KR20160009312A

KR20160009312A - 냉장고 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20160009312A
Application number: KR1020140089648A
Authority: KR
Inventors: 김용한; 시종언; 유수철; 정하진; 백재희; 한창완
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-01-26
Also published as: EP2975340B1; US20160018146A1; KR102243818B1; EP2975340A2; US10001307B2; EP2975340A3

Abstract

개시된 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 냉장실; 냉동실; 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서; 냉장실과 냉동실의 구동 시점이 동기화된 상태에서, 냉장실 온도센서에 의해서 감지되는 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변되는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 기초로 냉장실의 냉각운전을 수행하여 냉장실의 내부 온도를 일정하게 유지시키는 냉각장치; 및 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 가변시켜 냉각장치의 구동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{REGRIGERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 사용자의 편의성을 증대시키기 위해 가전기기가 네트워크에 연결되어 각종 정보를 송수신하는 기술이 제공되고 있는 실정이다.

예를 들어, 냉장고의 경우, 일반적으로 냉장실과 냉동실로 구분되는데, 냉장실은 야채, 과일 등을 비롯한 각종 음식물을 신선한 상태로 오래 보관할 수 있도록 약 3~4℃를 유지하고, 냉동실은 육류를 비롯한 음식물을 냉동시킨 상태로 보관하기 위해 영하의 온도를 유지하고 있다.

최근, 냉장고를 사용하는 사용자들의 편의성을 높이기 위해 물, 얼음 등을 냉장고의 도어를 열지 않아도 용이하게 공급받을 수 있도록 도어에 디스펜서(Dispenser)를 설치하여 제공하고 있다.

또한, 냉장고는 상술한 기본적인 기능 이외에도 네트워크를 통해 날씨 정보를 비롯한 뉴스 정보를 수신하여 표시부를 통해 출력하거나, 냉장고에 저장된 식품 정보를 제공하는 등 다양한 편의 기능을 제공하고 있으며, 이를 위해 냉장고에 다양한 어플리케이션이 설치되어 있다.

한편, 도 8에서 도시하는 바와 같이, 냉장실 및 냉동실의 운전 패턴은 냉장실과 냉동실이 동시에 냉각 운전 -> 냉동실만 단독 냉각 운전하는 패턴 1, 냉장실과 냉동실이 동시에 냉각 운전 -> 냉동실만 단독 운전 -> 냉장실과 냉동실이 동시에 냉각 운전 -> 냉동실만 단독 냉각 운전을 반복하는 패턴 2 및 냉장실과 냉동실이 각각 단독으로 냉각 운전하는 패턴 3을 포함할 수 있다.

그러나, 패턴 2는 냉동실 냉각운전 중 냉장실의 재냉각 발생에 따른 급격한 냉각운전 조건 변화로 사이클 손실이 발생할 수 있으며, 패턴 3은 압축기 오프 중 냉장실 단독운전 및 냉동실 단독운전 발생에 따른 온오프 손실이 증대될 수 있다.

이에, 운용자는 냉동실 및 냉장고의 운전 패턴이 패턴 1과 같이 일정한 패턴을 유지하여 에너지 효율을 높일 수 있는 방안을 모색하고 있는 실정이다.

즉, 냉동실 단독 냉각 운전 시, 냉장실의 냉각돌입 방지 및 압축기 오프 시 냉장실의 단독운전 발생을 억제시켜야 하는 것이다. 이를 위해, 냉동실 내부의 온도가 컷 인 온도에 도달하면 냉각운전을 실시하지만, 냉장실의 경우 컷 인 온도보다 소정의 온도만큼 냉장실 내부 온도가 더 올라갈 경우 냉각운전을 실시하여 냉장실에 의한 압축기 구동을 최소화한다.

이때, 냉장실의 온도 제어는 도 9와 같을 수 있는데, 냉장실의 냉각운전 시작점과 상관 없이 냉장실의 내부 온도가 냉장실의 컷 오프 온도에 도달하면 냉각운전을 종료하는 것이다. 이러한 냉장실의 온도 제어는 냉동실 단독 냉각 운전 시, 냉각실의 냉각돌입 방비 및 압축기 오프 시 냉장실의 단독 운전 발생은 예방하겠지만, 도시하는 바와 같이, 냉장실 평균온도를 일정하게 유지시킬 수 없다는 문제점이 발생할 수 있다. 이는, 식품을 신선할 상태로 보관해야 할 냉장고의 신뢰성에 영향을 미칠 수 있다.

