KR20180106765A - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고는 저장실이 형성된 본체와; 저장실을 개폐하는 도어와; 저장실을 냉각하는 열전모듈과; 외부온도를 감지하는 외부온도센서와; 저장실온도를 감지하는 저장실온도센서와; 최대전압과 최소전압의 범위 내 전압을 열전모듈로 인가하는 제어부를 포함한다. 제어부는 외부온도가 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위이면, 최대전압이 아닌 설정전압을 열전모듈에 인가하여, 외부온도가 높을 때, 제어부의 온도를 낮출 수 있고 소비전력을 낮출 수 있는 이점이 있다.

Description

냉장고{Refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장실이 열전모듈에 의해 냉각되는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 식품이나 약품 등을 차게 하거나 저온에서 보관하여 부패, 변질을 방지하는 장치이다.
냉장고는 식품이나 약품 등이 저장되는 저장실과, 저장실을 냉각하는 냉각장치를 포함한다.
냉각장치의 일예는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기를 포함하는 냉동사이클 장치로 구성될 수 있다.
냉각장치의 다른예는 서로 다른 금속을 결합하고 전류를 흐르게 하였을 때 서로 다른 금속의 양 단면에 온도 차가 일어나는 현상을 이용한 열전모듈(TEM: Thermoelectric Module)로 구성될 수 있다.
냉동사이클 장치는 열전모듈에 비해 효율이 높은 반면, 압축기의 구동시 소음이 큰 단점이 있다.
반면에, 열전모듈은 냉동사이클 장치에 비해 효율이 낮으나, 소음이 적은 장점이 있고, CPU 냉각장치, 차량의 온도조절시트, 소형 냉장고 등에 활용될 수 있다.
냉장고는 저장실온도가 목표온도에 도달되면 전압을 차단할 수 있고, 저장실온도가 목표온도보다 올라가면 다시 전압이 인가될 수 있다.
냉장고는 부하의 크기에 따라 열전모듈에 인가되는 전압을 가변시킬 수 있고, 목표온도와 평형이 되는 전압을 열전모듈에 인가하면, 부하의 변화에 보다 신속하게 대응할 수 있다.
냉장고의 부하는 냉장고의 외부온도에 영향받을 수 있는데, 외부온도가 높을 경우 냉장고의 부하는 크고, 냉장고는 부하의 크기에 따라 열전모듈로 인가되는 전압을 가변하게 되면, 외부온도가 높은 기간 동안 열전모듈에 높은 전압을 인가될 수 있다.
KR 10-0209696 (1999년07월15일 공고) KR 특2002-0036896 A (2002년05월17일 공개)
본 발명은 외부온도가 높을 때, 제어부의 과열을 최소화할 수 있고, 제어부를 보호할 수 있는 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 외부온도가 높을 때, 제어부의 과열시 발생될 수 있는 저장실의 온도 상승을 최소화하는 냉장고를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 냉장고는 저장실이 형성된 본체와; 저장실을 개폐하는 도어와; 저장실을 냉각하는 열전모듈과; 외부온도를 감지하는 외부온도센서와; 저장실온도를 감지하는 저장실온도센서와; 최대전압과 최소전압의 범위 내 전압을 열전모듈로 인가하는 제어부를 포함한다. 제어부는 외부온도가 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위이면, 최대전압이 아닌 설정전압을 열전모듈에 인가한다.
설정전압은 최대전압과 최소전압의 평균전압과 최대전압 사이의 전압으로 설정될 수 있다.
설정전압은 외부온도가 다수의 외부온도범위 중 최하위 외부온도범위인 경우의 전압 보다 높게 설정될 수 있다.
외부온도가 최상위 외부온도범위 보다 한 단계 낮은 외부온도범위일 때의 전압은 외부온도가 최하위 외부온도범위일 때의 전압 보다 높을 수 있다.
제어부는 저장실온도가 하한범위이면, 열전모듈로 전압을 인가하지 않을 수 있다.
저장실온도가 하한범위 보다 높은 만족범위일 때의 전압은 저장실온도가 만족범위 보다 높은 불만범위일 때의 전압 보다 낮을 수 있다.
저장실온도가 불만범위 보다 높은 상한범위 때의 전압은 저장실온도가 불만범위의 때의 전압 보다 높거나 불만범위일 때의 전압과 같을 수 있다.
냉장고는 열전모듈의 히트싱크와 상기 제어부 사이에 배치되는 베리어를 더 포함할 수 있다. 베리어의 일면은 히트싱크를 향할 수 있다. 베리어의 타면은 제어부를 향할 수 있다.
냉장고는 외부공기가 흡입되는 외부공기 흡입공이 형성된 방열커버를 더 포함할 수 있다. 본체와 방열커버의 사이에 외부공기 흡입공으로 흡입된 공기가 안내되는 외부공기 유로가 형성될 수 있다. 베리어는 제어부가 수용되는 제어부 수용공간과 외부공기 유로를 구획할 수 있다.
냉장고는 공기를 상기 열전모듈의 쿨링싱크와 저장실로 순환시키는 냉각팬와; 외부의 공기를 열전모듈의 히트싱크로 유동시키는 방열팬을 더 포함할 수 있다.
제어부는 외부온도가 설정온도 초과이면, 냉각팬과 방열팬 각각을 고속으로 회전시킬 수 있다.
제어부는 외부온도가 설정온도 이하이고 부하대응운전이거나 외부온도범위가 가변되거나 저장실온도가 상한범위이면, 냉각팬과 방열팬 각각을 고속 보다 느린 중속으로 회전시킬 수 있다.
제어부는 외부온도가 설정온도 이하이고, 부하대응운전이 아니고, 외부온도범위가 가변되지 않으며, 저장실온도가 상한범위 미만이면 냉각팬 및 방열팬 각각을 중속 보다 느린 저속으로 회전시킬 수 있다.
설정온도는 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위와 최하위 온도범위 사이의 외부온도범위 내 온도로 설정될 수 있다. 설정온도는 최상위 외부온도범위 보다 한 단계 또는 두 단계 낮되 최하위 온도범위가 아닌 외부온도범위 내 온도로 설정될 수 있다.
부하대응운전은 제1부하 대응운전이거나 제2부하 대응운전일 수 있다.
제1부하 대응운전은 도어가 개방되고, 대기시간이 경과이며, 도어의 개방 후 제1설정시간 동안의 저장실 온도변화량이 제1변화량 범위이면, 제2설정시간동안 열전모듈로 최대전압을 인가할 수 있다.
제2부하 대응운전은 도어가 개방되고 대기시간이 경과이며, 도어의 개방 후 제1설정시간 동안 저장실 온도변화량이 제1변화량 범위 보다 큰 제2변화량 범위이면, 제2설정시간 보다 긴 제3설정시간동안 열전모듈로 최대전압을 인가할 수 있다.
제어부는 제상운전의 도중에 열전모듈로 전압을 인가하지 않을 수 있다.
제어부는 제상운전의 도중에 상기 열전모듈을 오프할 수 있고, 냉각팬을 회전시킬 수 있으며, 열전모듈의 오프시부터 방열팬 오프 설정시간동안 방열팬을 오프 유지시킨 후 방열팬 오프 설정시간이 경과되면 방열팬을 회전시킬 수 있다.
제어부는 제상운전이 종료되면, 열전모듈로 최대전압을 인가할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 외부온도가 높을 때, 열전모듈로 최대전압이 아닌 설정전압을 인가하여 제어부의 온도를 낮출 수 있고 소비전력을 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 설정전압은 최대전압과 최소전압의 평균전압과 최대전압 사이의 전압으로 설정되거나, 저장실의 온도를 적정 수준으로 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 설정전압은 외부온도가 최하위 외부온도범위인 경우의 전압 보다 높게 설정되어, 저장실의 온도가 급격하게 상승되는 것을 막을 수 있는 이점이 있다.
또한, 저장실온도가 하한범위이면, 열전모듈로 인가되는 전압을 차단하여 열전모듈의 잦은 온, 오프를 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 저장실온도가 불만범위일 때의 전압이 저장실온도가 상한범위 때의 전압 보다 같아, 부하에 보다 신속하게 대응할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제어부를 히트싱크와 근접한 위치에 배치시킬 수 있어 냉장고를 컴팩트화하면서 고내 용적을 최대화할 수 있고, 베리어가 히트싱크의 열이 제어부로 직접 전달되는 것을 막을 수 있는 이점이 있는 이점이 있다.
또한, 외부온도가 설정온도를 초과하는지 여부를 부하대응운전, 외부온도범위 가변 여부 및 저장실온도범위 보다 우선 고려하여 외부온도가 설정온도를 초과하였으면, 냉각팬 및 방열팬 각각을 고속으로 회전시키므로, 저장실 내 식품이나 약품 등의 부패 및 변질을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도어의 오픈에 의한 부하변동 크기를 감지하고, 그에 따른 최적 설정시간동안 열전모듈로 최대전압을 인가하여, 도어 오픈에 의한 급격한 부하변동에 대응할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제상운전시, 열전모듈이 오프됨과 아울러 냉각팬이 회전되어 열전모듈의 쿨링싱크가 저장실의 공기에 의해 제상되고, 별도의 제상히터 없이 열전모듈의 쿨링싱크를 제상할 수 있는 이점이 있다.
또한, 열전모듈의 오프시부터 방열팬 오프 설정시간동안 방열팬이 오프 유지되므로, 방열팬 오프 설정시간 동안 열전모듈의 히트싱크의 열이 열전모듈의 쿨링싱크로 빠르게 전도될 수 있고, 열전모듈의 쿨링싱크를 보다 신속하게 제상할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 분해 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 X-X'선 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 열전모듈이 확대 도시된 단면도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 블록도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 순서도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 목표온도와 저장실온도범위가 도시된 도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 외부온도범위가 도시된 도,
도 9는 도 6에 도시된 제상운전의 순서도,
도 10은 도 6에 도시된 부하대응운전의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 X-X'선 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 열전모듈이 확대 도시된 단면도이다.
냉장고는 저장실(S)이 형성된 본체(1)와; 저장실(S)을 개폐하는 도어(2)와; 저장실(S)을 냉각하는 열전모듈(3)을 포함할 수 있다.
본체(1)는 박스 형상으로 형성될 수 있다. 본체(1)의 높이는 협탁으로 활용될 수 있도록 400mm 이상 700mm 이하일 수 있다.
본 실시예는 그 높이가 낮은 협탁 냉장고일 수 있다. 협탁 냉장고는 음식물의 저장 기능 이외에도 협탁의 기능을 겸할 수 있다. 이러한 흔히 부엌에 비치되는 일반 냉장고와 달리, 침실의 침대 옆에 비치되어 사용될 수 있다. 협탁 냉장고의 높이는 침대나 소파의 높이와 근접할 수 있고, 일반 냉장고보다 상대적으로 높이가 낮고 컴팩트하게 구성될 수 있다. 한편, 본 실시예는 상기와 같은 협탁 냉장고에 한하지 않고, 본체(1)의 높이가 700mm 를 초과하는 냉장고에 적용 가능함은 물론이다.
본체(1)의 상면은 수평할 수 있다. 사용자는 본체(1)의 상면을 협탁으로 활용할 수 있다.
본체(1)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다.
본체(1)는 이너 케이스(11)와, 캐비닛(12)(13)(14)와, 캐비닛 바텀(15), 드레인 파이프(16), 트레이(17) 및 피시비 커버(18)를 포함할 수 있다.
이너 케이스(11)에는 저장실(S)이 마련될 수 있다. 저장실(S)은 이너 케이스(11)의 내부에 형성될 수 있다. 이너 케이스(11)의 일면은 개방될 수 있고, 상기 개방된 일면은 도어(2)에 의해 개폐될 수 있다. 바람직하게는, 이너 케이스(11)의 전면이 개방될 수 있다.
이너 케이스(11)에는 열전모듈 장착부(11a)가 형성될 수 있다. 열전모듈 장착부(11a)는 이너 케이스(11)의 배면 중 일부가 후방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 열전모듈 장착부(11a)는 이너 케이스(11)의 저면보다 상면에 가깝게 형성될 수 있다.
열전모듈 장착부(11a)의 내부에는 쿨링 유로(S1)가 마련될 수 있다. 쿨링 유로(S1)는 열전모듈 장착부(11a)의 내부 공간이고, 저장실(S)과 연통될 수 있다.
또한, 열전모듈 장착부(11a)에는 열전모듈 장착홀(11b)이 형성될 수 있다. 열전모듈(3)의 후술하는 쿨링 싱크(32)는 그 적어도 일부가 쿨링 유로(S1) 내에 배치될 수 있다.
캐비닛(12)(13)(14)는 냉장고의 외관을 구성할 수 있다. 캐비닛(12)(13)(14)은 이너 케이스(11)의 외부를 둘러싸게 배치될 수 있다. 캐비닛(12)(13)(14)은 이너 케이스(11)와 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 캐비닛(12)(13)(14)과 이너 케이스(11)의 사이에는 발포재가 삽입될 수 있다.
캐비닛(12)(13)(14)는 복수개의 부재가 결합되어 형성될 수 있다. 캐비닛(12)(13)(14)는 아우터 캐비닛(12), 탑 커버(13), 백 플레이트(14)를 포함할 수 있다.
아우터 캐비닛(12)은 이너 케이스(11)의 외부에 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 아우터 캐비닛(12)은 이너 케이스(11)의 좌측, 우측 및 하측에 위치할 수 있다. 단, 아우터 캐비닛(12)과 이너 케이스(11)의 위치 관계는 필요에 따라 달라질 수 있다.
아우터 캐비닛(12)은 이너 케이스(11)의 좌측면, 우측면 및 저면을 커버하도록 배치될 수 있다. 아우터 캐비닛(12)은 이너 케이스(11)과 이격되어 배치될 수 있다.
아우터 캐비닛(12)은 냉장고의 좌측면, 우측면 및 저면을 구성할 수 있다.
