KR20160011110A

KR20160011110A - 냉장고 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20160011110A
Application number: KR1020140092179A
Authority: KR
Inventors: 설혜연; 김동석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-07-21
Filing date: 2014-07-21
Publication date: 2016-01-29
Also published as: KR101620178B1

Abstract

일 측면에 따른 냉장고는, 제 1 압축기, 제 1 응축기, 제 1 증발용 팽창장치 및 제 1 증발기가 포함되는 제 1 냉동장치; 및 제 2 압축기, 제 2 응축기, 제 2 증발용 팽창장치 및 제 2 증발기가 포함되며, 제 1 냉동장치와 열교환 하는 제 2 냉동장치가 포함되고, 상기 제 2 냉동장치에는, 상기 제 2 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 응축용 팽창장치; 및 상기 응축용 팽창장치에서 감압된 냉매를 추가 응축하는 보조 응축기가 포함된다.

Description

냉장고 및 그 제어방법 {A refrigerator and a control method the same}

본 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 음식물을 냉동 또는 냉장 보관하도록 저장물이 수용되는 다수의 저장실이 구비되고, 상기 음식물을 수납 및 취출하도록 상기 저장실의 일면이 개방되어 형성된다. 상기 다수의 저장실에는, 음식물의 냉동 저장을 위한 냉동실 및 음식물의 냉장 저장을 위한 냉장실이 포함된다.

냉장고에는, 냉매가 순환하는 냉동시스템이 구동된다. 상기 냉동 시스템을 구성하는 장치에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 상기 증발기에는, 냉장실의 일측에 구비되는 제 1 증발기 및 냉동실의 일측에 구비되는 제 2 증발기가 포함될 수 있다.

최근에는 냉동실 및 냉장실에 증발기와 팽창장치가 각각 설치된 냉장고가 개발되었다. 이 냉장고는 각 팽창장치를 제어하여 압축기에서 각 증발기로 공급되는 냉매의 량을 조절함으로써 냉동실 및 냉장실의 고내 온도를 냉장 온도 및 냉동 온도로 각각 유지시킨다.

또한, 최근에는 냉동실과 냉장실의 목표 온도가 크게 차이나는 점을 고려하여, 서로 다른 냉동 용량의 냉동용 압축기와 냉장용 압축기가 설치된 냉장고가 개발되었다. 이 냉장고는 냉동실과 냉장실의 목표 온도에 기초하여 각 압축기의 구동을 제어함으로써 냉동실과 냉장실의 고내 온도를 목표 온도로 각각 유지시켰다.

여기서 냉장용 압축기는 냉장실을 냉각시키기 위한 냉동 사이클의 증발온도를 상승시키기 위해서 기존 압축기 대비 약 60%수준으로 감소된 냉동 용량을 가진다.

즉 냉장고는 냉장실을 냉각시키기 위한 냉동 사이클의 증발 온도를 상승시키기 위해서 냉동 용량이 작은 소형의 압축기를 더 포함한다.

다만, 종래의 냉동 시스템에서는, 보조 응축기가 구비되어 냉동 사이클에서 복수의 응축 과정을 거치는 경우가 있으나, 보조 응축기에 의해 주 응축기의 방열량이 떨어져 냉각 효율이 감소하는 문제점이 있었다.

본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다수의 저장실에 대한 냉각을 효율적으로 수행하는 냉장고 및 냉장고의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 측면에 따른 냉장고의 제어방법은, 제 1 압축기, 제 1 응축기, 제 1 증발용 팽창장치 및 제 1 저장실 냉각하기 위한 제 1 증발기가 포함되는 제 1 냉동장치; 및 제 2 압축기, 제 2 응축기, 제 2 증발용 팽창장치 및 제 2 저장실 냉각하기 위한 제 2 증발기가 포함되며, 제 1 냉동장치와 열교환 하는 제 2 냉동장치가 포함되는 냉장고의 제어방법에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압축기가 구동되는 단계; 및 상기 제 2 저장실의 온도가 희망온도를 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 저장실의 온도가 희망온도 보다 높으면, 냉매가 상기 제 2 증발기의 입구측에 제공되는 응축용 팽창장치 및 보조 응축기를 유동하여 상기 제 2 증발기로 유입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안되는 실시예에 따르면, 보조 응축기에 의하여 응축기의 방열량 떨어지는 것 방지하여 냉동 사이클의 냉동 효과가 증가하는 이점이 있다.

