KR101380762B1 - ５웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법 - Google Patents

５웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법에 관한 것으로서, 1개의 유입관과 4개의 배출관을 갖는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 냉각수행시 개폐순서가 인접한 배출관에 연결된 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하여 제어온도를 보상하여 냉각을 수행함으로써 중간에 위치한 배출관의 불필요한 개폐로 인해 냉매의 공급이 이루어지더라도 고내온도의 편차를 최소화할 수 있다.

Description

５웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING COMPLEXED STORAGE WITH 5 WAY STEP VALVE}
본 발명은 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1개의 유입관과 4개의 배출관을 갖는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 냉각수행시 개폐순서가 인접한 배출관에 연결된 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하여 제어온도를 보상하여 냉각을 수행하는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 김치냉장고는 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 주요 구성요소로 하여 냉동사이클을 구성하고, 증발기 및 저장실 주변에 별도로 마련되는 히터와 저장실 내부 공기간의 열전달을 통하여 저장실에 수납되는 저장물을 필요에 따라 숙성 또는 저온상태로 보관하기 위한 기기이다.
김치냉장고는 냉각방식에 따라 저장공간의 외면을 둘러싸도록 배치되는 파이프 형태의 증발기를 이용하여 저장실을 냉각시키는 직접 냉각방식(이하 '직냉식'이라 함)과 저장실의 일측에 냉각핀을 구비한 증발기와 송풍팬을 장착하고 송풍팬을 구동하여 저장실에 냉기를 공급하는 간접 냉각방식(이하 '간냉식'이라 함)으로 구분된다. 한편, 최근에는 직냉식룸과 간냉식룸을 혼합 적용하는 혼합 저장고가 제안되고 있다.
또한, 혼합 저장고의 경우 각 룸의 활용방식에 따라 김치보관룸 및 냉동냉장룸으로 구분하여 김치보관룸에는 김치를 비롯한 냉장식품을 보관할 수 있도록 하고, 냉동냉장룸에는 선택적으로 냉동모드나 냉장모드로 설정하여 냉동식품이나 냉장식품을 저장할 수 있도록 하고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0084715호(2010.07.28.) "복합형 김치냉장고"에 개시되어 있다.
이와 같이 다수개의 저장룸을 갖는 혼합 저장고는 독립제어를 위해 각 저장룸으로 공급되는 냉매를 선택적으로 공급하기 위한 스탭밸브가 적용된다.
스탭밸브는 스탭모터를 구동시키면 스탭모터가 회전하면서 내부의 패드가 각 배출관을 개폐시킴에 따라 유입관을 통해 유입된 냉매가 선택적으로 배출관으로 배출되는 구조로 스탭모터의 회전량을 조절함으로써 각 저장룸에 선택적으로 냉매를 공급할 수 있다.
이때 스탭밸브는 일방향으로 계속해서 회전하지 않고 원점에서 정지점 범위내에서 시계방향과 반시계방향으로 동작하면서 배출관을 개폐하기 때문에 원점과 정지점을 왕복하면서 개폐할 경우 중간에 위치한 배출관은 불필요하게 개폐되면서 냉매가 공급되어 원하지 않는 냉각이 일어나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 1개의 유입관과 4개의 배출관을 갖는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 냉각수행시 개폐순서가 인접한 배출관에 연결된 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하여 제어온도를 보상하여 냉각을 수행하는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법은 냉매가 유입되는 유입관과 제 1내지 제 4배출관을 갖으며 원점에서부터 정지점까지 회전하면서 각 스탭마다 제 1내지 제4배출관이 순차적으로 개폐되면서 냉매를 배출하는 5웨이 스탭밸브의 제 1내지 제 4배출관에 제 1내지 제 4저장룸의 제 1내지 제 4증발기가 각각 연결된 5웨이 스텝밸브를 갖는 혼합 저장고의 온도 제어방법에 있어서; 제어부가 제 2저장룸과 제 3저장룸의 경우 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하는 단계; 양옆 저장룸의 냉각조건이 모두 만족되었을 경우 제 2저장룸이나 제 3저장룸의 냉각조건에 대해 보상 제어온도로 설정하고 그 외의 경우 제 2저장룸이나 제 3저장룸의 냉각조건에 대해 정상 제어온도로 설정하는 단계; 및 제어부가 냉각조건에 따라 냉각을 수행하는 단계를 더 포함하되, 보상 제어온도는 정상 제어온도보다 높게 설정된 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에서 보상 제어온도와 정상 제어온도는 제 1내지 제 4저장룸에 대해 각각 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 5웨이 스탭밸브는 원점과 정지점 범위내에서 왕복회전하면서 제 1내지 제 4배출관을 개폐시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 1개의 유입관과 4개의 배출관을 갖는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 냉각수행시 개폐순서가 인접한 배출관에 연결된 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하여 제어온도를 보상하여 냉각을 수행함으로써 중간에 위치한 배출관의 불필요한 개폐로 인해 냉매의 공급이 이루어지더라도 고내온도의 편차를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브의 스탭에 따른 배출관의 개폐상태를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브의 스탭에 따른 배출관의 개폐상태를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어장치는 압축기(10), 5웨이 스탭밸브(30), 제 1내지 제 4온도센서(61~64) 및 제어부(70)를 포함한다.
