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KR100661663B1 - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

냉장고 및 그 제어방법 Download PDF

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KR100661663B1
KR100661663B1 KR1020050074012A KR20050074012A KR100661663B1 KR 100661663 B1 KR100661663 B1 KR 100661663B1 KR 1020050074012 A KR1020050074012 A KR 1020050074012A KR 20050074012 A KR20050074012 A KR 20050074012A KR 100661663 B1 KR100661663 B1 KR 100661663B1
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KR
South Korea
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evaporator
refrigerant
chamber
branch
evaporators
Prior art date
Application number
KR1020050074012A
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English (en)
Inventor
강성철
장의영
서국정
윤원재
이병무
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Priority to CNA2006101109810A priority patent/CN1912511A/zh
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Abstract

본 발명은, 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 냉동장치는, 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과; 상기 증발기가 장착되도록 상기 공급냉매관으로부터 분기되며, 하나 이상에는 상기 복수의 증발기가 직렬로 연결된 복수의 분기냉매관과; 상기 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 상기 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 3개 이상의 저장실을 독립적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어방법 {REFRIGERATOR AND CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
도 1은 종래 냉장고의 냉동사이클의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 냉동장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 제어블록도,
도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 냉동장치의 제어상태도,
도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 제어흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 냉동장치 11 : 압축기
13 : 응축기 17 : 제1모세관
18 : 제2모세관 21 : 공급냉매관
23 : 다방향밸브 25 : 제1분기냉매관
26 : 제2분기냉매관 28 : 연결냉매관
29 : 보조모세관 31 : 제1증발기
32 : 제2증발기 33 : 제3증발기
34 : 제4증발기 41 : 제상히터
45 : 제상온도센서 50 : 제어부
본 발명은, 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3개 이상의 저장실을 갖는 본체와 각 저장실에 대응하여 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 음식물과 같은 물품을 저장하는 복수의 저장실을 갖는 본체와, 복수의 저장실에 형성된 개구부를 개폐하는 도어와, 본체에 마련되어 각 저장실을 냉각하도록 냉기를 공급하는 냉동장치를 포함한다.
최근에 냉동장치 중에는 각 저장실에 독립적으로 냉기를 공급하도록 각 저장실에 대응하여 복수의 증발기를 마련하는 경우가 있다.
이와 같이, 복수의 저장실에 대응하여 복수의 증발기를 갖는 냉동사이클을 구비한 냉장고의 일예가 한국공개특허공보 제10-2004-64787호에 개시되어 있다.
이러한 종래의 냉장고의 냉동사이클은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 압축기(110)와, 하나의 응축기(113)와, 분리된 공간에 각각 설치되어 응축기(113)로부터 냉매를 공급받아 증발시키는 4개의 증발기(119,120,121,122)와, 4개의 증발기(119,120,121,122)를 통과한 냉매가 혼합되어 하나의 압축기(110)로 흐르도록 구성된 공통 냉매공급유로(L12)와, 4개의 증발기(119,120,121,122)와 공통 냉매공급유로(L12) 사이에 연결된 어큐물레이터(123,125)를 포함한다.
4개의 증발기(119,120,121,122)는 비슷한 제어온도대를 갖는 제1증발기(119) 및 제2증발기(120)와, 제3증발기(121) 및 제4증발기(122)를 갖는다. 제1 및 제2증발기(119,120)와 제3 및 제4증발기(121,122)는 공통 냉매공급유로(L12)에 상호 병렬로 연결된다. 제1 및 제2증발기(119,120)도 역시 상호 병렬로 연결되며, 제3 및 제4증발기(121,122)도 역시 병렬로 연결된다. 응축기(113)와 제1 및 제2증발기(119,120) 사이에는 3방향밸브(117)가 마련되며, 응축기(113)와 제3 및 제4증발기(121,122) 사이에도 3방향밸브(118)가 마련된다. 그리고, 종래의 냉장고의 냉동사이클에는 응축기(113)의 출구측에 마련되어 도어 개방시 이슬맺힘을 방지하는 핫파이프(135,136)와, 핫파이프(135,136)의 출구측에 마련된 드라이어(115)와, 각 증발기(119,120,121,122)의 입구측에 마련된 팽창장치(131,132,133,134)와, 어큐물레이트(123,125)의 출구측에 마련된 체크밸브(127,129)가 마련된다.
