KR20000002006A - 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

Abstract

개시된 온도 제어방법 및 제어장치는 냉장실의 좌우 양측에 팬 모터를 각기 설치하고, 냉장실의 온도에 따라 두 개의 팬 모터를 구동시켜 냉장실의 온도를 균일하게 하고, 냉장실의 온도에 따라 두 개의 팬 모터를 고속 및 저속으로 구동시켜 냉장 보관하는 식품이 냉동되지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 냉장실의 좌우 양측에 팬 모터를 각기 설치함과 아울러 두 개의 온도 센서를 설치하여 온도를 검출하고, 검출 온도의 평균 온도를 냉장실의 온도로 판단하며, 판단한 냉장실의 평균 온도를 설정 온도와 비교하고, 비교 결과 냉장실의 온도가 구동 온도보다 높을 경우에 제어부의 제어에 따라, 냉장실의 온도가 정지 온도로 될 때까지 압축기 구동부가 압축기를 구동시키고, 팬 모터 구동부가 팬 모터를 저속으로 구동시키며, 냉장실의 평균 온도가 최고 구동 온도보다 높을 경우에 제어부의 제어에 따라, 냉장실의 온도가 정지 온도로 될 때까지 압축기 구동부가 압축기를 구동시키고, 팬 모터 구동부가 팬 모터를 고속으로 구동시키는 것으로서 냉기가 좌우 양측으로 분산 유입되면서 냉장실의 전체에 균일하게 퍼져 냉장실의 온도가 균일하게 되고, 냉장실의 온도에 따라 팬 모터의 구동 속도를 조절하여 식품의 냉동을 방지한다.

Description

냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치

본 발명은 냉장실에 증발기를 채택하고 있는 냉장고에 있어서, 냉장실 고내의 온도차를 줄이고, 냉장 보관하는 식품이 결빙되지 않도록 하는 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고의 냉동실 온도는 매우 낮고, 냉장실의 온도는 약 3∼4℃로 냉동실에 비하여 높다.

그러므로 냉동실에 증발기를 구비하고, 냉동실의 온도가 설정 온도 이상일 경우에 압축기를 구동시키고, 팬 모터를 구동시켜 증발기에서 냉기를 발생 및 냉동실로 유입시키면서 냉동실의 온도를 설정 온도로 조절하고 있다.

그리고 냉동실과 냉장실의 사이에는 냉기 유입구를 형성하고, 냉장실의 온도가 설정 온도 이상일 경우에 상기 냉기 유입구를 개방 및 냉동실의 냉기가 냉기 유입구를 통해 냉장실로 유입되게 하여 냉장실의 온도를 설정 온도로 조절하고 있다.

그러나 냉동실의 온도에 따라 압축기를 구동시키면서 냉동실의 온도를 조절하고, 이 냉동실의 냉기를 냉장실로 유입시켜 냉장실의 온도를 조절하는 것은 냉장실의 온도 변화에 따라 탄력적으로 대응하지 못하고 있다.

그러므로 최근에는 냉동실 및 냉장실 각각에 증발기를 구비하여 냉동실 및 냉장실의 온도를 각기 독립적으로 조절하고 있다.

도 1은 냉장실에 증발기를 채택하고 있는 종래의 냉장고의 냉장실의 구성을 보인 개략 평면도이다.

여기서, 부호 10은 냉장실이고, 부호 11은 상기 냉장실(10)의 전면에 설치되어 개폐되는 도어이다.

상기 냉장실(10)의 후방에는 증발기(12)가 구비되고, 냉장실(10)과 증발기(12)의 사이에는 냉기 유입구(13)가 형성됨과 아울러 증발기(12)의 냉기를 상기 냉기 유입구(13)를 통해 냉장실(10)로 유입시키는 팬 모터(14)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래의 냉장고는 온도 센서(도면에 도시되지 않았음)로 냉장실(10)의 온도를 검출하고, 검출한 냉장실(10)의 온도가 설정 온도 이상일 경우에 마이크로 컴퓨터 등의 제어부(도면에 도시되지 않았음)가 압축기(도면에 도시되지 않았음)를 구동시켜 증발기(12)에서 냉기가 발생되게 함과 아울러 팬 모터(14)를 구동시킨다.

그러면, 증발기(12)의 냉기가 팬 모터(14)의 구동에 따라 냉기 유입구(13)를 통해 냉장실(10)로 유입되어 냉장실(10)의 온도를 설정 온도로 낮추게 된다.

