KR20200112034A - Apparatus and controll method for constant temperature and humidity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각장치에 인버터(inverter)를 적용하여 에너지 효율을 높이고 항온항습장치의 동작 중 발생할 수 있는 소음을 저감시킬 수 있는 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermo-hygrostat and a thermo-hygrostat control method using the same, and more particularly, by applying an inverter to a cooling device, it is possible to increase energy efficiency and reduce noise that may occur during the operation of the thermo-hygrostat. The present invention relates to a thermo-hygrostat and a thermo-hygrostat control method using the same.
일반적으로 항온항습장치는 실내 또는 챔버(chamber)의 온도 및 습도 등을 그 장소의 사용 목적에 따라 설정한 상태로 유지시켜준다. 항온항습장치는 실내 또는 챔버 내의 공간을 원하는 온도 및 습도로 유지시켜주기 위해 히터, 가습기, 냉각장치 등을 포함한다. 히터, 가습기, 냉각장치 등을 어떻게 조합하여 운전하는지에 따라서 실내 또는 챔버 내의 온도와 습도를 항온항습장치가 얼마만큼 정밀하게 제어할 수 있는지와 운전비가 달라진다.In general, a thermo-hygrostat maintains the temperature and humidity of a room or a chamber in a state set according to the purpose of use of the place. The constant temperature and humidity device includes a heater, a humidifier, a cooling device, etc. to maintain a room or a space within a chamber at a desired temperature and humidity. Depending on how a heater, a humidifier, and a cooling device are operated in combination, how precisely the temperature and humidity in the room or in the chamber can be precisely controlled by the thermo-hygrostat and operating costs vary.
항온항습장치는 구성에 따라 다양한 타입이 존재한다. 예를 들어, 냉각장치 타입에 따라 공랭식 항온항습장치와 수냉식 항온항습장치가 있으며, 히터 타입에 따라 전기히터방식 항온항습장치와 온수코일방식 항온항습장치가 있다. 또한, 가습기 타입에 따라 전기가열방식 항온항습장치와 스팀방식 항온항습장치가 있다.There are various types of thermo-hygrostats according to their configuration. For example, there are air-cooled thermo-hygrostat and water-cooled thermo-hygrostat according to the type of cooling device, and electric heater-type thermo-hygrostat and hot water coil-type thermo-hygrostat depending on the type of heater. In addition, according to the humidifier type, there are an electric heating type constant temperature and humidity device and a steam type constant temperature and humidity device.
냉각장치는 기본적으로 압축기, 응축기, 팽창기(또는, 팽창밸브), 증발기로 구성되어 있으며, 냉각 사이클에 따라 온도를 제어한다. 항온항습장치의 경우, 냉각장치의 용량에 비례하여 히터의 용량도 설정되어야 한다. 즉, 냉각장치의 용량이 커지면 압축기 용량도 비례하여 커지고 따라서 히터의 용량도 비례하여 커져야 한다. 히터와 압축기 용량이 커지면 히터와 압축기 가동에 불필요한 전기 사용이 발생할 가능성이 높으며 이는 항온항습장치의 에너지 효율 저하로 이어지는 문제가 있다.The cooling device basically consists of a compressor, a condenser, an expander (or expansion valve), and an evaporator, and controls the temperature according to the cooling cycle. In the case of a constant temperature and humidity system, the capacity of the heater must be set in proportion to the capacity of the cooling system. That is, when the capacity of the cooling device increases, the capacity of the compressor increases proportionally, and thus the capacity of the heater must be proportionally increased. When the capacity of the heater and the compressor increases, there is a high possibility that unnecessary electricity is used to operate the heater and the compressor, which leads to a decrease in energy efficiency of the thermo-hygrostat.
또한, 압축기 용량이 커질수록 발생하는 소음 또한 커져서 장비 사용 환경을 어렵게 할 뿐만 아니라 항온항습장치의 소음을 감소시키기 위한 추가 비용이 발생하는 문제점이 있었다.In addition, as the compressor capacity increases, the noise generated also increases, making the equipment use environment difficult, as well as incurring additional costs for reducing the noise of the thermo-hygrostat.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 방법을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 냉각장치에 인버터(inverter)를 적용하여 냉각장치의 용량이 커지더라도 에너지 효율을 향상시킬 수 있고 동작 중 발생할 수 있는 소음을 저감시킬 수 있는 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법을 제공한다.The present invention was devised to improve the conventional method as described above, and by applying an inverter to the cooling device, even if the capacity of the cooling device increases, energy efficiency can be improved and noise that may occur during operation is reduced. It provides a thermo-hygrostat and a thermo-hygrostat control method using the same.
본 발명은 항온항습장치의 저온 동작 시 생성될 수 있는 얼음을 제거하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a thermo-hygrostat capable of improving energy efficiency by removing ice that may be generated during low temperature operation of a thermo-hygrostat, and a thermo-hygrostat control method using the same.
본 발명은 운전 중 별도의 추가 비용없이 얼음을 제거할 수 있어 유지/관리가 용이하고 유지/관리 비용을 절약할 수 있는 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법을 제공한다.The present invention provides a thermo-hygrostat and a thermo-hygrostat control method using the same, which can remove ice without additional cost during operation, so that maintenance/management is easy and maintenance/management cost can be saved.
본 발명에 따른 항온항습장치는 항온항습 상태를 유지하는 제1 챔버, 상기 제1 챔버 내의 온도를 측정하는 온도 센서, 상기 제1 챔버 내의 습도를 측정하는 습도 센서, 제어에 따라 열을 발생시켜 주변 공기의 온도를 상승시키는 히터, 제어에 따라 습기를 발생시켜 주변 공기의 습도를 상승시키는 가습기, 제어에 따라 열을 흡수하여 주변 공기의 온도와 습도를 조절하는 냉각장치, 상기 히터, 가습기 또는 냉각장치에 의해 온도 및 습도가 조절된 공기를 상기 제1 챔버로 이동시키는 송풍기, 상기 히터, 가습기, 냉각장치 및 송풍기가 위치하는 제2 챔버 및 상기 온도 센서 및 습도 센서에서 측정된 값을 기초로 상기 히터, 가습기, 냉각장치 및 송풍기의 동작을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The thermo-hygrostat according to the present invention includes a first chamber maintaining a constant temperature and humidity state, a temperature sensor measuring the temperature in the first chamber, a humidity sensor measuring the humidity in the first chamber, and generating heat according to the control A heater that increases the temperature of the air, a humidifier that increases the humidity of the surrounding air by generating moisture under control, a cooling device that absorbs heat and adjusts the temperature and humidity of the surrounding air according to the control, the heater, a humidifier, or a cooling device A blower for moving air whose temperature and humidity is controlled by the first chamber, a second chamber in which the heater, a humidifier, a cooling device, and a blower are located, and the heater based on values measured by the temperature sensor and the humidity sensor It characterized in that it comprises a controller for controlling the operation of the humidifier, the cooling device and the blower.
