KR20170105660A

KR20170105660A - 건조기 내의 노점온도 조절에 의한 직렬연결식 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법

Info

Publication number: KR20170105660A
Application number: KR1020160028074A
Authority: KR
Inventors: 곽상기
Original assignee: 주식회사 엠티에스
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-09-20

Abstract

본 발명은 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 건조실 외부에 압축기, 제1응축기, 제2인버터팬을 마련하고, 건조실 내부에, 증발기, 제2응축기가 마련되어 작동되는 공기열원 히트펌프를 포함하는 건조기를 형성하되; 건조실내의 공기유동방향으로 증발기와 제2응축기를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고; 상기 제1응축기의 토출측과 제2응축기의 흡입측 사이에 제1밸브를 설치하고; 상기 제1응축기의 토출측과 제2응축기의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브를 설치하고; 제2응축기의 토출측과 증발기 흡입측 사이에 체크밸브를 설치하고; 상기 증발기 및 제2응축기는 제1인버터팬에 의하여 순차적으로 건조실 내부의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되도록 하며 ; 건조실 내부의 공기덕트내에 덕트팬을 설치하여, 순환공기를 공기덕트를 통과하여 건조실 내부로 공급하도록; 이루어진 건조기에 있어서, 건조실 내부의 온도 및 습도센서로부터 온도(T1) 및 습도(W1)를 수신받는 단계(S10)와; 상기 T1 및 W1에 의한 노점온도(Tdew)를 계산하는 단계(S20)와; 상기 Tdew 보다 증발기의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계(S30);를 포함하도록 이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법을 제공하는 것이다.
이는 증발기에 유입되는 고온 다습한 공기를 팽창 후 차가워진 냉매와 증발기에서 열교환하면서 냉각되어 제습 건조시키고 냉매는 습공기의 열을 흡수하여 기화되도록 하며, 압축기에서 고온 고압의 상태로 바뀌어 응축기에서 건조된 공기의 온도를 상승시켜 건조실 내로 보내 다시 건조물을 건조시키도록 최적의 제어방법을 제공하여, 건조기의 건조효과를 상승시키는 효과가 있다.
또한, 증발기의 인버터팬의 풍량을 제어하여 건조실내의 공기노점온도를 형성하여, 대상물의 건조를 신속하게 처리하는 효과가 있는 것이다.
또한, 제1응축기 및 제2응축기를 적용하여, 건조실내의 공기온도조건에 의하여, 선택적으로 스위치시키며, 증발기 단독운전 또는 병행운전에 의하여 냉각제습운전 또는 가열제습운전을 형성시키며, 이와 동시에 제1응축기의 인버터팬의 용량을 가변시키는 제어방법을 제공하여, 히트펌프 사이클을 안정적으로 운전시켜서, 건조기의 효율을 최적으로 운용하고자 하는 것이다.

Description

응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법{Controlling method for dehimidifier by used heat pump with switch fuction of condenser}

본 발명은 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조실 내에서 순환되는 공기조건에 의하여, 히트펌프에서 증발기내의 저온 저압 상태의 냉매와 열 교환하여 응축시켜 제습하고, 응축기내의 고온 고압 상태의 냉매흐름은 중단시키거나, 또는 증발기내의 저온 저압 상태의 냉매와 열 교환하여 응축시켜 제습시킴과 동시에, 응축기내의 고온 고압 상태의 냉매흐름은 작동시켜서 고온 고압 상태의 냉매와 열교환하여 가온되어 건조실 내로 순환하도록 제어하는 방법에 관한 것이며, 특히 순환공기의 노점온도를 제어하는 방법을 제공하여, 건조기의 건조효율과 히트펌프의 안정성을 항상시키도록 한 것이다.

일반적으로 열에너지를 얻는 방법으로는 가연물질을 연소시키거나 전기, 화학적 작용 및 반응 등을 이용하고 있다.

