KR20150146212A - 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법 - Google Patents

냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법에 관한 것으로써, 특히, 큰 냉각능력이 필요할 때에는 독립된 냉각사이클을 갖는 두개의 제1,2냉각부의 제1,2압축기를 모두 작동시키고, 큰 냉각능력이 필요없을 경우에는, 압축기 하나는 끄고 나머지 하나만 작동시켜서 제1,2냉각부의 증발기에 냉매를 공급하여, 대용량 저장실을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 동시에 에너지 절약도 할 수 있는 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법에 관한 것이다.

Description

냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법{COOLING ELEMENT FOR REFRIGERATOR AND CONTROL METHOD OF COOLING ELEMENT FOR REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법에 관한 것으로써, 특히, 큰 냉각능력이 필요할 때에는 독립된 냉각사이클을 갖는 두개의 제1,2냉각부의 제1,2압축기를 모두 작동시키고, 큰 냉각능력이 필요없을 경우에는, 압축기 하나는 끄고 나머지 하나만 작동시켜서 제1,2냉각부의 증발기에 냉매를 공급하는 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법에 관한 것이다.
한국공개특허공보 제2013-0024210호에는 두개의 독립된 냉각사이클을 갖는 냉장고가 개시되어 있다. 이러한 두개의 독립된 냉각사이클을 갖는 냉장고는 압축기와 응축기와 증발기를 각각 두개씩 구비한다.
2개의 응축기는 기계실과 제품의 벽체에 구성하여 하나는 강제대류 열교환, 하나의 싸이클은 자연대류 열교환을 하거나, 기계실 내부의 2개의 응축기을 구성해야 한다.
자연대류 방식의 경우 열교환 효율이 떨어지기 때문에 응축기의 크기가 강제대류 방식에 비해 상당히 크게 구성되어야 하므로 제품의 조립성 저하 및 원가 상승의 원인이 된다. 또한 하절기에는 외기온도가 높아져 열교환 효율이 떨어져 냉각능력도 떨어지는 단점이 있다. 2개의 응축기를 기계실에 강제대류 방식으로 별도로 구성할 경우 공간적인 제약으로 응축기의 크기에 제약을 받아 일정수준 이상의 방열량을 효과적으로 구현하기 어려운 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 독립 냉각사이클을 갖는 냉장고의 응축기가 차지하는 공간을 최소화하기 위해서 2개의 압축기로부터 연결되는 냉매유로가 하나의 응축기안에서 각각 공간을 분할하여 사용하는 기술이 제시되고 있다.
그러나, 이러한 경우 하나의 압축기만 동작할 경우에도 냉매가 순환할 수 있는 공간이 작아서 열교환성능이 떨어지는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제2012-0011277호에는 하나의 응축기를 구비하고, 압축기 및 증발기를 두개씩 구비하는 냉장고가 나타나 있다. 그러나 이러한 냉장고는 두개의 압축기가 모두 작동시 1차 압축기와 2차 압축기를 차례대로 거쳐 2단 압축되는 구조로 완전하게 독립된 냉각사이클을 이루지 않고, 하나의 압축기는 끄고 하나의 압축기만 작동시킬 경우에는 증발기도 하나는 끄고 하나만 작동하도록 되어 증발기 두개를 같이 쓸수 없게 된다. 따라서, 각 저장실의 냉각을 효과적으로 할 수 없는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제2013-0024210호 한국공개특허공보 제2012-0011277호
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 대용량 저장실을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 동시에 에너지 절약도 할 수 있는 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장고 냉각장치는, 제1압축기와 상기 제1압축기에 연결되는 제1응축기와, 상기 제1응축기에 연결되는 제1증발부를 포함하는 제1냉각부와, 제2압축기와 상기 제2압축기에 연결되는 제2응축기와, 상기 제2응축기에 연결되는 제2증발부를 포함하는 제2냉각부와, 상기 제1증발부와 상기 제1압축기 사이와 상기 제2증발부와 상기 제2압축기 사이를 연결하는 제1연결관과, 상기 제1응축기와 상기 제1증발부 사이와 상기 제2응축기와 상기 제2증발부 사이를 연결하는 제2연결관과, 상기 제1연결관과 상기 제2연결관으로의 냉매의 흐름을 각각 단속하는 밸브를 포함한다.
