JP2017156077A - Defrosting device for evaporator and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸発器に着霜した霜を検知して除去する装置とそれを制御する方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting and removing frost formed on an evaporator and a method for controlling the apparatus.
冷凍サイクルに用いられる蒸発器は、冷却管を流れる冷媒の循環により生成された冷気を用いて周辺の温度を下げる。この過程で周辺の空気との温度差が生じると、空気中の水分が冷却管の表面に凝縮凍結する着霜現象が発生する。 The evaporator used in the refrigeration cycle lowers the ambient temperature using cold air generated by the circulation of the refrigerant flowing through the cooling pipe. If a temperature difference from the surrounding air occurs in this process, a frosting phenomenon occurs in which moisture in the air condenses and freezes on the surface of the cooling pipe.
例えば、蒸発器が冷蔵庫に適用された場合は、冷蔵庫の後部に設けられた送風ファン及び圧縮機が駆動されることにより、冷凍室及び冷蔵室の空気は蒸発器の下側から流入して蒸発器を通過し、蒸発器の冷媒管を流れる冷媒と熱交換され、冷気が冷凍室又は冷蔵室に供給される。冷凍室及び冷蔵室から排出される空気は冷却フィンにより冷媒管を流れる冷媒と熱交換されるが、この過程で、冷凍室及び冷蔵室から蒸発器に流入する空気は蒸発器を通過する冷気より相対的に高温多湿な状態であるので、温度の低い蒸発器においては高温多湿な空気との接触により凝縮され、冷媒管の低い温度により冷却フィンに霜が着霜する。 For example, when the evaporator is applied to a refrigerator, air in the freezer compartment and the refrigerator compartment flows from the lower side of the evaporator and evaporates by driving a blower fan and a compressor provided at the rear of the refrigerator. Heat is exchanged with the refrigerant that passes through the evaporator and flows through the refrigerant pipe of the evaporator, and cold air is supplied to the freezer compartment or the refrigerator compartment. The air discharged from the freezer compartment and the refrigerator compartment is heat-exchanged with the refrigerant flowing through the refrigerant pipe by the cooling fins. In this process, the air flowing from the freezer compartment and the refrigerator compartment into the evaporator is cooled by the cold air passing through the evaporator. Since it is in a relatively hot and humid state, it is condensed by contact with hot and humid air in the low temperature evaporator, and frost forms on the cooling fins due to the low temperature of the refrigerant pipe.
冷却フィンに霜が着霜すると、送風ファンにより蒸発器へ移動する空気が冷却フィンに接触する面積が小さくなるので、蒸発器の冷媒管を流れる冷媒が吸収する熱が減少して蒸発器の効率が低下するという問題が生じていた。よって、着霜した霜の除去のために除霜ヒータを駆動するが、着霜していないのに着霜していると判断して除霜ヒータを駆動することがあり、不要なエネルギー消費をもたらすという問題があった。 When frost forms on the cooling fins, the area where the air moving to the evaporator by the blower fan comes into contact with the cooling fins is reduced, so that the heat absorbed by the refrigerant flowing through the refrigerant pipe of the evaporator is reduced, and the efficiency of the evaporator There has been a problem of lowering. Therefore, although the defrost heater is driven to remove the frost that has formed frost, it may be judged that the frost has been formed even though it has not been frosted, and the defrost heater may be driven. There was a problem of bringing.
従来は、冷却フィンに着霜した霜を検知するために、温度センサを設けることで所定温度以下であると冷却フィンに霜が着霜していると判断したり、温度センサと湿度センサを共に設けることで露点を測定して冷却フィンに着霜した霜を検知し、その後除霜ヒータを駆動していた。 Conventionally, in order to detect frost that has formed on the cooling fins, it is determined that frost has formed on the cooling fins when the temperature is below a predetermined temperature by providing a temperature sensor, or both the temperature sensor and humidity sensor are used. By providing, the dew point was measured and the frost which formed on the cooling fin was detected, and then the defrost heater was driven.
しかし、所定温度以下であっても湿度が低い場合は冷却フィンに霜が着霜しないことがあり、湿度センサは高精度の測定が困難であるので正確な露点の測定が困難であるため、不要な除霜ヒータの駆動を防止できないという問題があった。 However, if the humidity is low even if the temperature is lower than the specified temperature, frost may not form on the cooling fin, and it is difficult to measure the dew point accurately because the humidity sensor is difficult to measure with high accuracy. There was a problem that the driving of a defrosting heater could not be prevented.
そこで、冷却フィンに着霜した霜を高精度に検知して不要な除霜ヒータの駆動を防止できる装置の必要性が高まっている。 Therefore, there is an increasing need for a device that can detect frost formed on the cooling fins with high accuracy and prevent unnecessary driving of the defrosting heater.
本発明の目的は、蒸発器の冷媒が循環することにより冷却フィンに着霜した霜を検知して除去する装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the apparatus which detects and removes the frost which formed frost on the cooling fin, when the refrigerant | coolant of an evaporator circulates.
本発明の他の目的は、冷却フィンに着霜した霜及びその着霜量を効果的に検知して除去する装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an apparatus that effectively detects and removes frost formed on the cooling fin and the amount of frost formed on the cooling fin.
本発明のさらに他の目的は、送風ファンによる空気の流動を制限することなく冷却フィンに着霜した霜及びその着霜量を効果的に検知して除去する装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an apparatus for effectively detecting and removing frost formed on cooling fins and the amount of frost formed on the cooling fin without restricting the flow of air by the blower fan.
本発明のさらに他の目的は、冷却フィンに着霜した霜を除去するために除霜ヒータを動作させるための信号を送信する装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an apparatus for transmitting a signal for operating a defrost heater in order to remove frost formed on the cooling fins.
本発明のさらに他の目的は、冷却フィンに霜が着霜した場合にのみ除霜ヒータを動作させることで不要なエネルギー消費を低減できる装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an apparatus that can reduce unnecessary energy consumption by operating a defrosting heater only when frost forms on the cooling fin.
