KR100268262B1 - 압축기 냉각장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 압축기 자체의 온도 상승을 방지함과 아울러 그 효율을 상승시킬 수 있도록 압축기의 온/오프 상태 및 그 온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 가변 제어하도록 한 압축기 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 압축기온도감지부에 의해 압축기의 온도를 검출하고, 마이컴은 이렇게 검출된 압축기 온도가 소정온도 이상일 때에는 이 압축기가 정지되었을 경우라도 냉각팬구동부의 모터 회전수를 고속으로 설정하여 압축기의 과열을 방지하도록 냉각팬을 구동시킨다. 따라서, 압축기의 온도에 따라 효율적으로 압축기를 냉각시키게 됨으로써 압축기의 과열을 효과적으로 방지함과 아울러 이 압축기의 운전효율을 상승시키게 된다.

Description

압축기 냉각장치 및 그 제어방법

본 발명은 압축기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기 자체의 온도 상승을 방지함과 아울러 그 효율을 상승시킬 수 있도록 압축기의 온/오프 상태 및 그 온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 가변 제어하도록 한 압축기 냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 압축기는 날개차나 로터(rotor)의 회전운동 또는 피스톤(piston)의 왕복 운동에 의해서 기체상태의 냉매를 압축하고, 압축후의 기체 압력이 압축전의 기체 압력의 2배 이상이 되거나 압축후의 토출력이 1 kgf/cm²이상인 기계를 말하는 것으로서, 냉장고 또는 공기 조화기 등에 필수적으로 적용된다.

도 1은 이와 같은 압축기가 적용된 일반적인 냉장고의 냉동사이클장치를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와, 이 압축기(1)에서 유입되는 고온고압의 기체냉매를 저온으로 액화시키는 응축기(2)가 마련된다.

또한, 이 응축기(2)에서 유입된 액체냉매를 저온저압의 기체액체의 혼합냉매로 변환시키는 모세관(3)과, 이 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체냉매가 증발하면서 주위로부터 열을 빼앗는 증발기(4)가 마련된다. 여기서, 증발기(4)는 냉장실 내부에 설치되어 주위 공기를 냉각시킨다.

또한, 상기 압축기(1)를 냉각시키기 위해 모터(5)를 통하여 회전되는 냉각팬(6)이 상기 압축기(1)의 근방에 설치된다.

또한, 도 2는 종래 압축기 냉각장치를 나타낸 블록 구성도로서, 사용자에 의해 냉장고 구동의 온/오프 명령을 입력하는 키입력부(10)와, 상기 키입력부(10)의 온/오프 명령에 따라 압축기구동부(12) 및 냉각팬구동부(13)를 동작 또는 정지시키는 마이컴(11)이 마련된다.

상기 압축기구동부(12)는 전술한 압축기(1)를 포함하며, 아울러 냉각팬구동부(13)는 전술한 모터(5) 및 냉각팬(6)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 압축기 냉각장치의 작용은, 먼저 전원이 인가된 상태에서 사용자로부터 냉장고의 구동명령이 키입력부(10)로 입력되면, 마이컴(11)은 이를 감지하여 압축기구동부(12)를 구동시킨다.

따라서, 압축기(1)가 구동되면, 도 2에 도시된 바와 같이 기체상태의 냉매가 이 압축기(1)에서 고온고압으로 압축되어 응축기(2)로 유입되고, 응축기(2)는 유입된 냉매가 가진 열을 대기 중으로 방열하여 액화시킨다.

모세관(3)은 응축기(2)에서 유입된 액화냉매를 저온저압의 기체액체 혼합냉매로 변환시킨다. 증발기(4)는 상기 모세관(3)에서 유입된 냉매 중 액체상태의 냉매를 증발시키면서 주위의 열을 흡수함으로써 냉각작용을 수행하게 된다. 또한, 상기한 압축기(1)는 소정 시간 간격으로 운전 또는 정지하면서 냉장고 등의 냉각작용을 수행한다.

한편, 이와 같이 냉매를 압축하는 압축기(1)가 과열되면 이 압축기(1) 수명에 치명적인 손상을 초래하고, 일단 압축기(1)가 손상되면 재 수리가 불가능하고, 아울러 압축효율이 떨어짐으로 이에 대한 적절한 조치가 필요한 실정이다.

따라서, 종래에는 압축기(1)의 구동과 동시에 냉각팬구동부(13)를 통하여 모터(5)를 구동시켰다. 이에 따라 냉각팬(6)이 동작되어 강한 바람을 압축기(1) 쪽으로 토출시킴으로써 상기 압축기(1)가 과열되는 것을 방지하였으며, 아울러 압축기가 정지될 때에는 냉각팬(6)도 동시에 정지되었다.

