KR20040007078A - 증발기의 서리 제거 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 증발기의 서리 제거 장치 및 방법은, 일정공간의 온도를 냉각시키기 위하여 영하의 온도로 동작하는 증발기에 생성된 서리를 제거하는 장치 및 방법에 있어서, 고온의 압축기 또는 응축기의 열에너지를 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 증발기의 서리 제거 장치를 이용한 서리 제거 방법은, 압축기 또는 응축기로부터 증발기로 연결된 열 파이프상의 댐퍼를 여는 제 1단계와; 상기 열 파이프를 통하여 상기 압축기 또는 응축기의 열 에너지를 상기 증발기로 전달하는 제 2단계와; 상기 댐퍼를 닫는 제 3단계를 포함하여 이루어 진다.

본 발명의 장치는 고온의 압축기 또는 응축기의 열에너지를 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하므로서, 기존의 증발기의 서리제거에 소요되던 히터의 전력소모를 없애므로써 냉장고 전체 시스템의 소비전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서 기계실 냉각팬만으로 냉각시키던 응축기 또는 압축기의 온도를 효과적으로 냉각시킬 수 있으므로 냉각 사이클 수행시 냉장고 전체 시스템의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

증발기의 서리 제거 장치 및 방법{An apparatus and method for excluding the frost of evaporator}

본 발명은, 냉장고등에서 일정공간의 온도를 냉각시키기 위하여 영하의 온도로 동작하는 증발기에 생성된 서리를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이러한 역할을 하는 증발기는 그 특성상 영하의 온도에서 동작하게 되는 바, 그 표면에 서리가 끼게 되고 이러한 서리는 증발기의 열교환능력을 저하시켜 냉동사이클 전체에 악영향을 끼치게 된다. 따라서, 증발기에 형성되는 서리의 제거는 냉장고등에 있어서 선결과제이다.

이러한 증발기에 생성된 서리를 제거하는 종래 기술에 따른 장치 및 방법은 증발기의 하단부에 히터를 추가로 구비하여 상기의 히터에서 발생하는 열을 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하도록 되어 있었으나, 본 발명은 고온의 압축기 또는 응축기의 열에너지를 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 증발기 서리 제거 장치를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 증발기는 냉동사이클을 이루는 압축, 응축, 팽창, 증발 공정중의 한 공정인 증발 공정을 담당하는 장치로서, 냉매의 증발시 주위의 열을 빼앗는 성질을 이용하여 주위를 냉각시키게 된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 증발기 서리제거 장치는 저온 저압의 기체냉매가 고온 고압의 기체냉매로 변환되는 압축기(10), 상기 고온 고압의 기체냉매가 중온 고압의 액체냉매로 변환되는 응축기(30), 상기 중온 고압의 액체냉매가 저온 저압의 액체 냉매로 변환되는 팽창밸브(40) 및 상기 저온 저압의 액체 냉매가 저온저압의 기체냉매로 변환되는 증발기(50)에 의하여 냉동사이클이 완성되도록 구성되어 있는 냉장고등의 시스템에 있어서, 상기 증발기(50)의 하단에 히터(60)가 추가로 구비되어 이루어 진다.

상기 히터(60)은 냉동사이클상 항상 저온 상태, 특히 영하의 상태에 있게 되는 상기 증발기(50)에 맺히는 서리를 제거하게 되는데, 증발기(50)의 동작 특성을 감안하여 항상 동작되지는 않는다.

예를 들어, 상기 증발기(50)가 작동하는 동안에는 히터(60)는 오프상태로 있게 되는데, 이는 증발기(50)가 원래의 동작을 원활히 수행하도록 하기 위함이다. 상기 증발기(50)의 정상적인 동작에 의하여 일정공간을 일정 온도 이하로 유지하게 되면, 상기 증발기(50)를 비롯한 냉동사이클은 오프되는데, 매번 cycle이 off될 때마다 상기 히터(60)가 작동하는 것이 아니고, 서리 맺힘의 정도에 따라서 작동여부가 결정되는데 이때 상기 히터(60)가 동작하여 상기 냉동사이클 수행중 증발기(50)의 표면에 맺힌 서리를 제거하게 된다.

이 때 상기, 히터(60)의 온도는 수백도에 이르러, 짧은 시간에 증발기(50)에 맺힌 서리를 제거하게 된다.

그러나, 이와 같은 서리 제거 방식에는 몇가지 문제점이 있다. 즉, 고온으로 가열될 수 있는 별도의 히터가 요구되며, 다음으로 상기 히터의 가동을 위하여 많은 전력이 소비된다는 것이다. 이러한 문제점은 생산 원가 및 전력 소비량을 증가시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 히트 코일과 같은 별도의 고온을 발하는부재 없이 증발기에 끼인 서리를 제거 가능한 증발기 서리 제거 장치가 제안되기도 한다.