아우터 캐비닛(12)은 금속 재질 또는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
아우터 캐비닛(12)는 복수개 부재로 구성되는 것이 가능하다. 아우터 캐비닛(12)는 냉장고의 저면 외관을 형성하는 베이스와, 베이스의 좌측 상부에 배치된 좌측 커버와, 베이스의 우측 상부에 배치된 우측 커버를 포함하는 것이 가능하다. 이 경우, 베이스와 좌측 커버와 우측 커버 중 적어도 하나의 재질은 상이할 수 있다. 예를 들어, 베이스가 합성수지 재질로 형성될 수 있고, 좌측판과 우측판이 스틸이나 알류미늄 등의 금속 재질로 형성될 수 있다.
아우터 캐비닛(12)는 하나의 부재로 구성되는 것도 가능하고, 이 경우 아우터 캐비닛(12)은 절곡되거나 밴딩된 하판과, 좌측판과, 우측판을 구성하는 것이 가능하다. 아우터 캐비닛(12)은 하나의 부재로 구성될 경우, 스틸이나 알루미늄 등의 금속 재질로 형성될 수 있다.
탑 커버(13)는 이너 케이스(11)의 상측에 배치될 수 있다. 탑 커버(13)는 냉장고의 상면을 구성할 수 있다. 사용자는 탑 커버(13)의 상면을 협탁으로 활용할 수 있다.
탑 커버(13)는 판형으로 제작될 수 있고, 탑 커버(13)는 우드(wood) 재질로 형성될 수 있다. 이로써 냉장고의 외관이 보다 세련되게 형성될 수 있다. 또한, 우드 재질은 일반적인 협탁에 사용되므로, 사용자는 냉장고의 협탁 용도를 좀 더 직관적으로 느낄 수 있다.
탑 커버(13)는 이너 케이스(11)의 상면을 커버하도록 배치될 수 있다. 탑 커버(13)의 적어도 일부는 이너 케이스(11)와 이격되게 배치될 수 있다.
백 플레이트(14)는 수직하게 배치될 수 있다. 백 플레이트(14)는 이너 케이스(11)의 후방이면서 탑 커버(13)의 하측인 위치에 배치될 수 있다. 백 플레이트(14)는 이너 케이스(11)의 배면을 전후 방향으로 마주보게 배치될 수 있다.
백 플레이트(14)는 이너 케이스(11)에 접하도록 배치될 수 있다. 백 플레이트(14)는 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착부(11a)에 근접하게 배치될 수 있다.
백 플레이트(14)에는 열전모듈(3)이 관통되게 배치되는 관통공(14a)이 형성될 수 있다. 관통공(14a)은 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착홀(11b)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 관통공(14a)의 크기는 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착홀(11b, 도 4 참조)의 크기보다 크거나 같을 수 있다.
캐비닛 바텀(15)은 이너 케이스(11)의 하측에 위치할 수 있다. 캐비닛 바텀(15)은 이너 케이스(11)를 하방에서 지지할 수 있다.
캐비닛 바텀(15)은 이너 케이스(11)의 외측 저면과, 아우터 캐비닛(12)의 내측 저면 사이에 배치될 수 있다. 캐비닛 바텀(15)는 이너 케이스(11)를 아우터 캐비닛(12)의 내측 저면과 이격시킬 수 있다. 캐비닛 바텀(15)은 아우터 캐비닛(12)의 내면과 함께 로어 방열 유로(86, 도 3 참조)를 형성할 수 있다.
드레인 파이프(16)는 저장실(S)과 연통될 수 있다. 드레인 파이프(16)은 이너 케이스(11)의 하부에 연결될 수 있고, 이너 케이스(11) 내에서 제상 등에 의해 발생한 물을 배출시킬 수 있다.
트레이(17)는 드레인 파이프(16)의 하측에 위치할 수 있고, 드레인 파이프(16)에서 낙하한 물을 수용할 수 있다. 트레이(17)는 캐비닛 바텀(15)과 아우터 캐비닛(12) 사이에 배치될 수 있다. 트레이(17)는 로어 방열 유로(86, 도 3 참조)에 위치할 수 있다.
피시비 커버(18)는 제어부(9)를 커버할 수 있다. 피시비 커버(18)는 방열 커버(8)의 상부에 배치될 수 있다. 피시비 커버(18)는 제어부(9)의 후방 및/또는 상측을 커버할 수 있다.
도어(2)는 본체(1)와 결합될 수 있으며, 그 결합 방식 및 개수는 한정되지 않는다. 예를 들어, 도어(2)는 경첩에 의해 개폐 가능한 단일의 일방향 도어 또는 복수개의 양방향 도어일 수 있다. 이하, 도어(2)는 본체(1)에서 전후 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되는 서랍형 도어인 경우를 예로 들어 설명한다.
도어(2)는 본체(1)의 전면에 결합될 수 있다. 도어(2)는 이너 케이스(11)의 개방된 전면을 커버할 수 있고, 이로써 저장실(S)을 개폐할 수 있다.
도어(2)는 우드 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도어(2)의 하단과 아우터 캐비닛(12)의 하단 사이에는 로어 방열유로(86)와 연통되는 방열유로 출구(88)이 형성될 수 있다.
열전 모듈(3)은 펠티에 효과를 활용하여 저장실(S)의 온도를 낮게 유지할 수 있다. 열전모듈(3)은 열전소자(31)와, 쿨링 싱크(32)와, 히트 싱크(33)을 포함한다.
열전소자(31)는 저온부와 고온부를 포함할 수 있고, 열전소자(31)에 인가되는 전압에 따라 저온부와 고온부의 온도차가 결정될 수 있다.
열전소자(31)는 쿨링 싱크(32)와 히트 싱크(33) 사이에 배치될 수 있고, 쿨링 싱크(32)와 히트 싱크(33) 각각과 접할 수 있다. 열전소자(31)의 저온부는 쿨링 싱크(32)와 접할 수 있고, 열전소자(32)의 고온부는 히트 싱크(33)와 접할 수 있다.
열전모듈(3)은 모듈 프레임(34)과 단열부재(36)를 더 포함할 수 있다.
모듈 프레임(34)은 박스 형상일 수 있다. 모듈 프레임(34)은 내부에 단열부재(36) 및 열전소자(31)가 수용되는 공간이 형성될 수 있다. 모듈 프레임(34) 및 단열부재(36)는 열전소자(31)를 보호할 수 있다.
단열부재(36)는 열전소자(31)의 외둘레를 감싸도록 배치될 수 있다. 단열부재(36)는 열전소자(31)의 상면과 좌측면과 하면과 우측면을 감싸게 배치될 수 있다. 열전소자(31)는 단열부재(36) 내에 위치할 수 있다. 단열부재(36)에는 전후방향에 대해 개방된 열전소자 수용홀이 마련될 수 있고, 열전소자(31)는 열전소자 수용홀 내에 위치될 수 있다.
단열부재(36)의 전후방향 두께는 열전소자(31)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
단열부재(36)는 열전소자(31)에서 열이 열전소자(31)의 둘레로 전도되는 것을 방지하여 열전소자(31)의 효율을 높일 수 있다. 즉, 열전소자(31)의 둘레는 단열부재(36)에 의해 둘러싸일 수 있고, 히트 싱크(33)에서 발상된 열이 쿨링 싱크(32)로 열이 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
단열부재(36)는 열전소자(31)와 함께 모듈 프레임(34)의 내부에 배치될 수 있고, 모듈 프레임(34)에 의해 보호될 수 있다.
냉장고는 열전모듈(3)을 이너 케이스(11) 및/또는 백 플레이트(14)에 고정시키는 열전모듈 홀더(35)를 더 포함할 수 있다.
열전모듈 홀더(35)은 열전모듈(3)을 이너 케이스(11) 및/또는 백 플레이트(14)와 결합시킬 수 있다.
열전모듈 홀더(35)은 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착부(11a) 및/또는 백 플레이트(14)와 스크류 등의 체결부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.
열전모듈 홀더(35)는 열전모듈(3)과 함께 백 플레이트(14)의 관통공(14a)를 막을 수 있다.
열전모듈 홀더(35)에는 중공부(34A)가 구비될 수 있다. 중공부(34A)는 열전모듈 홀더(35)의 일부가 전방으로 연장 돌출되어 형성될 수 있다.
모듈 프레임(34)는 중공부(34A)에 삽입되어 끼워질 수 있고, 중공부(34A)는 모듈 프레임(34)의 둘레를 감쌀 수 있다.
열전모듈(3)의 전방부는 관통공(14a)의 전방에 위치하고, 열전모듈(3)의 후방부는 관통공(14a)의 후방에 위치할 수 있다.
쿨링싱크(32)는 열전소자(31)의 저온부에 연결된 냉각 열교환기일 수 있고, 저장실(S)을 냉각할 수 있다. 그리고, 히트싱크(33)는 열전소자(31)의 고온부에 연결된 가열 열교환기일 수 있고, 쿨링싱크(33)에서 흡열한 열을 방열할 수 있다.
열전모듈(3)은 방열커버(8) 보다 전방에 배치될 수 있다. 쿨링싱크(32)는 히트 싱크(33) 보다 이너 케이스(11)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 쿨링 싱크(32)는 열전소자(31)의 전방에 배치될 수 있다. 쿨링 싱크(32)는 열전소자(31)의 저온부와 접하여 저온으로 유지될 수 있다.
그리고, 히트싱크(33)는 쿨링싱크(32) 보다 후술하는 방열 커버(8)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 히트 싱크(33)는 열전소자(31)의 고온부와 접하여 고온으로 유지될 수 있다. 히트 싱크(33)는 후술하는 제어부(9) 아래에 위치되게 배치될 수 있다.
열전모듈(3)은 열전소자(31)와 쿨링 싱크(32) 및 히트 싱크(33) 중 어느 하나가 관통공(14a)에 관통되게 배치될 수 있다. 열전모듈(3)은 히트 싱크(33)가 관통공(14a)에 관통되게 배치되는 것이 가능하다. 이 경우, 열전소자(31) 및 쿨링 싱크(32)는 관통공(14a)의 전방에 위치될 수 있고, 히트 싱크(33)는 일부가 관통공(14a)의 후방에 위치될 수 있다.
쿨링 싱크(32)는 쿨링 플레이트(32a)와, 쿨링 핀(32b)을 포함할 수 있다.
쿨링 플레이트(32a)는 열전소자(31)와 접하도록 배치될 수 있다. 쿨링 플레이트(32a)의 일부는 단열부재(36)에 형성된 전열소자 수용홀로 삽입되어 열전소자(31)와 접할 수 있다. 쿨링 플레이트(32a)는 쿨링 핀(32b)과 열전소자(31) 사이에 위치할 수 있고, 쿨링 플레이트(32a)는 열전소자(31)의 저온부와 접하여 쿨링 핀(32b)의 열을 열전소자(31)의 저온부로 전달할 수 있다.
쿨링 플레이트(32a)는 열전도가 높은 재질로 형성될 수 있다. 쿨링 플레이트(32a)는 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착홀(11b)에 위치할 수 있다. 쿨링 플레이트(32a)는 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착홀(11b)을 막는 크기로 형성될 수 있다.
쿨링 핀(32b)은 쿨링 플레이트(32a)에 접하도록 배치될 수 있다. 쿨링 핀(32b)은 쿨링 플레이트(32a)의 일면에서 돌출되게 형성될 수 있다.
쿨링 핀(32b)은 쿨링 플레이트(32a)의 전방에 위치할 수 있다. 쿨링 핀(32b)은 그 적어도 일부가 열전모듈 장착부(11a) 내의 쿨링 유로(S1)에 위치할 수 있고, 쿨링 유로(S1) 내의 공기와 열교환하여 공기를 냉각시킬 수 있다.
쿨링 핀(32b)는 공기와의 열교환 면적을 늘리기 위해 복수개의 핀(fin)을 가질 수 있다. 쿨링 핀(32b)은 공기를 수직방향으로 안내하게 형성될 수 있다. 쿨링 핀(33b)을 구성하는 복수개의 핀(fin) 각각은 좌측면과 우측면을 갖고 수직한 방향으로 길게 배치된 수직판으로 구성될 수 있다.
쿨링 핀(32b)은 냉각팬(4)의 팬(42)과 열전소자(31)의 사이에 위치되게 배치될 수 있고, 냉각팬(4)의 팬(42)에서 송풍된 공기를 어퍼 토출공(45)과 로어 토출공(46)으로 안내할 수 있다. 냉각팬(4)의 팬(42)에서 송풍된 공기는 쿨링 핀(32b)에 안내되어 상,하로 분산될 수 있다.
히트 싱크(33)는 방열 플레이트(33a)와, 방열 파이프(33b)와, 방열 핀(33c)을 포함할 수 있다.
방열 플레이트(33a)는 열전소자(31)와 접하도록 배치될 수 있다. 방열 플레이트(33a)의 일부는 단열부재(36)에 형성된 소자 장착홀로 삽입되어 열전소자(31)와 접할 수 있다. 방열 플레이트(33a)는 열전소자(31)의 고온부와 접하여 열을 방열 파이프(33b) 및 방열 핀(33c)으로 전도시킬 수 있다.
방열 플레이트(33a)는 열전도가 높은 재질로 형성될 수 있다.
방열 플레이트(33a)과 방열 핀(33c) 중 적어도 하나는 백 플레이트(14)의 관통공(14a)에 배치될 수 있다.
방열 파이프(33b)는 전열 유체가 내장된 히트 파이프(heat pipe)일 수 있다. 방열 파이프(33b)의 일부는 방열 플레이트(33a)에 접촉될 수 있고, 다른 일부는 방열 핀(33c)을 관통하여 배치될 수 있다.
