KR100866874B1 - 냉장고의 제상방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 제상방법에 관한 것으로, 증발기의 공기 압력 손실이 기존과 같은 높은 수준에 도달하기 전에 제상운전을 짧은 시간 주기로 자주 수행해줌으로써 증발기에서 착상이 진행되는 것을 억제하고, 이로써 착상에 의한 공기의 풍량 감소를 방지함과 더불어 제상시간을 단축시킬 수 있도록 한 것이다.

냉장고, 제상방법

Description

냉장고의 제상방법{Method for defrosting in refrigerator}

도 1은 배경기술로서 일반적인 냉장고의 구성의 일례를 나타낸 요부 단면도

도 2는 종래의 냉장고의 제상방법에 따른 압력손실 상승곡선을 나타낸 그래프

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 제상방법을 설명하는 그래프

도 4는 본 발명에 따른 제상방법에 의한 압력손실 상승곡선과 종래의 제상방법에 의한 압력손실 상승곡선과 비교하여 나타낸 그래프

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

5 : 증발기 6 : 제상히터

7 : 보조히터

본 발명은 냉장고의 증발기에 발생하는 서리는 제거하는 제상방법에 관한 것으로, 특히 기존의 제상운전에 의한 열전달효과와 냉동사이클의 효율 저하를 최소화할 수 있도록 한 냉장고의 제상방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 냉매가 압축 - 응축 - 팽창 - 증발하는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 일정기간 동안 신선하게 유지시켜 주는 장치로서 생활에 있어서 필수품중 하나이다.

이와 같은 냉장고는 저온/저압의 가스 냉매를 고온/고압의 가스 냉매로 승온/승압하는 압축기와, 상기 압축기로부터 유입된 냉매를 외기에 의해 응축시키는 응축기와, 다른 부분의 직경에 비해 협소한 직경으로 이루어져 상기 응축기로부터 유입된 냉매를 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브를 통과한 냉매가 저압상태에서 증발됨에 따라 고내의 열을 흡수하는 증발기를 기본 부품으로 하여 냉동사이클을 구성한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 냉장고의 구조 및 작용를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 냉장고는 단열재가 충전된 케이스(1)의 내부에 증발기(5)에 의해 열교환된 냉기가 직접 유입되어 약 -18℃의 고내 온도를 유지하고 있는 냉동실(2)과 상기 냉동실(2) 내의 냉기가 유입되어 약 0~7℃의 고내 온도를 유지하고 있는 냉장실(3)로 크게 구분되며, 상기 냉장실(3)의 후방 아래에 압축기와 응축기 및 방열팬 등이 설치된 기계실(미도시)이 구비된다.

그리고 상기 냉동실(2)의 후방에는 냉동실 및 냉장실을 순환하면서 고온화된 냉기가 열교환을 위해 유입되는 냉기덕트(10)가 구비되며, 상기 냉기덕트에는 증발기(5)와 함께 상기 증발기를 지나면서 저온화된 냉기를 냉기토출구(11)를 통해 냉동실(2) 내로 강제 순환시키는 송풍팬(9)과 상기 송풍팬을 구동하는 모터(8)가 설치된다.

한편, 상기 냉동실(2)과 냉장실(3) 사이에는 냉동실과 냉장실의 냉기가 자유롭게 교류될 수 있는 다수의 연통구가 형성된 냉기순환덕트(12)가 배치되어, 냉동실의 냉기가 냉장실로 공급되고 냉장실의 냉기가 냉기순환덕트(12)를 통해 냉기덕트(10)로 유입될 수 있도록 되어 있다.

한편, 설명하지 않은 부호 13은 냉동실측 도어를 나타낸다.

이와 같이 구성된 냉장고는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 냉동실(2) 및 냉장실(3) 내에 음식물을 채운 상태에서 전원을 인가하면 기계실의 압축기가 콘트롤러(도시 생략)의 제어 신호를 받아 작동되면서 전술한 바와 같은 냉동사이클에 의해 상기 증발기(5)에 열교환 환경이 조성된다. 따라서, 상기 증발기를 통과하는 냉기는 흡열작용에 의해 저온화되며, 송풍팬(9)의 작동에 의해 냉동실(2)로 토출된다. 계속해서, 상기 냉기 중 일부는 냉기 연통구를 통해 냉장실로 유입된다. 이 후, 상기 냉동실(2) 및 냉장실(3)을 순환하면서 온도가 상승된 냉기는 다시 냉기순환덕트(12)를 통해 증발기(5)로 유입되는 냉기 순환구조를 이루게 된다.

