KR20060046995A

KR20060046995A - 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법

Info

Publication number: KR20060046995A
Application number: KR1020040092561A
Authority: KR
Inventors: 홍상욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US20060101587A1; CN1773006A; EP1657351A2; KR100748963B1; EP1657351A3

Abstract

본 발명에 따른 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법은, 히터를 중심으로 가열되기 전의 공기 또는 가열된 후의 공기 중 적어도 어느 하나를 측정하는 공기온도 측정단계와: 상기 공기온도 측정단계를 통해 공기의 온도를 측정하는 과정에서, 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물의 양과 이 세탁물에 포함된 함수량의 합인 전체 부하량을 산출하는 부하량 산출단계와; 상기 부하량 산출단계의 특정 영역을 지난 다음의 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물에 포함된 함수량을 산출하는 함수량 산출단계와; 상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계에서 산출된 전체 부하량과 함수량에 따라 건조 작동을 제어하는 건조작동 제어단계를 포함하여 구성됨으로써, 세탁물에 포함된 함수량을 이용하여 보다 정확한 건조 시간의 예측이 가능함과 아울러 다양한 부하 조건에 대응하여 보다 효율적인 건조 작동을 제어할 수 있는 효과가 있다.

함수량, 부하량, 건조도, 히터, 온도센서, 건조 예측 시간, 응축 덕트

Description

세탁건조기/건조기의 건조 제어방법{Drying control method for washer combined with dryer}

도 1은 종래 세탁건조기의 측단면도,

도 2는 본 발명에 따른 건조 제어 방법이 적용되는 세탁건조기의 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 세탁건조기의 주요 부분의 건조 온도 변화 곡선 및 차이가 도시된 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 세탁건조기의 건조 제어방법이 도시된 순서도,

도 5는 본 발명에 따른 세탁건조기의 건조 부하에 따라, 건조 작동 시간 비율(%) 대비 세탁물의 함수량 변화 관계를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

53 : 컨트롤 패널 60 : 터브

74 : 배수 장치 76 : 세탁용 히터

78 : 터브 냉각수 온도센서 80 : 드럼

90 : 모터 103 : 건조용 히터

107 : 순환 팬 108 : 팬 모터

110 : 히터덕트 112 : 히터공기 온도센서

120 : 응축덕트 122 : 응축공기 온도센서

123 : 냉각수 온도센서 132 : 냉각수 밸브

본 발명은 세탁건조기 또는 건조기에 관한 것으로서, 특히 순환 공기의 온도변화를 이용하여 세탁물에 포함된 함수량을 산출하여 건조 예상 시간을 예측하는 등 건조 작동을 제어할 수 있는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁 기능만을 갖는 세탁기와, 세탁기능과 건조기능을 갖는 세탁건조기로 구분되고, 건조기는 세탁기와 다르게 건조 기능만을 갖도록 구성된다.

도 1은 상기 세탁기 중 종래 세탁건조기의 내부 구성을 보인 측단면도이다.

종래의 세탁건조기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 캐비닛(2)에 내측에 스프링(4) 및 댐퍼(6)로 지지된 터브(10)와, 상기 터브(10)의 내측에 설치되어 세탁물이 수용되는 드럼(20)과, 상기 드럼(20)의 전방을 개폐하도록 상기 캐비닛(2)에 연결된 도어(22)와, 상기 터브(10)로 열풍을 토출하도록 상기 터브(10)의 상부에 설치되어 히터(26) 및 송풍기(27)가 내장된 히터덕트(30)와, 상기 터브(10)의 측면 하부에 일측이 연결되고 상기 히터덕트(30)에 타측이 연결되어 순환되는 공기 의 습기를 응축시키는 응축덕트(40)를 포함하여 구성된다.

상기 터브(10)에는 상기 도어(22)의 닫힘시 상기 도어(22)와 밀착되고 상기 히터덕트(30)가 연결되는 개스킷(12)이 장착된다.

상기 터브(10)에는 상기 드럼(20)을 회전 구동시키는 모터(14)가 설치된다.

상기 터브(10)에는 세탁 또는 헹굼시 상기 터브(10)의 내부로 세탁수 또는 헹굼수를 공급하는 급수 장치(15)가 연결된다. 상기 터브(10)의 하부에는 배수장치(16)가 연결된다.

상기 배수 장치(16)는 상기 터브(10)의 하부에 연결된 배수 밸로우즈(17)와, 상기 배수 밸로우즈에 연결된 배수 펌프(18)와, 상기 배수 펌프(18) 연결된 배수 호스(19)를 포함하여 구성된다.

