KR101718041B1

KR101718041B1 - 의류건조기 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR101718041B1
Application number: KR1020150087595A
Authority: KR
Inventors: 안승표; 김성환; 박비오
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-03-20
Also published as: KR20160149851A

Abstract

드럼; 제1증발기, 압축기 및 응축기를 구비하는 히트펌프 사이클; 및 상기 공기를 순환시키는 송풍팬을 포함하고, 상기 히트펌프 사이클은, 공기덕트 내부에 상기 제1증발기와 직렬로 배치되는 제2 내지 제n증발기; 상기 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 보조 열교환기; 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 독립적으로 조절하는 제1 내지 제n팽창밸브를 포함하고, 상기 압축기의 냉매토출압 또는 응축기의 냉매입구압력에 따라 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 의류건조기가 개시된다.

Description

의류건조기 및 이의 제어방법{CLOTHES DRYER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 증발기의 제습능력을 향상시키는 히트펌프 사이클을 구비하는 의류건조기 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

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

의류 건조기는 열풍에 의해 세탁물을 건조시킨 후 드럼에서 배출되는 습한 공기의 처리방식에 따라 배기식 의류 건조기와 응축식 의류 건조기로 분류할 수 있다.

배기식 의류 건조기는 히터 등을 이용하여 건조기 외부에서 유입되는 새로운 공기를 가열하여 드럼으로 공급하고, 드럼에서 배출된 고온 다습한 공기를 건조기 외부로 배기시킨다.

응축식 의류 건조기는 드럼에서 배출되는 고온 다습한 공기를 건조기 외부로 배기시키지 않고 응축기에서 이슬점 온도 이하로 냉각하여 다습한 공기 중에 포함된 수분을 응축시키고, 응축기를 통과한 공기를 히터에 의해 재가열한 후 드럼으로 순환시킨다.

여기서, 배기식 건조기의 경우 건조시간이 경과함에 따라 드럼에서 배출되는 공기의 습도가 감소하므로, 건조에 사용되지 않고 외부로 배출되는 공기의 열에너지의 손실량이 증가하게 된다.

또한, 응축식 의류 건조기의 경우 다습한 공기가 응축되는 과정에서 드럼에서 배출되는 공기가 갖는 열에너지의 손실이 발생하고, 건조를 위해 별도의 히터 등을 통해 공기를 재가열하므로 열효율이 떨어진다.

따라서, 최근에는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 드럼에서 배출되는 공기의 에너지를 회수하여 드럼으로 공급되는 공기를 가열함에 따라 에너지 효율을 높일 수 있는 히트펌프 건조기가 연구 개발되고 있다.

도 1은 종래의 히트펌프 시스템을 구비한 세탁건조기(10)를 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시된 히트펌프 시스템을 구비한 세탁건조기(10)(하기 선행기술문헌 D1 참조)는 냉매회로(11)를 포함하고, 냉매회로(11)는 압축기(12)의 출구로부터 제1열교환기(응축기;14)를 지나 팽창밸브(13) 입구까지 연장되는 고압부와, 팽창밸브(13) 출구로부터 제2열교환기(증발기;15)를 지나 압축기(12)의 입구까지 연장되는 저압부로 구성된다. 또한, 냉매회로(11)는 보조 열교환기(16) 및 보조팬(17)을 포함한다. 보조 열교환기(16)는 외부의 찬 공기(주변 공기)로 냉매를 열교환시켜 냉각하는 열교환기이다. 보조팬(17)은 외부의 찬 공기를 공급하는 장치이다. 보조팬(17)은 세탁물을 건조시키기 위한 건조공기 및 냉매와 관련된 파라미터(Parameter), 즉 드럼(18) 입구 측의 공기온도, 응축기(14) 후단 및 증발기(15) 전단의 냉매온도(또는 냉매압력)에 따라 제어되거나 상기 온도 및 압력을 제어할 수 있다. 예를 들면, 히트펌프 시스템 내에 열량이 초과된 경우 초과열량을 제거하기 위해 보조팬(17)을 작동시켜(on) 보조 열교환기(16)가 응축기(14)에서 배출된 냉매를 냉각시킨다. 또한, 보조 열교환기(16)가 필요 이상으로 냉매를 냉각하는 것을 방지하기 위해, 보조팬(17)의 작동을 정지시킨다(off).