이러한 연소 및 작용 및 반응에 의하여 열에너지를 얻는 방법들은 얻어진 열에너지를 축열장치에 축열 시키거나 이용 가능한 상태로 변환시킨 후 이를 건조나 냉,난방 또는 가열을 위한 수단으로 이용하게 되는데 연소에 의한 방법은 가연물질을 준비해야 하고, 또한 연소시키면서 열에너지를 얻어야 하기 때문에 가연물질을 연소시키기 위한 장치의 필요성과 더불어 가연물질 연소로 인한 환경오염물질 생성과 배출 문제가 있다.

전기적, 화학적 작용에 의하여 열에너지를 얻는 방법은 가연물질을 연소시키는 방법에 비하여 오염물질의 생성이 현저하게 적게 되지만, 반응을 위한 물질이나 장치를 필요로 하기 때문에 많은 양의 열에너지를 얻고자 할 때에는 이에 따른 장치의 부피가 커지는 문제가 있고, 안전성을 구비해야 함으로써 이를 위한 장치가 복잡하고 비대해지는 결점이 있으며, 시설물의 부피에 비하여 얻어지는 열에너지가 작은 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결할 수 있는 것으로 외기열원 및 공기열원 히트펌프가 알려져 있다.

히트펌프는 공기중에서 열을 흡수하여 압축기에서 압축과정을 거쳐 축동력을 포함한 높은온도의 압축가스를 생성하여 물의 온도를 높이거나 열교환된 응축열을 대기로 방열하도록 하는 열원 장비로서, 사이클의 구성은 저온유지에서는 증발열을 이용하는 냉동사이클과 동일하며, 고온유지에서는 반대로 응축열을 이용하는 역사이클로 구성된다.

이러한 히트펌프 시스템을 제습 건조기에 적용한 기술도 알려져 있다.

외기열원 히트펌프식 제습 건조기는 겨울철 외기온도가 영하로 떨어지면 난방효율이 급격히 저하될 뿐만 아니라 제상 운전이 필요하고, 이에 따라 제상 운전을 위한 복잡한 배관 설비를 필요로 하며, 복잡한 배관 설비로 인한 압력강하로 시스템 효율이 저하되고, 습공기의 배출 및 외기도입에 따른 시스템 효율이 저하되는 문제가 있다.

이에 비하여 공기열원 히트펌프 제습 건조기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창변, 팬(Fan) 등으로 비교적 간단하게 구성하여 히트펌프 시스템으로 구성할 수 있는 장점이 있고, 건조방식도 여러 가지 방식을 채택할 수 있다.

크게 배치식과 연속식으로 나눌 수 있으며, 건조열원의 유무에 따라 열풍 및 자연건조로 나뉜다. 열풍에 의한 건조 원리는 열원에 의해 가열된 공기를 건조물과 접촉시켜 열교환을 일으키고 에너지를 얻은 수분은 증발을 통해 건조물을 이탈하여 공기로 혼합되는 것이다.

이와 같이 공기열원 히트펌프 제습 건조기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창변, 팬(Fan)으로 비교적 간단하게 구성될 수 있지만, 이러한 공기열원 히트펌프 시스템을 이용하는 경우 1차 응축기에서 열 교환된 냉매가 충분히 응축되지 않으면 히트펌프의 성능저하를 가져올 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 특허공개공보 10-2011-43084 대한민국 특허공개공보 10-2010-32220 대한민국 특허공개공보 10-2013-134556