방열 파이프(33b) 중 방열 플레이트(33a)에 접하는 부분에서는 방열 파이프(33b) 내부의 전열 유체가 증발될 수 있고, 방열 핀(33c)에 접하는 부분에서는 전열 유체가 응축될 수 있다. 전열 유체는 밀도차 및/또는 중력에 의해 방열 파이프(33b) 내를 순환하며 방열 플레이트(33a)의 열을 방열 핀(33c)으로 전도시킬 수 있다.
방열 핀(33c)은 방열 플레이트(33a)과 방열 파이프(33b) 중 적어도 하나와 접족되는 것이 가능하고,방열 플레이트(33a)와 이격되되 방열 파이프(33b)를 통해 방열 플레이트(33a)에 연결되는 것도 가능하다. 방열 핀(33a)이 방열 플레이트(33a)와 접하여 배치되는 경우, 방열 파이프(33b)는 생략될 수 있다.
방열 핀(33c)은 방열 파이프(33b)에 수직하게 배치된 복수개의 핀(fin)을 포함할 수 있다.
방열 핀(33c)은 방열팬(5)에서 송풍된 공기를 안내할 수 있고, 방열 핀(33c)의 공기 안내방향은 쿨링 핀(32b)의 공기 안내방향과 상이할 수 있다. 예를 들어, 쿨링 핀(32b)이 상하방향으로 공기를 안내할 경우, 방열 핀(33c)은 공기를 좌우방향으로 안내할 수 있다.
방열 핀(33c)에 의해 안내되는 공기는 최대한 제어부(9)를 향해 유동되지 않게 형성되는 것이 바람직하다. 외부온도가 높을 경우, 방열 핀(33c)에 안내된 공기가 제어부(9)로 안내될 경우, 제어부(9)는 승온될 수 있고, 제어부(9)는 과열될 수 있다.
반대로, 방열 핀(33c)에 의해 안내되는 공기가 제어부(9)를 향해 유동되지 않을 경우, 외부에서 흡입된 공기의 열에 의한 제어부(9)의 과열은 방지될 수 있다.
방열 핀(33c)는 공기를 수평방향(특히, 전후방향과 좌우방향 중 좌우방향)으로 안내하게 형성될 수 있고, 방열핀(33c)을 구성하는 복수개의 핀(fin) 각각은 상면과 하면을 갖고 수평한 방향으로 길게 배치된 수평판으로 구성되는 것이 바람직하다.
방열 핀(33c)이 수직 방향으로 길게 형성될 경우, 방열 핀(33c)에 안내된 공기 중 제어부(9)를 향해 유동되는 공기가 많을 수 있다. 반면에, 상기와 같이 방열 핀(33c)이 수평 방향으로 길게 형성될 경우, 방열 핀(33c)에 안내된 공기 중 제어부(9)를 향해 유동되는 공기는 최소화될 수 있다.
방열 플레이트(33a)는 방열 핀(33c)과 열전소자(31) 사이에 위치할 수 있고, 방열 핀(33c)은 방열 플레이트(33a)의 후방에 위치할 수 있다.
방열 핀(33c)은 백 플레이트(14)의 후방에 위치할 수 있다. 방열 핀(33c)은 백 플레이트(14)와 방열 커버(8)의 사이에 위치할 수 있고, 방열 팬(5)에 의해 흡입된 외부 공기와 열교환되어 방열될 수 있다.
냉장고는 공기를 열전모듈(3)의 쿨링싱크(32)와 저장실(S)로 순환시키는 냉각팬(4)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 냉장고는 외부의 공기를 열전모듈(3)의 히트싱크(33)로 유동시키는 방열팬(5)을 더 포함할 수 있다.
냉각팬(4)는 열전모듈(3)의 전방에 배치될 수 있고, 쿨링 싱크(32)를 마주보게 배치될 수 있다.
냉각팬(4)은 이너 케이스(11)의 내부에 배치될 수 있다. 냉각팬(4)에 의해 쿨링 유로(S1)와 저장실(S) 간에 강제 대류가 이뤄질 수 있다. 냉각팬(4)은 저장실(S)의 공기를 쿨링 유로(S1)로 유동시킬 수 있고, 쿨링 유로(S1)에 배치된 쿨링 싱크(32)와 열교환된 저온의 공기는 다시 저장실(S)로 유동되어 저장실(S) 내의 온도를 낮게 유지할 수 있다.
냉각팬(4)는 팬 커버(41)와, 팬(42)을 포함할 수 있다.
팬 커버(41)는 이너 케이스(11)의 내부에 배치될 수 있다. 팬 커버(41)는 수직하게 배치될 수 있다. 팬 커버(41)는 저장실(S)과 쿨링 유로(S1)를 구획할 수 있다. 팬 커버(41)의 전방에는 저장실(S)이 위치할 수 있고, 후방에는 쿨링 유로(S1)가 위치할 수 있다.
팬 커버(41)에는 이너흡입공(44) 및 이너토출공(45)(46)이 형성될 수 있다.
이너 흡입공(44) 및 이너 토출공(45)(46)의 개수, 크기 및 형상은 필요에 따라 달라질 수 있다.
이너 토출공(45)(46)은 어퍼 토출공(45)과 로어 토출공(46)을 포함할 수 있다. 어퍼 토출공(45)은 이너 흡입공(44)보다 위에 형성될 수 있고, 로어 토출공(46)은 이너 흡입공(44)보다 아래에 형성될 수 있다. 상기 구성에 의해 저장실(S)의 온도 분포가 균일해질 수 있는 이점이 있다.
팬(42)은 쿨링 유로(S1)에 배치될 수 있고, 팬 커버(41)의 후방에 배치될 수 있다. 팬 커버(41)는 팬(42)을 전방에서 커버할 수 있다.
팬(42)은 이너 흡입공(44)을 마주보게 배치될 수 있다. 팬(42)의 구동시, 저장실(S) 내부의 공기는 이너 흡입공(44)을 통해 쿨링 유로(S1)로 흡입되어 열전 모듈(3)의 쿨링 싱크(32)와 열교환되며 냉각될 수 있다. 냉각된 공기는 이너 토출공(45)(46)을 통해 저장실(S)로 토출될 수 있고, 이로써 저장실(S)의 온도가 저온으로 유지될 수 있다.
좀 더 상세히, 쿨링 싱크(32)에서 냉각된 공기의 일부는 상방으로 안내되어 어퍼 토출공(45)을 통해 저장실(S)로 토출될 수 있고, 다른 일부는 하방으로 안내되어 로어 토출공(46)을 통해 저장실(S)로 토출될 수 있다.
방열팬(5)은 열전모듈(3)의 후방에 배치될 수 있다. 방열팬(5)은 히트 싱크(33)의 후방에 히트 싱크(33)을 마주보게 배치될 수 있고, 외부 공기를 히트 싱크(32)로 송풍시킬 수 있다.
방열팬(5)은 외부 공기흡입공(81)를 마주보도록 배치될 수 있다.
방열팬(5)은 팬(51)과, 팬(51)의 외측을 둘러싸는 쉬라우드(52)를 포함할 수 있다. 방열팬(5)의 팬(51)은 축류형 팬일 수 있다.
방열팬(5)은 외부의 공기를 방열커버(8)에 형성된 외부 공기흡입공(81)를 통해 흡입시킬 수 있다. 방열팬(5)에 의해 흡입된 공기는 백 플레이트(14)와 방열 커버(8) 사이에 위치한 히트 싱크(33)와 열교환되면서 히트 싱크(33)를 방열할 수 있다. 히트 싱크(33)와 열교환된 고온의 공기는 외부공기 유로(82)와 로어 방열유로(86)로 차례로 안내된 후, 도어(2)의 하측에 위치한 방열유로 출구(88)를 통해 외부로 취출될 수 있다.
냉장고는 저장실(S)에 위치되는 적어도 하나의 수납부재(6)(7)을 포함할 수 있다. 수납부재(6)(7)에는 음식물이 놓여지거나 수납될 수 있다.
수납부재(6)(7)의 종류는 한정되지 않는다. 예를 들어, 수납부재(6)(7)는 선반이나 드로워일 수 있다. 이하에서는 수납부재(6)(7)가 드로워인 경우를 기준으로 설명한다.
각 수납부재(6)(7)는 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성될 수 있다. 이너 케이스(11)의 좌측 내면 및 우측 내면에는 수납부재(6)(7)의 개수와 대응되는 적어도 한 쌍의 수납부재 레일이 구비될 수 있고, 각 수납부재(6)(7)는 상기 수납부재 레일과 슬라이딩 가능하게 체결될 수 있다.
수납부재(6)(7)는 도어(2)에 연결될 경우, 도어(2)와 함께 이동되도록 구성될 수 있다.
냉장고는 열전모듈(3)의 히트 싱크(33)로 외부 공기를 안내하는 방열 커버(8)를 더 포함할 수 있다. 방열 커버(8)는 히트 싱크(33)를 둘러싸게 배치될 수 있다.
방열 커버(8)는 본체(1)의 배면에 배치될 수 있다. 방열 커버(8)에는 외부공기가 흡입되는 외부공기 흡입공(81)이 형성될 수 있다.
외부공기 흡입공(81)는 이너 케이스(11)의 열전모듈 장착홀(11b)과, 백 플레이트(14)의 관통공(14a)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 외부공기 흡입공(81)는 방열팬(5)과 대응되는 위치 및 크기로 형성될 수 있다.
외부의 공기는 외부공기 흡입공(81)을 통과하여 방열 커버(8)와 본체(1) 사이로 흡입될 수 있다.
본체(1)와 방열커버(8)의 사이에는 외부공기 흡입공(31)으로 흡입된 공기를 안내하는 외부공기 유로(82)가 형성될 수 있다.
방열 커버(8)는 백 플레이트(14)의 후방에 배치될 수 있고, 방열 커버(8)는 백 플레이트(14)를 마주보게 배치될 수 있다. 외부공기 유로(82)는 방열 커버(8)와 백 플레이트(14) 사이에 형성될 수 있다. 외부공기 유로(82)는 방열 커버(8)의 전면과 백 플레이트(14)의 배면 사이에 위치할 수 있다.
방열팬(5)의 운전 시, 냉장고 외부의 공기는 외부공기 흡입공(81)를 통해 냉장고 내부로 흡입될 수 있다. 외부공기 흡입공(81)로 흡입된 공기는 히트 싱크(33)에서 열교환되어 가열될 수 있고, 외부공기 유로(82)로 안내될 수 있다.
냉장고는 방열팬(5)와 제어부(9) 사이에 배치되는 베리어(83)를 포함할 수 있다. 베리어(83)의 일면(83A)은 방열팬(5)를 향할 수 있고, 베리어(83)의 타면(83B)는 제어부(9)를 향할 수 있다.
베리어(83)는 제어부(9)가 수용되는 제어부 수용공간(S2)과 외부공기 유로(82)의 사이에 위치할 수 있다.
베리어(83)는 제어부(9)의 아래에 위치할 수 있다.
베리어(83)는 본체(1)와 방열 커버(8) 중 적어도 하나에서 돌출되는 것이 가능하고, 본체(1) 및 방열 커버(8)와 별도로 구성되어 본체(1)와 방열 커버(8) 중 적어도 하나에 결합되는 것이 가능하다. 베리어(83)가 본체(1)에 형성될 경우, 백 플레이트(14)에서 돌출 형성될 수 있다. 베리어(83)가 방열 커버(8)에 형성될 경우, 베리어(83)는 방열 커버의 상부에 형성될 수 있다.
방열팬(5)의 구동시, 외부의 공기는 공기흡입구(81)를 통과하여 히트싱크(33)로 유동될 수 있고, 히트싱크(33)의 열을 흡열할 수 있다.
냉장고는 냉장고를 제어하는 제어부(9)를 더 포함할 수 있다.
제어부(9)는 본체(1)에 설치된 피시비(92)와, 피시비(92)에 설치된 적어도 하나의 회로부품(94)을 포함할 수 있다. 이러한 회로부품(94)은 캐패시터, 트랜스, 다이오드, 스너버, 스너버 캐패시터 등일 수 있다.
회로부품(94)은 그 성능 유지 및 신뢰성 확보를 위해 적정 관리온도 이하로 관리되는 것이 바람직하다.
제어부(9)는 저장실(S) 외부에 위치되게 설치될 수 있고, 최대한 저장실(S) 용적을 축소하지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
제어부(9)는 열전모듈(3)의 위,아래,옆 중 어느 한 위치에 배치될 수 있고, 열전모듈(3)의 위, 아래, 옆 중에서, 외부에서 흡입된 공기의 유동을 방해하지 않는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(9)는 히트싱크(33)를 기준으로
외부공기 유로(82)의 반대편에 위치되게 배치되는 것이 바람직하다.
외부공기유로(82)가 히트싱크(33)를 기준으로 히트싱크(33)의 하측방향으로 길게 형성될 경우, 제어부(9)는 히트싱크(33) 및/또는 방열팬(5) 보다 높은 위치에 배치될 수 있고, 이 경우, 냉장고는 저장실(S) 용적을 최대화할 수 있으면서 컴팩트하게 구성될 수 있다.
반대로, 외부공기유로(82)가 히트싱크(33)를 기준으로 히트싱크(33)의 상측방향으로 길게 형성될 경우, 제어부(9)는 히트싱크(33) 및/또는 방열팬(5) 보다 낮은 위치에 배치될 수 있고, 이 경우에도 냉장고는 저장실(S) 용적을 최대화할 수 있으면서 컴팩트하게 구성될 수 있다.
제어부(9)는 그 적어도 일부가 베리어(83)의 상측에 위치될 수 있고, 베리어(83)는 외부공기 흡입공(81)을 통과한 공기가 제어부(9)를 향해 유동되는 것을 막을 수 있다.
한편, 제어부(9)와 히트싱크(33)의 거리가 근접할 경우, 히트싱크(33)에서 발산된 열과 외부공기 유로(82)를 통과하는 공기의 열이 제어부(9)로 일부 전달될 수 있다.