상기 드럼(20)은 둘레부 또는 배면부에 세탁수 또는 공기가 통과하는 통공(22)이 형성된다.

상기 드럼(20)은 내둘레면에 세탁물을 유동시키는 리프터(24)가 장착된다.

상기 송풍기(27)는 상기 히터덕트(30) 내부에 회전 가능하게 배치된 순환팬(28)과, 상기 순환 팬(28)을 회전시키도록 상기 히터덕트에 설치된 팬 모터(29)를 포함하여 구성된다.

상기 응축덕트(40)에는 세탁물을 건조시키면서 순환되는 공기 중의 습기가 응축되도록 응축용 냉각수를 상기 응축덕트(40) 내부로 공급하는 냉각수 공급기(42)가 연결된다.

상기 냉각수 공급기(42)는 외부 호스(43)에 연결되어 외부 호스를 통해 공급 되는 응축용 냉각수를 단속하는 냉각수 밸브(44)와, 상기 냉각수 밸브를 통과한 응축용 냉각수를 상기 응축덕트(40) 내부로 안내하는 냉각수 호스(45)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 세탁건조기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 드럼(20)의 내부로 세탁물을 투입한 후 도어(22)를 닫고, 세탁기를 작동시키면, 상기 세탁기는 급수장치(15)를 통해 세탁수를 급수시킨다.

급수된 세탁수는 상기 터브(10) 내로 공급되어 터브(10)의 내부에 담겨지게 되고, 상기 드럼(20)의 통공(22)을 통해 드럼(20) 내부로 유입되어 세탁물에 적셔진다.

상기와 같은 세탁수의 급수가 행해진 후, 상기 모터(14)가 구동되면, 상기 드럼(20)은 회전되고, 상기 드럼(20) 내의 세탁물은 상기 드럼(20) 내부에서 유동되면서 세탁수의 작용에 의해 묻은 때가 떨어지게 된다.

상기 세탁건조기는 상기와 같은 세탁 행정이 종료된 후 배수장치(16)를 통해 터브(10) 내의 오염된 세탁수를 상기 세탁건조기의 외부로 배수된다.

이후, 상기 세탁건조기는 세탁물에 남은 거품을 헹궈내기 위한 헹굼 행정이 수차례 이루어지는 바, 세탁 행정과 같이 급수장치(15)와 모터(14)를 제어하여 세탁물에 남은 거품을 헹구고, 거품을 포함하는 오염된 물을 배수장치(16)를 통해 상기 세탁건조기의 외부로 배수시킨다.

상기 세탁기는 상기와 같은 수차례의 헹굼 행정 이후에, 세탁물의 물기를 원 심 탈수시키는 탈수 행정이 이루어진다.

상기 세탁기는 상기 모터(14)를 고속 구동시켜 상기 세탁물을 원심 탈수시키고, 상기 세탁물에서 탈수된 물을 상기 배수 장치(16)를 통해 상기 세탁건조기의 외부로 배수시킨다.

이후, 상기 세탁건조기는 세탁물을 건조시키는 건조 행정을 실시한다.

먼저, 상기 세탁건조기는 상기 모터(14)를 구동시켜 상기 드럼(20)을 회전시키고, 상기 드럼(20) 내의 세탁물은 상기 드럼(20)에서 유동된다.

그리고, 상기 히터(26)는 온되어 주변의 공기를 승온시키고, 상기 팬 모터(29)는 구동되어 상기 순환 팬(28)을 회전시키며, 상기 냉각수 밸브(44)와 배수 펌프(18)는 설정 시간 간격으로 온/오프를 반복한다.

상기 순환 팬(18)의 회전에 의해 상기 드럼(20) 내부의 공기는 상기 세탁물과 접촉되면서 세탁물의 열과 수분을 빼앗아 저온 다습하게 바뀌고, 상기 통공(22)을 통과하여 드럼(20)과 터브(10) 사이로 이동된 후 상기 응축덕트(40)로 유입되며, 상기 응축덕트(40)를 통과하면서 응축용 냉각수에 의해 응축된다.

상기 응축덕트(43)를 통과한 공기는 상기 히터덕트(30)를 통과하면서 상기 히터(26)에 의해 가열되어 열풍으로 바뀌고, 열풍은 상기 개스킷(12)을 통과하여 상기 개스킷(16)의 내측으로 토출되며, 상기 드럼(20)의 내부로 순환되고, 이후 상기와 같은 순환을 반복하면서 세탁물을 건조시킨다.