또한, 축냉제로 상 변화 물질(PCM: Phase Change Material)을 사용하여 열교환기의 열교환 효율이 향상되고, 냉장고 내부의 온도가 일정하게 유지되는 효과가 있다.

또한, 추가되는 팽창장치 이외에 냉동 효율을 높이기 위한 장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 냉장고의 내부 설계가 간단하여 저장실 공간 활용에 효과적이다.

또한, 냉장실 및 냉동실이 별도로 냉각사이클을 각각 구비하여 냉동?냉각 효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 사이클 구성이 간단하여 제작 비용이 절감된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉동 사이클 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 4은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ`을 따라 절개한 횡단면도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어블럭도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 순환하는 냉매의 P-H 선도를 보여주는 그래프이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 내부 구성을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고(1)는, 전면이 개구되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 내부에 형성되는 저장실을 포함한다. 상기 저장실에는, 냉장실(12) 및 냉동실(13)이 포함되며, 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)은 구획부(14)에 의하여 구획될 수 있다. 상기 냉장실(12) 및 냉동실(13)을 각각 “제 1 저장실” 및 “제 2 저장실”로 이름할 수 있다.

상기 본체(11)는, 냉장고(1)의 외관을 형성하는 아우터 케이스(15)와, 상기 아우터 케이스(15)의 내측에 배치되고 상기 냉장실(12)의 내면을 형성하는 냉장실 이너케이스(16) 및 아우터 케이스(15)의 내측에 배치되고 상기 냉동실(13)의 내면을 형성하는 냉동실 이너케이스(미도시)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉장고(1)는, 상기 본체(11)의 전방에 결합되며, 상기 냉동실(13) 및 냉장실(12)을 각각 선택적으로 차폐하는 냉동실 도어(21) 및 냉장실 도어(22)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서는, 냉동실이 하부에 형성되고 냉장실이 상부에 형성되는 바텀 프리저 (Bottom freezer) 타입을 일례로 들어 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 상기 냉장고의 구조뿐만 아니라, 냉동실이 상부에 형성되고 냉장실이 하부에 형성되는 탑 마운트(Top mount) 타입 또는 냉동실과 냉장실이 좌우에 구비되는 사이드 바이 사이드(Side by side) 타입에도 적용 가능함을 미리 밝혀둔다.

상기 냉장실(12)에는, 후술할 증발기(150, 250)[도 2 참조]에서 냉각된 공기가 상기 냉장실(12)로 토출되도록 하는 냉기토출부(18)가 구비될 수 있다. 상기 냉기토출부(18)는 상기 냉장실(12)의 후면부에 제공되며, 냉장실 커버 플레이트(23)에 형성될 수 있다.

상기 냉동실(13)의 후면부에도 냉기가 토출되는 냉기 토출부(미도시)가 형성되는 냉장실 커버 플레이트(미도시)가 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉동 사이클 구성을 보여주는 시스템 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)는, 제 1 냉동장치(10)와 제 2 냉동장치(20)를 포함하며, 상기 각 냉동 사이클부(10, 20)는 냉동 사이클을 구동하기 위한 다수의 장치를 포함한다.

상세히, 상기 제 1 냉동장치(10)는, 상기 제 1 냉동장치(10)에서 유동하는 제 1 냉매를 압축하여 고온 고압 상태로 토출하는 제 1 압축기(110)와, 상기 제 1 압축기(110)에서 압축된 고온고압 상태의 제 1 냉매를 방열을 통하여 응축하는 제 1 응축기(120)와, 상기 제 1응축기(120)에서 응축된 냉매를 공급받아 감압하는 제 1 팽창장치(141)와, 상기 제 1 팽창장치(141)에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 보조 증발기(153) 및 상기 보조 증발기(153)에서 유동된 제 1 냉매를 증발하기 위한 제 1 증발기(150)를 포함한다. 상기 제 1 팽창장치(141)는 “제 1 증발용 팽창장치”라 이름한다.

