KR100547421B1 - 냉장고의 결빙감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 증발기에서 요구되는 제상과정을 더욱 정확하게 수행할 수 있도록, 증발기 표면의 결빙여부를 감지하는 결빙감지장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 외부 표면이, 증발기에 대등한 표면 결빙조건을 가지도록 증발기(32)의 일측에 밀폐가능하게 성형되는 홈(51)과, 상기 홈 내부에 설치되는 발열체(54), 그리고 상기 발열체의 구동에 의한 온도변화를 감지할 수 있는 온도감지센서(58)를 포함하여 구성된다. 그리고 주기적으로 상기 발열체(54)에 전류를 인가하고, 홈(51) 내부의 온도변화를 고찰하여 온도변화 기울기가 상대적으로 완만하게 나타나면 증발기의 표면에 결빙되었다고 판단하고, 홈(51) 내부의 온도변화가 상대적으로 급격하게 나타나면 결빙되지 않았다고 판단한다.

Description

냉장고의 결빙감지장치

본 발명은 냉장고의 증발기의 결빙감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고의 증발기표면의 결빙 여부를 정확하게 감지하여, 정확한 제상주기로 제상과정을 실시할 수 있도록 구성되는 결빙감지장치에 관한 것이다.

도 1에 기초하면서 냉장고의 일반적인 구성을 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이, 냉장고는 냉동실(2)과 냉장실(4)로 구분된다. 그리고 상기 냉장실(4) 및 냉동실(2)로 냉기를 공급하기 위한 증발기(6)가, 냉동실(2) 후방의 열교환챔버(5) 내부에 설치되어 있다. 그리고 상기 열교환챔버(5)의 내부에는, 상기 증발기(6)와의 열교환에 의하여 생성된 냉기를 냉동실(2) 및 냉장실(4)로 공급하기 위한 송풍팬(8)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 냉장고에 있어서, 냉동실(2)에 설치된 온도감지센서(11)에 의하여 감지되는 온도가 설정온도 이하라고 판단되면, 압축기(7)가 구동하면서 냉동싸이클이 동작하게 된다. 따라서 증발기(6)은 열교환에 의하여 냉기를 생성하게 되고, 이렇게 생성된 냉기는 냉동실(2) 및 냉장실(4)로 공급된다.

그리고 냉동실(2) 및 냉장실(4)로 공급된 냉기는, 그 내부에 보관중인 식품과의 열교환 과정을 거치면서, 상대적으로 고온화되고, 이렇게 고온화된 냉기는 다시 상기 열교환챔버(5)의 내부로 유입되어, 증발기(6)와의 열교환에 의하여 냉기로 생성된다.

이러한 과정을 거치면서, 냉동실(2) 및 냉장실(4) 내부에 포함된 습기도 같이 열교환챔버(5)의 내부로 유입되고, 이렇게 열교환챔버(5)의 내부로 습기가 유입되면 상대적으로 최저온 상태인 증발기(6)에 부착되어 결빙이 일어나게 된다. 이렇게 증발기(6)의 표면에 일어나는 결빙현상은, 증발기의 열교환효율을 저하시키게 되므로, 냉장고는 상기 증발기의 제상과정을 통하여, 그 표면의 성에와 같은 결빙을 제거하게 된다. 통상 이러한 제상과정은, 상기 압축기(6)에 인접하게 설치되어 있는 제상 발열체(10)를 통하여 열을 증발기 측으로 공급하는 것에 의하여 이루어진다.

이와 같은 제상과정에 대한 종래의 기술에 의하면, 제상주기는 통상 압축기의 구동시간을 계산하고, 이러한 구동시간이 일정시간 경과하게 되면, 제상이 수행되도록 하고 있다. 즉 종래의 제상과정에 의하면, 실질적으로 증발기에 결빙이 있는지의 유무에 의하여 판단하는 것이 아니라, 냉동싸이클에 있어서 압축기의 구동시간에 대한 주기에 따라 제상과정을 실시하고 있었던 것이다.

