KR20160121310A - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 다수의 유로로 분배하기 위한 유동조절부; 상기 다수의 유로를 유동하는 냉매를 감압하기 위한 복수의 팽창장치; 상기 복수의 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 복수의 증발기; 및 상기 복수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기에 설치되며, 상기 증발기의 하중을 감지하는 하중 감지장치가 포함되며, 상기 유동조절부의 작동모드는, 상기 하중 감지장치에서 감지된 정보에 기초하여 조절되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{A refrigerator and a method controlling 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.
상기 냉장실에 저장된 냉기는 상기 제 1 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉장실로 다시 공급될 수 있다. 그리고, 상기 냉동실에 저장된 냉기는 상기 제 2 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉동실로 다시 공급될 수 있다.
이와 같이, 종래의 냉장고는 다수의 저장실이 별개의 증발기를 통하여 독립적인 냉각이 수행되도록 구성되었다.
이와 관련하여, 본 출원인은 특허 등록을 받은 바 있다 (선행특허 등록번호 10-1275184, 등록일자 2013년 6월 10일).
위 선행특허에 따른 냉동시스템에는, 압축기, 응축기, 냉매공급수단, 팽창장치, 제 1 증발기 및 제 2 증발기가 개시된다. 상기 제 1 증발기와 제 2 증발기는 별도의 저장실을 각각 냉각하기 위하여 구비되는 열교환기로서 이해된다. 그리고, 상기 냉매공급수단은 삼방밸브로 구성될 수 있으며, 상기 냉매공급수단에 유입되는 냉매는 상기 제 1 증발기 또는 제 2 증발기로 가이드 될 수 있다.
즉, 위 선행특허는, 냉매가 상기 제 1 증발기 또는 제 2 증발기로 선택적으로 공급되어, 다수의 저장실 중 일 저장실의 냉각을 수행하고 타 저장실의 냉각을 정지하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 종래에는 다수의 저장실을 동시에 냉각하는 것이 아니라, 일 저장실과 타 저장실을 선택적으로, 또는 교번하여 냉각하는 것을 특징으로 하였다.
이 경우, 냉각이 이루어지는 저장실은 적정 범위의 온도를 유지할 수 있으나, 냉각되지 않는 저장실의 온도는 상승하여 정상범위를 벗어나는 문제점이 나타났다. 그리고, 일 저장실의 냉각이 필요한 상태에서, 타 저장실의 온도가 정상범위를 벗어난 것으로 감지된 경우, 상기 타 저장실의 냉각이 즉각적으로 이루어질 수 없게 되는 문제점이 나타났다. 결국, 독립적으로 저장실을 냉각하여야 하는 구조에서, 냉기를 적시 적소에 공급할 수 없게 되어, 냉장고의 운전효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.
한편, 종래에 다수의 저장실을 동시에 냉각하기 위하여, 상기 냉매공급수단의 양방향 출구측으로 모두 개방하는 경우, 복수의 증발기 중 일 증발기로 냉매가 쏠리는 현상이 나타났다. 특히, 냉매공급수단으로서 삼방밸브가 사용되는 경우, 삼방밸브의 물리적 평형이 유지되지 않아, 일 증발기로 냉매가 많이 유입되고 타 증발기에는 상대적으로 냉매가 적게 유입되는 문제점이 있었다. 결국, 냉매가 많이 유입되는 일 증발기에서는 과냉각 현상이 발생되고 냉매가 적게 유입되는 타 증발기에서는 냉각 불량현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 증발기로 냉매의 분배가 용이하게 이루어질 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 다수의 유로로 분배하기 위한 유동조절부; 상기 다수의 유로를 유동하는 냉매를 감압하기 위한 복수의 팽창장치; 상기 복수의 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 복수의 증발기; 및 상기 복수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기에 설치되며, 상기 증발기의 하중을 감지하는 하중 감지장치가 포함되며, 상기 유동조절부의 작동모드는, 상기 하중 감지장치에서 감지된 정보에 기초하여 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하중 감지장치에 의하여, 상기 증발기의 하중이 설정값 또는 설정범위 내에 속하는 것으로 인식되면, 상기 유동조절부는 제 1 작동모드로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하중 감지장치에 의하여, 상기 증발기의 하중이 설정값 또는 설정범위를 초과하는 것으로 감지되면, 상기 유동조절부는 제 2 작동모드로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정값 또는 설정범위는, 상기 증발기에, 냉매량이 설정량 또는 설정 냉매량이 존재할 때 감지되는 하중값 또는 하중 범위로서 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 증발기에는, 상기 유동조절부에 연결되는 복수의 제 1 증발유로에 연통되는 제 1 증발기; 및 상기 유동조절부에 연결되는 하나의 제 2 증발유로에 연통되는 제 2 증발기가 포함된다.
또한, 상기 제 1 작동모드는, 상기 복수의 제 1 증발유로 및 상기 제 2 증발유로를 모두 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 작동모드는, 상기 복수의 제 1 증발유로 중 어느 하나의 제 1 증발유로가 폐쇄되고, 상기 제 2 증발유로를 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하중 감지장치에는, 상기 제 1 증발기에 설치되는 제 1 하중 감지장치; 및 상기 제 2 증발기에 설치되는 제 2 하중 감지장치가 포함된다.
또한, 상기 하중 감지장치에는, 상기 증발기에 부착되는 스트레인 게이지가 포함된다.
또한, 상기 증발기에는, 이너 케이스에 결합되는 후크가 구비되며, 상기 스트레인 게이지는, 상기 후크에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유동조절부에는, 사방 밸브가 포함된다.
또한, 상기 압축기에는, 상기 제 2 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 제 2 압축기; 및 상기 제 1 증발기에서 증발된 냉매와, 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 흡입되는 제 1 압축기가 포함된다.
다른 측면에 따른 냉장고의 제어방법에는, 압축기가 구동하는 단계; 유동조절부의 작동모드를 제 1 작동모드로 제어하여, 냉매가 제 1 증발기와 제 2 증발기로 분배하여 유입되는 단계; 상기 제 1 증발기에 설치되는 스트레인 게이지로부터 저항값이 인식되는 단계; 및 상기 인식된 저항값과 설정 저항값을 비교하여, 상기 유동조절부의 작동모드를 유지 또는 변경할 지 여부를 결정하는 단계가 포함된다.
