KR100408812B1

KR100408812B1 - 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치

Info

Publication number: KR100408812B1
Application number: KR10-2001-0042399A
Authority: KR
Inventors: 김병삼; 김의웅; 차환수; 이희철
Original assignee: 한국식품개발연구원
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20030006580A

Abstract

본 발명은 1대의 장치로 냉각능력, 가열능력 및 상대습도를 제어하여 수확된 신선 농산물의 종류에 따라 신선 농산물 층을 통과하는 유효공기의 온도 및 상대습도를 최적상태로 조절하여 신속하게 예냉 및 예건을 겸용할 수 있는 이동식 예냉예건겸용장치에 관한 것이다.

신선 농산물 중에는 수확후에 예냉하여 품온을 신속히 낮춰 호흡을 억제해야 하는 품목과, 예건하여 수확시 발생한 표면의 상처치유나 표피의 수분를 제거해야 하는 근채류와 같은 품목이 있으며, 이와 같은 예냉 및 예건은 신선 농산물의 품질유지와 저장성향상을 위해 절대적으로 필요한 전처리 공정으로 이를 위해 일부 예냉시스템과 예건시스템이 사용되고 있다. 그러나, 대부분의 농가에서는 다양한 품목의 농산물을 재배함에 따라 같은 농가에서 예냉시스템과 예건시스템을 별도로로 갖추어야 하는 문제점이 있었다. 또한, 기존의 예냉시스템과 예건시스템은 온도 및 습도조절이 어려웠고, 피냉각물의 물량변화 및 초기부하해소 등으로 냉동기의 잦은 ON/OFF가 필요하였으며, 이로 인해 냉동기 수명의 단축, 축동력의 증가 등의 문제가 있었다.

본 발명은 1대의 이동식 예냉예건겸용장치로 어떠한 예냉 및 예건조건에도 사용이 가능하도록 온도 및 상대습도를 최적의 상태로 유지하여 예냉과 예건이 필요한 모든 신선 농산물에 사용이 가능하도록 하였다. 이를 위해 압축기의 무부하전자변과 압축기에서 토출된 고온고압가스의 폐열을 이용하여 냉각능력을 0%에서100%까지 제어하고, 압축기에서 토출된 고온고압가스와 전기히터를 이용하여 가열능력을 0에서 100%까지 조절하여 최적의 온도조건으로 제어하도록 하였다. 또한, 증발기와 가열기 및 가습기를 이용하여 최적의 습도조건으로 제어하도록 하였다. 또한, 플렉시블 배관과 이동용 연결밸브 및 퍼지밸브를 이용하여 이동식으로 여러 개의 저장실에 이동하면서 사용이 가능하도록 하였다.

이로 인하여 1대의 시스템으로 농가에서 필요한 예냉 및 예건이 가능하게 되었고, 장소에 구애받지 않고 자유로이 이동 설치가 가능하여 농가 편익에 크게 기여할 수 있다.

Description

신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치{Portable precooling and curing system for fresh agricultural produce}

본 발명은 수확된 청과물과 같은 신선 농산물의 품온을 수확 후 바로 급속히 냉각시킴으로서 호흡작용 등 선도저하에 관련한 생리적, 이화학적 변화를 억제시키는 예냉장치와, 수확한 근채류와 같은 신선농산물의 외표면의 수분을 급속히 제거시키고 상처를 치유하여 저장성을 제고시키는 예건(큐어링 포함, 이하 예건으로 통칭)을 겸용하는 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치에 관한 것이다.

예냉이란 청과물을 수확한 후 수송 또는 냉장(cold/low temperature storage)하기 전에 포장열(field heat) 즉, 품온을 가능한 빨리 소정의 온도까지 냉각하는 단위조작으로서 수확후 농산물의 호흡작용, 에칠렌생합성, 증산작용 등 생리적 현상을 휴면(dormancy)에 가까운 상태로 억제시킴으로서 수확당시의 신선도를 소비지까지 전달할 수 있게 하는 기술이다. 예냉방식중 냉각된 찬공기를 이용하는 방법으로는 저온저장고를 이용하는 실내냉각(room cooling), 별도의 차압실을 만들어 행하는 차압예냉(pressure cooling 또는 forced air cooling), 진공을 이용하는 진공냉각(vacuum cooling), 냉수를 이용하는 냉수냉각(hydrocooling) 등의 여러 방식이 있다.

차압예냉은 농산물의 품온을 냉각시키는 예냉방법중 가장 범용적인 방법으로서 농산물상자 주변에 50mmAq이하의 차압(정압차, static pressure difference)을 두어 농산물층을 통과하는 유효공기량을 증가시켜 농산물의 품온을 급속히 냉각시키는 예냉방법으로 강제통풍식 예냉방법의 일종이다. 차압예냉을 위하여 예냉실 내부에 한쪽벽을 막아 별도의 차압실을 만들거나 기제작된 차압유니트를 설치하는 방법이 있다. 특히, 저온저장고내에 별도의 차압실을 만들어 설치하는 방법은 일반기술로서 현재 많은 시설이 보급되어 있다. 그러나, 차압실을 만들 때의 시공상 번거로움과 이동에 대한 제약성이 있어 현재는 차압유니트를 설치하는 방법이 시도되고 있다.

