KR19990065321A - 독립형 냉장고 및 그 운전방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 독립형 냉장고 및 그 운전방법에 관한 것으로, 종래에는 서로 다른 저장온도를 갖는 냉동실과 냉장실을 하나의 증발기로 냉각시키는 것으로, 이는 냉동실 및 냉장실의 최적온도 및 최적습도를 독립적으로 유지 제어하기가 용이하지 못하게 되는 것은 물론, 상기 냉동실 및 냉장실을 각각 순회한 서로 다른 온도의 공기가 한데 모이게 되므로, 두 공기 사이에 열이동이 발생되어 엔트로피가 증가하게 되면서 에너지 손실이 발생되는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 상기 냉동실 및 냉장실에 냉기토출부 및 냉기흡입부가 각각 독립적으로 형성됨과 아울러 그 냉동실 및 냉장실에 냉기를 각각 독립적으로 공급하는 냉기공급수단을 포함하여 구성하고, 냉장실 및 냉동실의 온도를 각각 감지하여 그 실제온도가 설정온도보다 높은 실에만 필요한 만큼의 냉기를 공급함으로써, 냉동실 및 냉장실의 최적온도 및 최적습도를 독립적으로 유지 제어할 수 있는 것은 물론, 각 실을 거친 공기의 에너지가 손실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

독립형 냉장고 및 그 운전방법
본 발명은 냉동실 및 냉장실이 각각 독립적으로 운전되는 독립형 냉장고에 관한 것으로, 특히 각 실내의 실제온도를 설정온도와 비교하여 차별적으로 냉기를 공급되도록 하는 독립형 냉장고 및 그 운전방법에 관한 것이다.
일반적인 냉장고는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 내부가 중간벽(2)에 의해 냉동실(3) 및 냉장실(4)로 구획되어 있고, 그 중에서 냉동실(3)의 후벽을 이루며 냉기토출구(5a)가 형성된 그릴팬 및 쉬라우드(5)의 후방측에는 냉기를 발생시키는 증발기(6)가 설치되어 있으며, 그 증발기(6)의 상측에는 냉기를 냉동실(3) 및 냉장실(4)로 토출 공급하기 위한 송풍팬(7)이 장착되어 있다.
또한, 상기 증발기(6) 및 송풍팬(7)의 하방측에는 냉장실(4)로 냉기를 유도하기 위한 멀티덕트(8)가 냉장실의 실내까지 연장되어 장착되어 있는데, 그 멀티덕트(8)의 하측, 즉 냉장실(4)측에는 냉기토출구(8a)가 형성되고, 그 냉기토출구(8a)를 차별적으로 개폐하기 위한 댐퍼(9)가 장착되어 있다.
한편, 상기 냉동실(3) 및 냉장실(4)에 공급되어 순환되면서 데워진 온기를 다시 흡입하여 재냉각시키기 위한 냉기귀환유로(2a)가 상기 중간벽(2)의 내부에 각각 독립적(도면에선 일괄형으로 도시됨)으로 형성되어 있고, 그 중간벽(2)의 상,하면에는 냉동실(3) 및 냉장실(4)의 냉기귀환유로(2a)에 각기 연통되는 냉기흡입구(미부호)가 전방측에 각각 형성되어 있다.
도면중 미설명 부호인 11은 압축기이다.
상기와 같이 구성된 종래 냉장고의 동작을 살펴보기에 앞서, 이러한 종래 냉장고에 적용되는 냉동사이클장치를 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같다.
일반적인 냉동사이클장치는, 저온저압의 기체상태인 냉매를 고온고압의 기체상태 냉매로 변화시키는 압축기(11)와, 그 압축기(11)에서 변화된 고온고압의 기체상태인 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키는 응축기(12)와, 그 응축기(12)에서 변화된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(13)과, 그 모세관(13)에서 변화된 저온저압의 액체상태인 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(14)으로 구성되어 있다.