이에, 종래의 냉장고는 응축기(113)를 통과한 냉매가 제1 및 제2증발기(119,120)와, 제3 및 제4증발기(121,122) 중 하나 이상으로 공급되어 각 증발기(119,120,121,122)에 대응하는 각 보관공간의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
그러나, 이러한 종래 냉장고의 냉동사이클은 복수의 증발기들이 모두 병렬로 연결되어 있다. 이에, 압축기로부터 공급되는 냉매가 복수의 증발기에 동시에 공급될 경우, 복수의 증발기들 중 내부저항이 작은 증발기로 냉매가 많이 공급되므로 상대적으로 내부저항이 높은 증발기로의 냉매공급이 부족하여 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 이러한 종래 냉장고의 냉동사이클은 밸브에 의해 압축기로부터 공급되는 냉매가 복수의 증발기 중 일부의 증발기로 공급될 경우, 냉매가 공급되지 않 는 증발기에 냉매가 갇힌 상태로 있어 순환되는 냉매량이 부족하게 되어 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 종래의 냉장고는 각 증발기에 부착된 성에를 제거하도록 제상을 실시하게 된다. 이러한 제상과정에서는 압축기가 정지된 상태에서 제상히터를 이용하여 증발기로 열을 공급하게 되며, 이와 동시에 압축기와 연결된 냉매관이 압력 평형을 이루도록 냉매관에 장착된 밸브를 열게 된다.
그러나, 이러한 복수의 증발기를 갖는 냉장고에서는 제상시 냉매관에 장착된 밸브를 열게 되면 제상과정에서 냉매가 복수의 증발기로 계속 유입되어 제상과정이 길어지게 되며, 제상과정이 길어짐으로써 제상시 발생된 열이 저장실 및 냉매에 전달되어 냉각효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 3개 이상의 저장실을 독립적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각효율을 향상시킬 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 냉동장치는, 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과; 상기 증발기가 장착되도록 상기 공급냉매관으로부터 분기되며, 하나 이상에는 상기 복수의 증발기가 직렬로 연결된 복수의 분기냉매관과; 상기 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 상기 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고에 의해 달성된다.
상기 냉동장치는 상기 공급냉매관과 상기 복수의 분기냉매관 사이에 마련되어 상기 복수의 분기냉매관을 개폐하는 다방향밸브를 포함할 수 있다.
상기 복수의 분기냉매관은 제1분기냉매관 및 제2분기냉매관을 포함하며, 상기 다방향밸브는 상기 제1분기냉매관 및 상기 제2분기냉매관를 각각 개폐할 수 있다.
상기 복수의 증발기는 상기 제1분기냉매관에 장착된 제1증발기와, 상기 제2분기냉매관에 장착된 제2증발기와, 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기 중 적어도 하나와 직렬로 연결된 제3증발기를 포함할 수 있다.
상기 저장실은 상기 본체에 4개로 마련되고, 상기 복수의 증발기는 제4증발기를 더 포함하며, 상기 3증발기는 상기 제1분기냉매관에 상기 제1증발기와 직렬로 연결되고, 제4증발기는 상기 제2분기냉매관에 상기 제2증발기와 직렬로 연결될 수 있다.
상기 냉동장치는 상기 제2분기냉매관의 출구측에 연결되어 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 응축기와, 상기 제1증발기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 제1모세관과, 상기 제2증발기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 제2모세관을 더 포함할 수 있다.
상기 냉동장치는 상기 연결냉매관에 마련된 보조모세관을 더 포함할 수 있다.
상기 냉동장치는 상기 각 증발기를 제상하도록 마련된 복수의 제상히터와, 상기 제상히터가 작동되기 전에 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제상히터가 중지된 상태에서 냉매를 압축하는 압축기가 작동하기 전에 소정의 휴지시간동안 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 개방하도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 냉동장치는, 상기 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과; 상기 증발기가 장착되도록 상기 공급냉매관으로부터 분기된 복수의 분기냉매관과; 상기 공급냉매관으로부터 상기 복수의 분기냉매관가 분기되는 분기영역에 상기 복수의 분기냉매관을 개폐하도록 마련된 다방향밸브와; 상기 각 증발기를 제상하도록 마련된 복수의 제상히터와; 상기 제상히터가 작동되기 전에 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고에 의해서 달성될 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제상히터가 중지된 상태에서 냉매를 압축하는 압축기가 작동하기 전에 소정의 휴지시간동안 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 개방하도록 제어할 수 있다.
