KR20110136102A

KR20110136102A - 냉장고의 제어 방법

Info

Publication number: KR20110136102A
Application number: KR1020100055896A
Authority: KR
Inventors: 이남교; 윤덕현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2011-12-21
Also published as: KR101576687B1

Abstract

본 발명은 펌프다운 과정이 생략되어도 냉매 회수가 용이하게 이루어짐과 동시에, 냉동실 증발기에 남아 있는 증발 잠열을 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

냉장고의 제어 방법{Controlling method for refrigerator}

본 발명은 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.

압축기에서 토출된 냉매가 삼방변을 통해 냉동실 증발기와 냉장실 증발기로 나뉘어 흐르는 냉동 사이클을 가지는 냉장고에서, 압축기가 정지된 상태에서 냉동 사이클이 재가동될 때, 냉장실 증발기와 냉동실 증발기의 냉매 유로를 폐쇄하고 압축기를 운전하는 펌프 다운(pump down)을 수행하게 된다. 이에 의하여 상대적으로 저압인 냉동실 증발기 내부의 냉매를 회수하여 냉장실 증발기로 냉매를 보내주게 된다.

상세히 설명하면, 일반적으로 냉동실 증발기와 냉장실 증발기가 병렬로 제공되는 냉장고의 경우, 냉장실 냉각 → 냉동실 냉각 → 압축기 정지의 순서로 고내를 냉각하게 된다. 여기서, 냉동실 냉각을 위하여 냉동실 증발기 쪽으로 냉매를 보내는 경우에는 냉장실 증발기의 압력이 상대적으로 높아서 냉동실 냉각 과정에서 냉장실 증발기 내부에 남아 있는 냉매가 압력차에 의하여 냉매 회수가 자연스럽게 이루어진다. 즉, 냉장실 증발기 내부의 냉매가 냉동실 증발기 출구의 냉매와 합쳐져서 팽창 장치 쪽으로 흐르게 된다. 그러나, 냉장실 냉각을 위하여 냉장실 증발기 쪽으로 냉매를 보내는 경우에는, 냉동실 증발기의 압력이 냉장실 증발기의 압력보다 낮기 때문에 냉매 회수가 원활하게 이루어지지 못하고, 오히려 냉장실 증발기의 냉매가 냉동실 증발기 쪽으로 역류하는 현상이 일어날 수 있다.

나아가, 압축기가 정지하는 순간에는 냉동실 증발기에 대부분의 냉매가 남아 있게 된다. 따라서, 압축기가 재구동하여 냉장실 냉각을 수행하는 경우 냉동실 증발기의 냉매가 회수되는데 어려움이 있다. 이러한 이유 때문에, 압축기가 정지하기 전에 냉동실 증발기 내부의 냉매를 회수하여 응축기에 모아두는 펌프 다운을 수행하게 된다. 즉, 냉동실 증발기와 냉장실 증발기의 입구를 모두 폐쇄하고 압축기를 구동하여 냉동실 증발기 및 냉장실 증발기에 모여있는 냉매를 모두 응축기로 보내는 과정을 수행한다.

이러한 시스템을 가지는 냉장고의 경우, 펌프 다운 과정에서 증발기 출구 압력이 급감하여 진공 수준으로 떨어지게 된다. 그리고, 갑작스런 압력 저하와 그에 따른 냉매 증발로 인해서 증발기의 온도가 저온으로 급격하게 떨어지게 된다. 그 결과 극저온의 냉매가 압축기로 들어가면서 압축기 온도를 떨어뜨리게 되고, 액압축 현상을 일으켜 압축기의 신뢰성이 떨어지게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 별도의 펌프다운 과정을 수행하지 않아도 펌프다운 효과를 얻을 수 있으며, 나아가 냉동실 증발기에 남아 있는 잔 냉기를 효율적으로 활용할 수 있는 냉장고의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법은, 압축기와, 상기 압축기의 출구측에 병렬 연결되는 냉장실 증발기 및 냉동실 증발기와, 얼음을 제조하는 제빙실과, 냉매가 상기 냉장실 증발기 및 냉동실 증발기 중 어느 일측으로 흐르도록 냉매 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함하는 냉장고의 제어 방법에 있어서, 압축기가 구동하는 단계; 상기 압축기의 구동과 함께 또는 직후에, 상기 밸브의 동작에 의하여 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로가 개방되는 단계; 상기 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로의 개방과 함께 또는 직후에, 제빙실 팬이 구동하는 단계; 및 상기 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로의 개방 시점보다 늦은 어느 시점에서 상기 냉장실 팬이 구동하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

