KR20090096789A - 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법에 의하여, 제빙 완료 시점의 정확한 판단이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있으므로, 불필요한 냉기 손실 및 전력 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

제빙, 히터 온 타임, 히터 운전율

Description

냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법{Method for estimating completion of ice-making for an ice making assembly of refrigerator }

본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법에 관한 것이다.

냉장고는 음식물을 냉장 또는 냉동 보관하기 위한 가전 기기이다.

최근에는, 다양한 형태와 종류의 냉장고가 출시되고 있으며, 그 예로서 냉장실과 냉동실이 좌우측에 각각 배치되는 사이드 바이 사이드 타입과, 냉장실이 냉동실의 상측에 제공되는 바텀 프리저 타입 및 냉장실이 냉동실의 하측에 제공되는 탑마운트 방식 등이 있다.

또한, 최근에는 냉장실 도어를 열지 않고도 음식물 또는 음료수를 인출할 수 있도록 하는 홈바 구조가 적용되는 냉장고가 많이 출시되고 있다. 그리고, 냉장고 내부에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기와 응축기 및 팽창 부재가 제공되고, 냉장고 본체 배면에는 증발기가 제공된다.

또한, 냉장고의 내부에는 제빙 어셈블리가 제공되며, 상기 제빙 어셈블리는 냉동실 또는 냉장실에 장착되거나, 냉동실 도어 또는 냉장실 도어에 장착될 수 있다.

또한, 최근에는 투명빙 생성에 대한 소비자의 요구가 커지면서 투명빙이 생성되도록 하는 제빙 어셈블리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

한편, 종래의 제빙 어셈블리의 경우, 제빙 트레이에 제빙용 물이 공급되도록 하기 위하여 별도의 워터 탱크가 냉장고 내부 어느 일측에 장착되고, 튜브에 의하여 제빙 트레이와 연결되는 구조와, 수도 직결 방식으로서 수도 꼭지와 제빙 트레이가 튜브에 의하여 직접 연결되는 구조가 제안되고 있다.

그러나, 종래의 제빙 장치의 경우 제빙 완료 여부를 판단하는 별도의 시스템이나 판단 방법이 제시되지 못하고, 설정 시간의 경과 여부를 가지고 제빙 완료 여부를 판단하고 있는 실정이다.

따라서, 냉동실 온도가 높아서 설정 시간이 경과하였음에도 불구하고 제빙이 완료되지 못하는 경우가 발생하며, 제빙이 완료되지 않은 상태에서 이빙 과정이 수행되는 문제점이 있었다.

또한, 설정 시간이 경과되기 전에 제빙이 완료되었음에도 불구하고 계속하여 제빙 과정이 수행됨으로써, 과냉으로 인한 냉기 손실과 전력 소모를 가져오는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 제빙 장치는 제빙실로 공급되는 냉기에 의하여 얼음이 만들어지는 과정에서 물속에 포함된 공기가 미쳐 빠져나가지 못하여 불투명한 얼음이 생성되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 제빙 완료 여부를 판단하기 위해서는 별도의 센서가 제공되어야 하거나, 제어 방법이 복잡해지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 투명빙이 생성됨과 동시에 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상세히, 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있도록 하여, 불필요한 냉기 공급 및 전력 소모를 방지할 뿐 아니라, 제빙이 완료되지 않은 상태에서 이빙되는 현상을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한, 제빙 완료 시점 판단을 위한 별도의 센서 부재가 필요 없도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 판단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법에는, 제빙 모드가 온되는 과정; 얼음의 크기가 선택되는 과정; 트레이로 물이 공급되어, 냉기 전달을 위한 로드의 일부가 물에 잠기는 과정; 고내로 냉기가 공급되고, 트레이 히터의 온/오프가 제어되어 상기 트레이가 설정 온도로 유지되는 과정; 제빙 과정에서 상기 트레이가 온 상태로 유지되는 히터 적산 온타임이 계수되고, 선택된 크기의 얼음에 대응하는 히터 적산 온타임에 도달하여 제빙이 완료되는 과정이 포함된다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블 리의 제빙 완료 판단 방법에 의하여, 제빙 완료 시점의 정확한 판단이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있으므로, 불필요한 냉기 손실 및 전력 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제빙 완료 시점을 정확하게 판단하기 위하여 별도의 센서 부재가 필요하지 않는 장점이 있다.

