KR101613965B1

KR101613965B1 - 배기식 의류 건조기의 제어방법

Info

Publication number: KR101613965B1
Application number: KR1020140175165A
Authority: KR
Inventors: 이선기; 박대윤; 류병조
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2016-04-20
Also published as: DE202015106435U1; US9745690B2; US20160160430A1; CN105671916A; CN105671916B

Abstract

히터에 의해 가열된 공기를 드럼에 공급하여 피건조물을 건조시키고, 상기 드럼을 통과한 공기를 케이스 외부로 배기시키는 배기식 의류 건조기의 제어방법에 있어서, 상기 드럼 내부를 통과하는 공기의 습도를 측정하여 상기 피건조물의 건조도를 감지하는 단계; 및 상기 피건조물의 건조도와 미리 정해진 기준값을 비교하여, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기시키거나, 상기 드럼을 통과한 공기의 적어도 일부를 상기 드럼으로 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 재순환시키는 단계는, 재순환 유로의 개방 정도를 단계별로 조절하여 상기 피건조물의 건조도 상승에 따라 재순환되는 공기의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법이 개시된다.

Description

배기식 의류 건조기의 제어방법{CONTROL METHOD FOR EXHAUST-TYPE DRYER}

본 발명은 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 배기식 의류 건조기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의류 건조기는 히터에 의해 생성된 열풍을 드럼 내부로 송풍하여 세탁물에 함유된 수분을 증발시킴에 따라 세탁물을 건조시키는 장치이다.

의류 건조기는 세탁물을 건조시킨 후 드럼을 통과한 습한 공기의 순환 여부에 따라 배기식 의류 건조기와 응축식 의류 건조기로 구분될 수 있다.

도 1은 종래의 배기식 의류 건조기를 보여주는 개략도이다.

종래의 배기식 의류 건조기는 피건조물이 투입되는 드럼(1)과, 드럼(1)으로 외부 공기가 흡입되도록 드럼(1)의 일측과 연결된 흡입유로(2)와, 드럼(1)으로 흡입되는 공기를 가열하도록 흡입유로(2)에 설치된 히터(4)와, 드럼(1)을 통과한 공기가 건조기 외부로 배치되도록 드럼(1)의 타측과 연결되는 배기유로(3)와, 외기가 흡입유로(2)를 통해 흡입되고 배기유로(3)를 통해 배기되도록 배기유로(3)에 설치된 유체에 동력을 제공하는 송풍팬(5)을 포함한다.

이와 같은 구성된 배기식 의류 건조기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

케이스 내부에 회전가능하게 설치된 드럼(1)이 회전함에 따라 드럼(1) 내부에 투입된 의류 등의 피건조물이 함께 유동된다. 송풍팬(5)이 작동되면서 케이스 외부의 공기가 흡입유로(2)로 흡입되고, 히터(4)에 의해 가열된다. 가열된 열풍은 드럼(1) 내부로 일정시간 동안 공급되어 피건조물을 건조시키고, 피건조물에서 증발된 습한 공기가 배기유로(3)로 배기된다.

그런데, 종래의 배기식 의류 건조기는 건조가 진행됨에 따라 피건조물의 건조도가 변화하며, 드럼(1)에서 배기되는 공기의 온도 및 상대습도도 변화한다.

즉, 세탁물의 건조가 완료에 가까워지는 건조 후반에는 배기되는 공기의 온도가 높아지고 상대습도(공기 중에 포함된 수증기의 비율)는 낮아진다.

