KR100206856B1 - 세탁기의 최적 수온 조절방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세탁기의 최적 수온 조절방법에 관한 것으로, 종래의 세탁기는 수온조절시 처음에 냉수밸브와 온수밸브를 모두 열어 일정 수위까지 물을 공급하기 때문에 초기에 이상이 발생하여 냉수밸브가 열리지 않고 온수밸브만 열려 온수만 공급될 경우 고온에 의해 옷감이 상하는 경우가 있고, 일정수위가 되면 그 때부터는 온수밸브 또는 냉수밸브 중 어느 하나만 열어 수온조절을 행하기 때문에 수압이 낮은 곳에서는 수온조절시간이 너무 길어 총세탁시간이 늘어나게 되며 이로인해 전력소비가 많아 지게 되는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 세탁모드가 되면 일정시간(t1)동안 냉수를 급수하여 급수전의 온도와 급수후의 온도를 비교하는 제1단계와; 상기 단계의 비교결과 그 차값이 소정값(3) 이하면 냉수급수실패로 판단하여 경고메시지를 발생하고, 그 차값이 소정값(3)보다 크면 목표수온(40도) 또는 일정수위(10리터)까지 냉수 및 온수를 동시에 급수하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 목표수온(40도)이 되면 그 때의 수위를 체크하여 일정수위(47리터) 이하이면 2차범위의 온도로 비율급수를 하고, 일정수위(47리터)보다 크면 1차범위의 온도로 비율급수를 하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 목표수위까지 비율급수를 하여 본세탁을 진행하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위를 벗어나면 온/오프급수를 하는 제4단계와; 상기 제4단계의 온/오프급수 중 수온을 체크하여 온도의 변화가 없으면 냉수급수가 실패한 것으로 판단하여 경고 메시지를 발생하고, 온도의 변화가 있으면 그 때의 수위를 체크하는 제5단계와; 상기 제5단계의 수위체크결과 목표수위이면 본 세탁을 진행하고, 목표수위가 아니면 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있는 가를 판단하는 제6단계와; 상기 제6단계의 판단결과 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 없으면 상기 제4단계로 궤환하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 냉수 및 온수급수 비율을 재종하여 상기 제3단계로 궤환하는 제7단계와; 상기 제2단계에서 일정수위(10리터)가 되기 까지 목표수온(40도)에 도달하지 못하면 온도의 상승이 있는 가를 판단하는 제8단계와; 상기 제8단계의 판단결과 온도의 상승이 없으면 온수급수가 실패인 것으로 판단하여 냉수전용 세탁코스를 세탁을 진행하고, 온도의 상승이 있으면 온수급수만 하여 목표수온(40도)에 도달하면 상기 제3단계로 궤환하는 제9단계로 이루어진 세탁기의 최적 수온 조절방법을 창안한 것으로, 이와같이 냉수온수공급상태를 판별하여 냉수가 나오지 않을 경우에는 경고 메시지를 발생하여 소비자에게 알려줌으로써 온수에 의해 옷감이 상하는 것을 방지할 수 있고, 온수가 나오지 않을 경우에는 세탁코스를 냉수전용 세탁으로 진행하도록 하며, 각 가정의 냉수압/온수압/온수온의 변화, 계절별 냉수온의 변화 등의 주위환경의 변화에 능동적으로 대응하여 최적수온제어를 행하도록 함으로서 세탁성능을 향상 시킬 뿐 아니라 급수시간을 단축시켜 총세탁시간을 단축하여 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 세탁기의 수온 조절방법에 관한 것으로, 특히 냉수 및 온수의 급수여부를 판단하여 그에따른 제어를 하고, 각 가정의 냉수압/온수압/온수온의 변화, 계절별 냉수온의 변화 등 주위환경의 변화에 능동적으로 대응하여 최적수온제어를 행하도록 함으로서 세탁성능을 향상 시키는데 적당 하도록 한 세탁기의 최적 수온 조절방법에 관한 것이다.
도1은 종래 세탁기의 개략적인 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 제어신호에 따라 세탁조내에 냉수와 온수를 급수하기 위한 냉수 및 온수밸브(10)(20)와; 세탁조내 세탁수의 온도를 감지하는 온도센서(30)와; 세탁조내 세탁수의 수위를 감지하는 수위센서(40)와; 상기 온도센서(30)와 상기 수위센서(40)의 감지신호에 따라 상기 냉수 및 온수밸브(10)20)를 제어하여 세탁수의 온도 및 수위를 적절히 조절하는 마이크로컴퓨터(50)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래 세탁기의 동작에 대하여 첨부한 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 세탁력을 향상시키기 위하여 특정수온 범위에 세탁수가 맞춰지도록 냉수량과 온수량 및 수온을 조절하는데, 먼저, 사용자가 급수선택시 냉수선택이 아닌 경우 마이크로컴퓨터(50)는 세탁코스에 따른 수온을 설정한다.
