KR102595022B1 - 식기세척기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프를 구비한 식기세척기에 관한 것으로서, 식기세척기는, 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조; 상기 식기의 세척을 위한 세척수의 흐름을 기준하여 상기 세척조의 상류측에 배치되고, 상기 세척조로 공급될 상기 세척수를 저장하는 급수저장부; 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 섬프에 배치되는 제1열교환기, 팽창기 및 상기 급수저장부에 배치되는 제2열교환기를 구비하여, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 히트펌프 시스템; 및 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 각각이 상기 세척수를 가열하는 응축기와 상기 세척조에서 외부로 배출될 세척수로부터 열을 회수하는 증발기의 기능을 서로 변환 가능하도록, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 각각에 흐르는 냉매의 흐름을 변환하는 리버스 밸브를 포함할 수 있다.

Description

식기세척기{DISH WASHER}
본 발명은 히트펌프를 이용하여 세척수를 가열하는 식기세척기에 관한 것이다.
식기세척기는 세제 등을 이용하여 식기류를 자동으로 세척하고 건조시키는 기기이다.
식기세척기는 본체 내부에 거치된 식기를 세척, 헹굼 및 건조하는 행정을 수행하도록 구성될 수 있다.
식기세척기는 본체 내부에 구비된 전기히터 등을 이용하여 세척수를 가열할 수 있다.
그러나, 식기세척기에 사용되는 전기히터는 식기 세척 및 건조 시 많은 소비전력이 소모되는 문제점이 있다.
또한, 세척 완료 후 가열된 고온의 세척수가 식기세척기의 외부로 배출되어, 에너지 손실이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 히트펌프를 이용하여 세척수를 가열함으로 소비에너지를 절감할 수 있는 식기세척기가 개발되고 있다.
선행특허문헌 EP 2 682 037 B1(2014. 01. 08 공개)에는 식기세척기 및 이의 작동방법이 개시되어 있다. 선행특허의 식기세척기는 외부 공기(이하, 외기)를 증발기를 통과시키며 열을 흡수하고, 응축기에서 세척조로 공급될 세척수와 열교환시킴으로 세척수를 가열하는 히트펌프 시스템을 포함하고 있다.
그러나, 선행특허의 식기세척기는 세척조의 가열된 세척수가 외부로 배출되어 여전히 열손실이 발생하여 에너지 절감이 미흡하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로서, 식기 세척 후 가열된 세척수로부터 폐열을 회수할 수 있는 식기세척기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 세척조로 세척수를 공급하기 전에 급수저장부에서 세척수를 미리 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있는 식기세척기를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 예에 따른 식기세척기는, 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조; 상기 식기의 세척을 위한 세척수의 흐름을 기준하여 상기 세척조의 상류측에 배치되고, 상기 세척조로 공급될 상기 세척수를 저장하는 급수저장부; 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 섬프에 배치되는 제1열교환기, 팽창기 및 상기 급수저장부에 배치되는 제2열교환기를 구비하여, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 히트펌프 시스템; 및 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 각각이 상기 세척수를 가열하는 응축기와 상기 세척조에서 외부로 배출될 세척수로부터 열을 회수하는 증발기의 기능을 서로 변환 가능하도록, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 각각에 흐르는 냉매의 흐름을 변환하는 리버스 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 냉매는, 상기 세척수 가열 시 상기 제1열교환기에서 응축되어 상기 세척수에 열을 방출하고, 상기 제1열교환기로부터 상기 팽창기, 상기 제2열교환기 및 상기 압축기 순서로 순환되고, 상기 세척수로부터 열 회수 시 상기 제1열교환기에서 상기 세척수로부터 열을 흡수하여 증발되고, 상기 제1열교환기로부터 상기 압축기, 상기 제2열교환기 및 상기 팽창기 순서로 순환될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 급수저장부의 일측에 형성되는 흡입구; 상기 흡입구에 장착되어, 상기 급수저장부의 내부로 외부 공기를 흡입하는 흡입팬; 및 상기 급수저장부의 타측에 형성되는 토출구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 리버스 밸브를 제어하여, 상기 냉매의 흐름방향을 선택적으로 변환하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 급수저장부에 세척수를 공급하는 세척수 공급부; 상기 세척수 공급부와 상기 급수저장부를 연결하는 입수관; 상기 입수관에 설치되어, 상기 입수관을 개폐하는 급수밸브; 상기 급수저장부와 상기 섬프를 연결하는 세척수 연결관; 및 상기 세척수 연결관을 개폐하는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 제2열교환기는 원형 파이프 형태로 형성되는 냉매관으로 구성되고, 상기 냉매관은 지그재그 형태로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 급수저장부의 내부에 서로 이격 배치되어, 상기 급수저장부로 흡입되는 외기의 유동을 안내하는 복수의 안내벽; 및 상기 복수의 안내벽 각각의 일단부 또는 타단부에 형성되어, 상기 외기의 유동방향을 지그재그 형태로 유도하는 연통홀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 복수의 안내벽을 따라 이동하는 상기 외기와 상기 냉매의 유동방향은 서로 반대방향으로 향할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 세척조의 내부에 배치되고, 상기 식기를 보관하는 복수의 선반; 상기 세척조의 내부에 상하방향으로 이격 배치되고, 복수의 노즐을 구비하여 상기 식기를 향해 상기 세척수를 분사하는 복수의 분사암; 상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 상기 복수의 분사암으로 순환시키는 순환펌프; 및 상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 외부로 배출하는 배수펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 섬프에서 배출되어 상기 복수의 분사암으로 순환될 상기 세척수를 가열하는 전기히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 급수저장부의 내부에 저장된 세척수에 유동을 발생시키는 유동발생기를 더 포함하고, 상기 유동발생기는, 상기 급수저장부의 내부에 회전 가능하게 장착되는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하고, 저면에 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 수집하는 섬프를 구비하는 세척조; 내부에 흐르는 냉매를 이용하여 상기 섬프에 수집된 상기 세척수를 가열하거나 상기 섬프에서 가열된 상기 세척수로부터 열을 회수하는 열교환기; 상기 열교환기로부터 받은 상기 냉매를 팽창시키는 팽창기; 상기 팽창기로부터 받은 상기 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기로부터 받은 상기 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 