KR0164759B1 - 고효율 독립냉각 싸이클을 가지는 냉장고의 운전제어회로 - Google Patents

고효율 독립냉각 싸이클을 가지는 냉장고의 운전제어회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2개의 증발기의 2개의 팬을 가진 냉장고의 제어회로에 관한 것으로, 냉동실과 냉장실을 선택적으로 냉각시켜 소비전력을 감소시키기 위한 것이다.
이 냉장고는, 냉동실(20)과 냉장실(30), 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1증발기(21)와 제2증발기(31), 냉동실의 온도를 검지하는 냉동실온도센서(24), 냉장실의 온도를 검지하는 냉장실온도센서(34), 전원의 양단에 상호 병렬로 접속되며 상기 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1팬(22)과 제2팬(32), 전원의 양단에 접속된 압축기(41), 온 때는 압축기(41)를 온시키고 오프 때는 압축기(41)와 제1팬(22) 및 제2팬(32)을 오프 시키는 제1스위치, 제1스위치의 온 때에 온 또는 오프되어 제1팬(22)과 제2팬(32)을 선택적으로 온 시키는 제2스위치, 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 제1스위치와 제2스위치를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

고효율 독립냉각 싸이클을 가지는 냉장고의 운전제어회로
제1도의 (a)는 종래 냉장고의 개략적인 구성을 보인 측단면도이고, (b)는 그 사이클 구성도이다.
제2도의 (a)는 본 발명의 H.M.싸이클이 적용되는 냉장고의 개략적인 구성을 보인 측단면도이고, (b)는 H.M.싸이클 구성도이다.
제3도는 본 발명의 H.M.싸이클의 제1실시예의 운전제어회로 구성도이다.
제4도는 본 발명의 H.M.싸이클의 제1실시예의 운전제어 흐름도이다.
제5도는 본 발명의 H.M.싸이클의 제2실시예의 운전제어회로 구성도이다.
제6도는 본 발명의 H.M.싸이클의 제2실시예의 운전제어 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 냉동실 21 : 제1증발기
22 : 제1팬 24 : 냉동실온도센서
30 : 냉장실 31 : 제2증발기
32 : 제2팬 34 : 냉장실온도센서
51 : 제1릴레이 52 : 제2릴레이
본 발명은 고효율 독립냉각 싸이클(High efficiency Multi-evaporator cycle; H.M.CYCLE)을 가지는 냉장고의 운전제어 회로에 관한 것으로, 특히 냉장실과 냉동실에 각각 증발기와 송풍팬이 설치된 냉장고의 운전제어 회로에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 서로 다른 온도로 냉각되는 2개의 냉각실, 즉 냉동실과 냉장실을 가진다. 이들 냉각실의 냉각을 위해 냉장고는 냉동사이클을 구성하기 위한 부품들을 포함한다. 이들 부품중 냉각실의 공기와의 열교환을 통해 냉각실을 냉각시키기 위한 증발기가 냉각실의 어느 하나에 설치되고, 열교환을 통해서 생성된 냉기를 각 실로 송풍하기 위한 송풍팬이 이 증발기에 인접하여 설치된다. 제1도는 종래의 일반적인 냉장고의 개략적인 구성을 도시한 것으로, 이 냉장고(1)는 상호 구획된 냉동실(2)과 냉장실(3)을 포함한다. 증발기(4)는 냉동실(2)의 후벽에 설치되고, 송풍팬(5)은 증발기(4)의 상측에 설치된다. 또한 냉장고(1)는 증발기(4)에서 생성된 냉기가 각 실로 공급되도록 안내하는 유로(6)와 각 실의 공기가 증발기로 유입되도록 안내하는 유로(6')를 포함한다.
