KR101145223B1 - 냉장고의 운전제어방법 - Google Patents

냉장고의 운전제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉장고의 운전제어 방법에 관한 것으로서, 저장실이 형성된 본체, 상기 저장실을 냉각하기 위한 증발기 및 송풍팬을 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 있어서, 상기 저장실의 제어온도인 저온설정온도 및 고온설정온도를 설정하는 단계; 상기 저장실의 제어온도를 상기 저온설정온도로 하여 냉각운전하는 단계; 상기 저온설정온도가 설정된 기준온도 미만이면 제1운전시간 경과 후 상기 저장실의 제어온도를 상기 고온설정온도로 변경하여 운전하는 단계; 상기 송풍팬을 작동시켜 상기 증발기를 제상하는 제상운전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 저장실의 제어온도가 저온으로 설정된 경우에도 제상히터 없이 증발기를 제상할 수 있어 생산비용이 절감되며, 제상히터 동작에 따른 전력소비을 줄일 수 있다.

Description

냉장고의 운전제어방법{OPERATION CONTROL METHOD OF REFRIGERATOR}
도 1은 일시시예에 따른 냉장고의 냉각시스템의 개략적인 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 구성블록도,
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법을 나타낸 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 냉각시스템 11 : 압축기
12 : 응축기 13a, 13b : 모세관
14 : 3방 밸브 30 : 제어부
40 : 냉장실 41 : 냉장실 증발기
43 : 냉장실 송풍팬 50 : 냉동실
51 : 냉동실 증발기 53 : 냉동실 송풍팬
61 : 입력부 63 : 고내온도 감지부
65 : 카운터부 TC : 저온설정온도
TC0 : 기준온도 Td : 고온설정온도
Tr : 냉장실 고내온도 tc : 제1운전시간
td : 제2운전시간
본 발명은 냉장고의 운전제어방법에 관한 것이다.
냉장고는 냉동사이클에서 생성된 냉기를 이용하여 각종 식품을 장기간 신선하게 유지하기 위한 장치로서, 일반적으로 결빙온도 이하의 냉동식품을 보관하기 위한 냉동실과, 결빙온도 이상의 냉장식품을 보관하기 위한 냉장실 및 상기 냉동실과 냉장실을 냉각시키기 위한 냉각시스템을 포함하여 구성된다.
냉각시스템(10)은, 도 1을 참조하면, 압축기(11)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(12)와, 응축된 냉매를 단열팽창시키는 모세관(13a, 13b)과, 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(41, 51)를 포함하여 구성된다. 여기에, 증발기(41, 51)에서 생성된 냉기를 각 저장실(40, 50)로 공급하는 송풍팬(43, 53)과, 응축기(12)와 각 증발기(41, 51) 사이에 마련되어 각 증발기(41, 51)로 냉매를 선택적으로 공급하는 3방 밸브(14)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하여 종래의 냉장고는 증발기(41, 51)에서 열교환하여 차가워진 공기를 송풍팬(43, 53)을 통하여 저장실(40, 50)로 순환시켜 저장실(40, 50)을 냉각시킨다.
한편, 송풍팬(43, 53)에 의해 순환하는 공기가 증발기(41, 51)에서 열교환을 할 때, 공기 중에 포함된 수증기가 증발기(41, 51)에 얼어 붙는 착상이 발생하게 되는데, 이러한 착상은 공기의 순환을 방해하여 증발효율을 떨어뜨리므로 이를 제거하기 위한 제상작업이 필요하다.
따라서, 종래에는 증발기에 별도의 제상히터를 마련하여 증발기를 결빙온도 이상으로 가열하여 제상하거나(한국 특허출원 제1988-0008813호), 제상히터 없이 압축기 정지 후 소정시간 동안 송풍팬을 작동시켜 증발기를 자연제상(한국 특허출원 제2002-0067208호)하는 등의 방법이 사용되어 왔다.