상기 제 1 냉동장치(10)는, 상기 제 1 압축기(110), 제 1 응축기(120), 제 1 팽창장치(141), 보조 증발기(153) 및 제 1 증발기(150)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(100)이 포함된다.

상기 제 2 냉동장치(20)는, 상기 제 2 냉동장치(20)에서 유동하는 제 2 냉매를 압축하여 고온 고압 상태로 토출하는 제 2 압축기(210)와, 상기 제 2 압축기(210)에서 압축된 고온고압 상태의 제 2 냉매를 방열을 통하여 응축하는 제 2 응축기(220)와, 상기 제 2 응축기(220)에서 응축된 냉매를 공급받아 감압하는 제 2 팽창장치(143)와, 상기 제 2 팽창장치(143)에서 감압된 제 2 냉매를 한번 더 응축하는 보조 응축기(223)와, 상기 보조 응축기(223)에서 응축된 제 2 냉매를 감압하는 제 3 팽창장치(145) 및 상기 제 3 팽창장치(145)에서 감압된 제 2 냉매를 증발하기 위한 제 2 증발기(250)를 포함한다. 상기 제 2 팽창장치(143)는 보조 응축을 위한 감압을 수행하는 점에서 “응축용 팽창장치”라 이름하며, 상기 제 3 팽창장치(145)는 “제 2 증발용 팽창장치”라 이름한다.

상기 보조 응축기(223)는, 상기 제 2 응축기(220) 보다 낮은 압력에서 냉매의 응축이 일어나며, 상기 제 2 팽창장치(142)는 상기 보조 응축기(121)에 의해서 상기 응축기(120)의 방열량이 떨어지는 것을 막는 역할을 수행한다.

상기 보조 응축기(223)는, 상기 보조 증발기(153)와 근접하게 설치되어 서로 열교환할 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 증발기(153)가 상기 제 1 냉매를 증발시켜 발생하는 냉기를 이용하여 상기 보조 응축기(223)에 유동하는 제 2 냉매를 응축시킬 수 있다. 상기 보조 응축기(223)와 보조 증발기(153)는 접촉될 수 있으나 후술할 열교환 판(190)에 의하여 열교환할 수 있다.

상기 제 2 응축기(120)에서 응축된 냉매가 상기 제 2 팽창장치(143)에서 감압한 후 상기 보조 응축기(223)로 유입되어 한번 더 응축되는 경우, 냉각능력이 증대될 수 있다. 냉각능력 증대에 관한 자세한 사항은 도 7에서 후술한다.

상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141, 143, 145)를 통칭하여 팽창장치(140)라 이름할 수 있으며, 각각 제어부의 구동 신호에 따라 개폐를 수행할 수 있다.

구체적으로, 상기 제 1 팽창장치(141)는, 상기 냉장실(12)의 냉장 온도가 제 1 목표 온도보다 높으면 상기 제 1 증발기(150)에 제 1 냉매가 공급되도록 개방 구동하고, 상기 냉장실(12)의 냉장 온도가 제 1 목표 온도에 도달하면 상기 제 1 증발기(150)에 공급되는 냉매가 차단되도록 폐쇄 구동할 수 있다.

상기 제 2 및 제 3 팽창장치(143, 145)는, 상기 냉동실(13)의 냉동 온도가 제 2 목표 온도보다 높으면 상기 제 2 증발기(250)에 제 2 냉매가 공급되도록 개방 구동하고, 상기 냉동실(13)의 냉동 온도가 제 2 목표 온도에 도달하면 상기 제 2 증발기(250)에 공급되는 냉매가 차단되도록 폐쇄 구동할 수 있다. 상기 제 2 및 제 3 팽창장치(143, 145) 둘 중 어느 하나의 팽창장치가 폐쇄 구동되더라도 상기 제 2 증발기(250)에 공급되는 냉매가 차단될 수 있다.

