KR20140000368A - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것이다. 본 발명은 냉매를 압축하는 압축부; 압축된 냉매가 통과하는 응축부; 냉매가 통과하면서 열교환이 이루어지는 제1열교환부와 제2열교환부;를 포함하고, 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 제상 모드가 수행되면, 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 상기 압축부에서 압축된 냉매가 공급되고, 그 냉매는 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 다른 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.
본 발명에 따르면 증발기를 제상하는 동안에 소비되는 냉장고 전력을 줄일 수 있다.

Description

냉장고{Refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기의 제상 시에 냉장고의 소비전력을 절감할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 음식물 등을 냉동시키거나 냉장보관하기 위해 사용하는 것으로, 냉장고는 냉동실과 냉장실로 분리된 수납공간을 구성하는 케이스와, 압축기, 응축기, 증발기, 모세관 등과 같이 냉동 사이클을 이루어 냉동실과 냉장실의 온도를 낮추기 위한 기기들을 포함하여 구성되어 있다.
상기 케이스의 일측에는 상기 냉동실과 냉장실을 개폐하는 도어가 장착되어 있다.
이와 같은 구성의 냉장고에서는 압축기가 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압으로 압축시키고, 압축된 고온고압의 기체상태 냉매가 응축기를 지나면서 냉각 응축되어 고압의 액체상태로 되며, 고압의 액체상태로 된 냉매가 모세관을 통과하면서 그 온도와 압력이 낮아지고 계속해서 증발기에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 그 주위의 공기를 냉각시키게 되는 냉동사이클에 의해 냉각작용이 수행된다.
종래 기술에 따른 냉장고는 증발기에 이슬이 맺히는 결로현상이 발생되면 증발기에 인접하게 설치된 히터를 구동시켜 열을 발생시켜서 제상(defrost)을 수행한다.
그러나 이러한 히터를 이용한 제상은 히터에서 발생되는 전력 소모로 인해서 냉장고 소비 전력이 증가한다는 문제가 있다. 또한 히터가 과도하게 구동되어 히터에서 발생된 열이 냉장실 또는 냉동실 내부로 유입되는 경우에는 다시 압축기를 구동해서 냉동 사이클을 구현해야 하기 때문에 추가적인 에너지 소모가 발생하게 된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 증발기에 제상을 위한 히터를 구비하지 않는 냉장고를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 제상을 수행하는 경우에 냉장고의 소비 전력을 줄일 수 있는 냉장고를 제공하는 것이다. 특히 본 발명은 제상을 수행하면서 소모하는 에너지를 이용해서 냉동 사이클을 구현하는 냉장고를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉매를 압축하는 압축부; 압축된 냉매가 통과하는 응축부; 냉매가 통과하면서 열교환이 이루어지는 제1열교환부와 제2열교환부;를 포함하고, 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 제상 모드가 수행되면, 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 상기 압축부에서 압축된 냉매가 공급되고, 그 냉매는 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 다른 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.
이때 상기 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되면, 냉매에 의해서 상기 제1열교환부에는 열기가 공급되고, 상기 제2열교환기에는 냉기가 공급되는 것이 가능하다.
이때 상기 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되면, 냉매에 의해서 상기 제2열교환부에는 열기가 공급되고, 상기 제1열교환부에는 냉기가 공급되는 것이 가능하다.
한편 제상 모드가 수행되면 냉매가 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부의 사이에서 팽창 밸브를 통과할 수 있다.
특히 제상 모드가 수행되면 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부 중 어느 하나가 상대적으로 온도가 높은 고온부가 되고, 다른 하나가 상대적으로 온도가 낮은 저온부가 될 수 있다.
또한 제상 모드가 수행되면, 상기 응축부를 통과하지 않은 냉매가 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나를 통과하는 것이 가능하다.
상기 제1열교환부에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부를 통과한 냉매가 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제1열교환부에 인입될 수 있다.
상기 제2열교환부에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부를 통과한 냉매가 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제2열교환부에 인입될 수 있다.
특히 냉기 공급 모드에서는 냉매가 상기 응축부를 통과한 후에 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 선택적으로 인입되는 것이 가능하다.
