WO2022154280A1 - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

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WO2022154280A1
WO2022154280A1 PCT/KR2021/019166 KR2021019166W WO2022154280A1 WO 2022154280 A1 WO2022154280 A1 WO 2022154280A1 KR 2021019166 W KR2021019166 W KR 2021019166W WO 2022154280 A1 WO2022154280 A1 WO 2022154280A1
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water
tray
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condensed water
water supply
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조성민
서국정
박진현
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삼성전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator that cools refrigerated objects contained therein to a preset temperature and maintains the state thereof and a control method therefor, and more particularly, a structure for obtaining high-transparency ice by supplying water to a tray in a freezer compartment and a cooling process of the refrigerator and its control method.
  • a refrigerator is one of various types of household appliances, and is a device for accommodating a predetermined refrigerating material in an accommodating space in a housing to which an insulating material is applied, and cooling or freezing the refrigerating material by cooling using a refrigerant.
  • the refrigerator is separated from the refrigerating chamber and has a freezing chamber adjusted to sub-zero temperature.
  • a freezing chamber adjusted to sub-zero temperature.
  • the transparency of ice is related to the concentration of dissolved air in the water as it freezes.
  • a refrigerator includes a tray, a water supply unit communicating with the tray to supply water into the tray, a heating unit provided to heat the water supplied into the tray, and cooling the inside of the tray.
  • a cooling unit provided so as to communicate with the tray, a condensed water recovery unit configured to collect water vapor in the tray, separate it into condensed water and air, and deliver the separated condensed water to the water supply unit; a boiling point of water supplied into the tray and a controller configured to control the water supply unit and the heating unit so that the water vapor rises above the level to generate the water vapor, and controls the cooling unit to convert water in the tray whose dissolved air concentration is reduced according to the generation of the water vapor into ice.
  • a pump is provided to perform a pumping operation so that the pressure in the tray is adjusted when water is supplied into the tray, wherein the control unit controls the pump to lower the pressure in the tray lower than the external pressure of the refrigerator. and control the water supply unit so that water is supplied into the tray.
  • the pump may be disposed to communicate with the condensed water recovery unit, and the condensed water recovery unit may be provided such that air separated from the recovered water vapor is delivered to the pump.
  • the controller may control the cooling unit to cool the tray in response to a pressure in the tray exceeding a threshold while water is supplied into the tray.
  • it includes a condensed water condensate pipe connecting the condensed water recovery unit and the water supply unit, and a condensed water condensate pipe valve provided to open and close the condensed water condensate pipe, wherein the control unit, when supplying water to the tray through the water supply unit, the condensed water
  • the condensate condensate pipe valve may be controlled to close the condensate pipe and to open the condensate condensate pipe when the condensed water is supplied from the condensed water recovery unit to the water supply unit.
  • it includes a condensed water confluence pipe connecting the condensed water recovery unit and the water supply unit, and a merging valve selectively opening and closing the condensed water condensate pipe and the water supply unit, wherein the control unit provides water to the tray through the water supply unit.
  • the condensed water confluence pipe is closed and the water supply part is opened, and when condensed water is supplied to the water supply part from the condensed water recovery part, the merging valve can be controlled to open the condensate water confluence pipe and close the water supply part.
  • the heating unit may extend along the water supply unit so as to be adjacent to the water supply unit.
  • the heating unit may be disposed adjacent to the tray to heat the tray.
  • the water supply unit may include a water supply valve controlled by the controller to open and close the water supply unit.
  • the cooling unit may include a refrigerant pipe disposed adjacent to the tray and provided to allow the refrigerant to flow.
  • the refrigerant pipe may be disposed adjacent to the condensed water recovery unit so that the water vapor recovered in the condensed water recovery unit is cooled.
  • control method of the refrigerator includes heating water by a heating unit and supplying the heated water into the tray by a water supply unit so that water supplied into the tray rises above a boiling point to generate water vapor. cooling the tray by a cooling unit so that the water in the tray whose dissolved air concentration is reduced according to the generation of water vapor is converted into ice; Separating the condensed water and air, and transferring the separated condensed water to the water supply unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of the refrigerator of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the front upper side.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the rear upper side.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the lower side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the tray.
  • FIG. 7 is a block diagram of the ice maker.
  • FIG. 8 is an exemplary view schematically illustrating a principle of an ice maker making ice.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of controlling ice by an ice maker.
  • 10 is a graph showing the phase change of water in the dimensions of temperature and pressure.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the tray and the condensed water recovery unit according to another embodiment.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view of the tray and the condensate recovery unit of FIG. 11 .
  • FIG. 13 is an exemplary view illustrating the principle of a valve for selectively opening and closing a water supply pipe and a condensate condensate pipe.
  • FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of the refrigerator of FIG. 1 .
  • the refrigerator 1 includes a housing 10 that forms an exterior. Inside the housing 10, the front is opened, and a storage compartment 20 for accommodating a predetermined refrigerated material is provided.
  • a door 30 is rotatably coupled to the housing 10 to open and close the open front of the storage compartment 20 .
  • a hinge part 40 is coupled between the housing 10 and the door 30 to enable rotation of the door 30 with respect to the housing 10 .
  • the direction shown in this drawing is defined.
  • the X direction is the left and right direction of the refrigerator 1 .
  • the Y direction is orthogonal to the X direction and is a direction toward the front of the refrigerator 1 . That is, when the door 30 is opened, the storage chamber 20 is opened in the Y direction.
  • the Z direction is orthogonal to the X direction and the Y direction, and is a longitudinal direction of the refrigerator 1 .
  • the refrigerator 1 has a structure in which four doors 30 provided so as to be opened and closed left and right and the storage compartment 20 is divided into three, but the structure of the refrigerator 1 is the same as in this embodiment. Examples are not limited. For example, only one door 30 or two doors 30 may be provided in the refrigerator 1 .
  • the storage chamber 20 may not be divided into a plurality of compartments, or may be divided into two.
  • the hinge part 40 may be installed on the left side of the front side of the housing 10 so that the door 30 rotates around the left edge of the front side of the housing 10 . 30 may be rotated around the right edge of the front side of the housing 10 .
  • the housing 10 includes an inner case 11 forming the storage compartment 20 , and an outer box 13 accommodating the inner case 11 and forming an exterior.
  • the inner case 11 and the outer case 13 are spaced apart from each other, and the space between the inner case 11 and the outer case 13 is foamed with an insulating material 15 for preventing the cold air from leaking out of the storage chamber 20 .
  • the material of the heat insulating material 15 is not limited, for example, the heat insulating material 15 includes a urethane material.
  • the housing 10 includes a partition wall 17 that divides the storage chamber 20 into left and right or up and down.
  • the storage compartment 20 may be divided into a refrigerating compartment 21 and a freezing compartment 23 by a partition wall 17 .
  • the refrigerating compartment 21 and the freezing compartment 23 are only names according to their functions, and each storage area of the storage compartment 20 partitioned by the partition wall 17 can be switched between the refrigerating compartment 21 and the freezing compartment 23 according to the temperature setting.
  • a plurality of shelves 25 and storage containers 27 are provided inside the storage compartment 20 to place refrigerated products.
  • the door 30 covers the open front of the storage compartment 20 and is coupled to the housing 10 using a hinge part 40 .
  • the door 30 opens or closes the storage compartment 20 by pivoting with respect to the housing 10 .
  • a member made of a material such as rubber for maintaining the sealing of the storage chamber 20 may be provided on a surface in contact with the housing 10 .
  • the door 30 When the storage compartment 20 is divided into the refrigerating compartment 21 and the freezing compartment 23 by the partition wall 17 , the door 30 includes a refrigerating compartment door 31 provided to open and closing the refrigerating compartment 21 , and a freezing compartment 23 . and a freezer compartment door 33 provided to open and close the .
  • the accommodating space in the housing 10 is divided into a plurality of storage chambers 20 and a plurality of doors 30 are installed to open and close each storage chamber 20 independently, thereby minimizing the loss of cold air in the housing 10 as much as possible.
  • a plurality of door guards 35 for accommodating refrigerating products having a relatively small volume are provided on the rear surface of the refrigerating compartment door 31 or the freezing compartment door 33 .
  • the refrigerator 1 has a cooling mechanism for supplying cool air to the storage compartment 20 based on the principle of heat exchange of the refrigerant.
  • the cooling mechanism includes a compressor 51 that compresses the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant to cause an exothermic reaction, an evaporator 53 that evaporates the refrigerant to cause an endothermic reaction, a blower fan 55 that blows air, and the evaporator and a cold air duct 57 and the like for guiding the movement of air cooled by 53 . Accordingly, the refrigerator 1 forms a refrigeration cycle to discharge cold air to the storage compartment 20 and lower the temperature of the storage compartment 20 .
  • the compressor 51 and the condenser are arranged in the machine room 29 located below the rear of the housing 10 .
  • the machine room 29 accommodates various mechanical parts for the operation of the refrigerator 1 .
  • the evaporator 53 , the blowing fan 55 , and the cold air duct 57 are typically disposed at the rear of the storage compartment 20 so as not to interfere with the charging or withdrawing of the refrigerated material into the storage compartment 20 .
  • the arrangement position of each component of the cooling mechanism is not limited by this embodiment.
  • the refrigerator 1 includes an ice maker 1000 for producing ice in the freezing compartment 23 .
