KR19990083181A - 냉장고의 냉각운전 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고의 냉각운전 제어장치에 관한 것으로서, 서로 단열된 냉장실(14)과 냉동실(22)을 갖고, 3방향 밸브(68)에 의해 냉장용 증발기(50)와 냉동용 증발기(52)에 냉매를 유통시키는 냉장실 냉각운전과, 냉동용 증발기(52)로만 냉매를 유통시키는 냉동실 냉각운전을 전환하며, 냉각운전 중에 냉각하지 않은 쪽의 케이스내 온도가 상한온도에 도달할 때에는 냉각운전을 전환하고, 냉각운전 중에 냉각하는 쪽의 케이스내 온도가 하한온도에 도달할 때에도 냉각운전을 전환하여 냉동 사이클의 냉각효율을 향상시키는 동시에, 냉동실과 냉장실 양쪽을 적절한 온도로 확실하게 유지하는 것이 가능한 냉장고를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고의 냉각운전 제어장치{CONTROL EQUIPMENT FOR COOLING OPERATION OF REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고의 냉각운전 제어장치에 관한 것이다.
두 개의 증발기 각각에서 냉동실과 냉장실을 냉각하도록 이루어진 종래의 냉장고는 냉매회로 중에 냉동용 증발기와 냉장용 증발기를 직렬로 접속하고, 냉장용 증발기의 드로틀 개도(開度)를 작게 하는 등 하여 냉동 사이클을 구성하고 있다. 그리고 이와 같은 냉장고는 냉동실 또는 냉장실의 어느 한쪽에 케이스내 온도센서를 설치하고, 이 케이스내 온도센서로 검지한 케이스내 온도에 기초하여 압축기의 작동과 정지 제어를 실행하도록 이루어져 있다.
그런데, 상기한 바와 같이 구성된 냉장고는 비교적 고온도의 냉장실에 대해서도 저온도의 증발기로 냉각하게 되기 때문에, 냉동사이클의 냉각효율이 저하하는 문제가 있었다.
또 냉동실을 냉각할 때에는 냉장용 증발기도 저온이 되지만, 냉장실 내는 고습도가 되기 때문에 냉장용 증발기에 성에가 생기기 쉬워지는 문제도 있었다. 그리고 이와 같이 냉장용 증발기에 성에가 생기면, 냉장용 증발기의 열교환 효율이 저하하여 소비전력량이 커진다고 하는 문제를 일으키는 동시에, 액체 냉매가 압축기에 반류(返流)하여 액체 압축이 일어나고, 냉동 사이클 중에 설치된 부품의 신뢰성이 저하하는 문제가 있었다.
또 냉동실 또는 냉장실의 어느 한쪽에 설치한 케이스내 온도센서에 의해 압축기의 작동과 정지 제어를 실행하기 때문에 냉동실 또는 냉장실 가운데 케이스내 온도센서를 설치하지 않은 쪽에 고온의 식품 등을 투입하면, 이 케이스내의 온도를 적절한 저온으로 유지할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
그리고, 냉동실과 냉장실에서 냉기의 순환이 완전하게는 독립되어 있지 않기 때문에, 냉동실 또는 냉장실의 어느 한쪽 문이 도어 스위치에 의해 검지할 수 없는 정도의 반 정도 열린 상태가 되면, 다른 쪽 케이스내도 거의 무냉각상태에 가까워지는 문제도 있었다.
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 냉동사이클의 냉각효율을 향상시키는 동시에, 냉동실과 냉장실 양쪽을 확실하게 적절한 온도로 유지하는 것이 가능한 냉장고를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태의 냉장고에 대해 그 캐비넷 내부를 나타낸 정면도,
도 2는 상기 냉장고의 종단면도,
도 3은 상기 냉장고의 냉동 사이클을 구성하는 각 장치의 배치도,
도 4는 상기 냉장고의 냉매회로도,
도 5와 도 6은 제어부가 실행하는 제어를 나타낸 플로우챠트 및
도 7, 도 8 및 도 9는 상기 제어를 설명하는 타임챠트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14: 냉장실 22: 냉동실
46: 압축기 50: 냉장용 증발기
52: 냉동용 증발기 54: 냉장용 송풍기
56: 냉동용 송풍기 62: 응축기
70: 냉장용 모세관 72: 냉동용 모세관
101: 냉동실 온도센서 102: 냉장실 온도센서
청구항 1의 발명은 압축기, 응축기, 냉장용 드로틀 장치, 냉장용 송풍기를 같이 설치한 냉장용 증발기, 냉동용 송풍기를 같이 설치한 냉동용 증발기를 차례로 고리형상으로 접속하여 이루어지는 동시에, 상기 응축기와 냉장용 드로틀 장치 사이에서 분기된 냉매지관(冷媒支管)을 갖고, 이 냉매지관에 냉동용 드로틀 장치를 구비하는 동시에, 이 냉매지관의 하류측을 상기 냉장용 증발기와 냉동용 증발기 사이에 접속하고, 또 상기 응축기로부터 유출된 냉매의 유통부분을 상기 냉장용 증발기쪽과 냉매지관쪽 사이에서 전환하는 유로전환수단을 설치한 냉매회로를 구비하고, 상기 유로전환수단을 냉장용 증발기쪽으로 전환하는 동시에 냉장용 송풍기를 구동하는 한편으로 냉동용 송풍기를 정지시켜 실행하는 냉장실 냉각운전과, 상기 유로전환수단을 냉매지관쪽으로 전환하는 동시에 냉동용 송풍기를 구동하는 한편으로 냉장용 송풍기를 정지시켜 실행하는 냉동실 냉각운전을 전환하여 실행할 수 있도록 한 냉장고에 있어서, 냉장실 온도센서와, 냉동실 온도센서, 제어수단을 구비하고, 이 제어수단은 냉동실의 케이스내 온도가 소정의 냉동실 상한온도에 도달한 때에는 냉장고 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 전환하는 한편, 냉장실의 케이스내 온도가 소정의 냉장실 상한온도에 도달한 때에는 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 전환하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 2의 발명은, 상기 제어수단이 냉장실의 케이스내 온도가 소정의 냉장실 하한온도에 도달한 때에 냉장실 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 냉각운전을 전환하는 한편, 냉동실의 케이스내 온도가 소정의 냉동실 하한온도에 도달한 때에는 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 냉각운전을 전환하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 3의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실 또는 냉장실의 케이스내 온도와 소정의 기준온도와의 차분값에 기초하여 상기 압축기의 압축능력을 조정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 4의 발명은, 상기 제어수단이 압축기의 압축능력의 조정을 상기 유로전환수단을 