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건조실 내에서, 히트펌프의 증발기와 응축기를 순차적으로 배치시켜서, 순환되는 공기조건에 의하여, 히트펌프에서 증발기내의 저온 저압 상태의 냉매와 열 교환하여 응축시켜 제습하고, 응축기내의 고온 고압 상태의 냉매흐름은 중단시켜서, 제습냉각운전하거나, 또는 증발기내의 저온 저압 상태의 냉매와 열 교환하여 응축시켜 제습시킴과 동시에 응축기내의 고온 고압 상태의 냉매흐름은 작동시켜서, 고온 고압 상태의 냉매와 열교환하여 제습가열운전하여, 건조실 내로 순환하도록 하는 제어방법을 제공하고, 고온 고압 상태의 냉매와 열교환하여 가온되어 건조실 내로 순환하도록 제어하는 방법에 관한 것이며, 특히 순환공기의 노점온도를 제어하는 방법을 제공하여 건조기의 건조효율과 히트펌프의 안정성을 항상시키도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 건조실 외부에 압축기, 제1응축기, 제2인버터팬을 마련하고, 건조실 내부에, 증발기, 제2응축기가 마련되어 작동되는 공기열원 히트펌프를 포함하는 건조기를 형성하되; 건조실내의 공기유동방향으로 증발기와 제2응축기를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고; 상기 제1응축기의 토출측과 제2응축기의 흡입측 사이에 제1밸브를 설치하고; 상기 제1응축기의 토출측과 제2응축기의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브를 설치하고; 제2응축기의 토출측과 증발 기 흡입측 사이에 체크밸브를 설치하고; 상기 증발기 및 제2응축기는 제1인버터팬에 의하여 순차적으로 건조실 내부의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되도록 하며 ; 건조실 내부의 공기덕트내에 덕트팬을 설치하여, 순환공기를 공기덕트를 통과하여 건조실 내부로 공급하도록; 이루어진 건조기에 있어서, 건조실 내부의 온도 및 습도센서로부터 온도(T1) 및 습도(W1)를 수신받는 단계(S10)와; 상기 T1 및 W1에 의한 노점온도(Tdew)를 계산하는 단계(S20)와; 상기 Tdew 보다 증발기의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계(S30);를 포함하도록 이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법을 제공하는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법은 증발기에 유입되는 고온 다습한 공기를 팽창 후 차가워진 냉매와 증발기에서 열교환하면서 냉각되어 제습 건조시키고 냉매는 습공기의 열을 흡수하여 기화되도록 하며, 압축기에서 고온 고압의 상태로 바뀌어 응축기에서 건조된 공기의 온도를 상승시켜 건조실 내로 보내 다시 건조물을 건조시키도록 최적의 제어방법을 제공하여, 건조기의 건조효과를 상승시키는 효과가 있다.

또한, 증발기의 인버터팬의 풍량을 제어하여 건조실내의 공기노점온도를 형성하여, 대상물의 건조를 신속하게 처리하는 효과가 있는 것이다.

또한, 제1응축기 및 제2응축기를 적용하여, 건조실내의 공기온도조건에 의하여, 선택적으로 스위치시키며, 증발기 단독운전 또는 병행운전에 의하여 냉각제습운전 또는 가열제습운전을 형성시키며, 이와 동시에 제1응축기의 인버터팬의 용량을 가변시키는 제어방법을 제공하여, 히트펌프 사이클을 안정적으로 운전시켜서, 건조기의 효율을 최적으로 운용하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 히트펌프의 제습가열운전 제어를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 히트펌프의 제습냉각운전 제어를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 노점온도제어 단계를 나타낸 순서도.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 의한 다수개의 실시예를 살펴보면,

제1실시예로서,

건조실 외부(120)에 압축기(10), 제1응축기(20), 제1인버터팬(81)을 마련하고, 건조실 내부(100)에, 증발기(50), 제2응축기(30)가 마련되어 작동되는 공기열원 히트펌프를 포함하는 건조기를 형성하되;

건조실내의 공기유동방향으로 증발기(50)와 제2응축기(30)를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고;

상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 제1밸브 (61)를 설치하고;

상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기(50)의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브(62)를 설치하고;

제2응축기(30)의 토출측과 증발기(50)흡입측 사이에 체크밸브(70)를 설치하고;

상기 증발기(50) 및 제2응축기(30)는 제2인버터팬(82)에 의하여 순차적으로 건조실 내부(100)의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되도록 하며;

건조실 내부(100)의 공기덕트(110)내에 덕트팬(90)을 설치하여, 순환공기를

공기덕트(110)를 통과하여 건조실 내부(100)로 공급하도록; 이루어진 건조기에 있어서,

건조실 내부(100)의 온도 및 습도센서(101,102)로부터 온도(T1) 및 습도(W1)를 수신받는 단계(S10)와;

상기 T1 및 W1에 의한 노점온도(Tdew)를 계산하는 단계(S20)와;

상기 Tdew 보다 증발기(50)의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬(82)의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계(S30);를 포함하도록 이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 관한 것이다.