한편, 상기 응축덕트(40)로 공급된 응축용 냉각수는 상기 응축덕트(40)를 통과하여 상기 터브(10)로 모이고, 상기 배수 펌프(18)에 의해 주기적으로 펌핑되어 외부로 배수된다.

상기 세탁건조기는 상기와 같은 열풍 건조가 일정 시간 실시된 후, 상기 히터(26)를 오프시키고, 상기 드럼(20) 및 순환 팬(28) 만을 회전시켜 냉풍 건조를 실시한다.

상기 세탁건조기는 상기 냉풍 건조가 설정 시간 실시되면, 순환 팬(28) 및 모터(14)를 정지시키고, 상기 건조 행정은 종료된다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되고 작동되는 종래의 세탁건조기는, 건조 작동이 시작되면, 건조 예측 시간을 표시하지 않거나 임의로 설정된 건조 소요 예상 시간이 나타나기 때문에 정확한 건조 예상 시간을 예측할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 건조 작동 말기에 감지 가능한 온도 변화에 따른 건조도를 이용하여 건조 시간을 설정하는 경우가 있으나, 이는 소량의 세탁물이나 드럼 내의 포 꼬임, 새로운 세탁물 투입 등이 발생되면, 온도 변화가 심해지는 문제가 발생되어 건조도를 이용해서는 정확한 건조 완료 시간을 결정하는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 건조 대상물의 부하량을 이루는 세탁물에 포함된 함수량을 별도로 분리하여 산출하지 못했기 때문에 세탁물의 함수량에 따른 부하 조건에 대응하지 못하여 보다 효율적인 건조 작동을 실행하는 데 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건조 작동이 진행되는 과정에서 히터 전후의 공기 온도를 변화를 감지하여 세탁물에 포함된 함수량을 산출함으로써, 보다 정확한 건조 시간의 예측이 가능함과 아울러 다양한 부하 조건에 대응하여 보다 효율적인 건조 작동을 제어할 수 있는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법은, 건조 작동이 이루어지면, 히터가 작동하면서 히터 덕트를 통과하는 공기를 가열하고, 상기 히터를 중심으로 가열되기 전의 공기 또는 가열된 후의 공기 중 적어도 어느 하나를 측정하는 공기온도 측정단계와: 상기 공기온도 측정단계를 통해 공기의 온도를 측정하는 과정에서, 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물의 양과 이 세탁물에 포함된 함수량의 합인 전체 부하량을 산출하는 부하량 산출단계와; 상기 부하량 산출단계의 특정 영역을 지난 다음의 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물에 포함된 함수량을 산출하는 함수량 산출단계와; 상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계에서 산출된 전체 부하량과 함수량에 따라 건조 작동을 제어하는 건조작동 제어단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법은, 세탁물의 건조 작동이 시작된 후, 세탁물을 건조한 공기가 응축 덕트를 통과할 때 공기 중에 포함된 습기를 응축한 냉각수의 온도와, 상기 응축 덕트를 통과하여 습기가 제거된 공기의 온도를 측정하는 건조도 측정단계를 더 포함하고,

상기 건조작동 제어단계는 상기 냉각수의 온도와 상기 공기의 온도의 차이를 이용하여 세탁물의 건조도를 판단하는 건조도 판단 과정이 포함된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 건조 제어 방법이 적용되는 세탁건조기의 측단면도이다.

본 발명에 따른 세탁건조기는, 도 2를 참고하면, 세탁물(m)이 통과하기 위한 세탁물 출입홀(51)이 형성된 캐비닛(52)과, 상기 캐비닛(52)에 내측에 설치된 터브(60)와, 상기 터브(60)의 내측에 위치되어 세탁물이 수용되어 세탁 및 건조가 이루어지는 드럼(80)과, 상기 드럼(80)을 회전 구동시키도록 상기 터브(60)에 설치된 모터(90)와, 상기 드럼(80)의 전방을 개폐하도록 상기 캐비닛(52)에 연결된 도어(100)와, 상기 터브(60)로 가열 공기를 공급하도록 상기 터브(60)의 상부에 설치되어 건조용 히터(103) 및 송풍기(106)가 내장된 히터 덕트(110)와, 상기 터브(60)의 일측에서 상기 히터 덕트(110)에 연결되어 세탁물을 건조시킨 공기의 습기를 응축시켜 제거하는 응축덕트(120)와, 상기 응축덕트(120)로 응축용 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기(130)를 포함하여 구성된다.

