KR20000038948A - 인버터 냉장고의 운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 냉장고의 운전 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 냉장고내에 투입되는 부하의 크기가 크고 작음에 관계없이 감지된 온도차에 의해 압축기를 운전제어하므로, 실제부하가 일정온도 이하로 도달되기 전에 감지센서온도는 설정된 온도범위내에 들어오게 되어 내부온도가 안정되었다고 판단하여 주파수를 낮추어 운전을 수행하게 되므로 투입된 부하는 장기간 고온상태를 유지하여 식품의 변질을 초래하는 문제점이 있고, 또한 부하투입이 없는 도어오픈시에도 감지센서에 영향을 주므로 설정온도와의 차이에 의해 잦은 주파수 변환이 일어나므로 소음이 소비전력을 증가시키는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 큰부하 투입시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 일정시간 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 제2단계와, 상기에서 냉동실 온도가 설정온도보다 높으면 한 단계 높은 회전주파수로 일정시간동안 운전시킨 후 제2단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 냉동실온도가 설정온도에 도달하면 압축기를 단속운전시키는 제4단계와, 상기에서 단속운전시 압축기 오프시간을 측정하는 제5단계와, 상기에서 압축기 오프시간이 설정시간 이상 길어지면 한 단계 낮은 회전주파수로 단속운전을 행하도록 하는 제6단계로 동작하여, 보다 높은 회전주파수로 운전하여 빠른 시간내에 부하 내부까지 온도를 안정화시키고, 저부하 투입시나 도어열림이 있었을 경우 불필요한 높은 주파수 운전에 따른 전력소모를 최소화할 수 있고, 저장식품 내부의 온도가 안정되지 않은 상태하에서도 민감하게 반응하는 온도센서에 의한 빈번한 압축기의 동작을 최소화하도록 한 것이다.

Description

인버터 냉장고의 운전 제어방법

본 발명은 부하에 대응할 수 있는 인버터 냉장고의 운전 제어방법에 관한 것으로, 특히 투입되는 부하량을 효율적으로 감지하여 부하량에 따라, 효율적 운전제어를 수행함으로써, 소비전력량을 줄임과 아울러 보관식품의 신선도를 유지할 수 있도록 한 인버터 냉장고의 운전 제어방법에 관한 것이다.

종래 냉장고의 운전 제어방법은, 냉장고 내부온도와 설정온도를 비교하는 제1단계(S1)와, 상기 제1단계(S1)에서 냉장고 내부온도가 설정온도보다 높으면 단계적으로 회전주파수를 낮추어 압축기의 회전수를 낮게하는 제2단계(S2)와, 상기에서 냉장고 내부온도가 설정온도와 차가 없으면 내부온도 안정구간으로 인식하여 일정한 회전주파수로 유지하도록 하는 제3단계(S3)로 이루어진다.

이와같이 각 단계로 이루어진 종래기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

냉장고에 부하가 투입되거나 냉장고 문을 자주 열고 닫는 경우 냉장고 내부온도를 조절해주어야 식품을 장시간 유지하고, 식품의 변질을 막을 수 있다.

그러면 냉장고 내부온도를 일정하게 유지하는 방법에 대하여 살펴보면, 먼저 냉장고 내부온도를 측정한다.

그런다음 이렇게 측정한 냉장고 내부온도와 설정온도를 비교한다.(S1)

비교 결과, 상기 냉장고 내부온도가 설정온도 보다 높으면 높은 회전주파수로 압축기 회전수를 높이도록 한다.

그러면 높은 압축기 회전수에 의해 냉장고 내부온도가 조금 내려간다.

다시 냉장고 내부온도와 설정온도를 비교하여 회전주파수를 조정하는데, 도 1(a)에서와 같은 냉장고 내부온도에 따라 도 1(b)와 같은 회전주파수로 단계적으로 낮추어 압축기를 운전시킨다.

이상에서와 같은 방법으로 운전시키다가 냉장고 내부온도와 설정온도의 차가 없는 경우 내부온도안정구간으로 인식하고 일정한 주파수 즉, 40Hz로 유지시킨다.