이와 같은 상태에서 냉장실(10)의 온도가 정지 온도 이하로 하강하면, 제어부는 압축기를 정지시키고, 팬 모터(14)를 정지시켜 냉장실(10)로 냉기가 유입되지 않도록 하며, 다시 온도 센서의 신호로 냉장실(10)의 온도를 판단하여 설정된 구동 온도 이상일 경우에 제어부가 다시 압축기를 구동시키고, 팬 모터(14)를 구동시켜 냉장실(10)의 온도를 하강시키는 동작을 반복하면서 냉장실(10)의 온도가 설정 온도로 유지되게 한다.

이러한 종래의 냉장고에 따르면, 냉장실(10)의 온도가 설정 온도보다 높을 경우에 증발기(12)에서 냉기가 발생되도록 하면서 하나의 팬 모터(14)를 일정한 속도로 구동시켜 냉기를 냉장실(10)로 유입 및 설정 온도로 조절한다.

그러므로 팬 모터(14)의 구동에 따라 냉장실(10)로 냉기가 유입되는 냉기 유입구(13)의 근처에 위치하고 있는 냉장 식품들은 냉기 유입구(13)를 통해 유입되는 냉기에 의해 냉동되는 경우가 빈번하게 발생하고, 또한 냉장실(10)로 유입된 냉기가 냉장실(10) 전체에 균일하게 순환되지 않아 냉장실(10)의 온도가 균일하지 못하고, 위치에 따라 온도차가 많이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 냉장실의 좌우 양측에 팬 모터를 각기 설치하고, 냉장실의 온도에 따라 두 개의 팬 모터를 구동시켜 냉장실의 온도를 균일하게 하는 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 냉장실의 온도에 따라 두 개의 팬 모터의 구동속도를 조절하여 냉장 보관하는 식품이 냉동되지 않도록 하는 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치에 따르면, 냉장고의 냉장실의 좌우 양측에 팬 모터를 각기 설치함과 아울러 두 개의 온도 센서를 설치하여 온도를 검출하고, 검출 온도의 평균 온도를 냉장실의 온도로 판단한다.

온도 센서는 냉장실의 좌측 및 우측에 각기 분리하고, 서로 상이한 높이로 설치하는 것으로서 냉장고의 약 1/3 높이 위치 및 약 2/3 높이 위치에 각기 설치하여 냉장실의 온도를 검출한다.

냉장실의 온도가 검출되면, 이를 설정 온도와 비교하고, 비교 결과 냉장실의 온도가 구동 온도보다 높을 경우에 제어부의 제어에 따라, 냉장실의 온도가 정지 온도로 될 때까지 압축기 구동부가 압축기를 구동시키고, 팬 모터 구동부가 팬 모터를 저속으로 구동시킨다.

그러므로 저속으로 구동되는 팬 모터에 따라, 증발기에서 발생되는 냉기가 냉장실로 유입되어 냉장 보관하는 식품의 냉동이 방지되고, 또한 냉기가 좌우 양측으로 분산 유입되면서 냉장실의 전체에 균일하게 퍼져 냉장실의 온도가 균일하게 된다.

그리고 검출한 냉장실의 온도가 구동 온도보다 설정온도 이상 높을 경우 즉, 냉장실의 온도가 최고 구동 온도 이상일 경우에 제어부의 제어에 따라, 냉장실의 온도가 정지 온도로 될 때까지 압축기 구동부가 압축기를 구동시키고, 팬 모터 구동부가 팬 모터를 고속으로 구동시킨다.

그러므로 고속으로 구동되는 팬 모터에 의해 냉기가 강하게 냉장실로 유입되어 냉장실의 온도를 빠른 속도로 하강시킨다.

도 1은 종래의 냉장실의 구성을 보인 개략 평면도,

도 2는 본 발명의 제어장치에 따른 냉장실의 구성을 보인 개략도,

도 3은 본 발명의 제어장치의 회로도,

도 4는 도 3의 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부를 보인 상세 회로도,

도 5는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도,

도 6은 본 발명의 제어방법 및 제어장치에 따른 냉장실의 온도 변화를 보인 그래프이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20 : 냉장실 22 : 증발기

23, 24 : 냉기 유입구 25, 26 : 제 1 및 제 2 팬 모터

27, 28 : 제 1 및 제 2 온도 센서 30 : 제어부

31 : 온도 검출부 32 : 압축기 구동부

33, 34 : 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 냉장실의 온도 제어방법 및 제어장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제어장치에 따른 냉장실의 구성을 보인 개략도이다.