이로 인해, 피건조물의 수분을 제거하는데 사용되지 않고 손실되는 가열공기의 비율이 상승하게 됨에 따라 건조시 에너지 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 일 목적은, 건조기의 건조 후반에 손실되는 열량을 재사용하여 에너지 효율을 높일 수 있는 배기식 의류 건조기의 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 피건조물의 건조도 상승에 따라 재순환되는 유로의 개방 정도를 단계별로 조절하여 재순환되는 공기의 양을 점차 증가시킴으로써 건조가 진행될수록 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 배기식 의류 건조기의 제어방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법은, 케이스 외부로부터 유입되는 외기를 히터에 의해 가열한 후, 가열된 공기를 드럼에 공급하여 피건조물을 건조시키고, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기덕트를 통해 케이스 외부로 배기시키되, 습도감지유닛을 통해 상기 드럼 내부를 통과하는 공기의 습도를 측정하여 상기 피건조물의 건조도를 감지하는 단계; 및 제어 유닛에서 상기 피건조물의 건조도와 미리 정해진 기준값을 비교하여, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기시키거나, 상기 드럼을 통과한 공기의 적어도 일부를 상기 드럼으로 재순환시키는 단계를 포함하고, 상기 재순환시키는 단계는, 재순환 유로의 개방 정도를 단계별로 조절하여 상기 피건조물의 건조도 상승에 따라 재순환되는 공기의 양을 증가시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 습도감지유닛은, 상기 드럼의 출구에 설치되고, 상기 드럼 내부에 투입된 의류의 수분 양에 따라 측정되는 전압값에 의해 상기 피건조물의 건조도를 감지하는 전극 센서일 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 예에 의하면, 상기 습도감지유닛은, 상기 드럼의 출구에 설치되고, 상기 드럼의 출구에서 건구온도 및 습구온도를 측정하는 건구 온도센서 및 습구 온도센서를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 재순환 유로의 개방 정도는, 상기 재순환 유로에 회전가능하게 설치된 댐퍼와, 상기 댐퍼를 개폐가능하게 회전시키는 액츄에이터에 의해 조절될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 재순환시키는 단계는 재순환되는 공기의 양이 서로 다르도록 미리 설정된 복수의 재순환 모드로 구성되고, 상기 제어 유닛은 상기 재순환 모드에 따라 각각 미리 설정된 기준전압값과 상기 전극 센서로부터 측정된 측정값을 비교하여, 상기 재순환 모드 중 해당 모드에서 미리 설정된 재순환 공기의 양에 따라 재순환 유로의 개방 정도를 조절할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 예에 의하면, 상기 재순환시키는 단계는 재순환되는 공기의 양이 서로 다르도록 미리 설정된 복수의 재순환 모드로 구성되고,

상기 제어 유닛은 상기 건구 온도센서 및 습구 온도센서에서 각각 측정된 측정값을 이용하여 상대습도를 계산하고, 상기 재순환 모드에 따라 각각 미리 설정된 기준상대습도값과 상기 측정값을 이용하여 계산된 상대습도를 비교하여, 상기 재순환 모드 중 해당 모드에서 미리 설정된 재순환 공기의 양에 따라 재순환 유로의 개방 정도를 조절할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 재순환시키는 단계는 상기 히터를 오프시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 배기식 의류 건조기에서 피건조물의 건조가 진행됨에 따라 드럼에서 배기되는 공기를 재사용하여 에너지 효율을 높일 수 있다.

또한, 드럼 출구의 상대습도가 감소함에 따라 재순환되는 공기의 비율을 단계별로 늘려줌으로써 최적의 결과를 얻을 수 있고 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 배기식 의류 건조기를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기의 구성을 보여주는 상세도이다.
도 4는 도 3의 배기덕트의 일부 공기가 재순환 유로를 따라 재순환되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기의 배기 재순환 장치를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼 구동장치를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐퍼 구동장치를 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 9는 건조 시 시간에 따른 전극 센서의 전압 신호 변화를 보여주느 그래프이다.
도 10은 드럼 출구에서 시간에 따른 절대습도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 12는 배기식 건조기에서 드럼 출구에서의 온도 및 상대습도를 나타낸다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명은 피건조물의 건조도 상승에 따라 재순환되는 공기의 양을 단계별로 증가시킴으로 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 의류 건조기의 제어방법은 케이스 외부로부터 유입되는 외기를 히터에 의해 가열한 후, 가열된 공기를 드럼에 공급하여 피건조물을 건조시키고, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기덕트를 통해 케이스 외부로 배기시키는 배기식 의류 건조기에 적용될 수 있다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기를 보여주는 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기의 구성을 보다 구체화시킨 도면이고, 도 4는 도 3의 배기덕트(13)의 일부 공기가 재순환 유로(30)를 따라 재순환되는 모습을 보여주는 도면이다.

상기 배기식 의류 건조기는 피건조물(15)이 투입되는 드럼(11)과, 공기를 드럼(11)으로 공급하기 위한 유로를 제공하는 흡기덕트(12)와, 드럼(11)을 통과한 공기를 케이스(10) 외부로 배기시키기 위한 유로를 제공하는 배기덕트(13)와, 흡기덕트(12)의 공기를 가열하기 위한 히터(14)를 포함할 수 있다.

케이스(10)는 건조기의 외형을 형성한다. 케이스(10)의 전방에 의류 등의 피건조물(15)이 투입될 수 있도록 개구부가 형성될 수 있다. 케이스(10)의 전방 일측에 도어(16)가 힌지 구조로 설치되어 상기 개구부를 개폐할 수 있다.

