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WO2018088843A1 - 냉장고 및 그 제어 방법 - Google Patents

냉장고 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2018088843A1
WO2018088843A1 PCT/KR2017/012732 KR2017012732W WO2018088843A1 WO 2018088843 A1 WO2018088843 A1 WO 2018088843A1 KR 2017012732 W KR2017012732 W KR 2017012732W WO 2018088843 A1 WO2018088843 A1 WO 2018088843A1
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WO
WIPO (PCT)
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fan
evaporator
air
storage compartment
pressure difference
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/012732
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English (en)
French (fr)
Inventor
박경배
백우경
최상복
김성욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to CN201780068356.0A priority patent/CN109906348B/zh
Priority to US16/349,103 priority patent/US11035605B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator and a control method thereof, and more particularly, to a refrigerator and an control method thereof with improved energy efficiency.
  • the refrigerator includes a machine room at the bottom of the main body.
  • the machine room is generally installed in the lower part of the refrigerator for the center of gravity of the refrigerator, the efficiency of assembly and the vibration reduction.
  • the refrigerator's machine room is equipped with a refrigeration cycle device, and keeps the food fresh by keeping the inside of the refrigerator frozen / refrigerated by using the property of absorbing external heat while the low-pressure liquid refrigerant is changed into a gaseous refrigerant. Done.
  • the refrigeration cycle apparatus of the refrigerator includes a compressor for changing a low temperature low pressure gaseous refrigerant into a high temperature high pressure gaseous refrigerant, and a high temperature high pressure gaseous refrigerant changed by the compressor into a high temperature high pressure liquid refrigerant. And a condenser and an evaporator for absorbing external heat while changing the liquid refrigerant having a low temperature and high pressure changed in the condenser into a gaseous state.
  • the heater is driven to remove the ice from the evaporator.
  • the heater is driven unnecessarily and frequently, there is a problem that the power consumed in the refrigerator increases.
  • the present invention provides a refrigerator having improved energy efficiency and a control method thereof.
  • the present invention provides a refrigerator capable of determining a defrosting time point using a differential pressure sensor and a control method thereof.
  • the present invention is a cabinet provided with a storage compartment; A door for opening and closing the storage compartment; A case having a discharge port through which air is discharged to the storage compartment; An evaporator provided inside the case to exchange heat with air to supply cold air; A fan installed at the discharge port and generating an air flow for discharging the heat exchanged air to the evaporator to the storage compartment; And a differential pressure sensor including a first tube having one end positioned at a portion where air is sucked into the fan, and a second tube having one end disposed at a portion at which air is discharged from the fan.
  • the first pipe can detect the pressure of the air flow sucked into the fan.
  • the second pipe can detect the pressure of the air flow discharged from the fan.
  • the differential pressure sensor may detect a difference between the pressures measured in the first pipe and the second pipe.
  • the first pipe may have a first through hole formed at one end thereof, and the first through hole may be disposed perpendicular to the air flow by the fan.
  • the second pipe may have a second through hole formed at one end thereof, and the second through hole may be disposed perpendicular to the air flow by the fan.
  • the fan may be disposed between one end of the first tube and one end of the second tube.
  • the first tube may be exposed to a low pressure portion having a relatively low pressure
  • the second tube may be exposed to a high pressure portion having a relatively high pressure
  • control unit for performing defrost for the evaporator according to the information detected by the differential pressure sensor.
  • the apparatus may further include a heater provided in the case, and the controller may drive the heater to perform defrosting of the evaporator.
  • the apparatus may further include a door switch configured to detect whether the door opens or closes the storage compartment, and the controller may detect a pressure difference by the differential pressure sensor when the door switch detects that the door is closed.
  • the electronic device may further include a timer for measuring an elapsed time, and the controller may detect a pressure difference by the differential pressure sensor when a time determined by the timer has elapsed.
  • the controller may detect the pressure difference by the differential pressure sensor.
  • the present invention comprises the steps of detecting the pressure difference by a differential pressure sensor for measuring the pressure difference between the portion of the air is introduced into the fan for discharging the heat exchanged air from the evaporator to the storage compartment; If the pressure difference is greater than the set pressure provides a control method for a refrigerator comprising a; defrosting the evaporator.
  • step of detecting the pressure difference it is possible to further include the step of determining that the door for opening and closing the storage compartment closed the storage compartment.
  • the method may further include determining whether a predetermined time has elapsed since the door is closed.
  • the heater for heating the evaporator is driven.
  • the fan In the step of detecting the pressure difference, it is possible that the fan is rotated at a constant rotation speed.
  • an error due to the measurement can be reduced as compared with the case of using two or more sensors.
  • different influences may occur due to the temperature, turbulence, and door opening and closing at the location where each sensor is installed, which may cause different errors in the two sensors. Therefore, when comparing the values of two sensors, an error may be larger than using one sensor.
  • the power consumption can be reduced compared to the case of using two pressure sensors, the required resources such as wires for installing the two pressure sensors can be reduced.
  • the present invention since the end of the defrost is determined by the information measured by the evaporator temperature sensor, the reliability of the defrost end determination can be secured.
  • the present invention reduces the number of driving of the heater to defrost the evaporator by terminating the defrost according to the temperature sensed by the evaporator temperature sensor to reduce the actual power consumption.
  • FIG. 1 is a side cutaway view of a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of one embodiment.
  • 3 is a view showing an exposed portion of one end of the first tube of the differential pressure sensor.
  • FIG. 4 is a view showing a portion where one end of the second pipe of the differential pressure sensor is exposed
  • FIG. 6 is a control block diagram according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a control flow diagram for detecting an implantation of an evaporator according to one embodiment.
  • the pressure difference can be calculated at two locations using the difference in the respective pressures measured by the two pressure sensors.
  • the pressure sensor generally measures 100 Pa, but in the exemplary embodiment of the present invention, a differential pressure sensor is adopted to enable more precise pressure difference measurement than a general pressure sensor.
  • the differential pressure sensor cannot measure the absolute pressure value of the measured position, it is easy to measure the difference in small units compared to the pressure sensor because it can calculate the pressure difference at the two positions.
  • FIG. 1 is a side cutaway view of a refrigerator according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a conceptual view of one embodiment.
  • the refrigerator includes a cabinet 2 having a plurality of storage compartments 6 and 8 and a door 4 opening and closing the storage compartments 6 and 8.
  • the plurality of storage compartments 6 and 8 are divided into a first storage compartment 6 and a second storage compartment 8, respectively, and the first storage compartment 6 and the first storage compartment 6 each constitute a refrigerating compartment or a freezing compartment. It is possible. Of course, on the contrary, the first storage compartment 6 and the first storage compartment 6 may respectively constitute a freezing compartment and a refrigerating compartment, and both the first storage compartment 6 and the first storage compartment 6 form a refrigerating compartment. It is also possible to form a freezer compartment.
  • the case 35 is provided at the rear of the storage compartment to accommodate the evaporator 20.
  • the case 35 has a discharge port 38 through which air can be supplied from the case 35 to the storage chamber, and an inlet 32 through which air is supplied from the storage chamber to the case 35 is formed. do.
  • the inlet 32 is provided with an inlet pipe 30 through which air is guided into the case 35, so that the air passages can be formed by connecting the storage chambers 6 and 8 to the case 35. .