전술한 구성에서, 상기 밸브는 상기 제1응축기와 상기 제1증발부 사이에 배치되는 제1밸브와, 상기 제2연결관에 설치되는 제2밸브와, 상기 제1연결관에 설치되는 제3밸브를 포함하며, 상기 제2연결관이 상기 제1냉각부에 합류되는 합류점은 상기 제1밸브보다 하류에 배치되고, 상기 제2증발부는 두개 이상의 증발기를 가지며, 상기 제2밸브는 상기 제2연결관이 상기 제2냉각부로부터 분기되는 분기점에 설치되어, 상기 제2밸브는 다수개의 상기 제2증발부의 증발기로의 흐름을 단속하는 동시에 상기 제2연결관으로의 흐름을 단속할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장고 냉각장치 제어방법은, 큰 냉각능력이 필요한지 여부를 판단하는 판단단계와, 큰 냉각이 필요없다고 판단하면, 제1냉각부의 제1압축기는 오프하고, 제2냉각부의 제2압축기는 온하며, 상기 제2냉각부의 냉매를 상기 제2냉각부의 제2증발부 및 상기 제1냉각부의 제1증발부로 공급한다.
큰 냉각이 필요하다고 판단하면, 상기 제1압축기 및 상기 제2압축기를 온하며, 상기 제1압축기의 냉매는 상기 제1증발부로 공급하고, 상기 제2압축기의 냉매는 상기 제2증발부로 공급한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 냉장고 냉각장치 및 냉장고 냉각장치 제어방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
큰 냉각능력이 필요할 때에는 독립된 냉각사이클을 갖는 두개의 제1,2냉각부의 제1,2압축기를 모두 작동시키고, 큰 냉각능력이 필요없을 경우에는, 압축기 하나는 끄고 나머지 하나만 작동시켜서 제1,2냉각부의 증발기에 냉매를 공급하여, 대용량 저장실을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 동시에 에너지 절약도 할 수 있다.
냉각장치의 밸브는 상기 제1응축기와 상기 제1증발부 사이에 배치되는 제1밸브와, 상기 제2연결관에 설치되는 제2밸브와, 상기 제1연결관에 설치되는 제3밸브를 포함하며, 상기 제2연결관이 상기 제1냉각부에 합류되는 합류점은 상기 제1밸브보다 하류에 배치되고, 상기 제2증발부는 두개 이상의 증발기를 가지며, 상기 제2밸브는 상기 제2연결관이 상기 제2냉각부로부터 분기되는 분기점에 설치되어, 상기 제2밸브는 다수개의 상기 제2증발부의 증발기로의 흐름을 단속하는 동시에 상기 제2연결관으로의 흐름을 단속하여, 유로를 단순화할 수 있는 동시에 부품수를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고 냉각장치 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고 냉각장치 제어방법을 나타내는 표.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 냉장고 냉각장치는 제1압축기(11)와 상기 제1압축기(11)에 연결되는 제1응축기(12)와, 상기 제1응축기(12)에 연결되는 제1증발부(14)를 포함하는 제1냉각부와, 제2압축기(21)와 상기 제2압축기(21)에 연결되는 제2응축기(22)와, 상기 제2응축기(22)에 연결되는 제2증발부(24)를 포함하는 제2냉각부와, 상기 제1증발부(14)와 상기 제1압축기(11) 사이와 상기 제2증발부(24)와 상기 제2압축기(21) 사이를 연결하는 제1연결관(31)과, 상기 제1응축기(12)와 상기 제1증발부(14) 사이와 상기 제2응축기(22)와 상기 제2증발부(24) 사이를 연결하는 제2연결관(32)과, 상기 제1연결관(31)과 상기 제2연결관(32)으로의 냉매의 흐름을 각각 단속하는 밸브를 포함한다.
상기 제1냉각부는 제1압축기(11)와 제1압축기(11)에 연결되는 제1응축기(12)와, 제1응축기(12)에 연결되는 제1증발부(14)를 포함한다.
제1증발부(14)는 두개 이상의 증발기를 포함한다.
제1증발부(14)의 두개의 증발기는 각각 다른 저장실을 냉각시킬 수도 있고, 하나의 저장실을 냉각시킬 수도 있다.
각각의 상기 증발기 전단에는 제1모세관(16)이 각각 구비된다.
또한, 상기 제1냉각부는 제1증발부(14)의 후단에 배치되는 제1석션파이프(15)를 포함한다.
상기 제2냉각부는 제2압축기(21)와 제2압축기(21)에 연결되는 제2응축기(22)와, 제2응축기(22)에 연결되는 제2증발부(24)를 포함한다.
제2증발부(24)는 두개 이상의 증발기를 포함한다. 제2증발부(24)는 제1증발부(14)와 다른 저장실을 냉각시킨다.