또한, 상기 S30단계에서,

상기 S10의 습도센서로부터 측정된 상대습도보다 설정습도량 만큼 낮은 상대습도값을 기준으로 노점온도(Tdew)를 계산하여, 노점온도(Tdew)보다 증발기(50)의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬(82)의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계;를 포함하도록 이루어진 것이다.

또한, 상기 S30단계 경우에,

상기 제1밸브 (61)을 닫히게 하고, 제2밸브(62)는 개방하여, 제2응축기(30)냉매유동은 중단시키고,증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기 온도를 감소시키는 제습냉각운전을 형성시키며, 상기 제2응축기(30)의 작동없어도, 제1응축기(20)만으로도 히트펌프 사이클을 형성시키도록 제1인버터팬(81)의 풍량을 상대적으로 고풍량으로 유지하도록; 이루어진 것이다.

또한, 상기 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬 (81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되도록 제어하는 것이다.

제2실시예로서는,

건조실 내부에 설치된 온도센서(101)에 의하여, 건조실 내부의 온도가 설정온도 1 이상인 경우에,

상기 제1밸브 (61)을 닫히게 하고, 제2밸브(62)는 개방하여, 제2응축기(30)냉매유동은 중단시키고,증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기 온도를 감소시키는 제습냉각운전을 형성시키는 단계(S100); 또는

건조실 내부의 온도가 설정온도 2 이하인 경우에,

상기 제1밸브(61)를 개방하고, 제2밸브(62)는 닫히게 하여, 제2응축기(30) 및 증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기가 증발기(50)를 거쳐 제2응축기(30)로 통과하도록 하여, 순환 공기온도를 상승시키고, 절대습도는 일정하게 유지시키는 제습 가열운전을 형성시키는 단계(S110);이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 관한 것이다.

또한, 상기 제습 가열운전 S110 인 경우에,

제1응축기(20)의 제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시키거나, 또는 히트펌프 사이클을 형성시키는 상대적으로 저풍량을 유지하여, 제2응축기(30)의 응축능력을 최대로 유지하도록 하며;

상기 제습 냉각운전 S100 경우에,

제2응축기(30)의 작동없어도, 제1응축기(20)만으로도 히트펌프 사이클을 형성시키도록 제1인버터팬(81)의 풍량을 상대적으로 고풍량으로 유지하도록; 이루어진 것이다.

또한, 상기 제습 가열운전 S110인 경우에, 저풍량은, 제1 및 제2응축기(20,30)의 각각의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 감소시키며, 제2인버터팬(82)의 풍량을 점차로 증가시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량이 최소로 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록 하며,

상기 제습 냉각운전 S100 경우에, 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬(81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록; 이루어진 것이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 제어수단을 형성하기 위하여,

공기덕트(110)를 통과하여 건조실 내부(100)로 공급하도록; 건조기를 마련하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제어방법은 공기열원 히트펌프장치를 이용하여, 농수산물등의 다양한 형태의 대상물을 건조시키는 건조기를 특징으로 하며, 이를 위하여 건조실 외부(120)의 기계실에는 압축기(10), 제1응축기(20), 제1인버터팬(81)을 설치하며, 건조실 내부(100)에, 증발기(50), 제2응축기(30)가 마련되어, 건조실 내의 온도센서(101) 또는 습도센서(102)를 기준으로 제어되는 것을 특징으로 하는 것이다.

건조실내의 공기유동방향으로 증발기(50)와 제2응축기(30)를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고; 제2인버터팬(82)의 풍량에 의하여 증발기(50)내의 저온저압의 냉매와 열교환되고, 냉각제습되어 통과한 순환공기는 제2응축기(30)내의 고온고압의 냉매와 열교환되고, 가열되어 통과하도록 배치시키는 것이다.

본 발명의 히트펌프의 냉매계통에 의한 제어특징은 상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 제1밸브 (61)를 설치하여, 설정조건에 의하여 상기 제1밸브(61)가 온오프되어, 제1응축기(20)로부터 제2응축기(30)로의 냉매유동을 작동시키거나, 중단시키는 것이다.

