KR20100032532A - 냉장고의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면, 증발기 온도의 변화율을 감지하여 제상이 필요한 시점을 정확하게 판단하므로, 효율적으로 제상이 이루어진다는 효과가 있다.

냉장고, 증발기, 제상

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.

상기 사이클을 구성하는 증발기는 냉장고의 고내 후면벽과 상기 본체 사이의 수용부 사이의 공간의 냉기 생성실에 제공되어, 고내를 순환하는 공기와 냉매가 열 교환하도록 한다. 그리고, 상기 증발기의 표면 온도가 실내 온도보다 낮기 때문에, 고내를 순환하는 공기와 열 교환하는 과정에서 상기 증발기 표면에 응축수가 생성된다. 나아가, 상기 응축수가 상기 증발기 표면에 얼어붙어 성에로 변하게 된다. 이와 같이, 증발기의 표면에 성에가 쌓이게 되면 상기 증발기와 고내 공기와의 열 교환 효율이 떨어지게 되는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 증발기의 일측에 제상히터를 장착하거나, 일정 시간 동안 상기 사이클을 역방향으로 돌려 상기 증발기 표면에 형성된 성에가 녹아 내리도록 하는 기술이 사용된다.

또한, 상기와 같이 증발기 표면에 형성된 응축수 또는 상기 성에가 녹아서 생성된 제상수는 증발기의 바닥에 부착된 드레인 팬에 집수되고, 상기 드레인 팬에 집수된 물은 드레인 호스를 통하여 기계실 바닥으로 떨어지게 된다.

한편, 상기 제상히터는 일정 시간 간격으로 가동되거나, 상기 냉기 생성실 등의 온도를 감지하여 특정 온도 이하인 경우 가동되는 방식으로 사용된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 상기 제상히터의 가동 방식으로는 상기 냉장고의 실 사용 조건에서, 실질적으로 제상이 필요 없는 시기에도 상기 제상히터가 가동되거나, 제상이 필요함에도 불구하고 상기 제상히터가 가동되지 않을 수 있다.

일 예로, 일정 시간 단위로 가동되는 경우에는 성에가 생성되지 않았는데도 불구하고 상기 제상히터가 가동될 수 있다. 또한, 특정 온도 이하일 때 가동되는 경우에는 성에가 생성되는 위치, 정도 등에 따라 온도 감지부의 온도가 틀려지므 로, 정확하게 제상이 필요한 시점에서 상기 제상히터가 가동되지 않을 수도 있다.

즉, 제상이 필요한 시점을 정확하게 판단하지 못하므로 열 전달 효율이 낮아지므로 냉각 효율이 떨어지고, 불필요하게 전력이 낭비되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 제상이 필요한 시점을 정확하게 판단하여 제상 동작이 수행되는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 소비 전력을 줄일 수 있는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에는, 냉장고 증발기의 온도가 시간 차를 두고 감지되는 단계; 현재 감지된 온도와 이전에 감지된 온도의 변화율이 산출되는 단계; 및 상기 온도 변화율과 설정 변화율이 비교되어 제상히터의 구동 여부가 판단되는 단계가 포함된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면, 증발기 온도의 변화율을 감지하여 제상이 필요한 시점을 정확하게 판단하므로, 효율적으로 제상이 이루어진다는 효과가 있다.

또한, 제상이 필요한 시점이 정확하게 판단되어 불필요한 전력의 소비가 방지되므로, 전체 소비 전력량이 줄어든다는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법이 적용된 냉장고의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법이 적용된 냉장고(1)에는 내부에 냉동실(100)과 냉장실이 구비되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 전면에 회동 가능하게 제공되어 상기 냉동실(100)과 냉장실을 선택적으로 개폐하는 냉동실 도어(20) 및 냉장실 도어가 포함된다. 상기 냉동실(100)과 냉장실은 배리어(미도시)에 의하여 구획된다.

상기 냉동실(100)과 냉장실에는, 음식물을 수납하기 위한 드로어(12)와, 음식물을 얹어 놓기 위한 선반(14)이 제공될 수 있다.

또한, 상기 냉동실 도어(20)의 배면에는 음식물을 수납하기 위한 도어 바스켓(22)이 장착될 수 있으며, 제품의 종류에 따라 제빙장치(24)가 냉동실 도어(20)의 배면에 장착되며, 제빙장치(24)에서 제빙된 얼음은 냉동실 도어(20)에 디스펜서(미도시)가 제공되는 경우 외부에서 취출 가능하게 된다.