받은 상기 냉매와 상기 세척조로 공급될 상기 세척수를 열교환하여 상기 세척수를 가열하는 응축기; 상기 열교환기가 상기 세척수를 가열하거나 상기 세척수로부터 열을 회수하도록, 상기 열교환기에 흐르는 상기 냉매의 흐름을 변환하는 리버스 밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 세척조에 공급될 상기 세척수를 저장하고, 상기 세척수와 열교환 가능하게 상기 응축기를 수용하는 급수저장부; 상기 급수저장부에 세척수를 공급하는 세척수 공급부; 및 상기 증발기를 수용하고, 열전달 유체를 이용하여 상기 증발기에 열을 전달하는 열교환 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 증발기에 열전달을 위한 물을 상기 열교환 챔버에 공급하는 물공급부; 상기 열교환 챔버의 일측과 상기 물공급부를 연결하여, 상기 물을 공급하는 급수관; 상기 급수관에 설치되어, 상기 급수관을 개폐하는 급수밸브; 상기 열교환 챔버의 타측에 연결되어, 상기 물을 배출시키는 출수관; 및 상기 출수관에 설치되어, 상기 출수관을 개폐하는 출수밸브를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 급수관에 설치되어, 상기 물의 온도를 감지하는 제1온도센서; 상기 증발기의 입구측에 설치되어, 상기 증발기의 냉매 온도를 감지하는 제2온도센서; 및 상기 물과 상기 증발기의 입구측 냉매온도를 비교하여, 상기 물의 온도에 따라 상기 급수밸브 및 상기 출수밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 급수저장부의 내부에 저장된 세척수에 유동을 발생시키는 제1유동발생기; 및 상기 열교환 챔버의 내부에 저장된 물에 유동을 발생시키는 제2유동발생기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 제1유동발생기 및 제2유동발생기 각각은, 상기 열교환 챔버의 내부에 회전 가능하게 장착되는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 팽창기에서 상기 열교환기와 상기 증발기로 분기되는 냉매순환관의 분기점에 설치되어, 상기 냉매의 방향을 전환시키는 삼방밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 세척조의 내부에 배치되고, 상기 식기를 보관하는 복수의 선반; 상기 세척조의 내부에 상하방향으로 이격 배치되고, 복수의 노즐을 구비하여 상기 식기를 향해 상기 세척수를 분사하는 복수의 분사암; 상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 상기 복수의 분사암으로 순환시키는 순환펌프; 및 상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 외부로 배출하는 배수펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 예에 따르면, 상기 섬프에서 배출되어 상기 복수의 분사암으로 순환될 상기 세척수를 가열하는 전기히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 히트펌프를 구비한 식기세척기의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
첫째, 섬프에 배치된 제1열교환기와 급수저장부에 배치된 제2열교환기가 가열모드와 열회수 모드 시 서로 응축기와 증발기의 역할을 맞교환하도록, 리버스 밸브가 제1열교환기 및 제2열교환기 각각에 흐르는 냉매의 흐름방향을 변환하여, 히트펌프의 가열모드 시 제1열교환기는 세척수를 가열할 수 있다. 또한, 히트펌프의 열회수 모드 시 제1열교환기는 가열된 세척수로부터 외부로 버려질 폐열을 회수하여 에너지를 절감할 수 있고, 제2열교환기는 제1열교환기로부터 회수된 열을 전달받아 급수저장부에 저장된 세척수를 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
둘째, 전기히터는 순환펌프의 하류측에 배치되어, 섬프에 배치된 제1열교환기(가열모드)는 섬프에 수집된 세척수를 1차 가열한 후, 전기히터는 순환펌프에 의해 순환되는 세척수를 2차 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
셋째, 유동발생기는 급수저장부에 회전 가능하게 장착되는 임펠러를 구비하여 급수저장부의 세척수에 유동을 발생시킴으로써, 급수저장부에 저장된 세척수와 제2열교환기의 냉매 사이에 열교환이 더욱 활발히 이루어짐으로써, 제2열교환기의 냉매의 응축온도가 증가하여 세척수의 가열시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 급수저장부에 흡입팬에 의해 외기가 흡입되는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 2에서 복수의 안내벽이 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 6에서 급수저장부에 유동발생기와 온도센서가 적용된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기를 보여주는 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 세척 후 열회수를 위한 식기세척기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 헹굼 후 열회수를 위한 식기세척기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(100)를 보여주는 개념도이고, 도 2는 도 1에서 급수저장부(120)에 흡입팬(124)에 의해 외기가 흡입되는 모습을 보여주는 개념도이고, 도 3은 도 2에서 복수의 안내벽(128)이 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
식기세척기(100)는 세척조(110) 및 히트펌프 시스템(130)을 포함하여 구성된다.
세척조(110)는 식기를 내부에 수용하는 수용공간을 구비할 수 있다. 세척조(110)의 내부에 복수의 선반(112)이 구비되어, 식기를 보관할 수 있다. 복수의 선반(112)은 세척조(110)의 높이방향으로 상하 이격되게 배치될 수 잇다. 복수의 선반(112) 각각에 접시 또는 그릇 등 식기류가 경사지게 세워지도록 복수의 거치대가 구비될 수 있다.
세척조(110)는 캐비닛의 내부에 구비될 수 있다. 캐비닛은 식기세척기(100)의 외관을 형성할 수 있다.
캐비닛의 전방에 식기투입구가 형성되고, 캐비닛의 전방에 도어가 회전 가능하게 장착되어, 식기투입구를 개폐할 수 있다. 세척조(110)의 전방은 캐비닛의 식기투입구와 연통되게 개방될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 식기는 식기투입구를 통해 세척조(110)의 내부에 투입되어, 선반(112)에 보관될 수 있다.
세척조(110)의 내부에 복수의 분사암(113)이 배치될 수 있다. 복수의 분사암(113)은 선반(112) 사이에 배치될 수 있다. 복수의 분사암(113)은 세척조(110)의 수용공간 중 상부, 중간 및 하부에 각각 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 분사암(113) 각각에 복수의 노즐(1131)이 길이방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 분사암(113) 각각의 내부에 세척수가 흐르도록 유로가 형성될 수 있다.
복수의 노즐(1131)은 일측이 분사암(113)의 유로와 연통되게 연결되고, 타측이 선반(112)을 향해 개방되게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 세척수는 분사암(113)의 유로를 따라 이동하며 복수의 노즐(1131)로 분배되고, 복수의 노즐(1131)을 통해 식기에 분사될 수 있다.
세척조(110)의 저면에 섬프(111)가 하방향으로 함몰되게 형성되어, 세척수가 식기에 분사된 후 섬프(111)에 수집될 수 있다.
세척수 공급부(101)는 세척조(110)에 세척수를 공급하도록 구성될 수 있다. 세척수 공급부(101)는 상수도관의 단부에 형성된 수도꼭지로 구현되어, 수돗물을 공급할 수 있다.