일 실시예에서, 상기 냉각장치는 상변화 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 열교환하여 액화시키는 응축기, 상기 응축기를 통해 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창기 및 상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매를 열교환하여 기화시키는 증발기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the cooling device includes a compressor that compresses a phase change refrigerant, a condenser that heat exchanges and liquefies the refrigerant compressed through the compressor, an expander that expands the liquefied refrigerant through the condenser, and the refrigerant expanded through the expander. It characterized in that it comprises an evaporator for vaporizing by heat exchange.
일 실시예에서, 상기 항온항습장치 상기 압축기의 구동 모터의 속도를 제어하는 인버터, 상기 인버터의 동작을 제어하는 인버터 제어기 및 상기 압축기의 구동 모터의 속도를 측정하는 속도 센서를 더 포함하되, 상기 제어기는 상기 온도 센서 및 습도 센서에서 측정된 값과 상기 속도 센서에서 측정된 구동 모터의 속도를 기초로 상기 인버터 제어기를 제어하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the thermo-hygrostat further comprises an inverter controlling the speed of the driving motor of the compressor, an inverter controller controlling the operation of the inverter, and a speed sensor measuring the speed of the driving motor of the compressor, the controller Is characterized in that controlling the inverter controller based on the values measured by the temperature sensor and the humidity sensor and the speed of the driving motor measured by the speed sensor.
일 실시예에서, 상기 항온항습장치는 상기 제1 챔버 내의 기압을 측정하는 기압 센서, 상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 제어에 따라 분기시켜 흘리는 제1 밸브 및 상기 제1 밸브를 통해 유입된 고온의 냉매를 흘려 상기 증발기를 가열시키는 가열 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the thermo-hygrostat includes an atmospheric pressure sensor that measures the atmospheric pressure in the first chamber, a first valve that diverges and flows the refrigerant compressed through the compressor according to control, and a high-temperature flow rate introduced through the first valve. It characterized in that it further comprises a heating pipe for heating the evaporator by flowing a refrigerant.
일 실시예에서, 상기 항온항습장치는 상기 증발기의 표면 온도를 측정하는 증발기 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the thermo-hygrostat further comprises an evaporator temperature sensor for measuring a surface temperature of the evaporator.
일 실시예에서, 상기 제어기는 하기 수학식 1을 만족하는 경우, 하기 수학식 2를 통해 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, when the following Equation 1 is satisfied, the controller performs an ice removal operation of the evaporator through Equation 2 below.
[수학식 1] [Equation 1]
여기에서, Tcurrent,eva는 증발기 온도 센서를 통해 측정된 증발기 표면 온도, Tf(P)는 제1 챔버의 측정 기압에 따른 어는 점 온도, P는 기압센서를 통해 측정된 제1 챔버의 측정 기압Here, T current,eva is the evaporator surface temperature measured by the evaporator temperature sensor, T f (P) is the freezing point temperature according to the measured atmospheric pressure of the first chamber, and P is the measurement of the first chamber measured by the barometric pressure sensor. atmospheric pressure
[수학식 2] [Equation 2]
여기에서, Hcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 습도, Hsaturated(Tcurrent)는 제1 챔버 내의 현재 온도에서의 포화 습도, Tcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 온도, t(Tcurrent,eva ≤ Tf(P))는 증발기 표면 온도가 제1 챔버의 어는 점 온도보나 낮아진 시간, tcurrent는 현재 시간, α는 제1 보정계수, β는 제2 보정계수, Ith는 I 값의 기 설정된 문턱값Here, H current is the current humidity in the first chamber, H saturated (T current ) is the saturated humidity at the current temperature in the first chamber, T current is the current temperature in the first chamber, t (Tcurrent,eva ≤ Tf(P )) is the time when the evaporator surface temperature is lower than the freezing point temperature of the first chamber, t current is the current time, α is the first correction factor, β is the second correction factor, and I th is the preset threshold of the I value.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 수학식 2를 만족하는 경우, 상기 인버터 제어기를 통해 상기 인버터를 제어하여 상기 제1 챔버의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추고, 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 기 설정된 시간동안 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the above equation (2) is satisfied, the controller controls the inverter to lower the current temperature of the first chamber by a compensation temperature, and controls the first valve to control the high temperature. The refrigerant is flowed through the heating pipe for a predetermined time to perform an ice removal operation.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 수학식 1을 만족하는 경우, 하기 수학식 3을 계산하고 항온항습모드 운영 종료시 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the Equation 1 is satisfied, the controller calculates Equation 3 below and performs an ice removal operation of the evaporator when the constant temperature and humidity mode operation is terminated.
[수학식 3] [Equation 3]
여기에서, Tend는 항온항습장치의 운영이 종료되는 시각Here, T end is the time when the operation of the thermo-hygrostat is terminated.
일 실시예에서, 상기 제어기는 하기 수학식 4에 의해 산출된 시간 동안 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the controller controls the first valve for a time calculated by Equation 4 below to flow the high-temperature refrigerant through the heating pipe to perform an ice removal operation.
[수학식 4] [Equation 4]
여기에서, γ는 제3 보정계수Where γ is the third correction factor
일 실시예에서, 상기 냉각장치는 상변화 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 분기시켜 흘리는 제2 밸브, 상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매를 열교환하여 액화시키는 제1 응축기, 상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매를 열교환하여 액화시키는 제2 응축기, 상기 제1 응축기 및 제2 응축기를 통해 액화된 냉매를 합류시켜 흘리는 제3 밸브, 상기 제2 밸브를 통해 유입된 냉매를 팽창시키는 팽창기 및 상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매를 열교환하여 기화시키는 증발기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the cooling device includes a compressor for compressing a phase change refrigerant, a second valve for branching and flowing the refrigerant compressed through the compressor, a first condenser for exchanging heat and liquefying the refrigerant introduced through the first valve, A second condenser that heats and liquefies the refrigerant introduced through the first valve, a third valve that merges and flows the liquefied refrigerant through the first condenser and the second condenser, and expands the refrigerant introduced through the second valve. It characterized in that it comprises an expander and an evaporator for vaporizing by heat exchange of the refrigerant expanded through the expander.
일 실시예에서, 상기 제2 밸브는 상기 제1 응축기에 냉매를 흘리되, 냉매의 유량이 기 설정된 값을 넘는 경우에는 상기 제1 응축기와 제2 응축기에 동시에 냉매를 흘리는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the second valve is characterized in that the refrigerant flows to the first condenser, but when the flow rate of the refrigerant exceeds a preset value, the refrigerant flows to the first condenser and the second condenser at the same time.
본 발명에 따른 항온항습장치 제어 방법은 온도 센서가 제1 챔버 내의 온도를 측정하는 단계, 습도 센서가 상기 제1 챔버 내의 습도를 측정하는 단계, 기압 센서가 상기 제1 챔버 내의 기압을 측정하는 단계, 증발기 온도 센서가 증발기의 표면 온도를 측정하는 단계, 제어기가 상기 측정된 제1 챔버 내의 온도, 습도, 기압 및 증발기의 표면 온도를 기초로 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method for controlling a thermo-hygrostat according to the present invention, a temperature sensor measuring a temperature in a first chamber, a humidity sensor measuring a humidity in the first chamber, and an atmospheric pressure sensor measuring an atmospheric pressure in the first chamber. , The evaporator temperature sensor measuring the surface temperature of the evaporator, and the controller performing an ice removal operation of the evaporator based on the measured temperature, humidity, atmospheric pressure, and the surface temperature of the evaporator in the first chamber. To do.
