WO2010079946A2 - 과냉각 시스템 - Google Patents

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WO2010079946A2
WO2010079946A2 PCT/KR2010/000061 KR2010000061W WO2010079946A2 WO 2010079946 A2 WO2010079946 A2 WO 2010079946A2 KR 2010000061 W KR2010000061 W KR 2010000061W WO 2010079946 A2 WO2010079946 A2 WO 2010079946A2
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storage space
cooling
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오상호
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엘지전자 주식회사
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    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A23B4/06—Freezing; Subsequent thawing; Cooling
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • F25D2700/12—Sensors measuring the inside temperature
    • F25D2700/121—Sensors measuring the inside temperature of particular compartments

Definitions

  • the present invention relates to a subcooling system, and more particularly, to a subcooling system and a method for supplying heat to or causing heat to be generated in response to a sensed temperature in order to maintain a supercooled state of an article.
  • Subcooling means a phenomenon that no change occurs even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium.
  • Each substance has a stable state corresponding to the temperature at that time, so that the temperature can be gradually changed so that members of the substance can keep up with the temperature change while maintaining the stable state at each temperature.
  • the member cannot afford to change to the stable state according to each temperature, so that the state remains stable at the starting point temperature, or a portion thereof changes to the state at the end point temperature.
  • This technique uses a supercooling phenomenon, which refers to a phenomenon in which the melt or solid does not change even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium.
  • Such a technique includes the electrostatic field treatment method, the electrostatic field treatment apparatus, and electrodes used in them, which are disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2000-0011081.
  • the metal shelf 7 installed in the interior of the storehouse has a two-stage structure, and on each stage, objects for thawing or freshness maintenance and ripening of vegetables, meat and fish are mounted.
  • the metal shelf 7 is insulated from the bottom of the furnace by the insulator 9.
  • the high voltage generator 3 can generate direct current and alternating voltage up to 0 to 5000 V, and the inside of the heat insulating material 2 is covered with an insulating plate 2a such as vinyl chloride.
  • the high voltage cable 4 for outputting the voltage of the high voltage generator 3 is connected to the metal shelf 7 through the outer wall 5 and the heat insulator 2.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the high voltage generator 3.
  • AC 100V is supplied to the primary side of the voltage regulating transformer 15.
  • Reference numeral 11 denotes a power supply lamp
  • reference numeral 19 denotes a lamp indicating an operating state.
  • the relay 14 operates when the above-mentioned door 6 is closed and the safety switch 13 is turned on. This state is indicated by the relay operation lamp 12.
  • the relay contact ( 14a, 14b, and 14c are closed, and an AC 100V power source is applied to the primary side of the voltage regulating transformer 15.
  • the applied voltage is adjusted by the adjusting knob 15a on the secondary side of the voltage adjusting transformer 15, and the adjusted voltage value is displayed on the voltmeter.
  • the adjusting knob 15a is connected to the primary side of the secondary boosting transformer 17 of the voltage adjusting transformer 15.
  • the boosting voltage is boosted at a ratio of 1:50, for example.
  • One end O 1 of the secondary output of the boosting transformer 17 is connected to the metal shelf 7 insulated from the cold storage via the high voltage cable 4, and the other end O 2 of the output is earthed.
  • the outer wall 5 is earthed, even if the user of the cold storage 1 contacts the outer wall of the cold storage, electric shock will not occur.
  • the metal shelf 7 is exposed in the furnace in FIG. 1, since the metal shelf 7 needs to be kept insulated in the furnace, it is necessary to separate it from the walls of the furnace (air acts as an insulation). .
  • the object 8 protrudes from the metal shelf 7 and contacts the inner wall, current flows to the ground through the high wall.
  • an object of this invention is to provide the subcooling system which can hold
  • an object of the present invention is to provide a subcooling system that maintains a desired subcooling state by blocking heat exchange between an upper portion and a lower portion of a storage space.
  • an object of the present invention is to provide a supercooling system and method for actively controlling the fan operation according to the opening and closing of the storage door and the operation of the heat source supply unit.
  • the supercooling system of the present invention includes a reservoir for storing an enclosure, a cooling means for cooling the reservoir, and a main control unit for controlling the cooling means to maintain the temperature in the reservoir below the maximum ice crystal generation temperature by receiving an external commercial power source. It has a cooling device, a storage space for storing a storage container for storing the liquid to be supercooled therein, an independent storage room to be mounted and cooled in the storage, a temperature sensing unit for sensing the temperature of the independent storage room, and mounted in the independent storage room Temperature control means for adjusting the temperature inside the space or the upper portion of the storage container higher than the maximum ice crystal generation temperature, and higher than the temperature of the lower portion of the storage space or storage container, and based on the detected temperature from the temperature sensing unit.
  • the on-off control of the temperature adjusting means is performed so that the sub-control unit is provided so that the liquid is stored in the supercooled state. It is made of a device.
  • a limiting film is formed to restrict the exchange of air and heat between the upper and lower portions of the storage space, and at least a portion of the storage container penetrates through the limiting film so that the storage container is positioned above and below the storage space.
  • the temperature control means includes a heat source supply unit for supplying heat to the interior of the independent cooling chamber, or to generate heat.
  • the heat source supply unit may include an upper heat source supply unit installed at an upper portion of the storage space and a lower heat source supply unit installed at the lower portion of the storage space.
  • the temperature sensing unit is installed in at least one of the upper or lower portion of the storage space.
  • control unit controls the heat source supply unit, but independently controls based on the temperature of the temperature sensor installed in the same space of the storage space.
  • control unit controls the temperature adjusting means by comparing the temperature of the lower portion of the storage space or the object with the preset temperature control start temperature.
  • the controller may adjust the upper sensing temperature detected by the temperature sensing unit, the lower sensing temperature, the first upper reference temperature, and the first lower reference temperature. In comparison, when the upper sensing temperature and the lower sensing temperature are respectively smaller than the first upper reference temperature and the first lower reference temperature, the upper heat source supply part and the lower heat source supply part are controlled on.
  • each of the first upper reference temperature and the first lower reference temperature is smaller than the upper control temperature and the lower control temperature by a predetermined value.
  • the controller may further include an upper sensing temperature detected by the temperature sensing unit, a lower sensing temperature, a second upper reference temperature, and a second lower reference temperature when the temperature of the lower part of the storage space or the object is less than the preset temperature control start temperature.
  • an upper sensing temperature detected by the temperature sensing unit a lower sensing temperature, a second upper reference temperature, and a second lower reference temperature when the temperature of the lower part of the storage space or the object is less than the preset temperature control start temperature.
  • each of the second upper reference temperature and the second lower reference temperature is larger than the upper control temperature and the lower control temperature by a predetermined value.
  • the control unit may further include an upper sensing temperature detected by the temperature sensing unit and a lower sensing temperature between the first upper reference temperature and the second upper reference temperature when the temperature of the lower part of the storage space or the object is lower than a preset temperature control start temperature. When the temperature falls between the first lower reference temperature and the second lower reference temperature, the previous on state or the off state is maintained.
  • the supercooling device is provided with a fan element for forcibly convection the lower air of the storage space.
  • the cooling apparatus includes a storage door for opening and closing the storage, and the control unit maintains the fan element in the off state when the storage door is open, and controls the fan element on or off when the storage door is closed.
  • the controller may control the fan element when the lower sensing temperature is higher than the fan operation reference temperature.
  • the controller may control the fan element when the lower sensing temperature is equal to or lower than the fan operation reference temperature, or at least one of the upper heat source supply unit and the lower heat source supply unit.
  • the subcooling method comprises a cooling device for cooling the storage for storing the object to the temperature below the maximum ice crystal generation zone, and a storage space for storing the storage container installed in the storage for storing the liquid, or
  • a supercooling method in a supercooling system comprising a supercooling device that maintains a temperature of an upper portion of a storage container higher than a maximum ice crystal generation temperature and is higher than a temperature of a storage space or a lower portion of the storage container, wherein the subcooling method is performed by a cooling device.
  • the present invention has the effect of preventing the formation of freezing tuberculosis more reliably in the supercooled state of the package, and thereby keeping the package in the supercooled state for a long time and stable.
  • the present invention is to prevent the formation of ice tuberculosis, and to facilitate the adjustment of the supercooling temperature of the package, there is an effect that can maintain the supercooled state temperature of the package in the desired region.
  • the present invention has the effect of maintaining the objects in the supercooled state only by the supply of power, even in a space where only cooling is performed, thereby enabling a simple structure and independent supercooling control on the objects.
  • the present invention has the effect of blocking the heat exchange between the upper and lower portions of the storage space, to maintain the desired supercooled state, to achieve a more stable and reliable storage.
  • the present invention has the effect of forcibly convection air in the storage space to maintain a uniform temperature distribution of the storage space, thereby stably maintaining the supercooled state of the storage.
  • the present invention has an effect of actively controlling the fan operation according to the opening and closing of the storage door and the operation of the heat source supply unit, thereby keeping the things in the supercooled state.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the high voltage generator 3.
  • FIG. 3 is a view showing a process in which ice tuberculosis is generated in the liquid being cooled.
  • FIG. 4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a supercooling apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a supercooling state of water according to the subcooling apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a block diagram of a subcooling system to which a subcooling device according to the present invention is applied.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of the supercooling apparatus of FIG. 7.
  • FIG. 9 is an embodiment of a subcooling method of the subcooling apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 10 is another embodiment of a subcooling method of the subcooling apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a detailed cross-sectional view of the subcooling apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the subcooling apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 13 is a perspective view of a refrigerator equipped with a subcooling device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a process in which ice tuberculosis is generated in the liquid being cooled. As shown in FIG. 3, the container C which accommodates the liquid L (or the thing) is cooled in the storage S in which the cooling space was formed.
  • the cooling temperature of the cooling space is, for example, cooled from room temperature to 0 degrees (phase transition temperature of water) or below the phase transition temperature of the liquid L.
  • phase transition temperature of water for example, the temperature of the maximum ice crystal formation zone (-1 to -7 ° C) or less of the liquid (L) of water at which the maximum ice crystals are produced at about -1 to -7 ° C
  • the cooling temperature reaches or passes the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L, it is formed as freeze tuberculosis F2 on the inner wall of the container or freeze tuberculosis F1 in the gas Lg.
  • condensation takes place at a portion where the surface Ls of the liquid L and the inner wall of the container C (which is substantially coincident with the cooling temperature of the cooling space) and such condensed liquid L are ice crystals.
  • Tuberculosis (F3) may be formed.
  • FIG. 4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention.
  • the temperature of the gas Lg or the surface Ls of the liquid L is applied to be higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is equal to or higher than that of the liquid L. . In addition, the temperature of the surface Ls of the liquid L is set to the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L so that the surface Ls of the liquid L does not freeze even if it contacts the inner wall of the container C. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is equal to or higher than that.
  • the liquid L in the container C is maintained in the supercooled state at or below the phase transition temperature or below the maximum ice crystal generation temperature of the liquid L.
  • the liquid L which is an object
  • the liquid L may be subjected to a supercooling state simply by applying energy only to the upper portion of the container C. Since it may not be able to hold
  • the energy applied to the upper portion of the vessel C is relatively larger than the energy applied to the lower portion of the vessel C, so that the upper temperature of the vessel C can be maintained higher than the phase transition temperature or the temperature of the maximum ice crystal generation zone. .
  • Receptacles herein can include meat, vegetables, fruits, other foods, and the like, as well as liquids.
  • the energy applied to the present invention may be applied to thermal energy, electric or magnetic energy, ultrasonic energy, light energy and the like.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a supercooling apparatus according to the present invention.
  • the supercooling apparatus of FIG. 5 is mounted in a storage S in which cooling is performed, a case Sr having a storage space therein, a heating coil H1 mounted inside an upper surface of the case Sr, and generating heat;
  • the temperature sensor C1 for sensing the temperature of the upper portion of the storage space, the heating coil H2 mounted inside the lower surface of the case Sr to generate heat, and the temperature of the lower portion or the storage object P of the storage space. It is provided with a temperature sensor (C2) for sensing.
  • the supercooling device is installed in the storage S and, as cooling is performed, senses the temperature from the temperature sensor C1 and C2 so that the heating coils H1 and H2 perform the on operation.
  • heat is supplied to the storage space from the upper and lower portions of the storage space.
