상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 구비하는 제어반용 냉각장치에 있어서, 상기 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 수용하고, 내기와 외기가 분리되어 순환될 수 있도록 내부 공간을 구획하는 격벽이 일체로 내설되어 상기 응축기와 증발기가 분리된 공간에 설치, 수용되도록 하며, 외부공기를 유입하기 위 한 외기유입구와 유입된 공기를 토출하기 위한 외기유출구가 외부와 관통되도록 각각 형성된 하우징과; 외부에서 유입되는 공기로부터 이물질을 걸러내기 위해 상기 외기유입구의 전면을 덮도록 설치되는 필터와, 상기 필터가 지지, 고정되도록 상기 필터를 내부에 밀착, 수용하며, 상기 하우징의 벽면에 부착, 결합되는 필터케이스와, 상기 필터를 보호하기 위해 상기 필터케이스의 전면을 덮도록 끼워지는 필터커버로 구성되는 필터조립체; 및 상기 필터 및 하우징의 내부상태를 진단하기 위해 상기 하우징의 내부 또는 외부 벽면에 설치되며, 외부로부터 신호를 입력받는 입력부와, 상기 입력받은 신호를 내장된 프로그램을 통해 제어신호로 변환하여 외부로 출력하는 출력부로 구성된 제어장치;를 포함하여 구성된다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확하게 설명될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제어반용 냉각장치를 나타내는 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제어반용 냉각장치의 제어장치를 나타내는 세부구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 제어장치에 연결되는 압력스위치를 나타내는 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 제어반용 냉각장치는 크게 하우징(10), 압축기(3), 응축기(4), 팽창밸브(5), 증발기(6), 필터조립체(40) 및 제어장치(60)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(10)의 내부에는 상기 압축기(3), 응축기(4), 팽창밸브(5) 및 증발기(6)가 수용되는데, 상기 주요한 네 부분에 냉매파이프(20)를 각각에 연통되도록 연결하여, 그 내부에 프레온 가스와 같은 냉매가 순환하도록 한다.
더욱 상세하게는 상기 압축기(3)는 냉매파이프(20)를 순환하는 냉매를 고온, 고압의 기체로 압축하여 전달시키는 역할을 하며, 상기 응축기(4)는 압축기(3)로부터 이송된 냉매가 열을 대기공기인 외기로 발산하면서 고압의 액체로 변화시키며, 상기 팽창밸브(5)에서는 응축기(4)를 거친 냉매의 압력을 낮추어 상기 냉매를 저압의 액체로 변화시키는 역할을 수행하며, 상기 증발기(6)에서는 팽창밸브(5)로부터 이송된 냉매가 상기 제어반(2) 내부공기의 열을 흡수하여 기체로 변화하도록 함으로써, 냉방사이클을 이루며, 상기 증발기(6)에서 증발한 냉매가 상기 압축기(3)로 흡입되어 계속 순환하는 구조를 이룬다.
상기 하우징(10)은 공기의 흐름을 위해 일부분을 제어반(2)과 연통시켜야 하므로, 제어반(2)과 밀착되어야 하며, 상기 제어반(2)의 내부공기와 대기공기인 외기는 완전히 분리되어 순환하는 구조를 가져야하므로, 외기와 열교환하는 응축기(4)와, 내기와 열교환하는 증발기(6)는 상기 내기와 외기가 분리되어 순환될 수 있도록 각각 분리된 공간에 설치하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 하우징(10)에는 내부 공간을 구획하는 격벽(11)이 일체로 내설되며, 상기 응축기(4)가 수용되는 공간의 외벽에는 외부공기를 유입하기 위한 외기유입구(14)와 유입된 공기를 토출하기 위한 외기유출구(15)가 외부와 관통되도록 각각 형성되고, 상기 증발기(6)가 수용되는 공간의 외벽에는 상기 제어반(2)의 내 부공기가 유입, 유출될 수 있도록 내기유입구(12)와, 내기유출구(13)가 상기 제어반(2)의 내부와 관통되도록 형성된다.
덧붙여, 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서는 상기 하우징(10)의 내부공간이 좌, 우 공간으로 구획되도록 상기 격벽(11)이 종방향으로 내설되어, 그 좌측 공간에 증발기(6)가, 우측 공간에 응축기(4)가 설치되어 있음을 예시하며, 상기 격벽(11)의 양 벽면에 공기의 흐름을 유도하기 위한 흡입 팬(30a, 30b)이 각각 구비된다.
또한, 상기 하우징(10)은 내부에 설치되는 압축기(3), 응축기(4), 팽창밸브(5), 증발기(6) 및 흡입 팬(30a, 30b)을 수리하기 위해 상기 하우징(10)을 개폐할 수 있는 도어가 구비됨은 당연하다.
상기 외기유입구(14)와 외기유출구(15)의 위치는 고온의 공기는 상승하고 저온의 공기는 하강하는 온도에 의한 공기의 흐름을 고려하여, 응축기(4)에서의 열교환을 통해 고온 상태인 공기를 토출하는 외기유출구(15)는 상측에 형성하고, 외기유입구(14)는 상대적으로 하측에 형성하되, 상기 흡입 팬(30a)과 상기 외기유입구(14)가 일직선상에서 마주볼 수 있도록 위치시킨다.