이렇게 하여 냉장고의 내부온도를 일정하게 유지시킨다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 냉장고내에 투입되는 부하의 크기가 크고 작음에 관계없이 감지된 온도차에 의해 압축기를 운전제어하므로, 실제부하가 일정온도 이하로 도달되기 전에 감지센서온도는 설정된 온도범위내에 들어오게 되어 내부온도가 안정되었다고 판단하여 주파수를 낮추어 운전을 수행하게 되므로 투입된 부하는 장기간 고온상태를 유지하여 식품의 변질을 초래하는 문제점이 있고, 또한 부하투입이 없는 도어오픈시에도 감지센서에 영향을 주므로 설정온도와의 차이에 의해 잦은 주파수 변환이 일어나므로 소음이 소비전력을 증가시키는 문제점이 있다.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 투입되는 부하량에 따라 적절한 운전을 실시하여 압축기의 소비전력을 대폭 감소시키도록 한 인버터 냉장고의 운전 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 도어열림 감지시 압축기 기동시점부터 측정되는 시간에 따라 회전주파수를 달리하여 운전하도록 함으로써, 전력소모를 최소화하도록 한 인버터 냉장고의 운전 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 도어열림 감지시 도어열림 시점부터 측정되는 시간에 따라 회전주파수를 달리하여 운전하도록 함으로써, 전력소모를 최소화하고, 압축기 동작을 최소화하도록 한 인버터 냉장고의 운전 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 인버터 냉장고의 개략도.

도 2는 종래 인버터 냉장고의 구성을 보인 회로도.

도 3은 종래 냉장실 온도에 따른 회전주파수를 보여주는 온도 및 주파수 특성도.

도 4는 본 발명 냉동실 내부온도 및 부하 투입량에 따른 압축기 회전주파수 특성도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

21 : 키 입력부 22 : 내부온도 감지부

23 : 마이크로 컴퓨터 24 : 압축기 구동부

25 : 인버터 구동부 26 : 팬모터/댐퍼 구동부

31 : 압축기 32 : 냉동실

33 : 냉장실 34 : 증발기

35 : 댐퍼 36 : 팬모터

37 : 냉동센서 38 : 냉장센서

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 큰부하 투입시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 일정시간 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 제2단계와, 상기에서 냉동실 온도가 설정온도보다 높으면 한 단계 높은 회전주파수로 일정시간동안 운전시킨 후 제2단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 냉동실온도가 설정온도에 도달하면 압축기를 현재 회전주파수로 단속운전시키는 제4단계와, 상기에서 단속운전시 압축기 오프시간을 측정하는 제5단계와, 상기에서 압축기 오프시간이 설정시간 이상 길어지면 부하내부까지 온도가 안정되었다고 판단하여 한 단계 낮은 회전주파수로 단속운전을 행하도록 하는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명 인버터 냉장고의 운전 제어방법은 큰부하 투입시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 일정시간 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 제2단계와, 상기에서 냉동실 온도가 설정온도보다 높으면 한 단계 높은 회전주파수로 일정시간동안 운전시킨 후 제2단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 냉동실온도가 설정온도에 도달하면 압축기를 현재 회전주파수로 단속운전시키는 제4단계와, 상기에서 단속운전시 압축기 오프시간을 측정하는 제5단계와, 상기에서 압축기 오프시간이 설정시간 이상 길어지면 부하내부까지 온도가 안정되었다고 판단하여 한 단계 낮은 회전주파수로 단속운전을 행하도록 하는 제6단계로 이루어진다.

또한 본 발명 인버터 냉장고의 운전 제어방법은 적은부하 투입 또는 도어열림 감지시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 목표온도에 도달했는지 체크하는 제2단계와, 상기에서 목표온도에 도달하면 현재의 회전주파수로 단속운전을 실시하는 제3단계와, 상기에서 압축기 기동시점부터 단속운전에 도달하는 시간을 측정하는 제4단계와, 상기에서 측정한 시간이 일정시간 이내일 경우 현 회전주파수를 유지하여 단속 운전하고, 일정시간 이내가 아닐 경우 한 단계 높은 회전수로 전환하여 운전하도록 하는 제5단계로 이루어진다.

이와같이 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 인버터 냉장고의 회로 구성은, 도 2에 도시한 바와같이, 냉장고의 운전기능을 키로서 선택하기 위한 키 입력부(21)와, 냉동실 및 냉장실의 내부온도를 감지하여 전달하는 내부온도 감지부(22)와, 상기 키 입력부(21)와 내부온도 감지부(22)로 부터의 입력에 따라 냉동실 및 냉장실의 온도를 제어하기 위하여 각종 제어신호를 필요한 각 부로 출력하는 마이크로 컴퓨터(23)와, 상기 마이크로 컴퓨터(23)의 제어신호에 따라 냉장고의 냉동실과 냉장실을 냉각시키기 위해 필요한 압축기를 구동시키기 위한 압축기 구동부(24)와, 상기 압축기를 구동시키기 위한 전압과 회전주파수를 제공하는 인버터 구동부(25)와, 냉동실 및 냉장실에 차가운공기를 공급하도록 하기 위한 팬모터 및 댐퍼의 동작을 제어하는 팬모터/댐퍼 구동부(26)로 구성한다.

