KR20240001344A - 열펌프장치를 포함하는 식기세척기 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 식기세척기는, 세척공간을 형성하고 식기를 수용하는 터브, 및 터브로 유입되는 세척수를 가열하는 열펌프장치를 포함할 수 있다.
열펌프장치는, 냉매를 압축하는 압축기, 압축기로부터 냉매가 유입되고, 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브, 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기, 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브, 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기, 및 압축기, 제1열교환기, 제2열교환기 및 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브(four way valve)를 포함할 수 있다.

Description

열펌프장치를 포함하는 식기세척기{DISHWASHER INCLUDING A HEAT PUMP APPARATUS}
본 발명은 열펌프장치를 포함하는 식기세척기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지효율이 향상된 구조를 가지는 열펌프장치를 포함하는 식기세척기에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
식기세척기는 내부에 수납된 세척대상물인 식기, 조리기구 등에 세척수를 분사하여 세척하는 기기이다. 이때, 세척에 사용되는 세척수에는 세제가 포함될 수 있다.
식기세척기는 세척 공간을 형성하는 세척조, 세척조 내에서 세척대상물을 수용하는 수납부, 수납부로 세척수를 분사하는 분사암, 및 세척수를 저장하고 분사암으로 세척수를 공급하는 섬프를 포함하는 것이 일반적이다.
식기세척기를 사용함으로써, 식사 후 세척대상물을 세척하는 설거지에 드는 시간과 노력을 줄일 수 있어, 사용자의 편의에 이바지할 수 있다.
식기세척기를 사용하여 세척을 하는 경우, 세척효과를 높이기 위해 세척수와 공기를 가열하여 사용할 수 있다. 세척수와 공기의 가열장치로 전기히터를 사용할 수 있다. 한편 다른 방법으로 전기히터 대신에 열펌프장치를 이용하여 세척수를 가열할 수 있다.
열펌프장치는 전기히터에 비해 에너지효율이 높으므로, 열펌프장치로 세척수를 가열하는 경우에 전기의 소비량을 줄일 수 있다.
선행기술인 EP 2064982 B1에는 열펌프를 이용하여 세척수를 가열하는 구조를 가진 식기세척기가 개시된다.
식기세척기에서 식기가 수용되는 터브에 열을 공급하는 경우는 세척모드와 건조모드를 진행하는 경우이다. 세척모드에서는 세척수를 가열하여 가열된 세척수를 터브에 분사함으로써, 식기의 세척효율이 증가한다. 세척이 된 식기를 건조하는 건조모드에는 터브에 가열된 공기를 공급하여, 터브에 수용된 식기들의 건조효율이 증가한다.
열펌프장치는 세척모드에서 세척수를 가열하고, 건조모드에서 터브로 공급되는 공기를 가열한다. 물과 공기는 비열(specific heat)이 서로 다르다. 공기는 물에 비해 비열이 작으므로, 물에 비해 상대적으로 적은 양의 열을 공급받아 물과 동일한 고온의 온도에 도달할 수 있다.
따라서, 세척모드에서 세척수에 공급되는 열량과 건조모드에서 공기에 공급되는 열량은 서로 동일할 필요가 없다. 열펌프가 세척모드와 건조모드에서 각각 세척수와 공기에 동일한 열량을 공급하는 경우에는 에너지효율이 저하될 수 있다.
따라서, 열펌프장치는 상대적으로 많은 열량을 공급하는 세척모드와 상대적으로 적은 열량을 공급하는 건조모드에서 최적의 열량이 각각 공급되도록 설계될 필요가 있다.
본 발명의 목적은 세척수와 공기를 열펌프장치를 이용하여 가열함으로써, 전기히터와 비교하여 에너지효율이 향상된 구조를 가지는 식기세척기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 터브에 공급되는 세척수와 공기를 모두 가열하는 구조를 가진 열펌프장치를 포함하는 식기세척기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 상대적으로 많은 열량을 공급하는 세척모드와 상대적으로 적은 열량을 공급하는 건조모드에서 최적의 열량이 각각 공급되도록 설계된 열펌프장치를 포함하는 식기세척기를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 요구되는 열량의 크기가 증가함에 따라 증발기의 개수가 증가하는 구조를 가진 열펌프장치를 포함하는 식기세척기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
식기세척기의 일 실시예는, 세척수 및 공기를 가열하는 열펌프장치를 구비할 수 있다. 열펌프장치는 성능계수(coefficient of performance, COP)가 1을 초과하도록 구비되어, 성능계수의 최대값이 1인 전기히터와 비교하여, 서척수 및 공기를 가열함에 있어 에너지효율이 향상될 수 있다.