그러나, 전술한 제상히터를 사용하는 경우에는 제상히터 장착에 따른 생산비용이 증가하고, 전력소비량이 증가하는 단점이 있었으며, 제상히터 없이 자연제상을 하는 경우에는 저장실의 제어온도가 결빙온도에 가깝게 또는 그 이하로 설정되어 있는 경우에는 결빙온도 대역의 저장실의 냉기가 증발기로 순환되어 제상을 진행하게 되므로 제상시간이 길어지고 제상 자체의 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 저장실의 제어온도가 저온으로 설정된 경우에도 제상히터 없이 효율적으로 증발기를 제상할 수 있는 냉장고의 운전제어방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 저장실이 형성된 본체, 상기 저장실을 냉각하기 위한 증발기 및 송풍팬을 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 있어서, 상기 저장실의 제어온도인 저온설정온도 및 고온설정온도를 설정하는 단계; 상기 저장실의 제어온도를 상기 저온설정온도로 하여 냉각운전하는 단계; 상기 저온설정온도가 설정된 기준온도 미만이면 제1운전시간 경과 후 상기 저장실의 제어온도를 상기 고온설정온도로 변경하여 운전하는 단계; 상기 송풍팬을 작동시켜 상기 증발기를 제상하는 제상운전을 수행하는 단계를 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 의해 달성된다.
상기 고온설정온도로 운전하는 단계는 제2운전시간 동안 수행될 수 있다.
상기 제2운전시간 경과 후 상기 저장실의 제어온도를 상기 저온설정온도로 복귀시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기준온도는 -1℃ 내지 1℃ 사이에 설정될 수 있다.
상기 고온설정온도는 3℃ 내지 5℃ 사이에 설정될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 구성블록도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고는 저장실(40, 50)이 형성된 본체와, 각 저장실(40, 50)을 냉각하기 위한 냉각시스템(10)과, 각 저장실(40, 50)의 저온설정온도(TC), 기준온도(TC0), 고온설정온도(Td), 제1운전시간(tc) 및 제2운전시간(td)을 설정 입력하기 위한 입력부(61)와, 각 저장실(40, 50)의 고내온도를 감지하기 위한 고내온도 감지부(63), 카운터부(65) 및 제어부(30)를 포함한다.
저장실(40, 50)은 본체(미도시)에 중간 격벽에 의해 분할구획되어 형성된다. 저장실(40, 50)은 하나만 형성될 수도 있고, 복수 개로 형성될 수 있다. 저장실 (40, 50)이 복수 개로 형성되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 상대적으로 저온인 냉동실(50)과, 상대적으로 고온인 냉장실(40)로 마련될 수 있다. 저장실(40, 50)은 3개 이상으로 마련될 수도 있고, 냉동실(50) 및 냉장실(40)이 서로 다른 수로 마련될 수도 있음은 물론이다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어, 저장실(40, 50)이 냉장실(40)과 냉동실(50)인 경우를 예를 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
냉각시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(12), 응축된 저온고압의 냉매를 단열팽창시키는 모세관(13a, 13b)과, 팽창된 냉매를 증발시켜 냉기를 생성하는 증발기(41, 51)를 포함한다. 여기서, 증발기(41, 51)는 각 저장실(40, 50)에 대응하여 각각 마련될 수 있다. 이 경우, 응축기(12)와 각 증발기(41, 51) 사이에는 응축기(12)로부터의 냉매를 선택적으로 공급하는 3방 밸브(14)를 더 포함할 수 있다. 또한, 3방 밸브(14)와 각 증발기(41, 51) 사이에 모세관(13a, 13b)이 각각 별도로 마련될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하여, 냉장실(40)이 저온설정온도(TC)를 만족하는 경우에는 3방 밸브(14)에서 A측 냉매 흐름을 차단하고 B측 냉매 흐름만을 개방하게 된다(도 1참조), 따라서, 냉장실 증발기(41)에는 냉매가 흐르지 않게 되므로 냉장실 증발기(41)의 온도가 불필요하게 하강되어 착상되는 것을 방지할 수 있으며, 상 대적으로 고온인 냉장실 고내온도를 이용하여 냉장실 증발기(41)를 자연 제상 할 수 있게 된다.
입력부(61)는 저온설정온도(TC), 기준온도(TC0), 고온설정온도(Td), 제1운전시간(tc) 및 제2운전시간(td)을 설정 저장하도록 마련된다.
고내온도 감지부(63)는 저장실(40, 50)의 고내온도(Tr)를 감지하도록 마련되며, 카운터부(65)는 제1운전시간(tc) 및 제2운전시간(td)을 카운트하도록 마련된다.
