KR20210026837A - 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 운전 제어 방법은, 냉장고의 내부에 배치되는 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계, 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 냉장고에 설치된 메모리에 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계, 최종 냉력값의 저장 여부를 토대로 냉장고의 부하율을 계산하는 단계, 계산된 부하율을 토대로 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값을 계산하는 단계 및 계산된 시작 냉력값을 토대로 압축기의 연속 운전 모드를 개시하는 단계를 포함한다.

Description

냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법{REFRIGERATOR AND METHOD FOR CONTROLLING OPERATION OF THE SAME}

본 발명은 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법에 관한 것이다.

냉장고는 냉동 또는 냉장 사이클을 반복하면서 냉동실 또는 냉장실을 특정 온도로 냉각시켜 음식물을 일정기간 동안 신선하게 보관할 수 있는 장치이다. 일반적으로 냉장고에는 저장 공간(또는 저장실)을 형성하는 본체 및 저장 공간을 개방 또는 폐쇄하는 냉장고 도어가 포함된다. 저장 공간에는 음식과 같은 저장물이 저장되며 사용자는 저장물을 보관하거나 보관된 저장물을 인출하기 위하여 냉장고 도어를 개방할 수 있다.

이러한 냉장고는 음식물을 저온으로 보관하는 가전 기기로서, 저장 공간이 항상 일정한 저온으로 유지되도록 하는 것이 필수적이다.

일반적으로, 냉장고는 고내 온도(즉, 저장 공간의 온도)를 일정한 수준으로 유지하기 위해 압축기를 턴온(turn-on) 및 턴오프(turn-off) 제어(즉, 압축기를 단속 운전 모드로 제어)한다.

그러나, 해당 방법으로 압축기를 제어하는 경우, 저장 공간의 온도 변화 폭이 커지는바, 저장 공간에 저장된 음식물의 신선도가 낮아진다는 문제가 있고, 압축기의 구동 시작 및 구동 정지가 반복적으로 수행되는바, 압축기를 재구동할 때 전력 소비가 증가한다는 문제도 있다.

다만, 최근에는, 압축기의 저냉력 효율이 개선됨에 따라, 압축기를 턴오프시키지 않고 상시 턴온시킨 상태에서 냉력 제어를 통해 고내 온도를 일정한 수준으로 유지(즉, 압축기를 연속 운전 모드로 제어)하는 냉장고가 개발되었다.

그러나, 냉장고에서는, 일반적인 냉각 운전 외에도 제상 운전, 고내 부하(즉, 냉장고 내 부하(또는 온도)를 의미)가 급상승할 때 대응하기 위한 부하 대응 운전 등의 특수 운전 로직들이 사용된다. 이러한 특수 운전 로직들이 사용되는 경우에는, 압축기를 계속 구동시키는 것이 비효율적이므로, 해당 특수 운전 로직이 종료될 때까지는 압축기의 연속 운전 모드를 해제하고, 별도의 압축기 운전 로직을 수행할 수밖에 없다. 물론, 해당 특수 운전 로직이 해제된 후 압축기의 연속 운전 모드가 재개시될 경우에는, 고내 온도를 빠르게 안정시킬 필요가 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0005033호(2019.01.15.)에는 냉장고의 압축기를 연속 운전 모드로 구동하기 위한 제어 방법이 개시되어 있다.

구체적으로, 해당 선행문헌에 개시된 냉장고에서는, 미리 설정된 임의의 냉력값으로 압축기의 연속 운전 모드가 개시되는바, 목표 온도(즉, 저장 공간의 목표 온도)를 유지하기 위해 내기 온도 센서(즉, 저장 공간에 설치된 센서)에 의해 감지된 온도를 토대로 압축기의 냉력값이 조절된다.