또한, 제빙 완료 시점을 판단하는 제어 과정이 종래의 제빙 어셈블리 구조에 비하여 단순화되는 장점이 있다.

또한, 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있으므로, 원하는 형태와 크기의 얼음을 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

이하에서는 제빙 어셈블리가 냉동실 도어에 장착되는 것을 일 실시예로 들어 설명하도록 한다. 그러나, 상기 제빙 어셈블리는 냉동실 또는 냉장실 및 냉장실 도어에도 장착 가능함을 밝혀 둔다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 구조를 보여주는 외관 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리는 도어(10)의 배면에 장착되며, 상기 도어(10)의 배면에는 제빙 어셈블리(20)가 수용되 는 제빙실(11)이 함몰 형성된다. 그리고, 상기 제빙실(11)의 일측면에는 증발기(미도시)로부터 공급되는 냉기가 유입되는 냉기 공급홀(111)과, 상기 제빙실(11)로 유입된 냉기가 다시 증발기 쪽으로 복귀되도록 하는 냉기 배출홀(112)이 형성된다.

상세히, 상기 제빙실(11)의 상측에는 제빙 어셈블리(20)가 장착되고, 상기 제빙 어셈블리(20)의 하측에는 상기 제빙 어셈블리(20)에서 생성된 얼음이 저장되는 아이스 뱅크(30)가 장착된다. 그리고, 상기 제빙 어셈블리(20)는 제빙 커버(31)에 의하여 보호된다. 뿐만 아니라, 상기 제빙 커버(31)에 의하여 상기 제빙 어셈블리(20)로부터 분리되는 얼음이 제빙실(11) 밖으로 비산되지 않고 안전하게 상기 아이스 뱅크(30)로 낙하된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 외관 사시도이고, 도 4는 아이스 뱅크로 이빙되기 직전의 제빙 어셈블리의 모습을 보여주는 외관 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)에는, 특정 형태의 얼음이 생성되도록 하는 아이스 홈(211)이 다수 개 배열되는 트레이(21)와, 상기 트레이(21)의 상측에 이동 및 회전 가능하게 적층되는 다수 개의 핀(24)과, 상기 핀(24)을 관통하여 상기 아이스 홈(211)에 삽입되는 다수 개의 로드(23)와, 상기 다수 개의 핀(24)의 최하측에 제공되는 이빙 히터(25)와, 상기 이빙 히터(25), 핀(24) 및 상기 로드(23)가 단일체로 형성되도록 지지하는 지지판(27)과, 상기 트레이(21)의 일측 가장자리에 제공되는 물공급부(26)와, 상기 트레이(21)의 타측 가장자리에 제공되는 컨트롤 박스(28)가 포함된다.

상세히, 상기 트레이(21)의 저면에는 히터(미도시)가 장착되어, 상기 트레이(21)가 결빙 온도보다 높은 온도로 유지되도록 한다. 그리고, 상기 지지판(27)의 전단에는 지지 레버(271)가 연장되고, 일측 가장자리에는 힌지(272)가 형성된다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드(23)의 외주면에 상기 아이스 홈(211)과 동일한 형상의 얼음(I)이 부착 형성된다.

또한, 상기 컨트롤 박스(28) 내부에는 캠(29)과, 상기 캠(29)을 구동하는 구동 모터가 제공된다. 그리고, 상기 힌지(272)는 상기 캠(29)에 연결되며, 상기 캠(29)의 회전 동작에 따라 상승 및 회전하게 된다. 여기서, 상기 이빙 히터(25) 가 판 형태로 상기 로드(23)와 접하도록 할 수도 있으며, 다른 방법으로서 상기 로드(23) 내부에 히터가 매설되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 지지판(27)에 의하여 상기 트레이(21)의 개구된 상부면은 차폐되어, 제빙실(11)로 공급되는 냉기가 상기 트레이(21)에 공급된 물을 간접적으로 냉각하게 된다.