상기 복수의 분기냉매관 중 하나 이상에는 상기 복수의 증발기가 직렬로 장착될 수 있다.
상기 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 상기 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적은, 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 3개 이상의 증발기와, 상기 증발기를 제상하기 위한 제상히터를 갖는 냉장고의 제어방법에 있어서,
상기 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관으로부터 복수의 분기냉매관을 분기시키는 단계와;
상기 각 분기냉매관에 하나 이상의 상기 증발기를 장착하는 단계와;
상기 제상히터가 작동되기 전에 상기 복수의 분기냉매관을 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법에 의해 달성될 수도 있다.
상기 제상히터가 중지된 상태에서 상기 냉동장치의 압축기가 작동하기 전에 소정의 휴지시간동안 상기 복수의 분기냉매관을 개방하는 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 3개 이상의 저장실(1,2,3,4)이 형성된 본체(미도시)와, 각 저장실(1,2,3,4)을 개폐하는 복수의 도어(미도시)와, 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기(31,32,33,34)를 갖는 냉동장치(10)를 포함한다.
저장실(1,2,3,4)은 복수의 증발기(31,32,33,34)에 각각 대응하도록 복수개로 마련된다. 저장실(1,2,3,4)은 본 발명의 일예로 4개의 증발기(31,32,33,34)에 각각 대응하여 4개로 마련된다. 그러나, 저장실(1,2,3,4)은 증발기의 수량과 동일하게 3개 혹은 5개 이상으로 마련될 수도 있다.
여기서, 저장실(1,2,3,4)은 본 발명의 일례로 냉장실인 제1실(1)과, 냉장 절환실인 제3실(3)와, 냉동실인 제2실(2)과, 냉동 절환실인 제4실(4)을 포함한다.
냉동장치(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)로부터 압축된 냉매를 응축하는 응축기(13)와, 복수의 저장실을 냉각하는 복수의 증발기(31,32,33,34)를 포함한다. 또한, 냉동장치(10)는 응축기(11)로부터 증발기(31,32,33,34)로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관(21)과, 공급냉매관(21)로부터 분기되어 증발기(31,33)와 증발기(32,34)가 연결되는 복수의 분기냉매관(25,26)과, 복수의 분기냉매관(25,26) 중 어느 하나의 출구측을 복수의 분기냉매관(25,26) 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관(28)을 포함한다.
냉동장치(10)는 공급냉매관(21)과 복수의 분기냉매관(25,26) 사이에 마련되어 복수의 분기냉매관(25,26)을 개폐하는 다방향밸브(23)와, 다방향밸브(23)의 출구측에 마련된 복수의 분기냉매관(25,26)에 각각 장착된 복수의 모세관(17,18)을 포함한다. 냉동장치(10)는 도어의 개방시 본체(미도시)의 전방영역에 발생되는 이슬맺힘 현상을 방지하도록 응축기(13)와 공급냉매관(21)사이에 연결된 핫파이프(15)를 더 포함한다. 냉동장치(10)는 각 증발기(31,32,33,34)에서 생성된 냉기를 각 저장실(미도시)로 공급하도록 복수의 냉각팬(36)을 더 포함한다.
공급냉매관(21)은 응축기(13) 및 핫파이프(15)로부터 응축된 냉매를 공급받아 다방향밸브(23)로 전달하도록 다방향밸브(23)와 연결된다.
다방향밸브(23)는 공급냉매관(21)에서 공급된 냉매를 복수의 분기냉매관(25,26) 중 하나 이상으로 공급하도록 개방되거나 복수의 분기냉매관(25,26)을 공급되지 않도록 폐쇄할 수 있다. 다방향밸브(23)는 본 발명의 일예로 공급냉매관(21)과, 후술할 제1분기냉매관(25) 및 제2분기냉매관(26)을 연결하는 3방향밸브로 마련된다. 다방향밸브(23)는 제1분기냉매관(25)만을 개방하여 다방행밸브(23)를 통과한 냉매를 제1모세관(17)과, 제1 및 제3증발기(31,33)와, 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)과, 제2 및 제4증발기(32,34)를 순차적으로 통과시키는 제1냉매유로(A)와, 제2분기냉매관(26)만을 개방하여 다방행밸브(23)를 통과한 냉매를 제2모세관(18)과, 제2 및 제4증발기(32,34)로 순차적으로 유동시키는 제2냉매유로(B)로 분기시키도록 3방향밸브로 마련된다.
