KR101181537B1 - 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트파이프 구조의 배열기에 설치되는 밸브에 의해, 상기 배열기의 방열량을 조절할 수 있으므로, 건조기 초기 작동시 비효율적인 열방출이 방지되는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 관한 것이다.

히트펌프, 건조기, 히트파이프

Description

히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법{Drying machine of use heat pump and method of controlling the same}

본 발명은 히트파이프 구조의 배열기에 설치되는 밸브에 의해, 상기 배열기의 방열량을 조절할 수 있는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프식 건조기에 구비되는 배열기는 과도한 열량발생을 방지하고 의류건조드럼의 온도가 과열되어 불필요한 응축수가 드럼이나 송풍순환 덕트내의 벽면에 결로되어 부식, 곰팡이, 건조시간 연장 등의 부작용을 가져오지 않게하고, 압축기의 단속을 없애서 불필요한 기동 소비전력의 낭비를 없애고, 건조시스템 전반의 불안정성을 제거한다.

종래 히트파이프가 구비된 히트펌프식 건조기는 냉매유량의 조절을 단순히 배열기 팬의 송풍능력만으로 조절한다.(한국등록특허 제737006호)

이러한 종래의 히트펌프식 건조기는, 피건조물의 양이 많거나 저온 일 때, 상기 건조기로 공급되는 공기의 온도를 일정온도(피건조물을 건조시키는 데 알맞은 온도(약 50~65℃로 실험을 통해 얻을 수 있음)로 승온시키기에 많은 시간이 필요하면 배열기 팬을 끄고 상기 공기가 일정온도에 이르기를 기다린다.

따라서, 상기 종래기술은 히트파이프 구조상 일정량의 열량이 계속 밖으로 방출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 건조기 초기 작동시 비효율적인 열방출을 방지하여 건조 공기의 온도가 빨리 상승할 수 있도록 배열기, 즉 히트파이프의 방열량을 조절할 수 있는 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 히트펌프식 건조기는, 건조실이 마련된 드럼; 상기 건조실에 연통되되, 송풍기에 의해 순환되는 공기를 안내하는 덕트; 상기 덕트상에 설치되되, 증발기와, 상기 증발기를 경유하는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 경유하는 냉매의 열을 방열하는 응축기를 포함하는 히트펌프; 상기 덕트내의 열을 배열하는 배열기를 포함하되, 상기 배열기는, 외부의 열을 흡수하여 그 내부에 수용된 작동유체를 증발시키는 증발부; 상기 증발부와 이격되도록 설치되며, 외부로 열을 방열시키는 응축부; 상기 증발부에서 생성된 증기상태의 작동유체를 상기 응축부로 이송시키는 증기관; 상기 응축부에서 응축된 액체상태의 작동유체를 상기 증발부로 귀환시키는 액귀환관; 상기 액귀환관에 설치되어, 상기 액상태의 작동유체의 흐름을 단속하는 밸브를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 히트펌프식 건조기는, 상기 밸브를 전자적으로 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 히트펌프식 건조기는, 상기 덕트내의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 히트파이프에 의해 덕트내의 열을 외부로 배열하는 히트펌프식 건조기 제어방법에 있어서, 초기 기동시 히트파이프 작동유체의 흐름을 막도록 제어하는 단계; 상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계; 상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달하면, 상기 히트파이프 작동유체의 흐름을 열도록 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에 의하면, 밸브에 의해 배열기의 방열량을 조절할 수 있으므로 비효율적인 열방출을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 히트펌프식 건조기 및 히트펌프식 건조기 제어방법에 의하면, 다음과 같은 이점이 있다.