이하에서는 상기 제빙 어셈블리(20)에서 이루어지는 제빙 및 이빙 과정에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 상기 제빙 어셈블리(20)에 의하여 생성되는 얼음이 투명빙을 형성하도록 하기 위하여, 상기 트레이(21)에 부착된 히터가 구동하여 상기 트레이(21)가 영상의 온도로 유지되도록 한다.

상세히, 종래의 제빙 장치의 경우는 증발기로부터 공급되는 냉기에 의하여 물이 급속도로 결빙되는 구조이기 때문에, 물속에 용해된 공기가 물밖으로 배출되지 못한다. 즉, 물속에 용해된 기체가 포함된 채로 얼음이 형성되기 때문에 투명빙 의 생성이 불가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 제빙 어셈블리(20)는 상기 트레이(21)가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 하여, 얼음 생성 속도를 늦춤으로써 물속에 녹아있는 공기가 결빙 전에 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 제빙 어셈블리(20)에 의하여 투명빙이 용이하게 생성된다.

한편, 상기 로드(23)가 상기 아이스 홈(211)에 삽입된 상태에서 급수가 이루어지고, 급수가 완료되면 제빙이 시작된다. 그리고, 제빙이 시작되면 상기 제빙실(11)로 냉기가 공급된다. 그리고, 공급된 냉기에 의하여 상기 핀(24)이 결빙 온도 이하로 냉각된다. 그리고, 상기 로드(23)는 상기 핀(24)들과 열전도를 통하여 결빙 온도 이하로 냉각된다. 여기서, 상기 로드(23)의 일부분은 상기 트레이(21)의 아이스 홈(211)에 삽입되어 물에 잠긴 상태이다. 그러면, 상기 로드(23)의 외주면에 접촉되는 물은 점진적으로 결빙되어 상기 로드(23)의 외주면에 부착된다. 그리고, 상기 로드(23)의 외주면으로부터 상기 아이스 홈(211)의 내주면으로 결빙이 확산된다.

또한, 제빙이 완료되면, 상기 캠(29)이 회전하여 상기 로드(23)가 아이스 홈(211)으로부터 이탈되도록 한다. 즉, 상기 캠(29)이 회전하여 상기 로드(23)가 상승하도록 하고, 상기 로드(23)가 상승하여 얼음(I)이 상기 아이스 홈(211)으로부터 완전히 이탈하면 상기 캠(29)이 더 회전하여 상기 로드(23)가 소정 각도로 틸팅되도록 한다.

여기서, 제빙 완료 시점의 판단 방법에 대해서는 하기에서 도면과 함께 상세 히 설명하도록 한다.

한편, 제빙 완료를 감지하면, 상기 로드(23)는 상승하게 된다. 그리고, 상기 로드(23)가 상승하여 로드(23)에 부착된 얼음이 상기 제빙 트레이(21)로부터 완전히 분리된 상태에서, 상기 힌지(272)가 회전하게 된다. 상기 힌지(272)의 회전은 상기 캠(29)의 구동에 의하여 이루어진다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 로드(23)가 소정 각도로 회전된 상태를 이루고, 이 상태에서 상기 이빙 히터(25)가 동작하게 된다.

상세히, 상기 히빙 히터(25)가 동작하면 상기 로드(23)의 온도가 상승하면서 상기 로드(23)의 표면과 얼음이 분리된다. 그리고, 분리된 얼음은 상기 아이스 뱅크(30)로 낙하하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리를 구성하는 트레이의 외관 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)를 구성하는 트레이(21)에는 복수 개의 아이스 홈(211)이 배열된다. 그리고, 상기 아이스 홈(211)과 아이스 홈(211) 사이에는 소정 깊이의 그루브(213)가 형성된다.

상세히, 상기 그루브(213)를 통하여 인접하는 그루브(213)로 물의 전달이 이루어진다. 그리고, 상기 그루브(213)는 상기 아이스 홈(211)의 하단으로부터 소정 높이 이격된 지점으로부터 시작하여, 상기 아이스 홈(211)의 상단부까지 연장된다.

