KR20090092702A - 냉장고 및 냉장고의 제어 방법 - Google Patents

냉장고 및 냉장고의 제어 방법

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KR20090092702A
KR20090092702A KR1020090012750A KR20090012750A KR20090092702A KR 20090092702 A KR20090092702 A KR 20090092702A KR 1020090012750 A KR1020090012750 A KR 1020090012750A KR 20090012750 A KR20090012750 A KR 20090012750A KR 20090092702 A KR20090092702 A KR 20090092702A
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Abstract

본 발명은 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고 및 그 제어 방법에 의하여, 홈바 히터로 공급되는 전압의 가변 제어가 가능하게 되어, 홈바 히터 구동을 위한 전력 소모가 감소되는 효과가 있다.
또한, 홈바 중 단열이 취약한 부위에 히터에 의한 열이 많이 공급되도록 함으로써, 홈바 주위의 온도가 균일하게 형성되고, 그에 따라 히터에 공급되는 전력이 감소될 수 있다는 장점이 있다.

Description

냉장고 및 냉장고의 제어 방법{Refrigerator and method for controlling the same}
본 발명은 냉장고 및 냉장고의 제어 방법에 관한 것이다.
냉장고는 음식물을 냉장 또는 냉동 보관하기 위한 가전 기기이다.
최근에는, 다양한 형태와 종류의 냉장고가 출시되고 있으며, 그 예로서 냉장실과 냉동실이 좌우측에 각각 배치되는 사이드 바이 사이드 타입과, 냉장실이 냉동실의 상측에 제공되는 바텀 프리저 타입 및 냉장실이 냉동실의 하측에 제공되는 탑마운트 방식 등이 있다.
또한, 최근에는 냉장실 도어를 열지 않고도 음식물 또는 음료수를 인출할 수 있도록 하는 홈바 구조가 적용되는 냉장고가 많이 출시되고 있다.
상세히, 상기 홈바 구조는 냉장실 또는 냉동실의 도어 전면에 홈바 도어가 회동 가능하게 제공되고, 상기 냉장실 또는 냉동실 도어 배면으로 홈바 케이스가 제공되는 구조이다.
상기와 같은 홈바 구조는, 사용자가 필요에 따라 홈바 도어를 열어서 홈바 케이스에 수납된 음식물, 특히 음료수 등을 인출 또는 보관하는데 매우 유용하다.
그러나, 상기 홈바 도어를 열고 닫는 과정에서 외기가 냉장고 내부로 유입되는 현상이 발생한다. 특히, 홈바 도어의 가장자리 부근에서는 외기와 냉기가 접촉하면서 외기에 포함된 수분이 홈바 도어의 가장자리 부근에 응축되는 현상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 홈바 도어의 가장자리 부근에는 별도의 히터를 장착하여 응축수가 결착되는 현상을 방지하고 있다.
한편, 종래의 홈바 도어 구조에서는 상기 히터의 작동을 제어하기 위하여, 냉장고 주위 온도(room temperature)를 감지하여, 주위 온도에 따라 히터를 온/오프할 수 있는 온/오프 스위치가 적용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 홈바 도어 히터 제어에 의하면, 주위 온도가 일정 온도 이상이 되는 경우 히터가 항상 온 상태를 유지하게 되므로, 전력 소비가 많아지는 단점이 있다. 또한, 상기 히터로 인가되는 전압의 크기 조절이 불가능하고, 단순히 히터 온/오프만 가능하기 때문에, 온 상태에서는 옥내로 인입되는 전압(220V)이 전부 히터로 제공되어, 불필요한 전력 소모를 유발하게 된다.
한편, 홈바 도어의 설치 구조상 홈바 도어에 의하여 차폐되는 개구부의 하단부에서 단열효과가 적다. 따라서, 상기 개구부의 다른 위치에 비하여 온도가 낮게 형성되는 것이 일반적이다.
상세히, 상기 개구부의 하단부에는, 상기 홈바 도어가 회동되는 공간이 확보되도록 하기 위하여 다른 부분에 비하여 단열재가 적게 삽입된다. 따라서, 상기 냉장고 내부의 냉기는 상기 개구부의 하단부를 통하여 외부로 유출되는 경향이 크게 된다.
그러나, 종래의 홈바 히터는, 냉장고 도어의 일정 부분을 따라 상기 홈바 도어에 인접하도록 배치되어 일정한 열량이 공급되도록 제공된다. 따라서, 상기 홈바 도어가 설치되는 상기 개구부의 주변 위치 중, 상기 개구부의 하단부에서 특히 저온 현상이 나타나는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 개구부의 하단부의 온도와 냉장고 주변온도의 차이에 의하여 상기 개구부의 하단부에는, 공기 중 수분이 응축되고, 응축된 수분이 냉장고에 맺히게 되는 문제점이 있었다.