한편, 복수의 증발기가 3개로 마련되어 제1, 2 및 3증발기(31,32,33)로 마련되는 경우, 제1냉매유로(A)는 제1분기냉매관(25)만을 개방하여 다방향밸브(23)를 통과한 냉매를 제1모세관(17)과, 제1 및 제3증발기(31,33)와, 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)과, 제2증발기(32)를 순차적으로 통과시키는 유로이며, 제2냉매유로(B)는 제2분기냉매관(26)만을 개방하여 다방행밸브(23)를 통과한 냉매를 제2모세관(18)과, 제2증발기(32)로 순차적으로 유동시키는 유로이다.
한편, 복수의 증발기가 3개로 마련되어 제1, 2 및 4증발기(31,32,34)로 마련되는 경우, 제1냉매유로(A)는 제1분기냉매관(25)만을 개방하여 다방행밸브(23)를 통과한 냉매를 제1모세관(17)과, 제1증발기(31)와, 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)과, 제2 및 제4증발기(32,34)를 순차적으로 통과시키는 유로이며, 제2냉매유로(B)는 제2분기냉매관(26)만을 개방하여 다방향밸브(23)를 통과한 냉매를 제2모세관(18)과, 제2 및 제4증발기(32, 34)를 순차적으로 유동시키는 유로이다.
그러나, 다방향밸브(23)는 분기냉매관이 3개로 마련될 경우 4방향밸브로 마련될 수 있는 등 다양하게 마련될 수 있다.
분기냉매관(25,26)은 공급냉매관(21)으로부터 냉매를 공급받을 수 있도록 다방향밸브(23)와 연결된다. 분기냉매관(25,26)은 본 발명의 일예로 제1분기냉매관(25)과 제2분기냉매관(26)으로 마련된다. 그러나, 분기냉매관(25,26)은 한 쌍에 한정되지 않고 3개 이상으로 마련될 수도 있음은 물론이다.
제1분기냉매관(25)에는 다방향밸브(23)로부터 공급된 냉매를 저온저압으로 변환시키도록 마련된 제1모세관(17)과, 제1모세관(17)을 통과한 냉매가 주위 열을 흡수하여 증발되도록 후술할 제1증발기(31) 및 제3증발기(33)가 장착된다.
제2분기냉매관(26)에는 다방향밸브(23)로부터 공급된 냉매를 저온저압으로 변환시키도록 마련된 제2모세관(18)과, 제2모세관(18)을 통과한 냉매가 주위 열을 흡수하여 증발되도록 후술할 제2증발기(32) 및 제4증발기(34)가 장착된다.
증발기(31,32,33,34)는 제1분기냉매관(25)에 장착되며 제1실(1)에 마련된 제1증발기(31)와, 제2분기냉매관(26)에 장착되며 제2실(2)에 마련된 제2증발기(32)와, 제1증발기(31) 및 제2증발기(32) 중 적어도 하나와 직렬로 연결된 하나 이상의 증발기(33,34)를 포함할 수 있다. 증발기(31,32,33,34)는 본 발명이 일예로 도 2에 도시된 바와 같이, 4개로 마련된다. 즉, 제1증발기(31)는 제1분기냉매관(25)에 장착되며, 제2증발기(32)는 제2분기냉매관(26)에 장착되고, 제3증발기(33)는 제1분기냉매관(25)에 제1증발기(31)와 직렬로 연결되어 제3실(3)에 마련되며, 제4증발기(34)는 제2분기냉매관(26)에 제2증발기(32)와 직렬로 연결되어 제4실(4)에 마련된다. 그러나, 복수의 증발기가 3개로 마련된 경우에는 제1증발기(31)과, 제2증발기(32)와, 제1증발기(31)와 직렬로 연결된 제3증발기(33)와 제2증발기(32)와 직렬로 연결된 제4증발기(34) 중 하나로 마련될 수 있다.
제1 및 제3증발기(31,33)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)들은 본 발명의 일예로 냉장실의 기능을 수행할 수 있도록 마련될 수 있다. 그러나, 제1 및 제3증발기(31,33)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)들 중 하나 이상은 냉동실의 기능을 수행 할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일예로 제1증발기(31)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)은 0도에서 15도 정도의 설정온도범위로 설정될 수 있다. 본 발명의 일예로 제3증발기(33)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)은 -10도에서 15도 정도의 설정온도범위로 설정될 수 있다.
