KR20100085271A - 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법 - Google Patents

복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법에 관한 것으로, 냉장고 전원이 인가될 경우 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건인 경우 제상운전을 실시하는 제1단계, 상기 제1단계의 판단결과 제상조건이 아닌 경우 냉동 또는 냉장운전을 실시하는 제2단계 및 상기 제2단계 수행 후 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 열림 누적시간을 이용하여 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건이면 제상운전을 실시하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 것을 포함한다.
상기와 같은 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법에 의해, 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 누적 열림시간을 모두 고려하여 제상운전을 실시함으로써 제상효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
김치냉장고, 증발기, 제상제어, 압축기, 누적시간

Description

복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법 {METHODS FOR DEFROSTING A KIMCHI REFRIGERATOR HAVING A PLURAL OF EVAPORATORS}
본 발명은 냉장고의 제상제어 방법에 관한 것으로, 특히 직간냉 혼합 스탠드형 김치냉장고의 상실 및 중·하실에 대해 서로 독립적으로 제상제어를 실시하고, 제상효율을 향상시킬 수 있는 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 김치냉장고는 숙성히터를 이용하여 김치를 숙성시키는 숙성수단과, 냉장고의 원리를 이용하여 숙성된 김치를 저온 상태로 유지하는 냉동사이클의 구성요소가 설치되어, 김치의 맛과 신선도를 장기간 유지할 수 있는 장치이다.
이러한 김치냉장고는 서랍식 또는 상부 개폐식으로 만들어져 도어를 열더라도 냉기가 밖으로 흘러나오지 않아 냉장고 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
이러한 김치냉장고는 김치를 전용으로 보관하기 위한 냉장고로 개발되었으나, 현재는 과일·야채·육류 등도 얼지 않은 상태로 신선하고 장기간 보관할 수 있는 다양한 종류의 김치냉장고가 등장하고 있다. 따라서, 근래의 김치냉장고는 복수 저장실 각각의 용도에 따라 직냉식 및 간냉식으로 혼합하여 형성한 스탠드형으 로 개발되고 있다.
이러한 김치냉장고의 경우, 도어개폐시 유입되는 외부 공기에 포함된 수분이 상대적으로 저온인 저장실 내벽면(직냉식 저장실의 경우) 또는 증발기(간냉식 저장실의 경우)에 응결되어 성에를 형성함으로써 저장실 내부의 공기와 저장실 내벽, 또는 증발기와의 열교환 효율을 저감시키는 문제점이 발생된다.
따라서, 이를 해결하기 위하여 종래의 김치냉장고는 운전상태가 숙성모드로 전환하는지 여부를 판단하고, 김치 냉장고가 숙성모드로 전환되면 숙성모드와 함께 강제 제상운전을 진행하여 성에를 주기적으로 제거하고 있다.
그러나, 종래의 김치냉장고는 다양한 운전조건, 즉 각 증발기의 냉매 유량을 제어하는 제어밸브 누적 열림시간, 상기 제어밸브의 실제 열림율 또는 도어의 누적 열림시간 등을 고려하지 않고 일방적으로 제상운전을 실시함으로써 제상효율이 낮아진다는 문제점을 가진다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 누적 열림시간 등을 전체적으로 고려하여 제상운전을 실시함으로써 제상효율을 향상시킬 수 있는 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상제어 방 법은 냉장고 전원이 인가될 경우 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건인 경우 제상운전을 실시하는 제1단계, 상기 제1단계의 판단결과 제상조건이 아닌 경우 냉동 또는 냉장운전을 실시하는 제2단계, 및 상기 제2단계 수행 후 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 열림 누적시간을 이용하여 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건이면 제상운전을 실시하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1단계는 저장실 내부 또는 제상히터 일측에 설치된 제상온도 센서의 출력값이 기준 온도 미만일 경우 제상조건이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계는 제어밸브 누적 열림시간이 제1설정시간 이상인 경우, 제어밸브 열림율이 기준 열림율 이상인 경우 또는 도어의 열림 누적시간이 기준 열림시간 이상인 경우 중 어느 하나이면 제상조건이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2단계 이후 제어밸브 누적 열림시간이 제2설정시간 이상일 때 상기 제3단계를 수행하되, 상기 제2설정시간은 제1설정시간보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기준 온도, 제1설정시간, 제2설정시간, 기준 열림율 및 기준 열림시간의 각각은 냉장고의 운전조건에 따라 다르게 설정되되, 상기 운전조건은 냉동운전, 김치보관운전 또는 김치 외의 식품보관운전 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어밸브 누적 열림시간은 압축기 온 상태에서 상기 제어밸브가 열린시간을 누적한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 증발기들을 구비하는 냉장고의 제상제어 방법에 의하면 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 누적 열림시간을 모두 고려하여 제상운전을 실시함으로써 제상효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 냉각시스템을 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 냉각시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스탠드형 김치냉장고의 냉각시스템은 압축기(1), 응축기(2), 제1 및 제2 제어밸브(3b,3a), 2개의 팽창장치(4,5) 및 2개의 증발기(6,7)를 포함하여 구성된다. 상기 압축기(1) 및 응축기(2) 사이의 냉매배관은 응축기(2)를 지난 후에 소정 길이 부분이 분지된다. 이 경우, 일측 분지에는 제1 제어밸브(3b)가 연결되고, 타측 분지에는 제2 제어밸브(3a)가 연결된다. 또한, 상기 제1제어밸브(3b)에는 제1팽창장치(4) 및 F증발기(6)가 연결되고, 상기 제2 제어밸브(3a)에는 제2팽창장치(5) 및 R증발기(7)가 연결된다. 또한, 상기 응축기(2) 근 처에는 응축팬(2a)이 설치되고, 상기 F증발기(6) 및 R증발기(7) 근처에는 각각 F팬(6a) 및 R팬(7a)이 설치된다.