한편, 냉장고는 운전 중 고내로부터 유입된 습기에 의해 증발기(5)에 서리가 맺히는 착상현상이 일어난다. 이러한 서리는 냉기의 흐름을 저해하는 요소로서 냉각효율을 저하시키기 때문에, 일정 시간마다 서리를 제거하는 제상운전이 필요하다.

이를 위해, 상기 증발기의 주변에 다수의 제상히터(6) 및 보조히터(7)가 구비된다. 상기 제상히터(6)는 증발기(5)와 접촉되어 전도에 의해 증발기의 핀에 열 을 전달하는 접촉식 전열히터이며, 보조히터(7)는 증발기로부터 소정 거리를 두고 이격되어 복사에 의해 증발기의 핀에 열을 전달하여 제상하는 비접촉식 전열히터인데, 냉장고의 종류에 따라 어느 하나를 적용하든지 아니면 양자를 모두 적용한다.

따라서, 제상운전시 일정 시간동안 상기 제상히터(6) 및 보조히터(7)에 전원을 인가하여 증발기(5)의 핀에 열을 전달함으로써 증발기에 착상된 서리를 제거할 수 있으며, 이 때 발생하는 물은 별도의 집수통 및 집수관을 통해 냉장고 외부로 배출하거나 아니면 자체적으로 증발시키게 된다.

그런데, 도 2에 도시된 것과 같이 상기와 같은 제상운전은 증발기에 착상이 진행되어 공기의 유로가 거의 완전히 막혀 증발기의 압력손실(ΔP)이 소정치 이상으로 상승했을 때 냉동사이클의 운전을 정지한 상태에서 시작되고, 제상운전 시간도 10분 내지 20분 정도로 길기 때문에 제상운전이 시작되기 전 증발기에서의 압력손실로 인한 풍량 감소로 인하여 열전달 성능이 저하되는 문제와 함께 제상히터의 발열을 제거하기 위한 부가적인 냉동사이클 운전의 수행 등으로 인하여 전력 소비가 증가하고 냉동사이클의 효율이 크게 저하되며, 음식물의 보존성이 저하되는 문제점들이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 증발기에서 착상이 진행되는 것을 억제함으로써 착상에 의한 공기의 풍량 감소를 방지하고 제상시간을 감소시킬 수 있도록 한 냉장고의 제상방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (A) 압축기와 송풍팬을 가동시키는 단계; (B) 상기 (A) 단계가 미리 설정된 설정주기에 도달하면 상기 압축기와 송풍팬을 정지시키고 발열체를 동작시키는 단계; (C) 상기 발열체의 가동시간이 일정시간 경과하면 상기 발열체를 정지시키는 단계; (D) 상기 (C) 단계 후 일정시간을 경과 후에 상기 (A) 단계를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 설정주기는 증발기의 착상층의 두께가 얇아 압력손실이 낮은 시점에서 결정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상방법을 제공한다.
여기서, 상기 발열체는 제상히터와 보조히터를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 냉장고의 제상방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

이해를 돕기 위하여, 이하의 설명에서 냉장고의 구조는 도 1을 참조하기로 한다. 즉, 본 발명의 냉장고는 압축기(미도시)와, 응축기(미도시)와, 응축기에 외부 공기를 강제 송풍하는 방열팬(미도시)과, 냉장고 후방의 냉기덕트(10)에 설치되는 증발기(5)와, 상기 증발기(5)를 통해 고내에 냉각 공기를 송풍시키는 송풍팬(8)과, 상기 증발기(5)에 제상을 위한 열을 전달하는 발열체를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 발열체는 증발기(5) 주변에 설치된 다수의 제상히터(6)와, 상기 증발기(5)로부터 소정 거리를 두고 이격된 비접촉식의 보조히터(7)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 제상방법을 설명하는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 제상방법에 의한 공기 압력손실 상승곡선을 나타내는 그래프이다.
전술한 바와 같이 구성되는 냉장고에 전원을 인가하면, 도 3에 도시된 바와 같이 압축기 및 송풍팬(9; 도 1참조)이 동작(ON)하면서 냉각사이클이 진행된다.
냉각사이클이 진행되는 동안 외부의 공기가 증발기(5; 도 1참조)를 지나면서 증발기(5)에서 서서히 착상이 진행되고, 증발기(5)에서의 공기 압력손실이 서서히 상승하게 된다. 이때, 증발기(5)의 제상을 위한 제상히터(6; 도 1참조) 및 보조히터(7; 도 1참조)는 오프(OFF) 상태로 작동이 정지된 상태이다.

