KR102437449B1 - Cooling apparatus and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 냉각장치는, 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매로 인해 냉각된 냉기가 유동하는 냉각실; 및 미리 정해진 최소압축용량으로 구동하도록 상기 압축기를 운전하는 절전모드와, 사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 상기 압축기를 운전하는 저온전환모드와, 미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 상기 압축기를 운전하는 일반모드 중 어느 하나를 선택하여 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함한다. The present invention relates to a cooling device and a method for controlling the same.
A cooling device according to an embodiment of the present invention includes a compressor; a cooling chamber in which cold air cooled by the refrigerant compressed by the compressor flows; and a power saving mode in which the compressor is operated to drive with a predetermined minimum compression capacity, and when the temperature set by the user is TA and the predetermined low temperature allowable temperature difference is TB, the temperature of the cooling chamber is TA-TB. Controlling the compressor by selecting any one of a low-temperature conversion mode of operating the compressor and a general mode of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA+TC when the predetermined high-temperature allowable temperature difference is TC includes a control unit.

Description

냉각장치 및 그 제어방법{Cooling apparatus and control method thereof}Cooling apparatus and control method thereof

본 발명은 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기의 내구성을 향상시킴과 동시에 소비전력을 절감시킬 수 있는 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device and a control method therefor, and more particularly, to a cooling device capable of improving durability of a compressor and reducing power consumption at the same time, and a control method thereof.

일반적으로 압축기는 냉장고, 에어콘과 같은 냉각장치에 적용하는 것이다. In general, compressors are applied to cooling devices such as refrigerators and air conditioners.

냉장고는 식품을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기이다. 냉장고는, 도시되지 않았지만, 본체와, 본체에 구비되어 식품을 냉동보관시키는 냉동실과, 식품을 냉장보관시키는 냉장실로 구분될 수 있다.A refrigerator is a device used to keep food fresh for a long time. Although not shown, the refrigerator may be divided into a main body, a freezer compartment provided in the main body to freeze and store food, and a refrigerating chamber for refrigerated storage of food.

냉동실 및 냉장실을 냉각시키는 냉동사이클은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압축된 냉매를 등압 응축시키는 응축기(2)와, 응축된 냉매를 단열팽창시키는 모세관(3)과, 냉장실과 냉동실에 각각 구비되어 팽창된 냉매를 등압 증발시키는 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the refrigeration cycle for cooling the freezing and refrigerating chambers includes a compressor 1 for compressing a refrigerant, a condenser 2 for isostatically condensing the compressed refrigerant, and a capillary tube for adiabatic expansion of the condensed refrigerant ( 3), and an evaporator 4 for the refrigerating compartment and an evaporator 5 for the freezing compartment, respectively provided in the refrigerating compartment and the freezing compartment to isostatically evaporate the expanded refrigerant.

냉동사이클은, 상기 응축기(2)에서 응축된 냉매가 분지(分枝)된 유로(流路)를 따라 상기 냉장실용 증발기(4)나 냉동실용 증발기(5)로 선택적으로 유입되도록 상기 유로의 분지점에 구비되는 삼방밸브(6)와, 응축기(2) 측에 구비되어 응축기 또는 압축기(1)를 냉각시키는 응축기팬(2a)과, 냉장실용 증발기(4)측에 구비되어 냉장실용 증발기에서 열교환되는 공기를 강제대류시켜 열교환을 촉진시키는 냉장실용 증발기팬(4a)과, 냉동실용 증발기(5)측에 구비되어 냉동실용 증발기에서 열교환되는 공기를 강제대류시켜 열교환을 촉진시키는 냉동실용 증발기팬(5a)이 더 포함되어 이루어진다. In the refrigeration cycle, the refrigerant condensed in the condenser 2 is selectively introduced into the evaporator 4 for the refrigerating compartment or the evaporator 5 for the freezing compartment along the branched flow path. The three-way valve 6 provided at the branch, the condenser fan 2a provided on the condenser 2 side to cool the condenser or the compressor 1, and the refrigerating chamber evaporator 4 side provided for heat exchange in the refrigerating chamber evaporator An evaporator fan 4a for the refrigerating compartment promotes heat exchange by forced convection of the air, and an evaporator fan 5a for the freezer compartment which is provided on the side of the evaporator 5 for the freezing compartment and promotes heat exchange by forced convection of air exchanged in the evaporator for the freezing compartment. ) is further included.