열펌프장치는 냉매를 압축하는 압축기, 압축기로부터 냉매가 유입되고, 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브, 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기, 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브, 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기를 포함할 수 있다.
식기세척기의 작동모드에 따라 제1열교환기 내지 제3열교환기는 응축기 또는 증발기로 역할이 변경될 수 있다. 이에 따라 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에 열펌프장치는 세척수를 가열하고, 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에 열펌프장치는 공기를 가열하여, 열펌프장치는 세척수와 공기를 모두 가열할 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 제1열교환기는 응축기로 작동하고, 제2열교환기 및 제3열교환기는 증발기로 작동하여, 상대적으로 비열이 큰 물을 효과적으로 가열할 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 제1열교환기는 사용되지 않고 제2열교환기는 증발기로 작동하고 제3열교환기는 응축기로 작동하여, 상대적으로 비열이 작은 공기에 세척모드에서 물에 공급된 열량보다 작은 열량이 공급되어 공기가 효과적으로 가열되며 과도한 열의 공급이 억제되어, 열펌프장치의 에너지효율이 향상될 수 있다.
열펌프장치는 압축기, 제1열교환기, 제2열교환기 및 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브(four way valve)를 포함할 수 있다.
사방밸브에 의해 냉매의 유동경로가 변경됨으로써, 세척모드와 건조모드에서 제1열교환기 내지 제3열교환기의 역할이 달라질 수 있다. 사방밸브의 작동에 따라, 비교적 많은 열량의 공급이 필요한 세척모드에서는 2개의 증발기가 사용되고, 비교적 적은 열량의 공급이 필요한 건조모드에서는 1개의 증발기가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 식기세척기는, 세척공간을 형성하고 식기를 수용하는 터브, 및 터브로 유입되는 세척수를 가열하는 열펌프장치를 포함할 수 있다.
열펌프장치는, 냉매를 압축하는 압축기, 압축기로부터 냉매가 유입되고, 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브, 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기, 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브, 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기, 및 압축기, 제1열교환기, 제2열교환기 및 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브(four way valve)를 포함할 수 있다.
열펌프장치는, 사방밸브와 압축기를 연결하는 제1배관, 사방밸브와 제1열교환기를 연결하는 제2배관, 사방밸브와 제2열교환기를 연결하는 제3배관, 사방밸브와 제3열교환기를 연결하는 제4배관, 및 제2열교환기와 압축기를 연결하는 제5배관을 포함하고, 제3배관은 제5배관과 연결되도록 구비될 수 있다.
제3배관에는 냉매가 제5배관으로부터 사방밸브로 유동하는 것을 차단하는 제1체크밸브가 구비될 수 있다.
열펌프장치는, 제2열교환기 및 제3열교환기와 마주보도록 배치되고, 제2열교환기 및 제3열교환기를 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함할 수 있다.
열펌프장치는, 제2팽창밸브의 양측에 연결되는 바이패스배관, 및 바이패스배관에 배치되고, 냉매가 바이패스배관을 통해 제2팽창밸브의 입구부위로부터 출구부위로 유동하는 것을 차단하는 제2체크밸브를 포함할 수 있다.
열펌프장치는, 일측이 제1열교환기와 연결되고, 타측이 각각 제1팽창밸브, 제2팽창밸브 및 바이패스배관과 연결되는 제6배관, 및 제6배관에 배치되고, 냉매가 제1팽창밸브, 제2팽창밸브 및 바이패스배관 중 적어도 하나로부터 제1열교환기로 유동하는 것을 차단하는 제3체크밸브를 포함할 수 있다.