  • the ice maker 1000 is shown as being located on one side of the freezing compartment 23 , but the position of the ice maker 1000 is not limited to this example.
  • the ice maker 1000 may be installed on the rear side of the freezing compartment door 33 .
  • the ice maker 1000 receives water from a predetermined water supply tank and freezes it to manufacture highly transparent ice.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the front upper side.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the rear upper side.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the ice maker as viewed from the lower side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the tray.
  • the ice maker 1000 includes a tray 1100 .
  • the tray 1100 has an accommodation space for storing water or ice therein.
  • the tray 1100 includes an outer tray 1110 having a shape of a rectangular parallelepiped having an opening formed thereon.
  • the outer tray 1110 includes a metal material having excellent thermal conductivity, thereby transferring cold air or heat from the outside to the receiving space inside.
  • the tray 1100 includes an upper cover 1120 rotatably coupled to an upper surface of the outer tray 1110 by a hinge unit 1130 .
  • the upper cover 1120 opens or closes the receiving space in the tray 1100 by rotating about the hinge unit 1130 .
  • the upper cover 1120 closes the opening of the tray 1100 (more specifically, the outer tray 1110), the upper cover 1120 and the tray 1100 contact the region inside the tray 1100.
  • a structure for sealing may be applied.
  • Various examples of such a closed structure are possible.
  • a rubber member may be installed to block the entry of external air into the receiving space of the tray 1100 .
  • the upper cover 1120 may have a pressure sensor connection unit 1121 formed to communicate with the receiving space of the tray 1100 from the outside of the tray 1100 , and the pressure sensor connection unit 1121 has a receiving space of the tray 1100 .
  • a pressure sensor for measuring the pressure of the may be installed.
  • the structure in which the pressure sensor is installed and the method in which the pressure sensor measures the pressure of the receiving space of the tray 1100 are not limited, and the upper cover 1120 does not have the pressure sensor connection part 1121 depending on the design method. Instead, the pressure sensor may be installed in the tray 1100 .
  • the tray 1100 includes a water supply connection part 1140 (see FIG. 6 ) formed on one side of the tray 1100 .
  • the water supply connection part 1140 is provided so that water is supplied to the receiving space of the tray 1100 from the outside.
  • the water supply connection part 1140 includes a hole communicating with the receiving space of the tray 1100 .
  • the tray 1100 includes a condensate recovery unit connection unit 1150 formed on one side of the tray 1100 .
  • the condensed water recovery part connection part 1150 is provided so that the water vapor in the accommodation space of the tray 1100 is discharged to the outside of the tray 1100 .
  • the condensed water recovery unit connection unit 1150 includes a hole communicating with the receiving space of the tray 1100 .
  • the tray 1100 includes an inner tray 1160 accommodated inside the outer tray 1110 .
  • the inner tray 1160 accommodates water supplied into the tray 1100 , while accommodating ice formed by cooling the water.
  • the ice is divided into several pieces by the ice guide 1170 disposed in the inner tray 1160 .
  • the inner tray 1160 is provided so that the upper cover 1120 can be separated from the outer tray 1110 in an open state. The user can easily obtain ice in the inner tray 1160 by separating the inner tray 1160 from the receiving space inside the outer tray 1110 .
  • the ice maker 1000 includes a water supply unit 1200 provided to supply water to the receiving space of the tray 1100 .
  • the water supply unit 1200 is connected to the water supply connection unit 1140 of the tray 1100 and includes a water supply pipe 1210 that provides a path of water supplied to the receiving space of the tray 1100 .
  • the water supply pipe 1210 extends from a predetermined source in which water is stored or supplied to the tray 1100 and has a flow path formed therein.
  • the material of the water supply pipe 1210 is not limited. However, as an example, the water supply pipe 1210 includes a metal material having high thermal conductivity so that the temperature of water passing through the flow path can be easily increased by heat from the outside.
  • the water supply unit 1200 is installed in the water supply pipe 1210 or the water supply connection unit 1140 and includes a water supply valve 1220 that operates to adjust the amount of water supplied through the water supply pipe 1210 .
  • the water supply valve 1220 may open and close the flow path of the water supply pipe 1210 , thereby allowing water to be supplied to the receiving space of the tray 1100 or may block the water supply.
  • the water supply valve 1220 may adjust the water supply amount per unit time by adjusting the area in which the flow path of the water supply pipe 1210 is opened.
  • the structure of the water supply valve 1220 is not limited, and for example, the water supply valve 1220 may be implemented as a solenoid valve.
  • the ice maker 1000 includes a heating unit 1300 provided to heat the water supplied to the receiving space of the tray 1100 .
  • the heating unit 1300 may be provided in any structure capable of generating heat, and includes, for example, a metal material capable of converting an applied voltage into heat.
  • the heating unit 1300 may be provided in a tubular shape extending along the water supply pipe 1210 to heat water flowing through the water supply pipe 1210 .
  • the heating unit 1300 may be disposed adjacent to the tray 1100 so as to apply heat from the outside of the tray 1100 to the inside of the tray 1100 .
  • the heating unit 1300 is disposed adjacent to the water supply pipe 1210 to heat the water supplied to the receiving space of the tray 1100 , while the tray 1100 allows the ice in the tray 1100 to move easily. disposed adjacent to (1100).
  • the ice maker 1000 includes a cooling unit 1400 provided to cool the tray 1100 .
  • the cooling unit 1400 may have various structures in order to freeze the water accommodated in the tray 1100 , more specifically, the receiving space inside the tray 1100 .
  • the cooling unit 1400 is disposed adjacent to the tray 1100 and includes one or more refrigerant tubes 1410 provided so that the refrigerant flows therein.
  • the refrigerant pipe 1410 is disposed adjacent to a predetermined first sidewall of the tray 1100 , and disposed adjacent to a second sidewall of the tray 1100 opposite to the first sidewall.
  • the refrigerant pipe 1410 may be disposed so as to be spaced apart from the tray 1100 by a predetermined distance or may be disposed in contact with the tray 1100 as long as it is capable of delivering cold air by the refrigerant to the tray 1100 .
  • the ice maker 1000 includes a pump 1500 that performs a pumping operation to adjust the pressure in the tray 1100 .
  • the position of the pump 1500 is not limited, and for example, the pump 1500 may be installed to communicate with a condensed water recovery unit 1600 to be described later.
  • the condensed water recovery unit 1600 communicates with the tray 1100 , and the pump 1500 may adjust the pressure in the tray 1100 through the condensed water recovery unit 1600 .
  • Condensate recovery unit 1600 includes The condensed water recovery unit 1600 has a space in which water vapor is introduced, and the introduced water vapor is separated into condensed water and air.
  • Various structures for lowering the temperature of the water vapor introduced into the condensed water recovery unit 1600 may be applied.
  • the condensed water recovery unit 1600 may have a structure for dissipating heat, such as a heat pipe or a heat sink.
  • the material of the condensate recovery unit 1600 is not limited, and may include, for example, a metal material having excellent thermal conductivity.
  • the condensed water recovery unit 1600 is disposed adjacent to the refrigerant pipe 1410 , it is possible to easily separate the condensed water from water vapor by receiving cold air from the refrigerant pipe 1410 .
  • the refrigerant pipe 1410 is disposed in the space between the tray 1100 and the condensed water recovery unit 1600 , so that the refrigerant pipe 1410 is a cooling and condensed water recovery unit for the tray 1100 . (1600) is provided to perform all of the cooling.
  • the condensate recovery unit 1600 is connected to the pump 1500 on its upper side.
  • the condensed water recovery unit 1600 has a condensed water confluence pipe 1610 connected to the lower side of the condensed water recovery unit 1600 .
  • the condensed water confluence pipe 1610 connects the lower side of the condensed water recovery unit 1600 to the water supply pipe 1210 .
  • the water vapor introduced into the condensed water recovery unit 1600 is separated into condensed water and air.
  • the condensed water falls to the lower side of the condensed water recovery unit 1600 and is supplied to the water supply pipe 1210 through the condensed water condensing pipe 1610.
  • the air separated from the water vapor is guided to a pump 1500 . As such, water vapor is not directly transferred to the pump 1500 , but only air is transferred after the condensed water is separated from the water vapor, so that damage to the pump 1500 by moisture can be suppressed.
  • the condensed water recovery unit 1600 may include a condensed water recovery unit connection unit valve 1620 that opens and closes the condensate recovery unit connection unit 1150 (refer to FIG. 6 ).
  • the condensed water recovery part connection part valve 1620 allows water vapor inside the tray 1100 to flow into the condensed water recovery part 1600 when it is opened, and the connection between the tray 1100 and the condensed water recovery part 1600 when it is closed. to block However, depending on the design method, when it is possible to ensure the sealing in the tray 1100 without the condensate recovery part connection valve 1620 (for example, only the condensate condensate pipe valve 1630 to be described later) in the tray 1100. If the pressure can be maintained), the condensate recovery part connection part valve 1620 may not be provided.
  • the condensed water recovery unit 1600 includes a condensed water confluence pipe valve 1630 that opens and closes the condensate condensate pipe 1610 .
  • the condensate condensate pipe valve 1630 allows the condensed water in the condensed water recovery unit 1600 to be transferred to the water supply pipe 1210 when opened, and prevents the water in the water supply pipe 1210 from flowing back to the condensed water recovery unit 1600 when closed. do.
