KR20200069723A - 냉장고의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 냉장실과 냉동실을 구비하는 냉장고 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉동실 측에 구비되는 증발기와, 상기 증발기와 인접해서 설치되어 공기의 유동을 발생하는 증발팬과, 상기 냉동실 측 냉기를 상기 냉장실 측으로 안내하는 냉기유로와, 상기 증발기의 온도를 감지하는 제1온도센서 및 상기 냉장실의 고내 온도를 감지하는 제2온도센서를 포함하는 냉장고의 제어방법으로서, 상기 압축기와 증발팬이 작동하면서, 냉동실과 냉장실의 냉각운전이 진행되는 단계와, 상기 제2온도센서에서 감지된 냉장실의 온도와 기설정된 제1목표온도를 비교하는 단계와, 상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 냉동실의 추가냉각운전이 진행되는 단계를 포함한다.

Description

냉장고의 제어방법 {control method of refrigerator}

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.

냉장고는 음식물을 저온으로 보관하는 가전 기기로서, 저장실이 항상 일정한 저온으로 유지되도록 하는 것이 필수적이다. 현재 가정용 냉장고의 경우, 저장실이 설정 온도를 기준으로 상한 범위와 하한 범위 내의 온도로 유지되도록 하고 있다. 즉, 저장실 온도가 상한 온도로 상승하면 냉동 사이클을 구동하여 저장실을 냉각하고, 저장실 온도가 하한 온도에 도달하면 냉동 사이클을 정지하는 방법으로 냉장고를 제어하고 있다.

또한, 냉장고는 압축,응축,팽창,증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 냉기를 생성하여 저장실에 공급한다.

냉장실 내의 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 응축기와, 응축기로부터 제공된 냉매가 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하는 냉각작용에 의하여 주변의 공기를 냉각하는 증발기를 포함한다. 응축기와 증발기 사이에는 모세관 내지는 팽창밸브가 구비되어, 증발기로 유입되는 냉매의 증발이 쉽게 일어날 수 있도록, 냉매의 유속을 증가시키고 압력을 낮추도록 이루어진다.

이처럼, 냉동 사이클에 구비되는 증발기는 냉각관을 유동하는 냉매의 순환에 의해 생성된 냉기를 이용하여 주변의 온도를 낮추게 된다.

상기와 같은 냉장고의 경우, 냉동실과 냉장실을 연통하는 냉기덕트에 냉기의 흐름을 단속하는 댐퍼가 설치되지 않고, 냉동실 온도센서가 설치되지 않은 상태이다. 따라서, 냉동실의 온도제어가 사실상 어려운 실정이다.

도 1은 종래 냉동실 온도센서가 구비되지 않고, 댐퍼가 설치되지 않으며, 하나의 압축기와 하나의 증발기(1comp,1eva)를 구비하는 냉장고의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 기존의 냉장고의 경우, 냉장실 센서를 기준으로 압축기와 증발팬이 작동한다. 하지만, 냉동실의 경우 댐퍼와 냉동실 센서가 없어 냉동실 단독 운전 및 온도 제어를 할 수 없다.

즉, 냉동실의 온도조건을 균일하게 유지하기 어려운 문제가 발생한다.

도 2는 종래 냉동실 온도센서가 구비되지 않고, 댐퍼가 설치되지 않으며, 하나의 압축기와 하나의 증발기(1comp,1eva)를 구비하는 냉장고의 운전방법의 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 냉장실 온도 센서를 이용하여 압축기 및 증발팬 동작하는 것을 확인할 수 있다.

즉, 냉장실 온도가 불만족 상태이면, 압축기와 증발팬이 작동(ON)하고, 냉장실 온도가 만족상태이면, 압축기와 증발팬이 정지(OFF)하는 방식으로 냉장고의 운전이 진행되고 있다.

따라서, 냉동실 온도 센서와 댐퍼의 부재로 냉동실 온도제어가 불가능한 문제가 있었다.

즉, 냉장실 온도 센서를 기준으로 압축기와 증발팬을 동작하므로, 냉동실에 열부하가 침투할 경우 냉동실의 온도가 급격히 올라가는 문제가 발생한다. 이 경우, 냉장실 온도 만족 이후, 냉동실 추가 운전이 필요한 상황이 발생한다.

또한, 상기와 같이 냉장실 온도 만족 이후 냉동실 추가 운전 시 댐퍼 부재로 인해 냉장실이 과냉되는 문제가 발생하기도 한다.

종합하면, 냉동실 온도 센서 부재로 냉동실 온도제어가 균일하게 유지되기 어려운 문제가 있다. 그리고, 냉동실에 열부하가 침투할 때 냉동실을 그에 대응하여 냉각시키지 못해 냉동실 약냉이 우려되는 문제가 있다. 또한, 댐퍼가 없어 냉장실 온도 만족 후 냉동실 추가운전을 실시할 때 냉장실 과냉이 우려되는 문제도 있다.