차압유니트의 형상 및 구조에 있어서는 냉각과정을 거친 공기가 1개의 차압팬을 거쳐 냉각코일을 통과하는 방법은 공기가 증발기 코일 좌우끝까지 균일하게 흐르지 않아 열교환이 적어지는 단점이 있다. 또한, 일반적인 차압예냉방식에서는 냉각공기가 신선 농산물상자를 통해 공기흡입통로 방향의 한 방향으로만 흐르기 때문에 공기흡입통로에 가까운 신선 농산물상자에 담겨있는 수납품의 품온은 가장 늦게 떨어져 공기흡입통로와 가장 멀리 떨어져 있는 농산물 수납품의 품온과 차이가 많이 발생하게 된다. 이로 인한 수납품 사이의 온도편차를 없애기 위하여 공기흡입통로에 가까운 수납품을 목표품온까지 냉각하기 위해서는 많은 시간이 걸리게 된다.

차압예냉에 사용되는 냉동시스템은 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브 등으로 구성된 단단냉동사이클 형태가 대부분을 이루고 있으며, 직팽식과 간접냉각방식이 있다. 직팽식은 응축기에서 응축되어 수액기에 담겨져 있던 고온고압의 냉매액이 팽창밸브를 통과하면서 팽창하여 저온저압의 냉매액과 가스의 혼합체가 되어 증발기에서 저온저압의 가스가 되면서 공기와 직접 열교환하여 공기를 냉각하는 방식을 말한다. 이러한 직팽식은 냉각부하가 적어지면 냉동기의 ON/OFF 제어를 할 수밖에 없어 냉각공기 온도의 균일제어가 어렵고, 압축기 수명의 단축과, 압축기 기동시 축동력의 증가를 피할 수 없다. 한편, 간접냉각방식은 냉매를 브라인을 담은 통에서 냉매가 브라인과 1차 열교환하여 브라인을 냉각한 후, 냉각된 브라인을 펌프를 이용하여 실내의 열교환기에서 공기와 2차 열교환하여 공기를 냉각하는 방식을 말한다. 이러한 간접냉각방식은 냉동기의 잦은 ON/OFF를 피할 수 있는 장점은 있지만 브라인 열교환 시설을 추가해야 하므로 시설비가 많이 들고, 브란인의 농도를 일정하게 유지해야 하므로 관리가 번잡한 단점이 있다. 따라서 직팽식을 사용하면서 부하변동에 따라 냉각능력을 자유롭게 조절하는 방법이 요구되고 있다.

예건은 마늘, 양파, 고구마, 생강, 지황 등 근채류의 수확중에 발생하는 상처의 치유와 표면 수분을 건조시켜 저장성을 향상시키기 위한 조작으로서 현재 저장고 또는 간이식 건물에 농산물을 쌓아놓고 고내의 온도 및 습도를 조절하는 시스템이 일반적으로 사용되고 있다. 온도는 주로 전기히터를 이용하여 조절하고 있으며, 습도는 다습한 실내공기를 외부로 배출하고 신선한 외기를 도입하여 조절하고 있다. 그러나 단순한 송풍에 의존하므로 송풍저항이 있는 농산물층으로 도입되는유효공기량이 거의 없어 전도에 의해 열전달이 이루어지므로 예건에 많은 시간이 소요되는 것은 물론이며, 농산물층에 따라 예건정도가 달라져 품질 및 중량에 문제를 발생하였다. 또한, 고온다습한 실내공기를 외기에 배출하므로 열효율이 낮았을 뿐 아니라 외기습도가 높거나 우기에는 제습이 어려워 범용적으로 사용하는데 많은 제약을 갖고 있다. 따라서, 높은 열효율과 범용적인 사용을 위해서는 외기의 조건에 관계없이 자유롭게 습도를 조절할 수 있어야 하며, 이를 위한 가열능력의 자유로운 조절이 요구된다.

이와 같이 신선 농산물중에는 예냉과 예건이 필요한 품목이 다르나, 대부분의 농가에서는 다양한 품목의 농산물을 재배하므로 예냉시스템 및 예건시스템을 갖추어야 할 필요가 있다. 그러나, 지금까지는 예냉과 예건을 겸용할 시스템이 없어 별도의 시스템을 갖추어야 하는 어려움이 있었다. 또한, 몇 개의 저장실이 있어 시스템을 이동하여 사용하고 싶어하나 고정형으로 이동이 불가능한 단점이 있었다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로서 그 제1의 목적은 농산물의 종류와 부하에 따라 냉각능력, 가열능력 및 상대습도를 자유롭게 조절하여 1대의 장치로 예냉 및 예건을 겸용으로 사용하는데 있다.

제2의 목적은 저장실내에 설치되는 예냉예건유니트와 저장실밖에 설치되는콘덴싱유니트를 연결하는 배관을 쉽게 분해 및 결합할 수 있도록 하여 예냉예건유니트를 몇 개의 저장실에 이동하면서 사용할 수 있도록 하는데 있다.

제3의 목적은 차압팬과 증발기의 댓수 및 설치위치를 조정하여 냉각코일에서의 열교환을 촉진시키고, 예냉 및 예건 말기에 신선 청과물층을 흐르는 공기의 흐름방향을 반대로 바꾸어 수납품간의 온도편차를 줄일 뿐 아니라 예냉 및 예건 소요시간을 줄이는데 있다.

