KR20090131141A - 냉장고의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면, 냉장고 소비 전력이 감소되는 효과가 있다.

냉장고, 교대운전, 가변운전시간

Description

냉장고의 제어 방법{Method for controlling refrigerator}

본 발명은 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품의 저온 저장을 목적으로 하는 장치로써, 보관하고자 하는 음식물의 종류에 따라서 음식물을 냉동 또는 냉장 보관 할 수 있도록 구성된다.

상기 냉장고의 내부는 지속적으로 공급되는 냉기에 의해서 냉각되며, 상기 냉기는 압축-응축-팽창-증발의 과정을 거치는 냉동 사이클(Cycle)에 의한 냉매의 열 교환 작용에 의하여 지속적으로 생성된다. 그리고, 상기 냉장고의 내부로 공급된 냉기는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 음식물을 원하는 온도로 저장할 수 있게 된다.

상기 냉장고 본체는 전면이 개구된 직육면체 형상이며, 상기 본체의 내부에는 냉장실과 냉동실이 포함된다. 그리고, 상기 본체의 전면에는 상기 개구부를 선택적으로 차폐하기 위한 냉장실 도어와 냉동실 도어가 구비된다.

최근에는 하나의 냉장고 내부에 두 개의 증발기가 설치되는 냉장고가 출시되고 있다.예를 들면, 냉동실용 증발기와 냉장실용 증발기를 별도로 설치하고, 이들 증발기는 하나의 압축기 및 응축기에 연결되도록 구성될 수 있다.

상세히, 하나의 압축기에 의하여 압축되는 냉매는 응축기를 거쳐 밸브로 유입된다. 상기 밸브에서는 냉매가 2개의 냉매관으로 분할되어, 두 개의 증발기에 각각 공급된다. 그리고 상기 밸브는, 실질적으로 상기 증발기의 어느 일측으로 저온저압 상태의 냉매를 공급하도록 제어되고 있다. 예를 들어 냉장실의 온도가 높다고 판단되면, 냉장실용 증발기로 냉매를 공급하게 되고, 냉동실의 온도가 높다고 판단되면, 냉동실용 증발기로 냉매를 공급하게 된다.

즉, 상기 냉장실 또는 상기 냉동실에 음식물 부하가 침투하여 상기 냉장실 또는 상기 냉동실의 온도가 상승된 경우에는 상기한 바와 같이 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기가 교대로 운전한다.

이때, 상기 냉장실과 상기 냉동실에는 각각의 설정된 목표 온도가 존재하여 상기 목표 온도에 도달할 때까지 상기 증발기가 작동하거나, 상기 냉장실용 증발기와 상기 냉동실용 증발기의 작동 시간이 각각 설정되어 있어 상기 설정된 시간만큼 증발기가 작동하게 된다.

상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 냉장실과 상기 냉동실의 온도 변화는 침투된 음식물 부하의 정도 또는 상기 냉장고의 특성에 따라 달라지게 된다. 예를 들어 부피가 작은 음식물 보다는 부피가 큰 음식물을 저장시켰을 때의 온도 변화가 클 것이다. 또한, 저장 용적이 큰 냉장고와 작은 냉장고에 동일한 음식물 부하가 저장된 경우 온도 변화는 상기 용적이 작은 냉장고에서 더 크게 될 것이다.

