KR20230010863A - 냉장고 및 그의 운전 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 셋 이상의 냉각유로와 둘 이상의 핫가스유로가 동시에 제공되며, 핫 가스유로를 이용하여 셋 이상의 증발기 중 적어도 어느 한 증발기에 열을 제공하는 과정에서 발생되는 어느 한 저장실의 과냉 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

냉장고 및 그의 운전 제어방법{a refrigerator and operating method thereof}
본 발명은 핫 가스유로를 이용하여 셋 이상의 증발기에 선택적으로 열을 제공하도록 이루어진 냉장고 및 그의 운전 제어방법에 관련된 것이다.
일반적으로, 냉장고는 냉동사이클에 따른 냉매의 순환을 이용하여 생성한 냉기로 다양한 식품을 장시간 보관하도록 제공되는 가전 기기이다.
이와 같은 냉장고는 저장물(예컨대, 식품 혹은, 음료 등)을 보관하기 위한 하나 혹은, 복수의 저장실이 서로 구획되면서 제공된다. 이러한 저장실은 압축기와 응축기와 팽창기 및 증발기를 포함하는 냉동시스템에 의해 생성된 냉기를 공급받아 설정된 온도 범위로 유지된다.
한편, 종래에는 냉장고 내에 냉장실과 냉동실뿐 아니라 신선 식품 혹은, 숙성 식품 등의 보관을 위한 별도의 저장실이 추가로 제공되고 있다.
특히, 종래에는 복수의 저장실에 대한 서로 다른 온도 제어가 가능하도록 증발기도 복수로 제공하고 있다. 이에 관련하여는 공개특허공보 제10-2006-0023367호, 공개특허공보 제10-2007-0004361호, 공개특허공보 제10-2010-0059441호, 공개특허공보 제10-2019-0070778호 등에 제공되는 바와 같다.
그러나, 하나의 압축기로 복수의 증발기에 선택적으로 냉매를 공급하는 방식의 냉장고는 각 증발기에 대한 제상 작업이 오래 소요되는 문제점이 있었다. 특히, 어느 한 증발기의 제상을 위한 운전시에는 다른 증발기에 대한 제상도 함께 수행됨을 고려한다면 잦은 제상 운전의 수행으로 인해 전력 소모가 클 수밖에 없었다.
이와 함께, 상기 냉장고의 각 증발기는 히터를 이용하여 제상하는 구조이기 때문에 균일한 제상이 되지 않아 필요 이상의 발열이 요구되어 소비전력의 증가 및 고내 온도 상승에 의한 저장 식품이 변질되는 등의 문제가 있다.
최근에는 핫 가스를 이용하여 증발기를 제상하는 기술이 제공되고 있다. 이는 공개특허 제10-2017-0013766호(선행기술 5) 및 공개특허 제10-2017-0013767호(선행기술 6)에 제시되고 있는 바와 같다.
즉, 압축기에서 압축된 고온의 냉매가 냉동실용 팽창기를 거치지 않고 냉동실용 증발기로 유동되면서 상기 냉동실용 증발기에 대한 제상 운전을 수행할 수 있도록 한 것이다.
특히, 상기 냉동실용 증발기를 지난 냉매는 냉장실용 팽창기와 냉장실용 증발기를 순차적으로 경유한 후 압축기로 회수되는 과정에서 상기 냉장실용 증발기를 냉각한다. 이 때문에 냉동실용 증발기를 제상하는 도중 냉장실의 냉각이 가능하게 되어 냉동실용 증발기의 제상 운전으로 냉장실의 온도가 상승됨은 방지될 수 있다.
하지만, 전술된 선행기술 5 또는, 선행기술 6은 냉동실용 증발기를 제상하는 도중 냉장실이 과도하게 냉각되는 문제점이 있다.
물론, 냉장실의 고내 온도(R)가 과도하게 하락되면 제상 운전을 종료함으로써 고내 식품의 손상(과냉)을 방지할 수 있다.
그러나, 상기 냉장실의 고내 온도(R)로만 제상 운전의 종료 시점이 결정된다면 냉동실용 증발기에 대한 충분한 제상이 이루어지지 못한다는 문제점이 야기된다. 즉, 냉동실용 증발기가 충분히 제상되지 않았을 경우에도 냉장실의 고내 온도로 인해 제상 운전이 종료되는 문제가 발생된 것이다.
또한, 전술된 선행기술 5 또는, 선행기술 6은 소비전력이 감소한 만큼 히팅열원를 이용하는 방식보다 제상 시간이 오래 소요된다는 단점이 있다.
또한, 전술된 선행기술 5 또는, 선행기술 6은 어느 한 증발기를 통과한 핫 가스가 여타 저장실의 증발기로 투입될 경우 상기 여타 저장실의 증발기용 팽창기를 지나도록 이루어진다. 그러나 이러한 구조는 상기 여타 저장실의 증발기로 투입되는 냉매의 냉매량을 조절하기 어려운 문제점이 있었다.
즉, 응축기를 지나 곧장 여타 저장실의 증발기로 유입되는 냉매와 응축기 및 어느 한 증발기를 지난 후 상기 여타 저장실의 증발기로 유입되는 냉매는 서로 다른 압력과 온도 상태이다. 이 때문에 동일한 팽창기를 지나는 과정에서의 감압 차이로 인한 열교환 성능의 차이가 발생될 수밖에 없고, 증발기를 지나더라도 완전히 기화되지 못한 상태를 이루기 때문에 압축기의 동작 불량 혹은, 압축기의 손상이 발생될 수밖에 없었던 문제점이 있었다.
공개특허 제10-2017-0013766호 공개특허 제10-2017-0013767호 공개특허 제10-2010-0034442호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이다.
