KR100254410B1 - 냉장고의 제상방법 및 제상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에서 최소한의 소비전력으로 가장 효율적인 제상과정을 수행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 제상방법은, 제상동작이 요구되는가를 판단하는 제1단계와, 제상시, 증발기를 직접 가열하여 얼음을 제거하는 제2단계와, 제2단계에서 소정시간 경과후, 증발기에서 분리되는 얼음이 떨어지는 부분의 가열을 시작하는 제3단계를 포함하여 구성된다. 그리고 본 발명에 의한 제상장치는, 증발기를 가열하여 그 표면에 형성된 성에를 제거하는 제1히터와, 상기 제1히터에 의하여 증발기에서 제거된 성에가 떨어지는 부분에 설치되는 제2히터, 그리고 제상 동작시, 상기 제1히터가 동작하고 소정 시간 경과후 제2히터를 동작시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.

Description

냉장고의 제상방법 및 제상장치

본 발명은 냉장고의 제상방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 최적의 제상작동을 달성함과 동시에 소비전력의 절감을 달성할 수 있도록 제상장치의 코드히터와 플레이트히터를 분리하여 제어하는 냉장고의 제상방법 및 그 회로구조에 관한 것이다.

냉장고에서 냉매에 의한 냉각작용에 대한 일반적인 원리는 다음과 같다.

냉장고에서 냉매는 압축기, 응축기 및 모세관을 거쳐 증발기에 도달하고 이 증발기에서 증발된다. 이때, 증발작용에 따른 기화열의 흡수에 의하여, 증발기 부근의 열이 흡수되고, 이러한 과정에 의하여 생성된 냉기가 냉동실 및 냉장실로 순환되어 냉장고내를 냉각한다.

증발기에서 열을 빼앗긴 차가운 냉기의 일부는 냉동실로 순환하고, 나머지는 냉장실을 순환하여 고내를 냉각시킨다. 한편, 냉동실 및 냉장실을 순환하는 동안에 더워진 냉기는 다시 증발기를 거침으로서 열을 빼앗기는, 열교환 동작을 반복하게 된다.

이때, 냉동실 및 냉장실을 순환한 냉기는 고내의 습기를 함유한 상태에서 증발기로 복귀하게 되고, 냉기에 함유된 습기는 매우 낮은 온도의 증발기를 거침에 따라, 증발기 표면에 서리의 형태로 달라붙게 된다.

이와같은 상태가 누적되면 증발기 표면에 서리가 다량 형성되어, 증발기부의 열교환 성능을 저하시키게 된다. 따라서, 일정시간마다 증발기부에 위치한 히터를 작동시킴으로써 서리를 제거하게 된다. 이러한 작용을 통칭 제상작용이라 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 제상작동을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 종래의 냉장고의 단면을 보인 단면도이며, 도 2는 종래기술에 의한 냉장고 제상시스템의 회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 종래 기술의 제상작동을 이하에서 설명한다. 먼저 종래의 제상히터에 대하여 간단하게 살펴본다. 제상을 위한 히터는, 증발기(12)에 부착되어 실질적으로 증발기표면의 성에를 제거하는 코드히터(3)와, 증발기에서 생성된 제상수가 안내되는 제상수 안내부(7)에 설치되어 증발기에서 떨어져 내린 얼음덩어리가 제상수 배출 경로를 막는 것을 방지하기 위한 플레이트히터(4)로 구성된다.

전체적인 제상장치에 대하여 살펴본다. 제상타이머(1)의 일 접점(a)에는 압축기(5)가 연결되어 있고, 다른 일 접점(b)에는 바이메탈 써모스탯(2)와 플레이트 히터(4)가 연결되어 있다. 코드히터(3)는 상기 바이메탈 써모스탯(2)를 통하여 전원을 공급받아 발열하는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이 증발기(12)에 부착되어 있다.