세척조(110)의 내부 또는 외부에 급수저장부(120)가 형성되어, 세척수가 급수저장부(120)에 저장될 수 있다. 급수저장부(120)는 세척조(110)의 내부 또는 외부에 일체형으로 형성될 수 있다. 또는 급수저장부(120)는 세척조(110)와 별개로 이격되게 배치되어, 세척조(110)로 세척수를 전달할 수 있다.
급수저장부(120)에 입수구(121), 출수구(122), 흡입구(123) 및 토출구(125)가 구비될 수 있다.
입수구(121)는 급수저장부(120)의 상부에 형성되어, 세척수가 입수구(121)를 통해 입수될 수 있다. 출수구(122)는 급수저장부(120)의 하부에 형성되어, 세척수가 출수구(122)를 통해 출수될 수 있다.
입수관(126)은 일측이 세척수 공급부(101)와 연결되고, 타측이 입수구(121)와 연결되어, 세척수가 입수관(126)을 따라 이동하며 입수구(121)로 유입될 수 있다.
세척수 연결관(127)은 일측이 출수구(122)와 연결되고, 타측이 세척조(110)의 섬프(111)에 연결되어, 세척수가 급수저장부(120)에서 세척조(110)의 내부로 전달될 수 있다.
흡입구(123)는 급수저장부(120)의 일측 상부에 형성되고, 흡입구(123)에 흡입팬(124)이 장착될 수 있다. 흡입팬(124)(suction fan)은 팬구동모터에 의해 구동되어, 흡입구(123)를 통해 급수저장부(120)의 내부로 외기(외부 공기)를 흡입할 수 있다.
토출구(125)는 급수저장부(120)의 타측 상부에 형성되어, 외기는 토출구(125)를 통해 급수저장부(120)에서 외부로 토출될 수 있다.
세척조(110)의 저면에 섬프(111)가 형성되어, 세척조(110) 내부의 세척수가 섬프(111)에 수집될 수 있다.
캐비닛의 내부에 순환펌프(115)가 설치되어, 세척수를 순환유로를 따라 순환시키도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 순환유로를 형성하는 순환배관(114)에 순환펌프(115)가 설치될 수 있다.
순환배관(114)의 일측은 섬프(111)에 연결되고, 순환배관(114)의 타측은 복수의 분사암(113)에 연결되어, 세척수가 순환펌프(115)의 동력을 받아 순환배관(114)을 따라 섬프(111)에서 복수의 분사암(113)으로 순환될 수 있다.
순환배관(114)의 타측에 복수의 분사암(113)으로 세척수를 분배하기 위한 복수의 분지관이 형성될 수 있다. 분지관은 세척조(110)의 내부에 배치될 수 있다. 세척수가 분지관으로 분지되는 분지부에 방향전환밸브가 설치되어, 세척수를 선택적으로 분배할 수 있다.
섬프(111)에 수집된 세척수를 외부로 배출시키기 위해 배수펌프(116)가 캐비닛의 내부에 구비될 수 있다. 배수펌프(116)는 배수관(1161)에 설치될 수 있다. 배수관(1161)의 일측은 섬프(111)와 연결되고, 배수관(1161)의 타측은 외부와 연통되게 연결될 수 있다.
섬프(111)에 제1열교환기(131)가 수용되게 설치되어, 제1열교환기(131)는 섬프(111)에 수집된 세척수를 가열하도록 구성될 수 있다.
제1열교환기(131)는 원형 파이프 형태로 형성되는 냉매관으로 구현될 수 있다. 냉매관은 코일 형태로 연장되고, 냉매관의 내부에 냉매가 흐르도록 구성될 수 있다.
제1열교환기(131)는 냉매와 세척수를 열교환하도록 구성될 수 있다.
제1열교환기(131)는 가열모드와 열회수모드로 변환 가능하게 구성될 수 있다.
가열모드는 세척수를 가열하는 모드이고, 열회수모드는 세척수로부터 열을 회수하는 모드이다.
제1열교환기(131)는 가열모드일 경우에 냉매로부터 세척수에 열을 방출하여 세척수를 가열하거나, 열회수모드일 경우에 세척수로부터 냉매로 열을 흡수하여 회수하며 세척수를 냉각하도록 구성될 수 있다.
급수저장부(120)의 내부에 제2열교환기(133)가 수용되게 설치될 수 있다. 제2열교환기(133)는 지그재그 형태로 연장되는 원형파이프 형태의 냉매관으로 구성될 수 있다. 제2열교환기(133)의 냉매관의 내부에 냉매가 흘러서 급수저장부(120)에 저장된 세척수 또는 외기와 열교환할 수 있다.
제2열교환기(133)는 세척수를 가열하는 가열모드와 세척수로부터 열을 회수하는 열회수모드로 변환 가능하게 구성될 수 있다.
제2열교환기(133)는 가열모드 시 냉매로부터 세척수에 열을 방출하여 세척수를 가열하거나, 열회수모드 시 세척수로부터 냉매로 열을 흡수하여 회수하며 세척수를 냉각할 수 있다.
캐비닛의 내부에 히트펌프 시스템(130)이 구비될 수 있다. 히트펌프 시스템(130)은 압축기(134), 응축기, 팽창기(132) 및 증발기로 구성될 수 있다. 냉매순환관(136)은 압축기(134), 응축기, 팽창기(132) 및 증발기를 폐루프(closed loop) 형태로 연결하여, 냉매가 냉매순환관(136)을 따라 이동하며 압축기(134), 응축기, 팽창기(132) 및 증발기로 순환될 수 있다.
압축기(134)는 냉매를 압축하도록 구성될 수 있다. 압축기(134)는 인버터에 의해 구동되어, rpm 및 냉매의 토출량을 조절할 수 있다. 압축기(134)는 냉매에 순환동력을 제공할 수 있다.
응축기는 냉매를 응축시키도록 구성될 수 있다. 응축기는 세척수와 열교환을 통해 세척수를 가열할 수 있다.
팽창기(132)는 냉매를 저온, 저압으로 팽창시키도록 구성될 수 있다. 팽창기(132)는 모세관 또는 전자팽창밸브로 구현될 수 있다.
증발기는 냉매를 증발시키도록 구성될 수 있다. 증발기는 세척수와 열교환을 통해 세척수로부터 열을 흡수하여 회수하며 세척수를 냉각시킬 수 있다.
제1열교환기(131)와 제2열교환기(133) 각각은 히트펌프 시스템(130)의 응축기 또는 증발기의 기능을 상호 변환 가능하게 구성될 수 있다.
예를 들면, 제1열교환기(131)는 응축기를 형성하면 제2열교환기(133)는 증발기를 형성하도록 구성될 수 있다.
반대로, 제1열교환기(131)는 증발기를 형성하면 제2열교환기(133)는 응축기를 형성하도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 리버스 밸브(135)(reverse valve)는 제1열교환기(131) 및 제2열교환기(133) 각각에 흐르는 냉매의 흐름방향을 변환하도록 구성될 수 있다.