이 경우, 상기 개구부의 하단부의 온도를 높이기 위하여 상기 홈바 히터의 열량을 높일 경우, 필요한 전력보다 더 많은 전력이 요구되어 전력 사용에 의한 비용이 증가하게 되고, 상기 개구부의 다른 부분, 즉 상단부 및 양측단부의 온도가 같이 상승되어 냉장고 내부의 냉동 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 홈바에 제공되는 홈바 히터의 구조를 개선하여 히터에 의한 홈바 주위의 온도가 균일하게 형성되도록 하고 히터의 효율이 상승되도록 하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 저온이 형성되는 홈바 도어의 주변에 많은 히터가 배치되도록 하여 홈바 도어 주변의 균일한 온도 형성과 함께 소비 전력이 감소되도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 홈바 히터로 공급되는 전압을 가변 제어 가능하게 함으로써, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 홈바 도어 히터 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에는, 홈바 도어의 테두리부에 제공되는 히터;
상기 히터로 입력되는 전압이 가변되도록 하는 히터 구동부;
상기 홈바 도어의 개방 여부를 감지하는 감지 센서;및
상기 감지 센서로부터 상기 홈바 도어의 개방 신호를 수신하여, 상기 히터 구동부로 동작 신호를 전송하는 제어부가 포함된다.
다른 측면에서의 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에는, 냉기 저장실이 형성되는 본체부; 상기 본체부에 회동 가능하게 결합되는 냉장고 도어; 및 상기 냉장고 도어에 제공되며, 개구부가 형성되는 홈바가 포함되며, 상기 홈바에는, 상기 개구부가 선택적으로 차폐되도록 하는 홈바 도어; 상기 홈바 도어가 닫힌 상태에서 상기 홈바 도어와 밀착되는 홈바 프레임; 및 상기 홈바 프레임에 제공되어 열을 공급하며, 상기 홈바 프레임의 일측에서 다단 배열되는 히터가 포함된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에는, 기본 입력 전압에 의하여 홈바 히터가 온되는 단계; 홈바 도어의 개폐 여부가 감지되는 단계;및 홈바 도어의 개폐 여부 또는 홈바 도어의 개방 시간에 따라 입력 전압이 가변되는 단계가 포함된다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명에 의하면, 홈바 도어가 설치되는 냉장고 도어의 개구부에 대하여, 특히 상기 개구부의 하단부에 많은 용량의 히터가 배치되도록 하여 홈바 주위의 온도가 균일하게 형성될 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 상기 홈바 주위의 온도가 균일하게 형성되도록 하기 위하여 히터 전체의 발열량이 증대되도록 할 필요가 없고, 그에 따라 필요한 소비 전력이 감소되는 장점이 있다.
또한, 홈바 히터로 공급되는 전압의 가변 제어가 가능하게 되어, 홈바 히터 구동을 위한 전력 소모가 감소되는 효과가 있다.
상세히, 홈바 도어의 개방 여부 및 개방 시간에 따라 홈바 히터로 공급되는 전압이 조절 가능하게 됨으로써, 전력 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홈바가 구비된 냉장고의 사시도.
도 2는 상기 냉장고의 측단면도.
도 3은 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절개한 단면도로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홈바 히터를 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홈바 히터의 구성을 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 홈바 히터의 구성을 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 홈바 히터 제어 시스템을 보여주는 블럭도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홈바 히터 제어 시스템에서 입력되는 전압을 단계적으로 가변하는 경우를 보여주는 도면.
도 8은 홈바 도어의 개방에 따른 홈바 히터 제어 방법을 보여주는 플로차트.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홈바가 구비된 냉장고의 사시도이고, 도 2는 상기 냉장고의 측단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)에는, 내부에 냉장실(17)과 냉동실(미도시)이 구비되는 본체(10)와, 상기 냉동실을 개폐하는 냉동실 도어(11)와, 냉장실(17)을 개폐하기 위한 냉장실 도어(12)와, 상기 본체(10)의 후면에 형성되는 기계실(20)과, 상기 기계실(20) 내부에 수용되는 압축기(19)가 포함된다. 그리고, 상기 본체(10)의 배면에는 증발기(21)가 장착되어, 냉기가 상기 냉장실(17) 또는 냉동실로 공급되도록 한다.
상세히, 상기 냉장실(17) 내부에는 음식물 수납을 위한 선반(18)과 수납 박스(22)가 제공되고, 냉동실 내부에도 이와 동일한 기능을 가지는 선반 기타 수납 박스가 제공된다. 그리고, 상기 냉장실 도어(12)의 배면에도 다수 개의 도어 바스켓(131)이 장착될 수 있다.
또한, 상기 냉장실 도어(12)에는 홈바 구조(100)가 제공되어, 사용자가 냉장실 도어(12)를 열지 않고 음료수나 식수를 수납하거나 인출 가능하게 한다. 또한, 상기 홈바(100)는 냉동실 도어(11)에도 장착 가능하며, 냉장실 도어(12)와 냉동실 도어(11) 모두에 각각 장착될 수 있다.
한편, 냉동실 내부에는 제빙 장치가 제공될 수 있으며, 상기 냉동실 도어(11) 전면에는 얼음 취출을 위한 디스펜서(14)가 제공되어, 냉동실 도어(11)를 열지않고 얼음을 취출할 수 있다. 그리고, 상기 디스펜서(14)에는 물취출을 위한 취출구가 제공될 수 있다.