일 실시예에서, 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계는 하기 수학식 1을 만족하는 경우, 상기 제어기가 하기 수학식 2를 통해 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the performing of the ice removal operation of the evaporator comprises the step of, when the following Equation 1 is satisfied, the controller performing the ice removal operation of the evaporator through Equation 2 below. do.
[수학식 1][Equation 1]
여기에서, Tcurrent,eva는 증발기 온도 센서를 통해 측정된 증발기 표면 온도, Tf(P)는 제1 챔버의 측정 기압에 따른 어는 점 온도, P는 기압센서를 통해 측정된 제1 챔버의 측정 기압Here, T current,eva is the evaporator surface temperature measured by the evaporator temperature sensor, T f (P) is the freezing point temperature according to the measured atmospheric pressure of the first chamber, and P is the measurement of the first chamber measured by the barometric pressure sensor. atmospheric pressure
[수학식 2] [Equation 2]
여기에서, Hcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 습도, Hsaturated(Tcurrent)는 제1 챔버 내의 현재 온도에서의 포화 습도, Tcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 온도, t(Tcurrent,eva ≤ Tf(P))는 증발기 표면 온도가 제1 챔버의 어는 점 온도보나 낮아진 시간, tcurrent는 현재 시간, α는 제1 보정계수, β는 제2 보정계수, Ith는 I 값의 기 설정된 문턱값Here, H current is the current humidity in the first chamber, H saturated (T current ) is the saturated humidity at the current temperature in the first chamber, T current is the current temperature in the first chamber, t (Tcurrent,eva ≤ Tf(P )) is the time when the evaporator surface temperature is lower than the freezing point temperature of the first chamber, t current is the current time, α is the first correction factor, β is the second correction factor, and I th is the preset threshold of the I value.
일 실시예에서, 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계는 상기 수학식 2를 만족하는 경우, 상기 제어기가 상기 인버터 제어기를 통해 상기 인버터를 제어하여 상기 제1 챔버의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추는 단계 및 상기 제어기가 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 기 설정된 시간동안 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, in the performing of the ice removal operation of the evaporator, when the Equation 2 is satisfied, the controller controls the inverter through the inverter controller to increase the current temperature of the first chamber by a compensation temperature. And performing an ice removal operation by lowering and controlling the first valve by the controller to flow the high-temperature refrigerant through the heating pipe for a predetermined time.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법은 냉각장치의 용량이 커지더라도 에너지 효율을 향상시킬 수 있고 동작 중 발생할 수 있는 소음을 저감시킬 수 있다.As described above, the thermo-hygrostat and the thermo-hygrostat control method using the same according to the present invention can improve energy efficiency even when the capacity of the cooling device increases and reduce noise that may occur during operation.
본 발명에 따른 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법은 저온 동작 시 생성될 수 있는 얼음을 제거하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.The thermo-hygrostat according to the present invention and the thermo-hygrostat control method using the same can improve energy efficiency by removing ice that may be generated during low-temperature operation.
본 발명에 따른 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법은 운전 중 별도의 추가 비용없이 얼음을 제거할 수 있어 유지/관리가 용이하고 유지/관리 비용을 절약할 수 있다.The thermo-hygrostat according to the present invention and the thermo-hygrostat control method using the same can remove ice without additional cost during operation, so that maintenance/management is easy and maintenance/management cost can be saved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도
도 2는 도 1의 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도
도 3은 인버터가 적용된 냉각장치를 이용하여 챔버 내 온도를 제어하는 과정을 나타내는 도면
도 4는 도 1의 냉각장치의 다른 실시예를 나타내는 구성도
도 5는 도 1의 냉각장치의 또 다른 실시예를 나타내는 구성도
도 6은 증발기의 개략적인 구성을 나타내는 구성도
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도
도 8은 도 7의 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항온항습장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도1 is a block diagram showing a schematic configuration of a thermo-hygrostat according to an embodiment of the present invention
Figure 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the thermo-hygrostat of Figure 1
3 is a diagram showing a process of controlling the temperature in a chamber using a cooling device to which an inverter is applied
Figure 4 is a block diagram showing another embodiment of the cooling device of Figure 1
5 is a block diagram showing another embodiment of the cooling device of FIG. 1
6 is a block diagram showing a schematic configuration of an evaporator
7 is a block diagram showing a schematic configuration of a thermo-hygrostat according to another embodiment of the present invention
8 is a block diagram showing a schematic configuration of the thermo-hygrostat of FIG. 7
9 is a flowchart illustrating a control method of a thermo-hygrostat according to an embodiment of the present invention
이하, 본 발명에 따른 항온항습장치 및 이를 이용한 항온항습장치 제어 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, specific details for implementing the thermo-hygrostat according to the present invention and the thermo-hygrostat control method using the same will be described as follows.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a thermo-hygrostat according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 항온항습장치(100)는 제1 챔버(chamber)(104), 분리벽(106), 제2 챔버(108), 온도 센서(110), 습도 센서(112), 송풍기(114), 히터(116), 가습기(118), 냉각장치(120)를 포함하고, 냉각장치(120)는 압축기(122), 응축기(124), 팽창기(126) 및 증발기(128)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the thermo-
항온항습장치는 전산장비를 보호하기 위해 전산실에 구비된 장치일 수도 있고, 공산품 등의 신뢰성 테스트를 위한 테스트 장치일 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 전자장치, 배터리 등의 테스트 대상 물건의 신뢰성을 테스트하는 용도의 항온항습장치를 가정하여 설명하기로 한다.The constant temperature and humidity device may be a device provided in the computer room to protect the computer equipment, or may be a test device for reliability testing of industrial products. Hereinafter, for convenience of explanation, a constant temperature and humidity device for testing the reliability of an object to be tested such as an electronic device and a battery will be described.
