KR20110029579A - 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법 - Google Patents
히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 건조기의 초기 기동시 히트펌프의 응축기를 통과한 고온건조한 공기를 건조실을 거치지 않고 풍량배분기구를 통해 증발기로 바로 순환시켜, 신속한 시간에 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높여주는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 관한 것이다.
히트펌프, 건조기, 바이패스
Description
본 발명은 건조기의 초기 기동시, 신속하게 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높여주는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 관한 것이다.
종래 열펌프를 이용하여 순환공기의 제습과 가열을 진행하는 열펌프식 의류건조기(한국등록특허 제737006호)는, 초기 기동시 응축기와 의류건조용 드럼 사이에 전열히터를 설치하거나, 외기공기를 순환시키는 제2증발기와, 제1증발기와 제2증발기의 냉매절환을 제어하여 필요한 열량을 공급하는 방식을 사용함으로써, 상기 응축기에서 방열하는 공기의 온도가 소정의 온도(45~65℃)에 도달되도록 한다.
그러나, 종래기술은 증발기 개수의 증가로 인해 원가가 상승하였고, 외기공기가 낮으면 전적으로 전열히터에 의존하여 온도를 높여주었으므로 화재, 원가상승, 이를 제어하는 추가적인 제어기가 필요한 문제점이 있었다.
또한, 외기온도가 내려가면 드럼에 수용된 피건조물과, 피건조물 섬유사이에 스며든 냉수, 그리고 순환공기와 닿아 있는 내부 면적을 통한 열전달량에 의해 응축기와 증발기의 설계온도(의류건조에 필요한 고온저습공기)의 형성이 늦어지거나, 아예 불가한 경우가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 건조기의 초기 기동시 신속한 시간에 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높일 수 있는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 히트펌프식 건조기는, 건조실이 마련된 드럼; 상기 건조실에 연통되되, 송풍기에 의해 순환되는 공기를 안내하는 덕트; 상기 덕트상에 설치되되, 증발기와, 상기 증발기를 경유하는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 경유하는 냉매의 열을 방열하는 응축기를 포함하는 히트펌프; 상기 응축기를 통과한 공기를 상기 건조실 또는 상기 증발기로 선택적으로 순환시키는 풍량배분기구를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 히트펌프식 건조기에서, 상기 풍량배분기구는, 상기 덕트를 분기하는 바이패스덕트; 상기 바이패스덕트로 유입되는 공기의 양을 단속하는 밸브를 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 의하면, 히트펌프의 응축기를 통과한 고온건조한 공기가 건조실을 거치지 않고 증발기로 순환된다.
한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 응축기를 통과한 후, 건조실로 향하는 덕트내 공기의 양 보다 상기 덕트를 분기하는 바이패스덕트를 거쳐 증 발기로 유입되는 공기의 양이 더 많도록 제어하는 단계; 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계; 상기 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달하면, 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양이 줄어들도록 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 건조실로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 온도감지단계; 상기 온도감지단계에서 감지된 공기의 온도가 제2설계온도에 도달할 때까지, 상기 제2설계온도와 상기 온도감지단계에서 감지된 공기 온도의 차이에 반비례하여 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양을 감소시키도록 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.
이상에서 설명한 바와 같이 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 의하면, 다음과 같은 이점이 있다.
건조기의 초기 기동시 히트펌프의 응축기를 통과한 고온건조한 공기를 건조실을 거치지 않고 증발기로 바로 순환시킬 수 있으므로, 신속한 시간에 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높여주어 상기 건조기 시스템이 소정시간 이후 안정적인 건조풍량과 온도를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 히트펌프식 건조기는, 건조실(110)이 마련된 드럼(100)과, 상기 건조실(110)에 연통되되, 송풍기(200)에 의해 순환되는 공기를 안내하는 덕트(300)와, 상기 덕트(300)상에 설치되되, 증발기(410)와, 상기 증발기(410)를 경유하는 냉매를 압축하는 압축기(420)와, 상기 압축기(420)를 경유하는 냉매의 열을 방열하는 응축기(430)를 포함하는 히트펌프(400)와, 상기 응축기(430)를 통과한 공기를 상기 건조실(110) 또는 상기 증발기(410)로 선택적으로 순환시키는 풍량배분기구를 포함하여 구성된다.
상기 풍량배분기구는 상기 덕트(300)를 분기하는 바이패스덕트(500)와, 상기 바이패스덕트(500)로 유입되는 공기의 양을 단속하는 밸브(550)를 포함하여 구성된다.
건조실(110)이 마련된 드럼(100)의 일측면과 타측면에는 덕트(300)가 연통되도록 설치된다.
상기 건조실(110)에는 의류 등 피건조물이 수용된다.
상기 덕트(300)에는, 상기 덕트(300)내로 공기를 순환시키는 송풍기(200)가 설치된다.