상기 캐비닛(52)은 상기 세탁건조기의 외관을 형성하는 것으로서, 그 전면측 상부 또는 상면에 상기 세탁건조기의 각종 행정이나 시간 등을 조작하는 컨트롤 패널(53)이 설치된다.

상기 터브(60)는 상기 캐비닛(52)에 연결된 댐퍼(61) 및 스프링(62)에 의해 상기 캐비닛(52) 내측에 완충 가능하게 설치된다.

상기 터브(60)는 상기 세탁물 출입홀(51) 후방에 개구홀(63)이 형성되고 상기 캐비닛(52)의 내측으로 수평하게 설치된다.

상기 터브(60)에는 상기 개구홀(63)과 상기 세탁물 출입홀(51) 사이에 장착되고 상기 도어(100)의 닫힘시 상기 도어(100)와 밀착되는 개스킷(64)이 구비된다.

상기 개스킷(64)에는 상기 히터 덕트(110)가 연결되는 터브 흡입구(65)가 돌출되게 형성된다.

상기 터브(60)는 상부 일측에 세탁수 등을 공급하기 위한 급수 장치(70)가 설치된다.

상기 터브(60)는 하부 일측에 배수구(72)가 형성되고, 상기 배수구(72)에는 배수 장치(74)가 연결된다.

상기 터브(60)에는 세탁 행정시 상기 터브 내의 세탁수를 가열할 수 있도록 세탁용 히터(76)가 설치되는 바, 상기 터브(60)의 하부 중앙에는 상기 세탁용 히터(76)가 수용되는 히터 수납홈부(77)가 하측으로 움푹 패이게 형성된다.

특히, 상기 터브(60)의 하측에는 건조 작동시에 상기 응축덕트(120)에서 흘러내린 냉각수의 온도를 감지하는 터브 냉각수 온도센서(78)가 설치된다. 상기 터브 냉각수 온도센서(78)는 상기 세탁용 히터(76)가 과열될 때 세탁용 히터(76)로 인가되는 전류를 차단할 수 있도록 세탁수의 온도를 측정하는 센서로 이용할 수 있다.

상기 터브(60)의 옆에는 상기 터브(60)의 상기 응축덕트(120)가 연결되는 덕트 연통구(79)가 형성된다.

상기 드럼(80)은 상기 세탁물 출입홀(51) 후방에 개구홀(81)이 형성되고 상기 터브(60)의 내측으로 수평하게 위치된다. 상기 드럼(80)은 둘레부 또는 배면부에 통공(82)이 형성된다.

상기 송풍기(106)는 상기 히터 덕트(110) 내부에 회전 가능하게 배치된 순환팬(107)과, 상기 순환 팬(107)을 회전시키도록 상기 히터덕트에 설치된 팬 모터(108)를 포함하여 구성된다.

상기 히터덕트(110)의 내부에는 상기 건조용 히터(103)와 터브 흡입구(65) 사이에 설치되어 상기 건조용 히터(103)에 의해 가열된 공기의 온도를 측정하는 히터공기 온도센서(112)가 설치된다. 상기 히터공기 온도센서(112)는 상기 드럼(80)으로 순환되는 공기의 과열시 발생될 수 있는 세탁물(m)의 손상을 막기 위한 온도 감지 기능도 하게 된다.

상기 응축덕트(120)의 상부에는 건조 행정의 각종 제어를 실시할 수 있도록 응축덕트를 통과하면서 응축용 냉각수에 의해 습기가 제거되고 가열되기 전의 공기의 온도를 측정하는 응축공기 온도센서(122)가 설치된다. 상기 응축공기 온도센서(122)는 냉각수와 충분히 열교환된 공기의 온도를 측정할 수 있도록 냉각수의 액적(液滴)이 닿지 않고 공기의 온도를 원활히 측정할 수 있도록 상기 순환 팬(107)의 흡입구와 냉각수 유입구(134) 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 응축덕트(120)의 하부에는 상기 덕트 연통구(79)를 바로 지난 위치에 응축 덕트를 통과한 공기 중에 포함된 습기를 응축한 냉각수 온도센서(123)가 설치된다.