또한, 상기 트레이(211)의 일측 가장자리에는 공급되는 물이 상기 아이스 홈(211)으로 안내되도록 하는 가이드(212)가 형성된다. 따라서, 상기 물공급부(26) 를 통하여 공급되는 물은 상기 가이드(212)에 의하여 상기 아이스 홈(211)으로 안내된다. 그리고, 상기 가이드(212)에 근접한 아이스 홈(211)으로부터 순차적으로 물이 전달되어, 상기 가이드(212)로부터 가장 멀리 있는 쪽의 아이스 홈(211)까지 채워진다.

또한, 상기 가이드(212)가 형성된 부분의 반대쪽 측면에 형성된 아이스 홈(211)의 측면에는 수위 센서(40)가 장착된다. 그리고, 상기 트레이(21)의 일측에는 온도 센서(50)가 장착되어, 상기 트레이(21)가 일정한 온도로 유지되도록 제어된다. 그리고, 상기 트레이(21)에는 트레이 히터(미도시)가 장착되며, 상기 트레이 히터는 상기 트레이(21)에 매설되는 구조로 장착되거나, 상기 트레이(21)의 외주면에 부착되는 구조로 장착될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에서 투명빙이 형성되는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)를 구성하는 트레이(21)에는 트레이 히터(60)가 장착된다. 그리고, 상기 트레이(21)에 함몰 형성되는 아이스 홈(21)에는 제빙용 물이 채워지고, 상기 로드(23)는 하강하여 상기 상기 아이스 홈(21)에 채워진 물에 잠기게 된다.

이 상태에서, 제빙이 시작되면 냉기가 상기 복수 개의 핀(24)에 부딪히고, 열전도에 의하여 냉기가 상기 핀(24)으로부터 상기 로드(23)로 전달된다. 그리고, 상기 로드(23)의 온도가 결빙 온도 이하로 하강하면 상기 로드(23) 주위에 얼음이 생성된다. 그리고, 상기 트레이 히터(60)가 구동하여 상기 트레이(21)는 영상의 온 도로 유지된다. 제시 가능한 실시예로서, 상기 트레이(21)는 영상 1℃ ~ 2℃로 유지되도록 할 수 있다. 그리고, 헨리의 법칙에 의하여, 물의 온도가 높을수록 기체 용해도는 낮아지므로, 상기 트레이 히터(60)가 작동하면 물속에 녹아 있는 공기가 밖으로 빠져나가게 된다. 그리고, 상기 로드(23) 주위로부터 상기 트레이(21) 쪽으로 얼음이 성장하게 된다.

여기서, 상기 트레이(21)는 결빙 온도 이상으로 유지되기 때문에, 제빙이 완료되더라도 얼음이 상기 트레이(21)의 내주면에 부착되지 않는다. 뿐만 아니라, 제빙이 완료되더라도 상기 아이스 홈(211) 내부에는 소정 량의 물이 남아 있게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 7을 참조하면, 먼저 사용자에 의하여 또는 냉장고 제어부의 자체 판단에 의하여 제빙 모드가 ON 된다(S11).

상세히, 상기 냉장고 제어부의 자체 판단이라고 하면, 상기 아이스 뱅크(30) 내부에 저장된 얼음의 양이 적어서 만빙 감지 수단에 의하여 감지되지 않으면 자동으로 제빙이 수행되도록 하는 것이 여기에 포함될 수 있다.

제빙 모드가 시작되면 상기 냉장고 제어부에서는 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0)로 유지되는지, 즉 설정 온도보다 낮은지 여부를 판단하게 된다(S12).

상세히, 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0)보다 낮은 경우에는 상기 트레이 히터(60)가 온되어(S13), 트레이(21)의 온도를 높인다. 반대로, 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0) 이상이라고 판단되는 경우에는 트레이 히터(60)가 오프된다(S14). 여 기서, 트레이 히터(60)가 오프된다는 의미에는, 이전부터 오프 상태였던 히터가 계속하여 오프 상태로 유지되는 것도 포함됨을 밝혀 둔다.