또한, 상기 인식된 저항값이 상기 설정 저항값을 초과하는 것으로 인식되면, 상기 제 1 작동모드를 유지하며, 상기 인식된 저항값이 상기 설정 저항값 이하인 것으로 인식되면, 상기 제 1 작동모드를 제 2 작동모드로 변경되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 작동모드는, 상기 제 1 증발기에 연결되는 복수의 제 1 증발유로와, 상기 제 2 증발기에 연결되는 하나의 제 2 증발유로를 모두 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 작동모드는, 상기 제 2 증발기에 연결되는 복수의 제 1 증발유로 중 하나의 제 1 증발유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 증발기에 연결되는 하나의 제 2 증발유로를 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스트레인 게이지는, 상기 제 1 증발기 및 제 2 증발기에 모두 설치되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시예에 따르면, 증발기에 하중감지 장치가 장착되고, 상기 하중감지 장치를 통하여 증발기의 무게 변화를 감지할 수 있으므로, 증발기에 유입된 냉매량을 용이하게 인식할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 상기 하중감지 장치에는 스트레인 게이지가 포함되며, 상기 스트레인 게이지는 증발기의 하중에 따라 변화되는 저항값을 출력할 수 있으므로, 증발기의 냉매량에 대한 미세한 변화에 대하여도 비교적 정확하게 판단할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 증발기에는 냉장고의 이너케이스에 장착되는 후크가 포함되고, 스트레인 게이지는 상기 후크의 일측에 설치되므로, 증발기의 냉매량 증가하여 증발기의 하방으로 응력이 작용할 때 스트레인 게이지의 변형이 용이하게 발생될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 하중감지 장치를 통하여 인식된 증발기의 냉매량에 기초하여, 제 1,2 증발기로 분배되는 냉매량을 조절할 수 있으므로, 제 1 증발기 또는 제 2 증발기로의 냉매 쏠림을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 제 1,2 증발기의 냉각성능을 개선할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기가 이너케이스에 설치되는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 좌측면도이다.
도 8A 내지 도 8C는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스트레인 게이지의 구성 및 하중에 따른 변형모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
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 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사이클 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기가 이너케이스에 설치되는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 1,2 및 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 저장실을 형성하는 캐비닛(11)이 포함된다. 상기 저장실에는, 냉장실(20) 및 냉동실(30)이 포함되며, 일례로, 상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 배치될 수 있다. 다만, 상기 냉장실(20)과 냉동실(30)의 위치에 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 냉장실(20)과 냉동실(30)은 격벽(28)에 의하여 구획될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20)을 여닫는 냉장실 도어(25) 및 상기 냉동실(30)을 여닫는 냉동실 도어(35)가 포함된다. 상기 냉장실 도어(25)는 상기 캐비닛(10)의 전방에 힌지 결합되어 회전 가능하게 구성되고, 상기 냉동실 도어(35)는 서랍 타입으로 전방으로 인출 가능하게 구성될 수 있다.
방향을 정의한다. 도 1을 기준으로, 상기 캐비닛(10)을 기준으로 냉장실 도어(25)가 결합되는 방향을 "전방", 그 반대방향을 "후방"이라 하고, 상기 캐비닛(10)의 옆면을 향하는 방향을 "측방"이라 규정한다.
그리고, 상기 캐비닛(11)에는, 냉장고(10)의 외관을 형성하는 아우터 케이스(12) 및 상기 아우터 케이스(12)의 내측에 배치되고 냉장실(20) 또는 냉동실(30)의 내면 중 적어도 일부를 형성하는 이너 케이스(13)가 포함된다.
상기 냉장실(20)의 후벽에는, 패널(15)이 설치된다. 상기 패널(15)은 냉장실측 이너 케이스(12)의 후방부로부터 전방으로 이격된 위치에 설치될 수 있다. 상기 패널(15)과 상기 이너 케이스(12)의 후방부 사이 공간에는, 제 1 증발기(110)가 설치되는 설치공간(18)이 형성된다.
상기 패널(15)에는, 상기 냉장실(20)로 냉기를 토출하기 위한 냉장실 냉기토출부(22)가 구비된다. 일례로, 상기 냉장실 냉기토출부(22)는 덕트로 구성되어 상기 패널(15)의 대략 중앙부에 결합되도록 배치될 수 있다.
도면에 도시되지 않으나, 상기 냉동실(30)의 후벽에는, 냉동실측 패널이 설치되며, 상기 패널에는 상기 냉동실(30)로 냉기를 토출하기 위한 냉동실 냉기토출부가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 패널과, 냉동실측 이너케이스의 후방부 사이 공간에는, 제 2 증발기(150)가 설치되는 설치공간이 형성될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30)을 각각 냉각하기 위한 복수의 증발기(150,160)가 포함된다. 상기 복수의 증발기(150,160)에는, 상기 냉장실(20)을 냉각하는 제 1 증발기(110) 및 상기 냉동실(30)을 냉각하는 제 2 증발기(150)가 포함된다. 상기 제 1 증발기(110)를 "냉장실 증발기", 상기 제 2 증발기(150)를 "냉동실 증발기"라 이름할 수 있다.
상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 배치되며, 도 2에 도시되는 바와 같이, 상기 제 1 증발기(110)는 상기 제 2 증발기(150)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)는 상기 냉장실(20)의 후벽, 즉 상기 패널(15)의 후측에 배치되며, 상기 제 2 증발기(150)는 상기 냉동실(30)의 후벽, 즉 냉동실측 패널의 후측에 배치될 수 있다. 상기 제 1 증발기(110)에서 생성된 냉기는 상기 냉장실 냉기토출부(22)를 통하여 상기 냉장실(20)로 공급되며, 상기 제 2 증발기(150)에서 생성된 냉기는 상기 냉동실 냉기토출부를 통하여 상기 냉동실(30)로 공급될 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)는 상기 패널(15)과 이너케이스(13)의 후방부 사이에 형성되는 설치공간(18)에 설치된다. 그리고, 상기 제 1 증발기(110)에는, 상기 이너케이스(13)에 걸림이 이루어지는 후크(125,135)가 포함된다.
상기 이너케이스(13)에는, 상기 제 1 증발기(110)의 후크(125,135)가 삽입되는 걸림공(13a)이 형성된다. 상기 후크(125,135)는 상기 걸림공(13a)을 관통하여 상기 이너케이스(13)에 걸림이 이루어진다.
상기 아우터 케이스(12)와 이너 케이스(13)의 사이에는 단열재(14)가 구비된다. 상기 아우터 케이스(12)와 이너 케이스(13)의 조립이 이루어지면, 상기 아우터 케이스(12)와 이너 케이스(13)의 사이 공간에는, 단열재가 충진된다.
이 때, 상기 걸림공(13a)을 통한 단열재의 배출을 막기 위하여, 상기 이너 케이스(13)의 일면, 즉 상기 단열재(14)를 바라보는 면에는, 실링부재(80)가 설치된다. 일례로, 상기 실링부재(80)에는, 접착 테이프가 포함될 수 있다.