리버스 밸브(135)는 냉매순환관(136)의 일측에 설치될 수 있다. 제1열교환기(131) 및 제2열교환기(133) 각각은 냉매순환관(136)에 의해 압축기(134)와 직접 연결되지 않고, 리버스 밸브(135)를 사이에 두고 압축기(134)와 연결될 수 있다.
냉매순환관(136)은 제1열교환기(131)와 리버스 밸브(135)를 연결하는 제1냉매순환관(1361), 제2열교환기(133)와 리버스 밸브(135)를 연결하는 제2냉매순환관(1362), 압축기(134)와 리버스 밸브(135)를 연결하는 복수의 제3냉매순환관(1363)으로 구성될 수 있다.
복수의 제3냉매순환관(1363) 중 하나의 제3냉매순환관(1363)은 압축기(134)의 냉매흡입구(1341)와 리버스 밸브(135)를 연결하도록 구성되고, 다른 하나의 제3냉매순환관(1363)은 압축기(134)의 냉매토출구(1342)와 리버스 밸브(135)를 연결하도록 구성될 수 있다.
리버스 밸브(135)는 압축기(134)의 흡입구(1341)를 제1열교환기(131)와 연결하고, 압축기(134)의 토출구(1342)를 제2열교환기(133)와 연결하도록 구성될 수 있다.
이에 의하면, 제1열교환기(131)는 압축기(134)의 흡입구(1341)와 연결되어, 압축기(134)의 흡입압력에 의해 냉매가 제1열교환기(131)에서 압축기(134)로 이동하며, 증발기 역할을 할 수 있다. 제1열교환기(131)는 열회수모드를 수행할 수 있다.
또한, 제2열교환기(133)는 압축기(134)의 토출구(1342)와 연결되어, 압축기(134)의 토출압력에 의해 냉매가 압축기(134)에서 제2열교환기(133)로 이동하며, 응축기 역할을 할 수 있다.
도 3을 참고하면, 복수의 안내벽(128)이 급수저장부(120)의 내부에 구비될 수 있다.
복수의 안내벽(128) 각각은 상하방향으로 연장될 수 있다. 복수의 안내벽(128)은 급수저장부(120)의 횡방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수의 안내벽(128) 각각에 연통홀(129)이 상하방향으로 번갈아 가면서 이격되게 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수의 연통홀(129) 중 하나의 연통홀(129)은 흡입구(123)에 토출구(125)를 향해 제1안내벽(128)의 하단부에 형성되고, 그 다음 다른 하나의 연통홀(129)은 제2안내벽(128)의 상단부에 형성되고, 그 다음 또 다른 하나의 안내벽(128)의 하단부에 형성될 수 있다.
흡입구(123)를 통해 흡입된 외기는 급수저장부(120)의 내부에서 안내벽(128)을 따라 상하방향으로 지그재그 형태로 이동하며, 외기는 제2열교환기(133)의 냉매와 열교환하여 제2열교환기(133)의 냉매에 열을 전달할 수 있다.
흡입구(123)와 제2열교환기(133)의 냉매입구는 서로 대향되게 배치될 수 있다. 토출구(125)와 제2열교환기(133)의 냉매출구는 서로 대향되게 배치될 수 있다.
흡입구(123)와 급수저장부(120)의 입수구(121)는 서로 대향되게 배치되고, 토출구(125)와 급수저장부(120)의 출수구(122)는 서로 대향되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 안내벽(128)에 복수의 연통홀(129)이 상하방향으로 지그재그 형태로 이격 배치되어, 외기가 안내벽(128)을 따라 연통홀(129)을 통해 지그재그 형태로 이동함으로써, 외기와 제2열교환기(133)의 냉매 사이에 열교환 효율이 향상될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 섬프(111)에 배치된 제1열교환기(131)와 급수저장부(120)에 배치된 제2열교환기(133)가 가열모드와 열회수 모드 시 서로 응축기와 증발기의 역할을 맞교환하도록, 리버스 밸브(135)가 제1열교환기(131) 및 제2열교환기(133) 각각에 흐르는 냉매의 흐름방향을 변환하여, 히트펌프의 가열모드 시 제1열교환기(131)는 세척수를 가열할 수 있다.
또한, 히트펌프의 열회수 모드 시 제1열교환기(131)는 가열된 세척수로부터 외부로 버려질 폐열을 회수하여 에너지를 절감할 수 있고, 제2열교환기(133)는 제1열교환기(131)로부터 회수된 열을 전달받아 급수저장부(120)에 저장된 세척수를 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(200)를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 전기히터(240)가 추가로 적용된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
세척수 연결관(127)에 개폐밸브(2271)가 선택적으로 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 개폐밸브(2271)가 세척수 연결관(127)에 설치되어, 세척수 연결관(127)을 개폐하도록 구성될 수 있다.
전기히터(240)는 내부에 발열코일을 구비하고, 발열코일에 전원이 인가되면, 열을 발생시킴으로 전기히터(240)를 통과하는 세척수를 가열할 수 있다.
전기히터(240)는 순환배관(114)에 설치될 수 있다. 전기히터(240)는 순환펌프(115)의 하류측에 배치되어, 순환펌프(115)에서 배출된 세척수가 분사암(113)으로 분배되기 전에 전기히터(240)에 의해 가열될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1열교환기(131)는 섬프(111)에 수집된 세척수를 1차 가열한 후, 전기히터(240)는 1차 가열된 세척수를 2차 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
기타 구성요소는 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(300)를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 전기히터(340)와 유동발생기(350)가 추가로 포함된다는 점에 제1실시예와 다르다. 다만, 전기히터(340)는 제2실시예와 동일 내지 유사하므로, 전기히터(340)에 대한 설명은 제2실시예로 갈음하기로 한다.
유동발생기(350)는 급수저장부(120)의 세척수에 유동을 발생시키도록 구성될 수 있다. 유동발생기(350)는 임펠러(351)와 구동모터(352)로 구성될 수 있다. 임펠러(351)는 급수저장부(120)의 내부에 회전가능하게 장착될 수 있다.