이하, 상기와 같이 이루어진 냉동사이클을 갖는 냉장고의 동작을 설명하면 다음과 같다. 첫째, 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)가 모두 가동되는 RF 사이클 운전시, 냉매가 냉장실용 증발기로 흐르도록 삼방밸브(6)가 열리고, 압축기(1)에서 압축된 기상냉매는 응축기(2)를 지나면서 고외(庫外)공기와 열교환을 하여 액상(液狀)냉매로 상전환되고, 모세관(3)을 지나면서 압력이 하강되며, 냉장실용 증발기(4)와 냉동실용 증발기(5)를 순차적으로 지나면서 냉장실/냉동실내의 공기와 각각 열교환을 하여 기상(氣狀)냉매로 상전환된 후 압축기로 유입되게 된다. 둘째, 냉동실용 증발기(5)만 가동되는 F 사이클 운전시, 냉매가 냉동실용 증발기로만 흐르도록 삼방밸브(6)가 열리고, 압축기(1)에서 압축된 기상냉매는 응축기(2)를 지나면서 고외공기와 열교환을 하여 액상냉매로 상전환되고, 모세관(3)을 지나면서 압력이 하강되며, 냉동실용 증발기(5)를 지나면서 냉동실 공기와 열교환을 하여 기상냉매로 상전환된 후 압축기로 유입되게 된다.Hereinafter, the operation of the refrigerator having the refrigeration cycle configured as described above will be described. First, during the RF cycle operation in which both the evaporator 4 for the refrigerating compartment and the evaporator 5 for the freezing compartment are operated, the three-way valve 6 is opened so that the refrigerant flows to the evaporator for the refrigerating compartment, and the gaseous refrigerant compressed in the compressor 1 is As it passes through the condenser (2), it exchanges heat with the outside air and is converted into a liquid refrigerant, and the pressure decreases as it passes through the capillary (3), and the evaporator for the refrigerator (4) and the evaporator for the freezer compartment Passing through (5) sequentially, the air in the refrigerating chamber/freezing chamber exchanges heat with each other to convert the phase to gaseous refrigerant, and then flows into the compressor. Second, during the F cycle operation in which only the evaporator for the freezing chamber 5 is operated, the three-way valve 6 is opened so that the refrigerant flows only to the evaporator for the freezing chamber, and the gaseous refrigerant compressed in the compressor 1 passes through the condenser 2 The phase is converted into liquid refrigerant by exchanging heat with air, and the pressure is lowered as it passes through the capillary tube (3), and it exchanges heat with the air in the freezer while passing through the evaporator (5) for the freezing chamber, so that the phase is converted into a gaseous refrigerant and then introduced into the compressor. do.

이러한 냉각장치의 소비전력을 절감하기 위하여, 압축기의 효율적인 제어가 필요하다. 그러나 압축기 전원의 ON/OFF를 반복하는 것은 소비전력을 오히려 증가시키고, 큰 소음이 유발되며, 압축기의 오일이 냉매배관으로 과다 유입되어 압축기의 내구성을 떨어뜨리는 문제가 있다. In order to reduce the power consumption of such a cooling device, efficient control of the compressor is required. However, repeating ON/OFF of the compressor power rather increases power consumption, causes a large noise, and has problems in that the compressor oil is excessively introduced into the refrigerant pipe, thereby reducing the durability of the compressor.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.The problems to be solved by the present invention are as follows.

첫째, 냉각장치의 소비전력을 절감하는 것이다. First, the power consumption of the cooling device is reduced.

둘째, 압축기 오일이 냉매배관으로 과다유입되는 문제를 해결하여 압축기 내구성을 증가시키는 것이다. Second, it is to increase the durability of the compressor by solving the problem of excessive inflow of compressor oil into the refrigerant pipe.

셋째, 소비전력을 증가시킬 수 있는 이상현상을 신속하고 정확히 발견하여, 운영자에게 알려주는 것이다.Third, anomalies that can increase power consumption are detected quickly and accurately, and the operator is notified.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치는, 압축기; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매로 인해 냉각된 냉기가 유동하는 냉각실; 및 미리 정해진 최소압축용량으로 구동하도록 상기 압축기를 운전하는 절전모드와, 사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 상기 압축기를 운전하는 저온전환모드와, 미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 상기 압축기를 운전하는 일반모드 중 어느 하나를 선택하여 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함한다. In order to achieve the above object, a cooling device according to an embodiment of the present invention includes a compressor; a cooling chamber in which cold air cooled by the refrigerant compressed by the compressor flows; and a power saving mode in which the compressor is operated to drive with a predetermined minimum compression capacity, and when the temperature set by the user is TA and the predetermined low temperature allowable temperature difference is TB, the temperature of the cooling chamber is TA-TB. Controlling the compressor by selecting any one of a low-temperature conversion mode of operating the compressor and a general mode of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA+TC when the predetermined high-temperature allowable temperature difference is TC includes a control unit.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 냉각장치의 제어방법은, 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브, 냉매로 인한 냉기가 유동하는 냉각실, 상기 냉각실의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 냉각장치의 제어방법에 있어서, 미리 정해진 최소전류량을 인가하여 상기 압축기를 운전하는 절전운전단계(S100); 사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 상기 압축기를 운전하는 저온전환단계(S200); 및 미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 상기 압축기를 운전하는 일반운전단계(S400)를 포함한다. In addition, the control method of a cooling device according to an embodiment of the present invention is a cooling device including a compressor, a condenser, an evaporator, an expansion valve, a cooling chamber through which cold air due to a refrigerant flows, and a temperature sensor for measuring the temperature of the cooling chamber. A control method comprising: a power saving operation step of operating the compressor by applying a predetermined minimum amount of current (S100); a low-temperature conversion step (S200) of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber becomes TA-TB when the temperature set by the user is TA and the predetermined low-temperature allowable temperature difference is TB; and a general operation step (S400) of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA+TC when the predetermined high-temperature allowable temperature difference is TC.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention, there are the following effects.

