KR20190019762A - 디프 프리저의 작동이상을 예측하여 감지하는 장치 - Google Patents

디프 프리저의 작동이상을 예측하여 감지하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치는, 상기 디프 프리저의 압축기의 흡입단에 설치되어 상기 압축기 흡입단에 대한 온도인 제1-1 온도를 측정하는 제1-1 온도센서 및 상기 압축기의 배출단에 설치되어 상기 압축기 배출단에 대한 온도인 제1-2 온도를 측정하는 제1-2 온도센서; 상기 디프 프리저의 응축기의 흡입단에 설치되어 상기 응축기 흡입단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-1 온도센서 및 상기 응축기의 배출단에 설치되어 상기 응축기 배출단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-2 온도센서; 상기 디프 프리저의 증발기의 흡입단에 설치되어 상기 증발기 흡입단에 대한 온도인 제3-1 온도를 측정하는 제3-1 온도센서 및 상기 증발기의 배출단에 설치되어 상기 증발기 배출단에 대한 온도인 제3-2 온도를 측정하는 제3-2 온도센서; 및 상기 제1-1 온도와 상기 제1-2 온도 간의 차인 제1 비교값과, 상기 제2-1 온도와 상기 제2-2 온도 간의 차인 제2 비교값과, 상기 제3-1 온도와 상기 제3-2 온도 간의 차인 제3 비교값을 통해 상기 디프 프리저의 작동이상을 예측하는 비교 제어부를 포함한다.