제1 챔버(104)는 분리벽(106)을 통해 제2 챔버(108)와 구분되는 공간으로 설정된 항온항습 상태를 유지하는 공간이다. 일 실시예에서, 제1 챔버(104) 내에는 테스트 대상 물건(102)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 테스트 대상 물건은 전자장치나 배터리 등이 될 수 있다.The
제2 챔버(108)는 히터(116), 가습기(118), 냉각장치(120) 및 송풍기(114)가 위치한다. 제1 챔버(104)와 제2 챔버(108)는 각각 밀봉된 챔버는 아니며 제1 챔버(104)와 제2 챔버(108)의 공기는 순환할 수 있다.The
온도 센서(110)는 제1 챔버(104) 내의 온도를 측정하고, 습도 센서(112)는 제1 챔버(106) 내의 습도를 측정한다. 제1 챔버(104) 내에서 온도 센서(110)와 습도 센서(112)의 위치는 구현 예에 따라 달라질 수 있다.The
히터(116)는 제어에 따라 열을 발생시켜 주변 공기의 온도를 상승시키고, 가습기(118)는 제어에 따라 습기를 발생시켜 주변 공기의 습도를 상승시킨다. 예를 들어, 전기가열방식 가습기(118)를 사용하는 경우, 가습기(118)는 물이 수용되는 수조와 수조 내부에 배치되는 가습히터로 구성될 수 있다.The
냉각장치(120)는 제어에 따라 열을 흡수하여 주변 공기의 온도와 습도를 조절한다. 냉각장치(120)는 냉각 사이클에 따라 온도와 습도를 제어한다. 압축기(122)는 증발기(128)를 경유한 고온 저압의 상변화 냉매 기체를 고압 기체로 압축하고, 응축기(124)는 고온 고압의 냉매 기체를 고압의 액체로 변화시키면서 냉매의 열을 응축열로써 외기로 방출(열교환)한다. 팽창기(126)는 증발기(128)를 경유한 고압의 액체 냉매를 저압의 액체로 팽창시키고, 증발기(128)는 저압의 냉매 액체를 고온 저압의 기체로 변화시키면서 냉매의 기화열을 외기로부터 흡수(열교환)한다. 증발기(128)는 제2 챔버(108)내에 위치하여, 제2 챔버(108) 내의 열을 흡수하여 제2 챔버(108) 내의 온도를 낮출 수 있다. 또한, 증발기(128)는 주변의 온도를 낮추어 습기를 응결시킴으로써, 제2 챔버(108) 내의 습도를 낮출 수 있다.The
즉, 항온항습장치는 히터(116)와 냉각장치(120)를 이용하여 제1 챔버(104)의 온도를 상승시키거나 하강시킬 수 있고, 가습기(118)와 냉각장치(120)를 이용하여 제1 챔버(104)의 습도를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.That is, the thermo-hygrostat can increase or decrease the temperature of the
송풍기(114)는 히터(116), 가습기(118) 및 냉각장치(120)에 의해 온도 및 습도가 조절된 제2 챔버(108)의 공기를 제1 챔버(104)로 이동시킨다.The
도 2는 도 1의 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing a schematic configuration of the thermo-hygrostat of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 항온항습장치는 온도 센서(110), 습도 센서(112), 송풍기(114), 히터(116), 가습기(118), 냉각장치(120), 교류전원(202), 정류기(204), 인버터 제어기(206), 인버터(208), 제어기(210), 속도 센서(212)를 포함하고, 냉각장치(120)는 압축기(122), 응축기(124), 팽창기(126) 및 증발기(128)를 포함한다.2, the constant temperature and humidity device includes a
이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1에서 설명되지 않은 구성을 중심으로 설명하기로 한다. 정류기(204)는 교류전원(202)으로부터 입력받은 교류(AC)를 직류(DC)로 정류한다. 정류기(204)에서 정류된 직류 전원은 항온항습장치의 내부 구성요소를 구동하는 전원으로 사용된다.Hereinafter, for convenience of description, a description will be given focusing on configurations not described in FIG. 1. The
제어기(210)는 온도 센서(110) 및 습도 센서(112)에서 측정된 값을 기초로 히터(116), 가습기(118), 냉각장치(120) 및 송풍기(114)의 동작을 제어한다.The
인버터 제어기(206)는 제어기(210)의 제어에 따라 인버터(inverter)(208)의 동작을 제어한다. 인버터(208)는 냉각장치(120)에 구비된 압축기(122)의 구동 모터의 속도를 제어한다. 속도 센서(212)는 압축기(122)의 구동 모터의 속도를 측정한다. The
일 실시예에서, 제어기(210)는 온도 센서(110) 및 습도 센서(112)에서 측정된 값과 속도 센서(212)에서 측정된 구동 모터의 속도를 기초로 인버터 제어기(206)를 제어하고, 인버터 제어기(206)는 인버터(208)의 동작을 제어할 수 있다. In one embodiment, the
도 3은 인버터가 적용된 냉각장치를 이용하여 챔버 내 온도를 제어하는 과정을 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of controlling a temperature in a chamber using a cooling device to which an inverter is applied.
도 3을 참조하면, 인버터(208)는 압축기(122)의 구동 모터의 속도를 제어하여 챔버 내 온도가 목표 온도(Ttarget)에 도달할 때까지 압축기(122)를 지속적으로 동작시킨다. 일 실시예에서, 구동 모터는 BLDC모터로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
인버터(208)를 이용하여 압축기(122)의 동작 속도를 제어하면서 챔버 내 온도를 제어하는 방식은 인버터(208)를 이용하지 않는 방식에 비해 에너지 낭비를 줄여 항온항습장치의 에너지 효율을 높일 수 있다. 인버터(208)는 도 3과 같이 챔버 내 온도가 목표 온도(Ttarget)에 가까워지도록 압축기(122)의 동작 속도를 수정하므로 챔버 내 온도가 목표 온도(Ttarget)에 가까워질수록 적은 에너지를 소비한다.The method of controlling the temperature in the chamber while using the
인버터(208)가 사용되지 않는 경우, 항온항습장치는 챔버 내 온도가 상한 온도(T2)에 도달하면 냉각장치(120)를 구동하여 챔버의 온도를 낮추고, 챔버 내 온도가 하한 온도(T1)에 도달하면 냉각장치(120)의 동작을 정지시킨다. 챔버 내 온도가 하한 온도(T1)에 도달하면 항온항습장치는 히터(116)를 구동하여 챔버 내 온도가 목표 온도(Ttarget) 도달하도록 한다. 상기와 같이 인버터(208)가 사용되지 않는 경우에는 기 설정된 상한 온도(T2)와 하한 온도(T1)에 따라 냉각장치(120)와 히터(116)가 온/오프 되므로 목표 온도(Ttarget)의 근접 여부와 상관없이 지속적으로 동일한 구동 에너지를 소비한다. 냉각장치(120)의 용량이 커질수록 인버터(208)를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 에너지 효율 차이는 더 커질 수 있다.When the
또한, 인버터(208)를 통해 압축기(122)의 동작 속도를 제어하는 경우, 챔버 내 온도가 목표 온도(Ttarget)에 가까워질수록 압축기(122) 구동 모터의 속도를 적은 부하로 구동할 수 있으므로 구동 모터의 동작으로 인해 발생할 수 있는 소음을 줄일 수 있다. 인버터(208)가 사용되지 않는 경우에는 목표 온도(Ttarget)의 근접 여부와 상관없이 냉각장치(120)와 히터(116)가 온/오프 되므로 압축기(122)의 구동 모터는 지속적으로 동일한 부하로 구동하며 소음이 지속적으로 발생한다. 냉각장치(120)의 용량이 커질수록 압축기(122) 구동 모터의 부하는 커지므로 인버터(208)를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 소음 차이는 더 커질 수 있다.In addition, in the case of controlling the operating speed of the
도 4는 도 1의 냉각장치의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing another embodiment of the cooling device of FIG. 1.