  • a fan 40 may be provided at the outlet 38 to generate an air flow through which the air inside the case 35 may move to the storage compartments 6 and 8. Since the case 35 has a sealed structure as a whole except for the inlet 32 and the outlet 38, when the fan 40 is driven, the case 35 is moved from the inlet 32 to the outlet 38. A moving air stream is created.
  • Air passing through the fan 40 is provided with a duct 7 for guiding the air to the first storage chamber 6, the cold air can be supplied to the first storage chamber (6). Air passing through the fan 40 may also be supplied to the second storage chamber 8.
  • the evaporator 20 for evaporating the refrigerant compressed by the compressor 60 to generate cold air is accommodated.
  • the internal air of the case 35 is cooled while being heat exchanged with the evaporator 20.
  • the lower part of the evaporator 20 is provided with a heater 50 for generating heat to defrost the evaporator 20.
  • the heater 50 does not need to be installed below the evaporator 20, but is provided inside the case 35, and it is sufficient to be able to heat the evaporator 20.
  • the evaporator 20 may be provided with an evaporator temperature sensor 92 to measure the temperature of the evaporator 20.
  • the evaporator temperature sensor 92 may sense a low temperature when the refrigerant passing through the evaporator 20 is vaporized, and sense a high temperature when the heater 50 is driven.
  • the compressor 60 may be installed in a machine room provided in the cabinet 2 to compress the refrigerant supplied to the evaporator 20.
  • the compressor 60 is installed outside the case 35.
  • the inlet 32 is located below the evaporator 20, and the outlet 38 is located above the evaporator 20.
  • the outlet 38 is disposed higher than the evaporator 20, and the inlet 32 is disposed lower than the evaporator 20.
  • the air moves up in the case 35.
  • the air introduced into the inlet 32 is heat-exchanged while passing through the evaporator 20 and is discharged to the outside of the case 35 through the outlet 38.
  • the differential pressure sensor 100 for measuring a difference in pressure is installed at a portion adjacent to the outlet 38.
  • the outlet 38 is provided with a fan 40 for generating an air flow for discharging the air heat exchanged in the evaporator 20 to the storage compartment.
  • a fan 40 for generating an air flow for discharging the air heat exchanged in the evaporator 20 to the storage compartment.
  • the differential pressure sensor 100 has a first through hole 110 positioned at a portion where air is sucked into the fan 40 and a second through hole 120 positioned at a portion at which air is discharged from the fan 40. It includes.
  • the differential pressure sensor 100 includes a first pipe 150 having the first through hole 110 formed at one end thereof, and a second pipe 170 having the second through hole 120 formed at one end thereof.
  • the differential pressure sensor 100 includes a body portion connecting the first through hole 110 and the second through hole 120, wherein the body portion includes a first tube 150 having the first through hole 110 formed therein. ), And a second tube 170 having the second through hole 120 formed therein, and a connection member 200 connecting the first tube 150 and the second tube 170 to each other.
  • connection member 200 may be disposed higher than the evaporator 20 so that moisture condensed in the evaporator 20 may not fall on the connection member 200.
  • the connection member 200 may be installed to be embedded in the case 35 as shown in FIG. On the other hand, the connection member 200 may be installed on one side of the case 35.
  • An electronic device may be installed in the connection member 200, because when the water drops fall, the electronic device may be damaged.
  • the water droplets formed on the evaporator 20 fall down by gravity, and when the connection member 200 is disposed above the evaporator 20, the water droplets of the evaporator 20 fall to the connection member 200. It doesn't work.
  • the first through hole 110 and the second through hole 120 may be disposed perpendicular to the air flow direction by the fan 40.
  • the first pipe 150 may detect the pressure of the air flow sucked into the fan 40.
  • the first through hole 110 is perpendicular to the air flow with respect to the fan 40. Can be arranged.
  • the first through hole 110 may be vertically positioned with respect to the upward movement direction to detect a static pressure with respect to the air moving upward.
  • the second pipe 170 may detect the pressure of the air flow discharged from the fan 40.
  • the second through hole 120 may be disposed perpendicular to the air flow to the fan 40. .
  • the air discharged from the case 35 through the outlet 38 moves in a horizontal direction from right to left. Therefore, the second through hole 120 may be vertically positioned with respect to the horizontal movement direction to detect a static pressure with respect to the horizontally moved air.
  • the first pipe 150 and the second pipe 170 may be connected to each other in the connecting member 200.
  • the differential pressure sensor 100 detects a pressure difference between the air passing through the first through hole 110 and the second through hole 120.
  • the pressure difference occurs because the fan 40 is disposed therebetween.
  • the second through hole 120 takes a relatively high pressure to the high pressure portion
  • the first through hole 110 takes a relatively low pressure to the low pressure portion
  • the differential pressure sensor 100 detects the pressure difference.
  • the first pipe 150 is exposed to a low pressure portion having a relatively low pressure
  • the second pipe 170 is exposed to a high pressure portion having a relatively high pressure.
  • the portion in which air is sucked from the fan 40 may be a low pressure part because the air is drawn out, and the portion from which the air is discharged from the fan 40 may be a high pressure part, with the fan 40 interposed therebetween. Pressure difference occurs.
  • the pressure difference may be measured by the differential pressure sensor 100.
  • the fan 40 is disposed between one end of the first tube 150 and one end of the second tube 170. That is, the fan 40 is disposed between the first through hole 110 and the second through hole 120, and since the air flow is generated by the fan 40, the first through hole ( The pressure difference measured at 110 and the second through hole 120 may occur.
  • FIG. 3 is a view showing a portion where one end of the first tube of the differential pressure sensor is exposed
  • FIG. 4 is a view showing a portion where one end of the second tube of the differential pressure sensor is exposed.
  • the first through hole 110 of the first tube 150 is exposed to a portion where the evaporator 20 is located in the case 35.
  • the first through hole 110 is disposed higher than the evaporator 20, but is disposed lower than the fan 40 to sense the pressure of the air rising toward the fan 40.
  • the present invention uses one differential pressure sensor, the absolute pressure value is not measured in the first through hole 110, but can be compared with the value measured in the second through hole 120. Obtain enough information to measure the pressure difference.
  • 3 and 4 show an example in which a centrifugal fan is installed among the fan types.
  • the first through hole 110 is disposed on a path through which air is sucked into the fan 40, information for determining a pressure difference through the first through hole 110 may be obtained.
  • the first through hole 110 is disposed above the evaporator 20, defrosting is performed on the evaporator 20, so that even if the ice formed on the evaporator 20 melts, the water droplets may be discharged. It cannot enter the through hole 110. Therefore, even when defrosting of the evaporator 20 is performed, the first through-hole 110 can be prevented from being blocked, so that a measurement error of the differential pressure sensor 100 can be reduced.
  • the second through hole 120 is disposed at a portion where air is discharged from the fan 40. Unlike FIG. 1 and FIG. 2, since the fan 40 is specified as a centrifugal fan, the air discharged from the fan 40 in FIG. 4 is guided downward from the fan 40.
  • the second through hole 120 may be disposed perpendicularly to the downward direction in which air is moved, so as to obtain information for detecting a pressure difference.
  • the air discharged by the fan 40 is guided to a branched duct and then moved to the storage chamber through a communication hole connected to the storage chamber in each duct. At this time, the air discharged by the fan 40 is moved in a direction away from the center of the fan 40 at the center of the fan 40.