선행문헌 1. 한국특허출원 제10-2015-0174347호 선행문헌 2. 한국특허출원 제10-2013-0133029호

본 발명은, 상기와 같은 종래 문제점을 해결하도록 제안된 것으로,냉동실 온도센서가 장착되지 않은 상태에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서 냉동실의 온도를 예측할 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고, 냉장실의 냉각운전이 종료된 시점에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 추가냉각운전 여부를 판단할 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전이 진행된 후, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 온도만족 여부를 판단한 뒤, 추가냉각운전을 종료할 수도 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 증발팬의 회전속도와 압축기의 냉력을 낮춘 상태에서, 냉동실 추가냉각운전이 진행되어, 증발기의 냉기가 냉동실에 집중 공급될 수 있다. 그리고, 냉장실의 온도조건이 만족된 상태에서, 댐퍼가 없더라도 증발기의 냉기가 냉장실로 유입되지 않아 냉장실이 과냉각되는 현상이 방지될 수도 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전 시, 압축기의 냉력 및 증발팬의 회전속도가 줄어들고, 냉동실의 냉각효율을 높여 소비전력이 저감될 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 피보관물의 신선도 향상을 위하여, 저장실의 온도가 정온 상태에서 벗어날 가능성이 줄어들도록 제어되는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 피보관물의 신선도 향상을 위하여 저장실의 온도가 정온 상태에서 벗어난 경우 신속하게 정온 상태로 회복할 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 냉장실의 과냉각이 방지되면서, 냉장실 최저온도 하락을 방지하여 정온 성능을 향상할 수 있으며, 냉장실 결빙 발생 가능성을 낮출 수 있는 냉장고 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 냉장고는 내부에 냉장실과 냉동실을 구비하는 냉장고 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉동실 측에 구비되는 증발기와, 상기 증발기와 인접해서 설치되어 공기의 유동을 발생하는 증발팬과, 상기 냉동실 측 냉기를 상기 냉장실 측으로 안내하는 냉기유로와, 상기 증발기의 온도를 감지하는 제1온도센서 및 상기 냉장실의 고내 온도를 감지하는 제2온도센서를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 냉장고의 제어방법은, 압축기와 증발팬이 작동하면서, 냉동실과 냉장실의 냉각운전이 진행되는 단계와, 제2온도센서에서 감지된 냉장실의 온도와 기설정된 제1목표온도를 비교하는 단계와, 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 냉동실의 추가냉각운전이 진행되는 단계를 포함한다.

또한, 상기 추가 냉각운전은, 상기 증발팬의 회전속도가 이전보다 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

또한, 상기 추가 냉각운전은, 상기 압축기의 냉력이 이전보다 낮게 조절된 상태에서 진행행될 수 있다.

또한, 상기 압축기는 리니어 압축기이고, 상기 추가 냉각운전은 상기 리니어 압축기의 스트로크가 줄어든 상태에서 진행될 수 있다.

또한, 상기 비교결과, 상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 제1온도센서에서 증발기의 온도를 감지하고, 기설정된 제2목표온도와 비교하는 단계가 진행되고, 상기 추가냉각운전은 상기 증발기 온도와 제2목표온도의 비교 결과에 따라 선택적으로 진행될 수 있다.

또한, 상기 비교결과, 상기 증발기의 온도가 제2목표온도 이하일 경우, 추가냉각운전이 진행되지 않고, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지될 수 있다.

또한, 상기 비교결과, 상기 증발기가의 온도가 제2목표온도를 초과할 경우, 상기 압축기와 증발팬의 작동이 유지되면서, 추가냉각운전이 진행될 수 있다.

또한, 상기 비교결과, 상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 냉각운전 중 냉동실 도어의 개방횟수를 판단하는 단계가 진행되고, 상기 추가냉각운전은 상기 냉동실 도어의 개방횟수에 따라 선택적으로 진행될 수 있다.

또한, 상기 냉각운전 중, 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 이하일 경우, 추가냉각운전이 진행되지 않고, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지될 수 있다.

또한, 상기 냉각운전 중, 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 초과하면, 상기 압축기와 증발팬의 작동이 유지되면서, 추가냉각운전이 진행될 수 있다.

또한, 상기 추가냉각운전이 시작된 후, 상기 증발기의 온도가 제2목표온도 이하에 도달하면, 추가 냉각운전이 종료되면서 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지될 수 있다.

또한, N+1번째 냉각운전에서의 상기 제2목표온도는, N번째 냉각운전 시, 냉장실의 온도조건이 제1목표온도에 도달한 시점에서, 상기 증발기의 온도로 설정될수 있다.