구동모터(352)는 회전축으로 임펠러(351)와 연결되어, 임펠러(351)를 구동할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 급수저장부(120)에 저장된 세척수와 제2열교환기(133)의 냉매 사이에 열교환이 더욱 활발히 이루어짐으로써, 제2열교환기(133)의 냉매의 응축온도가 증가하여 세척수의 가열시간을 단축할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(400)를 보여주는 개념도이고, 도 7은 도 6에서 급수저장부(120)에 유동발생기(450)와 온도센서가 적용된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예에는, 제1실시예의 제2열교환기(133) 대신에, 급수저장부(120)의 내부에 응축기(4331)가 배치되고, 증발기(4332)가 열교환 챔버(438)의 내부에 배치된다는 점에서 제1실시예와 다르다. 다만, 본 실시예에서 열교환기(431)는 제1실시예에 따른 제1열교환기(131)를 대체할 수 있다. 본 실시예의 급수저장부(120)에서 제1실시예의 흡입구(123), 토출구(125) 및 흡입팬(124)이 삭제될 수 있다.
기타 구성요소는 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하기로 한다.
열교환 챔버(438)는 급수저장부(120)와 별개로 캐비닛의 내부에 구비될 수 있다. 열교환 챔버(438)는 증발기(4332)를 수용할 수 있다. 열교환 챔버(438)는 열전달 유체를 수용할 수 있다. 열전달 유체는 물이거나 외부 공기일 수 있다. 본 실시예에서 열전달 유체는 물이다.
순환배관(436)은 제1순환배관(4361) 내지 제4순환배관(4364)으로 구성될 수 있다.
제1순환배관(4361)은 열교환기(431)와 리버스 밸브(435)를 연결하고, 제2순환배관(4362)은 증발기(4332)와 리버스 밸브(435)를 연결하고, 제3순환배관(4363)은 응축기(4331)와 리버스 밸브(435)를 연결하고, 제4순환배관(4364)은 압축기(134)와 리버스 밸브(435)를 연결하도록 복수 개로 구성될 수 있다.
복수의 제4순환배관(4364) 중 하나의 제4순환배관(4364)은 압축기(134)의 냉매흡입구(1341)와 연결되고, 다른 하나의 제4순환배관(4364)은 압축기(134)의 냉매토출구(1342)와 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 리버스 밸브(435)는 가열모드 시 제3순환배관(4363)의 냉매흐름을 차단하여, 냉매가 압축기(134), 열교환기(431), 팽창기(132) 및 증발기(4332)로 순환하고, 열교환기(431)는 섬프(111)에 수집된 세척수를 가열할 수 있다.
리버스 밸브(435)는 열회수 모드 시 제2순환배관(4362)의 냉매흐름을 차단하여, 냉매가 압축기(134), 응축기(4331), 팽창기(132) 및 열교환기(431)로 순환하고, 열교환기(431)는 세척이 완료된 후 섬프(111)에서 배출될 세척수로부터 열을 회수할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 가열모드와 열회수 모드에 따라 섬프(111)에 배치된 열교환기(431)는 응축기(4331)와 증발기(4332)의 역할을 변환 가능하고, 급수저장부(120)에 배치된 응축기(4331)와 열교환 챔버(438)에 배치된 증발기(4332)는 선택적으로 작동하도록, 히트펌프의 가열모드 시 열교환기(431)는 세척수를 가열할 수 있고, 증발기(4332)는 열교환 챔버(438)에 저장된 물로부터 열을 전달받을 수 있다. 가열모드 시, 급수저장부(120)에 배치된 응축기(4331)는 급수저장부(120)의 세척수와 열교환을 하지 않는다.
또한, 히트펌프의 열회수 모드 시 열교환기(431)는 가열된 세척수로부터 외부로 버려질 폐열을 회수하여 에너지를 절감할 수 있고, 응축기(4331)는 열교환기(431)로부터 회수된 열을 전달받아 급수저장부(120)에 저장된 세척수를 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
도 7을 참고하면, 물 공급부(437)로부터 열교환 챔버(438)에 물이 공급될 수 있다. 물 공급부(437)는 세척수 공급부(101)와 별개로 구비되거나, 세척수 공급부(101)와 열교환 챔버(438)를 연결하여 세척수 공급부(101)로부터 열교환 챔버(438)로 물이 제공될 수 있다.
본 실시예에서는 물 공급부(437)가 세척수 공급부(101)와 별개로 구비된 예를 보여준다.
물 공급부(437)와 열교환 챔버(438) 사이에 입수관(4381)이 연통되게 연결되어, 열전달을 위한 물이 물 공급부(437)에서 열교환 챔버(438)로 제공될 수 있다. 열교환 챔버(438)의 출수구에 출수관(4383)이 연결되어, 출수관(4383)을 통해 물이 출수될 수 있다.
열교환 챔버(438)에 유동발생기(450)가 설치될 수 있다. 유동발생기(450)는 임펠러(351)와 구동모터(352)로 구성될 수 있다. 임펠러(351)는 열교환 챔버(438)의 내부에 회전 가능하게 설치되어, 물에 유동을 발생시킴으로 열교환 효율을 높일 수 있다.
입수관(4381)에 급수밸브(4382)가 설치되어, 입수관(4381)을 개폐할 수 있다.
출수관(4383)에 출수밸브(4384)가 설치되어, 출수관(4383)을 개폐할 수 있다.
입수관(4381)에 제1온도센서(4385)가 설치되고, 증발기(4332)의 냉매입구측에 제2온도센서(4386)가 설치될 수 있다. 제1온도센서(4385)는 입수관(4381)을 통해 유입되는 물의 온도를 감지할 수 있다.
제2온도센서(4386)는 증발기(4332)의 입구측에서 증발기(4332)의 냉매 입구온도를 감지할 수 있다.
제3온도센서(4387)는 열교환 챔버(438)의 내부에 설치되어, 열교환 챔버(438)에 저장된 물의 온도를 감지할 수 있다.
제어부는 제1온도센서(4385)와 제2온도센서(4386)로부터 감지신호를 입력받아 열교환 챔버(438)의 내부로 유입될 물의 온도와 증발기(4332)의 냉매입구온도를 비교하여 급수밸브(4382)와 출수밸브(4384)를 제어할 수 있다.
제어부는 물의 온도가 증발기(4332)의 냉매입구온도보다 더 높으면, 급수밸브(4382)를 개방하여 물을 열교환 챔버(438)에 공급하여, 물로부터 증발기(4332)에 열을 전달할 수 있다.
제어부는 물의 온도가 증발기(4332)의 냉매입구온도보다 낮거나 같으면, 급수밸브(4382)를 닫을 수 있다.
제어부는 열교환 챔버(438)의 내부에 저장된 물의 온도가 증발기(4332)의 냉매입구온도보다 낮거나 같으면 열교환 챔버(438)의 물을 새로운 물로 교체할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(500)를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 팽창기(132)에서 응축기(4331)와 증발기(4332)로 분지되는 분지부에 삼방밸브(560)가 설치된다는 점에서 제4실시예와 다르다. 기타 구성요소는 제4실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.