Description

디프 프리저의 작동이상을 예측하여 감지하는 장치{APPARATUS FOR PREDICTING AND DETECTING MALFUNCTION OF DEEP FREEZER}
본 발명은 디프 프리저의 작동이상을 예측하여 감지하는 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 디프 프리저의 압축기, 응축기, 증발기에 대하여 각각의 온도 변화를 감지하고 어느 하나에 대한 온도 변화가 설정값 이상으로 감지되는 경우 상기 디프 프리저에 작동이상을 곧 발생할 것으로 예측하여 감지하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 중소기업청 창업성장기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 이루어진 것이다[과제번호: 1425103646, 과제명: IoT 기반 생체 자원 저장용 딥프리저 및 냉각 장치 고장 예측 및 진단 시스템 개발].
일반적으로, 저온저장고는 야채, 채소, 육류 및 어류와 같은 농수산물을 저온에서 용이하게 저장 및 보관하여 어느 시기에서도 농수산물을 수확 후 소비자에게 신선하고 고품질의 상태로 공급하기 위한 것이다. 그리고 장기적으로 농수산물의 품질을 유지시켜 수급조절과 농가소득을 증대시키기 위한 필수적인 시설이다. 이와 같이, 농가에서는 저온저장고가 필수적이어서 많이 보급되고 있으나, 대부분의 저온저장고는 농가와 멀리 떨어져 있는 경우가 많고, 농가 근처에 있는 저온저장고도 외출과 같은 외부 출장이 있어 멀리 떨어져 있는 경우에 정전이나 기타 기기의 이상 작동에 의한 비상사태 발생 시 신속히 대처하지 못하여 수리비가 많이 발생되고 있다.
즉, 상기 저온저장고에 설치되어 있는 냉동기, 환풍기 및 온도센서 등과 같은 저장설비의 고장으로 저장온도가 변화하게 되면 사용자 및 관리자가 확인할 수 없어 신속한 대처의 불가능으로 인해 저장 및 보관된 농수산물이 동결되거나 저온 또는 고온피해를 입어 막대한 경제적 손실을 가져오게 되고, 상기 피해를 방지하기 위해 사용자 및 관리자가 일일이 저온저장고에 대한 저장설비 및 환경을 감시해야 되는 등의 효율적 관리를 실시하는데 한계가 있다.
디프 프리저(deep freezer)는 초저온 냉장고를 말한다. 세균, 혈청, 왁친 등의 일시적 보존에는 연구실에서도 가정용 전기 냉장고가 많이 사용되고 있는데 이것은 냉장고 안의 온도가 최저 2~4℃ 정도이므로 불안정한 자료의 장기간 보존에는 적합하지 않다. 이 때문에 가정용 전기 냉장고보다 더 저온의 냉장고가 만들어져 이것을 디프 프리저라 한다. 냉장고 안의 온도는 －20 ~ －160℃ 정도로 각종의 것이 있는데 일반적인 연구실에서는 －20~－30℃의 것이 많이 사용되고 있다. 디프 프리저는 각종 실험실이나 연구실, 생체자원의 보관실 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 저온 저장고나 디프 프리저에 있어서 일정한 내부 온도와 습도의 유지는 필수적이다. 그러나 종래기술에 따른 제품들은 단지 내부의 온도를 관리하기 위하여 설치된 모니터링 제어 방식인지라, 내부 온도가 임계치를 벗어나는 이상상황이 발생해야만 이를 감지하고 사후 대응을 할 수 밖에 없었다. 따라서 내부에 보관된 대상물에 문제가 발생할 수 밖에 없다는 문제점이 있다. 이에 따라 저온 저장고나 디프 프리저의 내부 온도에 이상 상황이 발생할 것을 미리 예측하여 감지하고, 관리자를 통해 감지된 이상 상황에 대하여 미리 대처하도록 함으로써 보관물의 피해를 원천 봉쇄할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
KR 10-2015-0060237 A, 2015년 06월 03일
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 디프 프리저의 압축기, 응축기, 증발기에 대하여 각각의 온도 변화를 감지하고 어느 하나에 대한 온도 변화가 설정값 이상으로 감지되는 경우 상기 디프 프리저에 작동이상을 곧 발생할 것으로 예측하여 감지하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치는, 상기 디프 프리저의 압축기의 흡입단에 설치되어 상기 압축기 흡입단에 대한 온도인 제1-1 온도를 측정하는 제1-1 온도센서 및 상기 압축기의 배출단에 설치되어 상기 압축기 배출단에 대한 온도인 제1-2 온도를 측정하는 제1-2 온도센서; 상기 디프 프리저의 응축기의 흡입단에 설치되어 상기 응축기 흡입단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-1 온도센서 및 상기 응축기의 배출단에 설치되어 상기 응축기 배출단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-2 온도센서; 상기 디프 프리저의 증발기의 흡입단에 설치되어 상기 증발기 흡입단에 대한 온도인 제3-1 온도를 측정하는 제3-1 온도센서 및 상기 증발기의 배출단에 설치되어 상기 증발기 배출단에 대한 온도인 제3-2 온도를 측정하는 제3-2 온도센서; 및 상기 제1-1 온도와 상기 제1-2 온도 간의 차인 제1 비교값과, 상기 제2-1 온도와 상기 제2-2 온도 간의 차인 제2 비교값과, 상기 제3-1 온도와 상기 제3-2 온도 간의 차인 제3 비교값을 통해 상기 디프 프리저의 작동이상을 예측하는 비교 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치의 상기 비교 제어부는, 상기 모든 온도센서가 선정된 주기(…, t-2, t-1, t, t+1, t+2,…) 마다 각각의 온도를 측정하도록 제어하고, 상기 주기 중에서 t 시점부터 t+n 시점까지 각각 측정된 제1 비교값들의 변화에 대한 제1 기울기, 제2 비교값들의 변화에 대한 제2 기울기, 제3 비교값들의 변화에 대한 제3 기울기를 각각 연산하며, 상기 제1 기울기, 상기 제2 기울기, 상기 제3 기울기 중 어느 하나 이상의 기울기가 선정된 임계값 이상으로 판독되는 경우, 상기 디프 프리저의 작동이상이 예측되는 상황인 것으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치에 따르면, 저온 저장고나 디프 프리저의 내부 온도에 이상 상황이 발생할 것을 미리 예측하여 감지하고, 관리자를 통해 감지된 이상 상황에 대하여 미리 대처하도록 함으로써 보관물의 피해를 원천 봉쇄할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치는, 제1-1 온도센서(111), 제1-2 온도센서(112), 제2-1 온도센서(121), 제2-2 온도센서(122), 제3-1 온도센서(131), 제3-2 온도센서(132), 및 비교 제어부(140)를 구성으로 포함한다.
저온 저장고나 디프 프리저에는 냉각기가 사용되는데, 통상적으로 냉각기는 압축기(110), 응축기(120), 증발기(130)를 구성으로 포함한다. 압축기(110), 응축기(120), 증발기(130)의 각 흡입단과 배출단 간의 온도차는 냉각기가 정상적으로 작동하는 경우에는 일정하게 유지가 되지만, 냉각기에 이상이 발생하려는 경우에는 당연히 각 흡입단과 배출단 간의 온도차가 일정하게 유지되지 않고 격차가 발생하게 된다. 본 발명에 따른 장치는 이러한 압축기(110), 응축기(120), 증발기(130)의 각 흡입단과 배출단 간의 온도차를 주기마다 측정하고, 일정 기간동안 어느 하나 이상의 온도차가 점점 변화하는 경우 작동이상이 발생할 예정이거나 발생한 것으로 감지한다. 따라서 냉동기의 구성요소의 정상 작동상태의 온도와 고장상태의 온도를 비교함으로써 고장부분을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 거의 실시간으로 고장유무를 알 수 있으며, 또한 고장 부위를 신속하게 파악하고 대응할 수 있게 되어 저장물품의 피해를 최소화 할 수 있다.
제1-1 온도센서(111), 제1-2 온도센서(112), 제2-1 온도센서(121), 제2-2 온도센서(122), 제3-1 온도센서(131), 제3-2 온도센서(132)는 각각 압축기(110), 응축기(120), 증발기(130)에 각각 설치될 수도 있고, 서로를 연결하는 배관에 각각 설치될 수도 있다.
제1-1 온도센서(111)는 압축기(110)의 흡입단에 설치되고 제1-2 온도센서(112)는 압축기(110)의 배출단에 설치된다. 제2-1 온도센서(121)는 응축기(120)의 흡입단에 설치되고 제2-2 온도센서(122)는 응축기(120)의 배출단에 설치된다. 제3-1 온도센서(131)는 증발기(130)의 흡입단에 설치되고 제3-2 온도센서(132)는 증발기(130)의 배출단에 설치된다.
제1-1 온도센서(111)는 압축기(110)의 흡입단에 대한 온도인 제1-1 온도를 측정한다. 제1-2 온도센서(112)는 압축기(110)의 배출단에 대한 온도인 제1-2 온도를 측정한다. 제2-1 온도센서(121)는 응축기(120)의 흡입단에 온도인 제2-1 온도를 측정한다. 제2-2 온도센서(122)는 응축기(120)의 배출단에 온도인 제2-2 온도를 측정한다. 제3-1 온도센서(131)는 증발기(130)의 흡입단에 온도인 제3-1 온도를 측정한다. 제3-2 온도센서(132)는 증발기(130)의 배출단에 대한 온도인 제3-2 온도를 측정한다.
비교 제어부(140)는 상기 제1-1 온도와 상기 제1-2 온도 간의 차인 제1 비교값과, 상기 제2-1 온도와 상기 제2-2 온도 간의 차인 제2 비교값과, 상기 제3-1 온도와 상기 제3-2 온도 간의 차인 제3 비교값을 통해 상기 디프 프리저의 작동이상을 예측한다.
비교 제어부(140)는 모든 온도센서가 선정된 주기(…, t-2, t-1, t, t+1, t+2,…) 마다 각각의 온도를 측정하도록 제어한다. 비교 제어부(140)는 상기 주기 중에서 t 시점부터 t+n 시점까지 각각 측정된 제1 비교값들의 변화에 대한 제1 기울기, 제2 비교값들의 변화에 대한 제2 기울기, 제3 비교값들의 변화에 대한 제3 기울기를 각각 연산한다. 비교 제어부(140)는 상기 제1 기울기, 상기 제2 기울기, 상기 제3 기울기 중 어느 하나 이상의 기울기가 선정된 임계값 이상으로 판독되는 경우, 상기 디프 프리저의 작동이상이 예측되는 상황인 것으로 감지할 수 있다.
즉, 압축기(110), 응축기(120), 증발기(130)의 각 흡입단과 배출단 간의 온도차들 중 어느 하나 이상의 온도차가 시간이 경과하면서 점점 커지는 것으로 판독되는 경우, 비교 제어부(140)는 냉각기에 이상 상황이 발생할 것으로 예측하도록 감지할 수 있다. 상기 기울기의 임계값은 관리자의 경험과 연구 및 판단에 따라 다양한 값으로 설정될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 압축기
111: 제1-1 온도센서
112: 제1-2 온도센서
120: 응축기
121: 제2-1 온도센서
122: 제2-2 온도센서
130: 증발기
131: 제3-1 온도센서
132: 제3-2 온도센서
140: 비교 제어부