제어부(30)는 입력부(61)를 통하여 설정된 저온설정온도(TC)와 기준온도(TC0)에 기초하여 정상운전 및 제상운전을 수행한다.
상기 각 구성에 대하여는 이하, 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법의 각 단계에서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법을 나타낸 흐름도이다. 우선, 냉장고의 운전이 개시되면(S11), 입력부(61)를 통하여 저온설정온도(TC), 기준온도(TC0), 고온설정온도(Td), 제1운전시간(tc), 제2운전시간(td)을 설정한다(S12). 상기 저온설정온도(TC), 기준온도(TC0), 고온설정온도(Td), 제1운전시간(tc), 제2운전시간(td)은 제어부(30)에 저장될 수도 있고, 별도의 메모리부(미도시)에 저장될 수도 있다.
저온설정온도(TC)는 유지하고자 하는 저장실(40, 50) 내부의 온도로 정의된 다. 제어부(30)는 고내온도 감지부(63)에서 감지된 저장실(40, 50) 내부의 온도와 저온설정온도(TC)에 기초하여 압축기(11) 및 3방 밸브(14)를 제어하여 냉각을 수행한다.
저온설정온도(TC)는 각 저장실(40, 50)의 용도에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 냉동실(50)은 결빙온도 이하로 설정될 수 있으며, 냉장실(40)은 결빙온도 이상으로 설정될 수 있다. 한편, 동일한 저장실(40, 50)의 경우에도 필요에 따라 달리 설정이 가능함은 물론이다. 즉, 냉장실(40)의 경우, 10 내지 15℃로 설정될 수도 있고, 결빙온도 이하로 설정될 수도 있다. (이하에서, 저온설정온도(TC)는 냉장실(40)의 저온설정온도(TC)를 의미하는 것으로 한다.)
기준온도(TC0)는 설정된 저온설정온도(TC)가 저온인지 고온인지 여부를 판단할 수 있도록 설정된다. 기준온도(TC0)는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있으나, -1 내지 1℃ 사이에서 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 저온설정온도(TC)가 -1 내지 1℃ 보다 충분히 높아 추가적 운전제어가 불필요한 경우에도 제상운전이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
고온설정온도(Td)는 결빙온도보다 높게 설정되는 온도로서 제상운전시 유지하고자 하는 냉장실 고내온도(Tr)로 정의된다. 고온설정온도(Td)는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어, 3 내지 5℃ 사이에서 설정될 수 있다. 왜냐 하면, 고온설정온도(Td)를 결빙온도 이하로 낮게 설정하면 냉장실 증발기(41)의 제상이 불가능하게 되며, 반대로 너무 높게 설정하면 냉장실(40)에 저장된 저장물의 온도가 상승되어 부패할 위험이 있기 때문이다. 여기서, 고온설정온도(Td)는 제어하고자 하는 저장실(40, 50)에 따라 또는 외기온도에 따라 각각 다르게 설정될 수 있다.
한편, 제상운전 중 냉장실 고내온도(Tr)가 고온설정온도(Td)보다 높아지는 경우에는, 제어부(30)가 압축기(11)를 구동하고, 냉장실 증발기(41) 측 냉매 흐름을 개방하여 냉장실(40)을 냉각함으로써 냉장실(40)이 고온설정온도(Td)를 유지하도록 한다(S17).
제1운전시간(tc)은 저온설정온도(TC)가 저온조건일 경우, 냉장실(40)의 냉각운전이 수행되는 시간으로 정의된다. 제1운전시간(tc)은 압축기(11)의 초기구동시로부터 카운트 될 수도 있고, 저온설정온도(TC)를 설정한 때로부터 카운트 될 수도 있다. 또한, 냉동 사이클의 온/오프 주기의 횟수로 설정할 수도 있다. 제1운전시간(tc)은 예를 들어, 압축기(11)의 초기 구동시로부터 15 내지 20시간 사이에서 설정될 수도 있고, 저온설정온도(TC)를 설정한 때로부터 20 내지 30시간 사이에서 설정될 수도 있다.
제2운전시간(td)은 정상운전 정지 후 제상운전을 수행하는 시간으로 정의된 다. 제2운전시간(td)은 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 정상운전 정지 후 1 내지 2시간 사이에서 설정될 수 있다. 또한, 정상운전 정지 후 압축기(11)의 온/오프 횟수 예를 들어, 2 내지 3회 정도로 설정될 수도 있다.