제2 및 제4증발기(32,34)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)들은 본 발명의 일예로 냉동실의 기능할 수 있도록 마련될 수 있다. 그러나, 제2 및 제4증발기(32,34)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)들 중 하나 이상은 냉장실의 기능을 수행 할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일예로 제2증발기(32)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)은 -10도에서 -30도 정도의 설정온도범위로 설정될 수 있다. 본 발명의 일예로 제4증발기(34)에 의해 냉각되는 저장실(미도시)은 -30도에서 15도 정도의 설정온도범위로 설정될 수 있다.
연결냉매관(28)은 제1분기냉매관(25)을 통과한 냉매를 제2분기냉매관(26)으로 공급하도록 제1분기냉매관(25)의 출구측과 제2분기냉매관(26)의 입구측을 연결한다.
보다 상세하게는, 상기 연결냉매관(28)은 제1분기냉매관(25)측 증발기(33)의 출구측을 제2분기냉매관(26)측 증발기(34)의 입구측을 연결한다. 연결냉매관(28)은 제2모세관(18)과 제2증발기(32) 사이의 제2분기냉매관(26)에 연결되는 것이 바람직하다. 연결냉매관(28)에는 제1분기냉매관(25)을 통과한 냉매를 다시 저온저압으로 변환시키도록 보조모세관(29)이 장착된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 냉장고의 냉동장치의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 압축기(11)에 압축된 냉매는 응축기(13)와 핫파이프(15)를 통과해 공급냉매관(21)을 전달된다. 공급냉매관(21)으로 전달된 냉매는 다방향밸브(23)를 통해 제1분기냉매관(25) 및 제2분기냉매관(26) 중 하나 이상으로 공급될 수 있다.
다방향밸브(23)에서 제1분기냉매관(25)만을 개방하여 냉매를 제1모세관(17)과, 제1 및 제3증발기(31,33)와, 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)과, 제2 및 제4증발기(32,34)를 순차적으로 통과시키는 제1냉매유로(A)를 개방하는 경우를 설명한다.
다방향밸브(23)가 제1분기냉매관(25)만을 개방하는 경우, 다방향밸브(23)를 통과한 냉매는 제1모세관(17)과, 제1 및 제3증발기(31,33)와, 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)과, 제2 및 제4증발기(32,34)를 순차적으로 통과하여 압축기(11)로 유입된다. 이 경우에는 다방향밸브(23)를 통과한 냉매가 제1 및 제3증발기(31,33)를 통과한 후, 제2 및 제4증발기(32,34)를 직렬로 통과하게 된다. 이에, 냉매가 제1분기냉매관(25) 및 제2분기냉매관(26)으로 편중되어 공급되거나 순환되는 냉매량의 부족현상은 발생하지 않는다.
그리고, 다방향밸브(23)에서 제2분기냉매관(26)만을 개방하여 냉매를 제2모세관(18)과, 제2 및 제4증발기(32,34)로 순차적으로 유동시키는 제2냉매유로(B)를 개방하는 경우를 설명한다.
다방향밸브(23)가 제2분기냉매관(26)만을 개방하는 경우, 다방향밸브(23)를 통과한 냉매는 제2모세관(18)과, 제2 및 제4증발기(32,34)를 순차적으로 통과하여 압축기(11)로 유입된다. 이 경우에는 제2모세관(18)을 통과한 냉매가 저압상태에 있으므로 제1 및 제3증발기(31,33) 내의 존재하는 냉매가 연결냉매관(28)을 통해 제2분기냉매관(26)으로 흡입되게 된다. 이에, 제1 및 제3증발기(31,33)에는 거의 냉매가 존하지 않아 순환되는 냉매량의 부족현상이 발생하지 않게 된다.