첫째, 냉각장치의 소비전력을 절감할 수 있다. First, power consumption of the cooling device can be reduced.

둘째, 압축기 오일이 냉매배관으로 과다유입되는 문제를 해결하여 압축기 내구성을 증가시킬 수 있다. Second, it is possible to increase the durability of the compressor by solving the problem of excessive inflow of compressor oil into the refrigerant pipe.

셋째, 소비전력을 증가시킬 수 있는 이상현상을 신속하고 정확히 발견하여 운영자에게 알려줄 수 있다. Third, it is possible to quickly and accurately discover anomalies that can increase power consumption and inform the operator.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 냉각장치의 냉동시스템을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어발명을 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 운전모드를 표현한 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 운전모드를 온도-시간 그래프에서 표현한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어방법을 표현한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온전환단계를 표현한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 고온전환단계를 표현한 순서도이다.
도 8은 본 발명에 의한 소비전력 및 삭감전력을 표현한 표이다.
도 9는 본 발명에 의한 소비전력절감율을 표현한 표이다.
도 10은 본 발명에 의한 효과를 경제적 가치로 표현한 표이다. 1 is a block diagram illustrating a refrigeration system of a cooling device.
2 is a conceptual diagram illustrating a control invention of a cooling device according to an embodiment of the present invention.
3 is a table expressing an operation mode of a cooling device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an operation mode of a cooling device according to an embodiment of the present invention in a temperature-time graph.
5 is a flowchart illustrating a control method of a cooling device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a low-temperature conversion step according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a high-temperature conversion step according to an embodiment of the present invention.
8 is a table expressing power consumption and reduced power according to the present invention.
9 is a table expressing the power consumption reduction rate according to the present invention.
10 is a table expressing the effect of the present invention in terms of economic value.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

냉각장치는, 동작 전원이 공급되는 전원부와, 전원부로부터 입력되는 전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터부와, 컨버터부의 출력전원을 모터 구동을 위한 교류전원으로 변환하는 인버터부와, 인버터부로부터 동작전원을 입력받아 동작되는 압축기를 포함하여 구성된다. 또한, 냉각장치는 외부와 데이터를 송수신하는 통신부와, 냉각장치 내부 또는 외부에 구비되어 온도를 측정하는 온도센서와, 컨버터부 및 인버터부의 구동을 제어하고, 온도센서로부터 감지되어 입력되는 온도값에 따라 압축기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.The cooling device includes: a power supply to which operating power is supplied; It is configured to include a compressor that is operated by receiving the input. In addition, the cooling device includes a communication unit that transmits and receives data to and from the outside, a temperature sensor provided inside or outside the cooling device to measure the temperature, controls the driving of the converter unit and the inverter unit, and adjusts the temperature value detected and input from the temperature sensor. It includes a control unit for controlling the operation of the compressor motor according to the.

온도센서는 냉각장치의 냉각실 내부에 설치될 수 있으며, 공기조화기의 경우는 실외기 또는 실내기 양쪽에 모두 설치될 수 있다. 온도센서가 측정한 온도 데이터는 제어부로 전송된다. 제어부는 컨버터부 또는 인버터부로 스위칭 신호를 인가하여 컨버터부가 전원부로부터 입력되는 전원을 정류하고 평활하여 직류의 전원을 출력하도록 하며, 인버터부로부터 압축기 구동을 위한 전원이 공급되도록 제어한다. 다만 본 발명은 상기와 같은 구조에 한정되는 것은 아니고, 압축기의 용량을 제어할 수 있는 구조라면 적용가능하다.The temperature sensor may be installed in the cooling chamber of the cooling device, and in the case of an air conditioner, it may be installed in both an outdoor unit or an indoor unit. The temperature data measured by the temperature sensor is transmitted to the control unit. The control unit applies a switching signal to the converter unit or the inverter unit so that the converter unit rectifies and smooths power input from the power unit to output direct current power, and controls so that power for driving the compressor is supplied from the inverter unit. However, the present invention is not limited to the above structure, and any structure capable of controlling the capacity of the compressor is applicable.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어발명을 설명하는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 운전모드를 표현한 표이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 운전모드를 온도-시간 그래프에서 표현한 것이다. 2 is a conceptual diagram illustrating a control invention of a cooling device according to an embodiment of the present invention. 3 is a table expressing an operation mode of a cooling device according to an embodiment of the present invention. 4 is a graph showing an operation mode of a cooling device according to an embodiment of the present invention in a temperature-time graph.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치는, 압축기; 압축기에 의해 압축된 냉매로 인해 냉각된 냉기가 유동하는 냉각실; 및 미리 정해진 최소압축용량으로 구동하도록 압축기를 운전하는 절전모드와, 사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 압축기를 운전하는 저온전환모드와, 미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 압축기를 운전하는 일반모드 중 어느 하나를 선택하여 압축기를 제어하는 제어부를 포함한다. 2 to 4 , a cooling device according to an embodiment of the present invention includes: a compressor; a cooling chamber in which cold air cooled by the refrigerant compressed by the compressor flows; and a power saving mode in which the compressor is operated to drive with a predetermined minimum compression capacity, and when the temperature set by the user is TA and the predetermined low temperature allowable temperature difference is TB, the compressor is operated so that the temperature of the cooling chamber becomes TA-TB and a control unit for controlling the compressor by selecting any one of a low-temperature conversion mode for controlling the compressor and a general mode for operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA+TC when the predetermined high-temperature allowable temperature difference is TC.