도 1에 도시된 혼합 저장고(100)의 냉매 순환상태를 살펴보면 압축기(10)에서 압축된 냉매는 응축기(20)에서 응축된 후 5웨이 스탭밸브(30)를 통해 분기되고, 5웨이 스탭밸브(30)에서 선택적으로 분기된 냉매는 제 1내지 제 4팽창장치(41~44) 중 어느 하나를 경유하여 제 1내지 제 4증발기(51~54) 중 어느 하나를 통해 다시 압축기(10)로 흘러 순환하게 된다.
이때 5웨이 스탭밸브(30)는 냉매가 유입되는 유입관(35)과 제 1내지 제 4배출관(31~34)을 갖으며 원점에서부터 정지점까지 회전하면서 각 스탭마다 제 1내지 제4배출관(31~34)이 순차적으로 개폐되면서 냉매를 배출하도록 구성된다.
따라서, 제어부(70)는 제 1내지 제 4저장룸(110~140)에 구비된 제 1내지 제 4온도센서(61~64)를 통해 고내온도를 측정하여 어느 하나라도 냉각조건이 만족될 경우 압축기(10)를 구동시키고, 5웨이 스탭밸브(30)를 제어하여 냉각조건을 만족한 저장룸과 연결된 배출관을 개방시킨다.
이때 냉각조건은 제어부(70)에서 저장룸을 목표온도로 유지시키기 위해 설정된 제어온도에 따라 배출관을 개방시키기 위한 조건을 의미한다.
따라서, 냉각조건을 만족할 경우에는 배출관이 개방되고, 만족하지 않을 경우에는 배출관을 폐쇄하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이 5웨이 스탭밸브(30)는 스탭모터(미도시)가 회전하면서 내부의 패드(미도시)가 제 1내지 제 4배출관(31~34)을 순차적으로 개폐시킨다.
즉, 5웨이 스탭밸브(30)의 회전량을 조절함에 따라 A스텝에서는 제 1배출관(31)만 개방되고, B스탭에서는 제 2배출관(32)만 개방되고, C스탭에서는 제 3배출관(33)만 개방되고, D스탭에서는 제 4배출관(34)만 개방된다.
이와 같이 스탭모터의 회전에 따른 각 스탭별로 제 1내지 제 4배출관(31~34) 중 어느 하나만이 개방되고 그 외의 배출관은 폐쇄되도록 동작한다.
이때 5웨이 스탭밸브(30)는 일방향으로 계속해서 회전하지 않고 원점과 정지점 범위 내에서 시계방향과 반시계방향으로 동작하면서 제 1내지 제 4배출관(31~34)을 개폐하기 때문에 시계방향인 원점에서 정지점으로 회전할 경우에는 순차적으로 제 1배출관(31) -> 제 2배출관(32) -> 제 3배출관(33) -> 제 4배출관(34) 순으로 개폐되지만, 반시계방향인 정지점에서 원점으로 회전할 경우에는 제 4배출관(34) -> 제 3배출관(33) -> 제 2배출관(32) -> 제 1배출관(31) 순으로 개폐된다.
만약 제 1배출관(31)과 제 4배출관(34)을 교번하여 개폐할 경우 5웨이 스탭밸브(30)는 시계방향과 반시계방향으로 왕복 회전하면서 제 1배출관(31)과 제 4배출관(34)을 개폐하게 된다.
그러나, 5웨이 스탭밸브(30)는 제 1배출관(31)과 제 4배출관(34)을 개폐하기 위해 제 2배출관(32)과 제 3배출관(33)을 개폐하면서 통과해야만 하기 때문에 실질적으로는 제 2배출관(32)과 제 3배출관(33)을 통해 냉매가 일부 공급된다.
따라서, 제 2배출관(32)과 제 3배출관(33)에 연결된 제 2저장룸(120)과 제 3저장룸(130)의 경우에는 고내온도가 목표온도보다 더 낮아지게 된다.
이와 같이 중간위치의 배출관과 연결된 저장룸에서는 양옆의 저장룸이 모두 냉각조건일 경우 5웨이 스탭밸브(30)의 스탭모터가 왕복회전하면서 양옆의 저장룸과 연결된 배출관을 교번하여 개폐시키기 때문에 중간위치의 배출관을 일시적으로 개폐시켜 중간위치의 증발기로 냉매가 유입되어 목표온도가 낮아진다.
이렇게 냉매가 일시적으로 유입되어 목표온도가 낮아지기 때문에 중간위치의 저장룸은 양옆의 저장룸의 냉각조건에 따라 제어온도를 보상하여 설정함으로써 목표온도를 유지할 수 있도록 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법은 제어부(70)가 개폐순서에 따라 중간위치의 제 2배출관(32)과 제 3배출관(33)과 연결된 제 2저장룸(120)과 제 3저장룸(130)의 경우 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단한다(S10).
예를들어 5웨이 스탭밸브(30)의 개폐순서가 제 1배출관(31) <-> 제 2배출관(32) <-> 제 3배출관(33) <-> 제 4배출관(34)의 순서로 개폐될 때 제 2배출관(32)과 연결된 제 2저장룸(120)의 경우 제 1배출관(31)과 제 3배출관(33)에 연결된 제 1저장룸(110)과 제 3저장룸(130)이 양옆 저장룸이 되고, 제 3배출관(33)과 연결된 제 3저장룸(130)의 경우 제 2배출관(32)과 제 4배출관(34)에 연결된 제 2저장룸(120)과 제 4저장룸(140)이 양옆 저장룸이 된다.
그러나, 제 1배출관(31)과 제 4배출관(34)의 경우에는 5웨이 스탭밸브(30)가 일방향으로 계속해서 회전하지 않고 원점과 정지점 범위 내에서 시계방향과 반시계방향으로 동작하기 때문에 제 1배출관(31)에 연결된 제 1저장룸(110)과 제 4배출관(34)에 연결된 제 4저장룸(140)의 경우에는 양옆의 저장룸이 존재하지 않는다.
이와 같이 양옆 저장룸의 냉각조건을 조건을 판단하여 모두 냉각조건일 경우에는 제 2저장룸(120)이나 제 3저장룸(130)의 냉각조건에 대해 보상 제어온도로 설정한다(S20)(S30).
그러나, 어느 하나만이 냉각조건인 경우에는 제 2저장룸(120)이나 제 3저장룸(130)의 냉각조건에 대해 정상 제어온도로 설정한다(S40).
이때 보상 제어온도와 상기 정상 제어온도는 제 1내지 제 4저장룸(110~140)에 대해 독립적으로 설정되며, 보상 제어온도는 정상 제어온도보다 높게 설정된 값으로써 냉매의 일시적인 유입에 따른 온도를 보상하기 위해 높게 설정한다.
이후 제어부(70)는 설정된 냉각조건에 따라 제 2저장룸(120)과 제 3저장룸(130)의 냉각을 수행한다(S50).
이와 같이 이루어진 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법은 5웨 스탭밸브(30)의 개폐순서에 따른 중간위치의 배출관과 연결된 저장룸의 경우 양옆의 저장룸의 냉각조건을 판단하여 모두 냉각조건인 경우에는 제어온도를 높게 보상하여 냉각을 수행함으로써 양옆 저장룸의 냉각을 수행하면서 유입되는 냉매에 의한 온도변화를 최소화할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 압축기
20 : 응축기
30 : 5웨이 스탭밸브
31~34 : 제 1내지 제 4배출관
35 : 유입관
41~44 : 제 1내지 제 4팽창장치
51~54 : 제 1내지 제 4증발기
61~64 : 제 1내지 제 4온도센서
70 : 제어부
100 : 혼합 저장고
110~140 : 제 1내지 제 4저장룸