전환할 때에 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 3의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 5의 발명은, 상기 제어수단이 압축기의 압축능력의 조정을 상기 유로전환수단을 전환하고나서 소정 시간이 경과한 후에 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 3의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 6의 발명은, 상기 제어수단이 상기 압축기의 압축능력의 조정과 함께, 냉동용 송풍기 또는 냉장용 송풍기의 회전수의 조정을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 3의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 7의 발명은, 상기 제어수단이 압축능력의 조정을 실행하려고 하는 압축기가 최저압축능력으로 운전될 때에는 압축기의 운전을 정지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 4의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 8의 발명은, 상기 제어수단이 압축기를 정지시킨 후에 냉동실 및 냉장실 가운데 어느 케이스내 온도가 각각 먼저 냉동실 상한온도 또는 냉장실의 케이스내 온도에 도달하는지를 판단하고, 먼저 도달한 쪽부터 냉각운전을 재개하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 7의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 9의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실의 케이스내 온도가 냉동실 상한온도를 넘는 동시에 냉장실의 케이스내 온도가 냉장실 상한온도를 넘을 때는 냉동실의 케이스내 온도와 냉동실 상한온도와의 차 및 냉장실의 케이스내 온도와 냉장실 상한온도와의 차를 파악하고, 그 차가 큰쪽부터 냉각운전을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 10의 발명은, 상기 제어수단이 유로전환수단을 전환하여 냉장실 냉각운전을 종료한 후에 냉장용 송풍기를 구동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 11의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실 냉각운전을 실행한 시간을 누적산하고, 누적산된 시간이 소정의 설정시간을 넘을 때에는 냉동용 증발기의 성에제거 운전을 개시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 10의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 12의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실 냉각운전 또는 냉장실 냉각운전을 각각 소정시간 동안 계속하여 실행할 때는 유로전환수단을 전환하여 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 또는 냉장실 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 전환하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 13의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실의 케이스내 온도 또는 냉장실의 케이스내 온도가 각각 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달한 때는 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 14의 발명은, 상기 제어수단이 상기 케이스내 온도가 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달하여 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동할 때는 이 최대압축능력인 채로 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 상한온도까지 냉각운전을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 13의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 15의 발명은, 상기 제어수단이 냉동실의 케이스내 온도 또는 냉장실의 케이스내 온도가 각각 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달하여 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동하고, 이것을 소정시간 계속함에도 불구하고 상기 케이스내 온도가 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 상한온도에 도달하지 않을 때에는 이용자에게 경고신호를 발하는 동시에 상기 압축기를 통상의 압축능력으로 복귀시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 14의 냉장고의 냉각운전 제어장치이다.
청구항 1의 발명은 냉동실과 냉장실 양쪽에 온도센서를 설치하고, 각 온도센서로 검지한 케이스내 온도를 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 상한온도와 비교하여 냉각운전의 전환을 실행하고 있다. 따라서 냉각효율을 저하시키지 않고, 냉동실 및 냉장실의 각각을 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 2의 발명은 각 케이스내 온도를 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 하한온도와 비교하여 냉각운전의 전환을 실행하고 있다. 따라서, 필요 이상의 냉각에 의해 냉각효율이 저하하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 3의 발명은 압축기의 압축능력을 조정하는 것에 의해 필요 이상의 압축능력으로 냉각운전이 실행되어 냉각효율이 저하하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 4의 발명은 냉각운전을 재개할 때에 압축능력의 조정을 실행하게 되기 때문에, 압축능력의 조정을 보다 적절한 것으로 하는 것이 가능하게 된다.