병렬로 연결된 증발기를 가지는 냉동 사이클이 적용된 냉장고에서, 압축기 신뢰성이나 효율 저하를 감수하더라도, 어쩔 수 없이 수행하였던 펌프다운 작업을 생략할 수 있어 냉동 사이클의 효율이 향상되고 소비 전력이 절감되는 장점이 있다. 즉, 기존의 펌프다운 과정이 생략되더라도 냉장실 냉각 과정에서 냉동실 증발기의 냉매가 신속하게 회수되는 장점이 있다.

또한, 기존의 펌프다운 과정이 생략됨으로써, 압축기의 액압축 현상이 제거되므로 압축기의 신뢰성이 높아지는 장점이 있다.

또한, 기존의 펌프다운 과정을 생략하더라도 효과적으로 냉매를 회수할 수 있어, 냉장실 냉각을 위한 냉각 사이클의 효율이 높아지는 장점이 있다.

또한, 냉동실 증발기의 잔 냉기(증발 잠열)를 활용하여 냉동실을 냉각할 수 있으므로 냉동 효율이 좋아지고 소비 전력이 저감되는 장점이 있다. 상세히, 압축기가 정지하고 냉매 흐름이 중단된 순간에도 일정 시간 동안 냉동실 팬이 구동하도록 함으로써, 냉동실 증발기의 증발압이 높아져서 냉장실 증발기의 증발압과의 차이를 좁혀서 이후의 냉동 사이클에서 냉매 회수 시간이 짧아지는 장점이 있다.

나아가, 압축기 정지 후에도 일정 시간 동안 냉동실 팬이 구동함으로써 기존에는 버려졌던 냉동실 증발기의 잔 냉기가 냉동실로 공급되어, 냉동실 온도를 더 낮출수 있으므로 에너지 효율이 좋아지는 장점이 있다.

또한, 냉장실 냉각 사이클 구동을 위하여 압축기가 구동하기 시작한 이후 설정 시간이 경과된 뒤에 냉장실 팬이 구동하도록 함으로써, 냉장실 증발기의 증발압이 낮아져서 냉동실 증발기와의 압력 차이를 좁혀서 냉장실 냉각 과정에서 냉매 회수가 동시에 신속하게 이루어지는 장점이 있다. 즉, 별도의 펌프다운 과정이 불필요하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 제공되는 냉동 사이클을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을, 냉동 사이클을 구성하는 구성요소들의 동작 시점과 동작 시간으로 표현한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을 보여주는 플로차트.
도 5는 펌프다운 과정이 단순히 생략되기만 한 경우와 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법이 적용된 경우의 냉매 상태를 비교한 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을, 냉동 사이클을 구성하는 구성요소들의 동작 시점과 동작 시간으로 표현한 도면.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

이하에서는 본 발명의 사상이, 냉장실이 냉동실의 상측에 형성되는 바텀 프리저 타입의 냉장고에 적용되는 것에 대해서 설명하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 냉장실과 냉동실이 양쪽에 병립하는 사이드 바이 사이트 타입 냉장고뿐 아니라, 냉동실이 냉장실의 상측에 놓이는 탑마운트 타입 냉장고에도 본 발명의 사상이 적용됨을 밝혀 둔다.

또한, 제빙실이 냉장실에 제공되는 형태의 냉장고뿐 아니라 냉동실에 제공되는 형태의 냉장고에도 본 발명의 사상이 적용됨을 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)는, 내부에 저장실이 형성되는 본체(11)와, 상기 저장실을 개폐하는 도어를 포함한다.