  • 5 is a view for explaining an embodiment.
  • the x-axis denotes a flow rate and the y-axis denotes a difference in static pressure.
  • the pressure difference on the y-axis may mean a pressure difference value measured by the differential pressure sensor.
  • the line indicated by the dotted line is a graph showing the pressure difference according to the flow rate in the state that ice is not implanted in the evaporator 20.
  • the line indicated by the dashed-dotted line is a graph showing the pressure difference according to the flow rate in the state in which ice is implanted to the extent that defrosting is required on the evaporator 20.
  • the line indicated by the solid line is a graph showing the pressure change according to the flow rate change under the condition of applying the same input voltage to the fan and rotating at substantially the same rpm.
  • the pressure difference measured by the differential pressure sensor 100 increases, it can be expected that ice is implanted in the evaporator 20.
  • the pressure difference measured by the differential pressure sensor 100 is greater than the set value, it may be determined that ice is formed on the evaporator 20 to the extent that defrosting on the evaporator 20 is required.
  • FIG. 6 is a control block diagram according to the present invention.
  • the present invention includes a compressor 60 capable of compressing a refrigerant.
  • the controller 96 may drive the compressor 60 to supply cold air to the storage compartment. Information about whether the compressor 60 is driven may be transmitted to the controller 96.
  • It also includes a fan 40 for generating an air flow for supplying cold air to the storage compartment.
  • Information about whether the fan 40 is driven may be transmitted to the controller 96, and the controller 96 may transmit a signal to drive the fan 40.
  • a door switch 70 is provided for acquiring information regarding whether the door 4 for opening and closing the storage compartment opens and closes the storage compartment.
  • the door switch 70 is provided in each door individually, it can detect whether each door opens and closes the storage compartment.
  • a timer 80 capable of detecting elapsed time is provided.
  • the time measured by the timer 80 is transmitted to the controller 96.
  • the control unit 96 acquires a signal that the door 4 has closed the storage compartment by the door switch 70, and then the door 4 is stored in the storage compartment by the time measured by the timer 80. After closing the information about the elapsed time can be received.
  • temperature information measured by the evaporator temperature sensor 92 which can measure the temperature of the evaporator, may also be transmitted to the controller 96.
  • the controller 96 may terminate the defrost of the evaporator according to the temperature information measured by the evaporator temperature sensor 92.
  • a heater 50 for heating the evaporator is provided, so that the controller 96 may give a command to drive the heater 50.
  • the controller 96 allows the heater 50 to be driven, and when the defrost is finished, the controller 96 may terminate the driving of the heater 50.
  • FIG. 7 is a control flowchart of detecting an implantation of an evaporator according to one embodiment.
  • the air is introduced into the fan 40 for discharging the heat exchanged air from the evaporator 20 to the storage chambers 6 and 8, and the fan.
  • the pressure difference is detected by one differential pressure sensor 100 that measures the pressure difference of the portion from which air is discharged from 40, and if the pressure difference is greater than the set pressure, defrosting the evaporator 20 is performed. Steps.
  • the pressure difference used herein may mean a pressure difference value measured once, and may also be an average value of the pressure difference measured several times.
  • the pressure measured by the differential pressure sensor 100 may be temporarily abnormal due to various external factors.
  • the reliability of the pressure difference measured by the differential pressure sensor 100 increases. Can be.
  • the pressure difference value measured by the differential pressure sensor 100 is larger than the set pressure, it means that the pressure difference between the first through hole 110 and the second through hole 120 is increased.
  • the increase in the pressure difference may mean a state in which the amount of ice implanted in the evaporator 20 increases and it is difficult to perform a smooth heat exchange in the evaporator 20. Therefore, since cold air is not smoothly supplied from the evaporator 20 to the storage chambers 6 and 8, defrosting may be necessary.
  • the door 4 closes the storage compartments 6 and 8, and determines whether a predetermined time has elapsed. Otherwise, the differential pressure sensor 100 may not detect a pressure difference (S30). ). Before measuring the elapsed time in the timer 80, it is possible to first determine whether the door 4 is closed by the door switch 70, and then measure the elapsed time. In this case, the elapsed time may mean about 1 minute, but may vary.
  • the air flow inside the case 35 may vary.
  • an unexpected air flow may be generated to the inlet 32 or the outlet 38 by the closing of the door 4.
  • the heater 50 may be frequently driven unnecessarily or the heater 50 may be driven at a necessary time to defrost the evaporator 20. Can be.
  • the pressure difference is measured by the differential pressure sensor 100 at the first through hole 110 and the second through hole 120 (S40). In this case, the information about the measured pressure difference may be transmitted to the controller 96.
  • the controller 96 may keep the input voltage constant at the fan 40 so that the rpm of the fan 40 is kept constant.
  • the input voltage of the fan 40 is made constant so that the differential pressure sensor 100 can detect only the pressure difference according to the amount of implantation in the evaporator 20 without changing other conditions. desirable.
  • the controller 96 compares the measured pressure difference, that is, the differential pressure with the set pressure P1 (S50). If the differential pressure is greater than the set pressure P1, it may be determined that a lot of ice is formed on the evaporator 20, so that defrost is necessary. When much ice forms on the evaporator 20, sufficient heat exchange is difficult in the evaporator 20, and sufficient cold air is hardly supplied to the storage chambers 6 and 8.
  • the set pressure P1 may be set to about 20 Pa, but may be changed in consideration of the capacity, size, and the like of the refrigerator.
  • the controller 96 drives the heater 50 to perform defrost while supplying heat to the evaporator 20 (S60). Since the evaporator 20 is disposed in the same space partitioned inside the heater 50 and the case 35, when the heater 50 is driven, the temperature inside the case 35 is increased while the evaporator is increased. The temperature of 20 can also be raised.
  • the ice that has been entangled in the evaporator 20 may be melted and turned into water, and some of the ice may not be attached to the evaporator 20 while being melted, and may fall from the evaporator 20. Therefore, the area in which the evaporator 20 and air can be directly in thermal contact is increased, and thus the heat exchange efficiency of the evaporator 20 may be improved.
  • the evaporator temperature sensor 92 measures the temperature of the evaporator 20 while defrosting is being performed, ie while the heater 50 is being driven. If the temperature of the evaporator 20 is greater than the set temperature (T1), it is determined that the evaporator 20 is sufficiently defrosted (S70).
  • the controller 96 may stop driving of the heater 50.
  • the evaporator 20 may be larger than the set temperature T1 so that the evaporator 20 may supply cold air to the storage chambers 6 and 8, rather than to remove all the ice formed on the evaporator 20. It can mean a state that can be changed to a condition.
  • the heater 50 may continue to be driven to supply heat.
  • the defrosting time of the evaporator 20 is determined by the differential pressure measured by the differential pressure sensor 100.
  • a condition may be added in which the air flow inside the case 35 may be stabilized.
  • the heater 50 is frequently driven to increase the power consumed by the heater 50 to lower the energy efficiency of the refrigerator as a whole.
  • the heat supplied from the heater 50 when the heat supplied from the heater 50 is introduced into the storage compartments 6 and 8 through the inlet or the outlet, food stored in the storage compartment may be altered.
  • the evaporator 20 in order to cool the air heated by the heat supplied by the heater 50, the evaporator 20 may need to supply more cold air.