이를 위한 본 발명의 일 목적은 어느 한 증발기에 열을 제공하는 운전의 수행시 어느 한 증발기를 가열한 후 다른 한 증발기로 유동되는 냉매의 물성치가 다른 한 증발기의 특성에 맞게 조절되도록 하여 해당 증발기를 지난 후 압축기로 회수되어 재압축되는 과정에서 야기되는 압축 불량이 방지될 수 있도록 하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제2증발기를 제상하는 도중 해당 제2증발기의 제상이 충분히 이루어질 수 있도록 하면서도 제3저장실이 과도하게 냉각되는 문제점을 해소할 수 있도록 하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 실내 온도가 냉장실 온도에 영향을 미칠 수 있는 저온 온도범위일 경우더라도 제2열교환운전시 제3저장실의 과냉을 방지할 수 있도록 하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제1저장실과, 제2증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제2저장실과, 제3증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제3저장실을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 응축기의 출구유로로부터 분지되면서 냉매가 제1팽창기를 지나 제1증발기를 통과하도록 안내하는 제1냉각유로가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 응축기의 출구유로로부터 분지되면서 냉매가 제2팽창기를 지나 제2증발기를 통과하도록 안내하는 제2냉각유로가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 응축기의 출구유로로부터 분지되면서 냉매가 제3팽창기를 지나 제3증발기를 통과하도록 안내하는 제3냉각유로가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 어느 한 냉각유로로부터 분지되며, 냉매가 제1증발기와 제2증발기를 순차적으로 통과하도록 안내하는 제1핫가스유로가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 어느 한 냉각유로로부터 분지되며, 냉매가 제2증발기와 제3증발기를 순차적으로 통과하도록 안내하는 제2핫가스유로가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 응축기의 출구유로로부터 제1냉각유로와 제2냉각유로 및 제3냉각유로로 분지되는 부위에 구비되면서 냉매의 유동을 전환하는 제1유로전환밸브가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 어느 한 냉각유로로부터 제1핫가스유로와 제2핫가스유로로 분지되는 부위에 구비되면서 냉매의 유동을 전환하는 제2유로전환밸브가 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1핫가스유로에는 제1증발기를 지나 제2증발기로 유입되는 냉매의 물성치를 조절하는 제1물성치 조절부가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제2핫가스유로에는 제2증발기를 지나 제3증발기로 유입되는 냉매의 물성치를 조절하는 제2물성치 조절부가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1냉각유로는 제1증발기를 지난 냉매가 제2팽창기를 지나지 않고 제2증발기를 지나도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1물성치 조절부는 제2팽창기와는 다른 유동 저항을 제공하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제2물성치 조절부는 제3팽창기와는 다른 유동 저항을 제공하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1핫가스유로는 제1증발기를 통과한 냉매가 제2팽창기를 지나지 않고 제1물성치 조절부를 통과한 후 제2증발기를 지나도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제2핫가스유로는 제2증발기를 통과한 냉매가 제3팽창기를 지나지 않고 제2물성치 조절부를 통과한 후 제3증발기를 지나도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1저장실은 제2저장실과 동일하거나 더욱 높은 온도로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1저장실은 제3저장실보다 낮은 온도로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 따르면, 제1저장실과 제2저장실은 냉동 온도로 유지되도록 설정되고, 제3저장실은 냉장 온도로 유지되도록 설정될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제1핫가스유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 고온의 냉매로 제1증발기를 가열함과 더불어 상기 제1증발기를 통과한 냉매가 제1물성치 조절부를 지나면서 물성치가 조절된 상태로 제2증발기를 지나면서 제2증발기를 냉각하도록 제어되는 제1열교환운전이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제2핫가스유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 고온의 냉매로 제2증발기를 가열함과 더불어 상기 제2증발기를 통과한 냉매가 제2물성치 조절부를 지나면서 물성치가 조절된 상태로 제3증발기를 지나면서 제3증발기를 냉각하도록 제어되는 제2열교환운전이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제1열교환운전이 수행될 경우 제1히팅열원이 발열되면서 제1증발기에 열을 제공하는 제1발열과정이 함께 수행되도록 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제2열교환운전이 수행될 경우 제2히팅열원이 발열되면서 제2증발기에 열을 제공하는 제2발열과정이 함께 수행되도록 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 실내 온도(RT)가 상기 제2저장실 내의 온도 범위 혹은, 그 이하의 온도 범위일 경우 제2발열과정이 제2열교환운전보다 우선하여 수행되도록 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제2발열과정은 제2증발기가 제2설정온도에 도달할 경우 종료될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제2열교환운전은 제2증발기가 제2설정온도에 도달할 경우 종료될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 제2열교환운전은 제3저장실이 설정 기준온도(NT3)를 기준으로 설정된 하한 기준온도(NT3-Diff)에 도달할 경우 종료될 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법에 따르면, 각 열교환운전 중 적어도 어느 한 열교환운전시에는 냉각팬이 정지되도록 제어될 수 있다.
이상에서와 같이 구성되는 본 발명의 냉장고의 운전 제어방법은 아래의 각 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 각 핫가스유로에 물성치 조절부가 각각 제공된다. 이에 따라 핫가스유로를 따라 어느 한 증발기를 가열한 냉매가 다른 한 증발기의 특성에 맞게 물성치가 조절된 후 다른 한 증발기로 제공된다. 이로써 해당 증발기를 지난 후 압축기로 회수되어 재압축되는 과정에서 야기되는 냉매의 압축 불량이나 압축기의 손상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 제3저장실의 온도를 고려하여 제2증발기의 열 제공을 위한 운전이 수행되도록 제어된다. 이에 따라 제2증발기는 원활히 제상될 수 있으면서도 제3저장실이 과도하게 냉각되는 문제점이 해소된다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 실내 온도가 냉장실 온도에 영향을 미칠 수 있는 저온 온도범위일 경우더라도 각 열교환운전이 냉각되는 저장실의 온도를 고려하여 수행된다. 이에 따라 각 저장실의 과냉이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 전방측 외관을 나타낸 상태도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부 구조를 나타낸 상태도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 핫 가스유로가 포함된 냉동시스템을 나타낸 상태도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1증발기에 핫 가스유로 및 히팅열원이 설치된 상태를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1증발기에 핫 가스유로 및 히팅열원이 설치된 상태를 나타낸 측면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1냉각운전시 제어 과정을 나타낸 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1냉각운전시 냉매 흐름을 나타낸 냉동시스템의 상태도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제2냉각운전시 제어 과정을 나타낸 순서도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제2냉각운전시 냉매 흐름을 나타낸 냉동시스템의 상태도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제3냉각운전시 제어 과정을 나타낸 순서도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제3냉각운전시 냉매 흐름을 나타낸 냉동시스템의 상태도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1열교환운전시 제어 과정을 나타낸 순서도
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제1열교환운전시 냉매 흐름을 나타낸 냉동시스템의 상태도
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제2열교환운전시 제어 과정을 나타낸 순서도
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제2열교환운전시 냉매 흐름을 나타낸 냉동시스템의 상태도
본 발명은 하나의 압축기로 셋 이상의 증발기에 선택적으로 냉매를 공급하면서 냉각운전 혹은, 열교환운전을 수행하도록 이루어진 냉장고 및 그의 운전 제어방법이다.
이러한 본 발명의 냉장고 및 그의 운전 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
실시예의 설명에 앞서, 각 구성요소의 설치 위치에 대한 설명시 언급되는 각 방향은 실제 사용시의 설치 상태(도시된 실시예에서와 같은 상태)를 그 예로 한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 전방측 외관을 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부 구조를 나타낸 상태도이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉장고는 적어도 하나 이상의 저장실을 제공하는 냉장고 본체(100)를 가진다.
상기 저장실은 저장물을 보관하는 저장 공간으로써 제1저장실(101)과 제2저장실(102) 및 제3저장실이 포함될 수 있다.
상기 제1저장실(101)과 제2저장실(102) 및 제3저장실은 제1도어(110)와 제2도어(120) 및 제3도어(130)에 의해 각각 개폐될 수 있다. 도시되지는 않았으나 하나의 도어로 상기 세 저장실이 동시에 개폐될 수도 있고, 둘 이상 복수의 도어로 각 저장실(101,102,103)이 부분적으로 개폐될 수도 있다.
상기 각 저장실(101,102,103)은 각각의 냉각운전시 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)가 유지되도록 운전된다.
상기 각 저장실(101,102,103)의 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)는 동일한 온도로 설정되거나 혹은, 서로 다른 온도로 설정될 수 있다.
예컨대, 제1저장실(101)과 제2저장실(102)은 냉동 온도로 유지되도록 설정되는 반면, 제3저장실(103)은 냉장 온도로 유지되도록 설정될 수 있다. 이때 상기 제1저장실(101)은 상기 제2저장실(102)보다 높은 온도로 유지되도록 설정될 수 있다. 물론, 제1저장실(101)과 제2저장실(102)은 동일한 온도로 유지되도록 설정될 수도 있다.
또한, 상기 제1저장실(101) 및 제2저장실(102)은 냉동실로 사용될 수 있고, 상기 제3저장실(103)은 냉장실로 사용될 수 있다. 즉, 상기 제1저장실(101) 및 제2저장실(102)은 상기 제3저장실(103)보다 낮은 온도로 유지될 수 있다.
