KR102582112B1 - 제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템 및 이를 구비하는 정수기 - Google Patents

제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템 및 이를 구비하는 정수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 냉매가 흐르며 정수기 내부의 열을 배출시키도록 형성되는 응축기와, 상기 응축기를 둘러싸도록 배치되는 냉각수 탱크와, 상기 냉각수 탱크에 연결되어 정수기 내부 제빙수를 상기 냉각수 탱크에 공급하는 냉각수 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템을 제공한다.

Description

제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템 및 이를 구비하는 정수기 {CONDENSER COOLING SYSTEM USING WATER OF ICE-MAKING AND WAER PURIFIER USING THE SAME}
본 발명은 제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템과 이를 구비하는 정수기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 응축기 외부에 배수되는 제빙수가 채워질 수 있는 냉각수 탱크를 구비하여 제빙 후 배수되는 제빙수를 이용하여 응축기를 냉각 시킬 수 있는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템과 이를 구비하는 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 정수기용 냉각장치의 구성은 압축기(compressor), 응축기(condenser), 팽창장치(capillary tube) 및 증발기(evaporator)로 이루어진다.
구체적으로, 압축기는 냉매를 고온 고압의 가스로 변환하는 장치이고, 응축기는 고온고압의 가스를 액화하는 장치이며, 팽창장치는 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시킴과 아울러, 그 냉매의 팽창정도를 조절하는 장치이고, 증발기는 열교환기에 내재된 배관 상의 차가운 냉매를 외기와 서로 열교환하여 냉기를 생성하는 장치이다.
정수기의 물을 차갑게 하기 위해 상기 압축기에서 배출되는 냉매는 응축기, 팽창장치, 증발기를 거쳐 다시 압축기로 유입되는 순환구조를 가지며, 상기 구성요소들은 서로 배관으로 연결된다.
특히, 정수기용 냉각장치에서 응축기는 열을 외부로 방출시키는 역할을 하며, 그 종류는 크게 팬이 구비된 강제냉각방식과 팬이 없는 자연냉각방식이 있다.
상기 응축기 중 강제냉각방식에는 핀과 튜브로 구성된 강제냉각방식 및 와이어 응축기 강제냉각방식 등이 있다.
종래의 실시예에서는 증발기와 팽창장치를 제외한 압축기와 응축기의 연결구조를 도시한다. 이러한 종래 기술에 따르면 사각형상의 본체 내에 압축기 및 응축기가 각각 구비된다. 상기 압축기는 원통형으로 이루어져 있으며, 다수의 체결구에 의해 외측면이 본체의 하단에 고정된다. 압축기는 상기 설명한 바와 같이 냉매를 고온 고압의 가스로 변환시키고, 이 고온 고압의 냉매를 배관을 통해 응축기로 전달하는 역할을 한다.
상기 응축기는 응축기본체와 블로워유닛으로 이루어져 있으며, 응축기에 내재하는 열을 외부로 강제 방출시키고 난 후, 그 냉매를 배관을 통해 팽창장치로 전달하는 역할을 한다. 실시예로, 응축기본체는 여러 갈래로 굴절 형성된 응축파이프와, 이 응축파이프에 내재된 열을 방출하는 와이어핀 및 응축파이프를 지지하는 브라켓 등으로 이루어진다. 응축파이프는 냉매의 소통로로써 'ㄹ'형상으로 여러번 굴절 형성된다. 와이어 핀은 다수개로 형성되어 블로워유닛에 의해 제공된 공기가 소통되는 공간부가 형성되도록 서로 일정 간격을 두고 배치된다. 그리고, 응축기의 블로워유닛은 모터와 팬으로 이루어진다. 여기서 모터는 본체에 다수개의 체결구에 의해 그 외측이 고정되며, 팬은 모터의 축에 구비되어 모터의 동작과 함께 회전하면서 응축기본체 측으로 공기의 흐름을 유도하는 역할을 한다.