한편 상기 제1열교환부는 냉장실에 냉기를 공급하도록 마련되고, 상기 제2열교환부는 냉동실에 냉기를 공급하도록 마련될 수 있다.
상기 압축부는 냉기 공급 모드에서 상기 제1열교환부에 냉매를 공급하는 제1압축부와 상기 제2열교환부에 냉매를 공급하는 제2압축부를 포함하는 것이 가능하다.
상기 제1열교환부에 대한 제상 모드에서 상기 제2압축부는 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부의 순서로 냉매를 공급할 수 있고, 상기 제2열교환부에 대한 제상 모드에서 상기 제1압축부는 상기 제2열교환부와 상기 제1열교환부의 순서로 냉매를 공급할 수 있다.
반면 상기 제2열교환부에는 상변화 물질이 수용된 축냉부가 마련될 수 있고, 상기 축냉부는 냉동실 또는 냉장실의 냉기를 보충하기 위한 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 증발기를 제상하는 동안에 소비되는 냉장고 전력을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 제상을 수행하는 데에 소모한 에너지를 이용해서 냉동 사이클을 구현하기 때문에, 냉장고의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 냉장실 및 냉동실 중 어느 하나에 제상을 수행하면서, 냉장실 및 냉동실 중 다른 하나에 냉기를 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 냉기 공급 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 1에서 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에서 냉기 공급 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4에서 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4에서 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에서 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 냉기 공급 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참조해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 냉매를 압축하는 압축부(10), 압축된 냉매가 통과하는 응축부(20), 냉매가 통과하면서 열교환이 이루어지는 제1열교환부(24)와 제2열교환부(28)를 포함한다.
한편 각각의 밸브와 상기 응축부(20), 상기 압축부(10), 상기 제1열교환부(24) 및 상기 제2열교환부(28)는 냉매가 이동할 수 있도록 복수 개의 관에 의해서 서로 연결되어 있다.
이때 상기 압축부(10)는 냉기 공급 모드에서 상기 제1열교환부(24)에 냉매를 공급하는 제1압축부(12)와 상기 제2열교환부(28)에 냉매를 공급하는 제2압축부(14)를 포함할 수 있다.
냉기 공급 모드라 함은 상기 제1열교환부(24) 또는 상기 제2열교환부(28)를 통해서 냉장고 고내에 냉기가 공급되도록 하는 냉장고의 정상적인 운전 상태를 의미한다. 상기 제1열교환부(24)에 대한 냉기 공급 모드는 상기 제1열교환부(24)를 통해서 고내로 냉기가 공급되는 상태이고, 상기 제2열교환부(28)에 대한 냉기 공급 모드는 상기 제2열교환부(28)를 통해서 고내로 냉기가 공급되는 상태이다.
상기 제1열교환부(24)는 냉장실에 냉기를 공급하도록 마련되고, 상기 제2열교환부(28)는 냉동실에 냉기를 공급하도록 마련될 수 있다. 즉 상기 제1열교환부(24)에서 공급되는 냉기에 의해서 냉장실이 냉각될 수 있고, 상기 제2열교환부(28)에서 공급되는 냉기에 의해서 냉동실이 냉각될 수 있다. 상기 제1열교환부(24)는 냉장실용 증발기에 대응되는 구성요소이고, 상기 제2열교환부(28)는 냉동실용 증발기에 대응되는 구성요소인 것이 가능하다. 이 경우 상기 제1압축부(12)는 상기 제1열교환부(24)인 냉장실용 증발기에 냉기를 공급하는 경우에 구동되고, 상기 제2압축부(14)는 상기 제2열교환부(28)인 냉동실용 증발기에 냉기를 공급하는 경우에 구동될 수 있다.