또한, 동시에 상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기(50)의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브(62)를 설치하고, 제2응축기(30)의 토출측과 증발기(50)흡입측 사이에 체크밸브(70)를 설치하여, 설정조건에 의하여 제1응축기(20)로부터 제2응축기(30)로의 냉매공급이 중단되고, 제1응축기(20)로부터 증발기(50)로 냉매공급이 진행되고, 체크밸브(70)에 의하여 제1응축기(20)로부터 제2응축기(30)로의 냉매공급은 진행되지 않는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 증발기(50) 및 제2응축기(30)는 제2인버터팬(82)에 의하여 순차적으로 건조실 내부(100)의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되어, 설정된 온도조건으로 건조실 내의 공기를 제습 냉각 또는 가열시키고, 건조실 내부(100)의 공기덕트(110)내에 상기 제2인버터팬(82)과는 별도의 덕트팬(90)을 설치하여, 순환공기를 공기덕트(110)를 통과하여 건조실 내부(100)로 공급하도록; 이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기에 관한 것이다.

상기 본 발명에 따른 건조기에 의한 제어방법을 설명하면, 다음과 같다.

상기 T1 및 W1에 의한 노점온도(Tdew)를 계산하는 단계(S20)를 포함하는 것이다. 상기 T1 및 W1는 건조실내에 대상물을 적체시키고, 건조실내의 순환공기상태를 측정한 값이며, 이에 의한 노점온도는 제어부에 저장된 공기선도로부터 계산되는 것이다.

건조실내의 대상물의 수분을 제거하기 위하여, 상기 Tdew 보다 증발기(50)의 표면온도가 낮게 형성되도록 상기 제2인버터팬(82)의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계(S30);를 특징으로 하는 것이다.

또한, 순환공기의 노점온도를 신속하게 형성시키기 위하여, 상기 S30단계에서, 상기 S10의 습도센서로부터 측정된 상대습도보다 설정습도량 만큼 낮은 상대습도값을 기준으로 노점온도(Tdew)를 계산하도록 제어부에 저장되도록 하는 것이다.

상기 설정습도량에 대한 실시예로서는 일례로 10% 낮은 상대습도량을 의미하는 것이며, 만약 측정된 공기온도, 23°C 이며, 상대습도, 60% 이면, 공기선도로 부터 노점온도는 14.84°C 로 계산되는 것이다.

상기 노점온도보다 낮은 증발기의 표면온도를 형성하기 위하여, 제2인버터(82)의 풍량을 서서히 가변시키면서, 증발기의 표면온도를 감소시키는 것을 특징으로 하며, 이를 신속하게 형성시키기 위하여, 상기 상대습도 보다 10%낮은 상대습도인 50%를 기준으로 하는 것을 다른 실시예의 특징으로 하는 것이다.

이에 따라서, 공기온도 측정된 공기온도, 23°C 와, 상대습도, 50% 기준인 노점온도 12.03°C 를 기준으로, 증발기의 표면온도를 12.03°C 보다 낮은온도를 형성시키기 위하여, 제2인버터팬(82)을 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 3에 의하여, 이를 구체적으로 설명하면, 상기 S30단계 경우에,

상기 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬 (81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되도록 제어하는 것이며, 이와 동시에, 제2인버터팬(82)의 풍량을 서서히 증가시키며, 증발기(50)의 증발능력도 함께 증가시키며, 증발온도를 신속하게 노점온도보다 낮게 형성되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제2실시예로서는,

본 발명의 건조기에 의한 제어방법으로서,

건조실 내부에 설치된 온도센서(101)에 의하여, 건조실 내부의 온도가 설정온도 1 이상인 제어방법에 대한 것이다.

건조실 내부에 설치된 온도센서(101)에 의하여, 건조실 내부의 온도가 설정온도 1 이상인 경우에, 구체적으로는 초기에 대상물을 건조실내에 적재할 때에는, 대상물의 습도 및 온도가 실온보다 상대적으로 높기 때문에, 신속하게 건조시키기 위하여 급격히 제습시킬 필요가 있는 경우를 의미하는 것이다.