상기 덕트(300)상에는, 증발기(410)와, 압축기(420)와, 응축기(430)와, 팽창장치(440)와, 이를 연결시켜 냉매가 이동하는 냉매유로(450)를 포함하여 구성되는 히트펌프(400)가 설치된다.
한편, 히트펌프(400)의 증발기(410)에는 배출구(600)가 설치되어, 상기 배출구(600)를 통해 수분이 응축되어 형성된 응축수가 배출된다.
상기 바이패스덕트(500)는 히트펌프(400)의 응축기(430)와 건조실(110)을 연결하는 덕트(300) 사이와, 상기 건조실(110)과 히트펌프(400)의 증발기(410)를 연결하는 덕트(300) 사이에 설치되어, 상기 덕트(300)를 분기시킨다.
이때, 상기 바이패스덕트(500)와, 덕트(300)의 교차점에는 밸브(550)가 설치된다.
따라서, 상기 밸브(550)에 의해, 상기 덕트(300)를 순환하는 공기를 건조실(110) 또는 바이패스덕트(500)로 선택적으로 순환시킬 수 있다.
예를 들면, 밸브(550)로 덕트(300)를 폐쇄하면 상기 덕트(300)를 순환하는 공기가 바이패스덕트(500)로 유입되고, 밸브(550)로 바이패스덕트(500)를 폐쇄하면 상기 덕트(300)를 순환하는 공기가 상기 건조실(110)을 통과하여 순환된다.
이때, 상기 밸브(550)가 개폐되는 정도에 따라, 건조실(110) 또는 바이패스덕트(500)로 순환되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
상기 밸브(550)는 별도의 제어부에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
한편, 덕트(300)에는 상기 덕트(300)내를 순환하는 공기의 온도를 감지하는 온도센서(900)가 설치된다.
상기 온도센서(900)는 건조실(110)로 유입되는 공기의 온도를 감지할 수 있도록, 상기 건조실(110)의 입구쪽에 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 응축기를 통과한 후, 건조실로 향하는 덕트내 공기의 양 보다 상기 덕트를 분기하는 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양이 더 많도록 제어하는 단계(S10)와, 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계(S20)와, 상기 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달하면, 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양이 줄어들도록 제어하는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.
단계(S10)에 의해, 건조기의 초기 기동시 신속하게 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도를 제1설계온도에 도달시킬 수 있다.
상기 제1설계온도는, 증발기와 응축기를 통과하는 공기를 의류건조에 필요한 고온저습한 공기로 열교환시킬 수 있는 증발기의 냉매증발온도 및 응축기의 냉매응축온도이다.
상기 제1설계온도는 실험에 의해 정해질 수 있으며, 약 45~65℃로 구성된다.
이렇게 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달하면, 바이패스덕트(500)를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양을 줄여 증발기(410)와 응축기(430)를 통과한 고온저습한 공기를 건조실(110)로 순환시키므로, 상기 건조실(110)에 수용된 피건조물의 건조가 매우 신속하게 이루어진다.
한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 건조실로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 온도감지단계(S40)와, 상기 온도감지단계에서 감지된 공기의 온도가 제2설계온도에 도달할 때까지, 상기 제2설계온도와 상기 온도감지단계에서 감지된 공기 온도의 차이에 반비례하여 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양을 감소시키도록 제어하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.
즉, 온도감지단계(S40)에서 감지된 온도와 제2설계온도의 차이가 많이나면 바이패스덕트(500)를 거쳐 증발기(410)로 유입되는 공기의 양을 줄이고 건조실(110)로 유입되는 공기의 양을 늘려, 의류건조에 필요한 고온저습공기로 건조실(110)에 수용된 피건조물을 건조시킬 수 있다.
상기 온도감지단계(S40)에서 감지된 온도와 제2설계온도의 차이가 적게나면 바이패스덕트(500)를 거쳐 증발기(410)로 유입되는 공기의 양을 늘리고 건조 실(110)로 유입되는 공기의 양을 줄여, 증발기의 냉매증발온도 및 응축기의 냉매응축온도를 의류건조에 필요한 고온저습한 공기로 열교환시킬 수 있는 제1설계온도로 높여준다.
따라서, 온도감지단계(S40)에서 감지된 온도와 제2설계온도의 차이에 따라 바이패스덕트(500)를 거쳐 증발기(410)로 유입되는 공기의 양을 조절하여, 건조기를 안정적으로 구동시킬 수 있다.
상기 제2설계온도는 건조실에 수용되는 피건조물이 건조되기에 필요한 공기의 온도이다.
상기 제2설계온도는 실험에 의해 정해질 수 있으며, 약 45~65℃로 구성된다.
이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명 히트펌프식 건조기의 동작을 설명한다.
