KR20070112664A

KR20070112664A - 냉장고의 냉매밸브 제어방법

Info

Publication number: KR20070112664A
Application number: KR1020060045844A
Authority: KR
Inventors: 강대종
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-27
Also published as: US8104301B2; CN100533008C; CN101078585A; US20070271937A1

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 특히 냉장고의 구동 중에 냉매밸브에 편심현상이 발생하여 냉매의 누설에 의한 과냉을 방지하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법에 관한 것이다.

본 발명인 냉장고의 냉매밸브 제어방법은 냉장고의 고내온도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 고내온도에 따라 냉매밸브를 통한 냉매 누설 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 냉매밸브를 초기화하는 단계를 포함하여, 냉매밸브의 편심현상에 따른 과냉을 신속하게 방지한다.

Description

냉장고의 냉매밸브 제어방법{REFRIGERANT VALVE CONTCOLLING METHOD FOR REFRIGERATOR}

도 1은 일반적인 냉매밸브가 구비된 냉동사이클의 개략 구성도이다.

도 2는 냉장고의 냉매밸브에서의 냉매 누설이 이루어지는 경우의 상태도이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉매밸브 제어장치의 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 냉매밸브 제어방법의 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30: 온도감지부 40: 냉매밸브

50: 마이컴

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 특히 냉장고의 구동 중에 냉매밸브에 편심현상이 발생하여 냉매의 누설에 의한 과냉을 방지하는 냉장고의 냉매밸브 제어방 법에 관한 것이다.

냉장고와 같은 냉동장치는 냉동사이클을 순환하는 고온고압의 냉매에 의하여 온도를 조절한다. 본 명세서에서는 이와 같은 냉동장치 중 냉장고를 예를 들어 설명한다.

도 1은 일반적인 냉매밸브가 구비된 냉동사이클의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉장고의 냉동사이클은 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)에서 압축된 냉매가 가진 열을 방열하는 응축기(13)와, 상기 응축기(13)의 후단에 설치되어 냉매에 잔존하는 수분을 제거하는 건조기(15)를 포함한다.

그리고 상기 건조기(15)의 출구와 연결되는 복수개의 팽창밸브(21)(23) 입구 사이에 냉매관로가 형성된다. 또한 상기 건조기(15)의 출구측 냉매관로(19c)와 상기 팽창밸브(21)(23)의 입구측 냉매관로(19a)(19b)를 연결하도록 3방향 냉매밸브(17)가 설치된다. 상기 냉매밸브(17)는, 마이컴(미도시)의 제어를 받아서 상기 팽창밸브(21)(23)와 연결된 냉매관로(19a)(19b)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 냉매밸브(17)에 의하면, 상기 건조기(15)와 연결된 입구측을 기준으로 각각의 팽창밸브(21)(23)와 연결되는 냉매관로(19a)(19b)를 선택적으로 개폐하여, 상기 팽창밸브(21)와 연결된 냉매관로(19a)를 열거나, 상기 팽창밸브(23)와 연결된 냉매관로(19b)를 열거나, 양측의 냉매관로(19a)(19b)를 모두 열거나 닫는 것이 가능해진다.

상기 팽창장치(21)(23)의 후단에는 증발기(25)(27)가 각각 연결된다. 상기 증발기(25)(27)는 냉장고에 저장되는 음식물을 냉각시키기 위한 냉기를 발생한다. 그리고 상기 증발기(25)(27) 후단에 연결되는 냉매관로가 상기 압축기(11)에 연결됨으로써, 상기 압축기(11) → 응축기(13) → 팽창장치(21)(23)→ 증발기(25)(27) → 압축기(11)로 연결되는 냉동사이클이 형성된다.

따라서 상기 증발기(25)(27)가 다수개인 경우, 냉장고의 저장공간에 따라서 냉기의 공급을 제어하는 것이 가능하게 된다. 즉 상기 냉매밸브(17)의 오픈 제어동작에 따라서 상기 압축기(11) → 응축기(13) → 팽창장치(21)→ 증발기(25) →압축기(11)로 연결되는 냉동사이클, 또는 상기 압축기(11) → 응축기(13) → 팽창장치(23)→ 증발기(27) → 압축기(11)로 연결되는 냉동사이클, 또는 상기 압축기(11) → 응축기(13) → 팽창장치(21)(23)→ 증발기(25)(27) → 압축기(11)로 연결되는 냉동사이클이 구성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 냉매밸브(17)와 연결된 상기 냉매관로(19a), 팽창장치(21), 증발기(25)는 제1저장공간의 냉기제어를 위한 구성이 된다. 그리고 상기 냉매밸브(17)와 연결된 상기 냉매관로(19b), 팽창장치(23), 증발기(27)는 제2저장공간의 냉기 제어를 위한 구성으로 설명이 된다.

