KR20110071169A - 냉장고의 제상 운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 냉장고의 제상 운전 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 냉장고의 제상 운전 제어방법에는, 고내 온도와 증발기 온도의 차이값에 대한 제 1 조건과; 증발기 온도값에 대한 제 2 조건; 및 설정 시간 동안 감소된 온도값에 대한 제 3 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 세 가지 조건 모두를 만족할 때 제상이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 정확한 제상 시점을 판단하여 불필요한 소비전력의 상승을 막을 수 있는 장점이 있다.

냉장고, 제상 운전 제어방법

Description

냉장고의 제상 운전 제어방법{Control Method for Defrosting of Refrigerator}

본 발명은 냉장고의 제상 운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품의 저온저장을 목적으로 하는 장치로서, 보관하고자 하는 식품의 상태에 따라서 음식물을 냉동 또는 냉장보관 할 수 있도록 구성된다. 요즘의 냉장고는 사용자의 기호의 다양화와 식생활의 변화에 따른 대형화 및 다기능화의 추세에 있으며, 이로 인해 다양한 구성을 가지는 제품이 출시되고 있다.

냉장고의 내부는 지속적으로 공급되는 냉기에 의해서 냉각되며, 이러한 냉기는 압축-응축-팽착-증발의 사이클을 반복적으로 수행하는 냉매의 열교환 작용에 의해서 지속적으로 생성된다.

그리고, 냉기의 공급은 냉장고의 내부에 구비된 증발기에 의해 이루어지며, 상기 증발기에 의해 생성된 냉기는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 음식물을 원하는 온도로 저장할 수 있게 된다.

상기 냉장고 내부를 대류하는 냉기는 증발기가 구비되는 공간으로 회귀하여 상기 증발기와 다시 열교환을 하여 저장공간으로 배출된다.

그러나, 증발기가 구비되는 공간으로 회귀하는 냉기에는 다량의 수분이 포함되어, 상기 증발기와 열교환 하는 과정에서 냉기에 포함된 수분이 증발기에 달라붙게 된다. 상기 증발기에 달라붙은 수분은 결빙되어 성에가 착상되며, 이러한 착상으로 인해 상기 증발기의 열교환 효율은 떨어지고, 냉장고의 가동 시간이 길어져서 냉장고의 소비전력이 상승하게 된다.

종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 일정 시간을 주기로 제상 히터를 가동하는 방법에 의해 증발기에 착상된 성에를 제거했지만, 이 과정에서 불필요한 제상이 수행되어 소비전력이 상승하고, 식품 보관 성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 정확한 제상 시점을 판단하여 불필요한 소비전력의 상승을 방지하는 냉장고를 제안하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상 운제 제어 방법에는, 냉장고의 제상 운전 제어 방법에 있어서, 고내 온도와 증발기 온도의 차이값에 대한 제 1 조건과; 증발기 온도값에 대한 제 2 조건; 및 설정 시간 동안 감소된 온도값에 대한 제 3 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 세 가지 조건 모두를 만족할 때 제상이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의한 실시예에 따른 냉장고의 제상 운전 제어 방법에는, 압축기 및 팬이 구동하는 단계; 증발기 및 고내 온도가 감지되는 단계; 감지된 고내 온도와 증발기 온도의 차이값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 제 1 조건 판단 단계; 상기 제 1 조건 판단 단계 이후 또는 이와 독립적으로, 상기 증발기 온도가 설정된 절대 하한 온도 이하인지 여부를 판단하는 제 2 조건 판단 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 조건 판단 단계 이후 또는 이들과 독립적으로, 설정 시간 동안 고내 온도 감소량이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 제 3 조건 판단 단계를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 조건이 모두 만족하는 경우에만 제상 운전이 수행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상 운전 제어방법에 의하면, 불필요한 제상을 수행하지 않게 되어 소비전력이 상승하는 것을 방지하고, 식품 보관 성능이 향상되는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상 운전 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법을 설명하기 위하여 탑마운트 타입 냉장고를 실시예로 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제안되는 실시예에 제한된다고 할 수는 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부를 보여주는 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 냉장고(1)에는, 내부에 음식물이 저장되는 저장 공간이 형성되는 본체(2)와, 상기 본체(2)를 선택적으로 개폐하는 도어(5)(6)가 포함된다.