식기세척기는 터브에 구비되고 세척수를 분사하는 분사암을 포함하고, 터브로부터 유입되는 세척수는 제1열교환기를 통과하면서 가열되어 터브로 이송되어 분사암을 통해 분사되도록 구비될 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 사방밸브는 제1배관과 제2배관을 연결하고 또한 제3배관과 제4배관을 연결할 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 압축기로부터 유출되는 냉매는 제1배관과 제2배관을 통과하여 제1열교환기로 유입되고, 제2열교환기로부터 유출되는 냉매는 제5배관을 통과하여 압축기로 유입되고, 제3열교환기로부터 유출되는 냉매는 제4배관, 제3배관 및 제5배관을 순차적으로 통과하여 압축기로 유입될 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 제1열교환기는 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고, 제2열교환기와 제3열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동할 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 사방밸브는 제1배관과 제4배관을 연결하고, 제2배관과 제3배관은 제1배관과 제4배관으로부터 분리될 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 압축기로부터 유출되는 냉매는 제1배관과 제4배관을 통과하여 제3열교환기로 유입되고, 제2열교환기로부터 유출되는 냉매는 제5배관을 통과하여 압축기로 유입되고, 제1열교환기는 제1체크밸브와 제3체크밸브에 의해 냉매의 유입이 차단될 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 제2열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고, 제3열교환기는 냉매로부터 공기로 열을 전달하여 공기가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동할 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제2팽창밸브가 개방되고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제2팽창밸브가 폐쇄되도록 구비될 수 있다.
송풍팬은 터브로부터 유입되는 공기를 제2열교환기 및 제3열교환기로 송풍하고, 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제3열교환기를 통과한 공기는 터브 외부로 배출되고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제3열교환기를 통과한 공기는 터브로 유입될 수 있다.
일 실시예에 따른 열펌프장치는, 냉매를 압축하는 압축기, 압축기로부터 냉매가 유입되고, 식기세척기의 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브, 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기, 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브, 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기, 압축기, 제1열교환기, 제2열교환기 및 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브, 및 제2열교환기 및 제3열교환기와 마주보도록 배치되고, 제2열교환기 및 제3열교환기를 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함할 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 제1열교환기는 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고, 제2열교환기와 제3열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 제2열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고, 제3열교환기는 냉매로부터 공기로 열을 전달하여 공기가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고, 제1열교환기에는 냉매의 유입이 차단되어 냉매와 세척수 사이에 열교환이 제한되도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 열펌프장치를 포함하는 식기세척기에서, 열펌프장치를 사용하여 세척수 또는 공기를 선택적으로 가열함으로써, 전기히터를 사용하는 경우에 비해 식기세척기의 에너지효율이 향상될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 열펌프장치를 포함하는 식기세척기에서, 사방밸브를 사용하여 냉매의 유동경로를 변경함으로써, 터브에 공급되는 세척수와 공기를 모두 가열할 수 있다. 이로인해, 열펌프장치의 전체 부피를 줄이고 식기세척기의 작동모드에 따라 세척수 또는 공기를 효과적으로 가열할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 열펌프장치를 포함하는 식기세척기에서, 상대적으로 많은 열량이 필요한 세척수를 가열하는 경우에는 복수의 증발기를 사용하고, 상대적으로 적은 열량이 필요한 공기를 가열하는 경우에는 하나의 증발기를 사용할 수 있다. 이러한 구조로 인해 요구되는 열량에 따라 증발기에 개수를 최적화하여 불필요한 장치의 사용으로 인한 에너지손실을 효과적으로 줄일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 일 실시예에 따른 식기세척기의 개략적인 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 열펌프장치를 개략적으로 나타낸 배관도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 열펌프장치를 나타낸 배관도면이다.
도 4는 열펌프장치가 세척수를 가열하는 경우의 작동을 설명하기 위한 배관도면이다.
도 5는 열펌프장치가 공기를 가열하는 경우의 작동을 설명하기 위한 배관도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 열펌프장치와 터브 사이의 배관연결 구조를 설명하기 위한 배관도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 열펌프장치와 터브 사이의 배관연결 구조를 설명하기 위한 배관도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 식기세척기의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 식기세척기에서 공기유동부가 배치된 부위를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 공기유동부의 사시도이다.
도 11은 도 10에서 일부부품을 투명하게 도시한 도면이다.
도 12는 도 11을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 13은 도 12에서 제1댐퍼가 개방된 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 공기유동부가 베이스에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 15는 도 14에서 섬프를 생략한 도면이다.
도 16은 제2댐퍼가 닫힌 상태를 도시한 부분도이다.