고내에 위치한 냉동센서를 통해서 감지한 온도값에 따라, 냉동실 내의 온도상태를 파악한다. 그리고, 냉동실 내의 상태가 불만족한 상태이면 냉각된 냉기가 공급되도록, 열교환작업을 수행한다. 이때, 열교환작업을 수행하기 위해서 필요한 냉매가 공급되도록 냉매밸브(17)가 구동제어된다. 즉, 압축기(11)가 구동하여 냉매를 압축하고, 냉매밸브(17)의 구동에 따라 냉매유입구에서 냉매가 유입되어 냉매토 출구를 통해 냉매가 토출되어 열교환작업을 수행한다. 그 결과 열교환작업에 의해서 증발기를 통해 증발작용을 이루어 냉각된 냉기가 발생되어, 냉동실 내에 공급된다.

그러나, 종래에는 도 2에 도시되고 있는 바와 같이 냉매밸브(17)에 편심현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 편심현상이 발생하게 되면, 실링부(또는 댐퍼)가 들뜨게 된다. 그리고, 실링부(또는 댐퍼)가 원위치에 복귀하지 않고 그 상태를 그대로 유지하게 된다. 이에 따라 냉매유입구를 통해서 유입된 냉매가 계속 실링부(또는 댐퍼)가 들뜬 공간을 통해서 냉매토출구로 계속 토출되어 냉매가 계속 누설된다.

이와 같이, 냉매가 계속 누설되면 열교환작업이 계속 이루어져, 결국 증발기를 통한 증발작용이 지속적으로 이루어져서 고내에 냉기가 계속 공급되어, 냉장고는 과냉현상이 발생된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 냉매밸브를 통한 냉매 누설 여부를 판단하여 제어하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 냉매밸브를 초기화하여 냉매 누설을 차단하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 냉장고의 냉매밸브 제어방법은 냉장고의 고내온도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 고내온도에 따라 냉매밸브를 통한 냉매 누설 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 냉매밸브를 초기화하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 판단 단계는 상기 감지된 고내온도와 제어온도 간의 편차에 따라 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 초기화 단계는 냉매밸브를 역회전 동작시키는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명된다. 그러나 이하의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉매밸브 제어장치의 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 냉장고의 고내온도를 감지하는 온도감지부(30)와, 저장고에로의 냉기 공급을 위한 냉매의 순환량을 조절하는 냉매밸브(40)와, 온도감지부(30)로부터의 고내온도에 따라 냉매밸브(40)를 소정의 알고리즘에 따라 제어하되, 냉매밸브(40)에서 편심현상이 야기되었는지를 판단하고, 그에 따른 냉매 누설을 방지하기 위해 냉매밸브(40)를 초기화하는 마이컴(50)으로 이루어진다. 본 발명에 따른 냉장고는 이외에도 다른 구성요소(예를 들면, 압축기 등)들과도 유기적으로 관련되나, 본 발명에 따른 냉매밸브 제어방법에 관련된 구성요 소들만이 개시된다.

이 온도감지부(30)는 예를 들면, 서미스터로 구성되어 냉장고의 저장고(냉장실, 냉동실 등) 내의 고내온도를 감지한다. 즉, 온도감지부(30)는 적어도 하나 이상의 저장고 내의 고내온도를 감지하여 마이컴(50)으로 전송한다. 이러한 온도감지동작은 마이컴(50)의 제어에 의해 이루어질 수도 있고, 마이컴(50)의 제어와 상관없이 독립적으로 고내온도를 감지하여 전송할 수도 있다.