드럼(11)은 원통 형태로 이루어질 수 있다. 드럼(11)은 케이스(10) 내부에 회전가능하게 설치될 수 있다. 드럼(11)의 외측면에 벨트(17)가 감겨지도록 결합되어, 드럼(11)은 벨트(17)를 통해 외부로부터 동력을 전달받을 수 있다. 외부로부터의 전달되는 동력은 구동모터(18)로부터 생성될 수 있다. 구동모터(18)는 드럼(11)의 하부와 케이스(10)의 저면 사이에 설치될 수 있다. 구동모터(18)는 벨트(17)와 연결되어, 구동모터(18)가 가동됨에 따라 구동모터(18)의 회전력이 벨트(17)를 통해 드럼(11)의 외측면에 전달되어 드럼(11)을 회전시킬 수 있다.

드럼(11)의 내측면에 원주방향으로 리프터(lifter;미도시)가 이격되게 설치되어, 드럼(11)의 회전시 투입된 피건조물(15)이 리프터에 의해 회전하면서 상승하다가 드럼(11)의 정점에 도달하면 중력에 의해 드럼(11) 내부로 떨어지는 동작이 반복된다('텀블링(tumbling)'이라고 함). 이에 의해 드럼(11) 내부에 열풍 공급 시 피건조물(15)에서 수분의 증발량을 증가시킬 수 있다.

흡기덕트(12)는 외기를 드럼(11) 내부로 유입시키는 유로를 형성한다. 흡기덕트(12)의 상단부는 드럼(11)의 후방에 연통되게 연결되고, 흡기덕트(12)의 하단부는 드럼(11)의 후방에서 드럼(11)의 하부로 연장되어 케이스(10) 외부와 연통될 수 있다.

배기덕트(13)는 드럼(11)을 통과한 공기를 케이스(10)의 외부로 배기시키는 유로를 형성한다. 배기덕트(13)의 일단부 또는 전단부는 드럼(11)의 전방(공기의 진행방향을 기준으로 드럼(11)의 출구) 하단부에 연결되고, 배기덕트(13)의 타단부 또는 후단부는 케이스(10) 외부와 연통되게 연결될 수 있다.

흡기덕트(12) 및 배기덕트(13) 중 적어도 하나의 덕트에 송풍팬(19)이 설치될 수 있다.

도 3에 도시된 송풍팬(19)은 배기덕트(13)에 설치되어 있고, 송풍팬(19)이 가동되면서 흡기덕트(12)로 외기가 유입되고, 흡기덕트(12)를 따라 드럼(11)으로 외기를 공급할 수 있다. 송풍팬(19)은 구동모터(18)로부터 동력을 전달받아 구동될 수 있다.

상기 흡기덕트(12)에 히터(14)가 설치되어, 흡기덕트(12)를 지나는 공기가 히터(14)에 의해 가열된 후, 가열된 공기가 드럼(11)의 내부로 공급될 수 있다. 히터(14)의 내부에 전열선이 구비되어, 전열선에 전원이 인가되면 전열선으로부터 주위로 열이 발생되고, 히터(14)를 지나는 흡입공기가 전열선의 열에 의해 가열된다. 이에 의해 드럼(11) 내부로 공급된 열풍은 피건조물(15)과 접촉함에 따라 피건조물(15)의 수분을 증발시켜 건조시킬 수 있다.

이와 같이 상기 배기식 의류 건조기에서는 히터(14)에 의해 흡입공기를 가열하여 일정 시간 동안 건조를 진행한다.

도 5는 본 발명에 따른 배기식 의류 건조기의 배기 재순환 장치를 보여주는 블록도이다.

본 발명에 따른 배기식 의류 건조기는 피건조물(15)의 건조 시 손실되는 열량을 회수하기 위해 습도감지유닛(20), 재순환 유로(30), 댐퍼(50) 및 제어 유닛(40)을 포함할 수 있다.

습도감지유닛(20)은 드럼(11)의 출구에 설치되는 전극 센서(21)일 수 있다.

전극 센서(21)는, 상기 드럼(11) 내부에 투입된 피건조물(15)의 수분 양에 따라 변화되는 전압값을 측정하여 상기 피건조물(15)의 건조도를 감지할 수 있다.

가열된 공기가 드럼(11) 내부로 송풍되면, 드럼(11) 내부에 젖은 상태로 있는 피건조물(15)과 가열된 공기가 접촉되고, 피건조물(15)의 수분은 가열된 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다.