이를 위하여, 상기의 설정조건 1 인 경우에는, 상기 제1밸브 (61)을 닫히게 하고, 제2밸브(62)는 개방하여, 제2응축기(30)냉매유동은 중단시키고,증발기(50)로 냉매유동을 공급시키는 냉매계통을 특징으로 하는 것이다.

상기 제2응축기(30)로의 냉매공급이 중단되고, 제1응축기(20)로부터 증발기(50)로 냉매가 공급되므로, 건조실 내의 순환공기는 증발기(50)의 저온저압의 냉매와의 열교환만 가능하게 되고, 제2응축기(30)의 냉매와의 열교환은 되지 않으므로, 순환공기의 온도는 급격히 감소되는 제습냉각운전을 형성시키는 단계(S100)를 포함하는 제어방법에 관한 것이다.

또한, 건조실 내부에 설치된 온도센서(101)에 의하여, 건조실 내부의 온도가 설정온도 2 이하인 제어방법에 대한 것이다.

이는 상기 제1밸브 (61)을 개방하고, 제2밸브(62)는 닫히게 하여, 제2응축기(30)및 증발기(50)로 냉매유동을 동시에 공급시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

대상물에 포함된 상대습도를 감소시키기 위해서는, 순환공기의 공기온도를 가열시키고, 절대습도는 일정하게 유지하는 것을 필요로 하며, 이를 위하여, 증발기(50)와 열교환시켜서, 냉각제습시키고, 제2응축기(30)와 열교환시켜서 온도를 가열시키는 것을 의미하는 것이다. 증발기(50)에 의하여 냉각된 건조실 공기는 제2응축기(30)를 통과하면서, 냉각되기 이전보다 높은 온도로 가열되는 것이다.

이는 정상적인 냉매사이클에서는 응축기(30)의 용량이 증발기(50)용량보다 상대적으로 더 크기 때문이다.

건조실 내의 순환공기가 증발기(50)를 거쳐 제2응축기(30)로 통과하도록 하여, 순환 공기온도를 상승시키고, 절대습도는 일정하게 유지시키는 제습 가열운전을 형성시키도록 제습 가열운전을 형성시키는 단계(S110);이루어진 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법에 관한 것이다.

또한, 상기 제습 가열운전 S110 인 경우에,

제1응축기(20)의 제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시키거나, 또는 히트펌프 사이클을 형성시키는 상대적으로 저풍량을 유지하여, 제2응축기(30)의 응축능력을 최대로 유지하도록 제어하는 방법을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 제습 가열운전 S110인 경우에, 저풍량은, 제1 및 제2응축기 (20,30)의 각각의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 감소시키며, 제2인버터팬(82)의 풍량을 점차로 증가시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량이 최소로 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록 제어하는 방법에 관한 것이다.

이는 제1응축기(20)의 제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시키거나, 또는 히트펌프 사이클을 형성시키는 상대적으로 저풍량을 유지하여, 제2응축기(30)의 응축능력을 최대로 유지하도록 하도록 하는 것이다.

제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시키면, 히트펌프의 냉매사이클을 형성하는 응축기는 제2응축기(30)로만 담당하게 되고, 이로 인하여 제2응축기(30)의 용량은 최대로 형성되도록 하여, 순환공기의 가열능력을 최대로 유지되도록 하는 것이다.

또한, 제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시켜서, 제1응축기(20)를 중단시키고, 제2응축기(30)만으로 냉매사이클을 형성시키기 어려운 경우에는,(이 경우에는 여러 경우가 존재하겠지만, 본 발명은 특징이 아니므로, 기재할 필요가 없음), 제1응축기(20) 및 제2응축기(30)을 동시에 작동시키며, 이 경우에는 제2응축기(30)의 능력을 최대로 하기 위하여, 제1응축기(30)의 응축능력을 최소로 하기 위하여, 제1인버터팬(81)의 풍량을 저풍량으로 유지하도록 하도록 제어하는 것이다.

