KR20130130517A

KR20130130517A - 냉장고의 압축기 운전제어방법

Info

Publication number: KR20130130517A
Application number: KR1020120054399A
Authority: KR
Inventors: 임원호
Original assignee: 위니아만도 주식회사
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-02

Abstract

본 발명은 냉장고의 압축기 운전제어방법에 관한 것으로, 다수 개의 압축기가 구비된 냉장고의 압축기 운전제어방법에 있어서, 제어부가 기본 압축기의 운전시간에 기초하여 기본 압축기의 운전율을 산출하는 단계 및 제어부가 기본 압축기의 운전율에 기초하여 적어도 하나의 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계를 포함하여 구성되며, 본 발명에 따르면 압축기의 운전율에 따라 압축기의 회전속도를 증감시키고, 압축기의 회전속도에 따라 보조 압축기를 추가 구동시켜 냉장고 내의 부하량 변화에 신속하게 대처할 수 있고, 압축기 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으므로 에너지 효율을 높일 수 있다.

Description

냉장고의 압축기 운전제어방법{METHOD FOR DRIVING CONTROL OF COMPRRESSOR IN REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 압축기 운전제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수 개의 압축기가 구비된 냉장고에서 압축기의 운전율에 따라 압축기의 회전속도 및 구동되는 압축기의 개수를 증감시키는 냉장고의 압축기 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품을 냉장 또는 냉동시키거나 식품이 부패하지 않도록 저온에서 보관하기 위한 장치로서 냉장고에는 식품을 보관하기 위한 복수 개의 저장실이 마련되어 있다.

이러한 냉장고는 저장실의 고내온도를 감지하는 고내온도센서 및 외기온도를 감지하는 외기온도센서를 구비하고 있으며, 이러한 온도센서를 통해 감지되는 각 저장실의 고내온도와 외기온도에 기초하여 압축기의 구동을 제어함으로써 적절한 냉장 또는 냉동 운전을 수행한다.

최근의 냉장고에는 정밀한 온도 제어와 소비 전력 개선을 위해 회전속도를 가변시킬 수 있는 인버터 압축기가 구비되는 추세이며, 이러한 인버터 압축기가 구비된 냉장고는 각 저장실의 고내온도 및 외기온도에 따라 압축기의 회전속도를 증감시키며 냉장 또는 냉동 운전을 수행한다.

하지만, 이와 같이 저장실의 고내온도 또는 외기온도에 따라 압축기의 회전속도를 증감시키는 경우에 냉장고 내의 부하량 변화에 신속하게 대처하지 못하여 냉동효율이 떨어지고 이에 따라 전력 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 최근에는 냉동효율을 높이기 위해 압축기가 2개 이상 구비되는 냉장고가 개발되고 있는데, 2개 이상의 압축기를 효율적으로 구동시키기 위한 제어 방법이 요구되는 실정이다.

관련 선행기술로는 대한민국 특허공개공보 제1999-0001980호 (1999.01.15 공개, 발명의 명칭 : 압축기의 가변속도 제어 방법 및 장치)가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 다수 개의 압축기가 구비된 냉장고에서 실제 주변환경 변화에 신속하게 대처하여 효율적인 냉각을 수행하고, 압축기 구동에 소모되는 전력을 절감할 수 있도록 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법은 다수 개의 압축기가 구비된 냉장고의 운전제어방법에 있어서, 제어부가 기본 압축기의 운전시간에 기초하여 상기 기본 압축기의 운전율을 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 기본 압축기의 운전율에 기초하여 적어도 하나의 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서 상기 보조 압축기가 복수 개인 경우, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 순차적으로 추가 구동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서 상기 보조 압축기가 복수 개인 경우, 상기 제어부가 추가 구동되는 압축기의 개수를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서 상기 기본 압축기의 운전율이 미리 설정된 기준상한 운전율 이상이고, 상기 기본 압축기의 회전속도가 미리 설정된 한계속도 이상이면, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서 상기 기본 압축기의 운전율이 미리 설정된 기준하한 운전율 이하이고, 상기 보조 압축기의 회전속도가 미리 설정된 초기속도 이하이면, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 제어부가 상기 기본 압축기의 운전율에 기초하여 상기 기본 압축기 및 상기 보조 압축기의 회전속도를 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 다수 개의 압축기 중에서 용량이 가장 큰 압축기가 상기 기본 압축기로 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 압축기의 운전율에 따라 압축기의 회전속도 및 구동되는 압축기의 개수를 증감시킴으로써 냉장고 내의 부하량 변화에 신속하게 대처할 수 있고, 압축기 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으므로 에너지 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법을 수행하기 위한 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법에서 운전율에 따라 압축기를 추가 구동시키는 동작을 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법에서 운전율에 따라 추가 구동된 압축기를 정지시키는 동작을 도시한 순서도이다.
도 5는 도 4의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 예시도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