그리고, 다방향밸브(23)가 제1 및 제2분기냉매관(25,26)을 모두 개방하는 경우, 다방향밸브(23)를 통과한 냉매는 제1모세관(17) 및 제2모세관(18)으로 공급되 어 제1 및 제3증발기(31,33)와, 제2 및 제4증발기(32,34)로 통과하게 된다. 그리고, 제1 및 제3증발기(31,33)를 통과한 냉매는 연결냉매관(28) 및 보조모세관(29)을 통해 제2 및 제4증발기(32,34)로 공급되어 압축기(11)로 유입된다. 이 경우에는 제1분기냉매관(25)에 냉장실 기능을 하는 제1 및 제3증발기(31,33)를 장착하여 제2 및 제4증발기(32,34) 보다 내부저항을 낮춤으로써 제1분기냉매관(25)을 통과하는 냉매량의 부족현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 3개 이상의 저장실에 대응하는 3개 이상의 증발기를 마련하여 각 저장실을 독립적으로 냉각시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 냉장고는 하나 이상에 직렬로 연결된 복수의 증발기를 갖는 복수의 분기냉매관과, 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 포함하여 순환냉매의 부족 상태가 발생하는 것을 방지하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고의 냉동장치(10)는 각 증발기(31,32,33,34)를 제상하도록 마련된 복수의 제상히터(41)와, 제상히터(41)가 작동되기 전에 다방향밸브(23)가 복수의 분기냉매관(25,26)을 폐쇄하도록 제어하는 제어부(50)를 더 포함한다. 냉동장치(10)는 각 증발기(31,32,33,34)의 온도를 감지하도록 복수의 제상온도센서(45)를 더 포함할 수 있다.
제상히터(41)는 본 발명의 일예로 제1 내지 제4증발기(31,32,33,34)에 각각 대응하도록 4개로 마련된다.
제상히터(41)는 증발기(31,32,33,34)에 부착된 성에를 제거하도록 증발기(31,32,33,34)에 근접하게 설치된다. 제상히터(41)는 본 발명의 일예로 제1 내지 제4증발기(31,32,33,34)에 각각 대응하도록 4개로 마련된다. 그러나, 제상히터(41)는 증발기(31,32,33,34)의 수에 따라 다양하게 마련될 수 있다. 제상히터(41)는 압축기(11)가 작동하는 냉각모드에서는 작동하지 않으며, 압축기(11)의 작동이 중지되고 증발기(31,32,33,34)에 부착된 성에를 제거하기 위한 제상모드의 경우에 작동하게 된다. 이러한 제상모드는 제상온도센서(45)에서 감지된 증발기(31,32,33,34)의 온도 혹은/및 압축기(11)의 구동시간 등에 의해 설정될 수 있다.
제어부(50)는 압축기(11)의 작동이 중지되고 제상모드로 진입하는 경우, 제상히터(41)를 작동시키며, 제1 및 제2분기냉매관(25,26)으로 냉매가 공급되지 않도록 다방향밸브(23)를 폐쇄한다. 제어부(50)는 제상모드가 완료될 경우, 제상히터(41)의 작동을 중지시키며, 압축기(11)를 작동하기 전에 소정의 휴지시간(T) 동안 복수의 분기냉매관(25,26)을 개방하도록 다방향밸브(23)를 제어한다.
제상모드가 완료되는 경우는 본 발명의 일예로 제상온도센서(45)에서 감지된 증발기(31,32,33,34)의 온도가 설정된 제상온도 이상인 경우이다. 그러나, 제상모드가 완료되는 경우는 제상히터(41)가 소정의 시간동안 작동한 후 일수 도 있으며, 제상온도센서(45)에서 감지된 증발기(31,32,33,34)의 온도와 제상히터(41)의 작동 시간 등을 고려하여 설정될 수도 있다.
소정의 휴지시간(T)은 압축기(11)와 연결된 냉매관(21,25,26,28) 내의 압력평형을 이루도록 대략 10분 정도로 설정될 수 있다. 그러나, 이러한 소정의 휴지시간(T)은 10분 보다 크거나 작게 설정될 수도 있음은 물론이다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 냉장고의 제상과정을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 냉동장치(10)가 제상모드로 전환된다(S1). 그러면, 압축기(11)의 구동이 정지되며, 제어부(50)가 제1 및 제2분기냉매관(25,26)을 폐쇄하도록 다방향밸브(23)를 제어한다(S3). 이와 동시에, 제상히터(41)가 제상모드 동안 작동된다(S5). 그리고, 제상온도센서(45)에서 감지된 온도와 설정된 제상온도를 주기적으로 비교한다(S7). 이때, 제상온도센서(45)에서 감지된 온도가 설정된 제상온도보다 작으면 S5단계를 수행하며, 제상온도센서(45)에서 감지된 온도가 설정된 제상온도 이상이면 제상모드를 완료하며 제상히터(41)의 작동을 중지한다(S9). 그리고, 제어부(50)가 제1 및 제2분기냉매관(25,26)을 개방하도록 다방향밸브(23)를 제어한다(S11). 다방향밸브(23)의 개방된 후부터 설정된 휴지시간(T)이 경과한다(S13). 그러면, 냉각모드로 전환하도록 압축기(11)를 구동하게 된다(S15).