보조팬(17)이 기설정된 상한값 및 하한값에 의해 온/오프 제어됨에 따라 히트펌프 시스템과 건조기(10)의 성능을 개선할 수 있다.

그러나, 선행특허 D1의 경우에, 1개의 증발기를 사용하여 드럼에서 배출되는 고온 다습한 공기의 습기를 제거하지만, 증발기를 지나는 공기의 온도가 증발기의 후단부로 갈수록 점점 낮아짐에 따라 증발기를 지나는 냉매와 공기의 온도 차이가 점점 작아져서, 증발기의 제습능력이 감소하고 건조시간이 지연되는 문제점이 있다.

D1: EP 2594687A1(2013. 05. 22. 공개)

따라서, 본 발명의 일 목적은, 복수의 증발기를 직렬로 구비하여, 증발기의 제습능력을 향상시키고, 건조시간을 단축할 수 있는 의류건조기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 압축기의 토출압에 따라 압축기의 동작속도를 제어하여, 냉매토출량을 조절할 수 있는 의류건조기의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 의류건조기는 의류의 수용공간을 제공하는 드럼; 제1증발기, 압축기 및 응축기를 구비하고, 상기 드럼, 제1증발기 및 응축기를 경유하여 상기 드럼으로 다시 순환하는 공기에 열을 가하는 히트펌프 사이클; 및 상기 공기를 순환시키는 송풍팬을 포함하고, 상기 히트펌프 사이클은, 상기 공기의 순환유로를 형성하는 공기덕트 내부에 상기 제1증발기와 직렬로 배치되는 제2 내지 제n증발기; 냉매배관에 의해 상기 응축기와 연결되고, 상기 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 보조 열교환기; 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 독립적으로 조절하는 제1 내지 제n팽창밸브를 포함하고, 상기 압축기의 냉매토출압 또는 응축기의 냉매입구압력에 따라 압축기를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 일 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기는 인버터 압축기이고, 상기 제어부는 상기 압축기의 주파수를 가변시켜 냉매유량을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기의 동작속도는 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도에 따라 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 의류건조기의 제어방법은 제1 내지 제n증발기, 압축기, 응축기, 보조 열교환기, 제1 내지 제n팽창밸브를 구비하는 히트펌프 사이클을 이용하여 드럼으로 열풍을 공급하기 위해, 상기 압축기의 전원을 온시켜 상기 히트펌프 사이클을 구동시키는 단계; 및 상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력에 따라 압축기의 동작속도를 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기 구동 후 압축기의 동작속도를 조절하기 전에, 상기 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도를 측정하는 단계; 상기 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우에 보조 냉각팬을 구동하여 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 단계; 상기 드럼에서 배출되는 공기의 온도 또는 습도에 따라 상기 제1 내지 제n팽창밸브의 개도를 조절하여, 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 각각 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 상기 제1증발기로 유입되는 냉매유량보다 더 적게 조절하여, 제n증발기를 지나는 냉매와 공기의 온도 차이를 크게 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 기설정된 최대압력보다 더 큰 경우에 상기 압축기의 동작속도를 낮추고, 상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 기설정된 최소압력 이하인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 다른 목적과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 최소압력 이하인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시키기 전에, 상기 압축기의 동작속도와 기설정된 최대속도를 비교하는 단계; 및 상기 압축기의 동작속도가 기설정된 최대속도 미만인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시키고, 상기 압축기의 동작속도가 최대속도인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 유지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 복수의 증발기를 사용하여 제습능력 향상 및 건조시간을 단축하는데 크게 기여할 수 있다.

둘째, 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력에 따라 압축기의 동작속도를 제어함에 따라, 증발기의 제습능력이 향상되고, 건조시간이 단축된다.

도 1은 종래의 히트펌프 시스템을 구비한 세탁건조기를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 의류건조기를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 의류건조기를 제어하기 위한 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 의류건조기의 제어방법을 보여주는 순서도이다.