상기 저풍량 제어를 설명하면, 제1 및 제2응축기의 각각의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 감소시키며, 제2인버터팬(82)의 풍량을 점차로 증가시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량이 최소로 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하기 위한 풍량조건을 의미하는 것이다.

이는 건조실의 크기 및 대상물의 종류 및 건조량, 히트펌프의 용량등에 의하여 달라지는 가변풍량이며, 일정한 수치범위로서 특정할 수 없는 정성적인 범위를 의미하는 것이다.

또한, 상기 제습 냉각운전 S100 경우의 제어방법은 다음과 같다.

상기 제습 냉각운전 S100 경우에, 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬(81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록; 이루어진 제어방법에 관한 것이다.

상기 제습 냉각운전인 경우에는, 건조실내에 증발기(50)의 작동만 형성되고, 제2응축기(30)의 작동은 없는 경우를 의미하는 것이다. 이로 인하여 건조실내의 순환공기는 증발기(50)와의 열교환만 형성되어, 냉각제습되며, 제2응축기(30)와의 열교환은 형성되지 않는 것이다.

이를 위하여, 제2응축기(30)의 작동없어도, 제1응축기(20)만으로도 히트펌프 사이클을 형성시키도록 제1인버터팬(81)의 풍량을 상대적으로 고풍량으로 제어하도록; 이루어진 것이다.

상기 고풍량 제어를 설명하면, 제1인버터팬(81)의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬(81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하기 위한 풍량조건을 의미하는 것이다.

상기에 기재된 히트펌프 냉매계통의 제어에 의하여, 다음의 설정조건에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 제1인버터팬(81) 및 제2인버터팬(82)은 가변용량 팬으로서, 주어진 설정조건에 따라서, 풍량이 가변되며, 냉매사이클이 형성되는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 압축기 20: 제1응축기
30: 제2응축기 40: 팽창밸브
50: 증발기
61: 제1밸브 62:제2밸브
70:체크밸브
81: 제1인버터팬 82:제2인버터팬
90: 덕트팬
100: 건조실 내부
101: 온도센서 102:습도센서
110: 덕트 120: 건조실 외부