다만, 해당 선행문헌에 개시된 냉장고의 경우, 압축기의 연속 운전 모드의 시작 냉력값으로 미리 설정된 임의의 냉력값(예를 들어, 외기 온도 및 외기 습도를 토대로 임의의 냉력값 설정)을 사용하는바, 특수 운전 모드(제상 운전, 고내 부하가 급상승할 때 대응하기 위한 부하 대응 운전)가 해제(즉, 종료)된 후 압축기의 연속 운전 모드가 재개시되는 경우, 고내 온도가 안정 구간에 도달하기까지 상당히 오랜 시간이 소요된다는 문제가 있다.

여기에서, 도 1을 참조하면, 종래의 냉장고에서, 특수 운전 모드 해제 후 연속 운전 모드가 재개시되었을 때 고내 온도의 변화가 도시되어 있는바, 이를 참조하여, 종래의 냉장고에서의 연속 운전 모드 재개시에 따른 고내 온도 변화를 살펴보도록 한다.

도 1은 종래의 냉장고에서, 특수 운전 모드 해제 후 연속 운전 모드가 재개시되었을 때 고내 온도의 변화를 설명하는 그래프이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 압축기가 연속 운전 모드로 구동되다가 특수 운전 모드(즉, 제상 운전 모드)가 투입된 경우, 고내 온도(즉, 내기 온도 센서에 의해 감지된 온도)가 급증한 것을 알 수 있다. 그리고 특수 운전 모드가 해제된 후 연속 운전 모드가 재개시될 때 시작 냉력값(즉, 기준 냉력값)이 '75'로 높게 미리 설정(외기 온도(25℃)를 기준으로 설정)된바, 안정 구간(즉, 목표 온도(-19.5℃)±0.5℃; 안정 구간에서의 안정 냉력값은 '27')에 도달하기까지 약 7시간 20분이라는 상당히 긴 시간이 소요된다는 것을 알 수 있다.

이러한 이유로, 압축기의 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 투입으로 인해 해제되었다가 재개시될 경우, 고내 온도를 빠르게 안정시키기 위한 연속 운전 모드의 시작 냉력값 최적화 알고리즘의 개발 필요성이 커지고 있다.

본 발명의 목적은 연속 운전 모드의 시작 냉력값을 최적화할 수 있는 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법은 특수 운전 모드 해제 후 압축기의 연속 운전 모드가 재개시된 경우, 냉장고의 부하율을 반영하여 시작 냉력값을 안정 냉력값에 근접한 냉력값으로 설정함으로써 연속 운전 모드의 시작 냉력값을 최적화할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 운전 제어 방법은 냉장고의 내부에 배치되는 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계, 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 냉장고에 설치된 메모리에 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계, 최종 냉력값의 저장 여부를 토대로 냉장고의 부하율을 계산하는 단계, 계산된 부하율을 토대로 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값을 계산하는 단계 및 계산된 시작 냉력값을 토대로 압축기의 연속 운전 모드를 개시하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 저장실이 형성되는 본체, 본체의 내부에 장착되고, 냉매와 공기의 열 교환을 통해 냉기를 생성하는 증발기, 본체의 내부에 장착되고, 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 고온 및 고압의 기체로 변화시키는 압축기, 압축기의 냉력맵과 압축기의 연속 운전 모드 관련 냉력값을 저장하는 메모리 및 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값이 저장실의 부하율에 따라 변동되도록 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 냉장고 및 냉장고의 운전 제어 방법은 연속 운전 모드의 시작 냉력값을 최적화함으로써, 압축기의 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 투입으로 인해 해제되었다가 재개시될 때 고내 온도를 빠르게 안정시킬 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 종래의 냉장고에서, 특수 운전 모드 해제 후 연속 운전 모드가 재개시되었을 때 고내 온도의 변화를 설명하는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2의 냉장고의 운전과 관련된 제어 흐름을 설명하는 블록도이다.
도 4는 도 2의 냉장고의 연속 운전 모드 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 2의 냉장고의 연속 운전 모드 구동시 시작 냉력값 최적화 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 5의 S250을 설명하는 순서도이다.
도 7은 도 2의 냉장고에서, 특수 운전 모드 해제 후 연속 운전 모드가 재개되었을 때 고내 온도의 변화를 설명하는 그래프이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)를 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고를 설명하는 도면이다. 도 3은 도 2의 냉장고의 운전과 관련된 제어 흐름을 설명하는 블록도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)의 본체(50) 내부에는 좌우 방향을 따라 격벽(미도시)을 사이에 두고 저장실, 즉, 냉동실(52) 및 냉장실(54)이 형성된다. 냉동실(52) 및 냉장실(54) 전면에는 냉동실(52) 및 냉장실(54)을 각각 회동 개폐할 수 있도록 냉장고 도어, 즉, 냉동실 도어(62) 및 냉장실 도어(64)가 본체(50)와 힌지 결합된다.