  • FIG. 7 is a block diagram of the ice maker.
  • the ice maker 1000 controls operations of various components by the controller 1800 .
  • the ice maker 1000 includes a pressure sensor 1710 that measures the pressure of the accommodation space in the tray 1100 .
  • the pressure sensor 1710 transmits the measurement result to the control unit 1800 so that the control unit 1800 identifies the pressure in the tray 1100 in real time.
  • the ice maker 1000 includes a temperature sensor 1720 that measures the temperature of water supplied into the tray 1100 .
  • the temperature sensor 1720 may be installed in any one of the inside of the tray 1100 , the water supply connection part 1140 , the water supply pipe 1210 , and the heating part 1300 .
  • the temperature sensor 1720 transmits the measurement result to the control unit 1800 in real time, so that the control unit 1800 identifies the temperature of the water supplied to the tray 1100 in real time.
  • the control unit 1800 includes various types of hardware chipsets such as a CPU, a processor, a microprocessor, a microcontroller, and a system on chip (SoC).
  • the controller 1800 may be a component provided to control the entire refrigerator including the ice maker 1000 , or may be a dedicated component provided for the ice maker 1000 .
  • the control unit 1800 controls the operation of the component by transmitting a control signal to the component to be controlled.
  • the control unit 1800 may control the opening and closing of, for example, the water supply valve 1220 , the condensate recovery unit connection part valve 1620 , the condensate water confluence pipe valve 1630 , and the like.
  • control unit 1800 may control the heat dissipation temperature of the heating unit 1300 .
  • controller 1800 may control the pumping operations of the water supply pump 1230 , the refrigerant pump 1420 , and the pump 1500 .
  • the water supply pump 1230 performs a pumping operation to move water through the water supply pipe 1210 .
  • water may be supplied by the pressure difference in the tray 1100 .
  • the refrigerant pump 1420 performs a pumping operation so that the refrigerant moves through the refrigerant pipe 1410 .
  • FIG. 8 is an exemplary view schematically illustrating a principle of an ice maker making ice.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of controlling ice by an ice maker.
  • the controller 1800 operates as follows for ice production.
  • the initial state is a state in which the inside of the tray 1100 is empty.
  • step 910 the control unit 1800 closes the water supply valve 1220, the condensed water recovery unit connection valve 1620, and the condensed water condensate pipe valve 1630, and drives the pump 1500 to set the pressure inside the tray 1100. down to the level. That is, the control unit 1800 lowers the pressure inside the tray 1100 through pumping by the pump 1500 in a state in which the inside of the tray 1100 is sealed so that the pressure inside the tray 1100 is lower than the external atmospheric pressure (for example, 1 atm).
  • the external atmospheric pressure for example, 1 atm
  • step 920 the control unit 1800 identifies whether the pressure inside the tray 1100 has dropped to a preset level using the pressure sensor 1710 . When it is sensed that the pressure has not dropped to the corresponding level, the control unit 1800 continues the pumping operation by the pump 1500 .
  • the control unit 1800 stops the pump 1500, operates the heating unit 1300, and opens the water supply valve 1220. .
  • the pressure inside the tray 1100 is maintained at a required level.
  • the water flowing in the water supply pipe 1210 is heated by the operation of the heating unit 1300 .
  • the control unit 1800 may drive a separate water supply pump 1230 to allow water to flow through the water supply pipe 1210 .
  • step 940 when a preset amount of water is supplied (for example, when a predetermined time predictable that a preset amount of water has elapsed), the controller 1800 closes the water supply valve 1220 and the heating unit 1300 ) to stop.
  • the pressure inside the tray 1100 is relatively low, the boiling point of water is lowered (for example, water boils even at room temperature of less than 100 degrees Celsius), and the section in which water moves from gaseous to solid is relatively become shorter
  • heated water is accommodated in the tray 1100, the water rises above the boiling point, thereby rapidly lowering the dissolved air concentration along with vaporization.
  • the pressure inside the tray 1100 increases due to the generation of water vapor.
  • step 950 the control unit 1800 identifies whether the pressure inside the tray 1100 exceeds a threshold. If the pressure inside the tray 1100 does not exceed the threshold, the control unit 1800 maintains the current state.
  • step 960 the control unit 1800 operates the pump 1500 and the refrigerant pump 1420, and the condensate recovery unit connection valve 1620, the condensate condensate pipe valve (1630) is opened.
  • the control unit 1800 maintains the driving of the heating unit 1300 so that the water in the tray 1100 reaches the boiling point more quickly at the time of closing the water supply valve 1220, and the refrigerant pump 1420. It is also possible to stop the heating unit 1300 at the time of operating.
  • the pump 1500 By driving the pump 1500 , as the pressure in the tray 1100 is lowered, the water vapor in the tray 1100 passes through the condensate recovery unit connection valve 1620 and moves to the condensate recovery unit 1600 .
  • the water in the tray 1100 is cooled, while the water vapor that has moved into the condensed water recovery unit 1600 is separated into condensed water and air.
  • the separated condensate passes through the condensate condensate pipe valve 1630 and moves to the water supply pipe 1210 .
  • the separated air moves to the pump 1500 .
  • step 970 when it is identified that all the water vapor in the tray 1100 has been recovered by the condensed water recovery unit 1600 (or all the water vapor in the tray 1100 is expected to be recovered by the condensed water recovery unit 1600)
  • the condensate recovery part connection part valve 1620 is closed.
  • the controller 1800 drives the refrigerant pump 1420 to keep the ice in the tray 1100 from melting. If it is sensed that an event related to the collection of ice by the user is detected, the controller 1800 drives the heating unit 1300 so that the ice can be more easily separated from the tray 1100 and the tray 1100 . An operation of heating may be additionally performed.
  • the refrigerator 1 may obtain ice having relatively high transparency.
  • a principle of obtaining high-transparency ice according to the present embodiment will be described.
  • 10 is a graph showing the phase change of water in the dimensions of temperature and pressure.
  • water has any one of three phases depending on temperature and pressure.
  • water under 1 atmosphere, water is solid at temperatures below 0 degrees Celsius (point B) (i.e. freezing point), gas phase at temperatures above 100 degrees Celsius (point C) (i.e. boiling point), 0 degrees and 100 degrees Celsius. At temperatures in between, it is liquid.
  • point B 0 degrees Celsius
  • point C 100 degrees Celsius
  • point C 100 degrees Celsius
  • point D freezing point
  • the boiling point rises compared to the case of 1 atm.
  • the freezing point decreases compared to the case of 1 atm.
  • the boiling point falls compared to the case of 1 atm
  • the freezing point rises compared to the case of 1 atm.
  • the boiling point and freezing point overlap (point A). That is, as the atmospheric pressure increases, the temperature difference that must be lowered until water progresses from the gas phase to the solid phase increases, and as the atmospheric pressure decreases, the temperature difference that must be decreased until the water progresses from the gas phase to the solid phase decreases.
  • point A when the pressure is less than 0.0060 atm, water changes directly from the gas phase to the solid phase without going through the liquid phase.
  • heated water is supplied into the tray 1100 in a state in which the pressure in the tray 1100 is lowered.
  • the pressure in the tray 1100 is 0.4 atm
  • the boiling point of water is about 77 degrees
  • the pressure in the tray 1100 is 0.04 atm
  • the boiling point of water is about 25 degrees at room temperature. That is, when the pressure in the tray 1100 is sufficiently low, even if the temperature of the water is not raised to 100 degrees, the water boils at a temperature much lower than 100 degrees. In boiling water, bubbles of water are rapidly discharged, so that the concentration of dissolved air in water is lowered relatively quickly.
  • the ice maker 1000 can manufacture ice with high transparency.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of the tray and the condensed water recovery unit according to another embodiment.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view of the tray and the condensate recovery unit of FIG. 11 .
  • the tray 2100 according to the present embodiment is provided to be connected to the condensed water recovery unit 2200 .
  • the condensed water recovery unit 2200 extends in the Y direction parallel to the X direction sidewall of the tray 2100, and the tray 2100 through the condensed water recovery unit connection 2300 extended long through the Y direction on the upper side of the tray 2100. ) is connected to the inside.
  • the condensed water recovery part connection part 2300 forms a hole extending in the Y direction so that the water vapor inside the tray 2100 moves faster than in the case of the previous embodiment.
  • the location of the condensed water recovery part connection part 2300 is not limited, but considering that water vapor rises toward the upper cover 2110 in the tray 2100, the upper side of the tray 2100 close to the upper cover 2110 is location is preferred.
  • the tray 2100, the condensed water recovery part 2200, and the condensed water recovery part connection part 2300 may be integrally molded.
  • the tray 2100 and the condensed water recovery unit connecting portion 2300 may be integrally formed, and the condensed water recovery unit 2200 may have a structure coupled to the condensed water recovery unit connecting portion 2300 .
  • the condensed water recovery unit 2200 and the condensed water recovery unit connection unit 2300 may be integrally formed, and the tray 2100 may have a structure coupled to the condensate recovery unit connection unit 2300 .
  • the condensed water recovery unit 2200 includes an air discharge unit 2210 through which air is discharged, and a condensate discharge unit 2220 through which the condensed water is discharged.