이때, 도2에 도시된 바와같이 처음 세탁시작 단계에서는 냉수 및 온수급수밸브(10)(20)를 모두 열어 물을 공급한다.
이후, 기 설정된 일정 수위가 되면 그 때의 수온 및 수위를 체크하여 기 설정된 수온범위 이하면 온수밸브(20)만 열어 온수만을 공급하고, 반대로 수온이 기 설정된 수온범위보다 높으면 냉수밸브(10)만 열어 냉수만을 공급한다.
이와같이 하여 설정된 수위까지 설정된 온도로 제어하여, 수온이 조절되면 그 때부터 본 세탁에 들어 간다.
이상에서 설명한 바와같이 종래의 세탁기는 수온조절시 처음에 냉수밸브와 온수밸브를 모두 열어 일정 수위까지 물을 공급하기 때문에 초기에 이상이 발생하여 냉수밸브가 열리지 않고 온수밸브만 열려 온수만 공급될 경우 고온에 의해 옷감이 상하는 경우가 있고, 일정수위가 되면 그 때부터는 온수밸브 또는 냉수밸브 중 어느 하나만 열어 수온조절을 행하기 때문에 수압이 낮은 곳에서는 수온조절시간이 너무 길어 총세탁시간이 늘어나게 되며 이로인해 전력소비가 많아 지게 되는 문제점이 있었다.
도 1은 종래 세탁기의 개략적인 구성도.
도 2는 구간별 세탁시간과 온도와의 관계를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 있어서, 냉수와 온수의 열용량의 합을 나타내기 위한 도.
도 4는 본 발명에 있어서, 구간별 세탁시간과 온도와 관계를 나타낸 그래프.
도 5a,5b는 본 발명의 세탁기의 최적 수온 조절동작 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 냉수밸브 20 : 온수밸브
30 : 온도센서 40 : 수위센서
50 : 마이크로컴퓨터
본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 냉수 및 온수의 공급상태를 판별하여 냉수가 나오지 않을 경우에는 경고 메시지를 발생하여 소비자에게 알려줌으로써 온수에 의해 옷감이 상하는 것을 방지할 수 있고, 각 가정의 냉수압/온수압/온수온의 변화, 계절별 냉수온의 변화 등의 주위환경의 변화에 능동적으로 대응하여 최적수온제어를 행하도록 함으로써 급수시간이 단축되어 총세탁시간을 단축할 수 있어 에너지를 절감할 수 있도록 한 세탁기의 최적 수온조절 방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 세탁기의 최적 수온조절 방법은 세탁모드가 되면 일정시간(t1)동안 냉수를 급수하여 급수전의 온도와 급수후의 온도를 비교하는 제1단계와; 상기 단계의 비교결과 그 차값이 소정값(3) 이하면 냉수급수실패로 판단하여 경고메시지를 발생하고, 그 차값이 소정값(3)보다 크면 목표수온(40도) 또는 일정수위(10리터)까지 냉수 및 온수를 동시에 급수하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 목표수온(40도)이 되면 그 때의 수위를 체크하여 일정수위(47리터) 이하이면 2차범위의 온도로 비율급수를 하고, 일정수위(47리터)보다 크면 1차범위의 온도로 비율급수를 하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 목표수위까지 비율급수를 하여 본세탁을 진행하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위를 벗어나면 온/오프급수를 하는 제4단계와; 상기 제4단계의 온/오프급수 중 수온을 체크하여 온도의 변화가 없으면 냉수급수가 실패한 것으로 판단하여 경고 메시지를 발생하고, 온도의 변화가 있으면 그 때의 수위를 체크하는 제5단계와; 상기 제5단계의 수위체크결과 목표수위이면 본 세탁을 진행하고, 목표수위가 아니면 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있는 가를 판단하는 제6단계와; 상기 제6단계의 판단결과 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 없으면 상기 제4단계로 궤환하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 냉수 및 온수급수 비율을 재종하여 상기 제3단계로 궤환하는 제7단계와; 상기 제2단계에서 일정수위(10리터)가 되기 까지 목표수온(40도)에 도달하지 못하면 온도의 상승이 있는 가를 판단하는 제8단계와; 상기 제8단계의 판단결과 온도의 상승이 없으면 온수급수가 실패인 것으로 판단하여 냉수전용 세탁코스를 세탁을 진행하고, 온도의 상승이 있으면 온수급수만 하여 목표수온(40도)에 도달하면 상기 제3단계로 궤환하는 제9단계로 이루어 진다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일 실시예를 들어 설명한다.