또한, 상기 제2온도센서는 제상센서로 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2온도센서에서 감지된 증발기의 온도가 제3목표온도에 도달하면, 증발기에 부착된 히터가 켜지면서, 제상운전이 진행될 수 있다.

본 발명은, 냉동실 온도센서가 장착되지 않은 상태에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서 냉동실의 온도를 예측할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 냉장실의 냉각운전이 종료된 시점에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 추가냉각운전 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전이 진행된 후, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 온도만족 여부를 판단한 뒤, 추가냉각운전을 종료할 수도 있는 효과가 있다.

또한, 증발팬의 회전속도와 압축기의 냉력을 낮춘 상태에서, 냉동실 추가냉각운전이 진행되어, 증발기의 냉기가 냉동실에 집중 공급될 수 있다. 그리고, 냉장실의 온도조건이 만족된 상태에서, 댐퍼가 없더라도 증발기의 냉기가 냉장실로 유입되지 않아 냉장실이 과냉각되는 현상이 방지될 수도 있는 효과가 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전 시, 압축기의 냉력 및 증발팬의 회전속도가 줄어들고, 냉동실의 냉각효율을 높여 소비전력이 저감될 수 있는 효과가 있다.

또한, 피보관물의 신선도 향상을 위하여, 저장실의 온도가 정온 상태에서 벗어날 가능성이 줄어들도록 제어되는 효과가 있다.

또한, 피보관물의 신선도 향상을 위하여 저장실의 온도가 정온 상태에서 벗어난 경우 신속하게 정온 상태로 회복할 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉장실의 과냉각이 방지되면서, 냉장실 최저온도 하락을 방지하여 정온 성능을 향상할 수 있으며, 냉장실 결빙 발생 가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 냉장고의 구성을 개력적으로 나타낸 종단면도이다.
도 2는 종래 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 냉장고에 전원이 공급된 상태에서 냉동실 온도와 증발기 온도 및 제상센서 온도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 종래 냉장고와 본 발명에 따른 제어방법이 적용된 냉장고의 냉장실과 냉동실 및 증발기의 온도를 비교한 그래프이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 관련된 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

냉장고는 압축,응축,팽창,증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 제어방법의 대상이 되는 냉장고는 냉동실이 상측에 배치되고, 냉장실이 하측에 배치되는 탑 프리저 타입 냉장고일 수 있다. 그리고, 하나의 압축기와 하나의 증발기(1comp,1eva)를 구비하되, 냉동실 온도센서가 구비되지 않고, 냉동실과 냉장실을 연통하는 냉기유로에 댐퍼가 설치되지 않은 타입의 냉장고일 수 있다.

도시된 바와 같이, 냉장고는 내부에 냉장실(112)과 냉동실(113)을 구비하는 냉장고 본체(110)와, 냉매를 압축하는 압축기(160)와, 상기 냉동실(113)의 후방에 구비되는 증발기(130)와, 상기 증발기(130)와 인접해서 설치되어 공기의 유동을 발생하는 증발팬(140)과, 상기 냉동실(113) 측 냉기를 상기 냉장실(112) 측으로 안내하는 냉기유로(151)와, 상기 증발기(130)의 온도를 감지하는 제1온도센서(170) 및 상기 냉장실(112)의 고내 온도를 감지하는 제2온도센서(190)를 포함할 수 있다.

상기 냉기유로(151)는 냉동실측 냉기유로(152)와 냉장실측 냉기유로(153) 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 냉기유로(151)를 통해서, 냉동실측 냉기유로(152)가 냉장실측 냉기유로(153)로 공급될 수 있다. 상기 냉기유로(151)는 후술되는 격벽(111)을 상하방향으로 관통할 수 있다.

상기 냉장고 본체(110)는 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽(111)에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉장실(112)과 냉동실(113)로 구분될 수 있다.

본 실시예에서는, 냉동실(113)이 냉장실(112) 위에 배치되는 탑 프리저 타입(top freezer type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉장실과 냉동실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

냉장고 본체(110)에는 도어가 연결되어, 냉장고 본체(110)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉장실 도어(114)와 냉동실 도어(115)가 각각 냉장실(112)과 냉동실(113)의 전면부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어는 냉장고 본체(110)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 냉장고 본체(110)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.

냉장고 본체(110)에는 내부 저장공간의 효율적인 활용을 위한 수납유닛(180)이 구비된다.

예를 들어, 상기 수납유닛(180)은 선반(181), 트레이(182), 바스켓(183) 등이 적어도 하나 이상 구비된다. 예를 들어, 선반(181)과 트레이(182)는 냉장고 본체(110) 내부에 설치될 수 있고, 바스켓(183)은 냉장고 본체(110)에 연결되는 도어(114) 내측에 설치될 수 있다.