상세히, 상기 저장실은, 내부 온도가 결빙 온도 이상으로 유지되는 냉장실(111)과, 결빙 온도 이하로 유지되는 냉동실(114) 및 냉장실 온도와 냉동실 온도 중 어느 하나의 온도로 유지되도록 선택 가능한 절환실(113)을 포함한다. 상기 절환실(113) 공간은 제품에 따라서 있을 수도 있고 없을 수도 있음을 밝혀 둔다.

더욱 상세히, 상기 냉장실(111)은 냉장실 도어(12)에 의하여 선택적으로 개폐되며, 상기 냉장실 도어(12)의 배면에는 제빙실(15)이 제공될 수 있다. 상기 제빙실(15)은 도시된 바와 같이 냉장실 도어(12)의 배면에 제공될 수도 있고, 상기 냉장실(111) 내부에 제공될 수도 있다. 또는, 상기 제빙실(15)은 상기 냉동실(114) 내부에 제공될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 냉장실 도어(12)의 배면에는 하나 이상의 도어 바스켓(16)이 장착될 수 있고, 냉장실 내부에는 다수의 선반 및 인출 가능한 형태의 수납 박스가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 절환실(113) 및 냉동실(114)은 절환실 도어(13) 및 냉동실 도어(14)에 의하여 선택적으로 개폐될 수 있다. 그리고, 상기 절환실 도어(13)와 냉동실 도어(14)는 직립한 상태로 전후 방향으로 슬라이딩 이동하는 드로어 타입 도어일 수 있다. 즉, 상기 절환실 도어(13) 및 냉동실 도어(14)의 배면에 수납 박스가 각각 장착되고, 도어와 수납 박스가 한 몸으로 이동하는 형태일 수 있다. 그리고, 상기 절환실과 냉동실이 제공되는 공간이 단일의 냉동실을 형성하고, 단일의 냉동실 도어에 의하여 개폐되는 구조도 가능하다.

또한, 본 실시예에서는 상기 제빙실(15)이 냉장실 도어(12)에 제공되므로, 증발기에서 생성되는 냉기가 상기 제빙실(15)로 공급되도록 하기 위한 냉기 유로가 상기 본체(11) 내부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 본체(11) 내부에는 상기 제빙실(15)로 냉기를 공급하는 냉기 공급 유로(112a)와 상기 제빙실(15)로부터 배출되는 냉기가 증발기로 되돌아가도로 하는 냉기 귀환 유로(112b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 냉기 공급 유로(112a)와 냉기 귀환 유로(112b)의 단부에는 냉기 공급홀(111a)과 냉기 귀환홀(111b)이 각각 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제빙실(15)의 일 측면에는 상기 냉기 공급홀(111a) 및 냉기 귀환홀(111b)에 각각 연통하는 냉기 공급홀(151) 및 냉기 배출홀(152)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제빙실(15) 내부 또는 상기 냉기 공급 유로(112a)의 입구단 쪽에는 제빙실 팬(미도시)이 장착될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 제공되는 냉동 사이클을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)의 냉동 사이클은, 압축기(20)와, 상기 압축기(20)의 출구측에 연결되는 응축기(21)와, 상기 응축기(21)의 출구측에 연결되는 밸브(22)와, 상기 밸브(22)의 출구측에서 분지되는 냉매 배관에 각각 연결되는 냉동실 팽창변(23) 및 냉장실 팽창변(25)과, 상기 냉동실 팽창변(23)의 출구측에 연결되는 냉동실 증발기(24) 및 상기 냉장실 팽창변(25)의 출구측에 연결되는 냉장실 증발기(26)를 포함한다.