한편, 상기와 같이 트레이 히터(60)의 동작이 제어되는 과정에서, 상기 냉장고 제어부에서는 제빙이 완료되었는지 여부를 판단하게 된다(S15). 제빙의 완료 여부를 판단하기 위한 방법은 하기에서 도면과 함께 설명하기로 한다.

상세히, 제빙이 완료되었다고 판단되면 제빙 모드가 오프되고(S16), 제빙 과정이 종료하게 된다. 반대로, 제빙이 미완료 상태라고 판단되면 트레이 온도를 감지하여 히터의 온오프를 제어하는 과정(S12 이하 과정)이 반복 수행된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 제빙 과정에서 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 제빙 모드가 온되고 트레이 히터가 작동하면, 트레이 온도는 설정 온도, 즉 영상 1℃ ~ 2℃까지 하강하게 된다. 그리고, 상기 설정 온도 범위로 유지되도록 트레이 히터의 온/오프가 반복 수행된다. 그리고, 제빙 과정이 완료되면 트레이 히터가 오프된다. 그래프 상에서 A 부분으로부터 트레이 히터의 온/오프에 의하여 트레이가 설정 온도(T) 범위에서 유지되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 그래프 상에서 점선 부분은 상기 트레이(21)의 온도가 단계적으로 하강하도록 다단 제어되는 경우 나타날 수 있는 온도 변화 모습을 의미한다. 즉, 제빙 과정이 진행되면서 트레이(21)의 온도가 여러 단계로 나뉘어 하강하도록 하여 제빙 속도를 증가시키고, 얼음의 크기를 증가시킬 수 있다.

여기서, 상기 트레익(21)가 설정 온도(T)로 유지되도록 하기 위하여, 온/오 프 릴레이 스위치를 이용하여 트레이 히터가 온/오프되도록 하는 방법 외에, 트라이악(TRIAC) 또는 싸이리스터(THYRISTOR)와 같은 반도체 스위치 소자를 이용하여 상기 트레이 히터로 인가되는 전압의 양을 증감할 수도 있음을 밝혀 둔다.

한편, 제빙 과정에서 상기 트레이가 설정 온도(T)로 유지되도록 하기 위하여 트레이 히터를 설정 시간 온시켜 열을 가하는 시간, 즉 히터 온 타임(heater on time)(t_on )은 상기제빙 어셈블리(20)가 수용된 냉동 공간의 환경에 따라 달라진다. 다시 말하면, 상기 제빙 어셈블리(20)가 수용되는 냉동실 내부의 온도가 낮으면 상기 트레이(21)를 설정 온도까지 높이는데 걸리는 히터 온 타임이 길어지고, 온도가 높으면 히터 온 타임이 짧아지게 된다. 그리고, 히터 온 타임이 길어지면 제빙의 전 과정에서 상기 트레이(21)가 설정 온도(T)로 유지되도록 하는데 걸리는 히터 적산 온 타임 - 히터 온 타임을 모두 더한 시간 - 도 길어지게 된다.

또한, 제빙 완료 시간이 동일한 조건 하에서 히터 적산 온 타임을 알면 제빙 완료 시점을 판단할 수 있게 되어, 별도의 센서 장치가 없어도 제빙 완료 시점을 정확하게 판단할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리가 수용된 냉동실 온도가 높은 경우 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 10은 냉동실 온도가 낮은 경우 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래프이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 냉동실 내부의 온도가 높을 경우, 상기 트레이(21)가 설정 온도에 도달하는데 걸리는 시간이 짧아지는 반면, 상기 트레이(21) 가 설정 온도 이하로 떨어지는 데 걸리는 시간이 길어질 것이다. 이는, 히터 온 타임이 오프 타임에 비하여 상대적으로 짧다는 것을 의미하며, 이는 그래프의 하측에 도시된 막대 그래프로부터 잘 알 수 있을 것이다.

여기서, 제빙 완료 시점의 정확한 판단을 위하여, 제빙의 전 과정이 완료될때까지 걸리는 시간 대비 히터가 온 상태로 유지되는 시간의 비율을 알 필요가 있다.