상기 단열재가 설치된 상태에서, 상기 제 1 증발기(110)는 상기 걸림공(13a)을 통하여 상기 이너 케이스(13)에 결합될 수 있다.
상기 후크(125,135)에는, 상기 제 1 증발기(110)의 무게 변화에 따른 변형량을 감지하기 위한 "하중 감지장치"로서 스트레인 게이지(200, strain gauge)가 설치된다. 상세히, 상기 제 1 증발기(110)에 냉매가 유입될 때 발생하는 무게 변화에 의하여, 상기 제 1 증발기(110)는 상기 이너 케이스(13)에 결합된 후크(125,135)를 중심으로 하방으로 처지는 현상이 나타난다.
상기 스트레인 게이지(200)는 상기 처지는 현상에 기초하여 발생되는 변형량을 감지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 냉장고(10)에는, 냉동 사이클을 구동하기 위한 다수의 장치가 포함된다.
상세히, 상기 냉장고(10)에는, 냉매를 압축하기 위한 복수의 압축기(311,315)와, 상기 복수의 압축기(311,315)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(320)와, 상기 응축기(320)에서 응축된 냉매를 감압하기 위한 다수의 팽창장치(341,343,345) 및 상기 다수의 팽창장치(341,343,345)에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 다수의 증발기(110,150)가 포함된다.
그리고, 상기 냉장고(10)에는, 상기 복수의 압축기(311,315), 응축기(320), 팽창장치(341,343,345) 및 증발기(110,150)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(300)이 더 포함된다.
상기 복수의 압축기(311,315)에는, 저압측에 배치되는 제 2 압축기(315) 및 상기 제 2 압축기(315)에서 압축된 냉매를 더 압축하는 제 1 압축기(311)가 포함된다. 상기 제 1 압축기(311)와 제 2 압축기(315)는 직렬로 연결된다. 즉, 상기 제 2 압축기(315)의 출구측 냉매배관은 상기 제 1 압축기(311)의 입구측에 연결된다.
냉장실(20)과 냉동실(30)을 동시 냉각운전 하는 경우와, 상기 냉동실(30)을 단독 냉각운전 하는 경우에는, 상기 제 1,2 압축기(311,315)가 모두 구동될 수 있다. 반면에, 상기 냉장실(20)을 단독 냉각운전 하는 경우에는, 상기 제 2 압축기(315)는 정지하고 상기 제 1 압축기(311)를 구동할 수 있다.
상기 다수의 증발기(110,150)에는, 냉장실(20)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 1 증발기(110) 및 냉동실(30)에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 2 증발기(150)가 포함된다. 상기 제 1 증발기(110)는 상기 냉장실(20)의 일측에 배치되며, 상기 제 2 증발기(150)는 상기 냉동실(30)의 일측에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1,2 증발기(110,150)는 병렬로 연결될 수 있다.
상기 냉동실(30)에 공급되는 냉기의 온도는 상기 냉장실(20)에 공급되는 냉기의 온도보다 낮을 수 있으며, 이에 따라 상기 제 2 증발기(150)의 냉매 증발압력은 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 증발압력보다 낮을 수 있다.
상기 제 2 증발기(150)의 출구측 냉매배관(100)은 상기 제 2 압축기(315)의 입구측으로 연장된다. 따라서, 상기 제 2 증발기(150)를 통과한 냉매는 상기 제 2 압축기(315)로 흡입될 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)의 출구측 냉매배관(100)은 상기 제 2 압축기(315)의 출구측 냉매배관에 연결된다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)를 통과한 냉매는 상기 제 2 압축기(315)에서 압축된 냉매와 합지되어, 상기 제 1 압축기(311)로 흡입될 수 있다.
상기 다수의 팽창장치(341,343,345)에는, 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 1 팽창장치(341) 및 제 3 팽창장치(345)와, 상기 제 2 증발기(150)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 2 팽창장치(343)가 포함된다. 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(341,343,345)에는, 모세관(capillary tube)이 포함될 수 있다.
상기 제 2 증발기(150)의 냉매 증발압력이 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 증발압력보다 낮게 형성되도록 하기 위하여, 상기 제 2 팽창장치(343)의 모세관 관경이 상기 제 1 팽창장치(341) 및 제 3 팽창장치(345)의 모세관 관경보다 작을 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)의 입구측에는, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 유입을 가이드 하는 복수의 냉매유로(301,305)가 구비된다.
상기 복수의 냉매유로(301,305)에는, 상기 제 1 팽창장치(341)가 설치되는 제 1 냉매유로(301) 및 상기 제 3 팽창장치(345)가 설치되는 제 3 냉매유로(305)가 포함된다. 상기 제 1,3 냉매유로(301,305)는 상기 제 1 증발기(110)로 냉매의 유입을 가이드 하는 점에서, "제 1 증발유로"라 이름할 수 있다. 상기 제 1 냉매유로(301)와 제 3 냉매유로(305)를 유동하는 냉매는 합지된 후, 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 증발기(150)의 입구측에는, 상기 제 2 증발기(150)로의 냉매 유입을 가이드 하는 하나의 냉매유로(303)가 구비된다. 상기 하나의 냉매유로(303)에는, 상기 제 2 팽창장치(343)가 설치되는 제 2 냉매유로(303)가 포함된다. 상기 제 2 냉매유로(303)는 상기 제 2 증발기(150)로 냉매의 유입을 가이드 하는 점에서, "제 2 증발유로"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)는 상기 냉매배관(300)에서 분지되는 "분지유로"로서 이해될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 냉매를 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)로 분지하여 유입시키기 위한 유동조절부(330)가 더 포함된다. 상기 유동조절부(330)는 제 1,2 증발기(110,150)가 동시에 운전 또는 단독 운전되도록, 즉 냉매가 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150) 중 적어도 하나의 증발기에 유입되도록 냉매의 유동을 조절하는 장치로서 이해될 수 있다.
상기 유동조절부(330)는 냉매가 유입되는 1개의 유입부 및 냉매가 배출되는 3개의 유출부를 가지는 4방변(four-way valve)을 포함한다.
상기 유동조절부(330)의 3개의 유출부에는, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)가 각각 연결된다. 따라서, 상기 유동조절부(330)를 통과하는 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)로 분지되어 배출될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)에 연결되는 유출부를 차례대로, "제 1 유출부", "제 2 유출부" 및 "제 3 유출부"라 이름한다.
상기 제 1 내지 제 3 유출부 중 적어도 하나의 유출부가 개방될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 유출부가 모두 개방되면, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)를 통하여 냉매가 유동한다. 반면에, 상기 제 1,2 유출부가 개방되고 제 3 유출부가 폐쇄되면, 상기 제 1,2 냉매유로(301,303)를 통하여 냉매가 유동한다.
