KR20120011654A - 냉장고 및 냉장고 제어 방법 - Google Patents

Abstract

냉장고 및 냉장고 제어 방법이 개시된다. 본 발명은 부하에 따라 변경되는 냉장고의 상태 정보를 이용하여 부하 대응 운전 진입 여부를 판단함으로써, 고내 온도 센서를 이용하는 방식 등 종래 기술보다 더욱 정확하게 부하 대응 운전을 수행하도록 하고, 시스템의 안정성 및 운용 효율을 제고한다.

Description

냉장고 및 냉장고 제어 방법{REFRIGERATOR AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 특히 복수 개의 압축기와 복수 개의 증발기가 냉동사이클을 이루는 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품, 음료 등과 같은 저장물을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기로서, 보관하고자 하는 저장물의 종류에 따라 냉동 또는 냉장하여 보관하게 된다.

냉장고는 내부에 구비된 압축기의 구동에 의해 동작한다. 냉장고의 내부에 공급되는 냉기는 냉매의 열교환 작용에 의해서 생성되며, 압축-응축-팽창-증발의 사이클(Cycle)을 반복적으로 수행하면서 지속적으로 냉장고의 내부로 공급되고, 공급된 냉매는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 음식물을 원하는 온도로 저장할 수 있게 된다. 상기 사이클은 냉장고 내의 냉동사이클 장치의 구성에 따라 달라진다.

일반적으로 냉장고는 부하의 변동에 따라 부하 대응 운전을 수행하게 되는데, 종래 기술에 따른 냉장고 및 이의 제어 방법은, 단순히 냉장실 또는 냉동실 도어를 열고 닫은 후 고내의 온도가 일정 온도 이상 상승 되면 부하 대응을 투입하여 부하 대응 운전을 수행하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 고내에 장착되어 있는 온도 센서를 이용하여 부하 대응 운전을 시작하는 방식은, 도어를 열고 닫았을 때 온도 센서를 통해 감지된 고내 온도의 상승 정도, 변화를 이용하여 부하 대응을 판단하므로, 온도 센서의 위치, 성능 등에 따라 부하 대응 운전 시점을 정확히 알려주지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부하에 따라 변경되는 냉장고의 상태 정보를 이용하여 더욱 정확하게 부하 대응 운전 진입 시점을 판단하는 냉장고 및 냉장고 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고는, 냉장고의 냉장실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉장실 온도 센서와, 상기 냉장고의 냉동실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉동실 온도 센서와, 상기 냉장고 내에 구비되어 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하는 상태 감지부와, 상기 냉장실 또는 상기 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전을 수행하거나, 또는 상기 상태 정보를 근거로 하거나, 상기 상태 정보와 상기 감지된 온도들 중 하나 이상의 온도를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 제어기를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 냉장고는, 냉매를 2단 압축하도록 연결되는 제1 압축기와, 제2 압축기와, 냉매의 유동방향을 기준으로 하류 측에 위치하는 제2 압축기의 토출측에 연결되는 응축기와, 상기 응축기에서 분지되어 냉매의 유동방향을 기준으로 상류 측에 위치하는 제1 압축기의 흡입측에 연결되는 제1 증발기와, 상기 제1 증발기와 함께 상기 응축기에서 분지되어 상기 제1 압축기의 토출측과 상기 제2 압축기의 흡입측 사이에 연결되는 제2 증발기와, 상기 응축기의 출구 측에서 상기 제1 증발기와 제2 증발기로 분지되는 지점에 설치되어 상기 냉매의 유동방향을 제어하는 냉매절환밸브를 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 상기 상태 감지부는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서를 포함하고, 상기 냉장고 제어기는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 상기 상태 감지부는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서와, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 센서와, 상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛을 포함하고, 상기 냉장고 제어기는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 상기 상태 감지부는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 유닛을 포함하고, 상기 냉장고 제어기는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 상기 상태 감지부는, 상기 제1 증발기 또는 제2 증발기의 입구 온도를 감지하는 제1 증발기 온도 센서와, 상기 제1 증발기 또는 제2 증발기의 출구 온도를 감지하는 제2 증발기 온도 센서를 포함하고, 상기 냉장고 제어기는, 상기 제1 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차, 또는 상기 제2 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 상기 냉장고 제어기는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전을 제어하고, 상기 냉장고 제어기에 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 상태 정보를 전송하는 압축기 제어기를 더 포함하여 구성된다.