이와 같은 종래의 제상장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 단점이 있다.

먼저, 실제로 증발기에 결빙이 있는지의 여부를 판단하지 않고 단순히 압축기의 구동시간에 의하여 제상주기가 결정되기 때문에, 정확한 제상이 수행되는지에 대한 신뢰성에서부터 문제가 있다. 실질적으로 결빙이 없는 상태에서 제상과정이 수행되기도 하고, 결빙현상이 있음에도 불구하고 제상과정이 수행되지 않는 경우가 발생하는 것이다. 이러한 것은, 불필요한 제상과정의 수행에 의한 에너지의 낭비와, 제상이 필요한 시점임에도 불구하고 제상이 이루어지지 않는 점에 기인하는 냉동싸이클의 효율성의 저하라는 문제점으로 나타나게 되는 것이다. 또한 불필요한 제상에 의하여 열교환챔버 내부의 온도가 상승하게 되면, 이러한 것을 냉각시키기 위하여 또 에너지를 낭비하여야 하는 등 이중적인 부담이 있었다.

본 발명의 목적은 정확하게 증발기의 결빙여부를 감지할 수 있는 결빙감지장치를 제공하는 것에 의하여, 가장 효율적으로 냉동싸이클을 구동시킬 수 있도록 하는 것에 있다.

이러한 본 발명의 목적에 의하여 불필요한 에너지의 낭비를 막고, 가장 효율적인 열교환 성능을 제공하는 것이 가능하게 될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 결빙감지장치는, 외부 표면이, 증발기에 대등한 표면 결빙조건을 구비하는 공간과, 상기 공간 내부에 설치되는 발열수단, 그리고 상기 발열수단의 구동에 의한 온도변화를 감지할 수 있는 온도감지수단을 포함하여 구성되어, 상기 공간의 표면의 결빙의 유무에 의한 온도변화의 차이를 이용하여 증발기의 결빙여부를 판단하는 것을 기술적 요지로 하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 공간 내부의 온도변화는, 그 표면의 결빙 여부에 의하여 상이하게 나타나게 되기 때문에, 보다 정확하게 증발기 표면의 결빙여부를 감지하는 것이 가능하게 된다. 따라서 증발기 표면이 결빙되어, 제상이 요구되는 경우에만 실제로 제상과정을 수행하는 것에 의하여, 보다 정확한 제상과정을 수행하는 것이 가능하게 된다.

그리고 상기 공간에 대한 일실시예에 의하면, 증발기의 일측면에 성형되는 밀폐 가능한 홈으로 구성된다. 또한 상기 공간에 대한 다른 실시예에 의하면, 일측면에 설치되는 열전도판에 성형된 밀폐 가능한 홈으로 구성된다.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉장고는 냉동실(20)과 냉장실(40)로 구분되고, 상기 냉동실(20)의 후방에는 증발기(32)가 설치된 열교환챔버(30)가 형성되어 있다.

그리고 상기 증발기(32)의 일측, 즉 도시한 실시예에서는 하단부에 본 발명에 의한 결빙감지장치(50)가 설치되어 있다.

본 발명에 의한 온도감지장치(50)는, 증발기(32)의 온도가 그대로 전달되도록 증발기(32)의 일측에 설치되는 열전도판(52)과, 상기 열전도판(52)의 내부에 형성된 오목한 홈(51)에 설치되는 온도감지센서(58)를 포함하고 있다.

상기 열전도판(52)은, 증발기(32)의 온도가 그대로 전도될 수 있는 열전도성이 높은 재질의 것으로 성형되고, 온도감지센서(58)가 삽입되는 홈(51)이 성형되어 있다. 그리고 상기 홈(51) 속에는 온도감지센서(58)가 삽입되는데, 도시한 실시예에 있어서는 상기 온도감지센서(58)는, 원통형의 세라믹용기(56)의 내부에 설치되어 있다. 상기 세라믹용기(56)는 후술하는 발열체(54)의 열에 충분히 견디면서, 발열체에서의 열이 직접 온도감지센서(58)로 전도되지 않도록 하는 기능을 가지고 있다.