여기서, 부호 20은 냉장실이고, 부호 21은 상기 냉장실(20)의 전면에 설치되어 개폐되는 도어이다.

부호 22는 상기 냉장실(20)의 후방에 설치되고, 압축기(도면에 도시되지 않았음)의 구동에 따라 냉기를 발생하는 증발기이다.

상기 증발기(22)와 냉장실(20)의 사이의 좌우 양측에는 증발기(22)의 냉기가 냉장실(20)로 유입되는 냉기 유입구(23)(24)가 형성됨과 아울러 상기 증발기(22)의 냉기를 상기 냉기 유입구(23)(24)를 통해 냉장실(10)로 유입시키는 팬 모터(25) (26)가 구비된다.

부호 27 및 28은 냉장실(20)의 온도를 검출하는 온도 센서이다.

상기 온도 센서(27)(28)는 서로 상이한 높이로 설치되어 냉장실(20)의 온도를 검출하는 것으로서 예를 들면, 좌측의 온도 센서(27)는 약 1/3 높이 위치에 설치하고, 우측의 온도 센서(28)는 약 2/3 높이 위치에 설치한다.

도 3은 본 발명의 제어장치의 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이 냉장실(20)의 온도에 따라 냉기의 발생 및 발생된 냉기의 냉장실(20) 유입을 조절하면서 냉장실(20)의 온도를 조절하는 제어부(30)와, 상기 온도센서(27)(28)의 신호로 냉장실(20)의 온도를 검출하여 상기 제어부(30)로 입력시키는 온도 검출부(31)와, 상기 제어부(30)의 제어에 따라 압축기를 구동시켜 상기 증발기(22)에서 냉기가 발생하게 하는 압축기 구동부(32)와, 상기 제어부(30)의 제어에 따라 상기 제 1 팬 모터(25) 및 제 2 팬 모터(26)를 각기 구동시키는 제 1 팬 모터 구동부(33) 및 제 2 팬 모터 구동부(34)로 구성된다.

도 4는 도 3의 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부(33)(34)를 보인 상세 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 제 1 팬 모터 구동부(33)는, 제어부(30)의 출력단자가 버퍼(BF1)(BF2)를 통해 릴레이 코일(RY1)(RY2)에 각기 접속되고, 릴레이 스위치(RYS1)(RYS2)의 일측단자가 전원단자(A)에 접속되어 릴레이 스위치(RYS1) (RYS2)의 타측단자가 제 1 팬 모터(25)의 고속 단자 및 저속 단자에 각기 접속되며, 제 1 팬 모터(25)의 전원 단자는 전원단자(B)에 접속된다.

그리고 상기 제 2 팬 모터 구동부(34)는, 제어부(30)의 출력단자가 버퍼(BF3)(BF4)를 통해 릴레이(RY3)(RY4)에 각기 접속되고, 릴레이 스위치(RYS3)(RYS4)의 일측단자가 전원단자(A)에 접속되어 릴레이 스위치(RYS3)(RYS4)의 타측단자가 제 2 팬 모터(26)의 고속 단자 및 저속 단자에 각기 접속되며, 제 2 팬 모터(26)의 전원 단자는 전원단자(B)에 접속된다.

상기에서 릴레이(RY1∼RY4)가 구동될 경우에 릴레이 스위치(RYS1∼RYS4)가 각기 접속된다.

도면의 설명중 미설명 부호 AC는 교류 전원이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제어장치는 교류 전원(AC)이 인가된 상태에서 온도 검출부(31)는 제 1 및 제 2 온도 센서(27)(28)의 신호로 냉장실(20)의 온도를 검출하고, 검출 온도 신호를 출력하여 제어부(30)로 입력시키게 된다.

그러면, 제어부(30)는, 온도 검출부(31)가 출력하는 제 1 및 제 2 온도 센서(27)(28)의 온도 검출 신호의 평균 온도를 계산하고, 계산한 평균 온도를 미리 설정된 최고 구동 온도, 구동 온도 및 정지 온도와 비교한다.

비교 결과 냉장실(20)의 평균 온도가 구동 온도 이상일 경우에 제어부(30)는 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 구동 및 증발기(22)에서 냉기가 발생되게 함과 아울러 제 1 팬 모터 구동부(33) 및 제 2 팬 모터 구동부(34)의 버퍼(BF2) (BF4)로 고전위를 출력하여 릴레이(RY2)(RY4)가 구동되고, 릴레이 스위치(RYS2) (RYS4)가 접속된다.