상기 압축기 제어기는, 상기 냉장고 제어기에 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 상태 정보를 전송하고, 상기 냉장고 제어기로부터 상기 압축기 제어기를 제어하는 압축기 제어기 제어신호를 수신하는 통신 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고 제어 방법은, 냉장고 내의 냉장실 또는 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전 수행 단계와, 상기 냉장고의 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하는 상태 감지 단계와, 상기 상태 정보를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 부하 대응 운전 수행 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법은, 상기 냉장실 내의 온도를 감지하는 냉장실 온도 감지 단계와, 상기 냉동실 내의 온도를 감지하는 냉동실 온도 감지 단계를 더 포함하여 구성되고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 온도들 중 하나 이상의 온도와, 상기 상태 정보의 조합을 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 상태 감지 단계는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 상태 감지 단계는, 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정과, 상기 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 감지 과정과, 상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 과정을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 상태 감지 단계는, 상기 압축기의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 과정을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 상태 감지 단계는, 증발기의 입구 온도를 감지하는 과정과, 상기 증발기의 출구 온도를 감지하는 과정을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명은 부하에 따라 변경되는 냉장고의 상태 정보를 이용하여 부하 대응 운전 진입 여부를 판단함으로써, 고내 온도 센서를 이용하는 방식 등 종래 기술보다 더욱 정확하게 부하 대응 운전을 수행하도록 하고, 시스템의 안정성 및 운용 효율을 제고한다.

도 1은 일반적인 냉장고의 외관을 도시한 사시도;
도 2는 본 발명에서의 냉동사이클 장치를 개략적으로 보인 계통도;
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 냉장고의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 냉장고 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고 및 냉장고 제어 방법을 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 냉동실과 냉장실을 구비하는 냉장고 본체와, 상기 냉장고 본체의 냉동실과 냉장실을 개폐하는 냉동실 도어 및 냉장실 도어를 포함하고, 냉장고의 냉장실 내의 온도를 감지하는 냉장실 온도 센서(110a)와, 상기 냉장고의 냉동실 내의 온도를 감지하는 냉동실 온도 센서(120a)를 구비한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고는, 냉장고의 냉장실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉장실 온도 센서(110)와, 상기 냉장고의 냉동실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉동실 온도 센서(120)와, 상기 냉장고 내에 구비되어 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하는 상태 감지부(200)와, 상기 냉장실 또는 상기 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전을 수행하거나, 또는 상기 상태 정보를 근거로 하거나, 상기 상태 정보와 상기 감지된 온도들 중 하나 이상의 온도를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 제어기(300)를 포함하여 구성된다.

냉장실 또는 냉동실이 복수 개인 경우에는 복수 개의 냉장실 온도 센서 또는 복수개의 냉동실 온도 센서가 각각 설치될 수 있고, 각각의 냉장실 또는 냉동실 내에 복수개의 복수 개의 냉장실 온도 센서들 또는 복수 개의 냉동실 온도 센서들이 설치될 수 있다.

상기 상태 감지부(200)는, 후술하는 바와 같이, 냉장고 부하 변동에 따라 변동되는 냉장고 내의 상태 변화를 감지하여 상태 정보를 상기 냉장고 제어기(300)에 출력한다.

상기 냉장고 제어기(300)는, 미리 설정된 온도 또는 사용자가 입력한 온도를 기준으로 상기 냉장실 또는 상기 냉동실의 온도를 일정하게 유지하는 일반 운전을 수행한다. 또한, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 상태 감지부(200)로부터 입력된 상태 정보를 근거로 상기 부하 변동에 대응하여 부하 대응 운전을 수행한다. 이때, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 냉장실 온도 센서(110)의 출력 값 또는 상기 냉동실 온도 센서(120)의 출력 값을 더 고려하여 상기 상태 정보를 이용하여 상기 부하 대응 운전 수행 여부를 판단한다. 이하에서, 상기 부하 대응 운전은 상기 일반 운전과 달리 부하 변동에 따라 냉력을 증가하거나 감소하여 냉장고가 정상 상태의 운전이 되도록 하는 운전 방식이다.