일 측면은 냉장실; 냉동실; 상기 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서; 상기 냉장실과 상기 냉동실의 구동 시점이 동기화된 상태에서, 상기 냉장실 온도센서에 의해서 감지되는 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변되는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 기초로 상기 냉장실의 냉각운전을 수행하여 상기 냉장실의 내부 온도를 일정하게 유지시키는 냉각장치; 및 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 상기 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 가변시켜 상기 냉각장치의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 냉장고를 제공한다.

또한, 상기 냉각장치는, 냉매를 고압으로 압축하는 압축기;

압축된 상기 냉매의 열을 방출하는 응축기;

방출된 상기 냉매를 감압하는 냉장측 팽창밸브; 및

감압된 상기 냉매를 이용하여 열을 흡수하고 열이 흡수된 냉매를 상기 압축기에 전달하는 냉장측 증발기;를 포함한다.

또한, 상기 냉각장치는,

상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 냉장측 팽창밸브로 선택적으로 전달하되, 상기 냉장실의 내부 온도가 상기 냉장실의 컷 오프(Cut Off) 온도에 도달한 경우 상기 냉장측 팽창밸브로의 냉매 전달을 차단하는 유로전환밸브;를 더 포함한다.

또한, 냉장고는, 상기 냉장측 증발기에서 열교환된 공기를 상기 냉장실로 송풍하는 냉장실 송풍팬;을 더 포함한다.

또한, 상기 제어부는,

상기 냉장실 온도센서를 통해 냉장실의 내부 온도를 감지하는 온도 감지부;

상기 냉장실의 구동 시점 온도 및 상기 냉장실의 컷 오프 온도에 따라 상기 냉각장치의 구동을 제어하는 구동부; 및

상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인 온도 차에 따라 냉장실의 온도를 일정하게 유지시키도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정하는 온도 설정부;를 포함한다.

또한, 상기 온도 설정부는,

상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 컷 인 온도의 차에 상당하는 만큼 상기 컷 오프 온도를 가변 설정한다.

또한, 상기 온도 설정부는,

냉장실의 평균온도를 기준으로 상기 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 상기 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정한다.

또한, 상기 온도 설정부는,

상기 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우, 냉장실의 컷 오프 온도를 설정된 상태로 유지한다.

다른 측면은 냉장고가 냉동실 및 냉장실의 냉각장치를 구동시키는 단계;

냉장실의 구동 시점 온도를 감지하는 단계;

상기 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도와 동일한지 여부를 확인하는 단계;

확인 결과, 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 상이한 경우, 상기 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계; 및

상기 냉장실의 내부 온도가 상기 냉장실의 컷 오프 온도에 도달하는 경우, 냉장실의 냉각장치 구동을 종료하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법을 제공한다.

또한, 냉장실의 컷 오프 온도를 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계에서,

또한, 냉장실의 평균온도를 기준으로 상기 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 상기 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정한다.

또한, 상기 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우, 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 설정된 상태로 유지한다.

개시된 발명은 냉장실의 냉각시작 온도와 냉장실 컷 인 온도의 차에 따라 냉장실 컷 오프(Cut off) 온도를 가변 설정하기 때문에, 냉동실 운전 상태에 상관없이 냉장실 온도를 항상 일정하게 유지킬 수 있고, 이로 인해 냉장실에 저장된 각종 음식물의 신선도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 냉장고를 도시한 정면도이다.
도 2는 냉장고를 구성하는 냉각장치를 도시한 도면이다.
도 3은 냉장고의 제어 구성도이다.
도 4는 도 3의 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5는 냉장고의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 냉장실의 컷 오프 온도를 가변하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 냉장고 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래의 냉장실 및 냉동실의 운전 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 종래의 냉장고 온도 제어를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 냉장고를 도시한 정면도이고, 도 2는 냉장고를 구성하는 냉각장치를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 냉장고(100)는 냉장고(100)의 외관을 형성하는 본체(110), 저장물을 냉장 저장하는 냉장실(121), 저장물을 냉동 저장하는 냉동실(122), 냉장실(121) 및 냉동실(122)을 냉각시키는 냉각장치(200)를 포함할 수 있다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 본체(110)는 내부 공간에 냉각장치(200)에 의하여 냉각된 공기가 유동하는 덕트(미도시)가 마련되고, 본체(110)의 하부에는 냉각장치(200)의 일부가 설치되는 기계실(미도시)이 마련된다.

본체(110)에는 저장물을 보관하는 냉장실(121)과 냉동실(122)이 배치된다.