청구항 5의 발명은 냉각운전 중에 압축능력의 조정을 실행하기 때문에, 케이스내의 온도부하가 크게 변화되는 경우에도 케이스내를 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 6의 발명은 송풍기의 회전수를 조정하는 것에 의해 보다 적절한 냉각운전을 실행하는 것이 가능하게 된다.
청구항 7, 8, 9의 발명은 효율적인 냉각운전에 의해 케이스내를 한층 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 10, 11의 발명은 각 증발기에 성에가 생기는 것을 확실하게 방지하고, 냉각효율의 저하에 의한 소비전력의 증대와, 액체 압축에 의해 부품의 신뢰성의 저하를 회피하는 것이 가능하게 된다.
청구항 12, 13, 14, 15의 발명은 냉장고에 이상상태가 생겨도 케이스내를 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 본 발명의 냉장고의 구체적인 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시형태 냉장고(10)의 문을 연 상태를 나타낸 정면도이다. 냉장고(10)의 본체인 캐비넷(12)에는 상단부터 냉장실(14), 야채실(16), 온도전환실(18), 냉동실(22)이 설치되어 있다. 또 온도전환실(18)의 좌측에는 제빙실(20)이 설치되어 있다. 그리고, 야채실(16)과 온도전환실(18), 제빙실(20) 사이에는 단열 간막이체(24)가 배치되어 있다.
냉장실(14)의 하부에는 약 0℃부근에서 케이스내 온도를 유지하는 칠드실(26)이 설치되어 있다. 야채실(16)에는 인출식 야채실 문(도시하지 않음)이 설치되고, 이 문과 함께 야채용기(28)가 인출가능하게 되어 있다. 온도전환실(18)에는 인출식 온도전환실 문(도시하지 않음)이 설치되고, 이 문과 함께 온도전환실 용기(30)가 인출가능하게 되어 있다. 냉동실(22)에도 인출식 냉동실 문(도시하지 않음)이 설치되고, 이 문과 함께 냉동용기(32)가 인출가능하게 되어 있다. 제빙실(20)에는 그 천정부 부근에 제빙장치(34)가 설치되고, 이 아래쪽에는 저빙용기(36)가 설치되어 있다. 또 제빙장치(34)에 물을 공급하는 탱크(44)는 칠드실(26)의 좌측에 설치되어 있다.
다음에 상기 도 1, 이 냉장고의 종단면도인 도 2 및 냉동사이클의 장치 배치를 개략적으로 설명한 도 3에 기초하여 냉장고(10)의 냉동 사이클의 구조 및 그 배치에 대해 설명한다. 우선, 압축기(46)는 캐비넷(12)의 바닥부, 즉 냉동실(22)의 뒷쪽 하부에 설치된 기계실(48)에 설치되어 있다. 냉장고(10)의 증발기는 냉장용과 냉동용의 두 개가 존재하고, 냉장용 증발기(50)는 야채실(16)의 뒷쪽에 배치되고, 냉동용 증발기(52)는 냉동실(22)의 뒷쪽 상부에 설치되어 있다. 또, 냉장용 증발기(50)의 윗쪽에는 냉장용 송풍기(54)가 설치되고, 냉동용 증발기(52)의 윗쪽에는 냉동용 송풍기(56)가 설치되어 있다. 또, 냉동용 증발기(52)의 아래쪽에는 성에제거 히터(98)가 설치되어 있다.
도 4는 이 냉장고에 설치된 냉매회로를 나타낸 도면이다. 이하, 이 도면에 기초하여 냉매의 흐름에 대해 설명한다. 압축기(46)로부터 나온 냉매는 소음기(58), 방열 파이프(60), 응축기(62), 방로 파이프(64), 드라이어(66)를 거쳐 3방향 밸브(유로전환수단)(68)에 도달한다. 3방향 밸브(68)에 있어서 냉매유로는 분기되고, 한쪽은 냉장용 모세관(드로틀 장치)(70)을 향하고, 다른 쪽은 냉매지관(103) 사이에 설치된 냉동용 모세관(드로틀 장치)(72)을 향한다. 냉장용 모세관(70)으로부터 상기한 냉장용 증발기(50)에 도달하고, 냉동용 모세관(72)의 출구측과 하나가 되고, 상기한 냉동용 증발기(52)에 도달한다. 그 후, 어큐뮬레이터(74), 흡입 파이프(76)를 통해 압축기(46)에 되돌아간다.
또, 이 냉장고에는 냉동실(22)의 케이스내 온도(tF)를 검지한 냉동실 온도센서(101)와 냉장실(14)의 케이스내 온도(tR)를 검지하는 냉장실 온도센서(102)가 설치되고, 또 냉동 사이클의 제어를 실행하는 제어부(제어수단)가 마이크로 컴퓨터 등을 이용하여 구성되어 있다. 그리고 이 제어부에 의해 상기 3방향 밸브(68)를 냉장용 증발기(50)쪽으로 전환하는 동시에 냉장용 송풍기(54)를 구동하는 한편으로 냉동용 송풍기(56)를 정지시켜 실행하는 냉장실 냉각운전과, 상기 3방향 밸브(68)를 냉매지관(103)쪽으로 전환하는 동시에 냉동실용 송풍기(56)를 구동하는 한편으로 냉장용 송풍기(54)를 정지시켜 실행하는 냉동실 냉각운전이 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 이와 같은 냉각운전의 전환을 상기 케이스내 온도(tF, tR)에 기초하여 제어부가 실행하는 것인데, 다음에 이 운전전환제어에 대해 도 5, 도 6의 플로우챠트에 기초하여 설명한다.
