KR20000067508A - 김치 냉장고 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김치 냉장고 및 그의 제어방법에 관한 것으로서, 고정 속도 압축기(10)를 온/오프시켜 고내 온도를 유지시키는 김치 냉장고에 있어서, 상기 고정 속도 압축기(10)가 설정값에 따라서 회전 속도가 가변되는 가변 속도 압축기(15)로 변경할 뿐만 아니라 압축기의 온/오프작동 주기를 변경하여 고내 온도를 목표온도로 유지시키도록 제어하는 김치 냉장고의 제어방법을 기준 설정된 주파수에 의해 압축기를 일정시간 작동한 후 온도를 측정하여 측정된 현재온도와 목표온도의 차이값에 따라 압축기를 인버터 제어하기 위한 주파수를 결정하여 기준 주파수를 변경함으로써 압축기를 작동시키는 것을 특징으로 하여 목표온도에서의 온도편차를 최소화할 수 있으며 압축기의 온/오프에 의한 소음을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

Description

김치 냉장고 및 그의 제어방법 {Kimchi refrigerator and Method for contriolling same as}

본 발명은 김치 냉장고 및 그의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정속도를 갖는 압축기를 인버터 제어함과 아울러 고내의 온도변화를 감지하여 김치량을 판단하여 압축기의 작동상태를 선형적으로 작동시켜 정확한 제어를 수행할 수 있도록 한 김치 냉장고 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반 냉장고의 경우에는 문을 자주 열고 닫는 과정에서 냉장고 내부온도가 심하게 변화되고, 김치를 그릇에 담기 위해 냉장고 밖으로 김치통을 꺼내는 도중에 외부 공기와의 접촉에 의해서 김치의 보존 기간이 짧으며, 김치의 알맞은 숙성상태를 그대로 유지하기가 매우 어렵다. 이러한 점을 해결하기 위한 것으로서, 계절의 변화 및 사용자의 기호에 따라 김치를 적당히 숙성시킨 다음, 적정온도로 유지하여 잘 익은 김치의 맛을 오랫동안 보존할 수 있는 김치 냉장고가 개발되었다.

일반적으로 김치 냉장고는 김치에 열을 가하여 이를 적절하게 숙성 발효시키거나 또는 김치를 저온으로 냉각시켜 처음과 같이 생김치 상태로 장시간 보관하는 등 사용자의 기호에 맞게 발효, 저장하는 것으로서, 이러한 김치 저장고의 내부에는 냉각장치와 가열장치를 구비되어 있어, 초기에는 가열장치를 이용하여 빠른 시간 내에 내부 케이스에 저장되어 있는 김치를 기호에 맞게 숙성시킨 다음, 냉각장치를 이용하여 내부 케이스의 온도를 적정수준으로 유지함으로써, 김치의 맛과 신선도를 장기간 보존하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 김치 냉장고의 기본 구조를 간략하게 도시한 블록구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 고정 속도 압축기(10)와, 고정 속도 압축기(10)에 의해 압축된 냉매에 함유된 열을 방출하여 액화시키는 응축기(20)와, 응축기(20)에서 보내진 냉매에 함유된 수분이나 이물질을 걸러내는 드라이어(30)와, 드라이어(30)를 통과한 냉매를 증발되기 쉬운 저압상태로 만드는 감압장치(40)와, 감압장치(40)를 통해 저압상태로 바뀐 냉매가 증발되면서 주변의 열을 흡수하여 냉각시키기 위해 저장고(90)내에 설치된 증발기(50)로 이루어진다.

그리고, 김치종류, 숙성기간, 숙성온도 등을 설정하기 위한 선택키 입력부(70)와, 저장고(90)내의 온도를 측정하기 위한 온도센서(95)와, 선택키 입력부(70)와 온도센서(95)의 값을 입력받아 압축기(10)의 작동을 제어하는 제어부(60)와, 제어부(60)의 상태를 표시하는 표시부(80)로 이루어진다.

또한, 제어부(60)의 제어에 따라 저장고(90)내에 설치되어 저장고(90)내의 김치류를 가열시키기 위한 전기코일(100)로 이루어진다.

위와 같이 이루어진 김치 냉장고는 제어부(60)에서 저장고(90) 내에 담겨있는 김치 종류나 숙성온도에 따라 전기코일(100)로 전기를 공급하여 저장고(90)내를 가열하여 숙성시킨 후 압축기(10)의 온오프 작동을 반복하여 고내를 일정한 온도로 유지시키도록 작동된다.

그런데, 위와 같은 압축기는 고정속도를 갖기 때문에 일정한 온도를 유지시키기 위해서는 압축기를 숙성온도에 따라 고내의 현재온도를 기준으로 압축기를 온오프시켜 고내온도를 제어하게 된다.