상기 압축기와 송풍팬(9), 제상히터(6) 및 보조히터(7)는 각각 일정 시간 주기로 제어되면서 제상운전이 이루어지는 바, 상기 압축기와 송풍팬(9)은 컨트롤러(미도시)에 미리 설정된 설정주기에 도달하면 운전이 정지되고, 이와 동시에 제상히터(6) 및 보조히터(7)가 작동하기 시작하며 증발기(5)에 열을 전달하여 서리를 제거한다. 여기서, 상기 설정주기는 증발기의 착상층이 매우 두꺼워져 압력손실이 매우 높은 수준으로 되기 전에 착상이 매우 낮은 수준으로 진행되는 시점으로 결정된다.

상기 제상히터(6) 및 보조히터(7)는 가동되기 시작한 후 일정 시간(Δt1) 동안 작동하여 제상을 하고, 일정 시간(Δt1)이 경과하면 정지된다.

상기 압축기 및 송풍팬(9)은 제상히터(6)가 정지한 후 바로 작동되지 않고 일정 시간(Δt2)이 경과한 다음에 재가동되기 시작하는데, 이는 제상을 위해 발생한 열이 바로 냉동실(2; 도 1참조)로 토출되어 고내의 온도를 상승시키는 것을 막기 위해서이다.

상기와 같이 압축기 및 송풍팬(9)이 재가동되기 시작한 후 다시 설정 주기가 되면 압축기 및 송풍팬(9)은 정지하고, 제상히터(6) 및 보조히터(7)가 가동되면서 전술한 제상 과정을 반복하여 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 제상운전을 기존에 비하여 짧은 일정한 주기로 자주 수행함으로써 증발기(5)에 착상이 미세하게 진행된 상태에서 제상 운전을 수행하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면 상기 제상히터(6) 및 보조히터(7)가 소량의 서리를 녹이는 열량을 주기적으로 자주 제공해주면 되므로 두껍게 생성된 착상층을 한꺼번에 녹이는 경우에 비하여 전체적으로 제상시간을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이것은 착상층의 두께와 제상을 위한 열량이 정비례관계를 이루지 않고, 착상층의 두께가 두꺼울수록 이를 녹이는데 더욱 많은 열량을 필요로 하기 때문이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 착상층의 두께가 매우 두껍게 되어 압력손실이 매우 높은 수준으로 진행되기 전에 착상층의 두께가 매우 얇아 압력손실이 매우 낮은 수준에서 일정 주기로 자주 제상을 해주므로, 착상에 의한 공기의 풍량 감소를 방지하여 열전달성능의 저하를 방지하고 냉동사이클의 효율을 향상시킬 수 있으며, 이와 함께 전체적인 제상시간의 단축과 함께 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Claims (2)

1. (A) 압축기와 송풍팬을 가동시키는 단계;

   (B) 상기 (A) 단계가 미리 설정된 설정주기에 도달하면 상기 압축기와 송풍팬을 정지시키고 발열체를 동작시키는 단계;

   (C) 상기 발열체의 가동시간이 일정시간 경과하면 상기 발열체를 정지시키는 단계;

   (D) 상기 (C) 단계 후 일정시간을 경과 후에 상기 (A) 단계를 수행하는 단계를 포함하며,

   상기 설정주기는 증발기의 착상층의 두께가 얇아 압력손실이 낮은 시점에서 결정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발열체는 제상히터와 보조히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상방법.

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