KR20160107838A - 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법 - Google Patents

농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

농산물 저장고의 습도 조절 장치는 다수의 영역들로 구분되며, 저장고의 내부 온도를 낮추기 위한 증발기, 상기 증발기의 영역들과 각각 연결되는 팽창 밸브들과 개폐밸브들, 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 통해 상기 증발기와 연결되는 응축기 및 상기 응축기에 기체 냉매를 보내기 위한 압축기를 포함하는 냉각 유닛 및 상기 저장고에 저장된 농산물의 함수율에 따라 상대 습도를 조절하기 위해 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 선택적으로 개폐하여 상기 증발기의 전열면적을 조절함으로써 상기 증발 온도와 상기 내부 온도와의 차를 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 농산물 저장고에 저장되는 농산물에 따라 상기 상대 습도를 용이하게 조절할 수 있다.

Description

농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법 {Apparatus and method of controlling relative humidity of agricultural products storage}
본 발명은 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 농산물의 함수율에 따라 상기 농산물 저장고의 상대 습도를 조절할 수 있는 농산물 저장고의 습도 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고구마, 감자, 양파 마늘 등과 같은 농산물은 저장고에 저장된다. 상기 저장고에는 증발기와 팬으로 이루어진 유닛 쿨러가 구비되고, 상기 유닛 쿨러가 냉기를 토출하면서 상기 농산물 저장고 내의 공기를 탑다운(top down)방식으로 순환시킴으로써 상기 농산물 저장고를 적정 온도로 유지한다.
상기 저장고에 저장되는 농산물은 종류에 따라 함수율이 다르다. 따라서, 상기 농산물의 함수율에 따라 상기 저장고의 상대 습도를 조절하여야 한다. 또한, 동일한 농산물이라도 상기 저장고에 입고된 기간에 따라 상대 습도를 조절해야 할 필요도 있다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 상기 저장고는 상기 유닛 쿨러를 이용하여 저온을 유지할 뿐 상기 상대 습도를 조절하기 어렵다.
본 발명은 농산물의 함수율에 따라 저장고의 상대 습도를 조절할 수 있는 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치를 제공한다.
본 발명은 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치를 이용한 상대 습도 조절 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치는 다수의 영역들로 구분되며, 저장고의 내부 온도를 낮추기 위한 증발기, 상기 증발기의 영역들과 각각 연결되는 팽창 밸브들과 개폐밸브들, 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 통해 상기 증발기와 연결되는 응축기 및 상기 응축기에 기체 냉매를 보내기 위한 압축기를 포함하는 냉각 유닛 및 상기 저장고에 저장된 농산물의 함수율에 따라 상대 습도를 조절하기 위해 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 선택적으로 개폐하여 상기 증발기의 전열면적을 조절함으로써 상기 증발 온도와 상기 내부 온도와의 차를 제어하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증발기의 각 영역은 서로 다른 전열면적을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 방법은 증발기, 팽창 밸브들, 개폐밸브들, 응축기 및 압축기를 포함하는 냉각 유닛을 이용하여 농산물의 저장 온도로 저장고 내부 온도를 조절하는 단계와, 상기 농산물의 함수율을 고려하여 상기 농산물을 저장하기 위한 목표 상대 습도를 산출하는 단계와, 증발온도차에 대한 상대습도표에서 상기 목표 상대 습도에 대응하는 상기 증발기의 증발 온도와 상기 저장고의 내부 온도 차이를 확인하는 단계와, 상기 온도 차이와 상기 조절된 내부 온도를 이용하여 상기 목표 상대 습도를 유지할 수 있는 상기 증발기의 목표 증발 온도를 확인하는 단계 및 상기 증발기의 전열면적을 조절하여 상기 증발기의 증발 온도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증발기의 온도를 조절하는 단계는, 다수의 영역들로 구분된 증발기의 각 영역들과 각각 연결된 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 선택적으로 개폐하여 상기 증발기의 전열 면적을 조절함으로써 상기 증발기의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법은 하나의 증발기를 다수의 영역들로 구분하고, 상기 영역들에 각각 연결된 다수의 팽창 밸브와 개폐밸브를 선택적으로 개폐하여 전열 면적을 조절하여 상기 농산물 저장고의 상대 습도를 조절할 수 있다. 상기 농산물의 상태에 따라 상기 저장고의 상대 습도를 조절함으로써, 상기 농산물의 품질을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상대 습도 조절 장치를 이용한 상대 습도 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치(100)는 농산물을 저장하기 위한 저장고(10)를 냉각하기 위한 냉각 유닛(110) 및 냉각 유닛(120)을 제어하기 위한 제어 유닛(120)을 포함한다.
냉각 유닛(110)은 증발기(112), 다수의 팽창 밸브(114), 다수의 개폐밸브(115), 응축기(116) 및 압축기(118)를 포함한다.
증발기(112)는 저장고(10)의 내부에 배치되며, 저장고(10)의 온도를 낮춘다. 증발기(112)는 동일한 크기의 냉각 유닛(110)에서 전열 면적이 가장 크도록 설계될 수 있다.
또한, 증발기(112)는 다수의 영역들로 구분될 수 있다. 이때, 증발기(112)는 상기 농산물에서 가장 많이 사용되는 전열 면적을 갖도록 구분될 수 있다. 또한, 증발기(112)는 저장된 농산물의 함수율에 따라 서로 다른 전열 면적을 갖도록 상기 영역들이 구분될 수 있다.
