KR101112476B1 - 지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각핀을 포함하는 증발기와, 상기 증발기의 일측에 구비되어 주변 공기가 냉각핀을 경유하도록 송풍하는 송풍기와, 상기 냉각핀에 성에 발생시 성에를 제거하는 히터를 포함하는 대형 냉동 저장고의 유닛 쿨러에 있어서, 상기 냉각핀의 성에 발생 유무를 체크하여 각기 다른 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 유닛 쿨러를 정상가동시키거나, 제상가동시키는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 냉각핀을 실시간으로 체크하여 성에가 발생할 때에만 히터를 가동하고, 가동 중에도 냉각핀을 실시간으로 체크하여 성에가 제거되면 즉시 유닛쿨러를 정상가동 시킴으로 인해 대형 냉동설비에 적용시 냉각효율의 증가 및 에너지가 절감되는 효과를 갖게 된다.

증발기, 냉동기, 제상, 히터, 포토센서

Description

지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러{Unit cooler}

본 발명은 냉각핀을 포함하는 증발기와, 상기 증발기의 일측에 구비되어 주변 공기가 냉각핀을 경유하도록 송풍하는 송풍기와, 상기 냉각핀에 성에 발생시 성에를 제거하는 히터를 포함하는 대형 냉동 저장고의 유닛 쿨러에 있어서, 상기 냉각핀의 성에 발생 유무를 체크하여 각기 다른 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 유닛 쿨러를 정상가동시키거나, 제상가동시키는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러에 관한 것이다.

일반적으로 냉동장치는 개략적으로 실외에 설치되는 압축기, 응축기, 실외기팬, 팽창밸브와, 실내에 설치되는 증발기, 실내기팬으로 구성되어 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발하여 실내의 온도를 낮추는 장치이다.

이외에도, 냉동장치는 냉매를 순환하고 남은 여분의 냉매를 저장하기 위한 용기인 수액기와, 압축기에서 응축기까지의 토출가스 배관 도중에 토출가스에 포함되어 있는 분리시키는 유분리기와, 압축기로 흡입되는 냉매가스중에 포함된 냉매액을 분리하는 액분리기와, 액분리기에서 분리된 냉매액을 수액기로 회수하거나 증발 기로 리턴시키는 액회수장치 등을 갖추고 있다.

여기서, 공기를 냉각하는 증발기에서는, 공기는 항상 습기를 가지고 있기 때문에 공기중의 수분이 응축?동결되면 냉각관 표면에 서리(Snow)가 부착되기 마련이며, 이 서리가 성장해서 그 두께가 증가되면, 증발기의 통풍량이 감소하고, 전열관의 열통과율이 적어져 냉각능력 저하에 따른 냉장실내의 온도상승과, 증발온도 및 증발압력이 저하되고, 이에 따라 압축비 증가, 체적효율감소 등을 유발한다.

따라서, 종래에는 이와 같은 증발기의 냉각기능을 회복하기 위해 증발기에 부착된 서리를 제거하는 다양한 제상방법을 실시하고 있다. 일예로 핫 가스에 의한 제상방법(Hot gas defrost)과, 살수에 의한 제상방법(water defrost)과, 전열에 의한 제상방법(electric defrost)과, 부동액 분무에 의한 제상방법 등이다.

여기서, 핫 가스에 의한 제상방법은 압축기로부터 나오는 고온?고압의 가스를 직접 증발기에 넣어 증발기 코일을 가열하여 제상하는 방법으로 장치가 간단하여 전기히터와 물 배관설비를 설치할 필요가 없다. 그러나 서리의 두께가 어느정도 이상이면 제상이 어려운 단점이 있고,

살수에 의한 제상방법은 물을 증발기 코일 위에 뿌려 제상하는 것으로, 증발기내의 냉매회수와 공기 출입구를 차단하고, 송풍기를 정지시킨 후 10℃ ~ 20℃의 물을 살포하는 방식이다. 이는 가장 간단하고 일반적인 방법이며, 유닛쿨러 등에서 많이 사용되고, 살수량을 많게 하면 단시간에 제상이 되는 특징이 있으나 물배관 설비와, 급수배관의 동결방지 조치가 필요하며 물의 동결로 송풍기가 정지되는 경우가 발생한다. 또한 제상 종료 후 송풍개시하면 코일에 부착되었던 물이 비산되는 문제점이 발생한다.