本発明のさらに他の目的は、除霜ヒータの動作により冷却フィンに着霜した霜が融解してもセンサ部及び発光部に流入せず、着霜した霜及びその着霜量を継続して検知できる装置の構造を提供することにある。 Still another object of the present invention is to continue the frost formation and the amount of frost formation without flowing into the sensor unit and the light emitting unit even if the frost formed on the cooling fin melts due to the operation of the defrost heater. An object of the present invention is to provide a device structure capable of detection.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による蒸発器の除霜装置は、冷媒が流動する冷媒管に結合されて熱交換を行う冷却フィン、前記冷媒管を支持する支持ブラケット、及び前記冷媒管に着霜した霜を除去するための熱を供給する除霜ヒータを含む蒸発器において、前記蒸発器の一側に設けられた前記冷却フィンに向けて光を照射する発光部と、前記冷却フィンで反射する光の量を検知するセンサ部と、前記検知された値に基づいて前記除霜ヒータのオン/オフを制御する制御部とを含む。 To achieve the above object, an evaporator defrosting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cooling fin that is coupled to a refrigerant pipe through which a refrigerant flows to exchange heat, a support bracket that supports the refrigerant pipe, and In an evaporator including a defrost heater that supplies heat for removing frost formed on the refrigerant pipe, a light emitting unit that emits light toward the cooling fin provided on one side of the evaporator; The sensor part which detects the quantity of the light reflected with the said cooling fin, and the control part which controls on / off of the said defrost heater based on the said detected value are included.
本発明の一態様によれば、前記制御部は、前記センサ部により検知される光の量が第1基準値以下であると、前記除霜ヒータをオンにし、前記センサ部により検知される光の量が第2基準値以上であると、前記除霜ヒータをオフにし、前記第1基準値は、前記第2基準値より小さい。 According to an aspect of the present invention, the control unit turns on the defrost heater when the amount of light detected by the sensor unit is equal to or less than a first reference value, and detects the light detected by the sensor unit. If the amount is greater than or equal to the second reference value, the defrost heater is turned off, and the first reference value is smaller than the second reference value.
本発明の一態様によれば、前記発光部は、前記冷却フィンに向けて所定の角度で光を照射し、前記センサ部は、前記冷却フィンで反射する光を検知するように、前記発光部に対応する角度で設けられる。 According to an aspect of the present invention, the light emitting unit emits light at a predetermined angle toward the cooling fin, and the sensor unit detects the light reflected by the cooling fin. Is provided at an angle corresponding to.
本発明の一態様によれば、前記センサ部は、光の明るさを検知して前記冷却フィンに着霜した霜及びその着霜量を検知する照度センサからなる。 According to an aspect of the present invention, the sensor unit includes an illuminance sensor that detects the frost and the amount of frost formed on the cooling fin by detecting the brightness of light.
本発明の一態様によれば、前記センサ部は、反射する光の色を検知して前記冷却フィンに着霜した霜及びその着霜量を検知するRGBセンサからなる。 According to an aspect of the present invention, the sensor unit includes an RGB sensor that detects the color of the reflected light and detects frost formed on the cooling fin and the amount of frost formed thereon.
本発明の一態様によれば、前記蒸発器の除霜装置は、前記発光部及び前記センサ部に電源を供給し、前記発光部及び前記センサ部を所定の角度で固定するための基板をさらに含む。 According to an aspect of the present invention, the defroster for the evaporator further includes a substrate for supplying power to the light emitting unit and the sensor unit and fixing the light emitting unit and the sensor unit at a predetermined angle. Including.
本発明の一態様によれば、前記蒸発器の除霜装置は、前記支持ブラケットに設置され、前記冷却フィンに対向して配置されるケースをさらに含む。 According to an aspect of the present invention, the defroster for the evaporator further includes a case that is disposed on the support bracket and disposed to face the cooling fin.
ここで、前記ケースは、前記支持ブラケットに固定するための垂直延長部と、前記発光部及び前記センサ部に液体が流入することを防止するように、前記垂直延長部の両端から前記冷却フィンに向かってそれぞれ突出して延びる水平延長部とからなるようにしてもよい。 Here, the case includes a vertical extension for fixing to the support bracket, and the cooling fin from both ends of the vertical extension so as to prevent liquid from flowing into the light emitting unit and the sensor unit. You may make it consist of a horizontal extension part which each protrudes and extends toward it.
また、前記水平延長部は、一端が前記垂直延長部の中心部に向かって折り曲げられるように形成されてもよい。 The horizontal extension may be formed such that one end is bent toward the center of the vertical extension.
本発明の一態様によれば、前記蒸発器の除霜装置は、前記支持ブラケットの下側に設置され、下方に向かって延設された前記冷却フィンに対向するように前記支持ブラケットと前記冷却フィン間に配置される。 According to an aspect of the present invention, the defroster for the evaporator is installed on the lower side of the support bracket, and the support bracket and the cooling so as to face the cooling fin extended downward. Arranged between the fins.
本発明の一態様によれば、前記蒸発器の除霜装置は、前記支持ブラケットの下側において複数箇所に設置される。 According to one aspect of the present invention, the defroster for the evaporator is installed at a plurality of locations below the support bracket.
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態による発光部とセンサ部とを含んで構成されて蒸発器に取り付けられる除霜装置を制御する方法は、圧縮機が駆動されると、前記発光部が前記蒸発器の冷却フィンに向けて光を照射し、前記センサ部が前記冷却フィンで反射する光の量を検知する第1段階と、前記センサ部により検知される光の量が第1基準値以下であると、前記蒸発器の除霜ヒータをオンにする第2段階と、前記除霜ヒータの駆動で前記センサ部により検知される光の量が第2基準値以上となると、前記除霜ヒータをオフにする第3段階とを含む。 In order to achieve the above object, a method of controlling a defrosting device configured to include a light emitting unit and a sensor unit according to an embodiment of the present invention and attached to an evaporator includes: A first stage in which the light emitting unit emits light toward the cooling fin of the evaporator, and the sensor unit detects the amount of light reflected by the cooling fin, and the amount of light detected by the sensor unit is first. When the amount of light detected by the sensor unit by driving the defrost heater is equal to or greater than a second reference value when the defrost heater of the evaporator is turned on when the reference value is 1 reference value or less, And a third stage for turning off the defrosting heater.
