KR20080103859A

KR20080103859A - 냉장고 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR20080103859A
Application number: KR1020070051107A
Authority: KR
Inventors: 이남교; 송계영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-11-28

Abstract

본 발명에 의한 냉장고 및 그 운전 방법은, 냉장실용 증발기와 냉동실용 증발기가 구비되고 상기 냉동실용 증발기 또는 그 주변에 액냉매를 모아 히터로 증발시킴으로써, 냉장고의 운전 전에 펌프다운 운전을 실시하지 않고서도 냉동실용 증발기에 냉매가 남지 않고 압축기로 원활하게 흡입될 수 있도록 하여 펌프다운 운전으로 인한 냉동사이클의 손실을 줄이고 압축기의 신뢰성을 저하를 미연에 방지할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 운전 방법{REFRIGERATOR AND OPERATION METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명 냉장고의 일례를 보인 사시도,

도 2는 도 1에 따른 냉장고의 냉동사이클 구조에 대한 일실시예를 보인 종단면도,

도 3 내지 도 5는 본 발명 액냉매를 재증발시키는 구조에 대한 실시예들을 보인 개략도,

도 6은 본 발명 냉장고의 운전 방법을 보인 블록도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 냉장고 본체 110 : 냉동실

111 : 제1 냉기유로 120 : 냉장실

121 : 제2 냉기유로 130 : 격벽

200 : 냉동실도어 300 : 냉장실도어

400 : 냉동사이클장치 410 : 압축기

420 : 응축기 430 : 제1 팽창변

440 : 제1 증발기 441 : 냉매관

442 : 냉각핀 443 : 액냉매수집관

444 : 증발용 히터 445 : 어큐뮬레이터

450 : 제2 팽창변 460 : 제2 증발기

470,480 : 제1,제2 팬 490 : 냉매전환밸브

C1,C2 : 제1,제2 사이클

본 발명은 냉장고 및 그 냉장고의 운전 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기로 이루어진 냉동사이클을 구비하고 증발기에서 발생되는 냉기를 냉동실 또는 냉장실의 고내로 공급하여 식품을 신선하게 저장하는 것이다.

최근 들어 냉장고가 격벽을 사이에 두고 좌우로 나뉘어 한쪽은 냉동실로, 다른 한쪽은 냉장실로 구분되는 양문형 등으로 대형화되면서 냉동실과 냉장실에 각각 증발기가 따로 배치되는 기술이 알려지고 있다. 복수의 증발기가 적용되는 기술에서는 양쪽 증발기가 한 개의 냉동사이클에서 서로 직렬 연결되도록 할 수도 있고, 서로 다른 복수의 냉동사이클에 증발기가 각각 설치되도록 할 수도 있으며, 압축기를 공유하는 복수의 냉동사이클에 증발기가 각각 설치되도록 할 수도 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉장고 중에서 압축기를 공유하는 복수의 냉동사이클에 증발기가 각각 설치되는 경우에는 냉동실용 증발기의 압력이 냉장실용 증발기의 압력보다 상대적으로 낮게 되므로 냉장고의 정지시에는 냉매가 냉동실용 증발기쪽에 모이게 된다. 따라서 냉장고의 효율을 높이기 위하여는 냉장고가 본격적 으로 운전을 하기 전에 냉동실용 사이클과 냉장실용 사이클의 배관을 막고 압축기를 운전하여 냉매를 응축기로 모으는 소위 '펌프다운(pump down)'운전을 실시하게 된다. 하지만, 상기와 같이 펌프다운 운전을 하게 되는 경우 냉동사이클은 일을 하지 않으면서 동작하게 되어 냉동사이클의 손실이 발생하게 될 뿐만 아니라 압축기가 진공상태로 운전하게 되어 신뢰성이 크게 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 냉장고가 가지는 문제점을 해결한 것으로, 냉장고의 본격적인 운전 전에 펌프다운 운전을 실시하지 않고서도 냉동실용 증발기에 잔류하는 냉매가 압축기로 원활하게 흡입될 수 있도록 하여 냉동사이클의 손실을 줄이고 압축기의 신뢰성을 높일 수 있는 냉장고 및 그 운전 방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 식품을 냉동보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되고 식품을 냉동보관하는 냉동실에 냉동실용 증발기가 설치되는 냉장고에 있어서, 냉동실용 증발기의 출구측 냉매를 가열하여 그 냉동실용 증발기와 냉장실용 증발기의 압력을 대등하게 함으로써 냉매가 압력차에 의해 상기 냉동실용 증발기에 잔류하지 못하도록 하는 냉장고가 제공된다.