코드히터(3) 및 플레이트히터(4)의 다른 일단은 온도퓨즈(6)를 통하여 전원의 다른 일단에 연결된다. 이러한 온도 퓨즈(6)는 히터의 과열로 인한 위험을 방지하기 위한 안전장치이다.

이와 같이 구성되는 종래의 제상장치의 동작에 대하여 살펴본다. 제상동작은, 사용자의 선택에 의하여 임의로 수행될 수도 있고, 증발기(12)의 표면의 결빙량에 의하여 수행되도록 하는 것도 가능하고, 냉동싸이클의 구동시간이 소정시간 이상 경과하면 제상동작이 수행되도록 구성하는 것도 가능하다.

예를 들어 냉장고의 냉동싸이클이 소정 시간 동작한 후, 그 적산 시간이 제상이 필요한 시간에 도달하게 되면, 제상동작이 시작된다.

먼저 제상타이머(1)가 작동하면 접점(a)이 차단되어, 콤프레서(5)는 작동하지 않는다. 그 대신 접점(b)을 통하여 전원이 공급되어 코드히터(3)와 플레이트히터(4)가 동시에 동작하여 발열하게 된다.

상기 양 히터에 전원이 인가되면 그 발열작용으로 인하여 증발기(12) 및 상기 증발기(12)의 하단부분(제상수 안내를 위한 부분)이 가열되어 제상작동이 진행된다. 일정한 기간이 경과하여 바이메탈 써모스탯(2)가 소정의 온도에 도달하면, 오프로 된다. 바이메탈 써모스탯(2)가 오프로 되면, 코드히터(3)는 전원이 차단되어 발열되지 않고, 플레이트히터(4)에 의하여만 발열이 진행된다.

소정의 타이머 시간 경과후에는 상기 접점(b)이 복귀되어 히터에는 전원이 인가되지 않고, 접점(a)을 통하여 전원이 공급되어, 압축기(5)에 전원이 인가될 수 있도록 전환되고, 이에 따라 냉장고 내부의 온도에 기초하여 냉동싸이클이 수행되어 냉기를 공급할 수 있도록 구성된다.

상술한 종래기술에 있어서, 코드히터(3)는 증발기에 착상된 서리를 제상하기 위한 것이다. 이 히터에 의하여 증발기에 부착된 서리가 녹으면 그에따른 물과 얼음조각들이 제상수 안내부(7)에 쌓이게 된다.

플레이트히터(4)는, 이러한 제상수 안내부(7)의 주위를 가열하는 것에 의하여, 증발기(12)에서 녹아내린 얼음덩어리가 상기 안내부(7) 주위에서 결빙되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이와 같은 종래방식의 제상시스템은 코드히터와 플레이트히터를 동시에 가열시키는 방식으로서, 플레이트히터의 불필요한 가열로 인한 소비전력 증가의 문제점을 가지고 있다. 즉, 증발기(12)에 부착된 코드히터(3)이 발열하는 시간 부터 플레이트히터(4)도 동시에 발열하도록 구성하고 있으나, 실제로는 코드히터(3)에 전원을 인가하여 소정시간이 경과한 후에, 증발기(12)에서의 얼음이 녹아 내리기 때문에, 처음부터 플레이트히터(4)에 전원을 인가한다는 것은 전력의 낭비를 초래한다.

또한 플레이트히터를 처음부터 가열시킴으로서, 냉장고내의 온도를 안정시키는데 악영향을 끼치게 되므로, 냉장고 내부 저장물의 냉장 또는 냉동상태를 저하시키는 요인이 되기도 하였다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 코드히터와 플레이트히터의 작동을 각각 별개로 제어하는 제상방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 일반적인 냉장고의 구성을 보인 단면도이다.

제2도는 종래기술에 의한 냉장고 제상장치의 회로도이다.

제3도는 본 발명의 일실시예로서의 회로구조를 보인 회로도이다.