このような構成の本発明によれば、発光部から照射されて冷却フィンで反射した光をセンサ部により検知することで冷却フィンに着霜した霜を検知し、除霜ヒータによりそれを除去することができる。 According to the present invention having such a configuration, the frost formed on the cooling fin is detected by detecting the light irradiated from the light emitting unit and reflected by the cooling fin by the sensor unit, and the frost is removed by the defrost heater. be able to.
また、このような構成の本発明によれば、発光部とセンサ部が対応する角度で設けられ、発光部から照射されて霜が着霜した冷却フィンで反射した光がセンサ部により受信されるようにすることにより、冷却フィンに着霜した霜及びその着霜量を効果的に検知して除去することができる。 Further, according to the present invention having such a configuration, the light emitting unit and the sensor unit are provided at corresponding angles, and light reflected from the cooling fins irradiated with frost and irradiated from the light emitting unit is received by the sensor unit. By doing so, the frost and the amount of frost formed on the cooling fin can be detected and removed effectively.
さらに、このような構成の本発明によれば、センサ部により検知される受信値に基づいて霜が着霜しているか否かを判断し、制御部により除霜ヒータの駆動のための信号を送信することができる。 Furthermore, according to the present invention having such a configuration, it is determined whether or not frost has formed on the basis of the received value detected by the sensor unit, and the control unit outputs a signal for driving the defrost heater. Can be sent.
さらに、このような構成の本発明によれば、冷却フィンに霜が着霜した場合にのみ制御部により除霜ヒータを動作させることで不要なエネルギー消費を低減することができる。 Furthermore, according to the present invention having such a configuration, unnecessary energy consumption can be reduced by operating the defrosting heater by the control unit only when frost forms on the cooling fin.
さらに、このような構成の本発明によれば、除霜ヒータの動作により冷却フィンに着霜した霜が融解してもセンサ部及び発光部に流入せず、着霜の誤検知を低減することができる。 Furthermore, according to the present invention having such a configuration, even if the frost frosted on the cooling fin is melted by the operation of the defrosting heater, it does not flow into the sensor unit and the light emitting unit, thereby reducing false detection of frosting. Can do.
以下、本発明の好ましい実施形態による蒸発器の除霜装置及びその制御方法について添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a defroster for an evaporator and a control method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、重複する説明は省略する。本明細書において用いられる単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。 In the present specification, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals even in different embodiments, and redundant description is omitted. As used herein, the singular form includes the plural form unless specifically stated otherwise.
図1は除霜装置が含まれる冷蔵庫の概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram of a refrigerator including a defrosting device.
本発明による蒸発器の除霜装置100は、蒸発器に着霜した霜を検知する役割を果たすものであって、様々な機器に適用可能であり、図1のような冷蔵庫だけでなく、エアコン、空気浄化装置にも適用することができる。ただし、本発明においては、説明の便宜上、冷蔵庫20の蒸発器をその対象とする。
The
冷蔵庫20は、圧縮、凝縮、膨張、蒸発の過程からなる冷凍サイクルにより生成された冷気を用いて冷蔵庫キャビネット21の内部に貯蔵されている食品を低温で保管する装置である。
The
図1に示すように、冷蔵庫キャビネット21は、内部に食品を貯蔵するための貯蔵スペースを有する。前記貯蔵スペースは、隔壁21aにより区画され、設定される温度によって冷蔵室22と冷凍室23に分けられるようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, the
図1には冷凍室23が冷蔵室22の上に配置されるトップマウントタイプ(top mount type)の冷蔵庫20を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、冷蔵室22と冷凍室23が左右に配置されるサイドバイサイドタイプ(side by side type)の冷蔵庫や、冷蔵室22が冷凍室23の上に配置されるボトムフリーザータイプ(bottom freezer type)の冷蔵庫などにも適用することができる。
Although FIG. 1 shows a top
冷蔵庫キャビネット21には、冷蔵庫キャビネット21の前面開口部を開閉するように、ドアが配置される。同図においては、冷蔵室ドア22aが冷蔵室22の前面部を開閉し、冷凍室ドア23aが冷凍室23の前面部を開閉するように構成された場合を示す。ドア22a、23aは、冷蔵庫キャビネット21に回転可能に連結される回転型ドアや、冷蔵庫キャビネット21に摺動可能に連結される引き出し型ドアなど、様々なタイプのドアで構成することができる。冷蔵庫キャビネット21には、前記貯蔵スペースを効率的に活用するための収納ユニット24が備えられる。収納ユニット24は、棚24a、トレー24b及びバスケット24cから構成される。棚24a及びバスケット24cは冷蔵庫キャビネット21の内部に設けられ、トレー24bは冷蔵庫キャビネット21に連結されるドアの内側に設けられるようにしてもよい。
A door is arranged in the
冷凍室23の後方には、蒸発器10及び送風ファン25が備えられる冷却室27が設けられる。隔壁21aには、冷蔵室22の空気が冷却室27側に吸入、復帰できるようにする冷蔵室帰還ダクト21b、及び冷凍室23の空気が冷却室27側に吸入、復帰できるようにする冷凍室帰還ダクト21cが形成される。また、冷蔵室22の後方には、冷凍室23に連通し、前面部に複数の冷気吐出口29aを有する冷気ダクト29が設けられる。
A cooling
冷蔵庫キャビネット21の背面下部側には機械室28が設けられ、機械室28の内部には圧縮機26や凝縮器(図示せず)などが備えられる。
A
このような冷蔵庫20においては、冷蔵室22の空気が冷却室27の送風ファン25により隔壁21aの冷蔵室帰還ダクト21bを介して冷却室27に吸入されて蒸発器10と熱交換を行い、また冷気ダクト29の冷気吐出口29aを介して冷蔵室22に吐出される過程が繰り返し行われると共に、冷凍室23の空気が冷却室27の送風ファン25により隔壁21aの冷凍室帰還ダクト21cを介して冷却室27に吸入されて蒸発器10と熱交換を行い、また冷気ダクト29の冷気吐出口29aを介して冷凍室23に吐出される過程が繰り返し行われる。この過程で、蒸発器10の表面には、冷蔵室帰還ダクト21b及び冷凍室帰還ダクト21cを介して再流入する循環空気との温度差により霜が着霜する。
In such a
蒸発器10に着霜した霜は、除霜装置100により検知され、霜の除去のために蒸発器10の下部に備えられた除霜ヒータ14により融解する。蒸発器10に着霜した霜が除霜ヒータ14により除去されて発生する水、すなわち除霜水は、除霜水排出管21dを介して冷蔵庫キャビネット21の下部に集まる。
The frost that has formed on the
図2は除霜装置が設けられた蒸発器の斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of an evaporator provided with a defrosting device.
