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KR100191536B1 - 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법 - Google Patents

냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법 Download PDF

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KR100191536B1
KR100191536B1 KR1019960072520A KR19960072520A KR100191536B1 KR 100191536 B1 KR100191536 B1 KR 100191536B1 KR 1019960072520 A KR1019960072520 A KR 1019960072520A KR 19960072520 A KR19960072520 A KR 19960072520A KR 100191536 B1 KR100191536 B1 KR 100191536B1
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KR
South Korea
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compressor
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refrigerator
freezer compartment
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KR1019960072520A
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Inventor
유한주
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 냉장실 및 냉동실(22)로 구성된 저장실과, 냉매를 압축하는 압축기(56)와, 상기 저장실(22,24)에 각각 설치되어 고내공기를 냉기로 열교환시키는 증발기(26,40)와, 상기 증발기(26,40)에 의해 열교환된 냉기를 상기 저장실(22,24)에 공급하는 팬(30,44)을 구비하는 냉장고에 있어서, 상기 압축기(56)의 구동시에 변화하는 상기 팬(30,44)의 운전상태에 따라 압축기(56)의 입력전압을 제어하는 제어수단(130)과, 상기 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)를 위상제어하여 상기 압축기(56)의 입력전압을 가변시키는 압축기구동수단(150)으로 이루어져, 압축기(56)의 온상태에서 냉장실팬(44)이 오프되는 지점에서 위상제어를 통해 압축기(56)에 입력되는 전압을 제어하여 최적효율로 압축기(56)를 구동시킬 수 있다.

Description

냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법
본 발명은 냉동실 및 냉장실에 각각 증발기와 팬을 구비하는 냉장고에 관한 것으로, 특히 부하변동시 유도전동기(이하, 압축기라 한다)의 입력전압을 가변하는 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉동실과 냉장실에 각각 증발기와 팬을 설치하여 냉동실과 냉장실을 효율적으로 제어하는 냉장고는 제1도에 도시한 바와같이, 본체(20)내에는 중간벽부재(21)에 의해 상하부로 분리되어 식품을 저장하는 냉동실 및 냉장실(22,24)이 형성되어 있고, 상기 본체(20)의 전면에는 상기 냉동실 및 냉장실(22,24)을 개폐시키는 도어(22a,24a)가 각각 장착되어 있다.
여기에서 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)은 저장실을 구성하는 것이다.
상기 냉동실(22)의 후면에는 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 차가운 공기 즉, 냉기로 열교환시키는 냉동실용 증발기(26)가 장착되어 있고, 상기 냉동실용 증발기(26)의 상측에는 상기 냉동실용 증발기(26)에 의해 열교환된 냉기를 상기 냉동실(22)에 순환시키도록 냉동실팬모터(28)의 구동에 따라 회전하는 냉동실팬(30)이 장착되어 있다.
그리고, 상기 냉동실용 증발기(26)의 좌측에는 상기 냉동실용증발기(26)에 의해 열교환된 냉기가 상기 냉동실팬(30)의 회전력에 의해 상기 냉동실(22)내로 순환되도록 냉기의 흐름을 가이드하는 제1덕트부재(32)가 장착되어 있고, 상기 냉동실(22)의 후벽부에는 상기 냉동실용증발기(26)에 의해 열교환되어 상기 제1덕트부재(32)를 따라 가이드된 냉기를 상기 냉동실(22)내로 토출하도록 냉기토출구(32a)가 형성되어 있다.
상기 냉동실용증발기(26)의 하측에는 상기 냉동실팬(30)에 의해 송풍되는 공기를 상기 냉동실용증발기(26)에서 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각시킬때에 외부로 배출되는 냉기에 의해 상기 냉동실용증발기(26)에 착상되는 이슬(성에)을 제거하는 제상운전을 수행하도록 상기 냉동실용 증발기(26)의 하측에는 열을 발생시키는 냉동실히터(33)가 장착되어 있다.
상기 냉동실용증발기(26)의 하측에는 상기 냉동실팬(30)의 구동에 따라 송풍되는 공기를 상기 냉동실용 증발기(26)에서 열교환하여 냉각시킬때에 생성되는 공기중의 수분 즉, 제상수를 한 곳으로 모아 드레인호스(52)를 통해 상기 본체(20)의 하단에 설치된 증발접시(54)로 배수하는 증발수받이(34)가 장착되어 있고, 상기 냉동실(22)의 후면상부인 상기 냉동실팬(30)의 좌측에는 상기 냉동실(22)의 고내온도(Tf)를 감지하는 서미스터(36)가 장착되어 있다.