따라서, 상기 냉각시스템은 간접 냉각방식의 상실 및 직접 냉각방식의 중·하실을 갖는 스탠드형 김치냉장고에 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 제어밸브(3b) 및 제2 제어밸브(3a)는 각각 김치냉장고의 상실 및 중·하실에 공급되는 냉매를 제어하는 밸브들일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 김치냉장고의 제상제어에 대하여 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 김치냉장고의 제상제어를 위한 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(10)는 제상온도 센서(11)와, 제어밸브 열림시간 또는 도어 열림시간을 누적 계산하는 타이머(12) 및 제어밸브의 구동을 제어하는 제어밸브 구동부(15)의 출력을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 제상운전 개시조건 또는 제상운전 종료조건을 판단하고, 판단결과에 따라 메모리(13)에 미리 저장된 운전 알고리즘에 의하여 제상히터(14)의 동작을 제어한다.
이때, 제상온도 센서(11)는 각각의 저장실 내부 또는 제상히터(14)의 일측에 설치될 수 있으며, 상기 제상히터(14)는 직냉식 저장실을 형성하는 내통의 외주면에 증발기 파이프와 이격되어 설치되거나, 간냉식 저장실의 경우 증발기 일측에 설치된다.
다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 제상제어 방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 김치냉장고의 제상제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
또한, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 상기 냉장고가 복수의 증발기를 갖는 직간냉식 혼합 스탠드형 김치냉장고인 경우를 일예로 설명하고 있으나, 필요에 따라 제상운전이 요구되는 유사한 형태의 냉장고에도 본 실시예에 따른 제상운전 제어방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 제어부(10)는 먼저 김치냉장고의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 전환되는 경우 제상온도 센서(11)의 출력값이 기준온도 이하인지 여부를 판단한다(S10, S11).
이는 상기 김치냉장고의 본격적인 냉동 또는 냉장운전을 실시하기 이전에 김치냉장고의 저장실 내부 또는 증발기에 형성된 성에를 완전히 제거하기 위한 것이며, 상기 기준온도는 제상온도 센서(11)의 설치위치 및 김치냉장고의 운전조건에 따라 다르게 설정될 수 있다.
본 실시예에서는 제상온도 센서(11)가 저장실 내부에 설치되고 김치냉장고가 냉동운전인 경우를 일예로서 설명하며, 이 경우 상기 기준온도는 3.5℃ 내외로 설정될 수 있다.
이때, 상기 김치냉장고 전원의 오프 상태는 정전으로 인한 오프 상태 또는 초기 전원투입 전의 오프 상태 등이 될 수 있다.
상기 단계 S11에서의 판단결과 제상온도 센서(11)의 출력값이 기준온도 이하인 경우이면, 제어부(10)는 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 형성된 경우라고 판 단하여 해당 저장실에 대하여 제상운전을 실시한다(S21).
한편, 상기 단계 S11의 판단결과 제상온도 센서(11)의 출력값이 기준온도를 초과하는 경우이면, 제어부(10)는 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 형성되지 않은 경우라고 판단하여 메모리(13)에 미리 저장된 알고리즘에 따라 냉동운전을 실시한다(S12).
단계 S12가 완료되면, 제어부(10)는 제어밸브 누적 열림시간이 제1설정시간 이상인지 여부를 판단하고(S13), 제1설정시간 미만인 경우이면 상기 단계 S13을 반복한다.
이때, 제어밸브 누적 열림시간이라 함은 압축기(1)의 온 상태 또는 김치냉장고의 온 운전상태에서 상기 제어밸브가 열린시간을 누적한 것일 수 있으나, 본 실시예에서는 압축기(1)의 온 상태를 일 례로 하여 설명하기로 한다.