상기 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)는 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 사용자가 상기 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)를 설정하지 않을 경우에는 임의로 지정된 온도가 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)로 사용된다.
한편, 전술된 각 저장실(101,102,103)은 상기 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)의 상한 기준온도(NT1+Diff,NT2+Diff,NT3+Diff) 혹은, 하한 기준온도(NT1-Diff,NT2-Diff,NT3-Diff)에 따라 냉기가 공급되거나 혹은, 중단된다.
예컨대, 각 냉각운전시 저장실(101,102,103) 온도가 상한 기준온도(NT1+Diff,NT2+Diff,NT3+Diff)를 초과할 경우 해당 저장실(101,102,103)로 냉기가 공급되도록 제어되고, 하한 기준온도(NT1-Diff,NT2-Diff,NT3-Diff)보다 낮을 경우 냉기 공급이 중단되도록 제어된다. 이로써 각 저장실(101,102,103)은 각각의 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)로 유지될 수 있다.
한편, 미설명 부호 281은 제1저장실 내로의 냉기 유동을 안내하는 제1그릴어셈블리이고, 미설명 부호 282은 제2저장실 내로의 냉기 유동을 안내하는 제2그릴어셈블리이며, 미설명부호 283은 제3저장실 내로의 냉기 유동을 안내하는 제3그릴어셈블리이다.
이때, 상기 냉장고 본체(100) 혹은, 상기 각 그릴어셈블리에는 도시되지는 않았으나 각 저장실(101,102,103) 내의 고내 온도를 측정하기 위한 온도센서 혹은, 실내 온도를 측정하기 위한 온도센서가 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는 냉동시스템을 가진다.
즉, 상기 냉동시스템에 의해 각 저장실(101,102,103)이 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)로 유지될 수 있는 냉기가 공급된다.
이러한 냉동시스템에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 상기 냉동시스템은 압축기(Comp)(210)가 포함될 수 있다.
상기 압축기(210)는 냉매를 압축하는 기기로써, 냉장고 본체(100) 내에 위치될 수 있다. 구체적으로, 상기 압축기(210)는 냉장고 본체(100) 내의 기계실(104)에 위치될 수 있다.
이와 함께, 상기 압축기(210)에는 회수유로(211)가 연결될 수 있다. 상기 회수유로(211)는 상기 압축기(210)로 회수되는 냉매의 흡입 유동을 안내하는 유로이다. 이러한 회수유로(211)는 파이프로 형성될 수 있다.
상기 회수유로(211)는 각 증발기(251,252)를 지난 냉매를 회수한 후 상기 압축기(210)로 제공하도록 형성될 수 있다. 물론, 도시되지는 않았으나 상기 회수유로(211)는 둘 이상 복수로 제공되면서 각각의 유로에 개별적 혹은, 복수개씩 연결되도록 구성될 수도 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 응축기(220)가 포함될 수 있다.
상기 응축기(220)는 상기 압축기(210)에서 압축된 냉매를 응축하는 기기로써, 냉장고 본체(100) 내에 위치될 수 있다. 구체적으로, 상기 응축기(220)는 냉장고 본체(100) 내의 기계실(104)에 위치될 수 있다.
상기 응축기(220)가 위치된 기계실(104) 내부는 냉각팬(C-Fan)(221)의 구동에 의해 냉각될 수 있다.
상기 응축기(220)의 냉매 유출측에는 출구유로(222)가 연결되며, 상기 응축기(220)를 지난 냉매는 상기 출구유로(222)로 유출되도록 이루어진다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1팽창기(231)와 제2팽창기(232) 및 제3팽창기(233)이 포함될 수 있다.
상기 제1팽창기(231)와 제2팽창기(232) 및 제3팽창기(233)는 상기 응축기(220)에서 응축된 냉매를 감압하여 팽창시키는 관로이다.
상기 제1팽창기(231)와 제2팽창기(232) 및 제3팽창기(233)는 상기 출구유로(222)로부터 냉매를 제공받도록 연결된다.
상기 제1팽창기(231)는 상기 응축기(220)를 지나 제1증발기(251)로 유동되는 냉매를 감압하도록 동작된다. 상기 제2팽창기(232)는 상기 응축기(220)를 지나 제2증발기(252)로 유동되는 냉매를 감압하도록 동작된다. 상기 제3팽창기(233)는 상기 응축기(220)를 지나 제3증발기(253)로 유동되는 냉매를 감압하도록 동작된다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1증발기(251)가 포함될 수 있다.
상기 제1증발기(251)는 상기 제1팽창기(231)에서 감압된 냉매가 통과하도록 형성된다.
특히, 상기 제1증발기(251)는 제1저장실용 송풍팬(F1-Fan)(281a)의 구동에 의해 유동되는 제1저장실(101) 내의 공기와 열교환될 수 있다.
또한, 상기 제1증발기(251)는 상기 제1저장실(101)의 후방에 위치될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제2증발기(252)가 포함될 수 있다.
상기 제2증발기(252)는 상기 제2팽창기(232)에서 감압된 냉매가 통과하도록 형성된다.
특히, 상기 제2증발기(252)는 제2저장실용 송풍팬(F2-Fan)(282a)의 구동에 의해 유동되는 제2저장실(102) 내의 공기와 열교환될 수 있다.
또한, 상기 제2증발기(252)는 상기 제2저장실(102)의 후방에 위치될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제3증발기(253)가 포함될 수 있다.
상기 제3증발기(253)는 상기 제3팽창기(233)에서 감압된 냉매가 통과하도록 형성된다.
특히, 상기 제3증발기(253)는 제3저장실용 송풍팬(R-Fan)(283a)의 구동에 의해 유동되는 제3저장실(103) 내의 공기와 열교환될 수 있다.
또한, 상기 제3증발기(253)는 상기 제3저장실(103)의 후방에 위치될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1냉각유로(F1-Path)(201)가 포함될 수 있다.
상기 제1냉각유로(201)는 출구유로(222)로부터 분지되면서 제1팽창기(231) 및 제1증발기(251)를 지나 압축기(210)로 회수되는 냉매의 유동을 안내하도록 형성된다. 즉, 상기 제1냉각유로(201)는 제1저장실(101)의 냉각 운전을 위한 냉매의 유동 경로가 될 수 있다.
상기 제1냉각유로(201)는 제1증발기(251)를 지난 냉매가 제2증발기(252)를 추가로 지난 다음 압축기(210)로 회수되도록 구성될 수도 있다. 이때, 상기 제1냉각유로(201)는 제2팽창기를 지나지 않고 제2증발기를 지나도록 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제2냉각유로(F2-Path)(202)가 포함될 수 있다.
상기 제2냉각유로(202)는 출구유로(222)로부터 분지되면서 제2팽창기(232) 및 제2증발기(252)를 지나 압축기(210)로 회수되는 냉매의 유동을 안내하도록 형성된다. 즉, 상기 제2냉각유로(202)는 제2저장실(102)의 냉각 운전을 위한 냉매의 유동 경로가 될 수 있다.
이때, 상기 제2냉각유로(202)는 상기 제1증발기(251)를 지나 제2증발기(252)로 냉매 유동이 안내되는 관로에 연결될 수 있다. 도시되지 않았지만 상기 제2냉각유로(202)와 상기 제1증발기를 지나 제2증발기(252)로 냉매 유동이 안내되는 관로의 연결 부위에는 냉매 역류를 방지하기 위한 체크밸브(도시는 생략됨)이 설치될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제3냉각유로(R-Path)(203)가 포함될 수 있다.