제4의 목적은 예건되는 농산물주변에 50mmAq이하의 차압차를 두어 농산물층을 통과하는 유효공기량을 증가시켜 빠르게 예건되면서, 외기의 조건에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 발명 장치의 개략적 구성도

도 2는 본 발명의 예냉예건유니트의 사시도

도 3은 본 발명의 예냉예건유니트의 부분 분해 사시도

도 4는 본 발명의 예냉예건유니트의 부분 절단 사시도

도 5는 본 발명의 예냉예건유니트의 측단면도(도 1 의 B-B선 절단부 단면 도)

도 6은 본 발명의 예냉예건유니트의 개략적 설치 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 예냉예건유니트 110 : 차압팬

111 : SV 인버터

120 : 증발기 130 : 가습기

140 : 온도센서 150 : 온도센서

160 : 습도센서 170 : 가열기

171 : 히터 180 : 예건예냉유니트박스

191 : 공기흡입구 192 : 공기유출구

193 : 격리판 200 : 콘덴싱유니트

210 : 압축기 211 : 유압스위치

212 : 고저압 스위치 220 : 응축기

221 : 응축기 팬 230 : 수액기

240 : 유분리기 250 : 드라이필터

300 : 플렉시블 연결배관부 400 : 제어부

310 : 사이트그라스

300_P_L2300_P_L3300_Po3 300_Po5300_P_i: 플렉시블 배관

Vf1 Vf2 Vf3 Vf4 Vf5 : 퍼지밸브

Vm1 Vm2 Vm3 Vm4 Vm5 Vm6 Vm7 Vm8 Vm9 Vm10 : 이동용 연결밸브

P_L1P_L2P_L3: 액배관

Po1 Po2 Po3 Po4 Po5 : 토출배관 Pi : 흡입배관

Pf : 응결수배관 3V : 3방밸브

Vn : 무부하전자밸브 Vrb : 역지밸브

Vel : 전자밸브 Vex : 팽창밸브

Vre : 냉매전자밸브

S : 차압시트부 S1 : 시트

S2 : 시트권취롤 S3 : 시트출입구

S4 : 고정홀 W : 바퀴

G : 수납품 P : 파렛트

H : 통기공 D : 청과물 상자

B : 범퍼 C1 : 적재내부공간

C2 : 적재외부공간

이하 본 발명에 따른 예냉예건유니트의 일실시예 대하여 도 1 내지 도6 에 의거하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명 장치의 개략적 구성도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치는 예냉예건유니트(100)와, 콘덴싱유니트(200)를 독립된 장치로 분리하여 구성하고, 상기 두 장치사이를 냉매가스가 서로 유통되게 하는 다수의 배관으로 이루어지고 각 배관은 상기 두장치와 탈착이 가능한 플렉시블 연결배관부(300)로 연결하며, 상기 플렉시블 연결배관부(300)는 플레시블한 파이프로 형성된다. 이와 같은구성으로 이루어진 본 발명의 예냉예건유니트(100)는 기본적으로 냉풍을 발생시키는 냉풍기와 열풍을 생성시키는 열풍기가 하나의 장치로 구성되는 것인데, 이동 및 운반이 가능한 구조로 되어 예냉 및 예건이 필요한 농산물이 저장된 저장고내에 놓고서 냉풍이나 열풍을 생성시켜 농산물의 신선도를 유지하도록 하는 장치이고, 상기 콘덴싱유니트(200)는 농산물 저장고의 외부에 설치되는 것으로 상기 예냉예건유니트(100)와 달리 이동식이 아니고 일정장소에 고정 설치되거나 이동이 가능하더라도 상기 예냉예건유니트(100)의 경우와 달리 쉽게 이동 가능한 구조로 된 것이 아니다.

따라서 본 발명의 분리형 신선 농산물 예냉예건겸용장치는 다양한 종류의 농산물을 각각 저장하는 다수의 저장고 외부의 소정 장소에 한 대의 콘덴싱유니트(200)를 설치하고 다른 한 대의 예냉예건유니트(100)는 상기 플렉시블 연결배관부(300)로 상기 콘덴싱유니트(200)에 연결 및 분리시키며 예냉예건유니트(100)를 각 농산물 저장고에 옮겨가면서 저장된 농산물의 신선도 유지에 요구되는 냉각조건 및 건조조건에 따라 예냉 또는 예건을 위한 냉풍이나 열풍을 생성하는 것이다.

도 2는 상기 예냉예건유니트(100)의 사시도이고, 도 3은 예냉예건유니트의 부분 분해 사시도이며, 도 4는 예냉예건유니트(100)의 부분 절단 사시도이고, 도 5는 본 발명의 예냉예건유니트의 측단면도(도 1 의 B-B선 절단부 단면도)이다.