이러한 냉장고의 사이클 구성은 제2도에 도시한 바와 같다. 즉, 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기(7)와 주위와의 열교환을 통해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(8)와 응축된 냉매를 팽창시키는 모세관(9), 그리고 전술한 증발기(4)가 냉매관에 의해 차례로 연결되어 폐회로를 구성한다. 냉동사이클의 작동유체인 냉매는, 압축기(7)에서 압축되고 응축기(8)에서 응축되며 모세관(9)에서 팽창된 후 증발기(4)를 통과하면서 증발된다. 냉매는 증발기(4)에서 증발되는 동안 송풍팬(5)에 의해 증발기(4)를 통과하는 고내의 공기로부터 열을 흡수함으로써 냉기를 생성하는 것이다.
그러나 이러한 종래의 냉장고에서는 단지 하나의 증발기와 송풍팬을 사용하므로 서로 다른 2개의 온도대역을 제어하는데 한계가 있었다. 즉, 냉동실은 식품의 냉동보관을 위해 적절한 온도 즉, -21℃~-15℃정도를 유지할 것이 요구되고, 냉장실은 식품의 냉장보관을 위한 적절한 온도 즉, -1℃~6℃정도를 유지할 것이 요구되는데, 하나의 증발기만으로 이 2개의 냉각실을 요구되는 온도로 냉각시키기는 매우 곤란하였다. 또한 하나의 증발기만을 사용하므로 냉각성능에 한계가 있어 냉동실과 냉장실을 신속하게 냉각시킬 수가 없었고 각 실의 온도변화에 신속하게 대응할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주목적은 냉동실과 냉장실에 각각 증발기와 팬을 설치하되 팬을 선택적으로 운전시킴으로써 과도한 운전으로 인한 전력소모를 줄일 수 있는 냉장고의 운전제어회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 냉동실 또는 냉장실의 온도에 따라 압축기를 온오프하고, 압축기 온상태에서 냉장실 또는 냉동실의 온도에 따라 냉장실팬과 냉동실팬을 선택적으로 온오프함으로써 효율적인 운전을 실행하여 에너지 소비를 방지할 수 있는 냉장고의 운전제어회로를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어회로는, 상호 구획되며 서로 다른 온도로 냉각되는 냉동실과 냉장실, 상기 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1증발기와 제2증발기, 상기 냉동실의 온도를 검지하는 냉동실온도센서, 상기 냉장실의 온도를 검지하는 냉장실온도센서, 전원의 양단에 상호 병렬로 접속되며 상기 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1팬과 제2팬, 전원의 양단에 접속된 압축기, 온 때는 상기 압축기를 온시키고, 오프 때는 상기 압축기와 제1팬 및 제2팬을 오프시키는 제1스위치, 상기 제1스위치의 온 때에 온 또는 오프되어 상기 제1팬과 제2팬을 선택적으로 온시키는 제2스위치, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 상기 제1스위치와 제2스위치를 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서 상기 냉동실과 냉장실의 선택적 냉각이 가능하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제2도의 (a)를 참조하면, 본 발명이 적용되는 냉장고(10)는 상호간의 냉기혼합이 일어나지 않도록 구획된 냉동실(20)과 냉장실(30)을 포함한다. 냉동실(20)에는 제1증발기(21)가 설치되고 냉장실(30)에는 제2증발기(31)가 설치된다. 제1증발기(21)와 제2증발기(31)는 냉매관(40)에 의해 직렬로 연결되는데 이를 제2도의 (b)를 참조하여 설명한다. 제2도의 (b)는 본 발명이 적용되는 냉장고의 사이클 구성도로서, 압축기(41)와 응축기(42), 모세관(43), 그리고 제1증발기(21)와 제2증발기(31)가 냉매관(40)에 의해 차례로 연결되어 폐회로를 이루고 있음을 보여주고 있다. 이렇게 제1증발기(21)와 제2증발기(31)가 직렬로 연결되어 있으므로 제1증발기(21)를 통과한 냉매는 곧바로 제2증발기(31)를 통과한다. 따라서 압축기(41)에서 압축되고, 응축기(42)에서 응축되어 모세관(43)에서 팽창된 냉매는, 제1증발기(21)를 통과하면서 일부가 증발되고 제2증발기(31)를 통과하면서 나머지가 증발되어 가스 상태로 다시 압축기(41)에 흡입됨으로써 사이클을 구성하고, 이러한 사이클은 본 발명에서 H.M.싸이클이라 정의한다. 이 H.M.싸이클은 압축기(41)가 구동됨에 따라 반복된다.