제어부는 절전모드로 압축기를 구동할 수 있다. 제어부는 미리 정해진 최소압축용량으로 압축기를 구동한다. 외부온도가 상승하면 냉각실의 온도는 정해진 고온허용온도에 도달할 수 있다. 고온허용온도는 TA+TC일 수 있다. The control unit may drive the compressor in a power saving mode. The control unit drives the compressor with a predetermined minimum compression capacity. When the external temperature rises, the temperature of the cooling chamber can reach the set high temperature allowable temperature. The high temperature permissible temperature may be TA+TC.

제어부는 정해진 고온허용온도(도 4를 참조하면 29.3도)에 도달하면, 저온전환모드로 압축기를 운전한다. The control unit operates the compressor in the low-temperature conversion mode when the predetermined high-temperature allowable temperature (29.3°C with reference to FIG. 4) is reached.

제어부는 사용자가 설정한 온도(도 4를 참조하면, 29도)를 기준으로, 고온허용온도 TC를 넘지 않도록 냉각실을 제어한다. The controller controls the cooling chamber so as not to exceed the high temperature allowable temperature TC based on the temperature set by the user (refer to FIG. 4 , 29 degrees).

제어부는, 냉각실의 현재온도 TN에서 TA-TB로 하강할때까지, 냉각실의 온도가 미리 정해진 저온전환시간 H1 동안 완만하게 감소하도록 저온전환모드를 수행한다. The control unit performs the low-temperature switching mode so that the temperature of the cooling chamber is gently decreased during the predetermined low-temperature switching time H1 until the current temperature TN of the cooling chamber is lowered to TA-TB.

제어부는 실내 또는 냉각실의 온도가 최저허용온도 TA-TB가 되도록 압축기를 운전한다. 이때 급격한 압축기의 구동은 전류량을 증가시키므로, 소비전력이 급격히 증가한다. 제어부는 정해진 시간동안 실내 또는 냉각실의 온도가 완만히 감소하도록 압축기를 구동한다. 최초에 정해진 압축기용량과 다르게 시간이 증감하게 되는 이유는, 외부온도의 변화, 실내 또는 냉각실의 문을 여닫는 등 외부 요인에 의한 변화에 기인한다. The control unit operates the compressor so that the temperature of the room or the cooling chamber becomes the minimum allowable temperature TA-TB. At this time, since the sudden operation of the compressor increases the amount of current, power consumption is rapidly increased. The control unit drives the compressor so that the temperature of the room or the cooling chamber is gently decreased for a predetermined time. The reason that the time is increased or decreased differently from the initially set compressor capacity is due to changes caused by external factors such as changes in external temperature or opening or closing the door of the room or cooling room.

제어부는, 저온전환모드 중 냉각실의 온도가 TA에 도달할 경우, 저온전환시간 H1 이내에 TA-TB에 도달할 것으로 판단되면, 압축기의 압축용량을 일시적으로 감소시켜 TA 를 유지한 후 재개하도록 압축기를 제어하는 저온대기제어를 수행한다. 예를 들어, H1=3분 일때, 현 상태의 압축기 구동을 유지할 경우 2분 내로 저온허용온도에 도달한다면, 압축기는 1분동안 현재온도를 유지하도록 제어된다. 이 경우, 저온대기제어는 1분동안 유지될 수 있다. When the temperature of the cooling chamber reaches TA in the low-temperature conversion mode, the control unit temporarily reduces the compression capacity of the compressor to maintain TA when it is determined that TA-TB will be reached within the low-temperature conversion time H1. Low-temperature standby control to control For example, when H1 = 3 minutes, if the low-temperature allowable temperature is reached within 2 minutes when the current compressor operation is maintained, the compressor is controlled to maintain the current temperature for 1 minute. In this case, the low-temperature standby control can be maintained for 1 minute.