응축기(116) 및 압축기(118)는 저장고(10)의 외부에 배치된다.
응축기(116)는 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들을 통해 증발기(112)와 연결된다. 이때, 팽창 밸브(114)들 및 개폐 밸브(115)들은 증발기(112)의 각 영역들과 연결된다. 즉, 증발기(112)의 각 영역들은 응축기(116)와 병렬 형태로 연결될 수 있다. 응축기(116)는 기체 냉매를 액체 냉매로 바꾸는 역할을 수행한다.
팽창 밸브(114)들은 자동식과 전자식이 사용될 수 있다.
압축기(118)는 증발기(112)를 통과한 상기 기체 냉매를 압축하여 응축기(116)로 보낸다.
제어 유닛(120)은 냉각 유닛(110), 즉, 증발기(112), 팽창 밸브(114)들, 개폐밸브(115)들, 응축기(116) 및 압축기(117)를 제어한다.
구체적으로, 제어 유닛(120)은 냉각 유닛(110)을 제어하여 저장고(10)의 내부 온도를 조절할 수 있다.
또한, 제어 유닛(120)은 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들을 선택적으로 개폐할 수 있다. 증발기(112)의 영역들 중 개방된 팽창 밸브(114)들 및 개폐밸브(115)들과 연결된 영역에서 증발이 이루어지므로, 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들의 선택적 개폐를 이용하여 증발기(112)의 전열 면적을 조절할 수 있다.
냉각 유닛(110)의 크기가 동일하고, 증발기(112)의 증발온도와 저장고(10)의 내부 온도의 온도 차이(ΔT)가 일정한 경우, 상기 전열 면적과 상기 증발 온도는 서로 비례한다. 따라서, 저장고(10)의 내부 온도가 상기 농산물을 저장하기 위한 기 설정된 최적 온도로 유지되는 경우, 상기 전열 면적을 조절함으로써 증발기(112)의 증발 온도를 조절할 수 있고, 나아가, 증발기(112)의 증발온도와 저장고(10)의 내부 온도의 온도 차이(ΔT)도 조절할 수 있다.
상기 온도 차이(ΔT)가 조절되면, 상기 온도 차이(ΔT)와 상대 습도의 상관 관계를 이용하여 저장고(10) 내의 상대습도를 조절할 수 있다.
그러므로, 제어 유닛(120)은 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들을 선택적으로 개폐함으로써 저장고(10)에 저장된 농산물의 함수율에 따라 상기 상대 습도를 상기 함수율과 비슷하게 조절할 수 있다. 따라서, 저장고(10)의 상대 습도가 상기 함수율보다 낮거나 높음으로 인해 발생할 수 있는 상기 농산물의 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 상대 습도 조절 장치를 이용한 상대 습도 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 농산물 저장고의 상대 습도 조절 방법은 다음과 같다.
먼저, 증발기(112), 팽창 밸브(114)들, 개폐밸브(115)들, 응축기(116) 및 압축기(118)를 포함하는 냉각 유닛(110)을 이용하여 저장고(10)의 내부 온도를 조절한다.(S110)
구체적으로, 냉각 유닛(110)으로 저장고(10)의 내부를 냉각하여 저장고(10)에 저장된 농산물의 저장하기 위한 기 설정된 최적 온도로 유지시킨다.
다음으로, 저장고(10)에 저장된 농산물을 저장하기 위한 목표 상대 습도를 산출한다.(S120)
상기 목표 상대 습도는 상기 농산물의 함수율이나. 상기 농산물이 저장고(10)에 저장된 기간, 상기 농산물이 저장되는 계절 등을 고려하여 산출될 수 있다.
이후, 증발온도차에 대한 상대습도표에서 상기 목표 상대 습도에 대응하는 증발기(112)의 증발 온도와 저장고(10)의 내부 온도의 온도 차이(ΔT)를 확인한다. (S130)
상기 목표 상대 습도가 정해지면, 상기 상대습도표에서 상기 온도 차이(ΔT)를 용이하게 확인할 수 있다.
상기 온도 차이(ΔT) 및 저장고(10)의 내부 온도를 확인할 수 있으므로, 상기 온도 차이(ΔT)와 저장고(10)의 내부 온도를 이용하여 상기 목표 상대 습도를 유지할 수 있는 증발기(112)의 목표 증발 온도를 확인할 수 있다.(S140)
이후, 증발기(112)의 전열면적을 조절하여 증발기(112)의 증발 온도를 조절한다.(S150)
구체적으로, 제어 유닛(120)이 증발기(112)의 영역들에 각각 연결된 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들을 선택적으로 개폐하여 개방된 팽창 밸브(114)들 및 개폐밸브(115)들과 연결된 증발기(112)의 영역들에서 증발이 이루어지도록 한다. 그러므로, 팽창 밸브(114)들과 개폐밸브(115)들의 선택적 개폐를 이용하여 증발기(112)의 전열 면적을 조절할 수 있다.
냉각 유닛(110)의 능력이 동일하고, 증발기(112)의 증발온도와 저장고(10)의 내부 온도의 온도 차이(ΔT)가 일정한 경우, 상기 전열 면적과 상기 증발 온도는 서로 비례한다. 그러므로, 저장고(10)의 내부 온도가 상기 농산물을 저장하기 위한 기 설정된 최적 온도로 일정하게 유지되는 경우, 상기 전열 면적을 조절함으로써 증발기(112)의 증발 온도를 조절할 수 있고, 나아가, 증발기(112)의 증발온도와 저장고(10)의 내부 온도의 온도 차이(ΔT)도 조절할 수 있다.
상기 온도 차이(ΔT)가 조절되면, 상기 온도 차이(ΔT)와 상대 습도의 상관 관계를 이용하여 저장고(10) 내의 상대습도를 상기 목표 상대습도와 동일하도록 조절할 수 있다. 따라서, 저장고(10)의 농산물이 상기 상대 습도로 인해 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치 및 방법은 다수의 영역으로 구분된 증발기에 각각 연결된 팽창 밸브와 개폐밸브를 선택적으로 개폐하여 전열 면적을 조절하여 상기 농산물 저장고의 상대 습도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 농산물 저장고에 저장되는 농산물의 함수율, 저장 기간, 저장 시기 등에 따라 상기 저장고의 상대 습도를 조절함으로써, 상기 농산물의 품질을 유지할 수 있다. 또한, 하나의 저장고에 계절에 따라 혹은 매년 다른 농산물을 저장할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 상대 습도 조절 장치 110 : 냉각 유닛
112 : 증발기 114 : 팽창 밸브
115 : 개폐밸브 116 : 응축기
118 : 압축기 120 : 제어 유닛
10 : 저장고