냉장실(121)과 냉동실(122)은 중간 격벽을 두고 좌우로 구획되며, 냉장실(121)과 냉동실(122)은 전면이 개방되어 있다.

또한, 냉장실(121)과 냉동실(122)은 온도를 감지하는 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)가 각각 마련된다. 구체적으로 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)를 통해 감지된 온도는 후술하는 제어부로 전달된다. 이때, 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)는 온도에 따라 전기적 저항이 변화하는 서미스터(Thermistor)를 채용할 수 있다.

도어(131, 132)는 전면이 개구된 냉장실(121)과 냉동실(122)의 외기를 차폐시키기 위하여 형성될 수 있다. 이때, 도어(131, 132)는 냉장고(100)의 동작 정보를 출력하는 표시부와 사용자의 동작 명령을 입력받는 입력부가 형성될 수 있다.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 냉각장치(200)는 압축기(210), 응축기(220), 유로전환밸브(225), 냉장측 팽창밸브(231), 냉동측 팽창밸브(232), 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)를 포함할 수 있다.

압축기(210)는 본체(110)의 하부에 마련된 기계실(미도시)에 설치되고 외기 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 회전하는 모터의 회전력을 이용하여 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 의하여 증발된 저압의 기상 냉매를 고압으로 압축하여 응축기(220)로 압송한다.

압축기(210)의 모터(미도시)는 후술한 구동부로부터 구동전류를 제공받아 회전자와 고정자 사이의 자기적 상호작용을 통하여 회전축을 회전시킨다. 이와 같이 모터(미도시)에 의하여 생성된 회전력은 압축기(210)의 피스톤(미도시)에 의하여 직선 운동력으로 전환되고 피스톤(미도시)의 직선 운동력을 통하여 기상 냉매를 고압으로 압축할 수 있다. 이외에도 압축기(210)의 모터(미도시)에 의하여 생성된 회전력을 모터의 회전축과 연결된 회전날개로 전달하고, 회전날개와 압축기(210)의 용기(미도시) 사이의 스틱 슬립(stick-slip) 현상을 이용하여 기상냉매를 고압으로 압축할 수 있다.

압축기(210)의 모터는 유도식 AC 서보 모터, 동기식 AC 서보 모터, BLDC(BrushLess Direct Current) 모터 등을 채용할 수 있다.

압축기(210)에 의한 압력을 통하여 냉매는 응축기(220), 냉장측 및 냉동측 팽창밸브(231, 232) 및 냉장측 및 냉동측 증발기(241, 242)를 순환할 수 있다. 즉, 압축기(210)는 냉장실(121) 및 냉동실(122)을 냉각시키는 냉각장치(200)에서 가장 중요한 역할을 수행하며 냉각장치(200)가 구동된다는 것은 압축기(210)가 구동된다는 것으로 볼 수 있다.

응축기(220)는 본체(110) 하부의 기계실(미도시)에 설치되거나 냉장고(100)의 후면에 설치될 수 있다.

압축기(210)에 의하여 압축된 기상 냉매는 응축기(220)를 통과하며 응축되어 기상에서 액상으로 상태가 변화된다. 냉매는 응축되는 과정에서 잠열(latent heat)을 응축기(220)로 방출한다. 냉매의 잠열이란 끓는점까지 냉각된 기상 냉매가 동일한 온도의 액상 냉매로 상태 변화하며 외기로 방출하는 열에너지를 의미한다. 또한, 끓는점까지 가열된 액상 냉매가 동일한 온도의 기상 냉매로 상태 변화하며 외기로부터 흡수하는 열에너지 역시 잠열이라 한다.

이와 같이 냉매가 방출하는 잠열로 인하여 응축기(220)는 그 온도가 높아지므로 응축기(220)가 기계실(미도시)에 설치되는 경우에는 응축기(220)를 냉각시키기 위한 별도의 방열팬(150)이 마련된다.

응축기(220)에 의하여 응축된 액상 냉매는 유로전환밸브(225)에 의하여 선택적으로 전달될 수 있다. 이때, 유로전환밸브(225)는 1개의 유체 입구와 2개의 출구를 가지는 3방 밸브가 채용될 수 있으며, 냉장측 증발기(241) 측으로 냉매가 유출되도록 하는 출구를 냉장측 냉매출구(225a)라 하고, 냉동측 증발기(242) 측으로 냉매가 유출되도록 하는 출구를 냉동측 냉매출구(225b)라 한다.