상기 예냉예건유니트(100)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상자형 예냉예건유니트박스(180)내외에 상기 다수개의 장치가 설치되는데, 예냉예건유니트박스(180)내에는 외부공기를 유니트박스내로 유입하는 것으로 풍량(風量)의 제어 및 정역회전이 가능한 차압팬(差壓 fan, 110), 유입된 외부공기를 냉각하여 냉풍을 생성시키거나 제습시키는 증발기(120), 콘덴싱유니트(200)로부터 유입되는 고온고압의 냉매를 가열하는 가열기(170)와 히터(171), 생성된 냉풍이나 열풍의 습도를 조절하기 위한 가습기(130), 생성된 냉풍이나 열풍의 온도를 측정하는 온도센서(140, 도시생략)가 설치되어 있고, 예냉예건유니트박스(180)의 외측면에는 저장고 내의 온도를 측정하여 후술하는 제어부(400, 도시생략)에 정보를 제공하는 온도센서(150 도시생략)와 저장고의 상대습도를 측정하는 습도센서(160, 도시생략)와 이들 센서(150,160)의 정보를 수집하여 본 발명의 장치 작동을 전반적으로 제어하기 위한 제어부(400)가 설치되며, 또한 일정폭의 불투기성(不透氣性)재질로 된 시트(S1)를 권취하고 풀어낼 수 있는 구조로 된 차압시트부(S)가 형성된다.

상기 히터(171)는 가열기(170)을 통과한 공기가 적정온도 이하인 경우 공기를 가열하는 장치이다.

상기 차압팬(110)이 역회전이 가능하도록 한 것은 농산물 수납품(G)간의 온도차이를 최소화하고 예냉 및 예건시간을 단축하기 위함이다.

상기 증발기(120)는 공기흡입구(191) 하부측에 위치하여 유니트박스(180) 하부측 공간를 전후로 나누며 위에서 바라볼 때 "∧" 형상으로 설치되어 공기가 증발기 코일(상세도시 생략) 좌우끝까지 균일하게 흐르게 된다.(도 4 및 도 5 참조)

도 4 에 도시한 바와 같이 상기 유니트박스(180)는 정면에 상하로 두 개의그릴이 형성되어 있는데, 상기 두 그릴 중 하부측 그릴은 외부공기가 예냉예건유니트(100)로 유입되는 공기흡입구(191)이고, 상부측 그릴은 유입되어 냉각 또는 가열된 공기가 외부로 방출되는 공기유출구(192)를 형성하는 그릴이다. 본 명세서의 첨부도면에 있어서 공기유출구(192)의 형성위치가 유니트박스(180)의 전면 후술하는 차압시트부(S)의 시트출입구(S3)의 상부측에 형성된 형태를 도시하고 있는데, 이것에 한정되는 것이 아니고 시트출입구(S3)가 형성된 높이 이상의 높이에 유니트박스(180)의 상부면 또는 양측면에 공기유출구(192)가 형성될 수 있다.

그리고 유니트박스(180)의 내측공간은 상기 공기흡입구(191)와 공기유출구(192)로 나누며 형성된 격리판(193)에 의하여 상하로 격리된 공간을 형성하고 있다(도 3 내지 도 5 참조). 그리고 상기 격리판(193)에는 두 개의 관통구멍을 형성하고 여기에 각각 차압팬(110)을 설치하여 유니트박스(180)내의 하부측 공간에 있는 공기를 상부측 공간으로 이송시키도록 한다. (도 3 및 도 5 참조)

그리고 유니트박스(180)의 격리판(193)위에 가습기(130)와, 콘텐싱유니트(200)로부터 이송되어온 고온고압의 냉매가스가 응축되면서 응축열을 방출하도록 된 코일상의 가열기(170)가 형성되는데, 상기 가열기(170)는 후술하는 콘덴싱유니트(200)의 응축기와 같은 기능을 통하여 유니트박스(180)의 하부측공간으로부터 이송되어온 공기를 가열하여 건조시키어 공기유출구(192)를 통해 예냉예건유니트박스(180) 밖으로 배출하는 장치이며, 가습기(130)는 상기 가열기(170)에 의하여 건조된 공기의 습도를 조절하여 외부로 방출하기 위한 가습장치로서 가열기(170)의 전면(前面)에 설치된다.

유니트박스(180)의 격리판(193)의 하부측 공간에는 위에서 바라볼 때 "∧" 형상으로(도 4 참조) 된 증발기(120)가 세워져 유니트박스(180)내의 공간을 전후로 나누어 공기의 유통이 가능한 구조로 되어 있다

상기 유니트박스(180)의 중간높이 부분 증발기(120)가 형성된 공간의 상부측에 차압시트부(S)가 형성되는데, 상기 증발기(120)가 형성된 공간의 상부측 공간내에 격리된 공간을 형성하고 여기에 가로로 길게 시트권취롤(S2)이 회전가능하게 설치되고 소정의 폭과 상당한 길이로 된 시트(S1)가 시트권취롤(S2)에 감겨져 있고, 상기 시트(S1)가 유니트박스(180)내에서 밖으로 빠져나오거나 권취되어 유니트박스(180)내로 들어가는 시트출입구(S3)(도 2, 도 3, 도 5 참조)가 유니트박스(180)의 전면에 형성된 공기흡입구(191)와 공기유출구(192) 사이에 가로로 길게 형성된다. 또한, 차압시트(S1)의 끝단 양 귀퉁이에 각각 차압시트 고정홀(S4)을 형성하여 끈으로 차압시트(S1)를 고정할 수 있도록 한다.

상기 유니트박스(180)의 전면에 공기흡입구(191)가 형성된 부분의 가장자리를 따라 소정의 간격을 갖고 엎어진 ""자 형태로 범퍼(B)가 돌출되어 형성된다.