그러면, 전원단자(A)의 교류 전원(AC)이 릴레이 스위치(RYS2)(RYS4)를 통해 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)의 저속 단자에 인가되므로 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)가 저속으로 구동되고, 상기 증발기(22)에서 발생되는 냉기가 저속 구동되는 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)에 의해 냉기 유입구(23)(24)를 통해 냉장실(20)의 좌측 및 우측으로 유입되어 냉장실(20)의 온도를 하강시키게 된다.

그리고 비교 결과 냉장실(20)의 평균 온도가 상기 구동 온도보다 α℃높은 최고 구동 온도 이상일 경우에 제어부(30)는 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 구동 및 증발기(22)에서 냉기가 발생되게 함과 아울러 제 1 팬 모터 구동부(33) 및 제 2 팬 모터 구동부(34)의 버퍼(BF1)(BF3)로 고전위를 출력하여 릴레이(RY1)(RY3)가 구동되고, 릴레이 스위치(RYS1)(RYS3)가 접속된다.

그러면, 전원단자(A)의 교류 전원(AC)이 릴레이 스위치(RYS1)(RYS3)를 통해 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)의 고속 단자에 인가되므로 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)가 고속으로 구동되고, 상기 증발기(22)에서 발생되는 냉기가 고속 구동되는 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)에 의해 냉기 유입구(23)(24)를 통해 냉장실(20)의 좌측 및 우측으로 유입되어 냉장실(20)의 온도를 하강시키게 된다.

이와 같이 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 고속 또는 저속으로 구동시키면서 냉장실(20)의 온도를 하강시키는 상태에서 냉장실(20)의 평균 온도가 정지 온도 이하로 하강하면, 제어부(20)는 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 정지시킴과 아울러 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부(33)(34)로 모두 저전위를 출력하여 릴레이(RY1∼RY4)가 모두 구동되지 않고, 릴레이 스위치(RYS1∼RYS4)가 모두 개방되므로 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)는 모두 구동되지 않는다.

한편, 도 5는 본 발명의 제어방법을 보인 신호 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이 교류 전원(AC)이 인가될 경우에 제어부(30)는 단계(S20)에서 초기화 동작을 수행하고, 단계(S21)에서 온도 검출부(31)가 검출한 온도 검출 신호를 입력하여 단계(S22)에서 냉장실(20)의 평균 온도를 계산한다.

다음 단계(S23)에서는 처음 온도 판단인지를 판단하고, 처음 온도 판단일 경우에 단계(S24)에서 판단한 냉장실(20)의 평균 온도가 최고 구동 온도 이상인지를 판단하고, 최고 구동 온도 이상이 아닐 경우에 단계(S25)에서 구동 온도 이상인지를 판단한다.

상기 단계(S24)에서 냉장실(20)의 온도가 최고 구동온도 이상일 경우에 단계(S26)에서 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 구동 및 증발기(22)에서 냉기가 발생되게 함과 아울러 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부(33)(34)가 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 고속으로 구동시키게 제어하고, 단계(S30)에서 처음 온도 판단으로 기억한다.

그리고 상기 단계(S25)에서 냉장실(20)의 온도가 최고 구동온도보다는 낮고, 구동 온도보다는 높을 경우에 단계(S28)에서 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 구동 및 증발기(22)에서 냉기가 발생되게 함과 아울러 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부(33)(34)가 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 저속으로 구동시키게 제어하고, 단계(S30)에서 처음 온도 판단으로 기억한다.

또한 상기 단계(S25)에서 냉장실(20)의 평균 온도가 구동 온도보다 낮을 경우에는 단계(S21)로 복귀하여 냉장실(20)의 온도를 판단하는 동작을 반복 수행한다.

이와 같이 하여 상기 단계(S30)에서 처음 온도 판단을 기억하거나 또는 상기 단계(S23)에서 처음 온도 판단이 아닐 경우에 단계(S31)에서 냉장실(20)의 온도가 정지 온도 이하로 하강하는 지를 판단하고, 냉장실(20)의 온도가 정지 온도 이하가 아닐 경우에 단계(S21)로 복귀하여 냉장실(20)의 온도를 판단하는 동작을 반복 수행한다.