  • a refrigerator and a control method thereof which can reduce power consumption unnecessarily by reliably judging a defrosting time and improve energy efficiency as a whole.
  • the present invention provides a refrigerator having improved energy efficiency and a control method thereof.

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Abstract

본 발명은 저장실이 마련된 캐비닛; 상기 저장실을 개폐하는 도어; 상기 저장실로 공기가 배출되는 배출구가 형성된 케이스; 상기 케이스 내부에 구비되어, 공기와 열교환되어 냉기를 공급하는 증발기; 상기 배출구에 설치되고, 상기 증발기에 열교환된 공기를 상기 저장실로 배출하는 공기 유동을 발생시키는 팬; 및 상기 팬으로 공기가 흡입되는 부분에 일단이 위치하는 제1관과, 상기 팬으로부터 공기가 토출되는 부분에 일단이 위치하는 제2관을 구비하는 차압 센서;를 포함하는 냉장고를 제공한다.

Description

냉장고 및 그 제어 방법
본 발명은 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지 효율이 향상된 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 본체의 하부에 기계실을 포함한다. 상기 기계실은 냉장고의 무게중심과 조립의 효용성 및 진동저감을 위해 냉장고의 하부에 설치되는 것이 일반적이다.
이러한 냉장고의 기계실에는 냉동사이클장치가 설치되어, 저압의 액체상태 냉매가 기체상태의 냉매로 변화하면서 외부의 열을 흡수하는 성질을 이용하여 냉장고 내부를 냉동/냉장상태로 유지함으로써 식품을 신선하게 보관하게 된다.
상기 냉장고의 냉동사이클장치는 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기와, 상기 압축기에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액채상태의 냉매로 변화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 변화된 저온고압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기 등으로 구성된다.
압축기가 구동될 때에는 증발기는 온도가 하강되어, 증발기에 얼음이 엉겨 붙을 수 있다. 증발기에 얼음이 많아지면, 증발기와 공기의 열교환 효율이 떨어져서 저장실로 공급되는 냉기가 충분히 냉각되기 어려워진다. 따라서 압축기가 더 많은 횟수와 더 많은 시간 동안 구동되어야 한다는 문제가 있다.
또한 증발기에 얼음이 착상되면 증발기로부터 얼음을 제거하기 위해 히터가 구동되는데, 히터가 불필요하게 자주 구동되면 냉장고에서 소모되는 전력이 증가한다는 문제가 있다.
특히 최근에 생산되는 냉장고는 저장 용량이 커져가면서 냉장고의 소비 전력이 커지는 경향이 있는데, 이러한 소비 전력을 줄이고자 하는 연구가 진행된다.
본 발명은 에너지 효율이 향상된 냉장고 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 냉장고의 작동이 정상적으로 수행되는지를 판단할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 차압 센서를 이용해서 제상 시점을 판단할 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저장실이 마련된 캐비닛; 상기 저장실을 개폐하는 도어; 상기 저장실로 공기가 배출되는 배출구가 형성된 케이스; 상기 케이스 내부에 구비되어, 공기와 열교환되어 냉기를 공급하는 증발기; 상기 배출구에 설치되고, 상기 증발기에 열교환된 공기를 상기 저장실로 배출하는 공기 유동을 발생시키는 팬; 및 상기 팬으로 공기가 흡입되는 부분에 일단이 위치하는 제1관과, 상기 팬으로부터 공기가 토출되는 부분에 일단이 위치하는 제2관을 구비하는 차압 센서;를 포함하는 냉장고를 제공한다.
상기 제1관은 상기 팬으로 흡입되는 공기 유동의 압력을 감지하는 것이 가능하다.
상기 제2관은 상기 팬에서 배출되는 공기 유동의 압력을 감지하는 것이 가능하다.
상기 차압 센서는 상기 제1관과 상기 제2관에서 측정된 압력의 차이를 감지하는 것이 가능하다.
상기 제1관은 일단에 형성된 제1관통공을 구비하고, 상기 제1관통공은 상기 팬에 의한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치된 것이 가능하다.
상기 제2관은 일단에 형성된 제2관통공을 구비하고, 상기 제2관통공은 상기 팬에 의한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치된 것이 가능하다.
상기 제1관의 일단과 상기 제2관의 일단의 사이에는 상기 팬이 배치된 것이 가능하다.
상기 제1관은 상대적으로 압력이 낮은 저압부에 노출되고, 상기 제2관은 상대적으로 압력이 높은 고압부에 노출되는 것이 가능하다.
상기 차압 센서에서 감지된 정보에 따라 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 제어부를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 케이스 내부에 마련된 히터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 히터를 구동해서 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 것이 가능하다.
상기 도어가 상기 저장실을 개폐하는지 감지하는 도어 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 도어 스위치에서 상기 도어가 상기 저장실을 닫았다고 감지하면 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것이 가능하다.
경과 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 타이머에 의해서 정해진 시간이 경과하면 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것이 가능하다.
상기 팬이 구동되면, 상기 제어부는 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은 증발기에서 열교환된 공기를 저장실로 배출하는 팬으로 공기가 유입되는 부분과, 상기 팬으로부터 공기가 배출되는 부분의 압력 차이를 측정하는 하나의 차압 센서에 의해서 압력 차이가 감지되는 단계; 압력 차이가 설정 압력보다 크면 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어 방법을 제공한다.
상기 압력 차이가 감지되는 단계 이전에, 상기 팬이 구동되는지 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 압력 차이가 감지되는 단계 이전에, 저장실을 개폐하는 도어가 저장실을 닫았다고 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 도어가 닫힌 지 소정 시간이 경과했는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
상기 제상을 수행하는 단계에서는, 상기 증발기를 가열하는 히터가 구동되는 것이 가능하다.
상기 제상을 수행하는 단계에서는, 상기 증발기의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 히터의 구동을 종료해서 제상을 종료하는 것이 가능하다.
상기 압력 차이가 감지되는 단계에서는, 상기 팬이 일정한 회전속도로 회전되는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 하나의 차압 센서를 이용해서 냉장고에 필요한 정보를 얻기 때문에, 2개 이상의 센서를 이용하는 경우에 비해서 측정에 따른 오류가 줄어들 수 있다. 2개 이상의 센서를 이용해서 두 개의 값을 비교하면, 각각의 센서가 설치되는 위치의 온도, 난류, 도어 개폐 등에 의해 서로 다른 영향이 발생되고, 그에 따라 두 개의 센서에서 다른 오차가 발생될 수 있기 때문에, 두 개의 센서의 값을 비교할 때에 하나의 센서를 사용하는 것보다 오차가 커질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 두 개의 압력 센서를 이용하는 경우에 비해서 소비 전력이 줄어들고, 두 개의 압력 센서를 설치하기 위한 전선 등의 필요 자원이 줄어들 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 증발기 온도 센서에서 측정된 정보에 의해서 제상 종료를 판단하기 때문에 제상 종료 판단에 대한 신뢰성이 확보될 수 있다. 또한 본 발명은 증발기 온도 센서를 통해 감지된 온도에 따라 제상을 종료함으로써 증발기를 제상하기 위한 히터의 구동 횟수를 감소시켜서 실사용 소비 전력을 저감한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 측면 절개도.
도 2는 일 실시예의 개념도.
도 3은 차압 센서의 제1관의 일단이 노출된 부분을 표시한 도면.