상기와 같은 음식물 저장 수단(12, 14, 22)에 의해 사용자는 식품을 수납 및 인출하기가 편리하고, 냉장고의 내부 공간을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

한편, 상기 냉동실(100)의 후방에는 냉매와 공기를 열 교환시켜 냉기를 생성하는 증발기(320)가 수용되는 냉기 생성실(300)이 형성된다. 상기 냉기 생성실(300)은 증발기 커버(310)에 의해 차폐된다. 그리고, 상기 증발기 커버(310)의 상측에는 상기 증발기(320)에서 생성된 냉기를 안내하는 냉기 덕트(110)가 상하 방 향으로 연장된다. 그리고, 상기 증발기(320)의 상측에는 송풍팬(330)이 제공되어 상기 증발기(320)에서 생성된 냉기를 상기 냉기 덕트(110)에 천공 형성된 다수 개의 냉기 토출구(111)를 통해 상기 냉동실(100) 내부로 토출시킨다.

그리고, 상기 증발기(320)의 일측에는 상기 증발기(320)의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(350)가 제공된다. 상기 온도 센서(350)는 상기 증발기(320)에 부착되도록 제공될 수도 있으며, 상기 냉기 생성실(300)의 일측벽에 부착되도록 제공될 수도 있다. 아울러, 상기 증발기(320)의 하측에는 상기 증발기(320)의 표면에 생성되는 성에를 녹이기 위한 제상히터(340)가 제공된다.

또한, 상기 냉기 덕트(110)의 하측에는 상기 냉동실(100)을 순환한 냉기가 다시 상기 증발기(320)로 흐를 수 있도록 냉기 흡입구(311)가 제공된다. 상기 냉기 흡입구(311)의 내측에는 냉기가 원활히 상기 냉기 생성실(300) 내부로 흡입되도록 하기 위하여 흡입팬이 제공될 수 있으며, 상기 냉기 흡입구(311)는 다수의 천공이 형성된 그릴 형상으로 제공될 수 있다.

그리고, 상기 냉장고(1)의 하측에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기(191), 응축기(미도시) 등이 구비되는 기계실(19)이 위치한다.

한편, 상기 제상히터(340)의 하측에는 상기 제상히터(340)의 열에 의해 성에가 녹아서 생성된 제상수가 집수되는 집수부(360)가 제공된다. 상기 집수부(360)에 집수된 제상수는 드레인호스(370)를 통하여 상기 기계실(19)로 낙하한다.

도 2는 도 1의 증발기 표면의 시간에 따른 온도 변화를 보여주는 그림이다.

도 2를 참조하면, 상기 증발기(320) 표면의 온도는 성에가 상기 증발기(320) 의 표면에 생성되고 성장함에 따라 점점 낮아지다가(T1-T2구간) 상기 증발기(320)에 일정 수준 이상 발생되면 성에가 발생하게 되면 급격하게 하강하게 된다(T2-T3구간).

상세히, 상기 냉기 생성실(300)은 온도가 낮으므로, 포화 수증기압도 낮다. 따라서, 상대적으로 고온인 상기 냉동실(100) 내부를 순환하는 공기가 상기 냉기 생성실(300) 내부로 유입되면, 수증기가 응결되어 응축수가 발생된다. 상기 응축수는 상기 냉기 생성실(300) 내부 벽면 또는 상기 증발기(320)의 표면에 형성된다. 이때, 상기 냉기 생성실(300) 또는 상기 증발기(320) 표면의 온도는 물의 어는점인 0℃ 이하이므로 상기 응축수는 결빙되어 성에가 된다.

특히, 성에가 상기 증발기(320)의 표면에 형성된 경우에는, 성에가 상기 증발기(320)를 덮어버려 냉매와 공기의 열 교환을 방해하게 된다. 즉, 열 교환이 이루어질 수 있는 상기 증발기(320)의 표면적이 감소하게 된다. 따라서, 냉매와 공기의 열 교환이 원활하게 이루어지지 않게 된다.

성에가 생성되는 초기에는 그 양이 적으므로, 열 교환에 미치는 영향이 미미하므로, 상기 증발기(320)의 온도는 조금씩 떨어지게 된다(T1-T2구간).