한편, 냉동실(20)내의 제1증발기(21)와 인접하여 제1팬(22)이 설치되고 냉장실(30)내의 제2증발기(31)와 인접하여 제2팬(32)이 설치된다. 이러한 팬들은 당해 증발기의 작동과 함께 운전되어 각 실의 공기를 송풍시킴으로써 각 실의 공기가 각각 증발기를 통과하여 다시 각 실로 공급되게 한다. 이때 증발기를 통과하는 공기는 증발되는 냉매와의 열교환에 의해 냉기로 되어 각 실로 공급되는 것이다.
이러한 제1팬(22)과 제2팬(32)은 전기적으로 병렬 접속되는데, 이를 포함하여 본 발명의 H.M.싸이클에 따른 냉장고의 제1실시예의 회로구성을 제3도를 참조하여 설명한다. 제어부인 마이콤(50)의 입력단에는 사용자에 의해 냉동실(20)의 온도를 설정하는 냉동실온도조절기(23)와 냉장실(30)의 온도를 설정하는 냉장실온도조절기(33), 냉동실(20)의 온도를 검지하는 냉동실온도센서(24)와 냉장실(30)의 온도를 검지하는 냉장실온도센서(34)가 연결되고, 출력단에는 제1릴레이(51)와 제2릴레이(52)가 접속된다. 냉동실온도조절기(23)는 냉동실(20)의 온도를 식품의 냉동보관을 위한 적절한 온도로 설정하기 위한 것으로, 설정온도의 범위는 -15℃~-21℃이다. 통상적으로 사용자는 이러한 온도범위에서 -21℃(냉동강), -18℃(냉동중), -15℃(냉동약)의 어느 하나로 냉동실(20)의 설정온도를 정하게 된다. 냉장실온도조절기(33)는 냉장실(30)의 온도를 식품의 냉장보관을 위한 적절한 온도로 설정하기 위한 것으로, 설정온도의 범위는 -1℃~6℃이다. 통상적으로 사용자는 이러한 온도범위에서 -1℃(냉장강), 3℃(냉장중), 6℃(냉장약)의 어느 하나로 냉장실(30)의 설정온도를 정하게 된다.
전원(AC)단의 일측에는 제1릴레이(51)의 동작에 따라 온,오프되는 제1스위치(SW1)가 설치되고, 제1스위치(SW1)의 출력단에는 압축기(41)와 제2스위치(SW2)가 접속되고, 제2스위치(SW2)의 a접점에는 전술한 제1팬(22)이, b접점에는 전술한 제2팬(32)이 각각 연결된다, 여기서 제1스위치(SW1)와 제2스위치(SW2)는 제어부의 제1릴레이(51)와 제2릴레이(52)에 의해 각각 제어되는데, 구체적으로 제1스위치(SW1)는 냉동실온도센서(24)에서 검지된 냉동실온도가 냉동실의 설정온도보다 높은 경우에 온 되고 낮은 경우에 오프되도록 제어된다. 제2스위치(SW2)는 냉장실온도센서(34)에서 검지된 냉장실온도가 냉장실의 설정온도보다 높은 경우에는 b접점과 연결되어 제1팬(22)을 오프시키고 제2팬(32)을 온시키며, 낮은 경우에는 a접점과 연결되어 제1팬(22)을 온시키고 제2팬(32)을 오프시키도록 제어된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 H.M.