상기 콘덴싱유니트(200)에는 후술하게 될 흡입배관(Pi : 吸入配管)을 통해 들어오는 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 전환시켜주는 압축기(210), 고온고압의 냉매가스가 응축되면서 외부로 응축열을 방출하는 응축기(220), 응축기(220)에서 응축된 고온고압의 냉매액을 예냉예건유니트(100)로 보내기 위해 임시저장 보관하는 수액기(230), 냉동기유를 냉매가스에서 분리시키기위한 유분리기(240), 냉매중 수분과 이물질을 제거해주는 드라이필터(250), 상기 압축기(210), 응축기(220), 수액기(230), 유분리기(240), 드라이필터(250)를 상호 배관으로 연결된다.

상기 압축기(210)에는 사용되는 냉동기유의 압력을 나타내 주며 이상시 압축기를 정지시키는 유압스위치(211), 냉매의 고압 및 저압 상태를 나타내며 이상시 냉동기를 정지시키는 고·저압 스위치(212)가 형성된다. 상기 응축기(220)에는 외부 공기를 응축기의 배관에 불어넣어 열교환을 촉진시키기 위한 응축기팬(221)이 형성된다,

이와 같은 구성으로 이루어진 콘덴싱유니트(200)는 각 구성부품간을 냉매가 유통되는 다수의 배관이 형성되는데, 상기 배관에는 압축기(210)에서 압축되어 나온 고온고압의 냉매가스를 유분리기(240)로 보내는 제1토출배관(Po1 :제1 吐出配管)과, 유분리기(240)와 가열기(170)에 공급되는 고온고압가스량을 조정하는 3방변(3V)사이에 배관되어 냉동기유가 분리된 고온고압의 냉매가스만을 유분리기(240)에서 3방변(3V)으로 보내는 제2토출관(Po2), 상기 3방변(3V)에서 상기 예냉예건유니트(100)의 가열기(170)로 연결하여 고온고압의 냉매가스를 가열기(170)으로 송입시키는 제3토출관(Po3), 상기 3방변(3V)에서 응축기(220)으로 고온고압의 냉매가스를 송입시키는 제4토출관(Po4), 상기 제2토출관(Po2)의 관로상에 증발기(120)에 고온고압의 냉매가스를 공급하면서 수액기(230)와 제1토출관(Po1) 사이 냉매의 압력을 일정하게 하는 균압을 겸한 제5토출관(Po5)이관로를 분지(分枝)하고, 증발기에 공급되는 고온고압의 냉매가스량을 조절하기 위하여 전자밸브(Vel)가 위치하고 있다.

응축기(220)에서 응축된 냉매액을 수액기(230)으로 보내는 제1액배관(P_L1), 수액기(230)에서 고온 고압의 냉매액을 드라이필터(250)를 거쳐 콘덴싱유니트(200)의 외부 즉 상기 예냉예건유니트(100)의 증발기(120)로 내보내는 제2액배관(P_L2), 상기 가열기(170)에서 응축된 냉매액을 수액기(230)으로 보내는 제3액배관(P_L3), 예냉예건유니트(100)의 증발기(120)에서 방출된 저온저압의 냉매가스를 압축기(210)로 회수하는 흡입배관(Pi :吸入配管)이 배관되어 있다.

상기 압축기(210)에는 압축기의 압축용량을 조절하기 위하여, 무부하전자밸브(Vn : 無負荷電子 Valve)를 압축기에 설치하고, 역지밸브(Vrb)를 제5토출관(Po5)과 제3액배관(P_L3)상에 각각 설치한다.

그리고 본 발명을 구성하는 상기 플렉시블배관부(300)는 유연성있는 플렉시블한 관으로 이루어진 것으로 상기 예냉예건유니트(100)와 상기 콘덴싱유니트(200)를 연결하는 배관이다.

상기 플렉시블배관부(300)는 예냉예건유니트(100)와 콘덴싱유니트(200)사이를 연결하는 상기 제2액배관(P_L2), 상기 제3액배관(P _L 3), 상기 흡입배관(Pi), 제3토출관(Po3), 제5토출관(Po5)을 형성함에 있어서 유연성이 있고 각 유니트에 탈착이 가능한 상태의 파이프(300_P_L2, 300_P_L3, 300_Po3, 300_Po5, 300_Pi)로 각각 형성된다.

상기한 바와 같이 콘덴싱유니트(200)의 압축기(210), 응축기(220), 그리고 예냉예건유니트(100)의 증발기(120)의 기능은 공지의 냉각시스템과 동일한 기능을 하는 것이고, 예냉예건유니트(100)의 가열기(170)가 냉각 시스템에 설치됨이 특징적인데, 상기 가열기(170)는 상술한 바와 같이 가열된 공기를 생성하기 위한 것으로, 콘덴싱유니트(200)의 응축기(220)와 같이 고온고압의 냉매가스를 방열코일에 도입하여 응축하고 응축열을 방출하도록 하여 도입된 공기를 가열하여 상대습도를 높이고 열풍을 생성하도록 하는 장치이다.

그리고 상기 가열기(170)후(後)에 히터(171)가 설치된 것은 가열기(170)에서 공기의 온도를 충분하게 높이지 못할 때 사용되는 보조역할을 담당하기 위함이다.

첨부도면 도 1 의 미 설명 부호 310은 배관시스템에서 유체의 흐름방향과 설비의 이상유무를 확인하는 사이트그라스이다.