냉매밸브(40)는 종래 기술에 따른 냉매밸브(17)와 유사하게 마이컴(50)의 제어를 받아서 팽창밸브(21)(23)와 연결된 냉매관로(19a)(19b)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 구성된다. 이때, 냉매밸브(40)는 양측의 냉매관로(19a)(19b)를 모두 열거나 닫는 것도 가능하다. 이 냉매밸브(40)는 이러한 선택적인 개폐를 위해, 냉매밸브(40)는 냉매관로(19a)(19b)를 선택적으로 개폐가능한 실링부(또는 댐퍼)와, 이 실링부(또는 댐퍼)를 일정한 각도의 범위 내에서 회동되도록 하는 구동수단인 모터(예를 들면, 스텝 모터)(미도시)와, 이 모터를 구동하는 구동회로(미도시)로 이루어진다. 추가적으로, 실링부(또는 댐퍼)가 일정한 각도 내에서만 회동하도록 하기 위한 스토퍼가 구비될 수도 있다.

예를 들면, 냉매밸브(40)가 스텝 모터를 장착하여 선택적인 개폐 동작을 수행하는 경우, 이 스텝 모터는 구동회로로부터의 펄스(또는 스텝) 신호에 의해 구동이 이루어진다. 즉, 스텝 모터는 수신된 펄스(또는 스텝) 신호의 펄스(또는 스텝) 개수 및/또는 크기에 의해 회전 동작하며, 이러한 회전 동작은 정회전과 역회전이 가능하다.

마이컴(50)은 기저장된 알고리즘에 따라, 또는 사용자로부터의 입력에 따라 냉동 사이클 전체를 제어한다. 또한, 마이컴(50)은 이 냉동 사이클에 대한 제어를 수행함에 있어, 온도감지부(30)로부터의 고내온도를 수신하여, 알고리즘에 따른 제어온도 또는 사용자로부터의 입력에 따른 제어온도와 비교하여, 그에 따른 압축기의 구동, 냉매밸브(40)의 구동 등을 수행한다. 하기에서는, 냉매 누설 방지를 위한 냉매밸브(40)의 제어에 대한 사항만을 중점적으로 개시한다.

마이컴(50)은 온도감지부(30)로부터 적어도 하나 이상의 저장고에 대한 고내온도를 수신한다. 예를 들면, 마이컴(50)은 냉장실의 고내온도(T1)와, 냉동실의 고내온도(T2)를 수신한다. 이어서, 마이컴(50)은 냉장실의 제어온도(Tc1)와, 냉동실의 제어온도(Tc2)를 판독하여, 수신된 고내온도(T1, T2)와 각각 비교하여 냉매밸브(40)를 제어하는 과정이 일반적인 제어과정이다. 이러한 제어과정에 의해, 정상적인 경우는, 냉장실의 고내온도(T1)와, 냉동실의 고내온도(T2)는 각각의 제어온도(Tc1)와, (Tc2)와 같거나 더 높게 형성된다.

그러나, 어떠한 이유에 의해, 냉매밸브(40)에 편심현상이 야기되면 이 냉매밸브(40)를 통하여 마이컴(50)의 제어와 상관없이 냉매가 냉매관로(19a)(19b)에 지속적으로 공급되어, 냉장실의 고내온도(T1)와 냉동실의 고내온도(T2)가 제어온도(Tc1)와, (Tc2)보다 낮아지게 되어, 저장고(냉장실 또는 냉동실)에 수납된 수납물에 과도한 냉기가 공급되는 문제가 야기된다. 특히, 냉장실에 수납된 수납물의 경우, 과도한 냉기에 의하여 발생하는 피해가 냉동실의 경우보다 더욱 크므로, 마이컴(50)은 이 냉장실의 고내온도에 따른 제어를 더욱 중요시 할 수 있다.

이에 따라, 마이컴(50)은 온도감지부(30)로부터의 고내온도와 제어온도를 비교하여, 냉매밸브(40)의 상태(즉, 편심현상)를 판단하고, 그에 따른 냉매밸브(40)의 초기화를 수행하여 그 문제를 해결하게 된다. 이러한 제어 과정은 하기의 도 4에서 상세하게 개시된다.

자세하게는, 단계(S41)에서, 온도감지부(30)는 냉장고 내의 저장고의 고내온도(T1, T2)를 감지하고, 이 감지된 고내온도(T1, T2)를 마이컴(50)으로 전송한다.