이와 같이, 상기 유동조절부(330)의 제어에 따라, 냉매의 유동경로가 달라질 수 있다. 그리고, 상기 유동조절부(330)의 제어는, 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(150)의 냉매 과부족 여부에 기초하여 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 제 1,2 증발기(110,150)가 동시 운전되는 경우, 상기 제 1 증발기(110)에 냉매가 상대적으로 부족할 경우, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)에 냉매가 유동될 수 있도록 상기 유동조절부(330)가 제어된다.
반면에, 상기 제 2 증발기(150)에 냉매가 상대적으로 부족할 경우, 상기 제 3 냉매유로(305)는 폐쇄되고, 상기 제 1,2 냉매유로(301,303)에 냉매가 유동될 수 있도록 상기 유동조절부(330)가 제어된다.
즉, 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 냉매의 유동경로(301,305)가 복수 개 제공되고, 상기 복수의 유동경로(301,305)를 통한 냉매의 유동을 선택적으로 제어함으로써 상기 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(150)로 유입될 냉매량을 조절할 수 있다.
한편, 상기 제 2 증발기(150)의 입구측에 비하여, 상기 제 1 증발기(110)의 입구측에 더 많은 냉매 유로가 형성되므로, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)가 모두 개방될 경우, 냉매는 상기 제 2 증발기(150)에 비하여, 상대적으로 상기 제 1 증발기(110)로 많이 유동할 수 있게 된다. 이 때, 상기 제 1 증발기(110)의 열교환 능력이 상기 제 2 증발기(160)의 열교환 능력보다 커질 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 열교환기의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(325,355,365)이 포함된다. 상기 송풍팬(325,355,365)에는, 상기 응축기(320)의 일측에 제공되는 응축팬(325), 상기 제 1 증발기(110)의 일측에 제공되는 제 1 증발팬(355) 및 상기 제 2 증발기(150)의 일측에 제공되는 제 2 증발팬(365)이 포함된다.
상기 제 1,2 증발팬(355,365)의 회전속도에 따라, 상기 제 1,2 증발기(110,150)의 열교환 능력이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증발기(110)의 운전에 따른 냉기 발생이 많이 필요할 경우에는 상기 제 1 증발팬(355)의 회전속도는 증가하며, 냉기가 충분할 경우에는 상기 제 1 증발팬(355)의 회전속도가 감소될 수 있다.
이하에서는, 증발기 및 스트레인 게이지의 구성에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 우측면도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 증발기의 구성을 보여주는 좌측면도이고, 도 8A 내지 도 8C는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 스트레인 게이지의 구성 및 하중에 따른 변형모습을 보여주는 도면이다.
먼저, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 증발기(110)에는, 냉매가 유동하는 냉매 배관(111)과, 상기 냉매 배관(111)에 결합되어 냉매와 유체의 열교환 면적을 증대하는 핀(112) 및 상기 냉매 배관(111)을 고정하는 결합 플레이트(120,130)가 포함된다.
상기 결합 플레이트(120,130)는 상기 냉매 배관(111)의 양측에 복수 개로 제공될 수 있다. 상세히, 상기 결합 플레이트(120,130)에는, 상기 냉매 배관(111)의 일측을 지지하는 제 1 플레이트(120) 및 상기 냉매 배관(111)의 타측을 지지하는 제 2 플레이트(130)가 포함된다. 상기 제 1,2 플레이트(120,130)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 냉매 배관(111)은 일방향 및 타방향으로 절곡되도록 구성되며, 상기 제 1,2 플레이트(120,130)는 상기 냉매 배관(111)의 양측부를 고정하여 상기 냉매 배관(111)의 흔들림을 방지한다. 일례로, 상기 냉매 배관(111)은 상기 제 1,2 플레이트(120,130)를 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1,2 플레이트(120,130)는 세로 방향으로 연장되는 판 형상을 가지며, 상기 냉매 배관(111)의 적어도 일부분이 관통되는 관통공(122,132)을 가질 수 있다. 상세히, 상기 제 1 플레이트(120)에는, 상기 냉매 배관(111)의 적어도 일부분이 관통되는 다수의 제 1 관통공(122)이 형성된다. 그리고, 상기 제 2 플레이트(130)에는, 상기 냉매 배관(111)의 적어도 일부분이 관통되는 다수의 제 2 관통공(132)이 형성된다.
상기 냉매 배관(111)은 상기 제 1 플레이트(120)의 제 1 관통공(121)을 관통하여 상기 제 2 플레이트(130) 측으로 연장되며, 상기 제 2 플레이트(130)의 제 2 관통공(132)을 관통한 후 방향 전환되어 다시 상기 제 2 플레이트(130)측으로 연장되도록 배치될 수 있다.
상기 핀(112)은 다수 개가 서로 이격되도록 구비되며, 상기 냉매 배관(111)은 상기 다수 개의 핀(112)을 관통하도록 배치된다.
상기 제 1 증발기(110)의 상부 중 적어도 일부의 영역에는, 상기 핀(112)이 제공되지 않는 영역이 포함된다. 상기 핀(112)이 제공되지 않는 영역의 상측에는 제 1 증발팬(355)이 제공된다. 상기 제 1 증발팬(355)을 향하는 공기유동의 적체 및 이에 따른 착상성능 저하를 방지하기 위하여, 상기 제 1 증발기(110)의 상부 중 적어도 일부의 영역에는, 상기 핀(112)을 구비하지 않도록 구성된다.
상기 핀(112)이 구비되지 않는 영역에는, 냉매 배관(111)이 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 외부에 노출되는 냉매 배관(111)에는, 제 1 배관부(111a), 제 2 배관부(111b) 및 제 3 배관부(111c)가 포함된다. 상기 제 1 내지 제 3 배관부(111a,111b,111c)는 서로 이격되어 폭방향으로 배치될 수 있다. 상기 폭방향은, 도 6을 기준으로 좌우방향이며, 상기 제 1 증발기(110)가 냉장고에 설치된 상태에서는 전후방향으로 이해될 수 있다.
상기 제 1 플레이트(120)에는, 상기 다수의 제 1 관통공(122)이 형성되는 제 1 플레이트 본체(121) 및 상기 플레이트 본체(121)로부터 돌출되며 상기 이너 케이스(13)의 걸림공(13a)에 결합되는 제 1 후크(125)가 포함된다. 상기 제 1 후크(125)는 상기 제 1 플레이트(120)의 상부에 형성된다.
