WO2017104929A1 - 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체 - Google Patents

냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체 Download PDF

Info

Publication number
WO2017104929A1
WO2017104929A1 PCT/KR2016/008420 KR2016008420W WO2017104929A1 WO 2017104929 A1 WO2017104929 A1 WO 2017104929A1 KR 2016008420 W KR2016008420 W KR 2016008420W WO 2017104929 A1 WO2017104929 A1 WO 2017104929A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
motor
refrigerator
power
load
rpm
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/008420
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김남수
서종준
홍민우
김규진
김현중
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160073957A external-priority patent/KR20170072111A/ko
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to CN201680074308.8A priority Critical patent/CN108431531B/zh
Publication of WO2017104929A1 publication Critical patent/WO2017104929A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/02—Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00—Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigerator, a method of driving the refrigerator, and a computer-readable recording medium. More particularly, the present disclosure relates to a refrigerator and a refrigerator, which may improve operating efficiency of a refrigerator using a switched temperature sensor such as a thermostat. A driving method and a computer readable recording medium.
  • a refrigerator cools a storage compartment (eg, a freezer compartment or a refrigerator compartment) while repeating a freezing cycle to keep food fresh for a certain period of time.
  • the refrigerator includes a compressor for compressing the refrigerant circulating in the refrigeration system at high temperature and high pressure.
  • the refrigerant compressed in the compressor generates cold air through the heat exchanger, and the generated cold air is supplied to the freezing compartment or the refrigerating compartment.
  • a compressor used in a refrigerator may be repeatedly turned on or off according to a temperature value in the refrigerator. If the temperature value in the refrigerator is equal to or higher than the preset temperature, the compressor is turned on to perform the refrigeration circulation operation. On the other hand, when the temperature value in the refrigerator is lower than or equal to a preset temperature, the compressor is turned off because no cold air is required.
  • refrigerators using a constant speed compressor having an AC motor have been known.
  • the constant speed compressor operates on the principle that the AC motor is always rotated at a constant speed by the externally supplied power to compress the refrigerant.
  • An embodiment of the present disclosure is to provide a refrigerator, a method of driving a refrigerator, and a computer-readable recording medium capable of increasing the operating efficiency of a refrigerator using a switched temperature sensor such as a thermostat.
  • a refrigerator includes a motor, and measures a load of the motor according to a compressor compressing a refrigerant according to an operation of the motor, and a set temperature in a storage compartment set by a user. And a processor for controlling the motor based on the load of the motor.
  • the refrigerator may further include a switching type temperature sensor selectively providing power to the motor based on the set temperature.
  • the switched temperature sensor may include a thermostat for performing a switching operation by contacting the bimetal.
  • the processor may determine a preset rotation speed of the motor based on the measured load, and reduce the rotation speed of the motor when the preset rotation speed is reached.
  • the processor may measure the power P of the motor to determine the preset rotation speed according to the measured magnitude of the power of the motor.
  • the compressor includes a sensor for outputting a pulse according to a preset rotation angle of the motor, and a counter for counting pulses output from the sensor, wherein the processor measures power of the motor and measures The load of the motor may be measured based on the power and the pulse value counted in the counter.
  • the sensor may include an encoder
  • the counter may include an encoder counter
  • the method of driving a refrigerator according to an embodiment of the present disclosure, the step of compressing the refrigerant by operating a motor, measuring the load of the motor corresponding to the set temperature in the storage compartment set by the user, and the measured motor Controlling the motor based on the load of the motor.
  • the controlling may include selectively providing power to the motor by using a switching type temperature sensor selectively providing power to the motor based on the set temperature.
  • the switching type temperature sensor may include a thermostat for performing a switching operation by contacting the bimetal.
  • the controlling may include determining a preset rotational speed of the motor based on the measured load, and decreasing the rotational speed when the preset rotational speed is reached.
  • the controlling may further include determining the preset rotational speed according to the measured power of the motor by measuring the power of the motor.
  • the measuring of the load of the motor may include counting pulses received from a sensor that outputs pulses according to a predetermined rotation angle of the motor, and determining the load of the motor based on the measured power and the counted pulse value. Calculating may be included.
  • a computer-readable recording medium including a program for executing a method of driving a refrigerator, the method of driving the refrigerator, by operating a motor to compress the refrigerant And measuring the load of the motor in accordance with the set temperature in the storage chamber set by the user, and controlling the motor based on the measured load.
  • the switching type temperature sensor is installed in the refrigerator, since it is very difficult to separate it from the refrigerator, the use of a thermostat is maintained while changing the structure of the compressor accordingly, and the operation algorithm is changed.
  • the implementation will allow the refrigerator to be used more efficiently.
  • FIG. 1 is a view showing a refrigerator according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2A is a block diagram illustrating the cooling system of FIG. 1,
  • FIG. 2B is a diagram schematically illustrating FIG. 2A
  • FIG. 3 is a block diagram showing a compressor and its peripheral circuit of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing another structure of the compression control unit of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a modification of the control unit of FIG. 5;
  • FIG. 6 is a view for explaining the motor control operation of the compression control unit shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a driving process of a refrigerator according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of driving a refrigerator according to another embodiment of the present disclosure.
  • 9 to 12 are views showing a profile of the compressor for each starting state according to an embodiment of the present disclosure.
  • a compressor is applied to the refrigerator for convenience of description, but such a compressor is also applicable to various types of cooling devices such as air conditioning, it will not be limited to the refrigerator in particular.
  • FIG. 1 is a view showing a refrigerator according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2A is a block diagram showing the cooling system of FIG. 1
  • FIG. 2B is a diagram schematically showing FIG. 2A.
  • the refrigerator 90 includes a main cabinet 100, a door 110, and a cooling system 120, and may further include a driving unit (not shown). have.
  • the main cabinet 100 forms a storage compartment. Food is stored in storage rooms.
  • the storage compartment is divided into a freezer compartment and a refrigerating compartment.
  • the refrigerator having a simple form may have a structure in which the main cabinet 100 is not divided into a freezer compartment and a refrigerating compartment.
  • the freezer compartment When the freezer compartment and the refrigerating compartment are separated, the freezer compartment may maintain an internal temperature below 0 degrees, and the refrigerating compartment may maintain a lower temperature than room temperature above 0 degrees.
  • the entire space can be maintained at a constant temperature.
  • the door 110 is located in the opening of the main cabinet 100 and is coupled to the main cabinet 100 by a hinge or the like. According to the opening and closing operation of the door 110, the storage compartment is exposed or not exposed to the outside. In addition, recently, as the size of the refrigerator 90 increases, the number of doors 110 increases.
  • the cooling system 120 compresses the low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant into the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant, and condenses the refrigerant supplied from the compressor 200 into the liquid refrigerant.
  • a dryer which is formed in a refrigerant line connecting the cluster pipe 220 and the hot pipe 230, the condenser 210, and the capillary tube 260, to which the refrigerant moves, to remove foreign matters contained in the refrigerant from the condenser 210 ( 240, a muffler 250 is provided in the refrigerant line connecting the dryer 240 and the capillary tube 260 to reduce the fluctuation amount of the liquid refrigerant flowing out from the dryer 240 to the capillary tube 260.
  • the cooling system 120 may further include an accumulator 290 that separates the gas-liquid mixed refrigerant from the evaporators 270 and 280 in the refrigerant line from the evaporators 270 and 280 to the compressor 200.
  • the refrigerator 90 may further include a driver (not shown) that controls the overall operation of the components in the refrigerator 90.
  • the driving unit may control the cooling system 120, and may include a switching type temperature sensor that sets the temperature so that the temperature of the storage compartment maintains the set temperature set by the user, and further, the refrigerator 90 It may further include a power supply for controlling the power in the inside.
  • the refrigerator 90 has a driving unit for separately controlling each component of the cooling system 120, such as the compressor 200
  • the driving unit for controlling the overall operation of the refrigerator 90 will be a main control unit
  • the driver for separately controlling the 200 and the like will be a sub controller. Since this configuration can be changed as many as the intention of the system designer, the present disclosure will not be particularly limited to the specific form.
  • the switched temperature sensor includes a thermostat, for example.
  • the thermostat performs on / off operation by the contact or non-contact of the bimetal based on the temperature set by the user. For example, when the temperature in the storage compartment of the refrigerator 90 is higher than the temperature set by the user, the thermostat is turned on to supply power to the compressor 200, thereby operating the compressor 200.
  • Embodiment of the present disclosure is preferably applied to a refrigerator 90 equipped with a switching type temperature sensor such as a thermostat.
  • a switching type temperature sensor is very firmly assembled to the refrigerator 90, many difficulties are accompanied even when the replacement is performed.