이러한, 냉동사이클장치를 이용하여 냉동실(3)의 후방측에 설치된 증발기(6)가 주위의 공기로부터 열을 흡수하여 증발하는 과정에서 냉기가 발생되고, 그 냉기는 송풍팬(7)에 의해 일부는 그릴팬(5)의 냉기토출구(5a)를 통해 냉동실(3)로 공급되는 반면, 나머지 냉기는 쉬라우드 및 멀티덕트(8)에 의해 냉장실(4)측으로 유도되어 그 멀티덕트(8)의 냉기토출구(8a)를 통해 냉장실(4)로 공급되는 것이었다.
이렇게, 냉동실(3) 및 냉장실(4)로 각기 공급된 냉기는 그 각 실에 수납된 식품들과 열교환되어 데워진 다음에, 다시 중간벽(2)의 냉기흡입구(미부호) 및 냉기귀환유로(2a)를 통해 증발기(6) 주변으로 반입되고, 그 반입된 공기는 증발기(6)를 포함한 냉동사이클장치에 의해 재냉각되어 냉동실(3) 및 냉장실(4)로 반복 공급되는 것이었다.
여기서, 상기 냉동실(3) 및 냉장실(4)의 설정온도는 각기 상이하게 설정되어 있고, 그 각 실의 설정온도는 냉동사이클장치의 동작여부를 결정하는 주요인자가 되는데, 그 각 실의 설정온도와 실제 각 실의 온도를 비교하여 운전모드를 결정하는 제품들이 최근 출시되고 있다.
이때, 상기 냉장실(4)로 냉기를 유도하는 멀티덕트(8)의 냉기토출구(8a)에는 냉기유입을 제한하기 위하여 전술한 댐퍼(9)가 통상적으로 구비되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 냉장고에 있어서는, 서로 다른 저장온도를 갖는 냉동실(통상, -18℃)(3)과 냉장실(통상, 3℃)(4)을 하나의 증발기로 냉각시키는 것으로, 이는 냉동실(3) 및 냉장실(4)의 최적온도 및 최적습도를 독립적으로 유지 제어하기가 용이하지 못하게 되는 것은 물론, 상기 냉동실(3) 및 냉장실(4)을 각각 순회한 서로 다른 온도의 공기가 한데 모이게 되므로, 두 공기 사이에 열이동이 발생되어 엔트로피가 증가하게 되면서 에너지 손실이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 종래와 같이 냉동실 및 냉장실이 하나의 증발기를 공유하도록 구성되는 냉장고가 가지는 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 냉동실 및 냉장실의 최적온도 및 최적습도를 독립적으로 유지 제어할 수 있는 것은 물론, 각 실을 거친 공기의 에너지가 손실되는 것을 방지할 수 있는 냉장고 및 그 운전방법을 제고하려는데 본 발명의 목적이 있다.
도 1은 종래 냉장고의 일례를 보인 종단면도.
도 2는 종래 냉장고에 적용되던 냉동사이클장치의 일례를 보인 개략도.
도 3은 본 발명에 의한 냉장고의 일례를 보인 종단면도.
도 4는 본 발명에 의한 냉장고에 적용되는 냉동사이클장치의 일례를 보인 개략도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 냉장고의 각 운전모드를 보인 P - h선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 중간벽 111,112 : 냉기귀환유로
120,130 : 냉장실,냉동실 121,131 : 냉장실용 및 냉동실용 증발기
122,132 : 냉장실 및 냉동실 송풍팬 210 : 압축기
220 : 응축기 230 : 제1 모세관
240 : 제2 모세관 250 : 바이패스관
260 : 온/오프밸브
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매압축식 냉동사이클장치가 장착되어 냉동실 및 냉장실로 구획되는 냉장고에 있어서, 상기 냉동실 및 냉장실에 냉기토출부 및 냉기흡입부가 각각 독립적으로 형성됨과 아울러 그 냉동실 및 냉장실에 냉기를 각각 독립적으로 공급하는 냉기공급수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 독립형 냉장고가 제공된다.