한편, 본체(50)의 내부에는, 냉매와 공기의 열 교환을 통해 냉기를 생성하는 증발기(200)와, 증발기(200)의 표면에 생성되는 성에를 제거하기 위해 열을 발산하는 제상 히터(250)와, 증발기(200)를 통과한 냉매를 압축하여 고온 및 고압의 기체로 변화시키는 압축기(150)와, 증발기(200)를 통과한 공기를 냉동실(52) 또는 냉장실(54) 내부로 유입시키기 위한 저장실 팬(170)과, 압축기(150)에 의해 압축된 냉매를 방열을 통하여 응축시키는 응축기(160)가 장착된다.

또한 본체(50)의 내부에는, 냉장고(1)의 전반적인 동작 및 각종 부품들(즉, 전술 및 후술하는 각종 부품들)을 제어하는 제어부(도 3의 300)와, 압축기(150)의 냉력맵과 압축기(150)의 연속 운전 모드 관련 냉력값(예를 들어, 연속 운전 모드 구동 주기 각각의 초기 냉력값과 안정 냉력값)을 저장하는 메모리(180)와, 증발기(200)의 일 측면에 배치되어 증발기(200)의 표면 온도를 측정하고, 측정된 표면 온도를 제어부(도 3의 300)에 전달하는 제상 온도 센서(270)와, 저장실의 온도를 측정하고, 측정된 온도를 제어부(도 3의 300)로 제공하는 내기 온도 센서(101; 참고로, 내기 온도 센서(101)는 냉동실(52)의 온도를 측정하는 냉동실 온도 센서(102) 및 냉장실(54)의 온도를 측정하는 냉장실 온도 센서(104)를 포함) 등이 더 장착된다.

이러한 구성에 의하여, 저장실 팬(170)이 회전하게 되면 냉동실(52) 또는 냉장실(54)의 내부의 공기는 증발기(200)로 유입되고, 증발기(200)로 유입된 공기는 증발기(200)를 통과하면서 냉각되며, 냉각된 공기는 저장실 팬(170)에 의해 냉동실(52) 또는 냉장실(54) 내부로 제공된다.

여기에서, 제어부(도 3의 300)는 예를 들어, 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하고, 전반적인 운전을 제어하는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

한편, 본체(50)의 외부에는, 외기 온도 및 외기 습도(즉, 본체(50)의 외부 온도 및 습도)를 측정하고, 측정된 외기 온도 및 외기 습도에 관한 정보를 제어부(도 3의 300)로 전달하는 외기 온습도 센서(100)가 장착된다.

참고로, 도 2에는 냉장실(54)과 냉동실(52)이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 냉동실이 냉장실 상부에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

이어서, 도 3을 참조하면, 도 2의 냉장고(1)의 운전과 관련된 제어 흐름이 도시되어 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 메모리(180)에 압축기(150)의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.

반면에, 제어부(300)는, 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되지 않는 경우, 특수 운전 모드를 개시할 수 있다.

여기에서, 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동 조건의 만족 여부는 특수 운전 모드 구동 필요 여부를 토대로 판단될 수 있다.

구체적으로, 특수 운전 모드(예를 들어, 제상 히터(250)의 제상 운전 모드 또는 고내 부하의 급상승으로 인한 압축기(150)의 부하 대응 운전 모드) 구동이 필요한 경우, 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되지 않는다.

