KR20090046151A

KR20090046151A - 냉장고 제어방법

Info

Publication number: KR20090046151A
Application number: KR1020070112130A
Authority: KR
Inventors: 임형근; 송계영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2009-05-11
Also published as: KR101314621B1; WO2009061031A3; WO2009061031A2; US7913500B2; US20090113902A1

Abstract

본 발명은 제상운전을 효율적으로 수행할 수 있는 냉장고의 제어방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 냉장실과 냉동실을 동시에 또는 선택적으로 운전하는 정상운전단계, 외부 공기의 상대습도를 포함하는 설정변수에 따라 변하는 가변적인 제상주기를 설정하는 주기설정단계, 그리고 설정된 제상주기를 바탕으로 제상운전을 하는 제상운전단계를 포함하는 냉장고의 제어방법을 제공한다.

제상운전, 제상주기, 상대습도, 주기변화량

Description

냉장고 제어방법{Controlling method for the refrigerator}

본 발명은 음식물 보관기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제상운전을 효율적으로 수행할 수 있는 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉동실과 냉장실을 포함하여 구성된다. 상기 냉장실은 음식물과 야채를 신선하고 오래 보관할 수 있도록 대략 3~4℃ 온도로 유지되고, 상기 냉동실은 육고기와 음식물 등을 얼린 상태로 보관할 수 있도록 영하의 온도로 유지된다.

또한, 상기 냉장고에는 상기 냉장실을 냉장운전하거나 상기 냉동실을 냉동운전하기 위하여 상기 냉동실과 냉장실에 동시에 또는 선택적으로 냉기를 공급하기 위한 증발기가 구비된다.

상기 냉장실이 냉장운전되고, 상기 냉동실이 냉동운전되는 과정에서 상기 증발기 주변에 있는 수분은 상기 증발기에 서리 등의 형태로 쌓이게 된다. 상기 서리 등이 증발기에 쌓이게 되면 증발기의 열효율이 떨어지게 되기 때문에 이를 제거해주어야 한다. 상기 서리 등을 제거하기 위하여 수행되는 냉장고의 운전을 통상적으로 제상운전이라 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 냉장고의 제상운전은 미리 설정된 시간간격마다 수행되므로써 실제로 제상운전이 불필요한 경우에도 제상운전이 수행될 수 있는 문제가 있다.

이러한 잦은 제상운전은 냉동실 또는 냉장실의 내부온도를 증가시키게 되어 상기 냉동실 또는 냉장실에 보관되는 내용물에 손상을 줄 수 있는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 잦은 제상운전은 냉장고의 소비전력을 증가시킬 수 있는 문제가 있다.

한편, 제상운전이 고정된 시간간격으로만 수행되면, 제상운전이 수행되어야 하는데도 불구하고 설정된 시간에 도달할 때까지 제상운전이 수행되지 못하는 경우가 발생하게 되고 이로 인하여 증발기의 열효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 비효율적인 제상운전으로 인한 전력소모를 줄일 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 제상운전 중에 냉동실 또는 냉장실의 내부에 보관되는 내용물에 미치는 영향을 줄일 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 냉장실과 냉동실을 동시에 또는 선택적으로 운전하는 정상운전단계, 외부 공기의 상대습도를 포함하는 설정변수에 따라 변하는 가변적인 제상주기를 설정하는 주기설정단계, 그리고 설정된 제상주기를 바탕으로 제상운전을 하는 제상운전단계를 포함하는 냉장고의 제어방법을 제공한다.

상기 설정변수는 냉장고 도어의 개방시간을 더 포함할 수 있다.