우선, 현시점에 있어서 냉동실 냉각운전이 실행되는 것으로 한다. 도 5의 스텝(S1)은 냉각운전을 실행하지 않는 쪽의 케이스내 온도, 즉 냉장실 온도(tR)를 소정의 냉장실 상한온도(tRu)와 비교한다. 여기에서 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu)보다도 낮으면 다음에 스텝(S2)으로 진행한다. 이 스텝(S2)에서는 냉동실 온도(tF)와 냉동실 하한온도(tFl)를 비교한다. 여기에서 아직 냉동실 온도(tF)가 냉동실 하한온도(tFl)보다도 높으면 그대로 냉동실 냉각운전을 계속하고, 스텝(S3)으로 진행한다. 그리고, 이후 스텝(S3)에서 강제 전환처리를 실행하고, 또 스텝(S4)에서 강제 냉각처리를 실행하고, 또 스텝(S10)에서 압축기(46)의 운전회전수 조정처리를 실행하고, 그리고 스텝(S11)에서 성에제거 처리를 실행하여 상기 스텝(S1)으로 되돌아간다. 또 이러한 각 처리에 대해서는 후술한다.
한편, 상기 스텝(S1)에서 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu) 이상일 때는 다음에 스텝(S5)으로 진행한다. 스텝(S5)에서는 또 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu) 이상인지의 여부를 판단한다. 여기에서 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu)보다도 낮은 경우는 스텝(S7)에서 냉각운전을 냉장실 냉각운전으로 전환하여 스텝(S11)으로 진행한다. 한편, 스텝(S5)에서 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu) 이상일 때는 또 냉장실 온도(tR)와 냉장실 상한온도(tRu)와의 차분값(냉장실쪽 차분값)과, 냉동실 온도(tF)와 냉동실 상한온도(tFu)와의 차분값(냉동실쪽 차분값)을 비교한다. 그리고, 냉장실쪽 차분값이 냉동실쪽 차분값보다도 클 때는 스텝(S8)에서 냉각운전을 냉장실 냉각운전으로 전환하는 한편, 그렇지 않은 경우는 스텝(S9)에서 냉동실 냉각운전을 계속하고, 각각 스텝(S11)으로 진행한다.
또, 상기에서는 루틴 개시시점에서 냉동실 냉각운전이 이루어진 것으로서 설명했지만, 냉장실 냉각운전이 이루어진 경우에는 스텝(S1)에서 냉동실 온도(tF)와 냉동실 상한온도(tFu)를 비교하고, 스텝(S2)에서 냉장실 온도(tR)와 냉장실 하한온도(tRl)를 비교하게 된다.
그런데, 상기 스텝(S3)에서 실행하는 고장처리는 다음과 같은 것이다. 즉, 냉동실 냉각운전을 개시하고나서의 경과시간을 카운트하고, 이 경과시간이 소정 시간(예를 들면 60분)이 되면, 강제적으로 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 전환하는 것이다. 또 냉장실 냉각운전을 실행하는 경우도 마찬가지 조건이 성립할 때에 냉동실 냉각운전으로 전환한다.
또 스텝(S4)에서 실행하는 강제 냉각처리는 다음과 같은 것이다. 즉, 냉동실 냉각운전 중에 냉동실 온도(tF)가 크게 상승하여 소정의 냉동실 강제 냉각온도(예를 들면 약 -12℃)에 도달한 경우에 압축기(46)를 최대압축능력으로 운전하는 것이다. 그리고, 냉동실 상한온도(tFu)로 하강하기까지 이 운전을 계속하는 한편, 소정 시간이 경과해도 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu)까지 하강하지 않을 때는 알람을 울려 이용자에게 경고신호를 발하는 동시에, 압축기(46)의 압축능력을 최대압축능력에서 통상의 압축능력으로 복귀시킨다. 또 냉장실 냉각운전 중에 대해서는 냉장실 온도(tR)와 냉장실 강제 냉각온도(예를 들면 약 10℃)를 비교하여 같은 처리를 실행한다.
또 스텝(S10)에서 실행하는 운전회전수 조정처리는 후술하는 스텝(S29)과 같이 설명한다.
또 스텝(S11)에서 실행하는 성에제거 처리는 다음과 같은 것이다. 냉동용 증발기(52)에 대해서는 냉동실 냉각운전을 실행한 시간을 제어부에 의해 누적산한다. 그리고, 이 누적산 시간이 소정의 설정누적산 시간(예를 들면 10시간)을 넘을 때에 성에제거 히터(98)에서 냉동용 증발기(52)의 성에제거를 실행한다. 한편, 냉장용 증발기(50)에 대해서는 3방향 밸브(68)를 전환하여 냉장실 냉각운전을 종료하고, 냉장용 증발기(50)를 냉매가 유통하지 않는 상태에서 냉장용 송풍기(54)를 구동하고, 0℃보다도 높은 냉장실(14) 내의 공기를 냉장용 증발기(50)에 뿜어서 실행한다.