상세히, 상기 밸브(22)는 도시된 바와 같이, 상기 응축기(21)로부터 배출되는 냉매가 상기 냉동실 증발기(24) 또는 냉장실 증발기(25) 중 어느 일측으로 선택적으로 흐르도록 하는 3방 밸브일 수 있다. 다른 방법으로, 상기 응축기(21)의 출구측 어느 지점에서 두 개의 배관이 분지되도록 하고, 각 배관의 입구측에 냉동실 밸브와 냉장실 밸브가 각각 장착되도록 할 수도 있다. 이하에서 "냉동실 밸브 또는 냉장실 밸브가 개방되는 것"은, 첫째, 삼방 밸브의 작동에 의하여 냉매가 냉동실 증발기 또는 냉장실 증발기 쪽으로 선택적으로 흐르게 하는 것과, 둘째 냉동실 밸브 또는 냉장실 밸브 중 어느 하나가 개방되는 것을 모두 포함하는 것으로 해석하여야 할 것이다.

한편, 상기 냉동실 증발기(24)와 냉장실 증발기(26)의 출구로부터 연장되는 배관은 하나의 배관으로 합쳐져서 상기 압축기(20)의 입구에 연결된다. 그리고, 상기 응축기(21)와 냉동실 증발기(24) 및 냉장실 증발기(26) 부근에는 응축팬(211), 냉동실 팬(241) 및 냉장실 팬(261)이 각각 장착된다. 그리고, 냉동실 증발기(24)는 상기 냉동실의 후면에 대응하는 상기 본체(11) 후면 내부에 장착되고, 상기 냉장실 증발기(24)는 냉장실의 후면에 대응하는 상기 본체(11)의 후면 내부에 장착될 수 있다. 그리고, 상기 냉동실 증발기(24)를 수용하는 증발실의 일측에는 상기 냉동실과 연통하는 통공과 상기 냉기 공급 유로(112a)의 입구와 연통하는 통공이 각각 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제빙실 팬은 상기 냉기 공급 유로(112a)의 입구와 연통하는 통공에 장착될 수 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 냉장고의 제어 방법은, 냉장실(111)과 냉동실(114)이 설정 온도에 도달하여 압축기(20)의 구동이 정지된 상태에서 시작한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을, 냉동 사이클을 구성하는 구성요소들의 동작 시점과 동작 시간으로 표현한 도면이다.

도 3을 참조하면, 냉장실(111)이 설정 온도 이상이 되어 냉각이 필요하다고 판단되면, 압축기(20)의 구동과 함께 냉장실 밸브가 개방되고, 제빙실 팬이 구동한다. 여기서, 냉장실 밸브는 개방되어도 냉장실 팬(261)이 구동하지 않는 이유는 냉장실 팬(261)의 구동 시점을 늦추어 냉장실 증발기(26)의 증발 온도와 압력을 낮추기 위함이다. 그리고, 냉장실 냉각 모드에서 제빙실 팬이 구동하는 이유는, 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 잔 냉기를 제빙실(15)로 보내어 제빙실(15)을 냉각시키는 것과 동시에 냉동실 증발기(24)의 증발 온도와 압력을 높여서 상기 냉장실 증발기(26)의 증발 온도와 압력에 최대한 가까워지도록 하기 위함이다. 그러면, 냉장실 증발기(26)로 냉매가 흐르는 냉장실 냉각 과정에서 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 냉매를 회수하는데 걸리는 시간이 단축되고, 별도의 펌프다운 과정이 없어도 냉매 회수가 용이하게 이루어질 수 있기 때문이다.

한편, 상기 제빙실팬은 설정 시간(ta+tb) 동안만 구동하였다가 정지한다. 만일 제빙실 팬이 계속해서 구동할 경우 오히려 공급되는 냉기의 온도가 제빙실 온도보다 높아서 제빙실 온도를 높이는 역효과를 가져올 수 있기 때문이다. 여기서, 냉장실 냉각 모드에서 상기 제빙실 팬이 구동하는 시간은 다양한 실험을 통하여 결정되는 일정 값일 수 있으며, 제어 프로그램에 특정 시간 값으로 입력될 수 있다. 또는 제빙실 팬의 운전 시간(ta+tb)은 이전 사이클의 냉장실 밸브 개방 시간에 따라 가변되는 시간 값일 수도 있다. 예를 들어, 이전 사이클의 냉장실 밸브 개방 시간의 1/2 또는 1/3을 제빙실 팬의 운전 시간(ta+tb)으로 결정하도록 프로그램되는 등과 같이, 운전 상태나 운전 조건에 따라 구동 시간이 가변되도록 할 수 있다.