이하, 본 발명에 관련된 의류건조기 및 이의 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 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 제습능력을 향상시킬 수 있는 의류건조기에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 의류건조기(100)를 보여주는 개략도이다.

본 발명에 따른 의류건조기(100)는 캐비닛, 드럼(110), 구동부, 송풍팬(113), 히트펌프 사이클(120) 등을 기본 구성요소로 포함하고, 히트펌프 사이클(120)을 이용하여 드럼(110)으로 공급되는 공기를 가열함에 따라, 드럼(110)에 투입된 옷감을 건조할 수 있다.

캐비닛은 제품의 외형을 형성하며, 예를 들어 전체적인 형상이 대략 직육면체로 이루어질 수 있다.

캐비닛 내부에 건조대상물 수용공간인 드럼(110)이 구비된다.

드럼(110)은 속이 빈 원통형상을 가지며, 건조대상물인 의류를 투입하여 건조시키기 위한 수용공간을 제공한다. 드럼(110)의 전방면에 개구부가 형성되고, 캐비닛의 전방면에 투입구가 형성되며, 개구부와 투입구가 서로 연통되어, 의류를 드럼(110) 내부로 투입할 수 있다. 투입구를 개폐하기 위해 도어가 캐비닛에 힌지 구조로 설치될 수 있다.

건조대상물인 의류를 효율적으로 건조하기 위해, 드럼(110)은 회전가능하게 설치되고, 드럼(110) 내부에 리프터(lifter)가 구비되어, 리프터에 의해 의류를 텀블링(Tumbling)시킬 수 있다.

구동부는 구동모터 등으로 구현될 수 있고, 구동모터의 출력축과 드럼(110)이 모터구동벨트 등과 같은 동력전달수단에 의해 연결되어, 구동모터의 회전력이 드럼(110)으로 전달되어, 드럼(110)을 회전시킬 수 있다.

송풍팬(113)은 드럼(110)으로의 공기 유입을 위한 공기유로(111)에 설치되고, 공기에 동력을 가하여 드럼(110) 내부로 공기를 통과시키며, 드럼(110)에서 배출된 공기를 다시 드럼(110)으로 순환시킨다.

공기유로(111)는 드럼(110)과 연결되어, 공기의 순환을 위한 폐루프를 형성할 수 있다. 예를 들어, 공기유로(111)는 공기덕트로 마련될 수 있다. 드럼(110)의 전단 하부에 공기의 배출을 위한 드럼(110) 출구가 형성되고, 드럼(110)의 배면에 공기의 유입을 위한 드럼(110) 입구가 형성되며, 공기덕트는 드럼(110) 출구 및 입구와 연통되어, 공기의 순환을 유도할 수 있다.

드럼(110) 출구에 린트필터(112)가 설치되어, 드럼(110)에서 배출되는 공기가 린트필터(112)를 통과함에 따라 공기 중에 포함된 린트를 포집할 수 있다.

드럼(110) 내부에 수용되는 건조대상물, 즉 의류('포'라고도 함)는 공급된 열풍으로부터 열을 전달받아 의류에 포함된 수분이 증발하고, 공기가 드럼(110)을 통과하면서 증발된 수분을 함습하여 드럼(110) 출구로부터 배출된다. 드럼(110)에서 배출되는 고온 다습한 공기는 공기유로(111)를 따라 이동하면서 히트펌프 사이클(120)로부터 열을 전달받아 가열된 후 드럼(110)으로 순환된다.

히트펌프 사이클(120)은 증발기(121,122), 압축기(123), 응축기(124) 및 팽창밸브(125,126)를 포함하여 구성된다. 히트펌프 사이클(120)은 작동유체로 냉매를 사용할 수 있다. 냉매는 냉매배관(127)을 따라 이동하고, 냉매배관(127)은 냉매의 순환을 위한 폐루프를 형성한다. 증발기(121,122), 압축기(123), 응축기(124) 및 팽창밸브(125,126)는 냉매배관(127)에 의해 연결되어, 냉매가 증발기(121,122), 압축기(123), 응축기(124) 및 팽창밸브(125,126)를 순서대로 통과한다.