항온항습을 유지해야하는 공간 또는 챔버가 커질수록 항온항습장치의 냉각장치의 용량도 커져야 한다. 또한, 냉각장치의 용량이 커질수록 항온항습장치는 신속한 온도 및 습도 조절 능력을 가질 수 있다. 항온항습장치의 경우, 냉각장치의 용량이 커지면 압축기 용량도 비례하여 커지고 따라서 히터의 용량도 비례하여 커져야 한다. 도 4는 용량이 커진 냉각장치의 실시예를 나타내는 구성도이다. The larger the space or chamber to maintain the constant temperature and humidity, the larger the capacity of the cooling device of the constant temperature and humidity system. In addition, as the capacity of the cooling device increases, the thermo-hygrostat can have rapid temperature and humidity control capabilities. In the case of a thermo-hygrostat, as the capacity of the cooling device increases, the compressor capacity increases proportionally, and thus the capacity of the heater must increase proportionally. 4 is a block diagram showing an embodiment of a cooling device with increased capacity.
도 4를 참조하면, 냉각장치(120)는 압축기(410), 제1 밸브(420), 제1 응축기(430), 제2 응축기(440), 제2 밸브(450), 팽창기(460) 및 증발기(470)를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1에서 설명한 냉각장치(120)와 차이가 있는 구성을 중심으로 설명하기로 한다.4, the
압축기(410)에서 압축된 냉매는 제1 밸브(420)를 통해 분기되어 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)로 흐른다. 일 실시예에서, 제어기(120)는 압축기(410)에서 유입되는 냉매의 양에 따라 제1 밸브(420)를 제어하여 냉매를 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)로 흘릴 수 있다. 예를 들어, 압축기(410)에서 유입된 냉매가 기 설정된 양보다 적은 경우 제어기(120)는 냉매를 제1 응축기(430)로 흘리고, 기 설정된 양을 넘는 냉매가 유입되는 경우에는 제어기(120)는 설정된 양을 넘어 유입된 냉매를 제2 응축기(440)로 흘릴 수 있다. 또는, 제어기(120)는 제1 밸브(420)를 제어하여 제1 응축기(430)에 냉매를 흘리되, 냉매의 유량이 기 설정된 값을 넘는 경우에는 제1 응축기(430)와 제2 응축기(440)에 동시에 냉매를 흘릴 수도 있다.The refrigerant compressed by the
다른 실시예에서, 제어기(120)는 압축기(410)에서 유입되는 냉매의 유속에 따라 제1 밸브(420)를 제어하여 냉매를 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)로 흘릴 수 있다. 예를 들어, 냉매가 기 설정된 속도보다 늦은 유속으로 유입되는 경우 제어기(120)는 냉매를 제1 응축기(430)로 흘리고, 냉매가 기 설정된 속도보다 빠른 유속으로 유입되는 경우 제어기(120)는 냉매를 제1 응축기(430)와 제2 응축기(440)로 분배하여 흘릴 수 있다.In another embodiment, the
제2 밸브(450)는 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)에서 응축된 냉매를 합류시켜 팽창기(460)로 흘린다. 제2 밸브(450)는 제어기(120)에 제어에 따라 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)로부터 냉매를 흘릴 수 있다.The
상기와 같이 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)를 이용하여 냉매를 응축시키는 경우, 응축기의 용량을 키워 결과적으로 냉각장치(120)의 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 상황에 따라 제1 응축기(430) 및 제2 응축기(440)를 선택적으로 구동시켜 냉각장치(120)에서 불필요하게 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.When the refrigerant is condensed using the
도 5는 도 1의 냉각장치의 또 다른 실시예를 나타내는 구성도이다. 5 is a block diagram showing another embodiment of the cooling device of FIG. 1.
도 5는 복수(n>2)의 냉각장치를 병렬로 연결하여 냉각장치(120)를 구성한 경우의 예이다. 도 5를 참조하면, 냉각장치(120)는 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 포함하고, 제1 냉각장치는 제1 압축기(510), 제1 응축기(512), 제1 팽창기(514), 및 제1 증발기(516)를 포함한다. 제2 냉각장치는 제2 압축기(520), 제2 응축기(522), 제2 팽창기(524), 및 제2 증발기(526)를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1에서 설명한 냉각장치(120)와 차이가 있는 구성을 중심으로 설명하기로 한다.5 is an example of a case in which the
냉각장치(120)는 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 포함하고, 제어기(120)는 상황에 따라 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 동시에 구동시키거나 선택적으로 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 챔버 내의 현재 온도가 목표 온도(Ttarget) 보다 기 설정된 값 이상 높은 경우 또는 제1 챔버 내의 온도를 급격히 낮추도록 설정된 경우 제어기(120)는 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 동시에 구동시킬 수 있다.The
상기와 같이 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 구비하는 경우, 냉각장치(120)의 용량을 증가시킬 수 있다. 또한, 상황에 따라 제1 냉각장치와 제2 냉각장치를 선택적으로 구동시켜 냉각장치(120)에서 불필요하게 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.When the first cooling device and the second cooling device are provided as described above, the capacity of the
도 6은 증발기의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.6 is a block diagram showing a schematic configuration of an evaporator.
도 6을 참조하면, 증발기(128)는 냉매 배관(610) 및 열교환 핀(620)를 포함한다. 냉매 배관(610)은 저압의 상변화 냉매가 흐른다. 증발기(128)의 냉매 배관(610)에는 저압의 액체 상태의 냉매가 유입되고, 열교환을 통해 열을 흡수하여 기체 상태로 변한 냉매가 유출된다. 열교환 핀(620)은 냉매 배관(610)과 물리적으로 연결되고, 냉매 배관(610)을 흐르는 냉매가 주변 공기와 열교환이 용이하게 이루어지도록 한다. 일 실시예에서, 열교환 핀(620)은 열전도가 높은 도체판으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이고, 도 8은 도 7의 항온항습장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.7 is a block diagram showing a schematic configuration of a thermo-hygrostat according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the thermo-hygrostat of FIG. 7.