이러한 응축기(20)를 구동시키기 위해서는 냉매를 냉각시키기 위한 팬(30)과 같은 별도의 장치가 필요(도 1 참조)하며 이를 돌리기 위한 비용이 발생한다. 또한, 현재 특정 정수기를 제외한 대부분의 정수기는 제빙수를 배수하는 방식을 택하고 있다. 배수 탱크를 이용하여 배수 시스템을 구축하는 경우 낮은 온도의 제빙수로 인해 결로 발생도가 높아질 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1224651호 대한민국 등록특허 제10-0495332호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정수기 사용 에너지를 절약하고 배수 탱크 부분 결로 문제를 해결할 수 있는 정수기 응축기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 내부에 냉매가 흐르며 정수기 내부의 열을 배출시키도록 형성되는 응축기와, 상기 응축기를 둘러싸도록 배치되는 냉각수 탱크와, 상기 냉각수 탱크에 연결되어 정수기 내부 제빙수를 상기 냉각수 탱크에 공급하는 냉각수 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 응축기는 온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크 상단부로 배출되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각수 라인은 상기 냉각수 탱크의 상단에 연결되는 냉각수 공급라인과, 상기 냉각수 탱크의 하단에 연결되는 냉각수 배수라인을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각수 공급라인은 정수기가 제빙 사이클일 때 제빙수를 공급하고 정수기가 냉수 사이클일 때 정수를 공급한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각수 탱크는 내부의 냉각수의 양을 감지하는 수위 감지 센서를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수위 감지 센서는 냉각수 탱크 내부의 냉각수가 기설정된 수위를 넘어서는 경우 냉각수 배수라인의 밸브를 개방하도록 형성된다.
또한, 본 발명은 제빙 모듈과, 상기 제빙 모듈에서 사용된 제빙수를 이용하여 응축기의 열을 흡수하도록 형성되는 응축기 냉각 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 응축기 냉각 모듈은 내부에 냉매가 흐르며 정수기 내부의 열을 배출시키도록 형성되는 응축기와, 상기 응축기를 둘러싸도록 배치되는 냉각수 탱크와, 상기 냉각수 탱크에 연결되어 상기 제빙수를 상기 냉각수 탱크에 공급하는 냉각수 배수라인을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 응축기는 온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크 상단부로 배출되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각수 라인은 상기 냉각수 탱크의 상단에 연결되는 냉각수 공급라인과, 상기 냉각수 탱크의 하단에 연결되는 냉각수 배수라인을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각수 탱크는 내부의 냉각수의 양을 감지하여 상기 냉각수 배수라인의 밸브를 제어하도록 형성되는 수위 감지 센서를 포함한다.
또한, 본 발명은 응축기가 작동되고 온도감지센서가 응축기의 온도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 응축기를 둘러싸도록 배치된 냉각수 탱크에 냉각수를 공급하는 단계와, 수위감지센서가 냉각수 탱크 내부의 냉각수의 수위를 감지하여 냉각수 배수라인 밸브를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제빙 사이클이 작동하고 있는지 여부를 판단하여 제빙 사이클이 작동하고 있으면 제빙수를 냉각수로 공급하고 제빙 사이클이 작동하지 않고 있으면 정수를 냉각수로 공급하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 응축기는 온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크 상단부로 배출되도록 형성된다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 응축기 냉각 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 응축기에 방열 팬을 사용하지 않고 배수되는 제빙수를 재활용 할 수 있으므로 정수기 사용 에너지를 절약하는 것이 가능하다.
둘째, 제빙수의 낮은 온도로 인해 배수 탱크 부분에 발생하는 결로 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 정수기 응축수 냉각 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 냉각 시스템의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 응축수 냉각 시스템이 냉각수 탱크의 수위를 조절하는 것을 보여주는 개념도.
도 4는 냉각수 탱크의 수위를 조절하는 방법을 나타내는 개념도.
도 5는 응축수 냉각 시스템의 냉각수 공급 및 제어 매커니즘을 설명하는 순서도.
이하, 본 발명에 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.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기 냉각 시스템(100)의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 응축기 냉각 시스템(100)이 냉각수 탱크(110)의 수위를 조절하는 것을 보여주는 개념도이다.
본 발명이 적용되는 정수기는 제빙 모듈과, 제빙 모듈에서 사용된 제빙수를 이용하여 응축기(120)의 열을 흡수하도록 형성되는 응축기 냉각 시스템(100)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 응축기 냉각 시스템(100)은 응축기(120)와, 냉각수 탱크(110)와, 냉각수 라인과, 수위 감지 센서 등을 포함한다.