図2に示すように、蒸発器10は、冷媒管(クーリングパイプ)11、複数の冷却フィン12、及び冷媒管11の両側でこれらを支持する複数の支持ブラケット13を含む。
As shown in FIG. 2, the
冷媒管11は、ジグザグ状が繰り返されるように曲げられて形成され、内部には冷媒が充填される。冷媒管11は、水平配管部と屈曲配管部との組み合わせで構成されてもよい。前記水平配管部は、上下に互いに水平に配置され、複数の冷却フィン12を貫通するように構成され、前記屈曲配管部は、上方の水平配管部の端部と下方の水平配管部の端部とを連結して内部を連通させるように構成される。ここで、冷媒管11は、単一の行で構成されてもよく、蒸発器10の前後方向に複数の行で構成されてもよい。
The
冷媒管11には、複数の冷却フィン12が冷媒管11の延長方向に所定間隔離隔して配置される。冷却フィン12は、アルミニウム材の平板体から形成されてもよく、冷媒管11は、冷却フィン12の挿入孔に挿入された状態で拡管されて前記挿入孔に強固に固定されるようにしてもよい。複数の支持ブラケット13は、蒸発器10の両側にそれぞれ備えられ、上下方向に垂直に延びて冷媒管11の曲げられた端部を支持する。
In the
除霜ヒータ14は、蒸発器10に着霜した霜を除去する役割を果たすものであって、蒸発器10に設けられる。除霜ヒータ14は、ヒーティングユニット(図示せず)に電気的に接続され、除霜装置100の制御部(図示せず)から動作信号を受信して熱を発生するように構成されてもよい。前記制御部は、蒸発器10に霜が着霜したことが除霜装置100により検知されると、前記ヒーティングユニットに動作信号を供給するように構成されてもよい。
The
図2に示すように、本発明による除霜装置100は、支持ブラケット13の一側に設けられて冷却フィン12に形成される霜を検知するようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
冷凍室23及び冷蔵室22から排出される空気は冷却フィン12により冷媒管11を流れる冷媒と熱交換されるが、この過程で、冷凍室23及び冷蔵室22から蒸発器10に流入する空気は蒸発器10を通過する冷気より相対的に高温多湿な状態であるので、温度の低い蒸発器10においては高温多湿な空気との接触により凝縮され、冷媒管11の低い温度により主に冷却フィン12に霜が着霜する。本発明による除霜装置100は、冷却フィン12に着霜した霜を検知し、前記制御部により除霜ヒータ14を駆動させることにより、着霜した霜を除去することができる。これにより、蒸発器10に流動する空気と冷媒管11を流れる冷媒の熱交換が円滑に行われるようにすることができる。
The air discharged from the
図3は図2の蒸発器のA部拡大図であり、図4は図3の蒸発器の縦断面図である。 3 is an enlarged view of part A of the evaporator of FIG. 2, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the evaporator of FIG.
図3及び図4に示すように、本発明による蒸発器の除霜装置100は、冷媒管11を支持する支持ブラケット13に設けられ、冷却フィン12に形成される霜を検知するために冷却フィン12に対向して配置される。すなわち、除霜装置100は、冷媒管11を支持する支持ブラケット13に設けられ、冷却フィン12に対向して配置されるので、支持ブラケット13と冷却フィン12間に配置される。除霜装置100は、冷却フィン12に対向して配置され、冷却フィン12に向けて光を照射して反射する光を受光する方法で霜を検知する。除霜装置100は、冷却フィン12に対向して配置されていれば、冷媒管11を支持する支持ブラケット13のどこに設けられてもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, an
蒸発器10の表面に均一に霜が着霜するわけではないので、蒸発器10には相対的に多量の霜が付着する部分と相対的に少量の霜が付着する部分がある。冷却フィン12の配列間隔を調整するなど、全体として均一に霜を着霜させるための試みにもかかわらず、蒸発器10の設置位置や冷蔵庫20のオン/オフ周期などの様々な要因により、蒸発器10の表面全体で均一に霜が着霜するのではなく、相対的に多量の霜が付着する部分と相対的に少量の霜が付着する部分が生じる。通常、蒸発器10の下部に多量の霜が着霜する。よって、本発明による除霜装置100は、主に蒸発器10の下部に配置された冷却フィン12に着霜した霜を検知するように、支持ブラケット13の下部に配置されることが好ましい。
Since frost does not uniformly form on the surface of the
図6〜図9は本発明による蒸発器の除霜装置の概念図である。 6 to 9 are conceptual diagrams of an evaporator defrosting apparatus according to the present invention.
図6は蒸発器の除霜装置の一実施形態を示す。 FIG. 6 shows an embodiment of an evaporator defroster.