유로전환밸브(225)는 냉장측 냉매출구(225a)를 개방함으로써 냉매가 냉장실(121)을 냉각시키는 냉장측 증발기(241)와 냉동실(122)을 냉각시키는 냉동측 증발기(242)를 모두 통과하도록 하고, 냉동측 냉매출구(225b)를 개방함으로써 냉매가 냉동측 증발기(242)만 통과하도록 할 수 있다. 다시 말해, 냉장실(121)을 냉각시키고자 할 경우 유로전환밸브(225)는 냉매가 냉장측 증발기(241)와 냉동측 증발기(242)를 모두 통과하도록 냉장측 냉매출구(225a)가 개방되고, 냉동실(122)을 냉각시키고자 할 경우 유로전환밸브(225)는 냉매가 냉동측 증발기(242)만을 통과하도록 냉동측 냉매출구(225b)가 개방된다. 즉, 유로전환밸브(225)가 냉장측 냉매출구(225a)를 개방하든 냉동측 냉매출구(225b)를 개방하든 냉매는 항상 냉동측 증발기(242)를 통과하므로 압축기(210)를 가동하면 항상 냉동실(122)은 냉각된다.

유로전환밸브(225)에 의하여 유로가 선택된 냉매는 팽창밸브(231, 232)에 의하여 그 압력이 낮아진다. 즉, 냉장측 팽창밸브(231) 및 냉동측 팽창밸브(232)는 고압의 액상 냉매를 교축(throttling)하여 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압한다. 교축이란 유체가 노즐이나 오리피스와 같이 좁은 유로를 통과하면 외기와의 열교환 없이도 압력이 감소하는 것을 의미한다.

또한, 냉장측 팽창밸브(231) 및 냉동측 팽창밸브(232)는 냉매가 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에서 충분한 열을 흡수할 수 있도록 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 제공되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 또한, 냉장측 팽창밸브(231) 및 냉동측 팽창밸브(232)는 후술할 제어부에 의하여 그 개폐 및 개방 정도가 조절된다.

냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)는 상술한 바와 같이 본체(110)의 내부 공간에 마련된 덕트(미도시)에 마련되어 팽창밸브(231, 232)에 의하여 감압된 저압의 액상 냉매를 증발시킨다. 액상 냉매는 증발되는 과정에서 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)로부터 잠열을 흡수한다.

냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)는 냉매에게 열에너지를 빼앗겨 냉각되고, 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242) 주위의 공기는 냉각된 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 의하여 냉각된다.

냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 의하여 증발된 저압의 기상 냉매는 다시 상술한 압축기(210)로 제공되어 냉각사이클이 반복된다.

이와 같이 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)가 냉각되는 과정에서 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242) 주위의 수증기가 승화되어 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 성에가 착상되거나, 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242) 주위의 수증기가 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)의 표면에 응결된 후 결빙되어 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 성에가 착상될 수 있다.

냉장고(100)는 냉장실(121)을 냉각시키는 냉장측 증발기(241)에 착상된 성에를 후술할 냉장실 송풍팬(141)을 이용하여 제거하고, 냉동실(122)을 냉각시키는 냉동측 증발기(242)에 착상된 성에를 제거하기 위하여 제상히터(250)가 마련된다. 냉장실(121)은 통상 그 온도가 영상으로 유지되어 송풍팬을 이용하여 냉장실(121)의 공기를 냉장측 증발기(241)에 공급함으로써 냉장측 증발기(241)에 착상된 성에를 제거할 수 있다.

제상히터(250)는 냉동측 증발기(242)의 하측에 마련되며, 전기적 저항을 통하여 줄 열(Joule`s heats)을 생성한다. 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)의 상측에는 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)가 마련된다.

냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)는 냉장측 증발기(241)의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서(181)와 냉동측 증발기(242)의 온도를 감지하는 냉동실 온도센서(182)를 포함하며, 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)는 그 감지결과를 후술할 제어부에 제공한다.

냉장실 송풍팬(141) 및 냉동실 송풍팬(142)은 본체(110) 내부의 덕트(미도시)와 냉장실(121) 및 냉동실(122) 사이의 공기가 순환되도록 한다. 즉, 냉장실 송풍팬(141) 및 냉동실 송풍팬(142)은 덕트(미도시)에 마련된 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)에 의하여 냉각된 공기를 냉장실(121) 및 냉동실(122)로 공급하고 냉장실(121) 및 냉동실(122)의 공기를 냉각시키기 위하여 냉장측 증발기(241) 및 냉동측 증발기(242)가 마련된 덕트(미도시)로 흡입한다.