또한, 상기 냉장실(24)의 후면에는 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 차가운 공기 즉, 냉기로 열교환시키는 냉장실용증발기(40)가 장착되어 있고, 상기 냉장실용증발기(40)의 상측에는 상기 냉장실용증발기(40)에 의해 열교환된 냉기를 상기 냉장실(24)에 순환시키도록 냉장실팬모터(42)의 구동에 따라 회전하는 냉장실팬(44)이 장착되어 있다.
상기 냉장실용증발기(40)의 좌측에는 상기 냉장실용증발기(40)에 의해 열교환된 냉기가 상기 냉장실팬(44)의 회전력에 의해 상기 냉장실(24)내로 순환되도록 냉기의 흐름을 가이드하는 제2덕트부재(46)가 장착되어 있고, 상기 냉장실(24)의 후벽부에는 상기 냉장실용증발기(40)에 의해 열교환되어 상기 제2덕트부재(46)를 따라 가이드된 냉기를 상기 냉장실(24)내로 토출하도록 냉기토출구(46a)가 형성되어 있다.
상기 냉장실용증발기(40)의 하측에는 상기 냉장실팬(44)에 의해 송풍되는 공기를 상기 냉장실용증발기(40)에서 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각시킬때에 외부로 배출되는 냉기에 의해 상기 냉장실용증발기(40)에 착상되는 이슬(성에)을 제거하는 제상운전을 수행하도록 상기 냉장실용증발기(40)의 하측에는 열을 발생시키는 냉장실히터(47)가 장착되어 있다.
또, 상기 냉장실용증발기(40)의 하측에는 상기 냉장실팬(44)의 구동에 따라 송풍되는 공기를 상기 냉장실용증발기(40)에서 열교환하여 냉각시킬때에 생성되는 공기중의 수분 즉, 제상수를 한 곳으로 모아 드레인호스(52)를 통해 상기 본체(20)의 하단에 설치된 증발접시(54)로 배수하는 증발수받이(48)가 장착되어 있고, 상기 냉장실(24)의 후면 대체로 하부인 상기 냉장실용증발기(40)의 좌측에는 상기 냉장실(24)의 고내온도(Tr)를 감지하는 서미스터(50)가 장착되어 있다.
상기 본체(20)의 하단에는 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(56)가 장착되어 있고, 상기 본체(20)의 후측면에는 상기 압축기(56)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환하여 저온고압의 액상냉매로 강제냉각시켜 액화하는 주응축기(58)가 장착되어 있다.
또한 도면에 있어서, 상기 증발접시(54)의 하단에는 상기 증발접시(54)에 모여진 제상수를 증발시키는 보조응축기(60)가 장착되어 있고, 상기 냉동실(22) 및 냉장실(24)내에는 내부공간을 칸칸으로 구획하여 저장식품을 지지하는 다수개의 선반부재(62)가 장착되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 냉장고에 있어서, 사용자가 도시되지 않은 키이스위치를 조작하여 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도를 설정한 다음 파워온시키면, 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 소정위치에 장착되어 있는 서미스터(36,50) 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도를 감지하여 그 감지된 고내온도가 설정온도 이상인가를 판별한다.
상기 판별결과, 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도가 설정온도이상이면, 압축기(56)의 구동릴레이를 온시켜 압축기(56)에 220V의 교류전압을 인가하므로 상기 압축기(56)가 구동되는데, 이때 냉동실(22)의 고내온도가 설정온도이상이면 냉동실팬(30)만을 온시키고, 냉장실(24)의 고내온도가 설정온도이상이면 냉장실팬(44)만을 온시키며, 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도가 모두 설정온도이상이면 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)을 동시에 온시켜 냉동실(22)과 냉장실(24)을 효율적으로 냉각시킨다.
상기와 같이, 압축기(56)와 냉동실팬(30) 및 냉장실팬(42)이 구동되면, 상기 압축기(56)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 보조응축기(60)를 통과하면서 증발접시(54)에 모여진 제상수를 증발시키고, 상기 보조응축기(60)를 통과한 냉매는 주응축기(58)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.
상기 주응축기(58)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 괭창시키는 모세관(57)을 통과하면서 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 갑압되어 냉동실용증발기(26) 및 냉장실용증발기(40)에 유입된다.