증발된 수증기 및 공기는 드럼(11) 출구에서 배기덕트(13)로 유입되고, 전극 센서(21)는 드럼(11) 출구를 통과하는 공기 중에 포함된 수증기 양을 측정할 수 있다. 상기 공기 중에 포함된 수증기가 전극 센서(21)에 닿아 수증기의 양이 증가할수록 전극 센서(21)의 전압값이 증가하도록 구성될 수 있다. 상기 공기 중에 포함된 수증기 양에 따라 검출된 전압값은 제어 유닛(40)으로 전송될 수 있다.

제어 유닛(40)은 전극 센서(21)로부터 측정된 전압값을 입력받아 단위 건조 공기당 분포하는 수증기의 질량, 즉 절대습도 값을 계산할 수 있다.

또한, 습도감지유닛(20)은 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)로 구성될 수 있다.

상기 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)는 드럼(11)의 출구에 설치되거나 배기덕트(13)의 입구에 설치될 수 있다.

도 3에 도시된 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)는 배기덕트(13)의 입구에 설치되어 있다.

건구 온도 센서(22)는 일반 온도계일 수 있고, 습구 온도 센서(23)는 온도 측정부위가 헝겊 등에 의해 감싸진 온도계일 수 있다.

드럼(11) 출구에서 빠져나온 공기가 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)를 지날 때, 습구 온도 센서(23)의 측정부위에 감싸진 헝겊이 드럼(11) 출구의 공기 중에 포함된 수증기에 의해 젖을 수 있고, 젖은 헝겊의 수분은 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 주위의 온도가 낮아져 습구 온도 센서(23)의 온도가 내려간다. 이때 공기가 건조할수록 증발이 잘 일어나고, 습구 온도 센서(23)의 온도가 더 많이 내려간다. 상기 공기 중에 포함된 수증기 양에 따라 검출된 건구 온도 센서(22)의 건구 온도값 및 습구 온도 센서(23)의 습구 온도값이 제어 유닛(40)으로 전송될 수 있다.

제어 유닛(40)은 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)로부터 측정된 건구 온도 및 습구 온도를 입력받아 공기 중에 포함된 수증기의 비율, 즉 상대습도 값을 계산할 수 있다.

제어 유닛(40)은 마이컴 등으로 구현될 수 있다.

제어 유닛(40)은 복수의 재순환 모드에 따라 미리 정해진 복수의 기준 전압값 및 기준 상대습도값을 저장하기 위한 메모리부를 포함할 수 있다.

상기 메모리부는 전극 센서(21)로부터 입력되는 전압값, 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)로부터 입력되는 건구 온도값 및 습구 온도값을 저장할 수 있다.

재순환 유로(30)는 배기덕트(13)와 흡기덕트(12)를 연결하여 배기덕트(13)의 공기를 흡기덕트(12)로 재순환시키기 위한 유로를 제공한다.

재순환 유로(30)의 일단부는 배기덕트(13)와 연통가능하게 연결되고, 재순환 유로(30)의 타단부는 흡기덕트(12)와 연통가능하게 연결되고, 배기덕트(13)의 공기 전부 혹은 일부가 재순환 유로(30)로 유입되어 드럼(11) 내부로 전달될 수 있다. 재순환 유로(30)의 타단부는 히터(14)의 입구와 연결되거나 흡기덕트(12)의 적어도 일부에 연결될 수 있다. 또한 재순환 유로(30)의 타단부가 드럼(11)에 직접 연결되도록 할 수도 있다.

도 3에 도시된 재순환 유로(30)의 타단부는 흡기덕트(12) 및 히터(14)의 입구와 연결되어 있다.

여기서, 제어 유닛(40)은 재순환 유로(30)의 개방 정도를 단계별로 조절하여 상기 피건조물(15)의 건조도 상승에 따라 재순환되는 공기의 양을 증가시킬 수 있다.

재순환 유로(30)의 개방 정도는 댐퍼(50)에 의해 조절될 수 있다.

댐퍼(50)는 재순환 유로(30)에 회전가능하게 설치되어 재순환 유로(30)를 개폐할 수 있다. 댐퍼(50)의 일측은 재순환 유로(30)에 힌지로 결합되어 댐퍼(50)의 타측이 회전하며 재순환 유로(30)를 개폐한다. 댐퍼(50)의 개방 각도가 증가할수록 재순환 유로(30)의 개방 정도가 증가한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼(50) 구동장치를 보여주는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐퍼(50) 구동장치를 보여주는 개략도이다.