또, 압축기가 운전을 개시하면 냉장실측 냉동사이클이 개방되어 냉장운전이 진행되는 단계; 설정 시간 또는 설정 온도까지 냉장운전을 진행한 다음 냉장실측 냉동사이클은 폐쇄되고 대신 냉동실측 냉동사이클이 개방되어 냉동운전이 진행되는 단계; 및 상기 냉장운전과 냉동운전이 수차 반복되면서 설정 시간 또는 냉장실이나 냉동실의 고내온도가 설정 온도에 도달하면 압축기가 정지되고 상기 냉동실측 증발기에 열을 가해 잔류냉매를 증발시키는 단계;를 포함한 냉장고의 운전 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 냉장고 및 그 운전 방법을 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 냉장고의 일례를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 냉장고의 냉동사이클 구조에 대한 일실시예를 보인 종단면도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명 액냉매를 재증발시키는 구조에 대한 실시예들을 보인 개략도이고, 도 6은 본 발명 냉장고의 운전 방법을 보인 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 냉장고는, 식품을 냉동보관하는 냉동실(110)과 냉장보관하는 냉장실(120)이 격벽(mullion)(130)에 의해 분리되는 냉장고본체(100)와, 상기 냉장고본체(100)의 냉동실(110)과 냉장실(120)을 개폐하는 냉동실도어(200) 및 냉장실도어(300)와, 상기 냉장고본체(100)에 설치되어 냉기를 발생시키는 냉매압축식 냉동사이클장치(400)로 구성된다.

상기 냉장실과 냉동실은 냉장고의 종류에 따라 다르나 도 1에서와 같이 양문형의 경우 좌우 양측에 배치되고, 그 냉장실과 냉동실은 중간에 세로 방향으로 형성되는 격벽에 의해 구분된다. 그리고 상기 냉동실(110)과 냉장실(120)의 후벽면이나 측벽면 또는 상측벽면의 안쪽에는 후술할 냉동실용 증발기(이하, 제1 증발기)(440)와 냉장실용 증발기(이하, 제2 증발기)(460)가 각각 설치될 수 있도록 냉 동실용 냉기유로(이하, 제1 냉기유로)(111)와 냉장실용 냉기유로(이하, 제 냉기유로)(121)가 형성된다.

상기 냉동사이클장치(400)는 상기 냉동실(110) 또는 냉장실(120)의 후벽면 안쪽 하측에 설치되는 한 개의 압축기(410)와, 상기 압축기(410)의 일측에 설치되어 그 압축기(410)에서 토출되는 고온고압으로 냉매를 응축하는 한 개의 응축기(420)와, 상기 응축기(420)에서 분관되는 냉동실측 냉동사이클(이하, 제1 사이클)(C1)에 설치되어 고온고압의 냉매를 냉동실(110)의 설정온도에 적합하도록 팽창시키는 냉동실용 팽창변(이하, 제1 팽창변)(430)과, 그 제1 팽창변(430)에 연결되고 상기 제1 냉기유로(111)에 설치되어 저온저압의 냉매를 증발시키는 제1 증발기(440)와, 상기 응축기(420)의 출구에서 분관되는 냉장실측 냉동사이클(이하, 제2 사이클)(C2)에 설치되어 냉장실(120)의 설정온도에 적합하도록 냉매를 팽창시키는 냉장실용 팽창변(이하, 제2 팽창변)(450)과, 그 제2 팽창변(450)에 연결되고 상기 제2 냉기유로(121)에 설치되어 냉매를 증발시키는 제2 증발기(460)로 이루어진다. 그리고 상기 제1 증발기(440)와 제2 증발기(460)의 일측에는 각각의 증발기(440)(460)를 통해 냉각되는 냉기를 냉동실(110)과 냉장실(120)로 순환 공급하도록 냉동실측 팬(이하, 제1 팬)(470)과 냉장실측 팬(이하, 제2 팬)(480)이 각각 제1 냉기유로(111)와 제2 냉기유로(121)에 설치된다.