상기 주기설정단계는 기준 제상주기를 설정하는 단계, 상기 설정변수에 따라 변하는 주기변화량을 산정하는 단계, 그리고 상기 기준 제상주기와 주기변화량을 바탕으로 본 제상주기를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 주기변화량을 산정하는 단계는 외부 공기의 상대습도를 측정하는 단계, 상기 냉장고 도어의 개방시간을 측정하는 단계, 상기 상대습도에 따라 가변되는 제1 설정상수를 결정하는 단계, 상기 상대습도 및 상기 냉장고 도어의 개방시간에 따 라 가변되는 제2 설정상수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 냉장고 제어방법은 상기 냉동실과 냉장실의 정상운전시간이 상기 본 제상주기에 도달하였는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 정상운전시간은 압축기의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 사용되는 송풍팬의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브의 개방여부를 바탕으로 설정될 수 있다.

여기서, 냉장실의 정상운전시간은 압축기가 운전되고, 상기 냉매제어밸브가 냉장실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉장실의 냉장운전 중에 운전되는 제1 송풍팬의 운전시간을 합산한 값으로 설정될 수 있다.

또한, 냉동실의 정상운전시간은 압축기가 운전되고, 상기 냉매제어밸브가 냉동실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉동실의 냉동운전 중에 운전되는 제2 송풍팬의 운전시간을 합산한 값으로 설정될 수 있다.

상기 냉장고의 제어방법은 상기 제상운전이 종료된 후에 변화된 외부 환경에 따른 새로운 주기변화량을 계산하고 이를 바탕으로 새로운 제상주기를 설정하는 제상주기 재설정단계를 더 포함할 수 있다.

상기 냉장고 도어의 개방시간은 상기 냉장고 도어의 1회 개방시 열림상태가 지속되는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 냉장고 도어의 개방시간은 특정시간 동안 도어가 열린 횟수에 대한 정보를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 냉장고 제어방법의 효과는 다음과 같다.

첫째, 외부의 환경을 고려하여 제상운전주기를 설정하고 이를 바탕으로 제상운전을 수행함으로써 제상운전이 필요한 시점에 적절하게 제상운전을 하게 되는 이점이 있다.

둘째, 외부의 환경을 고려하여 제상주기를 설정하고, 냉장실운전시간 또는 냉동실 운전시간을 바탕으로 제상운전을 수행함으로써 불필요한 제상운전을 방지하게 되고 이로 인하여 소비전력을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 불필요한 제상운전을 줄임으로써 상기 제상운전으로 인한 냉장실 또는 냉동실의 내부온도가 상승하는 것을 줄임으로써 온도로 인한 음식물의 영향을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 일 실시 예에 관한 구조를 간략하게 설명한다.

본 실시 예에 따른 냉장고는 냉동실(20)과 냉장실(10)을 포함한다. 상기 냉장실(10)은 상기 냉동실(20)의 상부에 위치하며, 양문형의 형태를 가진다.

또한, 상기 냉장고는 압축기(80), 응축기(30), 냉매관(90), 냉매제어밸브(40), 팽창장치(51,53), 증발기(71,73), 송풍팬(61,63)을 포함한다.

상기 압축기(80)는 냉매의 압축을 위한 것이고, 상기 응축기(30)는 냉매의 응축을 위한 것이다. 상기 냉매관(90)은 냉장고 내부의 냉매의 흐름을 안내하기 위한 유로역할을 수행한다.

상기 냉매제어밸브(40)는 상기 냉매관(90) 상에 설치되어, 상기 냉장실의 냉장운전과 상기 냉동실의 냉동운전이 동시에 또는 선택적으로 수행되도록 냉매의 흐름을 제어한다.

상기 증발기는 냉장실의 냉장운전을 위한 제1 증발기(71)와 냉동실의 냉동운전을 위한 제2 증발기(73)를 포함한다. 상기 냉매제어밸브(40)가 상기 냉매를 냉장실로 안내하는 경우에 상기 냉매제어밸브(40)를 경유한 냉매는 상기 제1 증발기(71)로 유입되기 전에 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제1 팽창장치(51)를 경유하게 된다.

마찬가지로, 상기 냉매제어밸브(40)가 냉동실로 냉매를 안내하는 경우에 냉매는 상기 제2 증발기(73)로 유입되기 전에 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제2 팽창장치(53)를 경유하게 된다.