반면에, 특수 운전 모드 구동이 필요하지 않은 경우(예를 들어, 일반적인 냉각 운전만으로 고내 온도 유지가 가능한 경우), 연속 운전 모드 구동 조건이 만족된다.

참고로, 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값은 연속 운전 모드 구동 주기의 최종 단계(즉, 연속 운전 모드 종료 직전)에서 압축기(150)에서 출력된 냉력값을 의미할 수 있다.

한편, 제어부(300)는 메모리(180)에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 압축기(150)의 연속 운전 모드를 특수 운전 모드 구동 종료 후 재개시되는 연속 운전 모드로 판단할 수 있다.

구체적으로, 메모리(180)에 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있다는 것은 이전에 압축기(150)가 연속 운전 모드로 구동된 히스토리가 존재한다는 것을 의미한다.

이에 따라, 제어부(300)는 메모리(180)에 최종 냉력값이 저장된 사실을 통해 압축기(150)의 현재 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 구동 종료 후 재개시되는 연속 운전 모드임을 파악할 수 있다. 즉, 압축기(150)의 이전 연속 운전 모드 구동 주기와 압축기(150)의 현재 연속 운전 모드 구동 주기 사이에는 특수 운전 모드 구동 주기가 존재한다는 것을 의미할 수 있다.

나아가, 제어부(300)는, 메모리(180)에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 냉장고의 부하율(즉, 저장실의 부하율)을 압축기(150)의 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 초기 냉력값에 대한 안정 냉력값의 비율을 토대로 계산할 수 있다.

예를 들어, 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 안전 냉력값이 '30'이고, 초기 냉력값이 '75'인 경우, 냉장고의 부하율은 40%일 수 있다.

즉, 제어부(300)는 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 운전 조건을 통해 현재 저장실의 부하 상태(즉, 부하율)를 추정할 수 있다.

여기에서, 초기 냉력값은 메모리(180)에 저장된 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값(즉, 이전 연속 운전 모드 구동 주기 시작시 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값)을 가리킬 수 있다. 또한 안정 냉력값은 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 최종 냉력값을 가리킬 수 있다.

참고로, 초기 냉력값은 최초의 연속 운전 모드 구동 주기 시작시 냉력맵을 토대로 설정된 후 메모리(180)에 저장되고, 다음 연속 운전 모드가 재개시될 때마다 메모리(180)에서 추출되어 사용될 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는, 초기 냉력값이 연속 운전 모드가 재개시될 때마다 냉력맵을 토대로 새로 설정되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

반면에, 제어부(300)는 메모리(180)에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 압축기(150)의 연속 운전 모드를 최초로 개시되는 연속 운전 모드로 판단할 수 있다.

구체적으로, 메모리(180)에 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있지 않다는 것은 이전에 압축기(150)가 연속 운전 모드로 구동된 히스토리가 존재하지 않다는 것을 의미한다.

이에 따라, 제어부(300)는 메모리(180)에 최종 냉력값이 미저장된 사실을 통해 압축기(150)의 현재 연속 운전 모드가 냉장고(1)의 전원이 턴온(turn-on)된 이후 최초로 개시되는 연속 운전 모드임을 파악할 수 있다.

나아가, 제어부(300)는, 메모리(180)에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 냉장고의 부하율(즉, 저장실의 부하율)을 1로 계산할 수 있다.

즉, 제어부(300)는, 최초 연속 운전 모드 구동 주기의 경우, 현재 저장실의 부하 상태(즉, 부하율)를 1로 지정할 수 있다.

한편, 제어부(300)는 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값과 저장실의 부하율 간 곱셈 연산을 통해 시작 냉력값을 계산하고, 계산된 시작 냉력값을 토대로 압축기(150)의 연속 운전 모드를 개시할 수 있다.

이를 통해, 제어부(300)는 압축기(150)의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값이 저장실의 부하율에 따라 변동되도록 압축기(150)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 운전 조건을 통해 현재 저장실의 부하 상태(즉, 부하율)를 추정하고, 추정된 현재 저장실의 부하율을 시작 냉력값에 반영하는바, 압축기(150)의 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 투입으로 인해 해제되었다가 재개시될 때 고내 온도가 빠르게 안정될 수 있다.