냉장실 송풍팬(141) 및 냉동실 송풍팬(142)은 냉장실(121)과 냉동실(122)에 각각 대응되어 마련되며, 냉장실(121)에 마련된 덕트(미도시)와 냉장실(121) 내에서 공기를 순환시키는 냉장실 송풍팬(141)과 냉동실(122)에 마련된 덕트(미도시)와 냉동실(122) 내에서 공기를 순환시키는 냉동실 송풍팬(142)을 포함한다. 또한, 상술한 바와 같이 냉장실 송풍팬(141)은 냉장측 증발기(241)에 착상된 성에를 제거하는 역할도 수행한다.

또한, 본체(110)의 외벽에는 냉장고(100) 외기의 온도를 감지하는 외기 온도센서(미도시)가 형성될 수 있다. 외기 온도센서는 지면과 일정 거리만큼 이격하여 설치되며, 냉장고(100)의 상측 외벽에 설치될 수 있다.

도 3은 냉장고의 제어 구성도이고, 도 4는 도 3의 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.

이하에서는 냉장고 온도 제어를 설명하기 위한 도면인 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3에서 도시하는 바와 같이, 냉장고(100)는 입력부(310), 냉장실 온도센서(181), 냉동실 온도센서(182), 냉각장치(200), 냉장실 송풍팬(141), 저장부(320), 표시부(330) 및 제어부(340)를 포함할 수 있다. 이때, 냉각장치(200)는 압축기(210), 응축기(220), 유로전환밸브(225), 냉장측 팽창밸브(231), 냉장측 증발기(241)를 포함할 수 있으며, 이외에도 냉동측 구성을 더 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 생략하기로 한다.

보다 상세히 설명하면, 입력부(310)는 버튼 스위치, 필름과 같이 평평한 형태의 스위치인 멤브레인 스위치(membrane switch) 또는 터치 방식의 스위치 등을 통해 정보를 입력할 수 있도록 하는 구성으로, 냉장고(100)의 전원 공급 여부, 냉장실(121)의 설정 온도, 냉동실(122)의 설정 온도 등 냉장고(100)와 관련된 동작 명령을 사용자로부터 입력받을 수 있도록 할 수 있다. 이러한 입력부(310)는 도어(131, 132)에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

냉장실 온도센서(181)는 냉장실(121)의 온도를 감지하고, 냉동실 온도센서(182)는 냉동실(122)의 온도를 감지하는 구성으로, 감지된 온도를 제어부(340)로 전달할 수 있다. 이때, 냉장실 온도센서(181)와 냉동실 온도센서(182)는 온도에 따라 전기적 저항이 변화하는 서미스터(thermistor)를 채용할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 냉장실(121) 또는 냉동실(122)의 온도를 감지하는 기능을 가진 센서라면 제한없이 변경될 수 있다.

냉각장치(200)는 냉장실(121)과 냉동실(122)의 구동 시점이 동기화된 상태에서, 냉장실 온도센서(181)에 의해서 감지되는 냉장실(121)의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변되는 냉장실(121)의 컷 오프(Cut off) 온도를 기초로 냉장실(121)의 냉각운전을 수행하여 냉장실(121)의 내부 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 이때, 냉장실의 컷 인 온도는 냉장실(121)의 냉각장치(200)가 구동 시작하도록 설정된 온도를 의미하며, 냉장실의 컷 오프 온도는 냉장실(121)의 냉각장치(200)가 구동 종료하도록 설정된 온도를 의미하는 것이다. 즉, 냉장실(121)의 구동 시점 온도(도 7의 냉장실 On점)에 상관없이 미리 설정된 컷 오프 온도에 따라 냉장실(121)의 냉각 구동을 종료하여 냉장실(121)의 평균 온도가 일정하게 유지되지 않는 문제점을 해결하고자, 냉장고(100)는 냉장실의 구동 시점 온도와 컷 인 온도의 차에 따라 컷 오프 온도를 가변 설정하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 냉각장치(200)는 냉매를 고압으로 압축하는 압축기(210), 압축된 냉매의 열을 방출하는 응축기(220), 방출된 상기 냉매를 감압하는 냉장측 팽창밸브(231) 및 감압된 상기 냉매를 이용하여 열을 흡수하고 열이 흡수된 냉매를 상기 압축기(210)에 전달하는 냉장측 증발기(241)를 포함할 수 있다.