한편, 냉동실(113)의 후방측에는 증발기(130) 및 송풍팬(140)이 구비되는 냉각실(116)이 마련된다. 격벽(111)에는 냉장실(112) 및 냉동실(113)의 공기가 냉각실(116) 측으로 흡입 및 복귀될 수 있도록 하는 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)가 형성된다. 또한, 냉장실(112)의 후방측에는 냉동실(113)과 통하고 전면부에 다수의 냉기토출구(150a)를 갖는 냉기덕트(150)가 설치된다. 이때 상기 냉동실측 냉기유로(152)와 냉장실측 냉기유로(153)는 상기 냉기덕트(150)에 의해서 정의될 수 있다.

냉장고 본체(110)의 배면 하부측에는 기계실(117)이 마련되고, 기계실(117)의 내부에는 압축기(160)와 응축기(미도시) 등이 구비된다.

한편, 냉장실(112) 및 냉동실(113)의 공기는 냉각실(116)의 송풍팬(140)에 의하여 격벽(111)의 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)를 통해서 냉각실(116)로 흡입되어 증발기(130)와 열교환을 이루게 되고, 다시 냉기덕트(150)의 냉기토출구(150a)를 통하여 냉장실(112) 및 냉동실(113)로 토출되는 과정을 반복적으로 행하게 된다.

이때, 증발기(130)의 표면에는 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)를 통하여 재유입되는 순환 공기와의 온도차에 의해서 성에가 착상된다.

이러한 성에를 제거하기 위해 증발기(130)에는 제상장치가 구비되며, 제상장치에 의해 제거된 물, 즉 제상수는 제상수 배출관(118)을 통하여 냉장고 본체(110)의 하부측 제상수 받이(미도시)에 집수되게 된다.

상기와 같은 냉장고의 경우, 냉동실과 냉장실을 연통하는 냉기덕트(150)에 냉기의 흐름을 단속하는 댐퍼가 설치되지 않고, 냉동실 온도센서가 설치되지 않은 상태이다. 따라서, 냉동실의 온도제어가 사실상 어려운 상태이다.

상기와 같은 냉장고의 경우, 냉장실 온도 센서를 기준으로 압축기와 증발팬을 동작하므로, 냉동실에 열부하가 침투할 경우 이에 대한 즉각적인 대응이 어려워 냉동실의 온도가 급격히 올라가는 문제가 발생한다. 이 경우, 냉장실 온도 만족 이후, 냉동실 추가 운전이 필요한 상황이 발생한다.

또한, 상기와 같이 냉장실 온도 만족 이후 냉동실 추가 운전이 진행되면, 댐퍼 부재로 인해 냉장실이 과냉되는 문제가 발생하기도 한다.

종합하면, 냉동실 온도 센서 부재로 냉동실 온도제어가 균일하게 유지되기 어려운 문제가 있다. 그리고, 냉동실에 열부하가 침투할 때 냉동실을 그에 대응하여 냉각시키지 못해 냉동실 약냉이 우려되는 문제가 있다. 또한, 댐퍼가 없어 냉장실 온도 만족 후 냉동실 추가운전을 실시할 때 냉장실 과냉이 우려되는 문제도 있다.

본 발명에 따른 냉장고 제어방법에 따르면, 냉장실 냉각운전 이후, 냉동실의 추가냉각운전을 실시한다. 이때 냉장실 과냉을 방지하기 위해 압축기 냉력과 증발팬 회전속도를 줄여 증발기의 냉기가 냉동실에만 집중되게 하여, 보다 효율적으로 냉동실을 냉각할 수 있다. 또한, 상기와 같이 압축기 냉력과 증발팬 회전속도를 줄이면, 냉기가 냉장실까지 공급되지 않고, 냉동실에만 공급되면서, 냉동실의 집중냉각이 가능하다. 그리고, 냉동실 추가냉각운전이 진행되더라도, 냉장실 온도에 영향을 주지 않아, 냉장실의 과냉이 방지될 수 있다.

또한, 냉동실 온도는 증발기 온도와 온도변화가 유사하다는 점을 이용하여, 제상센서 온도로부터, 냉동실의 온도를 예측하고, 추가냉각운전 종료시점을 판단할 수 있다.

나아가, 냉장실 냉각운전 이후, 제상센서에서 감지된 증발기 온도로부터 냉동실의 온도를 예측하고, 추가냉각운전 진행여부를 판단할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 냉장고에 전원이 공급된 상태에서, 냉장실 온도가 불만족이면 압축기와 증발팬이 동작하면서, 냉동실과 냉장실의 동시 냉각이 진행된다. 그리고, 냉장실 온도가 만족하면 압축기의 냉력과 증발팬 속도 또는 증발팬의 듀티(duty)를 낮추어 냉동실 냉각을 실시할 수 있다. 그리고, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도가 만족되면 압축기와 증발팬의 운전이 정지된다.