또한, 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 초과하는 경우에, 냉장실용 송풍팬 및 냉동실용 송풍팬을 작동시킴과 아울러 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ; 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 초과하나 냉동실은 설정온도 이하가 되는 경우에, 냉장실용 송풍팬은 작동시키는 반면에 냉동실용 송풍팬은 정지시키고, 온/오프밸브는 온(ON)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거치지 않고 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ; 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 만족하나 냉동실은 설정온도를 초과하는 경우에, 냉장실용 송풍팬은 정지시키는 반면에 냉동실용 송풍팬은 작동시키고, 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ; 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 만족하는 경우에, 냉장실용 송풍팬 및 냉동실용 송풍팬을 모두 정지시키고, 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드로 진행시킴을 특징으로 하는 독립형 냉장고의 운전방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 의한 독립형 냉장고 및 그 운전방법을 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 냉장고의 일례를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 냉장고에 적용되는 냉동사이클장치의 일례를 보인 개략도이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 냉장고의 각 운전모드를 보인 P - h선도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 독립형 냉장고는, 냉장고 본체(100)의 내부가 중간벽(110)에 의해 냉장실(120) 및 냉동실(130)로 구획되고, 그 중에서 냉장실(120)의 후벽측에는 냉장실용 증발기(121) 및 송풍팬(122)이 설치되며, 상기 냉동실(130)의 후벽측에는 냉동실용 증발기(131) 및 송풍팬(132)이 설치된다.
상기 냉장실(120) 및 냉동실(130)에 공급되어 순환되면서 데워진 온기를 다시 흡입하여 재냉각시키기 위한 냉기귀환유로(111,112)는 중간벽(110)의 내부에 각각 독립적으로 형성되고, 그 중간벽(110)의 상,하면에는 냉장실 및 냉동실의 냉기귀환유로(111,112)에 각기 연통되는 냉기흡입구(미부호)가 전방측에 각각 형성된다.
이러한, 독립형 냉장고의 냉동사이클장치는 도 4에 도시된 바와 같다.
즉, 통상적인 압축기(210)와, 그 압축기(210)의 출구부에 연통되는 응축기(220)와, 그 응축기(220)의 출구부에 연통되는 제1 모세관(230)과, 그 제1 모세관(230)의 출구부에 연통되어 냉장실(120)에만 냉기를 공급하도록 장착되는 냉장실용 증발기(121)와, 그 냉장실용 증발기(121)의 일측에 장착되어 차별적으로 냉기를 토출시키는 냉장실용 송풍팬(122)과, 상기 냉장실용 증발기(121)의 출구부에 연통되는 제2 모세관(240)과, 그 제2 모세관(240)의 출구부에 연통되어 출구부가 상기 압축기(210)와 연통되어 냉동실(130)에만 냉기를 공급하도록 장착되는 냉동실용 증발기(131)와, 그 냉동실용 증발기(131)의 일측에 장착되어 차별적으로 냉기를 토출시키는 냉동실용 송풍팬(132)과, 상기 냉장실용 증발기(121)의 출구부와 냉동실용 증발기(131)를 직접 연통시키는 바이패스관(250)과, 그 바이패스관(250)에 장착되어 차별적으로 개폐시키는 온/오프밸브(260)로 구성된다.
상기 냉장실(120) 및 냉동실(130)에는 각 실의 실제온도를 감지하는 냉동실 및 냉장실 온도센서(미도시)가 각각 장착되고, 그 각 실의 온도센서(미도시)를 각 설정온도와 비교하여 상기 온/오프밸브(260)의 개폐여부 및 각 송풍팬(122,132)의 동작여부를 판단하는 제어기(미도시)가 냉장고 본체(100)의 소정위치에 장착된다.
도면중 미설명 부호인 123은 냉기덕트, 123a은 냉기토출구, 133은 그릴팬, 133a는 냉기토출구이다.