세척수 연결관(127)에 개폐밸브(5271)가 선택적으로 적용될 수 있다. 본 실시예에서는 세척수 연결관(127)에 개폐밸브(5271)가 설치되어, 세척수 연결관(127)을 개폐할 수 있다.
삼방밸브(560)는 분지부에서 냉매의 흐름을 전환하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 열교환기(431)가 섬프(111)에 수집된 세척수를 가열하는 가열모드 시, 삼방밸브(560)는 팽창기(132)와 증발기(4332)의 연결관로를 개방하여, 팽창기(132)에서 팽창된 냉매는 분지부에서 응축기(4331)로 이동하지 않고 증발기(4332)로 이동하도록 구성될 수 있다.
열교환기(431)가 섬프(111)에서 외부로 배출된 세척수로부터 열을 회수하는 열회수모드 시, 삼방밸브(560)는 팽창기(132)와 응축기(4331)의 연결관로를 개방하여, 응축기(4331)에서 응축된 냉매는 분지부에서 증발기(4332)로 이동하지 않고 팽창기(132)를 경유하여 열교환기(431)로 이동하도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(600)를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 전기히터(640)가 추가로 적용된다는 점에서 제4실시예와 차이가 있다.
전기히터(640)는 내부에 발열코일을 구비하고, 발열코일에 전원이 인가되면, 열을 발생시킴으로 전기히터(640)를 통과하는 세척수를 가열할 수 있다.
전기히터(640)는 순환배관(114)에 설치될 수 있다. 전기히터(640)는 순환펌프(115)의 하류측에 배치되어, 순환펌프(115)에서 배출된 세척수가 분사암(113)으로 분배되기 전에 전기히터(640)에 의해 가열될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 열교환기(431)는 섬프(111)에 수집된 세척수를 1차 가열한 후, 전기히터(640)는 1차 가열된 세척수를 2차 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축할 수 있다.
기타 구성요소는 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 히트펌프의 모드 전환을 이용한 세척수 가열 및 열회수 시스템이 적용된 식기세척기(100)를 보여주는 개념도이다.
본 실시예는 전기히터(740)와 유동발생기(750,753)가 추가로 포함된다는 점에 제4실시예와 다르다. 다만, 전기히터(740)는 제6실시예와 동일 내지 유사하므로, 전기히터(740)에 대한 설명은 제6실시예로 갈음하기로 한다.
유동발생기(350)는 급수저장부(120)에 배치되는 제1유동발생기(750)와, 열교환 챔버(438)에 배치되는 제2유동발생기(753)로 구성될 수 있다.
제1유동발생기(750)는 급수저장부(120)의 세척수에 유동을 발생시키도록 구성될 수 있다.
제2유동발생기(753)는 열교환 챔버(438)의 세척수에 유동을 방생시키도록 구성될 수 있다.
제1 및 제2유동발생기(750,753) 각각은 임펠러(751,754)와 구동모터(752,755)로 구성될 수 있다. 임펠러(751,754)는 급수저장부(120) 및 열교환 챔버(438) 각각의 내부에 회전가능하게 장착될 수 있다.
구동모터(752,755)는 회전축으로 임펠러(751,754)와 연결되어, 임펠러(751,754)를 구동할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 급수저장부(120)에 저장된 세척수와 응축기(4331)의 냉매 사이에 열교환이 더욱 활발히 이루어짐으로써, 응축기(4331)의 냉매의 응축온도가 증가하여 세척수의 가열시간을 단축할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 세척 후 열회수를 위한 식기세척기의 제어방법을 보여주는 순서도이고, 도 12는 본 발명에 따른 헹굼 후 열회수를 위한 식기세척기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에 따른 식기세척기(100)의 기본행정은 예비세척, 본세척, 헹굼, 가열행굼 및 건조 행정 순서로 이루어질 수 있다.
예비세척은 세제 없이 세척수를 분사하여 식기에 묻은 큰 오염물, 예를 들어 음식물 찌꺼기 등을 떼어내는 것이고, 본 세척은 세제가 포함된 세척수를 분사하여 오염물을 완전히 제거하는 것을 의미한다.
헹굼은 세척수를 분사하여 식기로부터 세제 등을 제거하는 것이고, 가열헹굼은 세척수의 온도에 따라 고온에서 살균 가능한 세균 등을 제거하는 것을 의미한다.
건조는 열풍을 분사하여 식기로부터 세척수 등을 건조시키는 것을 의미한다.
식기를 세척한 후 세척수로부터 열을 회수하기 위해 다음과 같은 과정을 거친다.
먼저, 세척수공급부(101)로부터 급수저장부(120)에 세척수를 공급한다. 급수저장부(120)로부터 세척조(110)에 세척수를 전달한다.
그 다음, 섬프(111)에 수집된 세척수를 제1열교환기(131)에 의해 가열한다(가열모드). 제1열교환기(131)는 압축기(134)로부터 압축된 고온, 고압의 냉매를 받아, 섬프(111)에 수집된 세척수와 냉매를 열교환시킴으로 세척수를 가열할 수 있다.
가열모드 시, 섬프(111)에 배치된 제1열교환기(131)는 응축기 역할을 하고, 급수저장부(120)에 배치된 제2열교환기(133)는 증발기 역할을 할 수 있다.
섬프(111)에 세척수 온도센서가 설치되어, 세척수의 온도(Tdww)를 감지할 수 있다.
세척수 온도가 기설정된 온도(Ttarget)보다 낮으면 세척수를 더 가열하고, 세척수 온도가 기설정된 온도보다 높거나 같으면(Tdww > Ttarget) 급수저장부(120)에 세척수를 공급한다.
기설정된 온도로 가열된 세척수는 순환펌프(115)에 의해 분사암으로 순환되고, 분사암의 노즐(1131)을 통해 세척수(세제 포함)가 식기에 분사되어, 식기를 세척할 수 있다.
세척수 분사시간은 사용자에 의해 설정될 수 있다. UI 패널이 캐비닛의 도어에 설치되고, UI 패널에 사용자조작부를 통해 시간이 설정될 수 있다.
세척수 분사시간이 기설정된 시간에 도달할 때까지 세척수가 식기에 분사될 수 있다.
계속해서, 세척이 완료되면 세척수가 섬프(111)로부터 외부로 배출되기 전에 세척수로부터 열을 회수할 수 있다(열회수모드). 제1열교환기(131)는 팽창기(132)로부터 팽창된 저온, 저압의 냉매를 받아, 저온의 냉매와 가열된 세척수를 열교환시킴으로 세척수로부터 냉매로 열을 흡수하여 회수할 수 있다.
제1열교환기(131)는 세척수를 냉각시킬 수 있다.