상기 스텝(S2)에서 냉동실 온도(tF)가 냉동실 하한온도(tFl) 이하일 때는 다음에 도 6에 나타낸 스텝(S21)으로 진행한다. 이 스텝(S21)에는 압축기(46)가 최저압축능력으로 운전되고 있는지의 여부, 즉 그 운전회전수가 최저회전수인지의 여부를 판단한다. 최저회전수가 아닐 때는 다음에 스텝(S29)으로 진행하고, 압축기(46)의 운전회전수를 저하시킨다. 그리고, 다음에 이 때의 저하량을 어떻게 결정하는지, 그 한 예에 대해 도 9를 참조하면서 설명한다.
여기에서는 아직 냉동실 냉각운전(cF)을 실행할 때를 생각한다. 냉각운전을 냉장실 냉각운전으로 전환하게 되는 시각(T0)에 있어서, 냉장실 상한온도(tRu)와 냉장실 온도(tR)와의 차(eRu)와, 냉동실 하한온도(tFl)와 냉동실 온도(tF)와의 차(eFl)를 파악한다. 그리고 이러한 eRu, eFl, 정수α, β, γ 및 전회 냉장실 냉각운전을 실행한 때의 운전회전수(Fr')를 이용하여 다음 냉장실 냉각운전의 운전회전수(Fr)를
로 결정한다.
한편, 시각(T0)에서 냉장실 냉각운전(cR)을 실행할 때에는 냉각운전을 냉동실 냉각운전으로 전환하는 시각(T1)에 있어서, 냉동실 상한온도(tFu)와 냉동실 온도(tF)와의 차(eFu)와, 냉장실 하한온도(tRl)와 냉장실 온도(tR)와의 차(eRl)를 파악한다. 그리고, 이러한 eFu, eRl, 정수 α, β, γ 및 전회 냉동실 냉각운전을 실행한 때의 운전회전수(Ff')를 이용하여 다음 냉동실 냉각운전의 운전회전수(Ff)를
로 결정한다.
또 상기한 바와 같이 하여 결정된 운전회전수는 냉장고 전체에서의 진동, 소음의 공진점을 피하여 설정된 몇 단계(예를 들면 7단계)의 운전회전수값에 근사하고, 압축기(46)의 운전회전수를 단계적으로 변화시킨다.
그리고 스텝(S29)에서 압축기(46)의 운전회전수를 저하시켰다면, 그것에 대응하여 냉장용 송풍기(54)의 회전수도 저하시킨다. 이 경우도 상기한 바와 같이 냉장고 전체에서의 진동, 소음의 공진점을 피하여 설정된 몇 단계(예를 들면 2∼3단계)의 회전수로 변화시킨다. 그리고 이 스텝(S20)에서는 상기 스텝(S5)으로 되돌린다. 또 냉장실 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 전환할 때는 냉동용 송풍기(56)의 회전수를 저하시키게 된다.
또 상기 스텝(S10)에서 실행하는 운전회전수 조정처리에 대해 여기에서 설명해 둔다. 이 운전회전수 조정처리는 3방향 밸브(68)를 전환하여 냉각운전을 개시하고나서 소정 시간(예를 들면 10분)이 경과한 때에 상기한 바와 같은 수법에 기초하여 압축기(46)의 운전회전수를 구하고, 압축능력을 조정하는 것이다. 물론 냉장실 냉각운전 중일 때는 수학식 1을 이용하고, 냉동실 냉각운전 중일 때는 수학식 2를 이용하게 된다.
한편, 상기 스텝(S21)에서 압축기(46)가 최저회전수로 구동될 때에는 다음에 스텝(S22)에서 냉장실 온도(tR)와 냉장실 상한온도(tRu)를 비교한다. 또, 여기에서도 현시점에서 냉동실 냉각운전이 실행되는 것을 전제로 하고 있지만, 냉장실 냉각운전이 실행되고 있는 경우에는 냉동실 온도(tF)와 냉동실 상한온도(tFu)를 비교하게 된다.
그리고 상기 스텝(S22)에서 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu) 이상일 때는 상기 스텝(S5)에 되돌아가지만, 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu)보다도 낮은 때는 다음에 스텝(S23)으로 진행하고, 압축기(46)와 송풍기(54, 56)를 정지시킨다. 또 이와 같이 하여 압축기(46)를 정지시킨 때는 스텝(S24)에서 압축기(46)의 흡입측과 토출측의 균압화를 꾀할 수 있는 소정 시간이 경과하기까지 압축기(46)의 재기동을 금지한다.