도 2는 종래의 또 다른 실시예의 증발기 서리제거 장치를 나타낸 개략도 이다.

도 2를 참조하면, 상기한 목적을 달성하기 위한 종래의 또 다른 실시예의 증발기 서리제거 장치는, 일정공간의 온도를 냉각시키기 위하여 영하의 온도로 동작하는 증발기의 서리를 제거하는 방법에 있어서, 상기 증발기와 냉각시키고자 하는 일정공간을 제외한 영상의 온도를 갖는 외부 사이의 공기순환을 이용하여 증발기의 서리를 제거하는 것에 그 특징이 있는바, 즉 고온을 발하는 별도의 부재없이 영상의 외부 공기와 증발기부의 공기를 순환시킴으로써, 증발기의 서리를 제거하고 있다.

냉동사이클 중 증발공정을 담당하는 증발기(50)가 포함된 증발기부(51)가 냉각시키고자 하는 일정공간(80)내에 설치가 되어 있는 것을 알 수 있다.

상기 증발기부(51)에는 상기 일정공간(80)의 냉각을 위하여 팬과, 상기 일정공간의 공기가 흡입되는 흡입구(53)와 상기 증발기(50)에 의해서 냉각된 공기가 토출되는 토출구(52)가 추가로 구비되어 있어 상기 일정공간(80)을 냉각시키게된다.

이러한 과정에서 상기 증발기(50)는 항상 영하의 온도를 유지하게 되므로 그 표면에 서리가 맺히게 된다. 이러한 서리는 상기 증발기와 상기 일정공간에서 흡입한 공기의 열교환 효율을 떨어뜨리게 되므로 상기 일정공간(80)외의 외부공간(90)의 영상의 공기를 상기 증발기부(51)에 순환시켜 상기 증발기(50)에 맺힌 서리를제거하게 된다.

그러나 이와 같은 서리 제거 방식에서도 몇가지 문제점이 있다. 즉, 외부공간(90)의 영상의 공기의 자연 대류에 의한 서리 제거의 속도가 더디다는 점과 서리 제거 속도를 향상시키기 위하여는 별도의 공기순환 펌프를 장착해야 하며, 이에 따라 추가로 전력이 소비된다는 것이다. 따라서, 이러한 문제점은 생산 원가 및 전력 소비량을 증가 시키게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 고온의 압축기 또는 응축기의 열에너지를 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하므로서, 기존의 증발기의 서리제거에 소요되던 히터의 전력소모를 없애므로써 냉장고 전체 시스템의 소비전력을 저감하고, 기계실 냉각팬만으로 냉각시키던 응축기 또는 압축기의 온도를 효과적으로 냉각시키므로 냉각 사이클 수행시 냉장고 전체 시스템의 효율을 증대시키는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 증발기 서리 제거 장치를 나타낸 개략도.

도 2는 종래의 또 다른 실시예의 증발기 서리 제거 장치를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 증발기 서리 제거 장치를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 증발기 서리 제거 장치의 서리제거 동작을 나타낸 흐름도.

도 5는 전형적인 냉장고의 ON-OFF 모드시 온도곡선을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 압축기 20 : 냉각팬 30 : 응축기

40 : 팽창밸브 50 : 증발기 51 : 증발기부

52 : 토출구 53 : 흡입구 60 : 히터

70 : 서리 80 : 일정공간 90 : 외부공간

100 : 열 파이프 110 : 방열 접촉부 120 : 댐퍼

130 : 제어부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 증발기의 서리 제거 장치는, 압축기 또는 응축기로 부터의 열에너지를 증발기로 전달하는 열 파이프와; 상기 열 파이프와 상기 압축기, 응축기, 증발기와를 연결시켜주는 방열 접촉부와; 상기 열 파이프의 중간에 위치하며 상기의 열에너지의 흐름을 개폐하는 댐퍼와; 상기 댐퍼의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 증발기의 서리 제거 방법은, 압축기 또는 응축기로부터증발기로 연결된 열 파이프상의 댐퍼를 여는 제 1단계와; 상기 열 파이프를 통하여 상기 압축기 또는 응축기의 열 에너지를 상기 증발기로 전달하는 제 2단계와; 상기 댐퍼를 닫는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 증발기의 서리 제거 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 증발기 서리 제거 장치를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 증발기 서리 제거 장치의 서리제거 동작을 나타낸 흐름도이다.