상세히, 상기 홈바 구조(100)에는, 상기 냉장실 도어(12)에 회동 가능하게 제공되는 홈바 도어(103)와, 상기 냉장실 도어(12)의 배면에 제공되는 홈바 케이스(152) 및 상기 냉장실 도어(12)를 개방한 상태에서 상기 홈바 케이스(152)를 선택적으로 개폐할 수 있는 홈바 커버(153)가 포함된다. 또한, 상기 홈바 도어(103)가 수용되기 위한 개구부(101)가 상기 냉장실 도어(13)에 형성되며, 상기 개구부(101)의 테두리부에는 홈바 히터(120)가 장착된다. 상기 홈바 히터(120)는 상기 홈바 도어(103)가 닫힌 상태에서 홈바 도어(103)와 상기 개구부(101) 사이 부분을 가열하여 응축수가 생성되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 개구부(101)의 테두리에는 홈바(100)의 외관을 형성하는 홈바 프레임(102)이 장착된다.
여기서, 상기 개구부(101) 및 홈바 프레임(102)은 상기 홈바(100)의 구성으로서 기능상 구분되어 명명되지만, 실제로 상기 개구부(101)는 상기 냉장실 도어(12)의 적어도 일부분에 형성되며, 상기 홈바 프레임(102)은 상기 냉장실 도어(12)의 일부분이라 할 수 있다.
또한, 상기 홈바 도어(103)의 이면에는 홈바 도어 라이너(104)가 형성된다. 그리고, 상기 홈바 도어 라이너(104)는 상기 홈바 도어(103)가 상기 개구부(101)를 차폐한 상태에서, 상기 홈바 프레임(102)에 접하여 냉장고의 내부가 밀폐될 수 있도록 형성된다.
그리고, 상기 홈바 도어(103)는 상기 홈바(100)의 하단부, 즉 힌지부(107)를 중심으로 회동 가능하게 결합된다. 여기서, 상기 힌지부(107)는 상기 냉장실 도어(12)에 제공되며, 상기 개구부(101)의 하단부 양측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 홈바 도어(103)의 내측 상부에는, 상기 홈바 도어(103)가 상기 개구부(101)를 차폐한 상태에서 상기 홈바 프레임(102)에 고정되도록 하는 걸쇠 부재(106)가 제공된다.
그리고, 상기 홈바 프레임(102)에는, 상기 홈바 도어(123)가 닫힌 상태에서 상기 걸쇠 부재(126)와 걸림이 이루어지는 래치 어셈블리(105)가 제공된다.
여기서, 상기 걸쇠 부재(106)는 상기 홈바 도어(103)가 닫힐 때, 상기 래치 어셈블리(105) 내로 삽입되어 걸림이 이루어 짐으로써 상기 홈바 도어(103)의 닫힌 상태가 유지되도록 한다. 그리고, 상기 홈바 도어(103)의 전면에는 사용자가 상기 홈바 도어(103)를 개방하기 위하여 누름 조작이 가능한 누름부(미도시)가 제공된다. 따라서, 상기 걸쇠 부재(106)는 상기 누름부와 함께 상기 홈바 도어(103)가 개폐되도록 하는 "개폐 장치"의 일 요소라 할 수 있다.
또한, 상기 홈바 프레임(102)의 전면에는, 상기 홈바 도어(103)가 닫힌 상태에서 상기 홈바 도어(103)의 이면과 접하여 냉장고의 내부가 밀폐되도록 함으로써, 냉장고 내부의 냉기가 유출되는 것이 방지되도록 하는 가스켓(108)이 제공된다.
이하에서는, 상기 홈바 히터(120)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절개한 단면도로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홈바 히터를 보여주는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홈바 히터(120)는 상기 홈바 프레임(102)의 내부에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 홈바 프레임(102)의 내부에는, 냉장고의 내부 및 외부가 단열되도록 하는 단열재가 삽입될 수 있다.
상세히, 상기 홈바 히터(120)는 상기 개구부(101)의 둘레를 따라 배치된다. 그리고, 상기 홈바 히터(120)에는, 상기 개구부(101)의 상측에 배치되는 상단부(121)와, 상기 상단부(121)로부터 연장되며 상기 개구부(101)의 좌측 및 우측 중 적어도 일측에 배치되는 제 1 측단부(122)와, 상기 제 1 측단부(122)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 하측에 배치되는 하단부(123)와, 상기 하단부(123)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 좌측 및 우측 중 적어도 타측에 배치되는 제 2 측단부(124)가 포함된다.
여기서, 상기 제 2 측단부(124)는, 상기 개구부(101)를 중심으로 상기 제 1 측단부(122)의 반대측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 상단부(121)와, 상기 측단부(122,124)에는, 히터가 1열로 배열될 수 있다. 반면에, 상기 하단부(123)에는, 히터가 복수의 열, 즉 다단으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 하단부(123)는 상기 개구부(101)의 하측으로부터 하방을 향하여 지그재그 형상으로 배열될 수 있다.
이는, 상기 홈바 프레임(102)의 하부가 다른 부분에 비하여 단열재에 의한 단열 효과가 미비하기 때문이다.