그러나, 종래 기술에 따른 냉장고는 이러한 부하의 차이 또는 냉장고 특성의 차이를 고려하지 않고 작동 시간을 설정되어, 적정 온도에 도달하더라도 냉장고를 추가적으로 운전하므로 소비 전력량이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 음식물 부하의 불균형으로 인하여 냉각 효율이 떨어지는 문제가 있다. 상세히, 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 중 어느 한 곳에 음식물 부하가 집중되어 온도가 많이 상승된 경우에는, 그 곳의 온도를 낮추기 위하여 그 곳에 제공되는 증발기가 지속적으로 운전된다. 그에 따라, 다른 한 곳에 제공되는 증발기는 작동하지 않으므로 냉각 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 음식물 부하의 침투를 고려하여 고내로 냉기를 공급하는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉장고의 특성에 맞게 고내로 냉기를 공급하는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉장고의 불필요한 전력 소비를 방지하는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉장고 내부의 온도 상승 시, 빠른 시간 내에 설정 목표 온도에 도달할 수 있는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에는 냉장실 도어 및 냉동실 도어 중 적어도 하나 이상의 열림이 감지되는 과정, 고내 온도가 감지되는 과정, 감지된 온도와 설정 온도의 차이에 따른 냉기 공급 시간이 결정되는 과정 및 결정된 시간 동안 고내로 냉기가 공급되는 과정이 포함된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면, 냉장고 소비 전력이 감소되는 효과가 있다.

또한, 음식물 부하에 의해 냉장고 내부의 온도가 상승하더라도 설정 목표 온도에 빨리 도달하게 되므로 냉각 효율이 상승되는 장점이 있다.

또한, 냉장고 소비 전력이 절약되고, 냉각 효율이 상승되므로 사용자의 만족감이 증가하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법이 적용되는 냉장고의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법이 적용되는 냉장고(1)에는 상부에 사용빈도가 높고, 수납 용적이 가장 큰 냉장실(2)이 제공되고, 상기 냉장실(2)의 개구부를 선택적으로 차폐하는 냉장실 도어(3)가 포함된다. 그리고, 상기 냉장실(2)의 아래쪽에는 칸막이판을 통해 구획되어, 상기 냉장실(2)의 온도보다 약간 높은 온도로 유지된 야채 등을 수납하는 야채실(4)이 설치된다. 그리고, 상기 야채실(4)의 하부에는 제빙실이나 온도전환실로 설정된 상부실(5) 및 그 하부에 단열 칸막이벽(6)을 통해 구획되는 냉동실(7)이 제공된다.

상기 야채실(4)이나 상기 냉동실(7)은 전면 개구부가 각각 야채실 도어(8)와 냉동실 도어(9)에 의해 선택적으로 차폐된다.

그리고, 상기 도어(8, 9)의 내측에는 저장실 내부 방향으로 연장되는 틀체(미도시)가 장착되고, 상기 틀체의 상면에는 각각 저장상자(10, 11)가 제공된다. 이때, 상기 틀체는, 상기 틀체의 후단에 장착된 롤러(미도시)와 냉장고 내벽에 설치된 레일부재(미도시)가 서로 끼워져 슬라이딩되므로, 상기 저장상자(10, 11)는 상기 도어(8, 9)의 개폐에 의해 전후 방향으로 꺼내어지게 된다.

한편, 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)에 부하가 침투되는지 여부는 상기 도어들이 열렸다 닫히는 것으로 판단할 수 있다. 왜냐하면, 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)의 온도를 높이는 부하에는, 음식물 뿐만 아니라, 상기 냉장고(1) 외부의 따뜻한 공기도 포함되기 때문이다. 다시 말하면, 상기 도어들이 열렸다 닫히면, 새로운 음식물의 저장 여부와 무관하게 따뜻한 외기가 유입되므로, 상기 저장 공간 내부에 부하가 발생되는 것이다. 따라서, 상기 저장 공간 내부에 부하가 침투되는지 여부는 상기 도어들이 열렸다 닫히는 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 도어(3, 8, 9)의 개폐 여부는 상기 도어(3, 8, 9)가 냉장고의 본체와 면접하는 부위에 제공되는 도어 개폐 감지 센서(17, 미도시)에 의해 감지된다.

그리고, 상기 냉장실(2) 내부의 온도를 감지하기 위한 냉장실 온도 센서(18)가 상기 냉장실(2) 내부의 일측에 제공되며, 상기 냉동실(7) 내부 일측에는 상기 냉동실(7) 내부의 온도를 감지하기 위한 냉동실 온도 센서(19)가 제공된다.