댐퍼(50)는 액츄에이터(60)에 의해 구동될 수 있다. 액츄에이터(60)는 모터(61) 혹은 실린더 기구(62)일 수 있다. 댐퍼(50)는 모터(61)의 출력축과 직접 연결되거나 기어 등을 매개로 연결될 수 있다. 도 6에 도시된 댐퍼(50)는 모터(61)의 출력축과 직접 연결되어 있다. 모터(61)가 가동되면 모터(61)의 회전력이 댐퍼(50)의 힌지부에 전달되어 댐퍼(50)를 회전시킴에 따라 댐퍼(50)의 개방 각도를 조절할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 댐퍼(50)는 공압식 혹은 유압식 실린더 기구(62)에 의해 구동될 수 있다. 이때 댐퍼(50)는 제1링크부재(63)와 제2링크부재(64)를 통해 실린더 기구(62)와 연결되어 동력을 전달받을 수 있다.

제1링크부재(63)는 댐퍼(50)의 이면에 일체로 돌출 형성되고, 제2링크부재(64)의 일단부는 제1링크부재(63)의 단부에 힌지 결합되고, 제2링크부재(64)의 타단부는 실린더 기구(62)와 힌지 결합되어, 실린더 기구(62)가 작동하면 실린더 기구(62)의 피스톤이 전후진 됨에 따라 제1링크부재(63)와 제2링크부재(64)로 동력이 전달되어 댐퍼(50)의 개방각도가 조절될 수 있다.

모터(61) 및 실린더 기구(62) 등의 액츄에이터(60)는 제어 유닛(40)으로부터 제어신호를 입력받아 제어될 수 있다.

배기덕트(13)에 유량조절밸브(미도시)가 별도로 설치되어, 배기덕트(13)를 통해 배기되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 유량조절밸브는 배기덕트(13)에서 재순환 유로(30)가 분기되는 지점의 하류 측에 설치될 수 있다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 보여주는 순서도이고, 도 9는 건조 시 시간에 따른 전극 센서(21)의 전압 신호 변화를 보여주느 그래프이고, 도 10은 드럼(11) 출구에서 시간에 따른 절대습도의 변화를 보여주는 그래프이다.

건조기의 동작 초기에는 건조기 내부의 공기가 흡기덕트(12)를 통해 히터(14)로 흡입되어 히터(14)에 의해 가열되고, 고온 건조한 공기가 드럼(11) 내부로 유입되어 젖은 의류 등('포'라고도 함)을 건조시킨다. 이 후 드럼(11)을 통과한 습한 공기를 재순환시키지 않고 배기덕트(13)를 통해 배기되는 공기의 전부를 배기시킨다.

일정 시간(t)이 경과하면(t>α), 의류의 수분 양에 따라 전압값이 변화되는 전극 센서(21)에 의해 피건조물(15)의 건조도를 감지한다.

건조 말기에 접어들 즈음, 드럼(11) 내 옷감이 거의 마르게 된다. 도 9는 일반적으로 건조가 거의 완료되는 시점을 시작으로 전극 센서(21)의 전압값이 급격히 증가함을 보여준다.

상기 전압값의 급격한 변화는 도 10에 도시된 것처럼 단위 건조 공기당 분포하는 수증기의 질량, 즉 절대습도의 감소를 의미한다. 이는 가열된 공기의 열량 중 상당 부분이 피건조물(15)의 건조에 사용되지 않고 배기될 수 있음을 의미한다.

본 발명에서 제어 유닛(40)은 전극 센서(21)에 의해 검출된 전압값과 미리 정해진 기준 전압값을 비교하여 상기 검출된 전압값이 기준 전압값보다 더 큰 경우에 드럼(11)을 통과한 공기의 상당 부분이 건조한 상태인 것으로 판단하며, 배기덕트(13)를 통해 배기되는 건조한 공기를 재순환 유로(30)로 유입시키고 히터(14)에 의해 완전히 가열한 후 드럼(11) 내부로 재순환시킨다.

이와 같이 가열된 공기의 열량 중 상당 부분이 피건조물(15)의 건조에 사용되지 않고 배출되는 공기를 재사용하여 히터(14)로부터 입력되는 가열량을 줄임에 따라 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 배기식 의류 건조기의 제어방법을 좀 더 세분화하여 재순환 모드를 다수로 설정하고, 댐퍼(50)를 이용하여 재순환 유로(30)의 개방 정도를 다음과 같이 단계별로 조절하여 건조의 진행상황에 따라 재순환되는 공기의 양을 점차 늘려줄 수 있다.