본 발명에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법은 2개 이상의 압축기가 구비된 냉장고에 적용되는 것을 전제로 하며, 설명의 편의상 2개의 압축기가 구비되는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법을 수행하기 위한 장치의 블록구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법을 수행하기 위한 장치는 운전시간 적산부(10), 제1 압축기(21), 제2 압축기(22) 및 제어부(30)를 포함한다.

운전시간 적산부(10)는 제1,2 압축기(21,22)의 운전시간을 적산하여 제어부(30)에 제공한다.

이때, 운전시간 적산부(10)는 제1,2 압축기(21,22)의 운전시간 대신에 제1,2 압축기(21,22)의 구동횟수를 적산하여 제어부(30)에 제공할 수도 있다.

제1,2 압축기(21,22)는 팽창된 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축한다.

기체 상태로 압축된 냉매는 응축기(미도시)를 통과하면서 상온 고압의 액체 상태의 냉매로 변화되고, 응축기를 통과한 냉매는 모세관(미도시)을 통해 각 저장실에 설치된 증발기(미도시)로 공급된다.

이때, 제1 압축기(21)는 기본적으로 구동되는 기본 압축기일 수 있고, 제2 압축기(22)는 경우에 따라 추가적으로 구동되는 보조 압축기일 수 있으며, 제1,2 압축기(21,22) 중에 용량이 큰 압축기가 기본 압축기로 선택될 수 있다.

이러한 제1,2 압축기(21,22)는 내부에 회전속도의 가변이 가능한 3상 직류 모터(미도시)를 구비하며, 그 회전속도가 후술할 제어부(30)에 의해 제어된다.

제어부(30)는 운전시간 적산부(10)로부터 입력되는 제1 압축기(21)의 운전시간 또는 구동횟수에 기초하여 제1 압축기(21)의 운전율을 산출하고, 이에 기초하여 제1,2 압축기(21,22)의 운전을 제어한다.

구체적으로, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 운전율을 기준상한 운전율과 비교하여 제1 압축기(21)의 회전속도를 증가시킬 수 있고, 특히 제1 압축기(21)의 회전속도가 한계속도 이상이면, 제2 압축기(22)를 추가 구동시키거나 제2 압축기(22)의 회전속도를 증가시킬 수 있다.

반대로, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 운전율을 기준하한 운전율과 비교하여 제1 압축기(21)의 회전속도를 감소시킬 수 있고, 특히 제2 압축기(22)가 구동 중인 경우에는 제2 압축기(22)의 회전속도를 감소시키거나 제2 압축기(22)를 정지시킬 수 있다.

여기서, 운전율은 압축기의 단위시간당 운전시간 또는 단위시간당 구동횟수를 의미하며, 산출의 기준이 되는 단위시간은 시스템 사양 및 적용되는 제품에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

또한, 기준상한 운전율은 압축기의 회전속도를 증가시키거나 보조 압축기를 추가 구동시키기 위한 운전율을 의미하고, 기준하한 운전율은 압축기의 회전속도를 감소시키거나 보조 압축기의 구동을 정지시키기 위한 운전율을 의미하며, 설계자의 의도 및 적용되는 제품에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법에서 운전율에 따라 압축기를 추가 구동시키는 동작을 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 예시도이다.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 제1 압축기(21)의 운전율이 증가하는 경우에 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)를 제어하는 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 제어부(30)는 운전시간 적산부(10)로부터 입력되는 제1 압축기(21)의 운전시간에 기초하여 제1 압축기(21)의 운전율을 산출한다(S100).

이때, 전술한 바와 같이 제어부(30)는 운전시간 적산부(10)로부터 입력되는 제1 압축기(21)의 구동횟수에 기초하여 제1 압축기(21)의 운전율을 산출할 수도 있다.

이후, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 운전율을 기준상한 운전율과 비교하여 제1 압축기(21)의 운전율이 기준상한 운전율 이상인지 판단한다(S110).