상기 냉동실(7)의 배면에는 상기 제빙실이나 냉동실 등의 저장 공간을 냉동 온도로 냉각시키기 위하여 냉기를 발생시키는 냉동실용 증발기(16)가 제공되고, 상기 냉동실용 증발기(16)의 상부에는 냉기를 순환시키는 팬(14)이 설치된다.

또한, 상기 냉장실(2)이나 상기 야채실(4) 등의 저장 공간에 대해서도 냉장실용 증발기(15) 및 냉장실용 팬(13)이 상기 야채실(4)의 배면에 설치된다.

그리고, 상기 냉장고(1)의 하측에는 기계실이 제공되어 압축기(20)와 응축기(미도시), 응축기용 팬 등이 제공된다.

여기서, 상기와 같은 냉장고의 구성은 예시이며, 복수 개의 증발기가 사용되는 냉장고의 구성은, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

상기와 같은 구성을 통하여, 각각의 저장 공간에 필요한 냉기를 별도로 생성하므로, 음식물이 저장되는데 알맞은 온도 분위기를 효율적으로 제공할 수 있으므로, 사용자의 제품에 대한 만족도가 상승하게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법의 제어 신호의 흐름을 보여주는 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 보여주는 순서도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 냉장고(1)에는 상기 냉장고(1)의 운전과 관련된 각 구성 요소들을 통제하는 제어부(100)가 포함된다. 상기 제어부(100)는 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)의 내부에 음식물이 침투되는지 여부를 감지하는 도어 개폐 감지부(120), 상기 냉장실(2) 내부의 온도를 감지하는 냉장실 온도 감지부(130), 상기 냉동실(7) 내부의 온도를 감지하는 냉동실 온도 감지부(140), 상기 압축기(20)를 구동하는 압축기 구동부(150), 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)로 공급되는 냉기의 양을 조절하는 냉기 공급 조절부(160) 등을 제어한다.

여기서, 상기 도어 개폐 감지부(120)는 상기 도어 개폐 감지 센서(17)에, 상기 냉장실 온도 감지부(130)는 상기 냉장실 온도 센서(18)에, 상기 냉동실 온도 감 지부(140)는 상기 냉동실 온도 센서(19)에 대응되는 구성이다.

그리고, 상기 제어부(100)에는 사용자가 설정한 정보 및 상기 냉장고(1)의 운전에 필요한 정보를 저장하고 있는 메모리(110)가 포함된다.

상세히, 상기 메모리(110)에는 상기 냉장고의 특성에 맞도록 냉장실 제어 설정 온도(T1)와 냉장실 목표 온도(T3), 냉동실 제어 설정 온도(T2)와 냉동실 목표 온도(T4)가 저장된다. 그리고, 상기 메모리(110)에는 상기 냉장고의 특성에 맞는 냉기 공급 시간 계수(C)가 저장된다. 여기서, 상기 냉장고의 특성으로는 냉장고의 사용 목적, 냉장고의 저장 용적, 냉장고가 사용되는 지역의 기후 등이 적용될 수 있을 것이다.

그리고 상기 제어 설정 온도(T1, T2)는 상기 목표 온도(T3, T4)와 동일할 수도 있지만, 상기 제어 설정 온도(T1, T2)는 이하에서 설명할 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)의 냉기 공급 시간을 결정하기 위한 것이므로 상기 목표 온도(T3, T4)의 주변 온도가 될 수도 있을 것이다. 아울러, 상기 냉기 공급 시간 계수(C)는 상기 냉장실(2)과 상기 냉동실(7)에 모두 적용되도록 하나의 값으로 설정될 수도 있고, 보다 세부적인 제어를 위하여 상기 냉장실(2)용(Cr)과 상기 냉동실(7)용 계수(Cf)가 따로 설정될 수도 있을 것이다.

이와 같은 설정 온도 및 계수의 변경은 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가진 냉장고의 제어 방법의 흐름에 대해 설명하겠다.