그런데, 도 2에서와 같이 고정 속도 압축기(10)가 온오프되면서 압평형을 이루기 위해서 기동지연 시간이 필요하게 되는데 이 기동시간에 의해 실제 고내온도는 사인파를 그리며 +/-의 온도 편차를 가지게 된다. 이와 같이 저장고내 온도가 일정하게 제어되지 않고 사인파에 의한 증감이 발생하여 김치의 산도제어가 정확하게 구현되지 않아 김치가 쉬거나 익지 않는 경우가 발생한다는 문제점이 있다.

또한, 압축기를 반복하여 온오프 시킴으로써 실내 소음이 증가하여 사용자의 불편을 초래한다는 문제점이 있다.

그리고, 저장고 내부의 부하 용량의 결정요인은 김치종류와 김치량에 따라 결정된다. 그런데 김치종류에 따른 용량제어는 소비자가 설정한 김치종류에 따라 내부 제어온도를 다르게 하여 제어하지만 김치량에 대해서는 제어를 해주지 않으므로 같은 김치라도 저장량에 따라 시간이 지날수록 익힘 정도의 차이가 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 인버터 제어에 의해 가변 속도 압축기의 작동속도를 고내의 온도변화율에 따라 달리 설정함으로써 김치량에 따라 고내의 온도가 목표온도를 기준으로 변동되는 편차를 최소화하여 목표온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 김치 냉장고 및 그의 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 김치 냉장고의 기본 구조를 간략하게 도시한 블록구성도이다.

도 2는 종래의 김치 냉장고의 제어방법에 의한 압축기의 작동상태를 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명에 의한 김치 냉장고의 기본 구조를 간략하게 도시한 블록구성도이다.

도 4는 본 발명에 의한 김치 냉장고의 제어방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도 5는 본 발명에 의한 김치 냉장고의 제어방법에 의한 압축기의 작동상태를 나타낸 그래프이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 고정 속도 압축기 15 : 가변 속도 압축기

20 : 응축기 30 : 드라이어

40 : 감압장치 50 : 증발기

60 : 제어부 70 : 선택키 입력부

80 : 표시부 90 : 저장고

95 : 온도센서 100 : 전기코일

110 : 주파수 가변부

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 고정 속도 압축기를 온/오프시켜 고내 온도를 유지시키는 김치 냉장고에 있어서, 상기 고정 속도 압축기가 설정값에 따라서 회전 속도가 가변되는 가변 속도 압축기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 압축기의 온/오프작동 주기를 변경하여 고내 온도를 목표온도로 유지시키도록 제어하는 김치 냉장고의 제어방법에 있어서, 기준 설정된 주파수에 의해 압축기를 일정시간 작동한 후 온도를 측정하여 측정된 현재온도와 목표온도의 차이값에 따라 압축기를 인버터 제어하기 위한 주파수를 결정하여 기준 주파수를 변경함으로써 압축기를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 일정시간 압축기가 작동된 후와 압축기 작동전의 온도편차를 산출하여 온도편차가 일정값 이상 발생할 경우에는 압축기의 속도를 느리게 설정하는 것을 특징으로 한다.

위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

고정 속도 압축기를 가변 속도 압축기를 구성한 후 고내의 온도와 목표온도와의 차이에 의해 가변 속도 압축기를 인버터 제어하으로써 고정 속도 압축기의 압축평형에 의한 작동지연시간을 해소할 수 있어 목표온도에서의 온도편차를 최소화시킬 수 있게 된다. 또한, 고내의 김치량에 따라 온도의 변화량의 차이를 압축기의 작동 전후의 온도를 측정하여 온도변화량이 클경우에는 압축기의 작동속도를 느리게 설정하여 숙성온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 작동된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 3은 본 발명에 의한 김치 냉장고의 기본 구조를 간략하게 도시한 블록구성도이다.

여기에 도시된 바와 같이 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 가변 속도 압축기(15)와, 가변 속도 압축기(15)에 의해 압축된 냉매에 함유된 열을 방출하여 액화시키는 응축기(20)와, 응축기(20)에서 보내진 냉매에 함유된 수분이나 이물질을 걸러내는 드라이어(30)와, 드라이어(30)를 통과한 냉매는 쉬운 저압상태로 만드는 감압장치(40)와, 감압장치(40)를 통해 저압상태로 바뀐 냉매가 증발되면서 주변의 열을 흡수하여 냉각시키기 위해 저장고(90)내에 설치된 증발기(50)로 이루어진다.

그리고, 김치종류, 숙성기간, 숙성온도 등을 설정하기 위한 선택키 입력부(70)와, 저장고(90)내의 온도를 측정하기 위한 온도센서(95)와, 선택키 입력부(70)와 온도센서(95)의 값을 입력받아 압축기(15)의 작동을 제어하는 제어부(60)와, 제어부(60)의 상태를 표시하는 표시부(80)와, 제어부(60)에서 설정된 작동속도로 압축기(15)를 작동시키기 위해 주파수를 가변시키는 주파수 가변부(110)로 이루어진다.

또한, 제어부(60)의 제어에 따라 저장고(90)내에 설치되어 저장고(90)내의 김치류를 가열시키기 위한 전기코일(100)로 이루어진다.