히트파이프 구조의 배열기에 설치되는 밸브에 의해, 상기 배열기의 방열량을 조절할 수 있으므로, 건조기 초기 작동시 비효율적인 열방출이 방지된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 히트펌프식 건조기는, 건조실(110)이 마련된 드럼(100)과, 상기 건조실(110)에 연통되되, 송풍기(200)에 의해 순환되는 공기를 안내하는 덕트(300)와, 상기 덕트(300)상에 설치되되, 증발기(410)와, 상기 증발기(410)를 경유하는 냉매를 압축하는 압축기(420)와, 상기 압축기(420)를 경유하는 냉매의 열을 방열하는 응축기(430)를 포함하는 히트펌프(400)와, 상기 덕트(300)내의 열을 배열하는 배열기(500)를 포함하되, 상기 배열기(500)는, 외부의 열을 흡수하여 그 내부에 수용된 작동유체를 증발시키는 증발부(510)와, 상기 증발부(510)와 이격되도록 설치되며, 외부로 열을 방열시키는 응축부(520)와, 상기 증발부(510)에서 생성된 증기상태의 작동유체를 상기 응축부(520)로 이송시키는 증기관(530)과, 상기 응축부(520)에서 응축된 액체상태의 작동유체를 상기 증발부(510)로 귀환시키는 액귀환관(540)과, 상기 액귀환관(540)에 설치되어, 상기 액상태의 작동유체의 흐름을 단속하는 밸브(550)를 포함하여 구성된다.

건조실(110)이 마련된 드럼(100)의 일측면과 타측면에는 덕트(300)가 연통되도록 설치된다.

상기 건조실(110)에는 의류 등 피건조물이 수용된다.

상기 덕트(300)에는, 상기 덕트(300)내로 공기를 순환시키는 송풍기(200)가 설치된다.

상기 덕트(300)상에는, 증발기(410)와, 압축기(420)와, 응축기(430)와, 팽창장치(440)와, 이를 연결시켜 냉매가 이동하는 냉매유로(450)를 포함하여 구성되는 히트펌프(400)가 설치된다.

한편, 상기 덕트(300)에는, 상기 히트펌프(400)의 응축기(430)를 통과한 공기의 온도를 더욱 높여주는 히터(700)가 설치된다.

상기 배열기(500)는 루프형(Loop cycle heat pipe) 히트파이프로 구성되어, 건조실(110)과 히트펌프(400)의 증발기(410) 사이에 배치된다.

상기 배열기(500)의 액귀환관(540)에 설치되는 밸브(550)는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.

한편, 히트펌프(400)의 증발기(410) 및 배열기(500)의 증발부(510)에는 배출구(600)가 설치되어, 상기 배출구(600)를 통해 수분이 응축되어 형성된 응축수가 배출된다.

한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기는, 상기 밸브(550)를 전자적으로 제어하는 제어부(800)와, 상기 덕트(300)내의 온도를 감지하는 온도센서(900)를 더 포함 하여 구성된다.

상기 온도센서(900)는 배열기(500)의 입구에 배치시키는 것이 바람직하다.

따라서, 배열기(500)를 통과하는 공기의 온도를 온도센서(900)가 감지하고 감지된 신호가 제어부(800)로 전달된다.

그리고, 상기 제어부(800)에서는 상기 신호에 따라 밸브(550)를 개폐함으로써, 상기 배열기(500)의 방열량을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법은, 히트파이프에 의해 덕트내의 열을 외부로 배열하는 히트펌프식 건조기 제어방법에 있어서, 초기 기동시 히트파이프 작동유체의(Working fluid : 프레온냉매 등) 흐름을 막도록 제어하는 단계(S1)와, 상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계(S2)와, 상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달하면, 상기 히트파이프 작동유체의 흐름을 열도록 제어하는 단계(S3)를 포함하여 구성된다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명 히트펌프식 건조기의 동작을 설명한다.

먼저, 히트펌프식 건조기의 건조실(110)에 피건조물을 넣고 전원을 공급한다.

전원이 공급되면, 송풍기(200)와, 히트펌프(400)와, 히터(700)와, 배열기(500)가 작동하게 된다.

송풍팬(200)이 작동하면, 덕트(300) 내부의 공기는 히트펌프(400)와, 히터(700)와, 건조실(110)과, 배열기(500)를 순환하게 된다.

상기 압축기(420)에서 압축된 고온고압의 냉매는 냉매관(450)을 통해 응축기(430)로 이동하여 상기 냉매의 열을 방열한다.

상기 응축기(430)를 통과한 냉매는 팽창장치(440)를 거치면서 감압하게 된다.

상기 팽창장치(440)를 통과하여 감압된 냉매는 증발기(410)로 이동한다.

상기 증발기(410)를 통과한 저온저압의 냉매는 다시 압축기(420)로 이동한다.

상기 히트펌프(400)의 응축기(430)를 통과한 후 히터(700)에 의해 가열되는 고온건조한 공기는 건조실(110)이 마련된 드럼(100)으로 이동한다.