이들 도면을 참고하면, 압축기(10) 또는 응축기(30)로부터 증발기(50)까지는 상기 압축기(10) 또는 응축기(30)로부터의 열 에너지를 전달하기 위한 열 파이프 (100)가 연결되되 이들 압축기(10), 응축기(30), 증발기(50)와는 방열 접촉부(110)에 의하여 연결된다, 또한 상기 열 파이프(100)의 도중에는 상기 압축기(10) 또는 응축기(30)로부터의 열 에너지의 흐름을 열거나 닫는 역활을 하기 위하여 댐퍼(120)를 구성시킨다. 이때 상기의 댐퍼(120)에 의한 열 에너지의 흐름을 열거나 닫도록 제어하는 제어부를 더 구비하게 된다.

이들 구성요소에 의하여 증발기(50)에 생성된 서리를 제거하는 과정을 살펴보면, 증발기(50)의 냉기가 냉동실로 충분하게 공급되어 상기 냉동실의 온도가 일정온도(예: 영하 18℃) 이하인지 판단하고(S 310), 상기 냉동실이 일정온도 이하이면 증발기(50)의 동작을 오프시킨다. 그러나, 냉동실을 적정한 냉각 온도로 유지시키기 위하여 상기의 압축기의 전원은 반복해서 on/off 시키게 된다.

이와 함께, 증발기(50)로부터 냉동실로 냉기를 공급하던 냉기공급팬 및 냉동실로부터 냉장실로의 냉기공급을 담당하던 냉기유동통로인 냉기공급 댐퍼를 차단하여(S 330) 상기 냉동실을 냉장실, 증발기(50) 및 냉장고 외부와 열적으로 차폐시킨다(S 300).

이와 같이 상기 냉동실을 열적으로 차폐시켜 냉동실의 온도가 유지되게 하면서, 상기 압축기(10) 또는 응축기(30)로부터 증발기(50)사이에 연결된 열 파이프 (100)상의 댐퍼(120)가 제어부(130)의 제어에 의하여 열리고(S410), 상기 열 파이프(100)를 통하여 압축기(10) 또는 응축기(30)의 열 에너지가 증발기(50)로 전달된다.(S420) 이때 열 에너지의 전달에 의하여 상기 증발기(50)에 맺힌 서리는 녹게 되고 상기 댐퍼(S120)는 다시 닫히게 된다.(S430) 이로써 증발기에 생성된 서리를 제거하는 과정이 종료하게 된다.(S 400)

도 5는 전형적인 냉장고의 ON-OFF 모드시 온도곡선을 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 압축기의 ON-OFF 모드에 따른 압축기, 응축기, 증발기, 기계실부의 온도변화를 나타낸 것으로, 본 발명에 의한 증발기의 서리 제거는 압축기 OFF라고 기재된 구간에서의 압축기의 표면온도(대략 75도) 또는 응축기의 표면온도 (대략 40도)와 증발기의 표면온도(- 20도)간의 열 에너지의 전달에 따른다. 즉, 열 에너지의 전달에 따른 증발기의 온도 상승에 의하여, 증발기의 표면에 생성된 서리가 제거되게 된다.

본 발명의 장치는 고온의 압축기 또는 응축기의 열에너지를 이용하여 증발기에 생성된 서리를 제거하므로서, 기존의 증발기의 서리제거에 소요되던 히터의 전력소모를 없애므로써 냉장고 전체 시스템의 소비전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서 기계실 냉각팬만으로 냉각시키던 응축기 또는 압축기의 온도를 효과적으로 냉각시킬 수 있으므로 냉각 사이클 수행시 냉장고 전체 시스템의 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축기 또는 응축기로부터 증발기로 연결된 열 파이프상의 댐퍼를 여는 제 1단계와;

   상기 열 파이프를 통하여 상기 압축기 또는 응축기의 열 에너지를 상기 증발기로 전달하는 제 2단계와;

   상기 열 파이프상의 댐퍼를 닫는 제 3단계를 포함하여 이루어지는 증발기의 서리 제거 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   제 2단계는 증발기의 서리가 제거되는 동안에만 열 파이프를 통하여 상기 압축기 또는 응축기의 열 에너지를 상기 증발기로 전달하는 것을 특징으로 하는 증발기의 서리 제거 방법.
3. 압축기 또는 응축기로 부터의 열에너지를 증발기로 전달하는 열 파이프와;

   상기 열 파이프와 상기 압축기, 응축기, 증발기와를 연결시켜주는 방열 접촉부와;

   상기 열 파이프의 중간에 위치하며 상기의 열에너지의 흐름을 개폐하는 댐퍼와;

   상기 댐퍼의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로하는 증발기의 서리 제거 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어부는 증발기의 서리가 제거되는 동안에만 열 파이프를 통하여 상기 압축기 또는 응축기의 열 에너지를 상기 증발기로 전달하도록 상기 댐퍼를 여는 것을 특징으로 하는 증발기의 서리 제거 장치.