또한, 상기 제1설정시간은 압축기(1)가 온 상태로 전환된 이후에 상기 김치냉장고의 제상운전이 필요한지 여부를 판단하기 위한 최소의 제어밸브 누적 열림시간을 의미한다.
또한, 상기 제1설정시간은 운전조건에 따라 실험적으로 구하여져 메모리(13)에 미리 저장된 값이며, 본 실시예에서는 냉동운전에 대하여 4시간으로 설정된 경우를 일예로서 설명한다.
한편, 상기 단계 S13에서 상기 제어밸브의 누적 열림시간이 제1설정시간 이상이면, 제어부(10)는 제어밸브의 열림율이 기준 열림율 이상인지 여부를 판단하고(S15), 기준 열림율 이상이면 해당 저장실에 대하여 제상운전을 실시한다(S21).
이때, 상기 제어밸브 열림율이라 함은 상기 제1설정시간 경과 후 압축기의 운전시간(TRUN)에 대한 제어밸브 열림시간(T밸브)의 비율을 의미하는 것으로, 본 실시예서는 상기 TRUN이 2시간인 경우를 일예로서 설명한다.
또한, 상기 기준 열림율은 해당 운전조건에서 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 발생하였다고 판단할 수 있는 제어밸브 열림율을 의미하는 것으로, 이는 운전조건에 따라 실험적으로 구하여져 메모리(13)에 미리 저장된 값이다.
본 실시예에서는 냉동운전에 대하여 상기 기준 열림율을 65%로 설정한 경우를 일예로서 설명하는데, 따라서 제1설정시간 경과 후 2시간(즉, TRUN)동안 제어밸브 열림율이 65%(즉, 기준 열림율) 이상이면 제어부(10)는 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 형성되었다고 판단하여 해당 저장실에 대하여 제상운전을 실시하게 되는 것이다.
일반적으로 김치냉장고의 도어 열린 회수가 잦거나 상온의 새로운 식품이 저장되는 경우 제어밸브의 열림시간이 길어지게 되는데, 이러한 경우 상대적으로 성에가 형성될 확률이 높기 때문에 상기 단계 S15는 이를 고려하기 위한 것이다.
또한, 전술한 냉동운전 상태일 때의 기준 열림율(즉, 65%)을 1이라 할 경우, 김치보관 운전상태에서의 기준 열림율은 냉동운전 상태의 70%로 설정하는 것이 바람직하고, 김치 외의 식품보관 운전상태에 대한 기준 열림율은 냉동운전 상태의 90%로 설정하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예의 경우 김치보관 운전상태에 대한 기준 열림율은 45.5%로 설정하고, 김치 외의 식품보관 운전상태에 대한 기준 열림율은 58.5%로 설정할 수 있다.
한편, 상기 단계 S15의 판단결과 제어밸브의 열림율이 기준 열림율 미만이면 제어부(10)는 도어열림 누적시간이 기준 열림시간 이상인지 여부를 판단하고(S17), 기준 열림시간 이상이면 해당 저장실에 대하여 제상운전을 실시한다(S21).
이때, 상기 도어열림 누적시간이라 함은 상기 제1설정시간 경과 후 압축기의 운전시간(TRUN, 즉 본 실시예에서는 2시간)동안 김치냉장고의 도어가 열림상태를 유지한 시간을 누적 계산한 것이다. 또한, 본 실시예에서 상기 도어열림 누적시간은 도어들 각각에 대해서 적산된 도어열림 시간 중 적산값이 큰 값으로 설정되거나, 필요에 따라 작은 값으로 설정될 수도 있다.
또한, 상기 기준 열림시간은 해당 운전조건에서 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 발생하였다고 판단할 수 있는 도어열림 누적시간을 의미하는 것으로, 이는 운전조건에 따라 실험적으로 구하여져 메모리(13)에 미리 저장된 값이다.
본 실시예에서는 냉동운전에 대하여 상기 기준 열림시간은 5분으로 설정한 경우를 일예로서 설명하는데, 따라서 제1설정시간 경과 후 2시간(즉, TRUN)동안 도어열림 누적시간이 5분(즉, 기준 열림시간) 이상이면 제어부(10)는 저장실 내벽 또는 증발기에 성에가 형성되었다고 판단하여 제상운전을 실시하게 되는 것이다.
일반적으로 김치냉장고의 도어가 열린 회수가 잦은 경우 저장실 내부로 유입되는 외부 공기의 양이 증가하여 상대적으로 성에가 형성될 확률이 높기 때문에 상 기 단계 S17은 이를 고려하기 위한 것이다.