우선 냉장실에 냉기가 공급되는 냉기 공급 모드가 구현되는 방식에 대해 설명한다. 상기 제1압축부(12)에 의해서 냉매가 압축되면 제1삼방향 밸브(30)에 의해서 냉매는 상기 응축부(20)로 안내된다. 상기 응축부(20) 내에서는 냉매의 열교환이 이루어진다. 냉매는 뒤이어서 상기 제2삼방향 밸브(32)에 의해서 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과하고, 이어서 상기 제1열교환부(24)로 안내될 수 있다. 즉 상기 제1열교환부(24)에서 열교환이 이루어지기 때문에 상기 제1열교환부(24)를 통해서 냉기를 냉장실로 공급할 수 있다. 상기 제1열교환부(24)를 통과한 냉매는 상기 제1압축부(12)로 안내되어 냉동 사이클이 구현될 수 있다.
냉장실에 냉기가 공급되는 냉기 공급 모드는 제1열교환부(24)에 대한 냉기 공급 모드와 동일한 개념인 것이 가능하다. 제1열교환부(24)에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부(20)를 통과한 냉매가 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과한 후에 상기 제1열교환부(24)로 인입된다.
다음으로 냉동실에 냉기가 공급되는 냉기 공급 모드가 구현되는 방식에 대해 설명한다. 상기 제2압축부(14)에 의해서 냉매가 압축되면 압축된 냉매는 상기 제1압축부(12)를 별도의 변화없이 통과할 수 있다. 물론 상기 제2압축부(14)를 통해서 압축된 냉매는 상기 제1압축부(12)에서 추가적으로 압축이 수행될 수 있다. 이 경우에 냉매는 상기 제2압축부(14)와 상기 제1압축부(12)를 통해서 순차적으로 압축이 이루어지기 때문에, 상기 제2압축부(14)에서 수행되는 부하가 줄어들 수 있다. 또한 냉매가 상기 제2압축부(14)와 상기 제1압축부(12)에 의해서 압축이 되기 때문에 압축 성능이 보다 향상될 수 있다.
상기 제1삼방향 밸브(30)에 의해서 냉매는 상기 응축부(20)를 통과한다. 그리고 상기 제2삼방향 밸브(32)에 의해서 냉매는 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)로 안내되고, 상기 제2열교환부(28)로 전달될 수 있다. 상기 제2열교환부(28)에서는 열교환이 이루어지기 때문에 최종적으로 냉동실에 냉기가 공급될 수 있다. 상기 제2열교환부(28)를 통과한 냉매는 다시 상기 제2압축부(14)로 안내되어서 냉동 사이클이 구현될 수 있다.
냉동실에 냉기가 공급되는 냉기 공급 모드는 제2열교환부(28)에 대한 냉기 공급 모드와 동일한 개념인 것이 가능하다. 제2열교환부(28)에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부(20)를 통과한 냉매가 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 통과한 후에 상기 제2열교환부(28)로 인입된다.
즉 도 1에 따른 실시예에서는 상기 제2삼방향 밸브(32)에 의해서 냉매의 유로가 안내될 수 있기 때문에, 상기 제2삼방향 밸브(32)에 의해서 냉동실 또는 냉장실로 냉기가 공급될 수 있다. 냉기 공급 모드에서는 상기 압축부(10)를 통과한 냉매가 상기 응축부(20)를 통과한 후에 상기 제1열교환부(24) 및 상기 제2열교환부(28) 중 어느 하나에 선택적으로 인입될 수 있다.
도 2는 도 1에서 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 2를 참조해서 설명한다.
상기 제2열교환부(28)에 결로가 발생된 경우에는 상기 제2열교환부(28)에 제상(defrost)이 수행될 필요가 있다.
따라서 상기 제1압축부(12)를 구동해서 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 상기 제1삼방향 밸브(30)를 통해서 상기 제2열교환부(28)로 안내된다. 이때 상기 제1삼방향 밸브(30)에서 상기 제2열교환부(28)로 냉매가 이동할 수 있도록 관으로 연결된다.
상기 제1삼방향 밸브(30)를 통과한 후 상기 제2열교환부(28)로 안내되는 냉매는 상기 제2열교환부(28)를 통과하기 전에 팽창 밸브를 거치지 않았기 때문에 상대적으로 고온인 상태이다. 상기 제1압축부(12)에서 압축된 냉매는 부피가 감소되기 때문에 온도가 상승된다. 따라서 상기 제2열교환부(28)에 열기가 공급되어서, 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 고온으로 가열될 수 있다. 즉 상기 제2열교환부(28)에 밀착되어 있는 얼음 등은 녹아서 제상이 이루어질 수 있다.