  • the air discharge unit 2210 is connected to the pump 1500 (refer to FIG. 3), and the condensate discharge unit 2220 is connected to the water supply pipe 1210 (refer to FIG. 3).
  • the condensed water discharge unit 2220 is disposed close to the bottom of the condensed water recovery unit 2200 so that the condensed water in the condensed water recovery unit 2200 can be discharged. As long as the air discharge unit 2210 is located above the condensate discharge unit 2220 , it may be provided at any position of the condensate water recovery unit 2200 .
  • FIG. 13 is an exemplary view illustrating the principle of a valve for selectively opening and closing a water supply pipe and a condensate condensate pipe.
  • the condensed water condensate pipe 1610 is connected to the water supply pipe 1210 so that the condensed water flowing through the condensed water condensate pipe 1610 can be supplied to the water supply pipe 1210 . Since the structure related thereto has been described in the previous embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the merging valve 3000 according to the present embodiment is installed in an area where the water supply pipe 1210 and the condensed water merging pipe 1610 are connected.
  • the merging valve 3000 has a first state P1 of opening the water supply pipe 1210 and closing the condensed water confluence pipe 1610, unlike the condensed water confluence pipe valve 1630 of the previous embodiment (see FIG.
  • the water supply pipe 1210 can be selectively transitioned between the second state (P2) of closing and opening the condensate condensate pipe (1610).
  • the opening/closing operation of the merging valve 3000 is performed by the controller 1800 (refer to FIG. 7 ).
  • the merging valve 3000 transitions to the first state P1 .
  • the reverse flow of water from the water supply pipe 1210 to the condensate condensate pipe 1610 is prevented.
  • the merging valve 3000 moves to the second state P2 .
  • the condensed water is preferentially joined to the water supply pipe 1210 from the condensed water confluence pipe 1610 . In this way, the condensed water can be preferentially recycled while preventing the reverse flow of water into the condensed water confluence pipe 1610 by using the condensing valve 3000 .

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Abstract

냉장고는, 트레이와, 트레이 내에 물을 공급하도록 트레이에 연통된 급수부와, 트레이 내에 공급되는 물을 가열시키도록 마련된 가열부와, 트레이 내를 냉각시키도록 마련된 냉각부와, 트레이에 연통되도록 설치되며 트레이 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 분리된 응축수를 급수부로 전달하는 응축수회수부와, 트레이 내에 공급되는 물이 끓는점 이상으로 상승하여 수증기가 생성되도록 급수부 및 가열부를 제어하고, 수증기의 생성에 따라서 용존 공기 농도가 저감된 트레이 내의 물이 얼음으로 변환되도록 냉각부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

냉장고 및 그 제어방법
관련된 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2021년 1월 12일자로 대한민국 특허청에 제출된 대한민국 특허 출원번호 제10-2021-0003842호에 기초한 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 참조로 본 발명에 포함된다.
본 발명은 내부에 수용된 냉장물을 기 설정된 온도로 냉각시켜 그 상태를 유지하는 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 냉동실 내의 트레이에 급수 및 냉각 공정에 의해 투명도가 높은 얼음을 획득하는 구조의 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.
냉장고는 다양한 종류의 생활가전 중 하나이며, 단열재가 적용된 하우징 내의 수용공간에 소정의 냉장물을 수용하고, 냉매를 사용한 냉각에 의해 냉장물을 냉각 또는 냉동시켜 보존하는 장치이다. 냉장고는 냉장실과 구분되며 영하의 기온으로 조정되는 냉동실을 가지는데, 냉동실 내의 박스형태의 트레이에 급수를 하고 트레이를 냉동시킴으로써, 얼음을 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 얼음은, 대체로 투명도가 낮고 뿌옇게 흐려진 외형을 가지는 한편, 급격한 온도 변화 시에 크랙이 쉽게 발생할 수 있다. 그러나, 얼음을 사용할 때에 사용자가 느끼는 미적인 관점, 또는 단단한 얼음에 대한 요구 등과 같은 여러 가지 이유로, 투명도가 높은 얼음을 생성할 수 있는 냉장고가 요구될 수 있다.
얼음의 투명도는, 물이 결빙되는 과정에서 물의 용존 공기 농도와 관련이 있다. 결빙되기 이전의 물 안에 용해되어 있는 공기의 양이 많을수록, 결빙된 결과물인 얼음의 투명도는 낮아진다. 즉, 투명도가 높은 얼음을 획득하기 위해서는, 결빙되기 이전에 물의 용존 공기 농도를 가능한 한 낮추어야 한다.
투명도가 높은 얼음을 제조하는 방법은 여러 가지가 제안되고 있다. 그러나, 종래의 방법들은 투명도가 높은 얼음을 제조하기 위해 소요되는 시간이 상대적으로 길거나, 제조된 얼음의 조각들 사이에 투명도가 균일하지 않거나, 투명도가 상대적으로 낮은 등의 여러 가지 문제점들이 있다. 이에, 투명도가 높은 얼음을 상대적으로 빠른 시간 내에 제조할 수 있는 냉장고가 요구될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 트레이와, 상기 트레이 내에 물을 공급하도록 상기 트레이에 연통된 급수부와, 상기 트레이 내에 공급되는 물을 가열시키도록 마련된 가열부와, 상기 트레이 내를 냉각시키도록 마련된 냉각부와, 상기 트레이에 연통되도록 설치되며 상기 트레이 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 상기 분리된 응축수를 상기 급수부로 전달하는 응축수회수부와, 상기 트레이 내에 공급되는 물이 끓는점 이상으로 상승하여 상기 수증기가 생성되도록 상기 급수부 및 상기 가열부를 제어하고, 상기 수증기의 생성에 따라서 용존 공기 농도가 저감된 상기 트레이 내의 물이 얼음으로 변환되도록 상기 냉각부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 트레이 내에 물이 공급될 때에 상기 트레이 내의 압력이 조정되도록 펌핑 동작을 수행하게 마련된 펌프를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 트레이 내의 압력을 상기 냉장고의 외부 압력보다 낮게 하강시키도록 상기 펌프를 제어하고 상기 트레이 내에 물이 공급되도록 상기 급수부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 펌프는 상기 응축수회수부에 연통되도록 배치되고, 상기 응축수회수부는, 상기 회수된 수증기로부터 분리된 공기가 상기 펌프에 전달되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 트레이 내에 물이 공급되고서 상기 트레이 내의 압력이 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 상기 트레이를 냉각시키도록 상기 냉각부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 응축수회수부 및 상기 급수부를 연결하는 응축수합류관과, 상기 응축수합류관을 개폐하도록 마련된 응축수합류관 밸브를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 급수부를 통해 상기 트레이에 물을 공급할 때에 상기 응축수합류관을 폐쇄하고, 상기 응축수회수부로부터 응축수를 상기 급수부에 공급할 때에 상기 응축수합류관을 개방하도록 상기 응축수합류관 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 응축수회수부 및 상기 급수부를 연결하는 응축수합류관과, 상기 응축수합류관 및 상기 급수부를 선택적으로 개폐하는 합류밸브를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 급수부를 통해 상기 트레이에 물을 공급할 때에 상기 응축수합류관을 폐쇄하며 상기 급수부를 개방하고, 상기 응축수회수부로부터 응축수를 상기 급수부에 공급할 때에 상기 응축수합류관를 개방하고 상기 급수부를 폐쇄하도록 상기 합류밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 가열부는 상기 급수부에 인접하도록 상기 급수부를 따라서 연장될 수 있다.
또한, 상기 가열부는 상기 트레이를 가열하도록 상기 트레이에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 급수부는, 상기 급수부를 개폐시키도록 상기 제어부에 의해 제어되는 급수밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각부는, 상기 트레이에 인접하게 배치되며 냉매가 흐르도록 마련된 냉매관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매관은 상기 응축수회수부에 회수된 수증기가 냉각되도록 상기 응축수회수부에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 냉장고의 제어방법은, 트레이 내에 공급되는 물이 끓는점 이상으로 상승하여 수증기가 생성되도록, 가열부에 의해 물을 가열시키고 가열된 물을 급수부에 의해 상기 트레이 내에 공급하는 단계와, 상기 수증기의 생성에 따라서 용존 공기 농도가 저감된 상기 트레이 내의 물이 얼음으로 변환되도록, 냉각부에 의해 상기 트레이를 냉각하는 단계와, 응축수회수부에 의해, 상기 트레이 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 상기 분리된 응축수를 상기 급수부로 전달하는 단계를 포함한다.
도 1은 냉장고의 사시도이다.
도 2는 도 1의 냉장고의 측단면도이다.
도 3은 제빙기를 전방 상측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 제빙기를 후방 상측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는 제빙기를 하측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은 트레이의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 제빙기의 구성 블록도이다.
도 8은 제빙기가 얼음을 제조하는 원리를 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도 9는 제빙기가 얼음을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 온도 및 압력의 차원에서 물의 상변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 다른 실시예의 트레이 및 응축수회수부의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 트레이 및 응축회수부의 측단면도이다.
도 13은 급수관 및 응축수합류관을 선택적으로 개폐하는 밸브의 원리를 나타내는 예시도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 상호 배타적인 구성이 아니며, 하나의 장치 내에서 복수 개의 실시예가 선택적으로 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 복수의 실시예의 조합은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자가 본 발명의 사상을 구현함에 있어서 임의로 선택되어 적용될 수 있다.