상기 제3냉각유로(203)는 출구유로(222)로부터 분지되면서 제3팽창기(233) 및 제3증발기(253)를 지나 압축기(210)로 회수되는 냉매의 유동을 안내하도록 형성된다. 즉, 상기 제3냉각유로(203)는 제3저장실(103)의 냉각 운전을 위한 냉매의 유동 경로가 될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1핫가스유로(H1-Path)(321)가 포함될 수 있다.
상기 제1핫가스유로(321)는 열이 필요한 곳으로 고온의 열을 제공하도록 형성될 수 있다.
이러한 제1핫가스유로(321)는 압축기(210)에서 압축된 고온의 냉매(핫 가스)를 안내하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1핫가스유로(321)에 의해 안내되는 냉매가 열을 제공하게 된다.
상기 제1핫가스유로(321)는 각 냉각유로 중 적어도 어느 한 냉각유로로부터 분지되면서 출구유로로부터 제공받은 냉매가 제1팽창기를 지나지 않고 제1증발기(251)를 지나도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1핫가스유로(321)는 압축기(210)에서 압축된 고온의 냉매가 응축기(220)를 경유한 후 제1증발기(251)를 지나는 과정에서 해당 제1증발기(251)를 가열하도록 형성될 수 있다.
이와 함께, 상기 제1핫가스유로(321)는 상기 제1증발기(251)를 지난 냉매가 제2증발기(252)를 추가로 지나도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1핫가스유로(321)는 제2팽창기(232)를 지나지 않도록 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제2핫가스유로(H2-Path)(322)가 포함될 수 있다.
이러한 제2핫가스유로(322)는 각 냉각유로 중 적어도 어느 한 냉각유로로부터 분지되면서 출구유로로부터 제공받은 냉매가 제2팽창기를 지나지 않고 제2증발기(252)를 지나도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2핫가스유로(322)는 압축기(210)에서 압축된 고온의 냉매가 응축기(220)를 경유한 후 제2증발기(252)를 지나는 과정에서 해당 제2증발기(252)를 가열하도록 형성될 수 있다.
이와 함께, 상기 제2핫가스유로(322)는 상기 제2증발기(252)를 지난 냉매가 제3증발기(253)를 추가로 지나도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2핫가스유로(322)는 제3팽창기(233)를 지나지 않도록 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1물성치 조절부(271)가 포함될 수 있다.
상기 제1물성치 조절부(271)는 제1핫가스유로(321)의 안내를 받아 제1증발기(251)를 지난 후 제2증발기(252)로 유동되는 냉매의 유동에 저항을 제공하도록 형성된다. 즉, 냉매의 유동에 저항을 제공하여 해당 냉매의 물성치가 조절(변동)되도록 한 것이다. 이때 상기 냉매의 물성치는 냉매의 온도나 유량, 유속 중 어느 하나가 포함될 수 있다.
이러한 제1물성치 조절부(271)는 상기 냉매가 유동되는 관로로 형성되면서 상기 제1핫가스유로(321)에 연결될 수 있다. 즉, 제1증발기(251)를 지나면서 응축되어 액화된 냉매가 상기 제1물성치 조절부(271)를 지나면서 제2증발기(252)에서 열교환이 용이하게 이루어질 수 있는 상태의 물성치를 갖도록 한 것이다. 이로써, 제2증발기(252)를 지나 압축기(210)로 회수되는 냉매의 과도한 액화로 압축기(210)의 동작 신뢰성에 영향을 미치는 문제점이 방지될 수 있다.
특히, 상기 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)와는 서로 다른 유동 저항을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 저항은 제1물성치 조절부(271)의 유로 길이와, 유로 내의 압력, 유로 내의 냉매가 이루는 밀도를 고려하여 설계될 수 있다. 예컨대, 제1물성치 조절부(271)의 유로 길이, 유로 내의 압력, 유로 내의 냉매가 이루는 밀도 중 적어도 어느 한 인자를 변경함으로써 저항이 조절될 수 있다.
즉, 제2핫가스유로(322)와 제2냉각유로(202)를 따라 유동되는 냉매가 서로 다른 물성치를 갖더라도 상기한 제1물성치 조절부(271)에 의해 제2핫가스유로(322)를 통해 제2증발기(252)로 유동되는 냉매는 제2냉각유로(202)를 통해 제2증발기(252)로 유동되는 냉매와의 물성치 차이가 줄어들 수 있다.
상기 물성치 차이를 줄이기 위해 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)와 다른 직경 혹은, 다른 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
일 예로써, 상기 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)와 동일한 직경으로 형성하면서도 길이가 다르게 형성될 수 있다. 즉, 제1물성치 조절부(271)와 제2팽창기(232)의 길이를 다르게 형성하여 서로의 물성치가 달리 이루어지도록 형성될 수 있는 것이다. 이때, 상기 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)보다 짧게 형성될 수 있다. 특히, 제1물성치 조절부(271)와 제2팽창기(232)는 직경이 동일하기 때문에 공용으로 사용될 수 있다는 장점을 가진다.
다른 예로써, 상기 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)와 동일한 길이로 형성하면서도 관경이 서로 다르게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1물성치 조절부(271)는 제2팽창기(232)보다 관경이 더욱 크게 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제2물성치 조절부(272)가 포함될 수 있다.
상기 제2물성치 조절부(272)는 제2핫가스유로(322)의 안내를 받아 제2증발기(252)를 지난 후 제3증발기(253)로 유동되는 냉매의 유동에 저항을 제공하도록 형성된다. 즉, 냉매의 유동에 저항을 제공하여 해당 냉매의 물성치가 조절(변동)되도록 한 것이다. 이때 상기 냉매의 물성치는 냉매의 온도나 유량, 유속 중 어느 하나가 포함될 수 있다.
이러한 제2물성치 조절부(272)는 상기 냉매가 유동되는 관로로 형성되면서 상기 제2핫가스유로(322)에 연결될 수 있다.
상기 제2물성치 조절부(272)는 제3팽창기(233)와는 서로 다른 유동 저항을 제공하도록 형성될 수 있다.
상기 저항은 제2물성치 조절부(272)의 유로 길이와, 유로 내의 압력, 유로 내의 냉매가 이루는 밀도를 고려하여 설계될 수 있다. 즉, 제2물성치 조절부(272)의 유로 길이, 유로 내의 압력, 유로 내의 냉매가 이루는 밀도 중 적어도 어느 한 인자를 변경함으로써 저항이 조절될 수 있다. 그리고, 이러한 제2물성치 조절부(272)의 설계 변경으로 제2핫가스유로(322)를 통해 제3증발기(253)로 유동되는 냉매와 제3냉각유로(203)를 통해 제3증발기(253)로 유동되는 냉매의 물성치 차이를 줄일 수 있다.
일 예로써, 상기 제2물성치 조절부(272)는 제3팽창기(233)와 동일한 직경으로 형성하면서도 길이가 다르게 형성될 수 있다. 제2물성치 조절부(272)와 제3팽창기(233)의 길이를 다르게 형성하여 서로의 물성치가 달리 이루어지도록 형성될 수 있는 것이다. 이때, 상기 제2물성치 조절부(272)는 제3팽창기(233)보다 짧게 형성될 수 있다.
다른 예로써 상기 제2물성치 조절부(272)는 제3팽창기(233)와 동일한 길이로 형성하면서도 관경이 서로 다르게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2물성치 조절부(272)는 제3팽창기(233)보다 관경이 더욱 크게 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제1유로전환밸브(331)가 포함될 수 있다.