냉장고의 외부온도가 통상적인 실내의 온도 보다 높을 경우, 제어부(9)의 온도는 상승될 수 있고, 외부온도가 통상적인 수준 이상일 경우에는 제어부(9)가 과열되지 않게 냉장고를 제어하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 블록도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제어 순서도이다.
냉장고는 외부온도(R)를 감지하는 외부온도센서(110)와; 저장실(S)의 온도(T)를 감지하는 저장실온도센서(120)를 포함할 수 있다. 냉장고는 열전모듈(3)의 온도를 감지하는 제상센서(140)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 냉장고는 운전/정지 명령이나 희망온도 등을 입력할 수 있는 입력부(150)를 더 포함할 수 있다.
외부온도센서(110)는 본체(1)에 설치되어 본체(1) 외부의 온도를 감지할 수 있다.
저장실온도센서(120)는 본체(1) 특히, 이너 케이스(11)에 설치되어 저장실(S)의 온도(T)를 감지할 수 있다.
제상센서(140)는 열전모듈(3) 중 쿨링 싱크(32)에 장착될 수 있고, 쿨링싱크(32)의 온도를 감지할 수 있다.
외부온도센서(110), 저장실온도센서(120) 및 제상센서(140) 각각은 온도값을 감지하여 제어부(9)로 전송할 수 있다.
제어부(9)는 외부온도(R)와 저장실(S)의 온도에 따라 냉장고를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(9)는 외부온도(R)와 저장실(S)의 온도(T) 및 제상센서(140)에서 감지된 온도에 따라 냉장고를 제어할 수 있다.
사용자는 입력부(150)를 통해 희망온도를 입력할 수 있고, 제어부(9)는 입력부(150)로 입력된 희망온도에 따라 냉장고를 제어할 수 있다.
제어부(9)는 최대전압과 최소전압의 범위 내 전압을 열전모듈(3)로 인가할 수 있다.
그리고, 제어부(9)는 냉각팬(4) 및 방열팬(5) 각각의 풍속을 가변할 수 있다. 냉가팬(4) 및 방열팬(5)은 고속, 중속, 저속 중 선택된 풍속으로 제어될 수 있다.
냉장고는 다수의 운전을 선택적으로 실시할 수 있고, 이러한 다수의 운전은 제상운전(S3)(S4), 특수운전(S5)(S6), 부하대응운전(S7)(S8), 일반운전(S9)(S10)(S11)(S12)(S13)(S14)(S15) 등을 포함할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 냉장고의 운전방법을 설명하면 다음과 같다.
냉장고의 운전방법은 제상운전(S3)(S4)의 판단을 위해 열전모듈(3)의 전압 인가시간을 카운트할 수 있고, 이렇게 카운트된 시간을 적산할 수 있다.(S1)
그리고, 냉장고의 운전방법은 외부온도(R)와, 저장실온도(T) 및 열전모듈(3)의 온도를 각각 측정할 수 있다.(S2)
그리고, 냉장고의 운전방법은 현재 냉장고가 제상조건인지를 판단(S3)하고, 제상조건이면 제상운전(S4)을 실시할 수 있다.
제어부(S3)(S4)는 제상센서(140)에서 감지된 온도와, 적산된 전압인가시간을 인자로 제상 조건인지를 판단한다.(S3)
그리고, 제어부(9)는 열전모듈(3)의 제상조건시, 열전모듈(3)을 제상시키는 제상운전(S4)을 실시할 수 있다.
여기서, 제상운전(S4)은 열전모듈(3)을 오프하여 열전모듈(3)에 전압을 인가하지 않고, 냉각팬(4)과 방열팬(5) 각각을 고속으로 회전시키거나 고속 보다 늦는 중속으로 회전시키는 운전일 수 있다. 이하, 제상운전(S4)에 대해서는 도 9을 참조하여 상세히 설명한다.
냉장고의 운전방법은 제상조건이 아니면, 특수운전의 조건인지를 판단하고, 특수운전의 조건이면, 특수운전을 실시할 수 있다.(S5)(S6)
제어부(9)는 외부온도(R)에 의해 현재 특수운전의 조건인지를 판단할 수 있다.(S5)
제어부(9)는 외부온도(R)가 설정온도를 초과하는 조건이면, 냉각팬(4)과 방열팬(5)을 고속으로 회전시키는 특수운전(S6)을 실시할 수 있다.
여기서, 특수운전(S6)은 열전모듈(3)의 제어가 후술하는 일반운전과 동일할 수 있고, 냉각팬(4)과 방열팬(5)의 고속 회전 여부만 일반운전과 상이한 운전일 수 있다.
특수운전(S6)은 외부온도(R)가 설정온도를 초과하는 조건일 때, 일반운전과 같이, 희망온도와 저장실(S)의 온도와 외부온도(R)에 따라 열전모듈(3)로 인가되는 전압을 가변할 수 있고, 일반운전과 달리, 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속을 고속으로 할 수 있다. 특수운전(S6)은 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속을 희망온도 및 저장실(S)의 온도 각각과 무관하게 고속으로 하는 운전일 수 있다.
냉장고의 운전방법은 특수운전의 조건이 아니면, 부하대응운전의 조건인지를 판단하고, 부하대응운전의 조건이면, 부하대응운전을 실시할 수 있다.(S7)(S8)
제어부(9)는 냉장고의 운전 중 도어(2)가 열렸을 때, 저장실(S) 내의 온도변화에 따라 부하대응운전의 조건인지를 판단할 수 있다.(S7)
제어부(9)는 부하대응운전의 조건으로 판단되면, 이러한 부하에 대응하는 부하대응운전(S8)을 실시할 수 있다. 여기서, 부하대응운전(S8)은 냉각팬(4)과 방열팬(5) 각각을 고속 보다 늦는 중속으로 회전시키고, 열전모듈(3)을 최대전압을 인가하는 운전일 수 있다. 부하대응운전(S8)에 대해서는 도 10를 참조하여 설명한다.
한편, 냉장고의 운전 방법은 제상조건의 판단(S3)과, 특수운전의 조건 판단(S5) 및 부하대응운전의 조건 판단(S7)의 순서가 상기와 상이할 수 있다.
제어부(9)는 제상조건의 판단(S3)과, 특수운전의 조건 판단(S5) 및 부하대응운전의 조건 판단(S7) 중 어느 하나를 먼저 실시하고, 나머지를 순차적으로 실시할 수 있으며, 본 실시예는 상기의 순서에 한정되지 않음은 물론이다.
일 예로, 제어부(9)는 특수운전의 조건을 가장 먼저 판단하고, 특수운전의 조건이 아니면, 부하대응운전의 조건을 판단하고, 부하대응운전의 조건이 아니면 제상조건을 판단하는 것도 가능함은 물론이다.
한편, 냉장고의 운전 방법은 제상운전의 종료시, 특수운전의 조건이 아니거나 부하대응운전의 조건이 아니면 후술하는 일반운전으로 진입할 수 있다. 또한, 냉장고의 운전 방법은 특수운전의 종료시, 제상운전이 아니거나 부하대응운전의 조건이 아니면, 일반운전으로 진입할 수 있다. 또한, 냉장고의 운전 방법은 부하 대응운전의 종료시, 제상운전이 아니거나 특수운전이 아니면 일반운전으로 진입할 수 있다.
냉장고의 운전 방법은 제상운전의 조건, 특수운전의 조건, 부하대응운전의 조건이 아니면, 일반운전(S9)(S10)(S11)(S12)(S13)(S14)(S15)을 실시할 수 있다.
제어부(9)는 목표온도(N)와 저장실(S)의 온도(T)와 외부온도(R)에 따라 열전모듈(3)과 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어하는 일반운전(S9)(S10)(S11)(S12)(S13)(S14)(S15)을 실시할 수 있다.
제어부(9)는 후술하는 표 1에 도시된 바와 같이, 목표온도(N)와 저장실(S)의 온도(T)와 외부온도(R)에 따라 열전모듈(3)로 인가되는 전압을 가변할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 후술하는 표 2에 도시된 바와 같이, 목표온도(N)와 저장실(S)의 온도(T)에 따라 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속을 가변할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 상기와 같은 다수의 운전(즉, 제상운전, 특수운전, 부하대응운전, 일반운전) 중 저장실(S)의 온도(T)를 인자로 하는 운전시, 저장실(S)의 온도를 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 저장실온도범위로 구분하여 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(9)는 상기와 같은 다수의 운전 중 외부온도(R)를 인자로 하는 운전시, 외부온도(R)를 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 범위로 구분하여 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 목표온도와 저장실온도범위가 도시된 도이다.
도 7을 참고하면, 저장실(S)의 온도(T, 이하, 저장실온도(T)라 칭함)는 부하에 따라 상승되거나 하강될 수 있고, 저장실(S)의 온도범위(이하, '저장실온도범위'라 칭함)는 크게, 상한범위(A), 불만범위(B), 만족범위(C), 하한범위(D)로 구분될 수 있다.
이하, 다수의 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)에 대해 상세히 설명한다.
다수의 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)는 목표온도(N)를 기준으로 설정될 수 있고, 다수의 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)는 서로 상이한 진입온도와 해제온도를 갖을 수 있다. 그리고, 저장실 온도범위(A)(B)(C)(D)는 그 진입온도와 그 해제온도가 온도차를 갖을 수 있다.
여기서, 목표온도(N)는 희망온도일 수 있다. 제어부(9)는 입력부(150)를 통해 입력된 희망온도를 목표온도(N)로 정할 수 있다. 제어부(9)는 저장실온도(T) 및 온도 변화의 패턴(상승 또는 하강)에 의해 저장실온도(T)가 현재 어느 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)인지를 판단할 수 있다.
본 실시예는 이러한 4개의 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)를 구분되기 위한 다수의 고내기준온도(T1)(T2)(T3)(T4)(T5)를 포함할 수 있다.
이러한 다수의 고내기준온도(T1)(T2)(T3)(T4)(T5)는 점차 하강되는 저장실온도(T)가 상한범위(A)를 벗어나면서 불만범위(B)로 진입되는 제1고내기준온도(T1: 상한해제/불만진입 온도)와, 점차 하강되는 저장실온도(T)가 불만범위(B)를 벗어나면서 만족범위(C)로 진입되는 제2고내기준온도(T2: 불만해제/만족진입 온도)와, 점차 하강되는 저장실온도(T)가 만족범위(C)를 벗어나면서 하한범위(D)로 진입되는 제3고내기준온도(T3: 만족해제/하한진입 온도)를 포함할 수 있다.
제1고내기준온도(T1)는 목표온도(N) 보다 높게 설정될 수 있다. 저장실온도(T)는 부하에 따라 하강될 수 있고, 이와 같이, 하강 중인 저장실온도(T)는 제1고내기준온도(T1) 보다 높은 온도에서 제1고내기준온도(T1)로 도달될 수 있다. 이 경우, 저장실온도(T)는 상한범위(A)를 벗어나고 불만범위(B)로 진입될 수 있다. 제1고내기준온도(T1)는 목표온도(N) 보다 1℃ 더 높은 온도일 수 있다.
제2고내기준온도(T2)는 목표온도(N) 보다 낮게 설정될 수 있다. 저장실온도(T)는 부하에 따라 하강될 수 있고, 이와 같이, 하강 중인 저장실온도(T)는 목표온도(N) 보다 낮아질 수 있고, 목표온도 보다 낮은 제2고내기준온도(T2)에 도달될 수 있다. 이 경우, 저장실온도(T)는 불만범위(B)를 벗어나고 만족범위(C)로 진입될 수 있다. 제2고내기준온도(T2)는 목표온도(N) 보다 0.5℃ 더 낮은 온도일 수 있다.
제3고내기준온도(T3)는 목표온도(N) 및 제2고내기준온도(T2) 각각 보다 낮게 설정될 수 있다. 저장실온도(T)는 부하에 따라 하강될 수 있고, 이와 같이, 하강 중인 저장실온도(T)는 제3고내기준온도(T3) 보다 높은 온도에서 제3고내기준온도(T3)에 도달될 수 있다. 이 경우, 저장실온도(T)는 만족범위(C)를 벗어나고 하한범위(D)로 진입될 수 있다. 제3고내기준온도(T3)는 목표온도(N) 보다 1℃ 더 낮은 온도일 수 있다.
하한범위(D)인 저장실온도(T)는 상승될 수 있고, 다수의 온도는 점차 상승되는 저장실온도(T)가 하한범위(D)를 벗어나고 불만범위(B)로 진입하는 제4고내기준온도(T4: 하한해제/불만진입 온도)와, 점차 상승되는 저장실온도(T)가 불만범위(B)를 벗어나고 상한범위(A)로 진입하는 제5고내기준온도(T5; 불만해제/상한진입 온도)를 더 포함할 수 있다.
제4고내기준온도(T4)는 목표온도(N) 보다 높게 설정될 수 있다. 제4고내기준온도(T4)는 제1고내기준온도(T1) 보다 낮게 설정될 수 있다.
저장실온도(T)는 부하에 따라 상승될 수 있고, 이와 같이, 상승 중인 저장실온도(T)는 제4고내기준온도(T4) 보다 낮은 온도에서 제4고내기준온도(T4)로 도달될 수 있다. 이 경우, 저장실온도(T)는 하한범위(D)를 벗어나고 불만범위(B)로 진입될 수 있다. 제4고내기준온도(T4)는 목표온도(N) 보다 0.5℃ 더 높은 온도일 수 있다.
제5고내기준온도(T5)는 목표온도(N) 및 제4고내기준온도(T4) 보다 높게 설정될 수 있다. 제5고내기준온도(T5)는 제1고내기준온도(T1) 보다 높게 설정될 있다. 저장실온도(T)는 부하에 따라 상승될 수 있고, 이와 같이, 상승 중인 저장실온도(T)는 제5고내기준온도(T5) 보다 낮은 온도에서 제5고내기준온도(T5)로 도달될 수 있다. 이 경우, 저장실온도(T)는 불만범위(B)를 벗어나고 상한범위(A)로 진입될 수 있다. 제5고내기준온도(T5)는 목표온도(N) 보다 2℃ 더 높은 온도일 수 있다.