  • the driving unit measures and measures the load of the motor constituting the compressor 200 when the thermostat is turned on to supply power to the compressor 200. Control the operation of the motor according to the load. More precisely, the predetermined RPM may be determined according to the measured load, and the RPM of the motor may be changed by adjusting power, that is, voltage and / or current, supplied to the motor based on the determination result. According to an embodiment of the present disclosure, the operation of changing the RPM of the motor is performed from the time when the thermostat is turned on and the voltage is supplied to the compressor 200 to the time when the thermostat is turned off and the voltage supplied to the compressor 200 is cut off. And can be seen.
  • the driving unit loads during operation to 2000, which is the high efficiency RPM of the compressor 200 after the oil pumping RPM. It is possible to determine the RPM acceleration and deceleration by determining the RPM and changing the RPM and continuously measuring the load even in the changed RPM. At this time, the load determination may be performed periodically, for example, once per second.
  • oil pumping RPM may mean RPM for lubrication of the compressor 200.
  • the driving unit may calculate the power based on the current fed back from the motor and the voltage applied to the motor to determine the set temperature set by the user in the thermostat. This is because the driving unit may determine the predetermined RPM to operate the motor only by understanding the set temperature. In other words, if the user wants high cooling power, the driving unit may determine the high efficiency RPM 2000 as the preset RPM, and if the medium cooling power is the high efficiency RPM 1500 as the preset RPM, the RPM within the operating section of the motor based on this. Will be variable. For this reason, the driver can measure power. More details will be covered later.
  • the driving unit may operate at a predetermined RPM at a specific temperature, but may vary the predetermined RPM according to a state in the storage compartment.
  • the "state in the storage room” depends on the number of door opening and closing, the external temperature, the storage amount of the storage material and the temperature of the storage material, and may also vary depending on the sex of the cooler (ex. EVA) to maintain normal cold air.
  • EVA sex of the cooler
  • the driving unit drives the motor at the set reference RPM according to the turn-on operation of the thermostat at the corresponding temperature.
  • the driving unit may predict that the state in the storage compartment is a case where less storage is carried in.
  • "prediction" is of course not the actual execution operation of the drive unit. That is, the driving unit compares the measured power value with the reference power value, and then only controls the motor according to the comparison result.
  • the driving unit may gradually reduce the RPM according to the comparison result.
  • the driving unit if the power is increased as a result of the measurement of the power or exceeds the reference power value, the driving unit is determined that a lot of storage in the storage compartment can increase the RPM to the maximum rated RPM of the motor to drive. This allows the temperature in the storage compartment to quickly maintain the set temperature.
  • the driver measures the power, and by varying the RPM of the motor according to the comparison result by comparing the measured power value and the data (ex. Reference power value) previously stored by the system designer.
  • the gaseous refrigerant representing the state in the storage compartment may flow into the hermetic compressor 220 as shown in FIGS. 2A and 2B.
  • the state of the introduced gaseous refrigerant for example, the temperature of the gaseous refrigerant
  • the temperature can be related to the resistance of the conducting wire through which the current flows, and the resistance can be said to affect the current based on Ohm's law.
  • the resistance increases when the temperature is high, and when the voltage is constant, the current is small based on Ohm's law.
  • the power consumption for each operation RPM for the rated load, the low load, and the overload can be measured and predicted through experiments and calculations. Therefore, according to the embodiment of the present disclosure, for example, only the measurement of the power consumption of the BLDC compressor may be possible to vary the RPM according to the load.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the compressor of FIG. 2 and a peripheral circuit thereof.
  • the compressor 200 includes a compression controller 300 and a compression performing unit 310, and as a peripheral circuit thereof, a switching type temperature sensor 320 and a power supply unit. 330 may be further included.
  • the compression control unit 300 controls the operation of the compression performing unit 310.
  • the compression control unit 300 detects the voltage applied to the motor and the current fed back from the motor when the motor of the compression performing unit 310 is in operation and calculates the power P to allow the user to switch the temperature sensor 320.
  • the set temperature can be grasped. This process may be possible, for example, by storing information on the set temperature and power of the switched type temperature sensor 320 obtained through experiments in advance.
  • the compression controller 300 may determine a predetermined RPM suitable for the determined set temperature. If it is identified as high cooling power, the predetermined RPM may be determined as 2000, and if it is determined as low cooling power, the predetermined RPM may be determined as 1000.
  • the compression control unit 300 is connected to the rotary shaft of the motor receives a signal from the sensor for measuring the rotation angle (speed) of the rotary shaft.
  • the sensor may include, for example, an encoder, a resolver or a taco generator.
  • the encoder outputs an encoder pulse at a predetermined angle according to the rotation of the rotary shaft, and the compression controller 300 may receive the output pulse.
  • the compression controller 300 may digitally count the received encoder pulses through an encoder counter to find a rotation angle or measure a frequency to calculate a rotation angular velocity (or compressor operation speed) W.
  • the compression controller 300 may calculate the load T.
  • the method for calculating the load T may be performed by an algorithm for performing Equation 1 below.
  • T Power (P) / Angular Speed (W)
  • the compression controller 300 controls the operation of the motor based on the measured load. That is to change the RPM of the motor.
  • the compression control unit 300 may be configured as described above. After determining the predetermined RPM by measuring the power, it can be determined whether the predetermined RPM has been reached by measuring the load. To this end, the compression control unit 300 may match the predetermined RPM and the measured value of the load and store the pre-stored in the registry or memory. Of course, even in this case, the information obtained through the experiment can be stored in advance.
  • a specific temperature eg, high cold age, medium cold power, and weak cold power
  • the compression controller 300 compares the measured value with previously stored RPM information to determine whether a high efficiency RPM such as high cooling power is reached, and if so, gradually decreases the RPM again. You can do it.
  • “slowly decreasing” may mean decreasing stepwise or decreasing linearly.
  • Equation 2 The method of controlling the RPM of the motor by the compression controller 300 according to the embodiment of the present disclosure may be described by Equation 2.
  • Frequency (f) power (P) / 2 ⁇ speed (N) / 60
  • the frequency f may be a fixed value (eg 60 Hz in Korea), where N represents RPM.
  • the rotation speed that is, RPM can be changed according to the control of the power P.
  • the power P is determined by the product of the voltage V applied to the motor and the current I
  • the RPM of the motor can be adjusted by adjusting at least one of the voltage and the current.
  • adjusting the voltage may mean lowering the magnitude of the voltage applied to the motor. In other words, if a rated voltage of DC 24V is applied, the voltage level is lowered within the error range.
  • PWM control may reduce the duty ratio of the pulse to reduce the applied current, that is, the amount of charge.
  • the compression controller 300 may further include a DAC or a PWM, a driver or a PWM generator.
  • the DAC is responsible for generating an analog voltage or PWM signal corresponding to the result calculated by the controller (ex. PID controller).
  • the controller ex. PID controller
  • the compression controller 300 In the case of driving a DC motor in a linear manner, the compression controller 300 generates an analog voltage using a DAC, and in the PWM scheme, generates a duty ratio of a PWM signal according to the controller output.
  • the driver or PWM generator is responsible for amplifying the driving voltage for the DC motor and supplying sufficient current when applying the generated voltage or PWM signal to the DC motor. At this time, the compression controller 300 may be able to operate the DC motor with a driving voltage of different magnitude by adjusting the amplification factor.
  • the compression performing unit 310 may form a sealed form including a DC motor in the housing as shown in FIG. 1, and may further include a sensor connected to a rotating shaft of the motor to sense a rotation angle.
  • the "DC motor” may be used a variety of motors, such as a servo motor, encoder motor, stepping motor or BLDC motor.
  • the control method in the above compression control unit 300 can be determined. For example, an open-loop control method may be used for the stepping motor, and a feedback control (or closed loop control) method may be used for other motors.
  • the open loop control is a method of applying a predetermined voltage to both ends of the DC motor without directly measuring the rotational speed or the rotation angle of the DC motor which is the target plant.
  • the feedback control is a method of reflecting the rotation speed or angle of the DC motor which is the target plant using the various sensors to the voltage applied to the DC motor. Accordingly, the open loop method may be capable of position control or speed control, and the feedback control may be capable of torque control as well as position control or speed control.
  • the refrigerator 90 includes a switching type temperature sensor 320 as a peripheral circuit portion.
  • the switched temperature sensor 320 is provided in the storage compartment.
  • the switching type temperature sensor 320 such as a thermostat
  • the bimetal in the thermostat is switched As turned on, the voltage input to the thermostat is transmitted to the motor of the compression performing unit 310.
  • the compression operation of the compression performing unit 310 is performed, thereby further strengthening the cooling power.
  • the thermostat closes when the temperature rises and opens when the temperature drops.
  • Bimetals can be used for this purpose. Bimetal is a joining of two alloy plates with different coefficients of linear expansion, and the degree of bending of the bimetal in a bow shape changes with temperature, so the switch is opened and closed.
  • the power supply unit 330 may change the commercial power (ex. 110 / 220V) input from the outside into a DC voltage to provide the switching type temperature sensor 320.
  • the switching type temperature sensor 320 is installed in the refrigerator, since it is very difficult to separate from the refrigerator, the use of a thermostat and the like is maintained, but the structure of the compressor is changed accordingly. Implementing an operation algorithm will allow the refrigerator to be used more efficiently.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating another structure of the compression controller of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram illustrating a modified example of the controller illustrated in FIG. 4.