참고로, 제어부(300)는 외기 온습도 센서(100)로부터 제공받은 외기 온도 및 외기 습도에 관한 정보와 본체(50)의 내부 설정 온도를 토대로 냉력맵을 생성하고, 생성된 냉력맵을 메모리(180)에 저장할 수 있다.

여기에서, 본체(50)의 내부 설정 온도는 제조사에 의해 제조 단계에서 미리 정해질 수도 있고, 사용자에 의해 수시로 변경될 수도 있다.

이와 같은 과정을 거쳐서 압축기(150)의 연속 운전 모드가 개시되면, 하기와 같은 제어 로직(즉, <식1> ~ <식4>)을 통해서 압축기(150)의 연속 운전 모드가 구동될 수 있다.

<식1>

<식2>

<식3>

<식4>

여기에서,

는 현재 제어 주기(참고로, 제어 주기는 저장실의 온도 변화 추이를 판단하기 위한 샘플링 시간을 의미하고, 샘플링 시간은 일정하거나 가변될 수 있음)의 냉력값을 의미하고,

은 이전 제어 주기의 냉력값을 의미하며,

는 비례 제어 이득값을 의미하고,

는 적분 제어 이득값을 의미하며,

는 현재 제어 주기의 에러값을 의미하고,

은 이전 제어 주기의 에러값을 의미한다. 그리고

는 저장실 목표 온도를 의미하고,

는 내기 온도 센서(101)에 의해 측정된 저장실 평균 온도를 의미한다.

즉, 제어부(300)는 전술한 제어 로직을 통해 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동을 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(300)는 냉력값 변화량을 계산한 후 이전 제어 주기의 냉력값(

)에 계산된 냉력값 변화량(

)을 합산하여 현재 제어 주기의 냉력값(

)을 산출한다. 즉, 제어부(300)는 현재 제어 주기의 냉력값(

) 산출시, 적분기 누적 없이 증가분만 반영한다. 또한, 냉장고 응답 속도 및 이득값 선정의 복잡성을 고려하여 미분 제어는 전술한 제어 로직에서 제외된다.

참고로,

는 시작 냉력값을 의미하고, 제어부(300)는 전술한 기술적 특징들을 통해 시작 냉력값을 계산할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 전술한 제어 로직을 수행하기 위해 냉력 지령을 생성하는 PI 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, PI 제어기는 전술한 제어 로직을 통해 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동을 위한 제어 주기별 냉력값을 계산하고, 계산된 냉력값을 토대로 냉력 지령을 생성하여 압축기(150)의 연속 운전 모드를 제어할 수 있다.

참고로, 냉장고(1)에는, PI 제어기로부터 냉력 지령을 제공받고, 제공받은 냉력 지령을 토대로 압축기(150)의 냉력을 제어하는 압축기 제어부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, PI 제어기가 압축기(150)의 냉력을 제어하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

여기에서, 도 4를 참조하면, 전술한 제어 로직에 대한 구체적인 예시가 도시되어 있는바, 도 4를 참조하여, 전술한 제어 로직을 설명하도록 한다.

도 4는 도 2의 냉장고의 연속 운전 모드 제어 방법을 설명하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 압축기(150)의 연속 운전 모드가 개시되면, 먼저, 평균 온도 측정 단계가 진행될 수 있다.

이 단계에서, 제어부(300)는 각 제어 주기마다 내기 온도 센서(101)에 의해 측정된 저장실 평균 온도에 관한 정보를 내기 온도 센서(101)로부터 제공받을 수 있다.

평균 온도 측정 단계 이후에는 에러 검출 단계가 진행될 수 있다.

이 단계에서, 제어부(300)는 저장실 목표 온도와 이전 제어 주기에서 내기 온도 센서(101)에 의해 측정된 저장실 평균 온도 간 편차를 에러값으로 검출할 수 있다.

에러 검출 단계 이후에는 이득값 반영 단계가 진행될 수 있다.