그러나, 상기와 같은 성에 생성 과정이 반복되어 성에의 크기가 커지게 되면 문제가 발생된다. 상세히, 성에의 크기가 커지게 되서, 일정 두께 또는 일정 면적 이상 성장하게 되면, 상기 증발기(320)와 공기의 열 교환이 거의 완전하게 차단된다. 이 경우에는, 냉매가 저온 상태를 그대로 유지하게 되므로, 상기 증발기(320) 표면의 온도는 냉매의 온도에 가깝게 하강하게 된다. 다시 말하면, 상기 증발 기(320) 표면의 온도는 냉매에 의해 직접적으로 냉각되는 것과 마찬가지이므로 급격하게 하강한다. 즉, 온도 변화율이 평상시에 비해 갑자기 커지게 된다(T2-T3구간).

따라서, 상기 온도 변화율이 갑자기 커지게 되면, 이는 상기 증발기(320)에 성에가 일정 정도 이상 발생되어 열 교환 효율이 떨어졌으므로 제상 작업이 필요한 상황이라고 판단할 수 있을 것이다. 즉, 온도 변화율이 갑자기 떨어지게 되는 순간의 성에의 두께 또는 면적을 제상 필요 두께 또는 제상 필요 면적이라고 할 수 있다.

그리고, 상기 증발기(320)의 온도가 냉매의 온도에 가깝게 떨어지게 된 후 제상 작업이 이루어지 않게 되면, 상기 증발기(320)의 표면은 열교환 없이 냉매의 영향만 받게 되므로, 상기 증발기(320)의 온도는 거의 일정하게 유지될 것이다(T3-T4구간).

상기와 같은 경우 냉매와 공기의 열 교환이 원활하게 이루어지지 않게 되므로, 냉기가 원활하게 생성되지 않게 되므로 상기 제상히터(340)가 구동되어 성에를 녹여 열 전달이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법의 제어 흐름을 보여주는 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 상기 냉장고(1)에는 구성 요소들을 통제하는 제어부(500)가 포함된다. 상기 제어부(500)는 상기 냉장고(1)의 운전에 필요한 정보가 저장되는 메모리(510), 상기 냉장고(1)의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원공급 부(520), 상기 증발기(320)의 온도를 감지하는 증발기 온도 감지부(530) 및 상기 제상히터(340)를 구동시키는 제상히터 구동부(540)를 제어한다.

여기서, 상기 증발기 온도 감지부(530)는 상기 온도 센서(350)에 연결되어 상기 온도 센서(350)에서 감지된 상기 증발기(320)의 온도값을 디지털 데이터로 변환하여 상기 제어부(500)에 전송한다. 이때, 상기 제어부(500)는 상기 증발기 온도 감지부(530)가 연속적으로 온도를 감지하게 할 수도 있으며, 일정 시간 간격으로 온도를 감지하게 할 수도 있다.

그리고, 상기 제상히터 구동부(540)는 상기 제상히터(340)에 연결되며, 상기 제어부(500)로부터 구동 신호를 수신하면 상기 제상히터(340)를 구동하여 상기 증발기(320)에 형성된 성에를 녹인다.

그리고, 상기 메모리(510)에는 상기 증발기 온도 감지부(530)에서 전송된 데이터가 순차적으로 저장되며, 상기 제상히터(340)의 구동 여부를 판단하게 되는 온도 변화율이 미리 설정되어 저장된다. 상세히, 상기 설정 온도 변화율은 성에가 제상 필요 두께 또는 제상 필요 면적에 이를 정도로 성장되었을 때 단위 시간당 온도 변화량을 의미한다.

한편, 상기 제어부(500)에서는 상기 증발기 온도 감지부(530)에서 전송되는 온도 데이터를 바탕으로 온도 변화율을 판단한다. 여기서 상기 온도 변화율은 상기 온도 센서(350)에서 온도가 측정되는 시간 간격 동안의 측정된 온도값의 변화량을 의미한다. 즉, 상기 제어부(500)는 일정한 시간 간격으로 상기 증발기(320) 표면의 온도 차이를 계산하고, 그 차이를 상기 일정한 시간 간격으로 나누어 온도 변화율 을 산출한다.