그리고, 도 3은 인버터 냉장고의 모습을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이, 압축기(31)로 부터 저온저압의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 냉동실(32) 및 냉장실(23)을 냉각시키는 증발기(34)와, 냉동실(32)로 부터의 냉기를 냉장실(33)로 공급 또는 차단하여 냉장실 온도를 조절하는 댐퍼(35)와, 냉기순환 역할을 담당하여 냉기를 냉동실로 강제 송풍하는 냉동팬을 구동시키는 냉동팬 모터(36)와, 상기 냉동실(32)의 내부온도를 감지하는 냉동센서(37)와, 상기 냉장실(33)의 내부온도를 감지하는 냉장센서(38)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에서, 키 입력부(21)로 부터 인버터 냉장고의 제어 기능키 입력시 마이크로 컴퓨터(23)는 먼저 인버터 구동부(25)를 제어하여 도 3의 압축기(31)를 구동시키는 압축기모터로 220V전압과 60Hz의 회전주파수를 공급한다.

그런다음 상기 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 구동부(24)를 제어하여 압축기(31)로 구동신호를 제공한다.

따라서 압축기모터는 3600RPM을 유지하게 되어, 압축기(31)를 구동시킨다.

상기 압축기(31)가 구동되어 가스상의 냉매를 고온고압으로 압축하고, 그 압축된 냉매를 증발기(34)로 공급한다.

이에 상기 증발기(34)는 냉동실(32) 고내의 열을 흡수하여 고외로 방출시키면서 냉동실(32)을 냉각한다.

그리고 냉기순환을 위해 마이크로 컴퓨터(23)가 팬모터/댐퍼 구동부(26)를 통해 팬모터(36)를 구동하도록 한다.

이에따라 상기 팬모터(36)가 구동되어 냉기를 강제 송풍한다.

이에따라 냉동실(32)은 냉각된다.

이렇게 냉각이 이루어질 때 마이크로 컴퓨터(23)는 내부온도 감지부(22)를 통해 냉동실(32)내에 부착되어 있는 냉동센서(37)로 부터 냉동실의 온도를 읽어들인다.

이렇게 읽어들인 냉동실의 온도가 설정한 온도에 도달하면, 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 구동부(24)를 통해 압축기의 동작을 정지시킨다.

그리고, 냉장실(33)의 냉기를 조절하기 위하여 댐퍼(35)를 온 또는 오프시켜 냉동실(32)의 냉기를 냉장실(33)로 공급 또는 차단시키는 동작으로 냉장실 고내 온도를 조절한다.

즉, 마이크로 컴퓨터(23)는 팬모터/댐퍼 구동부(26)를 제어하여 댐퍼(35)를 온시킨다.

그러면 냉동실(32)의 냉기가 냉장실(33)로 전달되고, 냉장실(33)의 온도가 내려간다.

그런다음 냉장실 내부온도를 냉장센서(38)를 통해 감지하고, 그 감지한 온도를 내부온도 감지부(22)를 통해 읽어들인다.

이렇게 읽어들인 냉장실 내부온도가 목표온도에 도달하게 되면, 마이크로 컴퓨터(23)는 팬모터/댐퍼 구동부(26)를 통해 댐퍼(35)를 오프시켜 냉동실(32)로 부터의 냉기를 차단한다.

이와같은 동작을 수행하다가 냉장고에 부하를 투입하는 경우, 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 구동부(24)를 통해 압축기(31)를 기동시키고, 압축기 기동시점부터 도 4(a)에서와 같이 일정시간(t1) 동안 운전시킨다.

이때 운전되는 회전주파수는 40Hz이다.

이렇게 압축기(31)가 운전할 때, 마이크로 컴퓨터(23)는 내부온도 감지부(22)를 통해 냉동센서(37)를 통해 감지한 냉동실 온도를 감지한다.

이렇게 감지한 냉동실 온도가 일정시간(t1) 동안 운전하여도 도 4(b)에서와 같이 일정온도(T) 이하로 떨어지지 않을 경우 마이크로 컴퓨터(23)는 부하가 큰 식품으로 판단하고 인버터 구동부(25)를 통해 한 단계 높은 회전주파수 즉, 60Hz로 압축기를 운전시켜 냉동능력을 상향 조정시킨다.

상기 60Hz의 회전주파수로 압축기(31)를 구동시켜 냉동실(32)의 온도를 하강시켜 목표온도가 되면, 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기를 현재의 회전주파수인 60Hz로 단속운전을 실시하도록 한다.

이렇게 단속운전을 시킬 때 냉동센서(37)와 내부온도 감지부(22)를 통해 감지한 내부온도가 목표온도이면 압축기(31)를 오프시키다가 목표온도와 일정값 이상 차이가 나면 다시 압축기(31)를 온시켜 운전시킨다.