  • the amount of heat supplied is adjusted to control the upper portion of the storage space (or the air on the object P) to be higher than the maximum ice crystal generation temperature, more preferably higher than the phase transition temperature.
  • a limiting film Br is formed inside the case Sr so as to partition the upper and lower portions of the storage space to block heat exchange between the upper and lower portions.
  • the limiting film Br has an opening Hr such that the upper end of the container Cr containing the liquid P is located above the storage space.
  • the edge of the opening (Hr) of the limiting film (Br) is formed of an elastic material to block the flow of air, particularly heat flow between the upper and lower portions of the storage space.
  • the upper part of the container Cr penetrates through the limiting film Br, and is located in the upper space of the storage space, and the lower part of the container Cr is located in the lower part of the storage space. It is easy to keep the top and bottom of the top or bottom in the vessel Cr at the desired temperature.
  • the lower storage space of the case (Sr) is provided with a fan element (Fr) for forced convection of the lower air and heat
  • the heat supplied by the heating coil (H2) is the lower storage space and the storage (P) Ensure uniform delivery to
  • the positions of the heating coils H1 and H2 of FIG. 5 may be determined to be suitable positions for supplying heat (or energy) to the enclosure P and the storage space, and may be inserted into the side surface of the case Sr. Can be.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a supercooling state of water according to the subcooling apparatus of FIG. 5.
  • the graphs of FIG. 6 are temperature graphs measured with the principle according to FIGS. 4 and 5 applied when the liquid L is water.
  • line I is the cooling temperature curve of the cooling space
  • line II is the temperature curve of the gas Lg (air) on the water surface in the vessel C or the case Sr (or the vessel C).
  • the line III is the temperature of the container (C) or lower case (Sr), the temperature of the container (Fr), the container (C) or the case (Sr) or the container
  • the temperature of the outer surface (Fr) is substantially the same as the temperature of the water or liquid inside the vessel C or the case Sr or the vessel Fr.
  • the temperature of the gas Lg on the water surface in the vessel C is about higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water.
  • the supercooled state in which the liquid state is maintained stably is maintained for a long time while the temperature of the water in the vessel C is maintained at about -11 ° C, which is equal to or less than the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water. At this time, heat is supplied by the heating coils H1 and H2.
  • FIG. 7 is a block diagram of a supercooling system to which a subcooling device according to the present invention is applied
  • FIG. 8 is a block diagram of the subcooling device of FIG.
  • the subcooling system includes a cooling device 100 and a subcooling device 200 mounted in the cooling device 100 and cooled by the cooling device 100.
  • the cooling device 100 includes a storage for storing the goods, a cooling cycle (ie, cooling means) 110 for cooling the storage, an input unit 120 for receiving a setting command from a user, and the cooling device.
  • the storage room is provided with a storage space for storing the objects and a storage door for opening and closing the storage space, such as a general refrigerator and a freezer, so that the storage can be stored in and taken out of the storage.
  • the cooling cycle 110 is divided into a simple cooling type and a direct cooling type according to a method of cooling an object.
  • the intercooled cooling cycle includes a compressor for compressing a refrigerant, an evaporator for generating cold air for cooling the storage space or a storage object, a fan for forcibly flowing the cold air generated therein, an inlet duct for introducing cold air into the storage space, and a storage space. It consists of a discharge duct to guide the cold air passing through the evaporator.
  • the intercooled cooling cycle may include a condenser, a dryer, an expansion device, and the like.
  • the direct cooling cycle consists of a compressor for compressing the refrigerant and an evaporator installed in the case adjacent to the inner surface of the case forming the storage space to evaporate the refrigerant.
  • the direct cooling cooling cycle includes a condenser and an expansion valve.
  • the input unit 120 receives a temperature setting of a storage, an operation command of a supercooling device, a setting of a dispenser function, etc. from a user.
  • the input unit 120 may be a push button, a keyboard, a touch pad, or the like.
  • the operation command of the subcooling device may include, for example, a freezing command, a thin ice command, a subcool command, and the like.
  • the display unit 130 may basically display an operation performed by the cooling apparatus, for example, display of a temperature of a storage, display of a cooling temperature, and an operating state of a supercooling apparatus.
  • the display unit 130 may be implemented as a lcd display or a led display.
  • the main control unit 140 includes a power supply unit 142 to which commercial power (for example, 220V, 100V, 230V, etc.) is applied, and is used for the cooling device 100 and the supercooling device 200.
  • the device performs rectification, smoothing, and transformation into a power supply (for example, 5V, 12V, etc.).
  • the power supply unit 142 may be included in the main control unit 140 or may be provided as a separate element.
  • the power supply unit 142 is connected by the subcooling device 200 and the power line PL, and supplies necessary power to the subcooling device 200.
  • the main controller 140 controls the cooling cycle 110, the input unit 120, and the display unit 130 so that the cooling device 100 can perform a cooling operation, and the inside of the reservoir is at least at least the maximum ice crystal generation temperature. It is provided with a microcomputer 144 to maintain.
  • the main controller 140 has a storage unit (not shown) for storing necessary data.
  • the main control unit 140 (in particular, the microcomputer 144) may be connected to the subcooling device 200 through the communication line DL, and through the communication line DL, the main control unit 140 is connected to the subcooling device 200.
  • Data for example, the current operating state of the subcooling device 200, etc.
  • the communication line DL may be selectively provided.
  • the microcomputer 144 controls the temperature of the storage according to the temperature setting from the input unit 120 and generates at least the maximum ice crystal inside the storage so that the control such as the supercooling control of the subcooling apparatus 200 can be independently performed. Keep below ambient temperature.
  • the supercooling device 200 stores an object in an interior storage space similar to the case of FIG. 5, and includes an independent storage room that is mounted and cooled in a storage space, and stores heat inside the storage space.
  • the display unit 240 displaying the state of water or the operation of the supercooling device 200 and the heat source supply unit 210, which is a temperature control unit, are controlled based on the sensed temperature from the temperature sensing unit 220, and stored in the independent storage room.
  • the sub control unit 280 allows the water to be stored at least in a subcooled state.
  • the independent storage room is provided with a restriction that blocks the upper and lower portions of the container Cr to block or restrict the exchange of air and heat.
  • the supercooling device 200 is operated by receiving a power source from the main control unit 140, and the wiring for the power supply (wiring connected to the power line PL) is connected to all components requiring power, but such a technology Is merely a degree recognized by those skilled in the art to which the present invention pertains, and a description thereof is omitted.
  • the heat source supply unit 210 corresponds to a temperature control means for adjusting the temperature in the storage space to maintain a temperature corresponding to each of the supercooled state control, the ice ice control, and the freezing control.
  • the heat source supply unit 210 is a means for applying energy to the storage space.
  • the heat source supply unit 210 may generate heat energy, electric or magnetic energy, ultrasonic energy, optical energy, microwave energy, and the like and apply the energy to the storage space.
  • the heat source supply unit 210 may supply energy to thaw the enclosure when the enclosure is frozen.
  • the heat source supply unit 210 is configured of a plurality of heat source supply units, and is mounted on the upper or lower side or the side of the storage space to supply energy to the storage space.
  • the heat source supply unit 210 is formed in the upper space of the independent storage room above the storage space (for example, corresponding to the heating coil H1 of FIG. 5) and the storage space.
  • a lower heat source supply part 210b (for example, corresponding to the heating coil H2 of FIG. 5) formed inside the lower side of the independent storage room, which is the lower side of the inner side.
  • Each of the upper heat source supply unit 210a and the lower heat source supply unit 210b may be independently controlled by the sub controller 280 or may be integrally controlled.
  • the temperature sensing unit 220 detects the temperature of the storage space or the temperature of the storage, and is formed on the sidewall of the storage space to sense the temperature of the air in the storage space, adjacent to the storage or in contact with the storage, This corresponds to a sensor that can accurately sense the temperature of an object.
  • the temperature sensor 220 applies a change value of a current value, a voltage value, or a resistance value corresponding to the temperature to the sub controller 280.
  • the temperature sensor 220 may recognize that the temperature of the object or the storage space rapidly rises when the phase transition of the object is made, thereby allowing the sub controller 280 to recognize the release of the supercooled state of the object. .
  • the temperature sensing unit 220 includes an upper sensing unit 220a (for example, corresponding to the temperature sensor C1 of FIG. 5) formed inside the upper side of the independent storage room, which is the upper side of the storage space.
  • the lower sensing unit 220b (for example, corresponding to the temperature sensor C2 of FIG. 5) formed in the lower side of the independent storage room, which is the lower side of the space, may be formed.
  • the upper sensing unit 220a and the lower sensing unit 220b are mounted on or adjacent to a surface on which the upper heat source supply unit 210a and the lower heat source supply unit 210b are formed.
  • the sub controller 280 may control the heat source supply unit 210 according to the detected temperature from the temperature detector 220 to perform at least subcooling control.
  • the sub controller 280 controls the upper heat source supply unit 210a according to the sensing temperature from the upper sensing unit 220a and controls the lower heat source supply unit 210b according to the sensing temperature from the lower sensing unit 220b. You can also control each.
  • the input unit 230 may be an on / off switch function of the subcooling device and a means for allowing a user to select a command for the subcooling control.
  • a push button, a keyboard, a touch pad, and the like may be used.
  • the display unit 240 performs a display function of the on state / off state of the supercooling device and a function of displaying a control (for example, supercooling control) that is currently performed, and a LCD display, a led display, or the like may be used.
  • a control for example, supercooling control
  • the sub controller 280 controls the heat source supply unit 210 according to the detected temperature by the temperature sensor 220, so that the super cooling control is independently performed with respect to the main controller 140 and the cooling device 100. Can be done.
  • a storage unit for storing an algorithm for performing such control may be provided.
  • the supercooling control is such that the temperature of the object is, for example, -3 to -4 ° C so that the object is stored in a supercooled state.
  • a control is additionally performed to sense that the temperature of the packaged material rapidly rises at, for example, -4 ° C, while the packaged material maintains the supercooled state and freezes.
  • thawing is performed through the operation of the heat source supply unit 210, and after thawing is completed, control is performed to perform cooling again.
  • the sub controller 280 may block the supply of power applied to each element according to the on / off switch input of the subcooling device from the input unit 230 so that the operation thereof may not be performed.
  • the input unit 230 additionally has a function of acquiring a thawing command, and the sub-control unit 280 operates the heat source supply unit 210 in response to the thawing command from the input unit 230 so that energy can be thawed. (Especially thermal energy).
  • the fan driver 250 drives the fan element Fr formed in the lower space of the storage space in the independent storage room.
  • the temperature distribution of the lower space of the storage space becomes uniform, whereby the supercooled state of the storage material can be stably maintained.
  • the door detector 260 is a component that detects the opening and closing of the door that opens and closes the storage of the refrigerating device 100.
  • the door detector 260 may be a switch that is turned on / off by a door of a storage, similar to a door open / close detection means of a general refrigerator.
  • the sub control unit 280 may receive the opening and closing information of the door from the main control unit 140 through the data line DL, so that the sub control unit 280 may check whether the storage door is opened or closed.
  • FIG. 9 is an embodiment of a subcooling method of the subcooling apparatus of FIG. 8.
  • step S91 the cooling device 100 performs cooling on the reservoir, and the subcooling device 200 (in particular, the independent storage compartment) mounted in the reservoir is cooled by this cooling.
  • step S93 the sub controller 280 determines whether the detected temperature obtained from the temperature sensor 220 is lower than the temperature control start temperature Ts.
  • the sub controller 280 compares the lower sensing temperature Tl sensed by the lower sensing unit 220b with the temperature adjusting start temperature Ts.
  • a comparison of the lower sensing temperature T1 is based on the state (temperature) of the object because the lower sensing temperature Tl reflects the temperature of the object more directly since the object is stored intensively in the lower part of the container. To detect more accurately and quickly.
  • the temperature control start temperature (Ts) for example, at a temperature higher than the phase transition temperature, there is no fear that the supercooling of the package is released.
  • the temperature control start temperature Ts corresponds to a temperature at which temperature control is required to maintain the storage space and the object in the supercooled state.
  • this temperature control start temperature Ts is 0 degreeC which is phase transition temperature. If the lower sensed temperature Tl is lower than the temperature control start temperature Ts, the process proceeds to step S95, otherwise waits.
  • the first upper reference temperature is a temperature set by the sub controller 280 or higher by a constant temperature Ca than the upper control temperature Tuc set by the user through the input unit 230.