상기 본체(2)의 하부 후방에는 각종 전장품이 설치되는 기계실(10)이 형성된다. 상기 기계실(10)에는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)에서 토출되는 고온 고압의 냉매를 응축시키는 응축기(미도시) 등이 설치된다.

상기 저장 공간에는 음식물을 냉동 저장하기 위한 냉동실(3)과, 음식물을 냉 장 저장하기 위한 냉장실(4)이 포함된다. 상기 냉동실(3)과 상기 냉장실(4)의 내부에는 고내 온도(T_F)를 감지하기 위한 고내온도센서(31)(41)가 각각 구비된다. 상기 고내온도센서(31)는 상기 냉동실(3) 또는 상기 냉장실(4)의 내면에 설치되어, 고내로 돌출 형성될 수 있다.

상기 냉동실(3)의 후방에는 상기 냉동실(3)에 냉기를 공급하기 위한 증발실(20)이 형성된다. 상기 증발실(20)에는, 냉동사이클과 연결되어 냉기를 생성하기 위한 증발기(21)와, 상기 증발기(21)에서 생성된 냉기를 고내로 토출하기 위한 냉각팬(22)과, 제상 운전시에 상기 증발기(21)에 열을 전달하는 제상히터(214)가 구비된다.

상기 증발기(21)에는, 상기 증발 온도(T_E)를 감지하기 위한 증발기온도센서(212)가 구비된다. 상기 증발기온도센서(212)는 상기 증발기(21)의 일측에 결합되어, 상기 증발기(21)의 온도를 측정한다.

한편, 상기 도어(5)(6)에는 상기 냉동실(3)을 선택적으로 개폐하는 냉동실 도어(5)와, 상기 냉장실(4)을 선택적으로 개폐하는 냉장실 도어(6)가 포함된다. 상기 도어(5)(6)는 상기 본체(2)의 일측에 회동 가능하게 결합될 수 있다.

상기 본체(2)의 일측에는, 상기 도어(5)(6)의 개폐 여부를 감지하는 도어개폐감지센서(51)(61)가 구비된다. 상기 도어개폐감지센서(51)(61)에는 상기 냉동실 도어(5)의 개폐 여부를 감지하는 냉동실 도어개폐감지센서(51)와, 상기 냉장실 도어(6)의 개폐 여부를 감지하는 냉장실 도어개폐감지센서(61)가 포함된다.

상세히, 상기 도어개폐감지센서(51)(61)는 상기 본체(2)의 전면 일측에 구비된다. 이에 따라, 상기 도어(5)(6)가 상기 저장 공간을 차폐하면, 상기 도어(5)(6)의 배면은 상기 도어개폐감지센서(51)(61)에 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 도어개폐감지센서(51)(61)는, 상기 도어(5)(6)가 접촉되어 있는 것을 감지하면 "도어 닫힘" 이라고 판단하고, 상기 도어(5)(6)가 접촉되어 있는 것을 감지하지 못하면 "도어 열림" 이라고 판단한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도이다.

도 2를 참조하면, 상기 냉장고(1)에는, 상기 냉장고(1)의 제반 동작을 제어하는 제어부(100)가 포함된다.

상기 제어부(100)는 상기 압축기(11) 및 상기 냉각팬(22)과 전기적으로 연결되어, 상기 압축기(11) 및 상기 냉각팬(22)의 작동 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(100)는 상기 압축기(11)가 냉매를 고온 고압으로 압축하는지 여부와, 상기 냉각팬(22)에서 고내로 냉기를 토출하는지 여부를 판단한다.