Claims (2)

  1. 디프 프리저(deep freezer)의 작동이상을 예측 감지하는 장치에 있어서,
    상기 디프 프리저의 압축기의 흡입단에 설치되어 상기 압축기 흡입단에 대한 온도인 제1-1 온도를 측정하는 제1-1 온도센서 및 상기 압축기의 배출단에 설치되어 상기 압축기 배출단에 대한 온도인 제1-2 온도를 측정하는 제1-2 온도센서;
    상기 디프 프리저의 응축기의 흡입단에 설치되어 상기 응축기 흡입단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-1 온도센서 및 상기 응축기의 배출단에 설치되어 상기 응축기 배출단에 대한 온도인 제2-1 온도를 측정하는 제2-2 온도센서;
    상기 디프 프리저의 증발기의 흡입단에 설치되어 상기 증발기 흡입단에 대한 온도인 제3-1 온도를 측정하는 제3-1 온도센서 및 상기 증발기의 배출단에 설치되어 상기 증발기 배출단에 대한 온도인 제3-2 온도를 측정하는 제3-2 온도센서; 및
    상기 제1-1 온도와 상기 제1-2 온도 간의 차인 제1 비교값과, 상기 제2-1 온도와 상기 제2-2 온도 간의 차인 제2 비교값과, 상기 제3-1 온도와 상기 제3-2 온도 간의 차인 제3 비교값을 통해 상기 디프 프리저의 작동이상을 예측하는 비교 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교 제어부는,
    상기 모든 온도센서가 선정된 주기(…, t-2, t-1, t, t+1, t+2,…) 마다 각각의 온도를 측정하도록 제어하고,
    상기 주기 중에서 t 시점부터 t+n 시점까지 각각 측정된 제1 비교값들의 변화에 대한 제1 기울기, 제2 비교값들의 변화에 대한 제2 기울기, 제3 비교값들의 변화에 대한 제3 기울기를 각각 연산하며,
    상기 제1 기울기, 상기 제2 기울기, 상기 제3 기울기 중 어느 하나 이상의 기울기가 선정된 임계값 이상으로 판독되는 경우, 상기 디프 프리저의 작동이상이 예측되는 상황인 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 디프 프리저의 작동이상을 예측 감지하는 장치.
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