  • the constant temperature Ca is a positive temperature value.
  • upper control temperature Tuc is +4 degreeC
  • constant temperature Ca is 0.4 degreeC. Since the upper sensing temperature Tu does not coincide with the upper control temperature Tuc and has a margin by the constant temperature Ca, the supercooling state may not be released, so the constant temperature Ca is applied. If the upper sensing temperature Tu is higher than the first upper reference temperature, the process proceeds to step S97. Otherwise proceed to step S99.
  • step S97 the sub controller 280 turns off the upper heat source supply unit 210a because the temperature of the upper portion of the storage space or the upper portion of the container is higher than the first upper reference temperature.
  • the second upper reference temperature is a temperature set by the sub controller 280 or lower by the constant temperature Cb than the upper control temperature Tuc set by the user through the input unit 230.
  • the constant temperature Cb is a positive temperature value.
  • the upper control temperature Tuc is + 4 ° C. and the constant temperature Cb is 0.4 ° C.
  • the upper sensing temperature Tu does not coincide with the upper control temperature Tuc and has a margin by the constant temperature Cb. Even if the supercooled state is not released, this constant temperature Cb is applied.
  • the process proceeds to step S101. Otherwise, the flow advances to step S103 to maintain the operation (previously on control or off control) of the current upper heat source supply unit 210a.
  • step S101 the sub control unit 280 turns on the upper heat source supply unit 210a to supply heat to the upper portion of the storage space or to generate heat.
  • the sub-control unit 280 determines that the upper sensing temperature Tu is (the upper control temperature Tuc-constant temperature Cb), and the upper control temperature Tuc + constant temperature. (Ca)).
  • the first lower reference temperature is a temperature set by the sub controller 280 or higher than the lower control temperature Tlc set by the user through the input unit 230 by a constant temperature Cc.
  • the constant temperature Cc is a positive temperature value.
  • the lower control temperature Tuc is -8 ° C and the constant temperature Cc is 0.4 ° C. Since the lower sensing temperature Tl does not coincide with the lower control temperature Tlc and has a margin as much as the constant temperature Cc, the supercooling state may not be released, so this constant temperature Cc is applied. If the lower sensing temperature Tl is higher than the first lower reference temperature, the flow proceeds to step S105. Otherwise proceed to step S107.
  • step S105 the sub controller 280 controls the lower heat source supply unit 210b to be in an off state.
  • the second lower reference temperature is a temperature set by the sub controller 280 or lower by the constant temperature Cd than the lower control temperature Tlc set by the user through the input unit 230.
  • the constant temperature Cd is a positive temperature value.
  • the lower control temperature Tuc is -8 ° C and the constant temperature Cd is 0.4 ° C. Since the lower sensing temperature Tl does not coincide with the lower control temperature Tlc and has a margin by the constant temperature Cd, the constant cooling temperature Cd may not be released, so the constant temperature Cd is applied. If the lower sensing temperature Tl is lower than the second lower reference temperature, the flow proceeds to step S109. Otherwise, the flow advances to step S91 to maintain the operation (previous on control or off control) of the current lower heat source supply part 210b.
  • the sub controller 280 determines that the lower sensing temperature Tl is (lower control temperature Tlc-constant temperature Cd) and (lower control temperature Tlc + constant temperature). (Cc)).
  • steps S93 to S101 and the steps S103 to S109 may be performed in a reversed order, or may be independently performed at the same time. That is, the upper heat source supply unit 210a and the lower heat source supply unit 210b may be independently controlled by the sub controller 280.
  • steps S93 to S101, and S103 to S109 are not limited to each other in the order of their execution, they may be interchanged with each other and performed independently of each other. May be
  • FIG. 10 is another embodiment of a subcooling method of the subcooling apparatus of FIG. 8.
  • the sub controller 280 determines whether the storage door is currently closed. If it is in the closed state, the process proceeds to step 125; otherwise, the process proceeds to step S123.
  • step S123 the sub-control unit 280 is in a state where the storage door is open, so as to prevent noise of the fan element Fr transmitted to the outside or to minimize the influence on the storage space by external air (temperature). For this purpose, the drive of the fan element Fr is turned off.
  • the constant temperature Ce is a positive temperature value.
  • Constant temperature Ce is +0.4 degreeC, for example. If the lower sensing temperature T1 is higher than the first fan operation reference temperature, the process proceeds to step S127, otherwise, the process proceeds to step S129.
  • step S127 the sub controller 280 drives the fan element Fr to smoothly flow air and heat in the lower space.
  • step S129 the sub controller 280 determines whether any one of the upper heat source supply unit 210a or the lower heat source supply unit 210b is operating in the on state. If any one of the heat source supply unit 210 is in an on state, the process proceeds to step S127 to smoothly flow the supplied or generated heat in the lower space. If not, the flow advances to step S123 to control the fan element Fr to the off state.
  • the subcooling method of FIG. 9 and the subcooling method of FIG. 10 may be performed independently from each other, or may be simultaneously performed by the sub controller 280.
  • FIG. 11 is a detailed cross-sectional view of the subcooling apparatus of FIG. 5, and FIG. 12 is an exploded perspective view of the subcooling apparatus of FIG. 5.
  • the supercooling device (or the independent storage room) according to the present invention includes a casing 1100 and a door 1200 for opening and closing the casing 1100, which define an internal space in which a container is stored, and at subzero temperatures such as a freezer of a refrigerator. It is installed in a cooling device for storing food.
  • the casing 1100 divides an outer space, that is, a space in a cooling device in which a subcooling device is installed, and an inner space of the subcooling device, and includes outer casings 1110 and 1120 that form an exterior of the subcooling device.
  • the 1120 includes a front outer casing 1110 and a rear outer casing 1120.
  • the front outer casing 1110 constitutes the exterior of the front and bottom of the subcooling apparatus
  • the rear outer casing 1120 constitutes the exterior of the rear and top of the subcooling apparatus.
  • the casing 1100 allows a container for storing liquid to be stored with the top and the bottom positioned in different temperature zones, and more specifically, the bottom of the vessel is approximately the temperature range of the maximum ice crystal generation zone (about -1 ° C). ⁇ -7 ° C), and the top of the vessel is higher so that it can be located in the temperature range (about-1 ° C ⁇ 2 ° C) where ice crystals are not easily produced.
  • the casing 1100 has a lower space 1100L, which is a temperature range (about -1 ° C to -7 ° C) of the maximum ice crystal generation zone, and a temperature range (about -1 ° C to 2 ° C) where ice crystals are not easily formed.
  • the upper space 1100U and the lower space 1100L are divided by the partition 1140.
  • the casing 1100 defines, in the outer casing 1110, the cap casing 1150, which defines the upper space 1100U together with the inner casing 1130 and the partition 1140 that define the lower space 1100L together with the partition 1130. ).
  • 1170 is installed, and a lower heater 1164 for adjusting the temperature of the lower space 1100L is also installed.
  • An upper heater 1162 is installed around the cap casing 1150 to maintain the upper portion of the vessel located in the upper space 1100U in a temperature range (about -1 ° C to 2 ° C) in which ice crystals are not easily produced.
  • the partition wall so as to prevent heat exchange between the upper space 1100U and the lower space 1100L as much as possible due to the forced flow generated by the cooling fan 1170 between the upper space 1100U and the lower space 1100L having different temperatures.
  • An isolation membrane 1142 of an elastic material is installed at 1140.
  • the lower portion of the outer casing 1110, 1120 is provided with a heat insulating material 1112 for insulating the outer space and the lower space 1100L, the upper portion of the outer casing 1110, 1120, the outer space and the upper space (1100U).
  • a heat insulator 1122 is provided to insulate the heat.
  • a power switch 1182, a display unit 1842, and the like are installed between the front outer casing 1110 and the heat insulator 1122, and a controller (not shown) and the back outer casing 1120 and the heat insulator 1122 are provided.
  • the control unit installation unit 1186 is provided.
  • the door 1200 is installed at the front of the front outer casing 1110 to open and close the lower space 1100L.
  • the door 1200 is fixed to the door window 1220 of the transparent or translucent material, the door casing 1210 in the door casing 1100, and the door frame 1230 and the door frame 1230 to secure the door window 1220 together. It is mounted to the rear, and includes a gasket 1240 for sealing between the door 1200 and the front outer casing 1110.
  • the supercooling apparatus of the present invention may be provided in a refrigerator, and in particular, may be provided in a freezer compartment of the refrigerator and installed in a freezer door.
  • the depth is shallow, and the height and width may be formed to have a relatively large dimension compared to the depth, so as to occupy the storage space of the freezer as much as possible, it may be installed in the freezer compartment door.
  • FIG. 13 is a view showing a refrigerator equipped with a subcooling device according to the present invention.
  • the refrigerator 2000 is divided into a freezer compartment 2100 and a freezer compartment 2200, and the freezer compartment 2100 and the refrigerating compartment 2200 have doors, respectively.
  • the supercooling device 200 is installed to fix the casing 1100 to the freezer door.
  • Cold air in the freezer compartment 2100 is introduced into the slush manufacturing apparatus installed in the door and used to cool the container and the liquid stored in the container.
  • the sensor 1118 capable of detecting the opening of the freezer compartment door may be installed near the rotation axis of the freezer compartment door, or may be installed on the opposite side of the freezer compartment door.
  • the embodiment shown in FIG. 12 is an embodiment showing the position when the sensor 1118 is installed near the rotation axis
  • the embodiment shown in FIG. 13 is an example showing that the sensor 1118 is installed opposite the rotation axis of the door. to be.
  • the cooling fan 1170 and the heaters 1162 and 1164 are operated in the same manner as when the door is closed so that air at room temperature can be convection inside the slush manufacturing apparatus.
  • the advantage is that the position is easier for the user to press the sensor 1118 directly.
  • the position of the sensor 1118, the direction of opening the door 1200, and the like can be changed as desired.
  • the supercooling device may be detachably formed from the freezer door. That is, when a coupling device including a recess and an iron part capable of fixing the supercooling device, respectively, is provided in the outer casing 1100 and the freezing compartment door, the supercooling apparatus is attached to the freezing compartment door if necessary.
  • the space inside the freezer compartment door can be widely used by separating from the freezer compartment door.
  • a terminal capable of transmitting power may be provided between the freezer compartment door and the outer casing 1100.
  • the subcooling device may be installed in the freezing compartment door, and may be configured to draw out the liquid stored in the subcooling state from the outside without opening the freezing compartment door.
  • An opening is formed in the freezer compartment door, and the subcooling device is installed so that the position of the opening and the door 1200 of the subcooling device correspond to each other so as to open the door 1200 of the subcooling device through the opening.
  • a heat insulating material is also provided in the door 1200 of the subcooling device.
  • a door is formed in the opening formed in the freezer compartment door to open and close an opening with an insulator such as a freezer compartment door, the door for opening and closing the opening is opened, and then the door 1200 of the supercooling apparatus is opened. It may be configured to be able to take out or put in a container for storing the liquid of.
  • a switch mounting unit in which a switch for turning on / off the power of the supercooling apparatus is installed in the freezer door or the door for opening and closing the opening of the freezer compartment door; It is preferable that a display portion for displaying the state of the liquid stored in the subcooling device is formed.

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Abstract

본 발명은 과냉각 시스템에 관한 것으로서, 특히 수납물의 과냉각 상태의 유지를 위해, 감지 온도에 대응하여 수납물에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 과냉각 시스템에 관한 것이다. 본 발명인 과냉각 시스템은 수납물을 저장하는 저장고, 저장고를 냉각시키는 냉각수단과, 외부 상용전원을 인가받아, 저장고 내의 온도를 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지하도록 냉각 수단을 제어하는 메인 제어부를 구비하는 냉각 장치와, 내부에 과냉각될 액체를 저장하는 수납용기을 수납하는 수납공간을 구비하고, 저장고 내에 장착되어 냉각되는 독립보관실과, 독립보관실의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 독립보관실에 장착되어 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 최대빙결정 생성대 온도보다 높고, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도보다 높게 내부의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 온도 감지부로부터의 감지 온도를 기준으로 하되, 수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 이상인 경우, 온도 조절수단을 오프 상태로 유지하고, 수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 조절 수단의 온 및 오프 제어를 수행하여, 액체가 과냉각 상태로 보관되도록 하는 서브 제어부를 구비하는 과냉각 장치로 이루어진다.

