KR20150074247A - 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법에 관한 것으로, 냉장고에 구비된 인버터 압축기를 제어하는 방법에 있어서, 상기 인버터 압축기의 운전율을 체크하는 단계와, 상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과하는지 판단하는 단계 및 상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과한 경우, 상기 인버터 압축기의 부하 RPM 단계를 상승시키는 단계를 포함한다.

Description

냉장고의 인버터 압축기 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING INVERTER COMPRESSOR OF REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하단계를 고부하, 중부하, 저부하 등으로 세분화하여 구분하고, 압축기의 운전율이 설정값보다 높을 경우에 부하 RPM을 더 높은 단계로 증가시킬 수 있도록 하는 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고에 구비된 저장고(Room)의 온도가 상승할 경우, 온도를 낮추기 위해 인버터 압축기의 RPM(Revolution Per Minute)을 상승시킨다. 이와 같은 냉장고의 RPM은 저장고의 온도가 정상적인 경우에 동작하는 RPM과 저장고의 온도가 상승할 경우에 동작하는 RPM이 별도로 설정된다.

즉, 현재의 고내설정온도(고내목표온도)와 고내실제온도(센서로 측정된 고내온도) 차이를 이용하여 고부하 조건 및 저부하 조건의 두 단계로 구분하여 압축기의 RPM을 다르게 운전하였다.

그러나 저장고의 온도가 상승할 경우에 동작하는 RPM 설정값은 인버터 압축기에 낮은 전력을 공급하는 대신 저장고의 온도가 상한치 미만으로 낮춰질 때까지 장시간 가동하도록 설정되어 있다. 따라서 저장고의 온도가 신속하게 낮춰지지 않을 경우 인버터 압축기에 공급되는 전력이 필요이상으로 많이 사용되는 경우가 발생하는 문제점이 발생하였다.

또한 고내설정온도(고내목표온도)보다는 높지만 고부하 영역에는 해당되지 않는 정도의 온도를 가진 부하물이 대량으로 고내에 유입될 경우, 고내에 보관되는 부하물과 고내목표온도간의 온도차가 크지 않다고 하더라도 대량의 부하물에 의해 고내실제온도가 신속하게 낮춰지지 않으므로, 결국, 압축기는 계속 저부하 운전을 하게 되어 고내목표온도까지 도달하는데 많은 시간이 소요되어 전력이 필요이상으로 많이 사용되는 문제점이 있다.

예컨대 약 5℃ 정도 고내설정온도(고내목표온도)보다 높은 부하물이 대량으로 고내에 유입되더라도 부하물에 의한 고내실제온도와의 온도차가 크지 않으므로 냉장고의 제어부(미도시)는 저부하운전 상태로 판단하여 압축기 RPM을 계속 저부하 상태로 유지하므로, 고내실제온도를 고내목표온도까지 도달시키는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1112994호(2012.01.31.등록, 인버터 압축기를 구비한 냉장고의 운전 방법)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 부하단계를 고부하, 중부하, 저부하 등으로 세분화하여 구분하고, 압축기의 운전율이 설정값보다 높을 경우에 부하 RPM을 더 높은 단계로 증가시킬 수 있도록 하는 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법은, 냉장고에 구비된 인버터 압축기를 제어하는 방법에 있어서, 상기 인버터 압축기의 운전율을 체크하는 단계; 상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과하는지 판단하는 단계; 및 상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과한 경우, 상기 인버터 압축기의 부하 RPM 단계를 상승시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 냉장고의 고내실제온도를 체크하는 단계; 상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지는지 판단하는 단계; 및상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지게 되면 상기 인버터 압축기의 부하 RPM 단계를 하강시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인버터 압축기는, 상기 부하 RPM 단계를 상승 또는 하강시킬 때 계단식으로 가동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 부하단계를 고부하, 중부하, 저부하 등으로 세분화하여 구분하고, 압축기의 운전율이 설정값보다 높을 경우에 부하 RPM을 더 높은 단계로 증가시킴으로써 짧은 시간동안 고내의 온도를 고내설정온도(고내목표온도) 이하로 낮출 수 있도록 하여 인버터 압축기에 공급되는 전력량을 줄일 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 압축기를 구비한 냉장고의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 압축기를 구비한 냉장고의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 압축기를 구비한 냉장고는, 제1 저장고(110), 제2 저장고(120), 제3 저장고(130), 응축기(140), 밸브(150), 제어부(160) 및 인버터 압축기(170)를 포함한다.

여기서 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)는 일 예시적으로 도시된 것으로, 냉장고의 크기나 종류에 따라 더 증가될 수 있다.

그리고 각 저장고의 기능도 용도에 따라 다르게 설정될 수 있다.

예컨대 김치용 저장고로 사용될 수도 있고, 식품 냉장 보관용으로 사용될 수도 있고, 냉동고 용도로 사용될 수도 있다.