제빙의 전 과정이 완료되는데 걸리는 전체 시간에 대한 히터 적산 온타임의비율을 히터 운전율(%)이라고 정의한다. 다시 말하면,

히터 운전율 = 히터 적산 온 타임(∑t_on) / 제빙 완료에 걸리는 시간(t_tot)

와 같이 정의될 수 있다.

도 11은 히터 운전율과 제빙 어셈블리가 수용된 고내 평균 온도와의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)가 수용된 냉동 공간, 즉 냉동실의 평균 온도-제빙의 전 과정 동안 냉동실의 평균 온도- 와 트레이 히터의 히터 운전율은 반비례 관계에 있다.

상기에서 설명되었듯이, 고내 온도가 낮으면 트레이가 설정 온도로 유지되도록 하기 위하여 히터 온 타임이 길어지게 되므로 운전율은 증가하게 되고, 고내 온도가 낮으면 운전율이 감소하게 된다.

도 12는 히터 적산 온 타임과 냉기 공급 적산량과의 관계를 보여주는 그래프 이고, 도 13은 히터 운전율과 냉기 공급율과의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 히터 적산 온타임과 공급된 냉기의 적산량은 비례하는 것을 알 수 있다.

상세히, 냉기 공급량이 많다고 하는 것은 고내 온도가 낮게 유지된다는 것을 의미하고, 고내 온도가 낮은 상태에서는 히터 적산 온타임이 길어진다는 것을 의미한다. 그리고, 제빙 시간에 대한 단위 시간당 냉기 공급율과 히터 운전율도 비례 관계에 있는 것은 자명하다.

도 14는 히터 운전율과 고내 온도와의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 14를 참조하면, 고내 온도가 높으면 히터 운전율이 낮고, 고내 온도가 낮으면 히터 운전율이 높음을 알 수 있고, 이는 상술한 내용으로부터 명확히 이해될 것이다.

한편, 상기 히터 운전율 또는 히터 적산 온 타임 값을 이용하여 제빙 완료 시점을 판단하기 위해서는, 제어부에 연결된 메모리에 히터 운전율 및 히터 적산 온타임에 대응하는 얼음의 크기에 대한 비교 데이터가 저장되어 있어야 한다. 그리고, 이러한 데이터는 실험을 통하여 얻을 수 있다.

상세히, 트레이로 공급되는 물의 양, 제빙 시간 및 제빙 과정에서 유지되는 트레이 온도가 동일하다는 조건 하에, 고내 평균 온도에 대응하는 히터 운전율에 대한 데이터 값은 아래 표 1과 같은 형태로 메모리에 저장될 수 있다.

고내 평균 온도(℃)	T1	T2	T3	…	Tn
히터 운전율(%)	a	b	c	…	m(m≤100)

또한, 임의의 고내 평균 온도 Tn 하에서, 히터 적산 온 타임에 대응하는 얼음의 크기에 대한 데이터 값은 아래 표 2와 같은 형태로 메모리에 저장될 수 있다.

히터 적산 온 타임(mim)	1	2	3	…	C
얼음의 크기(m3)	0.1K	0.2K	0.35K	…	K

상기 표 2에서 C는 제빙 완료에 걸리는 시간을 의미하고, K는 트레이에 형성된 아이스 홈 하나의 체적을 의미한다.

상기와 같은 실험 데이터가 메모리에 저장되고, 실제 제빙 과정에서 히터 운전율 또는 히터 적산 온 타임과 고내 평균 온도를 알면 제빙 완료 시점과, 특정 시점에서 얼음의 크기를 판단할 수 있게 된다. 따라서, 제빙 모드가 온 된 상태에서 사용자가 원하는 얼음의 크기를 선택하면, 원하는 크기의 얼음이 생성되는 시점에서 제빙이 완료되어, 냉기 소모 및 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 시점 판단 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 15를 참조하면, 먼저 제빙 모드가 온되고(S21), 사용자의 선택에 의하여 얼음의 크기가 선택된다(S22). 그러면, 고내 온도 센서에 의하여 고내 평균온도가 감지된다(S23). 여기서, 고내는 냉동실로 한정한다.