상기 제1유로전환밸브(331)는 상기 출구유로(222)로부터 유입된 냉매가 적어도 어느 한 냉각유로(201,202,203)에 공급되도록 개방하거나 혹은, 적어도 어느 한 냉각유로(201,202,203)에 공급되지 않도록 차단할 수 있다.
이러한 제1유로전환밸브(331)는 출구유로(222)와 제1냉각유로(201)와 제2냉각유로(202) 및 제3냉각유로(203) 간의 연결 부위에 설치된다.
다음으로, 상기 냉동시스템은 제2유로전환밸브(332)가 포함될 수 있다.
상기 제2유로전환밸브(332)는 상기 출구유로(222)로부터 유입된 냉매가 적어도 어느 한 핫가스유로(321,322)에 공급되도록 개방하거나 혹은, 적어도 어느 한 핫가스유로(321,322)에 공급되지 않도록 차단할 수 있다.
상기 제2유로전환밸브(332)는 상기 출구유로를 지나 어느 한 냉각유로로부터제1핫가스유로(321)와 제2핫가스유로(322)로 분지되는 부위에 설치될 수 있다.
이때, 상기 어느 한 냉각유로는 예컨대, 제1냉각유로(201)가 될 수 있다.된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에는 히팅열원(311,312)이 더 포함될 수 있다.
상기 히팅열원(311,312)은 상기 각 핫가스유로(321,322)와 함께 고온의 열을 제공하는 열원이다.
상기 히팅열원(311,312) 혹은, 각 핫가스유로(321,322)에 의해 제공되는 열은 다양하게 사용될 수 있다. 예컨대, 제1증발기(251)를 제상하기 위해 상기 히팅열원(311,312)이 제공하는 열이나 제1핫가스유로(321)에 의해 제공되는 열이 사용될 수 있다. 제2증발기(252)에 열을 제공하고자 할 경우는 제2핫가스유로(322)에 의해 제공되는 열이 사용될 수 있다.
이러한 히팅열원(311,312)은 전원 공급에 의해 발열되는 시스 히터(Sheath HTR)로 형성될 수 있으며, 제1증발기(251)의 가열을 위한 제1히팅열원(311)과, 제2증발기(252)의 가열을 위한 제2히팅열원(312)가 포함될 수 있다.
상기 각 히팅열원(311,312)은 제1증발기(251) 및 제2증발기(252)의 어느 한 인접 부위에 구비될 수 있다. 예컨대, 첨부된 도 4 및 도 5와 같이 상기 제1증발기(251) 혹은, 제2증발기(252)가 세워진 상태로 설치될 경우 상기 각각의 히팅열원(311,312)은 상기 제1증발기(251) 혹은, 제2증발기(252)의 하측 부위에 위치될 수 있다.
구체적으로, 상기 각각의 히팅열원(311,312)은 제1증발기(251) 혹은, 제2증발기(252)를 이루는 가장 하측열의 열교환핀(251a,252a)보다 저부에 이격되게 위치될 수 있다.
물론, 제3증발기(253)에도 히팅열원이 추가로 제공될 수 있다. 그러나 제3증발기(253)의 경우 착상이 많이 발생되지 않는 온도로 유지되기 때문에 별도의 히팅열원이 필요치 않는다. 즉, 제3저장실 내의 공기를 제3증발기(253)에 송풍하는 것으로도 제상이 이루어질 수 있다.
하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 냉장고를 이용한 각 상황별 운전을 첨부된 도 7 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 상기 각 상황별 운전은 냉장고의 운전을 위해 제공되는 제어부(도시는 생략됨)에 의해 수행됨을 그 예로 한다. 물론, 구체적으로 설명되지는 않았으나 상기 각 상황별 운전은 해당 냉장고가 아닌 상기 냉장고의 제어부를 제어할 수 있도록 유선 혹은, 무선 통신으로 연결된 네트워크상의 제어 수단(예컨대, 홈 네트워크나, 온라인 상의 서비스 서버 등)으로도 수행될 수 있다.
먼저, 냉장고의 각 상황별 운전에는 냉각운전(S100)이 포함될 수 있다.
이러한 냉각운전(S100)은 제1저장실(101)과 제2저장실(102) 및 제3저장실(103)을 각 저장실(101,102,103)별 설정 기준온도(NT1,NT2,NT3)를 기준으로 상한 기준온도(NT1+Diff,NT2+Diff,NT3+Diff) 및 하한 기준온도(NT1-Diff,NT2-Diff,NT3-Diff)에 따라 냉기를 공급(S111,S121,S131)하거나 혹은, 냉기 공급을 중단(S112,S122,S132)함으로써 수행된다.
예컨대, 첨부된 도 6의 순서도와 같이 제1저장실(101)의 고내 온도(F1)가 상한 기준온도(NT1+Diff)를 초과하여 불만 온도를 이루면 제1저장실(101)로 냉기를 공급하는 제1냉각운전이 수행(S111)된다.
상기 제1냉각운전이 수행(S111)될 경우에는 첨부된 도 7과 같이 냉동시스템의 압축기(210) 및 제1저장실용 송풍팬(281a)이 동작되고, 제1유로전환밸브(331)는 제1냉각유로(201)를 통해 냉매가 유동되도록 동작되며, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321) 및 제2핫가스유로(322)가 차단되도록 동작된다.
이로써, 상기 압축기(210)의 동작에 의해 압축된 냉매는 응축기(220)를 통과하는 과정에서 응축되고, 상기 응축된 냉매는 제1냉각유로(201)를 따라 유동되면서 제1팽창기(231)를 통과하는 도중 감압되어 팽창된다. 계속해서 상기 냉매는 제1증발기(251)를 통과하여 주변을 흐르는 공기와 열교환된 후 압축기(210)로 회수되어 압축되는 순환 동작을 반복한다. 이때, 상기 제1증발기(252)를 통과한 냉매는 제2증발기(252)를 추가로 통과한 후 상기 압축기(210)로 회수될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 제1증발기(252)를 통과한 냉매가 제2증발기(252)를 통과하지 않고 곧장 압축기(210)로 회수될 수도 있다.
그리고, 제1저장실용 송풍팬(281a)의 동작에 의해 제1저장실(101) 내의 공기는 제1증발기(251)를 통과하여 제1저장실(101) 내로 재공급되는 순환 동작을 반복한다. 이의 과정에서 상기 공기는 상기 제1증발기(251)와 열교환되어 더욱 낮은 온도로 제1저장실(101) 내에 공급되어 상기 제1저장실(101) 내의 온도(F1)를 낮춘다.
이와 함께, 제1저장실(101)의 고내 온도(F1)가 하한 기준온도(NT1-Diff)에 도달하면 제1냉각운전이 종료(S132)되면서 제1저장실(101)로의 냉기 공급이 중단된다.
또한, 첨부된 도 8의 순서도와 같이 상기 냉각운전(S100)시 제2저장실(102)의 고내 온도(제2저장실 온도)(F2)가 상한 기준온도(NT2+Diff)를 초과하여 불만 온도를 이루면 제2저장실(102)로 냉기를 공급하는 제2냉각운전이 수행(S121)된다.
상기 제2냉각운전이 수행(S121)될 경우에는 첨부된 도 9와 같이 냉동시스템의 압축기(210) 및 제2저장실용 송풍팬(282a)이 동작되고, 제1유로전환밸브(331)는 제2냉각유로(202)를 통해 냉매가 유동되도록 동작되며, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321) 및 제2핫가스유로(322)가 차단되도록 동작된다.