예를 들어, 건조기에서 건조가 진행되면, 드럼(11) 출구에 설치된 전극 센서(21)는 드럼(11)을 통과한 공기 중에 포함된 수분의 양에 따라 변화되는 전압값을 검출한다.

제어 유닛(40)은 전극 센서(21)로부터 검출된 전압값을 입력받아 절대습도를 측정하여 피건조물(15)의 건조도를 감지할 수 있다.

제어 유닛(40)은 전극 센서(21)로부터 측정된 전압값과 재순환 모드에 따라 미리 정해진 기준 전압값을 비교한다.

예를 들어 전극 센서(21)의 전압값(V)이 제1기준 전압값(β)보다 크면, 제어 유닛(40)은 재순환 모드 1에 따라 액츄에이터(60)에 제어신호를 보낸다. 이 제어신호에 따라 상기 액츄에이터(60)에서 구동력이 발생하고, 액츄에이터(60)의 구동력에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도가 조절된다. 이에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절될 수 있다. 만약, 전극 센서(21)의 전압값이 제1기준 전압값보다 작거나 같으면 재순환 없이 배기모드로 진행된다.

이어서, 전극 센서(21)의 전압값이 제2기준 전압값(χ)보다 크면 제어 유닛(40)은 재순환 모드 2에 따라 액츄에이터(60)에 제어신호를 보낸다. 이 제어신호에 따라 상기 액츄에이터(60)에서 생성된 구동력에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도가 조절된다. 이에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절될 수 있다. 만약 전극 센서(21)의 전압값이 제2기준 전압값보다 작거나 같으면 재순환 모드 1에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절될 수 있다. 상기 제2기준 전압값은 제1기준 전압값보다 더 큰 값일 수 있다.

또한, 전극 센서(21)의 전압값이 제3기준 전압값(δ)보다 크면 제어 유닛(40)은 히터(14)를 오프시키고 송풍팬(19)만을 작동시켜 흡기덕트(12)로 유입된 공기를 드럼(11) 내부로 송풍시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 전극 센서(21)의 전압값을 이용하여 드럼(11) 안의 피건조물(15)의 건조도를 감지하고, 상기 건조도가 일정한 값 이상 되었을 때 배기되는 가열공기를 재순환시키도록 구성함으로써, 히터(14)의 가열량을 줄여 에너지를 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 배기식 의류 건조기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.

도 12는 배기식 건조기에서 드럼(11) 출구에서의 온도 및 상대습도를 나타낸다. 도 12에서 상대습도는 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)에서 측정된 건구 온도와 습구 온도를 이용하여 계산되고, 상대습도를 통해 재순환되는 공기의 양을 제어할 수 있다. 도 12를 참조하면 건조가 진행됨에 따라 드럼(11) 출구에서의 상대습도가 감소된다.

따라서 건조시간이 경과함에 따라 드럼(11) 출구에서 습도가 낮은 공기가 배출되며 이를 재순환 시킴으로써 건조시의 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.

여기서, 드럼(11) 출구에서 상대습도를 1분간의 이동 평균(MOVING AVERAGE)값으로 계산하여 그 값이 일정 값 이하로 내려갈 때마다 재순환 유로(30)의 댐퍼(50) 등을 조절하여 재순환되는 공기의 비율을 늘려줄 수 있다.

이에 의해, 건조가 진행됨에 따라 재순환되는 공기의 유량을 늘려주면서 건조를 진행하여 에너지 효율을 높일 수 있고, 건조가 진행될수록 재순환을 통한 이점이 커진다.

제2실시예에서는 상대습도를 이용하여 배기식 의류 건조기의 제어방법을 좀 더 세분화하여 다수의 재순환 모드로 설정하고, 댐퍼(50)를 이용하여 재순환 유로(30)의 개방 정도를 다음과 같이 단계별로 조절하여 건조의 진행상황에 따라 재순환되는 공기의 양을 점차 늘려줄 수 있다.

예를 들어, 건조기에서 건조가 진행되면, 배기덕트(13)의 입구에 설치된 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)는 드럼(11)을 통과한 공기의 건구 온도 및 습구 온도값을 검출한다.

제어 유닛(40)은 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)로부터 검출된 건구 및 습구온도값을 입력받아 상대습도를 계산하여 피건조물(15)의 건조도를 감지할 수 있다.