상기 응축기(420)의 출구에는 그 응축기(420)를 통과한 냉매를 제1 사이클(C1)과 제2 사이클(C2)로 선택적으로 순환시키는 냉매전환밸브(490)가 설치된다. 상기 냉매전환밸브(490)는 냉장고의 운전시 상기 응축기(420)와 제1,2 사이 클(C1)(C2)을 전폐(全閉)시키거나 또는 상기 응축기(420)와 제1 사이클(C1)을 연결시키거나 또는 상기 응축기(420)와 제2 사이클(C2)을 연결시키도록 작동되는 한 개의 3방밸브(3-way valve)가 상기 제1 사이클(C1)과 제2 사이클(C2)의 분기점에 설치되거나 또는 상기 제1 사이클(C1)과 제2 사이클(C2)에 각각 2방밸브가 독립적으로 설치될 수도 있다.

상기 제1 증발기(440)는 도 3에서와 같이 제1 사이클(C1)을 이루는 냉매관(441)이 지그재그모양으로 절곡 형성되고, 상기 냉매관(441)에 냉각핀(442)이 삽입되어 대체로 육면체 형상으로 형성된다. 그리고 상기 제1 증발기(440)의 좌우 양측 상단에는 각각 제1 사이클(C1)의 입구와 출구가 각각 연결된다. 그리고 상기 제1 증발기(440)의 일측(도면에선, 좌측) 상단에는 제1 사이클(C1)의 입구가 연결되는 반면 상기 제1 증발기(440)의 타측(도면에선, 우측) 하단에는 제1 사이클(C1)의 출구가 연결된다. 그리고 상기 제1 사이클(C1)의 출구측은 그 제1 증발기(440)의 하단보다 낮게 액냉매수집관(443)이 연결되어 그 액냉매연결관(443)에 상기 제1 사이클(C1)의 냉매관(441)이 연결된다.

상기 액냉매수집관(443)은 도 3에서와 같이 "U"자 모양으로 형성될 수도 있고, 그 외에 액냉매가 고일 수 있는 다양한 형상으로 절곡 형성될 수 있다. 그리고 상기 액냉매수집관(443)의 외주면에는 그 액냉매수집관(443)에 고인 액냉매가 증발할 수 있는 정도의 열을 가할 수 있도록 증발용 히터(444)가 감겨진다. 상기 히터(444)는 도 3에서와 같이 코일 형상으로 형성될 수도 있고 판형 히터 등으로 형성될 수도 있다.

도면중 미설명 부호인 445는 어큐뮬레이터이다.

상기와 같은 본 발명의 냉장고는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 냉장고의 냉동실(110) 또는 냉장실(120)에 식품이 수납되어 부하가 발생하면, 압축기(410)가 운전을 개시하여 냉매를 압축하고 이 압축된 냉매는 응축기(420)를 거쳐 제1 사이클(C1)로 이동하여 제1 팽창변(430)과 제1 증발기(440)를 거쳐 다시 압축기(410)로 흡입되거나 또는 제2 사이클(C2)로 이동하여 제2 팽창변(450)과 제2 증발기(460)를 거쳐 다시 압축기로 흡입되는 일련의 과정을 반복하게 된다. 이때, 상기 제1 증발기(440)와 제2 증발기(460)에서 냉각되는 냉기는 각각 제1 팬(470)에 의해 제1 냉기유로(131)와 제1 냉기토출구(131a)를 통해 냉동실(110)로 공급되거나 또는 제2 팬(480)에 의해 제2 냉기유로(132)와 제2 냉기토출구(132a)를 통해 냉장실(120)로 공급되어 냉동실(110)과 냉장실(120)에 수납되어 있는 식품을 신선하게 냉동 또는 냉장 보관하게 된다.

여기서, 상기 냉동실(110)의 온도가 냉장실(120)의 온도보다 상대적으로 낮아 냉동운전의 정지시 상기 제1 증발기(440) 쪽의 액냉매가 압축기(보다 정확하게는, 어큐뮬레이터)(410)로 원활하게 흡입되지 못하고 제1 증발기(440)에 그대로 고일 수 있으나, 본 발명에서와 같이 상기 제1 증발기(440)의 출구측에 액냉매수집관(443)이 구비되는 경우에는 냉동운전의 정지시 그 액냉매수집관(443)에 액냉매가 고이게 되고 이 액냉매수집관(443)에 설치된 증발용 히터(444)에 의해 상기 액냉매가 증발되면서 압축기(410)로 이동을 하게 된다. 예컨대, 도 6에서와 같이 압축기가 운전을 개시하면 상기 냉매전환밸브(490)에 의해 제2 사이클(C2)이 개방되어 냉 장운전(S1)이 진행되고, 상기 냉장운전을 설정 시간 또는 설정 온도까지 진행한 다음 상기 냉매전환밸브(490)에 의해 제2 사이클(C2)은 폐쇄되고 대신 제1 사이클(C1)이 개방되어 냉동운전(S2)이 진행된다. 그리고 상기 냉장운전(S1)과 냉동운전(S2)이 수차 반복되면서 설정 시간 또는 냉동실(110)이나 냉장실(120)의 고내온도가 설정 온도에 도달하면 압축기(410)가 정지되고 이어서 상기 제1 증발기(440)의 액냉매수집관(443)에 감긴 증발용 히터(444)가 작동하여 상기 액냉매수집관(443)에 열을 가해 잔류냉매를 증발시키게 된다.