본 발명에 따른 냉장고는, 필요에 따라 다른 냉동사이클 장치를 구비할 수 있으나, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고는, 냉매를 2단 압축하도록 연결되는 제1 압축기(411)와, 제2 압축기(412)와, 냉매의 유동방향을 기준으로 하류 측에 위치하는 제2 압축기의 토출측에 연결되는 응축기(420)와, 상기 응축기에서 분지되어 냉매의 유동방향을 기준으로 상류 측에 위치하는 제1 압축기의 흡입측에 연결되는 제1 증발기(431)와, 상기 제1 증발기와 함께 상기 응축기에서 분지되어 상기 제1 압축기의 토출측과 상기 제2 압축기의 흡입측 사이에 연결되는 제2 증발기(432)와, 상기 응축기의 출구 측에서 상기 제1 증발기와 제2 증발기로 분지되는 지점에 설치되어 상기 냉매의 유동방향을 제어하는 냉매 절환 밸브(440)로 구성된 냉동사이클 장치를 더 포함하여 구성된다.

상기 냉장고 본체의 하측에는 기계실이 구비되고, 상기 기계실에는 냉기를 발생하기 위한 냉동사이클 장치의 압축기(411)(412)와 응축기(420)가 설치된다. 상기 압축기(411)(412)는 복수 개가 직렬형태, 즉 제1 압축기(411)에서 1단 압축된 냉매가 제2 압축기(412)에서 2단 압축되도록 제1 압축기(411)의 토출구가 제2 압축기(412)의 흡입구에 연결된다. 상기 제2 압축기(412)의 토출구는 상기 응축기(420)의 입구에 연결된다. 상기 제1 압축기(411)와 제2 압축기(412)의 용량은 동일하게 설계될 수 있지만, 통상 냉장고의 경우 냉장실 운전이 많으므로 냉장실 운전을 실시하는 제2 압축기(412)의 용량이 제1 압축기(411)에 비해 2배 정도 크게 설계될 수 있다.

그리고 상기 냉동사이클 장치의 일부를 이루는 복수 개의 증발기(431)(432)가 상기 응축기(420)의 출구에서 제1 분지관과 제2 분지관으로 분지되어 병렬 연결된다. 상기 제1 분지관과 제2 분지관으로 분지되는 분지점에는 냉매의 유동방향을 제어하는 냉매 절환 밸브(440)가 설치되고, 각 분지관의 중간, 즉 양측 증발기(431)(432)의 입구단에는 냉매를 팽창시키는 제1 팽창기(451)와 제2 팽창기(452)가 설치된다.

상기 냉매 절환 밸브(440)는 3방 밸브로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 냉매 절환 밸브(440)는 응축기의 출구와 어느 한쪽 증발기가 선택적으로 연통될 수 있거나 또는 양쪽 증발기가 동시에 연통될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.

도 2와 같은 냉동 사이클 장치를 구비한 본 발명에 따른 냉장고는 다음과 같은 작용 효과가 있다.

즉, 냉장고의 운전모드에 따라 상기 냉매 절환 밸브(440)가 냉매의 유동방향을 제1 증발기(431) 또는 제2 증발기(432) 방향으로 제어함으로써 냉장실과 냉동실을 동시에 운전하는 동시운전 또는 냉동실만 운전하는 냉동실 운전 또는 냉장실만 운전하는 냉장실 운전이 이루어지도록 한다.

예를 들어, 냉장고의 운전모드가 동시운전인 경우에는 상기 냉매 절환 밸브(440)가 모두 열리면서 상기 응축기(420)를 통과하는 냉매가 제1 증발기(431)와 제2 증발기(432) 방향으로 분배되어 이동하도록 한다. 이와 동시에, 상기 제1 압축기(411)와 제2 압축기(412)가 모두 운전을 개시한다.