이때, 제1 압축기(21)의 운전율이 기준상한 운전율 미만이면, 적절한 냉동능력이 제공되고 있는 것이므로, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도를 동일하게 유지시키면서 단계 S100으로 회귀하여 제1 압축기(21)의 운전율을 단위시간 간격으로 반복적으로 산출한다.

반면, 제1 압축기(21)의 운전율이 기준상한 운전율 이상인 경우, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도가 미리 설정된 한계속도인지 여부를 확인한다(S120).

여기서, 한계속도는 압축기에 구비된 3상 직류 모터가 안정적으로 회전할 수 있는 최고 회전속도를 의미하며, 압축기에 구비되는 3상 직류 모터의 사양에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

만약, 제1 압축기(21)의 회전속도가 한계속도 미만이면, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도를 증가시킨다(S130).

이때, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도를 미리 설정된 기준속도만큼 증가시킬 수 있다.

예를 들어, 한계속도가 3000[RPM]으로 설정된 경우에 제1 압축기(21)의 운전율이 기준상한 운전율 이상이고, 제1 압축기(21)의 회전속도가 2000[RPM]이면, 제어부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 압축기(21)의 회전속도를 3000[RPM]으로 증가시킬 수 있다.

한편, 제1 압축기(21)의 회전속도가 한계속도이면, 보조 압축기를 이용하여 냉동능력을 증가시켜야 하므로, 제어부(30)는 제2 압축기(22)가 구동 중인지 여부를 확인한다(S140).

이때, 제어부(30)는 제2 압축기(22)가 정지 중이면 제2 압축기(22)를 미리 설정된 초기속도로 구동시키고(S150), 제2 압축기(22)가 구동 중이면 제2 압축기(22)의 회전속도를 증가시킨다(S160).

예를 들어, 한계속도가 3000[RPM]으로 설정된 경우에 제1 압축기(21)의 운전율이 기준상한 운전율 이상이고, 제1 압축기(21)의 회전속도가 3000[RPM]이면, 제어부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 압축기(22)를 초기속도인 1000[RPM]의 회전속도로 추가 구동시키거나, 제2 압축기(22)가 1000[RPM]으로 구동 중이었다면 제2 압축기(22)의 회전속도를 2000[RPM]으로 증가시킬 수 있다.

즉, 제어부(30)는 냉장고 내의 부하량이 증가하여 제1 압축기(21)를 한계속도로 회전시키는 것보다 높은 냉동능력이 요구되는 경우, 제2 압축기(22)를 추가적으로 제어하여 냉장고 내의 부하량 변화에 신속하게 대처할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법에서 운전율에 따라 추가 구동된 압축기를 정지시키는 동작을 도시한 순서도이고, 도 5는 도 4의 동작을 시간의 흐름에 따라 도시한 예시도이다.

이하, 도 4와 도 5를 참조하여 제1 압축기(21)의 운전율이 감소하는 경우에 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)를 제어하는 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 제어부(30)는 운전시간 적산부(10)로부터 입력되는 제1 압축기(21)의 운전시간에 기초하여 제1 압축기(21)의 운전율을 산출한다(S200).

이후, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 운전율을 기준하한 운전율과 비교하여 제1 압축기(21)의 운전율이 기준하한 운전율 이하인지 판단한다(S210).

이때, 제1 압축기(21)의 운전율이 기준하한 운전율을 초과하면, 적절한 냉동능력이 제공되고 있는 것이므로, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도를 동일하게 유지시키면서 단계 S200으로 회귀하여 제1 압축기(21)의 운전율을 단위시간 간격으로 반복적으로 산출한다.

만약, 제1 압축기(21)의 운전율이 기준하한 운전율 이하인 경우, 제어부(30)는 제2 압축기(22)가 구동 중인지 여부를 확인한다(S220).

이때, 제2 압축기(22)가 정지 중이면, 제어부(30)는 제1 압축기(30)의 회전속도를 감소시킨다(S230).

이때, 제어부(30)는 제1 압축기(21)의 회전속도를 미리 설정된 기준속도만큼 감소시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 압축기(21)의 운전율이 기준하한 운전율 이하이고, 제1 압축기(21)의 회전속도가 2000[RPM]이면, 제어부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 압축기(21)의 회전속도를 1000[RPM]으로 감소시킬 수 있다.

한편, 제2 압축기(22)가 구동 중인 경우, 보조 압축기를 먼저 제어하여 냉동능력을 감소시켜야 하므로, 제어부(30)는 제2 압축기(22)의 회전속도가 미리 설정된 초기속도인지 여부를 확인한다(S240).