상세히, 본 발명의 일 실시예에 따른, 냉장고의 제어방법은, 냉장고에 전원이 공급되면서, 냉장고가 동작하는 단계(S110), 제2온도센서(190)에서 감지된 냉장실 온도 정보를 통해, 냉장실의 온도 만족 여부를 판단하는 단계(S120)를 포함한다.

상기 S120 단계에서는 냉장실에 설치된 제2온도센서(190)에서 감지된 냉장실(112)의 온도와 기설정된 제1목표온도를 비교한다.

이후, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도 이하에 포함되면, 냉장실의 온도가 만족 상태라고 판단하고, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도를 초과하는 경우, 냉장실의 온도가 불만족 상태라고 판단한다.

상기 S120 단계에서, 냉장실의 온도가 불만족 상태라고 판단되면, 상기 압축기(160)와 증발팬(140)이 작동하면서, 냉동실(113)과 냉장실(112)의 냉각운전이 진행되는 단계(S130)가 시작된다.

반면, 상기 S120 단계에서, 냉장실의 온도가 만족 상태라고 판단되면, 냉장실(112)의 온도를 체크하는 S120 단계가 주기적으로 진행된다.

상기 S130 단계에서, 압축기(160)와 증발팬(140)이 작동하면, 증발기(130)의 냉기가 냉동실측 냉기유로(152)로 공급된다. 이후, 냉동실측 냉기유로(152)로 유입된 냉기는 냉동실(113)로 공급되어 냉동실을 냉각시킨다.

그리고, 냉동실측 냉기유로(152)로 유입된 냉기의 일부는 냉기유로(151)를 통해, 냉장실측 냉기유로(153)로 공급되고, 냉장실측 냉기유로(153)는 냉장실(112)로 공급되어 냉장실(112)을 냉각시킨다.

상기와 같이 냉동실(113)과 냉장실(112)의 냉각운전이 진행되면, 상기 제2온도센서(190)는 냉장실(112)의 온도를 감지한다. 그리고, 감지된 냉장실(112)의 온도와 기설정된 제1목표온도를 비교하는 단계(S140)가 진행된다.

상기 S140 단계는, 냉동실(113)과 냉장실(112)의 냉각운전 중 냉장실 온도 만족 여부를 판단하는 단계이다.

이때, 냉동실에는 별도의 온도센서가 장착되지 않은 상태이기 때문에, 냉동실의 온도 만족 여부는 판단할 수 없다.

한편, 상기 S140 단계에서, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도에 도달했다고 판단되면, 상기 냉동실(113)의 추가냉각운전이 진행될 수 있다.(S170)

상기 S170 단계는 냉장실 온도 만족 이후, 압축기와 증발팬을 정지하지 않고 연속 동작시키는 방식으로 진행될 수 있다.

일 예로, 상기 S170 단계는 상기 S140 단계에서, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도에 도달했다고 판단되면, 무조건 진행될 수 있다.

다른 예로, 상기 S170 단계는 상기 S140 단계에서, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도에 도달했다고 판단되면, 해당 시점을 기준으로 냉동실(113)의 추가냉각운전 필요여부를 판단한 뒤, 선택적으로 진행될 수 있다.

이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여, 후술하기로 한다.

한편, 상기와 같이, 냉장실 온도 만족 이후, 압축기와 증발팬을 정지하지 않고 연속 동작하면서, 추가냉각운전이 진행되면, 냉동실의 온도가 낮아질 수 있다. 하지만, 냉동실의 온도가 낮아지면서, 냉장실의 온도도 낮아질 수 있다. 즉, 냉장실이 과냉각되는 현상이 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해, S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비, 압축기의 냉력 및/또는 증발팬의 회전속도를 낮춘 상태에서, 추가냉각운전(S170 단계)을 진행할 수 있다.

일 예로, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은, 상기 증발팬 회전속도 또는 증발팬의 듀티(duty)가 S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

다른 예로, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은, 상기 압축기의 냉력이 S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

만약, 상기 압축기가 리니어 압축기로 구비되었을 경우, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은 상기 리니어 압축기의 스트로크(stroke)를 S130 단계 대비 줄인 상태에서 진행될 수 있다.

또 다른 예로, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은, 상기 증발팬의 회전속도 및 상기 압축기의 냉력이 S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

상기와 같이, 증발팬의 회전속도 및 상기 압축기의 냉력이 낮게 조절된 상태에서, 추가냉각운전이 진행되면, 증발기의 냉기가 냉동실에만 집중 공급될 수 있어, 보다 효율적으로 냉동실을 냉각할 수 있다.

