KR20050033369A - 냉장고의 히터제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고의 히터제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고 도어의 디스펜서에 구성된 히터의 구동을 제어하는 냉장고의 히터제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 냉장고가 위치한 주위온도를 측정하고, 주위온도 범위에 따라 히터의 가열에너지를 출력한다. 그리고 히터의 가열에너지는 물탱크로 전달된다. 그 결과 물탱크 내부의 수온이 적절하게 조절되어, 물탱크가 냉각되는 현상을 방지할 수 있다.

Description

냉장고의 히터제어방법{A heater control method of refrigerater}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고 디스펜서 내부에 장착되는 히터의 구동을 제어하는 냉장고의 히터제어방법에 관한 것이다.
최근에는 냉장고의 대형화 추세에 따라, 냉장고의 도어를 열지 않고도 냉장고 내부에서 물 또는 얼음을 취출할 수 있는 기능을 가지는 냉장고가 출시되고 있다.
이와 같은 냉장고는, 냉동실 도어의 전면에 형성되는 디스펜서를 통하여 사용자가 냉장고 도어를 열지 않고도 물을 공급받을 수 있도록 구성되어 있다. 상기 디스펜서로부터 사용자가 물을 공급받기 위한 물의 공급경로는 다음과 같다. 예를 들면 수도꼭지와 같은 급수원과 연결되는 급수파이프가 구성되어 있으며, 이러한 급수파이프는 냉장고의 내부를 경유하게 된다. 그리고 상기 급수파이프를 통해서 공급받는 물은 물탱크로 공급된 후, 디스펜서로 공급되어 사용자가 물을 취출할 수 있다.
이하 종래 기술에 따른 냉장고의 히터제어방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고 디스펜서의 내부를 나타내는 상태도이다.
도면에 도시된 바와 같이 종래에는, 물을 공급하기 위한 물탱크(70)가 구비되고, 상기 물탱크(70)는 급수파이프(도시하지 않음)와 연결되어, 디스펜서(40) 내부에 구성된다. 이에 따라, 사용자는 상기 디스펜서(40)를 통해서 언제든지 시간에 구애받지 않으면서 물을 공급받는것이 가능하다.
그리고 상기 디스펜서(40)의 외부에 이슬맺힘 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 물탱크(70)의 일측에 히터(50)가 장착되고 있다. 상기 히터(50)는 미리 세팅된 소정시간 간격으로 온-오프(on-off) 구동하여, 디스펜서(40)의 외부에 발생되는 이슬맺힘을 억제한다. 이때, 상기 히터의 출력은 물탱크의 상태와 무관하게 이루어지고 있다.
그리고 상기 히터(50)의 가열에너지의 크기는 디스펜서(40)의 외부에 이슬맺힘이 발생되는 것을 억제할 수 있는 정도의 에너지량이고, 냉장고의 주위 온도 및 고내 온도 제어에 영향을 미치지 않는 범위이어야 한다.
이와 같이 종래에는 물탱크의 상태와 무관하게 단순히 일정시간 간격으로 히터의 가열을 온-오프 진행하여, 디스펜서의 이슬맺힘 현상만을 방지하고 있다. 따라서 물탱크 내부온도가 적정하게 유지되도록 아무런 제어를 진행하지 않아서, 물탱크가 매우 낮은 저온으로 유지되는 경우 히터가 오프상태이면, 물탱크 내부에 결빙현상이 발생될 수 있다. 그 결과 물탱크로부터 디스펜서로 물이 공급되지 않아서, 사용자가 물을 취출할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 디스펜서장치 내 물탱크의 물이 결빙되지 않도록 히터의 구동을 제어하는 냉장고의 히터제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 히터제어방법은, 물탱크에 급수파이프로 연결된 디스펜서를 구비하고, 냉장고의 일측에 주위온도를 감지하는 온도센서를 장착한 냉장고에 있어서, 냉장고가 위치한 주위온도를 감지하는 온도감지단계와; 상기 온도감지단계에서 감지한 주위온도가 소정온도(A℃) 이상이면, 히터가 제 1 소정시간 간격으로 온-오프 출력제어하는 제 1 가열에너지출력단계와; 상기 온도감지단계에서 감지한 주위온도가 일정온도(B℃, A>B)이하이면, 히터의 구동시간이 오프시간보다 상대적으로 더 길게 제어되는 제 2 가열에너지출력단계를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 히터제어방법은, 상기 제 1 가열에너지출력단계에서, 상기 소정온도(A℃)는 약 25℃이고, 제 1 소정시간은 30분으로 온-오프 출력제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 히터제어방법은, 상기 제 2 가열에너지출력단계에서, 상기 일정온도(B℃)는 약 15℃이며, 히터의 구동시간은 50분, 히터의 정지시간은 10분으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 냉장고의 히터제어방법에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
도 2은 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 물탱크 온도를 조절하기 위한 제어구성도이다.