  • the compressor 200 may include a controller 400 and an operation state determiner 410.
  • the compressor 210 ′ of FIG. 4 is different in that hardware (H / W) is separated.
  • H / W hardware
  • the compressor 210 'of FIG. 4 controls only the control function in the controller 400.
  • a function such as load determination is performed by the operation state determining unit 410.
  • the control unit 400 detects a current and a voltage and transmits the current and voltage to the operation state determining unit 410, and provides a value for the rotational angular velocity (W). It may be received from the compression performing unit 310 and transferred to the operation state determining unit 410. Then, the operation state determiner 410 may calculate the power by using the received current and voltage values, and calculate the load T by calculating the power again with the rotational angular velocity. Thereafter, when the calculated load corresponds to the determined RPM value and is determined as the predetermined RPM value, the result may be transmitted back to the controller 400. At this time, the pre-set RPM may vary depending on the user's set temperature, that is, high cold power, medium cold power or low cold power, which may be determined by calculating the power applied to the motor as mentioned above.
  • the control unit 400 may change the RPM of the motor of the compression performing unit 310.
  • the controller 400 may control to gradually reduce the RPM after the motor reaches the high efficiency RPM.
  • the controller 400 may adjust the voltage and / or current to control the power applied to the motor. This may be possible by adjusting the amplification rate of the voltage applied to the motor as described above, or by adjusting the time when the voltage is applied, that is, the duty ratio.
  • the controller 400 may change the RPM of the motor according to the load of the storage material carried in the storage compartment at the set temperature. However, since the controller 400 has been sufficiently described above, further description thereof will be omitted.
  • the controller 400 of FIG. 4 is a microcomputer circuit (hereinafter, referred to as a microcomputer circuit) and may include a processor 500 and a memory 510 as shown in FIG. 5.
  • the processor 500 may include a command interpreter, a register group, a control circuit, and the like, centering on the calculator ALU. Since this will be apparent to those skilled in the art, further description will be omitted.
  • the processor 500 may load a program stored in the operation state determining unit 410 as shown in FIG. 4 during the initial operation of the compressor 200 (or the initial operation of the refrigerator 90) into the memory 510 of FIG. 5. Can be. Thereafter, the processor 500 may execute a program stored in the memory 510 to perform an operation such as load determination.
  • the compression control unit 400 ′ having the structure of FIG. 5 may increase the data processing speed as compared to the compression control unit 400 of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a motor control operation of the compression control unit illustrated in FIG. 3.
  • the compression controller 300 may turn on the switching temperature sensor 320 so that power from the power supply unit 330 is compressed.
  • the power may be calculated using the applied voltage and the fed back current. By calculating the power in this way, it is possible to determine the user's set temperature and determine the predetermined RPM accordingly.
  • the "preset RPM" may be regarded as an RPM predetermined by the system designer by experiment or the like.
  • the motor When power is applied, the motor may rotate at a constant rotational speed, linearly increasing the number of revolutions as shown in FIG. 6.
  • the compression control unit 300 measures the load of the motor. By measuring the load, the compression controller 300 may determine whether the motor has reached the predetermined RPM.
  • the preset RPM may be different depending on the state in which the user sets the temperature in the storage compartment as shown in FIG. 6. For example, the system designer can specify a preset value to perform 2000 RPM at high cold power and 1500 RPM at medium cold power.
  • the compression control unit 300 gradually decreases the RPM of the motor again as in the section B.
  • the compression control unit 300 may update and store the new predetermined RPM value every time it is changed to the user's set temperature (or according to the food load state in the storage compartment). Since the compression control unit 300 previously stores the measured value of the load matching the preset RPM, it is possible to determine whether the preset RPM has been reached by comparing the currently measured measured value with the previously stored measured value.
  • the motor since the motor can be operated at an appropriate RPM according to the load state of the storage in the storage compartment, power consumption may be reduced.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a driving process of a refrigerator according to an embodiment of the present disclosure.
  • the refrigerator 90 of FIG. 1 compresses a refrigerant by operating a motor of the compressor 200 based on a set temperature in a storage room set by a user ( S700).
  • the refrigerator 90 compresses the refrigerant constituting the cooling system when the temperature in the storage compartment is higher than the set temperature set by the user. Accordingly, the motor can rotate while linearly increasing the number of revolutions.
  • the refrigerator 90 measures the load of the motor according to the set temperature, and controls the operation of the motor according to the measured load (measured value of S). In other words, when the present measured value reaches a load corresponding to the RPM (or set temperature) preset for the motor, the refrigerator 90 decreases the RPM again. To this end, the refrigerator 90 may adjust the power applied to the motor.
  • controlling power means controlling the voltage and / or current applied to the motor.
  • the refrigerator 90 includes the switched type temperature sensor 320 of FIG. 3, such as a thermostat, the user can use the refrigerator 90 more efficiently by reducing power consumption, noise, and vibration. You can do it.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a driving process of a refrigerator according to another embodiment of the present disclosure.
  • the refrigerator 90 may be supplied with power to the compressor 200 to perform a rotation operation of a motor ( S800, S810). It may operate at a predetermined RPM (S800). For example, the refrigerator 90 may operate at a preset RPM of 2000 when the set temperature is high cold power, and may operate at a preset RPM of 1500 when the medium temperature is high cold power. In operation S800, the refrigerator 90 may proceed with the detailed operation as shown in FIG. 7.
  • the refrigerator 90 determines the power of the motor. To this end, the refrigerator 90 may calculate power by multiplying a voltage input to the motor with a current fed back from the motor. By calculating the power as described above, the refrigerator 90 may determine the temperature set by the user.
  • the refrigerator 90 may determine whether to change the predetermined RPM by determining the power of the motor (S810). For example, if the user changes the medium cold power to a high cold power, the RPM will be increased to determine a predetermined value, but if the user changes to a low cold power, the predetermined value may be determined by decreasing the RPM (S820, S830). More specifically, the refrigerator 90 increases the RPM when the magnitude of the power P input to the motor is greater than the maximum value P_HL of currently stored power as a reference value, while smaller than the minimum value P_LL of currently stored power. To reduce the RPM.
  • the maximum value and the minimum value may mean a value of an error range.
  • the refrigerator 90 updates the pre-stored power value as a reference value to a power corresponding to the changed RPM, that is, a maximum value and a minimum value (S840).
  • the refrigerator 90 may determine the electric power of the motor based on the value updated later. Determining the power of the motor may be useful for determining a user's set temperature.
  • the refrigerator 90 may perform an operation as shown in FIG. 8 according to the load state of the stored material.
  • the maximum rated RPM of the motor was 2000.
  • the system designer is designed to operate the motor at a predetermined 1000 RPM by applying a voltage, for example, according to the initial operation of the motor, that is, the turn-on operation of the thermostat.
  • the power value corresponding to 1000 RPM may be pre-stored as the reference power value.
  • the reference power value is stored and used as a comparison object, but the reference data may use various parameters related to the motor in addition to the power value.
  • the parameters may include parameters such as torque, temperature, current, and the like.
  • the refrigerator measures the power to the motor after the oil pumping, if the measured power value is less than the pre-stored reference power value (S810), to reduce the RPM of the motor (or maintain the RPM for a predetermined time), You can save the changed RPM values.
  • the refrigerator 90 may increase the RPM of the motor to drive at 2000 RPM, for example (S810). Thereafter, the RPM may be reduced according to the state of the storage compartment, and the stored value may be updated.
  • the present disclosure may be possible for the present disclosure to vary the RPM appropriately, depending on the state within the reservoir at a particular temperature.
  • 9 to 12 are views showing a profile of the compressor for each starting state according to an embodiment of the present disclosure.
  • the refrigerator 90 of FIG. 1 has a starting state of a compressor, for example, a cold start, a warm start and a defrost state according to a user input. Once determined, the motor can be operated based on this.
  • the cold starting or defrosting may be an operation mode of a motor requiring a lot of cooling power
  • the warm starting may be an operation mode in which cold power is small.
  • the compressor may operate according to each operation mode and a profile matched to the mode.
  • FIG. 9 illustrates that 100 W or more, which is a criterion for overload (ex. Storage load in a storage compartment), is sensed at RPM 2000 preset as a cold operation profile. The operation was changed to the maximum RPM.
  • FIG. 10 illustrates the on-start driving profile, which is operated at a predetermined RPM 2000 to 100 W or less as an overload determination criterion and 60 W or more as a low load determination criterion, to operate at a predetermined RPM without changing the RPM.
  • FIG. 11 is a defrosting driving profile, in which a predetermined overload threshold of 100W is sensed in the predetermined RPM 2000 and changed to the maximum RPM.
  • the present invention is not necessarily limited to these embodiments.
  • all of the components may be selectively operated in combination with one or more.
  • each or some of the components of the components are selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer-readable non-transitory computer readable media and read and executed by a computer, thereby implementing an embodiment of the present invention.
  • the non-transitory readable recording medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, not a medium storing data for a short time such as a register, a cache, or a memory.
  • the above-described programs may be stored and provided in a non-transitory readable recording medium such as a CD, a DVD, a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a ROM, or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