또한, 상기와 같이 압축기 냉력과 증발팬 회전속도를 줄이면, 증발기의 냉기가 냉장실까지 공급되지 않아, 냉장실 온도에 영향을 주지 않게 되고, 냉장실의 과냉각이 방지될 수 있다.

한편, 상기 S170 단계에서, 추가냉각운전이 시작되면, 상기 제1온도센서(170)는 증발기(130)의 온도를 감지하고, 증발기(130)의 온도가 기설정된 제2목표온도 이하에 도달하는지 여부를 판단한다.(S180)

즉, 상기 S180 단계에서는, 증발기 온도의 만족 여부를 판단하고, 증발기 온도를 통해 냉동실의 온도만족 여부를 예측한다.

이후, 증발기의 온도가 기설정된 제2목표온도 이하에 도달하면, 추가냉각운전이 종료되면서 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지된다.(S190)

반면, 증발기의 온도가 기설정된 제2목표온도 이하에 도달하지 않으면, S170 단계가 지속되면서, 추가냉각운전이 진행된다.

본 실시예에서, 상기 제1목표온도 및 제2목표온도는 사용자에 의해 세팅된 값일 수 있다.

그리고, 상기 제1목표온도 및 제2목표온도는 메모리에 저장되고, 냉장고의 전반적인 동작을 제어하는 컨트롤러에 의해서, 냉장실 및 증발기의 온도가 실시간으로 감지될 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 냉장실의 제1목표온도 도달여부 및 증발기의 제2목표온도 도달여부를 판단하고, 압축기 및 증발팬의 동작을 제어하게 된다.

한편, N+1번째 냉각운전에서의 상기 제2목표온도는, N번째 냉각운전 시, 냉장실의 온도조건이 제1목표온도에 도달한 시점에서, 상기 증발기의 온도로 설정될 수 있다.

즉, 압축기 및 증발팬이 켜졌다가 꺼질때 까지를 하나의 사이클로 봤을 때, N+1번째 사이클에서 추가냉각운전이 종료되는 기준으로 작용하는 제2목표온도는, N번째 사이클에서, 냉장실의 온도조건이 제1목표온도에 도달한 시점에서, 상기 증발기의 온도로 설정될 수 있다.

이때, 제2목표온도는 각 사이클마다 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 주변 환경, 부하 투입 상황 등의 요인에 대응하여 제2 목표온도가 설정될 수 있다.

참고로, 냉장실과 냉동실의 냉각운전 중, 냉동실에 과부하가 투입되지 않거나, 냉동실 도어가 여러번 개방되지 않은 정상적인 경우, 냉장실의 온도조건이 만족된 상태에서, 냉동실의 온도조건도 만족된다.

따라서, 냉동실의 추가냉각운전 여부를 결정하고, 추가냉각운전의 종료 여부를 결정하는 기준이 되는 제2목표온도는 냉장실의 온도조건이 만족된 상태에서, 증발기의 온도로 설정될 수 있다.

하지만, 냉장실과 냉동실의 냉각운전 중, 냉동실에 과부하가 투입되거나, 냉동실 도어가 여러번 개방되는 등, 변수가 발생하면, 냉동실의 온도가 올라가고, 따라서, 증발기의 온도 역시 올라가게 된다.

따라서, 냉장실의 냉각운전이 종료된 시점에서, 증발기의 온도를 감지하면, 냉동실의 상태 및 온도를 예측할 수 있다.

한편, N+1번째 냉각운전에서의 상기 제2목표온도는, N번째 냉각운전 시, 냉장실 및 냉동실의 냉각운전 및/또는 냉동실의 추가냉각운전이 종료되면서, 압축기 및 증발팬의 운전이 종료된 시점에서, 상기 증발기의 온도로 설정될 수도 있다.

한편, 상기 증발기의 온도를 감지하는 상기 제2온도센서(170)는 제상장치에 포함된 제상센서일 수 있다. 따라서, 별도의 온도센서를 장착하지 않고, 기존에 설치된 제상센서를 제2온도센서(170)로 활용할 수 있다.

이 경우, 상기 제2온도센서(170)에서 감지된 증발기의 온도가 제3목표온도에 도달하면, 증발기에 부착된 히터가 켜지면서, 제상운전이 진행될 수 있다.

한편, 상기 S170 단계는 상기 S140 단계에서, 냉장실(112)의 온도가 제1목표온도에 도달했다고 판단되면, 해당 시점을 기준으로 냉동실(113)의 추가냉각운전 필요여부를 판단한 뒤, 선택적으로 진행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 상기 S140 단계에서, 상기 제2온도센서에서 감지된 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 제1온도센서에서 증발기의 온도를 감지하고, 기설정된 제2목표온도와 비교하는 단계가 진행된다.(S150)

그리고, 상기 냉동실의 추가냉각운전이 진행되는 S170 단계는 상기 제1온도센서에서 감지된 증발기 온도와 제2목표온도의 비교 결과에 따라 선택적으로 진행될 수 있다.

