KR20050055515A - 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 관한 것으로, 냉장고에 왕복동식 압축기를 채용하여, 냉장고내의 온도에 따라, 압축기의 온/오프 동작없이 스트로크를 증감시킴으로써, 냉장고의 내부온도를 정밀하게 제어하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 스트로크 지령치를 설정하여, 일정시간 동안 100%냉력으로 압축기를 운전시킨 다음, 80%냉력으로 압축기를 운전시키는 과정과; 모터전압 및 모터전류를 검출하고, 그 모터전압 및 모터전류로 스트로크를 연산하는 과정과; 냉장고 내부의 온도제어 시점인지를 판단하여, 온도제어시점이면 냉장고 내부온도를 검출하는 과정과; 상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정과; 상기 과정에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는 과정으로 이루어진다.

Description

왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법{DRIVING CONTROL METHOD FOR REFRIGERATOR IN USING RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 스트로크와 위상차(스트로크와 전류의 위상차)를 이용하여 부하변동을 감지하고, 그 감지결과에 근거하여 압축기의 재기동 운전을 제어하도록 한 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)는 피스톤이 실린더의 내부에서 선형으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 보다 구체적으로는 피스톤을 구동하는 방식에 따라 레시프로(Recipro) 방식과 리니어(Linear) 방식으로 구분할 수 있다.

레시프로(Recipro) 방식은 회전모터에 크랭크 샤프트를 결합하고 이 크랭크 샤프트에 피스톤을 결합하여 회전모터의 회전력을 직선 왕복운동으로 전환하는 방식인데 반하여, 리니어(Linear) 방식은 직선모터의 가동자에 피스톤을 직접 연결하여 모터의 직선운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.

본 발명은 리니어(Linear) 방식을 적용한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

이러한 리니어(Linear) 방식의 왕복동식 압축기는 전술한 바와 같이 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 크랭크 샤프트(Crankshaft)가 없어 마찰 손실이 적으므로, 압축 효율면에서 일반 압축기 보다 압축 효율이 높다.

상기 왕복동식 압축기가 냉장고나 에어컨에 사용될 경우에, 상기 왕복동식 압축기에 입력되는 전압(Voltage)을 가변 시킴에 따라 상기 왕복동식 압축기의 압축 비(compression ratio)를 가변 할 수 있어 냉력(Freezing Capacity)을 제어할 수 있다.

이러한 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법을 첨부한 도1을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 종래 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 대한 동작흐름도이다.

도1에 도시한 바와같이, 사용자에 의해 운전이 선택되면, 압축기를 온시켜 냉장고내로 냉기를 공급하면서, 냉장고내의 온도를 검출하는 단계와;

상기 냉장고내의 온도가 일정온도보다 낮으면 압축기를 오프시키고, 다시 냉장고내의 온도가 일정온도보다 높으면 압축기를 온시키는 단계로 이루어진다.

즉, 사용자에 의해 냉장고 운전이 선택되면, 압축기를 온시켜 냉장고내로 냉기를 공급하면서, 냉장고내의 온도를 검출한다.

상기 냉장고내의 온도가 설정온도보다 일정온도이상 낮아지면 압축기를 오프시켜 냉장고내로 공급하는 냉기를 차단한다.

이에 따라, 상기 냉장고내의 온도가 점차 높아져서 설정온도보다 일정온도 이상 높아지면 다시 압축기를 온시켜 냉장고내로 냉기를 공급하는데, 이와같은 동작을 반복수행하여 냉장고내의 온도를 제어한다.

그러나, 상술한 종래 기술은 냉장고의 내부온도를 설정온도에 맞추기 위하여 지속적으로 압축기를 온/오프시켜야 하는데, 이러한 압축기의 온/오프시 기동소음이 발생함과 아울러 잦은 기동에 따른 압축기의 마모로 인하여 압축기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 냉장고내의 온도편차로 인하여 음식물을 최적 상태로 보관하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉장고에 왕복동식 압축기를 채용하여, 냉장고내의 온도에 따라, 압축기의 온/오프 동작없이 스트로크를 증감시킴으로써, 냉장고의 내부온도를 정밀하게 제어하도록 한 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트로크 지령치를 설정하여, 일정시간 동안 100%냉력으로 압축기를 운전시킨 다음, 80%냉력으로 압축기를 운전시키는 과정과; 모터전압 및 모터전류를 검출하고, 그 모터전압 및 모터전류로 스트로크를 연산하는 과정과; 냉장고 내부의 온도제어 시점인지를 판단하여, 온도제어시점이면 냉장고 내부온도를 검출하는 과정과; 상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정과; 상기 과정에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 대한 일실시예의 동작 흐름도이다.

도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 스트로크 지령치를 설정하여, 일정시간 동안 100%냉력으로 압축기를 운전시킨 다음, 80%냉력으로 압축기를 운전시키는 과정(SP11~SP13)과; 모터전압 및 모터전류를 검출하고, 그 모터전압 및 모터전류로 스트로크를 연산하는 과정(SP14)과; 냉장고 내부의 온도제어 시점인지를 판단하여, 온도제어시점이면 냉장고 내부온도를 검출하는 과정(SP15,SP16)과; 상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정(SP17~SP19)과; 상기 과정에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는 과정(SP20~SP22)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 스트로크 지령치를 설정하여(SP11), 일정시간 동안 100%냉력으로 압축기를 운전시킨 다음(SP12), 80%냉력으로 압축기를 운전시킨다(SP13).