상술한 압축기(210)는 냉장실의 컷 인 온도 뿐만 아니라 냉동실의 컷 인 온도에 도달함에 따라 구동될 수 있으며, 압축기(210)의 불필요한 구동을 제한하기 위해 냉장실(121)의 냉각운전 시작 시점을 냉동실(122)의 냉각운전 시작 시점과 동기화시킬 수 있다.

상술한 냉각장치(200)는 응축기(220)에서 응축된 냉매를 냉장측 팽창밸브(231)로 선택적으로 전달하되, 냉장실(121)의 내부 온도가 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도에 도달한 경우 냉장측 팽창밸브(231)로의 냉매 전달을 차단하는 유로전환밸브(225)를 더 포함할 수 있다. 이때, 냉장실의 컷 오프 온도는 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변될 수 있는 온도이다. 가변된 냉장실의 컷 오프 온도에 도달함에 따라, 유로전환밸브(225)가 냉장측 팽창밸브(231)로의 냉매 전달을 차단함으로 인해 냉장실(121)의 냉각운전이 냉동실(122)의 냉각운전과는 별도로 냉장실(121)의 환경에 맞추어 이루어질 수 있으며, 이로 인해 냉장실(121)의 평균온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 것이다.

냉장실 송풍팬(141)은 냉장측 증발기(241)에서 열교환된 공기를 냉장실(241)로 송풍할 수 있다.

저장부(320)는 냉장실의 컷 인 온도, 냉장실의 컷 오프 온도 등을 비롯한 냉장고(100)와 관련된 각종 정보를 저장하는 구성으로, 제어부(340)의 요청에 따라 해당 정보를 제공할 수 있다.

표시부(330)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD) 패널 또는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 패널 등이 채용될 수 있으며, 냉장실(121)의 설정 온도 및 현재 온도, 냉동실(122)의 설정 온도 및 현재 온도, 날씨와 같은 각종 부가 서비스 등의 냉장고(100)의 동작 정보를 출력할 수 있다. 이러한 표시부(330)는 도어(131, 132)에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

제어부(340)는 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 가변시켜 냉각장치(200)의 구동을 제어할 수 있다.

도 4에서 도시하는 바와 같이, 제어부(340)는 냉장실 온도센서(181)를 통해 냉장실(121)의 내부 온도를 감지하는 온도 감지부(341), 냉동실의 구동 시점 및 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도에 따라 냉각장치(200)의 구동을 제어하는 구동부(343) 및 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인 온도 차에 따라 냉장실의 온도를 일정하게 유지시키도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정하는 온도 설정부(345)를 포함할 수 있다.

이때, 냉동실(122)의 구동 시점과 냉장실(121)의 구동 시점은 서로 동기화되어 일치하기 때문에, 구동부(343)는 냉동실(122)의 구동 시점에 냉장실의 냉각장치(200) 역시 구동시키는 것이다. 즉, 구동부(343)는 냉장실(121)의 냉각장치(200)가 냉동실(122)의 구동 시점에 맞추어 구동 시작함에 따라, 냉장실의 구동 시점 온도가 기 설정된 냉장실의 컷 인 온도와 차이가 발생하는 것을 가변된 냉장실의 컷 오프 온도에 따라 냉장실(121)의 냉각장치(200)를 구동 종료하여 보상하는 것이다. 이로 인해, 냉장실(121)의 내부 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 것이다.

또한, 온도 설정부(345)는 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 냉장실의 온도를 일정하게 유지시키도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정할 수 있다. 이때, 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 상당하는 만큼 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정할 수 있다.

예를 들어, 온도 설정부(345)는 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도 보다 낮은 경우, 냉장실의 컷 오프(Cut Off) 온도를 기 설정된 냉장실의 컷 오프 온도 보다 높게 조정할 수 있다. 도 7에서 도시하는 바와 같이, 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도 보다 높다.

도 7에서 도시하는 바와 같이, 온도 설정부(345)는 냉장실의 평균온도를 기준으로 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정할 수 있다.

또한, 온도 설정부(345)는 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도 보다 높은 경우, 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 기 설정된 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도 보다 낮게 조정할 수 있다. 이때, 냉장실의 컷 인 온도는 냉장실의 컷 오프 온도 보다 높다. 또한, 온도 설정부(345)는 냉장실의 평균온도를 기준으로 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정할 수 있다.

또한, 온도 설정부(345)는 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도와 동일한 경우, 냉장실의 컷 오프(Cut Off) 온도를 설정된 상태로 유지할 수 있다.