상기 냉각수 공급기(130)는 외부 호스(131)에 연결되어 외부 호스(131)를 통해 공급되는 응축용 냉각수를 단속하는 냉각수 밸브(132)와, 상기 냉각수 밸브(132)를 통과한 응축용 냉각수를 상기 응축덕트(120) 내부로 안내하고 끝단부에 냉각수 유입구(134)가 형성된 냉각수 호스(133)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기한 공기온도센서(112)(122)와 냉각수 온도센서(78)(123)의 감지 결과를 입력받아, 건조 작동시에 전체 부하량과 함수량을 산출하고, 건조도를 판단하여 건조 완료 시점을 결정하는 등 세탁물의 건조 작동을 제어하는 제어수단(미도시됨)이 구비된다. 여기서, 상기 제어수단은 세탁 건조기의 제반 작동을 제어할 수 있도록 구성된 것으로서, 상기 콘트롤 패널(53)에 연결되어 상기 급배수 장치(70)(74)는 물론 모터(90)(108), 히터(76)(103), 센서(78)(112)(122)(123), 밸브(132) 등 각 제어 구성 장치에 제어 신호를 입력 또는 출력할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 세탁건조기를 이용한 전체적인 건조 작동 및 그 제어 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

세탁건조기의 건조 작동이 시작되면, 상기 제어수단의 제어 신호에 따라 모 터(90)가 작동하면서 드럼(80)이 서서히 회전 구동되는 동시에, 히터 덕트(110) 내의 순환팬(106)과 건조용 히터(103)가 작동되고, 냉각수 밸브(132)가 개방되어 응축 덕트(120) 내부로 냉각수가 공급된다.

따라서, 상기 드럼(80) 내부의 공기는 상기 순환 팬(106)의 회전에 따라 응축 덕트(120)와 히터 덕트(110)를 통해 다시 드럼(80) 내부로 순환하게 된다. 이때 드럼(80) 내부를 통과하면서 세탁물과 접촉되는 공기는 세탁물의 열과 수분을 빼앗아 저온 다습한 공기로 바뀐 다음, 응축덕트(120)로 유입되며, 상기 응축덕트(120)를 통과하면서 응축용 냉각수에 의해 응축되어 습기가 어느 정도 제거된다. 상기 응축덕트(120)를 통과한 공기는 상기 히터 덕트(110)를 통과하면서 상기 히터(103)에 의해 가열되어 열풍으로 바뀌고, 열풍은 다시 드럼(80)의 내부로 순환되는 과정을 반복하면서 세탁물을 건조시키게 된다.

여기서, 도 3은 상기한 세탁건조기의 주요 부분의 건조 온도 변화 곡선 및 차이가 도시된 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 건조 제어방법이 도시된 순서도이며, 도 5는 세탁건조기의 건조 부하에 따라, 건조 작동 시간 비율(%) 대비 세탁물의 함수량 변화 관계를 나타낸 그래프이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 상기와 같은 세탁건조기의 건조 작동 과정은 건조 진행 시간 및 온도 변화에 따라 크게, 드럼(80) 내부와 순환 공기를 가열하는 공기가열구간과, 상기 공기가열구간 이후에 세탁물과 이 세탁물에 함유된 수분이 가열되는 부하가열구간과, 상기 부하가열구간 이후에 세탁물에 함유된 수분이 제거되는 제습구간으로 나누어질 수 있다.

여기서 상기 공기가열구간은 세탁건조기 내의 공기가 가열되므로, 도 3에서와 같이 급격한 온도 상승이 이루어지고, 상기 부하가열구간은 가열 공기와 세탁물 또는 수분과의 열교환이 이루어지면서 점차 완만하게 상승하게 된다. 그리고, 상기 제습 구간에서는 실제적으로 세탁물에 함유된 수분이 증발하면서 본격적으로 건조가 이루어지게 된다.

참고로, 도 3에서 Tout는 상기 히터(103)에 의해 가열된 공기로 상기 히터공기 온도센서(112)에 의해 감지된 온도 변화 곡선이고, Tin은 상기 히터(103)에 의해 가열되기 전의 공기로 상기 응축공기 온도센서(122)에 의해 감지된 온도 변화 곡선이며, Tdh는 상기 가열 공기에서 가열전 공기의 온도차(Tout-Tdh)의 변화 곡선이다.

그리고, Tw는 냉각수 온도로 상기 터브 냉각수 온도센서(78)에 의해 감지된 온도변화 곡선으로, 상기 응축 덕트(120)의 하부에 구비된 냉각수 온도센서(123)를 이용하는 것도 가능하다. 상기 Tdw는 상기 히터(103)에 의해 가열되기 전의 공기 온도(Tin)와 상기 냉각수의 온도(Tw)의 차이(Tin-Tw) 변화 곡선이다.

상기와 같이 건조 작동이 이루어질 때 각각의 부분에서 온도가 변화되는 특성을 이용하여 세탁물의 양과 이 세탁물에 함유된 함수량의 합인 전체 부하량을 산출할 수 있음과 아울러, 이 전체 부하량에서 함수량만을 분리하여 산출할 수 있다.