제2증발부(24)의 두개의 증발기는 각각 다른 저장실을 냉각시킬 수도 있고, 하나의 저장실을 냉각시킬 수도 있다.
각각의 상기 증발기 전단에는 제2모세관(26)이 각각 구비된다.
제2모세관(26) 전단에는 저장실 주변의 물방울 맺힘을 방지하기 위하여 저장실 둘레에 배치되는 핫파이프(27)가 배치된다.
또한, 상기 제2냉각부는 제2증발부(24)의 후단에 배치되는 제2석션파이프(25)를 포함한다.
제1연결관(31)은 제1증발부(14)와 제1압축기(11) 사이와 제2증발부(24)와 제2압축기(21) 사이를 연결한다. 상세하게는, 제1연결관(31)은 제1석션파이프(15)와 제1압축기(11) 사이와 제2석션파이프(25)와 제2압축기(21) 사이를 연결한다.
제2연결관(32)은 제1응축기(12)와 제1증발부(14) 사이와 제2응축기(22)와 제2증발부(24) 사이를 연결한다. 상세하게는, 제2연결관(32)은 제1응축기(12)와 제1증발부(14) 사이와 핫파이프(27)와 제2증발부(24) 사이를 연결한다.
제2연결관(32)은 두개의 관을 구비하여, 상기 제1냉각부의 두개의 증발기에 각각 연결된다.
제2연결관(32)의 두개의 관에는 모세관이 각각 설치된다.
상기 밸브는 제1연결관(31)과 제2연결관(32)으로의 냉매의 흐름을 각각 단속한다.
상기 밸브는 제1응축기(12)와 제1증발부(14) 사이에 배치되는 제1밸브(13)와, 제2연결관(32)에 설치되는 제2밸브(23)와, 제1연결관(31)에 설치되는 제3밸브(33)를 포함한다. 상세하게는, 제1밸브(13)는 제1응축기(12)와 제1모세관(16) 사이에 배치되고, 제2밸브(23)는 제2연결관(32)이 상기 제2냉각부로부터 분기되는 분기점(2)에 설치된다. 이로 인해, 제2밸브(23)는 다수개의 제2증발부(24)의 증발기로의 흐름을 단속하는 동시에 제2연결관(32)으로의 흐름을 단속할 수 있다.
제1밸브(13) 및 제2밸브(23)는 여러방향으로의 흐름을 각각 단속할 수 있는 다방밸브로 구비된다.
제1밸브(13)는 제1압축기(11)의 냉매를 제1증발부(14)로 공급하거나 차단한다.
제2밸브(23)는 제2압축기(11)의 냉매를 제2증발부(24) 또는/및 제1증발부(14)로 공급하거나 차단한다.
제3밸브(33)는 상기 제1냉각부에서 상기 제2냉각부로만 흐름을 허용하거나, 흐름을 차단한다.
제2연결관(32)이 상기 제1냉각부에 합류되는 합류점(1)은 제1밸브(13) 및 제1모세관(16)보다 하류에 배치된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 냉장고 냉각장치 제어방법을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 냉장고 냉각장치 제어방법은, 큰 냉각능력이 필요한지 여부를 판단하는 판단단계와, 큰 냉각이 필요없다고 판단하면, 제1냉각부의 제1압축기(11)는 오프하고, 제2냉각부의 제2압축기(21)는 온하며, 상기 제2냉각부의 냉매를 상기 제2냉각부의 제2증발부(24) 및 상기 제1냉각부의 제1증발부(14)로 공급한다.
상기 판단단계는 사용자의 입력 또는 온도센서 등으로부터 신호를 전달받는 제어부(미도시)의 연산을 통해 판단될 수 있다.
큰 냉각이 필요없으면, 상기 제1냉각부의 제1압축기(11)는 오프(OFF)하고, 상기 제2냉각부의 제2압축기(21)는 온(ON)하며, 상기 제2냉각부의 냉매를 제2증발부(24) 및 제1증발부(14)로 공급하고, 제2증발부(24) 및 제1증발부(14)의 냉매를 제2압축기(21)로 공급한다.
이러한 냉매의 공급은 상기 밸브의 작동을 통해 이루어진다.
즉, 큰 냉각이 필요없으면, 제1밸브(13)는 모두 닫히고, 제2밸브(23)는 열어서 제1증발부(14) 및 제2증발부(24)로의 냉매 흐름을 허용하고, 제3밸브(33)는 열어서 제1석션파이프(15) 및 제2석션파이프(25)를 통과한 냉매가 제2압축기(21)로 공급되도록 한다.