도 17은 제2댐퍼가 열린 상태를 도시한 부분도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 식기세척기의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 식기세척기는 외관을 형성하는 하우징, 상기 하우징 내부에서 세척공간(21)을 형성하고 세척대상물인 식기를 수용하는 터브(2)(tub), 베이스(8)에 회전 가능하도록 결합하고 상기 터브(2)의 전방에 배치되어 상기 터브(2)를 개폐하는 도어(3), 터브(2) 하부에 구비되어 세척수를 저장하는 섬프(4)(sump), 터브(2) 내부에 구비되어 세척대상물을 수납하는 수납부(5), 및 수납부(5)에 수납된 세척대상물을 향해 세척수를 분사하는 분사암(20)을 포함할 수 있다. 이때, 식기는 예를 들어, 그릇, 접시, 숫가락, 젓가락, 기타 조리기구일 수 있다.
터브(2)는 세척공간(21)을 형성하고 식기를 수용하며, 상기 세척공간(21)에는 수납부(5) 및 분사암(20)이 구비될 수 있다. 터브(2)는 일면이 개방된 형상이며, 상기 개방된 일면은 도어(3)에 의해 개폐될 수 있다.
도어(3)는 상기 하우징에 회동 가능하게 연결되어 세척공간(21)을 선택적으로 개폐할 수 있다. 예를 들면, 도어(3)의 하부가 상기 하우징에 힌지 결합될 수 있다.
이 경우 도어(3)는 상기 힌지를 중심으로 회전하여 터브(2)를 개폐할 수 있다. 도어(3)가 개방되면 수납부(5)가 식기세척기 외부로 인출될 수 있으며, 외부로 인출된 수납부(5)는 도어(3)에 의해 지지될 수 있다.
섬프(4)는 세척수를 저장하는 저장부(41), 저장부(41)를 터브(2)와 구분하는 섬프 커버(42), 외부로부터 저장부(41)로 세척수를 공급하는 급수부(43), 저장부(41)의 세척수를 외부로 배출하는 배수부(44), 및 저장부(41)의 세척수를 분사암(20)으로 공급하기 위한 급수펌프(45)와 공급유로(46)를 포함할 수 있다.
섬프 커버(42)는 섬프(4) 상부에 구비되며, 터브(2)와 섬프(4)를 구분할 수 있다. 또한, 섬프 커버(42)에는 분사암(20)을 통해 세척공간(21)으로 분사된 세척수를 회수하기 위한 복수개의 회수홀들이 구비될 수 있다.
즉, 분사암(20)에서 분사된 세척수는 세척공간(21)의 하부로 낙하하고, 섬프 커버(42)를 거쳐 다시 섬프(4)의 저장부(41)로 회수될 수 있다.
급수펌프(45)는 저장부(41)의 측부 또는 하부에 구비되며, 분사암(20)으로 세척수를 공급할 수 있다.
급수펌프(45)의 일단은 저장부(41)에 연결되고 타단은 공급유로(46)에 연결될 수 있다. 급수펌프(45) 내부에는 임펠러(451) 및 모터(453) 등이 구비될 수 있다. 모터(453)에 전력이 공급되면 임펠러(451)가 회전하고, 저장부(41)의 세척수가 공급유로(46)를 거쳐 분사암(20)으로 공급될 수 있다.
공급유로(46)는 급수펌프(45)에서 공급된 세척수를 분사암(20)에 선택적으로 공급할 수 있다.
공급유로(46)는 하부 분사암(26)에 연결되는 제1공급유로(461), 상부 분사암(27) 및 탑노즐(29)에 연결되는 제2공급유로(463, 467), 및 공급유로들(461, 463, 467)을 선택적으로 개폐하는 공급유로 전환밸브(465)를 포함할 수 있다. 이때, 공급유로 전환밸브(465)는 각 공급유로들(461, 463, 467)이 순차적으로 개방되도록 하거나 또는 동시에 개방되도록 제어할 수 있다.
세척공간(21)에는 식기를 수납하기 위한 적어도 하나의 수납부(5)가 구비될 수 있다. 도 1에는 2개의 수납부(2)가 구비된 식기세척기가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 식기세척기는 하나의 수납부만을 포함하거나 또는 3개 이상의 수납부를 포함할 수도 있다. 이 경우 수납부의 수에 따라서 분사암의 수도 달라질 수 있다.