만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.
또한, 본 명세서에서의 복수의 구성요소 중 "적어도 하나(at least one)"라는 표현이 나오는 경우에, 본 표현은 복수의 구성요소 전체 뿐만 아니라, 복수의 구성요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
도 1은 냉장고의 사시도이다.
도 2는 도 1의 냉장고의 측단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장고(1)는 외관을 형성하는 하우징(10)을 포함한다. 하우징(10) 내부에는 전면이 개방되며 소정의 냉장물이 수용되기 위한 저장실(20)이 마련된다. 하우징(10)에는 저장실(20)의 개방된 전면을 개폐하도록 도어(30)가 회동 가능하게 결합된다. 하우징(10) 및 도어(30) 사이에는 힌지부(40)가 결합됨으로써 하우징(10)에 대한 도어(30)의 회동을 가능하게 한다.
본 도면에서 나타내는 방향에 관해 정의한다. X 방향은 냉장고(1)의 좌우방향이다. Y 방향은 X 방향에 직교하며, 냉장고(1)의 전방을 향하는 방향이다. 즉, 도어(30)를 개방했을 때 저장실(20)은 Y 방향을 향해 개방된다. Z 방향은 X 방향 및 Y 방향에 직교하며, 냉장고(1)의 세로방향이다.
본 실시예에서는 좌우로 여닫을 수 있도록 마련된 네 개의 도어(30)가 구비되고 저장실(20)이 셋으로 분할되어 있는 구조의 냉장고(1)에 관해 나타내고 있으나, 냉장고(1)의 구조가 본 실시예의 예시로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도어(30)는 냉장고(1)에 하나만 구비될 수도 있고, 두 개가 구비될 수도 있다. 저장실(20)은 복수 개로 구획되어 있지 않을 수도 있고, 두 개로 구획되어 있을 수도 있다. 힌지부(40)는 하우징(10) 전면의 좌측에 설치됨으로써 도어(30)가 하우징(10) 전면의 좌측 모서리를 중심으로 회동하도록 할 수도 있고, 반대로 하우징(10) 전면의 우측에 설치됨으로써 도어(30)가 하우징(10) 전면의 우측 모서리를 중심으로 회동하도록 할 수도 있다.
하우징(10)은 저장실(20)을 형성하는 내상(11)과, 내상(11)을 수용하며 외관을 형성하는 외상(13)을 포함한다. 내상(11) 및 외상(13)은 상호 이격되어 있으며, 내상(11) 및 외상(13) 사이의 공간에는 저장실(20)의 냉기 유출을 방지하기 위한 단열재(15)가 발포된다. 단열재(15)의 재질은 한정되지 않으며, 예를 들면 단열재(15)는 우레탄 재질을 포함한다.
하우징(10)은 저장실(20)을 좌우 또는 상하로 구획하는 격벽(17)을 포함한다. 저장실(20)은 격벽(17)에 의해 냉장실(21)과 냉동실(23)로 구분될 수 있다. 냉장실(21) 및 냉동실(23)은 기능에 따른 명칭일 뿐이며, 격벽(17)에 의해 구획된 저장실(20)의 각 저장영역은 온도 설정에 따라서 냉장실(21) 및 냉동실(23)을 전환할 수 있다. 저장실(20) 내부에는 냉장물을 놓을 수 있도록 복수의 선반(25) 및 저장용기(27)가 마련된다.
도어(30)는 저장실(20)의 개방된 전면을 커버하며 힌지부(40)를 사용하여 하우징(10)에 결합된다. 도어(30)는 하우징(10)에 대해 회동함으로써 저장실(20)을 개방하거나 폐쇄한다. 도어(30)가 하우징(10)을 폐쇄할 때에 하우징(10)에 접하는 면에는, 저장실(20)의 밀폐를 유지하기 위한 고무 등의 재질의 부재가 마련될 수 있다.
저장실(20)이 격벽(17)에 의해 냉장실(21) 및 냉동실(23)로 구분된 경우에, 도어(30)는 냉장실(21)을 개폐하도록 마련된 냉장실도어(31)와, 냉동실(23)을 개폐하도록 마련된 냉동실도어(33)를 포함한다. 하우징(10) 내의 수용공간이 복수의 저장실(20)로 구분되고 복수의 도어(30)가 각 저장실(20)을 독립적으로 개폐하도록 설치됨으로써, 가능한 한 하우징(10) 내의 냉기의 손실을 최소화시킨다. 또한, 냉장실도어(31) 또는 냉동실도어(33)의 후면에는 상대적으로 부피가 작은 냉장물을 수납하기 위한 복수의 도어가드(35)가 마련된다.
냉장고(1)는 냉매의 열교환 원리를 기반으로 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉각 메카니즘을 가진다. 냉각 메카니즘은 냉매를 압축시키는 압축기(51)와, 냉매를 응축시켜 발열반응을 일으키는 응축기와, 냉매를 증발시켜 흡열반응을 일으키는 증발기(53)와, 공기를 송풍하는 송풍팬(55)과, 증발기(53)에 의해 냉각된 공기의 이동을 안내하는 냉기덕트(57) 등을 포함한다. 이로써, 냉장고(1)는 냉동 사이클을 형성하여 저장실(20)에 냉기를 토출하고, 저장실(20)의 온도를 낮춘다.
압축기(51) 및 응축기는 하우징(10)의 후방의 하측에 위치하는 기계실(29)에 배치된다. 기계실(29)은 냉장고(1)의 동작을 위한 다양한 기계부품들을 수용한다. 증발기(53), 송풍팬(55), 냉기덕트(57)는 냉장물이 저장실(20)에 장입 또는 인출되는 것에 방해되지 않도록, 통상적으로는 저장실(20)의 후방에 배치된다. 그러나, 냉각 메카니즘의 각 구성요소들의 배치 위치가 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)는 냉동실(23) 내에 얼음을 제조하기 위한 제빙기(1000)를 포함한다. 본 실시예에서는 제빙기(1000)가 냉동실(23) 내의 일측에 위치한 것으로 나타내고 있지만, 제빙기(1000)의 위치가 본 예시로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제빙기(1000)는 냉동실도어(33)의 후면에 설치될 수도 있다. 제빙기(1000)는 소정의 급수탱크로부터 물을 제공받아 냉동시켜 투명도가 높은 얼음을 제조한다.
이하, 본 실시예에 따른 제빙기(1000)에 관해 설명한다.
도 3은 제빙기를 전방 상측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 제빙기를 후방 상측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는 제빙기를 하측에서 본 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은 트레이의 내부 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제빙기(1000)는 트레이(1100)를 포함한다. 트레이(1100)는 그 내부에 물 또는 얼음을 저장하기 위한 수용공간을 가진다. 트레이(1100)는 상부에 개구가 형성된 직육면체의 형상을 가진 외부트레이(1110)를 포함한다. 외부트레이(1110)는 열전도율이 우수한 금속 재질을 포함함으로써, 외부로부터의 냉기 또는 열을 내부의 수용공간으로 전달한다. 트레이(1100)는 외부트레이(1110)의 상측면에, 힌지부(1130)에 의해 회동 가능하게 결합된 상측커버(1120)를 포함한다. 상측커버(1120)는 힌지부(1130)를 중심으로 회동함으로써 트레이(1100) 내의 수용공간을 개방하거나 폐쇄한다. 추가적으로, 상측커버(1120)가 트레이(1100)(보다 구체적으로는 외부트레이(1110))의 개구를 폐쇄하고 있을 때에, 상측커버(1120) 및 트레이(1100)가 접하는 영역에 트레이(1100) 내부를 밀폐시키기 위한 구조가 적용될 수 있다. 이러한 밀폐 구조는 다양한 예시가 가능하다. 한 가지 예를 들면, 상측커버(1120)의 상기한 영역은, 트레이(1100)의 수용공간에 대한 외부 공기의 출입을 차단하도록 고무 재질의 부재가 설치될 수 있다.
또한, 상측커버(1120)는 트레이(1100) 외부로부터 트레이(1100)의 수용공간과 연통하도록 형성된 압력센서연결부(1121)를 가질 수 있는데, 압력센서연결부(1121)에는 트레이(1100)의 수용공간의 압력을 계측하기 위한 압력센서가 설치될 수 있다. 다만, 이러한 압력센서가 설치되는 구조 및 압력센서가 트레이(1100)의 수용공간의 압력을 계측하는 방법은 한정되지 않으며, 설계 방식에 따라서는 상측커버(1120)가 압력센서연결부(1121)를 가지지 않고, 압력센서가 트레이(1100) 내에 설치될 수도 있다.
트레이(1100)는 트레이(1100) 일측에 형성된 급수부연결부(1140, 도 6 참조)를 포함한다. 급수부연결부(1140)는 물이 외부로부터 트레이(1100)의 수용공간으로 공급되도록 마련된다. 본 실시예에서 급수부연결부(1140)는 트레이(1100)의 수용공간과 연통된 홀을 포함한다.
트레이(1100)는 트레이(1100) 일측에 형성된 응축수회수부연결부(1150)를 포함한다. 응축수회수부연결부(1150)는 트레이(1100)의 수용공간의 수증기가 트레이(1100)의 외부로 배출되도록 마련된다. 본 실시예에서 응축수회수부연결부(1150)는 트레이(1100)의 수용공간과 연통된 홀을 포함한다.