상기 제 1 플레이트 본체(121)의 하부에는, 제상히터(180)가 결합될 수 있는 제 1 히터결합공(128)이 형성된다. 상기 제상히터(180)는 상기 제 1 히터결합공(128)에 결합되어, 상기 제 2 플레이트(130)를 향하여 연장될 수 있다. 상기 제상히터(180)가 작동하면, 상기 제상히터(180)에서 발생된 열은, 상기 제상히터(180) 상측의 냉매 배관(111) 및 핀(112)으로 전달되어, 착상된 서리를 녹일 수 있다.
상기 제 1 후크(125)에는, 상기 걸림공(13a)을 관통하여 상기 이너 케이스(13)에 삽입되어, 상기 이너 케이스(13)의 후면에 지지되는 걸림부(127) 및 상기 플레이트 본체(121)로부터 상기 걸림부(127)를 향하여 연장되는 목부(126)가 포함된다.
상기 목부(126)는 상기 걸림부(127)보다 작은 단면적을 가지도록 구성되며, 상기 목부(126)의 적어도 일부분은 상기 걸림공(13a)에 지지되도록 배치될 수 있다.
상기 제 2 플레이트(130)에는, 제 2 플레이트 본체(131)와, 제 2 후크(135) 및 상기 제 2 플레이트 본체(131)로부터 상기 제 2 후크(135)를 향하여 연장되는 제 2 목부(136)가 포함된다. 그리고, 상기 제 2 플레이트 본체(131)이 하부에는, 제상히터(180)가 결합되는 제 2 히터결합공(138)이 형성된다.
상기 제 2 플레이트 본체(131), 제 2 후크(135), 제 2 목부(136) 및 제 2 히터결합공(138)에 관한 설명은, 상기 제 1 플레이트 본체(121), 제 1 후크(125), 제 1 목부(126) 및 제 1 히터결합공(128)에 관한 설명을 원용한다. 그리고, 설명의 편의를 위하여, 상기 제 1,2 플레이트 본체(121,131)를 "플레이트 본체", 제 1,2 후크(125,135)를 "후크", 상기 제 1,2 목부(126,136)를 "목부", 상기 제 1,2 히터결합공(128,138)을 "히터결합공"이라 통칭할 수 있다.
상기 제 1 증발기(110)의 일측에는, 상기 제 1 증발기(110)에서 증발된 냉매 중 액 냉매를 걸러내어, 제 1 압축기(311)에 기상 냉매를 공급하는 기액 분리기(170)가 제공된다.
상기 결합 플레이트(120,130)에는, 제 1 증발기(110)의 무게변화를 감지하기 위한 "하중 감지장치"로서의 스트레인 게이지(200)가 포함된다.
상세히, 상기 스트레인 게이지(200)는 상기 제 1 증발기(110) 중, 상기 이너 케이스(13)에 대한 지지부를 형성하는 후크(125,135)에 설치될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 스트레인 게이지(200)에는, 상기 후크(125) 중 상대적으로 작은 단면적을 가지는, 즉 얇게 형성되는 목부(126,136)에 설치될 수 있다. 일례로, 상기 스트레인 게이지(200)는 상기 목부(126,136)의 일면에 부착될 수 있다.
상기 목부(126,136)의 작은 단면적으로 인하여, 상기 목부(126,136)에는 응력의 집중이 용이하게 이루어질 수 있으므로, 상기 스트레인 게이지(200)를 통한 제 1 증발기(110)의 변형량이 용이하게 감지될 수 있다.
상기 스트레인 게이지(200)에는, 상기 제 1 플레이트(120)에 설치되는 제 1 스트레인 게이지(210) 및 상기 제 2 플레이트(130)에 설치되는 제 2 스트레인 게이지(220)가 포함된다. 즉, 상기 제 1 스트레인 게이지(210)는 상기 제 1 플레이트(120)의 목부(126)에 설치되고, 상기 제 2 스트레인 게이지(220)는 상기 제 2 플레이트(130)의 목부(136)에 설치될 수 있다.
도 8A를 참조하면, 상기 스트레인 게이지(200)에는, 상기 목부(126,136)에 안착되는 베이스(201)와, 상기 베이스(201)에 변형 가능하게 구비되는 패턴(205) 및 상기 패턴(205)에 연결되는 복수의 단자(202a,202b)가 포함된다.
상기 베이스(201)는 상기 목부(126,136)에 부착될 수 있다.
상기 패턴(205)에는 저항선이 포함된다. 상기 저항선은, 상기 스트레인 게이지(200)에 가해지는 힘(인장방향의 힘)에 의하여 길이 및 단면적이 변화되도록 구성될 수 있다. 일례로, 상기 저항선의 길이가 증가하고 단면적이 감소되는 경우 전기저항이 증가하며, 상기 저항선의 길이가 감소하고 단면적이 증가되는 경우 전기저항이 감소될 수 있다.
상기 복수의 단자(202a,202b)에는, 상기 패턴(205)의 일측에 연결되는 제 1 단자(202a) 및 타측에 연결되는 제 2 단자(202b)가 포함된다. 상기 패턴(205)의 변형에 따라 발생되는 전기저항의 변화에 대한 신호는 상기 복수의 단자(202a,202b)를 통하여 외부로 출력될 수 있다.
도 8B를 참조하면, 상기 스트레인 게이지(200)에 인장방향으로의 힘이 작용하면, 상기 패턴(205) 또는 저항선은 인장방향으로의 길이가 증가하도록 변형된다. 이 때, 상기 패턴(205) 또는 저항선의 단면적은 감소하게 된다. 이러한 변형에 의하여, 상기 저항선의 전기저항은 증가하게 된다.
일례로, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량이 증가하여, 상기 제 1 증발기(110)의 처짐이 발생하고 이 때 발생는 응력에 의하여 상기 스트레인 게이지(200)의 패턴(205)이 인장방향으로 길어지게 되면, 상기 저항선의 전기저항은 증가하는 것으로 인식될 수 있다. 물론, 증가되는 전기저항의 크기에 따라, 냉매량의 많고 적음이 결정될 수 있다.
도 8C를 참조하면, 상기 스트레인 게이지(200)에 압축방향으로의 힘이 작용하면, 상기 패턴(205) 또는 저항선은 압축방향으로의 길이가 감소하도록 변형된다. 이 때, 상기 패턴(205) 또는 저항선의 단면적은 증가하게 된다. 이러한 변형에 의하여, 상기 저항선의 전기저항은 감소하게 된다.
일례로, 제상운전에 의하여, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량이 감소하고 상기 제 1 증발기(110)의 변형이 복원되는 경우, 상기 스트레인 게이지(200)의 패턴(205)의 길이는 압축방향으로 감소하게 된다. 이에 따라, 상기 저항선의 전기저항은 감소하는 것으로 인식될 수 있다.