본 개시는 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관한 것으로서, 본 개시의 실시예에 따른 냉장고는 모터를 포함하며 모터의 동작에 따라 냉매를 압축하는 압축기; 및 사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 모터의 부하를 측정하고, 측정한 모터의 부하에 근거해 제어하는 프로세서를 포함할 수 있으며, 설정 온도를 기준으로 모터에 전원을 선택적으로 제공하기 위해 바이메탈을 접촉시켜 스위칭 동작을 수행하는 서모스탯을 더 포함할 수 있다.

Description

냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체
본 개시는 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관한 것으로서, 더 상세하게는 예컨대 서모스탯(thermostat) 등의 스위칭형 온도 센서를 사용하는 냉장고의 운전 효율을 높일 수 있는 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 냉동 순환(cycle)을 반복하면서 저장실(ex. 냉동실 또는 냉장실)을 냉각시켜 음식을 일정기간 동안 신선하게 보관한다. 냉장고에는 냉동 시스템을 순환하는 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기가 포함된다. 압축기에서 압축된 냉매는 열교환기를 거치면서 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기는 냉동실 또는 냉장실에 공급된다.
통상적으로 냉장고에 사용되는 압축기는 냉장고 내의 온도값에 따라 온/오프(ON/OFF)가 반복될 수 있다. 냉장고 내의 온도값이 미리 설정된 온도 이상이면, 압축기는 턴온되어 냉동 순환 동작이 이루어진다. 반면, 냉장고 내의 온도 값이 미리 설정된 온도 이하가 되면, 냉기 공급의 필요가 없으므로 압축기는 턴오프된다.
종래에는 AC 모터가 내장된 정속형 압축기를 사용하는 냉장고가 알려진 바 있다. 정속형 압축기는 외부에서 공급된 전원에 의해 AC 모터가 항상 일정한 속도로 회전하여 냉매를 압축시키는 원리로 동작한다.
그런데, 종래의 정속형 압축기는 구조적으로 전압 변화에 매우 취약한 AC 모터를 사용하기 때문에 항상 오차 범위 내의 전원을 안정적으로 공급해 주어야 정상 작동을 하게 된다. 이러한 이유로 인해 전력 소비율이 높아지는 문제가 있다.
본 개시의 실시예는, 예컨대 서모스탯 등의 스위칭형 온도 센서를 사용하는 냉장고의 운전 효율을 높일 수 있는 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체를 제공함에 그 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따른 냉장고는, 모터를 포함하며, 상기 모터의 동작에 따라 냉매를 압축하는 압축기, 및 사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 상기 모터의 부하를 측정하고, 상기 측정한 모터의 부하에 근거하여 상기 모터를 제어하는 프로세서를 포함한다.
상기 냉장고는, 상기 설정 온도를 기준으로 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 스위칭형 온도센서를 더 포함할 수 있다.
상기 스위칭형 온도센서는 바이메탈을 접촉시켜 스위칭 동작을 수행하는 서모스탯(thermostat)을 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 측정한 부하를 근거로 상기 모터의 기설정된 회전 속도를 판단하고, 상기 기설정된 회전 속도에 도달하면 상기 모터의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 모터의 전력(P)을 측정하여 상기 측정한 모터의 전력의 크기에 따라 상기 기설정된 회전 속도를 결정할 수 있다.
상기 압축기는, 상기 모터의 기설정된 회전각에 따라 펄스를 출력하는 센서, 및 상기 센서에서 출력된 펄스를 카운팅하는 카운터를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 모터의 전력을 측정하고 상기 측정한 모터의 전력과 상기 카운터에서 카운팅된 펄스 값에 기초하여 상기 모터의 부하를 측정할 수 있다.
상기 센서는 엔코더를 포함하며, 상기 카운터는 엔코더 카운터를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예에 따른 냉장고의 구동방법은, 모터를 동작시켜 냉매를 압축하는 단계, 사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 상기 모터의 부하를 측정하는 단계, 및 상기 측정한 모터의 부하에 근거하여 상기 모터를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제어하는 단계는, 상기 설정 온도를 기준으로 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 스위칭형 온도센서를 이용하여 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스위칭형 온도센서는 바이메탈을 접촉시켜 스위칭 동작을 수행하는 서모스탯을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는, 상기 측정한 부하를 근거로 상기 모터의 기설정된 회전 속도를 판단하는 단계, 및 상기 기설정된 회전 속도에 도달하면, 상기 회전 속도를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는, 상기 모터의 전력을 측정하여 상기 측정한 모터의 전력의 크기에 따라 상기 기설정된 회전 속도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 모터의 부하를 측정하는 단계는, 상기 모터의 기설정된 회전 각에 따라 펄스를 출력하는 센서로부터 수신된 펄스를 카운팅하고, 기측정된 전력과 상기 카운팅된 펄스 값에 기초하여 상기 모터의 부하를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 개시의 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록매체는, 냉장고의 구동방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서, 상기 냉장고의 구동방법은, 모터를 동작시켜 냉매를 압축하는 단계, 사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 상기 모터의 부하를 측정하는 단계, 및 상기 측정한 부하에 근거하여 상기 모터를 제어하는 단계를 실행한다.
본 개시의 실시예에 따라 스위칭형 온도센서는 냉장고에 한번 설치되면, 냉장고에서 분리해 내기가 무척 어렵기 때문에 서모스탯 등의 사용은 그대로 유지하되 그에 부합되게 압축기의 구조를 변경하고, 동작 알고리즘을 구현함으로써 냉장고를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 냉장고를 나타내는 도면,
도 2a는 도 1의 냉각 시스템을 나타내는 블록다이어그램,
도 2b는 도 2A를 도식화하여 나타내는 도면,
도 3은 도 2의 압축기와 그 주변 회로를 나타내는 블록다이어그램,
도 4는 도 3의 압축 제어부의 다른 구조를 나타내는 블록다이어그램,
도 5는 도 5의 제어부의 변형 예를 나타내는 도면,
도 6은 도 3에 도시된 압축 제어부의 모터 제어 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 냉장고의 구동 과정을 나타내는 흐름도,
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉장고의 구동 과정을 나타내는 흐름도, 그리고
도 9 내지 도 12는 본 개시의 실시예에 따른 기동 상태별 압축기의 프로파일을 나타내는 도면이다.
-
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
구체적인 설명에 앞서, 본 개시의 실시예에서는 설명의 편의상 압축기가 냉장고에 적용된 것으로 설명하겠지만, 이러한 압축기는 에어컨 등 다양한 종류의 냉각 장치도 적용될 수 있는 것이므로, 냉장고에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 냉장고를 나타내는 도면이고, 도 2a는 도 1의 냉각 시스템을 나타내는 블록다이어그램이며, 도 2b는 도 2a를 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 냉장고(90)는 본체 캐비닛(100), 도어(110) 및 냉각 시스템(120)을 포함하며, 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본체 캐비닛(100)은 저장실을 형성한다. 저장실에는 식품이 보관된다. 도 1에서는 저장실을 냉동실과 냉장실로 구분하였지만, 간단한 형태의 냉장고는 본체 캐비닛(100)이 냉동실과 냉장실로 구분되지 않는 구조를 가질 수 있다. 냉동실과 냉장실이 구분되는 경우, 냉동실은 0도 이하로 내부 온도를 유지하고, 냉장실은 0도 이상에서 상온보다 저온을 유지할 수 있다. 반면 냉동과 냉장의 일체형의 경우, 공간 전체가 일정한 온도로 유지될 수 있다.
도어(110)는 본체 캐비닛(100)의 개구부에 위치하며, 힌지(hinge) 등에 의해 본체 캐비닛(100)에 결합된다. 도어(110)의 여닫는 동작에 따라 저장실이 외부로 노출되거나 노출되지 않게 된다. 또한, 최근에는 냉장고(90)의 대형화 추세에 따라 도어(110)의 개수가 점점 많아지는 추세에 있다.