도 4는 차압 센서의 제2관의 일단이 노출된 부분을 표시한 도면.
도 5는 일 실시예를 설명한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 블록도.
도 7은 일 실시예에 따른 증발기의 착상을 감지하는 제어 흐름도.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명의 일 실시예에서는 하나의 차압 센서를 사용해서, 두 개의 압력 센서를 사용하는 것과 기술적 차별성이 있다. 두 개의 압력 센서를 사용하면, 두 개의 압력 센서에 의해서 측정된 각각의 압력의 차이를 이용해서 두 위치에서 압력 차이를 계산할 수 있다.
통상적으로 압력 센서는 100Pa을 단위로 측정하는 것이 일반적인데, 본 발명의 실시예에서는 차압 센서를 채택해서 일반적인 압력 센서보다 정교한 압력 차이 측정이 가능하다. 차압 센서는 측정되는 위치의 절대 압력값은 측정할 수 없지만, 두 위치에서의 압력 차이를 산출할 수 있기 때문에 압력 센서에 비해서 작은 단위의 차이를 측정하는 데 용이하다.
또한 두 개의 압력 센서를 사용하는 경우에는 센서가 2개 적용되기 때문에 비용이나, 센서 2개를 설치하기 위한 전선 등의 자원이 많이 필요하다. 반면에 하나의 차압 센서를 사용하게 되면 센서를 설치하기 위한 비용과 자원 등이 절약될 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 측면 절개도이고, 도 2는 일 실시예의 개념도이다.
이하 도 1 및 도 2를 참조해서 설명한다.
냉장고는 다수 개의 저장실(6, 8)이 구비된 캐비닛(2)과 상기 저장실(6, 8)을 개폐하는 도어(4)가 구비된다.
상기 복수 개의 저장실(6, 8)은 각각 제1저장실(6)과 제2저장실(8)로 구분되고, 상기 제1저장실(6)과 상기 제1저장실(6)은 각각 냉장실 또는 냉동실을 이루는 것이 가능하다. 물론 이와는 반대로 상기 제1저장실(6)과 상기 제1저장실(6)이 각각 냉동실과 냉장실을 이루는 것도 가능하며, 상기 제1저장실(6)과 상기 제1저장실(6)이 모두 냉장실을 이루거나, 모두 냉동실을 이루는 것도 가능하다.
상기 저장실의 후방에는 증발기(20)을 수용하는 케이스(35)가 구비된다.
상기 케이스(35)에는 상기 케이스(35)로부터 상기 저장실로 공기가 공급될 수 있는 배출구(38)이 형성되고, 상기 저장실로부터 상기 케이스(35)의 내부로 공기가 공급되는 유입구(32)가 형성된다.
상기 유입구(32)에는 상기 케이스(35) 내부로 공기가 안내되는 유입관(30)이 마련되어서, 상기 저장실(6, 8)과 상기 케이스(35)를 연결해서 공기 유로를 형성하는 것이 가능하다.
상기 배출구(38)에는 팬(40)이 마련되어서, 상기 케이스(35)의 내부의 공기가 상기 저장실(6, 8)로 이동될 수 있는 공기 흐름을 발생시킬 수 있다. 상기 케이스(35)는 상기 유입구(32)와 상기 배출구(38)를 제외하고는 전체적으로 밀폐된 구성을 가지기 때문에, 상기 팬(40)이 구동되면, 상기 유입구(32)로부터 상기 배출구(38)로 이동되는 공기 흐름이 생성된다.
상기 팬(40)을 통과한 공기는 제1저장실(6)으로 공기를 안내하는 덕트(7)가 마련되어서, 상기 제1저장실(6)로 냉기가 공급될 수 있다. 상기 팬(40)을 통과한 공기는 상기 제2저장실(8)로도 공급될 수 있다.
상기 케이스(35)의 내부에는 압축기(60)에 의해서 압축된 냉매가 기화되어 냉기를 발생시키는 상기 증발기(20)가 수용된다. 상기 케이스(35)의 내부 공기는 상기 증발기(20)와 열교환되면서 냉각된다.
상기 증발기(20)의 하부에는 상기 증발기(20)를 제상하도록 열을 발생시키는 히터(50)가 구비된다. 상기 히터(50)는 상기 증발기(20)의 하부에 설치될 필요는 없고, 상기 케이스(35)의 내부에 마련되어서, 상기 증발기(20)을 가열할 수 있으면 충분하다.
상기 증발기(20)에는 증발기 온도 센서(92)가 마련되어서, 상기 증발기(20)의 온도를 측정할 수 있다. 상기 증발기 온도 센서(92)는 상기 증발기(20)의 내부를 통과하는 냉매가 기화될 때에는 저온을 감지하고, 상기 히터(50)가 구동될 때에는 고온을 감지하는 것이 가능하다.
상기 압축기(60)는 상기 캐비닛(2)에 구비되는 기계실에 설치되어서, 상기 증발기(20)에 공급되는 냉매를 압축할 수 있다. 상기 압축기(60)는 상기 케이스(35)의 외부에 설치된다.
상기 유입구(32)는 상기 증발기(20)의 하부에 위치하고, 상기 배출구(38)는 상기 증발기(20)의 상부에 위치한다. 상기 배출구(38)는 상기 증발기(20)보다 높게 배치되고, 상기 유입구(32)는 상기 증발기(20)보다 낮게 배치된다.
따라서 상기 팬(40)이 구동되면, 상기 케이스(35) 내부에서는 공기는 상승하는 운동을 하게 된다. 상기 유입구(32)로 유입된 공기는 상기 증발기(20)를 거치면서 열교환되고, 상기 배출구(38)를 통해서 상기 케이스(35)의 외부로 배출된다
상기 배출구(38)에 인접한 부위에는 압력의 차이를 측정하는 차압 센서(100)가 설치된다.
또한 상기 배출구(38)에는 상기 증발기(20)에 열교환된 공기를 상기 저장실로 배출하는 공기 유동을 발생시키는 팬(40)이 구비된다. 상기 팬(40)이 구동되면 상기 케이스(35)의 내부 공기가 상기 배출구(38)를 통해서 상기 저장실로 이동될 수 있다.
상기 차압 센서(100)는 상기 팬(40)으로 공기가 흡입되는 부분에 위치하는 제1관통공(110)과 상기 팬(40)으로부터 공기가 배출되는 부분에 위치하는 제2관통공(120)을 포함한다.
상기 차압 센서(100)는 일단에 상기 제1관통공(110)이 형성된 제1관(150)과 일단에 상기 제2관통공(120)이 형성된 제2관(170)을 포함한다.
상기 차압 센서(100)는 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)을 연결하는 몸체부를 포함하는데, 상기 몸체부는 상기 제1관통공(110)이 형성된 제1관(150)과,상기 제2관통공(120)이 형성된 제2관(170)과, 상기 제1관(150)과 상기 제2관(170)을 연결하는 연결 부재(200)를 포함한다.
이때 상기 연결 부재(200)는 상기 증발기(20)보다 높게 배치되어서, 상기 증발기(20)에서 응축되는 수분이 상기 연결 부재(200)에 떨어지지 않도록 할 수 있다. 상기 연결 부재(200)는 도 2에서와 같이 상기 케이스(35)에 매립되도록 설치될 수 있다. 반면에 상기 연결 부재(200)는 상기 케이스(35)의 일측면에 설치되는 것도 가능하다.