또한, 상기 기준 열림시간은 김치냉장고의 운전상태에 따라 다르게 설정될 수 있는데 전술한 냉동운전 상태일 때의 기준 열림시간(즉, 5분)을 1이라 할 경우, 김치보관 운전상태에서의 기준 열림시간은 냉동운전 상태의 70%로 설정하는 것이 바람직하고, 김치 외의 식품보관 운전상태에 대한 기준 열림시간은 냉동운전 상태의 90%로 설정하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예의 경우 김치보관 운전상태에 대한 기준 열림시간은 3분30초로 설정하고, 김치 외의 식품보관 운전상태에 대한 기준 열림시간은 4분30초로 설정할 수 있다.
한편, 상기 단계 S17의 판단결과 도어열림 누적시간이 기준 열림시간 미만이면 제어부(10)는 전술한 제어밸브의 누적 열림시간이 제2설정시간 이상인지 여부를 판단하고(S19), 제2설정시간 미만인 경우이면 단계 S19를 반복한다.
반면에, 상기 단계 S19에서 상기 제어밸브의 누적 열림시간이 제2설정시간 이상이면, 제어부(10)는 해당 저장실에 대하여 제상운전을 실시한다(S21).
이때, 상기 제2설정시간은 압축기 온 상태에서 제어밸브가 열린 이후 제상운전 없이 상기 김치냉장고가 운전될 수 있는 최대 누적시간을 의미한다.
즉, 외부 요인에 의한 제어밸브 열림율 또는 도어열림 누적시간이 최소로 유지되는 경우라 하더라도 상기 제2설정시간 동안 제어밸브 열림시간이 누적된 경우이면 제어부(10)는 저장실의 내벽 또는 증발기에 성에가 형성된 경우라고 판단하여 제상운전을 실시하게 된다.
상기 제2설정시간은 운전조건에 따라 실험적으로 구하여져 메모리(13)에 미리 저장된 값이며, 본 실시예에서는 냉동운전에 대하여 10시간으로 설정된 경우를 일예로서 설명한다.
또한, 상기 제2설정시간은 김치냉장고의 운전상태에 따라 다르게 설정될 수 있는데 전술한 냉동운전 상태일 때(즉, 10시간)를 1이라 할 경우, 김치보관 운전상태에서는 냉동운전 상태의 70%로 설정하는 것이 바람직하고, 김치 외의 식품보관 운전상태는 냉동운전 상태의 90%로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같이 여러 가지 조건에 의하여 단계 21에서 제상운전이 실시되면, 제어부(10)는 제상운전 종료조건인지 여부를 반복적으로 판단하고(S23), 제상운전 종료조건일 경우 제상히터(14)를 오프시켜 제상운전을 종료한다(S25).
이때, 제어부(10)는 제상온도 센서(11)의 출력값을 이용하여 제상운전 종료여부를 판단하게 된다.
상기 단계 S25의 수행 후, 제어부(10)는 김치냉장고의 전원이 오프인지 여부를 판단하여(S27), 오프이면 제어를 종료하고 그렇지 않은 경우이면 단계 S12로 복귀하여 냉동운전을 실시하게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 냉각시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상제어를 위한 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (6)

  1. 저장실 각각에 냉매의 유량을 제어하는 제어밸브와 증발기를 구비하는 김치냉장고의 제상제어 방법에 있어서,
    냉장고 전원이 인가될 경우 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건인 경우 제상운전을 실시하는 제1단계;
    상기 제1단계의 판단결과 제상조건이 아닌 경우 냉동 또는 냉장운전을 실시하는 제2단계; 및
    상기 제2단계 수행 후 제어밸브 누적 열림시간, 제어밸브 열림율 및 도어의 열림 누적시간을 이용하여 제상조건인지 여부를 판단하고, 판단결과 제상조건이면 제상운전을 실시하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는 저장실 내부 또는 제상히터 일측에 설치된 제상온도 센서의 출력값이 기준 온도 미만일 경우 제상조건이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는 제어밸브 누적 열림시간이 제1설정시간 이상인 경우, 제어밸 브 열림율이 기준 열림율 이상인 경우 또는 도어의 열림 누적시간이 기준 열림시간 이상인 경우 중 어느 하나이면 제상조건이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2단계 이후 제어밸브 누적 열림시간이 제2설정시간 이상일 때 상기 제3단계를 수행하되, 상기 제2설정시간은 제1설정시간보다 작은 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기준 온도, 제1설정시간, 제2설정시간, 기준 열림율 및 기준 열림시간의 각각은 냉장고의 운전조건에 따라 다르게 설정되되,
    상기 운전조건은 냉동운전, 김치보관운전 또는 김치 외의 식품보관운전 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어밸브 누적 열림시간은 압축기 온 상태에서 상기 제어밸브가 열린시간을 누적한 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상제어 방법.
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