냉각 시스템(120)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기(200), 압축기(200)로부터 공급된 냉매를 액상 냉매로 응축시키는 응축기(210), 응축기(210)로부터의 냉매를 중온저압으로 전환하는 모세관(260), 모세관(260)으로부터 공급된 냉매가 기화하면서 주위의 공기를 냉각시키는 증발기(270, 280), 냉매 라인을 형성하여 냉매가 이동하는 클러스터 파이프(220) 및 핫파이프(230), 응축기(210)와 모세관(260)을 연결하는 냉매 라인에 마련되어 응축기(210)로부터의 냉매에 포함된 이물질을 제거하는 드라이어(240), 드라이어(240)와 모세관(260)을 연결하는 냉매 라인에 마련되어 드라이어(240)에서 모세관(260)으로 유출되는 액냉매량의 변동폭을 감소시키는 머플러(250)를 포함한다. 또한, 냉각 시스템(120)은 증발기(270, 280)에서 압축기(200)로 향하는 냉매 라인에 증발기(270, 280)로부터의 기액혼합냉매를 분리하는 어큐뮬레이터(290)를 더 포함할 수 있다.
나아가, 냉장고(90)는 냉장고(90) 내의 구성요소들에 대한 전반적인 동작을 제어하는 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동부는 냉각 시스템(120)을 제어할 수 있고, 저장실의 온도가 사용자가 설정한 설정 온도를 유지할 수 있도록 온도를 설정하는 스위칭형 온도센서를 포함할 수 있으며, 나아가 냉장고(90) 내의 전원을 제어하기 위한 전원공급부 등을 더 포함할 수 있다.
만약 냉장고(90)가 냉각 시스템(120)의 각 구성요소, 가령 압축기(200) 등을 별도로 제어하는 구동부를 갖는다면, 냉장고(90)의 전반적인 동작을 제어하는 구동부는 메인 제어부가 될 것이고, 압축기(200) 등을 별도로 제어하는 구동부는 서브 제어부가 될 것이다. 이러한 구성은 시스템 설계자의 의도에 따라 얼마든지 변경될 수 있는 것이므로, 본 개시에서는 특정 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
또한, 본 개시의 실시예에 따른 스위칭형 온도센서는 가령 서모스탯을 포함한다. 서모스탯은 사용자가 설정한 온도에 근거해 바이메탈(bimetal)이 접촉 또는 비접촉하는 방식으로 온/오프 동작을 수행한다. 예를 들어, 냉장고(90)의 저장실 내의 온도가 사용자가 설정한 온도보다 높으면, 서모스탯이 턴온 동작하여 압축기(200)에 전원이 공급되고, 이에 따라 압축기(200)가 동작하게 된다. 본 개시의 실시예는 이와 같은 서모스탯 등의 스위칭형 온도센서가 장착된 냉장고(90)에 적용되는 것이 바람직하다. 또한, 스위칭형 온도센서는 매우 견고하게 냉장고(90)에 조립되기 때문에, 그만큼 교체시에도 많은 어려움이 뒤따르게 된다.
이후에 자세히 다루겠지만, 간략히 언급하면 본 개시의 실시예에 따른 구동부는, 서모스탯이 턴온되어 압축기(200)에 전원이 공급될 때, 압축기(200)를 구성하는 모터의 부하를 측정하여 측정한 부하에 따라 모터의 동작을 제어한다. 더 정확히 말해, 측정된 부하에 따라 기결정된 RPM을 판단할 수 있고, 판단 결과에 근거하여 모터로 공급되는 전력 즉 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터의 RPM을 변경할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따라 모터의 RPM 변경 동작은 서모스탯이 턴온 동작하여 압축기(200)에 전압이 공급된 시점부터 서모스탯이 턴오프되어 압축기(200)에 공급되는 전압이 차단되는 시점까지 이루어진다고 볼 수 있다.
만약 냉장고(90)를 고냉력으로 유지하기 위한 압축기(200)의 고효율 RPM이 2000이라면, 본 개시의 실시예에 따른 구동부는 오일 펌핑 RPM 이후에 압축기(200)의 고효율 RPM인 2000으로 운전 중에 부하를 판단하여 RPM을 변경하며, 변경된 RPM에서도 계속해서 부하를 측정하여 RPM 가속과 감속을 결정할 수 있다. 이때 부하 판단은 주기적으로, 가령 초당 한 번씩 이루어질 수 있다. 여기서, "오일 펌핑 RPM"은 압축기(200)의 윤활을 위한 RPM을 의미할 수 있다.
또한, 구동부는 압축기(200)의 모터가 동작을 시작할 때, 모터로부터 피드백되는 전류와 모터에 인가된 전압을 통해 전력을 계산하여 사용자가 서모스탯에 설정한 설정 온도를 파악할 수도 있을 것이다. 구동부는 설정 온도를 파악해야만 모터를 어떠한 기설정된 RPM으로 동작시킬지를 판단할 수 있기 때문이다. 다시 말해, 구동부는 사용자가 고냉력을 원한다면, 고효율의 RPM 2000을 기설정된 RPM으로 판단할 수 있고, 중냉력이라면 고효율의 RPM 1500을 기설정된 RPM으로 판단하여 이를 기준으로 모터의 동작 구간 내에서 RPM을 가변시킬 수 있을 것이다. 이러한 이유에서 구동부는 전력을 측정할 수 있다. 자세한 내용은 이후에 좀 더 다루기로 한다.
다만, 간략히 언급해 보면 구동부는 설정된 특정 온도에서 기설정된 RPM으로 동작하지만, 저장실 내의 상태에 따라 기설정된 RPM을 가변할 수 있다. 여기서, "저장실 내의 상태"는 문 개폐 횟수, 외부온도, 저장물의 저장량 및 저장물의 온도에 따라 달라지며, 정상적인 냉기를 유지하기 위해 냉각기(ex. EVA)에 끼는 성에에 의해서도 달라질 수 있다. 가령, 설정된 특정 온도에서, 저장실 내에 저장물이 많이 반입된 경우와 적게 반입된 경우를 가정해 보자. 이는 저장물 반입량(혹은 저장량, 적재 정도) 즉 부하에 따른 RPM 가변을 의미한다.
예를 들어, 냉장고의 시스템 설계자가 -5℃로 저장실 내의 온도를 설정할 때의 기준 RPM을 1000으로 설계하였다고 가정하자. 이 경우 해당 온도에서의 서모스탯의 턴온 동작에 따라 구동부는 설정된 기준 RPM으로 모터를 구동시키고, 이때 오일펌핑 이후의 모터의 전력을 측정해 본 결과, 전력이 감소하거나 또는 1000 RPM에서 요구하는 기준 전력값 이하로 판단되면, 구동부는 저장실 내의 상태가 저장물이 적게 반입된 경우라 예측할 수 있다. 여기서 "예측"은 구동부의 실제 실행 동작이 물론 아니다. 즉 구동부는 측정된 전력값을 기준 전력값과 비교한 후, 비교 결과에 따라 모터를 제어할 뿐이다. 따라서, 비교 결과에 따라 구동부는 RPM을 서서히 감소시킬 수 있다. 반면, 전력의 측정 결과 전력이 증가하거나 또는 기준 전력값을 초과하게 되면, 구동부는 저장실 내에 저장물이 많이 반입된 것으로 판단되어 RPM을 모터의 최대 정격 RPM까지 증가시켜 구동시킬 수 있다. 이를 통해 저장실 내의 온도가 설정된 온도를 빠르게 유지할 수 있도록 한다. 실제로, 구동부는 전력을 측정하고, 측정된 전력값과 시스템 설계자에 의해 기저장된 데이터(ex. 기준 전력값)의 비교를 통해서 비교 결과에 따라 모터의 RPM을 가변하게 되는 것이다.
여기서, 저장실 내의 상태를 나타내는 기상 냉매는 도 2a 및 2b에서와 같이 밀폐형의 압축기(220)로 유입될 수 있을 것이다. 이때 유입된 기상 냉매의 상태, 가령 기상 냉매의 온도는 모터로 유입(또는 피드백)되는 전류에 영향을 미치게 된다. 다시 말해서, 온도는 전류가 흐르는 도선의 저항에 관여할 수 있고, 이때 저항은 옴의 법칙에 근거하여 전류에 영향을 준다고 볼 수 있다. 통상, 저항과 온도계수의 관계식에 따라 온도가 높으면 저항은 커지고, 저항이 커지면 전압이 일정할 때 옴의 법칙에 근거해 전류는 작다. 따라서, P = V× iq(여기서, iq는 모터의 q축 전류를 나타냄)의 관계식에 근거하여 모터의 전력은 전류가 작아짐에 따라 감소한다고 볼 수 있다. 이와 같이, 저장실 내의 상태에 따라 모터의 전력은 변화하게 되고, 이의 측정을 통해 구동부는 저장실 내의 상태에 근거하여 모터의 동작을 제어할 수 있게 되는 것이다.
상기한 바와 같이, (시스템 설계자는) 압축기(200)의 사용 냉매 및 배기량이 결정되면, 정격부하, 저부하, 과부하에 대한 운전 RPM 별 소비 전력을 실험 및 계산을 통해 측정 및 예측해 볼 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예에 따라 가령 BLDC 압축기의 소비 전력을 측정하는 것만으로도 부하에 따른 RPM의 가변이 얼마든지 가능할 수 있다.
도 3은 도 2의 압축기와 그 주변 회로를 나타내는 블록다이어그램이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 압축기(200)는 압축 제어부(300) 및 압축 수행부(310)를 포함하며, 그 주변 회로로서 스위칭형 온도센서(320) 및 전원공급부(330)를 더 포함할 수 있다.
압축 제어부(300)는 압축 수행부(310)의 동작을 제어한다. 압축 제어부(300)는 압축 수행부(310)의 모터가 운전 중에 있을 때 모터에 인가되는 전압 및 모터에서 피드백되는 전류를 검출하여 전력(P)을 계산하여 사용자가 스위칭형 온도센서(320)에 설정한 온도를 파악할 수 있다. 이러한 과정은 예를 들어, 실험을 통해 얻은 스위칭형 온도센서(320)의 설정 온도와 전력에 대한 정보를 사전에 저장해 둠으로써 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 또한, 압축 제어부(300)는 설정 온도가 파악되면 파악된 설정 온도에 적합한 기설정된 RPM을 결정할 수 있다. 만약 고냉력으로 파악되면 기설정된 RPM을 2000으로 결정할 수 있고, 만약 저냉력으로 파악되면 기설정된 RPM을 1000으로 결정할 수 있을 것이다.
또한, 압축 제어부(300)는 모터의 회전축에 연결되어 회전축의 회전 각(속)도를 측정하는 센서로부터 신호를 수신한다. 여기서, 센서는 가령 엔코더, 레졸바 또는 타코제너레이터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 엔코더는 회전축의 회전에 따라 일정 각도마다 엔코더 펄스를 출력하게 되는데, 압축 제어부(300)는 출력된 펄스를 수신할 수 있다. 그리고, 압축 제어부(300)는 가령 엔코더 카운터를 통해, 수신된 엔코더 펄스를 디지털 방식으로 카운팅하여 회전 각도를 알아내거나 주파수를 측정하여 회전 각속도(혹은 압축기 운전속도)(W)를 산출할 수 있다.