이하 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치의 사용상태를 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 장치를 예냉용으로 사용하는 경우에 대하여 설명하기로 한다.

신선 농산물을 예냉예건유니트(100) 앞에 도 6과 같이 쌓아 놓은 다음 제어부(400)에 희망 공기온도 및 상대습도를 설정한 다음 운전하면 고내의 온도센서(150)와 습도센서(160)에서 온도와 습도를 감지하여 고내의 온도와 상대습도가 제어부(400)에 설정된 값과 동일하게 시스템을 제어한다. 품목에 따라서는 예냉시 습도를 제어하지 않을 수도 있다.

온도센서(150)에서 측정한 공기온도가 제어부(400)에 설정한 희망온도보다 높으면 압축기(210)에서 저온저압의 냉매가스는 압축되어 고온고압가스가 되어 유분리기(240)를 거친 후 3방변(V3)과 제4토출배관(Po4)을 거쳐 응축기(220)에서 고온고압의 냉매액이 되어 제1액배관(P_L1)을 따라 수액기(230)에 모이게 된다. 수액기(230)의 고온고압 냉매액은 제2액배관(P_L2)을 따라 드라이필터(250), 냉매전자변(Vex)을 거쳐 저온저압의 냉매액과 가스의 혼합상태가 된 후 증발기(120)에서 증발하면서 공기를 냉각하며, 이 냉각된 공기는 저온저압의 냉매가스가 되어 흡입배관(Pi)을 따라 압축기(210)로 도입된다.

반대로, 농산물의 퇴적량이 적어지게 되거나, 퇴적량이 많아도 초기부하가 잡혀 냉각부하가 적어지게 되어 온도센서(150)에서 측정한 공기온도가 제어부(400)에 설정한 희망온도보다 낮아지면 시스템의 냉각능력을 제어한다. 이 때는 압축기의 무부하전자밸브(Vn)를 사용하여 냉각능력을 50∼100%사이에서 조절하며, 무부하전자변(Vn)을 사용하여 50%로 냉각능력을 조절하여도 온도센서(150)에서 측정한 공기온도가 제어부(400)에 설정한 온도보다 낮으면 압축기(210)에서 토출된 고온고압의 냉매가스를 제5토출배관(Po5)을 따라 2개의 전자밸브(Vel)으로 용량을 조절하면서 증발기(130)에 공급하여 무부하전자밸브(Vn)와 함께 전체 냉각능력을 0∼100%까지 무단으로 자유롭게 제어할 수 있다. 이로 인해 압축기(210)는 ON/OFF제어하지 않아 냉각공기의 정밀한 온도조절이 가능하며, 압축기 수명의 연장, 기동시의 과대한 동력소모를 줄일 수 있다.

한편, 습도센서(160)에서 측정한 공기의 상대습도가 제어부(400)에 설정한 희망상대습도보다 낮으면 가습기(130)로 가습하여 고내 상대습도를 희망 상대습도로 조절하게 된다. 반대로 습도센서(160)에서 측정한 공기의 상대습도가 제어부(400)에 설정한 상대습도보다 높으면 온도센서(140)에서 측정한 증발기(120)을 통과한 공기의 온도를 낮춰 증발기(120)에서 제습시켜 공기의 상대습도를 낮춘 다음, 3방변(3V)을 이용하여 압축기(210)에서 토출된 고온고압의 냉매가스를 제3토출배관(Po3)을 통하여 가열기(170)에 공급하여 가열기(170)를 통과한 공기온도를 제어부(400)에 설정한 희망온도로 맞춘다. 이 때 가열기(170)에서 응축된 고온고압의 냉매액은 수액기(230)로 모아지게 된다.

이와 같이 온도센서(150)와 습도센서(160)에서 측정된 공기의 온도 및 상대습도는 제어부(400)에서 설정한 희망치에 접근이 가능하여 어떠한 농산물의 예냉에도 사용할 수 있으며, 냉각이 완료된 농산물의 저온저장에도 사용이 가능하다. 예냉중 처리물량과 예냉시간에 따라 풍량의 제어가 필요할 때에는 제어부(400)에서 인버터(111)를 이용하여 차압팬(110)의 회전수를 제어하여 송풍량을 0∼100%까지 조절하게 된다.

예건용으로 사용할 때에 대하여 설명하기로 한다.

농산물을 퇴적한 다음 제어부(400)에서 희망 공기온도 및 상대습도를 설정한 다음 운전하면 고내의 온도센서(150)와 습도센서(160)에서 온도와 습도를 감지하여 고내의 온도와 상대습도가 제어부(400)에 설정된 값과 동일하게 시스템을 제어한다.

온도센서(150)에서 측정한 공기온도가 제어부(400)에 설정한 희망온도보다 낮으면, 3방변(3V)을 이용하여 압축기(210)에서 토출된 고온고압의 냉매가스를 제3토출배관(Po3)을 통하여 가열기(170)에 공급하여 가열기(170)를 통과한 공기온도를 제어부(400)에 설정한 희망 온도로 맞추며, 압축기(210)에서 토출된 고온고압의 냉매가스의 전량을 3방변(3V)을 통해 가열기(170)로 도입하여도 온도센서(150)에서 측정한 온도가 희망온도보다 낮으면 히터(171)로 가열하여 희망온도로 유지한다. 반대로 온도센서(150)에서 측정한 온도가 높으면 히터(171), 3방변(3V)을 통한 고온고압 냉매가스량 순서로 제어하여 희망온도로 유지한다. 예건과정중 농산물에서 제거되는 수분은 증발기에서 응축되어 제습되게 된다.