따라서, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서는 모세관(57)에서 감압된 저온저압의 무상냉매가 여러개의 파이프를 통과하면서 증발하여 기화할때 고내공기를 찬 공기(냉기)로 열교환시키고, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 상기 압축기(56)로 흡입되면서 제2도에 도시된 바와같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
이에 따라, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에 의해 열교환된 냉기는 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)의 회전력에 의해 제1 및 제2덕트부재(32,46)를 따라 안내되어 냉기토출구(32a,46a)를 통해 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)내로 토출됨으로써 냉동실(22)과 냉장실(24)을 냉각시킨다.
이때, 상기 냉기토출구(32a,46a)를 통해 토출되는 냉기에 의해 소정시간이 경과하면, 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도가 점차 떨어지기 시작하여, 설정온도에 도달하면, 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 온도조건에 따라 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)을 오프시키면서 압축기(56) 구동릴레이를 오프시켜 압축기(56)에 입력되는 220V의 교류전압을 차단하여 상기 압축기(56)를 오프시킨다.
그런데, 이와같은 방식에 있어서는, 압축기(56)에 인가되는 부하가 고내온도, 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)의 제어조건에 따라 변동하여 항상 일정하지 않음에도 불구하고, 고내온도가 상승하면 릴레이를 온시켜 압축기(56)를 구동시키고, 고내온도가 하강하면 릴레이를 오프시켜 상기 압축기(56)를 정지시키므로 부하변동시에는 압축기(56)의 효율이 저하된다는 문제점이 있었다.
즉, 압축기(56)의 구동시 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)이 모두 온되었을때의 압축기(56) 입력전류와, 냉동실팬(30)이 온되고 냉장실팬(44)이 오프되었을때의 압축기(56) 입력전류는 제3도에 도시한 바와같이, 변동하였음을 알 수 있다.
제3도는 압축기의 온/오프 1싸이클에 대한 압축기에 입력되는 전류를 도시한 것으로, 제3도의 A부에서는 압축기(56)가 초기구동시 돌입전류가 발생한 후 점차 안정되는 것을 볼 수 있는데, 이때가 압축기(56), 냉동실팬(30), 냉장실팬(44)이 온되어 있는 상태이다.
이후, 냉장실(24)의 온도가 먼저 설정온도에 도달하여 냉장실팬(44)은 오프되고 압축기(56)와 냉동실팬(30)이 온상태인 제3도의 B부에서는 압축기(56)가 온되어 있는 상태에서 냉장실팬(44)이 오프되는 지점에서 압축기(56)의 소비전류가 줄어들고 있음을 알 수 있는데, 이는 냉장실팬(44)이 오프되므로 냉장실용증발기(40)를 통과하는 냉매가 그대로 냉동실용증발기(26)에 전달되어 압축기(56)의 부하가 줄었기 때문이다.
이때가 압축기(56)부하가 변경된 지점으로 압축기(56)의 최대효율점이 변동되었음을 나타내는 것이나, 종래의 압축기제어는 부하변동에 관계없이 온/오프만 제어하므로 소비전력을 절감하지 못한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로, 압축기의 온상태에서 냉장실팬이 오프되는 지점에서 위상제어를 통해 압축기에 입력되는 전압을 제어하여 최적효율로 압축기를 구동시키므로 소비전력을 절감할 수 있는 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 냉장고의 압축기제어장치는 냉장실 및 냉동실로 구성된 저장실과, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 상기 저장실에 각각 설치되어 상기 저장실내의 공기를 냉기로 열교환시키는 증발기와, 상기 증발기에 의해 열교환된 냉기를 상기 저장실에 공급하도록 상기 증발기에 근접하여 각각 배치된 팬을 구비하는 냉장고에 있어서, 상기 압축기의 구동시에 변화하는 상기 팬의 운전상태에 따라 상기 압축기에 입력되는 전압을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 압축기를 위상제어하여 상기 압축기에 입력되는 전압을 가변시키는 압축기구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 냉장고의 압축기제어방법은 냉동실 및 냉장실로 구성된 저장실에 각각 설치된 팬의 구동에 따라 상기 저장실에 냉기를 공급하여 고내온도를 설정온도로 제어하는 냉장고의 제어방법에 있어서, 상기 저장실의 고내온도와 설정온도를 기준으로 압축기의 구동조건을 판별하는 압축기운전 판별스텝과, 상기 압축기의 구동조건이면 상기 냉동실 및 냉장실의 고내온도를 설정온도와 각각 비교하여 팬운전 판별스텝과, 상기 압축기의 구동시에 상기 냉동실팬 및 냉장실팬의 운전상태에 따라 압축기를 위상제어하여 상기 압축기의 냉동실팬 및 냉장실팬의 구동조건을 판별하는 입력전압을 제어하는 전압제어스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 일반적인 냉장고의 종단면도.