그 다음, 모터전압 및 모터전류를 검출하고, 그 모터전압 및 모터전류로 스트로크를 연산한다(SP14).

그 다음, 냉장고의 내부온도 제어 시점인지를 판단하여, 온도제어 시점이면 냉장고 내부온도를 검출한다(SP15).

상기 냉장고 내부온도를 설정온도와 비교하고(SP16), 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는데(SP17~SP19), 즉 냉장고 내부온도가 설정온도보다 크면 스트로크 지령치를 일정값 만큼 증가시키고(SP18), 냉장고 내부온도가 설정온도보다 작으면 스트로크 지령치를 일정값 만큼 감소시킨다(SP19).

이때, 상기 냉장고 내부온도와 설정온도를 비교하여 스트로크지령치를 증감시키는 다른 실시예로, 상기 냉장고 내부온도와 설정온도의 차이를 연산하여, 그 차이값에 따라 스트로크 증감분을 가변하여 스트로크 지령치를 증감할 수 있는데, 즉 상기 냉장고 내부온도가 설정온도보다 크면, 내부온도와 설정온도 차이에 따라 스트로크 증가분을 가변하여 스트로크 지령치를 증가시키고, 상기 냉장고 내부온도가 설정온도보다 작으면, 내부온도와 설정온도 차이에 따라 스트로크 감소분을 가변하여 스트로크 지령치를 감소시킨다.

그 다음, 상기에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는데(SP20~SP22), 즉 현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 크면 모터인가 전압을 감소시키고(SP21), 현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 작으면 모터 인가전압을 증가시킨다(SP22).

다시 말해서, 본 발명은 냉장고의 온도제어를 위해, 종래와 같이 압축기의 온/오프동작에 의해 냉기를 공급 또는 차단하는 것이 아니라, 도4와 같이 압축기를 동작시킨 상태에서 냉장고의 온도에 따라 스트로크 지령치를 증감시켜 냉장고에 공급되는 냉기의 양을 조절함으로써, 냉장고의 내부온도를 정밀하게 제어한다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 냉장고에 왕복동식 압축기를 채용하여, 냉장고내의 온도에 따라, 압축기의 온/오프 동작없이 스트로크를 증감시킴으로써, 냉장고의 내부온도를 정밀하게 제어하는 효과가 있다.

또한, 냉장고의 온도제어를 위하여, 압축기의 온/오프 동작없이 압축기를 온시킨 상태에서 냉기량을 조절함으로써, 압축기의 재기동시에 발생하는 기동소음을 제거함과 아울러 잦은 압축기의 온/오프 동작에 의한 신뢰성 저하를 방지하는 효과가 있다.

도1은 종래 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.

도2는 도1에 있어서, 압축기의 운전제어를 보인 파형도.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.

도4는 도3에 있어서, 압축기의 운전제어를 보인 파형도.

Claims (6)

1. 모터전압 및 모터전류를 검출하고, 그 모터전압 및 모터전류로 스트로크를 연산하는 과정과;

   냉장고 내부의 온도제어 시점인지를 판단하여, 온도제어시점이면 냉장고 내부온도를 검출하는 과정과;

   상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정과;

   상기 과정에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정은,

   냉장고 내부온도가 설정온도보다 크면 스트로크 지령치를 일정값 만큼 증가시키고, 냉장고 내부온도가 설정온도보다 작으면 스트로크 지령치를 일정값 만큼 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 냉장고의 내부온도를 설정온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크지령치를 일정값 만큼 증감시키는 과정은,

   상기 냉장고 내부온도와 설정온도의 차이를 연산하여, 그 차이값에 따라 스트로크 증감분을 가변하여 스트로크 지령치를 증감시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 냉장고 내부온도와 설정온도의 차이를 연산하여, 그 차이값에 따라 스트로크 증감분을 가변하여 스트로크 지령치를 증감시키는 단계는,

   상기 냉장고 내부온도가 설정온도보다 크면, 내부온도와 설정온도 차이에 따라 스트로크 증가분을 가변하여 스트로크 지령치를 증가시키는 단계와;

   상기 냉장고 내부온도가 설정온도보다 작으면, 내부온도와 설정온도 차이에 따라 스트로크 감소분을 가변하여 스트로크 지령치를 감소시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 과정에서 증감된 스트로크지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 제어하는 과정은,

   현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 크면 모터인가 전압을 감소시키고,

   현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 작으면 모터 인가전압을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.
6. 제5 항에 있어서, 현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 크면 모터인가 전압을 감소시키고, 현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 작으면 모터 인가전압을 증가시키는 단계는,

   현재 스트로크가 스트로크 설정치보다 크면 트라이악의 온타임을 감소시키고,

   현재 스트로크가 스트로크 설정치 보다 크면 트라이악의 온타임을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 운전제어방법.