전열에 의한 제상방법은 전기히터를 증발기의 적당한 위치에 설치하여 제상하는 것으로 제상시에는 송풍을 정지하고 가열하여 서리를 제거하는 방식이다. 이와 같은 제상방법은 조작 및 제어가 간소하고, 히터 설치방법을 적절히 하면 가열 불균일을 적게 할 수 있다.

부동액 분무에 의한 제상방법은 냉각관에 계속하여 부동액(브라인)을 분무하여 서리가 생기지 않도록 하는 방법으로써 실내온도가 제상 때문에 상승되는 일(제상으로 인한 운전정지가 없으므로)이 없다. 그러나 이와 같은 제상방법은 설비비가 비싸고 실내 보관품의 위생을 위한 부동액(저온에서 습도가 높아지는 부동액 사용은 곤란) 선정을 고려해야 한다.

한편, 전열에 의한 제상방법은 냉각핀에 서리가 발생하지 않더라도 타이머에 의해 일정한 시간 간격으로 히터를 가동하고 있어 불필요하게 에너지가 소모되는 비효율적이란 지적이 있어왔다.

즉, 이와 같은 방식은 서리가 발생하지 않더라도 일정시간이 경과되면 타이머에 의해 히터가 가동되어 불필요하게 실내온도를 상승시키고, 또 이로 인해 상승된 실내온도를 다시 정상상태로 유지하기 위해서는 마찬가지로 불필요한 에너지가 소모됨으로 비효율적인 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유닛쿨러의 냉각핀에 성에가 발생하는지를 센서를 통해 실시간으로 체크하여 성에가 발생할 때에만 히터를 가동하고, 가동 중에도 냉각핀을 실시간으로 체크하여 성에가 제거되면 즉시 유닛쿨러를 정상가동시킴으로써 대형 냉동설비에서의 냉각 에너지의 손실을 최대한 줄일 수 있는 본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 냉각핀을 포함하는 증발기와, 상기 증발기의 일측에 구비되어 주변 공기가 냉각핀을 경유하도록 송풍하는 송풍기와, 상기 냉각핀에 성에 발생시 성에를 제거하는 히터를 포함하는 대형 냉동 저장고의 유닛 쿨러에 있어서, 상기 냉각핀의 성에 발생 유무를 체크하여 각기 다른 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 유닛 쿨러를 정상가동시키거나, 제상가동시키는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러에 의하면, 성에 발생을 실시간으로 체크하여 성에가 발생할 때에만 히터를 가동하고, 히터 가동 중 성에가 제거되면 즉시 히터가동을 정지하고 유닛쿨러를 정상가동시킴으로써 냉각에너지의 손실을 최소화할 수 있음과 동시에 유닛쿨러의 냉각효율을 향상시킨다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 유닛쿨러의 정상가동이란 실외에 설치되는 유닛쿨러의 압축기, 응축기, 실외기팬, 팽창밸브와, 실내에 설치되는 증발기, 실내기팬을 가동하여 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발의 과정으로 실내의 온도를 낮추는 것을 말하며, 제상가동이란 상기 유닛쿨러의 정상가동을 중지하고 유닛쿨러의 히터를 가동하여 냉각핀에 발생한 성에를 제거하는 것을 말한다.

본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러는 대형 냉동 저장고 등에 사용되는 것으로, 이러한 유닛쿨러(100)는 냉각핀(12a)을 포함하는 증발기(12)와, 상기 증발기(12)의 일측에 구비되어 주변 공기가 냉각핀(12a)을 경유하도록 송풍하는 송풍기(11)와, 상기 냉각핀(12a)에 성에(S)발생시 이를 제거하는 히터(80)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 유닛쿨러(100)의 냉각핀(12a)에는 대형 냉동 저장고에 보관된 각종 물품에서 발생한 습기로 인해 성에(S)가 발생 되는데, 이는 유닛쿨러(100)의 냉각 효율을 저하시키고, 심지어는 냉각핀(12a)의 파손으로 이어지게 한다.