상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)는, 각기 제1 내지 제3 온도센서(111 ~ 131)와 제1 내지 제3 증발기(112 ~ 132)를 포함한다.

상기 제1 내지 제3 온도센서(111 ~ 131)는 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 내부 온도를 측정하는 것으로, 이와 같이, 상기 제1 내지 제3 온도센서(111 ~ 131)를 통해 측정된 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 내부 온도는 상기 제어부(160)에 전송된다.

상기 제1 내지 제3 증발기(112 ~ 132)는 상기 응축기(140)로부터 공급되는 액체상태의 냉매를 증발시켜 열 교환에 의해 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 내부를 냉각시킨다.

상기 인버터 압축기(170)는 냉매를 고압의 기체 상태로 압축하는 것으로, 상기 압축된 기체 상태의 냉매는 상기 응축기(140)로 공급된다. 또한, 상기 인버터 압축기(170)의 RPM은 상기 제어부(160)의 제어에 의해 가변된다.

상기 응축기(140)는 인버터 압축기(170)로부터 공급받은 기체상태의 냉매를 액체 상태로 냉각시키는 것으로, 상기 응축기(140)에서 액체 상태로 냉각된 냉매는 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)로 공급된다. 이때 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)로 공급되는 냉매의 양은 상기 밸브(150)에 의해 조절된다.

상기 밸브(150)는 응축기(140)에서 냉각된 냉매가 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)에 공급되도록 개폐되는 것으로, 이와 같은, 밸브(150)는 개폐되는 간격을 조절함으로써 상기 응축기(140)에서 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)로 공급되는 냉매의 양을 조절한다.

상기 제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 상기 제1 내지 제3 온도센서(111 ~ 131)로부터 온도 측정 데이터를 전송 받으며, 또한 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 변경한다.

예컨대 상기 제어부(160)는 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 고내실제온도와 고내목표온도의 온도차에 따라, 상기 온도차가 큰 경우에는 상기 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시켜 가동시키며 상기 밸브(150)의 개폐를 제어한다. 물론 상기 온도차가 작은 경우에는 상기 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 유지시키거나 하강시켜 가동시킨다.

또한 상기 제어부(160)는 상기 압축기(170)의 운전율을 체크하고, 상기 운전율이 기 설정된 설정치(예 : 90%)보다 큰 경우, 상기 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시켜 가동시킨다.

예컨대 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 저부하 RPM 단계에서 중부하 RPM 단계로 상승시킨다고 가정할 경우, 상기 인버터 압축기(170)에 공급되는 전력량을 기 설정된 비율(30%)만큼 늘림으로써 상기 인버터 압축기(170)의 RPM을 상승시킨다.

가령, 고부하 RPM 단계가 4000RPM , 중부하 RPM 단계가 2500RPM , 저부하 RPM 단계가 1500RPM 으로 설정되었다고 가정할 경우, 상기 냉장고를 저부하 RPM 단계인 1500RPM으로 운전하다가 부하물이 투입되어 고내 온도가 상승하고, 이에 따라 상기 인버터 압축기(170)의 운전시간이 증가하여 운전율이 기 설정된 설정치(예 : 90%)를 넘게 되면 상기 제어부(160)는 상기 인버터 압축기(170)를 중부하 RPM 단계인 2500RPM으로 가동한다.

그에 따라 다시 고내실제온도가 다시 하강하여 고내목표온도 이하가 되면 저부하 RPM 단계로 변경시켜 상기 인버터 압축기(170)를 가동시킨다.

상기와 같이 인버터 압축기(170)의 상승된 RPM으로 인하여 상기 인버터 압축기(170)의 냉매 압축률이 상승하고, 이로 인하여 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)로 공급되는 냉매의 양이 늘어남으로써, 짧은 시간동안 상기 제1 내지 제3 저장고(110 ~ 130)의 온도를 낮출 수 있고, 그에 따라 상기 인버터 압축기(170)에 사용되는 전력을 절감시킬 수 있게 된다.

이하, 예시도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 상기 인버터 압축기(170)의 운전율을 주기적으로 체크한다(S101).

참고로 상기 운전율을 체크하는 시작시간과 주기는 냉장고의 운전상태에 따라 능동적으로 가변될 수 있으며, 그 운전율을 체크하는 시간의 범위도 냉장고의 운전상태 및 주변의 온도상태에 따라 가변될 수 있다. 다만 운전율을 체크하는 방법 그 자체는 본 발명의 요지를 벗어나므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 운전율을 체크한 결과에 따라, 상기 운전율이 기 설정된 설정치(예 : 90%)를 초과하는지 판단한다(S102).

설명의 편의상, 상기 인버터 압축기(170)의 평상시(즉, 저부하 RPM 단계 가동시) 운전율은 40% ~ 60% 범위라고 가정한다.

