KR100192344B1 - 히트 펌프의 적상 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트 펌프의 증발기에 발행하는 서리의 제상 개시시간을 정확하게 감지 하여 제상시킬수 있으므로써 제상 운전시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 서리가 얼음의 구조로 변환된 후에 제상을 개시할 경우 얼음에서 물로의 상변화에 따른 열량 손실을 줄일 수 있으므로 인해 히트 펌프의 운전 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 것이다.

이를 위해 본 발명은 열교환기 커버(1) 및 열교환기(3)에 각각 들어오는 빛의 강도로서 서리의 성장을 감지하기 위한 발광 및 수광 센서(2)(4)가 부착된 히트 펌프의 적상 감지장치이다.

Description

히트 펌프의 적상 감지장치

본 발명은 히트 펌프의 적상 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트 펌프의 증발기에 발생하는 서리의 제상 개시시간을 정확하게 감지하여 제상시킬수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 히트 펌프는 여름철 냉방운전과 함께 겨울철 난방 운전이 가능한 기기로서, 증발기에 발생하는 서리는 열교환기의 표면 온도가 외기의 온도 및 습도에 의해 결정되는 공기의 이슬점 온도보다 낮고, 0℃이하이면 발생하게 되는데, 상기 조건과 실험 결과를 종합하면 외기의 온도가 5℃이하이며, 습도 65%이상에서 서리 발생의 가능성은 현저하게 증가하므로 이에 대한 대책이 필요하다.

제1도는 종래 히트 펌프의 난방 운전사이클을 나타낸 구성도로서, 압축기(9)에서 나온 고온 고압의 냉매는 4방향 밸브(10)를 거쳐 실내기로 통로가 절환되어 응축기(11)로 보내지고, 응축후의 냉매는 모세관(12)을 지나면서 감압되어 실외측인 증발기(13)에서 증발을 하게 되며, 이때 모터(14)의 구동에 의해 송풍팬(15)에 회전함에 따라 공기를 공급하게 되고, 증발후의 냉매는 다시 상기 압축기(9)로 유입되는 과정을 반복하면서 실내측에 난방을 수행하게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이 종래에는 외기의 온도가 0℃ 이하이고, 공급 공기의 이슬점 온도가 냉매 온도보다 낮으면 증발기 (13)의 표면에 서리가 발생하게 되는데, 발생된 서리는 공기중의 습도에 따라 다르지만, 수십분 후에 얼음으로 변하여 송풍팬(15)에 의해 공급되는 공기를 차단시키므로 증발 기능을 상실하게 되며, 증발이 발생되지 않으면 냉매의 질량 유량이 감소하여 고압측(응축기측)의 압력이 하강하게 되고, 압력의 감소는 응축온도의 하강을 초래하여 난방에 필요한 만큼의 열량을 얻지 못하게 된다.

따라서, 부득이 냉방 사이클로 절환하여 서리를 제거한 후 다시 난방 사이클로 바꿔 난방 운전을 해야 함에 따라 냉방 절환시 일시적으로 난방기의 기능을 상실하므로 사용자 불만의 원인을 초래하게 되며, 특히 정확한 제상 개시시간을 정할 수가 없어서 서리가 얼음의 구조로 바뀐 후에 제상 개시할 경우 얼음에서 물로의 상변화에 따른 열량 손실이 많이 발생하게 되고, 정확한 시기에 제상을 수행하지 못함에 따른 제상 운전시간이 많이 소요되어 히트 펌프의 운전효율이 저하되는 등의 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 히트 펌프의 증발기에 발생하는 서리의 제상 개시시간을 정확하게 감지하여 제상시킬 수 있어서 제상 운전시간을 단축시킬 수 있을 뿐만아니라 제상시의 열량 손실을 줄일 수 있는 히트 펌프의 적상 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 열교환기 커버 및 열교환기에 각각 들어오는 빛의 강도로서 서리의 성장을 감지하기 위한 발광 및 수광 센서가 부착된 히트 펌프의 적상 감지장치이다.

도1은 종래 히트 펌프의 난방 운전사이클을 나타낸 구성도.

도2는 본 발명을 나타낸 분해 사시도.

도3은 도2의 발광 센서를 보호하기 위한 센서 보호부재를 나타낸 사시도.