상기와 같은 본 발명에 의한 독립형 냉장고는, 냉장실 및 냉동실의 온도센서(미도시)로 각 실의 온도를 각각 감지하여 그 실제온도가 설정온도보다 높은 실에만 필요한 만큼의 냉기를 공급하고자 하는 것으로, 냉장실(120) 및 냉동실(130)에는 각각의 증발기(121,131) 및 송풍팬(122,132)이 장착되어 각 증발기에서 발생되는 냉기를 각 실에만 공급하게 된다.
또한, 상기 각 증발기(121,131)의 입구부에는 모세관(230,240)이 설치되고, 그 모세관(230,240)중에서 냉동실(130)의 입구부에 설치되는 제2 모세관(240)의 입구부에는 온/오프밸브(260)가 구비된 바이패스관(250)이 연통되어 냉매의 증발정도를 조절하게 된다.
이와 같이 동작되는 본 발명 독립형 냉장고의 운전방법은 다음과 같다.
먼저, 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 초과하는 경우에는, 냉장실용 송풍팬(122) 및 냉동실용 송풍팬(132)을 작동시킴과 아울러 온/오프밸브(260)는 오프(OFF)시켜 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매가 제2 모세관(240)을 거쳐 냉동실용 증발기(131)로 유입되도록 하는 것으로, 이는 도 5a에 도시된 바와 같다.
즉, 냉매가 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 거치면서 그 냉장실 설정온도보다 낮은 냉기를 발생시키게 되면, 상기 냉장실용 송풍팬(122)이 동작을 개시하여 냉기를 냉장실(120)에 공급하게 된다. 이어서, 상기 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매는 다시 제1 모세관(240) 및 냉동실용 증발기(131)를 거치면서 그 냉동실 설정온도보다 낮은 냉기를 발생시키게 되면, 상기 냉동실용 송풍팬(132)이 동작을 개시하여 냉기를 냉동실에 공급하게 되는 것이다.
다음, 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 초과하나 냉동실은 설정온도 이하가 되는 경우에는, 냉장실용 송풍팬(122)은 작동시키는 반면에 냉동실용 송풍팬(132)은 정지시키고, 온/오프밸브(260)는 온(ON)시켜 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매가 냉매가 제1 모세관(240)을 거치지 않고 냉동실용 증발기(131)로 유입되도록 하는 것으로, 이는 도 5b에 도시된 바와 같다.
즉, 냉매가 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 거치면서 그 냉장실 설정온도보다 낮은 냉기를 발생시키게 되면, 상기 냉장실용 송풍팬(122)이 동작을 개시하여 냉기를 냉장실에 공급하게 된다. 반면, 상기 냉동실에는 과부하가 부과되지 않았으므로, 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매가 제1 모세관(240)을 거치지 않고 그대로 냉동실용 증발기(131)로 유입되고, 냉동실용 송풍팬(132)은 정지되어 결국 냉동실에는 냉기를 공급하지 않게 되는 것이다.
다음, 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 만족하나 냉동실은 설정온도를 초과하는 경우에는, 냉장실용 송풍팬(122)은 정지시키는 반면에 냉동실용 송풍팬(132)은 작동시키고, 온/오프밸브(260)는 오프(OFF)시켜 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매가 제2 모세관(240)을 거쳐 냉동실용 증발기(131)로 유입되도록 하는 것으로, 이는 도 5c에 도시된 바와 같다.
즉, 상기 냉장실에는 과부하가 부과되지 않았으므로, 냉장실용 송풍팬(122)이 정지되어 냉장실에는 냉기를 공급하지 않게 되는 반면에, 상기 제1 모세관(240)을 거치면서 재팽창된 냉매가 냉동실용 증발기(131)로 유입됨과 아울러 냉동실용 송풍팬(132)이 작동되어 결국 냉동실에만 냉기를 공급하게 되는 것이다.