그러면, 상기 제1 증발기(431)를 거쳐 제1 압축기(411)로 흡입되는 냉매는 그 제1 압축기(411)에서 1단 압축되어 토출되고, 상기 제1 압축기(411)에서 토출되는 1단 압축된 냉매는 제2 압축기(412)로 흡입된다. 이때, 상기 제2 증발기(432)를 통과하는 냉매가 상기 제1 압축기(411)에서 1단 압축되어 토출되는 냉매와 섞여 상기 제2 압축기(412)로 흡입된다.

그러면, 상기 1단 압축된 냉매와 제2 증발기(432)를 통과한 냉매가 제2 압축기(412)에서 압축되어 토출되고, 상기 제2 압축기(412)에서 토출되는 냉매는 응축기(420)로 이동하여 응축되며, 상기 응축기(420)에서 응축된 냉매는 상기 냉매 절환 밸브(440)에서 제1 증발기(431)와 제2 증발기(432) 방향으로 분배되면서 순환되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

반면, 냉장고의 운전모드가 냉동실 운전인 경우에는 상기 냉매 절환 밸브(440)가 냉장실측 증발기, 즉 제2 증발기(432) 방향은 차단하고 냉동실측인 제1 증발기(431) 방향만 개방하여 상기 응축기(420)를 통과하는 냉매가 제1 증발기(431) 방향으로만 이동할 수 있도록 한다. 하지만, 상기 제1 압축기(411)와 제2 압축기(412)는 동시에 운전을 하여 상기 제1 증발기(431)를 통과한 냉매가 제1 압축기(411)와 제2 압축기(412)를 차례대로 거쳐 2단 압축되면서 순환되도록 한다.

반면, 냉장고의 운전모드가 냉장실 운전인 경우에는 상기 냉매 절환 밸브(440)가 제1 증발기(431) 방향은 차단하고 제2 증발기(432) 방향은 개방한다. 그리고 상기 제1 압축기(411)는 정지시키고 제2 압축기(412)만 운전을 개시한다.

그러면, 상기 응축기(420)를 통과하는 냉매는 제2 증발기(432) 방향으로만 이동하여 제2 압축기(412)로 흡입되고, 상기 제2 압축기(412)에서 압축되어 토출된 냉매는 응축기(420)로 이동하여 응축되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

이렇게 하여, 상기 냉장고가 냉동실 또는 냉장실 부하에 대응하여 독립적인 냉동사이클을 가지면서 운전을 하게 되어 냉장고에서 불필요한 전력소비를 줄여 냉장소의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 상태 감지부(200)는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 상기 제1 압축기(411) 또는 상기 제2 압축기(412)에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서(210)를 포함한다. 예를 들어, 상기 입력 전류 센서(210)로는 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기를 구성하는 모터의 각 상에 연결되어 상기 압축기에 인가되는 전류를 감지하는 전류 트랜스듀서(Current Transducer)나, 상기 모터를 구동하는 압축기 제어기 내의 스위칭 소자에 직렬 연결된 션트 저항(Shunt Resister)일 수 있다.

이때, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 즉, 상기 냉장고 제어기(300)는 일반 운전 수행 중에, 상기 압축기에 인가되는 입력 전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하고, 상기 입력 전류가 상기 기준 전류 이상이면, 냉장고 부하가 변동하여 상태가 변경된 것으로 판단하여 부하 대응 운전의 수행을 시작한다.

도 4를 참조하면, 상기 상태 감지부(200)는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서(210)와, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 센서(220)와, 상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 제1 압축기(411) 또는 상기 제2 압축기(412)의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛(230)을 포함한다. 상기 스트로크 연산 유닛(230)은, 하기 수학식 1을 이용하여 스트로크를 연산한다.

여기서, Vin은 압축기에 인가되는 입력 전압, i는 압축기에 인가되는 입력 전류, R은 압축기 내부 저항, L은 압축기 내의 모터 코일의 인덕턴스, C는 L과 공진회로를 형성하는 커패시턴스, α는 모터 상수, x는 스트로크이다.