상기 소정의 재기동 금지시간이 경과하면 압축기(46)를 재기동하는 것이지만, 이 때 모든 냉각운전을 재개하는지를 다음과 같이 하여 결정한다. 우선 스텝(S25)에서 냉장실 온도(tR)와 냉장실 상한온도(tRu)를 비교한다. 그리고 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu) 이상이면 스텝(S27)으로 진행하고 냉장실 냉각운전을 재개하는 한편, 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu)보다도 낮을 때에는 다음에 스텝(S26)에서 냉동실 온도(tF)와 냉동실 상한온도(tFu)를 비교한다. 그리고 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu)이상일 때에는 스텝(S28)에서 냉동실 냉각운전을 재개하는 한편, 냉동실 온도(tF)가 냉동실 상한온도(tFu)보다도 낮을 때에는 상기 스텝(S5)으로 되돌아간다. 즉, 케이스내 온도(tR, tF)가 먼저 냉장실 설정 상한온도(tRu) 또는 냉동실 설정 상한온도(tFu)가 된 쪽부터 냉각운전을 실행하는 것이다.
이상과 같이 구성되고 제어되는 냉장고는 냉각하지 않은 쪽의 케이스내 온도(tR, tF)와 상한온도(tRu tFu)를 비교하고, 이 케이스내 온도(tR, tF)가 상한온도(tRu, tFu) 이상이 될 때에 냉각운전을 전환하도록 하고 있다. 도 7은 이 때의 케이스내 온도 변화를 나타낸 타임챠트이다. 상기 도면에 나타낸 바와 같이 종래의 냉장고는 예를 들면 냉동실 냉각운전 중에 냉장실 온도(tR')가 어떠한지는 전혀 고려하지 않았다. 따라서 파선으로 나타낸 바와 같이 시각(T1)에서 냉장실 온도(tR')가 냉장실 상한온도(tRu)를 넘어도 시각(T2)에서 냉동실 온도(tF)가 냉동실 하한온도(tFl)에 도달하기까지는 그대로 냉동실 냉각운전이 계속되고 있다. 그 때문에 냉장실 온도(tR')는 냉장실 상한온도(tRu)를 넘게 되고, 냉장실(14) 및 냉동실(22) 내를 적절한 저온으로 유지하는 것이 곤란했다. 이에 대해 상기 냉장고는 냉장실 온도(tR)가 냉장실 상한온도(tRu)를 넘는 시각(T1)에서 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 전환하고 있다. 따라서 냉장실(14) 및 냉동실(22) 내를 적절한 저온으로 유지할 수 있다.
또 상기 냉장고에서는 냉각하지 않은 쪽의 케이스내 온도(tR, tF)가 상한온도(tRu, tFu)를 넘지 않는 동안에도 냉각하는 쪽의 케이스내 온도(tF, tR)가 하한온도(tFl, tRl)에 도달한 때는 냉각운전을 전환하도록 하고 있다. 도 8은 이 때의 케이스내 온도변화를 나타낸 타임챠트이다. 상기 도면의 파선으로 나타낸 바와 같이 예를 들면 냉동실 냉각운전 중에 냉장실 온도(tR')가 냉장실 상한온도(tRu')를 넘는지의 여부만을 판단하면 냉동실 온도(tF)가 냉동실 하한온도(tFl)를 밑돌아 충분히 냉각됨에도 불구하고, 그대로 T1'까지 냉동실 냉각운전을 계속하는 것이 되어 냉각운전을 낭비하게 되는 결과가 된다. 이에 대해 상기한 바와 같이 하면 시각(T1)에서 냉장실 냉각운전으로 전환하게 되기 때문에, 상기한 바와 같은 냉각운전을 낭비하게 되는 일이 없다. 상기 도면에서는 T2에서 다시 냉동실 냉각운전으로 전환하고, 냉동실 온도(tF)가 냉동실 하한온도(tFl)에 도달한 T3에서 냉장실 냉각운전으로 전환하고 있다. 이와 같은 운전을 실행하지 않으면 시각(T2')의 근방에서도 냉각운전을 낭비하게 된다.
또 상기 냉장고는 스텝(S29)에 있어서 압축기(46)의 압축능력을 조정하고 있다. 즉 냉각하지 않은 쪽의 케이스내 온도(tR, tF)가 상한온도(tRu, tFu)에 도달하기 전에 냉각한 쪽의 케이스내 온도(tF, tR)가 하한온도(tFl, tRl)에 도달한 때에는 압축기(46)의 압축능력이 너무 높다고 생각되기 때문에 이것을 저하시키는 것이다. 따라서, 보다 냉각효율이 좋은 냉각운전을 실행할 수 있다. 그리고 이 때 압축능력을 어느 정도 저하시키는지를 냉각하지 않은 쪽의 케이스내 온도(tR, tF)와 상한온도(tRu, tFu)와의 차(eRu, eFu)와, 냉각한 쪽의 케이스내 온도(tF, tR)와 하한온도(tFl, tRl)와의 차(eFl, eRl)에 기초하여 결정하고 있다. 따라서 압축능력이 확실히 적절하게 제어가 실행될 수 있다.
또 상기한 조정은 냉각운전 개시후에 소정 시간이 경과한 때에도 실행하도록 하고 있다. 따라서 냉각운전 중에 냉장실(14) 또는 냉동실(22)에 고온도의 부하(식품 등)가 투입된 때에도 압축기(46)의 압축능력을 신속하게 변화시켜 케이스내 온도(tF, tR)를 적절한 저온으로 유지할 수 있다.