제어부(9)는 상기와 같은, 저장실온도범위(A)(B)(C)(D)에 따라 열전모듈(3)과, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 저장실온도(T)가 하한범위(D)이면, 열전모듈(3)을 오프할 수 있고, 저장실온도(T)가 만족범위(C)이면, 열전모듈(3)로 최소전압 이상의 전압을 인가할 수 있다.
열전모듈(3)은 냉동사이클장치에 비해 성능이 낮기 때문에, 만족범위(C)에서 열전모듈(3)을 오프시키지 않고, 만족범위(C) 보다 더 낮은 하한범위(D)일 때, 열전모듈(3)을 오프시키는 것이 바람직하다.
만약, 다수의 저장실온도범위가 상한범위(A), 불만범위(B), 만족범위(C)만으로 구분되고, 열전모듈(3)은 저장실온도(T)가 만족범위(C)이면, 오프되는 것이 가능하다. 그러나, 이 경우, 냉동사이클장치가 구비된 냉장고에 비해, 저장실온도(T)가 재상승되는 시기가 당겨질 수 있고, 열전모듈(3)이 자주 온,오프될 수 있다.
본 실시예와 같이, 만족범위(C) 보다 낮은 하한범위(D)를 더 포함하고, 열전모듈(3)이 만족범위(C) 보다 낮은 하한범위(D)일 때 오프되면, 저장실(S)는 만족범위(C) 보다 낮은 하한범위(D)까지 충분히 냉각될 수 있고, 열전모듈(3)의 온,오프 주기를 길게 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 외부온도범위가 도시된 도이다.
도 8을 참고하면, 냉장고가 배치되는 실내(Room)의 온도는 가변될 수 있고, 이러한 실내의 온도범위(이하, '외부온도범위'라 칭함)은 다수의 외부온도범위로 구분될 수 있다. 이러한 다수의 외부온도범위는 최상위 외부온도범위(E)와, 최하위 외부온도범위(L)와, 최상위 외부온도범위(E)와 최하위 외부온도범위(L) 사이의 적어도 하나의 중간 외부온도범위(F)(G)(H)(I)(J)(K)를 포함할 수 있다.
이하, 다수의 외부온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)(L)에 대해 설명한다.
이러한 다수의 외부온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)(L)는 각각은 서로 상이한 진입온도와 해제온도를 갖을 수 있다.
제어부(9)는 외부온도센서(120)에서 감지된 온도로 현재 외부온도가 어느 외부온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)(L)인지를 판단할 수 있다.
본 실시예는 이러한 다수의 외부온도범위를 구분하기 위한 다수의 외부기준온도(R1~R14)를 포함할 수 있다. 다수의 외부온도범위는 최소 3개 내지 최대 40개로 구분될 수 있다.
다수의 외부온도범위는 그 진입을 결정하는 진입기준온도와 그 해제를 결정하는 해제기준온도 각각이 상이할 수 있다.
외부온도범위는 그 진입을 결정하는 진입기준온도와 그 해제를 결정하는 해제기준온도가 같거나 상이할 수 있다. 진입기준온도와 해제기준온도가 상이할 경우, 진입기준온도는 해제기준온도 보다 0.5℃ 내지 1.5℃ 높게 설정될 수 있다. 예를 들어, 최상위 외부온도범위(L)의 진입을 결정하는 최상위 진입기준온도는 최상위 외부온도범위(L)의 해제를 결정하는 최상위 해제기준온도 보다 0.5℃ 내지 1.5℃ 높게 설정될 수 있다. 최상이 외부온도범위(L) 이외의 타 외부온도범위의 진입기준온도와 해제기준온도의 차도, 최상위 외부온도범위(L)의 경우와 같으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 각 외부온도범위의 진입기준온도는 한 단계 높거나 낮은 타 외부온도범위의 진입기준온도와 2℃ 내지 8℃의 차를 갖을 수 있다. 그리고, 각 외부온도범위의 해제기준온도도 한 단계 높거나 낮은 타 외부온도범위의 해제기준온도와 4℃ 내지 6℃의 차를 갖을 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 다수의 외부온도범위는 총 8개 범위를 갖는 것으로 설명하나, 그 개수에 한정되지 한정되지 않음은 물론이다. 다수의 외부온도범위는 최하위 외부온도범위를 제1외부온도범위로 설명하고, 최상위 외부온도범위를 제8외부온도범위로 설명하며, 최하위 외부온도범위(L)와 최상위 외부온도범위(E) 사이에 총 6개의 외부온도범위(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 있는 것으로 설명한다.
이하, 상기와 같은 다수의 외부온도범위를 구분하기 위한 다수의 외부기준온도(R1~R14)에 대해 설명하면 다음과 같다.
다수의 외부기준온도(R1~R14)는 상승 중인 외부온도(R)가 최하위 외부온도범위(L)인 제1외부온도범위(L)를 벗어나고, 제1외부온도범위(L) 보다 한단계 더 높은 제2외부온도범위(K)로 진입하는 제1외부기준온도(R1)와, 상승 중인 외부온도(R)가 제2외부온도범위(K)를 벗어나고, 제2외부온도범위(K) 보다 한단계 더 높은 제3외부온도범위(J)로 진입하는 제2외부기준온도(R2)를 포함할 수 있다.
제2외부기준온도(R2)는 제1외부기준온도(R1)보다 높게 설정될 수 있고, 제1외부기준온도(R1) 보다 2℃ 내지 6℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 상승 중인 외부온도(R)가 제3외부온도범위(J)를 벗어나고, 제3외부온도범위(J) 보다 한 단계 더 높은 제4외부온도범위(I)로 진입되는 제3외부기준온도(R3)와, 상승 중인 외부온도(R)가 제4외부온도범위(I)를 벗어나고, 제4외부온도범위(K) 보다 한단계 더 높은 제5외부온도범위(H)로 진입하는 제4외부기준온도(R4)를 포함할 수 있다.
제3외부기준온도(R3)는 제2외부기준온도(R2) 보다 높게 설정될 수 있고, 제2외부기준온도(R2)보다 3℃ 내지 7℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
제4외부기준온도(R4)는 제3외부기준오도(R3) 보다 높게 설정될 수 있고, 제3외부기준온도(R3) 보다 3℃ 내지 7℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 상승 중인 외부온도(R)가 제5외부온도범위(H)를 벗어나고, 제5외부온도범위(H) 보다 한 단계 더 높은 제6외부온도범위(G)로 진입되는 제5외부기준온도(R5)와, 상승 중인 외부온도(R)가 제6외부온도범위(G)를 벗어나고, 제6외부온도범위(G) 보다 한단계 더 높은 제7외부온도범위(F)로 진입하는 제6외부기준온도(R6)를 포함할 수 있다.
제5외부기준온도(R5)는 제4외부기준온도(R4) 보다 높게 설정될 수 있고, 제4외부기준온도(R4)보다 4℃ 내지 8℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
제6외부기준온도(R6)는 제5외부기준온도(R5) 보다 높게 설정될 수 있고, 제5외부기준온도(R5) 보다 2℃ 내지 6℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 상승 중인 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)인 제8외부온도범위 보다 한단계 낮은 제7외부온도범위(F)를 벗어나고, 제7외부온도범위(F) 보다 한 단계 더 높은 제8외부온도범위(E)로 진입되는 제7외부기준온도(R7)를 포함할 수 있다.
제7외부기준온도(R7)는 제6외부기준온도(R6) 보다 높게 설정될 수 있고, 제6외부기준온도(R6) 보다 4℃ 내지 8℃ 높게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 하강 중인 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)인 제8외부온도범위(E)를 벗어나고, 제7외부온도범위(F)로 진입되는 제8외부기준온도(R8)을 더 포함할 수 있다.
제8외부기준온도(R8)는 제7외부기준온도(R7) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제6외부기준온도(R6) 보다 높게 설정될 수 있다. 제8외부기준온도(R8)는 제7외부기준온도(R7) 보다 0.5℃ 내지 1.5℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 하강 중인 외부온도(R)가 제7외부온도범위(F)를 벗어나고, 제6외부온도범위(G)로 진입되는 제9외부기준온도(R9)와, 하강 중인 외부온도(R)가 제6외부온도범위(G)를 벗어나고, 제5외부온도범위(H)로 진입되는 제10외부기준온도(R10)를 포함할 수 있다.
제9외부기준온도(R9)는 제6외부기준온도(R6) 및 제8외부기준온도(R8) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제5외부기준온도(R5) 보다 높게 설정될 수 있다. 제9외부기준온도(R9)는 제8외부기준온도(R8) 보다 4℃ 내지 8℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
제10외부기준온도(R10)은 제5외부기준온도(R5) 및 제9외부기준온도(R9) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제4외부기준온도(R4)보다 높게 설정될 수 있다. 제10외부기준온도(R10)은 제9외부기준온도(R9) 보다 2℃ 내지 6℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 하강 중인 외부온도(R)가 제5외부온도범위(H)를 벗어나고, 제4외부온도범위(I)로 진입되는 제11외부기준온도(R11)와, 하강 중인 외부온도(R)가 제4외부온도범위(I)를 벗어나고, 제3외부온도범위(J)로 진입되는 제12외부기준온도(R12)를 포함할 수 있다.
제11외부기준온도(R11)는 제4외부기준온도(R4) 및 제10외부기준온도(R10) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제3외부기준온도(R3) 보다 높게 설정될 수 있다. 제11외부기준온도(R11)는 제10외부기준온도(R8) 보다 4℃ 내지 8℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
제12외부기준온도(R12)은 제3외부기준온도(R3) 및 제11외부기준온도(R9) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제2외부기준온도(R2)보다 높게 설정될 수 있다. 제12외부기준온도(R12)은 제11외부기준온도(R11) 보다 3℃ 내지 7℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
그리고, 다수의 외부기준온도(R1~R14)는 하강 중인 외부온도(R)가 제3외부온도범위(J)를 벗어나고, 제2외부온도범위(K)로 진입되는 제13외부기준온도(R13)와, 하강 중인 외부온도(R)가 제2외부온도범위(K)를 벗어나고, 제1외부온도범위(L)로 진입되는 제14외부기준온도(R14)를 포함할 수 있다.
제13외부기준온도(R13)는 제2외부기준온도(R2) 및 제12외부기준온도(R12) 보다 낮게 설정될 수 있고, 제1외부기준온도(R1) 보다 높게 설정될 수 있다. 제13외부기준온도(R13)는 제12외부기준온도(R8) 보다 3℃ 내지 7℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
제14외부기준온도(R14)은 제1외부기준온도(R1) 및 제13외부기준온도(R13) 보다 낮게 설정될 수 있다. 제14외부기준온도(R14)은 제13외부기준온도(R13) 보다 2℃ 내지 6℃ 낮게 설정된 온도일 수 있다.
한편, 제어부(9)의 온도는 다수의 인자에 의해 결정될 수 있고, 이러한 다수의 인자는 열전모듈(3)에 인가하는 전압과, 제어부(9) 주변의 온도를 포함할 수 있다.
제어부(9)는 열전모듈(3)에 인가하는 전압이 높을수록 승온될 수 있다. 제어부(9)은 열전모듈(3)에 최대전압이 인가될 경우 가장 승온될 수 있다. 냉장고는 열전모듈(3)에 최대전압이 인가될 경우에도, 제어부(9)가 적정 관리온도 이하로 유지되게 구성되고 제어되는 것이 바람직하다. 열전모듈(3)에 최소전압이 인가될 경우의 제어부(9) 온도는 열전모듈(3)에 최대전압이 인가될 경우의 회로부품(94) 온도 보다 낮을 수 있다.
한편, 제어부(9)은 외부온도가 고온일수록 승온될 수 있다. 냉장고는 외부온도가 38℃ 이상인 경우와 같이 통상적인 온도범위를 넘는 높은 온도일 때, 그 제어부(9)의 온도가 적정수준으로 낮아지게 구성되고 제어되는 것이 바람직하다.
냉장고는 냉장고 주변온도인 외부온도가 38℃ 이상인 경우와 같이 고온인 경우, 열전모듈(3)로 최대전압이 인가되면, 제어부(9)의 온도가 과도하게 상승될 수 있고, 본 실시예는 외부온도가 38℃ 이상인 경우와 같이, 고온일 경우, 열전모듈(3)로 최대전압이 아닌 설정전압을 인가하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 열전모듈(3)로 최대전압이 아닌 설정전압을 인가할 경우, 외부온도에 의해 피시비(92) 및 회로부품(94)의 온도가 상승되더라도, 회로부품(94)의 자체의 온도가 낮을 수 있고, 제어부(9)의 과열을 최소화할 수 있고, 제어부(9)의 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 외부온도가 38℃ 이상인 경우와 같이, 고온일 경우, 열전모듈(3)로 최대전압이 인가되면, 제어부(9)가 과열되어 본체(1)를 과열시킬 수 있고, 그로 인해 저장실(S)의 온도도 승온될 수 있다. 그러나, 본 실시예와 같이, 외부온도가 고온일 경우, 열전모듈(3)로 인가되는 전압을 최대전압이 아닌 설정전압으로 낮추면, 제어부(9)의 과열에 의한 저장실(S)의 온도 상승을 제한할 수 있다.
이하, 열전모듈로 인가되는 전압의 제어에 대해 설명하면 다음과 같다.
표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 목표온도(N)와, 저장실온도범위(A)(B)(C)(D) 및 외부 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)(L)에 따른 열전모듈의 전압이 도시된 표이다.