구체적으로, 상기 홈바 도어(103)는 상기 홈바 프레임(102)의 하부에 힌지 연결된다. 그리고, 상기 홈바 프레임(102)의 하부에는, 상기 홈바 도어(103)가 회동되도록 하는 공간을 확보하기 위하여 단열재가 비교적 적게 삽입된다.
따라서, 상기 홈바 프레임(102)의 하부에는 냉장고 내부의 냉기가 유출되는 경향이 크게 되고, 그에 따라 상기 홈바 프레임(102)의 하부는 다른 부분에 비하여 저온이 형성된다. 결국, 상기 홈바 프레임의(102)의 하부에는, 공기 중 수분이 응축되어 형성될 가능성이 커지게 된다.
정리하면, 상기 홈바 히터(120)는 상기 홈바 프레임(102)의 하부에 많은 열량이 공급되도록 복수의 열로 제공될 수 있다. 즉, 상기 홈바 히터(120)는 상기 홈바 프레임(102)의 타측보다 하측에 더 길게, 더 많은 양으로 배열될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 홈바 히터(120)의 하단부(123)에는, 히터가 다수의 층을 이루며 배열된다.
그리고, 상기 하단부(123)는 가로 방향으로 지그 재그되는 형상으로 배열되며, 상기 하단부(123)의 적어도 일부분에는, 히터가 복수의 열을 이루며 배열되도록 다수의 절곡부(123a)가 형성된다. 그리고, 상기 각각의 히터는 서로 소정거리만큼 이격된 상태에서 배열될 수 있다.
상기한 바와 같이, 상기 하단부(123)에는, 히터가 다수의 열로 배열되므로 히터에 의한 발열량이 크게 되고 그에 따라 냉장고 도어를 가열하는 정도가 크게 된다. 결국, 상대적으로 저온이 형성되는 홈바 프레임(102)의 하부는 다른 부분, 즉 상기 홈바 프레임(102)의 상부 및 측면부와 비슷한 온도까지 상승될 수 있다.
여기서, 상기 하단부(123)에서 배열되는 히터의 열의 수는 상기 홈바 프레임(102)의 하부 온도와, 상기 홈바 프레임(102)의 다른 부분 온도의 차이를 비교하여 결정될 수 있다.
그리고, 상기 하단부(123)의 일측은 상기 제 1 측단부(122)의 일측과 연결되며, 상기 하단부(123)의 타측은 상기 제 2 측단부(124)의 일측과 연결된다. 즉, 상기 측단부(122,124)와 상기 하단부(123)는 일체로 형성될 수 있다.
도면에는 상기 측단부(122,124) 및 상단부(121)가 1열로 배열되는 것으로 도시되나, 상기 하단부(123)보다 적은 수의 히터가 배치될 수 있다면 그 이상의 열로 배열될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 측단부(122,124) 및 상단부(121)는 상기 하단부(123)보다 적은 수의 히터가 배열될 수 있다.
한편, 상기 홈바 히터(120)는 상기 홈바 히터(120)의 작동이 제어되도록 하는 제어부(미도시)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 상단부(121)의 일측과 상기 제 2 측단부(124)의 일측이 상기 제어부에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 홈바 히터(120)에는, 냉장고 전원이 인가됨과 동시에 전원이 공급될 수 있다.
이와는 달리, 상기 냉장고 내부에는, 냉장고 내부의 온도가 측정되도록 하는 온도 센서가 제공되고 상기 온도 센서에 의하여 측정된 온도와 냉장고 외부의 온도를 비교하여 소정 값 이상이 된 경우에만 상기 홈바 히터(120)가 작동되도록 구성될 수도 있을 것이다.
이하에서는, 본 발명의 제 2,3 실시예에 의한 홈바 히터의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 제 2,3 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 홈바 히터의 형상 및 구조에 있어서만 차이가 있으므로, 차이점을 위주로 설명하며 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면 부호를 원용한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홈바 히터의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홈바 히터(220)는 상기 홈바 프레임(102)의 내부에 설치될 수 있다.
상세히, 상기 홈바 히터(220)는 상기 개구부(101)의 둘레를 따라 배치된다. 그리고, 상기 홈바 히터(220)에는, 상기 개구부(101)의 상측에 배치되는 상단부(221)와, 상기 상단부(221)로부터 연장되며 상기 개구부(101)의 좌측 및 우측 중 적어도 일측에 배치되는 제 1 측단부(222)와, 상기 제 1 측단부(222)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 하측에 배치되는 하단부(223)와, 상기 하단부(223)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 좌측 및 우측 중 적어도 타측에 배치되는 제 2 측단부(224)가 포함된다.
여기서, 상기 제 2 측단부(224)는, 상기 개구부(101)를 중심으로 상기 제 1 측단부(222)의 반대측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 상단부(221)와 상기 측단부(222,224)에는, 히터가 1열로 배열될 수 있다. 반면에, 상기 하단부(223)에는, 히터가 복수의 열로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 홈바 프레임(102)의 하부에는, 다른 부분에 비하여 히터에 의하여 많은 열량이 공급될 수 있다.