제2도는 일반적인 냉장고의 냉동싸이클도.
제3도는 압축기의 온/오프싸이클에 대한 입력전류를 도시한 그래프.
제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 냉장고의 압축기제어장치의 제어블록도.
제5a도 및 제5b도는 본 발명에 의한 냉장고의 압축기제어 동작순서를 도시한 플로우차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
26 : 냉동실용증발기 28 : 냉동실팬모터
30 : 냉동실팬 33 : 냉동실히터
40 : 냉장실용증발기 42 : 냉장실팬모터
44 : 냉장실팬 47 : 냉장실히터
56 : 압축기 58 : 주응축기
100 : 직류전원수단 110 : 온도조절수단
112 : 냉동실온도조절부 114 : 냉장실온도조절부
120 : 온도감지수단 122 : 냉동실온도감지부
124 : 냉장실온도감지부 130 : 제어수단
140 : 히터구동수단 142 : 제1히터구동부
144 : 제2히터구동부 150 : 압축기구동수단
160 : 팬모터구동수단 162 : 제1팬모터구동부
164 : 제2팬모터구동부
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 냉장고는 제1도 내지 제3도에 도시한 종래의 구성과 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.
제4도에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 입력되는 상용교류전원의 전원전압을 상기 냉장고의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로에 공급한다.
온도조절수단(110)은 사용자가 원하는 냉장고의 고내온도(Tfs,Trs)를 설정하는 키이스위치로써, 이 온도조절수단(110)은 상기 냉동실(22)의 고내온도(Tfs)를 설정함과 동시에 급속냉동운전을 선택하는 냉동실온도조절부(112)와, 상기 냉장실(24)의 고내온도(Trs)를 설정함과 동시에 급속냉장운전을 선택하는 냉장실온도조절부(114)로 구성되어 있다.
그리고, 온도감지수단(120)은 상기 온도조절수단(110)에 의해 사용자가 설정한 온도로 고내온도를 제어하여 상기 냉장고의 냉각운전을 수행하도록 상기 냉장고의 고내온도(Tf,Tr)를 감지하는 것으로써, 이 온도감지수단(120)은 상기 냉동실(22)의 고내온도(Tf)를 감지하도록 서미스터(36)등으로 이루어진 냉동실온도감지부(122)와, 상기 냉장실(24)의 고내온도(Tr)를 감지하도록 서미스터(50)등으로 이루어진 냉장실온도감지부(124)로 구성되어 있다.
제어수단(130)은 상기 전원수단(100)으로부터 공급되는 직류전압을 인가받아 상기 냉장고를 초기화시킴은 물론, 상기 온도조절수단(110)에 의해 설정된 상기 냉동실 및 냉장실(22,24)의 온도(Tfs,Trs)에 따라 상기 냉장고의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(130)은 상기 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)의 운전조건에 따라 상기 압축기(56)에 입력되는 전압을 가변하여 부하변동에 따른 압축기(56)의 최적운전을 제어한다.
또한, 히터구동수단(140)은 상기 압축기(56), 냉동실팬(30) 및 냉장실팬(44)의 구동시간에 따라 상기 제어수단(130)에서 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)의 제상조건이라고 판단되면, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에 착상된 성에를 제거하도록 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 히터(33,47)를 구동제어하는 것으로써, 이 히터구동수단(140)은 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉동실용증발기(26)에 착상된 성에를 제거하도록 상기 냉동실용증발기(26)의 하측에 설치된 냉동실히터(33)를 구동제어하는 제1히터구동부(142)와, 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉장실용증발기(40)에 착상된 성에를 제거하도록 상기 냉장실용증발기(40)의 하측에 설치된 냉장실히터(47)를 구동제어하는 제2히터구동부(144)로 구성되어 있다.
압축기구동수단(150)은 상기 온도조절수단(110)에 의해 사용자가 설정한 온도(Tfs,Trs)와 상기 온도감지수단(120)에 의해 감지된 고내온도(Tf,Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉장고의 냉각운전을 수행하도록 압축기(56)를 구동제어하는 것으로써, 이 압축기구동수단(150)은 압축기(56)의 구동시에 변화하는 상기 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)의 운전조건에 따라 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 압축기(56)에 입력되는 전압을 가변시키도록 TRIAC 또는 SSR등을 간단하게 구현하여 압축기(56)를 위상제어한다.
