KR101414138B1 - 쇼케이스 및 증발기 결빙 방지 방법 - Google Patents

쇼케이스 및 증발기 결빙 방지 방법 Download PDF

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Abstract

쇼케이스가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼케이스는 상품을 진열하기 위한 저장실과, 상기 저장실로부터 제공되는 공기의 냉각이 이루어지는 냉각실을 제공하는 케이스; 냉각실에 설치되는 증발기; 증발기로 공기를 송풍하는 송풍기; 송풍기와 증발기 사이를 연결하는 덕트; 덕트에 설치되고 증발기의 결빙으로 덕트의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가되는 경우 제상 신호를 제공하는 감지부재; 및 감지부재의 제상 신호에 의해 증발기를 제상하는 제어부를 포함한다.

Description

쇼케이스 및 증발기 결빙 방지 방법{SHOWCASE AND METHOD FOR PREVENTING FREEZING OF EVAPORATOR}
본 발명은 냉동사이클을 이용하여 상품을 냉장보관하는 쇼케이스에 관한 것이다.
일반적으로, 쇼 케이스는 육류, 채소 및 음료 등 식품을 신선하게 유지시키면서 이들 상품을 진열하는 것으로서, 냉동사이클을 이용하여 냉기를 발생시키고 이 냉기로 상품을 냉장 보관함으로써 신선도를 유지하게 된다.
냉동 사이클은 증발기의 증발열과 외기 온도와의 열교환에 의해 냉기를 발생시키는데, 이때 증발열과 외기온도의 차이에 의해 증발기 표면에는 성에가 착상되는데, 상기와 같이 증발기의 표면에 착상된 성에는 증발기의 열교환작용을 저해할 뿐만 아니라 송풍팬에 의한 냉기의 유동저항을 증가시키게 되어 냉장고의 소비전력을 증가시키는 요인이 된다. 따라서, 종래의 냉장고는 착상량이 지나치게 증대될 경우 증발기의 본래 기능을 회복시키기 위하여 증발기의 일 측에 마련된 제상히터를 주기적으로 작동시켜 성에를 제거하게 되는데, 이러한 종래 기술에 따른 제상방식은 하기 [문헌1]에 상세히 개시되어 있다.
[문헌1] 대한민국 공개특허 제2007-0019153호(2007. 2. 15. 공개)
한편, 상기와 같이 증발기에 착상되는 성에량은 냉동실 및 냉장실의 내부에 보관되는 음식물의 종류, 외기의 온도 및 습도, 그리고 냉동실 및 냉장실의 개폐횟수 등 여러 가지 착상조건에 의해 달라지게 되는데, 종래의 냉장고는 이를 고려하지 않고 오로지 미리 설정된 제상시기에 따라 제상운전을 수행하기 때문에 에너지 효율 측면에서 많은 문제점을 야기하게 된다.
즉, 종래의 냉장고는 대부분 압축기의 누적동작시간만을 산출하여 제상시기를 결정하는 방식이기 때문에 증발기가 과착상 상태인 경우에도 상기 누적동작시간이 기준시간보다 작으면 제상운전을 수행하지 않게 되고, 그 결과 증발기의 열전달 효율의 저하 및 냉기 유동저항의 증가로 인하여 냉장고의 소비전력을 현저히 증가시키게 된다.
또한, 이와는 반대로 증발기의 착상량이 미소한 경우에도 상기 누적동작시간이 기준시간을 경과하게 되면 무조건 냉각운전을 중단하고 제상운전을 실시하기 때문에, 불필요한 제상히터의 동작과 그로 인한 저장실 내부 온도의 상승과 같은 문제점을 야기하게 된다.
본 발명의 실시예들은 증발기의 결빙 정도에 따라 제상시기를 정확하게 판단할 수 있는 쇼케이스 및 증발기 결빙 방지 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상품을 진열하기 위한 저장실과, 상기 저장실로부터 제공되는 공기의 냉각이 이루어지는 냉각실을 제공하는 케이스; 상기 냉각실에 설치되는 증발기; 상기 증발기로 공기를 송풍하는 송풍기; 상기 송풍기와 상기 증발기 사이를 연결하는 덕트; 상기 덕트에 설치되고 상기 증발기의 결빙으로 상기 덕트의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가되는 경우 제상 신호를 제공하는 감지부재; 및 상기 감지부재의 제상 신호에 의해 증발기를 제상하는 제어부를 포함하는 쇼케이스가 제공될 수 있다.
또한, 상기 감지 부재는 상기 덕트의 일측에 설치되고, 상기 덕트의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가될 경우 회동되는 도어; 및 상기 도어의 회동에 의해 스위칭되고, 제상 신호를 발생시키는 스위치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지 부재는 상기 도어의 회동 정도에 따라 상기 스위치의 스위칭 시점이 변화되도록 상기 스위치의 위치를 조정하는 위치조정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지 부재는 상기 덕트의 내부 압력을 체크하고, 제상 신호를 발생하는 압력센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 증발기의 결빙이 제거되도록 압축기의 동작을 일시 중단할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 