목표
온도		 외부온도 및 저장실온도 L K J I H G F E
고온
 상한범위 Vm-8 Vm-6 Vm Vm Vm Vm Vm Not Vm
불만범위 Vm-12 Vm-10 Vm-10 Vm-10 Vm-10 Vm Vm Not Vm
만족범위 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vm-15 Vm-6 Vm-6 Not Vm
중온 상한범위 Vm-8 Vm-6 Vm Vm Vm Vm Vm Not Vm
불만범위 Vm-12 Vm-10 Vm-10 Vm-8 Vm-8 Vm Vm Not Vm
만족범위 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vm-15 Vm-12 Vm-6 Vm-6 Not Vm
저온 상한범위 Vm-8 Vm-6 Vm Vm Vm Vm Vm Not Vm
불만범위 Vm-12 Vm-10 Vm-8 Vm-6 Vm-6 Vm Vm Not Vm
만족범위 Vn= Vm-17 Vn=
Vm-17		 Vn=
Vm-17		 Vm-12 Vm-12 Vm-6 Vm-6 Not Vm
공통 하한범위/
제상운전		 O(열전모듈 오프)
여기서, 목표온도는 고온와, 중온 및 저온으로 구분될 수 있고, 고온은 7℃ 또는 8℃와 같이, 상대적으로 높은 경우이며, 저온은 3℃ 또는 4℃와 같이, 상대적으로 낮은 경우이며, 중온은 5℃ 또는 6℃와 같이, 고온과 저온 사이의 경우일 수 있다.
표 1을 참조하면, 제어부(9)는 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)이면, 최대전압(Vm)이 아닌 설정전압(Not Vm)를 열전모듈(3)에 인가할 수 있다.
여기서, 설정전압은 외부온도(R)가 최하위 외부온도범위(L)인 경우에 인가되는 전압(Vm-8, Vm-12, Vm-17)보다 높게 설정될 수 있다.
설정전압은 최대전압(Vm)과 최소전압(Vn=Vm-17)의 평균전압과, 최대전압 사이(Vm)의 전압으로 설정될 수 있다.
설정전압이 평균전압 미만으로 낮게 설정될 경우, 저장실온도(T)의 온도상승률이 크게 되므로, 설정전압은 저장실온도(T)의 온도가 빠르게 상승되지 않는 적정 전압으로 설정되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 열전모듈(3)으로 인가되는 최대 전압(Vm)이 18V 내지 26V이고, 최소전압(Vn)이 2V 내지 6V일 때, 설정전압은 최대 전압(Vm) 보다 4V 내지 8V 낮은 전압(Vm-4 내지 Vm-8)으로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E) 보다 한 단계 낮은 온도범위(F)일 때의 전압(Vm, Vm-6)은, 외부온도(R)가 최하위 온도범위(L)일 때의 전압(Vm-8, Vm-12, Vm-17) 보다 높을 수 있다.
표 1을 참조하면, 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E) 보다 한 단계 낮은 온도범위(F)일 경우 중 가장 전압이 낮은 경우는 저장실온도(T)가 만족범위(C)일 경우에 최저 압력(Vm-6)이고, 외부온도(R)가 최하위 외부온도범위(L)일 경우 중 가장 전압이 높은 경우는 저장실온도(T)가 상한범위(A)일 경우에 최고 압력(Vm-8)이며, 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)일 때의 최저압력(Vm-6)은 외부온도(R)가 최하위 외부온도범위(L)일 때의 최대압력(Vm-8) 보다 높을 수 있다.
냉장고는 외부온도(R)가 높을 때 열전모듈(3)에 인가하는 전압이, 외부온도(R)가 낮을 때 열전모듈(3)에 인가하는 전압 보다 높되, 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)인 경우에는 제어부(9)의 보호를 위해, 최대전압(Vm)을 열전모듈(3)로 인가하지 않고, 최대전압(Vm) 보다 낮은 설정전압(Vm-4 내지 Vm-8)을 열전모듈(3)에 인기할 수 있다.
여기서, 설정전압은 외부온도(R)가 최하위 외부온도범위(L)인 경우에 인가되는 전압(Vm-8, Vm-12, Vm-17)보다 높게 설정될 수 있다.
설정전압은 최대전압(Vm)과 최소전압(Vn=Vm-17)의 평균전압과, 최대전압 사이(Vm)의 전압으로 설정될 수 있다.
표 1을 참조하면, 제어부(9)는 외부온도(R)가 최상위 외부온도범위(E)이거나, 최상위 외부온도범위(E) 보다 한 단계 내지 두 단계 낮은 외부온도범위(F)(G)이면, 열전모듈(3)로 최대전압(Vm)과 최소전압(Vn=Vm-17)의 평균전압(Vm-8,5) 보다 높되 최대전압(Vm) 이하의 전압(Vm-6, Vm)를 인가할 수 있다.
표 1을 참조하면, 제어부(9)는 저장실온도(T)가 하한범위(D)인 경우, 열전모듈(3)로 전압을 인가하지 않을 수 있다. 제어부(9)은 목표온도(N)의 고온/중온/저온 여부와, 외부온도범위(E~L)와 상관없이, 현재 저장실온도(T)가 하한범위(D)이면, 열전모듈(3)을 오프할 수 있다.
표 1을 참조하면, 제어부(9)는 제상운전일 경우, 열전모듈(3)로 전압을 인가하지 않을 수 있다. 제어부(9)은 목표온도(N)의 고온/중온/저온 여부와, 저장실온도범위(A~D) 및 외부온도범위(E~L)와 상관없이, 제상조건이 만족되면, 열전모듈(3)을 오프할 수 있다.
표 1을 참조하면, 저장실온도(T)가 하한범위(D) 보다 높은 만족범위(C)일 때의 전압은, 저장실온도(T)가 만족범위(C) 보다 높은 불만범위(B)일 때의 전압 보다 낮을 수 있다.
저장실온도(T) 이외의 목표온도(N)와 외부온도범위(E~L)이 동일한 조건일 때, 저장실온도(T)가 만족범위(C)일 때의 전압은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압 보다 낮을 수 있다.
일 예로, 목표온도가 고온이고, 외부온도범위가 제1외부온도범위일 경우, 저장실온도(T)가 만족범위(C)일 때의 전압(Vn=Vm-17)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm-12) 보다 낮을 수 있다.
다른 예로, 목표온도가 중온이고, 외부온도범위가 제3외부온도범위(J)일 경우, 저장실온도(T)가 만족범위(C)일 때의 전압(Vm-17)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm-10) 보다 낮을 수 있다.
또 다른 예로 목표온도가 저온이고, 외부온도범위가 제4외부온도범위(I)일 경우, 저장실온도(T)가 만족범위(C)일 때의 전압(Vm-12)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm-6) 보다 낮을 수 있다.
표 1을 참조하면, 저장실온도(T)가 불만범위(B) 보다 높은 상한범위(A) 때의 전압은, 저장실온도(T)가 불만범위(B)의 때의 전압 보다 높거나 불만범위(B)의 때의 전압과 같을 수 있다.
저장실온도(T) 이외의 목표온도(N)와 외부온도범위(E~L)이 동일한 조건일 때, 저장실온도(T)가 상한범위(A)일 때의 전압은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압 보다 높거나 불만범위(B)일 때의 전압과 같을 수 있다.
일예로, 목표온도가 고온이고, 외부온도범위가 제1외부온도범위(L)일 경우,
저장실온도(T)가 상한범위(A)일 때의 전압(Vm-8)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm-12) 보다 높을 수 있다.
다른 예로, 목표온도가 중온이고, 외부온도범위가 제3외부온도범위(J)일 경우, 저장실온도(T)가 상한범위(A)일 때의 전압(Vm)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm-10) 보다 높을 수 있다.
또 다른 예로 목표온도가 저온이고, 외부온도범위가 제6외부온도범위(G)일 경우를 예로 들어 설명하면, 저장실온도(T)가 상한범위(C)일 때의 전압(Vm)은 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 전압(Vm)와 같을 수 있다.
표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각팬 및 방열팬의 우선 제어 수순이 도시된 표이다.
우선순위 제어 조건 냉각팬/방열팬 제어
제1순위 도어 오픈 냉각팬 오프
제2순위 제상 과정
냉각팬/방열팬 중속
제3순위 제상 프리쿨 과정
제4순위 초기전원 투입
제5순위 외부온도>32℃ 냉각팬/방열팬 고속
제6순위 부하대응운전
냉각팬/방열팬 중속
제7순위 외부온도범위가 가변
제8순위 저장실온도가 상한범위
제9순위 저장실온도가 불만범위/만족범위/하한범위 냉각팬/방열팬 저속
제어부(9)는 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 표 2에 도시된 바와 같은, 우선 제어 수순에 의해 제어할 수 있다.
제어부(9)는 냉각팬(4)의 제어 및 방열팬(5)의 제어시, 방열팬(5)을 냉각팬(4)과 동일 풍속으로 제어할 수 있다. 제어부(9)는 냉각팬(4)과 방열팬(5)을 함께 고속으로 회전시키거나, 중속으로 회전시키거나, 저속으로 회전시킬 수 있다.
제어부(9)는 표 2에 도시된 바와 같이, 도어(2)의 오픈 여부, 제상과정, 제상 프리쿨 과정, 초기전원 투입 여부, 외부온도(R)의 설정온도 초과 여부, 부하대응운전, 외부온도범위의 변경 여부, 저장실온도의 상한범위, 저장실온도의 불만범위/만족범위/하한범위에 대해 우선순위를 부여하여 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 표 2에 도시된 우선순위를 기준으로 냉각팬(4) 및 방열팬(5)를 오프/고속 제어/중속 제어/저속 제어할 수 있다.
제어부(9)는 현재 냉장고가 낮은 우선순위이더라도, 더 높은 우선순위의 조건이 만족하면, 더 높은 우선순위의 조건을 기준으로 냉각팬(4) 및 방열팬(5)의 오프/고속/중속/저속을 결정할 수 있다.
상기와 같은, 우선순위는 편의상 크게 상위 우선순위와 하위 우선순위로 구분될 수 있다.
제어부(9)는 도어(2)의 오픈 여부, 제상 과정, 제상 프리쿨 과정, 초기전원 투입 여부에 상위 우선순위(제1순위 내지 제4순위)를 부여하여 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 외부온도(R)의 설정온도 초과 여부, 부하대응운전, 외부온도범위의 변경 여부, 저장실온도의 상한범위, 저장실온도의 불만범위/만족범위/하한범위에 대해 하위 우선순위(제5순위 내지 제9순위)를 부여하여 냉각팬(4) 및 방열팬(5)를 제어할 수 있다.
제어부(9)는 하위 우선순위(제5순위 내지 제9순위)에 해당되더라도, 상위 우선순위(제1순위 내지 제4순위)에 따라 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(9)는 상위 우선순위(제1순위 내지 제4순위)에 해당될 경우, 하위 우순순위(제5순위 내지 제9순위)에 무관하게 상위 우선순위(제1순위 내지 제4순위)에 따라 냉각팬(4)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 현재 냉장고가 상위 우선순위(제1순위 내지 제4순위) 중 어느 것에도 해당되지 않을 경우, 하위 우선순위(제5위 내지 제9위) 중에서 가장 우선순위가 높은 순서를 기준으로 냉각팬(4) 및 방열팬(5)를 제어할 수 있다.
이하, 상위 우선순위에 대해 먼저 설명하면 다음과 같다.
제어부(9)는 도어(2)의 오픈시, 냉각팬(4)을 오프할 수 있다. 제어부(9)는 상위 우선순위 중 도어(2)의 오픈 여부를 최우선 순위로 부여하고 그에 따라 냉각팬(4)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 본체(1) 또는 도어(1)에 구비된 도어감지센서 또는 도어 스위치(미도시)에 의해 도어(1)의 개폐 여부를 감지할 수 있다. 도어감지센서 또는 도어 스위치는 도어(1)의 개방시 신호를 제어부(9)로 출력할 수 있고, 제어부(9)는 이러한 신호에 의해 도어(1)의 개폐를 감지할 수 있다.
도어(1)의 폐쇄시, 제어부(9)는 이를 감지할 수 있고, 이 경우 제어부(9)는 제2순위 내지 제9순위에 따라 냉각팬(4) 및 방열팬(5)를 제어할 수 있다.
제어부(9)는 도어(2)가 클로즈인 상태에서, 제상 과정이거나 제상 과정 이전에 실시되는 제상 프리쿨 과정이거나 초기전원 투입 후 운전일 경우, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속 또는 중속으로 제어할 수 있다.
여기서, 제상 과정과, 제상 프리쿨 과정과, 초기전원 투입 후 운전의 우선순위는 냉각팬(4) 및 방열팬(5) 각각이 동일 풍속으로 제어되므로, 실질적으로 동일 우선순위일 수 있다.
제어부(9)는 제상 과정 및 제상 프리쿨 과정시, 초기전원 투입의 경구와 상이한 속도로 제어할 수 있다.
제어부(9)는 도어(2)가 클로즈인 상태에서, 제상 과정이거나 제상 과정 이전에 실시되는 제상 프리쿨 과정일 경우, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 제어할 수 있다.
반면에, 제어부(9)는 도어(2)가 클로즈인 상태에서, 초기전원 투입 후 운전일 경우, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속으로 제어할 수 있다. 초기전원 투입시, 저장실(S)의 온도는 외부의 온도와 같을 수 있고, 이 경우 저장실(S)의 전체를 신속하고 고르게 냉각하기 위해, 제어부(9)는 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속으로 회전시킬 수 있다. 제어부(9)는 저장실온도(T)가 상한범위(A)보다 낮은 불만범위(B)에 도달될 때까지, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)의 고속을 유지하고, 저장실온도(T)가 불만범위(B)에 진입되면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)의 중속으로 변경하는 것이 가능하다.
이하, 하위 우선순위에 대해 설명하면 다음과 같다.
제어부(9)는 외부온도가 설정온도 초과이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속으로 회전시킬 수 있다. 제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아닐 경우, 외부온도가 설정온도 초과이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 설정온도는 다수의 외부온도범위 중 비교적 높은 온도범위(E)(F)의 온도로 설정될 수 있다.