이와 같이, 도 8B 또는 도 8C와 같은 작용에 의하여, 전기저항 값이 인식될 수 있으며, 인식된 전기저항 값에 기초하여, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량의 많고 적음을 인식할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 저장실(20,30)의 내부온도를 감지하는 저장실 온도센서(381,385) 및 스트레인 게이지(200)의 변화되는 저항값에 대한 정보와 냉매량에 대한 정보가 매핑되어 저장되는 메모리부(390)가 포함된다. 상기 저장실 온도센서(381,385)에는, 냉장실(20)의 온도를 감지하는 냉장실 온도센서(381) 및 냉동실(30)의 온도를 감지하는 냉동실 온도센서(385)가 포함된다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 저장실 온도센서(381,385), 메모리부(320) 및 스트레인 게이지(200)로부터 인식되는 정보에 기초하여 상기 압축기(311,315), 응축팬(320), 제 1,2 증발팬(355,365) 또는 유동조절부(330)를 제어하는 제어부(370)가 더 포함된다.
상기 제어부(370)는, 상기 스트레인 게이지(200)로부터 인식된 전기저항의 변화에 대한 정보와, 상기 메모리부(390)에 저장된 매핑 정보에 기초하여 상기 제 1 증발기(110)에 유입된 냉매량을 인식할 수 있다. 그리고, 상기 인식된 냉매량에 기초하여, 상기 유동조절부(330)의 작동을 제어할 수 있다.
일례로, 상기 인식된 냉매량이 설정량보다 큰 것으로 인식되면, 상기 제 1 증발기(110)로 냉매가 쏠리는 것으로 인식되며, 이에 따라 상기 제어부(370)는 상기 유동조절부(330)를 제어하여, 상기 제 1 증발유로(301,305)를 통한 냉매의 유입이 감소시킬 수 있다.
반면에, 상기 인식된 냉매량이 설정량보다 작은 것으로 인식되면, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 유입이 감소한 것으로 인식되며, 이에 따라 상기 제어부(370)는 상기 유동조절부(330)를 제어하여, 상기 제 2 증발유로(303)를 통한 냉매의 유입을 증가시킬 수 있다.
이하에서는, 도 10을 참조하여, 본 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 10을 참조하면, 제 1,2 압축기(311,315)가 구동하여 냉장고(10)의 운전이 시작되면, 유동조절부(330)는 제 1 작동모드로 수행되며, 냉장실(20) 및 냉동실(30)의 동시 냉각운전이 수행될 수 있다.
상기 제 1 작동모드는, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)가 모두 개방되도록, 상기 유동조절부(330)가 작동되는 모습으로서 이해된다. 즉, 상기 유동조절부(330)의 제 1 작동모드는, 상기 유동조절부(330)의 3개의 유출부가 모두 개방되도록 제어되는 운전모드이다.
따라서, 상기 유동조절부(330)가 제 1 작동모드로 제어되면, 상기 유동조절부(330)를 통과한 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)를 통하여, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 분배되어 유입될 수 있다(S11,S12,S13).
상기 스트레인 게이지(200)를 통하여, 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 감지될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 증발기(110)의 하중에 의하여 상기 스트레인 게이지(200)에 소정의 변형이 발생될 수 있고, 변형량에 기초한 저항값(R)이 인식될 수 있다. 상기 저항값(R)은, 상기 제 1 스트레인 게이지(210)의 저항값과, 상기 제 2 스트레인 게이지(220)의 저항값의 평균값으로서 결정될 수 있다(S14).
상기 제 1 증발기(110)의 하중이 설정하중 초과로 감지된 경우, 즉 상기 인식된 저항값이 설정값을 초과한 경우, 제 1 증발기(110)에 존재하는 냉매량이 설정량을 초과한 것으로 인식될 수 있다.
상세히, 상기 설정하중은 냉매가 상기 제 1,2 증발기(110,150)에 냉매가 고르게 분배되었을 때, 상기 제 1 증발기(110)가 형성하는 하중값으로 결정될 수 있다. 그리고, 상기 설정값은, 상기 제 1 증발기(110)가 설정하중을 가질 때 발생되는 스트레인 게이지(200)의 변형량에 대응하는 저항값으로서 결정될 수 있다.
따라서, 상기 저항값(R)이 상기 설정값 이상인 것으로 인식되는 경우, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량이 증가하여, 상기 제 1 증발기(110)에는 냉매의 쏠림(집중)이 발생되는 것으로 인식될 수 있다(S15,S16).
대략 일정한 냉매량이 냉동 사이클을 순환한다고 볼 때, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 쏠림이 발생한다는 것은, 상기 제 1 증발기(110)에 병렬로 연결되는 제 2 증발기(150)에는 상대적으로 적은 양의 냉매가 유입되는 것으로 인식될 수 있다.
따라서, 상기 유동조절부(330)는 제 2 작동모드로 제어될 수 있다. 상기 제 2 작동모드는, 상기 제 1,3 냉매유로(301,305) 중 어느 하나의 냉매 유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 냉매유로(303)는 개방하는 작동 모습으로서 이해될 수 있다. 즉, 상기 유동조절부(330)의 제 2 작동모드는, 제 1 작동모드에서 개방된 2개의 제 1 증발유로 중 어느 하나의 유로를 폐쇄함으로써, 상기 제 2 증발유로로 냉매가 더 많이 유입되도록 하는 것이다. 일례로, 상기 제 1,3 냉매유로(301,305) 중, 상기 제 3 냉매유로(305)가 폐쇄되도록, 상기 유동조절부(330)를 제어할 수 있다.
상기 유동조절부(330)가 상기 제 2 작동모드로 제어되면, 상대적으로 많은 양의 냉매가 상기 제 2 증발기(150)로 유입되므로, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량은 감소될 것이다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 쏠림현상을 해결할 수 있다(S17).
한편, S15 단계에서, 상기 제 1 증발기의 하중이 설정하중 이하인 것으로 감지된 경우, 즉 상기 스트레인 게이지(200)에서 인식된 저항값이 설정값 이하인 경우, 제 1 증발기(110)에 존재하는 냉매량이 설정량 이하인 것으로 인식될 수 있다.
상기 저항값(R)이 상기 설정값을 나타내는 경우에는, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량이 적정량을 유지하는 것으로 인식된다. 반면에, 상기 저항값(R)이 상기 설정값 미만이면, 상기 제 1 증발기(110)로 유입되는 냉매량이 감소하여, 상기 제 1 증발기(110)에는 냉매의 부족현상이 발생되는 것으로 인식될 수 있다(S18).