상기 제어부(100)에는, 상기 고내온도센서(31)와, 상기 증발기온도센서(212) 및 상기 도어개폐감지센서(51)(61)가 전기적으로 연결된다.

상기 제어부(100)는 상기 도어개폐감지센서(51)(61)에 의해 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)가 개폐 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부(100)는, 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)가 모두 닫혀 있는 것이 판단된 때부터 시간을 적산한다. 이에 따라, 상기 제어부(100)는 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)의 닫힘 상태가 유지된 시간을 판단할 수 있다.

또한, 상기 제어부(100)는, 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)의 닫힘 유지 상태가 제 1 설정 시간을 경과하여 지속되는지 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 설정 시간은 6분이 될 수 있다. 이는, 상기 도어(5)(6)의 닫힘 유지 상태가 6분 미만인 경우에는, 상기 도어(5)(6) 개방시에 외부에서 유입된 공기에 의해 정확한 제상투입 조건을 판단하기 힘들기 때문이다.

상기 제어부(100)에는, 상기 냉동실 고내온도센서(31)에서 감지된 냉동실 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기온도센서(212)에서 감지된 증발기 온도(T_E)가 입력된다. 상기 제어부(100)는 상기 냉동실 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기 온도(T_E)의 차이값을 계산한다. 즉, 상기 제어부(100)는 상기 냉동실 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기 온도(T_E)의 차이의 절대값인 ｜T_F - T_E｜의 값을 계산한다. 상기 제어부(100)는, 상기 ｜T_F - T_E｜의 값을 설정값과 비교하여 상기 ｜T_F - T_E｜의 값이 제 1 설정값(A) 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 상기 ｜T_F - T_E｜의 값이 제 1 설정값(A) 이상인지 여부는 상기 제어부(100)가 제상투입 여부를 결정하는 제 1 조건으로서의 역할을 한다.

이는, 상기 증발기(21)에 성에가 착상되지 않으면, 원칙적으로 상기 냉동실 고내 온도(T_F) 및 증발기 온도(T_E)의 차이는 거의 일정하지만, 상기 증발기(21)에 성에가 착상되면 상기 냉동실 고내 온도(T_F)가 상승하거나, 상기 증발기 온도(T_E)가 하강하여 상기 ｜T_F - T_E｜의 값이 커진다. 일례로, 상기 제 1 설정값(A)은 섭씨 12 도가 될 수 있다. 일반적으로 냉동실에서 상기 냉동실 고내 온도(T_F) 및 증발기 온도(T_E)의 차이값이 섭씨 9도이고, 상기 고내 온도(T_F) 및 증발기 온도(T_E)의 차이값이 일반적인 차이값에서 3도 정도 큰 섭씨 12도일 때, 제상투입을 결정할 수 있을 정도로 상기 고내 온도(T_F) 및 증발기 온도(T_E)의 차이값이 크다고 판단할 수 있다.

한편, 상기 제어부(100)는 상기 증발기 온도(T_E)가 하강할 수 있는 최저온도인 절대 하한 온도값를 설정하고, 상기 증발기 온도(T_E)가 상기 절대 하한 온도값이하인지 여부를 판단한다. 상기 증발기 온도(T_E)가 상기 절대 하한 온도값 이하인지 여부는 상기 제어부(100)가 제상투입 여부를 결정하는 제 2 조건으로서의 역할을 한다.

이는, 상기 증발기(21)에 착상이 가속되면, 상기 압축기(11) 및 상기 증발기(12)에 흐르는 냉매의 건도가 감소되어, 상기 증발기(21)의 온도가 비정상적으로 낮아지기 때문에, 상기 증발기 온도(T_E)가 상기 절대 하한 온도 밑으로 하강하면 제상투입을 결정하기 위함이다.

일례로, 상기 제어부(100)는 상기 냉동실(3) 및 상기 냉장실(4)의 고내 온도가 최저 온도일 경우에, 상기 증발기 온도(T_E)가 상기 절대 하한 온도 아래로 하강하는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 상기 냉동실(3)의 고내 온도의 하한값이 섭씨 영하 22도이므로, 상기 절대 하한 온도 값은 이보다 6도정도 낮은 섭씨 영하 28도로 설정될 수 있다.