図6の除霜装置100は、ケース110、発光部120、センサ部130及び制御部(図示せず)を含む。
6 includes a
ケース110は、除霜装置100の全体形状を形成するものであって、一側が支持ブラケット13に固定され、冷却フィン12に対向して配置される。ケース110は、内側に発光部120及びセンサ部130を配置できるように、内側に空間を有する形状に形成される。
The
ケース110は、垂直延長部111と水平延長部112とからなる。
The
垂直延長部111は、支持ブラケット13に固定するための役割を果たすものであって、支持ブラケット13に付着される方式で固定される。例えば、ケース110の垂直延長部111を支持ブラケット13に固定するために、螺合の方法を用いてもよく、接着剤を使用する方法を用いてもよい。
The
水平延長部112は、発光部120及びセンサ部130に液体が流入することを防止するように、垂直延長部111の両端から冷却フィン12に向かってそれぞれ突出して延びる。ここで、水平延長部112の両端は、除霜ヒータ14の駆動により融解する霜が水平延長部112の両端に沿って流れるように、垂直延長部111の中心部に向かって折り曲げられるように形成されてもよい。すなわち、水平延長部112は、両端から垂直延長部111の中心部に向かって延びて突出する突出部112aを備えてもよい。
The
ケース110の内側空間には、発光部120及びセンサ部130が固定される基板140が配置される。基板140は、発光部120及びセンサ部130の動作のための電源を供給する役割を果たし、発光部120及びセンサ部130を所定の角度で固定できるようにする。ここで、基板140は、一般に用いられるガラスエポキシやFPC(Flexible Printed Circuit)からなる基板であって、電流が流れることができ、供給された電源により発光部120及びセンサ部130に電源を供給できるように銅線が配置されている。また、基板140は、発光部120及びセンサ部130が所定角度傾斜して配置されるように、上下部が冷却フィン12に向かって折り曲げられた形状を有する。
A
発光部120は、基板140に設けられるものであって、冷却フィン12に向けて光を照射する役割を果たす。発光部120の光源としては、様々な光源を用いることができるが、消費電力が低いながらも明るく、寿命が長いという利点を有するLED(Light Emitting Diode)光源を用いることが好ましい。
The
LEDとは、順方向に電圧を印加したときに発光する半導体素子を意味し、使用される材料によって紫外線領域から可視光線領域、赤外線領域までの発光色を有する。LEDは、極性を有し、カソード(陰極)からアノード(陽極)に電圧を印加した場合に発光するが、所定電圧以下では電圧を高くしても電流が流れない。また、所定電圧以上で電流が流れると、電流量に比例する強度の光が発生する。LEDは、構造が比較的簡単ながらもコストが安価であるので、本発明の発光部120として好ましい。図6に示すように、発光部120から出射した光は、冷却フィン12に向かって所定の角度(θ)で入射する。
An LED means a semiconductor element that emits light when a voltage is applied in the forward direction, and has an emission color ranging from an ultraviolet region to a visible light region and an infrared region depending on the material used. The LED has polarity, and emits light when a voltage is applied from the cathode (cathode) to the anode (anode), but no current flows even when the voltage is increased below a predetermined voltage. In addition, when a current flows at a predetermined voltage or higher, light having an intensity proportional to the amount of current is generated. An LED is preferable as the
センサ部130は、基板140に設けられるものであって、発光部120から照射されて冷却フィン12で反射する光を検知する。センサ部130は、発光部120に対応する角度で設けられる。ここで、発光部120に対応する角度とは、発光部120が設けられた角度と同一又は類似の角度を意味する。これは、発光部120から照射されて冷却フィン12で一部散乱して反射する光を最大限受光するためのものである。図6においては、発光部120から照射された光がθの角度で冷却フィン12に入射し、その後θ’の角度でセンサ部130に入射する場合を示す。ここで、θとθ’とは、同程度の値であり、3゜〜5゜の範囲の角度差を有する。
The
発光部120及びセンサ部130は同じ位置ではなく異なる位置に設けられるので、発光部120から冷却フィン12に照射された光が冷却フィン12で一部は散乱して一部は反射してセンサ部130により受光されるようにするためには、発光部120とセンサ部130が所定の角度を有するようにしなければならない。
Since the
図5は蒸発器の除霜装置の概念図であり、(a)は発光部及びセンサ部が平坦な基板上に設けられた状態を示し、(b)は発光部とセンサ部が所定の角度を有して基板上に設けられた状態を示す。 FIG. 5 is a conceptual diagram of a defroster for an evaporator, where (a) shows a state in which a light emitting unit and a sensor unit are provided on a flat substrate, and (b) shows a predetermined angle between the light emitting unit and the sensor unit. And shows a state of being provided on the substrate.
発光部120及びセンサ部130は、所定範囲の角度内で機能を実行する。図5の(a)のように発光部120及びセンサ部130を平坦な基板上に平行に配置する場合は、素子の物理的な体積により所定間隔をおいて配置するしかない。この場合、発光部120の中心から照射される光がセンサ部130の中心で検知されるのではなく、センサ部130は、発光部120の外郭部分から照射される光を対象として冷却フィン12で反射する光を検知するので、その効率が低い。
The
それに対して、図5の(b)のように発光部120とセンサ部130を所定の角度を有して基板140上に設ける場合は、発光部120の中心から伸びた仮想の線とセンサ部130の中心から伸びた仮想の線とが交差するように配置することができ、互いに焦点が合うことになり、センサ部130の中心部は、発光部120の中心から照射される光を対象として冷却フィン12で反射する光を検知するので、図5の(a)のように発光部120及びセンサ部130を平坦な基板上に配置する場合より高い効率でその機能を実行することができる。
On the other hand, when the
センサ部130は、冷却フィン12で反射する光を受光して冷却フィン12に着霜した霜及びその着霜量を検知する役割を果たす。センサ部130は、発光部120から照射されてアルミニウムからなる冷却フィン12で反射して受光されるLED光と、冷却フィン12に霜が着霜することにより光の強度や色彩が変化する原理を用いて、冷却フィン12に着霜した霜及びその着霜量を判断することができる。
The
本発明において、センサ部130は、照度センサ、RGBセンサ又はCMOSセンサ(CMOSイメージセンサ)からなるようにしてもよい。
In the present invention, the
照度センサとは、光の明るさの程度を検知するセンサをいい、CDSやフォトダイオードなどを含んで光の明るさを判断できる全てのセンサを意味する。光の明るさはlux単位で測定される。 The illuminance sensor refers to a sensor that detects the degree of light brightness, and means all sensors that can determine the light brightness including a CDS or a photodiode. Light brightness is measured in lux.
