KR101919410B1

KR101919410B1 - 냉동시스템 전력 효율 향상을 위한 하이브리드 센서 기반 제상 제어 시스템

Info

Publication number: KR101919410B1
Application number: KR1020170066718A
Authority: KR
Inventors: 정길도; 승지훈; 고요한; 김광준; 박병우
Original assignee: 전북대학교산학협력단; 김광준
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2018-11-16

Abstract

냉동시스템 전력 효율 향상을 위한 하이브리드 센서 기반 제상 제어 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 제상 제어 시스템은, 냉동 시스템을 센싱하는 제1 타입의 제1 센서, 냉동 시스템을 센싱하는 제2 타입의 제2 센서 및 제1 센서에서 생성된 제1 센서 데이터와 제2 센서에서 생성된 제2 센서 데이터를 기초로 냉동 시스템의 제상기를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 하여 효율적으로 냉동고를 운영이 가능해진다.

Description

냉동시스템 전력 효율 향상을 위한 하이브리드 센서 기반 제상 제어 시스템{Defrost Control System based on Hybrid Sensor for Increasing Power Efficiency of Refrigerator System}

본 발명은 제상 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동시스템 전력 효율 향상을 위한 제상 제어 시스템에 관한 것이다.

냉장고, 냉동창고 등은 냉매를 순환시켜 일정 공간의 온도를 조절하는 장치인데, 사용 냉매를 압축시키고 응축하고 이를 팽창하여 기화시키면서 온도를 변화 시키는 원리이다.

이러한 냉각 장치는 냉매가 이동하는 관에서 공기에 포함되는 수중기가 열 변화에 의해 수분으로 바뀌고 이 관이 지나는 길에 성에가 생성된다. 이러한 성에는 시간이 지속됨에 따라 증가하게 된다.

이 성에에 의해 냉동고의 온도 조절장치에 효율이 떨어지면서 과다한 전력 소모를 발생시키고 이를 동작시키는 펌프에 무리를 주어 기계고장의 원인이 되기도 한다.

이를 방지하기 위해 냉동고에는 성에를 제거하는 제상기를 사용하고 있는데, 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 생성된 성에의 양을 오류 없이 감지하여 이를 근거로 제상기가 제대로 동작되도록 하여 효율적인 냉동고 운영을 하도록 하기 위한 방안의 모색이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 제상기를 사용함에 있어 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 생성된 성에의 양을 적외선 센서와 압력 센서로 감지하고 이를 근거로 제상기가 동작되도록 하여 효율적으로 냉동고를 운영하기 위한 하이브리드 센서 기반 제상 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 제상 제어 시스템은, 냉동 시스템을 센싱하는 제1 타입의 제1 센서; 냉동 시스템을 센싱하는 제2 타입의 제2 센서; 및 제1 센서에서 생성된 제1 센서 데이터와 제2 센서에서 생성된 제2 센서 데이터를 기초로, 냉동 시스템의 제상기를 제어하는 제어부;를 포함한다.

그리고, 제어부는, 제1 센서 데이터가 제1 설정값을 벗어났거나 제2 센서 데이터가 제2 설정값을 벗어나면, 제상기를 동작시킬 수 있다.

또한, 제2 센서는, 냉동 시스템에서 성에에 의한 압력을 측정하는 압력 센서일 수 있다.

그리고, 제1 센서는, 냉동 시스템에서 성에에 의한 적외선 차단율을 측정하는 적외선 센서일 수 있다.

또한, 제1 센서는, 냉동 시스템의 제1 열에 설치되고, 제2 센서는, 냉동 시스템의 제2 열에 설치될 수 있다.

그리고, 제1 센서와 제2 센서는, 하나의 몸체에 형성된 돌출 부분들에 각각 위치할 수 있다.

또한, 몸체는, 링 형상일 수 있다.

그리고, 제어부는, 제1 센서 데이터가 제1 설정값을 초과하고 제2 센서 데이터가 제2 설정값을 초과하면, 제상기를 동작시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 제상 제어 방법은, 냉동 시스템을 센싱하는 제1 타입의 제1 센서에서 생성된 제1 센서 데이터를 취득하는 단계; 냉동 시스템을 센싱하는 제2 타입의 제2 센서에서 생성된 제2 센서 데이터를 취득하는 단계; 및 취득된 제1 센서 데이터와 제2 센서 데이터를 기초로, 냉동 시스템의 제상기를 제어하는 단계;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 냉동 시스템에 생성된 성에의 양을 적외선 센서와 압력 센서로 감지하고 이를 근거로 제상기를 제어하여, 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 하여 효율적으로 냉동고를 운영이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 시스템의 블럭도,
도 2, 도 1에 도시된 적외선 센서의 상세 회로도,
도 3은 하이브리드 센서가 설치된 냉동 시스템에 성에가 발생하지 않은 상태를 촬영한 사진,
도 4는 하이브리드 센서가 설치된 냉동 시스템에 성에가 발생한 상태를 촬영한 사진,
도 5는하이브리드 센서의 몸체를 하부에서 바라보면서 간략하게 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 센서 기반 제상 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상 제어 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 제상 제어 시스템은, 하이브리드 센서를 기반으로 냉동시스템 전력 효율 향상시킬 수 있는 시스템이다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 제상 제어 시스템은, 제상기(130)를 사용함에 있어 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 생성된 성에의 양을 적외선 센서(111)와 압력 센서(112)로 감지하고 이를 근거로 제상기(130)가 동작되도록 하여 효율적으로 냉동고를 운영한다.