도 5는 냉장고의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 냉장고(100)는 냉동실(122) 및 냉장실(121)의 냉각장치(200)를 구동시킨다(S110). 이때, 냉장실(121)의 구동 시점은 냉동실(122)의 구동 시점에동기화되어 있기 때문에, 냉동실(122)이 구동됨에 따라 냉장실(121) 역시 구동될 수 있다.

상술한, 냉각장치(200)는 압축기(210), 응축기(220), 유로전환밸브(225), 냉장측 팽창밸브(231), 냉장측 증발기(241)를 포함할 수 있으며, 이외에도 냉동측 구성을 더 포함할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 생략하기로 한다. 냉장실(121)의 냉각운전이 시작됨은 압축기(210)를 비롯한 냉각장치(200)의 구동이 시작됨을 의미할 수 있다. 이때, 압축기(210)는 냉동실(122)의 컷 인 온도 뿐만 아니라 냉장실(121)의 컷 인 온도에 도달함에 따라 구동될 수 있으나, 압축기(210)의 불필요한 구동을 제한하기 위해 냉장실(121)의 냉각운전 시작 시점을 냉동실(122)의 냉각운전 시작 시점에 동기화시킬 수 있다.

다음, 냉장고(100)는 냉장실(121)의 구동 시점 온도를 감지할 수 있다(S120).

다음, 냉장고(100)는 냉장실(121)의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도와 동일한지 여부를 확인할 수 있다(S130). 예를 들어, 도 7의 (b)에서 도시하는 바와 같이, 냉장실(121)의 구동 시점 온도(냉장실 On점)가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한지 여부를 확인하는 것이다.

확인 결과, 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 상이한 경우, 냉장고(100)는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변 조정할 수 있다(S140).

이때, 냉장고(100)는 냉장실의 구동 시점 온도와 컷 인 온도의 차에 상당하는 만큼 컷 오프 온도를 가변 설정할 수 있다. 도 7에서 도시하는 바와 같이, 냉장실의 평균온도를 기준으로 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정할 수 있다.

냉장실의 내부 온도가 냉장실의 컷 오프 온도에 도달하는 경우, 냉장고(100)는 냉장실의 냉각장치(200) 구동을 종료할 수 있다(S150, S160). 이때, 냉각장치(200)는 응축기(220)에서 응축된 냉매를 냉장측 팽창밸브(231)로 선택적으로 전달하되, 냉장실(121)의 내부 온도가 냉장실의 컷 오프(Cut Off) 온도에 도달한 경우 냉장측 팽창밸브(231)로의 냉매 전달을 차단하는 유로전환밸브(225)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 냉장실(121)로의 냉매 전달을 차단하여 냉장실(121)의 냉각 구동을 종료하는 것이다. 단계 S140에서 가변 조정된 냉장실의 컷 오프 온도는 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변된 온도를 의미한다. 냉장실(121)의 내부 온도가 가변된 냉장실의 컷 오프 온도에 도달함에 따라, 유로전환밸브(225)가 냉장측 팽창밸브(231)로의 냉매 전달을 차단함으로 인해 냉장실(121)의 냉각운전이 냉동실(122)의 냉각운전과는 별도로 이루어질 수 있도록 하는 것이다. 이로 인해, 냉장실(121)의 평균온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

단계 S130의 확인 결과, 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우, 냉장고(100)는 냉장실의 컷 오프 온도를 현재 설정 상태로 변경없이 유지할 수 있다.

도 6은 냉장실의 컷 오프 온도를 가변하는 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 5의 단계 S130 및 단계 S140을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5의 단계 S130의 확인 결과, 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우(S210), 냉장고(100)는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 설정된 상태로 유지할 수 있다(S220).

또한, 도 5의 단계 S140의 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계에서, 냉장고(100)는 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도 보다 낮은 경우(S230), 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 기 설정된 냉장실의 컷 오프 온도 보다 높게 조정할 수 있다(S240). 이때, 냉장실의 컷 인 온도는 냉장실의 컷 오프 온도 보다 높다.

또한, 도 5의 단계 S140의 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계에서, 냉장고(100)는 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도 보다 높은 경우, 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 냉장실의 컷 오프 온도 보다 낮게 조정할 수 있다(S250). 이때, 냉장실의 컷 인 온도는 냉장실의 컷 오프 온도 보다 높다.