즉, 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141, 143, 145)의 개방 구동에 따라 제 1, 2증발기(150, 250)로 냉매가 공급된다. 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141, 143, 145)에는 모세관이 포함될 수 있다.

상기 제 1 증발기(150)는, 상기 제 1 팽창장치(141)가 개방됨에 따라 제 1 냉매가 공급되면 냉각 작용에 의하여 주변의 공기 및 상기 냉장실(12)의 공기를 냉각시켜 상기 냉장실(12)을 저온화시키는 역할을 수행하고, 상기 제 2 증발기(250)는 상기 제 2 및 제 3 팽창장치(143, 145)가 개방됨에 따라 제 2 냉매가 공급되면 냉각 작용에 의하여 주변의 공기 및 냉동실(13)의 공기를 냉각시켜 상기 냉동실(13)을 저온화시키는 역할을 수행한다.

제 1 냉동장치(10) 및 제 2 냉동장치(20)는 단위 체적당 냉동 용량이 서로 다른 냉매를 순환시켜 냉각을 수행하도록 할 수 있다.

상기 제 1 냉동장치(10)는, 상기 제 1 응축기(120) 또는 제 1 증발기(150)의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(125, 155)을 더 포함할 수 있다. 상기 송풍팬(125,155)은, 상기 응축기(120)의 일측에 제공되는 제 1 응축팬(125)과, 상기 증발기(150)의 일측에 제공되는 제 1 증발팬(155)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 냉동장치(20)는, 상기 제 2 응축기(220) 또는 제 2 증발기(250)의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(225, 255)을 더 포함할 수 있다.

상기 송풍팬(225,255)은, 상기 제 2 응축기(220)의 일측에 제공되는 제 2 응축팬(225)과, 상기 제 2 증발기(250)의 일측에 제공되는 제 2 증발팬(255)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 증발팬(155) 및 제 2 증발팬(255)의 회전속도에 따라, 상기 제 1 증발기(150) 및 제 2 증발기(250)의 열교환 능력이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증발기(150)의 운전에 따른 냉기 발생이 많이 필요할 경우에는 상기 제 1 증발팬(155)의 회전속도는 증가하며, 냉기가 충분할 경우에는 상기 제 2 증발팬(155)의 회전속도가 감소될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 4은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ`을 따라 절개한 횡단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)에는, 상기 냉장고(1)의 하부에 형성되는 기계실(30)과, 상기 냉장실(12)로 냉기를 공급하는 제 1 냉각실(31) 및 상기 냉동실(13)로 냉기를 공급하는 제 2 냉각실(32)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 냉각실(31) 및 제 2 냉각실(32)의 냉기는 상기 냉기토출부(18)를 통하여 상기 냉장실(12) 및 냉동실(13)로 토출될 수 있다.

상기 기계실(30)에는, 제 1 및 제 2 압축기(110, 210)와, 제 1 및 제 2 응축기(120, 220)가 설치될 수 있다.

상기 제 1 냉각실(31)은, 상기 냉장실(12)의 후벽에 구비되며, 상기 냉장실 이너케이스(16)와 상기 냉장실 커버 플레이트(23) 사이에 형성될 수 있다. 상기 제 1 냉각실(31)에는, 상기 제 1 증발기(150)와, 보조 응축기(223) 및 보조 증발기(153)가 설치될 수 있다.

상기 제 1 증발기(150)는, 상기 냉장실 커버 플레이트(23)에 접할 수 있으며, 홀더(미도시)에 의하여 상기 냉장실 커버 플레이트(23)에 고정될 수 있다.