외부온도가 설정온도 초과일 경우, 저장실(S)의 부하는 클 수 있고, 저장실(S)이 열전모듈(3)의 쿨링 싱크(32)에 의해 보다 신속하게 냉각될 수 있도록, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)은 고속으로 회전될 수 있다.
설정온도는 31℃ 내지 33℃ 등 와 같이 비교적 높은 온도로 설정될 수 있다. 설정온도는 32℃일 수 있고, 제어부(9)는 이러한 설정온도를 기준으로, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)의 고속 여부를 판단할 수 있다.
설정온도는 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위(E)와 최하위 온도범위(L) 사이의 외부온도범위(F)(G)(H)(I)(J)(K) 내 온도로 설정될 수 있다. 설정온도는 최상위 외부온도범위(E) 보다 한 단계 또는 두 단계 낮되 최하위 온도범위(L)가 아닌 외부온도범위(F 또는 G) 내 온도로 설정될 수 있다.
냉장고가 배치된 실내의 온도가 32℃ 등과 같이 고온일 경우, 냉장고의 부하는 빠르게 상승될 수 있는데, 냉장고 주변의 온도가 고온인 경우에, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)이 고속으로 회전되면, 식품 등의 부패는 최소화될 수 있다.
열전모듈(3)은 냉동사이클장치 보다 효율이 낮기 때문에, 동일 소비전력 대비 냉동사이클 장치 보다 성능이 낮을 수 있다.
즉, 외부온도가 설정온도를 초과하더라도, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)이 고속 회전되면, 열전모듈(3)에 의해 냉각된 냉기는 저장실(S)로 빠르게 유동될 수 있고, 저장실(S) 내의 온도편차가 최소화될 수 있으며, 식품 등의 부패를 최소화할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 외부온도가 설정온도 이하이면, 그 다음 우선순위(제6순위 내지 제8순위 또는 제9순위)에 따라 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 제어할 수 있다.
제어부(9)는 외부온도가 설정온도 이하이면, 부하대응운전이거나 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되거나 저장실온도(T)가 현재 상한범위(A)인지를 판단할 수 있다.
제어부(9)는 외부온도가 설정온도 이하인 조건에서, 부하대응운전이거나 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되거나 저장실온도(T)가 상한범위(A)이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속 보다 느린 중속으로 회전시킬 수 있다.
제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하일 때, 부하대응운전의 조건이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
한편, 제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하일 때, 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
제어부(9)는 상기와 같은 외부 온도범위 가변에 따라 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 때, 저장실온도(T)가 만족범위(B)에 도달될 때까지, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
제어부(9)는 외부온도범위의 가변에 따라 냉각팬(4)과 방열팬(5)을 중속으로 회전하는 도중에, 저장실온도(T)가 만족범위(B)에 도달되면, 이후에는, 저장실온도가 상한범위(A)인지와 불만범위(B)/만족범위(C)/하한범위(D)인지에 따라 냉각팬(4)과 방열팬(5)을 중속 또는 저속으로 회전시킬 수 있다.
한편, 제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하일 때, 저장실온도(T)가 상한범위(A)이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 부하대응운전과, 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)의 가변과, 저장실온도(T)가 상한범위(A)인 조건의 우선순위는 냉각팬(4) 및 방열팬(5) 각각이 동일 풍속으로 제어되므로, 실질적으로 동일 우선순위일 수 있다.
제어부(9)는 부하대응운전이거나 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되거나 저장실온도(T)가 상한범위(A)이더라도, 외부온도(R)가 설정온도 초과이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 고속으로 회전시킬 수 있다.
즉, 제어부(9)는 외부온도(R)가 설정온도를 초과할 때의 냉각팬(4) 및 방열팬(5) 고속 제어를, 부하대응운전이나 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변이거나 저장실온도(T)가 상한범위(A)일 때의 냉각팬(4) 및 방열팬(5) 중속 제어 보다 우선하여 제어할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 외부온도가 설정온도 이하이고 부하대응운전의 조건이 아니고, 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되지 않았으며, 저장실온도(T)가 상한범위(A) 미만이면 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속 보다 느린 저속으로 회전시킬 수 있다.
제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하이며, 부하대응운전의 조건이 아니며, 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되지 않은 조건에서, 저장실온도(T)가 불만범위와, 만족범위와, 하한범위 중 어느 한 범위인지를 판단할 수 있다.
제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하이며, 부하대응운전의 조건이 아니며, 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)가 가변되지 않은 조건에서, 저장실온도(T)가 불만범위와, 만족범위와, 하한범위 중 어느 한 범위이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.
한편, 본 실시예는 부하대응운전의 조건과 외부의 온도범위(E)(F)(G)(H)(I)(J)(K)의 가변 여부를 고려하지 않고, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)의 저속 회전 여부를 결정하는 것도 가능하다. 이 경우, 제어부(9)는 제상운전이 아니고, 초기전원투입이 아니며, 외부온도가 설정온도 이하이며, 저장실온도(T)가 불만범위와, 만족범위와, 하한범위 중 어느 한 범위이면, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.
이하, 도 6에 도시된 일반운전에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(9)는 제상운전(S4)과 특수운전(S6)과 부하대응운전(S8)이 아니고, 저장실온도(T)가 상한범위(A)이면, 표 1에 도시된 바와 같이, 목표온도(N) 및 외부온도범위(E~L)에 따라 결정된 전압(예를 들면, Vm-8, Vm-6, Vm)을 열전모듈(3)에 인가할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 표 2에 도시된 바와 같이, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.(S9)(S10)
제어부(9)는 제상운전(S4)과 특수운전(S6)과 부하대응운전(S8)이 아니고, 저장실온도(T)가 불만범위(B)이면, 표 1에 도시된 바와 같이, 목표온도(N) 및 외부온도범위(E~L)에 따라 결정된 전압(예를 들면, Vm-12,Vm-10,Vm-8,Vm-6,Vm)을 열전모듈(3)에 인가할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 표 2에 도시된 바와 같이, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.(S11)(S12)
저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 일반운전은, 열전모듈(3)로 현재 부하에 대응하는 전압이 인가되면서 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시키는 운전이고, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)이 고속으로 회전될 경우 보다 냉장고의 소음이 상대적으로 작을 수 있다.
그리고, 제상운전(S4)과 특수운전(S6)과 부하대응운전(S8)이 아니고, 저장실온도(T)가 만족범위(C)이면, 표 1에 도시된 바와 같이, 목표온도(N) 및 외부온도범위(E~L)에 따라 결정된 전압(예를 들면, Vm-17,Vm-15,Vm-12,Vm-6)을 열전모듈(3)에 인가할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 표 2에 도시된 바와 같이, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.(S13)(S14)
저장실온도(T)가 만족범위(C)일 때의 일반운전은, 열전모듈(3)로 현재 부하에 대응하는 전압이 인가되면서 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시키는 운전이고, 저장실온도(T)가 불만범위(B)일 때의 일반운전과 같이, 냉장고의 소음이 상대적으로 작을 수 있다.
그리고, 제상운전(S4)과 특수운전(S6)과 부하대응운전(S8)이 아니고, 저장실온도(T)가 상한범위(A)와 불만범위(B)와 만족범위(C) 중 어느 범위도 아니면, 제어부(9)는 저장실온도(T)가 하한범위(D)인 일반운전으로 판단할 수 있고, 제어부(9)는 표 1에 도시된 바와 같이, 열전모듈(3)을 오프할 수 있고, 표 2에 도시된 바와 같이, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시킬 수 있다.(S13)(S15)
저장실온도(T)가 하한범위(D)일 때의 일반운전은, 열전모듈(3)로 인가되는 전압을 차단하여 소비전력을 최소화하는 운전이고, 이 경우, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 저속으로 회전시켜 저장실(S) 내의 온도 편차는 최소화하면서, 전열모듈(3)을 자연 제상과 같이 제상시키는 일종의 자연제상 운전일 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 제상운전의 순서도이다.
냉장고의 운전방법 중 제상운전방법은 제상센서(140)에서 감지된 온도나 열전모듈로 전압이 인가된 적산시간을 인자로 제상조건인지를 판단할 수 있다.(S3)
제어부(9)는 제상센서(140)에서 감지된 온도가 제상설정온도(예를 들면, -5℃)이하인지를 판단한다.
아울러, 제어부(9)는 열전모듈(3)로 전압이 인가된 적산시간을 기설정된 제상기준시간 이상인지를 판단한다.
여기서, 적산시간의 인자는 일반 적산시간의 인자와, 도어(2)의 오픈 여부가 반영된 변동 적산시간의 인자를 포함할 수 있다.
그리고, 제상기준시간의 조건은 일반 적산시간과 비교되는 일반 기준시간과, 변동 적산시간과 비교되는 변동 기준시간을 포함할 수 있다.
일반 기준시간의 예는 60분으로 고정된 시간이 설정될 수 있다.
그리고, 변동 기준시간의 예는 540분에서 도어 1회 오픈시마다 7분씩 차감된 시간일 수 있다. 540분 동안 도어가 10회 오픈 되었으면, 변동 기준시간은 470시간일 수 있다. 540분 동안 도어가 30회 오픈 되었으면, 변동 기준시간은 330분일 수 있다.
제어부(9)는 제상센서(140)에서 감지된 온도가 제상설정온도(예를 들면, -5℃)이하인 제1조건이고, 현재 냉장고가 제상조건인 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 열전모듈(3)로 전압이 인가된 적산시간이 일반 기준시간 이상이면서 동시에 변동 기준시간 이상인 제2조건이면, 현재 냉장고가 제상조건인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(9)는 상기와 같은 제1조건과 제2조건 중 어느 하나의 조건이 만족되면, 제상운전을 판단할 수 있다.
제어부(9)는 제상운전으로 판단되면, 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)을 우선 실시하고, 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)이 완료되면 제상과정(S43)(S44)를 실시할 수 있다. 여기서, 제상운전은 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)과 제상과정(S43)(S44)을 모두 포함하는 운전일 수 있다.
제어부(9)는 제상운전의 도중에 열전모듈(3)로 전압을 인가하지 않을 수 있다. 제어부(9)는 제상운전의 도중에 열전모듈(3)을 오프하고, 냉각팬(4)을 회전시키고, 열전모듈(3)의 오프시부터 방열팬 오프 설정시간(예를 들면, 3분 또는 5분)동안 방열팬(5)을 오프 유지시킨 후 방열팬 오프 설정시간이 경과되면 방열팬(5)을 회전시킬 수 있다. 제어부(9)는 제상운전의 도중에 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 중속으로 제어할 수 있다.
여기서, 제상운전의 도중은 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)의 도중일 수 있고, 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)이 완료되어 제상과정(S43)(S44) 이 개시되면, 제어부(9)는 열전모듈(3)을 오프하고, 냉각팬(4)을 중속으로 회전시키며, 방열팬(5)을 방열팬 오프 설정시간동안 오프 대기하였다가 방열팬 오프 설정시간동안이 경괴되면 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
제상 프리쿨 과정(S41)(S42)은 제상과정(S43)(S44) 이전에 저장실(S)을 만족범위(B)로 냉각시키는 과정일 수 있다. 제어부(9)는 제상운전의 조건 판단시, 제상운전으로 판단되더라도 곧바로 열전모듈(3)을 제상시키지 않고 기존의 운전을 유지하는 과정일 수 있다.
예를 들어, 제상조건의 판단시점에, 현재 냉장고가 불만족범위의 일반운전이면, 제어부(9)는 불만족범위인 전압을 열전모듈(3)로 계속 인가할 수 있고, 냉각팬(4) 및 방열팬(5)을 불만족범위인 풍속으로 유지할 수 있다.
제상 프리쿨 과정(S41)(S42)은 제상 프리쿨 완료조건이 되면, 완료될 수 있다. 제상 프리쿨 완료조건은 제상 프리쿨 과정(S2)의 도중에 저장실온도(T)가 만족범위인 제1조건과, 제상 프리쿨 과정이 개시된 후, 제상 프리쿨 설정시간(예를 들면, 30분)이 경과된 제2조건일 수 있다.(S42) 제상 프리쿨 과정(S41)(S42)은 이러한 제1조건과 제2조건 중 어느 한 조건이 만족되면, 완료될 수 있다.
제어부(9)는 제상 프리쿨 과정(S2)의 도중에 저장실온도(T)가 만족범위일 경우, 제상 프리쿨 설정시간과 무관하게 제상 프리쿨 과정을 완료할 수 있다.
그리고, 제어부(9)는 저장실온도(T)가 만족범위에 도달했는지 여부와 무관하게 제상 프리쿨과정이 개시된 후, 제상 프리쿨 설정시간(예를 들면, 30분)이 경과되면, 제상 프리쿨 과정을 완료할 수 있다.
제어부(9)는 제상운전의 도중에 상기와 같은 제상 프리쿨 완료조건이 만족되면, 제상과정(S43)을 개시할 수 있고, 제상과정(S43)의 개시시, 열전모듈(3)을 오프하고, 냉각팬(4)을 중속으로 회전시킬 수 있다. 제어부(9)는 제상과정(S43)의 개시시, 방열팬(5)을 방열팬 오프 설정시간동안 오프 대기하였다가 방열팬 오프 설정시간동안이 경괴되면 방열팬(5)을 중속으로 회전시킬 수 있다.
열전모듈(3)로 인가되는 전압이 차단되고 냉각팬(4)이 회전되면, 저장실(S)의 공기는 열전모듈(3)의 쿨링싱크(32)와 저장실(S)을 순환하면서 쿨링싱크(32)를 저장실(S)의 공기에 의해 자연 제상할 수 있다.
열전모듈(3)에 전압이 인가되지 않고 냉각팬(4)이 회전인 동안 방열팬(5)은 방열팬 오프 설정시간동안 오프일 수 있다. 이 경우, 열전모듈(3)의 쿨링싱크(32)에는 열전모듈(3)의 히트싱크(33)에서 전도된 열이 전달될 수 있고, 쿨링싱크(32)는 저장실(S)에서 유동된 공기의 열과 히트싱크(33)에서 전도된 열에 의해 빠르게 승온될 수 있다.