상기 냉장고(1)의 저장 공간 내부로 부하가 침투되는지 여부는 상기 도어 개폐 감지 센서(17)에 의해 도어의 개폐 여부가 감지됨으로써 판단된다(S11). 상기 도어 개폐 감지 센서(17)에서 도어의 개폐 동작이 감지되면, 감지 신호가 상기 제어부(100)로 송신되고, 상기 제어부(100)는 상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 온도를 감지하도록 명령 신호를 상기 온도 감지부(18, 19)로 전송한다. 상기 명령 신호에 따라 상기 온도 감지부(18, 19)에서는 상기 냉장실(2) 및 강기 냉동실(7)의 온도를 감지하여 그 값을 상기 제어부(100)로 송신한다(S12). 이때, 상기 온도 감지부(18, 19)에서의 온도 감지는, 상기 부하의 침투에 의한 온도 변화가 반영될 수 있도록, 상기 부하가 침투된 후(도어의 개폐 동작이 이루어진 후) 소정 시간이 지난 후에 이루어질 수 있다. 여기서, 부하가 침투된 후의 상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 온도는 열 전달 등으로 인해 일반적으로 상승될 것이다.

상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 온도가 상기 제어부(100)에 전송되면 상기 제어부(100)에서는 냉장실 냉기 공급 시간(Rt) 및 냉동실 냉기 공급 시간(Ft)을 결정한다(S13). 상세히, 상기 냉기 공급 시간(Rt, Ft)은 상기 저장공간(2, 7)의 온도와 상기 제어 설정 온도(T1, T2)의 차이에 의해 결정된다. 즉, 상기 냉동실(7)의 경우, 상기 냉동실 냉기 공급 시간(Ft)은 상기 냉동실(7)의 온도와 상기 냉동실 제어 설정 온도(T2)의 차이에 의해 결정된다. 다시 말하면, 상기 냉동실(7)의 온도가 상기 부하의 침투에 의해 많이 상승하게 되면, 상기 냉동실(7)로 냉기 공급이 더 오랫동안 이루어질 수 있도록 한다. 여기서, 상기 냉기 공급 시간의 결정 및 상기 냉장실(2) 또는 상기 냉동실(7)로의 냉기 공급은 상기 냉기 공급 조절부(160)에 의해서도 조절될 수 있을 것이다.

예를 들면, 상기 냉동실 냉기 공급 시간(Ft)은 상기 냉동실(7)의 온도와 상기 냉동실 제어 설정 온도(T2)의 차이에 상기 냉기 공급 시간 계수(C)의 곱으로 결정될 수 있을 것이다. 그리고, 상기 냉장실 냉기 공급 시간(Rt)은 상기 냉동실(7)의 경우와 마찬가지 방법으로 결정될 수 있을 것이다. 즉, 상기 냉장실(2)의 온도와 상기 냉장실 제어 설정 온도(T1)의 차이에 상기 냉기 공급 시간 계수(C)를 곱함으로써 결정된다.

여기서, 상기와 같은 냉기 공급 시간의 결정 방법은 예시이며, 상기 온도 차이를 이용하는 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

그리고 상기 냉동실(7)로의 냉기 공급이 시작된다(S14). 상기 냉동실(7)로의 냉기 공급은 상기 냉동실용 증발기(16)의 작동 또는 상기 팬(14)의 작동으로 볼 수 있다. 상기 냉동실(7)로의 냉기 공급은 상기 냉동실 냉기 공급 시간(Ft) 동안 지속(S15)된 후 종료된다(S16).

그리고 상기 냉장실(2)로의 냉기 공급이 시작된다(S17). 이는 상기 압축기(20)에서 상기 냉동실용 증발기(16)로 제공되던 냉매를 상기 냉장실용 증발기(15)로 제공함으로써 실현될 수 있을 것이다. 상기 냉장실(2)로의 냉기 공급은 상기 냉장실 냉기 공급 시간(Rt) 동안 지속(S18)된 후 정지된다(S19).