따라서, 유닛쿨러(100)는 냉각핀(12a)에 발생된 성에(S)를 적정한 시점에서 제거를 해야 하는데 본 발명은 이를 위해 상기 냉각핀(12a)의 성에 발생 유무를 체크하여 각기 다른 신호를 출력하는 센서부와, 상기 센서부에서 출력되는 신호를 기 초로 상기 유닛 쿨러(100)를 정상가동시키거나, 제상가동시키는 제어부를 더 포함하여 구성한다.

즉, 센서부에 의한 냉각핀(12a)의 실시간 감시로 성에(S)발생이 체크되면 제어부는 유닛쿨러(100)의 정상가동을 중지하고 히터(80)를 가동하여 성에를 제거한다. 이때에도 센서부에 의한 냉각핀(12a)의 실시간 감시로 성에(S)가 제거되었는지가 체크되면 제어부는 이러한 센서부의 체크를 통해 히터(80)의 가동을 정지하고 유닛쿨러(100)를 정상가동한다.

한편, 상기 냉각핀(12a)의 중심부의 일직선상은 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이 센싱홀(12b)을 다수개 형성하는 것이 바람직하고, 상기 센서부는 상기 센싱홀(12b)의 내측에 발생하는 성에(S)를 감지하도록 냉각핀(12a)의 중심부의 양측에 장착되는 투광기(61)와 수광기(62)로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제어부는 상기 투광기(61)와 수광기(62)에 의해 성에(S) 발생이 감지되면 즉시 유닛쿨러(100)를 제상가동시키거나, 성에(S) 발생 감지로부터 시간차를 두고 제상가동시키는 것이 바람직하다. 상기 센싱홀(12b)을 냉각핀(12a)의 중심부의 일직선상에 형성하는 것은 본 발명과 같은 유닛쿨러(100)의 구조상 냉각핀(12a)의 중심부에서부터 성에(S)발생 확률이 높기 때문이고, 본 발명과 같은 유닛쿨러(100)가 아닌 다른 타입의 유닛쿨러라면 성에(S)발생 확률이 높은 냉각핀(12a)의 구간에 센싱홀(12b)을 형성하는 것이 바람직할 것이다. 한편, 상기 센서부는 투과형 포토센서일 수 있다.

그리고 본 발명은 제상시 빠른 제상을 위해 본 출원인이 선 출원(출원번호: 1020080014462)한 발명의 구성을 포함할 수 있다.

즉, 제상시 도 4와 같이 스크린(24)을 내리고 히터를 가동하는 것이다. 따라서, 본 발명에서의 제어부는 냉각핀(12a)에 발생된 성에(S)를 제거하기 위해 히터(80)를 가동하기 전에 스크린(24)을 내릴 수 있다. 또한, 냉각핀(12a)에 발생된 성에(S)가 제거되면(센서부에 의해 확인) 제어부는 스크린(24)을 올린 후 유닛쿨러(100)를 정상가동한다.

여기서, 투광기(61)와 수광기(62)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 관통공(42a)이 형성된 안내플레이트(41,42)에 서로 마주보도록 설치되는데 이를 위해서는 1고정편(51)과 2고정편(52)의 구성이 추가되어야 한다.

한편, 투광기(61)와 수광기(62)는 도 6과 같이 다수개 설치될 수 있는데 이는 성에(S)의 발생지점이 불규칙할 수 있기 때문이기도 하고, 서로 다른 곳에 설치된 투광기(61)와 수광기(62)의 각각의 신호의 조합으로 정상가동, 제상가동 여부를 결정하여 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있기 때문이다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 지능형 제상기능을 갖는 유닛쿨러의 동작관계를 설명한다.