상기 보조 응축기(223)와 상기 보조 증발기(153)의 사이에는 열교환 판(190)이 구비될 수 있다. 상기 보조 응축기(223), 보조 증발기(153) 및 열교환 판(190)은 차례로 접촉될 수 있으며, 상기 열교환 판(190)을 매개로 하여 상기 보조 응축기(223)와 보조 증발기(153)가 열교환 할 수 있다.

상기 보조 증발기(153)는, 상기 냉장실 이너케이스(16)에 접할 수 있다. 또한, 상기 냉장실 이너케이스(16)에 구비되는 홀더(미도시)에 의하여 상기 보조 증발기(153)가 고정될 수 있으며, 상기 보조 응축기(223)는 상기 열교환 판(190)에 고정될 수 있다.

상기 보조 응축기(223)는, 도시된 것과 같이 상기 제 1 증발기(150)와 이격되나, 접촉되어도 무방하다.

상기 제 1 증발기(150)의 냉매 배관(150a)과, 상기 보조 증발기(153)의 냉매 배관(153a) 및 상기 보조 응축기(223)의 냉매배관(223a)은 절곡되어 상하 방향으로 연장될 수 있다.

이와 같이, 상기 제 1 증발기(150)의 냉매 배관(150a)과, 상기 보조 증발기(153)의 냉매배관(153a) 및 상기 보조 응축기(223)의 냉매배관(223a)이 상하 방향으로 근접하게 설치됨으로써, 냉동 사이클을 구성하는 다수의 장치의 설치공간을 축소할 수 있다. 따라서, 저장실의 저장공간이 좁아지는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 2 냉각실(32)은, 상기 냉동실(13)의 후벽에 구비되며, 상기 냉동실 이너케이스와 상기 냉동실 커버 플레이트(24) 사이에 형성될 수 있다. 상기 제 2 냉각실(32)에는, 제 2 증발기(250)가 설치될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 증발기(150,250)의 일측에는, 상기 제 1 및 제 2 증발기(150,250)에서 증발된 냉매 중 액 냉매를 걸러내어, 상기 제 1 및 제 2 압축기(110, 210)에 기상 냉매를 공급하는 기액 분리기(180)가 각각 제공될 수 있다.

도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어블럭도이고, 도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)는, 제어부(50)와, 사용자 등이 냉동실 희망 온도와 냉장실 희망 온도 등을 입력할 수 있는 입력부(41)와, 냉장실(12)의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서(42)와, 냉동실(13)의 온도를 감지하는 냉동실 온도센서(43)를 포함할 수 있다. 상기 냉장실 온도센서(42)와 냉동실 온도센서(43)를 각각 “ 제 1 온도센서” 및 “제 2 온도센서”라 이름할 수 있으며, 통칭하여 “온도센서”라 할 수 있다..

상기 제어부(50)는, 상기 온도센서(42, 43)에서 감지된 온도가 상기 희망 온도를 만족하는지 여부에 따라 상기 제 1 및 제 2 압축기(110, 210), 제 1 및 제 2 응축팬(125. 225), 제 1 및 제 2 증발팬(155, 255) 및 팽창장치(140)를 제어할 수 있다.

상기 냉장실(12) 및 냉동실(13)의 희망 온도 만족 여부에 따른 상기 냉장고(1)의 제어방법은 도 6을 참조하여 설명한다.

냉장고의 운전이 시작되고, 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 냉동장치(10)에서 냉동 사이클이 순환되도록 제어한다. 구체적으로, 상기 제 1 압축기(110)와 상기 제 1 증발팬(155)이 구동되고, 상기 제 1 팽창장치(141)이 개방 구동되도록 제어할 수 있다(S1).

또한, 상기 제어부(50)는, 상기 제 2 냉동장치(20)에서 냉동 사이클이 순환되도록 제어한다. 구체적으로, 상기 제 2 압축기(210)와 상기 제 2 증발팬(255)이 구동되고, 상기 제 2 및 제 3 팽창장치(143, 145)이 개방 구동되도록 제어할 수 있다(S2).