한편, 상기 냉장실 팬(261)의 구동 시점은 냉장실 밸브의 개방 이후 설정 시간(ta)이 경과한 뒤의 어느 시점일 수 있다. 즉, 냉장실 팬(261)의 구동 시점을 냉장실 밸브의 개방 시점보다 늦추도록 하여 냉장실 증발기의 증발압을 최대한 낮추도록 한다.

상기 설정 시간(ta)에 따라 상기 냉장실 팬(261)의 구동 시점은 다음과 같을 수 있다.

첫째, 상기 제빙실 팬이 구동하고 있는 중에 상기 냉장실 팬(261)의 구동이 시작될 수 있다. 즉, 냉장실 냉각 모드에서 제빙실 팬과 냉장실 팬(261)이 함께 구동하는 구간이 존재할 수 있다.

둘째, 상기 냉장실 팬(261)의 구동 시점은 상기 제빙실 팬이 설정 시간(ta+tb) 동안 구동하고 정지하는 시점에서 상기 냉장실 팬(261)의 구동이 시작되도록 할 수도 있다.

세째, 상기 제빙실 팬의 구동이 정지된 시점으로부터 소정의 시간이 경과한 뒤의 어느 시점에서 냉장실 팬(261)이 구동할 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 상기 냉장실 밸브가 개방된 시점부터 상기 냉장실 팬(261)의 구동이 시작되는 시점까지의 시간이 상기 제빙실 팬의 구동 시간보다 더 길 수 있다.

한편, 상기 냉장실(111) 온도가 설정 온도로 하강하면 냉장실 밸브가 폐쇄되고, 이와 함께 냉동실 밸브가 개방되어 냉동실 냉각이 시작된다. 그리고, 냉동실(114) 온도가 설정 온도로 하강할 때까지 압축기(20)는 계속하여 구동한다. 그리고, 냉동실(114) 온도가 설정 온도에 도달하면, 냉동실 밸브가 폐쇄됨과 함께 상기 압축기(20)의 구동이 정지한다. 여기서, 압축기(20)의 구동이 정지하고 냉동실 밸브가 폐쇄되더라도 상기 냉동실 팬(241)은 설정 시간(te) 동안 더 구동하다가 정지한다. 이는, 상술한 바와 같이, 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 잔 냉기가 소멸되지 않고 제빙실로 공급되도록 하여 제빙실 온도를 최대한 낮춤으로써, 냉각 효율을 향상시키기 위함이다.

특히, 냉장실 냉각 모드에서 제빙실(15) 쪽으로 냉기를 공급해 줌으로써, 제빙실 내부에 저장된 얼음의 엉김 문제 발생 가능성이 낮아지게 된다. 후술하겠지만, 냉동실 증발기(24)의 잔 냉기를 제빙실(15)로 공급해 줌으로써, 제빙실 내부 온도가 항상 영하의 온도로 유지되어, 얼음이 녹아서 엉기는 현상이 발생하지 않게 된다. 뿐만 아니라, 제빙실 팬을 연장 구동하여 냉기를 제빙실로 공급함으로써, 제빙실 냉각을 위하여 압축기를 구동하여야 할 필요가 없어진다. 따라서, 냉장고 소비 전력 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 실제로, 실험을 통하여 확인해 본 결과 소비 전력 효율이 약 3% 정도 좋아짐을 알 수 있었다.