트레이(1100)는 외부트레이(1110) 내부에 수용되는 내부트레이(1160)를 포함한다. 내부트레이(1160)는 트레이(1100) 내로 공급되는 물을 수용하는 한편, 물이 냉각됨으로써 형성된 얼음을 수용한다. 내부트레이(1160) 내에 배치된 얼음가이드(1170)에 의해, 얼음이 여러 조각으로 구분된다. 내부트레이(1160)는 상측커버(1120)가 개방된 상태에서 외부트레이(1110)로부터 분리될 수 있도록 마련된다. 사용자는 내부트레이(1160)를 외부트레이(1110) 내부의 수용공간으로부터 이탈시킴으로써, 용이하게 내부트레이(1160) 내의 얼음을 획득할 수 있다.
또한, 도 3 등을 다시 참조하면, 제빙기(1000)는 트레이(1100)의 수용공간에 물을 공급하도록 마련된 급수부(1200)를 포함한다. 급수부(1200)는 트레이(1100)의 급수부연결부(1140)에 연결되며 트레이(1100)의 수용공간에 공급되는 물의 경로를 제공하는 급수관(1210)을 포함한다. 급수관(1210)은 물이 저장되거나 또는 공급되는 소정의 소스로부터 트레이(1100)까지 연장되며, 내부에 형성된 유로를 가진다. 급수관(1210)의 재질은 한정되지는 않는다. 다만, 한 가지 예시로서, 유로를 지나는 물의 온도가 외부로부터의 열에 의해 용이하게 상승될 수 있도록, 급수관(1210)은 열전도율이 높은 금속 재질을 포함한다.
급수부(1200)는 급수관(1210) 또는 급수부연결부(1140)에 설치되며 급수관(1210)을 통해 공급되는 물의 양을 조정하도록 동작하는 급수밸브(1220)를 포함한다. 급수밸브(1220)는 급수관(1210)의 유로를 개폐함으로써, 트레이(1100)의 수용공간에 대한 급수가 수행되도록 하거나 또는 급수를 차단할 수 있다. 또한, 급수밸브(1220)는 급수관(1210)의 유로를 개방하는 면적을 조정함으로써, 단위시간당 급수량을 조정할 수도 있다. 급수밸브(1220)의 구조는 한정되지 않으며, 예를 들면 급수밸브(1220)는 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있다.
또한, 제빙기(1000)는 트레이(1100)의 수용공간으로 공급되는 물을 가열시키도록 마련된 가열부(1300)를 포함한다. 가열부(1300)는 열을 낼 수 있는 어떠한 구조로도 마련될 수 있으며, 예를 들면 인가되는 전압을 열로 전환할 수 있는 금속 재질을 포함한다. 가열부(1300)는 급수관(1210)을 따라서 연장된 관 형상으로 마련됨으로써, 급수관(1210)을 흐르는 물을 가열시킬 수 있다.
또한, 설계 방식에 따라서는, 가열부(1300)는 트레이(1100) 외측으로부터 트레이(1100) 내측으로 열을 가할 수 있도록, 트레이(1100)에 근접하게 배치될 수도 있다. 이 경우에, 가열부(1300)는 트레이(1100)의 수용공간으로 공급되는 물을 가열시키기 위해 급수관(1210)에 인접하게 배치되는 한편, 트레이(1100) 내의 얼음이 용이하게 이빙될 수 있도록 트레이(1100)에 인접하게 배치된다.
또한, 제빙기(1000)는 트레이(1100)를 냉각시키도록 마련된 냉각부(1400)를 포함한다. 냉각부(1400)가 트레이(1100), 보다 구체적으로는 트레이(1100) 내부의 수용공간에 수용된 물을 냉동시키기 위해서, 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 냉각부(1400)는 트레이(1100)에 인접하게 배치되며 그 내부에 냉매가 흐르도록 마련된 하나 이상의 냉매관(1410)을 포함한다. 본 실시예의 경우에, 냉매관(1410)은 트레이(1100)의 소정의 제1측벽에 인접하게 배치되고, 제1측벽의 반대측인 트레이(1100)의 제2측벽에 인접하게 배치된다. 냉매관(1410)은 냉매에 의한 냉기를 트레이(1100)에 전달할 수 있다면, 트레이(1100)에 소정 거리 이격되도록 배치될 수도 있고, 트레이(1100)에 접촉하도록 배치될 수도 있다. 그러나, 냉매관(1410)의 개수, 냉매관(1410)이 배치되는 위치, 냉매관(1410)의 길이, 냉매관(1410)의 직경, 냉매관(1410)을 흐르는 냉매의 양 등은, 설계 방식에 따라서 다양한 조정이 가능한 사항이므로, 본 실시예의 예시만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 제빙기(1000)는 트레이(1100) 내의 압력을 조정하도록 펌핑 동작을 수행하는 펌프(1500)를 포함한다. 펌프(1500)의 위치는 한정되지 않으며, 예를 들어 펌프(1500)는 후술할 응축수회수부(1600)에 연통되도록 설치될 수 있다. 응축수회수부(1600)는 트레이(1100)에 연통되는 바, 펌프(1500)는 응축수회수부(1600)를 통해 트레이(1100) 내의 압력을 조정할 수 있다.
또한, 제빙기(1000)는 트레이(1100)에 연통되도록 설치되며 트레이(1100) 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 분리된 응축수를 급수부(1200)에 전달하는 응축수회수부(1600)를 포함한다. 응축수회수부(1600)는 그 내부에 수증기가 유입되는 공간을 가지며, 유입된 수증기가 응축수와 공기로 분리되도록 한다. 응축수회수부(1600)는 내부에 유입된 수증기의 온도를 낮추기 위한 다양한 구조가 적용될 수 있다. 예를 들면, 응축수회수부(1600)는 히트파이프, 히트싱크와 같이 열을 발산하기 위한 구조를 가질 수 있다. 응축수회수부(1600)의 재질은 한정되지 않으며, 예를 들면 열전도율이 우수한 금속 재질을 포함할 수 있다.
또한, 응축수회수부(1600)는 냉매관(1410)에 인접하게 배치됨으로써, 냉매관(1410)으로부터의 냉기를 전달받아서 수증기로부터 응축수를 용이하게 분리할 수 있다. 본 실시예에서의 예시를 들면, 트레이(1100) 및 응축수회수부(1600) 사이의 공간에 냉매관(1410)이 배치됨으로써, 냉매관(1410)이 트레이(1100)에 대한 냉각 및 응축수회수부(1600)에 대한 냉각을 모두 수행할 수 있도록 마련된다.
응축수회수부(1600)는 그 상측에 펌프(1500)가 연결된다. 또한, 응축수회수부(1600)는 응축수회수부(1600)의 하측에 연결된 응축수합류관(1610)을 가진다. 응축수합류관(1610)은 응축수회수부(1600) 하측을 급수관(1210)과 연결시킨다. 응축수회수부(1600) 내부로 유입된 수증기는 응축수와 공기로 분리되는데, 중력에 의해 응축수는 응축수회수부(1600)의 내부의 하측으로 떨어져서 응축수합류관(1610)을 통해 급수관(1210)에 공급될 수 있다. 수증기로부터 분리되는 공기는 펌프(1500)로 안내된다. 이와 같이 펌프(1500)에는 직접 수증기가 전달되지 않고, 수증기로부터 응축수가 분리된 이후에 공기만이 전달되므로, 수분에 의한 펌프(1500)의 손상을 억제할 수 있다.
응축수회수부(1600)는 응축수회수부연결부(1150, 도 6 참조)를 개폐시키는 응축수회수부연결부밸브(1620)를 포함할 수 있다. 응축수회수부연결부밸브(1620)는 개방 시에 트레이(1100) 내부의 수증기를 응축수회수부(1600)로 유입될 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 트레이(1100) 및 응축수회수부(1600) 사이의 연결을 차단한다. 다만, 설계 방식에 따라서는, 응축수회수부연결부밸브(1620) 없이도 트레이(1100) 내의 밀폐를 보장할 수 있는 경우에(예를 들면, 후술할 응축수합류관밸브(1630)만으로도 트레이(1100) 내의 압력을 유지할 수 있는 경우), 응축수회수부연결부밸브(1620)는 마련되지 않을 수도 있다.
응축수회수부(1600)는 응축수합류관(1610)을 개폐시키는 응축수합류관밸브(1630)를 포함한다. 응축수합류관밸브(1630)는 개방 시에 응축수회수부(1600) 내의 응축수가 급수관(1210)으로 전달되도록 하며, 폐쇄 시에 급수관(1210) 내의 물이 응축수회수부(1600)로 역류하는 것을 방지한다.
이하, 제빙기(1000)의 동작을 제어하는 구조에 관해 설명한다.
도 7은 제빙기의 구성 블록도이다.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제빙기(1000)는 제어부(1800)에 의해 다양한 구성요소들의 동작에 대한 제어를 수행한다.
제빙기(1000)는 트레이(1100) 내의 수용공간의 압력을 계측하는 압력센서(1710)를 포함한다. 압력센서(1710)는 계측 결과를 제어부(1800)에 전달하여, 제어부(1800)가 트레이(1100) 내의 압력을 실시간으로 식별하도록 한다.