例えば、発光部120から照射された光の強度が200luxの場合、冷却フィン12に霜が着霜していない状態のときには照度センサにより150luxが検知されるが、冷却フィン12に霜が着霜して照度センサにより検知される光の強度が変化して120luxとなると、前記制御部は、その受信値に基づいて冷却フィン12に霜が着霜したと判断することができる。冷却フィン12に着霜した霜の量がさらに多くなると、照度センサに受信される光の強度差がさらに大きくなり、前記制御部は、それに基づいて霜の着霜量を判断し、除霜ヒータ14の駆動時間及びその強度を調整することができる。
For example, when the intensity of light emitted from the
RGBセンサは、赤色(Red、R)、緑色(Green、G)、青色(Blue、B)画素により可視光領域のカラー画像を取得する。RGBセンサは、光の三原色である赤、緑、青により特定の色を定義するものであって、画像システムに適用されて赤、緑、青の色を信号化して送信することで当該信号に基づいてディスプレイにカラー画像を再現できるようにする。RGBセンサは、近年、スマートフォンやデジタルカメラの部品として使用されて画面の明るさや鮮明度を調整するのに広く用いられているだけでなく、メッキ工程や染色工程で色を測定してメッキや染色の不良を判断するのにも用いられている。 The RGB sensor acquires a color image in the visible light region using red (Red, R), green (Green, G), and blue (Blue, B) pixels. The RGB sensor defines a specific color by the three primary colors of light, red, green, and blue, and is applied to the imaging system to convert the red, green, and blue colors into signals and send them to the signals. Based on this, it will be possible to reproduce the color image on the display. In recent years, RGB sensors are not only widely used to adjust the brightness and sharpness of screens used as parts for smartphones and digital cameras, but also for plating and dyeing by measuring the color in the plating and dyeing processes. It is also used to judge defects.
RGBセンサは、直接光の色彩を検知してそれを特定のアナログ信号として送信することができるので、冷却フィン12に着霜した霜から白色系の色彩を検知して冷却フィン12に霜が着霜したことを検知する用途に十分適用することができる。この場合、マイクロレンズに投射された画像を様々な色のデジタル画像として実現するCCDカメラやDSLRカメラなどの高価な部品を用いるのではなく、RGBセンサを用いて、センサ部130の動作を実現することができる。RGBセンサは、前面にフィルタを設けてセンサホルダーに集積化し、その後センサホルダーを円筒状のセンサケース内に着脱可能に挿入設置する方式で構成される。
Since the RGB sensor can detect the color of the direct light and transmit it as a specific analog signal, the white color is detected from the frost that has formed on the cooling
例えば、アルミニウムからなる冷却フィン12は、霜が着霜していない状態のときには黒色系の色を帯びるが、霜が着霜すると次第に白色系の色を帯びることになるので、RGBセンサにより検知される色彩が変化する。RGBセンサは、その色彩の変化を検知することにより、冷却フィン12に着霜した霜を検知し、色彩の変化が大きくなると、前記制御部は、霜の着霜量が多くなったと判断することができる。例えば、RGBセンサは、黒色系の光の値を10と認識し、次第に明るくなって白色系の光の値を0と認識するとすると、発光部120から照射されて冷却フィン12で反射する光を測定し、霜の着霜により変化した値を前記制御部に出力し、それにより、前記制御部は、冷却フィン12に霜が着霜したと判断することができる。
For example, the cooling
CMOSセンサは、赤色(Red、R)、緑色(Green、G1、G2)及び青色(Blue、B)がベイヤーパターン(bayer pattern)状に配列される。特に、「緑」は人の目に最も大きな影響を及ぼす中波長領域(約450nm)帯の色であるので、出力増大のために、「赤」及び「青」に1つの画素が割り当てられるときに「緑」には2つの画素が割り当てられる。すなわち、「緑」は「G1」と「G2」に分けられて画素を構成することによりカラー画像を取得することができる。CMOSセンサの動作は前述したRGBセンサの動作に類似している。 In the CMOS sensor, red (Red, R), green (Green, G1, G2), and blue (Blue, B) are arranged in a Bayer pattern. In particular, since “green” is a color in a medium wavelength region (about 450 nm) band that has the greatest influence on the human eye, when one pixel is assigned to “red” and “blue” to increase output. Two pixels are assigned to “green”. That is, “green” is divided into “G1” and “G2”, and a color image can be obtained by configuring pixels. The operation of the CMOS sensor is similar to the operation of the RGB sensor described above.
前記制御部は、センサ部130により受信した値に基づいて、冷却フィン12に霜が着霜しているか、着霜した霜の量がどの程度であるかを判断する役割を果たす。具体的には、前記制御部は、冷却フィン12に霜が着霜していないときに入力された基準値と、冷却フィン12に霜が着霜して変化したセンサ部130の検知値とを比較演算することにより、冷却フィン12に霜が着霜しているか、着霜した霜の量がどの程度であるかを判断する。
Based on the value received by the
冷却フィン12に霜がつくと、それは蒸発器10に霜が着霜したことを意味するので、圧縮機26及び送風ファン25の動作を停止させ、除霜ヒータ14を動作させるために除霜ヒータ14に動作のための信号を送信する。除霜ヒータ14の動作中に、除霜装置100により測定された値が基準値以上となると、除霜ヒータ14の動作を停止させ、圧縮機26及び送風ファン25を動作させて蒸発器10で生成される冷気が冷凍室23と冷蔵室22に供給されるようにする。
If the cooling
図7は蒸発器の除霜装置の他の実施形態を示す。 FIG. 7 shows another embodiment of a defroster for an evaporator.