상기 제어부(100)는, 상기 제 1 조건 및 상기 제 2 조건을 만족한다고 판단되면, 상기 고내 온도(T_F)가 제 2 설정 시간동안 감소된 온도값(ΔT_F)이 제 2 설정값(B) 이하인지 여부를 판단한다. 상기 고내 온도(T_F)가 제 2 설정 시간동안 감소된 온도값(ΔT_F)이 제 2 설정값(B) 이하인지 여부는 상기 제어부(100)가 제상투입을 결정하기 위한 제 3 조건으로서의 역할을 한다.

이는, 상기 제 1 조건 및 상기 제 2 조건을 만족하면서, 상기 고내 온도(T_F)가 제 2 설정 시간동안 거의 감소되지 않았다면, 상기 증발기(21)에 성에가 어느 정도 착상되었다고 볼 수 있기 때문이다. 일례로, 상기 제 2 설정 시간은 10분으로 설정될 수 있고, 고내 온도(T_F) 감소량은 섭씨 1도가 될 수 있다.

상기 제어부(100)는 상기 제상 히터(214)를 구동할 수 있는 구동부(120)와 전기적으로 연결된다. 상기 제어부(100)는 상기 제 1 조건 내지 제 3 조건이 만족된다고 판단하면, 상기 구동부(120)에 구동 신호를 보내서 상기 제상 히터(214)를 구동할 수 있다.

이하에서는 상기에서 간략하게 설명한 제어 방벙에 대하여 플로차트를 통하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상 운전 제어방법을 보여주는 위한 플로차트이다.

도 3을 참조하면, 먼저 상기 고내온도센서(31)에서 고내 온도(T_F)를 측 정(S11)하고, 상기 증발기온도센서(212)에서 증발기 온도(T_E)를 측정(S12)한다. 상기 측정된 고내 온도(T_F) 및 증발기 온도(T_E)에 관한 신호는 상기 제어부(100)로 전달된다.

그리고, 상기 제어부(100)에서 상기 압축기(11) 및 상기 냉각팬(21)이 구동되는지 여부가 판단(S13)된다. 여기서, 상기 압축기(11) 및 상기 냉각팬(21)이 구동되지 않는다고 판단되면 상기 냉장고(1)의 제상 운전은 종료된다.

상기 제어부(100)에서 상기 압축기(11) 및 상기 냉각팬(21)이 구동된다고 판단되면, 상기 제어부(100)는 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)의 "도어 닫힘" 상태가 제 1 설정 시간을 경과하였는지 여부가 판단된다. 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)의 "도어 닫힘" 상태가 제 1 설정시간을 경과하지 않았다고 판단되면, 상기 냉장고(1)는 더 이상 제상 운전 제어를 진행하지 않고, 정상 운전(S20)된다.

상기 제어부(100)에서 상기 냉동실 도어(5) 및 상기 냉장실 도어(6)의 "도어 닫힘" 상태가 제 1 설정 시간을 경과하였다고 판단되면, 상기 제어부(100)는 상기 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기 온도(T_E) 차이의 절대값이 제 1 설정값(A) 이상인지 여부를 판단(S15)한다. 상기 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기 온도(T_E) 차이의 절대값이 제 1 설정값(A) 이상이라고 판단되지 않으면, 상기 냉장고(1)는 더 이상 제상 운전 제어를 진행하지 않고, 정상 운전(S20)된다.

상기 제어부(100)에서 상기 고내 온도(T_F) 및 상기 증발기 온도(T_E) 차이의 절대값이 제 1 설정값(A) 이상이라고 판단되면, 즉 제 1 조건이 만족된다고 판단되면, 상기 제어부(100)는 상기 증발기 온도(T_E)가 절대 하한 온도 이하인지 여부를 판단(S16)한다. 상기 제어부(100)에서 상기 증발기 온도가 절대 하한 온도 이하가 아니라고 판단되면, 상기 냉장고(1)는 더 이상 제상 운전 제어를 진행하지 않고, 정상 운전(S20)된다.