도 7을 참조하면, 항온항습장치(700)는 제1 챔버(chamber)(704), 분리벽(706), 제2 챔버(708), 온도 센서(710), 습도 센서(712), 기압 센서(714), 송풍기(716), 히터(718), 가습기(720) 및 냉각장치(722)를 포함하고, 냉각장치(722)는 압축기(724), 응축기(726), 팽창기(728), 증발기(730), 증발기 온도 센서(732), 가열 배관(734) 및 제3 밸브(736)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the thermo-
도 8을 참조하면, 항온항습장치는 온도 센서(710), 습도 센서(712), 기압센서(714), 송풍기(116), 히터(718), 가습기(720), 냉각장치(722), 교류전원(802), 정류기(804), 인버터 제어기(806), 인버터(808), 제어기(910), 속도 센서(812)를 포함하고, 냉각장치(722)는 압축기(724), 응축기(726), 팽창기(728), 증발기(730), 증발기 온도 센서(732), 가열 배관(734) 및 제3 밸브(736)를 포함한다.8, the constant temperature and humidity device includes a
이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 1과 도 2의 항온항습장치(100)와 차이가 있는 구성을 중심으로 설명하기로 한다. Hereinafter, for convenience of explanation, a description will be made focusing on a configuration different from that of the thermo-
기압 센서(714)는 제1 챔버(704) 내의 기압을 측정한다. 측정된 기압은 제1 챔버(704) 내의 어는점(freezing point) 온도를 산출하기 위해 사용될 수 있다.The
일 실시예에서, 제3 밸브(736)는 제어기(810)의 제어에 따라 압축기(724)를 통해 압축된 고온의 냉매를 제어에 따라 분기시켜 가열 배관(734)으로 흘린다. 가열 배관(734)은 제3 밸브(736)를 통해 유입된 고온의 냉매를 흘려 증발기(730)를 가열시킨다. 예를 들어, 증발기(730)에 얼음(또는 성애)이 생긴 경우, 제어기(810)는 고온의 냉매를 가열 배관(734)에 흘려서 증발기(730)를 가열하고 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.In one embodiment, the
항온항습장치(700)가 어는점 이하의 저온 운전모드를 장기간 유지하는 경우, 제1 챔버(704) 내의 온도가 어는점 이하로 내려갈 수 있으며, 습기가 공급되는 경우 증발기(730)에 얼음이 생성될 수 있다. 증발기(730)에 생성된 얼음은 냉각장치(722)의 냉각 효율을 떨어뜨리고 결과적으로 항온항습장치(700)의 에너지 효율이 낮아질 수 있다.When the constant temperature and
이하에서는, 항온항습장치(700)가 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행하는 과정을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a process in which the thermo-
제어기(810)는 증발기 온도 센서(732)를 통해 증발기(730)의 표면 온도를 측정하여 하기 수학식 1을 만족하는 지 여부를 모니터링한다.The
[수학식 1][Equation 1]
여기에서, Tcurrent,eva는 증발기 온도 센서(732)를 통해 측정된 증발기 표면 온도를 나타내며, Tf(P)는 제1 챔버(704)의 측정 기압에 따른 어는 점 온도를 나타낸다. P는 기압센서(714)를 통해 측정된 제1 챔버(704)의 측정 기압을 나타낸다. 1기압인 경우 어는 점은 0도이지만, 테스트 환경에 따라 챔버 내의 기압이 달라지는 경우, 어는 점 온도도 변할 수 있다. 기압에 따른 어는 점은 기존에 측정되어 저장된 값이 사용될 수 있다. Here, T current,eva represents the evaporator surface temperature measured through the
증발기 표면 온도가 제1 챔버(704)의 어는 점 온도보나 낮은 경우, 제1 챔버(704) 내의 습기가 증발기(730) 표면에서 응결되어 증발기(730)에 얼음이 생성될 수 있다.When the evaporator surface temperature is lower than the freezing point temperature of the
상기 수학식 1을 만족하는 경우, 제어기(810)는 하기 수학식 2를 통해 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다.When Equation 1 is satisfied, the
[수학식 2][Equation 2]
여기에서, Hcurrent 는 제1 챔버(704) 내의 현재 습도, Hsaturated(Tcurrent)는 제1 챔버(704) 내의 현재 온도에서의 포화 습도, Tcurrent 는 제1 챔버(704) 내의 현재 온도를 나타내며, t(Tcurrent,eva ≤ Tf(P))는 증발기 표면 온도가 제1 챔버(704)의 어는 점 온도보나 낮아진 시간, tcurrent는 현재 시간을 나타낸다. α는 제1 보정계수, β는 제2 보정계수를 나타내며, Ith는 I 값의 기 설정된 문턱값(threshold)을 나타낸다. 제1 보정계수와 제2 보정계수는 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 보정계수와 제2 보정계수는 구체적인 실험을 통해 미리 설정될 수 있다.Here, H current is the current humidity in the
제어기(810)는 수학식 2를 통해 I(t) 값을 산출하고, I(t) 값이 기 설정된 문턱값(Ith)를 넘으면, 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다.The
일 실시예에서, 제어기(810)는 인버터 제어기(806)를 통해 인버터(808)를 제어하여 제1 챔버(704)의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추고(Tcurrent - Tlower_compensat), 제3 밸브(736)를 제어하여 고온의 냉매를 가열 배관(734)으로 기 설정된 시간(t)동안 흘린다. 가열 배관(734)은 기 설정된 시간(t)동안 증발기(730)를 가열하여 얼음제거 동작을 수행한다. 일 실시예에서, 냉각장치(722)에 도 5와 같이 복수의 증발기가 있는 경우, 각 증발기마다 가열 배관(734)를 구비하여 각각의 증발기에 독자적으로 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예에서, 제어기(810)는 항온항습장치 운영 도중이 아니라 운영이 종료된 후 얼음제거 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 운영 종료 후 얼음 제거 기능이 활성화된 경우, 제어기(810)는 항온항습장치 운영이 종료된 후 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.In another embodiment, the
일 실시예에서, 저온 모드에서 항온항습장치의 운영이 종료되는 경우, 제어기(810)는 얼음 제거 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 수학식 1을 만족하는 경우, 제어기(810)는 운영이 종료될 때까지 하기 수학식 3을 계산한다.In one embodiment, when the operation of the thermo-hygrostat in the low-temperature mode is terminated, the
[수학식 3][Equation 3]
여기에서, Tend는 항온항습장치의 운영이 종료되는 시각을 나타낸다.Here, T end represents the time at which the operation of the thermo-hygrostat is ended.
항온항습장치의 운영이 종료되는 경우, 제어기(810)는 수학식 3을 통해 계산된 I(t) 값을 기초로 하기 수학식 4에 의해 산출된 시간 동안 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다.When the operation of the constant temperature and humidity device is terminated, the
[수학식 4][Equation 4]
여기에서, γ는 제3 보정계수를 나타내며, 제3 보정계수는 구체적인 실험을 통해 미리 설정될 수 있다. []intger는 가장 큰 정수를 산출하는 함수를 나타낸다.Here, γ represents a third correction factor, and the third correction factor may be set in advance through a specific experiment. []intger represents the function that calculates the largest integer.