이렇게 하여, 냉장운전시 별도의 펌프다운 운전을 하지 않고서도 제1 증발기에 냉매가 잔류하는 것을 방지하여 냉동사이클의 성능을 크게 높일 수 있다. 또, 펌프다운 운전을 하지 않게 되므로 압축기에 과부하가 가해지지 않게 되어 압축기의 신뢰성도 높일 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 냉장고의 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 일실시예에서는 상기 제1 증발기(440)의 출구측에 액냉매수집관(443)이 설치되어 압축기(410)로 흡입되지 못한 액냉매를 모으고 그 액냉매수집관(443)에 설치된 증발용 히터(444)를 가동시켜 냉매를 증발시키는 것이었으나, 본 실시예는 도 4에서와 같이 별도의 액냉매수집관을 설치하지 않고 상기 제1 증발기(440)의 하측에 증발용 히터(444)를 설치하여 압축기(410)의 정지시 상기 제1 증발기(440)에 남은 액냉매를 증발시키거나, 도 5에서와 같이 상기 제1 증발기(440)의 출구에 연결되는 어큐뮬레이터(445)를 상기 제1 증발기(440)보다 하측에 위치하도록 배치시키고 그 어큐뮬레이터(445)의 외주면에 상기 증발용 히터(444)를 설치하여 압축 기(410)의 정지시 상기 어큐뮬레이터(445)에 고인 액냉매를 증발용 히터로 증발시키는 것이다.

상기와 같이 제2 실시예와 제3 실시예에 따른 냉장고도 전술한 제1 실시예에서의 냉장고와 동일하게 운전할 수 있고 이에 따른 작용 효과 역시 전술한 제1 실시예와 대동소이하다.

Claims

식품을 냉동보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되고 식품을 냉장보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되는 냉장고에 있어서,

상기 냉동실용 증발기의 출구에는 그 냉동용 증발기보다 낮게 액냉매수집관이 연결되고, 상기 액냉매수집관의 외주면에는 그 액냉매수집관에 고인 액냉매를 증발시키기 위한 증발용 히터가 설치되는 냉장고.
식품을 냉동보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되고 식품을 냉장보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되는 냉장고에 있어서,

상기 냉동용 증발기의 외주면에는 그 냉동용 증발기에 고인 액냉매를 증발시키기 위한 증발히터가 설치되는 냉장고.
식품을 냉동보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되고 식품을 냉장보관하는 냉장실에 냉장실용 증발기가 설치되는 냉장고에 있어서,

상기 냉동용 증발기의 출구에는 그 냉동용 증발기를 통과한 냉매에서 액냉매와 가스냉매를 분리하기 위한 어큐뮬레이터가 상기 냉동용 증발기보다 낮게 설치되고, 상기 어큐뮬레이터의 외주면에는 그 어큐뮬레이터에 고인 액냉매를 증발시키기 위한 증발히터가 설치되는 냉장고.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

상기 냉장실용 증발기와 냉장실용 증발기는 한 개의 압축기에 삼방밸브(3-way valve)로 연결되어 그 삼방밸브에 의해 상기 압축기와 전폐(全閉)되거나 또는 독립적으로 연결되는 냉장고.
압축기가 운전을 개시하면 냉장실측 냉동사이클이 개방되어 냉장운전이 진행되는 단계;

설정 시간 또는 설정 온도까지 냉장운전을 진행한 다음 냉장실측 냉동사이클은 폐쇄되고 대신 냉동실측 냉동사이클이 개방되어 냉동운전이 진행되는 단계; 및

상기 냉장운전과 냉동운전이 수차 반복되면서 설정 시간 또는 냉장실이나 냉동실의 고내온도가 설정 온도에 도달하면 압축기가 정지되고 상기 냉동실측 증발기에 열을 가해 잔류냉매를 증발시키는 단계;를 포함한 냉장고의 운전 방법