그리고, 상기 제어부(500)는 상기 메모리(510)에 저장된 설정 변화율과 상기 산출된 변화율을 비교하여 제상히터 구동부(540)에 구동 명령을 전송한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 보여주는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 상기 온도 센서(350)는 일정한 시간 간격으로 상기 증발기(320) 표면의 온도를 감지한다(S11). 상세히, 상기 제어부(500)에서는 일정한 시간 간격으로 상기 증발기 온도 감지부(530)에 상기 증발기(320)의 온도를 감지하라는 명령을 내린다. 상기 증발기 온도 감지부(530)는 명령에 따라 상기 증발기(320)의 온도를 상기 온도 센서(350)를 작동시켜 감지하고, 그 값을 디지털 데이터로 변환하여 상기 제어부(500)로 전송한다. 그리고, 상기 제어부(500)는 상기 전송된 온도 데이터를 상기 메모리(510)에 저장한다. 이때, 상기 증발기(320)의 온도를 측정하는 시간 간격은 온도의 변화가 가시적으로 측정될 수 있도록 수 분 단위로 설정될 수 있을 것이며, 상기 시간 간격도 상기 메모리(510)에 저장될 수 있다.

상기 제어부(500)는, 상기 저장된 온도 데이터를 사용하여 상기 증발기(320) 표면의 온도 변화율을 산출한다(S12). 상세히, 현재 시각에 측정된 온도 값과 그 이전 시각에 측정된 온도 값의 차이를 상기 시간 간격으로 나눔으로써 온도 변화율을 계산할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 평상시 또는 성에가 생성되는 초기 상태의 상기 온도 변화율은 일반적으로 음(-)의 값을 취하게 되고, 그 크기(절대값)는 작다. 그 런데, 상기 증발기(320)에 성에가 제상 필요 두께 또는 제상 필요 면적 이상 발생되면, 상기 온도 변화율의 크기는 순간적으로 커지게 된다.

그리고, 상기 제어부(500)에서는 상기 산출된 온도 변화율과 상기 메모리(510)에 저장된 설정 변화율을 비교 판단한다(S13). 여기서, 상기 설정 변화율은 제상 작업이 필요한 시점에 해당하는 변화율을 의미한다. 즉, 상기 설정 변화율보다 상기 산출된 온도 변화율의 크기가 더 크다는 것은 동일한 시간 동안 온도가 더 큰 폭으로 하강된다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 상기 증발기(320) 표면에 성에가 일정 정도 이상 고착되어, 냉매와 공기 사이에 열 전달이 원활하게 이루어지지 않고 있으므로 제상이 필요하다는 것을 의미한다.

이 경우 상기 제어부(500)는 상기 제상히터 구동부(540)에 명령을 내려 상기 제상히터(340)를 구동한다. 따라서, 상기 증발기(320) 표면에 고착된 성에는 녹아서 제상수가 되고, 제상수는 상기 집수부(350)에 집수되어 상기 기계실(19)로 이동된다.

그리고, 상기 설정된 변화율보다 상기 산출된 온도 변화율의 크기가 더 작다는 것은 열 전달이 원활하게 이루어지고 있으므로 상기와 같은 제상 작업이 불필요하다. 따라서, 상기 제어부(500)는 상기 S11 이하의 과정이 반복되도록 제어한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 상기 냉장고(1)의 제어 방법에 의하면, 상기 증발기(320)의 온도 변화율을 계산하고, 상기 온도 변화율의 크기가 갑자기 커지는 시점을 판단하여 제상 작업이 수행된다. 즉, 성에에 의해 열 전달이 방해 받는지 여부를 직접 판단하기 때문에 제상이 필요한 시점을 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 효율적으로 제상이 이루어질 수 있다.

또한, 제상이 필요한 시점이 정확하게 판단되고, 그에 따라 상기 제상히터(340)가 구동됨으로써 성에에 의한 냉각 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제상이 필요한 시점이 정확하게 판단되어 상기 제상히터(340)를 불필요하게 구동하지 않아도 되므로, 불필요한 전력의 소비가 방지되어 전체 소비 전력량이 줄어든다는 효과가 있다.

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 적용된 냉장고의 측단면도.

도 2는 도 1의 증발기 표면의 시간에 따른 온도 변화를 보여주는 그림.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법의 제어 흐름을 보여주는 블럭도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 보여주는 순서도.

Claims (3)

1. 냉장고 증발기의 온도가 시간 차를 두고 감지되는 단계;

   현재 감지된 온도와 이전에 감지된 온도의 변화율이 산출되는 단계; 및

   상기 온도 변화율과 설정 변화율이 비교되어 제상히터의 구동 여부가 판단되는 단계가 포함되는 냉장고의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 변화율의 크기가 설정 변화율보다 큰 경우, 성에 생성 면적이 제상 필요 면적에 도달된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 변화율의 크기가 설정 변화율보다 큰 경우, 성에의 두께가 제상 필요 두께에 도달된 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.

Images