따라서, 상기 유동조절부(330)는 상기 제 1 작동모드로 유지될 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)가 모두 개방된 상태가 유지되어, 상대적으로 많은 양의 냉매가 상기 제 1 증발기(110)로 유입될 수 있도록 가이드 한다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 부족현상을 방지할 수 있다(S19).
다른 예를 제안한다.
S15 단계에서, 상기 설정하중 및 설정값이 하나의 값으로 결정되는 것으로 설명되었으나, 소정 구간을 가지는 범위로 결정될 수도 있을 것이다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 설정 하중범위 내에 속하는 경우, 즉 상기 스트레인 게이지(200)의 저항값이 설정 저항범위 내에 속하는 경우에는, 제 1,2 증발기(110,150)로의 냉매 분배가 고르게 이루어졌음을 나타낼 수 있다.
반면에, 상기 저항값이 상기 설정 저항범위 이상이면, 상기 유동조절부(330)는 제 2 작동모드로 제어되며, 상기 저항값이 상기 설정 저항범위 내에 있거나, 상기 설정 저항범위보다 작으면 상기 유동조절부(330)는 제 1 작동모드로 유지될 수 있다.
상기와 같이, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 유입되는 냉매 분배를 수행하는 제어는, 냉장실(20)의 온도가 제 1 설정온도 이하가 될때까지 이루어질 수 있다. 상기 냉장실(20)의 온도가 상기 제 1 설정온도 이하가 되면, 냉동실(30)의 단독 냉각운전을 수행할 수 있다.
상기 냉동실(30)의 단독 냉각운전은, 상기 제 1,3 냉매유로(301,305)는 닫혀지고 상기 제 2 냉매유로(303)가 개방되도록 상기 유동조절부(330)를 제어하고, 상기 제 1,2 압축기(311,315)를 계속 구동하도록 제어하는 모습으로서 이해된다(S20,S21).
상기 냉동실(30)의 단독 냉각운전 과정에서, 상기 냉동실(30)의 온도가 제 2 설정온도 이하가 되면, 냉동실(30)의 단독 냉각운전을 정지한다. 이를 위하여, 상기 제 1,2 압축기(311,315)는 정지될 수 있다(S22,S23).
이와 같은 제어방법에 의하면, 냉장실과 냉동실의 동시운전 과정에서, 제 1 증발기(110)의 무게에 따른 스트레인 게이지(200)의 저항값 변화를 감지하여 유동조절부(330)의 제어를 수행함으로써, 제 1,2 증발기(110,150)로의 고른 냉매 분배를 수행할 수 있다.
따라서, 제 1,2 증발기(110,150)의 냉각성능이 개선되고, 동시운전 과정에서 냉장실(20) 또는 냉동실(30)의 온도가 만족할 수준에 도달하면, 해당 저장실의 냉각을 정지함으로써 소비전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 일부 구성에 있어서만 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고(10a)에는, 제 1 증발기(110)에 설치되는 "제 1 하중 감지장치"로서의 제 1 증발기 스트레인게이지(200a) 및 제 2 증발기(150)에 설치되는 "제 2 하중 감지장치"로서의 제 2 증발기 스트레인게이지(200b)가 포함된다.
냉장실(20) 및 냉동실(30)의 동시운전 과정에서, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)에는 냉매가 분배되어 유입되고, 어느 하나의 증발기로 냉매 쏠림이 발생할 경우, 상기 제 1,2 증발기 스트레인 게이지(200a,200b)를 통하여 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(150)의 하중변화가 감지될 수 있다. 이하에서는, 본 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 설명한다.
도 12를 참조하면, 제 1,2 압축기(311,315)가 구동하여 냉장고(10)의 운전이 시작되면, 유동조절부(330)는 제 1 작동모드로 수행되며, 냉장실(20) 및 냉동실(30)의 동시 냉각운전이 수행될 수 있다. 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 작동모드는, 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)가 모두 개방되도록, 상기 유동조절부(330)가 작동되는 모습으로서 이해된다.
상기 유동조절부(330)가 제 1 작동모드로 제어되면, 상기 유동조절부(330)를 통과한 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(301,303,305)를 통하여, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 분배되어 유입될 수 있다(S31,S32,S33).
상기 제 1 증발기 스트레인 게이지(200a) 및 제 2 증발기 스트레인 게이지(200b)를 통하여, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)의 하중이 감지될 수 있다. 그리고, 감지된 하중이 설정 하중범위에 속하는지 여부가 인식된다.
상세히, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)의 하중에 의하여 상기 제 1 증발기 스트레인 게이지(200a) 및 제 2 증발기 스트레인 게이지(200b)에 각각 소정의 변형이 발생될 수 있고, 각 변형량에 기초한 저항값(R)이 인식될 수 있다. 상기 저항값(R)이 설정 저항범위에 속하는지 여부가 인식될 수 있다. 상기 저항값(R)이 설정 저항범위에 속하면, 상기 제 1,2 증발기(110,150)의 하중이 설정 하중범위에 속하는 것으로 인식될 수 있다(S35).
상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)의 하중이 설정 하중범위 내에 속하는 경우, 상기 제 1,2 증발기(110,150)에는, 어느 한쪽의 증발기로 쏠림없이 각각 적정량이 존재하는 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 상기 유동조절부(330)의 작동모드는 제 1 작동모드로 유지될 수 있다(S36,S37).
반면에, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)의 하중이 모두 설정 하중범위를 초과하거나 그보다 미만인 경우에는 냉동 시스템에 고장이 발생한 것으로 인식될 수 있다. 일례로, 상기 제 1,2 증발기 스트레인 게이지(200a,200b)가 비정상적으로 작동되거나, 냉매가 누설되는 고장이 발생된 것으로 인식될 수 있다. 냉매는 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 분배되어 유동하므로 냉매량의 총합이 소정의 설정된 범위를 초과하거나 그 미만으로 인식되는 경우에는, 냉동 시스템에 고장이 발생한 것으로 인식될 수 있다(S38,S39).
반면에, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150) 중 어느 하나의 증발기의 하중이 설정 하중범위를 초과하고 다른 하나의 증발기의 하중이 설정 하중범위 미만인 경우, 일례로, 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 제 1 설정 하중범위보다 작고 상기 제 2 증발기(150)의 하중이 제 2 설정 하중범위보다 큰 경우, 또는 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 제 1 설정 하중범위보다 크고 상기 제 2 증발기(150)의 하중이 제 2 설정 하중범위보다 작은 경우에는, 냉매 재분배를 위한 유동조절부(330)의 작동모드를 제어할 수 있다.
