KR20170005651A - 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법에 관한 것으로, 특히 공기조화 시스템의 실내기(10)에 있어서 냉각핀(11) 주변에 제상용 히터 파이프(13)를 설치하되, 실제 성애 발생시에만 실시간으로 히터가 가동할 수 있게 하고, 나아가 성애가 설정 기준치 이상의 개소에서 발생시 히터가 가동하도록 제어하여 에너지 소모량을 최적화할 목적으로, 상기 실내기 가동중, 상기 광센서가 상기 냉각핀 외면을 감지하여 성애 발생 여부를 감지하는 성애 감지 단계와, 상기 광센서가 성애를 감지하는 것에 연동하여 히터를 가동시켜서 상기 히터 파이프를 가열하는 히터 가동 단계와, 상기 광센서가 성애를 미감지하는 것에 연동하여 히터 가동을 중지하는 히터 중지 단계를 포함하는 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법이 제공된다.

Description

저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법{INDOOR UNIT FOR COLD STORAGE AND CONTROL METHOD OF DEFROSTING THEREOF}

본 발명은 농수산물을 저온 보관하기 위한 건축물의 일종인 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법에 관한 것으로, 특히 포토, 적외선 또는 레이저 등의 광센서를 이용하여 성애를 감지 및 제거할 수 있도록 하는 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 농산물이나 식품의 신선도를 장기간 유지하면서 보관 유통하기 위하여 저장공간에 냉동사이클 기능을 수행하는 공기조화설비를 설치하여 저장공간의 내부온도를 저온으로 설정할 수 있도록 한 저온저장고가 사용되고 있다.

이러한 저온저장고는 보관된 식품 및 농산물의 특성에 따라 -5℃ ∼ 5℃ 온도인 저온상태를 유지되게 함으로써, 다량의 수분을 함유한 비가공 농산물이나 식품과 같이 냉동저장이 요구되는 식품을 장기간동안 신선하게 저장하였다가 출하하게 됨에 따라, 소비자에게는 신선한 상태의 식품을 제공하는 한편 공급자로서는 출하시기의 조절에 따른 경제적인 이점을 얻을 수 있도록 한 것이다.

도 1은 일반적인 버티컬 타입의 저온저장고의 공기순환구조를 개략적으로 보인 단면구성도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이 일반적인 저온저장고의 공기순환구조는, 단열처리된 공간을 갖춘 저온저장고(1)의 벽면 상부에 내부공기와 열교환 되는 실내기(증발기)(10)가 설치되고, 상기 실내기(10)는 냉매를 압축-응축-팽창하는 실외기(2)와 연결되어 냉동사이클을 수행한다.

상기 실내기(10) 저부에는 실내의 더운 공기를 빨아들이는 흡기유닛(3)이 배치되고, 실내기(10) 내측에는 냉매가 지나가면서 실내의 열기를 흡수하여 공기를 냉각시키는 냉각핀(11)들이 설치되며, 실내기(10)의 배출 측에는 냉각핀(11)에 의해 차가워진 공기를 강제로 송풍시키는 순환팬(12)이 설치된다.

또한, 저온저장고(1)의 상측에는 상기 순환팬(12)으로부터 송풍된 냉기를 저온저장고(1)의 실내로 배출시키기 위해 배출구(6)를 구비한 덕트(5)가 구비됨으로써 저온저장고(1)의 실내로 냉기를 골고루 분배되도록 하고 있으며, 한편, 상기 흡기유닛(3)의 하부에는 실내기(10)의 열교환 동작시 발생한 물을 실외로 배출하는 드레인(7)이 설치된다.

이러한 저온저장고에서 실내기(증발기)(10)의 열교환 동작에 따라 실내기(10) 내에 설치된 냉각핀(11) 외면에는 성애가 발생하게 되며, 이러한 성애가 점차 확장될 경우 냉각핀(11)을 완전히 차단하여 열교환효율이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 제상 방법으로, 타이머에 의해 주기적으로 일정 시간동안 열을 발생시키는 히터 파이프를 냉각핀(11) 주변에 설치하여 성애를 제거하는 방법이 제안된 바 있으며, 이와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제 10-0836839호의 히터장착형 열교환기 및 이를 구비한 히터펌프와 그 제어방법(특허문헌 1)의 기술을 예로 들 수 있다.

특허문헌 1은 열교환을 이루기 위한 냉매가 흐르도록 관로가 구비된 튜브부재와, 상기 튜브부재의 양단을 고정시키기 위하여 통공이 구비된 브라켓부재와, 상기 통공이 형성된 브라켓부재의 일측에 설치공이 형성된 히터장착부 및 상기 히터장착부의 설치공에 삽입 장착되는 히터부재를 구비함으로써 브라켓부재의 통공에 고정되며, 냉매가 흐르는 튜브부재의 관로온도가 1차설정온도 이하인지 판단하는 단계; 상기 관로온도가 1차설정온도 이하이면 온도유지시간이 1차설정시간 이상인지 판단하는 단계; 상기 온도유지시간이 1차설정시간 이상이 되면 상기 브라켓부재의 전면에 장착되는 히터부재가 동작되는 단계; 상기 히터부재에 의하여 가열되는 관로온도가 2차설정온도 이상인지 판단하는 단계; 상기 관로온도가 2차설정온도 이상이면 온도유지시간이 2차설정시간 이상인지 판단하는 단계; 및 상기 온도유지시간이 2차설정시간 이상이 되면 히터부재의 동작이 중지되는 단계;를 포함한다.