본 발명의 제어구성은, 냉장고 본체에 전원을 공급하는 전원공급부(160)와, 동작신호(온도, 동작기능 등)을 입력하는 신호입력부(100)와, 동작신호를 사용자에게 표시하는 디스플레이부(110)와, 물을 취출하기 위해서 구비되는 취출부(180)와, 물탱크를 가열하는 히터(150)와, 냉장고 외부에 장착되어, 냉장고의 주위온도를 측정하는 온도센서(120)와, 상기 온도센서(120)로부터 전달된 온도값에 따라 히터(150)의 구동을 제어하는 마이크로컨트롤러(130)를 포함하여 구성된다.
상기 온도센서(120)를 통해서 감지된 주위온도는 마이크로컨트롤러(130)에 전달된다. 그리고 상기 마이크로컨트롤러(130)는 전달된 냉장고의 주위온도를 미리 세팅된 온도범위와 비교하여, 냉장고의 주위온도에 따라 히터가열 출력여부를 결정한다. 따라서 상기 마이크로컨트롤러(130)의 판단에 따라, 냉장고의 주위온도가 소정온도 이상이면, 제 1 가열출력으로 히터(150)의 구동을 온-오프 제어하고, 냉장고의 주위온도가 일정온도 이하이면, 제 2 가열출력으로 히터(150)의 구동을 온-오프 제어한다.
상기 제 1 출력가열이란, 히터(150)의 구동시간과 정지시간이 소정시간간격으로 동일하게 온-오프 구동하는 가열과정이며, 상기 제 2 출력가열이란, 히터(150)의 구동시간이 히터(150)의 정지시간보다 상대적으로 길게 구동하는 가열과정이다.
그리고 상기 마이크로컨트롤러는, 온도센서(120)로부터 전달된 주위온도에 따라 물탱크 내부의 온도를 감지할 수 있도록, 주위온도에 따른 물탱크 내부온도의 기준값이 세팅되어져 있다.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 내부를 나타내는 상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은, 냉장고의 디스펜서(140)가 구비되고, 상기 디스펜서(140)를 통해서 물을 취출할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 물을 공급하기 위한 물탱크(170)가 구비되고, 상기 물탱크(170)의 급수파이프가 구성된다. 이에 따라 사용자가 상기 디스펜서(140)를 통해서 언제든지 시간에 구애받지 않으면서 물을 공급받는 것이 가능해진다.
또한 냉장고의 일측에는 냉장고가 설치된 주위온도를 측정하기 위한 온도센서(120)가 구비된다. 그리고 상기 디스펜서(140)의 외부에 이슬맺힘 현상이 발생되는 것을 방지하고, 물탱크(170)내의 수온을 일정하기 유지시키기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이 물탱크(170) 외측에 히터(150)가 장착되고 있다. 상기 히터(150)는 냉장고에 장착된 온도센서의 온도감지값에 따라, 냉장고의 주위온도가 소정온도 이상이면 히터(150)의 구동을 턴 오프제어하고, 냉장고의 주위온도가 소정온도 이하이면 히터(150)의 구동을 턴 온 제어한다.
이때, 상기 히터(150)의 가열에너지의 크기는, 디스펜서(140)의 외부에 이슬맺힘이 발생되는 것을 억제함과 동시에 물탱크의 수온을 적절하게 유지시킬 수 있는 정도의 에너지량으로, 냉장고의 주위 온도 및 고내 온도 제어에 영향을 미치지 않는 범위이어야 한다.
한편 주위 온도 및 고내 온도의 제어에 의해서 물탱크(170)가 매우 낮은 저온으로 유지되는 경우, 물탱크(170) 내부의 물에 결빙 현상이 발생될 수 있다. 그 결과 물탱크(170)로부터 디스펜서(140)로 물이 공급되지 않아서, 물을 취출할 수 없는 상황이 발생될 수 있다.