이 단계에서, 제어부(300)는 검출된 에러값에 이득값을 반영하여 냉력값 변화량을 결정할 수 있다.

이득값 반영 단계 이후에는 냉력 결정 단계가 진행될 수 있다.

이 단계에서, 제어부(300)는 이전 제어 주기의 냉력값에 전 단계에서 결정된 냉력값 변화량을 반영하여 현재 제어 주기의 냉력값을 결정할 수 있다.

참고로, 냉력 결정 단계에서, 시작 냉력값은 60이고, 안정 냉력값은 40이다.

이와 같이, 전술한 4 단계의 제어 로직에서, 시작 냉력값 이후 결정되는 냉력값들은 목표 온도와 측정 평균 온도 간 편차가 누적되는 값들로, 해당 값들은 시간이 지날수록 안정 냉력값에 가까워진다.

즉, 시작 냉력값이 클수록 안정 냉력값에 도달하는데 걸리는 시간이 길어진다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는, 이전 연속 운전 모드 구동 주기(참고로, 도 4를 기준으로 했을 때는, 1~25까지의 냉력값들을 1개의 연속 운전 모드 구동 주기로 가정할 수 있음)에서의 운전 조건을 통해 현재 저장실의 부하 상태(즉, 부하율)를 추정하고, 추정된 현재 저장실의 부하율을 시작 냉력값에 반영하는바, 시작 냉력값이 안정 냉력값에 근접한 값으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 압축기(150)의 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 투입으로 인해 해제되었다가 재개시될 때 고내 온도가 빠르게 안정될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)는 전술한 구성 및 특징을 가지는바, 이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 도 2의 냉장고(1)의 연속 운전 모드 구동시 시작 냉력값 최적화 방법을 설명하도록 한다.

도 5는 도 2의 냉장고의 연속 운전 모드 구동시 시작 냉력값 최적화 방법을 설명하는 순서도이다. 도 6은 도 5의 S250을 설명하는 순서도이다. 도 7은 도 2의 냉장고에서, 특수 운전 모드 해제 후 연속 운전 모드가 재개되었을 때 고내 온도의 변화를 설명하는 그래프이다.

먼저, 도 3 및 도 5를 참조하면, 냉장고(1)를 턴온한다(S100).

구체적으로, 사용자가 냉장고(1)를 외부 전원과 연결하고, 턴온시키는 경우, 냉장고(1) 내 각종 부품들에도 전력이 공급될 수 있다.

냉장고(1)가 턴온되면(S100), 압축기(150)의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는지 여부를 판단한다(S150).

구체적으로, 제어부(300)는 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되지 않는 경우, 특수 운전 모드의 구동이 필요한 것으로 판단하고, 필요한 특수 운전 모드(예를 들어, 제상 히터(250)의 제상 운전 모드 또는 압축기(150)의 부하 대응 운전 모드)를 개시할 수 있다(S170).

반면에, 제어부(300)는 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 메모리(180)에 압축기(150)의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인할 수 있다(S180).

구체적으로, 메모리(180)에 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 제어부(300)는 압축기(150)의 연속 운전 모드를 특수 운전 모드 구동 종료 후 재개시되는 연속 운전 모드로 판단할 수 있다.

나아가, 제어부(300)는 냉장고(1)의 부하율(즉, 저장실의 부하율)을 압축기(150)의 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 초기 냉력값에 대한 안정 냉력값의 비율을 토대로 계산할 수 있다(S200).

반면에, 메모리(180)에 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 제어부(300)는 압축기(150)의 연속 운전 모드를 냉장고(1)의 턴온 이후 최초로 개시되는 연속 운전 모드로 판단할 수 있다.

나아가, 제어부(300)는 냉장고(1)의 부하율(즉, 저장실의 부하율)을 1로 계산할 수 있다.

한편, 냉장고(1)의 부하율 계산이 완료되면, 계산된 부하율을 토대로 압축기(150)의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값을 계산한다(S250).