Description

과냉각 시스템
본 발명은 과냉각 시스템에 관한 것으로서, 특히 수납물의 과냉각 상태의 유지를 위해, 감지 온도에 대응하여 수납물에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 과냉각 시스템 및 방법에 관한 것이다.
과냉각이란, 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 의미한다. 물질에는 각각 그때의 온도에 따른 안정상태가 있어서, 온도를 서서히 변화시켜 가면 이에 따라 그 물질의 구성원자가 각 온도에서 안정상태를 유지하면서 온도의 변화를 따라갈 수가 있다. 그러나 온도가 갑자기 변하면 구성원자가 각 온도에 따른 안정상태로 변화할 만한 여유가 없기 때문에, 출발점 온도에서의 안정상태를 그대로 지니거나, 또는 일부분이 종점 온도에서의 상태로 변화하다가 마는 현상이 일어난다.
예를 들어, 물을 서서히 냉각하면, 0℃ 이하의 온도가 되어도 일시적으로 응고하지 않는다. 그러나, 물체가 과냉각상태로 되면 일종의 준안정 상태가 되어, 사소한 자극에 의해서도 그 불안정한 평형상태가 깨져서 보다 안정된 상태로 옮아가기 쉽다. 즉, 과냉각된 액체에 그 물질의 작은 조각을 투입하거나, 액체를 갑자기 흔들면 즉시 응고하기 시작하여 액체의 온도가 응고점까지 올라가고, 그 온도에서 안정된 평형상태를 유지하게 된다.
종래에 정전장 분위기를 냉장고 내에 만들고, 이 냉장고 내에서 육류, 어류의 해동을 마이너스 온도에서 하는 것이 행해지고 있다. 또, 육류, 어류에 더하여 과일류의 선도를 유지하는 것이 행해지고 있다.
이러한 기술은 과냉각(supercooling) 현상을 이용한 것으로, 이 과냉각 현상은 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 지칭한다.
이러한 기술로서는, 국내공개특허공보 특2000-0011081호인 정전장 처리 방법, 정전장 처리장치 및 이들에 사용되는 전극이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면으로서, 보냉고(1)는 단열재(2), 외벽(5)에 의해 구성되고, 고내 온도조절기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 고내에 설치된 금속선반(7)은 2단 구조이고, 각 단에 야채류, 육류, 어개류의 해동 또는 선도 유지 및 숙성 대상물이 탑재된다. 금속선반(7)은 절연체(9)에 의해 고의 바닥면으로부터 절연되어 있다. 그리고, 고전압 발생장치(3)는 직류 및 교류전압을 0∼5000V까지 발생시킬 수 있어, 단열재(2) 내측은 염화 비닐 등의 절연판(2a)으로 피복되어 있다. 상기 고전압 발생장치(3)의 전압을 출력하는 고압 케이블(4)은 외벽(5), 단열재(2)를 관통하여 금속선반(7)에 접속되어 있다.
보냉고(1)의 앞면에 설치된 도어(6)를 열면, 도시하지 않은 안전스위치(13)(도 2 참조)가 오프되어, 고전압 발생장치(3)의 출력이 차단되도록 되어 있다.
도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도이다. 전압조정트랜스(15)의 1차측에는 AC 100V가 공급된다. 부호 (11)은 전원램프, 부호 (19)는 작동상태를 나타낸 램프이다. 전술한 도어(6)가 닫혀 있고 안전스위치(13)가 온상태에서는 릴레이(14)가 작동하고 있으며, 이 상태가 릴레이동작램프(12)에 의해 표시되고 있다, 릴레이의 동작에 의해 릴레이 접점(14a,14b,14c)이 닫히고, AC 100V 전원이 전압조정트랜스(15)의 1차측에 인가된다.
인가전압은 전압조정트랜스(15)의 2차측의 조정노브(15a)에 의해 조정되고, 조정된 전압치는 전압계에 표시된다. 조정노브(15a)는 전압조정트랜스(15)의 2차측 승압트랜스(17)의 1차측에 접속되고, 이 승압트랜스(17)에서는, 예를 들면 1 : 50의 비율로 승압되어, 예를 들면 60V의 전압이 가해지면 3000V로 승압된다.
승압트랜스(17)의 2차측 출력의 일단(O1)은 고압 케이블(4)을 통해 보냉고로부터 절연되어 있는 금속선반(7)에 접속되고, 출력의 타단(O2)는 어스된다. 또, 외벽(5)은 어스되므로, 보냉고(1)의 사용자가 보냉고의 외벽에 접촉해도 감전되는 것이 아니다. 또, 금속선반(7)은 도 1에서는 고내에서 노출되어 있으면,금속선반(7)은 고내에서 절연상태로 유지될 필요가 있으므로, 고내 벽으로부터 이간시킬 필요가 있다(공기가 절연작용을 함). 또, 금속선반(7)으로부터 대상물(8)이 돌출하여 고내 벽에 접하면 전류가 고벽을 통해 그라운드로 흐르므로, 상기 절연판(2a)을 내벽에 붙이면 인가되는 전압의 드롭이 방지된다. 그리고, 상기 금속선반(7)을 고내에서 노출시키지 않고 염화 비닐재 등으로 피복해도 고내 전체가 전장 분위기로 된다.
이러한 종래 기술의 경우, 냉각 수납되는 수납물에 전기장 또는 자기장을 인가하여, 수납물이 과냉각 상태에 진입하도록 하기 때문에, 수납물의 과냉각 상태에서의 보관을 위해, 전기장 또는 자기장을 생성하기 위한 복잡한 장치가 구비되어야 하며, 이러한 전기장 또는 자기장의 생성을 위한 높은 전력소비가 요구된다. 또한, 이러한, 전기장 또는 자기장을 생성하는 장치는 고전력으로 인하여, 전기장 또는 자기장의 생성시, 차단시에 사용자의 안전을 위한 장치(예를 들면, 전기장 또는 자기장 차폐구조, 차단 장치 등)가 추가적으로 구비되어야 한다.
본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서, 빙결핵의 생성을 보다 신뢰성 높게 방지하는 과냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 빙결핵의 생성 방지와, 수납물의 과냉각 온도의 조절이 용이하도록 하는 과냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 냉각만이 이루어지는 공간 내에서도, 전원의 공급만으로 수납물을 과냉각 상태로 유지할 수 있는 과냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수납공간의 상부와 하부 간의 열 교환을 차단하여, 원하는 과냉각 상태를 유지시키는 과냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수납공간의 상부 및 하부의 온도에 따라, 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 과냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수납공간 내의 공기를 강제 대류시키는 과냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 팬 동작을 저장고 도어의 개폐 및 열원 공급부의 동작 여부에 따라 능동적으로 조절하는 과냉각 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 과냉각 시스템은 수납물을 저장하는 저장고, 저장고를 냉각시키는 냉각수단과, 외부 상용전원을 인가받아, 저장고 내의 온도를 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지하도록 냉각 수단을 제어하는 메인 제어부를 구비하는 냉각 장치와, 내부에 과냉각될 액체를 저장하는 수납용기을 수납하는 수납공간을 구비하고, 저장고 내에 장착되어 냉각되는 독립보관실과, 독립보관실의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 독립보관실에 장착되어 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 최대빙결정 생성대 온도보다 높고, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도보다 높게 내부의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 온도 감지부로부터의 감지 온도를 기준으로 하되, 수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 이상인 경우, 온도 조절수단을 오프 상태로 유지하고, 수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 조절 수단의 온 및 오프 제어를 수행하여, 액체가 과냉각 상태로 보관되도록 하는 서브 제어부를 구비하는 과냉각 장치로 이루어진다.
또한, 수납공간의 상부와 하부 간의 공기 및 열의 교환을 제한하는 제한막이 형성되고, 수납용기의 적어도 일부는 제한막을 관통하여 수납용기가 수납공간의 상부 및 하부에 위치된다.
또한, 온도 조절수단은 독립냉각실의 내부에 열을 공급하거나, 열이 발생되도록 하는 열원 공급부를 포함한다.
또한, 열원 공급부는 수납공간의 상부에 설치되는 상부 열원 공급부와, 수납공간의 하부에 설치되는 하부 열원 공급부로 이루어진다.
또한, 온도 감지부는 수납공간의 상부 또는 하부 중의 적어도 하나 이상에 설치된다.
또한, 제어부는 열원 공급부를 제어하되, 수납공간의 동일 공간에 설치된 온도 센서의 온도를 기준으로 하여 독립적으로 제어한다.
또한, 제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도와, 기설정된 온도조절 시작온도를 비교하여, 온도 조절 수단을 제어한다..
또한, 제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도와 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도를 각각 비교하여, 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도보다 각각 작은 경우에, 상부 열원공급부와, 하부 열원 공급부를 각각 온 제어한다.
또한, 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도 각각은 상부 제어온도와 하부 제어온도보다 일정값만큼 작다.
또한, 제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도와, 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도를 각각 비교하여, 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도보다 각각 큰 경우에, 상부 열원공급부와, 하부 열원 공급부를 각각 오프 제어한다.
또한, 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도 각각은 상부 제어온도와 하부 제어온도보다 일정값만큼 크다.
또한, 제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만이고, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제1상부 기준온도와 제2상부 기준온도 사이에, 제1하부 기준온도와 제2하부 기준온도 사이에 각각 해당될 경우, 이전의 온 상태 또는 오프 상태를 유지한다.
또한, 과냉각 장치는 수납공간의 하부 공기를 강제 대류시키는 팬 소자를 구비한다.
또한, 냉각 장치는 저장고를 개폐하는 저장고 도어를 구비하고, 제어부는 저장고 도어가 개방된 경우, 팬 소자를 오프 상태로 유지하고, 저장고 도어가 폐쇄된 경우, 팬소자를 온 제어 또는 오프 제어한다.
또한, 제어부는 하부 감지온도가 팬동작 기준온도보다 높은 경우, 팬 소자를 온 제어한다.
또한, 제어부는 하부 감지온도가 팬동작 기준온도이하이나, 상부 열원 공급부 및 하부 열원 공급부 중의 적어도 하나 이상의 온 제어인 경우, 팬 소자를 온 제어한다.
또한, 본 발명인 과냉각 방법은 수납물을 저장하는 저장고를 최대빙결정 생성대 온도 이하로 냉각시키는 냉각 장치와, 저장고에 설치되어 액체를 저장하는 수납용기를 수납하는 수납공간을 구비하여, 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 최대빙결정 생성대 온도보다 높고, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도보다 높게 유지하는 과냉각 장치로 구성된 과냉각 시스템에서의 과냉각 방법에 있어서, 과냉각 방법은: 냉각 장치에 의해 저장고에 대한 냉각을 수행하는 냉각 단계와, 과냉각 장치에 의해 수납공간 또는 수납용기의 상부에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 상부 열원 공급 단계와, 수납공간 또는 수납용기의 하부에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 하부 열원 공급 단계를 선택적으로 또는 동시에 수행하는 열원 공급 단계를 포함하고, 냉각 단계와, 열원 공급 단계는 그 수행 순서에 제한되지 않는다.
본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서, 빙결핵의 생성을 보다 신뢰성 높게 방지하여, 수납물을 과냉각 상태로 장기적으로, 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 빙결핵의 생성 방지와, 수납물의 과냉각 온도의 조절이 용이하도록 하여, 수납물의 과냉각 상태 온도를 원하는 영역에 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 냉각만이 이루어지는 공간 내에서도, 전원의 공급만으로 수납물을 과냉각 상태로 유지하여, 단순한 구조와, 수납물에 대한 독립적인 과냉각 제어가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수납공간의 상부와 하부 간의 열 교환을 차단하여, 원하는 과냉각 상태를 유지시켜, 보다 안정적이고 신뢰성 높은 보관이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수납공간의 상부 및 하부의 온도에 따라, 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하여, 수납물의 과냉각 상태를 보다 신뢰성 높게 유지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수납공간 내의 공기를 강제 대류시켜, 수납공간의 온도 분포를 균일하게 유지하여, 수납물의 과냉각 상태를 안정적으로 유지시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 팬 동작을 저장고 도어의 개폐 및 열원 공급부의 동작 여부에 따라 능동적으로 조절하여, 그에 따라 수납물이 과냉각 상태로 유지되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도이다.
도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 개략 구성도이다.