한편 상기 제2열교환부(28)를 통과한 냉매는 체크 밸브(36)를 거치고 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 냉매는 상기 제1열교환부(24)를 통과하기 전에 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과한다. 따라서 냉매는 상기 제1열교환부(24)에서 냉기를 공급할 수 있도록 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)에서 변환된다. 냉매는 상기 제1열교환부(24)를 통과하면서 상기 제1열교환부(24)에 연결된 냉장실을 냉각할 수 있다.
즉 본 발명에서는 제2열교환부(28)에 대한 제상을 수행하기 위해서 상기 제1압축부(12)를 구동해서 냉매를 압축한다. 그러나 이때 압축된 냉매를 이용해서 상기 제1열교환부(24)에 냉기를 공급하기 때문에, 상기 제1열교환부(24)에 연통된 공간은 냉각이 수행될 수 있다. 다시 말해서 본 발명은 상기 제2열교환부(28)에 대한 제상을 수행하기 위한 에너지를 상기 제1열교환부(24)에 대한 냉동 사이클을 구현하기 위해 사용하기 때문에 에너지 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에서는 제상을 위해서 사용하는 에너지를 제상을 위해서만 사용하는 것이 아니라, 다른 부분에 냉기를 공급하기 위해 사용할 수 있다.
또한 상기 제2열교환부(28)에 제상을 수행하는 동안, 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 온도가 낮은 저온부를 이루는 반면에, 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 온도가 높은 고온부를 이루게 된다.
도 3은 도 1에서 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 3을 참조해서 설명한다.
상기 제1열교환부(24)에 결로가 발생된 경우에는 상기 제1열교환부(24)에 제상이 수행될 필요가 있다.
따라서 상기 제2압축부(14)를 구동해서 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 상기 상기 제1압축부(12)를 통과하지 않고, 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 상기 제1압축부(12)는 구동되지 않기 때문에, 상기 제2압축부(14)에서 압축된 냉매는 상기 제1압축부(12)를 통과하지 못하고, 상기 제1열교환부(24)로 이동될 수 있다.
상기 제1열교환부(24)로 안내되는 냉매는 상기 제1열교환부(24)를 통과하기 전에 팽창 밸브를 거치지 않았기 때문에 상대적으로 고온인 상태이다. 상기 제2압축부(14)에서 압축된 냉매는 부피가 감소되기 때문에 온도가 상승된다. 따라서 상기 제1열교환부(24)에 열기가 공급되어서, 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 고온으로 가열될 수 있다. 즉 상기 제1열교환부(24)에 밀착되어 있는 얼음 등은 녹아서 제상이 이루어질 수 있다.
한편 상기 제1열교환부(24)를 통과한 냉매는 상기 제2열교환부(28)로 안내된다. 이때 냉매는 상기 제1열교환부(24)와 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 연결하는 관에 설치된 제1이방 밸브(34)를 통과한다. 상기 제1이방 밸브(34)는 냉매가 통과할 수 있도록 유로를 개방한다. 냉매는 상기 제2열교환부(28)를 통과하기 전에 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 통과한다. 따라서 냉매는 상기 제2열교환부(28)에서 냉기를 공급할 수 있도록 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)에서 변환된다. 냉매는 상기 제2열교환부(28)를 통과하면서 상기 제2열교환부(28)에 연결된 냉동실을 냉각할 수 있다.
즉 본 발명에서는 제1열교환부(24)에 대한 제상을 수행하기 위해서 상기 제2압축부(14)를 구동해서 냉매를 압축한다. 그러나 이때 압축된 냉매를 이용해서 상기 제2열교환부(28)에 냉기를 공급하기 때문에, 상기 제2열교환부(28)에 연통된 공간은 냉각이 수행될 수 있다. 다시 말해서 본 발명은 상기 제1열교환부(24)에 대한 제상을 수행하기 위한 에너지를 상기 제2열교환부(28)에 대한 냉동 사이클을 구현하기 위해 사용하기 때문에 에너지 효율이 향상될 수 있다.