제빙기(1000)는 트레이(1100) 내에 공급되는 물의 온도를 계측하는 온도센서(1720)를 포함한다. 온도센서(1720)는 트레이(1100) 내부, 급수부연결부(1140), 급수관(1210), 가열부(1300) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 온도센서(1720)는 계측 결과를 실시간으로 제어부(1800)에 전달하여, 제어부(1800)가 트레이(1100)에 공급되는 물의 온도를 실시간으로 식별하도록 한다.
제어부(1800)는 CPU, 프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, SoC(System on Chip) 등 다양한 종류의 하드웨어 칩셋을 포함한다. 제어부(1800)는 제빙기(1000)를 포함한 냉장고 전체를 제어하도록 마련된 구성요소일 수도 있고, 제빙기(1000)를 위해 마련된 전용 구성요소일 수도 있다. 제어부(1800)는 제어 대상이 되는 구성요소에 제어신호를 전송함으로써, 해당 구성요소의 동작을 제어한다. 본 실시예에 따른 제어부(1800)는, 예를 들면 급수밸브(1220), 응축수회수부연결부밸브(1620), 응축수합류관밸브(1630) 등의 개폐를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 가열부(1300)의 방열 온도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 급수펌프(1230), 냉매펌프(1420), 펌프(1500)의 펌핑 동작을 제어할 수 있다. 급수펌프(1230)는 급수관(1210)을 통해 물이 이동하도록 펌핑 동작을 수행한다. 다만, 설계 방식에 따라서는 급수펌프(1230) 없이, 급수밸브(1220)의 개방 시에 트레이(1100) 내의 압력차에 의해 급수가 진행되도록 할 수도 있다. 냉매펌프(1420)는 냉매관(1410)을 통해 냉매가 이동하도록 펌핑 동작을 수행한다.
상기한 구조의 제빙기(1000)에 의해, 투명도가 높은 얼음을 제조하는 방법에 관해 이하 설명한다.
도 8은 제빙기가 얼음을 제조하는 원리를 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도 9는 제빙기가 얼음을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(1800)는 얼음 제조를 위해 다음과 같이 동작한다. 초기 상태는 트레이(1100) 내부가 비어있는 상태이다.
910 단계에서 제어부(1800)는 급수밸브(1220), 응축수회수부연결부밸브(1620), 응축수합류관밸브(1630)를 폐쇄하고, 펌프(1500)를 구동시킴으로써 트레이(1100) 내부의 압력을 소정 레벨까지 하강시킨다. 즉, 제어부(1800)는 트레이(1100) 내부를 밀폐시킨 상태에서 펌프(1500)에 의한 펌핑을 통해 트레이(1100) 내부의 압력이 외부의 기압(예를 들면 1기압)보다 낮도록 하강시킨다.
920 단계에서 제어부(1800)는 기 설정 레벨까지 트레이(1100) 내부의 압력이 하강하였는지를 압력센서(1710)를 사용하여 식별한다. 압력이 해당 레벨까지 하강하지 않은 것으로 감지되면, 제어부(1800)는 펌프(1500)에 의한 펌핑 동작을 계속 수행한다.
필요한 레벨까지 트레이(1100) 내부의 압력이 하강한 것으로 감지되면, 930 단계에서 제어부(1800)는 펌프(1500)를 정지시키고, 가열부(1300)를 가동시키고, 급수밸브(1220)를 개방한다. 트레이(1100)가 밀폐된 상태에서 펌프(1500)의 정지에 의해, 트레이(1100) 내부의 압력은 필요한 레벨로 유지된다. 가열부(1300)의 가동에 의해, 급수관(1210) 내를 흐르는 물이 가열된다. 급수밸브(1220)가 개방되면, 트레이(1100) 내부의 압력이 외부의 압력보다 낮으므로, 가열된 물이 급수관(1210)을 통해 트레이(1100) 내부로 공급된다. 한편, 제어부(1800)는 별도의 급수펌프(1230)를 구동시킴으로써, 물이 급수관(1210)을 흐르도록 할 수도 있다.
940 단계에서 제어부(1800)는 기 설정된 양의 물이 공급되면(예를 들어 기 설정된 양의 물이 공급되었다고 예측 가능한 소정 시간이 경과하면), 급수밸브(1220)를 폐쇄하고, 가열부(1300)를 정지한다. 트레이(1100) 내부의 압력이 상대적으로 낮아지게 되면, 물의 끓는점은 내려가게 되고(예를 들면, 섭씨 100도 미만의 상온에서도 물이 끓게 됨), 물이 기상에서 고상으로 이행하는 구간이 상대적으로 짧아진다. 이 상태에서 트레이(1100) 내에 가열된 물이 수용되면, 물은 끓는점 이상으로 올라감으로써 기화와 함께 용존 공기 농도가 빠르게 낮아진다. 또한, 수증기의 발생으로 인해 트레이(1100) 내부의 압력이 상승한다.
950 단계에서 제어부(1800)는 트레이(1100) 내부의 압력이 임계치를 초과하는지 여부를 식별한다. 트레이(1100) 내부의 압력이 임계치를 초과하지 않으면, 제어부(1800)는 현재 상태를 유지한다.
한편, 트레이(1100) 내부의 압력이 임계치를 초과하면, 960 단계에서 제어부(1800)는 펌프(1500), 냉매펌프(1420)를 가동하고, 응축수회수부연결부밸브(1620), 응축수합류관밸브(1630)를 개방한다. 설계 방식에 따라서는, 제어부(1800)는 급수밸브(1220)를 폐쇄하는 시점에서 트레이(1100) 내의 물이 보다 빨리 끓는점에 도달하도록 가열부(1300)의 구동을 유지하고, 냉매펌프(1420)를 가동하는 시점에 가열부(1300)를 정지시킬 수도 있다. 펌프(1500)의 구동에 의해, 트레이(1100) 내의 압력이 내려가면서 트레이(1100) 내의 수증기가 응축수회수부연결부밸브(1620)를 지나서 응축수회수부(1600)로 이동한다. 냉매펌프(1420)의 구동에 의해, 트레이(1100) 내의 물이 냉각되는 한편, 응축수회수부(1600) 내로 이동한 수증기가 응축수 및 공기로 분리된다. 분리된 응축수는 응축수합류관밸브(1630)를 지나서 급수관(1210)으로 이동한다. 분리된 공기는 펌프(1500)로 이동한다.
970 단계에서 제어부(1800)는 트레이(1100) 내의 수증기가 모두 응축수회수부(1600)로 회수된 것으로 식별되면(또는, 트레이(1100) 내의 수증기가 모두 응축수회수부(1600)로 회수된 것으로 예상되는 기 설정된 시간에 도달하면), 응축수회수부연결부밸브(1620)를 폐쇄한다. 제어부(1800)는 냉매펌프(1420)를 구동시킴으로써 트레이(1100) 내의 얼음이 녹지 않도록 유지시킨다. 만일, 사용자에 의해 얼음의 회수에 관한 이벤트가 발생하는 것으로 감지되면, 제어부(1800)는 얼음이 보다 용이하게 트레이(1100)로부터 분리될 수 있도록, 가열부(1300)를 구동시켜 트레이(1100)를 가열하는 동작을 추가적으로 수행할 수도 있다.
이러한 과정에 따라서, 냉장고(1)는 상대적으로 투명도가 높은 얼음을 획득할 수 있다. 이하, 본 실시예에 따라서 투명도가 높은 얼음이 획득되는 원리에 관해 설명한다.
도 10은 온도 및 압력의 차원에서 물의 상변화를 나타내는 그래프이다.
도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 물은 온도 및 압력에 따라서 3상 중 어느 한 상태를 가진다. 예를 들어 1기압 하에서, 물은 섭씨 0도(B 포인트)보다 낮은 온도(즉, 어는점)에서는 고상, 섭씨 100도(C 포인트)보다 높은 온도(즉, 끓는점)에서는 기상, 0도 및 100도 사이의 온도에서는 액상을 나타낸다. 그런데, 1기압보다 높은 기압, 예를 들어 217.75기압에서는, 끓는점(E 포인트)은 1기압의 경우에 비해 상승하며, 어는점(D 포인트)은 1기압의 경우에 비해 하강한다. 반면에, 1기압보다 낮은 기압에서는 끓는점은 1기압의 경우에 비해 하강하고 어는점은 1기압의 경우에 비해 상승하며, 예를 들어 0.0060 기압의 경우에는 끓는점과 어는점이 겹치게 된다(A 포인트). 즉, 기압이 상승할수록 물이 기상에서 고상으로 진행될 때까지 하강되어야 되는 온도차가 늘어나고, 기압이 하강할수록 물이 기상에서 고상으로 진행될 때까지 하강되어야 되는 온도차가 감소한다. A 포인트의 경우와 같이, 0.0060 기압 이하인 경우에는, 물은 액상을 거치지 않고 기상에서 바로 고상으로 변화한다.