이때, 제어부(30)는 제2 압축기(22)의 회전속도가 초기속도 이상이면 제2 압축기(22)의 회전속도를 감소시키고(S250), 제2 압축기(22)의 회전속도가 초기속도이면, 제2 압축기(22)의 구동을 정지시킨다(S260).

예를 들어, 제1 압축기 (21)의 운전율이 기준하한 운전율 이하이고, 제2 압축기가 2000[RPM]으로 구동 중인 경우 제어부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 제2 압축기(22)의 회전속도를 1000[RPM]으로 감소시키거나, 제2 압축기(22)가 초기속도인 1000[RPM]으로 구동 중이었다면 제2 압축기(22)를 정지시킬 수 있다.

즉, 제어부(30)는 냉장고 내의 부하량이 감소하여 냉동능력을 감소시켜야 하는 경우에 제2 압축기(21)를 먼저 정지시킴으로써 압축기 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 명세서에서는 설명의 편의상 제1 압축기(21)의 운전율이 증가하는 경우와 감소하는 경우를 나누어 설명하였으나, 이 두가지 경우를 조합하여 제1 압축기(21)의 운전율의 증감에 따라 제1 압축기(21)의 회전속도를 증감시키거나 제2 압축기(22)의 구동을 제어하도록 구현할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 제1 압축기(21)의 운전율에 따라 제1 압축기(21) 또는 제2 압축기(22)를 제어하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 제2 압축기(22)의 운전율에 따라 제2 압축기(22)를 제어하는 것도 가능하며, 제1 압축기(21)와 제2 압축기(22)의 운전율을 조합하여 제1 압축기(21) 또는 제2 압축기(22)를 제어하는 것도 가능할 것이다.

마지막으로, 본 실시예에서는 냉장고에 2개의 압축기가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 냉장고에 구비되는 압축기의 수는 이에 한정되지 아니하며 3개 이상의 압축기가 구비되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

즉, 본 발명은 2개 이상의 보조 압축기가 구비되는 경우에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

이때, 제어부(30)는 2개 이상의 보조 압축기를 순차적으로 추가 구동시킬 수 있다. 즉, 제어부(30)가 추가 구동되는 보조 압축기의 회전속도가 한계속도에 도달한 후에 또 다른 보조 압축기를 추가 구동시키도록 제어할 수 있다.

하지만, 제어부(30)는 기본 압축기의 운전율에 따라 추가 구동시킬 압축기의 개수를 조절할 수도 있다. 즉, 제어부(30)가 기본 압축기의 운전율에 따라 구동되는 보조 압축기의 개수를 2개, 3개, … 로 조절할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 운전제어방법에 따르면, 압축기의 운전율에 따라 압축기의 회전속도 및 구동되는 압축기의 개수를 증감시킴으로써 냉장고 내의 부하량 변화에 신속하게 대처할 수 있고, 압축기 구동에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있으므로 에너지 효율을 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10 : 운전시간 적산부
21 : 제1 압축기
22 : 제2 압축기
30 : 제어부

Claims

다수 개의 압축기가 구비된 냉장고의 압축기 운전제어방법에 있어서,
제어부가 기본 압축기의 운전시간에 기초하여 상기 기본 압축기의 운전율을 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 기본 압축기의 운전율에 기초하여 적어도 하나의 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계를 포함하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서
상기 보조 압축기가 복수 개인 경우, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 순차적으로 추가 구동시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서
상기 보조 압축기가 복수 개인 경우, 상기 제어부가 추가 구동되는 압축기의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서
상기 기본 압축기의 운전율이 미리 설정된 기준상한 운전율 이상이고, 상기 기본 압축기의 회전속도가 미리 설정된 한계속도 이상이면, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 구동시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 4항에 있어서, 상기 보조 압축기를 추가로 구동시키는 단계에서
상기 기본 압축기의 운전율이 미리 설정된 기준하한 운전율 이하이고, 상기 보조 압축기의 회전속도가 미리 설정된 초기속도 이하이면, 상기 제어부가 상기 보조 압축기를 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제어부가 상기 기본 압축기의 운전율에 기초하여 상기 기본 압축기 및 상기 보조 압축기의 회전속도를 증가 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.
제 1항에 있어서,
상기 다수 개의 압축기 중에서 용량이 가장 큰 압축기가 상기 기본 압축기로 선택되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 운전제어방법.