여기서, 상기 제빙실 팬이 연장 운전하는 시간(te)도 실험에 의하여 결정되는 특정 상수 값일 수 있다. 또는, 냉동실 증발기(24)로 유입되는 냉기의 온도와, 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 냉매의 온도 및 제빙실 팬에 의하여 유발되는 풍량 또는 풍속을 변수로 하는 함수로부터 산출되는 시간 값일 수 있다. 예를 들어, 압축기의 구동이 정지한 상태에서 냉동실 증발기로 유입되는 냉기의 온도와, 냉동실 증발기에 남아 있는 냉매의 온도 및 제빙실 팬에 의하여 발생하는 풍량 또는 풍속값을 함수에 입력하면, 냉동실 증발기(24)의 잔 냉기의 온도가 제빙실 내부 온도 이상이 되는 시점이 산출되어, 냉동실 팬(241)의 연장 운전 시간이 결정되도록 할 수 있을 것이다.

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

도 4를 참조하면, 본 플로차트는, 도 3에서 보여지는 도면이 의미하는 내용을 시계열적으로 보여주기 위한 것이다.

도 3에서 전제한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법은, 설명의 편의를 위하여, 압축기(20)가 정지한 상태에서 시작하는 것으로 한정한다(S11).

상세히, 압축기(20)가 정지한 이후, 냉장실 온도(T_R)가 설정 상한 온도(T_a+dT) 이상이고, 냉동실 온도(T_F)도 설정 상한 온도(T_b+dT) 이상이며, 제빙실 온도(T_I)가 설정 상한 온도(T_c+dT)이라고 판단되면(S12), 냉장실 냉각 과정을 수행하게 된다. 즉, 압축기 구동이 시작되고, 냉장실 밸브가 개방되며, 제빙실 팬이 구동한다(S13). 종래의 경우, 상기 냉장실 냉각 과정에서는 제빙실과 냉동실의 부하는 계속해서 증가하게 된다. 그러나, 본 실시예에 따르면, 냉장실 냉각 과정에서 제빙실로 소정 시간 동안 냉기를 공급해 줌으로써, 제빙실 내부에 저장된 얼음이 녹아서 엉기는 현상을 방지 또는 최소화할 수 있다.

또한, 상기 압축기(20)가 구동하는 조건이 냉장실, 냉동실 및 제빙실의 온도가 모두 설정 상한 온도 이상으로 상승하여야 할 필요는 없다. 즉, 냉장실, 냉동실 및 제빙실의 온도 중 어느 하나 또는 적어도 둘의 온도가 설정 상한 온도 이상으로 상승한 경우에 압축기가 구동하도록 프로그램될 수 있음을 밝혀 둔다. 그리고, 제빙실 내부 온도가 설정 온도 범위 내로 유지되는 경우에도 냉동실 냉각 모드에서 제빙실 팬을 구동시켜, 제빙실을 함께 냉각하여도 무방하다.

한편, 제빙실 팬의 구동이 시작되고 설정 시간(ta)이 경과 되었다고 판단되면(S14) 냉장실 팬(261)의 구동이 시작된다(S15). 그리고, 냉장실 팬(261)이 구동하여 냉장실(111)로 냉기를 공급하여 냉장실 온도가 하강하도록 한다. 그리고, 냉장실 팬(261)의 구동 시점으로부터 설정 시간(tb)이 더 경과하였다고 판단되면(S16) 제빙실 팬의 구동이 정지한다(S17). 상술한 바와 같이, 상기 냉장실 팬의 구동 시점과 상기 제빙실 팬의 정지 시점은 본 실시예에 제한되지 않음은 물론이다. 즉, 냉장실 팬과 제빙실 팬이 함께 구동하는 구간이 있을 수도 있고 없을 수도 있다.

또한, 냉장실(111) 온도(T_R)가 설정 온도(T_a-dT)에 도달하였다고 판단되면(S18), 냉장실 밸브가 폐쇄되고, 냉동실 밸브가 개방되며, 냉동실 팬(241)이 구동하고, 이와 함께 제빙실 팬이 구동한다(S19). 즉, 냉동실 및 제빙실 냉각 과정이 시작된다.