증발기(121,122)는 드럼(110) 출구와 연통되도록 공기유로(111)에 설치되고, 드럼(110) 출구에서 배출되는 공기와 냉매를 열교환시켜, 드럼(110)에서 배출되는 공기의 열량을 건조기 외부로 버리지 않고 회수하는 열교환기이다.

응축기(124)는 드럼(110) 입구와 연통되도록 공기유로(111)에 설치되고, 증발기(121,122)를 통과한 공기와 냉매를 열교환시켜, 증발기(121,122)에서 흡열된 냉매의 열량을 드럼(110)으로 유입될 공기로 방열시키는 열교환기이다.

증발기(121,122) 및 응축기(124)는 공기덕트 내부에 설치될 수 있다. 증발기(121,122)는 드럼(110) 출구와 연결되고, 응축기(124)는 드럼(110) 입구와 연결될 수 있다.

증발기(121,122) 및 응축기(124)는 핀 앤 튜브 타입(fin & tube type)의 열교환기일 수 있다. 핀 앤 튜브 타입은 속이 빈 튜브에 평판 형태의 핀이 부착되는 형태이다. 냉매가 튜브 내부를 따라 흐르고, 공기가 튜브 외부면을 지나면서, 냉매와 공기가 서로 열교환한다. 핀은 공기와 냉매 간의 열교환면적을 확장시키기 위해 사용된다.

드럼(110)에서 배출되는 고온 다습한 공기는 증발기(121,122)의 냉매보다 온도가 더 높으므로, 증발기(121,122)를 통과하면서 공기의 열량을 증발기(121,122)의 냉매로 빼앗김에 따라, 공기가 냉각되어 응축된다. 이에 의해, 고온 다습한 공기는 증발기(121,122)에 의해 제습(습기가 제거)되고, 응축된 응축수는 증발기(121,122)의 하부에 구비된 섬프(sump)에 수집되어 배수될 수 있다.

증발기(121,122)를 통과한 공기는 응축기(124)로 유입되고, 응축기(124)를 통과하면서 응축기(124)의 냉매로부터 방열된 열량을 전달받아 가열된 후, 드럼(110)으로 유입된다.

이와 같이 히트펌프 사이클(120)은 증발기(121,122)에서 흡열되는 공기의 열량을 회수하여 응축기(124)로 이동시키며, 응축기(124)에서 공기로 다시 방열하여 공기를 가열함에 따라, 드럼(110)으로 열풍을 공급할 수 있다.

증발기(121,122)에서 흡열된 공기의 열원은 냉매를 매개로 하여 응축기(124)로 이동되고, 증발기(121,122)(저열원부)에서 응축기(124)(고열원부)로 열원을 이동시키기 위해 증발기(121,122)와 응축기(124) 사이에 압축기(123)가 위치한다.

압축기(123)는 냉매에 동력을 제공하기 위해 증발기(121,122)에서 증발된 냉매를 압축하여 고온,고압으로 만들어 응축기(124)로 전달한다. 이를 위해, 압축기(123)는 증발기(121,122)에서 응축기(124)로 연장되는 냉매배관(127)에 설치된다. 압축기(123)는 냉매의 토출량을 제어하기 위해 주파수를 가변시킬 수 있는 인버터형 압축기(123)일 수 있다.

팽창밸브(125,126)는 응축기(124)에서 응축된 냉매를 팽창시켜 저온,저압으로 만들어 증발기(121,122)로 전달한다. 이를 위해, 팽창밸브(125,126)는 응축기(124)에서 증발기(121,122)로 연장되는 냉매배관(127)에 설치된다.

이와 같이 저온열원부에서 고온열원부로 열원을 운반하는 히트펌프 사이클(120)은 다음과 같은 순서로 냉매를 반복해서 순환시킨다.

냉매는 증발기(121,122)로 유입되고, 드럼(110)에서 배출되는 고온 다습한 공기의 열원을 증발기(121,122)에서 전달받아 증발된다. 이때, 공기의 열원은 잠열의 형태로 냉매로 전달되어, 냉매를 액상에서 기상으로 변화시킨다.