제어부는, 저온전환모드 구동 후 일반모드 구동 전, 최저온도인 TA-TB에서 최고온도인 TA+TC로 상승할때까지, 냉각실의 온도가 미리 정해진 고온전환시간 H2 동안 완만하게 증가하도록 압축기를 제어하는 고온전환모드를 수행한다. The control unit controls the compressor to gently increase the temperature of the cooling chamber for a predetermined high temperature switching time H2 until it rises from the lowest temperature TA-TB to the highest temperature TA+TC after driving in the low-temperature conversion mode and before driving in the normal mode. Controlled high-temperature switching mode is performed.

제어부는 실내 또는 냉각실의 온도가 최고허용온도 TA+TC가 되도록 압축기를 운전한다. 이때 급격한 압축기의 구동은 전류량을 증가시키므로, 소비전력이 급격히 증가한다. 제어부는 정해진 시간동안 실내 또는 냉각실의 온도가 완만히 증가하도록 압축기를 구동한다. 최초에 정해진 압축기용량과 다르게 시간이 증감하게 되는 이유는, 외부온도의 변화, 실내 또는 냉각실의 문을 여닫는 등 외부 요인에 의한 변화에 기인한다. The control unit operates the compressor so that the temperature of the room or cooling chamber becomes the maximum allowable temperature TA+TC. At this time, since the sudden operation of the compressor increases the amount of current, power consumption is rapidly increased. The control unit drives the compressor so that the temperature of the room or the cooling chamber is gradually increased for a predetermined period of time. The reason that the time is increased or decreased differently from the initially set compressor capacity is due to changes caused by external factors such as changes in external temperature or opening or closing the door of the room or cooling room.

제어부는, 고온전환모드중 냉각실의 온도가 TA에 도달할 경우, 고온전환시간 H2 이내에 TA+TC에 도달할 것으로 판단되면, 압축기의 압축용량을 일시적으로 증가시켜 TA 를 유지한 후 재개하도록 압축기를 제어하는 고온대기제어를 수행한다. 예를 들어, H2=5분 일때, 현 상태의 압축기 구동을 유지할 경우 3분 내로 고온허용온도에 도달한다면, 압축기는 2분 동안 현재온도를 유지하도록 제어된다. 이 경우, 고온대기제어는 2분 동안 유지될 수 있다. When the temperature of the cooling chamber reaches TA in the high-temperature switching mode, the controller temporarily increases the compression capacity of the compressor to maintain TA and then restarts the compressor if it is determined that TA+TC will be reached within the high-temperature switching time H2. high temperature air control to control For example, when H2 = 5 minutes, if the high temperature allowable temperature is reached within 3 minutes when the current compressor operation is maintained, the compressor is controlled to maintain the current temperature for 2 minutes. In this case, the high-temperature standby control can be maintained for 2 minutes.

제어부는, 일반모드 구동 후 절전모드를 수행한다. 압축기는 절전모드후, 저온전환모드를 거쳐, 고온전환모드, 일반모드 순으로 구동되며, 다시 절전모드로 돌아가게 된다. The control unit performs the power saving mode after driving in the normal mode. The compressor is driven in the order of the power saving mode, the low temperature switching mode, the high temperature switching mode, and the normal mode, and then returns to the power saving mode.

H1 및 H2는 각각 3분에서 5분 사이이다. 제어부는 H1이 경과한후, 고온전환모드를 바로 수행할 수 있고 이 경우, H1과 H2의 합은 6분에서 10분 사이가 된다. 제어부는 저온전환모드 및 고온전환모드를 6분에서 10분 내로 수행한다. H1 and H2 are each between 3 and 5 minutes. After H1 elapses, the control unit may immediately perform the high-temperature switching mode. In this case, the sum of H1 and H2 is between 6 and 10 minutes. The control unit performs the low temperature switching mode and the high temperature switching mode within 6 minutes to 10 minutes.

고온전환모드와 저온전환모드는 시간당 2회씩 수행된다. 예를 들어, 일반모드 8분, 저온전환모드 3분, 고온전환모드 5분, 일반모드 14분씩 수행될 수 있다. The high-temperature switching mode and the low-temperature switching mode are performed twice per hour. For example, the normal mode may be performed for 8 minutes, the low temperature switching mode for 3 minutes, the high temperature switching mode for 5 minutes, and the normal mode for 14 minutes each.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어방법을 표현한 순서도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 저온전환단계를 표현한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 고온전환단계를 표현한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a control method of a cooling device according to an embodiment of the present invention. 6 is a flowchart illustrating a low-temperature conversion step according to an embodiment of the present invention. 7 is a flowchart illustrating a high-temperature conversion step according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어방법은, 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브, 냉매로 인한 냉기가 유동하는 냉각실, 냉각실의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 냉각장치의 제어방법에 있어서, 미리 정해진 최소전류량을 인가하여 압축기를 운전하는 절전운전단계(S100); 사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 압축기를 운전하는 저온전환단계(S200); 및 미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 압축기를 운전하는 일반운전단계(S400)를 포함한다. 5 to 7 , a control method of a cooling device according to an embodiment of the present invention includes measuring the temperature of a compressor, a condenser, an evaporator, an expansion valve, a cooling chamber through which cold air due to a refrigerant flows, and the cooling chamber A control method of a cooling device including a temperature sensor, comprising: a power saving operation step of operating a compressor by applying a predetermined minimum amount of current (S100); a low-temperature conversion step (S200) of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber becomes TA-TB when the temperature set by the user is TA and the predetermined low-temperature allowable temperature difference is TB; and a general operation step (S400) of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA+TC when the predetermined high-temperature allowable temperature difference is TC.