이때, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 즉, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 연산된 스트로크와 미리 설정되거나, 또는 사용자 등이 입력한 스트로크 지령을 비교하고, 그 차이 값이 미리 설정한 일정 값과 다시 비교하여 그 이상이면 일반 운전이 아닌 부하 대응 운전의 수행을 시작한다.

도 4를 참조하면, 상기 상태 감지부(200)는, 상기 제1 압축기(411) 또는 상기 제2 압축기(412)의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 유닛(240)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 스트로크 검출 유닛(240)은, 상기 스트로크 연산 유닛(230)을 대체한다. 이때, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 즉, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 검출된 스트로크와 미리 설정되거나, 또는 사용자 등이 입력한 스트로크 지령을 비교하고, 그 차이 값이 미리 설정한 일정 값과 다시 비교하여 그 이상이면 일반 운전이 아닌 부하 대응 운전의 수행을 시작한다.

도 4를 참조하면, 상기 상태 감지부(200)는, 상기 제1 증발기(431) 또는 제2 증발기(432)의 입구 온도를 감지하는 제1 증발기 온도 센서(251)와, 상기 제1 증발기(431) 또는 제2 증발기(432)의 출구 온도를 감지하는 제2 증발기 온도 센서(252)를 포함하고, 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 제1 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차, 또는 상기 제2 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

상기 상태 감지부(200)는, 상기 제1 압축기(411) 또는 상기 제2 압축기(412)의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 센서(110, 120)를 이용하여 온도 변화를 감지한다. 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 상기 냉장고 제어기(300)는, 상기 제1 압축기 또는 제2 압축기의 운전 또는 정지 중에 상기 냉장실 온도 센서(110)나 상기 냉동실 온도 센서(120)로부터 감지되어 입력된 고내 온도값의 변화를 근거로 부하 대응 운전 수행 여부를 판단한다. 예를 들어, 상기 냉장고 제어기(300)는, 압축기의 정지 중에 고내 온도의 상승 기울기가 커지거나, 압축기의 운전 중에 고내 온도의 하강 기울기가 커지는 경우에 이를 부하 변동으로 판단하여 부하 대응 운전을 수행한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전을 제어하고, 상기 냉장고 제어기에 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 상태 정보를 전송하는 압축기 제어기(500)를 더 포함하여 구성된다.

상기 압축기 제어기(500)는 상기 압축기 또는 상기 압축기 내의 모터에서 검출한 압축기 상태 정보를 상기 냉장고 제어기(300)에 전송한다. 상기 냉장고 제어기(30))는 냉장고의 부하, 예를 들어 고내 온도, 실내 온도, 저장물의 양, 제어 방식 등에 따라 상기 압축기를 구동하는 제어 신호를 생성하여 상기 압축기 제어기(500)에 전송한다. 상기 제어 신호는 일반적으로 온/오프 신호이다. 또한, 상기 냉장고 제어기(300)는 상기 압축기 제어기(500)로부터 수신한 압축기 상태 정보로부터 상기 압축기의 운전 상태를 판단한다. 상기 압축기 제어기(500)는, 상기 냉장고 제어기(300)에 상기 제1 압축기(411) 또는 상기 제2 압축기(412)의 상태 정보를 전송하고, 상기 냉장고 제어기(300)로부터 상기 압축기 제어기를 제어하는 압축기 제어기 제어신호를 수신하는 통신 유닛(510)을 포함하여 구성된다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고 제어 방법은, 냉장고 내의 냉장실 또는 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전 수행 단계(S100)와, 상기 냉장고의 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하는 상태 감지 단계(S200)와, 상기 상태 정보를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 부하 대응 운전 수행 단계(S300)를 포함하여 구성된다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고 제어 방법은, 상기 냉장실 내의 온도를 감지하는 냉장실 온도 감지 단계(S10)와, 상기 냉동실 내의 온도를 감지하는 냉동실 온도 감지 단계(S20)를 더 포함하여 구성되고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 온도들 중 하나 이상의 온도와, 상기 상태 정보의 조합을 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 이하 장치의 구성은 도 2 내지 도 5를 참조한다.