이어서, 냉매는 증발기(121,122)에서 배출되어 압축기(123)로 유입되고, 압축기(123)에 의해 압축됨에 따라 기상 냉매가 고온, 고압 상태로 된다.

계속해서, 냉매는 압축기(123)에서 배출되어 응축기(124)로 유입되고, 응축기(124)에서 열량을 빼앗기면서 응축됨에 따라 고온, 고압의 기상 냉매가 액상으로 변한다. 이때, 냉매의 열량은 잠열 형태로 공기로 전달된다.

다음, 냉매는 응축기(124)에서 배출되어 팽창밸브(125,126)로 유입되고, 팽창밸브(125,126)(또는 모세관 등 포함)의 교축작용에 의해 감압됨에 따라 저온,저압의 액상 냉매로 변한다.

마지막으로, 냉매는 팽창밸브(125,126)에서 배출되어 증발기(121,122)로 다시 유입됨으로, 하나의 사이클을 이루며 반복된다.

본 발명에서는 제습능력을 향상시키기 위해 복수의 증발기(121,122)를 제공한다.

복수의 증발기(121,122)는 공기덕트 내부에 직렬로 설치될 수 있다.

복수의 증발기(121,122)는 제1 내지 제n증발기로 마련될 수 있다.

여기서, 제n증발기는 제2증발기(122), 제3증발기,...제n증발기 중 어느 하나일 수 있다.

제1증발기(121) 내지 제n증발기는 공기흐름방향 기준으로 공기덕트의 상류측에서 하류측방향 순서로 배치될 수 있다.

도 2에 도시된 제1증발기(121)는 드럼(110) 출구와 연결되고, 제2증발기(122)는 제1증발기(121)의 출구와 연결될 수 있다.

드럼(110)에서 배출되는 공기는 제1증발기(121) 내지 제n증발기를 순서대로 통과할 수 있다. 이때, 공기의 온도는 제1증발기(121)를 통과할 때보다 제2증발기(122)를 통과할 때 더 낮다.

증발기(121,122)를 통과하는 공기와 냉매의 온도 차이가 클수록 제습능력이 더욱 향상된다.

예를 들어, 제1증발기(121)를 통과하는 공기의 온도가 50℃이고, 제1증발기(121)를 지나는 냉매의 온도가 40℃이면, 제1증발기(121)를 지나는 공기와 냉매의 온도 차이는 10℃이다. 그리고, 제2증발기(122)를 지나는 공기의 온도가 45℃이고, 제2증발기(122)를 지나는 냉매의 온도가 40℃이며, 제1증발기(121)를 지나는 공기와 냉매의 온도 차이는 5℃이다.

이때, 제2증발기(122)에서 흡열되는 열량은 제1증발기(121)에서 흡열되는 열량에 비해 약 절반 정도로 줄어들 수 있다.

제2증발기(122)에서 흡열되는 열량을 증가시키기 위해, 제1증발기(121)를 지나는 공기 및 냉매의 온도가 동일하다면, 제2증발기(122)를 지나는 냉매온도를 낮출 수 있다.

이에 의해 제2증발기(122)를 지나는 공기와 냉매의 온도 차이를 증가시켜, 제2증발기(122)에서 흡열되는 열량을 늘림에 따라 증발기의 제습능력을 향상시킬 수 있다.

제1 내지 제n증발기를 지나는 냉매의 온도는 각 증발기로 유입되는 냉매유량에 따라 조절될 수 있다.

제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량은 제1 내지 제n팽창밸브에 의해 조절될 수 있다.

제1 내지 제n팽창밸브는 제1팽창밸브(125), 제2팽창밸브(126),..., 제n팽창밸브로 구비될 수 있다.

제1 내지 제n팽창밸브는 제1분지관 내지 제n분지관에 각각 설치될 수 있다. 제1분지관 내지 제n분지관은 응축기(124)에서 제1 내지 제n팽창밸브로 연장되는 냉매배관(127)의 일부일 수 있다.