제4도는 본 발명에 따른 제상방법의 동작순서를 보인 동작흐름도이다.

제5도는 본 발명에 따른 제상방법에서의 각 히터의 동작시간을 보이는 타이밍차트이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

20 : 마이콤 22 : 압축기

32 : 코드히터 34 : 플레이트히터

본 발명에 따른 냉장고의 제상방법은, 제상동작이 요구되는가를 판단하는 제1단계와, 제상시, 증발기를 직접 가열하여 얼음을 제거하는 제2단계와, 제2단계에서 소정시간 경과후, 증발기에서 분리되는 얼음이 떨어지는 부분의 가열을 시작하는 제3단계를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의한 방법에 의하면, 실질적으로 증발기에서의 얼음이 제거될 시점에서, 얼음이 떨어지는 부분을 가열하도록 구성함으로써, 불필요한 전력의 낭비를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 본 발명에 의한 제상장치에 의하면, 증발기를 가열하여 그 표면에 형성된 성에를 제거하는 코드히터(제1히터)와, 상기 제1히터에 의하여 증발기에서 제거된 성에가 떨어지는 부분에 설치되는 플레이트히터(제2히터), 그리고 제상 동작시, 상기 코드히터가 동작하고 소정 시간 경과후 플레이트히터를 동작시키는 제어수단을 포함하여 구성된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 3는 본 발명에 따른 일 실시예로서의 회로구조를 보인 회로도이다.

냉장고에 전원이 인가되면, 냉동센서(S1)에서 감지된 냉동실 내의 온도신호가 입력(I1)을 통하여 마이콤(20)에 입력된다. 마이콤(20)은 상기 냉동센서(S1)로 부터의 온도신호에 따라 압축기를 가동할 것인가를 판단한다. 냉동실 내의 온도가 설정값보다 높은 경우에는 압축기(22)를 가동하고, 냉동실 내의 온도가 낮을 때에는 압축기(22)의 가동을 중단시킨다.

이와같은 압축기(22)의 가동에 따라 냉장고 내에는 냉기가 순환되며, 증발기 주변에는 수증기 성분이 응축하여 서리가 착상된다.

한편, 상기 마이콤(20)의 내부에는 타이머가 내장되어 있다. 이 타이머는 상기 압축기의 가동시간을 누적 계산하는 시간타이머이다. 이 타이머는 소정시간동안 압축기의 운전이 이루어진 경우에는 증발기부에 착상된 서리를 제거하기 위해, 제상시스템을 가동시킬 수 있도록 압축기의 사용시간을 측정하기 위한 것이다.

압축기(22)의 작동시간이 소정의 제상투입시간에 도달하면, 마이콤(20)의 출력(P1)에 하이(HIGH)신호가 출력되어 릴레이(RY1)의 접점이 차단되어, 압축기(22)의 작동은 중단된다.

또한, 출력(P2)를 통하여는 로우(LOW)가 출력되므로 릴레이(RY2)의 코일은 자화된다. 이에따라, 코드히터(32)에는 전원이 인가된다. 코드히터(32)가 작동하면, 증발기가 가열되어 그 표면에 붙은 얼음 등을 녹게 된다. 이때의 제상수 및 얼음덩어리들은 제상수 안내부에 떨어져 쌓인다.

상기 코드히터(32)에 전원이 인가되고 나서 일정한 시간 경과후, 마이콤(20)은 릴레이(RY3)의 코일이 자화되도록 출력(P3)을 로우(LOW)로 한다, 이에 따라, 릴레이(RY3)의 코일은 자화되고, 플레이트히터(34)에 전원이 인가되어 플레이트히터(34)가 가열되고, 제상수 및 얼음 덩어리들이 원활히 배출되도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 각 히터의 동작순서를 보인 동작흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 제상시스템에 있어서, 압축기, 코드히터, 그리고 플레이트히터의 구동시간을 보인 타이밍 차트이다.