본 실시예에서는 트레이(1100) 내의 압력을 낮춘 상태에서 트레이(1100) 내에 가열된 물이 공급된다. 예를 들어 트레이(1100) 내의 압력이 0.4 기압인 경우에는 물의 끓는점이 77도 정도가 되고, 트레이(1100) 내의 압력이 0.04 기압인 경우에는 물의 끓는점이 상온인 25도 정도가 된다. 즉, 트레이(1100) 내의 압력이 충분히 낮아지면, 물의 온도를 100도까지 올리지 않더라도, 100도보다 훨씬 낮은 온도에서 물이 끓게 된다. 끓는 물에서는 물의 기포가 빠르게 배출되므로, 상대적으로 빠른 시간에 물의 용존 공기 농도가 낮아지게 된다. 또한, 온도의 하강에 따라서 물이 기상으로부터 고상으로 진행하는 구간이 길어질수록, 물의 용존 공기 농도가 다시 올라갈 확률이 높아진다. 본 실시예에서는 압력을 낮추어 상기한 구간을 줄이는 방법을 적용함으로써, 물이 냉각되는 동안에 물의 용존 공기 농도가 다시 올라가는 것을 최대한으로 억제할 수 있다.
이러한 원리에 따라서, 본 실시예에 따른 제빙기(1000)는 투명도가 높은 얼음을 제조할 수 있다.
앞서 설명한 실시예에서 일부의 구성에는 다양한 설계 변경이 적용될 수 있다. 이하, 몇 가지 예시에 관해 설명한다.
도 11은 다른 실시예의 트레이 및 응축수회수부의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 트레이 및 응축회수부의 측단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 트레이(2100)는 응축수회수부(2200)와 연결되도록 마련된다. 응축수회수부(2200)는 트레이(2100)의 X 방향 측벽에 평행하게 Y 방향으로 연장되며, 트레이(2100)의 상측에 Y 방향을 통해 길게 연장된 응축수회수부연결부(2300)를 통해 트레이(2100) 내부와 연결된다. 응축수회수부연결부(2300)는 Y 방향으로 길게 연장된 홀을 형성함으로써, 트레이(2100) 내부의 수증기가 앞선 실시예의 경우에 비해 빠르게 이동하도록 한다. 응축수회수부연결부(2300)의 위치는 한정되지 않으나, 트레이(2100) 내에서 수증기가 상측커버(2110)를 향해 상승한다는 점을 고려하면, 상측커버(2110)에 근접한 트레이(2100)의 상측에 위치하는 것이 바람직하다.
설계 방식에 따라서는, 트레이(2100), 응축수회수부(2200), 응축수회수부연결부(2300)가 일체형으로 성형될 수도 있다. 또는, 트레이(2100) 및 응축수회수부연결부(2300)가 일체형이고, 응축수회수부(2200)가 응축수회수부연결부(2300)에 결합되는 구조일 수도 있다. 또는, 응축수회수부(2200) 및 응축수회수부연결부(2300)가 일체형이고, 트레이(2100)가 응축수회수부연결부(2300)에 결합되는 구조일 수도 있다.
응축수회수부(2200)는 공기가 배출되도록 관통 형성된 공기배출부(2210)와, 응축수가 배출되도록 관통 형성된 응축수배출부(2220)와, 를 가진다. 공기배출부(2210)는 펌프(1500, 도 3 참조)에 연결되고, 응축수배출부(2220)는 급수관(1210, 도 3 참조)에 연결된다. 응축수배출부(2220)는 응축수회수부(2200) 내의 응축수가 배출될 수 있도록 응축수회수부(2200)의 저면에 근접하게 배치된다. 공기배출부(2210)는 응축수배출부(2220)의 상측에 있기만 하면, 응축수회수부(2200)의 어떠한 위치에도 마련될 수 있다.
도 13은 급수관 및 응축수합류관을 선택적으로 개폐하는 밸브의 원리를 나타내는 예시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 급수관(1210)에 응축수합류관(1610)이 연결됨으로써, 응축수합류관(1610)을 통해 흐르는 응축수가 급수관(1210)에 공급될 수 있게 마련된다. 이에 관한 구조는 앞선 실시예에서 설명한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 합류밸브(3000)는 급수관(1210) 및 응축수합류관(1610)이 연결되는 영역에 설치된다. 합류밸브(3000)는 앞선 실시예의 응축수합류관밸브(1630, 도 3 참조)와 달리, 급수관(1210)을 개방하고 응축수합류관(1610)을 폐쇄하는 제1상태(P1)와, 급수관(1210)을 폐쇄하고 응축수합류관(1610)을 개방하는 제2상태(P2) 사이를 선택적으로 이행할 수 있다. 본 합류밸브(3000)의 개폐 동작은 제어부(1800, 도 7 참조)에 의해 수행된다.
초기에 급수관(1210)을 통해 물이 공급되는 시점에서, 합류밸브(3000)는 제1상태(P1)로 이행한다. 이로써, 급수관(1210)으로부터 응축수합류관(1610)으로 물이 역류하는 것을 방지한다. 차후, 응축수를 급수관(1210)으로 회수할 시점에서, 합류밸브(3000)는 제2상태(P2)로 이행한다. 이로써, 응축수가 응축수합류관(1610)으로부터 급수관(1210)에 우선적으로 합류되도록 한다. 이와 같이, 합류밸브(3000)를 사용하여 응축수합류관(1610)으로의 물의 역류를 방지하는 한편, 응축수를 우선적으로 재활용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 내부에 저장실을 갖는 본체; 및
    상기 저장실 내부에 마련되는 제빙기;를 포함하며,
    상기 제빙기는,
    트레이와,
    상기 트레이 내에 물을 공급하도록 상기 트레이에 연통된 급수부와,
    상기 트레이 내에 공급되는 물을 가열시키도록 마련된 가열부와,
    상기 트레이 내를 냉각시키도록 마련된 냉각부와,
    상기 트레이에 연통되도록 설치되며 상기 트레이 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 상기 분리된 응축수를 상기 급수부로 전달하는 응축수회수부와,
    상기 트레이 내에 공급되는 물이 끓는점 이상으로 상승하여 상기 수증기가 생성되도록 상기 급수부 및 상기 가열부를 제어하고, 상기 수증기의 생성에 따라서 용존 공기 농도가 저감된 상기 트레이 내의 물이 얼음으로 변환되도록 상기 냉각부를 제어하는 제어부를 포함하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트레이 내에 물이 공급될 때에 상기 트레이 내의 압력이 조정되도록 펌핑 동작을 수행하게 마련된 펌프를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 트레이 내의 압력을 상기 냉장고의 외부 압력보다 낮게 하강시키도록 상기 펌프를 제어하고 상기 트레이 내에 물이 공급되도록 상기 급수부를 제어하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펌프는 상기 응축수회수부에 연통되도록 배치되고,
    상기 응축수회수부는, 상기 회수된 수증기로부터 분리된 공기가 상기 펌프에 전달되도록 마련된 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 트레이 내에 물이 공급되고서 상기 트레이 내의 압력이 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 상기 트레이를 냉각시키도록 상기 냉각부를 제어하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응축수회수부 및 상기 급수부를 연결하는 응축수합류관과,
    상기 응축수합류관을 개폐하도록 마련된 응축수합류관 밸브를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 급수부를 통해 상기 트레이에 물을 공급할 때에 상기 응축수합류관을 폐쇄하고, 상기 응축수회수부로부터 응축수를 상기 급수부에 공급할 때에 상기 응축수합류관을 개방하도록 상기 응축수합류관 밸브를 제어하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 응축수회수부 및 상기 급수부를 연결하는 응축수합류관과,
    상기 응축수합류관 및 상기 급수부를 선택적으로 개폐하는 합류밸브를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 급수부를 통해 상기 트레이에 물을 공급할 때에 상기 응축수합류관을 폐쇄하며 상기 급수부를 개방하고, 상기 응축수회수부로부터 응축수를 상기 급수부에 공급할 때에 상기 응축수합류관를 개방하고 상기 급수부를 폐쇄하도록 상기 합류밸브를 제어하는 냉장고.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 급수부에 인접하도록 상기 급수부를 따라서 연장된 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 트레이를 가열하도록 상기 트레이에 인접하게 배치되는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 급수부는, 상기 급수부를 개폐시키도록 상기 제어부에 의해 제어되는 급수밸브를 포함하는 냉장고.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부는, 상기 트레이에 인접하게 배치되며 냉매가 흐르도록 마련된 냉매관을 포함하는 냉장고.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉매관은 상기 응축수회수부에 회수된 수증기가 냉각되도록 상기 응축수회수부에 인접하게 배치된 냉장고.
  12. 트레이 내에 공급되는 물이 끓는점 이상으로 상승하여 수증기가 생성되도록, 가열부에 의해 물을 가열시키고 가열된 물을 급수부에 의해 상기 트레이 내에 공급하는 단계와,
    상기 수증기의 생성에 따라서 용존 공기 농도가 저감된 상기 트레이 내의 물이 얼음으로 변환되도록, 냉각부에 의해 상기 트레이를 냉각하는 단계와,
    응축수회수부에 의해, 상기 트레이 내의 수증기를 회수하여 응축수 및 공기로 분리하고, 상기 분리된 응축수를 상기 급수부로 전달하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가열된 물을 상기 트레이 내에 공급하는 단계는,
    상기 트레이 내의 압력을 상기 냉장고의 외부 압력보다 낮게 하강시키는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분리된 응축수를 상기 급수부로 전달하는 단계는,
    상기 회수된 수증기로부터 분리된 공기를, 상기 트레이 내의 압력을 조정하도록 마련된 펌프에 전달하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 트레이를 냉각하는 단계는,
    상기 트레이 내에 물이 공급되고서 상기 트레이 내의 압력이 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 상기 트레이를 냉각시키는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
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