도 6은 도 5의 과냉각 장치에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 과냉각 장치가 적용된 과냉각 시스템의 구성도이다.
도 8은 도 7의 과냉각 장치의 구성도이다.
도 9는 도 8의 과냉각 장치의 과냉각 방법의 실시예이다.
도 10은 도 8의 과냉각 장치의 과냉각 방법의 다른 실시예이다.
도 11은 도 5의 과냉각 장치의 상세 단면도이다.
도 12는 도 5의 과냉각 장치의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 과냉각 장치가 구비된 냉장고의 사시도이다.
이하에서, 본 발명은 그 실시예들과, 도면을 통하여 상세하게 기재된다.
도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 공간이 형성된 저장고(S) 내에 액체(L)(또는 수납물)를 수용하는 용기(C)가 냉각된다.
냉각 공간의 냉각 온도가 예를 들면, 상온에서부터 0도(물의 상전이 온도) 또는 액체(L)의 상전이 온도 이하로 냉각된다고 가정한다. 이러한 냉각이 진행될 때, 예를 들면, 물의 경우 -1 ~ -7℃ 정도에서 얼음 결정이 최대로 생성되는 물의 최대 빙결정 생성대의 온도(-1 ~ -7℃) 이하에서 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 이하에서의 냉각 온도에서도 물 또는 액체(L)(또는 수납물)의 과냉각 상태를 유지시키려 한다.
이러한 냉각 중에 액체(L)로부터 증발이 이루어져서, 수증기(W1)가 용기(C) 내의 기체(또는 공간)(Lg) 내로 유입된다. 용기(C)가 폐쇄된 경우, 증발된 수증기(W1)로 인하여, 기체(Cg)는 과포화 상태가 될 수 있다.
냉각 온도가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하거나 통과하면서 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1) 또는 용기의 내측벽에 빙결핵(F2)으로 형성된다. 또는, 액체(L)의 표면(Ls)과, 용기(C)의 내측벽(냉각 공간의 냉각 온도에 거의 일치함)이 접하는 부분에서 응축이 일어나고 이러한 응축된 액체(L)가 얼음 결정인 빙결핵(F3)으로 형성될 수 있다.
예를 들면, 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1)이 하강하여 액체(L)의 표면(Ls)을 통하여 액체(L)에 침투하게 되면, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기되어, 액체(L)의 과냉각이 해제된다.
또는, 빙결핵(F3)이 액체(L)의 표면(Ls)과 접하게 됨으로써, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기된다.
상술된 바와 같이, 빙결핵(F1 내지 F3)이 생성되는 과정을 살펴보면, 액체(L)가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 보관될 때, 액체(L)로부터 증발되어, 액체(L)의 표면(Ls) 상에 있는 수증기의 결빙과, 액체(L)의 표면(Ls) 부근의 용기(C)의 내측벽에서의 결빙으로 인하여, 액체(L)의 과냉각 상태의 해제가 야기된다.
도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 기체(Lg) 내의 수증기(W1)의 결빙을 방지하여, 즉, 지속적으로 수증기(W1) 상태가 유지되도록, 적어도 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상에 에너지를 인가하여, 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls)상의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다. 또한, 액체(L)의 표면(Ls)이 용기(C)의 내측벽에 접촉하더라도 결빙이 되지 않도록, 액체(L)의 표면(Ls)의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다.
이에 따라, 용기(C) 내의 액체(L)가 상전이 온도 이하에서, 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다.
또한, 저장고(S) 내의 냉각 온도가 예를 들면, -20℃와 같이, 상당히 저온일 경우, 용기(C)의 상부에만 에너지를 인가하는 것만으로는, 수납물인 액체(L)가 과냉각 상태를 유지할 수 없을 수도 있기에, 용기(C)의 하부에도 어느 정도의 에너지를 공급할 필요가 있다. 용기(C)의 상부에 인가되는 에너지가 용기(C)의 하부에 인가되는 에너지에 비하여 상대적으로 크게 하여, 용기(C)의 상부 온도를 상전이 온도 또는 최대빙결정 생성대의 온도보다 높게 유지할 수 있다. 또한, 이러한 용기(C)의 하부에 인가되는 에너지와, 용기(C)의 상부에 인가되는 에너지에 의해 액체(L)의 과냉각 상태에서의 온도를 조절할 수 있게 된다.
상술된 도 3 및 4의 경우, 액체(L)의 경우를 예시적으로 설명하였으나, 액체를 포함하는 수납물의 경우에도 수납물 내의 액체를 지속적으로 과냉각시킴으로써 수납물의 신선한 장기 보관이 가능하게 되므로, 위의 과정을 적용하여 수납물이 상전이 온도 이하에서 과냉각 상태로 유지될 수 있다. 여기에서의 수납물은 액체 뿐만 아니라, 육류, 야채, 과일, 기타 식품 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 적용되는 에너지는 열 에너지, 전기 또는 자기 에너지, 초음파 에너지, 광 에너지 등의 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 개략 구성도이다.
도 5의 과냉각 장치는 냉각이 이루어지는 저장고(S) 내에 장착되며, 내부에 수납 공간을 지닌 케이스(Sr)와, 케이스(Sr)의 상면 내측에 장착되어 열을 발생하는 발열 코일(H1)과, 수납 공간의 상부의 온도를 감지하는 온도센서(C1)과, 케이스(Sr)의 하면 내측에 장착되어 열을 발생하는 발열 코일(H2)과, 수납 공간의 하부 또는 수납물(P)의 온도를 감지하는 온도센서(C2)를 구비한다.
과냉각 장치는 저장고(S) 내에 설치되어, 냉각이 이루어지게 됨에 따라, 온도센서(C1)과, (C2)로부터의 온도를 감지하여, 발열 코일(H1), (H2)이 온 동작을 수행하도록 하여, 열을 수납 공간의 상부 및 하부에서 수납공간으로 공급하게 된다. 이러한 열의 공급량을 조절하여, 수납 공간의 상부(또는 수납물(P)의 상의 공기)를 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 상전이 온도보다 높게 제어한다.
특히, 수납공간의 상부와 하부를 구획하여, 상부와 하부 간의 열 교환이 차단되도록 하는 제한막(Br)이 케이스(Sr) 내부에 형성된다. 이 제한막(Br)은 액체(P)를 수용하는 용기(Cr)의 상단부가 수납공간의 상부에 위치되도록 하는 개구(Hr)를 구비한다. 이러한 제한막(Br)의 개구(Hr)의 가장 자리는 탄성재질로 형성되어, 수납공간의 상부와 하부 간의 공기의 흐름, 특히 열의 흐름이 최소화되도록 차단한다. 용기(Cr)의 상부는 이러한 제한막(Br)을 관통하여, 수납공간의 상부 공간에 위치하고, 용기(Cr)의 하부는 수납공간의 하부에 위치되도록 하여, 제한막(Br)에 의해 수납공간의 상부와 하부 또는 용기(Cr) 내의 상부와 하부를 원하는 온도로 유지하기 용이하다.
또한, 케이스(Sr)의 하부 수납공간에는 하부 공기 및 열의 강제 대류를 위해, 팬소자(Fr)가 구비되어, 발열 코일(H2)에 의해 공급되는 열이 하부의 수납 공간 및 수납물(P)에 균일하게 전달될 수 있도록 한다.
도 5의 발열 코일(H1), (H2)의 위치는 수납물(P) 및 수납 공간에 열(또는 에너지)를 공급하기 적절한 위치로 결정될 수 있으며, 케이스(Sr)의 측면 내부에도 삽입 형성될 수 있다.
도 6은 도 5의 과냉각 장치에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다. 도 6의 그래프는 액체(L)가 물인 경우에, 도 4 및 도 5에 따른 원리가 적용된 상태에서 측정된 온도 그래프들이다.
도 6에 도시되 바와 같이, I선은 냉각 공간의 냉각온도 곡선이고, II선은 용기(C) 또는 케이스(Sr) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)(공기)의 온도 곡선(또는 용기(C)의 상부 온도, 케이스(Sr)의 상부 온도)이고, III선은 용기(C) 또는 케이스(Sr) 하부의 온도, 용기(Fr)의 온도로, 용기(C) 또는 케이스(Sr) 또는 용기(Fr) 외면의 온도는 용기(C) 또는 케이스(Sr) 또는 용기(Fr) 내부의 물 또는 액체의 온도와 실질적으로 동일하다.
도시된 바와 같이, 냉각온도가 약 -19~ -20℃로 유지되는 경우(I선 참조), 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 약 4-6℃로 유지하면, 용기(C) 내의 물의 온도가 물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하인 약 -11℃를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다. 이때, 발열 코일(H1), (H2)에 의한 열 공급이 이루어진다.
또한, 도 6에서, 냉각이 진행됨에 따라, 물의 온도가 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하기 이전에, 더욱 바람직하게는, 상전이 온도에 도달하기 이전에, 물 표면 또는 표면 상의 기체(Lg) 상으로의 에너지 인가를 시작하여, 물이 보다 안정적으로 과냉각 상태로 진입하여 유지되도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 과냉각 장치가 적용된 과냉각 시스템의 구성도이고, 도 8은 도 7의 과냉각 장치의 구성도이다.
과냉각 시스템은 냉각 장치(100)와, 냉각 장치(100) 내에 장착 되어, 냉각 장치(100)에 의해 냉각되는 과냉각 장치(200)로 이루어진다.
냉각 장치(100)는 수납물을 저장하는 저장고를 구비하며, 저장고를 냉각시키는 냉각 사이클(즉, 냉각 수단)(110)과, 사용자로부터의 설정 명령 등을 입력받는 입력부(120)와, 냉각 장치의 온도 상태 등을 표시하는 표시부(130)와, 외부 상용전원(또는 기타 전원)을 인가받아, 저장고 내의 온도를 적어도 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지하도록 냉각 사이클(110)을 제어하는 메인 제어부(140)를 구비한다. 여기서, 저장고는 일반적인 냉장고, 냉동고와 같이, 수납물을 저장하는 저장 공간과, 저장 공간을 개폐하는 저장고 도어를 구비하여, 저장고 내로의 수납물의 수납과, 인출이 가능하다.
냉각 사이클(110)은 수납물을 냉각시키는 방법에 따라 간냉식과 직냉식으로 구분된다.
간냉식 냉각 사이클은 냉매를 압축하는 압축기와, 수납공간 또는 수납물을 냉각시키는 냉기를 발생하는 증발기와, 이렇게 발생된 냉기를 강제 유동시키는 팬과, 수납공간으로 냉기를 유입시키는 유입덕트와, 수납공간을 통과한 냉기를 증발기로 유도하는 토출덕트로 이루어진다. 이외에도, 간냉식 냉각 사이클은 응축기, 건조기, 팽창장치 등을 구비할 수 있다.
직냉식 냉각 사이클은 냉매를 압축하는 압축기와, 수납공간을 형성하는 케이스 내면에 인접하여 케이스 내에 설치되어 냉매를 증발시키는 증발기로 이루어진다. 다만, 직냉식 냉각 사이클은 응축기와 팽창밸브 등을 포함하여 구성된다.
입력부(120)는 사용자로부터의 저장고의 온도 설정, 과냉각 장치의 동작 명령, 디스펜서 기능의 설정 등을 입력받는 것으로, 예를 들면, 푸시버튼, 키보드, 터치패드 등이 가능할 것이다. 과냉각 장치의 동작 명령은 예를 들면, 냉동 명령, 살얼음 명령, 과냉각 명령 등으로 이루어질 수 있다.
표시부(130)는 기본적으로 냉각 장치가 수행하는 동작, 예를 들면, 저장고의 온도의 표시, 냉각 온도의 표시 및 과냉각 장치의 동작 상태 등을 표시할 수 있다. 이러한 표시부(130)는 lcd 디스플레이 또는 led 디스플레이 등으로 구현될 수 있다.
메인 제어부(140)는 본 실시예에서, 상용전원(예를 들면, 220V, 100V, 230V 등)을 인가받는 전원부(142)를 구비하여, 냉각 장치(100) 및 과냉각 장치(200)에 필요한 사용전원(예를 들면, 5V, 12V 등)으로의 정류 및 평활, 변압 등을 수행하는 소자이다. 이 전원부(142)는 메인 제어부(140)에 포함되어 구비될 수도 있고, 별도의 소자로 구비될 수도 있다. 이 전원부(142)는 과냉각 장치(200)와 전력선(PL)에 의해 연결되어, 필요한 사용전원을 과냉각 장치(200)에 공급한다.