그러나, 이와 같은 종래 압축기 냉각장치 및 그 제어방법은 압축기가 구동 또는 정지될 경우 이와 동시에 냉각팬이 구동 또는 정지됨으로써 이 압축기가 정지되었을 경우 그 자체의 잠열 온도를 즉시 강하시킬 수 없고, 이에 따라 압축기가 재 동작될 경우 특히, 압축기의 온도가 매우 높을 경우 압축기의 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 압축기 자체의 온도 상승을 방지함과 아울러 그 효율을 상승시킬 수 있도록 압축기의 온/오프상태 및 그 온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 가변 제어하도록 한 압축기 냉각장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 압축기가 적용된 일반적인 냉장고의 냉동사이클장치를 나타낸 도면,

도 2는 종래 압축기 냉각장치를 나타낸 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 압축기 냉각장치 제어방법을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 키입력부 21 : 압축기온도감지부

22 : 마이컴 23 : 압축기구동부

24 : 압축기 25 : 냉각팬구동부

26 : 모터

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 특징은, 사용자의 구동명령을 입력받는 키입력부; 압축기 표면의 온도를 감지하는 압축기온도감지부; 상기 키입력부의 구동명령에 따라 구동신호를 출력하고, 상기 압축기온도감지부로부터 감지된 상기 압축기의 온도에 따라 소정의 제어신호를 각각 출력하는 마이컴; 상기 마이컴의 구동신호에 따라 상기 압축기를 구동시키는 압축기구동부; 및 상기 마이컴의 제어신호에 따라 모터의 회전속도를 가변시켜 구동하는 냉각팬구동부로 구성된다.

여기서, 상기 모터는 공급되는 전압에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 BLDC모터로 되거나 또는 공급되는 주파수에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 펄스모터로 됨이 바람직하다.

또한, 상기한 압축기 냉각장치 제어방법의 특징은, 키입력에 의해 압축기를 온시키고 소정시간동안 상기 압축기가 동작중인가를 판단하는 제 1과정; 상기 제 1과정에 의해 상기 압축기가 동작중일 경우 냉각팬을 온시키는 제 2과정; 상기 제 1과정에 의해 상기 압축기가 동작중이 아닐 경우 상기 압축기의 온도를 검출하고 이 압축기온도가 소정온도 이상인가를 판단하는 제 3과정; 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기의 온도가 소정온도 이상일 경우 모터의 회전수를 고속으로 설정하고 상기 냉각팬을 온시키는 제 4과정; 및 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기의 온도가 소정온도 이상이 아닐 경우 상기 냉각팬을 오프시키는 제 5과정으로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 압축기 냉각장치 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 냉각장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 압축기 냉각장치 제어방법을 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이 키입력부(20)는 사용자의 조작에 의해 구동명령을 입력받고, 압축기온도감지부(21)는 온도센서(미도시)를 통하여 압축기 표면의 온도를 감지한다. 또한, 마이컴(22)은 상기 키입력부(20)의 구동명령에 따라 구동신호를 출력함과 아울러, 상기 압축기온도감지부(21)로부터 감지된 압축기의 온도에 따라 소정의 제어신호를 각각 출력하도록 구성된다.

또한, 압축기구동부(23)는 상기 마이컴(22)의 구동신호에 따라 압축기(24)를 구동시키고, 냉각팬구동부(25)는 상기 마이컴(22)의 제어신호에 따라 모터(26)의 회전속도를 가변시켜 구동되도록 한다.

여기서, 상기 모터(26)는 공급되는 전압에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 BLDC모터로 구성하거나 또는 공급되는 주파수에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 펄스모터로 구성됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도시된 바와 같이 사용자의 키입력에 의해 압축기(24)가 온되어 냉장고 또는 공기조화기 등이 구동됨과 아울러, 소정시간동안 상기 압축기(24)가 동작중인가를 판단하는 제 1과정이 수행된다(S101∼S103).

여기서, 키입력부(20)는 사용자에 의해 스위치(미도시)가 입력됨으로써 구동명령이 발생되고, 이 구동명령이 마이컴(22)에 인가된다. 따라서, 마이컴(22)은 압축기구동부(23)를 통하여 압축기(24)를 구동시키며 또한, 이 압축기(24)는 마이컴(22)에 미리 설정된 시간동안 동작 또는 정지를 반복하면서 구동된다.