도4는 본 발명의 작동 상태를 나타낸 구성도.

도5는 도4의 요부 사시도.

도6은 본 발명에 따른 서리의 발생히 전압의 변화를 나타낸 그래프 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 커버 2 : 발광 센서

3 : 열교환기 4 : 수광 센서

5 : 센서 보호부재

이하, 본 발명의 일실시예도를 첨부도면 제2도 내지 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명을 나타낸 분해 사시도이고, 제3도는 제2도의 발광센서를 보호하기 위한 센서보호부재를 나타낸 사시도이며, 제4도는 본 발명의 작동 상태를 나타낸 구성도이고, 제5도는 제4도의 요부사시도이며, 제6도는 본 발명에 따른 서리의 발생시 전압의 변화를 나타낸 그래프 선도로서, 히트 펌프의 열교환기 커버(1)가 결합되는 열교환기(3)에는 발광 센서(2)와 대향되어 발광 센서(2)를 통해 들어오는 빛의 강도로서 서리의 성장을 감지하기 위한 수광 센서(4)가 부착된다.

또한, 열교환기 커버(1)에는 발광 센서(2)를 덮어 외부의 충격이나 접촉 등으로부터 보호하기 위한 센서 보호부재(5)가 스크류(6)로서 체결되어 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 제2도 내지 제6도에 나타낸 바와 같이, 히트 펌프의 열교환기 커버(1) 및 열교환기(3)의 입구 및 출구 튜브의 중앙에 각각 발광 센서(2) 및 수광 센서(4)가 부착되므로 서리의 증가에 따라 상기 발광 센서(2)에서 발광하는 빛의 강도를 수광 센서(4)가 감지하게 되는데, 서리가 점차 증가하게 되면 수광 센서(4)에 들어오는 전류나 전압이 변화하게 되어 필요에 따라서 제4도에 나타낸 앰프(7)가 필요한 신호를 증폭하게 된다.

또한, 제5도는 제4도의 요부 사시도로서, 열교환기 커버(1) 및 열교환기(3)의 입구 및 출구 튜브의 중앙에 각각 발광 센서(2) 및 수광 센서(4)를 부착한 후 열교환기 핀(8)사이를 광신호(S)가 통과하는 개념도인데, 서리가 시간이 경과함에 따라 점점 두꺼워지면 광신호(S)의 통과량이 즐어드는 원리이다.

또한, 제6도는 본 발명에 따른 서리의 발생시 전압의 변화를 나탸낸 그래프 선도로서, 발광 및 수광 센서 (2) (4)에 서리가 발생하여 열교환기 핀(8)과 핀(8)의 사이가 좁아지면서 광신호(S)가 감소함에 따른 전압의 변화를 나타낸 그래프 선도인데, 서리의 성장과 함께 전압이 증가하는 특성이 있으므로 인해 용이하게 광신호(S)를 적용하므로써 서리의 성장을 정확하게 감지할 수 있게 된다.

한편, 열교환기 커버(1)에는 센서 보호부재(5)가 발광 센서(2)를 덮은 상태로 스크류(6)로서 체결되어 있으므로 인해 외부의 충격이나 접촉 등으로 부터 발광 센서(2)를 보호할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 히트 펌프의 증발기에 발생하는 서리의 제상 개시시간을 정확하게 감지하여 제상시킬 수 있으므로써 제상 운전시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 서리가 얼음의 구조로 변환된 후에 제상을 개시 할 경우 얼음에서 물로의 상변화에 따른 열량 손실을 줄일 수 있으므로 인해 히트 펌프의 운전 효율을 대폭 향상 시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 열교환기와, 상기 열교환기를 보호하기 위한 열교환기 커버를 구비한 히트 펌프에 있어서 ; 상기 열교환기 커버에는 상기 열교환기의 중앙 부위를 향하도록 발광센서를 설치함과 아울러 발광센서의 외부에는 발광센서를 보호하기 위한 센서 보호부재를 설치하며, 상기 열교환기의 상기 발광 센서와 대향하는 위치에는 수광센서를 설치하여, 상기 발광 및 수광센서의 광신호가 정상적으로 교환되다가 열교환기에 서리가 발생하게 되면 광신호가 정상적으로 교환되지 못함에 따른 전압변화에 의해 서리발생이 감지되도록 한 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 적상 감지장치.