싸이클의 제1실시예의 작동을 제4도를 참조하여 설명한다. 먼저, 마이콤(50)은 냉동실의 온도와 냉장실의 온도를 소정시간마다 읽어들인다(단계101). 냉동실온도는 냉동실(20)에 설치된 냉동실온도센서(24)에 의해 검지되며, 냉장실온도는 냉장실에 설치된 냉장실온도센서(34)에 의해 검지되며, 그 출력값이 소정시간마다 주기적으로 체크되어 마이콤(50)에 입력된다. 마이콤(50)에서는 냉동실온도센서(24)로부터 감지된 냉동실온도와 온도조절기에 의해 설정된 냉동실설정온도를 비교한다(단계102). 여기서 냉동실의 온도가 냉동실설정온도보다 높은 경우에는 냉장실온도와 냉장실설정온도를 비교한다(단계103). 단계 103에서 냉장실온도가 냉장실의 설정온도보다 높은 경우에는 압축기(41)와 함께 제2팬(32)을 온시키고 제1팬(22)은 오프시킨다(단계104). 단계103에서 냉장실 온도가 냉장실의 설정온도보다 낮은 경우에는 압축기(41)와 함께 제1팬(22)을 온시키고 제2팬(32)은 오프시킨다(단계105) 따라서 제1팬(22) 및 제2팬(32)은 선택적으로 운전하게 된다. 이들의 계속되는 운전에 의해 단계 102에서 냉동실의 온도가 냉동실설정온도보다 낮을 경우 압축기(41)와 제1팬(22) 및 제2팬(32)의 운전은 모두 정지된다(단계106).
다음에는 제5도와 제6도를 참조하여 본 발명의 H.M.싸이클을 가지는 냉장고의 다른 실시예를 설명한다. 먼저 회로구성을 살펴보면, 제어부인 마이콤(50)의 입력단에는 냉동실온도조절기(23)와 냉장실온도조절기(33), 냉동실(20)의 온도를 검지하는 냉동실온도센서(24)와 냉장실(30)의 온도를 검지하는 냉장실온도센서(34)가 연결되고, 출력단에는 제1릴레이(51)와 제2릴레이(52)가 접속된다. 냉동실온도조절기(23)와 냉장실온도조절기(33)의 기능을 전술한 실시예와 동일하다.
전원(AC)단의 일측에는 제1릴레이(51)의 동작에 따라 온,오프되는 제1스위치(SW1)가 설치되고, 제1스위치(SW1)의 출력단에는 압축기(41)와 제2스위치(SW2)가 접속되고, 제2스위치(SW2)의 a접점에는 전술한 제2팬(32)이, b접점에는 전술한 제1팬(22)이 각각 연결된다, 여기서 제1스위치(SW1)와 제2스위치(SW2)는 제어부의 제1릴레이(51)와 제2릴레이(52)에 의해 각각 제어되는데, 구체적으로 제1스위치(SW1)는 냉장실온도센서(34)에서 검지된 냉장실온도가 냉장실의 설정온도보다 높은 경우에 온 되고 낮은 경우에 오프되도록 제어된다. 제2스위치(SW2)는 냉동실온도센서(24)에서 검지된 냉동실온도가 냉동실의 설정온도보다 높은 경우에는 b접점과 연결되어 제1팬(22)을 온시키고 제2팬(32)을 오프시키며, 낮은 경우에는 a접점과 연결되어 제1팬(22)을 오프시키고 제2팬(32)을 온시킨다.