저온전환단계(S200)는, 냉각실의 현재온도 TN에서 TA-TB로 하강할때까지, 냉각실의 온도가 미리 정해진 저온전환시간 H1 동안 완만하게 감소하도록 수행된다. 저온전환단계(S200)는, 냉각실의 온도가 TA에 도달하는 단계(S210); 저온전환시간 H1 이내에 TA-TB에 도달할 것으로 판단되면, 압축기에 인가되는 전류량을 일시적으로 감소시켜 TA 를 일시적으로 유지하는 단계(S230); 압축기에 인가되는 전류량을 복원하는 단계(S250); 및 냉각실의 온도가 TA-TB에 도달하는 단계(S270)를 포함한다. The low temperature conversion step (S200) is performed such that the temperature of the cooling chamber is gently decreased during the predetermined low temperature conversion time H1 until the current temperature TN of the cooling chamber is lowered to TA-TB. The low temperature conversion step (S200), the cooling chamber temperature reaching TA (S210); If it is determined that TA-TB will be reached within the low-temperature conversion time H1, temporarily reducing the amount of current applied to the compressor to temporarily maintain TA (S230); restoring the amount of current applied to the compressor (S250); and the temperature of the cooling chamber reaches TA-TB (S270).

냉동실의 문을 열거나, 매장 내부의 문이 장시간 열리는 등 온도 상승요인 발생시, 제어부는 TA에 도달한 상태에서, 정해진 H1내로 저온허용온도에 도달하기 어렵다고 판단할 수 있다. 이 경우 제어부는 압축기의 전류량을 증가시킬 수 있다.When a temperature rise factor occurs, such as opening a door of a freezer or opening a door inside a store for a long time, the control unit may determine that it is difficult to reach a low temperature allowable temperature within a predetermined H1 while reaching TA. In this case, the controller may increase the amount of current of the compressor.

저온전환단계(S200)는, 실내 또는 냉각실의 온도가 TA에 도달하는 단계(S210); 저온전환시간 H1 이후에 TA-TB에 도달할 것으로 판단되면, 압축기에 인가되는 전류량을 증가시키는 단계; 및 압축기에 인가되는 전류량을 증가시켰음에도 H1내로 도달하지 못할 경우, 경고음을 울리는 단계를 포한다. The low temperature conversion step (S200), the temperature of the room or the cooling room reaches TA (S210); increasing the amount of current applied to the compressor when it is determined that TA-TB will be reached after the low temperature conversion time H1; and sounding a warning sound when the amount of current applied to the compressor is not reached within H1 even though the amount of current is increased.

제어부는 전류량이 증가하였음에도 정해진 H1내로 저온허용온도에 도달하지 못할 경우, 매장문이 비정상적으로 열려있거나, 냉각실의 문이 열려있다고 판단하여, 경고음을 발생하도록 할 수 있다. 경고음은 매장 내의 스피커, 또는 연동된 스마트폰을 통해 발생될 수 있다. The control unit may generate a warning sound by determining that the store door is abnormally open or the door of the cooling chamber is open when the low temperature allowable temperature is not reached within the predetermined H1 even though the amount of current is increased. The warning sound may be generated through a speaker in the store or an interlocked smartphone.

본 발명의 일 실시예에 의한 냉각장치의 제어방법은, 저온전환단계(S200)와 일반운전단계(S400) 사이에서 수행되며, 최저온도인 TA-TB에서 최고온도인 TA+TC로 상승할때까지, 냉각실의 온도가 미리 정해진 고온전환시간 H2 동안 완만하게 증가하도록 압축기를 운전하는 고온전환단계(S300)를 포함한다. The control method of the cooling device according to an embodiment of the present invention is performed between the low temperature conversion step (S200) and the normal operation step (S400), and when rising from the lowest temperature TA-TB to the highest temperature TA+TC up to, including a high-temperature switching step (S300) of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is gently increased during the predetermined high-temperature switching time H2.