여기에서, 도 6을 참조하여, S250을 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 3 및 도 6을 참조하면, 냉장고(1)의 부하율 계산이 완료되면, 냉장고(1)의 내부 설정 온도, 냉장고(1)의 외기 온도 및 냉장고(1)의 외기 습도를 토대로 냉력맵을 생성한다(S260).

구체적으로, 제어부(300)는 외기 온습도 센서(100)로부터 제공받은 외기 온도 및 외기 습도에 관한 정보와 본체(50)의 내부 설정 온도를 토대로 냉력맵을 생성하고, 생성된 냉력맵을 메모리(180)에 저장할 수 있다.

냉력맵이 생성되면(S260), 기준 냉력값을 설정한다(S270).

구체적으로, 제어부(300)는 생성된 냉력맵을 토대로 기준 냉력값을 설정할 수 있다.

기준 냉력값이 설정되면(S270), 시작 냉력값을 계산한다(S280).

구체적으로, 제어부(300)는 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값과 저장실의 부하율 간 곱셈 연산을 통해 시작 냉력값을 계산할 수 있다.

다시 도 3 및 도 5를 참조하면, 계산된 시작 냉력값을 토대로 압축기(150)의 연속 운전 모드를 개시한다(S300).

구체적으로, 제어부(300)는 계산된 시작 냉력값을 토대로 압축기(150)의 연속 운전 모드를 개시할 수 있다.

이에 따라, 압축기(150)는 연속 운전 모드로 구동 개시되고, 종래보다 빠른 시간 내에 고내 온도가 안정 구간에 도달할 수 있다.

여기에서, 도 7을 참조하면, 압축기(150)가 연속 운전 모드로 구동되다가 특수 운전 모드(즉, 제상 운전 모드)가 투입된 경우, 고내 온도(즉, 내기 온도 센서(101)에 의해 측정된 온도)가 급증한 것을 알 수 있다. 그리고 특수 운전 모드가 해제된 후 연속 운전 모드가 재개시될 때, 시작 냉력값(냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값(75)과 부하율(30/75) 간 곱셈 연산에 의해 계산)이 종래(즉, 도 1)와 달리 '30'으로 낮게 설정(즉, 안정 냉력과 같은 값으로 설정)된바, 안정 구간(즉, 목표 온도(-19.5℃)±0.5℃; 안정 구간에서의 안정 냉력값은 '30')에 도달하기까지 종래(즉, 도 1)보다 짧은 약 3시간 20분이라는 시간이 소요된다는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)는 연속 운전 모드의 시작 냉력값을 최적화함으로써, 압축기의 연속 운전 모드가 특수 운전 모드 투입으로 인해 해제되었다가 재개시될 때 고내 온도를 빠르게 안정시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100: 외기 온습도 센서 101: 내기 온도 센서
150: 압축기 180: 메모리
250: 제상 히터 300: 제어부

Claims (20)

1. 냉장고의 내부에 배치되는 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계;
   상기 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 상기 냉장고에 설치된 메모리에 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계;
   상기 최종 냉력값의 저장 여부를 토대로 상기 냉장고의 부하율을 계산하는 단계;
   상기 계산된 부하율을 토대로 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값을 계산하는 단계; 및
   상기 계산된 시작 냉력값을 토대로 상기 압축기의 연속 운전 모드를 개시하는 단계를 포함하는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉장고의 내부에 배치되는 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계에서,
   상기 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되지 않는 경우, 특수 운전 모드가 개시되는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 특수 운전 모드는 상기 냉장고의 내부에 배치되는 제상 히터의 제상 운전 모드 또는 상기 압축기의 부하 대응 운전 모드를 포함하는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉장고에 설치된 메모리에 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계에서,
   상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 상기 압축기의 연속 운전 모드는 특수 운전 모드 구동 종료 후 재개시되는 연속 운전 모드로 판단되는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 냉장고에 설치된 메모리에 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는 단계에서,
   상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 압축기의 연속 운전 모드는 최초로 개시되는 연속 운전 모드로 판단되는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 최종 냉력값의 저장 여부를 토대로 상기 냉장고의 부하율을 계산하는 단계에서,
   상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 상기 냉장고의 부하율은 상기 압축기의 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 초기 냉력값에 대한 안정 냉력값의 비율을 토대로 계산되는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 최종 냉력값의 저장 여부를 토대로 상기 냉장고의 부하율을 계산하는 단계에서,
   상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 냉장고의 부하율은 1로 계산되는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 계산된 부하율을 토대로 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값을 계산하는 단계는,
   상기 냉장고의 내부 설정 온도, 상기 냉장고의 외기 온도 및 상기 냉장고의 외기 습도를 토대로 냉력맵을 생성하는 단계와,
   상기 생성된 냉력맵을 토대로 기준 냉력값을 설정하는 단계와,
   상기 설정된 기준 냉력값 및 상기 냉장고의 부하율 간 곱셈 연산을 통해 상기 시작 냉력값을 계산하는 단계를 포함하는
   냉장고의 운전 제어 방법.
   