공기가 송풍기를 통해 증발기로 공급될 때, 상기 증발기의 결빙으로 상기 증발기를 통과하는 공기량이 감소되어 상기 송풍기와 상기 증발기 사이의 공기압이 상승되면, 상승된 공기압에 의해 도어가 회동되는 단계; 상기 도어의 회동을 감지하여 제상 신호를 제공하는 단계; 및 상기 제상 신호를 제공받아 증발기를 제상하는 단계를 포함하는 쇼케이스의 제상 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 증발기를 제상하는 단계는 상기 도어의 회동 범위에 따라 상기 증발기의 결빙량을 판단하여, 상기 증발기의 제상 시간을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 증발기가 실제로 결빙된 경우에만 압축기 동작을 일시 중단하기 때문에 냉장고의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 제상을 최적으로 수행할 수 있어, 보관된 식품의 상태를 항상 최적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 실시예들은 쇼케이스의 운전 중에 불필요한 제상이 수행되거나, 필요한 제상이 수행되지 않았던 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼케이스를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 쇼케이스의 단면도이다.
도 3은 제상 부재를 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도어의 개폐에 의한 감지부재의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇼케이스 및 그 제상 방법을 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼케이스를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 쇼케이스의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쇼케이스(10)는 케이스(100), 냉각시스템(200), 냉각 시스템으로부터 냉각된 공기를 순환시켜 주기 위한 송풍기(300) 그리고 냉각 시스템의 증발기에 성에가 발생될 경우 이를 감지하여 성에를 제거하기 위한 제상 부재(400)를 포함한다.
케이스(100)는 내부에 선반(112) 등이 구비되어 상품을 저온보관하며 전시하는 저장실(110)과, 저장실(110)의 아래 공간에 형성되어 저장실(110) 및 외부로부터 유입되는 공기의 열교환(냉각)이 이루어지는 냉각실(120)과, 공기가 냉각실(120) 및 저장실(110)을 순환하도록 형성된 유로(130) 그리고 냉각실 아래에 위치되며 냉기를 형성하기 위한 냉각 시스템(200)이 설치되는 기계실(160)을 포함한다.
케이스(100)에는, 저장실(110)을 이루는 바닥판 일측에 저장실(110) 및 외부로부터의 공기가 냉각실(120)로 유입되는 흡입구(118)가 구비되고, 타측에 냉각실(120)에서 냉각된 공기가 유로(130)를 거쳐 저장실(110)로 유출되는 토출구(119)가 구비된다.
여기서, 유로(130)와 흡입구(118) 그리고 토출구(119)의 위치 그리고 케이스(100)의 형상은 본 실시예에 한정하지 않고 다양하게 변경/선택할 수 있음은 물론이다.
냉각 시스템(200)은 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기(210)와, 압축기(210)에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(220)와, 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브(230)와, 팽창밸브(230)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 주변 공기와 열교환을 통해 냉동효과를 달성하는 증발기(240)를 포함한다.
압축기(210)와 응축기(220) 그리고 팽창밸브(230)는 냉각실(120) 아래의 기계실(160)에 설치되며, 증발기(240)는 냉각실(120)에 설치된다.
냉각실(120)에는 열교환된 공기를 저장실(110)로 유도하는 송풍기(300)가 제공된다.
상기와 같이, 증발기(240)의 증발작용에 의해 발생된 냉기는 냉각실 일측에 설치된 송풍팬에 의하여 저장실로 순환되는데, 이러한 순환 과정에서 온도가 상승한 냉기는 다시 증발기를 거쳐 냉각됨으로써 상술한 열교환 작용을 반복하게 된다.
이때, 저장실 내부를 순환한 냉기가 증발기와 접촉하는 경우 냉기 중에 포함된 수분은 증발기의 전열관 및 전열핀의 표면에 응결 및 성에가 증착되면서 결빙이 발생될 수 있다.
제상 부재(400)는 증발기에 성에(경빌)가 발생될 경우 이를 감지하여 성에를 제거하기 위해 제공된다.