먼저, 본 발명의 구성은 도1에 도시한 종래의 구성도와 동일하다. 따라서 도1을 참조하여 설명한다.
온수와 냉수가 세탁조에 급수되어 혼합되는 것은 열용량이 합쳐지는 것과 같다. 따라서 도3에 도시한 바와같이 n-1번째 구간까지의 열용량의 합(Q(n-1))에 n번째 급수된 온수열용량(Qh)과 냉수열용량(Qc)의 합(Q(n))을 가산하면 수온을 알 수있다.
다시말하면 첫 번째 구간(i=0)에서부터 급수가 끝나는 마지막 구간(i=n)까지 투입된 온수열용량(Qh)과 냉수열용량(Qc)의 합(Qn)에 의해 급수가 끝나는 시점의 온도를 알 수가 있다.
이를 식으로 나타내면 아래와 같다.
Q1=Qc1+Qh1
Q2=Q1+Qc2+Qh2
Q3=Q2+Qc3+Qh3
.
.
.
Q(n-1)=Q(n-2)+Qc(n-1)+Qh(n-1)
Qn=Q(n-1)+Qc(n)+Qh(n) ------------------------------------------(1)
온수열용량(Qh)과 냉수열용량(Qc)의 합(Qn)인 상기 식(1)을 급수된 냉수량(mcn)과 온수량(mhn) 그리고 냉수온도(Tcn)와 온수온도(Thn)로 나타내면 아래 식 (2)와 같다.
그리고 급수가 완료된 세탁조내의 온도를 그 때까지 급수된 냉수량(mcn) 온수량(mhn), 냉수온도(Tcn), 온수온도(thn)로 나타내면 아래 식(3)과 같다.
상기 식 (3)에서 최종세탁수온(Tn)을 알기 위해서는 직전의 세탁수온(Tn-1)을 알아야 하며, 직전까지 공급된 온수량과 냉수량을 알아야 하고, 최종으로 공급하는 온수량, 온수온도, 냉수량, 냉수온도를 결정해야 된다.
세탁기에서는 최종세탁수위가 코스별, 세탁물의 양에 따라 기 결정되므로 최종 급수량을 임의로 조정키 어려운 점이 있다.
그래서 결국 위의 온수,냉수 급수시스템에서 초기부터 목표온도에 근접하여 온수량과 냉수량을 급수해야만 최종 급수온도를 목표온도에 맞추기 쉽다.
상기 급수되는 열용량이 냉수량, 온수량, 냉수온도, 온수온도에 의해 변하는 것을 식으로 나타내면 아래 식(4)와 같다.
Q = f(mc,mh, tc,th) -------------------------------------------(4)
단, m = f(P,ton)이다.
이때, 냉수량 및 온수량은 세탁기에 공급되는 가정의 냉수압, 온수압과 세탁조내로 급수하는 급수시간에 의해 좌우된다.
즉, 급수되는 냉수량(mc)은 세탁기에 공급되는 가정의 냉수압(Pc)과 냉수밸브를 연시간(tc-on)에 의해 결정되는데 이것을 식으로 나타내면 아래 식(5)와 같다.
mc= f(Pc,tc-on)------------------------------------------------(5)
그리고 급수되는 온수량(mh) 또한 가정의 온수압(Ph)과 온수밸브를 연시간(th-on)에 의해 좌우되는데 이것을 식으로 나타내면 아래 식(6)과 같다.
mh= f(Ph, th-on)-----------------------------------------------(6)
상기에서 설명한 바와같이 각 가정마다 냉수/온수의 수압들이 다르며 냉수/온수의 온도 또한 다르기 때문에 초기에 각 가정의 조건들을 맞춰 세탁이 최적으로 되는 목표수온에 도달키는 상당히 어렵다.
따라서 본 발명에서는 이러한 조건들을 굳이 알 필요없이 세탁조내로 급수되는 열용량이 목표수온이 되도록 밸브들을 제어하도록 하였다.
즉, 목표수온에 도달할 때까지 적절히 밸브개폐량을 제어하여 목표수온까지 도달하면, 이때까지 제어한 밸브개폐량에 비례하여 목표수위까지 냉수/온수밸브의 비율급수를 행한다.