메인 제어부(140)는 냉각 장치(100)가 냉각 동작을 수행할 수 있도록 냉각 사이클(110)과 입력부(120) 및 표시부(130)를 제어하며, 저장고 내부가 적어도 적어도 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지하도록 하는 마이컴(144)을 구비한다. 이 메인 제어부(140)는 필요한 데이터를 저장하는 저장부(미도시)를 구비한다.
메인 제어부(140)(특히, 마이컴(144))은 과냉각 장치(200)와 통신선(DL)을 통하여 연결될 수도 있으며, 이러한 통신선(DL)을 통하여, 메인 제어부(140)가 과냉각 장치(200)로부터 데이터(예를 들면, 과냉각 장치(200)의 현재 동작 상태 등)를 수신하여, 저장하거나 표시부(130)에 표시할 수 있다. 이러한 통신선(DL)은 선택적으로 구비될 수 있다.
마이컴(144)은 입력부(120)로부터의 온도 설정에 따라, 저장고의 온도를 제어하며, 과냉각 장치(200)의 과냉각 제어 등의 제어가 독립적으로 수행될 수 있도록, 저장고 내부가 적어도 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지되도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 과냉각 장치(200)는 도 5의 케이스와 유사하게 내부의 수납 공간에 수납물을 수납하고, 저장고 내에 장착되어 냉각되는 독립보관실을 구비하고, 수납공간 내부에 열을 공급하거나, 열이 발생되도록 하는 열원 공급부(210)와, 수납공간 내부 또는 수납물의 온도를 감지하는 온도 감지부(220)와, 사용자로부터의 명령을 입력받는 입력부(230)와, 수납공간 또는 수납물의 상태 또는 과냉각 장치(200)의 동작을 표시하는 표시부(240)와, 온도 감지부(220)로부터의 감지 온도를 기준으로 하여 온도 조절수단인 열원 공급부(210)를 제어하여, 독립보관실 내의 수납물을 적어도 과냉각 상태로 보관되도록 하는 서브 제어부(280)로 이루어진다.
독립보관실은 도 5과 같이, 용기(Cr)의 상부와 하부를 차단하여, 공기 및 열의 교환을 차단하거나 제한하는 제한부를 구비한다.
이 과냉각 장치(200)는 메인 제어부(140)로부터 사용전원을 인가받아 동작하며, 이러한 전원 공급을 위한 배선(전력선(PL)에 연결되는 배선)은 전원이 필요한 모든 구성요소에 연결되나, 이러한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 사람에게는 당연히 인식되는 정도에 불과하여, 그 설명이 생략된다.
열원 공급부(210)는 수납공간 내의 온도를 조절하여, 과냉각 상태의 제어, 살얼음 제어, 냉동 제어의 각각에 대응하는 온도가 유지되도록 하는 온도 조절수단에 해당된다. 이 열원 공급부(210)는 수납공간에 에너지를 인가하는 수단으로, 열 에너지, 전기 또는 자기 에너지, 초음파 에너지, 광 에너지, 마이크로파 에너지 등을 생성하여 수납공간에 인가할 수 있다. 또한, 열원 공급부(210)는 수납물이 동결된 경우, 수납물을 해동하기 위해 에너지를 공급할 수도 있다.
열원 공급부(210)는 복수개의 열원 공급부로 구성되어, 수납 공간의 상부 또는 하부, 또는 측면 등에 장착되어, 수납 공간에 에너지를 공급한다. 본 실시예에서는, 열원 공급부(210)가 수납 공간의 상측인 독립보관실의 상부 공간에 형성된 상부 열원 공급부(210a)(예를 들면, 도 5의 발열 코일(H1)에 대응됨)와, 수납 공간의 하측인 독립보관실의 하측 내부에 형성된 하부 열원 공급부(210b)(예를 들면, 도 5의 발열 코일(H2)에 대응됨)로 이루어진다. 각 상부 열원 공급부(210a)와, 하부 열원 공급부(210b)는 서브 제어부(280)에 의해 독립적으로 제어되거나, 통합적으로 제어될 수 있다.
또한, 온도 감지부(220)는 수납 공간의 온도 또는 수납물의 온도를 감지하는 것으로, 수납 공간의 측벽에 형성되어, 수납공간 내의 공기의 온도를 감지하거나, 수납물에 인접하거나 수납물에 접하여, 수납물의 온도를 정확하게 감지할 수도 있는 센서에 해당된다. 이러한 온도 감지부(220)는 온도에 대응하는 전류값, 전압값 또는 저항값의 변화값 등을 서브 제어부(280)에 인가한다. 온도 감지부(220)는 수납물 또는 수납공간의 온도가 수납물의 상전이가 이루어질 때, 급격하게 상승하는 점을 인식할 수 있어, 수납물의 과냉각 상태의 해제를 서브 제어부(280)로 하여금 인식하도록 한다.
본 실시예에서, 온도 감지부(220)는 수납 공간의 상측인 독립보관실의 상측 내부에 형성된 상부 감지부(220a)(예를 들면, 도 5의 온도 센서(C1)에 대응됨)와, 수납 공간의 하측인 독립보관실의 하측 내부에 형성된 하부 감지부(220b)(예를 들면, 도 5의 온도 센서(C2)에 대응됨)로 이루어질 수 있다. 상부 감지부(220a) 및 하부 감지부(220b)는 상부 열원 공급부(210a) 및 하부 열원 공급부(210b)가 형성된 면에 또는 면에 인접하여 장착된다.
서브 제어부(280)는 온도 감지부(220)로부터의 감지 온도에 따라 열원 공급부(210)를 제어하여, 적어도 과냉각 제어를 수행할 수 있다. 특히, 서브 제어부(280)는 상부 감지부(220a)로부터의 감지 온도에 따라, 상부 열원 공급부(210a)를 제어하고, 하부 감지부(220b)로부터의 감지 온도에 따라 하부 열원 공급부(210b)를 각각 제어할 수도 있다.
입력부(230)는 과냉각 장치의 온/오프 스위치 기능과, 사용자가 과냉각 제어에 대한 명령을 선택할 수 있도록 하는 수단으로, 예를 들면, 푸시버튼, 키보드, 터치패드 등이 가능할 것이다.
표시부(240)는 과냉각 장치의 온 상태/오프 상태의 표시 기능과, 현재 수행하는 제어(예를 들면, 과냉각 제어)를 표시하는 기능을 수행하는 것으로 lcd 디스플레이, led 디스플레이 등이 사용될 수 있다.
서브 제어부(280)는 상술된 바와 같이, 온도 감지부(220)에 의한 감지 온도에 따라 열원 공급부(210)을 제어하여, 과냉각 제어를 메인 제어부(140) 및 냉각 장치(100)에 대하여 독립적으로 수행할 수 있다. 이러한 독립적인 제어를 위해, 이러한 제어를 수행하기 위한 알고리즘 등을 저장하는 저장부를 구비할 수 있다.
과냉각 제어는 수납물의 온도가 예를 들면, -3~-4℃로, 수납물이 과냉각 상태로 보관되도록 하는 것이다. 이러한 과냉각 제어시에는 수납물이 과냉각 상태를 유지하다가 결빙되는 것을 수납물의 온도가 예를 들면, -4℃에서 급격히 상승하게 되는 현상으로 감지하는 제어를 추가적으로 수행한다. 아울러, 이러한 과냉각 상태의 해제시에, 열원 공급부(210)의 동작을 통하여 해동을 수행하고, 해동이 완료된 이후에, 다시 냉각이 이루어지도록 하는 제어를 수행한다.
서브 제어부(280)은 입력부(230)로부터의 과냉각 장치의 온/오프 스위치 입력에 따라, 각 소자들에 인가되는 전원의 공급이 차단되도록 하여 그 동작이 수행되지 않도록 할 수 있다.
입력부(230)는 추가적으로 해동 명령을 획득하는 기능을 구비하여, 서브 제어부(280)는 입력부(230)로부터의 해동 명령에 대응하여, 열원 공급부(210)를 동작시켜 수납물이 해동될 수 있도록 에너지(특히, 열 에너지)를 가하게 한다.
팬 구동부(250)는 독립보관실 내의 수납공간의 하부 공간에 형성된 팬소자(Fr)를 구동시키는 소자이다. 이러한 팬소자(Fr)의 구동에 의해, 수납공간의 하부 공간의 온도 분포가 균일하게 됨으로써, 수납물의 과냉각 상태가 안정적이면서, 신속하게 유지될 수 있다.
도어 감지부(260)는 냉장 장치(100)의 저장고를 개폐하는 도어의 개방 및 폐쇄를 감지하는 구성요소이다. 도어 감지부(260)는 일반 냉장고의 도어 개폐 감지 수단과 유사하게, 저장고의 도어에 의해 온/오프되는 스위치일 수도 있다. 또는, 서브 제어부(280)가 메인 제어부(140)로부터 데이터선(DL)을 통하여, 도어의 개방 및 폐쇄 정보를 수신함으로써, 서브 제어부(280)가 저장고 도어의 개방 및 폐쇄 여부를 확인할 수도 있다.
도 9는 도 8의 과냉각 장치의 과냉각 방법의 실시예이다.
단계(S91)에서, 냉각 장치(100)는 저장고에 대한 냉각을 수행하고, 저장고 내에 장착된 과냉각 장치(200)(특히, 독립보관실)는 이러한 냉각에 의해 냉각된다.
단계(S93)에서, 서브 제어부(280)는 온도 감지부(220)로부터 획득되는 감지 온도가 온도 조절 시작 온도(Ts)보다 낮은지를 판단한다. 이 단계에서, 서브 제어부(280)는 하부감지부(220b)에 의해 감지된 하부 감지 온도(Tl)와, 온도 조절 시작 온도(Ts)를 비교한다. 하부감지온도(T1)을 비교 기준으로 하는 것은 수납물이 용기의 하부에 집중적으로 수납되기에, 하부감지온도(Tl)가 이러한 수납물의 온도를 보다 직접적으로 반영하므로, 이러한 수납물의 상태(온도)를 보다 정확하고 신속하게 감지하기 위한 것이다.
여기서, 온도 조절 시작 온도(Ts)는 예를 들면, 상전이 온도보다 높은 온도에서는 수납물의 과냉각이 해제될 우려가 없으므로, 온도 조절이 요구되지 않으나, 상전이 온도 이하가 되거나, 최대빙결정 생성대 온도에 진입할 때는 과냉각 상태의 해제가 중요한 문제가 된다. 이에, 온도 조절 시작 온도(Ts)는 수납공간 및 수납물을 과냉각 상태로 유지하기 위해, 온도 조절이 요구되는 온도에 해당한다. 예를 들면, 이 온도 조절 시작 온도(Ts)는 상전이 온도인 0℃이다. 만약, 하부 감지 온도(Tl)가 온도 조절 시작 온도(Ts)보다 낮은 경우, 단계(S95)로 진행하고, 그렇지 않으면 대기한다.
단계(S95)에서, 서브 제어부(280)는 상부감지부(220a)에 의해 감지된 상부 감지 온도(Tu)와, 제1상부 기준온도(=상부 제어 온도(Tuc)+상수온도(Ca))를 서로 비교한다. 제1상부 기준온도는 서브 제어부(280)에 의해 설정되거나, 사용자에 의해 입력부(230)를 통하여 설정된 상부 제어 온도(Tuc)보다 상수온도(Ca)만큼 높은 온도이다. 여기서, 상수온도(Ca)는 양의 온도값이다. 예를 들면, 상부 제어 온도(Tuc)는 +4℃이고, 상수온도(Ca)는 0.4℃이다. 상부 감지 온도(Tu)가 상부 제어 온도(Tuc)와 일치하지 않고, 상수온도(Ca)만큼의 여유를 지니더라도, 과냉각 상태를 해제시키지는 않을 수 있으므로, 이러한 상수온도(Ca)를 적용한다. 만약, 상부 감지 온도(Tu)가 제1상부 기준온도보다 높으면 단계(S97)로 진행한다. 그렇지 않으면 단계(S99)로 진행한다.
단계(S97)에서, 서브 제어부(280)는 수납공간의 상부 또는 용기의 상부의 온도가 제1상부 기준온도보다 높기 때문에, 상부 열원공급부(210a)를 오프시킨다.