이러한 방식으로 산출된 각속도(W)와, 위의 계산된 전력(P)을 이용하여 압축 제어부(300)는 부하(T)를 계산해 낼 수 있다. 부하(T)를 계산하는 방법은 아래의 <수학식 1>을 수행하는 알고리즘에 의해 수행될 수 있을 것이다.
[수학식 1]
부하(T) = 전력(P)/각속도(W)
위의 <수학식 1>에 근거하여 부하가 측정되면, 압축 제어부(300)는 측정된 부하를 근거로 모터의 동작을 제어한다. 즉 모터의 RPM을 가변하는 것이다.
예를 들어, 사용자가 냉장고(90)를 사용하기 위하여 설정한 특정 온도(ex. 고냉령, 중냉력, 약냉력)에 매칭되어 모터의 RPM이 기결정되어 있다면, 압축 제어부(300)는 위에서와 같이 전력을 측정하여 기결정된 RPM을 판단한 후, 부하의 측정을 통해 기결정된 RPM에 도달하였는지를 판단할 수 있다. 이를 위하여 압축 제어부(300)는 기결정된 RPM와 부하의 측정값을 매칭시켜 레지스트리(registry) 또는 메모리에 기저장해 둘 수 있다. 물론 이의 경우에도 실험을 통해 얻은 해당 정보들이 사전에 저장될 수 있는 것이다.
이러한 상태에서, 압축 제어부(300)는 모터의 운전 중에 부하가 측정되면, 그 측정값을 기저장해둔 RPM 정보와 비교하여 고냉력 등의 고효율 RPM에 도달하였는지 판단하고, 도달하였다면 다시 RPM을 서서히 감소시킬 수 있을 것이다. 여기서, "서서히 감소"한다는 것은 계단 형태로 단계적으로 감소하거나, 선형적으로 감소하는 것을 의미할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 압축 제어부(300)가 모터의 RPM을 제어하는 방법은 <수학식 2>에 의해 설명될 수 있다.
[수학식 2]
주파수(f) = 전력(P)/2 × 회전수(N)/60
여기서, 주파수(f)는 고정된 값(ex. 한국의 경우는 60Hz)일 수 있으며, N은 RPM을 나타낸다.
위의 <수학식 2>에 근거해 볼 때, N = 120f/P가 되므로, 전력(P)의 조절에 따라 회전수 즉 RPM을 변화시킬 수 있게 되는 것이다. 다시 말해, 전력(P)은 모터에 인가되는 전압(V)과 전류(I)의 곱에 의해 결정되므로, 전압 및 전류 중 적어도 하나를 조절함으로써 모터의 RPM을 조절할 수 있다. 여기서, 전압을 조절한다는 것은 모터에 인가되는 전압의 크기를 낮추는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해, DC 24V의 정격 전압을 인가하였다면, 오차 범위 내에서 전압의 레벨을 낮추는 것이다. 또한, 20A의 정격 전류를 모터에 인가하였다면, PWM 제어를 통해 펄스의 듀티비를 줄여 인가되는 전류 즉 전하량을 줄여줄 수 있을 것이다.
이의 동작을 수행하기 위하여, 압축 제어기(300)는 DAC 또는 PWM, 드라이버 또는 PWM 생성기를 더 포함할 수 있다. DAC는 제어기(ex. PID 제어기)에서 연산된 결과에 해당되는 아날로그 전압 또는 PWM 신호를 생성하는 기능을 담당한다. 선형 방식으로 DC 모터를 구동하는 경우 압축 제어기(300)는 DAC를 이용하여 아날로그 전압을 생성하고, PWM 방식에서는 PWM 신호의 듀티비를 제어기 출력에 맞추어 생성하게 된다. 드라이버 또는 PWM 생성기는 생성된 전압 또는 PWM 신호를 DC 모터에 인가할 때, 구동 전압을 DC 모터에 맞게 증폭하고, 충분한 전류를 공급하는 기능을 담당하게 된다. 이때, 압축 제어기(300)는 증폭률을 조정함으로써 서로 다른 크기의 구동 전압으로 DC 모터를 동작시키는 것이 가능할 수 있을 것이다.
압축 수행부(310)는 도 1에 도시된 바와 같이 하우징 내에 DC 모터를 포함하여 밀폐된 형태를 이룰 수 있으며, 모터의 회전축에 연결되어 회전 각도를 센싱하는 센서를 더 포함할 수 있다. 여기서, "DC 모터"는 서보모터, 엔코더모터, 스테핑모터 또는 BLDC 모터 등 다양한 모터가 사용될 수 있다. 실제로, 압축 수행부(310)에서 어떠한 종류의 모터가 사용되느냐에 따라, 위의 압축 제어부(300)에서의 제어 방식이 결정될 수 있다. 예를 들어, 스테핑 모터는 개루프 제어(open-loop control) 방식이 사용될 수 있고, 기타 모터는 피드백 제어(혹은 폐루프 제어) 방식이 사용될 수 있다. 개루프 제어는 대상 플랜트인 DC 모터의 회전 속도 또는 회전 각도를 직접 측정하지 않고 미리 설정된 전압을 DC 모터 양단에 인가하는 방식이다. 반면, 피드백 제어는 대상 플랜트인 DC 모터의 회전 속도 또는 각도를 다양한 센서를 활용하여 측정한 결과를 DC 모터에 인가하는 전압에 반영하는 방식이다. 이에 따라 개루프 방식은 위치 제어나 속도 제어가 가능하고, 피드백 제어는 위치 제어나 속도 제어뿐 아니라 토크 제어가 더 가능할 수 있다.
한편, 냉장고(90)는 주변 회로부로서 스위칭형 온도센서(320)를 포함한다. 스위칭형 온도센서(320)는 저장실 내에 구비된다. 사용자가 서모스탯 등의 스위칭형 온도센서(320)를 조작하여 온도를 설정하면, 저장실 내의 온도가 사용자의 설정 온도를 벗어날 때(ex. 설정온도보다 높을 때), 가령 서모스탯 내의 바이메탈이 스위칭 형태로 턴온되어 서모스탯에 입력된 전압이 압축 수행부(310)의 모터로 전달된다. 이를 통해 압축 수행부(310)의 압축 동작이 이루어져 냉력이 좀 더 강화된다. 서모스탯은 온도가 올라가면 닫히고, 온도가 내려가면 열리도록 작용한다. 이를 위해 바이메탈이 사용될 수 있다. 바이메탈은 선팽창계수가 다른 2장의 합금판을 맞붙인 것인데, 온도 변화에 따라 바이메탈이 활 모양으로 굽는 정도가 변화므로 이것을 이용해서 스위치를 개폐시킨다.
전원 공급부(330)는 외부에서 입력된 상용 전원(ex. 110/220V)을 DC 전압으로 변경하여 스위칭형 온도센서(320)로 제공할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따라 스위칭형 온도센서(320)는 냉장고에 한번 설치되면, 냉장고에서 분리해 내기가 무척 어렵기 때문에 서모스탯 등의 사용은 그대로 유지하되 그에 부합되게 압축기의 구조를 변경하고, 동작 알고리즘을 구현함으로써 냉장고를 좀 더 효율적으로 사용할 수 있을 것이다.
도 4는 도 3의 압축 제어부의 다른 구조를 나타내는 블록다이어그램이고, 도 5는 도 4에 도시된 제어부의 변형 예를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 압축기(200)는 제어부(400)와 동작상태 결정부(410)를 포함할 수 있다.
도 3의 압축기(210)와 비교해 볼 때, 도 4의 압축기(210')는 하드웨어(H/W)적으로 분리된다는 점에서 차이가 있다. 다시 말해, 도 3의 압축기(210)는 제어 기능과 부하 판단 등의 기능을 모두 소프트웨어(S/W)적으로 실행한다면, 도 4의 압축 기(210')는 제어부(400)에서 제어 기능만을 담당하고, 부하 판단 등의 기능은 동작상태 결정부(410)에서 담당하는 것이다.
예를 들어, 제어부(400)는 압축 수행부(310)의 모터가 동작을 시작하면, 전류 및 전압을 검출하여 동작상태 결정부(410)로 전달하고, 또 회전 각속도(W)에 대한 값을 압축 수행부(310)로부터 수신하여 동작상태 결정부(410)로 전달해 줄 수 있다. 그러면, 동작상태 결정부(410)는 수신된 전류 및 전압값을 이용해 전력을 계산하고, 다시 회전 각속도와 연산하여 부하(T)를 계산할 수 있다. 이후, 계산한 부하가 어느 RPM 값에 대응되는지 판단하여 기결정된 RPM 값으로 검출되면, 해당 결과를 제어부(400)에 다시 전달해 줄 수 있다. 이때, 기절정된 RPM은 사용자의 설정 온도 즉 고냉력, 중냉력 또는 저냉력이냐에 따라 다를 수 있고, 이는 앞서 언급한 대로 모터에 인가된 전력을 계산해 봄으로써 판단될 수 있을 것이다.
이에 따라, 제어부(400)는 압축 수행부(310)의 모터에 대한 RPM을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어부(400)는 모터가 고효율 RPM에 도달한 이후부터 서서히 RPM을 감소하도록 제어할 수 있다. 이를 위해 제어부(400)는 모터에 인가되는 전력을 제어하기 위해 전압 및/또는 전류를 조절할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 모터로 인가되는 전압의 증폭률을 조절하거나, 전압이 인가되는 시간 즉 듀티비의 조절에 의해 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 또한, 제어부(400)는 설정된 온도에서, 저장실 내에 반입되는 저장물의 부하에 따라서도 모터에 대한 RPM을 변경할 수 있는데, 이에 대하여도 앞서 충분히 설명하였으므로 더 이상의 설명은 생략한다.
한편, 도 4의 제어부(400)는 마이크로컴퓨터 회로(이하, 마이컴 회로)로서, 도 5에서와 같이, 프로세서(500)와 메모리(510)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세서(500)는 연산부(ALU)를 중심으로 명령 해석부, 레지스터 그룹 및 제어회로 등을 포함할 수 있다. 이는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
프로세서(500)는 압축기(200)의 초기 동작시(또는 냉장고(90)의 초기 동작시) 도 4에서와 같은 동작상태 결정부(410)에 저장된 프로그램을 도 5의 메모리(510)로 로딩할 수 있다. 이후, 프로세서(500)는 부하 판단 등의 동작을 수행하기 위하여 메모리(510)에 저장된 프로그램을 실행시킬 수 있다.