상세히, 고내 평균 온도가 감지되면 고내 평균 온도에 따른 히터 운전률이 산출되고(S24), 산출된 히터 운전율을 기준으로 설정된 얼음 크기에 따른 히터 적산 온타임이 산출된다(S25). 이러한 데이터 산출은 메모리에 저장된 실험 데이터가 제어부로 전송되는 것에 의하여 가능하게 될 것이다.

한편, 제빙 과정이 시작되어 상기 트레이 히터에 전압이 인가되는 순간부터 히터 온 타임이 계수된다(S26). 그리고, 히터 온 타임이 선택된 얼음 크기에 대응하는 설정값(시간을 의미)에 도달하였는지 여부를 판단하게 된다(S27). 그리고, 히터 온 타임이 설정값에 도달하지 아니한 경우에는 히터 온 타임이 누적되어 계산된다(S28). 그리고, 히터 적산 온 타임이 설정값에 도달하였다고 판단되면, 제빙이 완료되고(S29), 이빙 과정이 수행되며(S30), 이빙이 완료되면 제빙 모드가 오프된다(S31).

상기와 같은 제어 방법에 의하면, 제빙 시간과 히터 적산 온타임을 계수할 수 있는 타이머 장치와 고내 온도와 트레이 온도를 감지할 수 있는 온도 센서만 구비되면 정확한 제빙 완료 시점을 판단할 수 있게 된다. 따라서, 불필요한 냉기 소모와 전력 소모를 줄일 수 있고, 냉장고의 제조 비용이 절감되는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 사용자의 의도에 따라 원하는 크기의 얼음을 얻을 수 있는 부가적인 장점도 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 구조를 보여주는 외관 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 외관 사시도.

도 4는 아이스 뱅크로 이빙되기 직전의 제빙 어셈블리의 모습을 보여주는 외관 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리를 구성하는 트레이의 외관 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에서 투명빙이 형성되는 과정을 보여주는 단면도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법을 보여주는 플로차트.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 제빙 과정에서 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래프.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리가 수용된 냉동실 온도가 높은 경우 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래프.

도 10은 냉동실 온도가 낮은 경우 트레이의 온도 변화를 보여주는 그래.

도 11은 히터 운전율과 제빙 어셈블리가 수용된 고내 평균 온도와의 관계를 보여주는 그래프.

도 12는 히터 적산 온 타임과 냉기 공급 적산량과의 관계를 보여주는 그래 프.

도 13은 히터 운전율과 냉기 공급율과의 관계를 보여주는 그래프.

도 14는 히터 운전율과 고내 온도와의 관계를 보여주는 그래프.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제빙 완료 시점 판단 방법을 보여주는 플로차트.

Claims (7)

1. 제빙 모드가 온되는 과정;

   얼음의 크기가 선택되는 과정;

   트레이로 물이 공급되어, 냉기 전달을 위한 로드의 일부가 물에 잠기는 과정;

   고내로 냉기가 공급되고, 트레이 히터의 온/오프가 제어되어 상기 트레이가 설정 온도로 유지되는 과정;

   제빙 과정에서 상기 트레이가 온 상태로 유지되는 히터 적산 온타임이 계수되고, 선택된 크기의 얼음에 대응하는 히터 적산 온타임에 도달하여 제빙이 완료되는 과정이 포함되는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   제빙 모드가 온되면 고내 평균 온도가 감지되어 제어부로 전송되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   고내 평균 온도가 감지되면, 감지된 고내 평균 온도에 대응하는 히터 운전율이 산출되고,

   선택된 크기의 얼음에 대응하는 히터 적산 온 타임이 산출되는 것을 특징으 로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 히터 운전율은,

   히터 적산 온 타임(∑t_on) / 제빙 완료에 걸리는 시간(t_tot)

   인 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 히터 운전율은 고내 평균 온도에 반비례하고, 고내로의 냉기 공급률에 비례하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이는 결빙 온도 이상으로 유지되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 트레이는 제빙 과정에서 단계적으로 온도가 하강하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.

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