고온전환단계(S300)는, 냉각실의 온도가 TA에 도달하는 단계(S310); 고온전환시간 H2 이내에 TA+TC에 도달할 것으로 판단되면, 압축기에 인가되는 전류량을 일시적으로 증가시켜 TA 를 일시적으로 유지하는 단계(S330); 압축기에 인가되는 전류량을 복원하는 단계(S350); 및 냉각실의 온도가 TA+TC에 도달하는 단계(S370)를 포함한다. 저온전환단계(S200)와 고온전환단계(S300)는 시간당 각각 2회 수행되며, H1과 H2의 합은 6~10분 사이이다. High-temperature conversion step (S300), the temperature of the cooling chamber reaches TA (S310); If it is determined that TA+TC will be reached within the high-temperature conversion time H2, temporarily increasing the amount of current applied to the compressor to temporarily maintain TA (S330); restoring the amount of current applied to the compressor (S350); and the temperature of the cooling chamber reaches TA+TC (S370). The low-temperature conversion step (S200) and the high-temperature conversion step (S300) are performed twice per hour, respectively, and the sum of H1 and H2 is between 6 and 10 minutes.

본 발명에 의한 냉각장치 및 그 제어방법의 작용효과에 대하여 설명하면 다음과 같다. The operation and effect of the cooling device and the control method thereof according to the present invention will be described as follows.

제어부는 실내 또는 냉각실의 온도가 고온허용온도에 도달하면 온도를 저온전환모드로 변경한다. 제어부는 저온전환단계를 수행한다. The control unit changes the temperature to the low-temperature conversion mode when the temperature of the room or the cooling chamber reaches the high-temperature allowable temperature. The control unit performs the low-temperature conversion step.

제어부는 정해진 저온전환시간 동안 저온허용온도에 도달하도록 압축기를 제어한다. The control unit controls the compressor to reach the low-temperature allowable temperature during the predetermined low-temperature conversion time.

저온전환모드 및 저온전환단계 진입시점에 계산된 압축기의 용량 또는 압축기 인가전류량에 따른 온도변화와 다르게 온도가 급격히 감소한다면 제어부는 저온대기제어를 수행한다. If the temperature is drastically reduced differently from the temperature change according to the calculated capacity of the compressor or the amount of current applied to the compressor at the time of entering the low-temperature conversion mode and the low-temperature conversion step, the controller performs the low-temperature standby control.

만약 TA에 도달한 상태에서, 정해진 H1내로 저온허용온도에 도달하기 어렵다고 판단되면(냉동실의 문을 여는 등 온도 상승요인 발생시) 제어부는 압축기의 전류량을 증가시킬 수도 있다. If it is determined that it is difficult to reach the low-temperature allowable temperature within the predetermined H1 in the state that TA is reached (when a temperature rise factor such as opening a freezer door occurs), the control unit may increase the amount of current of the compressor.

고온대기모드 및 고온전환단계는 진입시점에 계산된 압축기의 용량 또는 압축기 인가전류량에 따른 온도 변화와 다르게 온도가 변화하지 않는다면 수행된다. The high-temperature standby mode and the high-temperature conversion step are performed if the temperature does not change differently from the temperature change according to the compressor capacity calculated at the time of entry or the amount of current applied to the compressor.

만약, TA에 도달한 시점에서 온도가 예상보다 낮다면 압축기 용량 및 인가되는 전류량을 낮출 수 있다.If the temperature is lower than expected when the TA is reached, the compressor capacity and the amount of applied current may be lowered.

만약, TA에 도달한 시점에서 온도가 예상보다 높다면 압축기 용량 및 인가되는 전류량을 증가시킨다. 만약 압축기 용량 및 인가되는 전류량을 증가시켰음에도 정해진 시간 H2 보다 빠르게 고온허용온도에 도달할 경우, 비정상 상태로 인지될 수 있다. 제어부는 이 경우 경고음을 발생시킬 수 있다. If the temperature is higher than expected when the TA is reached, the compressor capacity and the amount of applied current are increased. If the high temperature allowable temperature is reached faster than the predetermined time H2 even though the compressor capacity and the amount of applied current are increased, it may be recognized as an abnormal state. The control unit may generate a warning sound in this case.

도 8은 본 발명에 의한 소비전력 및 삭감전력을 표현한 표이다. 도 9는 본 발명에 의한 소비전력절감율을 표현한 표이다. 도 10은 본 발명에 의한 효과를 경제적 가치로 표현한 표이다. 8 is a table expressing power consumption and reduced power according to the present invention. 9 is a table expressing the power consumption reduction rate according to the present invention. 10 is a table expressing the effect of the present invention in terms of economic value.