유닛쿨러는 평상시 주위의 온도를 낮추기 위해 정상가동된다. 도 5의 A는 센싱홀(12b)에 성에(S)가 발생하지 않았고, B는 센싱홀(12b)에 성에(S)가 발생한 상태다. 성에(S)가 센싱홀(12b)의 어느 한군데에서라도 발생하면 센서부는 성에(S) 발생을 제어부에 알린다. 그러면 제어부는 유닛쿨러(100)의 정상가동을 중지하고, 제상가동을 실시하며, 이때에 센서부는 계속해서 센싱홀(12b)을 체크하기 때문에 센싱홀(12b)에서 성에(S)가 제거된 것이 체크되면 이를 제어부에 알려 제어부를 통해 유닛쿨러(100)의 제상가동을 중지하고 정상가동을 실시하게 한다.

여기서는 성에(S) 발생 즉시 정상가동을 중지하고 제상가동을 실시한 것이나, 성에(S) 발생을 체크하고 난 후 어느 정도의 시간(예컨대, 10분 ~ 1시간)이 지난 후 정상가동을 중지하고 제상가동을 실시할 수 있다. 또한, 도 6과 같이 센서부가 다수개 구비된 경우에는 두 개 이상의 센서부에서 성에(S)발생이 체크될 때에, 또는 센서부 전부에서 성에(S)발생이 체크될 때에 유닛쿨러의 정상가동을 중지하고 제상가동을 실시할 수 있다. 이는 에너지 손실(냉각손실)을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명이 상기와 같이 양호한 실시예와 관련하여 설명하였으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러를 나타낸 사시도,

도 2 및 도 3은 각각 도 1의 정면도와 배면도,

도 4는 본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러의 스크린의 동작관계를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러의 냉각핀에 발생되는 성에를 감지하기 위한 센서부의 동작관계를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 다른예에 따른 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러를 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 유닛 쿨러 11: 송풍기

12: 증발기 12a: 냉각핀

12b: 센싱홀 21,22,21',22': 고정대

23: 회전축 24: 스크린

25,25': 가드 플레이트 30,30': 모터

41,42,41',42': 안내 플레이트

51: 1고정편 52: 2고정편

61: 투광기 62: 수광기

80: 히터

Claims (2)

1. 냉각핀(12a)을 포함하는 증발기(12)와, 상기 증발기(12)의 일측에 구비되어 주변 공기가 냉각핀(12a)을 경유하도록 송풍하는 송풍기(11)와, 상기 냉각핀(12a)에 성에 발생시 성에를 제거하는 히터를 포함하는 대형 냉동 저장고의 유닛 쿨러(100)에 있어서,

   상기 냉각핀(12a)은 다수개의 센싱홀(12b)이 형성되고, 이러한 센싱홀(12b)에 의해 일 직선상이 수평으로 관통된 수평센서공간이 형성하며, 이러한 상기 수평센서공간이 적어도 둘 이상 냉각핀(12a)에 형성되고,

   상기 냉각핀(12a)의 양측에는 상기 냉각핀(12a)의 일부를 감싸고, 상기 센싱홀(12b)과 동선에 위치된 부분은 홀을 형성한 안내플레이트(41,42)가 설치되고,

   상기 안내플레이트(41,42)의 홀 및 상기 수평센서공간과 동선에 위치되도록 상기 안내플레이트(41,42)에 장착되어 상기 수평센서공간에 발생하는 성에(S)를 감지하는 투광기(61)와 수광기(62)로 구성되는 센서부가 다수개 더 구비되고,

   상기 센서부에서 출력되는 신호를 기초로 상기 유닛 쿨러(100)를 정상가동시키거나, 제상가동시키는 제어부가 더 구비되되,

   상기 제어부는 상기 센서부 중 두 개 이상의 센서부에서 성에 발생이 감지되면 즉시 유닛쿨러(100)를 제상가동시키거나, 성에 발생 감지로부터 시간차를 두고 제상가동시키는 것을 특징으로 하는 지능형 제상 기능을 갖는 유닛쿨러.
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