또, 팬모터구동수단(160)은 상기 온도감지수단(120)에 의해 감지된 상기 냉동실 및 냉장실(22,24)의 고내온도(Tf,Tr)를 사용자가 설정한 온도로 일정하게 유지하도록 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에 의해 열교환된 냉기를 순환시키는 팬모터(28,42)를 구동제어하는 것으로써, 이 팬모터구동수단(160)은 상기 냉동실온도감지부(122)에 의해 감지된 상기 냉동실(22)의 고내온도(Tf)를 사용자가 설정한 온도(Tfs)로 일정하게 유지하도록 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉동실용증발기(26)에 의해 열교환된 냉기를 순환시키는 냉동실팬모터(28)를 구동제어하는 제1팬모터구동부(162)와, 상기 냉장실온도감지부(124)에 의해 감지된 상기 냉장실(24)의 고내온도(Tr)를 사용자가 설정한 온도(Trs)로 일정하게 유지하도록 상기 제어수단(130)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 냉장실용증발기(40)에 의해 열교환된 냉기를 순환시키는 냉장실팬모터(42)를 구동제어하는 제2팬모터구동부(164)로 구성되어 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법의 작용효과를 설명한다.
제5a도 및 제5b도는 본 발명에 의한 냉장고의 압축기제어 동작순서를 도시한 플로우차트로써, 제5a도 및 제5b도에서 S는 스텝(Step)을 표시한다.
먼저, 냉장고에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 입력되는 상용교류전원의 전원전압을 상기 냉장고의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(130)에 출력한다.
따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(130)에서 입력받아 상기 냉장고를 냉각제어기능에 맞게 초기화시키고, 스텝S2에서는 냉동실(22)과 냉장실(24)의 소정위치에 각각 장착된 냉동실온도조절부(112)와 냉장실온도조절부(114)에 의해 사용자가 원하는 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도(Tfs,Trs)를 설정한다.
이어서, 스텝S3에서는 상기 스텝S2에서 설정된 온도(Tfs,Trs)로 냉동실(22)과 냉장실(24)을 냉각시키기 위해 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 변화하는 고내온도(Tf,Tr)를 냉동실온도감지부(122) 또는 냉장실온도감지부(124)에서 감지하여 압축기(56)의 온조건인가를 판별한다.
상기 압축기(56)의 온조건이라함은, 냉동실온도감지부(122)와 냉장실온도감지부(124)에 의해 감지된 고내온도(Tf,Tr)가 사용자가 설정한 온도(Tfs,Trs)보다 높은 경우, 냉동실(22)과 냉장실(24)을 냉각시키도록 압축기(56)를 구동하기위한 운전조건이다.
상기 스텝S3에서의 판별결과, 압축기(56)의 온조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)가 설정온도(Tfs,Trs)보다 낮은 상태이므로 상기 스텝S3으로 복귀하여 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)가 설정온도(Tfs,Trs)보다 높아질때까지 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)를 계속해서 감지하면서 스텝S3이하의 동작을 반복수행한다.
한편, 상기 스텝S3에서의 판별결과, 압축기(56)의 온조건인 경우(YES일 경우)에는 상기 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)가 설정온도(Tfs,Trs)보다 높은 상태이므로 스텝S4로 나아가서 상기 제어수단(130)은 압축기(56)를 구동하기 위한 제어신호를 압축기구동수단(150)에 출력한다.
따라서, 상기 압축기구동수단(150)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)의 입력전압을 220V/AC로 위상제어하면서 압축기(56)를 구동시킨다.
이어서, 스텝S5에서는 압축기(56)의 구동시에 냉동실(22)의 변화하는 고내온도(Tf)를 냉동실온도감지부(122)에서 감지하여 냉동실팬(30)이 온조건인가를 판별한다.
상기 냉동실팬(30)의 온조건이라함은, 냉동실온도감지부(122)에 의해 감지된 고내온도(Tf)가 사용자가 설정한 온도(Tfs)보다 높은 경우, 냉동실(22)을 냉각시키도록 냉동실팬(30)을 구동하기 위한 운전조건이다.
상기 스텝S5에서의 판별결과, 냉동실팬(30)이 온조건인 경우(YES일 경우)에는 상기 냉동실(22)의 고내온도(Tf)가 설정온도(Tfs)보다 높은 상태이므로 스텝S6으로 나아가서 제어수단(130)에서는 냉동실(22)을 냉각시키도록 제1팬모터구동부(162)에 제어신호를 출력한다.
따라서, 상기 제1팬모터구동부(162)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 도시되지 않은 릴레이등을 온시켜 냉동실팬모터(28)를 구동시킴으로써 상기 냉동실팬모터(28)의 축에 연결된 냉동실팬(30)이 이에 연동되어 회전하기 시작한다.