Claims

건조실 외부(120)에 압축기(10), 제1응축기(20), 제1인버터팬(81)을 마련하고, 건조실 내부(100)에, 증발기(50), 제2응축기(30)가 마련되어 작동되는 공기열원 히트펌프를 포함하는 건조기를 형성하되;
건조실내의 공기유동방향으로 증발기(50)와 제2응축기(30)를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고;
상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 제1밸브 (61)를 설치하고;
상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기(50)의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브(62)를 설치하고;
제2응축기(30)의 토출측과 증발기(50)흡입측 사이에 체크밸브(70)를 설치하고;
상기 증발기(50) 및 제2응축기(30)는 제2인버터팬(82)에 의하여 순차적으로 건조실 내부(100)의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되도록 하며;
건조실 내부(100)의 공기덕트(110)내에 덕트팬(90)을 설치하여, 순환공기를
공기덕트(110)를 통과하여 건조실 내부(100)로 공급하도록; 이루어진 건조기에 있어서,
건조실 내부(100)의 온도 및 습도센서(101,102)로부터 온도(T1) 및 습도(W1)를 수신받는 단계(S10)와;
상기 T1 및 W1에 의한 노점온도(Tdew)를 계산하는 단계(S20)와;
상기 Tdew 보다 증발기(50)의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬(82)의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계(S30);를 포함하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 S30단계에서,
상기 S10의 습도센서로부터 측정된 상대습도보다 설정습도량 만큼 낮은 상대습도값을 기준으로 노점온도(Tdew)를 계산하여, 노점온도(Tdew)보다 증발기(50)의 표면온도가 낮게 형성되도록, 상기 제2인버터팬(82)의 풍량을 증가하여, 증발온도를 감소시키는 단계;를 포함하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
제2항에 있어서,
상기 S30단계 경우에,
상기 제1밸브 (61)을 닫히게 하고, 제2밸브(62)는 개방하여, 제2응축기(30)냉매유동은 중단시키고,증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기 온도를 감소시키는 제습냉각운전을 형성시키며, 상기 제2응축기(30)의 작동없어도, 제1응축기(20)만으로도 히트펌프 사이클을 형성시키도록 제1인버터팬(81)의 풍량을 상대적으로 고풍량으로 유지하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬 (81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되도록 형성시키며, 이와 동시에, 제2인버터팬(82)의 풍량을 서서히 증가시키며, 증발기(50)의 증발능력도 함께 증가시키며, 증발온도를 신속하게 노점온도보다 낮게 형성되도록;이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
건조실 외부(120)에 압축기(10), 제1응축기(20), 제1인버터팬(81)을 마련하고, 건조실 내부(100)에, 증발기(50), 제2응축기(30)가 마련되어 작동되는 공기열원 히트펌프를 포함하는 건조기를 형성하되;
건조실내의 공기유동방향으로 증발기(50)와 제2응축기(30)를 순차적으로 상호 이격되어 대응되도록 설치하고;
상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 제1밸브 (61)를 설치하고;
상기 제1응축기(20)의 토출측과 제2응축기(30)의 흡입측 사이에 분지관을 부가하여, 증발기(50)의 흡입측과 연결시키고, 제2밸브(62)를 설치하고;
제2응축기(30)의 토출측과 증발기(50)흡입측 사이에 체크밸브(70)를 설치하고;
상기 증발기(50) 및 제2응축기(30)는 제2인버터팬(82)에 의하여 순차적으로 건조실 내부(100)의 순환공기와 냉매가 상호 열교환되도록 하며;
건조실 내부(100)의 공기덕트(110)내에 덕트팬(90)을 설치하여, 순환공기를
공기덕트(110)를 통과하여 건조실 내부(100)로 공급하도록; 이루어진 건조기에 있어서,
건조실 내부에 설치된 온도센서(101)에 의하여, 건조실 내부의 온도가 설정온도 1 이상인 경우에,
상기 제1밸브 (61)을 닫히게 하고, 제2밸브(62)는 개방하여, 제2응축기(30)냉매유동은 중단시키고,증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기 온도를 감소시키는 제습냉각운전을 형성시키는 단계(S100); 또는
건조실 내부의 온도가 설정온도 2 이하인 경우에,
상기 제1밸브(61)를 개방하고, 제2밸브(62)는 닫히게 하여, 제2응축기(30) 및 증발기(50)로 냉매유동을 공급시켜서, 건조실 내의 순환공기가 증발기(50)를 거쳐 제2응축기(30)로 통과하도록 하여, 순환 공기온도를 상승시키고, 절대습도는 일정하게 유지시키는 제습 가열운전을 형성시키는 단계(S110);이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 제습 가열운전 S110 인 경우에,
제1응축기(20)의 제1인버터팬(81)의 풍량을 정지시키거나, 또는 히트펌프 사이클을 형성시키는 상대적으로 저풍량을 유지하여, 제2응축기(30)의 응축능력을 최대로 유지하도록 하며;
상기 제습 냉각운전 S100 경우에,
제2응축기(30)의 작동없어도, 제1응축기(20)만으로도 히트펌프 사이클을 형성시키도록 제1인버터팬(81)의 풍량을 상대적으로 고풍량으로 유지하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.
제6항에 있어서,
상기 제습 가열운전 S110인 경우에, 저풍량은, 제1 및 제2응축기(20,30)의 각각의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 감소시키며, 제2인버터팬(82)의 풍량을 점차로 증가시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량이 최소로 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록 하며,
상기 제습 냉각운전 S100 경우에, 고풍량은 제1인버터팬(81)의 풍량을 가변시키면서, 제1인버터팬(81)의 풍량을 점차로 증가시키며, 제1인버터팬(81)의 풍량이 일정하게 유지하면서도, 히프펌프(150)의 냉매사이클의 표준 증발온도 및 응축온도가 일정하게 유지되며, 정상적인 냉매사이클을 형성하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 응축기의 스위치기능을 갖는 공기열원 히트펌프 건조기의 제어방법.