그러나, 특허문헌 1과 같이 히터부재가 타이머 등에 의해 일정 시간동안 주기적으로 작동할 경우 실제 성애가 발생했는지 여부에 상관없이, 즉 성애가 발생하지 않은 경우에도 일정 시간동안 히터부재가 작동하므로, 열교환 효율이 저하될 뿐 아니라 전기 소모량이 커서 유지 관리비용이 증가하는 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-0836839호(2008.6.11 공고)

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 공기조화 시스템의 실내기에 있어서 냉각핀 주변에 제상용 히터 파이프를 설치하되, 실제 성애 발생시에만 실시간으로 히터가 가동할 수 있게 하고, 나아가 성애가 설정 기준치 이상의 개소에서 발생시 히터가 가동할 수 있도록 제어하는 저온 저장고용 실내기 및 그의 제상 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저온 저장고용 실내기는, 내부에 냉매가 흐르는 통로를 형성하는 다수의 냉각핀이 구비되고, 일측에 상기 냉각핀 주변을 통과하여 열교환된 냉기를 송풍하는 송풍팬이 구비되며, 상기 냉각핀 주변에 전기적으로 연결되어 열을 발생시키는 히터 파이프가 설치된 저온 저장고용 실내기로서, 상기 실내기 일측에는 광에 의해 상기 냉각핀의 성애 발생 여부를 감지하고, 성애 감지시 히터를 가동시키는 광센서가 상기 다수의 냉각핀에 대하여 1 개소 또는 2 개소 이상 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 저온 저장고용 실내기의 제상 제어방법은, 상기 실내기 가동중, 상기 광센서가 상기 냉각핀 외면을 감지하여 성애 발생 여부를 감지하는 성애 감지 단계와, 상기 광센서가 성애를 감지하는 것에 연동하여 히터를 가동시켜서 상기 히터 파이프를 가열하는 히터 가동 단계와, 상기 광센서가 성애를 미감지하는 것에 연동하여 히터 가동을 중지하는 히터 중지 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 포토 센서, 적외선 센서 또는 레이저 센서 등과 같은 광센서를 통해 성애 발생을 실시간 감지할 뿐 아니라 성애가 설정 기준치 이상의 개소에서 발생시에만 히터를 가동하므로 실제 성애 발생시에만 히터를 가동할 수 있고, 성애 제거와 동시에 히터 가동이 중지되므로 히터 가동에 따른 전력 소비량을 최소화할 수 있게 되어 에너지를 대폭 절감할 수 있다.

도 1은 일반적인 저온저장고의 공기순환구조를 보인 단면구성도이다.
도 2는 본 발명의 저온저장고의 증발기를 보인 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 저온저장고의 증발기의 제어방법을 보인 블록 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 저온저장고의 증발기를 보인 확대단면도이고, 도 3은 본 발명의 저온저장고의 증발기의 제어방법을 보인 블록 순서도이다.

도 2를 참조하는 바와 같이 본 발명의 저온 저장고의 실내기(10)는, 내부에 공간을 형성한 케이스 형태의 함체로 이루어진 것으로, 일측에는 공기가 유입되는 입구가 형성되고, 다른 일측에는 공기를 배출하는 출구가 형성된다.

이때 상기 내부 공간에는 다수의 냉각핀(11)이 설치되고, 상기 냉각핀(11)은 관 또는 튜브 형태로 이루어져 있어서 그 내부로 통상의 공조기에 사용되는 냉매가 흐를 수 있는 통로를 형성한다.

또한, 상기 실내기(10)의 일측, 즉 함체의 입구 또는 출구 측에는 공기를 강제로 순환시키기 위해 전류 인가에 의해서 회전하는 모터와 연결된 송풍팬(12)이 설치되고, 상기 송풍팬(12) 가동시 상기 냉각핀(11) 주변을 통과하여 열교환 된 냉기를 덕트(도 1의 '5' 참조)로 송풍한다.

또한, 상기 냉각핀(11)의 외면에 발생한 성애 제거를 위해 상기 냉각핀(11) 주변에는 전기적으로 연결되어 열을 발생시키는 히터 파이프(13)가 적어도 하나 또는 다수 곳에 설치된다.

본 발명에 의하면, 상기 실내기(10) 일측에는 광센서(20)가 다수 설치되고, 상기 광센서(20)는 광에 의해 상기 냉각핀(11) 외면의 성애 발생 여부를 감지하며, 성애 감지시 히터를 가동시켜서 상기 히터 파이프(13)를 가열시키도록 구성된다.