또한, 냉동실 팬(241)이 구동하여 냉동실(114) 및 제빙실(15)로 냉기가 공급되면, 냉동실(114) 및 제빙실(15)의 온도가 하강하게 된다. 그리고, 제빙실 온도(T_I)가 설정 온도(T_c-dT)에 도달하면(S20), 제빙실 팬의 구동이 정지한다(S21). 그리고, 냉동실(114) 온도(T_F)가 설정 온도(T_b-dT)에 도달하면(S22), 압축기(20)가 정지하고 냉동실 밸브가 폐쇄된다(S23). 이때, 압축기(20)가 정지하더라도 냉동실 팬(241)은 연장하여 구동하게 된다. 그리고, 냉동실 팬(241)의 연장 구동 시간이 설정 시간(te)을 경과 하였다고 판단될 때(S24), 냉동실 팬(241)의 구동이 정지한다(S25). 그리고, 상기 압축기가 정지하는 시점보다 상기 제빙실 팬의 구동이 정지하는 시점이 더 빠를 수 있다. 이는, 제빙실과 냉동실의 용량에 의하여, 제빙실 냉각 시간이 냉동실 냉각 시간에 비하여 상대적으로 짧고, 압축기의 정지 여부는 냉동실 온도의 만족 여부에 따라 결정되기 때문이다.

도 5는 펌프다운 과정이 단순히 생략되기만 한 경우와 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법이 적용된 경우의 냉매 상태를 비교한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 그래프에서 a는 냉동실 증발기 입구 온도 변화 그래프이고, b는 냉동실 증발기 출구 온도 변화 그래프이며, c는 냉장실 증발기 입구 온도 변화 그래프이고, d는 냉장실 증발기 출구 온도 그래프이며, e는 제빙실 온도 변화 그래프이고, f는 압축기 입력 전력 변화 그래프이다.

또한, 도 5의 그래프 (a)는 기존의 냉동 사이클에서 단순히 펌프다운 과정을 생략하기만 하였을 때의 특성을 보여주는 것이고, 그래프 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법이 적용되었을 때의 특성을 보여주는 것이다.

그래프 (a)와 (b)에서, 압축기(20)가 구동하기 시작하여 냉장실 냉매 사이클이 시작되는 초기 지점에서 냉매 회수가 시작되어, 냉장실 증발기 입구 온도와 출구 온도가 같아지는 지점(A,B)이 냉매 회수가 종료되는 시점이라 하겠다.

두 그래프로부터, 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법에 의하면, 단순히 펌프다운을 삭제한 경우에 비하여 냉매 회수 시간이 단축됨을 확인할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 제어 방법에 의하면, 냉매 회수를 위한 별도의 펌프다운 과정이 불필요하게 되어, 소비 전력이 감소되는 효과가 있을 뿐 아니라, 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 증발 잠열을 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 단순히 펌프다운 과정을 생략하기만 한 경우에 비하여 냉매 회수에 걸리는 시간이 단축되는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 제빙실 온도 변화 그래프 e를 보면, 제빙실의 상한 온도가 항상 결빙 온도 아래 영역에 위치하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 냉장실 냉각 과정에서 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 잔 냉기를 제빙실로 공급해 주었기 때문이다. 따라서, 제빙실 내부에서 얼음의 엉김 현상이 효과적으로 방지될 수 있음을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법을, 냉동 사이클을 구성하는 구성요소들의 동작 시점과 동작 시간으로 표현한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예는 이전의 실시예와 제어 방법에 있어서 모두 동일하되, 다만, 냉장실 냉각 모드에서 제빙실 팬과 냉동실 팬이 동시에 구동하는 것에 있어서 차이가 있다.