제1분지관 내지 제n분지관은 주냉매관에서 각 팽창밸브로 분지되게 형성되어, 각 증발기와 연통된다.

도 2에 도시된 히트펌프 사이클(120)은 제1증발기(121), 제2증발기(122), 압축기(123), 응축기(124), 보조 열교환기(128), 제1팽창밸브(125) 및 제2팽창밸브(126)로 구성될 수 있다.

증발기(121,122)의 제습능력을 향상시키기 위해, 제1증발기(121)로 유입되는 냉매유량에 비해 제2증발기(122)로 유입되는 냉매유량을 더 적게 제어할 수 있다.

예를 들어, 제2팽창밸브(126)의 개도(밸브가 개방된 정도)를 제1팽창밸브(125)에 비해 더 좁게 함으로, 제2증발기(122)로 유입되는 냉매유량을 줄일 수 있다.

팽창밸브(125,126)는 교축작용에 의해 개도가 좁아질수록 냉매온도를 떨어뜨린다.

이에 의해, 제2증발기(122)로 유입되는 냉매온도가 제1증발기(121)로 유입되는 냉매온도보다 더 낮아진다.

예를 들어, 제1증발기(121)로 유입되는 냉매온도가 40℃이고, 제2증발기(122)로 유입되는 냉매온도가 35℃이라면, 제1증발기(121)를 지나는 공기의 온도가 50℃에서 제2증발기(122)를 지나는 공기의 온도가 45℃로 내려가더라도, 제2증발기(122)에서 공기와 냉매의 온도 차이는 제1증발기(121)에서 공기와 냉매의 온도 차이와 동일하게 10℃를 유지하므로, 제습능력을 유지할 수 있다.

또한, 제1 내지 제2증발기(122)가 공기덕트 내부에 직렬로 배치되는 구성은, 공기덕트의 크기가 캐비닛의 높이방향으로 제한되지만 캐비닛의 전후방향으로 길이 제한이 없는 의류건조기(100)를 설계함에 있어서 유리하다.

보조 열교환기(128)는 냉매의 흐름방향을 기준으로 응축기(124)에서 팽창밸브(124)로 연장되는 냉매배관(127)에 설치될 수 있다. 보조 열교환기(128)는 냉매배관(127)에서 응축기(124)의 후단 또는 응축기(124)의 하류측에 설치될 수 있다. 보조 열교환기(128)는 응축기(124)에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 역할을 수행한다.

보조 열교환기(128)는 응축기(124)와 분리되는 분리형 콘덴싱 모듈에 의해 구성될 수 있다. 분리형 콘덴싱 모듈은 인버터 압축기(123)와 조합되어 구성될 수 있다.

도 2에 도시되는 분리형 콘덴싱 모듈은 보조 열교환기(128) 및 보조 냉각팬(129)으로 구성될 수 있다. 보조 열교환기(128)와 보조 냉각팬(129)은 한 개의 모듈로 구성되거나, 서로 분리되어 구성될 수도 있다.

보조 냉각팬(129)은 캐비닛의 외부공기 또는 내부공기를 보조 열교환기(128)로 보내어, 응축기(124)에서 배출되는 냉매를 냉각시킨다.

도 3은 본 발명에 따른 의류건조기(100)를 제어하기 위한 제어흐름을 보여주는 블록도이다.

본 발명은 압축기(123)의 냉매토출압력 또는 응축기(124)의 냉매입구압력에 따라 압축기(123)를 제어하는 제어부(130)를 더 포함한다.

이에 의해, 인버터 압축기(123)를 이용하여 압축기(123)의 주파수를 가변시킴으로 냉매토출량을 조절할 수 있다.

예를 들면, 건조 초반에는 가변형 압축기(123)의 동작속도를 최대로 하고, 항률구간시점을 지나면 압축기(123)의 냉매토출압력 등에 따라 압축기(123)의 동작속도를 제어할 수 있다.

압축기(123)의 냉매배관(127) 출구에 제1온도센서(131)가 설치되어, 압축기(123)의 냉매토출온도를 측정할 수 있다. 응축기(124)의 냉매입구에 제2온도센서(132)가 설치되어, 응축기(124)의 냉매입구온도를 측정할 수 있다.