그리고 상기 세라믹용기(56)의 외측에는 발열체(54)가 권취되어 있다. 상기 발열체(54)는, 일종의 히터와 같은 것으로 전류의 공급에 의하여 발열하도록 구성되는 것이다. 그러나 상기 발열체(54)에 공급되는 전류는 소비전력이 무시될 수 있는 아주 적은 양으로 하여, 실질적으로 발열체(54)에 의하여, 상기 홈(51) 내부의 온도변화를 감지할 수 있는 것으로 구성하면 충분하다.

다음에는 이상과 같이 구성되는 결빙감지장치의 동작원리에 대하여 설명한다.

먼저 냉장고 내부의 냉동싸이클이 구동되면, 증발기(32)는 저온의 상태로 되면서, 그 주위 공기와의 열교환을 통하여 주위의 공기를 냉기로 만들게 된다. 이 때 열교환챔버(51) 내부의 공기중에 포함된 습기는, 저온상태의 증발기(32) 표면에 부착되면서 결빙된다. 이 때 본 발명에 의하면, 이와 같은 증발기(32)의 하단부에 부착된 열전도판(52)의 외측에도 수분이 얼어붙게 되어, 도 3에 도시한 바와 같이 결빙(F)이 발생하게 된다.

여기서, 본 고안에 의한 결빙감지장치(50)는 일정한 시간 주기마다 발열체(54)에 전류를 인가하면서, 온도감지센서(58)을 통하여 온도변화를 감지하고 있다. 즉, 일정한 시간이 되면, 상기 발열체(54)에 전류를 인가하게 된다. 이 때 인가되는 전류량은, 상술한 바와 같이 아주 낮은 전력값이고, 따라서 소비전력은 거의 무시될 수 있는 수준으로 하는 것이 바람직하다.

상기 발열체(54)에 전류가 인가됨에 따라서 열전도판(52)에 형성된 홈(51) 내부의 온도는 상승하게 되고, 상기 온도감지센서(58)는 이러한 온도변화를 감지하여 출력하게 된다.

이 때, 상기 열전도판(52)의 외부에 도 4에 도시한 바와 같이 결빙(F)이 있다면, 상기 결빙(F)이 녹는 과정에서의 열의 흡수로 인하여 홈(51) 내부의 온도변화는 다소 완만하게 나타날 것이다. 그리고 열전도판(52) 외부에 결빙이 없다면 상기 발열체(54)에 의하여 발생하여 열에 의하여 온도변화는 다소 급격하게 발생하게 될 것이다. 이러한 각각의 경우의 온도변화를 도 5의 그래프로 표시하고 있다. 도시한 바와 같이 열전도판(52)의 표면이 결빙되지 않은 경우에는 실선으로 도시한 바와 같이 온도상승의 기울기가 상대적으로 급격하게 나타나고, 열전도판(52)의 외부표면이 결빙된 경우에는 상대적으로 온도상승의 기울기가 점선으로 도시한 바와 같이 완만하게 나타나게 될 것이다.

따라서 주기적으로 동작하는 본 발명에 의한 결빙감지장치(50)에 의하여 감지되는 온도변화를 고찰하는 것에 의하여, 증발기(32) 외부의 결빙의 유무를 보다 완전하게 판단할 수 있게 된다. 이렇게 증발기(32)의 외부의 결빙을 보다 완전하게 판단하는 것에 의하여, 제상과정을 더욱 정확하게 수행하는 것이 가능하게 된다. 즉 결빙이 되지 않은 경우에는 제상과정을 수행하지 않도록 하는 것에 의하여, 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있으며, 결빙된 경우에는 보다 신속, 정확하게 제상과정을 수행하는 것에 의하여, 효율적인 증발기의 동작 효율을 보장할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 증발기(32)에서의 온도가 민감하게 전도되는 부분에 성형된 홈(51)의 내부의 온도변화를 관찰하는 것에 의하여 증발기(32) 표면의 결빙여부를 판단하고 있다.