이로써, 상기 압축기(210)의 동작에 의해 압축된 냉매는 응축기(220)를 통과하는 과정에서 응축되고, 상기 응축된 냉매는 제2냉각유로(202)를 따라 유동되는 도중 제2팽창기(232)를 통과하면서 감압되어 팽창된다. 계속해서 상기 냉매는 제2증발기(252)를 통과하여 주변을 흐르는 공기와 열교환된 후 압축기(210)로 유동되어 압축되는 순환 동작을 반복한다.
그리고, 제2저장실용 송풍팬(282a)의 동작에 의해 제2저장실(102) 내의 공기는 제2증발기(252)를 통과하여 제2저장실(102) 내로 재공급되는 순환 동작을 반복한다. 이의 과정에서 상기 공기는 상기 제2증발기(252)와 열교환되어 더욱 낮은 온도로 제2저장실(102) 내에 공급되어 상기 제2저장실 온도(F2)를 낮춘다.
그리고, 상기 제2저장실(102)의 고내 온도(F2)가 하한 기준온도(NT2-Diff)에 도달하면 제2냉각운전이 종료(S122)되면서 제2저장실(102)로의 냉기 공급이 중단된다.
또한, 첨부된 도 10의 순서도와 같이 상기 냉각운전(S100)시 제3저장실(103)의 고내 온도(제3저장실 온도)(R)가 상한 기준온도(NT3+Diff)를 초과하여 불만 온도를 이루면 제3저장실(103)로 냉기를 공급하는 제3냉각운전이 수행(S131)된다.
상기 제3냉각운전이 수행(S131)될 경우에는 첨부된 도 11과 같이 냉동시스템의 압축기(210) 및 제3저장실용 송풍팬(283a)이 동작되고, 제1유로전환밸브(331)는 제3냉각유로(203)를 통해 냉매가 유동되도록 동작되며, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321) 및 제2핫가스유로(322)가 차단되도록 동작된다.
이로써, 상기 압축기(210)의 동작에 의해 압축된 냉매는 응축기(220)를 통과하는 과정에서 응축되고, 상기 응축된 냉매는 제3냉각유로(203)를 따라 유동되는 도중 제3팽창기(233)를 통과하면서 감압되어 팽창된다. 계속해서 상기 냉매는 제3증발기(253)를 통과하여 주변을 흐르는 공기와 열교환된 후 압축기(210)로 유동되어 압축되는 순환 동작을 반복한다.
그리고, 제3저장실용 송풍팬(283a)의 동작에 의해 제3저장실(103) 내의 공기는 제3증발기(253)를 통과하여 제3저장실(103) 내로 재공급되는 순환 동작을 반복한다. 이의 과정에서 상기 공기는 상기 제3증발기(253)와 열교환되어 더욱 낮은 온도로 제3저장실(103) 내에 공급되어 상기 제3저장실 온도(R)를 낮춘다.
그리고, 상기 제3저장실(103)의 고내 온도(R)가 하한 기준온도(NT3-Diff)에 도달하면 제3냉각운전이 종료(S132)되면서 제3저장실(103)로의 냉기 공급이 중단된다.
한편, 상기 제1저장실(101)과 제2저장실(102)과 제3저장실(103)의 고내 온도(F1,F2,R)가 함께 불만 온도(NT1+Diff,NT2+Diff,NT3+Diff보다 높은 온도)를 이룬다면 어느 한 저장실로 냉기가 우선적으로 공급되도록 운전된 후 다른 한 저장실로 냉기가 공급되도록 운전될 수 있다.
예컨대, 제3저장실(103)로 냉기가 우선적으로 공급되어 만족 온도(상한 기준온도(NT1+Diff,NT2+Diff,NT3+Diff)와 하한 기준온도(NT1-Diff,NT2-Diff,NT3-Diff) 사이의 온도)를 이루도록 한 후 제1저장실(101) 혹은, 제2저장실(102)로 냉기가 공급되도록 운전될 수 있다. 이는 제3저장실(103)이 상온으로 유지되는 저장실이기 때문에 해당 저장실(103)에 보관되는 저장물이 온도 변화에 민감할 수 있다. 이에 따라 제3저장실을 포함하는 둘 이상 복수의 저장실이 동시에 불만 온도에 해당되면 상기 제3저장실(103)부터 우선적으로 냉각운전을 수행한 후 다른 한 저장실의 냉각운전을 수행함이 바람직하다.
다음으로, 냉장고의 각 상황별 운전에는 제1열교환운전(S150)이 포함될 수 있다.
상기 제1열교환운전(S150)은 전술된 냉각운전(S100)이 수행되는 도중 제1증발기(251)에 열을 제공하기 위한 운전이다. 예컨대, 상기 제1증발기(251)의 제상을 위해 상기 제1열교환운전(S150)이 수행될 수 있다.
상기 제1열교환운전(S150)은 운전 조건이 만족될 경우 수행될 수 있다.
일 예로서, 상기 운전 조건은 제1증발기(251)의 제상 운전이 필요할 경우 만족된 것으로 판단될 수 있다.
다른 예로써, 상기 운전 조건은 제1저장실(101)은 가열하면서 제2저장실(102)은 냉각하기 위한 운전이 필요할 경우 만족된 것으로 판단될 수 있다.
또한, 상기 운전 조건이 만족되면 첨부된 도 12 및 도 13과 같이 각 저장실별 온도를 확인(S151)하여 제1열교환운전의 시작 조건을 만족하는지를 확인한다.
일 예로써, 상기 제1열교환운전의 시작 조건은 제2저장실(102)의 고내 온도(F2)가 설정 기준온도(NT2)보다 높은 온도를 이룰 경우 만족된 것으로 판단될 수 있다.
다른 예로써, 상기 제1열교환운전의 시작 조건은 제1저장실(101)의 고내 온도(F1)가 설정 기준온도(NT1)보다 낮을 경우 만족된 것으로 판단될 수 있다.
바람직하게는, 제2저장실(102)의 고내 온도(F2)가 설정 기준온도(NT2)보다 높은 온도를 이루고, 제1저장실(101)의 고내 온도(F1)가 설정 기준온도(NT1)보다 낮을 경우 상기 제1열교환운전(S150)의 시작 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다.
또한, 제1열교환운전의 시작 조건이 만족될 경우 제1열교환운전이 시작(S153)된다.
이렇게 제1열교환운전이 시작되면 압축기(210)가 동작되고, 제1유로전환밸브(331)는 각 냉각유로(201,202,203)로의 냉매 공급이 차단되도록 동작되며, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321)가 개방되도록 동작된다. 이때, 냉각팬(221)은 동작되지 않도록 제어된다.
이로써, 상기 압축기(210)의 동작에 의해 압축된 냉매는 응축기(220)를 통과하는 과정에서 응축되지 않고 제1핫가스유로(321)를 따라 유동된 후 제1증발기(251)를 통과하면서 상기 제1증발기(251)를 가열한다. 계속해서 상기 제1증발기(251)를 통과한 냉매는 제1물성치 조절부(271)에서 물성치가 조절된 후 제2증발기(252)로 유동된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 제2증발기(252)를 통과한 후 압축기(210)로 유동되어 압축되는 순환 동작을 반복한다.