위와 같이 이루어진 본 실시예에 의한 김치 냉장고의 일반적인 작동은 종래의 김치 냉장고와 변하게 없어 생략하기로 하고 본 발명에 의한 김치 냉장고의 가변 속도 압축기의 인버터 제어에 의한 제어방법을 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선택키 입력부(70)를 통해 김치종류, 숙성기간, 숙성온도를 설정하면 제어부(60)에서 이 입력된 값에 따라 고내 목표온도를 설정한다(S10). 그런다음 고내온도(Tp)를 측정한다(S20). 그런다음 설정된 목표온도와 고내온도를 비교하게 된다(S30).

이때 목표온도가 고내온도보다 낮을 경우에는 현재 충분히 냉각된 상태이므로 계속해서 고내온도(Tp)를 측정하는 단계(S20)로 이동한다. 그러나 목표온도가 고내온도보다 높을 경우에는 냉각시키기 위한 가변 속도 압축기(15)를 기본적으로 설정된 주파수로 설정하여 작동시키게 된다(S40). 압축기(15)가 작동한 후 고내온도를 변화를 측정하기 위해 일단 압축기(15)가 일정한 시간 본 실시예에서는 약 10분간 운전을 시키게 된다(S50).

이와 같이 압축기(15)를 10분간 운전시킨 후 고내온도의 변화량을 산출하기 위해 현재의 고내온도(Tr)을 측정하게 된다(S60). 이때 측정한 현재의 고내온도와 목표온도를 비교하여 온도차(ΔT)를 산출하게 된다(S70).

그런다음, 고내에 저장된 김치량에 따라 압축기의 속도를 제어하기 위해 고내의 온도변화량을 산출하여 급격한 변화가 일어날 경우에는 김치량이 적은 것으로 판단하여 압축기의 작동속도를 늦추고 온도변화량이 적을 경우에는 김치량이 많은 것으로 판단하여 압축기의 작동속도를 높이기 위해 압축기의 작동전에 측정한 고내온도(Tp)와 일정시간 압축기를 작동한 후의 고내온도(Tr)값을 작동한 시간으로 나누어 분당 평균온도 변화량을 산출하여 이 값이 0.5도 보다 클 경우에는 급격한 온도변화로 판단하여 산출된 온도차에서 1을 감산하여 기준되는 온도차를 낮추게 된다(S80)(S90). 그러나 분당 평균온도 변화량이 0.5보다 작을 경우에는 이전에 산출된 온도차를 사용하여 가변 속도 압축기의 작동 주파수를 결정하여 기본적으로 설정된 작동주파수를 변경하여 압축기(15)를 작동시킬 수 있도록 하고 고내온도(Tp)를 측정하는 단계(S20)로 리턴된다(S100).

도 5는 위와 같은 김치 냉장고의 제어방법에 의해 가변 속도 압축기를 인버터 제어할 때의 압축기의 작동상태를 나타낸 그래프이다.

여기에서 볼 때 도 3에 도시된 그래프와 비교하여 보면 압축기의 온/오프에 의한 작동이 아니라 가변 속도 압축기의 작동 주파수를 가변시켜 약, 중, 강, 오프를 순차적으로 고내의 온도 변화에 따라 작동시킴을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 고정 속도 압축기를 온/오프시켜 고내온도를 유지시키는 것을 가변 속도 압축기를 사용하여 인버터 제어함으로써 온도의 변화량에 따라 압축기의 작동속도를 가변시켜 목표온도에서의 온도편차를 최소화 하여 사용자가 원하는 김치숙성도를 완성할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 가변 속도 압축기의 작동속도를 조절하여 제어함으로써 온/오프에 의한 소음을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

한편, 압축기의 작동으로 인한 온도변화량에 의해 김치량을 판단하여 압축기를 작동함으로써 김치의 산도를 유지할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 고정 속도 압축기를 온/오프시켜 고내 온도를 유지시키는 김치 냉장고에 있어서,

   상기 고정 속도 압축기가 설정값에 따라서 회전 속도가 가변되는 가변 속도 압축기

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 김치 냉장고.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정 속도 압축기는 주파수값의 변화에 따라 인버터 제어되는 것을 특징으로 하는 김치 냉장고.
3. 압축기의 온/오프작동 주기를 변경하여 고내 온도를 목표온도로 유지시키도록 제어하는 김치 냉장고의 제어방법에 있어서,

   기준 설정된 주파수에 의해 압축기를 일정시간 작동한 후 온도를 측정하여 측정된 현재온도와 목표온도의 차이값에 따라 압축기를 인버터 제어하기 위한 주파수를 결정하여 기준 주파수를 변경함으로써 압축기를 작동시키는 것

   을 특징으로 하는 김치 냉장고의 제어방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 압축기의 작동속도는 일정시간 압축기가 작동된 후와 압축기 작동전의 온도편차를 산출하여 온도편차가 일정값 이상 발생할 경우에는 설정된 작동속도보다 느리게 설정하는 것

   을 특징으로 하는 김치 냉장고의 제어방법.