図7の除霜装置200は、ケース210、発光部220、センサ部230及び制御部(図示せず)を含むという点で図6の除霜装置100と同様であり、これらの機能は前述した通りである。
The
図6の除霜装置100とは異なり、除霜装置200は、ケース210の水平延長部212の一端が垂直延長部211の中心部に向かって突出しておらず、冷却フィン12に向かって延びて冷却フィン12に向かって全面が開放される構造を有する。この場合、設置環境に応じて発光部220及びセンサ部230の設置角度を様々に設定できるという利点がある。
Unlike the
図8は蒸発器の除霜装置のさらに他の実施形態を示す。 FIG. 8 shows still another embodiment of an evaporator defroster.
図8の除霜装置300は、ケース310、発光部320、センサ部330及び制御部(図示せず)を含む。除霜装置300は、支持ブラケット13に垂直延長部311が固定され、支持ブラケット13と冷却フィン12間に配置される。冷媒管11を流れる冷媒が周囲の熱を吸収して温度が下がると、冷却フィン12だけではなく、除霜装置100にも霜が着霜してしまい、除霜装置100が冷却フィン12に着霜した霜を検知する上で誤作動する恐れがある。よって、除霜装置300は、水平延長部312の上下部の突出部312a間に透明板313を設けることにより、図6の除霜装置100の前面部に透明板313が配置された構造を有するようにする。この場合、発光部320及びセンサ部330の動作が円滑になると共に、周囲の温度が下がることにより発光部320及びセンサ部330に霜が着霜することを防止できるという効果がある。透明板313は、ガラスや合成樹脂など、様々な材料からなる。
8 includes a
図9は蒸発器の除霜装置のさらに他の実施形態を示す。 FIG. 9 shows still another embodiment of an evaporator defroster.
図9の除霜装置400は、ケース410、透明板413、発光部420、センサ部430及び制御部(図示せず)を含むという点で図8の除霜装置300と同様であり、これらの機能は前述した通りである。
The
図8の除霜装置300に加えて、除霜装置400は、ケース410の内部に熱線414がさらに含まれる構造を有する。熱線414は、発光部420及びセンサ部430が固定された基板440から供給される電源により熱を発生する。熱線414は、除霜装置400の温度が一定に維持されるようにして霜を検知する上での誤作動を防止する役割を果たす。
In addition to the
図10及び図11は除霜装置の設置位置の変形例を示す図である。 FIG.10 and FIG.11 is a figure which shows the modification of the installation position of a defroster.
除霜装置100は、冷却フィン12に着霜した霜を検知する役割を果たすが、蒸発器10の支持ブラケット13と冷却フィン12間に配置されるのが一般的である。
The
ただし、冷却フィン12の間隔が狭すぎて除霜装置100を支持ブラケット13と冷却フィン12間に設けることができない場合、図10に示すように、除霜装置100を支持ブラケット13の下側に設け、冷却フィン12を下方に向かって延設することにより、冷却フィン12に着霜した霜を検知するようにする。この場合、着霜の検知対象となる冷却フィン12は、支持ブラケット13との間隔が除霜装置100の幅より大きい冷却フィン12である。
However, when the
図11は図10の設置例を両側の支持ブラケット13に適用した態様を示す。冷却フィン12に着霜した霜をより正確に検知するためには、除霜装置100を蒸発器10の支持ブラケット13の複数箇所に設置することが好ましい。図11はその一例を示す。
FIG. 11 shows a mode in which the installation example of FIG. 10 is applied to the
以上、蒸発器に着霜した霜を検知する装置及びその動作について説明した。以下では、除霜装置100を制御する方法について説明する。
The apparatus for detecting frost that has formed on the evaporator and the operation thereof have been described above. Below, the method to control the
図12は蒸発器の除霜装置の動作過程を示す図である。図12を参照すると、除霜装置100においては、発光部120が蒸発器10の冷却フィン12に向けて光を照射し、冷却フィン12の表面に入射した光は、一部は散乱し、一部は反射してセンサ部130に入射する。すると、前記制御部は、実験により設定された基準値とセンサ部130により検知された値とを比較し、冷却フィン12に霜が着霜しているか及びその着霜量を判断する。前記制御部は、冷却フィン12に霜が着霜していると判断されると、圧縮機26及び送風ファン25の駆動停止のための信号と、除霜ヒータ14の駆動のための信号をそれぞれ送信する。
FIG. 12 is a diagram showing an operation process of the defroster of the evaporator. Referring to FIG. 12, in the
図13は蒸発器の除霜装置の動作過程を示すフローチャートである。除霜装置100の制御方法は、第1段階、第2段階及び第3段階からなる。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation process of the defroster of the evaporator. The control method of the
第1段階は、圧縮機26が駆動されると、ケース110に設けられた発光部120が冷却フィン12に向けて光を照射し、センサ部130が冷却フィン12で反射する光の量を検知する段階である。
In the first stage, when the
ここで、発光部120とセンサ部130が所定の角度を有するように設けられ、発光部120は、冷却フィン12に向けて所定の角度で光を照射し、センサ部130は、冷却フィン12で反射する光の量を検知するようにしてもよい。発光部120の光源としては、前述したようにLED光源を用いてもよい。
Here, the
第2段階は、センサ部130により検知される光の量が第1基準値以下であると、除霜ヒータ14をオンにして着霜した霜を除去する段階である。第2段階においては、センサ部130により検知される値が第2基準値より低くなり、その後前記第1基準値以下となると、除霜ヒータ14をオンにする信号を送信する。センサ部130は、前述したような構成を有する。前記第1基準値及び前記第2基準値は使用者により任意に設定される。
In the second stage, when the amount of light detected by the
第3段階は、除霜ヒータ14の駆動でセンサ部130により検知される光の量が前記第2基準値以上となると、除霜ヒータ14をオフにする段階である。第3段階においては、除霜ヒータ14の駆動でセンサ部130により検知される値が前記第1基準値より高くなり、その後前記第2基準値以上となると、除霜ヒータ14をオフにする信号を送信する。
The third stage is a stage in which the
図14は照度センサにより検知される値の変化及びそれに応じた除霜ヒータ、圧縮機及び送風ファンの動作を経時的に示すグラフである。 FIG. 14 is a graph showing the change in the value detected by the illuminance sensor and the operation of the defrost heater, compressor and blower fan over time according to the change.