먼저, 히트펌프식 건조기의 건조실(110)에 피건조물을 넣고 전원을 공급한다.
전원이 공급되면, 송풍기(200)와, 히트펌프(400)가 작동하게 된다.
송풍팬(200)이 작동하면, 덕트(300) 내부의 공기는 히트펌프(400)와, 건조실(110)을 순환하게 된다.
상기 히트펌프(400)의 압축기(420)에서 압축된 고온고압의 냉매는 냉매관(450)을 통해 응축기(430)로 이동하여 상기 냉매의 열을 방열한다.
상기 응축기(430)를 통과한 냉매는 팽창장치(440)를 거치면서 감압하게 된다.
상기 팽창장치(440)를 통과하여 감압된 냉매는 증발기(410)로 이동한다.
상기 증발기(410)를 통과한 저온저압의 냉매는 다시 압축기(420)로 이동한다.
상기 히트펌프(400)의 응축기(430)를 통과한 고온건조한 공기는 건조실(110)이 마련된 드럼(100)으로 이동한다.
상기 건조실(110)로 이동한 공기는 피건조물의 습기를 흡수한다.
상기 피건조물의 습기를 흡수한 고온다습한 공기는 히트펌프(400)의 증발기(410)로 이동한다.
상기 증발기(410)를 통과한 공기는 상기 증발기(410)에 의해 냉각되어 저온건조한 공기가 된다.
이때, 상기 증발기(410)에 의해 공기의 온도가 냉각되면, 공기 내부의 수분이 응축되어 상기 증발기(410)의 표면에서 응결된다.
이렇게 응결된 응축수는 상기 증발기(410)에 설치되는 배출구(600)를 통해 외부로 배출된다.
그 후, 상기 저온건조한 공기는 응축기(430)를 거치면서 다시 고온건조한 공기가 되어 건조실(110)로 재순환된다.
건조기의 초기 기동시, 밸브(550)로 덕트(300)를 막아 건조실(110)로 향하는 공기의 양을 줄이고, 바이패스덕트(500)를 열어 상대적으로 바이패스덕트(500)로 유입되는 공기의 양을 늘려 응축기(430)를 통과한 고온건조한 공기를 일정부분 증발기(410)로 순환시킨다.
이에 따라, 응축기(430)와 증발기(410) 사이를 순환하는 공기의 양이 많아져, 신속한 시간에 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높일 수 있다.
이와 같은 구성에 의한, 본 발명의 히트펌프식 건조기는 응축기(430)를 통과하는 공기를 가열하는 별도의 히터 및 추가적인 증발기가 없이도 신속한 시간에 응축기의 냉매응축온도와 증발기의 냉매증발온도를 높일 수 있어, 그 구성을 매우 간단하게 할 수 있으므로 원가를 절감시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은 히트펌프식 건조기에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 히트펌프식 건조기를 개략적으로 나타낸 도.
도 2 내지 도3은 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법을 나타낸 플로우 차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 드럼 110 : 건조실 200 : 송풍기
300 : 덕트 400 : 히트펌프 410 : 증발기
420 : 압축기 430 : 응축기 440 : 팽창장치
450 : 냉매관 500 : 바이패스덕트 550 : 밸브
900 : 온도센서
Claims (4)
- 건조실이 마련된 드럼;상기 건조실에 연통되되, 송풍기에 의해 순환되는 공기를 안내하는 덕트;상기 덕트상에 설치되되, 증발기와, 상기 증발기를 경유하는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 경유하는 냉매의 열을 방열하는 응축기를 포함하는 히트펌프;상기 응축기를 통과한 공기를 상기 건조실 또는 상기 증발기로 선택적으로 순환시키는 풍량배분기구를 포함하는 히트펌프식 건조기.
- 제 1항에 있어서,상기 풍량배분기구는,상기 덕트를 분기하는 바이패스덕트;상기 바이패스덕트로 유입되는 공기의 양을 단속하는 밸브를 포함하는 히트펌프식 건조기.
- 응축기를 통과한 후, 건조실로 향하는 덕트내 공기의 양 보다 상기 덕트를 분기하는 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양이 더 많도록 제어하는 단계;히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계;상기 히트펌프의 냉매증발온도와 냉매응축온도가 제1설계온도에 도달하면, 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양이 줄어들도록 제어하는 단계를 포함하는 히트펌프식 건조기 제어방법.
- 제 3항에 있어서,건조실로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 온도감지단계;상기 온도감지단계에서 감지된 공기의 온도가 제2설계온도에 도달할 때까지, 상기 제2설계온도와 상기 온도감지단계에서 감지된 공기 온도의 차이에 반비례하여 상기 바이패스덕트를 거쳐 증발기로 유입되는 공기의 양을 감소시키도록 제어하는 단계를 포함하는 히트펌프식 건조기 제어방법.
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