단계 S240 및 단계 S250에서 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정할 때, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 냉장고(100)는 냉장실의 평균온도를 기준으로 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 냉장고 110 : 본체
121 : 냉장실 122 : 냉동실
131, 132 : 도어 141 : 냉장실 송풍팬
142 : 냉동실 송풍팬 150 : 방열팬
181 : 냉장실 온도센서 182 : 냉동실 온도센서
200 : 냉각장치 210 : 압축기
220 : 응축기 225 : 유로전환밸브
225a : 냉장측 냉매출구 225b : 냉동측 냉매출구
231 : 냉장측 팽창밸브 232 : 냉동측 팽창밸브
241 : 냉장측 증발기 242 : 냉동측 증발기
250 : 제상히터 310 : 입력부
320 : 저장부 330 : 표시부
340 : 제어부 341 : 온도 감지부
343 : 구동부 345 : 온도 설정부

Claims

냉장실;
냉동실;
상기 냉장실의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서;
상기 냉장실과 상기 냉동실의 구동 시점이 동기화된 상태에서, 상기 냉장실 온도센서에 의해서 감지되는 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변되는 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 기초로 상기 냉장실의 냉각운전을 수행하여 상기 냉장실의 내부 온도를 일정하게 유지시키는 냉각장치; 및
상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 상기 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 가변시켜 상기 냉각장치의 구동을 제어하는 제어부;
를 포함하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 냉각장치는,
냉매를 고압으로 압축하는 압축기;
압축된 상기 냉매의 열을 방출하는 응축기;
방출된 상기 냉매를 감압하는 냉장측 팽창밸브; 및
감압된 상기 냉매를 이용하여 열을 흡수하고 열이 흡수된 냉매를 상기 압축기에 전달하는 냉장측 증발기;
를 포함하는 냉장고.
제2항에 있어서,
상기 냉각장치는,
상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 냉장측 팽창밸브로 선택적으로 전달하되, 상기 냉장실의 내부 온도가 상기 냉장실의 컷 오프 온도에 도달한 경우 상기 냉장측 팽창밸브로의 냉매 전달을 차단하는 유로전환밸브;
를 더 포함하는 냉장고.
제2항에 있어서,
상기 냉장측 증발기에서 열교환된 공기를 상기 냉장실로 송풍하는 냉장실 송풍팬;
을 더 포함하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 냉장실 온도센서를 통해 냉장실의 내부 온도를 감지하는 온도 감지부;
상기 냉동실의 구동 시점 및 상기 냉장실의 컷 오프 온도에 따라 상기 냉각장치의 구동을 제어하는 구동부; 및
상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인 온도 차에 따라 냉장실의 온도를 일정하게 유지시키도록 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정하는 온도 설정부;
를 포함하는 냉장고.
제5항에 있어서,
상기 온도 설정부는,
상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인 온도의 차에 상당하는 만큼 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정하는 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 온도 설정부는,
냉장실의 평균온도를 기준으로 상기 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 상기 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정하는 냉장고.
제5항에 있어서,
상기 온도 설정부는,
상기 냉장실의 구동 시점 온도가 상기 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우, 냉장실의 컷 오프 온도를 설정된 상태로 유지하는 냉장고.
냉장고가 냉동실 및 냉장실의 냉각장치를 구동시키는 단계;
냉장실의 구동 시점 온도를 감지하는 단계;
상기 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도와 동일한지 여부를 확인하는 단계;
확인 결과, 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 상이한 경우, 상기 냉장실의 컷 오프(Cut off) 온도를 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인(Cut in) 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계; 및
상기 냉장실의 내부 온도가 상기 냉장실의 컷 오프 온도에 도달하는 경우, 냉장실의 냉각장치 구동을 종료하는 단계;
를 포함하는 냉장고의 제어방법.
제9항에 있어서,
상기 냉장실의 컷 오프 온도를 상기 냉장실의 구동 시점 온도와 냉장실의 컷 인 온도의 차에 따라 가변 조정하는 단계에서,
상기 냉장실의 구동 시점 온도와 상기 냉장실의 컷 인 온도의 차에 상당하는 만큼 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 설정하는 냉장고의 제어방법.
제10항에 있어서,
냉장실의 평균온도를 기준으로 상기 냉장실의 구동 시점 온도의 상승폭과 상기 냉장실의 컷 오프 온도의 하강폭이 서로 동일하도록 상기 냉장실의 컷 오프 온도를 가변 조정하는 냉장고의 제어방법.
제9항에 있어서,
상기 냉장실의 구동 시점 온도가 냉장실의 컷 인 온도와 동일한 경우,
상기 냉장실의 컷 오프 온도를 설정된 상태로 유지하는 냉장고의 제어방법.