이때, 상기 제 1 압축기(110) 구동 이후 일정 시간이 경과한 이후에 상기 제 2 압축기(210)가 구동되도록 하여, 상기 제 1 냉동장치(10)가 상기 제 2 냉동장치(20)보다 먼저 순환을 시작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 압축기(110) 구동 이후 상기 제 2 압축기(210)가 3분이 경과한 이후에 구동되도록 제어될 수 있다.

이에 따라, 상기 보조 증발기(153)에는 상기 보조 응축기(223)보다 먼저 냉매의 순환이 일어나므로, 상기 보조 증발기(153)에서 제 1 냉매가 증발하면서 냉각된 공기에 의하여 상기 보조 응축기(223)에서 제 2 냉매 응축이 효과적으로 수행되도록 하기 위함이다.

다음으로, 상기 입력부(41)를 통하여 사용자로부터 희망온도를 입력받고, 상기 냉장실 온도센서(42) 및 냉동실 온도센서(43)를 통하여 고내 온도를 감지한다(S3). 희망온도 입력 및 온도 감지의 순서가 바뀌어도 무방하며, 냉매 사이클 구동 전에 희망온도 입력 및 온도 감지 과정이 수행될 수 있다.

먼저, 상기 냉장실 온도센서(42)를 통하여 감지된 온도와 상기 희망온도를 비교하여, 상기 냉장실(12)의 온도가 희망온도를 만족하는지 판단한다(S4). 희망온도는 하한이 없는 온도구간정보일 수 있다. 즉, 상기 희망온도정보는, 상기 냉장실(12)의 온도가 특정 온도 이하로 유지될 수 있도록 설정될 수 있다.

상기 냉장실(12)의 온도가 희망온도를 만족하는 경우, 즉 상기 냉장실(12)의 온도가 희망온도보다 낮은 경우 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 냉동장치(10)의 냉동 사이클이 정지되도록 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(50)는 상기 제 1 압축기(110)와 상기 제 1 증발팬(150)이 정지되고, 상기 제 1 팽창장치(141)가 폐쇄 구동되도록 제어할 수 있다(S5).

반면, 상기 냉장실(12)의 온도가 희망온도를 만족하지 못하는 경우, 즉 즉 상기 냉장실(12)의 온도가 희망온도보다 높은 경우 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 및 제 2 냉동장치(10, 20)가 계속하여 순환하도록 제어한다.

다음으로, 상기 냉동실 온도센서(43)를 통하여 감지된 온도와 상기 희망온도를 비교하여, 상기 냉동실(13)의 온도가 희망온도를 만족하는지 판단한다(S6).

상기 냉동실(13)의 온도가 희망온도를 만족하는 경우, 즉 상기 냉동실(13)의 온도가 희망온도보다 낮은 경우 상기 제어부(50)는, 상기 제 2 냉동장치(20)의 냉동 사이클이 정지되도록 제어한다. 구체적으로, 상기 제어부(50)는 상기 제 2 압축기(210)와 상기 제 2 증발팬(250)이 정지되고, 상기 제 2 팽창장치(143) 또는 제 3 팽창장치(145)가 폐쇄 구동되도록 제어할 수 있다. 제 2 팽창장치(143) 및 제 3 팽창장치(145) 중 어느 하나가 폐쇄 되더라도 상기 제 2 냉동장치(20)의 냉매 순환이 정지될 수 있다(S7).

반면, 상기 냉동실(13)의 온도가 희망온도를 만족하지 못하는 경우, 즉 상기 냉동실(13)의 온도가 희망온도보다 높은 경우 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 및 2 냉동 사이클부(10, 20)가 계속하여 순환하도록 제어한다.

상기 냉장실(12)의 온도 만족 여부에 따른 제어와 냉동실(13)의 온도 만족 여부에 따른 제어는 그 순서가 바뀌어도 무방하며, 각각의 제어방법이 동시에 수행되도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 순환하는 냉매의 P-H 선도를 보여주는 그래프이다.

도 7을 참조하면, R은 제 1 냉동장치(10)의 냉매 사이클을 의미하는 선도이며, F은 제 2 냉동장치(20)의 냉매 사이클을 의미하는 선도이다.