제어부(130)는 기설정된 온도 등을 저장하는 메모리부를 구비하여, 제1온도센서(131) 및 제2온도센서(132)로부터 측정된 압축기(123)의 냉매토출온도 또는 응축기(124)의 냉매입구온도 등 측정온도와 기설정된 온도를 비교할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 의류건조기(100)의 제어방법을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 의류건조기(100)의 제어방법을 보여주는 순서도이다.

건조기의 입력부를 통해 건조 개시 신호가 입력되면, 인버터 압축기(123)가 온(on)되어 가동된다(S100). 인버터 압축기(123)의 동작속도(Hz)는 상승 운전된다. 예를 들면, 압축기(123)의 동작속도는 0Hz에서 100Hz로 상승된다.

히트펌프 시스템이 기설정된 압축기(123)의 최대동작속도에 도달한 후, 파라미터(Parameter)로 이루어진 함수의 조건 만족 여부에 따라 보조 냉각팬(129)의 온/오프가 결정된다. 여기서, 파라미터란 압축기(123)의 냉매토출압력 또는 압축기(123)의 냉매토출온도 또는 응축기(124)의 냉매입구온도 또는 응축기(124)의 냉매입구압력 등이 입력되는 변수이다.

계속해서, 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최대압력보다 큰 지 여부를 판단한다(S200).

압축기(123)의 냉매토출압력이 최대압력보다 큰 경우에 보조 냉각팬(129)을 온시키고, 보조 열교환기(128)로 냉각공기를 송풍하여 응축기(124)에서 배출되는 냉매를 냉각한다(S210).

이어서, 송풍팬(113)이 온되는 조건 하에서 드럼(110)에서 배출되는 공기의 온도 또는 습도를 측정하고, 드럼(110)에서 배출되는 공기의 온도 또는 습도에 따라 제1팽창밸브(125) 및 제2팽창밸브(126)를 온시키고, 제1팽창밸브(125) 및 제2팽창밸브(126)의 개도를 기설정된 개도로 조절한다. 제1팽창밸브(125) 및 제2팽창밸브(126)가 온 상태인지 여부를 판단한다(S300).

그 다음, 제1팽창밸브(125) 및 제2팽창밸브(126)가 온 상태인 경우에 보조 냉각팬(129)이 온상태인지 여부를 판단한다(S400).

또한, 압축기(123)의 냉매토출압력이 최대압력보다 작거나 같은 경우에 보조 냉각팬(129)이 온 상태인지 여부를 판단한다(S400).

보조 냉각팬(129)이 온 상태인 경우에 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최대압력보다 더 큰 지 여부를 판단한다(S500).

보조 냉각팬(129)이 오프상태인 경우 건조 종료 조건인지 여부를 판단한다(S800).

이어서, 건조 종료 조건인 경우에 시스템을 종료한다(S900).

한편, S500에서 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최대압력보다 더 큰 경우에 압축기(123)의 동작속도(Hz)를 1 단계(step) 낮춘다(down)(S510).

또한, 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최대압력 이하인 경우에 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최소압력을 초과하는지 여부를 판단한다(S600).

이어서, S600에서 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최소압력을 초과하는 경우에 건조 종료 조건인지 여부를 판단하고, 건조 종료 조건인 경우에 히트펌프 시스템을 종료한다(S900).

그 다음, S600에서 압축기(123)의 냉매토출압력이 기설정된 최소압력 이하인 경우에 압축기(123)의 동작속도가 기설정된 최대속도 미만 인지 여부를 판단한다(S700).

계속해서, S700에서 압축기(123)의 동작속도가 기설정된 최대속도 미만인 경우에 압축기(123)의 동작속도를 1단계 높이고(up), 시스템의 운전을 진행한다(S710).

또한, S700에서 압축기(123)의 동작속도가 기설정된 최대속도인 경우에 히트펌프 시스템 운전을 현 상태로 유지하여 진행한다.

S800에서 운전 중 건조 종료 조건을 만족하는 경우에 히트펌프 시스템을 종료한다(S900).