만약, 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 제 1 설정 하중범위보다 작고 상기 제 2 증발기(150)의 하중이 제 2 설정 하중범위보다 큰 경우에는, 상기 유동조절부(330)의 작동모드는 제 1 작동모드로 유지될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)로의 냉매 유동이 상대적으로 많은 상태가 유지될 수 있다.
반면에, 상기 제 1 증발기(110)의 하중이 제 1 설정 하중범위보다 크고 상기 제 2 증발기(150)의 하중이 제 2 설정 하중범위보다 작은 경우에는, 상기 유동조절부(330)의 작동모드는 제 2 작동모드로 변경될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 증발기(110)의 냉매 유동이 제 1 작동모드에 비하여, 상대적으로 적은 상태로 변경될 수 있다(S40).
상기와 같이, 상기 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)로 유입되는 냉매 분배를 수행하는 제어는, 냉장실(20)의 온도가 제 1 설정온도 이하가 될때까지 이루어질 수 있다. 상기 냉장실(20)의 온도가 상기 제 1 설정온도 이하가 되면, 냉동실(30)의 단독 냉각운전을 수행할 수 있다.
상기 냉동실(30)의 단독 냉각운전은, 상기 제 1,3 냉매유로(301,305)는 닫혀지고 상기 제 2 냉매유로(303)가 개방되도록 상기 유동조절부(330)를 제어하고, 상기 제 1,2 압축기(311,315)를 계속 구동하도록 제어하는 모습으로서 이해된다(S41,S42).
상기 냉동실(30)의 단독 냉각운전 과정에서, 상기 냉동실(30)의 온도가 제 2 설정온도 이하가 되면, 냉동실(30)의 단독 냉각운전을 정지한다. 이를 위하여, 상기 제 1,2 압축기(311,315)는 정지될 수 있다(S43,S44).
이와 같은 제어방법에 의하면, 냉장실과 냉동실의 동시운전 과정에서, 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(150)의 무게에 따른 제 1,2 증발기 스트레인 게이지(200a,200b)의 저항값 변화를 감지하여 유동조절부(330)의 제어를 수행함으로써, 제 1,2 증발기(110,150)로의 고른 냉매 분배를 수행할 수 있다.
따라서, 제 1,2 증발기(110,150)의 냉각성능이 개선되고, 동시운전 과정에서 냉장실(20) 또는 냉동실(30)의 온도가 만족할 수준에 도달하면, 해당 저장실의 냉각을 정지함으로써 소비전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
10 : 냉장고 11 : 캐비닛
12 : 아우터 케이스 13 : 이너케이스
13a,13b : 걸림공 15 : 패널
18 : 설치공간 110 : 제 1 증발기
111 : 냉매배관 112 : 핀
120 : 제 1 플레이트 125 : 제 1 후크
126 : 목부 180 : 제상히터
200,200a,200b : 스트레인 게이지 311,315 : 압축기
320 : 응축기

Claims (17)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매를 다수의 유로로 분배하기 위한 유동조절부;
    상기 다수의 유로를 유동하는 냉매를 감압하기 위한 복수의 팽창장치;
    상기 복수의 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 복수의 증발기; 및
    상기 복수의 증발기 중 적어도 하나의 증발기에 설치되며, 상기 증발기의 하중을 감지하는 하중 감지장치가 포함되며,
    상기 유동조절부의 작동모드는, 상기 하중 감지장치에서 감지된 정보에 기초하여 조절되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 감지장치에 의하여, 상기 증발기의 하중이 설정값 또는 설정범위 내에 속하는 것으로 인식되면, 상기 유동조절부는 제 1 작동모드로 제어되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하중 감지장치에 의하여, 상기 증발기의 하중이 설정값 또는 설정범위를 초과하는 것으로 감지되면, 상기 유동조절부는 제 2 작동모드로 제어되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 설정값 또는 설정범위는,
    상기 증발기에, 냉매량이 설정량 또는 설정 냉매량이 존재할 때 감지되는 하중값 또는 하중 범위로서 결정되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 증발기에는,
    상기 유동조절부에 연결되는 복수의 제 1 증발유로에 연통되는 제 1 증발기; 및
    상기 유동조절부에 연결되는 하나의 제 2 증발유로에 연통되는 제 2 증발기가 포함되는 냉장고.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 작동모드는,
    상기 복수의 제 1 증발유로 및 상기 제 2 증발유로를 모두 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 작동모드는,
    상기 복수의 제 1 증발유로 중 어느 하나의 제 1 증발유로가 폐쇄되고, 상기 제 2 증발유로를 개방하도록, 상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 하중 감지장치에는,
    상기 제 1 증발기에 설치되는 제 1 하중 감지장치; 및
    상기 제 2 증발기에 설치되는 제 2 하중 감지장치가 포함되는 냉장고.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 감지장치에는,
    상기 증발기에 부착되는 스트레인 게이지가 포함되는 냉장고.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증발기에는, 이너 케이스에 결합되는 후크가 구비되며,
    상기 스트레인 게이지는, 상기 후크에 결합되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동조절부에는, 사방 밸브가 포함되는 냉장고.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 압축기에는,
    상기 제 2 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 제 2 압축기; 및
    상기 제 1 증발기에서 증발된 냉매와, 상기 제 2 압축기에서 압축된 냉매가 흡입되는 제 1 압축기가 포함되는 냉장고.
  13. 압축기가 구동하는 단계;
    유동조절부의 작동모드를 제 1 작동모드로 제어하여, 냉매가 제 1 증발기와 제 2 증발기로 분배하여 유입되는 단계;
    상기 제 1 증발기에 설치되는 스트레인 게이지로부터 저항값이 인식되는 단계; 및
    상기 인식된 저항값과 설정 저항값을 비교하여, 상기 유동조절부의 작동모드를 유지 또는 변경할 지 여부를 결정하는 단계가 포함되는 냉장고의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 인식된 저항값이 상기 설정 저항값을 초과하는 것으로 인식되면, 상기 제 1 작동모드를 유지하며,
    상기 인식된 저항값이 상기 설정 저항값 이하인 것으로 인식되면, 상기 제 1 작동모드를 제 2 작동모드로 변경되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 작동모드는,
    상기 제 1 증발기에 연결되는 복수의 제 1 증발유로와, 상기 제 2 증발기에 연결되는 하나의 제 2 증발유로를 모두 개방하도록,
    상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 작동모드는,
    상기 제 2 증발기에 연결되는 복수의 제 1 증발유로 중 하나의 제 1 증발유로를 폐쇄하고, 상기 제 2 증발기에 연결되는 하나의 제 2 증발유로를 개방하도록,
    상기 유동조절부가 제어되는 모드인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지는, 상기 제 1 증발기 및 제 2 증발기에 모두 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
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