이에, 본 발명에 따른 냉장고의 냉동장치는 제상히터가 작동하는 동안 다방향밸브를 폐쇄함으로써, 복수의 증발기로 냉매가 유입되는 것을 방지하여 제상시간을 단축시켜 제상효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제상시간이 길어질 경우 제상시 발생된 열이 저장실 및 냉매에 전달되어 냉각효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 3개 이상의 저장실을 독립적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각효율을 향상시킬 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제상히터가 작동하는 동안 다방향밸브를 폐쇄함으로써, 복수의 증발기로 냉매가 유입되는 것을 방지하여 제상시간을 단축시켜 제상효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제상시간이 길어질 경우 제상시 발생된 열이 저장실 및 냉매에 전달되어 냉각효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고에 있어서,
    상기 냉동장치는 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과, 상기 공급냉매관으로부터 분기되며 각각 상기 증발기가 연결된 복수의 분기냉매관과, 상기 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 상기 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 포함하며;
    상기 복수의 분기냉매관 중 적어도 하나에는 상기 복수의 증발기가 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉동장치는 상기 공급냉매관과 상기 복수의 분기냉매관 사이에 마련되어 상기 복수의 분기냉매관을 선택적으로 개폐하는 다방향밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 분기냉매관은 제1분기냉매관 및 제2분기냉매관을 포함하며,
    상기 복수의 증발기는 상기 제1분기냉매관에 장착된 제1증발기와, 상기 제2분기냉매관에 장착된 제2증발기와, 상기 제1증발기 및 상기 제2증발기 중 적어도 하나와 직렬로 연결된 제3증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저장실은 상기 본체에 4개로 마련되고, 상기 복수의 증발기는 제4증발기를 더 포함하며,
    상기 제3증발기는 상기 제1분기냉매관에 상기 제1증발기와 직렬로 연결되고, 상기 제4증발기는 상기 제2분기냉매관에 상기 제2증발기와 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 냉동장치는 상기 제2분기냉매관의 출구측에 연결되어 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 응축기와, 상기 제1증발기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 제1모세관과, 상기 제2증발기와 상기 다방향밸브 사이에 마련된 제2모세관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 냉동장치는 상기 연결냉매관에 마련된 보조모세관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 냉동장치는 상기 각 증발기를 제상하도록 마련된 복수의 제상히터와, 상기 제상히터가 작동되기 전에 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 모두 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제상히터가 중지된 상태에서 냉매를 압축하는 압축기가 작동하기 전에 소정의 휴지시간동안 상기 다방향밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 압축기와 응축기를 갖는 냉장고에 있어서,
    냉장실을 형성하는 제1실과, 냉동실을 형성하는 제2실과, 냉장 절환실을 형성하는 제3실과, 냉동 절환실을 형성하는 제4실이 구획되어 마련된 본체와;
    상기 제1실에 마련되는 냉장실 증발기와, 상기 제2실에 마련되는 냉동실 증발기와, 상기 제3 및 제4실에 각각 마련되는 제3 및 제4실 증발기와;
    상기 압축기로부터 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관을 포함하며;
    상기 냉장실 증발기와 상기 제3실 증발기는 상기 공급냉매관으로부터 분기되어 직렬 연결되며;
    상기 냉동실 증발기와 상기 제4실 증발기는 상기 공급냉매관으로부터 분기되어 직렬 연결되며;
    상기 냉장실 증발기와 상기 냉동실 증발기의 입구측은 유로전환 밸브에 의해 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3실 증발기 출구측으로부터 상기 냉동실 증발기 입구측으로 연결되는 연결냉매관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 압축기와 응축기를 갖는 냉장고에 있어서,
    냉장실을 형성하는 제1실과, 냉동실을 형성하는 제2실과, 냉장 절환실을 형성하는 제3실과, 냉동 절환실을 형성하는 제4실이 구획되어 마련된 본체와;
    상기 제1실에 마련되는 냉장실 증발기와, 상기 제2실에 마련되는 냉동실 증발기와, 상기 제3 및 제4실에 각각 마련되는 제3 및 제4실 증발기와;
    상기 압축기로부터 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과;
    상기 공급냉매관에 연결되어 상기 증발기 측으로 냉매를 분배하는 밸브를 포함하며;
    상기 밸브로부터 상기 냉장실 증발기, 제3실 증발기, 냉동실 증발기, 제4실 증발기가 순차로 연결되어 유로를 형성하는 제1 냉매유로와;
    상기 밸브로부터 상기 냉동실 증발기, 제4실 증발기가 순차로 연결되어 유로를 형성하는 제2 냉매유로를 포함하는 냉장고.