이상에서 설명된 의류건조기(100) 및 이의 제어방법은 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.

100 : 의류건조기
110 : 드럼
111 : 공기유로
112 : 필터
113 : 송풍팬
120 : 히트펌프 사이클
121 : 제1증발기
122 : 제2증발기
123 : 압축기
124 : 응축기
125 : 제1팽창밸브
126 : 제2팽창밸브
127 : 냉매배관
128 : 보조 열교환기
129 : 보조 냉각팬
130 : 제어부
131 : 제1온도센서
132 : 제2온도센서

Claims

의류의 수용공간을 제공하는 드럼;
제1증발기, 압축기 및 응축기를 구비하고, 상기 드럼, 제1증발기 및 응축기를 경유하여 상기 드럼으로 다시 순환하는 공기에 열을 가하는 히트펌프 사이클; 및
상기 공기를 순환시키는 송풍팬;
을 포함하고,
상기 히트펌프 사이클은,
상기 공기의 순환유로를 형성하는 공기덕트 내부에 상기 제1증발기와 직렬로 배치되는 제2 내지 제n증발기;
냉매배관에 의해 상기 응축기와 연결되고, 상기 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 보조 열교환기;
일측이 상기 보조 열교환기와 연결되고, 타측이 상기 제1 내지 제n증발기와 독립적으로 병렬 연결되어, 상기 보조 열교환기에 의해 냉각된 냉매를 상기 제1 내지 제n증발기로 독립적으로 공급하는 제1 내지 제n팽창밸브;
를 포함하고,
상기 드럼에서 배출되는 공기의 온도 또는 습도에 따라 상기 제1 내지 제n팽창밸브의 개도를 조절하여, 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 독립적으로 조절하는 제어부를 포함하는 의류건조기.
제1항에 있어서,
상기 압축기는 인버터 압축기이고,
상기 제어부는 상기 압축기의 주파수를 가변시켜 냉매유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 의류건조기.
제2항에 있어서,
상기 압축기의 동작속도는 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 의류건조기.
제1 내지 제n증발기, 압축기, 응축기, 보조 열교환기, 일측이 상기 보조 열교환기와 연결되고 타측이 상기 제1 내지 제n증발기와 독립적으로 병렬 연결되는 제1 내지 제n팽창밸브를 구비하는 히트펌프 사이클을 이용하여 드럼으로 열풍을 공급하는 의류건조기의 제어방법에 있어서,
상기 압축기의 전원을 온시켜 상기 히트펌프 사이클을 구동시키는 단계;
상기 드럼에서 배출되는 공기의 온도 또는 습도에 따라 상기 제1 내지 제n팽창밸브의 개도를 조절하여, 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 각각 조절하는 단계; 및
상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력에 따라 압축기의 동작속도를 제어하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류건조기의 제어방법.
제4항에 있어서,
상기 압축기 구동 후 상기 제1 내지 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 각각 조절하기 전에, 상기 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도를 측정하는 단계; 및
상기 압축기의 냉매토출온도 또는 응축기의 냉매입구온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우에 보조 냉각팬을 구동하여 응축기에서 배출되는 냉매를 냉각시키는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류건조기의 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 제n증발기로 유입되는 냉매유량을 상기 제1증발기로 유입되는 냉매유량보다 더 적게 조절하여, 제n증발기를 지나는 냉매와 공기의 온도 차이를 크게 하는 것을 특징으로 하는 의류건조기의 제어방법.
제4항에 있어서,
상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 기설정된 최대압력보다 더 큰 경우에 상기 압축기의 동작속도를 낮추고, 상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 기설정된 최소압력 이하인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 의류건조기의 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 압축기의 냉매토출압력 또는 응축기의 냉매입구압력이 최소압력 이하인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시키기 전에, 상기 압축기의 동작속도와 기설정된 최대속도를 비교하는 단계; 및
상기 압축기의 동작속도가 기설정된 최대속도 미만인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 증가시키고, 상기 압축기의 동작속도가 최대속도인 경우에 상기 압축기의 동작속도를 유지하는 것을 특징으로 하는 의류건조기의 제어방법.