상세히, 냉장실 냉각 모드에서 냉동실 증발기(24)에 남아 있는 잔 냉기를 제빙실 뿐 아니라 냉동실로도 공급하도록 한다. 그러면, 제빙실 팬만 구동하는 경우에 비하여, 냉동실 증발기(24)의 증발 온도와 압력이 더 증가하게 된다. 그 결과, 냉동실 증발기(26)의 증발 온도와 압력이 냉장실 증발기(26)의 증발 온도와 압력에 더 가까워져서 냉매 회수가 더욱 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

한편, 상기 냉동실 팬(241)은 상기 제빙실 팬의 구동 정지 이전에 정지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 냉동실 팬(241)과 제빙실 팬의 구동 시점은 동일하되, 제빙실 팬의 구동 시간의 1/2 또는 1/3이 되는 시점에서 냉동실 팬(241)이 정지하도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 실시예에 제한되지 않으며 냉동실 팬이 제빙실 팬보다 더 오래 구동하도록 할 수도 있고, 동시에 구동이 정지되도록 할 수도 있을 것이다. 요약하면, 냉동실 증발기(24)의 잔 냉기의 양, 즉 냉매의 양과 온도에 따라 냉동실 팬의 구동 정지 시점이 적절히 선택될 수 있을 것이다.

Claims

압축기와, 상기 압축기의 출구측에 병렬 연결되는 냉장실 증발기 및 냉동실 증발기와, 얼음을 제조하는 제빙실과, 냉매가 상기 냉장실 증발기 및 냉동실 증발기 중 어느 일측으로 흐르도록 냉매 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브 부재를 포함하는 냉장고의 제어 방법에 있어서,
압축기가 구동하는 단계;
상기 압축기의 구동과 함께 또는 직후에, 상기 밸브의 동작에 의하여 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로가 개방되는 단계;
상기 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로의 개방과 함께 또는 직후에, 제빙실 팬이 구동하는 단계; 및
상기 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로의 개방 시점보다 늦은 어느 시점에서 상기 냉장실 팬이 구동하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제빙실 팬은 설정 시간(ta+tb) 동안만 구동하여, 상기 냉장실 밸브가 폐쇄되기 전의 어느 시점에서 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 설정 시간(ta+tb)은 실험을 통하여 결정되는 특정 값인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 설정 시간(ta+tb)은 이전 냉각 사이클의 냉장실 밸브 개방 시간에 따라 가변되는 값인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 냉장실 팬이 구동하는 시점은,
(1) 상기 제빙실 팬이 정지하는 순간,
(2) 상기 냉동실 팬이 정지하기 전의 어느 시점 또는,
(3) 상기 냉동실 팬의 정지 순간보다 늦은 시점 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 냉장실의 온도가 설정 온도에 도달하여, 상기 냉장실 밸브가 폐쇄되고, 상기 냉장실 팬이 정지하며, 상기 냉동실 밸브가 개방되고, 상기 냉동실 팬이 구동하며, 상기 제빙실 팬이 재구동하는 단계를 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 냉동실 밸브가 개방되는 시점은 상기 냉장실 밸브가 폐쇄되는 순간 또는 직후인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제빙실 온도가 설정 온도에 도달하여 제빙실 팬이 정지하는 단계; 및
상기 냉동실 온도가 설정 온도에 도달하여 압축기가 정지하고 냉동실 밸브가 폐쇄되는 단계를 더 포함하고,
상기 냉동실 팬은 상기 압축기의 정지 또는 냉동실 밸브의 폐쇄 이후 설정 시간(te) 동안 연장 구동한 후에 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
제 8 항에 있어서,
상기 설정 시간(td)은, 실험에 의하여 결정되는 특정 값인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 설정 시간(te)은, 상기 냉동실 증발기로 유입되는 냉기의 온도와, 상기 냉동실 증발기에 남아 있는 냉매의 온도 및 상기 제빙실 팬에 의하여 유발되는 풍량 또는 풍속을 변수로 하는 함수로부터 산출되는 값인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉장실 증발기 쪽 냉매 유로의 개방과 함께 또는 직후에, 냉동실 팬이 구동하는 단계를 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 냉동실 팬의 구동 시점은 상기 제빙실 팬의 구동 시점과 동일하고,
상기 냉동실 팬의 정지 시점은 상기 제빙실 팬의 정지 시점보다 빠른 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.