단계(S42)에서, 마이컴(50)은 고내온도(T1, T2)와 제어온도(Tc1, Tc2) 간의 온도편차(Td1, Td2)를 산정한다.

단계(S43)에서, 마이컴(50)은 이 온도편차(Td1, Td2)와, 기저장된 기준편차(Tr1, Tr2)의 크기를 비교한다. 이 기준편차(Tr1, Tr2)는 냉매밸브(40)의 편심현상에 따른 냉매 누설이 발생된 것으로 판단하기 위한 최적의 편차 또는 최저 편차이다. 예를 들면, 기준편차(Tr1, Tr2)는 각각 -3℃, -4℃로 설정되어, 이 온도편차(Td1, Td2)가 이 값들보다 더 작으면 냉매 누설이 발생된 것으로 판단하여 단계(S44)로 진행하고, 그렇지 않으면 정상적인 동작이 수행되는 것으로 판단하여 단계(S41)로 진행한다.

이 단계(S43)에서, 마이컴(50)은 냉장실의 온도편차(Td1)와, 냉동실의 온도편차(Td2)를 모두 이용하여, 각각의 기준편차(Tr1, Tr2)와 비교하여, 모두 판단 조건이 부합되면 단계(S44)로 진행할 수도 있고, 또는 그 중 어느 하나라도 부합되면 단계(S44)로 진행할 수도 있다. 특히, 마이컴(50)은 냉장실의 온도편차(Td1)와, 그 에 대응하는 기준편차(Tr1) 간의 비교를 중시하여, 이들 간의 관계가 판단 조건에 부합되는 경우에 냉동실의 온도편차(Td2)를 고려함이 없이, 단계(S44)로 진행할 수도 있다.

단계(S44)에서, 마이컴(50)은 냉매밸브(40)에 편심현상이 발생하여 냉매 누설이 이루어지므로, 냉매밸브(40)를 초기화한다. 이러한 초기화는 마이컴(50)이 냉매밸브(40)로 스텝모터에 대한 역회전 동작을 수행하도록 하는 펄스(또는 스텝) 신호를 생성하여 전송하고, 그에 따라 냉매밸브(40)는 역회전 동작을 수행하여, 초기화를 수행한다. 보통 스텝 모터는 일정한 각도 범위를 회전하는 최대 펄스(스텝)를 지니고 있으며, 이 최대 펄스 이내에서 제어된다. 따라서, 이러한, 초기화를 위해, 마이컴(50)은 냉매밸브(40)로 이 최대 펄스를 인가하되, 역회전 동작이 이루어지도록 하는 최대 펄스를 인가하게 되면, 현재의 스텝 모터의 위치와 상관없이, 스텝 모터가 초기위치로 초기화된다.

이러한 초기화 과정에 의해, 냉매밸브(40)는 실링부(또는 댐퍼)가 초기위치에 위치하게 되며, 마이컴(50)은 그 이후에는 일반적인 냉동 사이클이 진행될 수 있도록 제어를 수행한다.

도 4의 순서도는 본 발명에 따른 냉매밸브 제어방법만을 개시한 것이므로, 정상적인 동작을 위한 제어 단계들은 생략되었으나, 이들 정상적인 제어단계들과, 본 발명에 따른 냉매밸브 제어방법은 전체적인 냉동 사이클의 제어 과정에서 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 사람들에게는 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

이러한 구성의 본 발명은 기존의 고내온도에 의해 냉매밸브를 통한 냉매 누설 여부를 판단하여 정상적인 냉동 사이클이 수행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉매 누설을 차단하기 위해 냉매밸브를 초기화하는 간단한 방법을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉매 누설 여부의 판단을 위해 추가적인 장치를 구비함이 없이, 종래의 온도센서를 이용하며, 냉매 누설의 해결을 위해서 종래의 냉매밸브를 이용하되, 그 판단에서의 신속성과, 그 해결의 신속성을 증대시키는 효과가 있다.

Claims

냉장고의 고내온도를 감지하는 단계와;

상기 감지된 고내온도에 따라 냉매밸브를 통한 냉매 누설 여부를 판단하는 단계와;

상기 판단 결과에 따라 냉매밸브를 초기화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 판단 단계는 상기 감지된 고내온도와 제어온도 간의 편차에 따라 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 초기화 단계는 냉매밸브를 역회전 동작시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉매밸브 제어방법.