도 4를 참조하면서 본 발명에 의한 제상방법에 대하여 살펴보기로 한다. 먼저 냉장고 내부의 압축기가 동작하면서 냉장고 내부에 냉기의 공급이 수행되는 (S102) 동안에, 마이콤(20) 내부의 타이머에 의하여 제상 투입 시점에 도달하였는가를 판단하게 된다(S104).

제상 투입 시점에 도달했으면, 코드히터(32)를 온시켜서(S106) 증발기 표면을 가열하게 된다. 그리고 코드히터(32)를 온시킨 후에, 소정의 시간이 경과하면 플레이트히터(34)를 온시킨다(S108,S110). 이렇게 플레이트히터(34)의 온동작시간을 코드히터(32) 보다 소정 시간 지연시키는 것은, 코드히터(32)에 전원이 인가되고 일정 시간이 지나야 증발기 표면의 얼음이 제거되기 때문이다. 따라서 실제로 플레이트 히터(34)가 온되는 시점은, 증발기 표면의 얼음이 녹아서 하방으로 떨어지는 시점으로 결정하는 것이 가장 바람직하다. 그리고 이러한 시간 차이는 증발기의 표면에 결빙된 결빙량과, 코드히터(32)에서의 발열량 등을 고려하여 결정되어야 할 것이다.

그리고 제112단계(S112)에서는 일정 시간이 경과하였는가를 판단하여, 즉 소정의 제상시간이 완료하면 코드히터(32)를 오프한다(S114). 그리고 상기 코드히터(32)가 오프된 후, 소정의 시간이 지나면, 플레이트히터(34)를 오프함으로써 (S118), 완전한 제상동작이 끝나게 된다.

제5도는 본 발명에 의한 제상장치의 동작을 설명하는 타이밍도이다. 도시한 바와 같이, 압축기가 구동하지 않는 시간에 제상동작이 수행되며, 제상 동작시 증발기에 열을 가하는 코드히터(32)에 전원이 인가되고, 소정 시간 경과후 플레이트히터(34)에 전원이 인가되도록 제어되고 있음을 알 수 있다. 그리고 코드히터(32)에 인가되는 전원이 오프되고, 소정 시간이 경과한 다음 플레이트히터(34)에 공급되는 전원을 오프시키는 것에 의하여 제상과정이 완료된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 제상방법은 코드히터와 플레이트히터의 작동을 분리시킴으로서, 불필요한 가열을 방지하여 냉장고의 소비전력을 저감시키는 기술적 효과를 가지고 있다.

또한 본 발명에 따른 제상방법은 불필요한 가열을 방지하여 냉장고의 저장물의 냉장품질의 변화를 억제하는 효과를 가지고 있다.

Claims (4)

1. 제상동작이 요구되는가를 판단하는 제 1 단계와; 제상시, 증발기를 직접 가열하여 성에를 제거하는 제 2 단계와; 제 2 단계에서 소정시간 경과후, 증발기에서 분리되는 성에가 떨어지는 부분의 가열을 시작하는 제 3 단계를 포함하여 구성되는 냉장고의 제상방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 증발기의 직접 가열이 완료되고, 소정시간 경과후 성에가 떨어지는 부분의 가열을 중지하는 제 4 단계를 더 포함하여 구성되는 냉장고의 제상방법.
3. 증발기에 부착되어, 증발기 표면에 형성된 성에를 제거하는 코드히터와; 증발기에서 제거된 성에가 떨어지는 부분에 설치되고, 떨어진 성에를 녹이기 위한 플레이트히터; 그리고 제상 동작시, 상기 코드히터가 동작하고 소정시간 경과후 플레이트히터를 동작시키는 제어수단을 포함하여 구성되는 냉장고의 제상장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제어수단은, 코드히터의 동작이 끝나고 소정시간 경과후 플레이트히터의 동작을 멈추도록 제어하는 냉장고의 제상장치.

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