한편, 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 만족하는 경우에는, 냉장실용 송풍팬(122) 및 냉동실용 송풍팬(132)을 모두 정지시키고, 온/오프밸브(260)는 오프(OFF)시켜 제1 모세관(230) 및 냉장실용 증발기(121)를 통과한 냉매가 제2 모세관(240)을 거쳐 냉동실용 증발기(131)로 유입되도록 하여 냉장실(120) 및 냉동실(130)에 새로운 냉기를 공급하지 않게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 독립형 냉장고 및 그 운전방법은, 상기 냉동실 및 냉장실에 냉기토출부 및 냉기흡입부가 각각 독립적으로 형성됨과 아울러 그 냉동실 및 냉장실에 냉기를 각각 독립적으로 공급하는 냉기공급수단을 포함하여 구성하고, 냉장실 및 냉동실의 온도를 각각 감지하여 그 실제온도가 설정온도보다 높은 실에만 필요한 만큼의 냉기를 공급함으로써, 냉동실 및 냉장실의 최적온도 및 최적습도를 독립적으로 유지 제어할 수 있는 것은 물론, 각 실을 거친 공기의 에너지가 손실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 냉매압축식 냉동사이클장치가 장착되어 냉동실 및 냉장실로 구획되는 냉장고에 있어서, 상기 냉동실 및 냉장실에 냉기토출부 및 냉기흡입부가 각각 독립적으로 형성됨과 아울러 그 냉동실 및 냉장실에 냉기를 각각 독립적으로 공급하는 냉기공급수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 독립형 냉장고.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉기공급수단은 통상적인 압축기와, 그 압축기의 출구부에 연통되는 응축기와, 그 응축기의 출구부에 연통되는 제1 모세관과, 그 제1 모세관의 출구부에 연통되어 냉장실에만 냉기를 공급하도록 장착되는 냉장실용 증발기와, 그 냉장실용 증발기의 일측에 장착되어 차별적으로 냉기를 토출시키는 냉장실용 송풍팬과, 상기 냉장실용 증발기의 출구부에 연통되는 제2 모세관과, 그 제2 모세관의 출구부에 연통되어 출구부가 상기 압축기와 연통되어 냉동실에만 냉기를 공급하도록 장착되는 냉동실용 증발기와, 그 냉동실용 증발기의 일측에 장착되어 차별적으로 냉기를 토출시키는 냉동실용 송풍팬과, 상기 냉장실용 증발기의 출구부와 냉동실용 증발기를 직접 연통시키는 바이패스관과, 그 바이패스관에 장착되어 차별적으로 개폐시키는 온/오프밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 독립형 냉장고.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉동실 및 냉장실에 각각 장착되어 각 실의 실제온도를 감지하는 냉동실 및 냉장실 온도센서와, 그 각 실의 온도센서를 각 설정온도와 비교하여 상기 온/오프밸브의 개폐여부 및 각 송풍팬의 동작여부를 판단하는 제어부가 부가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 독립형 냉장고.
  4. 냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 초과하는 경우에, 냉장실용 송풍팬 및 냉동실용 송풍팬을 작동시킴과 아울러 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ;
    냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 초과하나 냉동실은 설정온도 이하가 되는 경우에, 냉장실용 송풍팬은 작동시키는 반면에 냉동실용 송풍팬은 정지시키고, 온/오프밸브는 온(ON)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거치지 않고 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ;
    냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 냉장실은 설정온도를 만족하나 냉동실은 설정온도를 초과하는 경우에, 냉장실용 송풍팬은 정지시키는 반면에 냉동실용 송풍팬은 작동시키고, 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드와 ;
    냉장실 온도 및 냉동실 온도를 감지하여 각 실의 실제온도가 각 설정온도를 모두 만족하는 경우에, 냉장실용 송풍팬 및 냉동실용 송풍팬을 모두 정지시키고, 온/오프밸브는 오프(OFF)시켜 제1 모세관 및 냉장실용 증발기를 통과한 냉매가 제2 모세관을 거쳐 냉동실용 증발기로 유입되도록 하는 모드로 진행시킴을 특징으로 하는 독립형 냉장고의 운전방법.
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