이러한 비율로 냉수/온수밸브를 동작시키면 목표온도를 맞춰가면서 목표수위 까지 급수가 행해진다.
이러한 비율급수가 행해지는 도중 목표수온과의 차이가 일정범위를 넘어서는 경우에는 온/오프 급수 즉, 한쪽 밸브만 동작시켜 다시 일정범위내로 들어오게 한다.
즉, 일정범위내에서는 비율급수를 행하고, 목표수온보다 급수된 수온이 일정범위보다 높으면 냉수밸브만 동작시켜서 일정범위내로 들어오게 한다.
반대로 목표수온보다 급수된 수온이 일정범위보다 낮으면 온수밸브만 동작시켜서 일정범위내로 들어오게 한다
이러한 목표수온근처의 일정범위는 수위에 따라 다른값을 두어 낮은 수위에서는 범위를 넓게 하고 높은 수위에서는 범위를 좁게하여 급수된 물의 양에 따라 대응토록 한다.
상기와 같은 동작을 도4 및 도5a,5b를 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저 세탁시작 모드가 되면 최초 세탁수의 수온(T0)을 체크한다. 그리고 일정시간(t1=30초)동안 냉수만을 급수한다.(제어A구간)
이와같이 하면 일정수위(10리터)에 도달하기 전에 목표수온(40도)에 도달하는 경우가 있고, 일정수위(10리터)에 도달하기 까지 목표수온(40도)에 도달하지 못하는 경우가 있다. 전자를 경로①이라하고, 후자를 경로②라 한다.
먼저, 경로①의 경우 즉, 일정수위(10리터)가 되기 전에 목표수온(40도)에 도달하는 경우에는(제어B구간) 그 후부터 냉수와 온수의 비율급수를 목표수위까지 행하게 된다.(제어D구간)
이때, 상기 비율급수의 범위는 현재의 수위를 체크하여 일정수위(47리터)보다 크면 1차범위인 40도±2도의 범위로 제어하고, 일정수위(47리터)보다 작으면 2차범위인 40도±1도의 범위로 제어한다.
이와같이 비율급수를 하여 목표수위에 도달하면, 본 세탁을 진행하여 종료시간이 되면 종료한다.
그러나 주위조건(냉수압/온수압의 변동, 온수온도의 변동 등)이 변하여 수온이 1차범위 또는 2차범위를 벗어나면 비율급수가 아닌 온/오프급수를 수행한다. 즉, 냉수밸브 또는 온수밸브 중 어느 하나만을 이용하여 급수한다.
물론 이때도 온도의 증감상태를 판단하여 온도의 증감이 없으면 냉수급수가 실패한 것으로 판단하여 에러메시지를 발생한다.
이후, 목표수위에 도달했는가를 판단하여 목표수위에 도달했으면 본 세탁을 진행하고, 목표수위에 도달하지 못했으면 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있는 가를 판단한다.
상기 판단결과 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 없으면 상기 온/오프급수단계로 궤환하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 냉수 및 온수급수 비율을 제조정하여 상기 비율급수 단계로 궤환한다.
이때, 상기 냉수 및 온수급수 비율을 재 조정하는 방법은 예를들어 온수가 100 냉수가 55에서 온수온도가 떨어져서 비율급수 범위밖으로 벗어나면 목표온수보다 낮아지므로 온수만을 공급하는 온/오프급수가 행해진다.
이후, 다시 수온이 상승하여 일정범위내로 들어오게 되면 비율급수를 행하는데 이때에는 온수가 100 냉수를 45로 낮추어서 온수의 비율을 상대적으로 높이게 되어 주위변화에 대응할 수 있도록 한다.
냉수온수비율의 재조정은 목표온도에 가까이 갈 수 있도록 상대적으로 일정값을 가감하게 된다.
반대로 경로②의 경우 즉, 일정수위(10리터)가 되기까지 목표수온(40도)에 도달하지 못한 경우에는 수온의 증감이 있는가 즉, 수온의 상승이 있는 가를 판단하여 수온의 상승이 없으면 온수급수가 실패한 것으로 판단하여 냉수전용 세탁코스로 세탁을 진행한다.
그러나 수온의 상승이 있으면 일정수위(10리터)에 도달할 때까지는 계속하여 냉수와 온수를 동시에 공급한다.(제어B'구간)
이후, 일정수위(10리터)에 도달하면 그 때부터는 목표수온(40도)에 도달할 때까지 온수만을 급수 한다.(제어C구간)
이와같이 하여 목표수온(40도)에 도달하면 이후 부터는 냉수온수 비율급수를 목표수위까지 행하게 된다.(제어D'구간)
이때, 역시 비율급수의 범위는 현재의 수위를 체크하여 일정수위(47리터)보다 작으면 1차범위인 40도±2도의 범위로 제어하고, 일정수위(47리터)보다 크면 2차범위인 40도±1도의 범위로 제어한다.