마찬가지로, 상기 내기유입구(12)는 공기의 흐름을 고려하여 상측에 형성하되, 흡입 팬(30b)과 내기유입구(12)가 일직선상에서 마주볼 수 있도록 위치시키며, 상기 내기유출구(13)는 증발기(6)를 통한 저온의 공기가 제어반(2)의 내부에 전달되도록 하기 위한 것이므로 상대적으로 하측에 형성함이 바람직하다.
상기 필터조립체(40)는 내부 부품의 오염 및 손상을 방지하기 위해 구비되는 것으로, 필터(41), 필터케이스(42) 및 필터조립체(40)로 구성된다.
상기 필터(41)는 외부로부터 유입되는 공기로부터 이물질을 제거하기 위해 외기유입구(14)의 전면을 덮도록 위치된다.
상기 필터케이스(42)는 상기 필터(41)가 상기 외기유입구(14)의 전면에 위치될 수 있도록 상기 필터(41)를 지지, 고정하기 위한 것으로, 상기 필터(41)를 내부에 밀착, 수용하여 상기 하우징(10)의 벽면에 결합된다.
상기 필터커버(43)는 상기 필터(41)를 보호하기 위한 것으로, 상기 필터케이스(42)의 전면을 덮도록 끼워지는 것이다.
마지막으로, 상기 제어장치(60)는 상기 필터(41) 및 하우징(10)의 내부상태를 진단하기 위해 하우징(10)의 내부 또는 외부 벽멱에 부착, 설치되며, 프로그램이 내장된 마이컴으로 구성되어 입력신호를 원하는 제어신호로 변환하여 출력한다.
더욱 상세하게는 상기 제어장치(60)는 크게 입력부(68)와 출력부(69)로 나누어 볼 수 있는데, 상기 입력부(68)는 하우징(10)의 내부에 설치된 부품들의 상태를 진단하기 위해 구비된 각종 센서와 연결되어 상기 센서로부터 입력신호를 전달받는 역할을 하며, 상기 출력부(69)는 상기 입력부(68)로 전달된 입력신호를 프로그램에 의해 각각의 제어신호로 변환하여 출력하는 역할을 수행한다.
상기 입력부(68)에는 상기 외기유입구(14)의 공기 흡입압력을 측정하기 위한 압력측정기(61)와, 응축기(4) 및 증발기(6)의 주변에 설치되어 그 주변온도를 측정하는 온도센서(62)와, 상기 제어반용 냉각장치(1)의 도어 주변에 설치되어 상기 도어의 개폐상태를 감지하는 감지센서(63)가 연결된다.
상기 압력측정기(61)는 내장되는 압력센서와 제 1, 2 호수(66a, 66b) 및 압력스위치(67)로 구성되는데, 상기 제 1, 2 호수(66a, 66b)는 공기를 흡입하기 위한 것으로, 제 1 호수(66a)는 외부공기의 대기압을 측정하기 위한 것이며, 제 2 호수(66b)는 상기 외기유입구(14)와 마주보도록 설치되는 흡입 팬(30a)의 입구에 유입되는 공기의 압력을 측정하기 위한 것이다.
상기 압력스위치(67)는 압력센서에 의해 측정된 두 흡입압력의 차압을 기준설정 값과 비교하여 전기신호를 상기 제어장치(60)의 입력부(68)로 출력시키는 것으로, 상기 흡입압력의 차압이 기준설정 압력보다 클 경우에 상기 압력스위치(67)가 동작하여 상기 입력부(68)에 전기 신호를 출력하도록 한다.
부가적으로, 상기 제어장치(60)는 상기 압력측정기(61)와, 온도센서(62) 및 감지센서(63)로부터 출력신호를 인가받아 내장된 프로그램을 통해 상기 제어반용 냉각장치(1)의 상태를 판단하여 상기 상태를 나타내기 위한 표시부(65)와, 이에 따른 경보음을 발생하는 경음부(64)를 더 포함하여 구성되며, 상기 표시부(65)는 세그먼트(S)와, LED를 이용하여 상태를 표시한다.
상기 제어장치(60)의 출력부(69)는 상기 격벽(11)의 양면에 구비된 두 흡입 팬(30a, 30b)과, 압축기(3) 및 경음부(64)에 연결되며, 상기 흡입 팬(30a, 30b), 압축기(3) 및 경음부(64)는 프로그램에 의해 변환된 제어신호의 출력에 따라 제어된다.
상기의 구조를 갖는 본 발명의 작동상태를 도면과 더불어 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 제어장치에 연결되는 표시부의 실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 제어반용 냉각장치(1)에 구비되는 제어장치(60)의 작동상태를 공기의 흐름에 따라 설명하면, 상기 제어반용 냉각장치(1)를 통과하는 공기의 흡입 순서는 외기유입구(14)의 전면에 구비된 필터커버(43)에서 필터(41)로, 상기 필터(41)에서 필터케이스(42)로, 상기 필터케이스(42)에서 흡입 팬(30a)으로, 상기 흡입 팬(30a)에서 최종적으로 열교환기 즉, 응축기(4)로 배출된다.