상기 건조실(110)로 이동한 공기는 피건조물의 습기를 흡수한다.

상기 피건조물의 습기를 흡수한 고온다습한 공기는 배열기(500)를 통과한다.

상기 고온다습한 공기가 배열기(500)를 통과할 때, 상기 배열기(500)의 증발부(510)에서는 상기 고온다습한 공기의 열을 흡수하고, 그 내부에 수용된 작동유체를 증발시킨다.

증발된 작동유체는 증기관(530)을 통해, 덕트(300)의 외부에 배치되는 응축부(420)로 이동한다.

상기 응축부(420)로 이동한 작동유체의 열은 별도의 배열기팬(560)에 의해 덕트(300)의 외부로 방열된다.

그 후, 상기 응축부(420)에서 응축된 작동유체(열이 방열된 작동유체)는 액귀환관(540)을 통해, 다시 증발부(510)로 귀환한다.

이렇게, 상기 배열기(500)를 통과한 공기는 히트펌프(400)의 증발기(410)로 이동한다.

상기 증발기(410)를 통과한 공기는 상기 증발기(410)에 의해 냉각되어 저온건조한 공기가 된다.

상기 증발기(410)에 의해 공기의 온도가 냉각되면, 공기 내부의 수분이 응축되어 상기 증발기(410)의 표면에서 응결된다.

이렇게 응결된 응축수는 상기 증발기(410)에 설치되는 배출구(600)를 통해 외부로 배출된다.

마찬가지로, 상술한 배열기(500)의 증발부(510)에도 응축수를 배출시키는 배출구(600)가 설치된다.

그 후, 상기 저온건조한 공기는 응축기(430)를 거치면서 다시 고온건조한 공기가 되며 히터(700)에 의해 가열되어 건조실(110)로 재순환된다.

이때, 상기 히트파이프 액귀환관(540)에는 상기 액상태의 작동유체의 흐름을 단속하는 밸브(550)가 설치된다.

따라서, 신속한 온도의 상승을 위한 건조기 초기 기동시에는 상기 밸브(550)를 폐쇄하여, 상기 배열기(500)의 응축부(520)에서 응축된 작동유체가 증발부(510) 로 귀환하는 것을 막아준다.

즉, 상기 밸브(550)를 폐쇄하면 덕트(300)내 열의 배열이 방지되므로, 상기 배열기(500)를 통해 방열되는 공기의 비효율적인 열방출이 방지된다.

한편, 상기 배열기(500)의 입구에 설치되는 온도센서(900)에 의해 감지된 온도가 설정온도(피건조물을 건조시키는 데 알맞은 온도(약 50~65℃로 실험을 통해 얻을 수 있음)에 도달하면, 제어부(800)는 폐쇄되었던 밸브(550)를 개방시킨다.

따라서, 덕트(300)내의 과도한 온도상승을 방지할 수 있고, 압축기에서 투입된 잉여 열량을 기외로 배출하는 본연의 역할을 수행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

본 발명은 건조 운전 초기 온도가 낮은 동안에 덕트 내의 온도를 신속히 상승시키기 위해, 밸브를 이용하여 히트파이프 구조의 배열기의 방열량을 조절하도록 사용되는 것이 적합하다.

도 1은 본 발명의 히트펌프식 건조기를 개략적으로 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 히트펌프식 건조기 제어방법을 나타낸 플로우 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 드럼 110 : 건조실 200 : 송풍기

300 : 덕트 400 : 히트펌프 410 : 증발기

420 : 압축기 430 : 응축기 440 : 팽창장치

450 : 냉매관 500 : 배열기 510 : 증발부

520 : 응축부 530 : 증기관 540 : 액귀환관

550 : 밸브 560 : 배열기팬 600 : 배출구

700 : 히터 800 : 제어부 900 : 온도센서

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 히트파이프에 의해 덕트내의 열을 외부로 배열하는 히트펌프식 건조기 제어방법에 있어서,

   초기 기동시 히트파이프 작동유체의 흐름을 막도록 제어하는 단계;

   상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달했는지 여부를 판단하는 단계;

   상기 히트파이프를 통과하는 공기가 설정온도에 도달하면, 상기 히트파이프 작동유체의 흐름을 열도록 제어하는 단계를 포함하는 히트펌프식 건조기 제어방법.

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