또한, 상기 제1 증발기(71)의 일측에는 상기 제1 증발기(71)에서의 열교환, 즉 냉매와 주변공기와의 열교환을 원활하게 하는 제1 송풍팬(61)이 설치되고, 상기 제2 증발기(73)의 일측에는 상기 제2 증발기(73)에서의 열교환을 용이하게 하기 위한 제2 송풍팬(63)이 설치된다.

결과적으로, 냉매는 제1 증발기(71)와 제2 증발기(73)로 동시에 또는 선택적으로 안내면서 냉동실을 냉각시키거나 냉장실을 냉각시키게 된다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법을 구체적으로 설명한 다.

본 발명에 따른 냉장고의 제어방법은 냉장실과 냉동실을 동시에 또는 선택적으로 운전하는 정상운전단계(S10)와 상기 정상운전단계에서 사용되는 냉장실 증발기 또는 냉동실 증발기에 대한 제상운전을 하는 단계(S40)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 냉장고의 제어방법은 외부 공기의 상대습도를 포함하는 설정변수에 따라 변하는 가변적인 제상주기를 설정하는 주기설정단계(S20)를 더 포함한다.

상기 설정변수는 외부 공기의 온도를 포함할 수고 있다. 물론, 상기 설정변수는 냉장고 도어의 개방시간(DT)을 더 포함할 수 있다. 상기 냉장고 도어의 개방시간(DT)은 상기 냉장고 도어의 1회 개방시 열림상태가 지속되는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 냉장고 도어의 개방시간은 특정시간 동안 도어가 열린 횟수에 대한 정보를 포함할 수도 있다

또한, 상기 제상운전이 수행되기 전에 상기 냉동실과 냉장실의 정상운전시간이 상기 제상주기에 도달하였는지를 판단하는 단계가 수행될 수 있다(S30).

결과적으로, 상기 냉동실의 정상운전시간 또는 냉장실의 정상운전시간이 상기 제상주기에서 설정된 시간에 도달하였으면 제상운전이 수행되고(S40), 상기 정상운전시간이 상기 제상주기에서 설정된 시간이 도달하지 못하면 정상운전이 지속적으로 운전된다(S60).

상기 주기설정단계는 기준 제상주기를 설정하는 단계(S21), 상기 설정변수에 따라 변하는 주기변화량을 산정하는 단계(S23), 그리고 상기 기준 제상주기와 주기 변화량을 바탕으로 본 제상주기를 설정하는 단계(S25)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉장고의 제어방법은 상기 제상운전이 종료된 후에 변화된 외부 환경에 따른 새로운 주기변화량을 계산하고 이를 바탕으로 새로운 제상주기를 설정하는 제상주기 재설정단계를 더 포함할 수 있다.

본 실시 예에 따른 냉장고에 제어방법은 이러한 과정을 반복하게 되면 외부 환경에 따라 변하는 설정변수들이 고려된 제상주기가 지속적으로 가변 될 것이다.

상기 기준 제상주기는 냉장고의 종류에 따라 다르게 설정될 수도 있고, 상기 냉장고가 사용되는 지역에 따라서도 다르게 설정될 수 있다. 또한, 상기 기준 제상주기는 사용자가 냉장고의 용량이나 용도에 맞게 미리 고정적으로 설정할 수 있다.

상기 주기 변화량은 외부의 환경적인 요소, 예를 들면 외부 공기의 상대습도(H), 냉장고 도어의 개방시간(DT) 등을 포함하는 설정변수를 바탕으로 설정된다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 4와 도 5를 바탕으로 설명한다.

상기 기준 제상주기(TS)와 주기 변화량(P)이 결정되면 본 제상운전주기(T)가 설정된다. 예를 들면, 상기 본 제상운전주기는 상기 기준 제상운전주기에서 상기 주기 변화량을 뺀 값이 될 수 있다. 결과적으로, 미리 설정되는 기준 제상운전주기에서 외부 환경을 고려한 주기변화량을 고려함으로써 실제의 운전상태에 적합한 제상운전을 수행할 수 있게 된다.