더욱 상세히, 상기 홈바 히터(220)의 하단부(223)에는, 상기 하단부(223)의 중앙부를 기준으로 좌우 대칭되도록 제공되는 좌측부(223a) 및 우측부(223b)가 포함된다. 그리고, 상기 좌측부(223a) 및 우측부(223b)에 배열되는 히터 각각의 열은 서로 소정거리만큼 이격된 상태에서 배열될 수 있다.
상기와 같이 히터가 배열되는 경우, 많은 열량을 제공하면서도 히터의 길이를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 하단부(223)에는, 히터가 다수의 열로 배열되므로 히터에 의한 발열량이 크게 되고 그에 따라 냉장고 도어를 가열하는 정도가 크게 된다. 결국, 상대적으로 저온이 형성되는 홈바 프레임(102)의 하부는 다른 부분과 비슷한 온도까지 상승될 수 있다.
여기서, 상기 하단부(223)에서 배열되는 히터의 열의 수는 상기 홈바 프레임(102)의 하부 온도와, 상기 홈바 프레임(102)의 다른 부분 온도의 차이를 비교하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 홈바 히터(220)는 상기 홈바 히터(220)의 작동이 제어되도록 하는 제어부(미도시)와 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 상단부(221)의 일측과 상기 제 2 측단부(224)의 일측이 상기 제어부에 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 홈바 히터의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 홈바 히터(320)는 상기 홈바 프레임(102)의 내부에 설치될 수 있다.
상세히, 상기 홈바 히터(320)는 상기 개구부(101)의 둘레를 따라 배치된다. 그리고, 상기 홈바 히터(320)에는, 상기 개구부(101)의 우측에 배치되는 제 1 측단부(321)와, 상기 제 1 측단부(321)로부터 연장되며 상기 개구부(101)의 상측에 배치되는 상단부(322)와, 상기 상단부(322)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 좌측에 배치되는 제 2 측단부(323)와, 상기 제 2 측단부(323)로부터 연장되며, 상기 개구부(101)의 하측에 배치되는 하단부(324)가 포함된다.
여기서, 상기 제 1 측단부(321)의 일측은 상기 홈바 히터(320)를 제어하는 제어부와 연결된다. 그리고, 상기 하단부(324)의 일측 또한 상기 제어부와 연결된다. 즉, 상기 홈바 히터(320)는 상기 제 1 측단부(321)의 일측을 통하여 상기 제어부와 연결되고, 상기 제 1 측단부(321)로부터 상기 하단부(324)까지 연장된 후, 상기 하단부(324)의 일측을 통하여 다시 상기 제어부와 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 측단부(321)의 일측 및 상기 하단부(324)의 일측은 와이어(미도시)를 통하여 상기 제어부에 연결될 수 있다.
한편, 상기 하단부(324)에는, 히터가 다수의 열로 배열된다.
즉, 상기 상단부(322)와, 상기 측단부(321,323)에는, 히터가 1열로 배열될 수 있다. 반면에, 상기 하단부(324)에는, 히터가 복수의 열로 배열될 수 있다. 따라서, 상기 홈바 프레임(102)의 하부에는, 다른 부분에 비하여 히터에 의하여 많은 열량이 공급될 수 있다.
물론, 상기 상단부(322) 및 측단부(321,323)에도 히터가 복수의 열로 배열될 수 있을 것이다. 다만, 이 때에도 상기 하단부(324)의 히터가 상기 상단부(321) 및 측단부(321,323)의 히터보다 더 많은 수로 배열될 것이다.
결국, 상기 하단부(324)는 다수의 열로 배열되는 히터에 의하여 냉장고 도어를 가열하는 정도가 크게 된다. 결국, 상대적으로 저온이 형성되는 홈바 프레임(102)의 하부는 다른 부분과 비슷한 온도까지 상승될 수 있게 된다.
(표 1)
구분 종래 홈바히터 제 1 실시예 제 2 실시예 제 3 실시예
냉동실 홈바 1,110mm 0.0050W/mm 1,700 0.0027 1,465 0.0031 1,390 0.0033
냉장실 홈바 1,280mm 0.0059W/mm 2,020 0.0021 1,855 0.0023 1,680 0.0025
상기 표 1에 대하여 설명한다. 표 1의 값은 종래 홈바히터와 상기 각 실시예의 히터 배열에 있어서 필요한 히터의 길이와 단위길이당 소비되는 열량을 보여준다.
종래의 홈바 히터의 경우에 있어서, 먼저 냉동실 홈바에는 히터가 1,110mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0050W/mm의 열량이 발생되어 총 5.5W의 열량이 소비된다. 그리고, 냉장실 홈바에는 히터가 1,280mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0059W/mm의 열량이 발생되어 총 7.6W의 열량이 소비된다.
반면에, 제 1 실시예와 같이 히터를 배치하는 경우에 있어서, 먼저 냉동실 홈바에는 히터가 1,700mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0027W/mm의 열량이 발생되어 총 4.6W의 열량이 소비된다. 그리고, 냉장실 홈바에는 히터가 2,020mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0021W/mm의 열량이 발생되어 총 4.2W의 열량이 소비된다.
또한, 제 2 실시예와 같이 히터를 배치하는 경우에 있어서, 먼저 냉동실 홈바에는 히터가 1,465mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0031W/mm의 열량이 발생되어 총 4.6W의 열량이 소비된다. 그리고, 냉장실 홈바에는 히터가 1,855mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0023W/mm의 열량이 발생되어 총 4.2W의 열량이 소비된다.