이를 방지하기 위해서 본 발명에서는, 냉장고가 위치한 주위온도에 따라 히터(150)의 구동을 제어하여, 물탱크(170)의 수온을 최적의 상태로 유지되도록 제어한다.
즉, 냉장고의 외부 일측에 구비된 온도센서(120)가 주위온도를 감지하고, 감지된 주위온도를 마이크로컨트롤러(130)에 전달한다. 상기 마이크로컨트롤러(130)는 온도센서(120)로부터 측정된 냉장고의 주위온도가 소정온도 이상이면, 제 1 가열출력으로 히터(150)가 턴 온-오프(turn on-off)되도록 제어한다.
또한 상기 마이크로컨트롤러(130)는 온도센서(120)로부터 측정된 냉장고의 주위온도가 일정온도 이하이면, 제 2 가열출력으로 히터(150)가 턴 온-오프(turn on-off)되도록 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 물탱크 온도를 조절하기 위해 히터의 구동을 제어하는 동작제어흐름도이다.
본원발명은 냉장고에 전원이 인가되고, 냉각사이클이 순환되어 고내에 냉기를 공급한다. 이와 같이 냉기를 고내에 공급함과 동시에 물탱크(170)에 있는 물은 급수파이프를 통해서 디스펜서(140)의 취출부(180)로 공급된다. 이에 따라 사용자는 언제든지 시간에 구애받지 않으면서, 디스펜서(140)의 취출부(180)를 통해서 물을 공급받을 수 있다.
이때, 상기 물탱크(170)에 있는 물이 결빙되지 않으면서 최적의 상태로 유지되도록 제어하기 위해서, 본 발명은 냉장고의 일측에 온도센서(120)를 장착하여 주위온도를 측정하고, 주위온도에 따른 물탱크(170)의 상태를 파악하여 적절하게 조절한다.
즉, 본 발명은 냉장고의 일측에 구비된 온도센서(120)를 통해서, 냉장고가 위치한 주위온도를 측정한다(제 200 단계). 상기 온도센서(120)로부터 측정된 온도값은 마이크로컨트롤러(130)에 전달되고, 상기 마이크로컨트롤러(130)는 전달된 온도값에 따라 히터(150)의 구동을 제어한다.
즉, 상기 마이크로컨트롤러(130)는 냉장고의 주위온도가 소정온도(A℃) 이상이면(제 210 단계), 상기 마이크로컨트롤러(130)는 디스펜서에 발생되는 이슬맺힘 현상을 방지하기 위한 알고리즘으로 구동제어한다. 이에 따라 마이크로컨트롤러는 이슬맺힘 현상 방지 알고리즘인으로 제 1 가열출력으로 온-오프 구동하도록 제어한다. 이때, 상기 제 1 가열출력이란, 히터(150)의 구동시간을 동일한 출력으로 동일한 소정간격으로 구동되는 것으로 정의한다. 본 발명에서는 상기 소정온도(A℃)의 실시예로서 약 25℃로 세팅하고, 소정시간은 약 30분으로 지정하여, 30분 간격으로 히터의 구동을 온-오프제어한다.
따라서 제 1 소정시간동안 히터(150)를 구동시키고 난 후, 제 1 소정시간이 경과하면 히터(150)를 제 1 소정시간동안 오프시킨다. 즉, 히터(150)의 구동시간을 30분으로 출력하고나면(제 220 단계), 30분동안 히터(150)의 구동을 오프시킨다(제 230 단계). 이에 따라 물탱크(170)의 수온이 적정치보다 높게 상승되는 것을 방지한다.
한편, 제 210 단계에서 마이크로컨트롤러(130)는 온도센서(120)를 통해서 감지한 냉장고의 주위온도가 일정온도(B℃) 이하인지 여부를 판단한다(제 240 단계). 상기 판단결과, 냉장고의 주위온도가 일정온도(B℃) 이하가 아니라면, 이슬맺힘방지 알고리즘인 제 220 단계로 진행되어, 히터(150)가 제 1 소정시간 구동하고(제 220 단계), 제 1 소정시간이 경과되면 히터(150)를 제 1 소정시간동안 오프시킨다(제 230 단계).