상기 제 1 냉동장치(10)에서 상기 제 1 냉매가 순환하는 경우, 냉동 사이클은 A->B->C->D 를 순환하게 되며, 상기 냉장고(1)가 “냉동실 운전모드”인 경우에, 냉동 사이클은 A`->B`->C`->D`->E->F 를 순환하게 된다. 상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매의 단위 체적당 냉동 용량이 서로 다른 경우 도 7과 같이 상기 제 1 냉동장치(10) 및 제 2 냉동장치(20)에 냉동 효과에서 차이가 있을 수 있다.

상기 제 1 냉동장치(10)에서 냉매가 순환하는 경우, 상기 제 1 압축기(110)로 흡입되는 A 상태의 냉매는 압축 후 B 상태를 나타낸다. 그리고, 상기 제 1 응축기(120)에서 응축된 냉매의 상태는 C를 나타낸다.

다음으로, C상태의 냉매가 상기 제 1 팽창장치(141)에서 감압된 냉매는 D 상태를 나타내며, 상기 보조 증발기(153) 및 제 1 증발기(150)에서 증발된 냉매는 A 상태를 나타낸다.

한편, 상기 제 2 냉동장치(20)에서 냉매가 순환하는 경우, 상기 제 2 압축기(210)로 흡입되는 A` 상태의 냉매는 압축 후 B` 상태를 나타낸다. 그리고, 상기 제 2 응축기(220)에서 응축된 냉매의 상태는 C`를 나타낸다.

다음으로, C`상태의 냉매는 상기 제 2 팽창장치(143)로 유입된다. 상기 제 2 팽창장치(143)로 유입되어 감압된 냉매는 D`상태를 나타낸다.

상기 제 2 팽창장치(143)에서 감압된 D` 상태의 냉매는 상기 보조 응축기(223)로 유입되어 한 차례 더 응축된다. 상기 보조 응축기(223)로 유입되어 응축된 냉매의 상태는 E를 나타낸다.

다음으로, 상기 보조 응축기(223)에서 응축된 E 상태의 냉매는 상기 제 3 팽창장치(145)로 유입되어 한 차례 더 감압된다. 상기 제 3 팽창장치(145)로 유입되어 감압된 냉매는 F 상태를 나타낸다.

상기 제 1 팽창장치(141)에서 감압된 F상태의 냉매는 상기 제 2 증발기(250)로 유입되고, 상기 제 2 증발기(250)에 유입되어 증발된 냉매는 A` 상태를 나타낸다. 이러한 냉동 사이클에 의하면, 상기 제 2 증발기(250) 측에서의 증발 열량은 h2-h1'을 형성한다.

상기 보조 응축기(223)는 상기 제 2 응축기(220)보다 낮은 압력에서 냉매의 응축이 일어나며, 상기 제 2 팽창장치(143)의 역할은 상기 보조 응축기(223)에 의해서 상기 응축기(220)의 방열량이 떨어지는 것을 막기 위함이다.

한편, 상기 제 2 냉동장치(20)의 경우, 상기 냉동 사이클에 상기 제 2 팽창장치(143)가 제공되지 않는 경우에는, 상기 제 2 응축기(220) 및 보조 응축기(223)에서 응축된 C상태의 냉매가 상기 제 3 팽창장치(145)에서 감압되면 G상태가 되고, G상태의 냉매는 상기 제 2 증발기(250)에서 증발되면서 A`상태가 된다. 이러한 냉동 사이클에 의하면, 상기 제 2 증발기(250) 측에서의 증발 열량은 h2-h1을 형성한다.

따라서, 냉동 사이클에 상기 제 2 팽창장치(143)가 제공되는 경우의 증발 열량은 h2-h1'이며, 상기 제 2 팽창장치(143)가 제공되지 않는 경우의 증발 열량은 h2-h1이므로, 냉동 사이클에 상기 제 2 팽창장치(143) 가 제공되는 경우가 제공되지 않는 경우에 비하여 △h 만큼 많아질 수 있다.