쿨링싱크(32)의 온도는 방열팬 오프 설정시간동안 빠르게 상승될 수 있고, 쿨링싱크(32)에 착상된 서리는 쿨링싱크(32)의 온도 상승에 의해 보다 신속하게 제상될 수 있다.
방열팬 오프 설정시간이 경과되면, 제어부(9)는 열전모듈이 제상운전 종료 이후에도 안정적으로 구동될 수 있도록 방열팬(5)을 냉각팬(4)과 동일한 풍속으로 제어할 수 있고, 방열팬(5)을 냉각팬(4)과 같이, 중속으로 제어할 수 있다.
제어부(9)는 방열팬 오프 설정시간이 경과되면, 제상완료조건이 되기 이전까지, 열전모듈(3)을 계속 오프 유지하면서, 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속을 중속으로 유지할 수 있다.
냉장고의 운전방법 중 제상운전은 제상센서(140)에서 감지된 온도로 제상 종료를 판단할 수 있다.
제어부(9)는 제상센서(140)에서 감지된 온도가 제상완료온도(예를 들면, 5℃) 초과인지 판단한다. 여기서, 제상완료온도는 제상설정온도 보다 높게 설정된 온도일 수 있다.
제어부(9)는 제상센서(140)에서 감지된 온도가 제상완료온도(예를 들면, 5℃) 초과이면, 제상운전을 종료할 수 있다.(S44)
제어부(9)는 제상종료시, 열전모듈(3)로 최대전압을 인가할 수 있다.(S45)
제어부(9)는 제상종료시, 열전모듈(3)로 최대전압을 인가하고, 이후의 제상운전(S4)과, 특수운전(S6)과, 부하대응운전(S8) 및 일반운전(S9)(S10)(S11)(S12)(S13)(S14)(S15)에서 열전모듈(3)로 인가되는 전압을 가변하는 것이 가능하다.
제어부(9)는 제상종료시, 열전모듈(3)로 최대전압을 인가하지 않고, 이후의 제상운전(S4)과, 특수운전(S6)과, 부하대응운전(S8) 및 일반운전(S9)(S10)(S11)(S12)(S13)(S14)(S15)에서 결정된 전압을 열전모듈(3)로 인가하는 것도 가능하다.
도 10은 도 6에 도시된 부하대응운전의 순서도이다.
제어부(9)는 현재 냉장고가 부하대응운전의 조건인지를 먼저 판단하고, 부하대응운전 중 어느 부하대응운전인지를 판단한다.(S71)(S72)(S73)(S74)
제어부(9)는 도어(2)가 오픈되었고, 대기시간이 경과되었으면, 저장실(S) 내의 온도변화에 따라 부하대응운전의 진입 여부 및 부하대응운전의 종류를 판단할 수 있다.
여기서, 대기시간은 부하대응운전의 재투입을 제한하기 위해 설정된 시간으로서, 예를 들면, 10분 등과 같이 설정될 수 있다. 제어부(9)는 도어(2)의 오픈이 감지되면, 이전의 부하대응운전의 완료시부터 카운트된 시간을 대기시간과 비교할 수 있다.
부하대응운전은 너무 자주 실시되지 않고, 필요한 경우에만 실시되는 것이 바람직하고, 이전의 부하대응운전의 완료시부터 대기시간이 경과되지 않았으면, 부하대응운전으로 진입하지 못하고, 냉장고는 이러한 대기시간 경과 후 부하대응운전으로 진입될 수 있다.
제어부(9)는 이렇게 카운트된 시간이 대기시간을 경과하였으면, 저장실(S) 내의 온도변화에 따라 부하대응운전 미투입과, 후술하는 제1부하 대응운전(S81)(S82)(S83)와 제2부하대응운전(S84)(S85)(S86) 중 어느 하나를 판단할 수 있다.
부하대응운전은 제1부하 대응운전(S81)(S82)와 제2부하대응운전(S83)(S85)를 포함할 수 있다.
제1부하 대응운전은 도어(2)가 개방되고, 대기시간이 경과이며, 도어(2)의 개방 후 제1설정시간 동안의 저장실온도변화량이 제1변화량 범위이면, 제2설정시간동안 열전모듈(3)로 최대전압을 인가하는 운전일 수 있다.(S81)(S82)
여기서, 제1설정시간은 1분 내지 5분과 같이, 도어(2)의 오픈에 따른 부하의 급격한 변동을 감지할 수 있는 시간일 수 있다.
그리고, 제1변화량 범위는 최소 1℃이고 최대 2℃와 같이, 도어(2)를 열었을 때, 저장실(S) 내부의 온도변화량를 감지할 수 있는 범위일 수 있다.
그리고, 제2설정시간은 1시간 등과 같이 도어(2)의 오픈에 따른 부하 변동을 열전모듈(3)의 최대전압에 의해 해소할 수 있는 충분한 시간일 수 있다.
예를 들어, 제1설정시간이 3분이고, 제1변화량 범위가 최소 1℃ 이고 최대 2℃이며, 제2설정시간은 1시간일 경우, 제어부(9)는 도어(2)가 개방되고, 대기시간이 경과하였으며, 도어(2) 오픈 후 3분 동안의 온도 변화량이 최소 1℃ 이고 최대 2℃이면, 제1부하 대응운전으로 판단하고, 1시간 동안 열전모듈(3)로 최대전압을 인가할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 상기와 같은 제1부하 대응운전이 계속되는 1시간 동안 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속 각각을 중속으로 제어할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 제1부하 대응운전이 개시된 후, 제2설정시간에 도달되기 이전에, 저장실(S)의 온도가 부하대응운전 종료온도에 도달되면, 제1부하 대응운전을 종료하는 것도 가능하다.
여기서, 부하대응운전 종료온도는 제1부하 대응운전의 강제 종료를 위해 설정된 시간으로, 목표온도 보다 낮게 설정될 수 있다. 부하대응운전 종료온도는 목표온도 -2℃ 등과 같이 낮게 설정되는 것이 바람직하다.
제2부하 대응운전은 도어(2)가 개방되고 대기시간이 경과이며, 도어(2)의 개방 후 제1설정시간 동안 저장실온도변화량이 제1변화량 범위 보다 큰 제2변화량 범위이면, 제2설정시간 보다 긴 제3설정시간동안 열전모듈(3)로 최대전압을 인가할 수 있다.
제2변화량 범위는 상대적으로 큰 부하 변동을 감지하기 위한 범위로서, 예를 들어, 제1변화량 범위가 최소 1℃이고 최대 2℃일 경우, 제2변화량 범위는 2℃를 초과하는 범위일 수 있다.
그리고, 제3설정시간은 상대적으로 큰 부하 변동에 대응하도록 설정된 시간으로 대략 제2설정시간 보다 대략 10분 내지 50분 더 길게 설정된 시간일 수 있다. 예를 들어, 제2설정시간이 1시간일 경우, 제3설정시간은 1시간 30분일 수 있다.
예를 들어, 제1설정시간이 3분이고, 제2변화량 범위가 2℃ 초과이며, 제3설정시간은 1시간 30분일 경우, 제어부(9)는 도어(2)가 개방되고, 대기시간이 경과하였으며, 도어(2) 오픈 후 3분 동안의 온도 변화량이 2℃ 초과이면, 제2부하 대응운전으로 판단하고, 1시간 30분 동안 열전모듈(3)로 최대전압을 인가할 수 있다. 그리고, 제어부(9)는 상기와 같은 제2부하 대응운전이 계속되는 1시간 30분 동안 냉각팬(4)의 풍속 및 방열팬(5)의 풍속 각각을 중속으로 제어할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 제2부하 대응운전이 개시된 후, 제3설정시간에 도달되기 이전에, 저장실(S)의 온도가 부하대응운전 종료온도에 도달되면, 제1부하 대응운전의 종료와 같이, 제2부하 대응운전을 종료하는 것도 가능하다.
여기서, 제2부하 대응운전의 부하대응운전 종료온도는 제1부하 대응운전의 경우와 같게 설정될 수 있고, 목표온도 -2℃ 등과 같이 낮게 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(9)는 도어(2)가 개방되고 대기시간이 경과이며, 도어(2)의 개방 후 제1설정시간 동안의 저장실온도변화량이 제1변화량 범위의 최소 보다 작으면, 상기와 같은 부하대응운전을 진입하지 않을 수 있다. 제어부(9)는 도어(9)가 개방되고 대기시간이 경과하였더라도, 도어 개방 후 제1설정시간 동안의 저장실온도변화량이 미미하면, 도어(2)에 의한 부하 변동이 급격하지 않은 것으로 판단할 수 있고, 별도의 부하대응운전을 개시하지 않을 수 있다.
제어부(9)는 상기와 같은, 제1부하 대응운전이나 제2부하 대응운전이 종료되면, 시간을 카운트할 수 있다.(S85) 이렇게 카운트된 시간은, 다음 번 부하대응운전의 조건을 판단하는 대기시간과 비교될 수 있다.(S72 참조)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 본체 2: 도어
3: 열전모듈 4: 냉각팬
5: 방열팬 9: 제어부
31: 열전소자 32: 쿨링싱크
33: 히트싱크

Claims (15)

  1. 저장실이 형성된 본체와;
    상기 저장실을 개폐하는 도어와;
    상기 저장실을 냉각하는 열전모듈과;
    외부온도를 감지하는 외부온도센서와;
    상기 저장실온도를 감지하는 저장실온도센서와;
    최대전압과 최소전압의 범위 내 전압을 상기 열전모듈로 인가하고, 외부온도가 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위이면, 최대전압이 아닌 설정전압을 상기 열전모듈에 인가하는 제어부를 포함하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정전압은 최대전압과 최소전압의 평균전압과 상기 최대전압 사이의 전압으로 설정된 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정전압은 외부온도가 다수의 외부온도범위 중 최하위 외부온도범위인 경우의 전압 보다 높게 설정된 냉장고.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외부온도가 최상위 외부온도범위 보다 한 단계 낮은 외부온도범위일 때의 전압은,
    상기 외부온도가 최하위 외부온도범위일 때의 전압 보다 높은 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 저장실온도가 하한범위이면, 상기 열전모듈로 전압을 인가하지 않는 냉장고.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저장실온도가 상기 하한범위 보다 높은 만족범위일 때의 전압은,
    상기 저장실온도가 만족범위 보다 높은 불만범위일 때의 전압 보다 낮은 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 저장실온도가 상기 불만범위 보다 높은 상한범위 때의 전압은,
    상기 저장실온도가 상기 불만범위의 때의 전압 보다 높거나 상기 불만범위일 때의 전압과 같은 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    외부의 공기를 상기 열전모듈의 히트싱크로 유동시키는 방열팬과;
    상기 방열팬과 상기 제어부 사이에 배치되는 베리어를 더 포함하고,
    상기 베리어의 일면은 상기 방열팬를 향하고,
    상기 베리어의 타면은 상기 제어부를 향하는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    외부공기가 흡입되는 외부공기 흡입공이 형성된 방열커버를 더 포함하고,
    상기 본체와 방열커버의 사이에 상기 외부공기 흡입공으로 흡입된 공기가 안내되는 외부공기 유로가 형성되며,
    상기 히트 싱크는 상기 제어부의 아래에 배치된 냉장고.
  10. 제1항에 있어서,
    공기를 상기 열전모듈의 쿨링싱크와 상기 저장실로 순환시키는 냉각팬과;
    외부의 공기를 상기 열전모듈의 히트싱크로 유동시키는 방열팬을 더 포함하고,
    상기 제어부는
    외부온도가 설정온도 초과이면, 상기 냉각팬 및 방열팬 각각을 고속으로 회전시키고,
    외부온도가 설정온도 이하이고 부하대응운전이거나 외부온도범위가 가변되거나 저장실온도가 상한범위이면, 상기 냉각팬 및 방열팬 각각을 고속 보다 느린 중속으로 회전시키며,
    외부온도가 설정온도 이하이고 부하대응운전이 아니고, 외부온도범위가 가변되지 않으며, 저장실온도가 상한범위 미만이면 상기 냉각팬 및 방열팬 각각을 중속 보다 느린 저속으로 회전시키는 냉장고.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 설정온도는 다수의 외부온도범위 중 최상위 외부온도범위와 최하위 온도범위 사이의 외부온도범위 내 온도로 설정된 냉장고.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 부하대응운전은
    상기 도어가 개방되고, 대기시간이 경과이며, 상기 도어의 개방 후 제1설정시간 동안의 저장실온도변화량이 제1변화량 범위이면, 제2설정시간동안 상기 열전모듈로 최대전압을 인가하는 제1부하 대응운전이거나,
    상기 도어가 개방되고 대기시간이 경과이며, 상기 도어의 개방 후 제1설정시간 동안 저장실온도변화량이 제1변화량 범위 보다 큰 제2변화량 범위이면, 제2설정시간 보다 긴 제3설정시간동안 상기 열전모듈로 최대전압을 인가하는 제2부하 대응운전인 냉장고.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 제상운전의 도중에 상기 열전모듈로 전압을 인가하지 않는 냉장고.
  14. 제13항에 있어서,
    공기를 상기 열전모듈의 쿨링싱크와 상기 저장실로 순환시키는 냉각팬과,
    외부의 공기를 상기 열전모듈의 히트싱크로 유동시키는 방열팬을 더 포함하고,
    상기 제어부는
    제상운전의 도중에 상기 열전모듈을 오프하고, 상기 냉각팬을 회전시키고,
    상기 열전모듈의 오프시부터 방열팬 오프 설정시간동안 상기 방열팬을 오프 유지시킨 후 상기 방열팬 오프 설정시간이 경과되면 상기 방열팬을 회전시키는 냉장고.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 제상운전이 종료되면, 상기 열전모듈로 최대전압을 인가하는 냉장고.
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