열회수 모드 시 제어부는 리버스 밸브(135)를 제어하여 제1열교환기(131)와 제2열교환기(133) 각각에 흐르는 냉매의 흐름방향을 반대방향으로 전환시킴으로, 제1열교환기(131)는 증발기 역할을 수행하고, 제2열교환기(133)는 응축기 역할을 수행할 수 있다.
세척수는 제1열교환기(131)에 의해 냉각된 후, 캐비닛의 외부로 배출될 수 있다.
세척수로부터 회수된 열은 냉매순환관(136)을 따라 순환하는 냉매를 통해 제2열교환기(133)로 전달될 수 있다.
제2열교환기(133)는 압축기(134)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 받아, 고온의 냉매와 급수저장부(120)에 저장된 세척수를 열교환시킴으로, 급수저장부(120)의 세척수를 가열할 수 있다. 급수저장부(120)의 가열된 세척수는 헹굼수로 사용될 수 있다.
헹굼수는 급수저장부(120)로부터 세척조(110)로 전달될 수 있다. 세척조(110)의 섬프(111)에 수집된 헹굼수는 순환펌프(115)에 의해 분사암으로 순환되고, 분사암의 노즐(1131)을 통해 식기에 분사되어, 식기를 헹굴 수 있다.
식기를 헹군 후 세척수로부터 열을 회수하기 위해 다음과 같은 과정을 거친다.
식기 세척행정과 식기 헹굼행정은 독립적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 식기 세척 후 식기 헹굼이 이루어지는 것이 일반적이나, 사용자가 식기를 직접 세척한 후 헹굼 행정만 따라 식기세척기가 수행할 수 있다.
급수저장부(120)에 헹굼수가 공급될 수 있다. 헹굼수는 급수저장부(120)로부터 세척조(110)로 전달될 수 있다.
그 다음, 섬프(111)에 배치된 제1열교환기(131)는 응축기 역할을 하여 섬프(111)에 수집된 헹굼수를 가열할 수 있다(가열모드). 가열된 헹굼수는 순환펌프(115)에 의해 분사암으로 순환되고, 분사암의 노즐(1131)을 통해 식기에 분사되어, 식기를 헹굴 수 있다.
가열모드 시 제1열교환기(131)는 응축기 역할을 하고, 제2열교환기(133)는 증발기 역할을 수행할 수 있다.
헹굼수 분사시간이 사용자에 의해 설정되거나 제어부에 저장된 프로그램에 따라 디폴트(DEFAULT)값으로 설정될 수 있다.
헹굼수 분사시간(Tinj)이 기설정된 시간(Ttarget)에 도달할 때까지 헹굼수가 순환되며 식기에 분사될 수 있다.
헹굼수의 분사시간이 완료되면(Tinj > Ttarget), 제1열교환기(131)는 가열된 헹굼수로부터 열회수를 시작한다. 제1열교환기(131)는 증발기 역할을 하여 섬프(111)에 수집된 헹굼수가 배출되기 전에 열을 회수할 수 있다.
열회수 모드 시 리버스 밸브(135)에 의해 제1열교환기(131)와 제2열교환기(133) 각각의 냉매 흐름방향이 서로 바뀜에 따라, 제1열교환기(131)는 증발기 역할을 수행하고, 제2열교환기(133)는 응축기 역할을 수행할 수 있다.
제1열교환기(131)는 헹굼수로부터 열을 흡수하여 헹굼수를 냉각할 수 있다.
제1열교환기(131)는 헹굼수로부터 회수한 열을 냉매순환관(136)을 따라 순환하는 냉매에 의해 제2열교환기(133)로 전달할 수 있다.
제2열교환기(133)는 압축기(134)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매와 급수저장부(120)에 저장된 헹굼수를 열교환시킴으로 헹굼수를 가열할 수 있다.
제어부는 배수펌프를 제어하여, 냉각된 헹굼수를 외부로 배수시킬 수 있다.
가열된 헹굼수는 급수저장부(120)에서 세척조(110)로 전달될 수 있다.
계속해서, 가열된 헹굼수는 섬프(111)에 수집되고, 순환펌프(115)에 의해 분사암으로 순환되고, 분사암의 노즐(1131)을 통해 식기에 분사되어, 가열 행굼 시 식기를 헹굴 수 있다.
상술한 식기세척기의 제어방법은 제1실시예에 따른 제1열교환기(131)와 제2열교환기(133)의 모드 전환을 이용하여 세척수 또는 헹굼수를 가열한 후 세척수등으로부터 열을 회수하는 방법을 설명하였으나, 제4실시예에 따른 열교환기(가열모드)와 증발기 또는 열교환기(열회수모드)와 응축기의 모드 전환을 이용하여 세척수 또는 헹굼수를 가열한 후 세척수 등으로부터 열을 회수할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 제1열교환기(131)(가열모드)에 의해 가열된 세척수를 이용하여 식기를 세척한 후 가열된 세척수가 배수되기 전에 제1열교환기(131)(열회수모드)가 가열모드에서 열회수모드로 모드 전환을 함으로써, 제1열교환기(131)에 의해 세척수로부터 열을 회수함으로써, 기존의 가열된 세척수를 버림으로 인해 발생하는 에너지 손실을 최소화하여 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 열회수 모드 시 제1열교환기(131)에 의해 세척수로부터 회수된 열은 제2열교환기(133)로 전달되어, 제2열교환기(133)가 급수저장부(120)에 저장된 세척수를 미리 가열함으로써, 세척수 가열시간을 단축될 수 있다.
아울러, 세척수를 배수시킨 후 제2열교환기(133)(열회수모드)에 의해 가열된 세척수가 세척조(110)에 전달되어, 헹굼 또는 가열 헹굼 행정 시 헹굼수로 사용할 수 있다.