응축기(120)는 내부에 냉매가 흐르며 정수기 내부의 열을 배출시키도록 형성된다. 응축기(120)는 온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크(110) 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크(110) 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크(110) 상단부로 배출되도록 형성된다. 이를 위해 응축기 입구(121)는 냉각수 탱크(110) 하단으로 연결되고 응축기 출구(122)는 냉각수 탱크(110) 상단으로 연결된다.
냉각수 탱크(110)는 응축기(120)를 둘러싸도록 배치되어 응축기(120)의 열이 정수기 다른 부위로 빠져나가지 못하게 막으며, 내부에 냉각수(133)를 저장하여 응축기(120)의 열을 흡수할 수 있게 한다.
냉각수 라인은 정수기 내부의 정수 또는 제빙수를 냉각수 탱크(110)에 공급한다. 정수기가 제빙 사이클일 때는 제빙수를 냉각수(133)로 공급하고 정수기가 냉수 사이클일 때는 정수를 냉각수(133)로 공급한다.
냉각수 라인은 상기 냉각수 탱크(110)의 상단에 연결되는 냉각수 공급라인(131)과, 상기 냉각수 탱크(110)의 하단에 연결되는 냉각수 배수라인(132)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도가 높은 응축기 입구(121)가 냉각수 탱크(110)의 바닥면 쪽으로 연결되기 때문에 냉각수 탱크(110) 바닥면 쪽부터 모이는 냉각수(133)에 의해 냉매를 냉각시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 응축기(120)는 온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크(110) 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133)에 의해 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크(110) 상단부로 배출되도록 형성된다.
수위 감지 센서는 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133)가 기설정된 수위를 넘어서는 경우 냉각수 배수라인(132)의 밸브를 개방하도록 형성된다. 즉, 수위 감지 센서에 의하여 냉각수 탱크(110) 내부에 저장되는 냉각수(133)의 양을 조절하는 것이 가능하다.
도 4는 냉각수 탱크(110)의 수위를 조절하는 방법을 나타내는 개념도이고, 도 5는 응축기 냉각 시스템(100)의 냉각수(133) 공급 및 제어 매커니즘을 설명하는 순서도이다.
본 발명에서 정수기 내부의 모듈은 정수기 시스템의 구동을 주관하는 제어부에 의하여 구동될 수 있으며, 센서, 제빙 모듈, 응축기(120) 냉각 모듈 등은 제어부에 의하여 유기적으로 상호작용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제빙수를 활용한 응축기(120) 냉각 방법은 응축기(120)가 작동되고 온도감지센서가 응축기(120)의 온도를 감지하는 단계와, 상기 감지된 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 응축기(120)를 둘러싸도록 배치된 냉각수 탱크(110)에 냉각수(133)를 공급하는 단계와, 수위감지센서가 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133)의 수위를 감지하여 냉각수 배수라인(132) 밸브를 제어하는 단계 등을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 온도감지센서가 감지한 온도가 기설정된 온도(제1 설정온도) 이하인 경우 응축기(120) 냉각 모듈이 구동되지 않고, 기설정된 온도 이상인 경우에만 응축기(120) 냉각 모듈이 구동될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 제1 설정온도는 섭씨30도 내지 40도 사이가 된다.
감지된 온도가 제1 설정온도 이상인 경우 제어부는 현재 정수기에서 제빙 사이클이 작동하고 있는지 확인한다. 제빙 사이클이 작동하고 있는 경우 제어부는 냉각수 탱크(110)에 제빙수를 공급하고 제빙 사이클이 작동하고 있지 않은 경우 제어부는 냉각수 탱크(110)에 정수를 공급한다.
또한, 제어부는 수위 감지 센서로부터 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133)의 수위에 대한 정보를 전달 받는다. 감지된 냉각수(133)의 수위가 기설정된 값 이상인 경우 제어부는 냉각수 배수라인(132)의 밸브를 개방하여 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133) 양을 감소시킨다.