따라서, 냉장고의 운전능력이 개선되며, 동일한 운전능력에 대비하여 전력 소비량은 상대적으로 저감될 수 있다. 결국, 냉장고의 운전효율이 개선되는 효과가 나타난다.

Claims

제 1 압축기, 제 1 응축기, 제 1 증발용 팽창장치 및 제 1 증발기가 포함되는 제 1 냉동장치; 및
제 2 압축기, 제 2 응축기, 제 2 증발용 팽창장치 및 제 2 증발기가 포함되며, 제 1 냉동장치와 열교환 하는 제 2 냉동장치가 포함되고,
상기 제 2 냉동장치에는,
상기 제 2 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 응축용 팽창장치; 및
상기 응축용 팽창장치에서 감압된 냉매를 추가 응축하는 보조 응축기가 포함되는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 증발용 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 보조 증발기가 더 포함되는 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 보조 응축기는 상기 제 2 증발용 팽창장치와 응축용 팽창장치의 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 보조 증발기는, 상기 보조 응축기와 열교환 되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 보조 증발기는, 상기 보조 응축기와 접촉되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 냉동장치는 냉장실을 냉각하며, 상기 제 2 냉동장치는 냉동실을 냉각하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 증발기와, 상기 보조 응축기 및 상기 보조 증발기는 상기 냉장실의 후벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 증발기는 상기 냉동실의 후벽에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고
제 6 항에 있어서,
상기 냉장실 또는 냉동실의 희망 온도를 입력 받는 입력부;
상기 냉장실의 내부에 구비되어, 상기 냉장실의 온도를 감지하는 제 1 온도센서; 및
상기 냉동실의 내부에 구비되어, 상기 냉동실의 온도를 감지하는 제 2 온도센서를 더 포함하는 냉장고.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 온도센서에서 감지한 온도가 냉장실 희망온도 보다 높거나, 상기 제 2 온도센서에서 감지한 온도가 냉동실 희망 온도보다 높은 경우,
상기 제 1 내지 제 3 팽창장치가 개방되고,
상기 제 1 압축기 및 제 2 압축기가 구동되도록 하여 상기 제 1 냉동장치 및 제 2 냉동장치에 냉매가 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 압축기가 구동된 이후 설정된 시간이 경과한 이후에 상기 제 2 압축기가 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 온도센서에서 감지한 온도가 상기 냉장실의 희망 온도보다 낮은 경우,
상기 제 1 압축기를 정지되도록 하고, 상기 제 1 증발용 팽창장치를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 온도센서에서 감지한 온도가 상기 냉동실의 희망 온도보다 낮은 경우,
상기 제 2 압축기를 정지되도록 하고, 상기 제 2 증발용 팽창장치 또는 응축용 팽창장치를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 압축기, 제 1 응축기, 제 1 증발용 팽창장치 및 제 1 저장실 냉각하기 위한 제 1 증발기가 포함되는 제 1 냉동장치; 및
제 2 압축기, 제 2 응축기, 제 2 증발용 팽창장치 및 제 2 저장실 냉각하기 위한 제 2 증발기가 포함되며, 제 1 냉동장치와 열교환 하는 제 2 냉동장치가 포함되는 냉장고의 제어방법에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 압축기가 구동되는 단계; 및
상기 제 2 저장실의 온도가 희망온도를 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 저장실의 온도가 희망온도 보다 높으면,
냉매가 상기 제 2 증발기의 입구측에 제공되는 응축용 팽창장치 및 보조 응축기를 유동하여 상기 제 2 증발기로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 저장실의 온도가 상기 제 1 저장실의 희망 온도보다 낮은 경우,
상기 제 1 압축기는 정지되고, 제 1 증발용 팽창장치는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제 2 저장실의 온도가 상기 제 2 저장실의 희망 온도보다 낮은 경우,
상기 제 2 압축기는 정지되고, 응축용 팽창장치 또는 제 2 증발용 팽창장치는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.