따라서, 이와 같은 제 1과정에 의해 상기 압축기(24)가 동작중일 경우 냉각팬구동부(25)를 통하여 냉각팬을 온시키며, 상기 압축기(24)가 동작중이 아닐 경우 상기 압축기(24) 표면의 온도를 검출한다.

여기서, 압축기온도감지부(21)는 온도센서(미도시)를 통하여 검출된 압축기(24) 표면의 온도값을 역시 마이컴(22)에 인가하고, 이 압축기(24)의 온도가 소정온도 이상인가를 판단하는 제 2 및 제 3과정을 순차적으로 수행한다(S104∼S106).

이후, 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기의 온도가 소정온도 이상일 경우 모터의 회전수를 고속으로 설정하고 냉각팬을 온시키는 제 4과정을 수행하되, 상기 마이컴(22)은 미리 설정된 소정온도와 압축기온도감지부(21)로부터 입력된 온도를 비교하여 소정온도 이상일 경우 모터(26)의 회전수를 고속으로 설정하여 냉각팬을 구동시킴으로써 압축기(24)의 표면온도를 신속히 강하시킨다(S107∼S108).

이때, 상기한 모터(26)를 BLCD모터로 적용할 경우 이 모터에 공급되는 전압을 가변하여 이에 따라 모터(26)의 회전수가 고속 또는 저속이 되도록 조절한다. 또는, 펄스모터를 적용할 경우 이 모터(26)에 공급되는 주파수를 가변시킴으로써 모터의 회전수가 고속 또는 저속이 되도록 조절하는 것이다.

또한, 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기(24)의 온도가 소정온도 이상이 아닐 경우 상기 냉각팬구동부(25)를 통하여 냉각팬을 오프시키는 제 5과정(S109)을 수행함으로써 압축기의 온도에 따라 효율적으로 이 압축기(24)를 냉각시키게 된다.

한편, 압축기(24)의 구동에 의한 냉장고 또는 공기조화기 등의 전반적인 냉각작용은 도 1의 냉매사이클 장치를 통하여 상술한 바와 동일함으로 여기서는 그 세세한 설명을 생략한다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과하며 본 발명의 그 구성 요지의 범위 내에서 얼마든지 변경이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 압축기 냉각장치 및 그 제어방법은 압축기의 온도를 감지하여 이에 따라 압축기 냉각장치를 운전함으로, 즉 압축기가 정지되었을 경우에도 그 온도가 높을 경우에는 냉각팬을 고속으로 회전시킴으로써 압축기 온도를 신속히 강하시키게 된다. 따라서, 압축기의 과열을 효과적으로 방지함과 아울러 이 압축기의 운전효율을 상승시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 사용자의 구동명령을 입력받는 키입력부에 의한 사용자의 구동명령에 따라 압축기를 구동시키는 압축기구동부를 구비하는 압축기 구동장치에 있어서, 압축기 표면의 온도를 감지하는 압축기온도감지부와; 상기 키입력부의 구동명령에 따라 구동신호를 출력하고, 상기 압축기온도감지부로부터 감지된 상기 압축기의 온도에 따라 냉각정도를 가변하는 제어신호를 각각 출력하는 마이컴; 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 압축기의 냉각정도를 변환하기 위해 가변적으로 구동되는 냉각팬구동부; 및 상기 냉각팬구동부의 가변적인 구동에 따라 그 회전속도가 가변되는 모터로 구성됨을 특징으로 하는 압축기 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 모터는 상기 냉각팬구동부로부터 공급되는 전압에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 BLDC모터로 됨을 특징으로 하는 압축기 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 모터는 상기 냉각팬구동부로부터 공급되는 주파수에 따라 회전속도가 고속 또는 저속으로 가변되는 펄스모터로 됨을 특징으로 하는 압축기 냉각장치.
4. 키입력에 의해 압축기를 온시키고 소정시간동안 상기 압축기가 동작중인가를 판단하는 제 1과정; 상기 제 1과정에 의해 상기 압축기가 동작중일 경우 냉각팬을 온시키는 제 2과정; 상기 제 1과정에 의해 상기 압축기가 동작중이 아닐 경우 상기 압축기의 온도를 검출하고 이 압축기온도가 소정온도 이상인가를 판단하는 제 3과정; 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기의 온도가 소정온도 이상일 경우 모터의 회전수를 고속으로 설정하고 상기 냉각팬을 온시키는 제 4과정; 및 상기 제 3과정에 의해 상기 압축기의 온도가 소정온도 이상이 아닐 경우 상기 냉각팬을 오프시키는 제 5과정으로 구성됨을 특징으로 하는 압축기 냉각장치 제어방법.

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