도 3은 제상 부재를 보여주는 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도어의 개폐에 의한 감지부재의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제상 부재(400)는 덕트(410)와, 감지부재(420) 그리고 제어부(430)를 포함한다.
덕트(410)는 송풍기(300)와 증발기(240) 사이를 연결한다. 감지부재(420)는 덕트(410)에 설치된다. 감지부재(420)는 증발기(240)의 결빙으로 덕트(410) 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가되는 경우 제상 신호를 제공한다.
일 예로, 감지 부재(420)는 도어(422)와 스위치(424)를 포함할 수 있다. 도어(422)는 덕트(410)의 일측에 설치된다. 도어(422)는 덕트(410)의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가될 경우 회동되도록 제공된다. 스위치(424)는 도어(422)의 회동에 의해 스위칭되도록 도어(422) 전방에 설치된다. 스위치(424)는 도어 회동시 제상 신호를 발생시켜 제어부(430)로 제상 신호를 제공한다.
한편, 감지 부재(420)는 도어(422)의 회동 정도에 따라 스위치(424)의 스위칭 시점이 변화되도록 스위치(424)의 위치를 조정하는 위치조정부(426)를 포함할 수 있다. 위치조정부(426)에 의해 스위치(424)와 도어(422) 간격은 가까워지거나 멀어질 수 있다. 일 예로, 증발기의 성에가 적게 발생되더라도 이를 체크하여 제상 모드로 동작되게 하기 위해서는 스위치(424)와 도어(422) 간격을 가깝게 조정하면 된다. 즉, 증발기(240)에 발생되는 성에에 의해 덕트(410) 내부 압력이 조금이라도 상승되면, 도어(422)가 오픈되고, 그 오픈 각도가 작더라도 스위치(424)와 도어(422)의 간격이 가깝기 때문에 제상 신호를 발생시켜 증발기(240)의 성에를 제거하는 제상 동작이 수행될 수 있다.
반대로, 증발기(240)의 성에가 많이 발생될 때까지는 제상 모드 동작을 수행하지 않도록 하기 위해서는 스위치(424)와 도어(422) 간격을 멀리 조정하면 된다.
제어부(430)는 스위치(424)의 제상 신호를 제공받아 압축기(210)의 동작을 일시 중단시킨다. 압축기(210)의 동작 중지로 증발기(240)에 발생된 성에는 자연적으로 제거될 수 있다. 한편, 제어부(430)는 증발기(240)의 결빙이 제거되면서 덕트(410) 내부의 압력이 떨어지면 자연스럽게 도어(422)가 닫히게 되고, 그에 따라 스위치(424)로부터 제상 신호가 중단됨으로써 제상 동작도 중단한다.
이와 같이, 본 발명은 증발기(240)의 결빙 상태에 따라 변화되는 덕트(410) 내부의 공기압을 이용하여 증발기(240)의 결빙상태를 판단하고 그 결과에 따라 압축기의 동작을 일시 중단하기 때문에, 종래 기술과 달리 증발기에 실제로 성에가 착상된 경우에만 제상운전이 이루어지도록 하여 쇼케이스의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도시하지 않았지만, 증발기(240)와 인접하게 제상히터(미도시됨)가 설치될 수 있다. 제상히터가 구비된 경우, 제어부(430)는 스위치(424)로부터 제상 신호가 입력되면 제상히터를 작동시켜 증발기(240)의 성에를 강제적으로 제거할 수 있다.
또 다른 실시예로, 제상 부재(400)의 감지부재는 덕트의 내부 압력을 체크하고, 제상 신호를 발생하는 압력센서를 포함할 수 있다. 즉, 압력센서는 덕트 내부의 압력이 기설정된 압력보다 높아지면 증발기에 결빙이 발생되고 있는 것으로 예측하고 제상 신호를 발생시킬 수 있다.
상술한 구성을 갖는 쇼 케이스에서의 제상 방법을 설명하면 다음과 같다.
상술한 구성을 갖는 쇼케이스에서의 제상 방법을 살펴보면, 도어 회동 단계, 제상 신호 발생 단계 그리고 제상 단계를 포함한다.
도어 회동 단계: 공기는 송풍기(420)를 통해 증발기(240)로 공급된다. 이 과정에서 증발기(240)의 결빙으로 증발기(240)를 통과하는 공기량이 감소되면 송풍기(420)와 증발기(240) 사이인 덕트(410) 내부 공기압이 상승하게 된다. 그리고, 상승된 공기압에 의해 도어(422)가 회동된다.
제상 신호 발생 단계 : 도어(422)가 회동되면 스위치가 이를 감지하여 제상 신호를 발생시킨다.
제상 단계 : 제어부는 제상 신호가 입력되면 증발기의 제상을 위해 압축기의 동작을 중지시킨다. 한편, 제어부는 스위치로부터 제상 신호 입력이 중단되면, 압축기를 다시 가동시킨다.
증발기를 제상하는 단계에서는 도어의 회동 범위에 따라 증발기의 결빙량을 판단하고, 증발기의 제상 시간을 제어할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 쇼케이스는 기설정된 제상시기에 따라 제상 운전을 수행하는 것이 아니라, 증발기에 성에가 발생된 경우에만 제상운전을 수행하기 때문에 에너지 효율 측면에서 각별한 효과를 갖는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 케이스 200 : 냉각 시스템
300 : 송풍기 400 : 제상 부재