9. 저장실이 형성되는 본체;
   상기 본체의 내부에 장착되고, 냉매와 공기의 열 교환을 통해 냉기를 생성하는 증발기;
   상기 본체의 내부에 장착되고, 상기 증발기를 통과한 냉매를 압축하여 고온 및 고압의 기체로 변화시키는 압축기;
   상기 압축기의 냉력맵과 상기 압축기의 연속 운전 모드 관련 냉력값을 저장하는 메모리; 및
   상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 시작 냉력값이 상기 저장실의 부하율에 따라 변동되도록 상기 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는
   냉장고.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되는 경우, 상기 메모리에 상기 압축기의 연속 운전 모드에 대한 최종 냉력값이 저장되어 있는지 여부를 확인하는
    냉장고.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 상기 압축기의 연속 운전 모드를 특수 운전 모드 구동 종료 후 재개시되는 연속 운전 모드로 판단하는
    냉장고.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장된 것으로 확인된 경우, 상기 저장실의 부하율을 상기 압축기의 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 초기 냉력값에 대한 안정 냉력값의 비율을 토대로 계산하는
    냉장고.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 압축기의 상기 이전 연속 운전 모드 구동 주기와 상기 압축기의 현재 연속 운전 모드 구동 주기 사이에는 특수 운전 모드 구동 주기가 존재하고,
    상기 초기 냉력값은 상기 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값을 가리키며,
    상기 안전 냉력값은 상기 이전 연속 운전 모드 구동 주기에서의 최종 냉력값을 가리키는
    냉장고.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 압축기의 연속 운전 모드를 최초로 개시되는 연속 운전 모드로 판단하는
    냉장고.
    
15. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 메모리에 상기 최종 냉력값이 저장되지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 저장실의 부하율을 1로 계산하는
    냉장고.
    
16. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압축기의 연속 운전 모드 구동 조건이 만족되지 않는 경우, 특수 운전 모드를 개시하는
    냉장고.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 본체의 내부에 장착되고, 상기 증발기의 표면에 생성되는 성에를 제거하기 위해 열을 발산하는 제상 히터를 더 포함하되,
    상기 특수 운전 모드는 상기 제상 히터의 제상 운전 모드 또는 상기 압축기의 부하 대응 운전 모드를 포함하는
    냉장고.
    
18. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉력맵을 토대로 설정된 기준 냉력값과 상기 저장실의 부하율 간 곱셈 연산을 통해 상기 시작 냉력값을 계산하는
    냉장고.
    
19. 제9항에 있어서,
    상기 본체의 외부에 장착되어 외기 온도 및 외기 습도를 측정하고, 상기 측정된 외기 온도 및 외기 습도에 관한 정보를 상기 제어부로 제공하는 외기 온습도 센서를 더 포함하는
    냉장고.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 외기 온습도 센서로부터 제공받은 상기 외기 온도 및 외기 습도에 관한 정보와 상기 본체의 내부 설정 온도를 토대로 상기 냉력맵을 생성하고,
    상기 생성된 냉력맵을 상기 메모리에 저장하는
    냉장고.
    
    
    
    

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