상기 연결 부재(200)에는 전자 장치가 설치될 수 있는데, 물방울이 떨어지는 경우에는 파손될 염려가 크기 때문이다. 상기 증발기(20)에 맺힌 물방울은 중력에 의해서 아래로 떨어지는데, 상기 연결 부재(200)가 상기 증발기(20)의 상측에 배치되면, 상기 증발기(20)의 물방울은 상기 연결 부재(200)로 낙하되지 않는다.
상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)은 상기 팬(40)에 의한 공기 유동 방향에 대해서 수직하게 배치되는 것이 가능하다.
상기 제1관(150)은 상기 팬(40)으로 흡입되는 공기 유동의 압력을 감지할 수 있다. 상기 제1관(150)에서 상기 팬(40)으로 이동되는 공기의 정압(static pressure)를 측정하기 위해서, 상기 제1관통공(110)은 상기 팬(40)에 대한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치될 수 있다.
도 2에서와 같이, 상기 케이스(35)의 내부(도 2에서는 우측에 해당됨)에서는 상기 팬(40)에 의해서 공기가 상측으로 이동된다. 따라서 상기 제1관통공(110)은 상측 이동방향에 대해서 수직하게 위치해서 상측으로 이동되는 공기에 대한 정압을 감지할 수 있다.
상기 제2관(170)은 상기 팬(40)에서 배출되는 공기 유동의 압력을 감지할 수 있다. 상기 제2관(170)에서 상기 팬(40)으로부터 이동되는 공기의 정압을 측정하기 위해서, 상기 제2관통공(120)은 상기 팬(40)에 대한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치될 수 있다.
도 2에서와 같이, 상기 배출구(38)을 통해서 상기 케이스(35)로부터 배출되는 공기는 우측에서 좌측을 향해서 수평한 방향을 유지하며 이동된다. 따라서 상기 제2관통공(120)은 수평 이동 방향에 대해서 수직하게 위치해서 수평하게 이동되는 공기에 대한 정압을 감지할 수 있다.
상기 제1관(150)과 상기 제2관(170)은 상기 연결 부재(200)에서 서로 연결될 수 있다.
상기 차압 센서(100)는 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)을 통과하는 공기의 압력 차이를 감지한다. 상기 팬(40)를 사이에 두고 배치되기 때문에 압력 차이가 발생된다. 상기 제2관통공(120)은 고압부로 상대적으로 높은 압력이 걸리고, 상기 제1관통공(110)은 저압부로 상대적으로 낮은 압력이 걸려서, 상기 차압 센서(100)에서는 압력 차이를 감지한다. 상기 제1관(150)은 상대적으로 압력이 낮은 저압부에 노출되고, 상기 제2관(170)은 상대적으로 압력이 높은 고압부에 노출된다.
상기 팬(40)에서 공기가 흡입되는 부분은 공기가 빠져나가기 때문에 저압부가 될 수 있고, 상기 팬(40)에서 공기가 배출되는 부분은 고압부가 될 수 있어서, 상기 팬(40)을 사이에 두고 압력 차이가 발생한다.
특히 상기 팬(40)이 구동될 때에는 상기 케이스(35)의 내부에 공기 유동이 발생되기 때문에 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이가 측정될 수 있다.
상기 제1관(150)의 일단과 상기 제2관(170)의 일단의 사이에는 상기 팬(40)이 배치된다. 즉 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)의 사이에는 상기 팬(40)이 배치되고, 상기 팬(40)에 의해서 공기 유동이 발생되기 때문에, 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)에서 측정된 압력차이가 발생될 수 있다.
도 3은 차압 센서의 제1관의 일단이 노출된 부분을 표시한 도면이고, 도 4는 차압 센서의 제2관의 일단이 노출된 부분을 표시한 도면이다.
도 3에서와 같이, 상기 제1관(150)의 상기 제1관통공(110)은 상기 케이스(35)에서 상기 증발기(20)가 위치하는 부분에 노출된다.
상기 제1관통공(110)은 상기 증발기(20)보다는 높게 배치되지만, 상기 팬(40) 보다는 낮게 배치되어서 상기 팬(40)을 향해서 상승되는 공기의 압력을 감지할 수 있다. 참고로 본 발명은 하나의 차압 센서를 이용하기 때문에 상기 제1관통공(110)에서는 절대적인 압력값이 측정되는 것이 아니라, 상기 제2관통공(120)에서 측정된 값과 비교할 수 있어서, 최종적으로 압력 차이(Pressure difference)를 측정할 수 있는 정도의 정보를 획득한다.
도 3과 도 4에서는 팬의 종류 중에서 원심팬이 설치된 예를 도시한다.
상기 팬(40)에 공기가 흡입되는 경로 상에 상기 제1관통공(110)이 배치되기 때문에 상기 제1관통공(110)을 통해서 압력 차이를 결정하기 위한 정보가 획득될 수 있다.
상기 제1관통공(110)은 상기 증발기(20)의 상측에 배치되기 때문에, 상기 증발기(20)에 대한 제상이 수행되어서, 상기 증발기(20)에 착상된 얼음이 녹더라도 물방울이 상기 제1관통공(110)으로 진입하지 못한다. 따라서 상기 증발기(20)에 대한 제상이 수행되더라도, 상기 제1관통공(110이 막히는 것이 방지될 수 있어서, 상기 차압 센서(100)의 측정 오류가 줄어들 수 있다.
상기 제2관통공(120)은 상기 팬(40)에서 공기가 토출되는 부분에 배치된다. 도 1 및 도 2에서와는 달리 상기 팬(40)은 원심팬으로 특정했기 때문에, 도 4에서 상기 팬(40)으로부터 토출되는 공기는 상기 팬(40)으로부터 하측 방향으로 안내된다.
따라서 상기 제2관통공(120)은 공기가 이동되는 하측 방향에 대해서 수직하게 배치되어서, 압력 차이를 감지하기 위한 정보를 획득할 수 있다.
참고로 도 4에서는 상기 팬(40)에 의해서 토출되는 공기는 분지된 덕트로 안내된 후에, 각각의 덕트에서 상기 저장실로 연결된 연통공을 통해서 상기 저장실로 이동된다. 이때 상기 팬(40)에 의해서 토출되는 공기는 상기 팬(40)의 중심에서 상기 팬(40)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 이동되게 된다.
도 5는 일 실시예를 설명한 도면이다.
도 5에서 x축은 flow rate를 의미하고, y축은 static pressure의 차이를 의미한다. y축의 압력 차이는 차압 센서에 의해서 측정된 압력 차이 값을 의미할 수 있다.
점선으로 표시된 선은 상기 증발기(20)에 얼음이 착상되지 않은 상태에 flow rate에 따른 압력 차이를 표시한 그래프이다.
1점 쇄선으로 표시된 선은 상기 증발기(20)에 제상이 필요할 정도로 얼음이 착상된 상태에 flow rate에 따른 압력 차이를 표시한 그래프이다.
실선으로 표시된 선은 팬에 동일한 입력전압을 인가하고 실질적으로 동일한 rpm으로 회전되는 조건하에서, 유량 변화에 따른 압력 변화를 도시한 그래프이다.