제어기(810)는 제3 밸브(736)를 제어하여 고온의 냉매를 가열 배관(734)으로 흘려 얼음제거 동작을 수행한다. 일 실시예에서, 냉각장치(722)에 도 5와 같이 복수의 증발기가 있는 경우, 각 증발기마다 가열 배관(734)를 구비하여 각각의 증발기에 독자적으로 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.The
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항온항습장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a control method of a thermo-hygrostat according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 온도 센서(710)가 제1 챔버(704) 내의 온도를 측정하고 (단계 S910), 습도 센서(712)가 제1 챔버(704) 내의 습도를 측정한다(단계 S920). 기압 센서(714)는 제1 챔버(704) 내의 기압을 측정하고(단계 S930), 증발기 온도 센서(732)는 증발기(730)의 표면 온도를 측정한다(단계 S940).Referring to FIG. 9, the
제어기(810)는 측정된 제1 챔버 내의 온도, 습도, 기압 및 증발기의 표면 온도를 기초로 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다(단계 S950).The
제어기(810)는 증발기 온도 센서(732)를 통해 증발기(730)의 표면 온도를 측정하여 하기 수학식 1을 만족하는 지 여부를 모니터링한다.The
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1을 만족하는 경우, 제어기(810)는 하기 수학식 2를 통해 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다.When Equation 1 is satisfied, the
[수학식 2][Equation 2]
제어기(810)는 수학식 2를 통해 I(t) 값을 산출하고, I(t) 값이 기 설정된 문턱값(Ith)를 넘으면, 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행한다.The
일 실시예에서, 제어기(810)는 인버터 제어기(806)를 통해 인버터(808)를 제어하여 제1 챔버(704)의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추고(Tcurrent - Tlower_compensat), 제3 밸브(736)를 제어하여 고온의 냉매를 가열 배관(734)으로 기 설정된 시간(t)동안 흘린다. 가열 배관(734)은 기 설정된 시간(t)동안 증발기(730)를 가열하여 얼음제거 동작을 수행한다.In one embodiment, the
다른 실시예에서, 제어기(810)는 항온항습장치 운영 도중이 아니라 운영이 종료된 후 얼음제거 동작을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 운영 종료 후 얼음 제거 기능이 활성화된 경우, 제어기(810)는 항온항습장치 운영이 종료된 후 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.In another embodiment, the
예를 들어, 상기 수학식 1을 만족하는 경우, 제어기(810)는 운영이 종료될 때까지 상기 수학식 3을 계산한다. 항온항습장치의 운영이 종료되는 경우, 제어기(810)는 수학식 3을 통해 계산된 I(t) 값을 기초로 상기 수학식 4에 의해 산출된 시간 동안 증발기(730)의 얼음제거 동작을 수행할 수 있다.For example, when Equation 1 is satisfied, the
도 9를 통해 설명된 혼합형 제어전원 공급장치를 이용한 제어전원 공급방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수도 있다.The control power supply method using the hybrid control power supply device described with reference to FIG. 9 may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer such as an application or module executed by a computer.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Further, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery medium.
모듈(module)이라 함은 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다.The term module may mean hardware capable of performing functions and operations according to the respective names described in the specification, and may also mean computer program code capable of performing specific functions and operations, In addition, it may refer to an electronic recording medium, such as a processor, on which a computer program code capable of performing a specific function and operation is mounted.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 공간 인식을 이용한 혼합형 제어전원 공급장치 및 이를 이용한 제어전원 공급방법으로 구현할 수 있다.Although described above as an embodiment of the present invention, the technical idea of the present invention is not limited to the above embodiment, and a hybrid control power supply device using various spatial recognition and control power supply using the same within the scope not departing from the technical idea of the present invention It can be implemented in this way
100 : 항온항습장치
104 : 제1 챔버(chamber)
106 : 분리벽
108 : 제2 챔버
110 :, 온도 센서
112 : 습도 센서
114 : 송풍기
116 : 히터
118 : 가습기
120 : 냉각장치100: constant temperature and humidity device
104: first chamber
106: separation wall
108: second chamber
110:, temperature sensor
112: humidity sensor
114: blower
116: heater
118: humidifier
120: cooling device
Claims (14)
상기 제1 챔버 내의 온도를 측정하는 온도 센서;
상기 제1 챔버 내의 습도를 측정하는 습도 센서;
제어에 따라 열을 발생시켜 주변 공기의 온도를 상승시키는 히터;
제어에 따라 습기를 발생시켜 주변 공기의 습도를 상승시키는 가습기;
제어에 따라 열을 흡수하여 주변 공기의 온도와 습도를 조절하는 냉각장치;
상기 히터, 가습기 또는 냉각장치에 의해 온도 및 습도가 조절된 공기를 상기 제1 챔버로 이동시키는 송풍기;
상기 히터, 가습기, 냉각장치 및 송풍기가 위치하는 제2 챔버; 및
상기 온도 센서 및 습도 센서에서 측정된 값을 기초로 상기 히터, 가습기, 냉각장치 및 송풍기의 동작을 제어하는 제어기를 포함하는 항온항습장치.A first chamber maintaining a constant temperature and humidity state;
A temperature sensor measuring a temperature in the first chamber;
A humidity sensor measuring humidity in the first chamber;
A heater for increasing the temperature of the surrounding air by generating heat according to the control;
A humidifier for increasing the humidity of the surrounding air by generating moisture under control;
A cooling device that absorbs heat according to control to adjust the temperature and humidity of the surrounding air;
A blower for moving air whose temperature and humidity are controlled by the heater, humidifier, or cooling device to the first chamber;
A second chamber in which the heater, humidifier, cooling device, and blower are located; And
Thermo-hygrostat including a controller for controlling the operation of the heater, humidifier, cooling device, and blower based on values measured by the temperature sensor and the humidity sensor.
상변화 냉매를 압축시키는 압축기;
상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 열교환하여 액화시키는 응축기;
상기 응축기를 통해 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창기; 및
상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매를 열교환하여 기화시키는 증발기를 포함하는 항온항습장치.The method of claim 1, wherein the cooling device
A compressor for compressing a phase change refrigerant;
A condenser for exchanging heat and liquefying the refrigerant compressed through the compressor;
An expander for expanding the liquefied refrigerant through the condenser; And
Thermo-hygrostat including an evaporator that heats and vaporizes the refrigerant expanded through the expander.
상기 압축기의 구동 모터의 속도를 제어하는 인버터;
상기 인버터의 동작을 제어하는 인버터 제어기; 및
상기 압축기의 구동 모터의 속도를 측정하는 속도 센서를 더 포함하되,
상기 제어기는 상기 온도 센서 및 습도 센서에서 측정된 값과 상기 속도 센서에서 측정된 구동 모터의 속도를 기초로 상기 인버터 제어기를 제어하는 항온항습장치.The method of claim 2, wherein the constant temperature and humidity device
An inverter controlling the speed of the driving motor of the compressor;
An inverter controller controlling the operation of the inverter; And
Further comprising a speed sensor for measuring the speed of the drive motor of the compressor,
The controller controls the inverter controller based on values measured by the temperature sensor and humidity sensor and the speed of the driving motor measured by the speed sensor.
상기 제1 챔버 내의 기압을 측정하는 기압 센서;
상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 제어에 따라 분기시켜 흘리는 제1 밸브; 및
상기 제1 밸브를 통해 유입된 고온의 냉매를 흘려 상기 증발기를 가열시키는 가열 배관을 더 포함하는 항온항습장치.The method of claim 2, wherein the constant temperature and humidity device
An atmospheric pressure sensor measuring the atmospheric pressure in the first chamber;
A first valve branching and flowing the refrigerant compressed through the compressor according to control; And
A thermo-hygrostat, further comprising a heating pipe for heating the evaporator by flowing a high-temperature refrigerant introduced through the first valve.
상기 증발기의 표면 온도를 측정하는 증발기 온도 센서를 더 포함하는 항온항습장치.The method of claim 4, wherein the constant temperature and humidity device
Thermo-hygrostat further comprising an evaporator temperature sensor measuring the surface temperature of the evaporator.