그러나 상기 240 단계에서, 냉장고의 주위온도가 일정온도(B℃) 이하라면, 마이크로컨트롤러(130)는 물탱크(170) 내부의 온도가 매우 낮아 결빙이 형성될 수 있는 조건이라고 판단하고, 물탱크 내부의 결빙을 방지하기 위한 제어알고리즘을 구현하도록 제어한다. 이에 따라 히터(150)가 제 2 가열출력으로 출력되도록 제어한다. 이때, 상기 제 2 가열출력이란, 히터(150)의 구동시간을 히터(150)의 구동정지시간보다 더 길게 수행하는 것으로 정의한다. 즉, 제 1 일정시간동안 히터(150)를 구동시키고 난 후, 제 1 일정시간이 경과하면 히터(150)를 제 2 일정시간동안 히터(150)를 오프시킨다. 예를 들어, 히터(150)의 구동시간을 50분 출력하면(제 250 단계), 10분동안 히터(150)의 구동을 정지시킨다(제 260 단계). 이에 따라 히터(150)의 구동을 제어함으로서, 물탱크(170)의 내부온도가 낮아져 결빙이 발생되는 것을 방지한다.
이때, 히터(150)의 구동여부를 제어하기 위해서 비교판단되는 주위온도는, 실험치에 근거한다. 즉, 물탱크(170) 내부에 결빙이 발생되는 시점에 따른 주위온도를, 히터(150)의 구동여부를 제어하기 위한 기준온도값으로 세팅한다. 본 발명에서는, 상기 일정온도(B℃)의 실시예로 약 10℃ 이하로 세팅하고, 상기 10℃ 이하인 경우, 결빙발생조건이라고 판단하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 히터(150)의 가열에너지의 크기는 디스펜서(140)에 이슬맺힘 현상이 발생되는 것을 방지함과 동시에 물탱크(170)의 결빙을 해소하기 위한 최소의 온도로 출력되는 범위 내에서 세팅된다. 따라서 냉장고의 주위온도 및 고내온도에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 이루어지고, 실험치를 근거로 세팅된다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은, 디스펜서로 물을 공급하기 위해서 물을 저장하는 물탱크가 결빙되지 않도록, 냉장고가 위치한 주위온도의 범위에 따라 히터의 구동을 제어하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다. 즉, 본 발명은 물탱크 내부에 결빙현상이 발생할 우려가 있는 주위온도 10℃범위에서 히터의 구동을 위한 제어시간을 변경할 수 있는 제어알고리즘이다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
따라서 본 발명에 따른 냉장고의 히터제어방법으로 인해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은 온도센서를 통해서 냉장고가 위치한 주위온도를 측정하고, 측정된 온도범위에 따라 히터의 구동을 제어한다. 그 결과 디스펜서의 이슬맺힘을 방지할 수 있을 뿐 아니라 물탱크 내부의 온도를 최적의 상태로 유지시킬 수 있다. 이에따라 물탱크 내부가 결빙되는 것을 미연에 방지하여, 사용자가 손쉽게 언제든지 디스펜서를 통해서 물을 취출하는 것이 가능해진다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고 디스펜서의 내부를 나타내는 상태도.
도 2은 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 물탱크 온도를 조절하기 위한 제어구성도.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 내부를 나타내는 상태도.
도 4는 본 발명에 따른 냉장고 디스펜서의 물탱크 온도를 조절하기 위해 히터의 구동을 제어하는 동작제어흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 신호입력부 110 : 디스플레이부
120 : 온도센서 130 : 마이크로컨트롤러
140 : 디스펜서 150 : 히터
160 : 전원공급부 170 : 물탱크

Claims (3)

  1. 물탱크에 급수파이프로 연결된 디스펜서를 구비하고, 냉장고의 일측에 주위온도를 감지하는 온도센서를 장착한 냉장고에 있어서,
    냉장고가 위치한 주위온도를 감지하는 온도감지단계와;
    상기 온도감지단계에서 감지한 주위온도가 소정온도(A℃) 이상이면, 히터가 제 1 소정시간 간격으로 온-오프 출력제어하는 제 1 가열에너지출력단계와;
    상기 온도감지단계에서 감지한 주위온도가 일정온도(B℃, A>B)이하이면, 히터의 구동시간이 오프시간보다 상대적으로 더 길게 제어되는 제 2 가열에너지출력단계를 포함하여 구성되는 냉장고의 히터제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가열에너지출력단계에서,
    상기 소정온도(A℃)는 약 25℃이고, 제 1 소정시간은 30분으로 온-오프 출력제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 히터제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 가열에너지출력단계에서,
    상기 일정온도(B℃)는 약 15℃이며, 히터의 구동시간은 50분, 히터의 정지시간은 10분으로 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 히터제어방법.
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