Claims (4)

  1. 다수의 영역들로 구분되며, 저장고의 내부 온도를 낮추기 위한 증발기, 상기 증발기의 영역들과 각각 연결되는 팽창 밸브들과 개폐밸브들, 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 통해 상기 증발기와 연결되는 응축기 및 상기 응축기에 기체 냉매를 보내기 위한 압축기를 포함하는 냉각 유닛; 및
    상기 저장고에 저장된 농산물의 함수율에 따라 상대 습도를 조절하기 위해 상기 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 선택적으로 개폐하여 상기 증발기의 전열면적을 조절함으로써 상기 증발 온도와 상기 내부 온도와의 차를 제어하는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증발기의 각 영역은 서로 다른 전열면적을 갖는 것을 특징으로 하는 농산물 저장고의 상대 습도 조절 장치.
  3. 증발기, 팽창 밸브들, 개폐밸브들, 응축기 및 압축기를 포함하는 냉각 유닛을 이용하여 농산물의 저장 온도로 저장고 내부 온도를 조절하는 단계;
    상기 농산물의 함수율을 고려하여 상기 농산물을 저장하기 위한 목표 상대 습도를 산출하는 단계;
    증발온도차에 대한 상대습도표에서 상기 목표 상대 습도에 대응하는 상기 증발기의 증발 온도와 상기 저장고의 내부 온도 차이를 확인하는 단계;
    상기 온도 차이와 상기 조절된 내부 온도를 이용하여 상기 목표 상대 습도를 유지할 수 있는 상기 증발기의 목표 증발 온도를 확인하는 단계; 및
    상기 증발기의 전열면적을 조절하여 상기 증발기의 증발 온도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 저장고의 상대 습도 조절 방법
  4. 제3항에 있어서, 상기 증발기의 온도를 조절하는 단계는, 다수의 영역들로 구분된 증발기의 각 영역들과 각각 연결된 팽창 밸브들과 개폐밸브들을 선택적으로 개폐하여 상기 증발기의 전열 면적을 조절함으로써 상기 증발기의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 농산물 저장고의 상대 습도 조절 방법.
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