이어서, 스텝S7에서는 압축기(56)의 구동시에 냉장실(24)의 변화하는 고내온도(Tr)를 냉장실온도감지부(124)에서 감지하여 냉장실팬(44)이 온조건인가를 판별한다.
상기 냉장실팬(44)의 온조건이라함은, 냉장실온도감지부(124)에 의해 감지된 고내온도(Tr)가 사용자가 설정한 온도(Trs)보다 높은 경우, 냉장실(24)을 냉각시키도록 냉장실팬(44)을 구동하기 위한 운전조건이다.
상기 스텝S7에서의 판별결과, 냉장실팬(44)이 온조건인 경우(YES일 경우)에는 상기 냉장실(24)의 고내온도(Tr)가 설정온도(Trs)보다 높은 상태이므로 스텝S8로 나아가서 제어수단(130)에서는 냉장실(24)을 냉각시키도록 제2팬모터구동부(164)에 제어신호를 출력한다.
따라서, 상기 제2팬모터구동부(164)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 도시되지 않은 릴레이등을 온시켜 냉장실팬모터(42)를 구동시킴으로써 상기 냉장실팬모터(42)의 축에 연결된 냉장실팬(44)이 이에 연동되어 회전하기 시작한다.
상기 압축기(56)의 구동시에 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)이 모두 온조건이면, 스텝S9에서 압축기구동수단(150)은 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)의 입력전압을 220V/AC로 계속해서 위상제어한다.
상기와 같이, 압축기(56)와 냉동실팬(30), 냉장실팬(44)이 구동되면, 압축기(56)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 보조응축기(60)를 통과하면서 증발접시(54)에 모여진 제상수를 증발시키고, 상기 보조응축기(60)를 통과한 냉매는 주응축기(58)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.
상기 주응축기(58)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 모세관(57)을 통과하면서 증발하기쉬운 저온저압의 무상냉매로 갑압되어 냉동실용증발기(26) 및 냉장실용증발기(40)에 유입된다.
따라서, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서는 모세관(57)에서 감압된 저온저압의 무상냉매가 여러개의 파이프를 통과하면서 증발하여 기화할때 고내공기를 찬 공기(냉기)로 열교환시키고, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 상기 압축기(56)로 흡입되면서 제2도에 도시된 바와같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
이에 따라, 상기 냉동실용증발기(26)와 냉장실용증발기(40)에 의해 열교환된 냉기는 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)의 회전력에 의해 제1 및 제2덕트부재(32,46)를 따라 안내되어 냉기토출구(32a,46a)를 통해 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)내로 토출됨으로써 냉동실(22)과 냉장실(24)을 냉각시킨다.
이때, 상기 압축기(56)와 냉동실팬(30) 및 냉장실팬(44)의 구동에 의한 냉동실(22)과 냉장실(24)의 냉각운전시에 변화하는 상기 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)를 냉동실온도감지부(122)와 냉장실온도감지부(124)에서 감지하여 상기 제어수단(130)에 출력한다.
따라서, 스텝S10에서는 상기 냉동실온도감지부(122)와 냉장실온도감지부(124)에 의해 감지된 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)를 사용자가 설정한 온도(Tfs,Trs)와 비교하여 압축기(56)의 오프조건인가를 판별한다.
상기 압축기(56)의 오프조건이라함은, 냉동실온도감지부(122)와 냉장실온도감지부(124)에 의해 감지된 고내온도(Tf,Tr)가 사용자가 설정한 온도(Tfs,Trs)보다 낮은 경우, 냉동실(22)과 냉장실(24)의 냉각운전을 중지하도록 압축기(56)를 정지시키기위한 운전조건이다.
상기 스텝S10에서의 판별결과, 압축기(56)의 오프조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 냉동실(22) 또는 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)가 설정온도(Tfs,Trs)보다 높은 상태이므로 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)을 계속해서 냉각시키도록 상기 스텝S5로 복귀하여 스텝S5이하의 동작을 반복수행한다.
한편, 상기 스텝S10에서의 판별결과, 압축기(56)의 오프조건인 경우(YES일 경우)에는 상기 냉동실(22)과 냉장실(24)의 고내온도(Tf,Tr)가 설정온도(Tfs,Trs)보다 낮은 상태이므로 스텝S11에서 제어수단(130)은 냉동실(22)과 냉장실(24)의 냉각운전을 정지하기위한 제어신호를 제1 및 제2팬모터구동부(164)에 출력한다.