상기 제어기는 하기 수학식 1을 만족하는 경우, 하기 수학식 2를 통해 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 항온항습장치.
[수학식 1]
여기에서, Tcurrent,eva는 증발기 온도 센서를 통해 측정된 증발기 표면 온도, Tf(P)는 제1 챔버의 측정 기압에 따른 어는 점 온도, P는 기압센서를 통해 측정된 제1 챔버의 측정 기압
[수학식 2]
여기에서, Hcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 습도, Hsaturated(Tcurrent)는 제1 챔버 내의 현재 온도에서의 포화 습도, Tcurrent 는 제1 챔버 내의 현재 온도, t(Tcurrent,eva ≤ Tf(P))는 증발기 표면 온도가 제1 챔버의 어는 점 온도보나 낮아진 시간, tcurrent는 현재 시간, α는 제1 보정계수, β는 제2 보정계수, Ith는 I 값의 기 설정된 문턱값The method of claim 5,
When the controller satisfies the following Equation 1, the constant temperature and humidity device performs an ice removal operation of the evaporator through Equation 2 below.
[Equation 1]
Here, T current,eva is the evaporator surface temperature measured by the evaporator temperature sensor, T f (P) is the freezing point temperature according to the measured atmospheric pressure of the first chamber, and P is the measurement of the first chamber measured by the barometric pressure sensor. atmospheric pressure
[Equation 2]
Here, H current is the current humidity in the first chamber, H saturated (T current ) is the saturated humidity at the current temperature in the first chamber, T current is the current temperature in the first chamber, t (Tcurrent,eva ≤ Tf(P )) is the time when the evaporator surface temperature is lower than the freezing point temperature of the first chamber, t current is the current time, α is the first correction factor, β is the second correction factor, and I th is the preset threshold of the I value.
상기 제어기는 상기 수학식 2를 만족하는 경우,
상기 인버터 제어기를 통해 상기 인버터를 제어하여 상기 제1 챔버의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추고,
상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 기 설정된 시간동안 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 항온항습장치.The method of claim 6,
When the controller satisfies Equation 2,
By controlling the inverter through the inverter controller to lower the current temperature of the first chamber by a compensation temperature,
A thermo-hygrostat for removing ice by controlling the first valve to flow the high-temperature refrigerant through the heating pipe for a predetermined time.
상기 제어기는 상기 수학식 1을 만족하는 경우, 하기 수학식 3을 계산하고 항온항습모드 운영 종료시 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 항온항습장치.
[수학식 3]
여기에서, Tend는 항온항습장치의 운영이 종료되는 시각The method of claim 5,
When the controller satisfies Equation 1, the controller calculates Equation 3 below and performs an ice removal operation of the evaporator when the constant temperature and humidity mode operation is terminated.
[Equation 3]
Here, T end is the time when the operation of the thermo-hygrostat is terminated.
상기 제어기는 하기 수학식 4에 의해 산출된 시간 동안 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 항온항습장치.
[수학식 4]
여기에서, γ는 제3 보정계수The method of claim 8,
The controller controls the first valve for a time calculated by the following equation (4) to flow the high-temperature refrigerant through the heating pipe to perform an ice removal operation.
[Equation 4]
Where γ is the third correction factor
상변화 냉매를 압축시키는 압축기;
상기 압축기를 통해 압축된 냉매를 분기시켜 흘리는 제2 밸브;
상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매를 열교환하여 액화시키는 제1 응축기;
상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매를 열교환하여 액화시키는 제2 응축기;
상기 제1 응축기 및 제2 응축기를 통해 액화된 냉매를 합류시켜 흘리는 제3 밸브;
상기 제2 밸브를 통해 유입된 냉매를 팽창시키는 팽창기; 및
상기 팽창기를 통해 팽창된 냉매를 열교환하여 기화시키는 증발기를 포함하는 항온항습장치.The method of claim 1, wherein the cooling device
A compressor for compressing a phase change refrigerant;
A second valve branching and flowing the refrigerant compressed through the compressor;
A first condenser for liquefying the refrigerant introduced through the first valve by heat exchange;
A second condenser that heat-exchanges the refrigerant introduced through the first valve to liquefy;
A third valve that merges and flows the liquefied refrigerant through the first condenser and the second condenser;
An expander that expands the refrigerant introduced through the second valve; And
Thermo-hygrostat including an evaporator that heats and vaporizes the refrigerant expanded through the expander.
상기 제2 밸브는 상기 제1 응축기에 냉매를 흘리되, 냉매의 유량이 기 설정된 값을 넘는 경우에는 상기 제1 응축기와 제2 응축기에 동시에 냉매를 흘리는 항온항습장치.The method of claim 10,
The second valve flows the refrigerant to the first condenser, and when the flow rate of the refrigerant exceeds a preset value, the second valve simultaneously flows the refrigerant to the first condenser and the second condenser.
온도 센서가 제1 챔버 내의 온도를 측정하는 단계;
습도 센서가 상기 제1 챔버 내의 습도를 측정하는 단계;
기압 센서가 상기 제1 챔버 내의 기압을 측정하는 단계;
증발기 온도 센서가 증발기의 표면 온도를 측정하는 단계; 및
제어기가 상기 측정된 제1 챔버 내의 온도, 습도, 기압 및 증발기의 표면 온도를 기초로 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함하는 항온항습장치 제어방법.In the thermo-hygrostat control method using the thermo-hygrostat,
A temperature sensor measuring a temperature in the first chamber;
A humidity sensor measuring humidity in the first chamber;
An atmospheric pressure sensor measuring the atmospheric pressure in the first chamber;
Measuring, by the evaporator temperature sensor, a surface temperature of the evaporator; And
And performing an ice removal operation of the evaporator based on the measured temperature, humidity, atmospheric pressure, and surface temperature of the evaporator in the first chamber.
하기 수학식 1을 만족하는 경우, 상기 제어기가 하기 수학식 2를 통해 상기 증발기의 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함하는 항온항습장치 제어방법.The method of claim 12, wherein performing the ice removal operation of the evaporator
When the following Equation 1 is satisfied, the controller performs an ice removal operation of the evaporator through Equation 2 below.
상기 수학식 2를 만족하는 경우, 상기 제어기가 상기 인버터 제어기를 통해 상기 인버터를 제어하여 상기 제1 챔버의 현재 온도를 보상 온도만큼 더 낮추는 단계; 및
상기 제어기가 상기 제1 밸브를 제어하여 상기 고온의 냉매를 상기 가열 배관으로 기 설정된 시간동안 흘려 얼음제거 동작을 수행하는 단계를 포함하는 항온항습장치 제어방법.
The method of claim 13, wherein performing the ice removal operation of the evaporator
When the equation (2) is satisfied, the controller controlling the inverter through the inverter controller to lower the current temperature of the first chamber by a compensation temperature; And
And performing an ice removal operation by controlling the first valve by the controller to flow the high-temperature refrigerant through the heating pipe for a predetermined time.
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