상기 전체 부하량과 함수량의 산출은 상기 히터(103)에 의해 가열된 공기 온도(Tout)와 히터(103)에 의해 가열되기 전의 공기(Tin)의 온도의 온도 변화 비율이 거의 일정하므로, 모두 이용할 수 있으나, 본 실시예에서는 도 4를 참조하여 설명 의 편의상 히터(103)에 의해 가열된 후의 공기 온도(Tout)를 이용하여 산출하는 방법을 중심으로 설명한다.

먼저, 가열 공기의 온도(Tout) 또는 상기 히터(103)를 중심으로 가열전 공기 온도(Tin)와 가열 후 공기 온도(Tout) 차이(Tdh)의 상승률이 일정 수준 이하인가를 판단한다(S1).

상기 판단(S1)은 상기한 도 3의 공기가열구간과 부하가열구간을 분리하는 기준으로서, 상기 히터공기 온도센서(112)에 의해 감지된 가열 공기(Tout)의 온도 변화의 기울기나, 히터(103) 전후의 공기온도 차이(Tdh)의 변화 기울기가 일정값 이하일 때 공기가열구간에서 부하가열구간으로 넘어가는 것으로 판단하게 된다.

즉, 도 3에서와 같이 가열 공기의 온도(Tout)의 곡선과 가열전후의 공기 온도차(Tdh) 곡선이 공기가열구간을 거치면서 급격히 상승하다가, 부하가열구간에서 완만하게 상승하거나 일정한 온도 차이를 나타내므로, 시간 대비 온도 변화 기울기에 의해 부하가열구간을 판단할 수 있게 된다.

다음, 상기 부하가열구간에서 상기 전체 부하량을 산출하는 방법은 전체 부하량의 크기에 따라 도 3의 부하가열 구간에서의 기울기가 달라지므로, 이 기울기 값을 이용하여 부하량을 산출한다(S2).

즉, 상기 부하가열구간은 상기한 바와 같이 세탁건조기의 내의 공기가 고온으로 가열되어 세탁물 및 이 세탁물에 함유된 수분이 본격적으로 가열되는 구간으로서, 세탁물의 양 및 함수량이 큰 경우에는 상기 부하가열 구간에서 가열 공기 온도(Tout)의 변화 기울기는 상대적으로 작아지고, 세탁물의 양 및 함수량이 작은 경 우에는 상기 부하가열 구간에서 가열 공기 온도(Tout)의 변화 기울기는 상대적으로 커지게 된다. 물론, 세탁물의 양은 작으나 함수량이 많은 경우에도 상기 부하가열 구간에서 가열 공기 온도(Tout)의 변화 기울기는 상대적으로 작아지게 된다.

이를 도 3을 참조하여 간단한 수식으로 표현하면,

,

와 같다.

참고로, 상기에서 부하량은 단순 질량(Kg)이 아니라 세탁물의 비열비가 곱해진 열용량을 의미한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

상기에서 M은 세탁물과 물의 질량이고, F는 비열비이며, C는 세탁물과 물의 비열을 나타낸다.

따라서, 상기와 같이 부하가열구간 내의 특정 영역에서 상기 가열된 공기의 시간 변화량 대비 온도 변화량의 기울기 변화를 이용하게 되면, 세탁물의 양과 이 세탁물에 포함된 함수량의 합인 전체 부하량을 산출할 수 있게 된다.

여기서, 상기 기울기 변화에 따른 전체 부하량 산출은 수차에 걸친 시험 등을 통해 적절한 테이블 값을 설정함으로써 가능하게 된다.

또한, 상기 부하가열구간 내의 특정 영역은 특정 시간 범위(t₁~ t₂)를 기준으로 설정되거나, 특정 온도 구간(T₁~ T₂)을 기준으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 부하가열구간 내에서 특정 범위 내의 시간(t₁~ t₂)을 기준으로 온도 변화 상태를 측정하여 전체 부하량 산출을 위한 기울기를 계산하거나, 상기 부하가열구간 내에서 특정 온도 구간(T₁~ T₂)을 기준으로 소요 시간을 측정하여 전체 부하량 산출을 위한 기울기를 계산할 수 있게 된다.

다음, 상기 부하가열구간에서 제습구간으로 넘어가는 시점을 판단하게 되는데, 이때에는 세탁물에 함유된 수분이 증발하면서 본격적인 제습이 이루어지는 약 100℃ 이상의 특정 온도로 판단한다(S3).