따라서, 상기 제1 및 제2팬모터구동부(162,164)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 냉동실팬모터(28)와 냉장실팬모터(42)의 구동을 정지시킴으로써 상기 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)이 이에 연동되어 정지하면서 냉동실(22)과 냉장실(24)의 냉각운전이 중지된다.
상기 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)이 모두 정지되면, 스텝S12에서 제어수단(130)은 압축기(56)를 정지하기위한 제어신호를 압축기구동수단(150)에 출력한다.
이에 따라, 상기 압축기구동수단(150)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)에 인가되는 입력전압을 차단하여 압축기(56)의 구동을 정지하면서 동작을 종료한다.
이때, 압축기(56)의 정지후에는 초기위상 제어조건을 220V/AC로 다시 세팅하는데, 이는 압축기(56)의 초기기동시 위상제어에 의해 너무 낮은 전압이 압축기(56)에 인가되어 상기 압축기(56)가 구동되지 않는 현상을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 스텝S5에서의 판별결과, 냉동실팬(30)이 온조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S51로 나아가서 냉장실팬(44)이 온조건인가를 판별하여, 냉장실팬(44)이 온조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S10으로 나아가서 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.
상기 스텝S51에서의 판별결과, 냉장실팬(44)이 온조건인 경우(YES일 경우)에는 냉장실(24)의 고내온도(Tr)가 설정온도(Trs)보다 높은 상태이므로 스텝S52로 나아가서 제어수단(130)에서는 냉동실(22)은 오프시키고 냉장실(24)을 냉각시키도록 제1 및 제2팬모터구동부(162,164)에 제어신호를 출력한다.
따라서, 상기 제1팬모터구동부(162)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 냉동실팬모터(28)의 구동을 정지시킴으로써 냉동실팬(30)이 정지하면서 냉동실(22)의 냉각운전은 중지되지만, 제2팬모터구동부(164)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 도시되지 않은 릴레이등을 온시켜 냉장실팬모터(42)를 구동시킴으로써 냉장실팬(44)이 회전하기 시작한다.
상기 압축기(56)의 구동시에 냉동실팬(30)은 오프이고 냉장실팬(44)이 온조건이면, 스텝S53에서 압축기구동수단(150)은 압축기(56)의 부하가 변동하는 지점에서 상기 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)의 입력전압을 170V/AC로 위상제어하면서 압축기(56)를 구동시킨다.
상기와 같이, 압축기(56)와 냉장실팬(44)이 구동되면, 압축기(56)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 보조응축기(60)를 통과하면서 증발접시(54)에 모여진 제상수를 증발시키고, 상기 보조응축기(60)를 통과한 냉매는 주응축기(58)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.
상기 주응축기(58)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 모세관(57)을 통과하면서 증발하기쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압되어 냉동실용증발기(26) 및 냉장실용증발기(40)에 유입된다.
따라서, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서는 모세관(57)에서 감압된 저온저압의 무상냉매가 여러개의 파이프를 통과하면서 증발하여 기화할때 고내공기를 찬 공기(냉기)로 열교환시키고, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 상기 압축기(56)로 흡입되면서 제2도에 도시된 바와같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
이때에는, 냉동실팬(30)은 회전하지 않고 냉장실팬(44)만이 회전되므로 상기 냉동실용증발기(26)에서는 열교환이 이루어지지 않게 되고, 상기 냉장실용증발기(40)에서만 열교환이 이루어진다.
이에 따라, 상기 냉장실용 증발기(40)에 의해 열교환된 냉기는 냉장실팬(44)의 회전력에 의해 제2덕트부재(46)를 따라 안내되어 냉기토출구(46a)를 통해 냉장실(24)내로 토출됨으로써 냉장실(24)을 냉각시키면서 상기 스텝S10으로 나아가서 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.
한편, 상기 스텝57에서의 판별결과, 냉장실팬(44)이 온조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 냉장실(24)의 고내온도(Tr)가 설정온도(Trs)보다 낮은 상태이므로 스텝S71로 나아가서 제어수단(130)에서는 냉장실(24)의 냉각운전을 정지하기 위한 제어신호를 제2팬모터구동부(164)에 출력한다.
따라서, 상기 제2팬모터구동부(164)에서는 제어수단(130)의 제어에 따라 냉장실팬모터(42)의 구동을 정지시킴으로써 상기 냉장실팬(44)이 정지하면서 냉장실(24)의 냉각운전은 중지되지만, 냉동실팬(44)은 구동되는 상태이다.
상기 압축기(56)의 구동시에 냉장실팬(44)은 오프이고 냉동실팬(30)이 온조건이면, 스텝S72에서 압축기구동수단(150)은 압축기(56)의 부하가 변동하는 지점에서 상기 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)의 입력전압을 180V/AC로 위상제어하면서 압축기(56)를 구동시킨다.