외부 공기의 상대 습도(H)가 높게 되면, 통상적으로는 냉장고로 유입되는 공기의 습도도 높게 된다. 상기 냉장고 내부의 공기의 습도가 높게 되면 상기 공기 중에 포함된 수분이 많기 때문에 상기 제1 증발기(71) 또는 제2 증발기(73) 주변에 서 서리 등이 생성될 가능성이 커지게 된다. 결과적으로, 외부 공기의 습도가 높으면 제상운전의 제상주기를 줄여 줌으로써 빨리 제상운전을 해주어야 할 필요가 있다.

또한, 도어의 개방시간이 크면 냉기의 유출이 발생하게 되고, 그러면 훨씬 더 많은 시간 동안 증발기가 운전되어야하고 이로 인하여 수분이 증발기 주변에 서리 등으로 착상되는 시기가 빨라지게 된다. 결과적으로, 도어의 개방시간이 커지게 되면 제상운전의 제상주기를 줄여 줌으로써 짧은 시간간격으로 제상운전을 수행할 필요가 있다.

여기서, 본 제상주기(T)의 의미는 일차적으로 제상운전이 종료되고 난 후 다시 새로운 제상운전이 수행되기 시작할 때까지의 냉동실의 정상운전시간 또는 냉장실의 정상운전시간을 의미한다. 상기 정상운전시간은 압축기의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 사용되는 송풍팬의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브의 개방여부를 바탕으로 설정될 수 있다.

구체적으로, 상기 냉장실의 정상운전시간은 압축기(80)가 운전되고, 상기 냉매제어밸브(40)가 냉장실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉장실의 냉장운전 중에 운전되는 제1 송풍팬(61)의 운전시간을 합산한 값으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 냉동실의 정상운전시간은 압축기(80)가 운전되고, 상기 냉매제어밸브(40)가 냉동실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉동실의 냉동운전 중에 운전되는 제2 송풍팬(63)의 운전시간을 합산한 값으로 설정될 수 있다.

결과적으로, 상기 냉장실 정상운전시간 및 냉동실 정상운전시간은 실제로 냉 매가 냉장실 증발기 또는 냉동실 증발기로 공급되어 상기 냉장실이 냉장운전되고 상기 냉동실이 냉동운전된 시간을 의미한다.

한편, 상기 주기변화량(P)을 산정하는 단계는 외부 공기의 상대습도를 측정하는 단계, 상기 냉장고 도어의 개방시간을 측정하는 단계, 상기 상대습도에 따라 가변되는 제1 설정상수를 결정하는 단계, 상기 상대습도 및 상기 냉장고 도어의 개방시간에 따라 가변되는 제2 설정상수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 주기변화량을 결정하는 수식은 다음과 같다.

P = sum (w * DT) + k

여기서, P는 주기 변화량을 의미하고, DT는 냉장고 도어의 개방시간을 의미한다. 또한 w는 제1 설정상수를 의미하며, k는 제2 설정상수를 의미한다.

상기 제1 설정상수(w)는 외부 공기의 상대습도에 따라서 결정되는 상수를 의미하며 무차원의 단위를 가진다. 또한, 상기 제2 설정상수(k)는 외부 공기의 상대습도와 도어의 1회 개방시 개방시간에 따라서 결정되는 상수를 의미하며, 시간의 단위를 가진다.

일례로 도 4에 도시된 바와 같이, 외부 공기의 상대습도(H)가 제1 상대습도(H1) 보다 작으면, 제1 설정상수(w)는 w1 을 가지고, 상기 상대습도(H)가 제1 상대습도(H1)보다 크거나 같고, 제2 상대습도(H2)보다 작은 경우에는 상기 제1 설정상수(W)는 w2 를 갖는다.