그리고 압축기(46)의 운전회전수와 송풍기(54, 56)의 회전수를 변화시킬 때에는 냉장고 전체의 진동, 소음의 공진점을 피하도록 하고 있다. 이것에 의해 정음화(靜音化)를 꾀할 수 있다.
또, 예를 들면 환경온도가 15℃ 이하이고, 또한 문의 개폐가 되지 않는 저부하 조건화에서는 압축기(46)를 최저압축능력으로 구동해도 냉각능력이 과잉이 되는 경우가 있다. 상기 냉장고에서는 이와 같은 경우에 압축기(46)를 정지하도록 하고 있기 때문에 냉각운전을 낭비하는 것은 확실하게 회피된다. 그리고 냉각운전을 정지한 때에는 일정기간 동안 재기동을 금지하고 있다. 따라서, 냉매압력이 압축기(46)의 흡입측과 토출측에서 균압화되고 나서 재기동되는 것이 되고, 정음성을 향상시킬 수 있다. 또 압축기(46)를 정지한 때에는 케이스내 온도(tF, tR)가 먼저 상한온도(tFu, tRu)에 도달한 쪽부터 냉각운전을 실행하도록 하고 있기 때문에 케이스내 온도(tF, tR)를 확실하게 적절한 저온으로 할 수 있다.
또 장시간의 냉각운전을 실행한 경우와, 냉장실(14) 또는 냉동실(22) 내에 고온도의 부하(식품 등)를 투입하여 양케이스내 온도(tF, tR) 모두 상한온도(tFu, tRu)를 넘는 경우에는 보다 크게 상한온도(tFu, tRu)를 넘는 쪽부터 냉각운전을 실행하도록 하고 있다. 따라서 케이스내 온도(tF, tR)는 확실하게 적절한 저온으로 유지된다.
또 냉장용 증발기(50)와 냉동용 증발기(52) 양쪽에 있어서 성에제거 운전을 실행하도록 되어 있기 때문에, 성에에 의해 냉각효율이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 특히 냉장용 증발기(50)에 대해서는 냉동실 냉각운전 중에 성에제거 운전을 실행하기 때문에 냉각운전을 방해하는 일이없고, 이 성에제거 운전을 공기와의 열교환에 의해 실행하기 때문에 에너지 손실을 억제할 수 있다.
또 상기 냉장고에서는 냉각한 쪽의 케이스내에 이상하게 높은 부하가 투입되거나, 또는 냉장고의 문이 반 정도 열린 상태에 있거나, 또 온도센서(101, 102)가 고장나거나 하여 냉각운전을 전환하는 조건이 마련되었다고 제어부에서 판단할 수 없는 때에도 소정 시간이 경과하면 강제적으로 냉각운전을 전환하도록 하고 있다. 따라서, 한쪽 케이스내가 냉각되지 않은 채로 장시간 방치된 사태는 회피된다. 또 이상하게 큰 부하가 케이스내에 투입되거나, 또는 냉장고의 문이 반 정도 열린 상태에 있거나, 3방향 밸브(68)와 모세관(70, 72)이 고장나거나 하면, 케이스내 온도가 크게 상승하는 일이 있다. 그러나, 상기 냉장고에서는 케이스내 온도(tF, tR)가 소정의 강제 냉각온도를 넘으면 압축기(46)를 최대압축능력으로 구동하여 상한 온도(tFu, tRu)까지 냉각하도록 하고 있다. 따라서 상기한 바와 같은 경우에도 케이스내 온도(tF, tR)를 적절한 저온으로 신속하게 복귀시킬 수 있다. 그리고 이와 같은 최대압축능력에서의 압축기(46)의 운전을 소정 시간 동안 계속해도 케이스내 온도(tF, tR)가 상한온도(tFu, tRu)에 도달하지 않을 때에는 어떤 이상이 발생한 것이라고 판단하고, 알람을 울리는 동시에 압축능력을 통상으로 복귀시키고 있다. 따라서 압축기(46)에 무리한 부하가 가해지는 것을 피하고, 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 청구항 1의 발명은 냉동효율을 저하시키지 않고, 냉동실 및 냉장실의 각각을 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
또, 청구항 2의 발명에서는 필요 이상의 냉각에 의해 냉동효율이 저하하는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또, 청구항 3의 발명에서는 압축기의 압축능력을 조정하는 것에 의해 필요 이상의 압축능력으로 냉각운전이 실행되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 4의 발명에서는 냉각운전을 재개할 때에 압축능력의 조정을 실행하는 것에서 압축능력의 조정을 보다 적절한 것으로 하는 것이 가능하게 된다.
청구항 5의 발명에서는 냉각운전 중에 압축능력의 조정을 실행하기 때문에, 케이스내의 온도부하가 크게 변화한 경우에도 케이스내를 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 6의 발명은 송풍기의 회전수를 조정하는 것에 의해 보다 적절한 냉각운전을 실행하는 것이 가능하게 된다.