큰 냉각이 필요하면, 제1압축기(11) 및 제2압축기(21)를 온하며, 제1압축기(11)의 냉매는 제1증발부(14)로 공급하고, 제2압축기(21)의 냉매는 상기 제2증발부(24)로 공급한다.
즉, 큰 냉각이 필요하면, 제1밸브(13)는 열어서 제1압축기(11)에 의해 압축된 냉매를 제1증발부(14)의 두개의 증발기로 교번으로 공급한다. 또한, 제2밸브(23)는 일부 열고, 일부 닫아서 제2압축기(21)에 의해 압축된 냉매를 제1증발부(14)로의 냉매 흐름은 차단하고, 제2증발부(24)의 두개의 증발기로 교번 공급한다. 또한, 제3밸브(33)는 닫아서 제1석션파이프(15)를 통과한 냉매가 제2압축기(21)로 공급되는 것을 차단한다.
따라서, 상기 제1냉각부의 냉매는 제1압축기(11)에서 압축되어 제1응축기(12)를 거친 후에, 교번으로 제1증발부(14)의 두개의 증발기에 공급되고, 제1석션파이프(15)를 통과한 후에 제1압축기(11)로 순환된다. 또한, 상기 제2냉각부의 냉매는 제2압축기(21)에서 압축되어 제2응축기(22)를 거친 후에, 핫파이프(27)를 통과한 후에, 교번으로 제2증발부(24)의 두개의 증발기에 공급되고, 제2석션파이프(25)를 통과한 후에 제2압축기(21)로 순환된다.
이와 같이 큰 냉각이 필요할 때에는 제1,2압축기(11,21)를 모두 작동시켜서 상기 제1냉각부와 상기 제2냉각부가 완전하게 분리된 독립냉각사이클을 가지게 되어 냉각 능력이 증대되고, 큰 냉각능력이 필요없을 때에는 두개의 압축기 중 하나만 작동시켜서 상기 제1,2냉각부의 제1,2증발부(14,24)를 모두 냉각시켜서 에너지 효율을 높일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
11 : 제1압축기 12 : 제1응축기
13 : 제1밸브 14 : 제1증발부
15 : 제1석션파이프 16 : 제1모세관
21 : 제2압축기
22 : 제2응축기 23 : 제2밸브
24 : 제2증발부 25 : 제2석션파이프
26 : 제2모세관 27 : 핫파이프

Claims (5)

  1. 제1압축기와 상기 제1압축기에 연결되는 제1응축기와, 상기 제1응축기에 연결되는 제1증발부를 포함하는 제1냉각부;
    제2압축기와 상기 제2압축기에 연결되는 제2응축기와, 상기 제2응축기에 연결되는 제2증발부를 포함하는 제2냉각부;
    상기 제1증발부와 상기 제1압축기 사이와 상기 제2증발부와 상기 제2압축기 사이를 연결하는 제1연결관;
    상기 제1응축기와 상기 제1증발부 사이와 상기 제2응축기와 상기 제2증발부 사이를 연결하는 제2연결관;
    상기 제1연결관과 상기 제2연결관으로의 냉매의 흐름을 각각 단속하는 밸브를 포함하는 냉장고 냉각장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브는 상기 제1응축기와 상기 제1증발부 사이에 배치되는 제1밸브와, 상기 제2연결관에 설치되는 제2밸브와, 상기 제1연결관에 설치되는 제3밸브를 포함하며,
    상기 제2연결관이 상기 제1냉각부에 합류되는 합류점은 상기 제1밸브보다 하류에 배치되는 냉장고 냉각장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2증발부는 두개 이상의 증발기를 가지며,
    상기 제2밸브는 상기 제2연결관이 상기 제2냉각부로부터 분기되는 분기점에 설치되어, 상기 제2밸브는 다수개의 상기 제2증발부의 증발기로의 흐름을 단속하는 동시에 상기 제2연결관으로의 흐름을 단속하는 냉장고 냉각장치.
  4. 큰 냉각능력이 필요한지 여부를 판단하는 판단단계;
    큰 냉각이 필요없다고 판단하면,
    제1냉각부의 제1압축기는 오프하고, 제2냉각부의 제2압축기는 온하며, 상기 제2냉각부의 냉매를 상기 제2냉각부의 제2증발부 및 상기 제1냉각부의 제1증발부로 공급하는 냉장고 냉각장치 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    큰 냉각이 필요하다고 판단하면,
    상기 제1압축기 및 상기 제2압축기를 온하며, 상기 제1압축기의 냉매는 상기 제1증발부로 공급하고, 상기 제2압축기의 냉매는 상기 제2증발부로 공급하는 냉장고 냉각장치 제어방법.
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