단계(S99)에서, 서브 제어부(280)는 상부 감지 온도(Tu)와, 제2상부 기준온도(=상부 제어 온도(Tuc)-상수온도(Cb))를 비교한다. 제2상부 기준온도는 서브 제어부(280)에 의해 설정되거나, 사용자에 의해 입력부(230)를 통하여 설정된 상부 제어 온도(Tuc)보다 상수온도(Cb)만큼 낮은 온도이다. 여기서, 상수온도(Cb)는 양의 온도값이다. 상부 제어 온도(Tuc)는 +4℃이고, 상수온도(Cb)는 0.4℃이다.상부 감지 온도(Tu)가 상부 제어 온도(Tuc)와 일치하지 않고, 상수온도(Cb)만큼의 여유를 지니더라도, 과냉각 상태를 해제시키지는 않을 수 있으므로, 이러한 상수온도(Cb)를 적용한다. 만약, 상부 감지 온도(Tu)가 제2상부 기준온도보다 낮으면 단계(S101)로 진행한다. 그렇지 않으면 단계(S103)로 진행하여, 현재 상부 열원 공급부(210a)의 동작(이전에 진행중인 온 제어 또는 오프 제어)을 그대로 유지한다.
단계(S101)에서, 서브 제어부(280)는 상부 열원 공급부(210a)를 온 상태로 하여, 수납공간의 상부에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 한다.
단계(S95) 내지 (S101)에 의해, 서브 제어부(280)는 상부 감지 온도(Tu)가 (상부제어온도(Tuc)-상수온도(Cb))와, (상부제어온도(Tuc)+상수온도(Ca)) 사이에서 유지되도록 한다.
단계(S103)에서, 서브 제어부(280)는 하부 감지 온도(Tl)와, 제1하부 기준온도(=하부 제어온도(Tlc)+상수온도(Cc))를 비교한다. 제1하부 기준온도는 서브 제어부(280)에 의해 설정되거나, 사용자에 의해 입력부(230)를 통하여 설정된 하부 제어 온도(Tlc)보다 상수온도(Cc)만큼 높은 온도이다. 여기서, 상수온도(Cc)는 양의 온도값이다. 하부 제어 온도(Tuc)는 -8℃이고, 상수온도(Cc)는 0.4℃이다. 하부 감지 온도(Tl)가 하부 제어 온도(Tlc)와 일치하지 않고, 상수온도(Cc)만큼의 여유를 지니더라도, 과냉각 상태를 해제시키지는 않을 수 있으므로, 이러한 상수온도(Cc)를 적용한다. 만약, 하부 감지 온도(Tl)가 제1하부 기준온도보다 높으면 단계(S105)로 진행한다. 그렇지 않으면 단계(S107)로 진행한다.
단계(S105)에서, 서브 제어부(280)는 하부 열원 공급부(210b)를 오프 상태로 제어한다.
단계(S107)에서, 서브 제어부(280)는 하부 감지 온도(Tl)와, 제2하부 기준온도(=하부 제어온도(Tlc)-상수온도(Cd))를 비교한다. 제2하부 기준온도는 서브 제어부(280)에 의해 설정되거나, 사용자에 의해 입력부(230)를 통하여 설정된 하부 제어 온도(Tlc)보다 상수온도(Cd)만큼 낮은 온도이다. 여기서, 상수온도(Cd)는 양의 온도값이다. 하부 제어 온도(Tuc)는 -8℃이고, 상수온도(Cd)는 0.4℃이다. 하부 감지 온도(Tl)가 하부 제어 온도(Tlc)와 일치하지 않고, 상수온도(Cd)만큼의 여유를 지니더라도, 과냉각 상태를 해제시키지는 않을 수 있으므로, 이러한 상수온도(Cd)를 적용한다. 만약, 하부 감지 온도(Tl)가 제2하부 기준온도보다 낮으면 단계(S109)로 진행한다. 그렇지 않으면 단계(S91)로 진행하여 현재의 하부 열원 공급부(210b)의 동작(이전에 진행중인 온 제어 또는 오프 제어)을 그대로 유지한다.
단계(S103) 내지 (S109)에 의해, 서브 제어부(280)는 하부 감지 온도(Tl)가 (하부제어온도(Tlc)-상수온도(Cd))와, (하부제어온도(Tlc)+상수온도(Cc)) 사이에서 유지되도록 한다.
상술된 단계(S93) 내지 (S101)과, 단계(S103) 내지 (S109)는 서로 그 순서가 바뀌어서 수행될 수도 있고, 동시에 독립적으로 수행될 수도 있다. 즉, 상부 열원 공급부(210a)와, 하부 열원 공급부(210b)가 서브 제어부(280)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 단계(S91)의 냉각 단계와, 단계(S93) 내지 (S101), 단계(S103) 내지 (S109)도 서로 그 수행 순서에 제한되지 않기에, 서로 바뀌어서 수행될 수도 있고, 동시에 독립적으로 수행될 수도 있다.
도 10은 도 8의 과냉각 장치의 과냉각 방법의 다른 실시예이다.
단계(S121)에서, 서브 제어부(280)는 저장고 도어가 현재 폐쇄 상태인지를 판단한다. 만약 폐쇄 상태이면, 단계(125)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S123)로 진행한다.
단계(S123)에서, 서브 제어부(280)는 저장고 도어가 개방된 상태이므로, 외부로 전달되는 팬소자(Fr)의 소음을 방지하거나, 외부 공기(온도)에 의한 수납공간에 대한 영향을 최소화하기 위해, 팬소자(Fr)의 구동을 오프시킨다.
단계(S125)에서, 서브 제어부(280)는 하부감지온도(Tl)와, 제1팬동작 기준온도(=하부제어온도(Tlc)+상수온도(Ce))를 비교한다. 여기서, 상수온도(Ce)는 양의 온도값이다. 상수온도(Ce)는 예를 들면, +0.4℃이다. 만약, 하부감지온도(T1)이 제1팬동작 기준온도보다 높으면 단계(S127)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S129)로 진행한다.
단계(S127)에서, 서브 제어부(280)는 팬소자(Fr)를 구동시켜, 하부 공간의 공기 및 열의 흐름이 원활하게 이루어지도록 한다.
단계(S129)에서, 서브 제어부(280)는 상부 열원공급부(210a) 또는 하부 열원공급부(210b) 중의 어느 하나라도 온 상태로 동작중인지를 판단한다. 만약 어느 하나의 열원공급부(210)라도 온 상태이면 단계(S127)로 진행하여, 공급되거나 발생된 열이 하부 공간 내에서 원활하레 유동하도록 한다. 만약 그렇지 않으면, 단계(S123)로 진행하여, 팬소자(Fr)를 오프 상태로 제어한다.
도 9의 과냉각 방법과, 도 10의 과냉각 방법은 서로 독립적으로 수행될 수도 있고, 동시에 서브 제어부(280)에 의해 수행될 수 있다.
도 11은 도 5의 과냉각 장치의 상세 단면도이고, 도 12는 도 5의 과냉각 장치의 분해 사시도이다. 본 발명에 따른 과냉각 장치(또는 독립 보관실)는 용기가 저장되는 내부 공간을 정의하는 케이싱(1100) 및 케이싱(1100)을 개폐하는 도어(1200)를 포함하며, 냉장고의 냉동실 등의 영하의 온도로 식품을 보관하는 냉각 장치 내에 설치된다. 케이싱(1100)은 외부 공간, 즉 과냉각 장치가 설치되는 냉각 장치 내의 공간과 과냉각 장치 내부 공간을 구분하며, 과냉각 장치의 외관을 형성하는 외부 케이싱(1110, 1120)을 포함하며, 외부 케이싱(1110, 1120)은 전방 외부 케이싱(1110)와 후방 외부 케이싱(1120)을 포함한다. 전방 외부 케이싱(1110)은 과냉각 장치의 전방 및 하부의 외관을 구성하며, 후방 외부 케이싱(1120)은 과냉각 장치의 후방 및 상부의 외관을 구성한다. 케이싱(1100)은 액체를 저장하는 용기가 상부와 하부가 각각 서로 다른 온도 영역에 위치하여 보관될 수 있도록 하며, 더욱 상세하게는 용기의 하부는 대략 최대 빙결정 생성대의 온도 영역(약 -1℃~ -7℃)에 위치하고, 용기의 상부는 그보다 높아 빙결정이 쉽게 생성되지 않는 온도 영역(약-1℃~ 2℃)에 위치할 수 있도록 한다. 이를 위해 케이싱(1100)은 최대 빙결정 생성대의 온도 영역(약 -1℃~ -7℃)인 하부 공간(1100L)과 빙결정이 쉽게 생성되지 않는 온도 영역(약-1℃~ 2℃)인 상부 공간(1100U)을 포함한다. 상부 공간(1100U)과 하부 공간(1100L)은 격벽(1140)에 의해 구분된다. 케이싱(1100)은 외부 케이싱(1110) 내에, 격벽(1130)과 함께 하부 공간(1100L)을 정의하는 내부 케이싱(1130) 및 격벽(1140)과 함께 상부 공간(1100U)을 정의하는 캡 케이싱(1150)을 포함한다.
하부 공간(1100L) 위치하는 용기 하부에 저장된 액체가 보다 빨리 최대 빙결정 생성대의 온도 영역(약 -1℃~ -7℃)에 도달하여 과냉각 상태가 되도록, 하부 공간(1100L)의 후방에는 냉각 팬(1170)이 설치되며, 하부 공간(1100L)의 온도를 조절하기 위한 하부 히터(1164)도 설치된다. 상부 공간(1100U)에 위치한 용기 상부를 빙결정이 쉽게 생성되지 않는 온도 영역(약 -1℃~ 2℃)으로 유지하기 위해, 캡 케이싱(1150) 주변에 상부 히터(1162)가 설치된다. 또한 온도가 다른 상부 공간(1100U)과 하부 공간(1100L) 사이에서 냉각 팬(1170)에 의해 발생한 강제 유동에 의해 상부 공간(1100U)과 하부 공간(1100L) 사이의 열교환이 일어나는 것을 최대한 저지하도록 격벽(1140)에는 탄성 재질의 분리막(1142)이 설치된다.
한편, 외부 케이싱(1110, 1120)의 하부에는 외부 공간과 하부 공간(1100L)을 단열하기 위한 단열재(1112)가 제공되며, 외부 케이싱(1110, 1120)의 상부에는 외부 공간과 상부 공간(1100U)을 단열하기 위한 단열재(1122)가 제공된다. 또한 전방 외부 케이싱(1110)과 단열재(1122) 사이에는, 전원 스위치(1182), 디스플레이부(1184) 등이 설치되며, 후방 외부 케이싱(1120)와 단열재(1122) 사이에는 제어부(미도시) 및 제어부 설치부(1186)이 설치된다.
도어(1200)는 전방 외부 케이싱(1110)의 전면에 설치되어 하부 공간(1100L)을 개폐하는 역할을 한다. 도어(1200)는 도어 케이싱(1100) 내에 투명 또는 반투명 재질의 도어 창(1220), 도어 케이싱(1210)에 고정되며 도어 창(1220)을 함께 고정하는 도어 프레임(1230) 및 도어 프레임(1230) 후방에 장착되며, 도어(1200)와 전방 외부 케이싱(1110) 사이를 밀폐하는 가스켓(1240)을 포함한다.
본 발명의 과냉각 장치는 냉장고 내에 구비될 수 있는데, 특히 냉장고의 냉동실 내에 구비되며, 냉동실 도어에 설치될 수 있다. 본 발명의 과냉각 장치의 경우 깊이가 얕고, 높이 및 너비가 상대적으로 깊이에 비해 큰 치수를 가지도록 형성되어 최대한 냉동실의 저장 공간을 적게 차지하도록, 냉동실 도어에 설치될 수 있다.
도 13은 본 발명의 따른 과냉각 장치가 구비된 냉장고를 도시한 도면이다. 냉장고(2000)는 냉동실(2100)과 냉동실(2200)로 구획되어 있으며, 냉동실(2100)과 냉장실(2200)은 각각 도어를 구비한다. 과냉각 장치(200)는 냉동실 도어에 케이싱(1100)이 고정되도록 설치된다. 냉동실(2100) 내의 냉기가 도어에 설치된 슬러시 제조 장치 내로 유입되어 용기와 용기 내에 저장된 액체를 냉각하는데 이용된다.