다음, 상기 제습구간에서 함수량을 산출하는 방법은, 세탁물에 함유된 함수량에 따라 도 3의 제습구간에서의 기울기가 달라지므로, 이 기울기 값을 이용하여 함수량을 산출한다(S4).

즉, 상기 제습구간은 상기한 바와 같이 상기 드럼 내의 전체 부하(세탁물의 양 + 함수량)가 충분히 가열되어 세탁물에 함유된 수분이 본격적으로 증발되어 제거되는 구간으로서, 세탁물에 함유된 함수량이 많은 경우에는 상기 제습구간의 기울기는 상대적으로 작아지고, 세탁물에 함유된 함수량이 작은 경우에는 상기 제습구간의 기울기는 상대적으로 커지게 된다.

이를 도 3을 참조하여 간단한 수식으로 표현하면,

,

와 같다.

여기서, IMC는 함수량을 나타낸다.

따라서, 상기 제습구간 내의 특정 영역에서 상기 가열된 공기의 시간 변화량 대비 온도 변화량의 기울기 변화를 이용하게 되면, 세탁물에 함유된 함수량을 산출할 수 있게 된다.

여기서, 상기 기울기 변화에 따른 함수량의 산출은 상기 전체 부하량 산출과 같은 방법으로 수차에 걸친 시험 등을 통해 적절한 테이블 값을 설정함으로써 가능하게 된다.

또한, 상기 제습구간 내의 특정 영역은, 상기한 부하가열구간의 특정 영역의 설정과 유사하게 특정 시간 범위(t₃~ t₄)를 기준으로 설정되거나, 특정 온도 구간(T₃~ T₄)을 기준으로 설정될 수 있다.

다음, 상기한 바와 같이 건조할 전체 부하량과 이 전체 부하량에서 함수량을 분리하여 산출한 다음에는, 이 산출된 값을 근거로 제어수단에서 건조작동을 제어하게 된다.

특히, 상기에서 산출된 함수량을 이용하여 상기 히터(103)의 용량과 건조 실동율 등을 고려하여 건조 예상 시간을 예측하고, 콘트롤 패널(53) 등을 통해 건조 시간을 출력하여 사용자에게 알려줄 수 있게 된다(S5).

즉, 건조 작동 과정에서의 세탁물에 걸리는 시간은 전체 부하량보다 세탁물에 함유된 함수량에 의해 결정되므로, 상기와 같이 산출된 함수량을 이용하게 되면, 건조가 완료되는 예상시간을 보다 정확하게 예측할 수 있게 된다. 물론, 이때에도 상기 함수량에 따른 예측 건조 시간도 수회에 걸친 실험을 통해 일정한 제어 테이블을 설정할 수 있고, 이 테이블 값에 의해 예측 건조 시간을 출력할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 전체 부하량 및 함수량을 산출하여 예상 건조시간을 예측함과 아울러, 상기 히터(103) 전 또는 후의 공기의 온도(Tin)와 냉각수의 온도(Tw)의 차이(Tdw)를 이용하여 건조도를 판단한다(S6).

즉, 상기 응축 덕트(120)의 냉각수 온도센서(123) 또는 터브 냉각수 온도 센서(78) 중 어느 하나를 이용하여 세탁물을 건조한 공기가 응축 덕트(120)를 통과할 때 공기 중에 포함된 습기를 응축한 냉각수의 온도(Tw)를 측정하고, 상기 히터공기 온도센서(112) 또는 응축공기 온도센서(122) 중 어느 하나를 이용하여, 상기 응축 덕트(120)를 통과하여 습기가 제거된 공기의 온도(Tin)를 측정한다. 그리고 상기 냉각수의 온도(Tw)와 공기의 온도(Tin) 차이(Tdw)로 세탁물의 건조도를 판단하여 건조완료시점을 계산한다.

다음, 상기 함유량에 따른 예상건조시간과 상기 건조도 판단에 따른 건조완료시점을 비교하고(S7), 이때의 비교 오차가 특정값 이하인가를 판단한다(S8).

여기서, 상기 비교오차가 특정값 이하이면, 상기 건조도 판단에 따른 건조 완료시점으로 건조를 완료시키고(S9), 상기 비교오차가 특정값 이상이면, 상기 함유량에 의한 예상건조시간 또는 특정 오차범위에서 건조를 완료한다.

즉, 상기 비교오차가 특정값 이하이면, 상기 건조도의 판단이 어느 정도 정확하게 이루어졌다고 판단하여 이 건조도에 의해 건조를 완료시킴으로써 상기 함유량에 따른 예상건조시간과 크게 차이가 나지 않은 조건에서 건조가 완료된다.