상기 상태 감지 단계(S200)는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정(S210)을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 상기 냉장고는 일반 운전 수행 중에(S100), 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하여(S210) 상기 압축기에 인가되는 입력 전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하고(S211), 상기 입력 전류가 상기 기준 전류 이상이면, 냉장고 부하가 변동하여 상태가 변경된 것으로 판단하여 부하 대응 운전의 수행을 시작한다(S300).

상기 상태 감지 단계(S200)는, 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정(S210)과, 상기 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 감지 과정(S220)과, 상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 과정(S230)을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 상기 냉장고는, 상기 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하고(S210), 입력 전압을 감지한 다음(S220), 센서리스 알고리즘을 이용하여 스트로크를 연산하고(S230), 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고(S231), 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다(S300). 즉, 상기 냉장고는, 상기 연산된 스트로크와 미리 설정되거나, 또는 사용자 등이 입력한 스트로크 지령을 비교하고, 그 차이 값이 미리 설정한 일정 값과 다시 비교하여 그 이상이면 일반 운전이 아닌 부하 대응 운전의 수행을 시작한다.

상기 상태 감지 단계(S200)는, 상기 압축기의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 과정(S240)을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 상기 냉장고는, 상기 검출된 스트로크와 미리 설정되거나, 또는 사용자 등이 입력한 스트로크 지령을 비교하고, 그 차이 값이 미리 설정한 일정 값과 다시 비교하여(S241), 그 이상이면 일반 운전이 아닌 부하 대응 운전의 수행을 시작한다(S300).

상기 상태 감지 단계(S200)는, 증발기의 입구 온도를 감지하는 과정(S251)과, 상기 증발기의 출구 온도를 감지하는 과정(S252)을 포함하고, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행한다.

본 발명에 따른 냉장고 제어 방법에 있어서, 상기 부하 대응 운전 수행 단계(S300)는, 상기 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 상기 냉장고는, 상기 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 감지하고, 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행한다. 예를 들어, 상기 냉장고는, 상기 압축기의 운전 또는 정지 중에 상기 냉장실 온도나 상기 냉동실 온도의 변화를 근거로 부하 대응 운전 수행 여부를 판단하는데, 압축기의 정지 중에 고내 온도의 상승 기울기가 커지거나, 압축기의 운전 중에 고내 온도의 하강 기울기가 커지는 경우에 이를 부하 변동으로 판단하여 부하 대응 운전을 수행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고 및 냉장고 제어 방법은, 부하에 따라 변경되는 냉장고의 상태 정보를 이용하여 부하 대응 운전 진입 여부를 판단함으로써, 고내 온도 센서를 이용하는 방식 등 종래 기술보다 더욱 정확하게 부하 대응 운전을 수행하도록 한다.

110: 냉장실 온도 센서 120: 냉동실 온도 센서
200: 상태 감지부 300: 냉장고 제어기
210, 210a, 210b: 입력 전류 센서
220, 220a, 220b: 입력 전압 센서
230: 스트로크 연산 유닛 240: 스트로크 검출 유닛
251: 제1 증발기 온도 센서 252: 제2 증발기 온도 센서
411, 412: 제1 압축기, 제2 압축기 420: 응축기
431, 432: 제1 증발기, 제2 증발기 440: 냉매 절환 밸브
500: 압축기 제어기 510: 통신 유닛

Claims (16)