본 발명에서는 제상을 위해서 사용하는 에너지를 제상을 위해서만 사용하는 것이 아니라, 다른 부분에 냉기를 공급하기 위해 사용할 수 있다.
또한 상기 제1열교환부(24)에 제상을 수행하는 동안, 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 온도가 낮은 저온부를 이루는 반면에, 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 온도가 높은 고온부를 이루게 된다.
본 발명에서 제상 모드가 수행되면 냉매가 상기 제1열교환부(24)와 상기 제2열교환부(28)의 사이에서 팽창 밸브를 통과하기 때문에, 해당되는 팽창 밸브를 통과한 후에 냉매가 인입되는 상기 제1열교환부(24) 또는 상기 제2열교환부(28)에서는 냉기가 공급될 수 있다.
한편 본 발명에서는 제상 모드가 수행되면, 상기 응축부(20)를 통과하지 않은 냉매가 상기 제1열교환부(24) 및 상기 제2열교환부(28) 중 어느 하나를 통과하기 때문에, 상기 제1열교환부(24) 또는 상기 제2열교환부(28)에서 제상이 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에서 냉기 공급 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 4를 참조해서 설명한다.
도 4에 따른 본 발명의 다른 실시예는 도 1에 따른 본 발명의 일 실시예와 달리 압축부가 하나로 이루어진다는 점에 가장 큰 차이가 있다. 상기 압축부가 하나이기 때문에, 냉매가 이동하는 유로를 변환하기 위해서 도 1에 따른 일 실시예와 다른 방식으로 복수 개의 밸브들이 마련된다. 본 발명의 다른 실시예에서도 일 실시예와 마찬가지로 각각의 밸브들과 각각의 구성요소들에는 냉매가 이동할 수 있는 관으로 서로 연결된다.
아래 설명에서 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일하게 구현 가능한 기술 내용에 대해서는 설명의 편의상 생략한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서 서술된 내용은 본 발명의 다른 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있다.
우선 상기 제1열교환부(24)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 모드에 대해서 설명한다. 상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매는 사방향 전환 밸브(40)를 통해서 상기 응축부(20)로 안내된다. 그리고 제3삼방향 밸브(42)를 통해서 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 냉매가 상기 제1열교환부(24)로 이동되기 전에 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과한다. 따라서 상기 제1열교환부(24)를 통해서 고내로 냉기가 공급될 수 있다.
상기 제1열교환부(24)를 통과한 냉매는 제2이방 밸브(44)를 거쳐서 상기 압축부(10)로 안내된다. 이때 상기 제2이방 밸브(44)는 상기 제1열교환부(24)와 상기 압축부(10)가 연결된 관의 유로를 개방한다. 반면 상기 압축부(10)와 상기 제2열교환부(28)를 연결하는 제3이방 밸브(48)는 관의 유로를 폐쇄한다. 따라서 냉매는 상기 제3이방 밸브(48)가 설치된 관으로 안내되지 못하고, 최종적으로 상기 압축부(10)로 안내되어서 냉동 사이클이 구현된다.
한편 상기 제2열교환부(28)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 모드에 대해서 설명한다. 상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매는 상기 사방향 전환 밸브(40)를 통해서 상기 응축부(20)로 안내된다. 그리고 상기 제3삼방향 밸브(42)를 통해서 상기 제2열교환부(28)로 안내된다. 냉매는 상기 제2열교환부(28)를 통과하기 전에 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 통과한다. 따라서 상기 제2열교환부(28)를 통해서 고내로 냉기가 공급될 수 있다.
상기 제2열교환부(28)를 통과한 냉매는 상기 제3이방 밸브(48)를 거쳐서 상기 압축부(10)로 안내된다. 이때 상기 제3이방 밸브(48)는 상기 제2열교환부(28)와 상기 압축부(10)를 연결하는 관의 유로를 개방한다. 반면 상기 압축부(10)와 상기 제1열교환부(24)를 연결하는 제2이방 밸브(44)는 관의 유로를 폐쇄한다. 따라서 냉매는 상기 제2이방 밸브(44)가 설치된 관으로 안내되지 못하고, 최종적으로 상기 압축부(10)로 안내되어서 냉동 사이클이 구현된다.
