한 속도로 제어할 수 있다.

이 변형예는 냉각팬(2)의 구동모터로 가변모터를 채택하지 않아도 되는 장점이 있으나, 소음관계와 냉각효율적 측면에서는 불리하게 된다. 냉각팬의 속도를 비교적 고속으로 설정한 경우에는 압축기운전시 소음이 문제가 되고, 비교적 저속으로 설정한 경우에는 소음에서는 유리하나 냉각효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

또, 압축기온도센서(4)를 채택하지 않을 때는, 압축기(1)가 운전하지 않으면 압축기온도를 고려하지 않고 냉각팬(2)을 작동시키므로 제어가 간단한 장점이 있으나, 불필요한 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압축기의 동작종료 후에도 소정의 연장시간동안 냉각팬을 작동시키므로, 냉장고의 소음을 최소화하면서 압축기의 효율을 높일 수 있어 냉장고의 전력손실을 줄임과 동시에 소음도 줄일 수 있는 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법을 제공한다.

Claims (17)

1. 냉매 압축을 위한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기 냉각장치에 있어서,

   상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬과,

   상기 압축기의 동작중 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시키며, 상기 압축기의 동작종료후 상기 냉각팬의 작동을 적어도 소정의 연장시간동안 지속시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각팬은 속도가변적인 구동모터를 구비하며, 상기 제어부는 압축기의 종료후에는 압축기의 동작중보다 고속으로 작동되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 속도가변적인 구동모터는 BLDC모터인 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
4. 제 1항에 있어서,

   압축기의 표면온도를 검출하는 압축기 온도센서를 더욱 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의한 검출온도가 일정값 이하로 될때까지 상기 냉각팬을 구동하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 온도센서는, 압축기의 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에 설치된 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
6. 냉매를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각방법에 있어서,

   상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬을 마련하는 단계와,

   상기 압축기의 동작 중 및 동작종료후 적어도 소정의 연장된 시간동안 상기 냉각팬을 구동시켜 압축기를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비하고, 상기 냉각팬의 작동속도는 압축기의 동작 중일때 보다 압축기의 동작종료후에 고속으로 작동되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   압축기의 표면온도를 검출하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 냉각팬의 작동을 상기 검출온도가 소정이하일때까지 지속하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 온도검출은 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에서 행해지는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
10. 냉매압축용 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각장치에 있어서,

    상기 압축기의 표면온도를 검출하는 온도센서와,

    상기 압축기의 냉각을 위한 냉각팬과,

    상기 온도센서에 의한 검출온도가 소정이상일때 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비하며, 상기 제어부는 상기 압축기의 동작중 보다 상기 압축기의 동작종료후에 상기 냉각팬을 고속으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 온도센서는 상기 압축기에서 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에 설치된 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
13. 제 10항에 있어서,

    상기 제어부는 상기 온도센서의 검출온도가 소정이하이면 냉각팬의 구동을 중단시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각장치.
14. 냉매를 압축시키는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기 냉각방법에 있어서,

    상기 압축기의 표면온도를 검출하는 단계와,

    상기 압축기를 냉각시키는 냉각팬을 마련하는 단계와,

    상기 상기 온도센서에 의한 검출온도가 소정이상일때 상기 냉각팬을 구동시켜 상기 압축기를 냉각시켜 상기 압축기를 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 압축기의 냉각단계에서 상기 검출온도가 소정이하가 되면 상기 냉각팬의 구동을 중단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
16. 제 14항에 있어서,

    상기 냉각팬은 속도가변적인 모터를 구비하고, 상기 냉각팬의 작동속도는 압축기의 동작 중일때 보다 압축기의 동작종료후에 고속으로 작동되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 온도검출은 상기 냉각팬의 송풍방향의 반대편에서 행해지는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 냉각방법.