도 5에서 확인할 수 있듯이, 상기 증발기(20)에 얼음이 착상되면 상기 팬(40)에 의한 flow rate가 감소하면서, 차압 센서(100)에 의해서 측정되는 압력 차이가 커지는 것을 알 수 있다.
즉 상기 차압 센서(100)에서 측정되는 압력 차이가 커지면 상기 증발기(20)에 얼음이 착상된 것으로 예상할 수 있다. 이때 상기 차압 센서(100)에서 측정되는 압력 차이가 설정된 값보다 크다면 상기 증발기(20)에 대한 제상이 필요할 정도로 상기 증발기(20)에 얼음이 착상된 것으로 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명은 냉매를 압축할 수 있는 압축기(60)를 포함한다. 제어부(96)는 저장실을 냉각할 필요가 있을 때에는 상기 압축기(60)를 구동해서 상기 저장실로 냉기를 공급할 수 있다. 상기 압축기(60)가 구동되는 지에 관한 정보는 상기 제어부(96)로 전달될 수 있다.
또한 상기 저장실로 냉기를 공급하는 공기 유동을 발생시키는 팬(40)을 포함한다. 상기 팬(40)이 구동되는지에 관한 정보는 상기 제어부(96)로 전달될 수 있고, 상기 제어부(96)에서 상기 팬(40)을 구동하라고 신호를 전달할 수 있다.
상기 저장실을 개폐하는 도어(4)가 상기 저장실을 개폐하는지에 관한 정보를 획득할 수 있는 도어 스위치(70)가 마련된다. 상기 도어 스위치(70)는 각각의 도어에 개별적으로 구비되어서, 각각의 도어가 상기 저장실을 개폐하는지 감지할 수 있다.
또한 경과된 시간을 감지할 수 있는 타이머(80)가 구비된다. 상기 타이머(80)에서 측정된 시간은 상기 제어부(96)로 전달된다. 예를 들어, 상기 제어부(96)는 상기 도어 스위치(70)에서 도어(4)가 저장실을 닫았다는 신호를 획득한 후에 상기 타이머(80)에서 측정된 시간에 의해서, 상기 도어(4)가 저장실을 닫은 후에 경과된 시간에 대한 정보를 전송받을 수 있다.
제상이 수행될 때에, 상기 증발기의 온도를 측정할 수 있는 상기 증발기 온도 센서(92)에서 측정된 온도 정보도 상기 제어부(96)로 전달될 수 있다. 상기 제어부(96)에서는 상기 증발기 온도 센서(92)에서 측정된 온도 정보에 따라, 상기 증발기에 대한 제상을 종료할 수 있다.
또한 상기 증발기를 가열하는 히터(50)가 구비되어서, 상기 제어부(96)는 상기 히터(50)를 구동하기 위한 명령을 내릴 수 있다. 제상이 시작되면 상기 제어부(96)는 상기 히터(50)가 구동되도록 하고, 제상이 종료되면 상기 제어부(96)는 상기 히터(50)의 구동을 종료시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 증발기의 착상을 감지하는 제어 흐름도이다.
이하 도 7을 참조해서 설명하면, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 증발기(20)에서 열교환된 공기를 상기 저장실(6, 8)로 배출하는 팬(40)으로 공기가 유입되는 부분과, 상기 팬(40)으로부터 공기가 배출되는 부분의 압력 차이를 측정하는 하나의 차압 센서(100)에 의해서 압력 차이가 감지되는 단계와, 압력 차이가 설정 압력보다 크면 상기 증발기(20)에 대한 제상을 수행하는 단계를 포함한다.
한편 본 명세서에서 사용된 압력 차이는 한 번 측정된 압력 차이값을 의미하는 것도 가능하고, 수차례 측정된 압력 차이의 평균값도 가능하다. 상기 차압 센서(100)에서 측정된 압력은 일시적으로 다양한 외부 요인에 의해서 비 정상적인 값이 나올 수 있는데, 압력 차이의 평균값을 이용하는 경우에는 상기 차압 센서(100)에서 측정된 압력 차이에 대한 신뢰성이 증가될 수 있다.
상기 차압 센서(100)에 의해서 측정된 압력 차이 값이 설정 압력 보다 크게 되면, 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)의 사이에서 압력 차이가 커진 것을 의미한다. 압력 차이가 커진 것은, 상기 증발기(20)에 착상된 얼음량이 증가하고 상기 증발기(20)에서 원활한 열교환이 수행되기 어려운 상태를 의미할 수 있다. 따라서 상기 증발기(20)에서 상기 저장실(6, 8)로 냉기 공급이 원활하게 이루어지지 않아서, 제상이 필요할 수 있다.
또한 상기 차압 센싱을 하기 전에, 상기 팬(40)이 구동 중인지를 판단할 수 있다(S20).
상기 팬(40)이 구동되어야, 상기 차압 센서(100)에서 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)의 사이에 공기 유동이 발생될 수 있고, 그에 의해서 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이를 원활히 측정할 수 있다.
따라서 만약 상기 팬(40)이 구동되지 않는 상태라면, 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이를 측정하지 않는 것도 가능하다.
상기 도어 스위치(70)에서 상기 도어(4)가 상기 저장실(6, 8)을 닫고, 소정 시간이 경과한지 판단하고, 그렇지 않으면 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이를 감지하지 않을 수 있다(S30). 상기 타이머(80)에서 경과 시간을 측정하기 전에 상기 도어 스위치(70)에서 상기 도어(4)가 닫힌 상태인지를 먼저 판단한 후에, 경과 시간을 측정하는 것이 가능하다. 이때 상기 경과시간은 대략 1분을 의미하는 것도 가능하지만, 다양하게 변화될 수 있다.
만약 상기 도어(4)가 상기 저장실(6, 8)을 닫지 않은 상태라면, 상기 케이스(35)의 내부에 공기 유동은 달라질 수 있다.
또한 상기 도어(4)가 닫히고, 소정 시간이 경과하지 않은 상태라면, 상기 도어(4)의 닫힘에 의해서 상기 유입구(32)나 상기 배출구(38)로 예상하지 못한 공기 흐름이 발생될 수 있다.
따라서 이러한 경우에 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이를 측정하게 되면, 측정된 압력 차이는 잘못된 정보를 제공할 수 있다. 그러한 잘못된 정보를 이용해서 상기 증발기(20)의 제상 시점을 판단하면 상기 히터(50)를 불필요하게 자주 구동시키거나, 상기 히터(50)를 필요한 시점에 구동시켜서 상기 증발기(20)를 제상하지 못할 수 있다.
그리고 상기 차압 센서(100)에 의해서 상기 제1관통공(110)과 상기 제2관통공(120)에서 압력 차이를 측정한다(S40). 이때 측정된 압력 차이에 관한 정보는 상기 제어부(96)로 전달될 수 있다.
상기 제어부(96)는 상기 차압 센서(100)에서 압력 차이를 측정할 때에 상기 팬(40)에 입력 전압이 일정하도록 해서, 상기 팬(40)의 rpm이 일정하게 유지되도록 하는 것이 가능하다.