상기에서 비율급수는 목표수온에 도달할 때까지 냉수/온수밸브의 각각 동작시간을 누적하여 냉수/온수밸브 중 많이 동작한 밸브의 누적동작시간을 100 했을 경우 적게 동작한 밸브의 동작누적시간을 100에 대한 비율로 연산하여 일정시간의 주기를 갖고 반복하여 공급하는 것을 말한다.
그리고 온/오프급수는 목표수온보다 낮을 경우에는 온수만을 공급하고, 높을경우에는 냉수만을 공급하는 것을 말한다.
예를들어 목표수온에 다다를 때까지 냉수는 55초 온수는 100초가 공급되었다면 비율은 온수가 100 냉수가 55가 되며 10초 주기로 비율급수를 행한다면 온수는 10초동안 급수하고, 냉수는 5.5초동안 급수하는 것을 반복한다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 냉수온수공급상태를 판별하여 냉수가 나오지 않을 경우에는 경고 메시지를 발생하여 소비자에게 알려줌으로써 온수에 의해 옷감이 상하는 것을 방지할 수 있고, 온수가 나오지 않을 경우에는 세탁코스를 냉수전용 세탁으로 진행하도록 하며, 각 가정의 냉수압/온수압/온수온의 변화, 계절별 냉수온의 변화 등의 주위환경의 변화에 능동적으로 대응하여 최적수온제어를 행하도록 함으로서 세탁성능을 향상 시킬 뿐 아니라 급수시간을 단축시켜 총세탁시간을 단축하여 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 세탁모드가 되면 일정시간(t1)동안 냉수를 급수하여 급수전의 온도와 급수후의 온도를 비교하는 제1단계와; 상기 단계의 비교결과 그 차값이 소정값(3) 이하면 냉수급수실패로 판단하여 경고메시지를 발생하고, 그 차값이 소정값(3)보다 크면 목표수온(40도) 또는 일정수위(10리터)까지 냉수 및 온수를 동시에 급수하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 목표수온(40도)이 되면 그 때의 수위를 체크하여 일정수위(47리터) 이하이면 2차범위의 온도로 비율급수를 하고, 일정수위(47리터)보다 크면 1차범위의 온도로 비율급수를 하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 목표수위까지 비율급수를 하여 본세탁을 진행하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위를 벗어나면 온/오프급수를 하는 제4단계와; 상기 제4단계의 온/오프급수 중 수온을 체크하여 온도의 변화가 없으면 냉수급수가 실패한 것으로 판단하여 경고 메시지를 발생하고, 온도의 변화가 있으면 그 때의 수위를 체크하는 제5단계와; 상기 제5단계의 수위체크결과 목표수위이면 본 세탁을 진행하고, 목표수위가 아니면 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있는 가를 판단하는 제6단계와; 상기 제6단계의 판단결과 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 없으면 상기 제4단계로 궤환하고, 수온이 1차범위 또는 2차범위내에 있으면 냉수 및 온수급수 비율을 재종하여 상기 제3단계로 궤환하는 제7단계와; 상기 제2단계에서 일정수위(10리터)가 되기 까지 목표수온(40도)에 도달하지 못하면 온도의 상승이 있는 가를 판단하는 제8단계와; 상기 제8단계의 판단결과 온도의 상승이 없으면 온수급수가 실패인 것으로 판단하여 냉수전용 세탁코스를 세탁을 진행하고, 온도의 상승이 있으면 온수급수만 하여 목표수온(40도)에 도달하면 상기 제3단계로 궤환하는 제9단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 최적 수온 조절방법.
- 제1항에 있어서, 비율급수는 목표수온에 도달할 때까지 냉수/온수밸브의 각각 동작시간을 누적하여 냉수/온수밸브 중 많이 동작한 밸브의 누적동작시간을 100 했을 경우 적게 동작한 밸브의 동작누적시간을 100에 대한 비율로 연산하여 일정시간의 주기를 갖고 반복하여 공급하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 최적 수온 조절방법.
- 제1항에 있어서, 1차범위 또는 2차범위는 낮은 수위에서는 범위를 넓게 하고 높은 수위에서는 범위를 좁게하여 급수된 물의 양에 따라 대응토록한 것을 특징으로 하는 세탁기의 최적 수온 조절방법.
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