그리고 본 발명은 이와 같은 기술적 범위 내에서 보다 많은 변형이 가능함은 물론이다.

먼저 상술한 실시예에 있어서는, 상기 열전도판(52)의 일측에 홈(51)을 성형하고, 온도감지센서를 내장시키는 것으로 도시되고 설명되었다. 그러나 상기 열전도판(52)은, 증발기(32)에서의 열이 가장 민감하게 전도될 수 있도록 구성되는 예시적인 구성에 불과한 것이다. 따라서 예를 들면 증발기(32)의 표면 일측(구체적으로 예를 들면 증발기에 부착된 핀의 일측 등)에 홈을 형성하고, 상기 홈 내부에 상술한 본 발명에 의한 결빙감지장치(50)를 설치하는 것에 의하여 충분하게 본 발명을 실시할 수 있음은 물론이다.

그리고 도시한 실시예에 있어서, 상기 발열체(54)는 세라믹용기(56)의 외측에 권취되어 있는 실시예를 통하여 설명되었으나 이에 한정되지 않는 것도 자명하다. 즉, 열전도판(52)에 성형된 홈(51)의 내측에 발열체(54)와 온도감지센서(58)을 설치하고, 상기 발열체(54)의 발열과정에서 생기는 홈(51) 내부의 온도변화를 감지할 수 있는 것이라면, 충분히 본 발명을 구현하는 것이 가능하게 된다.

그리고 상기 온도감지센서(58)는, 홈(51)의 내부의 온도를 감지할 수 있는 부재를 대표하는 것으로, 온도를 감지할 수 있는 것이라면 여러 가지로 본 발명을 구현할 수 있음은 당연하다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 잇점을 기대할 수 있다.

상기 결빙감지장치를 주기적으로 동작시키는 것에 의하여, 가장 정확하게 증발기 표면의 결빙여부를 감지하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 결빙상태를 정확하게 판단할 수 있는 것은, 불필요한 제상과정의 수행에 의한 에너지의 낭비를 방지함과 동시에, 정확한 제상과정의 수행에 의한 열교환효율의 향상을 가져온다. 따라서 제품 자체의 신뢰성 향상 및 에너지 절약을 기대할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 냉장고의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 결빙감지장치를 구비한 냉장고의 단면도.

도 3는 본 발명의 결빙감지장치의 동작 설명 예시도.

도 4는 본 발명의 결빙감지장치의 동작시 온도변화를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 ..... 냉동실 30 ..... 열교환챔버

40 ..... 냉장실 51 ..... 홈

52 ..... 열전도판 54 ..... 발열체

56 ...... 세라믹용기 58 ..... 온도감지센서

F ..... 결빙

Claims (4)

1. 외부 표면이, 증발기에 대등한 표면 결빙조건을 구비하는 공간과;

   상기 공간 내부에 설치되는 발열수단; 그리고

   상기 발열수단의 구동에 의한 온도변화를 감지할 수 있는 온도감지수단을 포함하여 구성되어;

   상기 공간의 표면의 결빙의 유무에 의한 온도변화의 차이를 이용하여 증발기의 결빙여부를 판단하는 냉장고의 증발기 결빙감지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공간은,

   증발기의 일측면에 성형되는 밀폐 가능한 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 증발기 결빙감지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 공간은,

   증발기의 일측면에 설치되는 열전도판에 성형된 밀폐 가능한 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 증발기 결빙감지장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도감지수단은, 발열수단이 권취된 세라믹용기의 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 증발기 결빙감지장치.