이와같은 방법으로 단속운전시킬 때 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 오프시간과 서정시간을 비교하여, 상기 설정시간 보다 길어지는 현상이 발생되면 냉장고로 투입된 부하내부까지 온도가 안정되었다고 판단하여 현재 단속운전하는 60Hz보다 한 단계 낮은 회전주파수인 40Hz로 단속운전을 수행하도록 한다.

다시말하면 부하가 큰 식품이 투입된 경우 40Hz의 회전주파수로 일정시간(t1) 동안 운전하여 냉동실을 운전시켰는데도 냉동실 내부온도가 원하는 온도에 도달하지 않으면 현재 회전주파수보다 한 단계 높은 60Hz의 회전주파수로 운전시켜 원하는 온도에 도달할 때 까지 운전시킨다.

원하는 온도에 도달하게 되면 현재의 회전주파수로 단속운전시키고, 이 단속운전시 압축기 오프시간을 체크하여 설정시간 이상 길어지는 현상이 발생되면 투입된 부하의 부하내부까지 온도가 안정되었다고 판단하여 한 단계 낮은 회전주파수로 단속운전하여 냉동실 온도를 제어한다.

그리고 부하가 작은 식품이 투입된 경우나 고내식품을 인출하기 위해 도어를 열고 닫은 경우 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 구동부(24)를 통해 압축기(31)를 기동시키고, 압축기 기동시점부터 도 4(a)에서와 같이 일정시간(t1) 동안 운전시킨다.

이때 운전되는 회전주파수는 40Hz이다.

이렇게 압축기(31)가 운전할 때, 마이크로 컴퓨터(23)는 내부온도 감지부(22)를 통해 냉동센서(37)를 통해 감지한 냉동실 온도를 감지한다.

상기 감지한 냉동실 온도가 목표온도에 도달하면, 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기 구동부(24)와 인버터 구동부(25)를 통해 현재의 회전주파수인 40Hz로 압축기(31)를 도 4(a)에서와 같이 단속운전시킨다.

그런다음 마이크로 컴퓨터(23)는 압축기(31)가 단속운전을 시작할 때 압축기 기동시점부터 단속운전에 도달하는 시간을 측정하고, 그 측정한 시간이 일정시간 이내일 경우 현 회전주파수를 유지하여 단속 운전하고, 일정시간 이내가 아닐 경우 한 단계 높은 회전수로 전환하여 운전하도록 한다.

그리고, 상기에서 기동시점부터 측정되는 일정시간(t1)을 도어열림시점부터 측정하여 운전 제어하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 고부하의 식품이 투입되었을 때, 보다 높은 회전주파수로 운전하여 빠른 시간내에 부하 내부까지 온도를 안정화시켜, 보관식품의 변질을 방지할 수 있도록 함과 아울러, 저부하 투입시나 도어열림이 있었을 경우 불필요한 높은 주파수 운전에 따른 전력소모를 최소화할 수 있고, 저장식품 내부의 온도가 안정되지 않은 상태하에서도 민감하게 반응하는 온도센서에 의한 빈번한 압축기의 동작을 최소화하도록 한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 고부하 투입시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 일정시간 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 제2단계와, 상기에서 냉동실 온도가 설정온도보다 높으면 한 단계 높은 회전주파수로 일정시간동안 운전시킨 후 제2단계로 진행하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 냉동실온도가 설정온도에 도달하면 압축기를 단속운전시키는 제4단계와, 상기에서 단속운전시 압축기 오프시간을 측정하는 제5단계와, 상기에서 압축기 오프시간이 설정시간 이상 길어지면 한 단계 낮은 회전주파수로 단속운전을 행하도록 하는 제6단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제3단계에서 한 단계 높은 회전주파수는 60Hz인 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 제6단계에서 한 단계 낮은 회전주파수는 40Hz인 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.
4. 도어열림 감지시 압축기를 기동시킨 후 일정시간동안 운전시키는 제1단계와, 상기에서 운전 후 냉동실 온도를 감지하여 목표온도에 도달했는지 체크하는 제2단계와, 상기에서 목표온도에 도달하면 현재의 회전주파수로 단속운전을 실시하는 제3단계와, 상기에서 압축기 기동시점부터 단속운전에 도달하는 시간을 측정하는 제4단계와, 상기에서 측정한 시간이 일정시간 이내일 경우 현 회전주파수를 유지하여 단속 운전하고, 일정시간 이내가 아닐 경우 한 단계 높은 회전수로 전환하여 운전하도록 하는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 제4단계에서 압축기 기동시점 부터 단속운전에 도달하는 시간은 도어열림 시점부터 측정하여 운전 제어하여도 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.
6. 제4항에 있어서, 제1단계에서 작은부하 투입시 동일한 운전을 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 운전 제어방법.