이 때, 상대습도의 제어는 예냉용으로 사용할 때와 동일한 방법으로 시행한다. 이와 같이 온도센서(150)와 습도센서(160)에서 측정된 공기의 온도 및 상대습도를 제어부(400)에서 설정한 희망치에 접근이 가능하여 어떠한 농산물의 예건에도 사용할 수 있으며, 제습이 가능하여 외기를 도입하여 사용함에 따라 고습도 외기조건과 우기하에서도 사용이 가능하게 된다.

이와 같은 예냉과 예건의 변환은 제어부(400)에 입력하는 희망 온도와 상대습도에 의해 간편하게 변환할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 장치는 여러 농산물 저장고에 이동하여 사용할 수 있는데, 예냉예건유니트(100)와 콘덴싱유니트(200)를 분리 이동할 수 있도록 이동용바퀴(W)(도 2참조)를 예냉예건유니트(100)에 형성시키고, 콘덴싱유니트(200)를 연결하며 탈착이 가능하게 된 플렉시블배관(300_P_L2,300_P_L3,300_Po3,300_Po5, 300_Pi1),이동용연결밸브(Vm1,Vm2,Vm3,Vm4,Vm5,Vm6,Vm7,Vm8,Vm9,Vm10),퍼지밸브(Vf1,Vf2,Vf3,Vf4,Vf5)를 사용하였다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 장치는 농산물이 저장된 저장고내에 본발명의 예냉예건유니트(100)를 두고, 냉풍 또는 열풍 등 온도 및 상대습도가 조절된 공기를 선택적으로 생성하도록 하여 저장고내에 적재한 농산물의 신선도를 유지하도록 하고, 이같이 냉풍 또는 열풍을 생성하는 예냉예건유니트(100)와 분리된 콘덴싱유니트(200)는 실외 또는 저장고밖에 설치하여놓고 예냉예건유니트(100)를 플렉시블배관부(300)으로 연결하여 작동하도록 한다. 그리고 예냉예건유니트(100)는 간편하게 이동이 가능한 구조로 되어 있기에 필요한 임의의 장소로 이동시켜 냉풍 또는 열풍등을 생성하도록 하는 것이다.

도6은 예냉예건유니트(100)의 설치 상태도이다.

도6에 도시되어 있는 바와 같이 예냉예건유니트(100)의 전면에 농산물이 수납된 일정 규격의 청과물상자(D)를 두줄로 열을 지어 전체적으로 "∥"자 형태로 적재시키는데, 청과물상자(D)는 예냉예건유니트(100)의 전면에 형성된 범퍼(B)에 밀착시켜 차압시트부(S)의 시트출입구(S3) 직하부 높이 까지 쌓는다.

상기 불투기성(不透氣性) 재질로 된 시트(S1)는 시트권취롤(S2)에 롤링된 상태로 수납되어 있다가 청과물상자(D)가 적재된 후에 인출되어 상기 청과물상자(D)사이의 적재내부공간(C1)의 상부를 밀폐시키게 된다.

상기 청과물상자(D)에는 양측면을 관통하여 다수의 통기공(H)이 형성된다. 이와 같이 예냉예건유니트(100)의 전면에 농산물이 수납된 일정 규격 청과물상자(D)를 두줄로 열을 지어 "∥"자 형태로 적재시키게 되면 적재된 청과물상자(D)와 예냉예건유니트(100)에 의하여 소정의 격리된 적재내부공간(C1)이 형성되어 적재외부공간(C2)과 구분된다. 차압시트부(S)에서 권취된 시트(S1)를 풀어내어 상기 적재된 청과물상자(D)위를 덮는다. 이와 같이 시트(S1)의해 적재된 농산물 청과물상자(D)위를 덮게되면 적재내부공간(C1)과 적재외부공간(C2)이 구분되는데, 차압팬(110)을 가동시키면 적재외부공간(C2)의 공기가 통기공(H)를 통해 청과물상자(D)내의 농산물을 냉각 또는 가열시키면서 유니트박스(180)의 공기흡입구(191)로 흡입되고, 유니트박스(180)내에서 냉각 또는 가온, 제습 또는 가습되어공기유출구(192)를 통해 배출되게 된다. 이 때 적내내부공간(C1)과 적재외부공간(C2)간에는 약 50mmAq이하의 차압이 형성되게 되어 청과물상자(D)에 유입되는 유효공기량이 증가하여 농산물의 예냉 또는 예건이 이루어지게 된다.

한편, 예냉과 예건공정의 후반부에는 적재된 농산물의 냉기흡입측과 토출측, 전방과 후방간의 온도편차를 줄이기 위하여 인버터(111)을 이용하여 차압팬(110)을 역운전하여 송풍방향을 역으로 운전하게 되며, 이 때 차압시트(S1)의 끝단 양 귀퉁이에 형성된 고정홀(S4)을 끈으로 고정시켜 적재내부공간(C1)을 밀폐시키고 있는 차압시트(S1)가 들리지 않도록 한다.