1. 냉장고의 냉장실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉장실 온도 센서;
   상기 냉장고의 냉동실 내의 온도를 감지하는 하나 이상의 냉동실 온도 센서;
   상기 냉장고 내에 구비되어 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하는 상태 감지부; 및
   상기 냉장실 또는 상기 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전을 수행하거나, 또는 상기 상태 정보를 근거로 하거나, 상기 상태 정보와 상기 감지된 온도들 중 하나 이상의 온도를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 냉장고 제어기;를 포함하는 냉장고.
2. 제1 항에 있어서,
   냉매를 2단 압축하도록 연결되는 제1 압축기와, 제2 압축기;
   냉매의 유동방향을 기준으로 하류 측에 위치하는 제2 압축기의 토출측에 연결되는 응축기;
   상기 응축기에서 분지되어 냉매의 유동방향을 기준으로 상류 측에 위치하는 제1 압축기의 흡입측에 연결되는 제1 증발기;
   상기 제1 증발기와 함께 상기 응축기에서 분지되어 상기 제1 압축기의 토출측과 상기 제2 압축기의 흡입측 사이에 연결되는 제2 증발기; 및
   상기 응축기의 출구 측에서 상기 제1 증발기와 제2 증발기로 분지되는 지점에 설치되어 상기 냉매의 유동방향을 제어하는 냉매절환밸브;를 더 포함하는 냉장고.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 상태 감지부는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서;를 포함하고,
   상기 냉장고 제어기는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 상태 감지부는,
   상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 센서;
   상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 센서; 및
   상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛;을 포함하고,
   상기 냉장고 제어기는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 상태 감지부는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 유닛;을 포함하고,
   상기 냉장고 제어기는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 상태 감지부는,
   상기 제1 증발기 또는 제2 증발기의 입구 온도를 감지하는 제1 증발기 온도 센서; 및
   상기 제1 증발기 또는 제2 증발기의 출구 온도를 감지하는 제2 증발기 온도 센서;를 포함하고,
   상기 냉장고 제어기는, 상기 제1 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차, 또는 상기 제2 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
7. 제2 항에 있어서,
   상기 냉장고 제어기는, 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 운전을 제어하고, 상기 냉장고 제어기에 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 상태 정보를 전송하는 압축기 제어기;를 더 포함하는 냉장고.
9. 제8 항에 있어서, 상기 압축기 제어기는,
   상기 냉장고 제어기에 상기 제1 압축기 또는 상기 제2 압축기의 상태 정보를 전송하고, 상기 냉장고 제어기로부터 상기 압축기 제어기를 제어하는 압축기 제어기 제어신호를 수신하는 통신 유닛;을 포함하는 냉장고.
10. 냉장고 내의 냉장실 또는 냉동실의 온도를 일정한 온도로 유지하는 일반 운전 수행 단계;
    상기 냉장고의 부하에 따른 하나 이상의 상태를 감지하는 상태 감지 단계; 및
    상기 상태 정보를 근거로 상기 부하에 대응한 부하 대응 운전을 수행하는 부하 대응 운전 수행 단계;를 포함하는 냉장고 제어 방법.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 냉장실 내의 온도를 감지하는 냉장실 온도 감지 단계; 및
    상기 냉동실 내의 온도를 감지하는 냉동실 온도 감지 단계;를 더 포함하고,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는,
    상기 온도들 중 하나 이상의 온도와, 상기 상태 정보의 조합을 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.
12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 상태 감지 단계는, 상기 냉장고 운전에 따라 변동되는 압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정;을 포함하고,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.
13. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 상태 감지 단계는,
    압축기에 인가되는 입력 전류를 감지하는 입력 전류 감지 과정;
    상기 압축기에 인가되는 입력 전압을 감지하는 입력 전압 감지 과정; 및
    상기 입력 전류 및 상기 입력 전압을 근거로 상기 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 과정;을 포함하고,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.
14. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 상태 감지 단계는,
    상기 압축기의 스트로크를 검출하는 스트로크 검출 과정;을 포함하고,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 검출된 스트로크와 스트로크 지령을 비교하고, 상기 비교 결과 그 차이가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.
15. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 상태 감지 단계는,
    증발기의 입구 온도를 감지하는 과정; 및
    상기 증발기의 출구 온도를 감지하는 과정;을 포함하고,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 증발기의 입구 온도와 출구 온도의 차가 일정 값 이상이면 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.
16. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 부하 대응 운전 수행 단계는, 상기 압축기의 운전에 따른 상기 냉장실 또는 상기 냉동실 내의 온도 변화를 근거로 상기 부하 대응 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉장고 제어 방법.

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