圧縮機が駆動されることにより、冷却フィン12に霜が着霜すると、発光部120から照射されて反射する光の照度が変化するが、霜の着霜量が多くなるほどセンサ部130により検知される照度が低くなり、第2基準値に達することになる(時間t1)。このとき、前記制御部は、圧縮機26及び送風ファン25の駆動を停止させる信号(オフ信号)を送信する。
When frost is formed on the cooling
冷却フィン12に着霜した霜の量がさらに多くなると、センサ部130により検知される照度がさらに低くなり、第1基準値に達すると(時間t2)、前記制御部は、除霜ヒータ14を駆動させる信号(オン信号)を送信して除霜ヒータ14を駆動させる。
When the amount of frost frosted on the cooling
除霜ヒータ14の駆動により冷却フィン12に着霜した霜が融解し、センサ部130により検知される照度が次第に増加し、第2基準値に達すると(時間t3)、前記制御部は、除霜ヒータ14をオフにする信号と、圧縮機26及び送風ファン25をオンにする信号をそれぞれ送信する。ここで、第1基準値及び第2基準値は使用者により任意に選択される値であるが、第1基準値のほうが第2基準値より小さい値である。
When the frost frosted on the cooling
前述した蒸発器の除霜装置及びその制御方法は、上記実施形態の構成や方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することで様々に変形することができる。 The above-described evaporator defrosting device and control method thereof are not limited to the configuration and method of the above-described embodiment, and various modifications can be made by selectively combining all or part of each embodiment. can do.
10 蒸発器
11 冷媒管
12 冷却フィン
13 支持ブラケット
14 除霜ヒータ
20 冷蔵庫
21 キャビネット
22 冷蔵室
23 冷凍室
24 収納ユニット
25 送風ファン
26 圧縮機
27 冷却室
28 機械室
29 冷気ダクト
100 除霜装置
110 ケース
111 垂直延長部
112 水平延長部
112a 突出部
120 発光部
130 センサ部
140 基板
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記蒸発器の一側に設けられた前記冷却フィンに向けて光を照射する発光部と、
前記冷却フィンで反射する光の量を検知するセンサ部と、
前記検知された値に基づいて前記除霜ヒータのオン/オフを制御する制御部とを含む、蒸発器の除霜装置。 Evaporation including cooling fins that are coupled to a refrigerant pipe through which refrigerant flows to exchange heat, a support bracket that supports the refrigerant pipe, and a defrost heater that supplies heat to remove frost that forms on the refrigerant pipe In the vessel
A light emitting unit for irradiating light toward the cooling fin provided on one side of the evaporator;
A sensor unit for detecting the amount of light reflected by the cooling fin;
A defroster for an evaporator, comprising: a controller that controls on / off of the defrost heater based on the detected value.
前記第1基準値は、前記第2基準値より小さい、請求項1に記載の蒸発器の除霜装置。 The control unit turns on the defrost heater when the amount of light detected by the sensor unit is equal to or less than a first reference value, and the amount of light detected by the sensor unit is equal to or greater than a second reference value. If so, turn off the defrost heater,
The defroster for an evaporator according to claim 1, wherein the first reference value is smaller than the second reference value.
前記センサ部は、前記冷却フィンで反射する光を検知するように、前記発光部に対応する角度で設けられる、請求項1に記載の蒸発器の除霜装置。 The light emitting unit irradiates light at a predetermined angle toward the cooling fin,
The evaporator defrosting device according to claim 1, wherein the sensor unit is provided at an angle corresponding to the light emitting unit so as to detect light reflected by the cooling fin.
前記支持ブラケットに固定するための垂直延長部と、
前記発光部及び前記センサ部に液体が流入することを防止するように、前記垂直延長部の両端から前記冷却フィンに向かってそれぞれ突出して延びる水平延長部とからなる、請求項7に記載の蒸発器の除霜装置。 The case is
A vertical extension for securing to the support bracket;
The evaporation according to claim 7, comprising: a horizontal extension that protrudes from both ends of the vertical extension toward the cooling fin so as to prevent liquid from flowing into the light emitting part and the sensor part. Defrosting device.
圧縮機が駆動されると、前記発光部が前記蒸発器の冷却フィンに向けて光を照射し、前記センサ部が前記冷却フィンで反射する光の量を検知する第1段階と、
前記センサ部により検知される光の量が第1基準値以下であると、前記蒸発器の除霜ヒータをオンにする第2段階と、
前記除霜ヒータの駆動で前記センサ部により検知される光の量が第2基準値以上となると、前記除霜ヒータをオフにする第3段階とを含む、蒸発器の除霜装置の制御方法。 In a method of controlling a defrosting device configured to include a light emitting unit and a sensor unit and attached to an evaporator,
When the compressor is driven, the light emitting unit emits light toward the cooling fins of the evaporator, and the sensor unit detects the amount of light reflected by the cooling fins;
A second step of turning on the defrosting heater of the evaporator when the amount of light detected by the sensor unit is equal to or less than a first reference value;
And a third step of turning off the defrosting heater when the amount of light detected by the sensor unit by driving the defrosting heater exceeds a second reference value. .
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