도 8 내지 도 10에 의하면, 상기와 같은 제어방법에 의할 때, 압축기의 용량변화 및 전류량 변화를 최소화할 수 있어 소비전력이 줄어듬을 알 수 있다. 또한 이러한 용량 변경이 완만하게 이루어지므로 압축기 오일의 역류를 방지할 수 있어 압축기의 내구성이 증가한다. 또한 압축기를 완전히 OFF 시키지 않고, 정해진 한도 내에서 증감시키기 때문에 소음발생이 줄어든다. 8 to 10, when the control method as described above, it can be seen that the change in the capacity and the amount of current of the compressor can be minimized, so that the power consumption is reduced. In addition, since the capacity change is made gently, it is possible to prevent the reverse flow of the compressor oil, thereby increasing the durability of the compressor. In addition, the noise generation is reduced because the compressor does not turn off completely, but increases or decreases within a set limit.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 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.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims, in the technical field to which the present invention pertains. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (15)

압축기;
상기 압축기에 의해 압축된 냉매로 인해 냉각된 냉기가 유동하는 냉각실; 및
미리 정해진 최소압축용량으로 구동하도록 상기 압축기를 운전하는 절전모드와,
사용자가 설정한 온도가 TA이고, 미리 정해진 저온허용온도 차이가 TB라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA-TB가 되도록 상기 압축기를 운전하는 저온전환모드와,
미리 정해진 고온허용온도 차이가 TC라할 때, 상기 냉각실의 온도가 TA+TC가 유지되도록 상기 압축기를 운전하는 일반모드 중 어느 하나를 선택하여 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 냉각실의 현재온도 TN에서 TA-TB로 하강할때까지, 상기 냉각실의 온도가 미리 정해진 저온전환시간 H1 동안 완만하게 감소하도록 상기 저온전환모드;
상기 저온전환모드 구동 후 상기 일반모드 구동 전, 최저온도인 상기 TA-TB에서 최고온도인 상기 TA+TC로 상승할때까지, 상기 냉각실의 온도가 미리 정해진 고온전환시간 H2 동안 완만하게 증가하도록 상기 압축기를 제어하는 고온전환모드; 및
상기 고온전환모드중 상기 냉각실의 온도가 상기 TA에 도달할 경우, 상기 고온전환시간 H2 이내에 상기 TA+TC에 도달할 것으로 판단되면, 상기 압축기의 압축용량을 일시적으로 증가시켜 상기 TA 를 유지한 후 재개하도록 상기 압축기를 제어하는 고온대기제어를 수행하는 냉각장치.compressor;
a cooling chamber in which cold air cooled by the refrigerant compressed by the compressor flows; and
a power saving mode in which the compressor is driven to be driven with a predetermined minimum compression capacity;
a low-temperature conversion mode in which the compressor is operated so that the temperature of the cooling chamber becomes TA-TB when the temperature set by the user is TA and the predetermined low-temperature allowable temperature difference is TB;
A control unit for controlling the compressor by selecting any one of the general modes of operating the compressor so that the temperature of the cooling chamber is maintained at TA + TC when the predetermined high temperature allowable temperature difference is TC,
The control unit is
the low-temperature switching mode so that the temperature of the cooling chamber is gently decreased for a predetermined low-temperature switching time H1 until the current temperature TN of the cooling chamber is lowered to TA-TB;
After driving in the low-temperature conversion mode and before driving in the normal mode, the temperature of the cooling chamber is gently increased during a predetermined high-temperature conversion time H2 until it rises from the TA-TB, which is the lowest temperature, to the TA+TC, which is the highest temperature. a high-temperature switching mode for controlling the compressor; and
When the temperature of the cooling chamber reaches the TA during the high-temperature conversion mode, if it is determined that the TA+TC will be reached within the high-temperature transition time H2, the compression capacity of the compressor is temporarily increased to maintain the TA. A cooling device for performing high-temperature atmospheric control for controlling the compressor to resume later. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 저온전환모드 중 상기 냉각실의 온도가 상기 TA에 도달할 경우, 상기 저온전환시간 H1 이내에 상기 TA-TB에 도달할 것으로 판단되면, 상기 압축기의 압축용량을 일시적으로 감소시켜 상기 TA 를 유지한 후 재개하도록 상기 압축기를 제어하는 저온대기제어를 수행하는 냉각장치.The method of claim 1,
The control unit is
When the temperature of the cooling chamber reaches the TA during the low-temperature conversion mode, if it is determined that the TA-TB will be reached within the low-temperature conversion time H1, the compression capacity of the compressor is temporarily reduced to maintain the TA. A cooling device for performing low-temperature standby control for controlling the compressor to resume later. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 일반모드 구동 후 상기 절전모드를 수행하는 냉각장치.The method of claim 1,
The control unit is
A cooling device for performing the power saving mode after driving the normal mode. 제 1 항에 있어서,
상기 H1 및 H2는 각각 3분에서 5분 사이인 냉각장치.The method of claim 1,
wherein H1 and H2 are each between 3 and 5 minutes. 제 1 항에 있어서,
상기 고온전환모드와 상기 저온전환모드는 시간당 2회 수행되는 냉각장치.The method of claim 1,
The high-temperature switching mode and the low-temperature switching mode are cooling devices that are performed twice per hour. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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