상기와 같이 운전율이 높다는 의미는, 상기 인버터 압축기(170)의 가동시간이 증가된다는 것을 의미한다.

즉, 고내목표온도와 온도차이가 큰 부하물이 저장고 내에 유입될 경우에는 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시키지만, 고내목표온도에 대하여 온도차이가 작은 부하물이 저장고 내에 유입될 경우에는 부하 RPM 단계가 상승되는 것이 아니라, 그 부하물의 용량에 따라 운전율이 증가하게 된다.

예컨대 고내목표온도에 대하여 온도차이가 작은 부하물이 소량으로 저장고 내에 유입될 경우에는 상기 운전율이 증가되지 않지만, 상기 부하물이 대량으로 저장고 내에 유입될 경우에는 그 부하물의 온도가 쉽게 떨어지지 않기 때문에 상기 운전율이 증가하게 되는 것이다.

상기 판단 결과에 따라 운전율이 기 설정된 설정치를 초과한 경우(S102의 예), 상기 제어부(160)는 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시킨다(S103).

예컨대 상기 인버터 압축기(170)를 저부하 RPM 단계인 1500RPM으로 가동하고 있었다면, 중부하 RPM 단계로 상승시켜 2500RPM으로 상기 인버터 압축기(170)를 가동하는 것이다. 물론 상기 인버터 압축기(170)가 중부하 RPM 단계로 가동되고 있었다면 고부하 RPM 단계로 상승시켜 가동하게 되는 것이다.

상기와 같이 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시킴으로써 고내의 온도가 빠르게 저감하게 된다.

한편 본 실시예에서는 상기 운전율 설정치를 한 가지 값으로 설정하여 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시키는 것에 대해서 설명하였으나, 상기 운전율 설정치를 두 가지 값(예 : 제1 설정치, 제2 설정치) 이상으로 설정하여 운전율 설정치의 범위를 지정함으로써 그 운전율 범위에 따라 부하 RPM 단계를 조정하는 것도 가능하다.

예컨대 상기 운전율이 제1 설정치 이상인 경우에는 상기 인버터 압축기(170)를 고부하 RPM 단계로 가동시키고, 상기 운전율이 제1 설정치와 제2 설정치 사이인 경우에는 상기 인버터 압축기(170)를 중부하 RPM 단계로 가동시키고, 상기 운전율이 제2 설정치 이하인 경우에는 상기 인버터 압축기(170)를 저부하 RPM 단계로 가동시키는 것이다.

아울러 상기 제어부(160)는 고내실제온도를 주기적으로 체크한다(S104).

그리고 상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지는지 판단한다(S105).

상기 판단 결과에 따라, 상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지게 되면(S105의 예), 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 하강시킨다(S106).

예컨대 상기 인버터 압축기(170)를 중부하 RPM 단계인 2500RPM으로 가동하고 있었다면, 저부하 RPM 단계로 하강시켜 1500RPM으로 상기 인버터 압축기(170)를 가동하는 것이다. 물론 상기 인버터 압축기(170)가 고부하 RPM 단계로 가동되고 있었다면 중부하 RPM 단계로 상승시켜 가동하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 실시예에서 상기 부하 RPM 단계의 상승 또는 하강은 계단식으로(즉, 단계적으로) 이루어진다.

한편 본 실시예의 도면에서는 운전율을 체크하여 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 상승시키는 과정과, 고내실제온도를 체크하여 상기 인버터 압축기(170)의 부하 RPM 단계를 하강시키는 과정이 순차로 도시되어 있으나, 실제로 상기 과정들이 실행되는 순서는 서로 바뀔 수도 있고, 어느 하나의 과정이 실행되는 도중에 다른 과정이 병렬적으로 실행될 수도 있음에 유의한다.

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

110 : 제1 저장고 111 : 제1 온도센서
112 : 제1 증발기 120 : 제2 저장고
121 : 제2 온도센서 122 : 제2 증발기
130 : 제3 저장고 131 : 제3 온도센서
132 : 제3 증발기 140 : 응축기
150 : 밸브 160 : 제어부
170 : 인버터 압축기

Claims (3)

1. 냉장고에 구비된 인버터 압축기를 제어하는 방법에 있어서,
   상기 인버터 압축기의 운전율을 체크하는 단계;
   상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과하는지 판단하는 단계; 및
   상기 운전율이 기 설정된 설정치를 초과한 경우, 상기 인버터 압축기의 부하 RPM 단계를 상승시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 냉장고의 고내실제온도를 체크하는 단계;
   상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지는지 판단하는 단계; 및
   상기 고내실제온도가 고내목표온도 이하로 떨어지게 되면 상기 인버터 압축기의 부하 RPM 단계를 하강시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인버터 압축기는,
   상기 부하 RPM 단계를 상승 또는 하강시킬 때 계단식으로 가동하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 인버터 압축기 제어 방법.

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