상기 팬(40)의 rpm이 변화하게 되면, 상기 팬(40)에 있어서, flow rate에 대한 압력 차이가 다른 추세를 가지면서 변화하기 때문에(도 5와 같이 일정한 하나의 선이 아닌 복수 개의 선으로 변경됨), 상기 차압 센서(100)에 의해서 측정되는 압력 차이가 달라지게 된다. 따라서, 상기 차압 센서(100)에서 측정된 압력 차이를 가지고 상기 증발기(20)에 제상이 필요한 만큼 착상되었는지를 정확하게 판단할 수 없다. 따라서, 일 실시예에서는 상기 팬(40)의 입력 전압을 일정하게 해서, 상기 차압 센서(100)에서는 다른 조건의 변화 없이 상기 증발기(20)에 착상량에 따른 압력 차이만을 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(96)는 측정된 압력 차이 즉, 차압을 설정 압력(P1)과 비교한다(S50). 차압이 설정 압력(P1)보다 크면, 상기 증발기(20)에 많은 얼음이 착상되어서 제상이 필요한 것으로 판단할 수 있다. 상기 증발기(20)에 얼음이 많이 맺히면, 상기 증발기(20)에서 충분한 열교환이 어려워서 상기 저장실(6, 8)로 충분한 냉기가 공급되기 어렵다. 설정 압력(P1)은 대략 20Pa 정도로 설정될 수 있으나, 냉장고의 용량, 크기 등을 고려해서 변화될 수 있다.
상기 제어부(96)는 상기 히터(50)를 구동해서 상기 증발기(20)에 열을 공급하면서 제상을 수행한다(S60). 상기 증발기(20)는 상기 히터(50)와 상기 케이스(35)의 내부에 구획된 동일한 공간에 배치되기 때문에, 상기 히터(50)가 구동되면 상기 케이스(35) 내부의 온도가 증가되면서 상기 증발기(20)의 온도도 상승될 수 있다.
그러면 상기 증발기(20)에 엉겨붙어 있던 얼음은 일부가 녹아 물로 변하고, 일부는 녹으면서 상기 증발기(20)에 붙어 있지 못하고 상기 증발기(20)로부터 떨어질 수 있다. 따라서 상기 증발기(20)와 공기가 직접 열접촉할 수 있는 면적이 증가되어서, 상기 증발기(20)의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
제상이 수행되는 동안, 즉 상기 히터(50)가 구동되는 동안에 상기 증발기 온도 센서(92)는 상기 증발기(20)의 온도를 측정한다. 상기 증발기(20)의 온도가 설정 온도(T1) 보다 커지면, 상기 증발기(20)가 충분히 제상된 것으로 판단한다(S70).
즉, 상기 제어부(96)는 상기 히터(50)의 구동을 중지할 수 있다. 상기 증발기(20)가 설정 온도(T1)보다 커진다는 것은, 상기 증발기(20)에 착상된 모든 얼음이 제거된다기 보다는, 상기 증발기(20)가 상기 저장실(6, 8)에 냉기를 공급할 수 있는 조건으로 변화될 수 있는 상태를 의미할 수 있다.
만약 상기 증발기(20)의 온도가 설정 온도(T1) 만큼 상승되지 않으면, 상기 증발기(20)가 충분히 제상되지 않은 것으로 판단해서, 상기 히터(50)가 계속 구동되어 열을 공급하는 것이 가능하다.
일 실시예에서는 상기 증발기(20)의 제상 시점을 상기 차압 센서(100)에서 측정된 차압에 의해서 결정한다. 상기 차압 센서(100)에서 측정된 차압값의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 상기 케이스(35) 내부의 공기 유동이 안정된 상태를 이룰 수 있는 조건을 부가하기도 한다.
불필요하게 상기 증발기(20)에 대한 제상을 자주 하면, 상기 히터(50)가 자주 구동되어서 상기 히터(50)에서 소모되는 전력이 증가해 냉장고 전체적으로 에너지 효율이 낮아진다.
또한 상기 히터(50)에서 공급된 열기가 상기 유입구 또는 상기 배출구를 통해서 상기 저장실(6, 8)로 유입되면 상기 저장실에 저장된 식품이 변질될 수도 있다. 또한 상기 히터(50)에 의해서 공급된 열기에 의해서 가열된 공기를 냉각하기 위해서 상기 증발기(20)에서는 더 많은 냉기를 공급해야 할 수 있다.
따라서 일 실시예에서는 제상 시점을 신뢰성있게 판단해서 불필요하게 소비되는 전력을 줄일 수 있고, 전체적으로 에너지 효율이 향상된 냉장고 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명은 에너지 효율이 향상된 냉장고 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

Claims (20)

  1. 저장실이 마련된 캐비닛;
    상기 저장실을 개폐하는 도어;
    상기 저장실로 공기가 배출되는 배출구가 형성된 케이스;
    상기 케이스 내부에 구비되어, 공기와 열교환되어 냉기를 공급하는 증발기;
    상기 배출구에 설치되고, 상기 증발기에 열교환된 공기를 상기 저장실로 배출하는 공기 유동을 발생시키는 팬; 및
    상기 팬으로 공기가 흡입되는 부분에 일단이 위치하는 제1관과, 상기 팬으로부터 공기가 토출되는 부분에 일단이 위치하는 제2관을 구비하는 차압 센서;를 포함하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1관은 상기 팬으로 흡입되는 공기 유동의 압력을 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2관은 상기 팬에서 배출되는 공기 유동의 압력을 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차압 센서는 상기 제1관과 상기 제2관에서 측정된 압력의 차이를 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1관은 일단에 형성된 제1관통공을 구비하고,
    상기 제1관통공은 상기 팬에 의한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2관은 일단에 형성된 제2관통공을 구비하고,
    상기 제2관통공은 상기 팬에 의한 공기 유동에 대해서 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1관의 일단과 상기 제2관의 일단의 사이에는 상기 팬이 배치된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1관은 상대적으로 압력이 낮은 저압부에 노출되고, 상기 제2관은 상대적으로 압력이 높은 고압부에 노출되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차압 센서에서 감지된 정보에 따라 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 제어부를 더 포함하는 냉장고.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 케이스 내부에 마련된 히터를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 히터를 구동해서 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 도어가 상기 저장실을 개폐하는지 감지하는 도어 스위치를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 도어 스위치에서 상기 도어가 상기 저장실을 닫았다고 감지하면 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제11항에 있어서,
    경과 시간을 측정하는 타이머를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 타이머에 의해서 정해진 시간이 경과하면 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 팬이 구동되면,
    상기 제어부는 상기 차압 센서에 의해서 압력 차이를 감지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 증발기에서 열교환된 공기를 저장실로 배출하는 팬으로 공기가 유입되는 부분과, 상기 팬으로부터 공기가 배출되는 부분의 압력 차이를 측정하는 하나의 차압 센서에 의해서 압력 차이가 감지되는 단계;
    압력 차이가 설정 압력보다 크면 상기 증발기에 대한 제상을 수행하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 압력 차이가 감지되는 단계 이전에,
    상기 팬이 구동되는지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압력 차이가 감지되는 단계 이전에,
    저장실을 개폐하는 도어가 저장실을 닫았다고 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 도어가 닫힌 지 소정 시간이 경과했는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제상을 수행하는 단계에서는,
    상기 증발기를 가열하는 히터가 구동되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제상을 수행하는 단계에서는,
    상기 증발기의 온도가 설정 온도에 도달하면 상기 히터의 구동을 종료해서 제상을 종료하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 압력 차이가 감지되는 단계에서는,
    상기 팬이 일정한 회전속도로 회전되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
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