냉동실 도어가 개방된 상태에서도 냉각 팬(1170) 및 히터(1162,1164)가 작동되는 경우, 실온의 공기가 빠른 속도로 과냉각 장치 내를 순환하면서 과냉각 상태로 유지되는 액체의 온도를 급상승시킬 수 있기 때문이다. 냉동실 도어의 개방을 감지할 수 있는 센서(1118)은 냉동실 도어의 회전축 부근에 설치될 수도 있고, 그 반대편에 설치될 수도 있다. 도 12에 도시된 실시예는 센서(1118)가 회전축 부근에 설치될 때의 위치가 나타난 실시예이며, 도 13에 도시된 실시예는 센서(1118)가 도어의 회전축 반대편에 설치된 것을 도시한 예이다. 센서(1118)가 도어의 회전축 반대편에 설치될 경우에는 냉각 팬(1170) 및 히터(1162, 1164)가 도어가 폐쇄된 때와 마찬가지로 작동되도록 하여 상온의 공기가 슬러시 제조 장치 내부에서 대류될 수 있도록 사용자가 직접 센서(1118)를 누르기 좀 더 용이한 위치라는 장점이 있다. 센서(1118)의 위치, 도어(1200) 개방 방향 등은 선택에 따라 얼마든지 변경이 가능하다. 한편 과냉각 장치가 냉동실 도어로부터 탈착가능하게 형성될 수도 있다. 즉, 외부 케이싱(1100)과 냉동실 도어에 각각 과냉각 장치를 고정할 수 있는 요부와 철부 등으로 구성된 결합 장치가 구비되면, 과냉각 장치가 필요한 경우 냉동실 도어 내에 부착된다. 반면 과냉각 장치가 필요하지 않은 경우 냉동실 도어로부터 분리하여 냉동실 도어 내의 공간을 넓게 이용할 수 있다. 한편 과냉각 장치가 탈착가능하게 구성되는 경우, 냉동실 도어와 외부 케이싱(1100) 사이에는 전원의 전달이 가능한 터미널도 구비되어야 한다.
과냉각 장치가 구비된 다른 냉장고의 실시예로, 과냉각 장치가 냉동실 도어에 설치되되, 냉동실 도어를 열지 않고도 외부에서 과냉각 상태로 저장되는 액체를 인출할 수 있도록 구성할 수도 있다. 냉동실 도어에 개구부를 형성하고, 그 개구부를 통해 과냉각 장치의 도어(1200)를 개방할 수 있도록, 개구부와 과냉각 장치의 도어(1200)의 위치가 대응되도록 과냉각 장치가 설치된다. 이 경우에는 과냉각 장치의 도어(1200)를 통해 외부 공간과 열교환을 일으키는 것을 방지하기 위해서 과냉각 장치의 도어(1200)에도 단열재가 구비되는 것이 바람직하다. 혹은, 냉동실 도어에 형성된 개구부에 냉동실 도어와 같이 단열재가 부착된 개구부를 개폐하는 도어가 형성되고, 개구부를 개폐하는 도어를 개방한 다음, 과냉각 장치의 도어(1200)를 개방하여야 과냉각 장치 내에 과냉각 상태의 액체를 저장하는 용기를 꺼내거나 집어넣을 수 있도록 구성될 수도 있다. 과냉각 장치의 도어(200)와 냉동실 도어에 형성되는 개구부를 개폐하는 도어가 별도로 형성되는 경우, 단열 효과가 높아지는 장점이 있지만 사용자의 이용이 번거로워질 수 있는 반면, 과냉각 장치의 도어(1200) 자체에 단열재가 구비되어 과냉각 장치의 도어(1200)가 냉동실 도어의 개구부를 개폐하는 역할을 겸하는 경우 단열효과는 약간 떨어질 수 있으나 사용자가 하나의 도어만을 개폐함으로써 과냉각 장치를 이용할 수 있다는 장점이 있다. 과냉각 장치의 도어(1200)와 냉동실 도어의 개구부를 개폐하는 도어가 별도로 형성되는 경우, 냉동실 도어나 냉동실 도어의 개구부를 개폐하는 도어에 과냉각 장치의 전원을 온/오프하는 스위치가 설치되는 스위치 장착부, 과냉각 장치 내에 저장되고 있는 액체의 상태를 표시하는 디스플레이부가 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나 이상의 실시 예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

Claims (24)

  1. 수납물을 저장하는 저장고, 저장고를 냉각시키는 냉각수단과, 외부 상용전원을 인가받아, 저장고 내의 온도를 최대빙결정 생성대 온도 이하로 유지하도록 냉각 수단을 제어하는 메인 제어부를 구비하는 냉각 장치와;
    내부에 과냉각될 액체를 저장하는 수납용기을 수납하는 수납공간을 구비하고, 저장고 내에 장착되어 냉각되는 독립보관실과, 독립보관실의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 독립보관실에 장착되어 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 최대빙결정 생성대 온도보다 높고, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도보다 높게 내부의 온도를 조절하는 온도 조절수단과, 온도 감지부로부터의 감지 온도를 기준으로 하되,
    수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 이상인 경우, 온도 조절수단을 오프 상태로 유지하고, 수납공간 또는 수납용기의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 조절 수단의 온 및 오프 제어를 수행하여, 액체가 과냉각 상태로 보관되도록 하는 서브 제어부를 구비하는 과냉각 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    수납공간의 상부와 하부 간의 공기 및 열의 교환을 제한하는 제한막이 형성되고, 수납용기의 적어도 일부는 제한막을 관통하여 수납용기가 수납공간의 상부 및 하부에 위치되는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    온도 조절수단은 독립냉각실의 내부에 열을 공급하거나, 열이 발생되도록 하는 열원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    열원 공급부는 수납공간의 상부에 설치되는 상부 열원 공급부와, 수납공간의 하부에 설치되는 하부 열원 공급부로 이루어진 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    온도 감지부는 수납공간의 상부 또는 하부 중의 적어도 하나 이상에 설치된 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    제어부는 열원 공급부를 제어하되, 수납공간의 동일 공간에 설치된 온도 센서의 온도를 기준으로 하여 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도와, 기설정된 온도조절 시작온도를 비교하여, 온도 조절 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도와 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도를 각각 비교하여, 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도보다 각각 작은 경우에, 상부 열원공급부와, 하부 열원 공급부를 각각 온 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도 각각은 상부 제어온도와 하부 제어온도보다 일정값만큼 작은 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도와, 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도를 각각 비교하여, 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도보다 각각 큰 경우에, 상부 열원공급부와, 하부 열원 공급부를 각각 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도 각각은 상부 제어온도와 하부 제어온도보다 일정값만큼 큰 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  12. 제8항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부는 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만이고, 온도 감지부로부터 감지된 상부 감지온도와, 하부 감지온도가 제1상부 기준온도와 제2상부 기준온도 사이에, 제1하부 기준온도와 제2하부 기준온도 사이에 각각 해당될 경우, 이전의 온 상태 또는 오프 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  13. 제6항에 있어서,
    과냉각 장치는 수납공간의 하부 공기를 강제 대류시키는 팬 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    냉각 장치는 저장고를 개폐하는 저장고 도어를 구비하고, 제어부는 저장고 도어가 개방된 경우, 팬 소자를 오프 상태로 유지하고, 저장고 도어가 폐쇄된 경우, 팬소자를 온 제어 또는 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    제어부는 하부 감지온도가 팬동작 기준온도보다 높은 경우, 팬 소자를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    제어부는 하부 감지온도가 팬동작 기준온도이하이나, 상부 열원 공급부 및 하부 열원 공급부 중의 적어도 하나 이상의 온 제어인 경우, 팬 소자를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 시스템.
  17. 수납물을 저장하는 저장고를 최대빙결정 생성대 온도 이하로 냉각시키는 냉각 장치와, 저장고에 설치되어 액체를 저장하는 수납용기를 수납하는 수납공간을 구비하여, 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 최대빙결정 생성대 온도보다 높고, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도보다 높게 유지하는 과냉각 장치로 구성된 과냉각 시스템에서의 과냉각 방법에 있어서, 과냉각 방법은:
    냉각 장치에 의해 저장고에 대한 냉각을 수행하는 냉각 단계와;
    과냉각 장치에 의해 수납공간 또는 수납용기의 상부에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 상부 열원 공급 단계와, 수납공간 또는 수납용기의 하부에 열을 공급하거나 열이 발생되도록 하는 하부 열원 공급 단계를 선택적으로 또는 동시에 수행하는 열원 공급 단계를 포함하고, 냉각 단계와, 열원 공급 단계는 그 수행 순서에 제한되지 않는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    과냉각 방법은 수납공간 또는 수납용기의 상부의 온도를 감지하는 상부 온도 감지 단계와, 수납공간 또는 수납용기의 하부의 온도를 감지하는 하부 온도 감지 단계를 선택적으로 또는 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    과냉각 방법은 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 상부의 감지 온도와, 하부의 감지 온도와 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도를 각각 비교하는 단계를 수행하고, 상부의 감지온도와, 하부의 감지온도가 제1상부 기준온도와, 제1하부 기준온도보다 각각 작은 경우에, 상부 열원 공급 단계와, 하부 열원 공급 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    과냉각 방법은 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만인 경우, 상부의 감지 온도와, 하부의 감지 온도와 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도를 각각 비교하는 단계를 수행하고, 상부의 감지온도와, 하부의 감지온도가 제2상부 기준온도와, 제2하부 기준온도보다 각각 큰 경우에, 상부 열원 공급 단계와, 하부 열원 공급 단계의 동작을 각각 중지하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    과냉각 방법은 수납공간 또는 수납물의 하부의 온도가 기설정된 온도조절 시작온도 미만이고, 상부의 감지 온도와, 하부의 감지 온도가 제1상부 기준온도와 제2상부 기준온도 사이에, 제1하부 기준온도와 제2하부 기준온도 사이에 각각 해당될 경우, 이전의 상부 열원 공급 단계와, 하부 열원 공급 단계의 동작을 유지하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  22. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    과냉각 방법은 수납공간의 하부 공기를 강제 대류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    과냉각 방법은 하부의 감지 온도가 강제 대류 기준온도보다 높은 경우, 강제 대류 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    과냉각 방법은 하부의 감지 온도가 강제 대류 기준온도 이하인 경우에도, 상부 열원 공급 단계 또는 하부 열원 공급 단계 중의 어느 하나의 단계가 수행 중인 경우, 강제 대류 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 과냉각 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012031895A3 (de) * 2010-09-07 2013-02-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Haushaltskältegerät
CN110906661A (zh) * 2019-10-11 2020-03-24 合肥晶弘电器有限公司 一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101143976B1 (ko) * 2008-12-16 2012-05-09 엘지전자 주식회사 냉장고
ES2902718T3 (es) * 2014-01-20 2022-03-29 Mag Soar Sl Método y aparato para preservar material biológico
US20150241136A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Heat storage device and method of using latent heat storage material
JP6880983B2 (ja) * 2017-04-21 2021-06-02 ダイキン工業株式会社 冷却装置
KR20200051253A (ko) 2018-11-05 2020-05-13 삼성전자주식회사 가전 기기 및 그 제어 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1813893A2 (en) * 2006-01-14 2007-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Supercooling apparatus, refrigerator, control method thereof
EP1813896A2 (en) * 2006-01-14 2007-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Refrigerator with supercooled beverage dispenser and method for controlling the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6311499B1 (en) * 1999-06-24 2001-11-06 John A. Broadbent Dual-temperature refrigerating device for freezing beverage containers
JP3243527B2 (ja) * 1999-12-28 2002-01-07 東京工業大学長 過冷却水の凝固装置
US20080307823A1 (en) * 2005-02-01 2008-12-18 Lg Electronics Inc. Refrigerator
KR101052782B1 (ko) * 2007-04-06 2011-07-29 삼성전자주식회사 냉장고 및 그 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1813893A2 (en) * 2006-01-14 2007-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Supercooling apparatus, refrigerator, control method thereof
EP1813896A2 (en) * 2006-01-14 2007-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Refrigerator with supercooled beverage dispenser and method for controlling the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012031895A3 (de) * 2010-09-07 2013-02-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Haushaltskältegerät
CN110906661A (zh) * 2019-10-11 2020-03-24 合肥晶弘电器有限公司 一种降低食品冷冻损伤的速冻控制方法、速冻冰箱

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