Claims (7)

  1. 쇼케이스에 있어서:
    상품을 진열하기 위한 저장실과, 상기 저장실로부터 제공되는 공기의 냉각이 이루어지는 냉각실을 제공하는 케이스;
    상기 냉각실에 설치되는 증발기;
    상기 증발기로 공기를 송풍하는 송풍기;
    상기 송풍기와 상기 증발기 사이를 연결하는 덕트;
    상기 덕트에 설치되고 상기 증발기의 결빙으로 상기 덕트의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가되는 경우 제상 신호를 제공하는 감지부재; 및
    상기 감지부재의 제상 신호에 의해 증발기를 제상하는 제어부를 포함하며,
    상기 감지 부재는
    상기 덕트의 일측에 설치되고, 상기 덕트의 내부 압력이 기설정된 압력값 이상으로 증가될 경우 회동되는 도어; 및
    상기 도어의 회동에 의해 스위칭되고, 제상 신호를 발생시키는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지 부재는
    상기 도어의 회동 정도에 따라 상기 스위치의 스위칭 시점이 변화되도록 상기 스위치의 위치를 조정하는 위치조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지 부재는
    상기 덕트의 내부 압력을 체크하고, 제상 신호를 발생하는 압력센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 증발기의 결빙이 제거되도록 압축기의 동작을 일시 중단하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스.
  6. 쇼케이스의 증발기 결빙 방지 방법에 있어서,
    공기가 송풍기를 통해 증발기로 공급될 때, 상기 증발기의 결빙으로 상기 증발기를 통과하는 공기량이 감소되어 상기 송풍기와 상기 증발기 사이의 공기압이 상승되면, 상승된 공기압에 의해 도어가 회동되는 단계;
    상기 도어의 회동을 감지하여 제상 신호를 제공하는 단계; 및
    상기 제상 신호를 제공받아 증발기를 제상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스의 증발기 결빙 방지 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증발기를 제상하는 단계는
    상기 도어의 회동 범위에 따라 상기 증발기의 결빙량을 판단하여, 상기 증발기의 제상 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 쇼케이스의 증발기 결빙 방지 방법.
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