한편 상기 제1열교환부(24) 또는 상기 제2열교환부(28)로 냉기를 공급하는 냉기 공급 모드에서는 상기 제1열교환부(24)와 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 연결하는 관에 설치된 제4이방 밸브(46)는 관의 유로를 폐쇄하도록 마련된다.
도 5는 도 4에서 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 5를 참조해서 설명한다.
상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매는 상기 사방향 전환 밸브(40)를 통과한 후에 상기 제2열교환부(28)로 안내된다. 이때 냉매는 상기 제2열교환부(28)로 안내되기 이전에 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)와 상기 응축부(20)를 통과하지 않는다. 상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매가 이동하기 때문에, 상기 제2열교환부(28)는 열기를 전달받아서 상대적으로 고온으로 가열될 수 있다.
냉매는 상기 체크 밸브(49)가 설치된 관으로 안내된다. 이때 상기 제2열교환부(28)와 상기 압축부(10)를 연결하는 관에 설치된 상기 제3이방 밸브(48)는 유로를 폐쇄하기 때문에, 냉매가 상기 제3이방 밸브(48)가 설치된 관으로 안내되지는 않는다.
냉매는 상기 체크 밸브(49)가 설치된 관을 지난 후에 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 거쳐서, 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 이때 냉매는 차가운 냉기를 방출하기 때문에 상기 제1열교환부(24)에서는 냉기를 공급할 수 있다. 상기 제2이방 밸브(44)는 유로를 개방하기 때문에, 냉매는 상기 제2이방 밸브(44)를 통과한 후에 상기 압축부(10)로 안내된다. 반면 상기 제3이방 밸브(48)는 유로를 폐쇄하도록 조작되기 때문에 냉매는 상기 제3이방 밸브(48)로 안내되지 못하고, 상기 압축부(10)로 유도된다. 마찬가지로, 상기 제1열교환부(24)와 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 연결하는 관에 설치된 제4이방 밸브(46)는 유로를 폐쇄해서, 냉매가 해당 관으로 이동되는 것을 방지한다.
상기 제2열교환부에 대한 제상 모드에서도 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 온도가 높기 때문에 고온부에 해당하는 반면에, 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 온도가 낮기 때문에 저온부에 해당된다. 따라서 상기 제2열교환부(28)에 착상된 얼음 등은 제거될 수 있다.
상기 제2열교환부(28)에 대한 제상을 수행하기 위해서 상기 압축부(10)를 구동하는데, 상기 압축부(10)에 의해서 압축한 냉매를 이용해서 상기 제1열교환부(24)에는 냉기를 공급할 수 있다. 따라서 에너지 효율이 향상될 수 있다.
도 6은 도 4에서 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다.
상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매는 상기 사방향 전환 밸브(40)에 의해서 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 냉매가 상기 제1열교환부(24)로 안내되기 전에 냉매는 상기 응축부(20) 또는 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과하지 않는다.
상기 제1열교환부(24)와 상기 압축부(10)를 연결하는 관에 설치된 상기 제2이방 밸브(44)는 유로를 폐쇄한다. 반면에 상기 제1열교환부(24)와 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 연결하는 제4이방 밸브(46)는 유로를 개방한다. 따라서 냉매는 상기 제2이방 밸브(44)를 통과하지 못하고, 상기 제4이방 밸브(46)를 통과하도록 안내된다.
냉매는 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 통과한 후에 상기 제2열교환부(28)로 안내된다. 한편 상기 압축부(10)와 상기 제2열교환부(28)를 연결하는 제3이방 밸브(48)는 유로를 개방한다. 상기 제2열교환부(28)를 통과한 냉매는 상기 제3이방 밸브(48)가 설치된 관을 통해서 상기 압축부(10)로 안내된다.
상기 제1열교환부에 대한 제상 모드에서도 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 온도가 높기 때문에 고온부에 해당하는 반면에, 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 온도가 낮기 때문에 저온부에 해당된다. 따라서 상기 제1열교환부(24)에 착상된 얼음 등은 제거될 수 있다.