일 예로, S150 단계에서, 상기 제1온도센서에서 감지된 증발기의 실시간 온도가 제2목표온도 이하일 경우, 냉동실의 온도가 정상범위에 해당된다고 판단하여,냉동실의 추가냉각운전이 시작되는 S170 단계를 진행하지 않고, 사이클 종료를 위해, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지되는 단계(S190)가 곧바로 진행될 수 있다.

다른 예로, S150 단계에서, 상기 제1온도센서에서 감지된 증발기의 실시간 온도가 제2목표온도를 초과할 경우, 냉동실의 온도가 정상범위보다 높다고 판단하여, 상기 압축기와 증발팬의 작동을 유지하면서 냉동실의 추가냉각운전을 시작하는 단계(S170)가 진행될 수 있다.

이때, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은, 상기 증발팬의 회전속도 및 상기 압축기의 냉력이 S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

상기와 같이 추가냉각운전이 진행된 후, 제1온도센서에서 감지된, 증발기의 온도가 기설정된 제2목표온도 이하에 도달하면, 추가냉각운전이 종료되면서 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지된다.(S190)

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉장고의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 상기 S140 단계에서, 상기 제2온도센서에서 감지된 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 냉각운전(S130) 중 냉동실 도어의 개방횟수를 판단하는 단계(S160)가 진행된다.

그리고, 냉동실의 추가냉각운전은 상기 냉동실 도어의 개방횟수에 따라 선택적으로 진행될 수 있다.

일 예로, S160 단계에서는, 냉각운전(S130) 중, 감지된 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 이하일 경우, 냉동실에 투입된 부하가 적당하고, 따라서 냉동실의 온도가 정상범위에 해당된다고 판단하여, 냉동실의 추가냉각운전이 시작되는 S170 단계를 진행하지 않고, 사이클 종료를 위해, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지되는 단계(S190)가 곧바로 진행된다.

다른 예로, S160 단계에서는, 냉각운전(S130) 중, 감지된 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 초과할 경우, 냉동실에 과부하가 투입되어, 냉동실의 온도가 정상범위보다 높다고 판단하여, 상기 압축기와 증발팬의 작동을 유지하면서 냉동실의 추가냉각운전을 시작하는 단계(S170)가 진행될 수 있다.

이때, 상기 S170 단계에서의 추가냉각운전은, 상기 증발팬의 회전속도 및 상기 압축기의 냉력이 S130 단계에서 진행된 냉각운전 대비 낮게 조절된 상태에서 진행될 수 있다.

상기와 같이 추가냉각운전이 진행된 후, 제1온도센서에서 감지된, 증발기의 온도가 기설정된 제2목표온도 이하에 도달하면, 추가냉각운전이 종료되면서 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지된다.(S190)

상기와 같은 본 발명에 따르면, 증발기의 온도를 감지하도록 설치된 제상센서를 이용해서, 냉동실의 온도를 예측할 수 있다.

그리고, 제상센서에서 감지된 증발기 온도로부터 냉동실의 온도를 예측하여, 냉장실 냉각운전 이후, 추가냉각운전이 시작되는 S170단계를 선택적으로 진행할 수 있다.

또한, 제상센서에서 감지된 증발기 온도로부터 냉동실의 온도를 예측하여, 추가냉각운전 진행 후, 추가냉각운전의 종료 시점을 결정할 수 있다.

이는 냉동실 온도가 증발기 온도와 온도변화가 유사하기 때문에 가능하다.

도 6은 냉장고에 전원이 공급된 상태에서 냉동실 온도와 증발기 온도 및 제상센서 온도의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 냉장고에 전원이 공급되어 압축기와 증발팬이 작동하는 상태에서, 냉동실 고내 온도를 대변하는 냉동실 부하온도는 제상센서 온도와 온도변화가 유사함을 확인할 수 있다.

이점을 이용하여, 제상센서를 이용하여 냉동실 온도제어가 가능하다.

그리고, 도 7은 종래 냉장고와 본 발명에 따른 제어방법이 적용된 냉장고의 냉장실과 냉동실 및 증발기의 온도를 비교한 그래프이다.

참고로, 도 7에서 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전이 진행되지 않은 종래 냉장고의 제어방법에 따른 온도변화는'before'로 표시하였다.

도 7을 참조하면, 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전 시, 냉장실 온도(도 7에서 R 부하온도, R 평균)는 큰 변화가 없고, 유지되는 것을 확인할 수 있었다.

반면, 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전 시, 냉동실 온도(도 7에서 F 부하온도, F 평균)는 더 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 마찬가지로 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전 시, 증발기 온도(도 7에서 증발기)는 역시 더 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.