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에서는 상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 운전 전에 상기 냉기 공급 시간(Rt, Ft)를 결정하는 것으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 각각의 저장 공간의 운전 전에 각각의 냉기 공급 시간을 결정하는 방법 등을 사용할 수도 있을 것이며, 이러한 방법은 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

그리고, 다시 상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 온도를 감지하여(S20), 상기 냉장실 목표 온도(T3) 및 상기 냉동실 목표 온도(T4)에 도달하였는지 판단한다(S21).

상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7)의 온도가 상기 목표 온도(T3, T4)에 도달하였다면 상기 제어 과정을 종료하고, 도달하지 못하였다면 상기 S13 이하의 과정을 반복해서 수행한다.

이때, 상기 S13의 이하의 과정이 반복되는 경우에는, 이미 상기 냉장실(2)과 상기 냉동실(7)로 소정 시간 동안 냉기가 공급된 이후이므로, 상기 제어 설정 온도(T1, T2)와의 차이가 줄어든 상태임이 자명하다. 따라서, 이 전의 과정에 비해 상기 냉장실(2)과 상기 냉동실(7)의 냉기 공급 시간이 줄어들게 된다.

상기한 바와 같은 상기 냉동실(7)과 상기 냉장실(2)로의 냉기 공급 과정을 정리하면, 상기 냉동실(7)과 상기 냉장실(2)로의 냉기 공급은 교대로 이루어지며, 각각의 공급 시간은 상기 저장 공간에 침투된 부하에 따른 온도 변화에 의해 가변적으로 결정된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면, 상기 냉장고(1) 내부에 음식물 부하가 침투되었는지 여부를 감지하여 상기 냉장고(1)가 운전되기 때문에 불필요한 소비 전력의 낭비를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 부하에 따른 상기 냉장실(2) 및 상기 냉동실(7) 각각의 온도 변화를 감지하여 그에 따라 상기 냉장실용 증발기(15) 및 상기 냉동실용 증발기(16)의 냉기 공급 시간이 결정되므로, 사용자가 목표한 냉각 공간의 온도에 빠른 시간안에 도달할 수 있다.

또한, 상기 냉기 공급 시간이 냉장고의 특성에 따라 결정되므로, 불필요한 냉장고의 운전을 방지할 수 있다.

또한, 상기 목표 온도에 빠른 시간에 도달하게 되므로 냉장고의 총 냉기 공급 시간을 줄이게 되므로, 전체적인 냉장고의 소비 전력량을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그에 따라, 사용자의 만족감이 상승하게 된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법이 적용되는 냉장고의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법의 제어 신호의 흐름을 보여주는 블럭도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 보여주는 순서도.

Claims (7)

1. 냉장실 도어 및 냉동실 도어 중 적어도 하나 이상의 열림이 감지되는 과정;

   고내 온도가 감지되는 과정;

   감지된 온도와 설정 온도의 차이에 따른 냉기 공급 시간이 결정되는 과정; 및

   결정된 시간 동안 고내로 냉기가 공급되는 과정이 포함되는 냉장고의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉장실 도어와 상기 냉동실 도어가 모두 열린 경우, 상기 냉동실로의 냉기 공급이 먼저 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉장실 도어와 상기 냉동실 도어가 모두 열린 경우, 고내 온도가 목표 온도에 도달할 때까지 냉동실과 냉장실로의 냉기 공급이 교번하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도를 감지하는 과정은, 개방된 도어가 닫힌 후에 수행되는 것을 특징 으로 하는 냉장고의 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉장실 냉기 공급 시간(Rt)과 상기 냉동실 냉기 공급 시간(Ft)은,

   Ft = {(도어 개방 후 감지된 냉동실 고내 온도)-(냉동실 설정 온도)}*Cf,

   Rt = {(도어 개방 후 감지된 냉장실 고내 온도)-(냉장실 설정 온도)}*Cr,

   Cf = 냉동실 냉기 공급 시간 계수,

   Cr = 냉장실 냉기 공급 시간 계수

   에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 Cf 및 상기 Cr은 냉장고의 용적에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉장실과 상기 냉동실로의 냉기 공급 시간은, 도어 열림 감지 후 감지된 온도와 설정 온도의 차이값에 비례하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.

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