제1실시예
100 : 식기세척기 101 : 세척수공급부
110 : 세척조 111 : 섬프
112 : 선반 113 : 분사암
1131 : 노즐 114 : 순환배관
115 : 순환펌프 116 : 배수펌프
1161 : 배수관 117 : 방향전환밸브
120 : 급수저장부 121 : 입수구
122 : 출수구 123 : 흡입구
124 : 흡입팬 125 : 토출구
126 : 입수관 1261 : 급수밸브
127 : 세척수 연결관 128 : 안내벽
129 : 연통홀 130 : 히트펌프 시스템
131 : 제1열교환기 132 : 팽창기
133 : 제2열교환기 134 : 압축기
1341 : 흡입구 1342 : 토출구
135 : 리버스 밸브 136 : 냉매순환관
1361 : 제1냉매순환관 1362 : 제2냉매순환관
1363 : 제3냉매순환관
제2실시예
200 : 식기세척기 240 : 전기히터
2271 : 개폐밸브
제3실시예
300 : 식기세척기 350 : 유동발생기
351 : 임펠러 352 : 구동모터
제4실시예
400 : 식기세척기 431 : 열교환기
4331 : 응축기 4332 : 증발기
435 : 리버스 밸브 436 : 순환배관
4361 : 제1순환배관 4362 : 제2순환배관
4363 : 제3순환배관 4364 : 제4순환배관
437 : 물 공급부 438 : 열교환 챔버
4381 : 입수관 4382 : 급수밸브
4383 : 출수관 4384 : 출수밸브
4385 : 제1온도센서 4386 : 제2온도센서
4387 : 제3온도센서 450 : 유동발생기
451 : 임펠러 452 : 구동모터
제5실시예
500 : 식기세척기 560 : 삼방밸브
5271 : 개폐밸브
제6실시예
600 : 식기세척기 640 : 전기히터
제7실시예
700 : 식기세척기 750 : 제1유동발생기
751 : 임펠러 752 : 구동모터
753 : 제2유동발생기 754 : 임펠러
755 : 구동모터

Claims (20)

  1. 저면에 섬프를 구비하고, 내부에 식기의 보관을 위한 수용공간을 구비하는 세척조;
    상기 세척조의 내측 또는 외측에 배치되고, 상기 세척조로 공급될 세척수를 저장하는 급수저장부;
    냉매를 압축하여 순환시키는 압축기, 상기 섬프에 배치되는 제1열교환기, 팽창기 및 상기 급수저장부에 배치되는 제2열교환기를 구비하여, 상기 식기의 세척을 위한 세척수를 가열하는 히트펌프 시스템; 및
    상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 각각이 상기 세척수를 가열하는 가열모드와 상기 세척조에서 외부로 배출될 세척수로부터 열을 회수하는 열회수모드로 서로 변환 가능하도록, 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 각각에 흐르는 냉매의 흐름을 변환하는 리버스 밸브;
    상기 급수저장부는 상기 급수저장부의 상측에 형성되는 입수구;
    상기 급수저장부의 하측에 형성되는 출수구;
    상기 급수저장부의 일측에 형성되는 흡입구;
    상기 급수저장부의 타측에 형성되는 토출구; 및
    상기 급수저장부로 흡입되는 외기의 유동을 안내하도록 상기 급수저장부의 내부에 서로 이격되게 배치되는 복수의 안내벽을 포함하고,
    상기 제2열교환기의 냉매관은 상기 복수의 안내벽 사이에서 연장되는 식기세척기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉매는,
    상기 세척수 가열 시 상기 제1열교환기에서 응축되어 상기 세척수에 열을 방출하고, 상기 제1열교환기로부터 상기 팽창기, 상기 제2열교환기 및 상기 압축기 순서로 순환되고,
    상기 세척수로부터 열 회수 시 상기 제1열교환기에서 상기 세척수로부터 열을 흡수하여 증발되고, 상기 제1열교환기로부터 상기 압축기, 상기 제2열교환기 및 상기 팽창기 순서로 순환되는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구에 장착되어, 상기 급수저장부의 내부로 외부 공기를 흡입하는 흡입팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리버스 밸브를 제어하여, 상기 냉매의 흐름방향을 선택적으로 변환하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 급수저장부에 세척수를 공급하는 세척수 공급부;
    상기 세척수 공급부와 상기 급수저장부를 연결하는 입수관;
    상기 입수관에 설치되어, 상기 입수관을 개폐하는 급수밸브;
    상기 급수저장부와 상기 섬프를 연결하는 세척수 연결관; 및
    상기 세척수 연결관을 개폐하는 개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2열교환기의 상기 냉매관은 원형 파이프 형태로 형성되고, 상기 냉매관은 지그재그 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 안내벽 각각의 일단부 또는 타단부에 형성되어, 상기 외기의 유동방향을 지그재그 형태로 유도하는 연통홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 안내벽을 따라 이동하는 상기 외기와 상기 냉매의 유동방향은 서로 반대방향으로 향하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세척조의 내부에 배치되고, 상기 식기를 보관하는 복수의 선반;
    상기 세척조의 내부에 상하방향으로 이격 배치되고, 복수의 노즐을 구비하여 상기 식기를 향해 상기 세척수를 분사하는 복수의 분사암;
    상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 상기 복수의 분사암으로 순환시키는 순환펌프; 및
    상기 섬프에서 배출된 상기 세척수를 외부로 배출하는 배수펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 섬프에서 배출되어 상기 복수의 분사암으로 순환될 상기 세척수를 가열하는 전기히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 급수저장부의 내부에 저장된 세척수에 유동을 발생시키는 유동발생기를 더 포함하고,
    상기 유동발생기는,
    상기 급수저장부의 내부에 회전 가능하게 장착되는 임펠러; 및
    상기 임펠러를 구동시키는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 리버스 밸브와 상기 압축기를 연결하는 제1냉매순환관을 더 포함하는 식기세척기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리버스 밸브와 상기 제1열교환기 및 제2열교환기를 각각 연결하는 복수의 제2냉매순환관을 더 포함하는 식기세척기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 리버스 밸브와 상기 제1열교환기를 연결하는 제1냉매순환관;
    상기 리버스 밸브와 상기 제2열교환기를 연결하는 제2냉매순환관;
    상기 리버스 밸브와 상기 압축기의 흡입구를 연결하는 제3냉매순환관; 및
    상기 리버스 밸브와 상기 압축기의 토출구를 연결하는 제4냉매순환관을 더 포함하는 식기세척기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 리버스 밸브를 통해 연결되는 유입구 및 유출구를 포함하는 식기세척기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 리버스 밸브는 상기 압축기와 상기 제1열교환기 및 상기 제2열교환기 사이에 위치하여 상기 제1열교환기, 상기 제2열교환기, 상기 압축기의 상기 유입구 및 상기 압축기의 상기 유출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 급수저장부는 직사각형으로 형성되고,
    상기 출수구는 상기 입수구와 대각선 방향으로 이격되게 배치되며,
    상기 흡입구는 상기 출수구에 좌우 방향으로 인접하게 배치되고,
    상기 토출구는 상기 입수구에 좌우 방향으로 인접하게 배치되고,
    상기 복수의 안내벽은 상기 급수저장부 내부에서 상하 방향으로 연장되며 좌우 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구를 통해 상기 외기를 흡입하는 흡입팬;
    상기 복수의 안내벽의 단부에는 지그재그로 복수의 연통홀이 배치되고,
    상기 제2열교환기의 상기 냉매관은 상기 복수의 안내벽 사이에서 지그재그 형태로 상하 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 식기세척기.
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