또한, 제 3 실시예와 같이 히터를 배치하는 경우에 있어서, 먼저 냉동실 홈바에는 히터가 1,390mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0033W/mm의 열량이 발생되어 총 4.6W의 열량이 소비된다. 그리고, 냉장실 홈바에는 히터가 1,680mm가 설치되며, 단위 길이당 0.0025W/mm의 열량이 발생되어 총 4.2W의 열량이 소비된다.
상기한 바와 같이, 상기 실시예와 같이 히터가 배열되는 경우에는, 종래의 홈바 히터가 설치되는 경우에 비하여, 총 소비되는 열량, 즉 소비 전력이 감소되는 것을 알 수 있다.
즉, 종래의 히터는 홈바 프레임의 하단부 온도를 요구되는 수준으로 맞춰주기 위하여 단위 길이당 많은 열량을 요구하는 반면에, 본 발명의 히터는 많은 열량이 요구되는 하단부에 다수의 열로 배치되므로, 단위 길이당 적은 열량으로도 상기 하단부에 많은 열량이 공급될 수 있다는 것을 알 수 있다.
한편, 상기 홈바 히터(120)는 냉장고(1)가 설치되는 공간의 실내 온도(room temperature)에 따라, 또는 상기 홈바 도어(103)의 개방 여부에 따라 동작하며, 제어부에 의하여 상기 홈바 히터(120)로 인가되는 전압이 가변적으로 조절되도록 한다.
상기 홈바 히터(120)의 동작을 제어하기 위한 제어 장치 및 제어 방법에 대해서는 하기에서 도면과 함께 더욱 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 홈바 히터 제어 시스템을 보여주는 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 홈바 히터 제어 시스템에는, 교류 전원(AC source)이 공급되는 전원 공급부(1200)와, 상기 전원 공급부(1200)로부터 공급되는 전원의 영전압을 검출하기 위한 영전압 검출부(1100)와, 상기 영전압 검출부(1100)로부터 검출 신호를 전송받는 제어부(1000)와, 상기 냉장고(1)가 설치된 공간의 온도를 감지하는 주위 온도 감지 센서(1300)와, 상기 홈바 도어(103)의 개방 여부를 감지하는 홈바 도어 개방 감지 센서(1600)와, 상기 홈바 히터(120)의 구동을 제어하는 히터 구동부(1500)와, 상기 제어부(1000)에 연결되어, 주위 온도에 따른 인가 전압값에 대한 데이터 등이 저장되는 메모리(1400)가 포함된다.
상세히, 상기 제어부에서는 상기 영전압 검출부(1100)로부터 전송되는 영전압 검지 신호를 전송받고, 영전압 시점으로부터 일정 시간이 경과한 뒤부터 상기 히터 구동부(1500)로 전압이 입력되도록 제어한다. 그리고, 상기 제어부(1000)는 상기 주위 온도 감지 센서(1300)로부터 전송되는 온도 값에 따른 입력 전압값을 상기 메모리(1400)로부터 전송받은 다음, 전송된 입력 전압값에 대응하는 전압이 상기 히터 구동부(1500)로 입력되도록 제어한다.
또는, 상기 제어부(1000)에서 상기 홈바 도어 개방 감지 센서(1600)로부터 전송되는 감지 신호를 수신하여, 상기 홈바도어(103)의 개방 여부 또는 개방 시간에 따른 입력 전압값을 상기 히터 구동부(1500)로 전송한다. 그러면, 상기 히터 구동부(1500)에서는 상기 홈바 히터(120)의 온타임을 제어하여, 입력 전압이 증가되도록 한다.
또한, 상기 히터 구동부(1500)는 종래에는 온/오프 동작만 수행되는 릴레이 수단이 사용되어 왔으나, 본 발명에서는 상기 홈바 히터(120)로 전압이 가변적으로 입력 가능할 뿐 아니라, 온/오프 기능도 함께 수행가능한 반도체 스위치 소자를 적용하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 반도체 스위치 소자에 해당하는 히터 구동부(1500)에는 트라이악(triac) 또는 싸이리스터(thyristor) 등이 포함된다. 즉, 상기 반도체 스위치 소자를 사용할 경우, 주위 온도에 따라 전압 인가량을 용이하게 변화시킬 수 있게 된다. 그리고, 상기 영전압 검출부(1100)를 통하여 전압 인가 시점을 가변함으로써, 상기 홈바 히터(120)로 입력되는 전압값이 가변되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 홈바 히터 제어 시스템에서 입력되는 전압을 단계적으로 가변하는 경우를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 전원 공급부(1200)를 통하여 교류 형태의 상용 전압(220V)이 인가된다.
상세히, 종래의 릴레이를 이용하는 경우, 릴레이가 온되는 경우 220V의 상용 전압이 연속하여 입력되고, 상기 릴레이가 오프되는 경우에는 전압 인가가 중단된다.