그 결과, 도 5의 구조를 갖는 압축 제어부(400')는 도 4의 압축 제어부(400)에 비하여 데이터 처리 속도를 증가시킬 수 있을 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 압축 제어부의 모터 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의상 도 6을 도 3과 함께 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 압축 제어부(300)는, 스위칭형 온도센서(320)가 턴온되어 전원공급부(330)로부터의 전원이 압축 수행부(310)의 모터에 인가되면, 인가된 전원에 의해 모터가 운전을 시작할 때 제공되는 전류를 피드백 받아 모터의 운전이 시작되었음을 판단하게 된다. 그리고, 인가된 전압과 피드백된 전류를 이용하여 전력을 계산할 수 있다. 이와 같이 전력을 계산해 봄으로써 사용자의 설정 온도를 파악하고, 그에 따른 기설정된 RPM을 결정할 수 있다. 여기서, "기설정된 RPM"이란 시스템 설계자가 실험 등에 의해 미리 결정해 둔 RPM이라 볼 수 있다.
전원이 인가되면 모터는 일정한 회전 속도로, 도 6에서와 같이 회전 수를 선형적으로 증가시키면서 회전할 수 있다. 이와 같은 모터의 운전 중에 압축 제어부(300)는 모터의 부하를 측정한다. 이러한 부하의 측정에 의해 압축 제어부(300)는 모터가 위의 결정된 기설정된 RPM에 도달하였는지 판단할 수 있다. 물론 기설정된 RPM은 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 사용자가 저장실 내의 온도를 어떠한 상태로 설정하였느냐에 따라 다를 수 있다. 가령, 시스템 설계자는 고냉력에서 2000 RPM을, 중냉력에서는 1500 RPM을 수행하도록 기설정된 값을 지정할 수 있다.
이에 따라, 압축 제어부(300)는 도 6의 A 구간에서와 같이, 측정된 부하의 판단에 따라 지정된 RPM에 도달되었다고 판단되면, B 구간에서와 같이 다시 모터의 RPM을 서서히 감소시키게 된다. 압축 제어부(300)는 지정된 RPM에 도달하였는지 판단하기 위하여, 사용자의 설정 온도에 변경될 때마다(혹은 저장실 내의 음식물 부하 상태 등에 따라) 새로운 기설정된 RPM 값으로 갱신하여 저장해 둘 수 있을 것이다. 압축 제어부(300)는 기설정된 RPM에 매칭되는 부하의 측정값을 미리 저장해 두었기 때문에, 현재 측정된 측정값을 기저장한 측정값과 비교함으로써 기설정된 RPM에 도달했는지 판단할 수 있게 되는 것이다.
상기의 동작 결과 저장실의 온도가 사용자가 설정한 설정 온도에 도달하여 스위칭형 온도센서(320)가 개방됨으로써 압축 수행부(310)의 모터로 인가되는 전원이 차단된다 하더라도, 그만큼 모터의 제어는 수월할 수 있을 것이다. 이에 따라 모터의 기어 마모도 감소할 수 있을 것이다.
또한, 본 개시의 실시예에 따르면, 저장실 내의 저장물의 부하 상태에 따라 적절한 RPM으로 모터를 동작시킬 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있을 것이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 냉장고의 구동 과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 7을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 도 1의 냉장고(90)는 사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도를 근거로, 압축기(200)의 모터를 동작시켜 냉매를 압축한다(S700). 가령, 냉장고(90)는 저장실 내의 온도가 사용자가 설정한 설정 온도보다 높으면, 냉각 시스템을 구성하는 냉매를 압축한다. 이에 따라 모터는 회전 수를 선형적으로 증가시키며 회전할 수 있다.
이어 모터가 운전 중에 있을 때, 냉장고(90)는 설정 온도에 상응하여 모터의 부하를 측정하고, 측정한 부하(의 측정값)에 따라 모터의 동작을 제어한다(S710). 다시 말해, 냉장고(90)는 현재 측정값이 모터에 대하여 기설정한 RPM(혹은 설정 온도)에 상응하는 부하에 도달하게 되면, 다시 RPM을 감소시키는 것이다. 이를 위하여, 냉장고(90)는 모터에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 여기서, "전력을 조절"한다는 것은 모터에 인가되는 전압 및/또는 전류를 제어하는 것을 의미한다.
상기의 동작 결과, 냉장고(90)가 서모스탯과 같은 도 3의 스위칭형 온도센서(320)를 구비한다 하더라도 전력소비, 소음 및 진동 등을 줄여주어 사용자가 냉장고(90)를 보다 효율적으로 사용하도록 할 수 있을 것이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉장고의 구동 과정을 나타내는 흐름도이다.
설명의 편의상 도 8을 도 1, 도 2 및 도 6과 함께 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 냉장고(90)는 압축기(200)에 전원이 인가되어 모터의 회전 동작이 이루어질 수 있다(S800, S810). 기설정된 RPM으로 동작할 수 있다(S800). 예를 들어, 냉장고(90)는 설정 온도가 고냉력이면 2000의 기설정된 RPM으로 동작하고, 중냉력이면 1500의 기설정된 RPM으로 동작할 수 있다. S800 단계에서, 냉장고(90)는 도 7에서와 같은 세부 동작을 진행할 수도 있을 것이다.
이어, 냉장고(90)는 모터의 전력을 판단한다. 이를 위하여, 냉장고(90)는 모터에 입력된 전압과, 모터에서 피드백되는 전류를 곱하여 전력을 계산할 수 있다. 이와 같이 전력을 계산해 봄으로써 냉장고(90)는 사용자가 설정한 온도를 판단할 수 있을 것이다.
만약, 온도 설정이 변경된 경우, 냉장고(90)는 모터의 전력을 판단하여, 기설정된 RPM을 변경할지를 판단할 수 있다(S810). 예를 들어, 사용자가 중냉력을 고냉력으로 변경하였다면, RPM을 증가시켜 기설정된 값으로 결정하겠지만, 저냉력으로 변경하였다면 RPM을 감소시켜 기설정된 값을 결정할 수 있다(S820, S830). 좀 더 구체적으로, 냉장고(90)는 모터에 입력된 전력(P)의 크기가 참조값으로서 현재 저장된 전력의 최대값(P_HL)보다 크면 RPM을 증가시키고, 반면 현재 저장된 전력의 최소값(P_LL)보다 작으면 RPM을 감소시킬 수 있다. 여기서, 최대값과 최소값은 오차 범위의 값을 의미할 수 있다.
또한, 냉장고(90)는 기설정된 RPM이 변경되면, 참조값으로 기저장된 전력값을 변경된 RPM에 상응하는 전력 즉 최대값과 최소값으로 갱신한다(S840). 그리고, 냉장고(90)는 이후에 갱신한 값을 근거로 모터의 전력을 판단할 수 있을 것이다. 모터의 전력을 판단하는 것은 사용자의 설정 온도를 파악하기에 유용할 수 있다.
나아가, 냉장고(90)는 사용자가 설정한 온도에 도달하게 되면, 모터로 인가되는 전원이 차단됨에 따라, 모터의 동작도 중단되게 된다(S850).
한편, 냉장고(90)는 특정 온도로 설정된 후, 저장물의 부하 상태에 따라서도 도 8에서와 같은 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어 모터의 최대 정격 RPM은 2000이었다고 가정하자. 그리고, 시스템 설계자가 가령 모터의 최초 동작시, 즉 서모스탯의 턴온 동작에 따라 전압이 인가되어 모터가 기결정된 1000 RPM으로 동작하도록 설계하였다고 가정하자. 이때 1000 RPM에 상응하는 전력값은 기준 전력값으로 기저장될 수 있을 것이다. 물론 비교 대상으로서 기준 전력값을 저장하여 이용하는 것을 설명하지만, 이러한 기준 데이터는 전력값 이외에 모터와 관련한 다양한 파라미터가 이용될 수 있을 것이다. 예컨대, 파라미터는 토크, 온도, 전류 등의 파라미터를 포함할 수 있다.
상기의 상태에서, 저장실 내에 저장물이 유입되어 모터가 동작하게 되면, 모터는 1000 RPM으로 동작한다. 이때, 냉장고는 오일 펌핑 이후의 모터에 대한 전력을 측정하여, 측정한 전력값이 기저장된 기준 전력값보다 작으면(S810), 모터의 RPM을 감소시키고(또는 RPM 기설정된 시간동안 유지시키고), 변경된 RPM 값들을 저장할 수 있다.
반면, 측정한 전력값이 기저장된 기준 전력값보다 크게 측정이 되면, 냉장고(90)는 모터의 RPM을 증가시켜 가령 2000 RPM으로 구동시킬 수 있다(S810). 이후 저장실 내의 상태에 따라 RPM을 감소시키고, 저장된 값을 갱신할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는 특정 온도에서 저장실 내의 상태에 따라서도 RPM을 적절하게 가변시키는 것이 얼마든지 가능할 수 있을 것이다.
도 9 내지 도 12는 본 개시의 실시예에 따른 기동 상태별 압축기의 프로파일을 나타내는 도면이다.
설명의 편의상 도 8을 도 9 내지 도 12와 함께 참조하면, 도 1의 냉장고(90)는 도 9에서와 같이 압축기의 기동 상태, 예컨대 사용자의 입력에 따른 냉기동, 온기동 및 제상기동 상태가 결정되면, 이에 근거하여 모터를 동작시킬 수 있다. 여기서, 냉기동 또는 제상기동은 냉력을 많이 필요로 하는 모터의 동작 모드이고, 온기동은 냉력이 작은 운전모드일 수 있다.
압축기는 각 동작 모드 및 해당 모드에 매칭된 프로파일에 따라 동작할 수 있는데, 도 9는 냉기동 운전 프로파일로 기설정된 RPM 2000에서 과부하(ex. 저장실 내의 저장물 부하) 판단 기준인 100W 이상이 센싱되어 최대 RPM으로 변경 운전한 것을 나타내고 있다.
또한, 도 10은 온기동 운전 프로파일로, 기결정된 RPM 2000에서 과부하 판단 기준인 100W 이하와 저부하 판단 기준인 60W 이상으로 운전하고 있어, RPM 변경없이 기결정된 RPM으로 운전하는 것을 나타낸다.
나아가, 도 11은 제상기동 운전 프로파일로, 기결정된 RPM 2000에서 과부하 판단 기준인 100W 이상이 센싱되어 최대 RPM으로 변경 운전한 것을 나타내고 있다.
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
-
-