하지만, 상기 비교오차가 특정값이 이상이 되면, 상기 건조도의 판단에 오류 가 발생한 것으로 판단하여 상기 함유량에 따른 예상건조시간이나, 이 예상건조시간이 종료되는 시점과 상기 건조도 판단에 의한 완료 시점 사이에서 건조 작동을 완료한다.

참고로, 상기 건조도는 도어의 문을 열거나, 새로운 세탁물을 투입하거나, 건조할 세탁물이 소량인 경우에 온도 편차가 켜서 쉽게 오류가 발생할 수 있으므로, 함유량에 따른 예상건조시간과 크게 차이가 나는 경우에는 건조도 산출에 문제가 있다고 판단하여 이를 무시하거나 상기 예상건조시간과의 사이에서 건조를 완료시키는 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법은, 건조 작동이 진행되는 과정에서 히터 전후의 공기 온도를 변화를 감지하여 세탁물에 포함된 함수량을 산출함으로써, 상기 함수량을 이용하여 보다 정확한 건조 시간의 예측이 가능함과 아울러 다양한 부하 조건에 대응하여 보다 효율적인 건조 작동을 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims

건조 작동이 이루어지면, 히터가 작동하면서 히터 덕트를 통과하는 공기를 가열하고, 상기 히터를 중심으로 가열되기 전의 공기 또는 가열된 후의 공기 중 적어도 어느 하나를 측정하는 공기온도 측정단계와:

상기 공기온도 측정단계를 통해 공기의 온도를 측정하는 과정에서, 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물의 양과 이 세탁물에 포함된 함수량의 합인 전체 부하량을 산출하는 부하량 산출단계와;

상기 부하량 산출단계의 특정 영역을 지난 다음의 특정 영역에서 시간 변화량 대비 온도 변화량을 이용하여, 세탁물에 포함된 함수량을 산출하는 함수량 산출단계와;

상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계에서 산출된 전체 부하량과 함수량에 따라 건조 작동을 제어하는 건조작동 제어단계를 포함한 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 공기온도 측정단계는 상기 히터에 의해 가열된 공기의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계의 특정 영역은, 건조 작동이 시작된 후, 상기 공기 온도의 시간 변화량 대비 온도 변화량 수준이 일정 이하인 시점 이후에 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계의 특정 영역은, 건조 작동이 시작된 후, 상기 히터를 중심으로 가열전 공기 온도와 가열 후 공기의 온도차의 변화량 수준이 일정 이하인 시점 이후에 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부하량 산출단계와 함수량 산출단계의 특정 영역은 건조 진행 시간에 따라 순차적으로 구분되고, 두 특정 영역의 구분 기준은 세탁물에서 제습이 본격적으로 이루어지는 특정 온도를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계의 특정 영역은, 특정 시간 범위를 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계의 특정 영역은, 특정 온도 구간을 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 건조작동 제어단계는 상기 부하량 산출단계 및 함수량 산출단계에서 산출된 함수량을 세탁건조기/건조기의 히터 용량과 실동율을 고려하여 건조 예상 시간을 예측하는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법은, 세탁물의 건조 작동이 시작된 후, 세탁물을 건조한 공기가 응축 덕트를 통과할 때 공기 중에 포함된 습기를 응축 한 냉각수의 온도와, 상기 응축 덕트를 통과하여 습기가 제거된 공기의 온도를 측정하는 건조도 측정단계를 더 포함하고,

상기 건조작동 제어단계는 상기 냉각수의 온도와 상기 공기의 온도의 차이를 이용하여 세탁물의 건조도를 판단하는 건조도 판단 과정이 포함된 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 9 항에 있어서,

상기 건조작동 제어단계에서는 상기 냉각수의 온도와 상기 공기의 온도의 차이가 일정 이상이면, 건조 작동을 완료시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기의 건조 제어방법.
제 9 항에 있어서,

상기 건조작동 제어단계는 상기 함수량 산출단계에서 산출된 함수량을 세탁건조기/건조기에 구비된 히터 용량과 실동율을 고려하여 건조 예상 시간을 예측하고,

상기 건조도 판단에 의한 건조 작동 완료 시점과 상기 함수량에 의한 건조 예상 시간 완료 시점과의 오차가 일정 이상 발생되면, 상기 예상 건조 시간과 오차 시간 사이에서 건조가 완료되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁건조기/건조기 의 건조 제어방법.