이의 제어과정을 설명하면, 먼저, 마이콤(50)은 냉동실의 온도와 냉장실의 온도를 소정시간마다 읽어들인다(단계111). 냉동실온도는 냉동실(20)에 설치된 냉동실온도센서(24)에 의해 검지되며, 냉장실온도는 냉장실에 설치된 냉장실온도센서(34)에 의해 검지되며, 그 출력값이 소정시간마다 주기적으로 체크되어 마이콤(50)에 입력된다. 마이콤(50)에서는 냉장실온도센서(34)로부터 감지된 냉장실온도와 온도조절기에 의해 설정된 냉장실설정온도를 비교한다(단계112). 여기서 냉장실의 온도가 냉장실설정온도보다 높은 경우에는 냉동실온도와 냉동실설정온도를 비교한다(단계113). 단계 113에서 냉동실온도가 냉동실의 설정온도보다 높은 경우에는 압축기(41)와 함께 제1팬(22)을 온시키고 제2팬(32)은 오프시킨다(단계114). 단계113에서 냉동실 온도가 냉동실의 설정온도보다 낮은 경우에는 압축기(41)와 함께 제2팬(32)은 온시키고 제1팬(22)은 오프시킨다(단계115). 따라서 제1팬(22) 및 제2팬(32)은 선택적으로 운전하게 된다. 이들의 계속되는 운전에 의해 단계 112에서 냉장실의 온도가 냉장실설정온도보다 낮을 경우 압축기(41)와 제1팬(22) 및 제2팬(32)의 운전은 모두 정지된다(단계116).
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 H.M.싸이클에 따른 냉장고의 회로구성에 의하면 냉동실에 설치된 제1팬과 냉장실에 설치된 제2팬이 선택적으로 운전되므로 과도한 운전으로 인한 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한 냉동실 또는 냉장실의 온도에 따라 압축기를 온오프하고, 압축기 온상태에서 냉장실 또는 냉동실의 온도에 따라 냉장실팬과 냉동실팬을 선택적으로 온오프함으로써 효율적인 운전을 실행하여 에너지소비를 줄일 수 있다. 또한 이와 같이 선택적인 운전을 실행하므로 초기 가동시 어느 한 실만이라도 신속하게 냉각시킬 수 있고, 온도 변화에 신속하게 대응할 수 있다.

Claims (3)

  1. 상호 구획되며 서로 다른 온도로 냉각되는 냉동실(20)과 냉장실(30), 상기 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1증발기(21)와 제2증발기(31), 상기 냉동실의 온도를 검지하는 냉동실온도센서(24), 상기 냉장실의 온도를 검지하는 냉장실온도센서(34), 전원의 양단에 상호 병렬로 접속되며 상기 냉동실과 냉장실에 각각 설치된 제1팬(22)과 제2팬(32), 전원의 양단에 접속된 압축기(41), 온 때는 압축기(41)를 온시키고, 오프 때는 상기 압축기와 제1팬 및 제2팬을 오프시키는 제1스위치, 제1스위치의 온 때에 온 또는 오프되어 제1팬과 제2팬을 선택적으로 온시키는 제2스위치, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 상기 제1스위치와 제2스위치를 제어하는 제어부를 포함하여, 상기 냉동실과 냉장실의 선택적 냉각이 가능한 냉장고의 운전제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1스위치는 상기 냉동실온도센서에서 검지된 냉동실온도가 냉동실의 설정온도보다 높은 경우에 온 되고 낮은 경우에 오프되도록 제어되고, 상기 제2스위치는 상기 냉장실온도센서에서 검지된 냉장실온도가 냉장실의 설정온도보다 높은 경우에는 상기 제1팬을 오프시키고 상기 제2팬을 온시키며, 낮은 경우에는 상기 제1팬을 온시키고 상기 제2팬을 오프시키도록 제어되는 냉장고의 운전제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1스위치는 상기 냉장실온도센서에서 검지된 냉장실온도가 냉장실의 설정온도보다 높은 경우에 온 되고 낮은 경우에 오프되도록 제어되고, 상기 제2스위치는 상기 냉동실온도센서에서 검지된 냉동실온도가 냉동실의 설정온도보다 높은 경우에는 상기 제1팬을 온시키고 상기 제2팬을 오프시키며, 낮은 경우에는 상기 제1팬을 오프시키고 상기 제2팬을 온시키도록 제어되는 냉장고의 운전제어회로.
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