이와 같은 기능을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 제상 제어 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하이브리드 센서(110), 제어부(120) 및 제상기(130)를 포함한다.

하이브리드 센서(110)는 냉동 시스템에서 성에의 양을 센싱하기 위한 각기 다른 타입의 센서들로, 적외선 센서(111)와 압력 센서(112)를 포함하여 구성되는 센서이다.

적외선 센서(111)는 발광부에서 적외선을 조사하고 일정 거리 이격되어 마주보도록 위치한 수광부에서 적외선을 수신하는 센서이다. 도 2에 적외선 센서(111)의 상세 회로도를 나타내었다.

적외선 센서(111)의 수광부에서 수신되는 적외선의 양은 성에 발생량에 반비례한다. 즉, 냉동 시스템에 발생된 성에의 양이 많을수록 성에에 의해 차단되는 적외선의 양이 많아져, 상대적으로 적외선 센서(111)의 수광부에서 수신되는 적외선의 양을 줄어든다.

이에 따라, 적외선 센서(111)의 센서 데이터는 성에의 양을 나타내는 지표가 된다.

압력 센서(112)는 냉동 시스템에서 발생된 성에에 의해 가해지는 압력을 측정하는 센서이다. 측정된 압력의 크기는 성에 발생량에 비례한다.

즉, 냉동 시스템에 발생된 성에의 양이 많을수록 압력 센서(112)에 의해 측정되는 압력의 크기가 크다. 이에 따라, 압력 센서(112)의 센서 데이터는 성에의 양을 나타내는 지표가 된다.

도 3에는 하이브리드 센서(110)가 설치된 냉동 시스템에 성에가 발생하지 않은 상태가, 도 4에는 하이브리드 센서(110)가 설치된 냉동 시스템에 성에가 발생한 상태가, 각각 나타나 있다.

도 5는 하이브리드 센서(110)의 몸체를 하부에서 바라보면서 간략하게 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하이브리드 센서(110)의 몸체(113)는 원형 링 형상이다. 링 형상으로 구현한 것은, 구멍을 통해 성에 발생을 방해하지 않도록 하여, 하이브리드 센서(110)가 설치되지 않은 냉동 시스템의 다른 부분과 성에 발생량에 있어 차이가 생기지 않도록 하기 위함이다. 이를 통해, 센서 데이터의 신빙성을 높일 수 있다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 적외선 센서(111)는 '발광부(111-11) 및 수광부(111-12)로 이루어지는 적외선 센서'와 '발광부(111-21) 및 수광부(111-22)로 이루어지는 적외선 센서'로 구현되는데, 이들은 하이브리드 센서(110)의 몸체(113) 하부의 돌출 부분에 각각 위치한다. 즉, 적외선 센서들은 하이브리드 센서(110)의 몸체(113) 하부에서 돌출되어 있다.

도 3과 도 4를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 이 2개의 적외선 센서들은 냉동 시스템의 각기 다른 열들에 설치된다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 압력 센서(112)는 하이브리드 센서(110)의 몸체(113)에서 좌측 부분에 위치한 압력 센서(112-1)와 우측 부분에 위치한 압력 센서(112-2)로 구현되는데, 이들은 하이브리드 센서(110)의 몸체(113) 하부의 돌출 부분에 각각 위치한다. 즉, 압력 센서들(112-1, 112-2)은 하이브리드 센서(110)의 몸체(113) 하부에서 돌출되어 있다.

그리고, 도 3과 도 4를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 이 2개의 압력 센서들(112-1, 112-2)은 냉동 시스템의 각기 다른 열들에 설치됨은 물론, 적외선 센서들과도 다른 위치의 열들에 설치된다.

다시, 도 1을 참조하여 설명한다.

제어부(120)는 하이브리드 센서(110)에서 생성된 센서 데이터들을 이용하여 제상기(130)의 동작을 제어하기 위한 구성이다.

이와 같은 기능을 수행하는 제어부(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 취득부(121), 데이터 처리부(122) 및 제상 제어 신호부(123)를 포함하여 구성된다.

데이터 취득부(121)는 하이브리드 센서(110)의 적외선 센서(111)로부터 적외선 데이터를 취득하고, 압력 센서(112)로부터 압력 데이터를 취득하여, 취득한 데이터들을 데이터 처리부(122)에 전달한다.

데이터 처리부(122)는 데이터 취득부(121)로부터 전달받은 적외선 데이터와 압력 데이터를 기초로 제상기(130)의 동작을 제어하는데, 구체적으로 제상기(130)를 동작시킬지 여부를 결정한다.