상기와 같이, 압축기(56)와 냉동실팬(30)이 구동되면, 압축기(56)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 보조응축기(60)를 통과하면서 증발접시(54)에 모여진 제상수를 증발시키고, 상기 보조응축기(60)를 통과한 냉매는 주응축기(58)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.
상기 주응축기(58)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 모세관(57)을 통과하면서 증발하기쉬운 저온저압의 무상냉매로 갑압되어 냉동실용증발기(26) 및 냉장실용증발기(40)에 유입된다.
따라서, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서는 모세관(57)에서 감압된 저온저압의 무상냉매가 여러개의 파이프를 통과하면서 증발하여 기화할때 고내공기를 찬 공기(냉기)로 열교환시키고, 상기 냉동실용 및 냉장실용증발기(26,40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 상기 압축기(56)로 흡입되면서 제2도에 도시된 바와같이, 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.
이때에는, 냉장실팬(44)은 회전하지 않고 냉동실팬(30)만이 회전되므로 상기 냉장실용증발기(40)에서는 열교환이 이루어지지 않게 되고, 상기 냉동실용증발기(26)에서만 열교환이 이루어진다.
이에 따라, 상기 냉동실용 증발기(26)에 의해 열교환된 냉기는 냉동실팬(30)의 회전력에 의해 제1덕트부재(32)를 따라 안내되어 냉기토출구(32a)를 통해 상기 냉동실(22)내로 토출됨으로써 상기 냉동실(22)을 냉각시키면서 상기 스텝S10으로 나아가서 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.
상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 냉장고의 압축기제어장치 및 그 방법에 의하면, 압축기(56)의 온상태에서 냉장실팬(44)이 오프되는 지점에서 위상제어를 통해 압축기(56)에 입력되는 전압을 제어하여 최적효율로 압축기(56)를 구동시키므로 소비전력을 절감할 수 있다.

Claims (5)

  1. 냉동실(22) 및 냉장실(24)로 구성된 저장실과, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(56)와, 상기 저장실(22,24)에 각각 설치되어 상기 저장실(22,24)내의 공기를 냉기로 열교환시키는 증발기(26,40)와, 상기 증발기(26,40)에 의해 열교환된 냉기를 상기 저장실(22,24)에 공급하도록 상기 증발기(26,40)에 근접하여 각각 배치된 팬(30,44)을 구비하는 냉장고에 있어서, 상기 압축기(56)의 구동시에 변화하는 상기 팬(30,44)의 운전상태에 따라 상기 압축기(56)에 입력되는 전압을 제어하는 제어수단(130)과, 상기 제어수단(130)의 제어에 따라 압축기(56)를 위상제어하여 상기 압축기(56)에 입력되는 전압을 가변시키는 압축기구동수단(150)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축기구동수단(150)은 상기 압축기(56)의 구동시에 냉동실팬(30)과 냉장실팬(44)이 모두 온되면, 상기 압축기(56)의 입력전압을 초기위상 제어조건으로 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압축기구동수단(150)은 상기 압축기(56)의 구동시에 냉동실팬(30)이 온되고 냉장실팬(44)이 오프되면, 압축기를 위상제어하여 상기 압축기(56)의 입력전압을 가변시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 압축기구동수단(150)은 상기 압축기(56)의 구동시에 냉장실팬(44)이 온되고 냉동실팬(30)이 오프되면, 압축기(56)를 위상제어하여 상기 압축기(56)의 입력전압을 가변시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치.
  5. 냉동실(22) 및 냉장실(24)로 구성된 저장실에 각각 설치된 팬(30,44)의 구동에 따라 상기 저장실(22,24)에 냉기를 공급하여 고내온도를 설정온도로 제어하는 냉장고의 제어방법에 있어서, 상기 저장실(22,24)의 고내온도와 설정온도를 기준으로 압축기(56)의 구동조건을 판별하는 압축기운전판별스텝과, 상기 압축기(56)의 구동조건이면 상기 냉동실(22) 및 냉장실(24)의 고내온도를 설정온도와 각각 비교하여 냉동실팬(30) 및 냉장실팬(44)의 구동조건을 판별하는 팬운전판별스텝과, 상기 압축기(56)의 구동시에 상기 냉동실팬(30) 및 냉장실팬(44)의 운전상태에 따라 압축기(56)를 위상제어하여 상기 압축기(56)의 입력전압을 제어하는 전압제어스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어방법.
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