그러나, 본 발명에 따른 반도체 스위치 형태의 히터 구동부에 의하면, 주위 온도에 따라, 상기 히터 구동부의 듀티 타임(duty time)을 적절히 조절하여, 인가되는 전압이 가변되도록 할 수 있다. 나아가, 주위 온도 변화가 없는 상황에서도, 상기 홈바 도어(103)의 개방 여부 또는 개방 시간에 따라 상기 히터 구동부의 듀티 타임을 적절히 조절하여, 인가 전압이 가변되도록 할 수 있다.
상세히, 상기 영전압 검출부에 의하여 검지되는 영전압 시점으로부터, 전압 인가 시점을 빨리하면 상기 히터 구동부의 온타임(duty II)이 길어지고, 전압 인가 시점을 늦추면 상기 히터 구동부의 온타임(duty I)이 짧아지게 된다. 즉, 온타임의 증감에 따라 입력 전압이 ΔV만큼 증가 또는 감소하게 된다.
상기와 같이 상기 히터 구동부의 온타임의 길이 조절을 통하여, 주위 온도 또는 홈바 도어(103)의 개방 여부에 따라 홈바 히터(120)의 구동을 제어할 수 있으므로, 홈바 도어(103)의 테두리 부위에 습기가 차는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 홈바 히터(120) 구동을 위한 전력 소모량이 감소되는 장점이 있다.
도 8은 홈바 도어의 개방에 따른 홈바 히터 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.
도 8을 참조하면, 냉장고(1)에 전원이 인가되면 홈바 히터(120)로 기본 입력 전압이 인가되어, 홈바 히터(120)가 온된다(S11). 여기서, 기본 입력 전압이라 함은 220V의 상용전압이 트랜스포머(또는 인버터)를 통과하면서 감소된 사용 전압을 말한다.
상세히, 상기 냉장고(1)가 구동하고 있는 상태에서 상기 제어부(1000)에서는 홈바 도어(103)의 개방 여부를 감지하게 된다(S12). 그리고, 홈바 도어(103)가 개방된 순간부터 시간이 카운트된다(S13). 그리고, 상기 제어부(1000)에서 홈바 도어(103)의 폐쇄 여부가 감지되고(S14), 홈바 도어(103)가 닫힌 것으로 판단되면 시간 카운트가 중지된다(S15).
한편, 상기 홈바 도어(103)의 개방 여부 또는 개방 시간에 따라 전압 증가분(ΔV)이 결정되어, 상기 기본 입력 전압(V)에 전압 증가분이 더해진 만큼의 전압이 인가되도록 한다(S16).
여기서, 상기 전압 증가분은 상기 메모리(1400)에 테이블화 되어 있으며, 상기 제어부(1000)에서 상기 메모리(1400)에 저장된 데이터를 업로드하여, 각 수치들을 비교 판단하게 된다. 그리고, 상기 전압 증가분은 홈바 도어(103)가 개폐될 때마다 일정량의 전압 증가분이 더해지도록 할 수 있으며, 홈바 도어(103)가 개방된 시간에 따라 전압 증가분이 각각 설정되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 홈바 도어(103)가 개방된 시간을 카운트하여 개방된 시간에 따른 전압 증가분이 더해지도록 할 수 있다.
또한, 입력 전압을 증가시키기 위하여, 상기 도 7에 개시된 바와 같이 히터 구동부(1500)의 온타임을 적절이 조절함으로써 가능하다.
한편, 히터 입력 전압이 증가되면 홈바 도어(103)의 개방시간을 계산하는 카운트가 초기화된다(S17). 그리고, 상기 제어부(1000)에서는 증가된 입력 전압이 상한값에 도달하였는지 여부를 판단하게 된다(S18). 다시 말하면, 상기 홈바 히터(120)로 입력 가능한 전압은 최대값은 옥내로 인가되는 상용 전압 220V이고, 최소값은 0V이다. 따라서, 이전 입력 전압값에 전압 증가분을 더한 값이 상용 전압 220V 이상이 되는 경우, 상기 입력 전압은 상한값으로 유지된다(S19). 그리고, 설정 시간이 경과된 뒤(S20)에는 입력 전압값이 기본 입력 전압으로 복귀된다(S23). 그리고, 설정 시간이 경과되지 않은 경우에는 상기 제어부(1000)에서 홈바 도어(103)의 재개방이 있는지 여부가 판단된다(S21).
상세히, 설정 시간 미도달 상태에서 홈바 도어의 재개방이 있는 경우에는 상기 과정들(S13 ~ 18)을 반복 수행하게 된다. 그리고, 증가된 전압이 입력되는 시간은 이전 설정 시간에서 새로이 설정된 시간을 더한 값이 되도록 한다(S25). 반대로, 홈바 도어의 재개방이 없는 경우에는 증가된 입력 전압으로 홈바 히터(120)가 구동하게 된다(S22).
한편, 설정 시간이 경과하여 전압이 기본 입력 전압으로 복귀되면, 상기 제어부(1000)에서는 냉장고(1)의 전원 오프 신호가 입력되었는지 여부를 판단(S26)하고, 냉장고(1)가 구동 중인 것으로 판단되면 상기 과정들(S12 이하 과정)을 반복 수행하게 된다.