제상 제어 신호부(123)는 데이터 처리부(122)의 결정에 따라 제상기(130)의 동작/정지 신호를 생성하여 제상기(130)로 인가한다.

제어부(120)에 의한 제상기(130)의 제어 과정은 도 6에 상세히 도시되어 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 센서 기반 제상 제어 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 냉동 시스템을 On 하여 동작시킨 후(S210), 제어부(120)의 데이터 취득부(121)가 하이브리드 센서(110)의 적외선 센서(111)로부터 적외선 데이터를 취득하면(S220), 제어부(120)의 데이터 처리부(122)는 적외선 데이터가 기설정된 데이터를 미만인지 판단한다(S230).

S230단계에서 적외선 데이터가 기설정된 데이터 미만으로 판단되면(S230-Y), 데이터 처리부(122)의 제어에 의해 제상 제어 신호부(123)가 제상기(130)을 On 하여 동작시키고, 냉동 시스템을 Off 하여 정지시킨다(S260).

이후, 제상기(130)의 동작 시간이 기설정된 시간을 초과하면(S270-Y), 제상 제어 신호부(123)는 제상기(130)을 Off 하여 정지시키고, 냉동 시스템을 On 하여 동작시킨다(S210).

한편, 제어부(120)의 데이터 취득부(121)가 하이브리드 센서(110)의 압력 센서(112)로부터 압력 데이터를 취득하면(S240), 제어부(120)의 데이터 처리부(122)는 압력 데이터가 기설정된 데이터를 초과하였는지 판단한다(S250).

S250단계에서 압력 데이터가 기설정된 데이터를 초과한 것으로 판단되면(S250-Y), 데이터 처리부(122)의 제어에 의해 제상 제어 신호부(123)가 제상기(130)을 On 하여 동작시키고, 냉동 시스템을 Off 하여 정지시킨다(S260).

지금까지, 냉동시스템 전력 효율 향상을 위한 하이브리드 센서 기반 제상 제어 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.

위 실시예에서는, 제상기를 사용함에 있어 적절한 시간에 제상 동작이 이루어지도록 생성된 성에의 양을 적외선 센서와 압력 센서로 감지하고 이를 근거로 제상기가 동작되도록 하여 효율적인 냉동고 운영을 보장한다.

위 실시예에서는, 적외선 센서(111)의 적외선 데이터 또는 압력 센서(112)의 압력 데이터를 통해 제상 동작을 제어하여, 적외선 센서(111)의 오동작에 의한 오류 발생을 압력 센서(112)로 보완할 수 있다.

나아가, 적외선 센서(111)의 적외선 데이터와 압력 센서(112)의 압력 데이터 모두에 의해 제상 동작 조건이 판별된 경우에 제상기(130)를 동작시키는 변형이 가능하다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

110 : 하이브리드 센서
111 : 적외선 센서
112 : 압력 센서
120 : 제어부
121 : 데이터 취득부
122 : 데이터 처리부
123 : 제상 제어 신호부
130 : 제상기

Claims

냉동 시스템을 센싱하는 제1 타입의 제1 센서;
냉동 시스템을 센싱하는 제2 타입의 제2 센서;
제1 센서에서 생성된 제1 센서 데이터와 제2 센서에서 생성된 제2 센서 데이터를 기초로, 냉동 시스템의 제상기를 제어하는 제어부;를 포함하고,
제1 센서는,
냉동 시스템에서 성에에 의한 적외선 차단율을 측정하는 적외선 센서로, 냉동 시스템의 제1 열에 설치되며,
제2 센서는,
냉동 시스템에서 성에에 의한 압력을 측정하는 압력 센서로, 냉동 시스템의 제2 열에 설치되는 것을 특징으로 하는 제상 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는,
제1 센서 데이터가 제1 설정값을 벗어났거나 제2 센서 데이터가 제2 설정값을 벗어나면, 제상기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 제상 제어 시스템.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
제1 센서와 제2 센서는,
하나의 몸체에 형성된 돌출 부분들에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 제상 제어 시스템.
청구항 6에 있어서,
몸체는,
링 형상인 것을 특징으로 하는 제상 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
제어부는,
제1 센서 데이터가 제1 설정값을 초과하고 제2 센서 데이터가 제2 설정값을 초과하면, 제상기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 제상 제어 시스템.
냉동 시스템을 센싱하는 제1 타입의 제1 센서에서 생성된 제1 센서 데이터를 취득하는 단계;
냉동 시스템을 센싱하는 제2 타입의 제2 센서에서 생성된 제2 센서 데이터를 취득하는 단계;
취득된 제1 센서 데이터와 제2 센서 데이터를 기초로, 냉동 시스템의 제상기를 제어하는 단계;를 포함하고,
제1 센서는,
냉동 시스템에서 성에에 의한 적외선 차단율을 측정하는 적외선 센서로, 냉동 시스템의 제1 열에 설치되며,
제2 센서는,
냉동 시스템에서 성에에 의한 압력을 측정하는 압력 센서로, 냉동 시스템의 제2 열에 설치되는 것을 특징으로 하는 제상 제어 방법.