그리고, 상기 제어부(100)에서 상기 증발기 온도(T_E)가 절대 하한 온도 이하라고 판단되면, 즉 제 2 조건이 만족된다고 판단되면, 상기 제어부(100)는 제 2 설정시간 경과(S17) 후에 상기 고내 온도의 감소량(ΔT_F)이 제 2 설정값(B) 이하인지 여부를 판단(S18)한다. 상기 제어부(100)에서 상기 고내 온도의 감소량(ΔT_F)이 제 2 설정값(B) 이하라고 판단되지 않으면, 상기 냉장고(1)는 더 이상 제상 운전 제어를 진행하지 않고, 정상 운전(S20)된다.

상기 제어부(100)에서 상기 고내 온도의 감소량(ΔT_F)이 제 2 설정값(B) 이하라고 판단되면, 즉 제 3 조건이 만족된다고 판단되면, 상기 제어부(100)는 상기 구동부(120)에 구동신호를 보내서, 상기 제상 히터(214)를 구동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부를 보여주는 종단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제상 운전 제어방법을 설명하기 위한 플로차트.

Claims (14)

1. 냉장고의 제상 운전 제어 방법에 있어서,

   고내 온도와 증발기 온도의 차이값에 대한 제 1 조건과;

   증발기 온도값에 대한 제 2 조건; 및

   설정 시간 동안 감소된 온도값에 대한 제 3 조건 만족 여부를 판단하는 단계를 포함하고,

   상기 세 가지 조건 모두를 만족할 때 제상이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 3 조건의 만족 여부를 판단하는 시점은, 냉장고 도어가 닫힌 이후 설정 시간이 경과된 시점인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,

   상기 고내 온도는 냉동실 온도인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 조건 만족 여부를 판단하는 단계는,

   고내 온도와 증발기 온도의 차이값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 조건 만족 여부를 판단하는 단계는,

   증발기의 온도값이 설정된 절대 하한 온도 이하인지 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 3 조건 만족 여부를 판단하는 단계는,

   설정된 시간 동안 감소된 온도값이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 3 조건의 만족 여부 판단은 설정된 순서에 따라 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 3 조건의 만족 여부 판단은 동시에 수행되는 것을 특징으 로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 3 조건의 만족 여부 판단은,

   압축기와 냉각팬이 구동하고 있는 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
10. 압축기 및 팬이 구동하는 단계;

    증발기 및 고내 온도가 감지되는 단계;

    감지된 고내 온도와 증발기 온도의 차이값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 제 1 조건 판단 단계;

    상기 제 1 조건 판단 단계 이후 또는 이와 독립적으로, 상기 증발기 온도가 설정된 절대 하한 온도 이하인지 여부를 판단하는 제 2 조건 판단 단계; 및

    상기 제 1 및 제 2 조건 판단 단계 이후 또는 이들과 독립적으로, 설정 시간 동안 고내 온도 감소량이 설정값 이하인지 여부를 판단하는 제 3 조건 판단 단계를 포함하고,

    상기 제 1 내지 제 3 조건이 모두 만족하는 경우에만 제상 운전이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    제 1 조건 판단 단계 이전에 도어 닫힘 유지 시간이 설정 시간을 경과하였는지 여부를 판단하는 단계가 수행되고,

    상기 도어 닫힘 유지 시간에 대한 설정값은 6분인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 조건 판단 단계에서,

    상기 고내 온도와 증발기 온도의 차이에 대한 설정값은 섭씨 12도인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 2 조건 판단 단계에서,

    상기 절대 하한 온도값은 섭씨 영하 28도인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 3 조건 판단 단계에서,

    상기 설정 시간은 10분이고, 고내 온도 감소량은 섭씨 1도인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상 운전 제어 방법.

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