상기 제1열교환운전이 시작(S153)될 경우 제2저장실용 송풍팬(282a)이 동작될 수 있다. 이로써 제2증발기(102)를 지나면서 냉각된 공기는 제2저장실(102)로 제공되어 상기 제2저장실(102) 내의 온도(F2)를 하락시킬 수 있다. 즉, 상기 제1열교환운전에 의해 제1증발기(251)는 가열되는 반면, 제2저장실(102)의 온도는 점차 낮아진다.
또한, 상기 제1열교환운전의 수행 도중 혹은, 수행 전에는 제1히팅열원(311)이 발열되면서 상기 제1증발기(251)에 열을 제공하는 제1발열과정이 수행될 수 있다.
즉, 상기 제1히팅열원(311)의 발열에 의한 열의 추가 제공에 의해 제1증발기(251)는 원하는 온도(예컨대, 제상 완료 온도)에 이르기까지의 시간을 단축시킬 수 있다. 이때 상기 제1히팅열원(311)은 제2증발기 온도(FD2)가 제2저장실 온도(F2)보다 높을 경우 발열(S152)되도록 제어될 수 있다.
만일, 상기 과정에서 제2저장실(102)이 하한 기준온도(NT2-Diff)에 도달하여 만족 온도를 이루거나 제1저장실(101)이 상한 기준온도(NT1+diff)에 도달하여 불만 온도를 이룰 경우 혹은, 제1증발기(251)의 온도(FD1)가 설정된 제1설정온도(X1)에 도달될 경우 상기 제1열교환운전이 종료된다.
상기 제1열교환운전이 종료되면 압축기(210)와 제2저장실용 송풍팬(282a)의 동작이 정지되고, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321)가 폐쇄되도록 동작(S155)된다.
이때, 제1히팅열원(311)은 제1증발기(251)의 온도(FD1)가 설정된 제1설정온도(X1)에 도달될 경우 발열이 중단(S154)되도록 동작된다.
다음으로, 냉장고의 각 상황별 운전에는 제2열교환운전(S160)이 포함될 수 있다.
상기 제1열교환운전(S160)은 전술된 냉각운전(S100)이 수행되는 도중 제2증발기(252)에 열을 제공하기 위한 운전이다. 예컨대, 상기 제2증발기(252)의 제상을 위해 상기 제2열교환운전(S160)이 수행될 수 있다.
상기 제2열교환운전(S160)은 첨부된 도 14 및 도 15와 같이 각 저장실별 온도를 확인(S161)하여, 제3저장실(103)이 설정 기준온도(NT3)보다 높은 온도를 이루고, 제2저장실(102)의 고내 온도(F2)가 설정 기준온도(NT2)보다 낮을 경우 시작 조건을 만족한 것으로 판단될 수 있다.
바람직하게는, 제3저장실(103)이 상한 기준온도(NT3+Diff)보다 높은 온도를 이루고, 제2저장실(102)의 고내 온도(F2)가 하한 기준온도(NT2-Diff)보다 낮을 경우 제2열교환운전의 시작 조건이 만족된 것으로 판단될 수 있다.
상기 제2열교환운전의 운전 조건이 만족될 경우 제2열교환운전이 시작(S163)된다.
이렇게 제2열교환운전이 시작되면 압축기(210)가 동작되고, 제1유로전환밸브(331)는 각 냉각유로(201,202,203)로의 냉매 공급이 차단되도록 동작되며, 제2유로전환밸브(332)는 제2핫가스유로(322)가 개방되도록 동작된다. 이때, 냉각팬(221)은 동작되지 않도록 제어된다.
이로써, 상기 압축기(210)의 동작에 의해 압축된 냉매는 응축기(220)를 통과하는 과정에서 응축되지 않고 제2핫가스유로(322)를 따라 유동된 후 제2증발기(252)를 통과하면서 상기 제2증발기(252)를 가열한다. 계속해서 상기 제2증발기(252)를 통과한 냉매는 제2물성치 조절부(272)에서 물성치가 조절된 후 제3증발기(253)로 유동된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 제3증발기(253)를 통과한 후 압축기(210)로 유동되어 압축되는 순환 동작을 반복한다.
상기 제2열교환운전이 수행(S163)될 경우 제3저장실용 송풍팬(283a)이 동작될 수 있다. 이로써 제3증발기(253)를 지나면서 냉각된 공기는 제3저장실(103)로 제공되어 상기 제3저장실(103) 내의 온도(F3)를 하락시킬 수 있다. 즉, 상기 제2열교환운전에 의해 제2증발기(252)는 가열되는 반면, 제3저장실(103)의 온도는 점차 낮아진다.
또한, 상기 제2열교환운전의 수행 도중 혹은, 수행 전에는 제2히팅열원(312)이 발열되면서 상기 제2증발기(252)에 열을 제공하는 제2발열과정이 수행될 수 있다.
즉, 상기 제2히팅열원(312)의 발열에 의한 열의 추가 제공에 의해 제2증발기(252)는 원하는 온도(예컨대, 제상 완료 온도)에 이르기까지의 시간을 단축시킬 수 있다. 이때 상기 제2히팅열원(312)은 제2증발기 온도(FD2)가 제2저장실 온도(F2)보다 높을 경우 발열(S152)되도록 제어될 수 있다.
상기한 제2발열과정은 일반 냉각운전(S100) 도중 실내 온도(RT)가 상기 제2저장실(102) 내의 온도 범위 혹은, 그 이하의 온도 범위일 경우 상기 제2열교환운전보다 우선하여 수행되도록 제어될 수 있다. 즉, 실내 온도(RT)가 낮을 경우에는 압축기(210)에서 압축된 후 응축기(220)를 지나 제2증발기(252)로 지나는 냉매가 충분한 반복 순환이 이루어지기 전까지는 실내 온도(RT)가 낮다. 이로써 해당 상황에서는 냉매의 온도가 충분히 높아지기 전까지 제2히팅열원(312)으로 제2증발기(252)를 최대한 가열함으로써 열 제공을 위한 운전시간을 단축시킬 수 있도록 함이 바람직하다.
만일, 상기 과정에서 제3저장실(103)이 하한 기준온도(NT3-Diff)에 도달하여 만족 온도를 이루거나 제2저장실(102)이 상한 기준온도(NT2+diff)에 도달하여 불만 온도를 이룰 경우 혹은, 제2증발기(252)의 온도(FD2)가 설정된 제2설정온도(X2)에 도달될 경우 상기 제2열교환운전이 종료될 수 있다.
그리고, 상기 제2열교환운전이 종료되면 압축기(210)와 제3저장실용 송풍팬(283a)의 동작이 정지되고, 제2유로전환밸브(332)는 제1핫가스유로(321)가 폐쇄되도록 동작(S165)된다.
이때, 제2히팅열원(312)은 상기 제2증발기(252)의 온도(FD2)가 설정된 제2설정온도(X2)에 도달될 경우 발열이 중단(S164)되도록 동작된다.
이렇듯, 본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 각 핫가스유로(321,322)에 물성치 조절부(271,272)가 제공된다. 이에 따라 핫가스유로(321,322)를 따라 어느 한 증발기(251,252)를 가열한 냉매가 다른 한 증발기(252,253)의 특성에 맞게 물성치가 조절된 후 다른 한 증발기(252,253)로 제공된다. 이로써 해당 증발기(252,253)를 지난 후 압축기(210)로 회수되어 재압축되는 과정에서 야기되는 냉매의 압축 불량이나 압축기의 손상이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 제3저장실(103)의 온도를 고려하여 제2증발기(253)의 열 제공을 위한 운전이 수행되도록 제어된다. 이에 따라 제2증발기(253)는 원활히 제상될 수 있으면서도 제3저장실(103)이 과도하게 냉각되는 문제점이 해소된다.