상기 흡입공기의 압력 측정은 하우징(10)의 내부에 구비된 압력측정기(61)의 제 2 호수(66b)가 상기 흡입 팬(30a)의 입구 주변에 위치되고, 제 1 호수(66a)가 하우징(10)의 외부에 위치되도록 하여 수행되며, 상기 필터(41)의 오염상태에 의하여 측정압력이 변화된다.
더욱 상세하게는, 상기 필터(41)의 오염 정도가 심할 경우, 상기 필터(41)를 통과하는 공기량이 줄어들게 되므로, 이에 따라 상기 흡입 팬(30a) 입구의 압력은 감소하게 되는데, 이는 외부공기의 대기압과 흡입공기의 압력차, 즉 차압이 증가하는 것을 의미한다.
상기 외기와 내기의 압력차는 제어장치(60)의 입력부(68)에 연결된 압력측정기(61)에 의해 측정되며, 상기 압력차가 기준설정 압력보다 클 경우, 압력스위치(67)가 동작하게 함으로써, 상기 입력부(68)에 전기신호를 출력하도록 하며, 상기 입력된 전기신호는 필터(41)가 오염되어 막혔다는 것을 의미한다.
상기 제어장치(60)는 상기 압력측정기(61)로부터 전기신호가 입력되면, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 표시부(65)를 구성하는 세그먼트(S)에 "FIL"이 표기되도록 내장된 프로그램을 이용해 제어신호를 출력한다.
부가적으로, 상기 표시부(65)의 일측에 LED를 구비하여, 상기 표시부(65)가 현재 어떤 부품의 상태를 나타내는 것인지를 표시하도록 하는 동시에, 상기 제어장치(60)는 필터(41)의 교체가 필요하다는 것을 알리기 위해 출력부(69)의 경음부(64)에 제어신호를 출력하여 경보음이 발생하도록 한다.
상기 경보신호에 의하여 상기 필터(41)의 청소 및 교체 관리를 하도록 함으로서, 기기의 수명 연장 및 효율적인 업무진행이 가능하도록 한다.
상기 제어장치(60)의 입력부(68)에는 압력측정기(61)뿐만 아니라, 각종 센서가 연결될 수 있는데, 온도센서(62)를 응축기(4)와 증발기(6) 및 공기가 유입되는 곳의 주변에 위치되도록 하여 온도센서(62)의 측정 값이 입력부(68)로 전달되도록 한다.
상기 필터(41)의 오염에 의하여 흡입공기량이 줄어들 경우, 상기 응축기(4)에도 공기량이 줄어들며, 이에 따라 상기 응축기(4) 부분의 고압이 상승하고, 증발기(6)의 압력이 상승하여 냉각능력이 줄어들게 되므로, 상기 온도센서(62)를 이용해 흡입공기의 온도와 증발기(6) 및 응축기(4)의 토출온도를 측정하여 각각의 온도편차에 따라 이 신호를 필터(41)의 막힘 경보로 사용할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 제어장치(60)는 상기 격벽(11)의 양 벽면에 설치된 각 흡입 팬(30a, 30b)에 출력부(69)가 연결되도록 하고, 상기 온도센서(62)로부터 검출된 온도 편차가 기준 값보다 커지거나, 작아질 경우, 내장된 프로그램에 의해 신호를 변 환하여 상기 흡입 팬(30a, 30b)에 출력하여 상기 흡입 팬(30a, 30b)의 속도를 조절하도록 하며, 도 4의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 상기 표시부(65)로 제어신호를 출력하여, 해당 LED를 점등시킨 후, 예를 들어, 세그먼트에 "24" 또는 "120"과 같이 응축기(4) 및 증발기(6) 부근의 온도를 표시하도록 한다.
또한, 상기 제어장치(60)는 상기 입력부(68)가 제어반용 냉각장치(1)의 개폐 도어 부근에 구비된 감지센서(63)에 연결되도록 하여, 상기 개폐 도어가 내부 부품의 수리나 점검 등에 의해서 오픈될 경우, 감지센서(63)의 출력신호가 상기 입력부(68)로 전달되도록 한다.
상기 제어장치(60)는 상기 출력부(69)가 압축기(3) 또는 전원입력단에 연결되도록 하여 상기 감지센서(63)의 신호가 입력되면, 상기 압축기(3)의 동작이 멈추거나, 상기 전원입력단에 전원이 공급되지 않도록 제어신호를 출력한다.
동시에, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 제어장치(60)는 상기 감지센서(63)의 신호가 입력되면, 상기 표시부(65)의 해당 LED를 점등시키고, 세그먼트 상에 "---" 등과 같이 표시될 수 있도록 설정하여 제어신호를 출력한다.
덧붙여, 상기 표시부(65)의 세크먼트(S) 상에 표시하는 내용은 사용자가 나타내고자 하는 내용으로 프로그램을 통해 설정이 가능하다.