본 발명은 농산물층을 통과하는 유효공기량과 고내공기의 온도, 상대습도 및 송풍량을 자유롭게 조절하여 1대의 장치로 목적에 따라 예냉 및 예건이 가능하고 장소에 구애받지 않고 자유로이 이동 설치가 가능하도록 함에 따라 예냉과 예건을 위해 별도의 시스템을 갖출 필요가 없다.

냉각능력의 제어로 예냉할 때 냉동기의 ON/OFF제어가 불필요하여 온도의 정밀한 제어는 물론이며, 압축기의 수명연장과 에너지 절약에 크게 기여할 수 있으며, 예건할 때 농산물층을 통과하는 유효공기량을 증가시켜 빠르게 예건되면서, 외기의 조건에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있다.

또한, 2대의 차압팬과 증발기를 사용하여 열교환 효율을 향상시켰으며, 역풍을 사용하므로서 수납품간의 온도편차를 줄일 수 있는 것은 물론이며, 예냉 및 예건에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 경제적이다.

Claims

농산물의 신선도를 유지하기 위한 예냉장치 또는 예건장치에 있어서, 이동가능한 구조로 되어 냉풍 또는 열풍을 선택적으로 생성하는 예냉예건유니트(100)와 콘덴싱유니트(200)를 독립된 장치로 분리하여 구성하고, 예냉예건유니트(100)와 콘덴싱유니트(200) 사이에서 냉매가 상호 유통되게 하는 플렉시블 연결배관부(300)로 연결하며, 상기 플렉시블 연결배관부(300)는 플레시블한 파이프로서 예냉예건유니트(100)와 콘덴싱유니트(200)에 탈착가능한 구조로 된 이동식 예냉예건겸용장치.
제 1항에 있어서, 예냉예건유니트(100)는 예냉예건유니트박스(180)내에는 외부공기를 유니트박스내로 유입하는 것으로 풍량(風量)의 제어가 가능하고 정역회전이 가능한 차압팬(差壓 fan, 110), 유입된 외부공기를 냉각 또는 가열하여 냉풍 생성시키는 증발기(120), 콘덴싱유니트(200)로부터 유입되는 고온고압의 냉매를 이용하여 공기를 가열하는 가열기(170)와 보조 히터(171), 생성된 냉풍이나 열풍의 습도를 조절하기 위한 가습기(130), 생성된 냉풍이나 열풍의 온도를 측정하는 온도센서(140)가 설치되어 있고, 유니트박스(180)의 외측면에는 저장고 내의 온도를 측정하여 제어부(400)에 정보를 제공하는 온도센서(150)와 저장고의 상대습도를 측정하는 습도센서(160)와 상기 온도센서(150) 및 상기 습도센서(160)의 정보를 수집하여 각 장치의 작동을 전반적으로 제어하기 위한 제어부(400)가 설치되며, 유니트박스(180)내에 시트(S1)를 권취하고 풀어낼 수 있는 구조로 된 차압시트부(S)가 형성된 것을 특징으로 하는 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치
제 2 항에 있어서, 유니트 박스(180)는 상부측 그릴과 하부측 그릴이 형성되는데 하부측 그릴은 공기흡입구(191)이고, 상부측 그릴은 냉각 또는 건조된 공기가 외부로 방출되는 공기유출구(192)를 형성되고, 유니트박스(180)의 내측공간은 상기 공기흡입구(191)와 공기유출구(192)를 기준으로 상하공간을 격리하여 나누는 격리판(193)이 형성되며, 격리판(193)에는 두 개의 관통구멍이 형성되어 각각 차압팬(110)을 설치하여 유니트박스(180)내의 하부측 공간에 있는 공기를 상부측 공간으로 강제 이송시키도록 하고, 유니트박스(180)의 격리판(193)위에서 공기유출구(192)에 인접하여 가습기(130)가 설치되고, 격리판(193)위 가습기(130)의 뒤쪽에 상부측공간을 전후로 나누며 하부측공간에서 이송되어온 공기를 가열하는 가열기(170)가 설치되고, 유니트박스(180)의 격리판(193)의 아래측에 공간을 전후로 나누는 것으로 공기유입구(191)로부터 이송된 공기를 냉각하는 증발기(120)가 설치되고, 유니트박스(180)의 상측공간의 전면측에 격리된 공간을 형성하고 여기에 가로로 길게 시트권취롤(S2)이 회동가능하게 설치되고 불투기성(不透氣性)재질로된 소정의 폭과 상당한 길이로 된 시트(S1)가 시트권취롤(S2)에 감겨져 있고, 시트(S1)가 진출입하는 시트출입구(S3)가 유니트박스(180)의 전면에 형성된 공기흡입구(191)와 공기유출구(192) 사이에 가로로 길게 형성된 차압시트부(S)가 형성되고, 유니트박스(180)의 전면에 공기흡입구(191)가 형성된 부분의 가장자리를 따라 소정의 간격을 갖고 "" 형태로 범퍼(B)가 돌출되어 형성되고, 유니트박스(180)의 외부 저면측에 복수개의 바퀴(W)가 형성된 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치
제 2 항에 있어서, 증발기(120)는 공기흡입구(191) 후방에 위치하여 유니트박스(180) 하부측 공간를 전후로 나누며 위에서 바라볼 때 "∧" 형상으로 설치되는 신선 농산물의 이동식 예냉예건겸용장치.