상기 제1열교환부(24)에 대한 제상을 수행하기 위해서 상기 압축부(10)를 구동하는데, 상기 압축부(10)에 의해서 압축한 냉매를 이용해서 상기 제2열교환부(28)에는 냉기를 공급할 수 있다. 따라서 에너지 효율이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에서 제상 모드가 수행되는 상태를 도시한 도면이다. 이하 도 7을 참조해서 설명한다.
도 7에 따른 본 발명의 또 다른 실시예에서는 도 1에 따른 본 발명의 일 실시예와 달리 상기 제2열교환부(28)에 축냉부(60)가 마련된다. 이때 상기 축냉부(60)는 축냉이 이루어질 수 있도록, 그 내부에 상변화 물질(PCM)이 수용될 수 있다.
상변화 물질(PCM: Phase Change Material)이란, 일정온도에서 물질의 상태가 액체에서 기체, 액체에서 고체 또는 기체에서 고체 등으로 변화하는 물질을 의미한다. 녹는점 또는 끓는 점에서는 온도의 변화는 없지만 물질의 상태가 변화하기 위해서 많은 에너지가 소모 또는 방출되기 때문에 상기 상변화물질은 특정온도 범위에서 에너지를 저장하기 위해 이용될 수 있다.
우선 상기 제1열교환부(24)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 모드에 대해서 설명한다. 상기 압축부(10)가 구동되어 냉매를 압축하고, 압축된 냉매는 상기 제4삼방향 밸브(50)를 통해서 상기 응축부(20)로 안내된다. 이어서 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과한 후에 상기 제1열교환부(24)로 안내되어, 냉기를 공급한다. 한편 상기 제5삼방향 밸브를 통해서 냉매는 상기 압축부(10)로 안내되어 냉동 사이클을 구현한다.
다음으로 상기 제2열교환부(28)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 모드에 대해서 설명한다. 상기 압축부(10)가 구동되어 냉매를 압축하고, 압축된 냉매는 상기 제4삼방향 밸브(50)를 통해서 상기 응축부(20)로 안내된다. 이어서 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과한 후에 상기 제1열교환부(24)로 안내되어, 냉기를 공급한다. 이어서 냉매는 상기 제5삼방향 밸브(52)를 통과한 후에 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)로 안내된다. 냉매는 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)를 거친 후에 상기 제2열교환부(28)로 이동된다. 따라서 냉매는 상기 제2열교환부(28)에도 냉기를 공급한다.
이때 상기 제2열교환부(28)는 상기 축냉부(60)에 접촉되기 때문에 상기 축냉부(60)에 냉기를 축적할 수 있다.
한편 상기 축냉부(60)는 냉동실 또는 냉장실에 구비될 수 있다.
예를 들어 상기 축냉부(60)를 냉장실에 구비하는 경우에는 상기 제2열교환부(28)는 냉장실에 설치되어 냉장실에 냉기를 공급할 수 있다. 이 경우에 상기 제1열교환부(24)는 상기 제2열교환부(28)와 달리 냉동실에 설치되어 냉동실에 냉기를 공급할 수 있다. 상기 축냉부(60)는 냉장실에 설치되기 때문에, 상기 압축부(10)에 의한 냉동 사이클이 구동되지 않는 경우에는 상기 축냉부(60)에 축적된 냉기가 냉장실에 공급될 수 있다.
반면에 상기 축냉부(60)가 냉동실에 구비될 수 있다. 이 경우에는 상기 제2열교환부(28)는 상기 축냉부(60)에 냉기를 축적하기 위해서 냉기를 공급하는 것이 가능하다. 물론 이때 상기 제2열교환부(28)에서 공급되는 냉기에 의해서 냉동실을 냉각하는 것도 가능하다. 이 경우 상기 제1열교환부(24)는 냉장실에 설치되어 냉장실에 냉기를 공급하는 것도 가능하고, 냉동실에 설치되어 냉동실에 냉기를 공급하는 것도 가능하다.