Claims (4)

  1. 냉매가 유입되는 유입관과 제 1내지 제 4배출관을 갖으며 원점에서부터 정지점까지 회전하면서 각 스탭마다 상기 제 1내지 제4배출관이 순차적으로 개폐되면서 상기 냉매를 배출하는 5웨이 스탭밸브의 상기 제 1내지 제 4배출관에 제 1내지 제 4저장룸의 제 1내지 제 4증발기가 각각 연결된 5웨이 스텝밸브를 갖는 혼합 저장고의 온도 제어방법에 있어서;
    제어부가 상기 제 2저장룸과 상기 제 3저장룸의 경우 양옆 저장룸의 냉각조건을 판단하는 단계;
    상기 양옆 저장룸의 냉각조건이 모두 만족되었을 경우 상기 제 2저장룸이나 상기 제 3저장룸의 냉각조건에 대해 보상 제어온도로 설정하고 그 외의 경우 상기 제 2저장룸이나 상기 제 3저장룸의 냉각조건에 대해 정상 제어온도로 설정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 냉각조건에 따라 냉각을 수행하는 단계를 더 포함하되,
    상기 보상 제어온도는 상기 정상 제어온도보다 높게 설정된 것을 특징으로 하는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 보상 제어온도와 상기 정상 제어온도는 상기 제 1내지 제 4저장룸에 대해 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 5웨이 스탭밸브는 원점과 정지점 범위내에서 왕복회전하면서 상기 제 1내지 제 4배출관을 개폐시키는 것을 특징으로 하는 5웨이 스탭밸브를 갖는 혼합 저장고의 제어방법.
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