상기와 같은 제어 방법에 의하여, 냉장고 주위의 온도 변화에 따라 홈바 히터(120)로 공급되는 전압이 가변 제어되도록 하고, 주위 온도가 일정한 경우에도 홈바도어(103)의 개방 여부에 따라 입력 전압이 증가되도록 함으로써, 홈바 히터(120) 구동에 따른 전력 소모를 최소화할 수 있다. 그리고, 전력 소모를 최소화하면서도 홈바 도어(103)의 테두리 부근에 습기가 차는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명의 사상이 구현되는 홈바 히터의 다양한 실시예들과, 홈바 히터의 제어 방법이 개시되었다. 본 발명의 권리범위는 제시되는 각각의 실시예들 뿐 아니라, 각각의 실시예들의 조합에 의하여 구현되는 실시예들도 본 발명의 권리 범위에 포함됨을 밝혀 둔다. 예를 들어, 상기에서 제시된 홈바 히터 구조에 대한 각각의 실시예에 홈바 히터의 제어 방법이 각각 조합된 새로운 실시예들도 본 발명의 권리 범위에 포함됨을 밝혀 둔다.

Claims (23)

  1. 홈바 도어의 테두리부에 제공되는 히터;
    상기 히터로 입력되는 전압이 가변되도록 하는 히터 구동부;
    상기 홈바 도어의 개방 여부를 감지하는 감지 센서;및
    상기 감지 센서로부터 상기 홈바 도어의 개방 신호를 수신하여, 상기 히터 구동부로 동작 신호를 전송하는 제어부가 포함되는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 구동부는, 입력 전압이 가변 제어 가능하도록 하는 반도체 스위치 소자인 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 구동부에는, 트라이악 또는 사이리스터가 포함되는 냉장고.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 센서에 의하여 감지된 홈바 도어 개방 여부에 따라 상기 히터 구동부로 입력되는 전압이 가변되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈바 도어의 개방 시간에 따라 상기 히터 구동부로 입력되는 전압이 가변되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 기본 입력 전압에 의하여 홈바 히터가 온되는 단계;
    홈바 도어의 개폐 여부가 감지되는 단계;및
    홈바 도어의 개폐 여부 또는 홈바 도어의 개방 시간에 따라 입력 전압이 가변되는 단계가 포함되는 냉장고의 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈바 도어의 개방 동작이 있으면, 상기 홈바 히터로 입력되는 전압이 일정량 만큼 증가하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈바 도어의 개방 시간에 따라 상기 홈바 히터로 입력되는 전압의 증가분이 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 홈바 히터로 입력되는 전압이 증가되고 설정 시간이 경과 하면 기본 입력 전압으로 복귀되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 홈바 히터로 입력되는 전압이 증가되고 설정 시간이 경과하기 전에 홈바 도어의 재개폐가 있는 경우, 이전의 전압 증가분에 새로이 전압 증가분이 더해진 전압이 상기 홈바 히터로 입력되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도어의 재개폐가 설정 시간 경과 전에 이루어지는 경우, 새로이 증가된 입력전압이 공급되는 시간은, 이전 설정 시간에 새로이 설정된 시간이 더해진 값인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어 방법.
  12. 냉기 저장실이 형성되는 본체부;
    상기 본체부에 회동 가능하게 결합되는 냉장고 도어; 및
    상기 냉장고 도어에 제공되며, 개구부가 형성되는 홈바가 포함되며,
    상기 홈바에는,
    상기 개구부가 선택적으로 차폐되도록 하는 홈바 도어;
    상기 홈바 도어가 닫힌 상태에서 상기 홈바 도어와 밀착되는 홈바 프레임; 및
    상기 홈바 프레임에 제공되어 열을 공급하며, 상기 홈바 프레임의 일측에서 다단 배열되는 히터가 포함되는 냉장고.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 홈바 프레임의 하측에 다단 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 홈바 프레임의 상측에는 상기 홈바 프레임의 하측보다 더 적은 양의 히터가 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 홈바 프레임의 좌측 및 우측 중 적어도 일측에는 상기 홈바 프레임의 하측보다 더 적은 양의 히터가 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 홈바 도어는 상기 홈바 프레임의 하측에 힌지 결합되며,
    상기 히터에는 1열 배열되는 상단부 및 측단부와, 상기 측단부로부터 연장되어 다단 배열되는 하단부가 포함되는 냉장고.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 하단부는 하방을 향하여 지그재그 형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 하단부에는,
    상기 하단부의 중앙부를 기준으로 좌우 대칭되도록 제공되는 좌측부 및 우측부가 포함되는 냉장고.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 좌측부 및 우측부에 배열되는 히터 각각의 열은 서로 소정 거리만큼 이격된 상태에서 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 홈바 프레임의 둘레를 따라 배치되며, 상기 히터의 일측 단부 및 타측 단부는 상기 히터를 제어하는 제어부에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 개구부의 일측이 타측에 비하여 많은 열이 발생되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 개구부의 둘레를 따라 적어도 1열로 배열되며, 상기 개구부의 하측에서는 복수의 열로 배열되는 냉장고.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 홈바 프레임의 상측 및 좌우측보다 상기 홈바 프레임의 하측에 더 길게 배열되는 냉장고.
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