제어 유닛(40)은 건구 온도 센서(22) 및 습구 온도 센서(23)로부터 측정된 상대습도값과 복수의 재순환 모드에 따라 미리 정해진 기준 상대습도값을 비교한다.

예를 들어 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제1기준 상대습도값(87.5%)보다 작으면, 제어 유닛(40)은 재순환 모드 1에 따라 액츄에이터(60)에 제어신호를 보낸다. 이 제어신호에 따라 상기 액츄에이터(60)에서 구동력이 발생하고, 액츄에이터(60)의 구동력에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도가 조절된다. 이에 의해 댐퍼(50)의 개방 각도에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절되어 재순환 공기의 양이 30%로 조절될 수 있다. 만약, 측정된 상대습도값이 제1기준 상대습도값보다 크거나 같으면 재순환 없이 배기모드로 진행된다.

이어서, 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제2기준 상대습도값(85%)보다 작으면 재순환 모드 2에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절되어 재순환 공기의 양이 40%로 조절될 수 있다. 만약 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 상기 제2기준 전압값보다 크거나 같으면 재순환 모드 1에 따라 재순환 공기의 양이 30%로 조절될 수 있다.

계속해서, 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제3기준 상대습도값(82.5%)보다 작으면 재순환 모드 3에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절되어 재순환되는 공기의 양이 50%로 조절될 수 있다. 만약 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 상기 제3기준 전압값보다 크거나 같으면 재순환 모드 2에 따라 재순환 공기의 양이 40%로 조절될 수 있다.

계속해서, 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제4기준 상대습도값(80.5%)보다 작으면 재순환 모드 4에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절되어 재순환되는 공기의 양이 60%로 조절될 수 있다. 만약 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 상기 제4기준 전압값보다 크거나 같으면 재순환 모드 3에 따라 재순환 공기의 양이 50%로 조절될 수 있다.

계속해서, 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제5기준 상대습도값(77.5%)보다 작으면 재순환 모드 5에 따라 재순환 유로(30)의 개방 정도가 조절되어 재순환되는 공기의 양이 70%로 조절될 수 있다. 만약 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 상기 제5기준 전압값보다 크거나 같으면 재순환 모드 4에 따른 재순환 공기의 양이 60%로 조절될 수 있다.

마지막으로, 측정된 상대습도값(RH_OUT)이 제6기준 상대습도값(α)보다 크면 제어 유닛(40)은 히터(14) 오프 및 송풍팬(19)만을 온 시켜 흡기덕트(12)로 유입된 공기를 드럼(11) 내부로 송풍시키거나 건조기의 작동을 종료할 수 있다.

실험예

비교예 1 내지 비교예 4는 도 1에 도시된 종래의 배기식 의류 건조기의 각 위치에서 온도, 상대습도, 절대 습도, 증발량 등을 측정하는 실험을 하였다. 이때, 히터(14) 입구로 유입되는 공기의 상대습도값 RH1(Relative Humidity)은 0.5이고, 히터(14) 입구의 공기 온도 T1는 23.0℃이고, 히터(14)에 의해 가열된 드럼(11) 입구에서의 공기 절대습도 ω2는 0.0087이다.

종래의 배기식 의류 건조기에서 T2는 히터(14)에 의해 가열된 드럼(11) 입구에서의 공기 온도이고, T3는 드럼(11) 출구에서의 공기 온도이고, ω3은 드럼(11) 출구에서의 공기의 절대습도이다.

실시예 1 내지 실시예 4는 도 2 및 도 4에 도시된 본 발명의 배기식 의류 건조기의 각 위치에서 온도, 상대습도(%), 절대 습도, 증발량 등을 측정하는 실험을 하였다.

본 발명의 배기식 의류 건조기에서 T1는 히터(14) 입구의 공기 온도이고, T2는 히터(14)에 의해 가열된 드럼(11) 입구에서의 공기 온도이고, T3는 드럼(11) 출구에서의 공기 온도이고, T4는 재순환 유로(30)와 흡기유로가 서로 합류되는 지점에서의 공기 온도이다.

또한, RH1는 히터(14) 입구로 유입되는 공기의 상대습도값이고, ω2는 히터(14)에 의해 가열된 드럼(11) 입구에서의 공기 절대습도이고, ω3은 드럼(11) 출구에서의 공기 절대습도이고, ω4는 재순환 유로(30)가 흡기유로에 합류되는 지점에서의 공기 절대 습도이다.