Claims (13)

  1. 모터를 포함하며, 상기 모터의 동작에 따라 냉매를 압축하는 압축기; 및
    사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 상기 모터의 부하를 측정하고, 상기 측정한 모터의 부하에 근거하여 상기 모터를 제어하는 프로세서;를
    포함하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정 온도를 기준으로 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 스위칭형 온도센서;를 더 포함하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭형 온도센서는 바이메탈을 접촉시켜 스위칭 동작을 수행하는 서모스탯(thermostat)을 포함하는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 측정한 모터의 부하를 근거로 상기 모터의 기설정된 회전 속도를 판단하고, 상기 기설정된 회전 속도에 도달하면 상기 모터의 회전 속도를 감소시키는 냉장고.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 모터의 전력(P)을 측정하여 상기 측정한 모터의 전력의 크기에 따라 상기 기설정된 회전 속도를 결정하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는,
    상기 모터의 기설정된 회전각에 따라 펄스를 출력하는 센서; 및
    상기 센서에서 출력된 펄스를 카운팅하는 카운터;를 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 모터의 전력을 측정하고 상기 측정한 모터의 전력과 상기 카운터에서 카운팅된 펄스 값에 기초하여 상기 모터의 부하를 측정하는 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서는 엔코더를 포함하며,
    상기 카운터는 엔코더 카운터를 포함하는 냉장고.
  8. 모터를 동작시켜 냉매를 압축하는 단계;
    사용자가 설정한 저장실 내의 설정 온도에 상응하여 상기 모터의 부하를 측정하는 단계; 및
    상기 측정한 부하에 근거하여 상기 모터를 제어하는 단계;를
    포함하는 냉장고의 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 설정 온도를 기준으로 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 스위칭형 온도센서를 이용하여 상기 모터에 전원을 선택적으로 제공하는 단계를 포함하는 냉장고의 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭형 온도센서는 바이메탈을 접촉시켜 스위칭 동작을 수행하는 서모스탯을 포함하는 냉장고의 구동방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 측정한 모터의 부하를 근거로 상기 모터의 기설정된 회전 속도를 판단하는 단계; 및
    상기 기설정된 회전 속도에 도달하면, 상기 회전 속도를 감소시키는 단계;를
    포함하는 냉장고의 구동방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 모터의 전력을 측정하여 상기 측정한 모터의 전력의 크기에 따라 상기 기설정된 회전 속도를 결정하는 단계;를 더 포함하는 냉장고의 구동방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 모터의 부하를 측정하는 단계는,
    상기 모터의 기설정된 회전 각에 따라 펄스를 출력하는 센서로부터 수신된 펄스를 카운팅하고, 기측정된 전력과 상기 카운팅된 펄스 값에 기초하여 상기 모터의 부하를 계산하는 단계를 포함하는 냉장고의 구동방법.
PCT/KR2016/008420 2015-12-16 2016-08-01 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체 WO2017104929A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680074308.8A CN108431531B (zh) 2015-12-16 2016-08-01 冰箱、冰箱的操作方法以及计算机可读记录介质

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0180454 2015-12-16
KR20150180454 2015-12-16
KR1020160073957A KR20170072111A (ko) 2015-12-16 2016-06-14 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체
KR10-2016-0073957 2016-06-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017104929A1 true WO2017104929A1 (ko) 2017-06-22

Family

ID=59056823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/008420 WO2017104929A1 (ko) 2015-12-16 2016-08-01 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017104929A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108061426A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 合肥华凌股份有限公司 冰箱的控制方法、冰箱及计算机可读存储介质
CN111406190A (zh) * 2017-08-28 2020-07-10 三星电子株式会社 冰箱及其控制方法
CN111794940A (zh) * 2019-04-09 2020-10-20 青岛海尔电冰箱有限公司 用于冰箱的调速压缩机与冰箱

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980075777A (ko) * 1997-04-02 1998-11-16 윤종용 냉장고 부하 구동방법 및 그 장치
KR19990027206A (ko) * 1997-09-29 1999-04-15 윤종용 냉장고의 냉기토출방향 제어장치
KR19990032451A (ko) * 1997-10-18 1999-05-15 윤종용 냉장고의 운전제어방법
JP2005331187A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Toshiba Corp 冷蔵庫
KR100892193B1 (ko) * 2001-08-29 2009-04-07 월풀 에쎄.아. 냉각될 실내의 냉각제어시스템과 냉각시스템을 제어하는방법 및 냉각기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980075777A (ko) * 1997-04-02 1998-11-16 윤종용 냉장고 부하 구동방법 및 그 장치
KR19990027206A (ko) * 1997-09-29 1999-04-15 윤종용 냉장고의 냉기토출방향 제어장치
KR19990032451A (ko) * 1997-10-18 1999-05-15 윤종용 냉장고의 운전제어방법
KR100892193B1 (ko) * 2001-08-29 2009-04-07 월풀 에쎄.아. 냉각될 실내의 냉각제어시스템과 냉각시스템을 제어하는방법 및 냉각기
JP2005331187A (ja) * 2004-05-20 2005-12-02 Toshiba Corp 冷蔵庫

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111406190A (zh) * 2017-08-28 2020-07-10 三星电子株式会社 冰箱及其控制方法
US11454436B2 (en) 2017-08-28 2022-09-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Refrigerator having variable speed compressor and control method thereof
CN108061426A (zh) * 2017-12-07 2018-05-22 合肥华凌股份有限公司 冰箱的控制方法、冰箱及计算机可读存储介质
CN108061426B (zh) * 2017-12-07 2020-05-05 合肥华凌股份有限公司 冰箱的控制方法、冰箱及计算机可读存储介质
CN111794940A (zh) * 2019-04-09 2020-10-20 青岛海尔电冰箱有限公司 用于冰箱的调速压缩机与冰箱

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6370888B1 (en) Method for controlling variable speed drive with chiller equipped with multiple compressors
JP2555464B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2703734B2 (ja) 冷蔵庫の圧縮機の運転速度制御装置及びその制御方法
JPS6152560A (ja) 空気調和機
US6216478B1 (en) Operation speed change system and method for refrigerator
US9151525B2 (en) Method of operating an evaporator assembly with a fan controller
WO2017104929A1 (ko) 냉장고, 냉장고의 구동방법 및 컴퓨터 판독가능 기록매체
KR20140019594A (ko) 냉장고의 운전제어 방법
KR20020030528A (ko) 냉장고의 운전제어방법
KR100333395B1 (ko) 멀티형 공기조화기의 저온제어 운전방법
Binneberg et al. Reduction in power consumption of household refrigerators by using variable speed compressors
US8368344B2 (en) Refrigerator and operating method thereof
JP2000356447A (ja) 冷凍システムのインバータ装置
CN108431531B (zh) 冰箱、冰箱的操作方法以及计算机可读记录介质
JP5261106B2 (ja) 冷却システム
KR100400470B1 (ko) 냉장고의 팬 제어방법
KR100196943B1 (ko) 냉장고의 팬 회전속도 제어방법 및 그 제어장치
KR100251567B1 (ko) 2단계감압장치가구비된냉동사이클및그제어방법
CN107421208B (zh) 冰箱冷冻室温度调节方法、系统、装置、存储介质和冰箱
JPH11281172A (ja) 冷凍装置
KR20030064559A (ko) 급속 냉동방법
KR100234121B1 (ko) 냉장고 및 그 제어방법
KR20190064812A (ko) 온도조절기를 이용한 기계식 냉장고의 bldc 압축기 제어장치
KR20140145231A (ko) 냉장고 및 그 제어방법
JP2016142423A (ja) 冷蔵庫

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16875871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16875871

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1