상기 축냉부(60)는 냉동실에 설치되기 때문에, 상기 압축부(10)에 의한 냉동 사이클이 구동되지 않는 경우에는 상기 축냉부(60)에 축적된 냉기가 냉동실에 공급될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 제1열교환부(24)에 대한 제상 모드의 작동에 대해서 이하 설명한다.
상기 압축부(10)에 의해서 압축된 냉매는 상기 제4삼방향 밸브(50)를 통해서 상기 제1열교환부(24)로 안내된다. 이때 상기 제1열교환부(24)로 안내되는 냉매는 상기 응축부(20)와 상기 제1열교환부용 팽창 밸브(22)를 통과하지 않는다. 따라서 상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 고온을 이루는 고온부를 형성할 수 있다.
상기 제1열교환부(24)는 상대적으로 고온으로 가열되기 때문에, 착상된 얼음 등이 녹아서 제거될 수 있다. 따라서 상기 제1열교환부(24)에 대한 제상이 이루어질 수 있다.
상기 제1열교환부(24)를 통과한 냉매는 상기 제5삼방향 밸브(52)를 통해서 상기 제2열교환부용 팽창 밸브(26)로 안내된다. 이어서 냉매는 상기 제2열교환부(28)로 안내되어, 상기 제2열교환부(28)에 냉기를 공급할 수 있다. 이때 냉매가 상기 제2열교환부(28)에 냉기를 공급하기 때문에, 상기 제2열교환부(28)는 상대적으로 저온을 이루는 저온부를 형성할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
10: 압축부 20: 응축부
22: 제1열교환부용 팽창 밸브 24: 제1열교환부
26: 제2열교환부용 팽창 밸브 28: 제2열교환부
60: 축냉부

Claims (15)

  1. 냉매를 압축하는 압축부;
    압축된 냉매가 통과하는 응축부;
    냉매가 통과하면서 열교환이 이루어지는 제1열교환부와 제2열교환부;를 포함하고,
    상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 제상 모드가 수행되면,
    상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 상기 압축부에서 압축된 냉매가 공급되고, 그 냉매는 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 다른 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환부에 대한 제상 모드가 수행되면,
    냉매에 의해서 상기 제1열교환부에는 열기가 공급되고, 상기 제2열교환기에는 냉기가 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2열교환부에 대한 제상 모드가 수행되면,
    냉매에 의해서 상기 제2열교환부에는 열기가 공급되고, 상기 제1열교환부에는 냉기가 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    제상 모드가 수행되면 냉매가 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부의 사이에서 팽창 밸브를 통과하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    제상 모드가 수행되면 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부 중 어느 하나가 상대적으로 온도가 높은 고온부가 되고, 다른 하나가 상대적으로 온도가 낮은 저온부가 되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    제상 모드가 수행되면, 상기 응축부를 통과하지 않은 냉매가 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나를 통과하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환부에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부를 통과한 냉매가 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제1열교환부에 인입되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2열교환부에 대한 냉기 공급 모드에서는 상기 응축부를 통과한 냉매가 팽창 밸브를 통과한 후에 상기 제2열교환부에 인입되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    냉기 공급 모드에서는 냉매가 상기 응축부를 통과한 후에 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부 중 어느 하나에 선택적으로 인입되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환부는 냉장실에 냉기를 공급하도록 마련되고,
    상기 제2열교환부는 냉동실에 냉기를 공급하도록 마련된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압축부는 냉기 공급 모드에서 상기 제1열교환부에 냉매를 공급하는 제1압축부와 상기 제2열교환부에 냉매를 공급하는 제2압축부를 포함하는 냉장고.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1열교환부에 대한 제상 모드에서 상기 제2압축부는 상기 제1열교환부와 상기 제2열교환부의 순서로 냉매를 공급하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2열교환부에 대한 제상 모드에서 상기 제1압축부는 상기 제2열교환부와 상기 제1열교환부의 순서로 냉매를 공급하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2열교환부에는 상변화 물질이 수용된 축냉부가 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 축냉부는 냉동실 또는 냉장실의 냉기를 보충하기 위한 것을 특징으로 하는 냉장고.
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