본 발명에서는 온도가 높은 응축기 입구(121)가 냉각수 탱크(110)의 바닥면 쪽으로 연결되기 때문에 냉각수 탱크(110) 바닥면 쪽부터 모이는 냉각수(133)에 의해 냉매를 냉각시킬 수 있도록 형성되기 때문에 냉각수 배수라인(132)의 밸브가 개방되는 경우 온도가 높아진 냉각수(133)가 냉각수 탱크(110) 외부로 배출될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 냉각수 탱크(110)에는 서로 다른 높이에 복수의 수위 감지 센서가 설치될 수 있다. 제어부는 냉각수(133)의 수위에 따라 여러 단계에 걸쳐 냉각수 공급라인(131)과 냉각수 배수라인(132)을 개방하고 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 냉각수(133)의 양이 적은 경우 냉각수 공급라인(131)의 밸브를 열고 냉각수 배수라인(132)의 밸브는 닫고, 냉각수(133)의 양이 중간 정도인 경우 냉각수 공급라인(131)의 밸브와 냉각수 배수라인(132)의 밸브를 모두 열고, 냉각수(133)의 양이 많은 경우 냉각수 공급라인(131)의 밸브를 닫고 냉각수 배수라인(132)의 밸브를 열 수 있다.
또한, 제어부는 현재 제빙 사이클이 작동하고 있는 경우 냉각수 배수라인(132) 밸브의 개방 정도를 줄이고 냉각수 공급라인(131) 밸브를 조절하여 냉각수 탱크(110) 내부의 냉각수(133) 양을 조절할 수 있다. 다시 말해, 냉각수(133)의 온도가 낮은 경우 냉각수(133)의 배출을 줄여 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 실시예들에 따르면, 응축기(120)에 방열 팬을 사용하지 않고 배수되는 제빙수를 재활용 할 수 있으므로 정수기 사용 에너지를 절약하는 것이 가능하고, 제빙수의 낮은 온도로 인해 배수 탱크 부분에 발생하는 결로 문제를 해결할 수 있는 등 종래기술과는 차별되는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 위에서 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 : 응축기 냉각 시스템
110 : 냉각수 탱크
120 : 응축기
121 : 응축기 입구
122 : 응축기 출구
131 : 냉각수 공급라인
132 : 냉각수 배수라인
133 : 냉각수
134 : 수위 감지 센서

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제빙 모듈; 및
    상기 제빙 모듈에서 사용된 제빙수를 이용하여 응축기의 열을 흡수하도록 형성되는 응축기 냉각 시스템을 포함하고,
    상기 응축기 냉각 시스템은,
    내부에 냉매가 흐르도록 형성되는 응축기;
    상기 응축기를 둘러싸도록 배치되는 냉각수 탱크; 및
    상기 냉각수 탱크에 연결되어 상기 제빙수를 상기 냉각수 탱크에 공급하는 냉각수 라인을 포함하고,
    상기 냉각수 라인은,
    정수기가 제빙 사이클일 때 제빙수를 공급하고 정수기가 냉수 사이클일 때 정수를 공급하는 냉각수 공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 응축기는,
    온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크 상단부로 배출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각수 공급라인은 상기 냉각수 탱크의 상단에 연결되고,
    상기 냉각수 라인은,
    상기 냉각수 탱크의 하단에 연결되는 냉각수 배수라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉각수 탱크는,
    내부의 냉각수의 양을 감지하여 상기 냉각수 배수라인의 밸브를 제어하도록 형성되는 수위 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  12. 응축기가 작동되고 온도감지센서가 응축기의 온도를 감지하는 단계;
    상기 감지된 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 응축기를 둘러싸도록 배치된 냉각수 탱크에 냉각수를 공급하는 단계;
    수위감지센서가 냉각수 탱크 내부의 냉각수의 수위를 감지하여 냉각수 배수라인 밸브를 제어하는 단계; 및
    제빙 사이클이 작동하고 있는지 여부를 판단하여 제빙 사이클이 작동하고 있으면 제빙수를 냉각수로 공급하고 제빙 사이클이 작동하지 않고 있으면 정수를 냉각수로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 방법.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 응축기는,
    온도가 높아진 냉매가 상기 냉각수 탱크 하단부로 공급되어 상기 냉각수 탱크 내부에서 온도가 낮아진 후 상기 냉각수 탱크 상단부로 배출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙수를 활용한 응축기 냉각 방법.
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