그리고, 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전이 진행되지 않은 종래 냉장고의 경우, 평균 소비전력이 23.7W였지만, 냉장실 만족 이후 냉동실 추가냉각운전 시, 평균 소비전력이 23.57W로 약 0.55% 저감된 것을 확인할 수 있었다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 냉동실 온도센서가 장착되지 않은 상태에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서 냉동실의 온도를 예측할 수 있다.

그리고, 냉장실의 냉각운전이 종료된 시점에서, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 추가냉각운전 여부를 판단할 수 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전이 진행된 후, 제상센서에서 감지된 증발기의 온도를 통해서, 냉동실의 온도만족 여부를 판단한 뒤, 추가냉각운전을 종료할 수도 있다.

또한, 증발팬의 회전속도와 압축기의 냉력을 낮춘 상태에서, 냉동실 추가냉각운전이 진행되어, 증발기의 냉기가 냉동실에 집중 공급될 수 있다. 그리고, 냉장실의 온도조건이 만족된 상태에서, 댐퍼가 없더라도 증발기의 냉기가 냉장실로 유입되지 않아 냉장실이 과냉각되는 현상이 방지될 수도 있다.

또한, 냉동실의 추가냉각운전 시, 압축기의 냉력 및 증발팬의 회전속도가 줄어들고, 냉동실의 냉각효율을 높여 소비전력이 저감될 수 있다.

Claims (13)

1. 내부에 냉장실과 냉동실을 구비하는 냉장고 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉동실 측에 구비되는 증발기와, 상기 증발기와 인접해서 설치되어 공기의 유동을 발생하는 증발팬과, 상기 냉동실 측 냉기를 상기 냉장실 측으로 안내하는 냉기유로와, 상기 증발기의 온도를 감지하는 제1온도센서 및 상기 냉장실의 고내 온도를 감지하는 제2온도센서를 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서,
   상기 압축기와 증발팬이 작동하면서, 냉동실과 냉장실의 냉각운전이 진행되는 단계;
   상기 제2온도센서에서 감지된 냉장실의 온도와 기설정된 제1목표온도를 비교하는 단계;
   상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 냉동실의 추가냉각운전이 진행되는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 추가 냉각운전은, 상기 증발팬의 회전속도가 이전보다 낮게 조절된 상태에서 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 추가 냉각운전은, 상기 압축기의 냉력이 이전보다 낮게 조절된 상태에서 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 압축기는 리니어 압축기이고, 상기 추가 냉각운전은 상기 리니어 압축기의 스트로크가 줄어든 상태에서 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 비교결과, 상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 제1온도센서에서 증발기의 온도를 감지하고, 기설정된 제2목표온도와 비교하는 단계가 진행되고,
   상기 추가냉각운전은 상기 증발기 온도와 제2목표온도의 비교 결과에 따라 선택적으로 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 비교결과, 상기 증발기의 온도가 제2목표온도 이하일 경우, 추가냉각운전이 진행되지 않고, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지되는 냉장고의 제어방법.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 비교결과, 상기 증발기가의 온도가 제2목표온도를 초과할 경우, 상기 압축기와 증발팬의 작동이 유지되면서, 추가냉각운전이 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 비교결과, 상기 냉장실의 온도가 제1목표온도에 도달하면, 상기 냉각운전 중 냉동실 도어의 개방횟수를 판단하는 단계가 진행되고,
   상기 추가냉각운전은 상기 냉동실 도어의 개방횟수에 따라 선택적으로 진행되는 냉장고의 제어방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 냉각운전 중, 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 이하일 경우, 추가냉각운전이 진행되지 않고, 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지되는 냉장고의 제어방법.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 냉각운전 중, 냉동실 도어의 개방 횟수가 기설정된 기준횟수를 초과하면, 상기 압축기와 증발팬의 작동이 유지되면서, 추가냉각운전이 진행되는 냉장고의 제어방법.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 추가냉각운전이 시작된 후, 상기 증발기의 온도가 제2목표온도 이하에 도달하면, 추가 냉각운전이 종료되면서 상기 압축기와 증발팬의 운전이 정지되는 냉장고의 제어방법.
    
12. 제 1항에 있어서,
    N+1번째 냉각운전에서의 상기 제2목표온도는, N번째 냉각운전 시, 냉장실의 온도조건이 제1목표온도에 도달한 시점에서, 상기 증발기의 온도로 설정되는 냉장고의 제어방법.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 제2온도센서는 제상센서이고,
    상기 제2온도센서에서 감지된 증발기의 온도가 제3목표온도에 도달하면, 증발기에 부착된 히터가 켜지면서, 제상운전이 진행되는 냉장고의 제어방법.
    

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