또한, 상기 상대습도(H)가 제2 상대습도(H2)와 같거나 큰 값을 가지는 경우에 상기 제1 설정상수(w)는 w3를 갖는다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 외부 공기의 상대습도(H)가 제1 상대습도(H1)보다 크고, 제2 상대습도(H2)보다 작거나 같은 경우를 만족하고, 도어의 개방시간(DT)가 제1 설정시간(T1)보다 크고 제2 설정시간(T2)보다 작거나 같은 경우를 만족하는 경우에 상기 제2 설정상수(K)는 k1 값을 가진다.

또한, 외부 공기의 상대습도(H)가 제2 상대습도(H2)보다 크고, 도어의 개방시간(DT)이 제2 설정시간(T2)보다 큰 경우에는 상기 제2 설정상수(k)는 k2 값을 가진다.

또한, 외부 공기의 상대습도(H)가 제1 상대습도(H1)보다 작거나 같고, 도어의 개방시간이 제1 설정시간(T1)보다 작거나 같은 경우에 제2 설정상수는 k3 값을 가진다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 일 실시예에 대한 도면.

도 2는 도 1의 냉장고의 냉매가 이동되는 사이클을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 제어방법에 관한 일 실시 예를 나타내는 흐름도.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고를 제어하는데 사용되는 제1 설정변수에 대한 테이블.

도 5는 본 발명에 따른 냉장고를 제어하는데 사용되는 제2 설정변수에 대한 테이블.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 냉장실 20 : 냉동실

30 : 응축기 40 : 유로 제어밸브

61 : 제1 송풍팬 63 : 제2 송풍팬

71 : 제 1 증발기 73 : 제2 증발기

80 : 압축기 90 : 냉매관

Claims

냉장실과 냉동실을 동시에 또는 선택적으로 운전하는 정상운전단계;

외부 공기의 상대습도를 포함하는 설정변수에 따라 변하는 가변적인 제상주기를 설정하는 주기설정단계; 그리고,

설정된 제상주기를 바탕으로 제상운전을 하는 제상운전단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 설정변수는 냉장고 도어의 개방시간을 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제1항에 있어서,

상시 주기설정단계는 기준 제상주기를 설정하는 단계, 상기 설정변수에 따라 변하는 주기변화량을 산정하는 단계, 상기 기준 제상주기와 주기변화량을 바탕으로 본 제상주기를 설정하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
제3항에 있어서,

상기 주기변화량을 산정하는 단계는 외부 공기의 상대습도를 측정하는 단계, 상기 냉장고 도어의 개방시간을 측정하는 단계, 상기 상대습도에 따라 가변되는 제1 설정상수를 결정하는 단계, 상기 상대습도 및 상기 냉장고 도어의 개방시간에 따 라 가변되는 제2 설정상수를 결정하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
제3항에 있어서,

상기 냉동실과 냉장실의 정상운전시간이 상기 본 제상주기에 도달하였는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 냉장고의 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 정상운전시간은 압축기의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 사용되는 송풍팬의 운전여부, 상기 정상운전단계 중에 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브의 개방여부를 바탕으로 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어방법.
제6항에 있어서,

냉장실의 정상운전시간은 압축기가 운전되고, 상기 냉매제어밸브가 냉장실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉장실의 냉장운전 중에 운전되는 제1 송풍팬의 운전시간을 합산한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
제6항에 있어서,

냉동실의 정상운전시간은 압축기가 운전되고, 상기 냉매제어밸브가 냉동실로 냉매를 안내하는 상태에서 상기 냉동실의 냉동운전 중에 운전되는 제2 송풍팬의 운전시간을 합산한 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 제상운전이 종료된 후에 변화된 외부 환경에 따른 새로운 주기변화량을 계산하고 이를 바탕으로 새로운 제상주기를 설정하는 제상주기 재설정단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 냉장고 도어의 개방시간은 상기 냉장고 도어의 1회 개방시 열림상태가 지속되는 시간에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 냉장고 도어의 개방시간은 특정시간 동안 도어가 열린 횟수에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.