  12. 압축기와 응축기를 갖는 냉장고에 있어서,
    냉장실을 형성하는 제1실과, 냉동실을 형성하는 제2실과, 냉동 절환실을 형성하는 제4실이 구획되어 마련된 본체와;
    상기 제1실에 마련되는 냉장실 증발기와, 상기 제2실에 마련되는 냉동실 증발기와, 상기 제4실에 마련되는 제4실 증발기와;
    상기 압축기로부터 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과;
    상기 공급냉매관에 연결되어 상기 증발기 측으로 냉매를 분배하는 밸브를 포함하며;
    상기 밸브로부터 상기 냉장실 증발기, 냉동실 증발기, 제4실 증발기가 순차로 연결되어 유로를 형성하는 제1 냉매유로와;
    상기 밸브로부터 상기 냉동실 증발기, 제4실 증발기가 순차로 연결되어 유로를 형성하는 제2 냉매유로를 포함하는 냉장고.
  13. 압축기와 응축기를 갖는 냉장고에 있어서,
    냉장실을 형성하는 제1실과, 냉동실을 형성하는 제2실과, 냉장 절환실을 형성하는 제3실이 구획되어 마련된 본체와;
    상기 제1실에 마련되는 냉장실 증발기와, 상기 제2실에 마련되는 냉동실 증발기와, 상기 제3실에 마련되는 제3실 증발기와;
    상기 압축기로부터 상기 복수의 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과;
    상기 공급냉매관에 연결되어 상기 증발기 측으로 냉매를 분배하는 밸브를 포함하며;
    상기 밸브로부터 상기 냉장실 증발기, 제3실 증발기, 냉동실 증발기가 순차로 연결되어 유로를 형성하는 제1 냉매유로와;
    상기 밸브로부터 상기 냉동실 증발기로 연결되어 유로를 형성하는 제2 냉매유로를 포함하는 냉장고.
  14. 3개 이상의 저장실이 형성된 본체와, 상기 각 저장실에 대응하여 마련된 복수의 증발기를 갖는 냉동장치를 구비한 냉장고에 있어서,
    상기 냉동장치는,
    상기 증발기로 냉매를 공급하기 위한 공급냉매관과;
    상기 공급냉매관으로부터 분기되며 각각 상기 증발기가 연결된 복수의 분기냉매관과;
    상기 공급냉매관으로부터 상기 복수의 분기냉매관이 분기되는 분기영역에 상기 복수의 분기냉매관을 선택적으로 개폐하도록 마련된 밸브와;
    상기 각 증발기를 제상하도록 마련된 복수의 제상히터와;
    상기 제상히터가 작동되기 전에 상기 밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 모두 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제상히터가 중지된 상태에서 냉매를 압축하는 압축기가 작동하기 전에 소정의 휴지시간동안 상기 밸브가 상기 복수의 분기냉매관을 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 분기냉매관 중 적어도 하나에는 상기 복수의 증발기가 직렬로 장착된 것을 특징으로 하는 냉장고.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 분기냉매관 중 어느 하나의 출구측을 상기 복수의 분기냉매관 중 다른 하나의 입구측에 연결하는 연결냉매관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 제1항에 따른 냉장고의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 분기냉매관으로 선택적으로 냉매를 공급하는 단계와;
    제상모드 수행여부를 판단하는 단계와;
    제상모드 개시 판단시, 상기 복수의 분기냉매관측으로 냉매공급을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
  19. 제9항에 따른 냉장고의 제어방법에 있어서,
    상기 냉장실 증발기측 또는 상기 냉동실 증발기측으로 선택적으로 냉매를 공급하는 단계와;
    제상모드 수행여부를 판단하는 단계와;
    제상모드 개시 판단시, 상기 냉장실 증발기 및 냉동실 증발기측으로 냉매공급을 차단하도록 상기 유로전환 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
  20. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 냉장고의 제어방법에 있어서,
    상기 제1 냉매유로 또는 제2 냉매유로로 선택적으로 냉매를 공급하는 단계와;
    제상모드 수행여부를 판단하는 단계와;
    제상모드 개시 판단시, 상기 제1 및 2 냉매유로로의 냉매공급을 차단하도록 상기 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
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