이와 같은 상태에서 냉장실(20)의 온도가 정지 온도 이하로 하강하면, 제어부(30)는 단계(S32)에서 압축기 구동부(32)를 제어하여 압축기를 정지 및 증발기(22)에서 냉기가 발생되지 않도록 하고, 단계(S33)에서 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부(33)(34)를 제어하여 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 정지시키게 하며, 단계(S34)에서 처음 온도 판단을 클리어한 후 단계(S21)로 복귀하여 냉장실(20)의 온도를 판단하는 동작부터 반복 수행한다.

즉, 본 발명에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이 시간(t0)에 교류 전원(AC)을 인가하여 구동시키는 초기 즉, 냉장실(20)의 온도가 최고 구동온도 이상일 경우에 압축기를 구동시키면서 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 고속으로 구동시켜 냉장실(20)의 온도를 빠른 속도로 하강시키고, 냉장실(20)의 온도가 정지 온도로 하강한 후 다시 구동 온도로 상승할 경우에 압축기를 구동시키면서 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 저속으로 구동시킨다.

그리고 냉장고(20)의 사용이 빈번 즉, 도어(21)를 빈번하게 개폐하여 시간(t1)에 냉장실(20)의 온도가 다시 최고 구동 온도 이상으로 상승할 경우에 압축기를 구동시키면서 제 1 및 제 2 팬 모터(25)(26)를 고속으로 구동시켜 냉장실(20)의 온도를 빠른 속도로 하강시키면서 식품을 냉장 보관한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 두 개의 팬 모터로 냉장실의 좌우 양측으로 냉기를 분산 유입시킴으로써 냉장실(20)의 냉기가 원활하게 순환되어 온도가 균일하게 조절되고, 또한 냉장실의 온도에 따라 제 1 및 제 2 팬 모터를 고속 또는 저속으로 구동시키면서 냉장 온도를 조절하므로 냉장 보관하는 식품이 냉동되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 냉장실의 온도를 판단하는 제 1 과정;

   상기 제 1 과정에서 판단한 냉장실의 온도를 미리 설정된 최고 구동온도 및 구동온도와 비교하는 제 2 과정;

   상기 제 2 과정에서 판단 결과 냉장실의 온도가 최고 구동온도 이상일 경우에 압축기를 구동시키고 팬 모터를 고속으로 구동시키면서 정지 온도 이하로 하강하는 지를 판단하는 제 3 과정;

   상기 제 2 과정에서 판단 결과 냉장실의 온도가 최고 구동온도와 구동온도의 사이일 경우에 압축기를 구동시키고 팬 모터를 저속으로 구동시키면서 정지 온도 이하로 하강하는 지를 판단하는 제 4 과정;

   상기 제 3 과정 및 제 4 과정에서 냉장실의 온도가 정지 온도 이하로 하강할 경우에 압축기 및 팬 모터를 정지시키는 제 5 과정으로 제어됨을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은;

   냉장실의 좌측 및 우측에서 검출한 두 개의 온도의 평균 온도를 냉장실의 온도로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정 및 제 4 과정은;

   냉장실의 좌우 양측에 설치된 제 1 및 제 2 팬 모터를 모두 구동시켜 냉장실로 냉기를 유입시키는 것을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.
4. 압축기의 구동에 따라 냉기를 발생하는 증발기;

   상기 증발기의 냉기를 냉장실의 좌측 및 우측으로 유입시키는 제 1 및 제 2 팬 모터;

   냉장실의 온도를 검출하는 온도 센서;

   상기 온도 센서가 검출한 냉장실의 온도 신호를 출력하는 온도 검출부;

   상기 온도 검출부의 출력신호로 냉장실의 온도를 판단하고 판단 결과에 따라 냉장실의 온도 조절을 제어하는 제어부;

   상기 제어부의 제어에 따라 압축기를 구동시키는 압축기 구동부; 및

   상기 제어부의 제어에 따라 상기 제 1 및 제 2 팬 모터를 구동시키는 제 1 및 제 2 팬 모터 구동부로 구성됨을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 온도 센서 및 온도 검출부는;

   제 1 및 제 2 온도 센서로 냉장실의 온도를 검출하여 온도 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 1 온도 센서는 냉장실의 좌측 1/3 높이 위치에 설치하고, 상기 제 2 온도 센서는 냉장실의 우측 2/3 높이 위치에 설치하는 것을 특징으로 하는 냉장실의 온도 제어방법.