다음, 고내온도 감지부(63)를 통하여 냉장실(40)의 고내온도(Tr)를 감지하며(S13), 감지된 고내온도(Tr) 및 설정된 저온설정온도(TC)에 기초하여 냉장실(40)을 냉각하는 정상운전을 수행한다(S14).
이 때, 저온설정온도(TC)가 기준온도(TC0) 이상이면 저온설정온도(TC)에 따라 정상운전을 계속 수행한다(S15). 이 경우, 정상운전은 저온설정온도(TC)에 따라 압축기(11)를 온/오프 하는 것 이외에, 압축기(11) 정지 후 또는 냉장실 증발기(41) 측 냉매 흐름 차단 후 소정시간 동안 냉장실 송풍팬(43)을 작동시키는 자연 제상 운전을 포함한다.
한편, 저온설정온도(TC)가 기준온도(TC0) 미만인 경우에는(S15), 제1운전시간(tc)이 경과하면(S16) 냉장실의 제어온도를 고온설정온도(Td)로 변경하고, 이에 따라 제상운전을 수행한다(S17). 제상운전은 정상운전을 정지하고 냉장실 송풍팬(43)을 작동시켜 상대적으로 고온인 냉장실(40)내의 공기를 이용하여 냉장실 증발기(41)를 제상하는 것이다. 여기서, 정상운전의 정지라 함은 압축기(11)를 오프하여 냉각시스템(10) 전체를 정지시키는 것 외에, 압축기(11)가 온 상태이더라도 냉장실 증발기(41) 측 냉매 흐름을 차단하여 냉장실(40)의 냉각이 정지된 상태를 포함한 다.
제2운전시간(td)이 경과하면(S18), 제상운전을 종료하고 냉장실의 제어온도를 저온설절온도(Tc)로 재 변경하여 정상운전으로 복귀한다(S19). 물론, 제2운전시간(td)이 경과하기 전이라도 냉장실 고내온도(Tr)가 고온설정온도(Td) 이상으로 상승하는 경우에는 압축기(11)를 구동하거나, 냉장실 증발기(41) 측 냉매 흐름을 개방하여 냉장실 고내온도(Tr)를 고온설정온도(Td) 이하로 유지하도록 한다. 마지막으로, 냉장고의 운전이 종료되지 않는 다면(S20), 앞의 과정을 반복수행한다.
따라서, 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법에 의하면, 저장실의 제어온도가 증발기의 자연제상이 용이하지 않은 저온으로 설정된 경우에, 소정의 제2운전시간 동안 냉장실 고내온도를 상승시켜 증발기를 제상하고 정상운전으로 복귀함으로써 제상히터 없이도 증발기의 제상이 가능하다. 따라서, 냉장고의 생산원가 및 사용중 소비전력을 절감할 수 있다.
또한, 제상운전 중 냉장실의 고내온도를 적정하게 유지함으로써 냉장실 고내온도 상승으로 인해 저장된 물품이 부패하는 등의 위험을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 냉장고의 운전제어방법에 의하면, 저장실의 제어온도가 저온으로 설정된 경우에도 제상히터 없이 증발기를 제상할 수 있어 생산비용이 절감되며, 제상히터 동작에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 저장실이 형성된 본체, 상기 저장실을 냉각하기 위한 증발기 및 송풍팬을 포함하는 냉장고의 운전제어방법에 있어서,
    상기 저장실의 제어온도인 저온설정온도 및 고온설정온도를 설정하는 단계;
    상기 저장실의 제어온도를 상기 저온설정온도로 하여 냉각운전하는 단계;
    상기 저온설정온도가 설정된 기준온도 미만이면 제1운전시간 경과 후 상기 저장실의 제어온도를 상기 고온설정온도로 변경하여 운전하는 단계;
    상기 송풍팬을 작동시켜 상기 증발기를 제상하는 제상운전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고온설정온도로 운전하는 단계는 제2운전시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2운전시간 경과 후 상기 저장실의 제어온도를 상기 저온설정온도로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준온도는 -1℃ 내지 1℃ 사이에 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고온설정온도는 3℃ 내지 5℃ 사이에 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 운전제어방법.
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