청구항 7, 청구항 8 또는 청구항 9의 발명에서는 효율적인 냉각운전에 의해 케이스내를 한층 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
청구항 10 또는 청구항 11의 발명에서는 증발기에 성에가 생기는 것을 확실하게 방지하고, 냉각효율의 저하에 의한 소비전력의 증대와, 액체 압축에 의한 부품 신뢰성의 저하를 회피하는 것이 가능하게 된다.
청구항 12, 청구항 13, 청구항 14 또는 청구항 15의 발명에서는 이상상태가 생겨도 케이스내를 적절한 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.

Claims (15)

  1. 압축기, 응축기, 냉장용 드로틀 장치, 냉장용 송풍기를 같이 설치한 냉장용 증발기와, 냉동용 송풍기를 같이 설치한 냉동용 증발기를 차례대로 고리형상으로 접속하여 이루어지는 동시에,
    상기 응축기와 냉장용 드로틀 장치 사이에서 분기된 냉매지관을 갖고, 이 냉매지관에 냉동용 드로틀 장치를 구비하는 동시에, 이 냉매지관의 하류측을 상기 냉장용 증발기와 냉동용 증발기 사이에 접속하고, 또 상기 응축기에서 유출된 냉매의 유통부분을 상기 냉장용 증발기쪽과 냉매지관쪽 사이에서 전환하는 유로전환 수단을 설치한 냉매회로를 구비하고,
    상기 유로전환수단을 냉장용 증발기쪽으로 전환하는 동시에 냉장용 송풍기를 구동하는 한편으로 냉동용 송풍기를 정지시켜 실행하는 냉장실 냉각운전과, 상기 유로전환수단을 냉매지관쪽으로 전환하는 동시에 냉동용 송풍기를 구동하는 한편으로 냉장용 송풍기를 정지시켜 실행하는 냉동실 냉각운전을 전환하여 실행할 수 있도록 한 냉장고에 있어서,
    냉장실 온도센서와, 냉동실 온도센서, 제어수단을 구비하고,
    이 제어수단은
    냉동실의 케이스내 온도가 소정의 냉동실 상한온도에 도달한 때에는 냉장고 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 전환하는 한편, 냉장실의 케이스내 온도가 소정의 냉장실 상한온도에 도달한 때에는 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 전환하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉장실의 케이스내 온도가 소정의 냉장실 하한온도에 도달한 때에는 냉장실 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 냉각운전을 전환하는 한편, 냉동실의 케이스내 온도가 소정의 냉동실 하한온도에 도달한 때에는 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 냉각운전을 전환하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실 또는 냉장실의 케이스내 온도와 소정의 기준온도와의 차분값에 기초하여 상기 압축기의 압축능력을 조정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어수단은
    압축기의 압축능력의 조정을 상기 유로전환수단을 전환할 때에 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    압축기의 압축능력의 조정을 상기 유로전환수단을 전환하고나서 소정 시간이 경과한 후에 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    상기 압축기의 압축능력의 조정과 함께, 냉동용 송풍기 또는 냉장용 송풍기의 회전수의 조정을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    압축능력의 조정을 실행하려고 하는 압축기가 최저압축능력으로 운전될 때에는 압축기의 운전을 정지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    압축기를 정지시킨 후에 냉동실 및 냉장실 가운데 어느 케이스내 온도가 각각 먼저 냉동실 상한온도 또는 냉장실의 케이스내 온도에 도달하는지를 판단하고, 먼저 도달한 쪽부터 냉각운전을 재개하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실의 케이스내 온도가 냉동실 상한온도를 넘는 동시에 냉장실의 케이스내 온도가 냉장실 상한온도를 넘을 때는 냉동실의 케이스내 온도와 냉동실 상한온도와의 차 및 냉장실의 케이스내 온도와 냉장실 상한온도와의 차를 파악하고, 그 차가 큰쪽부터 냉각운전을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    유로전환수단을 전환하여 냉장실 냉각운전을 종료한 후에 냉장용 송풍기를 구동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실 냉각운전을 실행한 시간을 누적산하고, 누적산된 시간이 소정의 설정시간을 넘을 때에는 냉동용 증발기의 성에제거 운전을 개시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실 냉각운전 또는 냉장실 냉각운전을 각각 소정시간 동안 계속하여 실행할 때는 유로전환수단을 전환하여 냉동실 냉각운전에서 냉장실 냉각운전으로 또는 냉장실 냉각운전에서 냉동실 냉각운전으로 전환하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실의 케이스내 온도 또는 냉장실의 케이스내 온도가 각각 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달한 때는 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    상기 케이스내 온도가 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달하여 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동할 때는 이 최대압축능력인 채로 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 상한온도까지 냉각운전을 실행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어수단은
    냉동실의 케이스내 온도 또는 냉장실의 케이스내 온도가 각각 소정의 냉동실 강제 냉각온도 또는 냉장실 강제 냉각온도에 도달하여 상기 압축기를 최대압축능력으로 구동하고, 이것을 소정시간 계속함에도 불구하고 상기 케이스내 온도가 각각 냉동실 상한온도 또는 냉장실 상한온도에 도달하지 않을 때에는 이용자에게 경고신호를 발하는 동시에 상기 압축기를 통상의 압축능력으로 복귀시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각운전 제어장치.
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