상기 비교예 및 실시예의 실험 결과를 비교하면 다음과 같다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 드럼(11) 출구 상대습도 값이 90%일 때부터 2.5% 간격으로 재순환되는 공기의 비율에 따른 증발량의 변화를 계산하였으며, 건조기의 온도변화에 따른 열손실은 드럼(11)출구온도를 기준으로 계산하였다.

이론적으로 건조기를 단열조건으로 보면 건조 초반부터 재순환되는 비율을 높게 유지할수록 높은 효율을 얻을 수 있으나, 실제로는 재순환에 의해 건조기의 온도가 상승함에 따라 열손실도 증가하므로, 실제로는 상대습도의 변화에 따라 적절한 비율로 재순환 공기량을 조절하는 것이 유효하다.

표 1을 참조하면, 드럼(11) 출구 상대습도 90%에서 재순환 공기량을 30%로 설정하는 경우에 오히려 증발량이 감소되었으며, 이후에는 드럼(11) 출구 상대습도가 감소함에 따라 재순환되는 공기의 비율을 늘려줌으로써 증발량이 점차적으로 증가하는 최적의 결과를 얻을 수 있었고, 에너지 효율 면에서 이점이 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

10 : 케이스
11 : 드럼
12 : 흡기덕트
13 : 배기덕트
14 : 히터
15 : 피건조물
16 : 도어
17 : 벨트
18 : 구동모터
19 : 송풍팬
20 : 습도감지유닛
21 : 전극 센서
22 : 건구 온도 센서
23 : 습구 온도 센서
30 : 재순환 유로
40 : 제어 유닛
50 : 댐퍼
60 : 액츄에이터
61 : 모터
62 : 실린더 기구
63 : 제1링크부재
64 : 제2링크부재

Claims

케이스 외부로부터 유입되는 외기를 히터에 의해 가열한 후, 가열된 공기를 드럼에 공급하여 피건조물을 건조시키고, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기덕트를 통해 케이스 외부로 배기시키는 배기식 의류 건조기의 제어방법에 있어서,
습도감지유닛을 통해 상기 드럼 내부를 통과하는 공기의 습도를 측정하여 상기 피건조물의 건조도를 감지하는 단계; 및
제어 유닛에서 상기 피건조물의 건조도와 미리 정해진 기준값을 비교하여, 상기 드럼을 통과한 공기를 배기시키거나, 상기 드럼을 통과한 공기의 적어도 일부를 상기 드럼으로 재순환시키는 단계;
를 포함하고,
상기 재순환시키는 단계는, 드럼 출구의 상대습도가 87.5%를 초과하는 경우에는 상기 드럼을 통과한 공기를 재순환시키지 않고, 87.5% 이하인 경우에는 상기 드럼 출구의 상대습도가 낮아질수록 재순환 공기양을 기설정된 비율로 단계적으로 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 습도감지유닛은,
상기 드럼의 출구에 설치되고, 상기 드럼 내부에 투입된 피건조물의 수분 양에 따라 변화되는 전압값에 의해 상기 피건조물의 건조도를 감지하는 전극 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 습도감지유닛은,
상기 드럼의 출구에 설치되고, 상기 드럼의 출구에서 건구온도 및 습구온도를 측정하는 건구 온도센서 및 습구 온도센서를 포함하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 재순환 유로의 개방 정도는, 상기 재순환 유로에 회전가능하게 설치된 댐퍼와, 상기 댐퍼를 개폐가능하게 회전시키는 액츄에이터에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제2항에 있어서,
상기 재순환시키는 단계는, 재순환되는 공기의 양이 서로 다르도록 미리 설정된 복수의 재순환 모드로 구성되고,
상기 제어 유닛은 상기 재순환 모드에 따라 각각 미리 설정된 기준전압값과 상기 전극 센서로부터 측정된 측정값을 비교하여, 상기 재순환 모드 중 해당 모드에서 미리 설정된 재순환 공기의 양에 따라 재순환 유로의 개방 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 재순환시키는 단계는, 재순환되는 공기의 양이 서로 다르도록 미리 설정된 복수의 재순환 모드로 구성되고,
상기 제어 유닛은 상기 건구 온도센서 및 습구 온도센서에서 각각 측정된 측정값을 이용하여 상대습도를 계산하고, 상기 재순환 모드에 따라 각각 미리 설정된 기준상대습도값과 상기 측정값을 이용하여 계산된 상대습도를 비교하여, 상기 재순환 모드 중 해당 모드에서 미리 설정된 재순환 공기의 양에 따라 재순환 유로의 개방 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 재순환시키는 단계는 상기 히터를 오프시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기식 의류 건조기의 제어방법.