또한, 본 발명에 따른 냉장고 및 그의 운전 제어방법은 실내 온도가 냉장실 온도에 영향을 미칠 수 있는 저온 온도범위일 경우더라도 각 열교환운전이 냉각되는 저장실(101,102,103)의 온도를 고려하여 수행된다. 이에 따라 각 저장실(101,102,103)의 과냉이 방지될 수 있다.
100. 냉장고 본체 101. 제1저장실
102. 제2저장실 103. 기계실
110. 제1도어 120. 제2도어
201. 제1냉각유로 202. 제2냉각유로
203. 제1분지유로 204. 제2분지유로
210. 압축기 211. 회수유로
220. 응축기 221. 냉각팬
222. 출구유로 231. 제1팽창기
240. 제2팽창기 251. 제1증발기
252. 제2증발기 271. 제1물성치 조절부
272. 제2물성치 조절부 281. 제1그릴어셈블리
281a. 제1저장실용 송풍팬 282. 제2그릴어셈블리
282a. 제2저장실용 송풍팬 283. 제3그릴어셈블리
283a. 제3저장실용 송풍팬 311,312. 히팅열원
321. 제1핫가스유로 322. 제2핫가스유로
331. 제1유로전환밸브 332. 제2유로전환밸브
351. 제1안내유로 352. 제2안내유로

Claims (20)

  1. 제1증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제1저장실;
    제2증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제2저장실;
    제3증발기를 지나면서 냉각된 공기로 냉각되는 제3저장실;
    압축기에서 압축되어 응축기를 지난 냉매가 토출되는 출구유로;
    상기 출구유로로부터 분지되며, 상기 출구유로로 토출된 냉매가 제1팽창기를 지나 제1증발기를 통과하도록 안내하는 제1냉각유로;
    상기 출구유로로부터 분지되며, 상기 출구유로로 토출된 냉매가 제2팽창기를 지나 제2증발기를 통과하도록 안내하는 제2냉각유로;
    상기 출구유로로부터 분지되며, 상기 출구유로로 토출된 냉매가 제3팽창기를 지나 제3증발기를 통과하도록 안내하는 제3냉각유로;
    어느 한 냉각유로로부터 분지되며, 해당 냉각유로의 냉매가 각 냉각유로와는 별도로 제1증발기와 제2증발기를 순차적으로 통과하도록 안내하는 제1핫가스유로;
    어느 한 냉각유로로부터 분지되며, 해당 냉각유로의 냉매가 각 냉각유로와는 별도로 제2증발기와 제3증발기를 순차적으로 통과하도록 안내하는 제2핫가스유로;
    상기 출구유로로부터 제1냉각유로와 제2냉각유로 및 제3냉각유로로 분지되는 부위에 구비되면서 냉매의 유동을 전환하는 제1유로전환밸브;
    상기 어느 한 냉각유로로부터 제1핫가스유로와 제2핫가스유로로 분지되는 부위에 구비되면서 냉매의 유동을 전환하는 제2유로전환밸브;를 포함하며,
    상기 제1핫가스유로에는 상기 제1증발기를 지나 제2증발기로 유입되는 냉매의 물성치를 조절하는 제1물성치 조절부가 구비되고,
    상기 제2핫가스유로에는 상기 제2증발기를 지나 제3증발기로 유입되는 냉매의 물성치를 조절하는 제2물성치 조절부가 구비되는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1냉각유로는 상기 제1증발기를 지난 냉매가 제2팽창기를 지나지 않고 제2증발기를 지나도록 형성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1물성치 조절부는 상기 제2증발기로 유입되는 냉매의 감압을 위한 제2팽창기와는 다른 유동 저항을 제공하도록 형성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2물성치 조절부는 상기 제3증발기로 유입되는 냉매의 감압을 위한 제3팽창기와는 다른 유동 저항을 제공하도록 형성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1핫가스유로는 제1증발기를 통과한 냉매가 제2팽창기를 지나지 않고 제1물성치 조절부를 통과한 후 제2증발기를 지나도록 형성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2핫가스유로는 제2증발기를 통과한 냉매가 제3팽창기를 지나지 않고 제2물성치 조절부를 통과한 후 제3증발기를 지나도록 형성됨을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1저장실은 상기 제2저장실과 동일하거나 더욱 높은 온도로 유지됨을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1저장실은 상기 제3저장실보다 낮은 온도로 유지됨을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1저장실과 제2저장실은 냉동 온도로 유지되도록 설정되고,
    상기 제3저장실은 냉장 온도로 유지되도록 설정됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  10. 제1냉각유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 응축기의 냉각을 위한 냉각팬과 압축기 및 제1저장실용 송풍팬의 선택적인 동작 제어로 제1증발기를 지난 공기가 제1저장실에 제공되도록 하면서 제1저장실을 냉각하는 제1냉각운전;
    제2냉각유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 상기 냉각팬과 압축기 및 제2저장실용 송풍팬의 선택적인 동작 제어로 제2증발기를 지난 공기가 제2저장실에 제공되도록 하면서 제2저장실을 냉각하는 제2냉각운전;
    제3냉각유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 상기 냉각팬과 압축기 및 제3저장실용 송풍팬의 선택적인 동작 제어로 제3증발기를 지난 공기가 제3저장실에 제공되도록 하면서 제3저장실을 냉각하는 제3냉각운전;
    제1핫가스유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 고온의 냉매로 제1증발기를 가열함과 더불어 상기 제1증발기를 통과한 냉매가 제1물성치 조절부를 지나면서 물성치가 조절된 상태로 제2증발기를 지나면서 제2증발기를 냉각하도록 제어되는 제1열교환운전;
    제2핫가스유로를 따라 냉매가 유동되도록 제어되며, 고온의 냉매로 제2증발기를 가열함과 더불어 상기 제2증발기를 통과한 냉매가 제2물성치 조절부를 지나면서 물성치가 조절된 상태로 제3증발기를 지나면서 제3증발기를 냉각하도록 제어되는 제2열교환운전;을 포함하는 냉장고의 운전 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1저장실은 상기 제2저장실과 동일하거나 더욱 높은 온도로 유지되도록 설정됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1저장실은 상기 제3저장실보다 낮은 온도로 유지되도록 설정됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1저장실과 제2저장실은 냉동 온도로 유지되도록 설정되고,
    상기 제3저장실은 냉장 온도로 유지되도록 설정됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1열교환운전이 수행될 경우 제1히팅열원이 발열되면서 제1증발기에 열을 제공하는 제1발열과정이 함께 수행되도록 제어됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2열교환운전이 수행될 경우 제2히팅열원이 발열되면서 제2증발기에 열을 제공하는 제2발열과정이 함께 수행되도록 제어됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    실내 온도(RT)가 상기 제2저장실 내의 온도 범위 혹은, 그 이하의 온도 범위일 경우 상기 제2발열과정이 제2열교환운전보다 우선하여 수행되도록 제어됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제2발열과정은 제2증발기가 제2설정온도에 도달할 경우 종료됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2열교환운전은 제2증발기가 제2설정온도에 도달할 경우 종료됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2열교환운전은 제3저장실이 설정 기준온도(NT3)를 기준으로 설정된 하한 기준온도(NT3-Diff)에 도달할 경우 종료됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 각 열교환운전 중 적어도 어느 한 열교환운전시에는 냉각팬이 정지되도록 제어됨을 특징으로 하는 냉장고의 운전 제어방법.
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