이때 상기 광센서(20)는 상기 다수의 냉각핀(11)에 대하여 1 개소 또는 2 개소 이상 설치될 수 있으며, 이에 관하여 본 발명의 도 2에서는 광센서(20)가 상하 방향으로 5개 설치된 것을 예시하였으나, 본 발명은 그 수량에 제한되는 것은 아니며, 1 개소 바람직하게는 2 개소 이상 설치된 것을 포함한다.

상기 광센서(20)는, 예를 들면 포토 센서, 적외선 센서, 레이저 센서와 같이 광을 감지할 수 있도록 한 것으로, 특히 본 발명에서는 상기 광센서(20)가 광 투과형 센서인 것이 바람직하다.

광 투과형 센서는 발광체와 수광체 한 쌍으로 이루어져서 발광체에서 발생한 빛을 수광체에서 수집하게 함으로써 광 차단 여부를 감지하도록 한 것으로, 이를 위해 상기 냉각핀(11) 밀집군의 일측(도 2에서 좌측) 단부에는 광을 발생시키는 발광부가 구비되고, 상기 냉각핀(11) 밀집군의 타측(도 2에서 우측) 단부에는 광을 수집하는 수광부가 구비될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 저온 저장고용 실내기의 제상 제어방법은, 도 2 및 도 3을 참조하는 바와 같이, 상기 실내기(10) 가동 중에, 상기 광센서(20)의 광이 상기 냉각핀(11) 외면 부근을 통과하도록 하여 성애 발생 여부를 감지하는 성애 감지 단계(S1)와, 상기 광센서(20)가 성애(14)를 감지하는 것에 연동하여 히터를 가동시켜서 상기 히터 파이프(13)를 가열하는 히터 가동 단계(S3) 및 히터 파이프(13)의 가열로 성애가 제거됨에 따라 상기 광센서(20)가 성애(14)를 감지하지 않은 것에 연동하여 히터 가동을 중지하는 히터 중지 단계(S5)를 포함한다.

이 경우 실제 성애가 발생했을 경우에만 히터가 가동되므로 성애 미발생시 히터가 가동하지 않게 된다.

더욱이, 상기 광센서(20)가 냉각핀(11)에 대하여 2개소 이상 설치된 경우에, 상기 성애 감지 단계(S1)는, 상기 광센서(20)가 2개소 이상에서 성애를 감지했을 경우(S2)에만 상기 히터 가동 단계(S3)를 수행하도록 하는 한편, 상기 광센서(20)가 1개소 이하에서 성애를 감지했을 경우(S4)에는 상기 히터 중지 단계(S5)를 수행하도록 할 수 있다.

이 경우 어느 1 개소에서만 성애(14) 감지시에는 히터 가동이 되지 않고 2 개소 또는 3 개소 이상에서 성애(14) 감지시에만 히터가 가동되므로 더욱 효과적으로 제상 공정을 제저할 수 있다.

이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.

1: 저온저장고 2: 실외기
3: 흡기유닛 4: 수직이송관
5: 덕트 6: 배출구
7: 드레인
10: 증발기(실내기) 11: 냉각핀
12: 송풍팬 13: 히터 파이프
14: 성애
20: 광센서

Claims (4)

1. 내부에 냉매가 흐르는 통로를 형성하는 다수의 냉각핀이 구비되고, 일측에 상기 냉각핀 주변을 통과하여 열교환된 냉기를 송풍하는 송풍팬이 구비되며, 상기 냉각핀 주변에 전기적으로 연결되어 열을 발생시키는 히터 파이프가 설치된 저온 저장고용 실내기로서,
   상기 실내기 일측에는 광에 의해 상기 냉각핀의 성애 발생 여부를 감지하고, 성애 감지시 히터를 가동시키는 광센서가 상기 다수의 냉각핀에 대하여 1 개소 또는 2 개소 이상 설치된 것을 특징으로 하는 저온 저장고용 실내기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 광센서는, 상기 냉각핀 군의 일측 단부에 설치된 발광부와, 냉각핀 군의 타측 단부에 설치된 수광부로 이루어진 광 투과형 센서인 것을 특징으로 하는 저온 저장고용 실내기.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 저온 저장고용 실내기의 제상 제어방법으로서,
   상기 실내기 가동중, 상기 광센서가 상기 냉각핀 외면을 감지하여 성애 발생 여부를 감지하는 성애 감지 단계와,
   상기 광센서가 성애를 감지하는 것에 연동하여 히터를 가동시켜서 상기 히터 파이프를 가열하는 히터 가동 단계와,
   상기 광센서가 성애를 미감지하는 것에 연동하여 히터 가동을 중지하는 히터 중지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고용 실내기의 제상 제어방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 광센서는 냉각핀에 대하여 2개소 이상 설치되고,
   상기 성애 감지 단계는, 상기 광센서가 2개소 이상 성애 감지시 상기 히터 가동 단계를 수행하고, 1개소 이하 성애 감지시 상기 히터 중지 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고용 실내기의 제상 제어방법.

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