수납부(5)는 식기를 수납하기 위한 하부 랙(51)과 상부 랙(53)을 포함할 수 있다. 하부 랙(51)은 상기 세척공간(21)에 배치되고, 식기가 수납될 수 있다. 상부 랙(53)은 상기 하부 랙(51)의 상측에 배치되고, 식기가 수납될 수 있다. 한편, 상기 상부 랙(53)의 상측과 탑노즐(29) 사이의 공간에는 탑 랙이 배치되고, 식기가 수납될 수 있다.
하부 랙(51)은 섬프(4) 상부에 위치하며, 상부 랙(53)은 하부 랙(51)보다 상부에 위치할 수 있다. 하부 랙(51)과 상부 랙(53) 및 탑 랙은 터브(2)의 개방된 일면을 통해 외부로 인출될 수 있다.
이를 위하여, 터브(2) 내주면에는 레일형태의 거치대가 구비되고, 랙(51, 53) 하부에는 휠이 구비될 수 있다. 사용자는 수납부(5)를 외부로 인출함으로써 식기를 수납하거나, 또는 세척이 완료된 식기를 꺼낼 수 있다.
상기 분사암은 터브(2) 내에 구비되어 수납부(5)의 식기를 향해 세척수를 분사할 수 있다. 상기 분사암(20)은 하부 분사암(26), 상부 분사암(27) 및 탑노즐(29)을 포함할 수 있다.
하부 분사암(26)은 상기 하부 랙(51)의 하측에 회전 가능하도록 구비되고, 식기에 세척수를 분사할 수 있다. 상부 분사암(27)은 상기 하부 랙(51)과 상기 상부 랙(53) 사이에 회전 가능하도록 구비되고, 식기에 세척수를 분사할 수 있다.
하부 분사암(26)은 섬프 커버(42) 상에 회전 가능하게 장착되며, 하부 랙(51)에 수납된 식기를 향하여 세척수를 분사할 수 있다. 상부 분사암(27)은 하부 분사암(26) 상부에 위치하며, 상부 랙(53)에 수납된 식기를 향하여 세척수를 분사할 수 있다. 탑노즐(29)은 세척공간(21)의 상부에 구비되며, 하부 랙(51) 및 상부 랙(53)에 세척수를 분사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 공급유로(461)는 하부 분사암(26)으로 세척수를 공급할 수 있고, 제2 공급유로(463, 467)는 상부 분사암(27) 및 탑노즐(29)로 세척수를 공급할 수 있다.
도 1을 참조하면, 식기세척기는 베이스(8)를 포함할 수 있다. 베이스(8)는 상기 터브(2)의 하부에 배치되고, 상기 터브(2)가 장착될 수 있다. 베이스(8)는 섬프(4)가 수용되는 공간을 제공하고, 펌프, 열풍공급장치(100) 기타 식기세척기에 구비되는 각종 장치가 수용되는 공간을 제공할 수 있다.
따라서, 베이스(8)는 외벽을 가지고 식기세척기 전체를 지지하고, 상기 외벽에 의해 각종 장치가 수용되는 공간이 형성되도록 구비될 수 있다.
실시예에 따른 식기세척기는 터브(2)로 유입되는 세척수를 가열하여 고온의 세척수를 터브(2)에 수용된 식기에 분사함으로써, 식기의 세척효율과 식기세척기의 성능이 증가할 수 있다.
실시예에 따른 식기세척기에는 터브(2)로 유입되는 세척수를 가열하는 열펌프장치(10)를 포함할 수 있다. 열펌프장치(10)는 세척수를 가열함으로써, 고온의 세척수에 의해 식기가 세척되도록 하여, 식기세척기의 성능을 향상시킬 수 있다.
세척수를 가열하는 장치로는 일반적으로 전기적인 일 즉, 전기에너지를 열로 변환하여 세척수를 가열하는 전기히터가 사용된다. 전기히터와 열펌프장치(10)의 에너지효율을 나타내는 척도로 성능계수(coefficient of performance, COP)가 있다. 성능계수가 클수록 장치의 에너지효율이 증가한다.
전기히터는 성능계수가 최대 1 밖에 되지 않는다. 그러나, 실시예에 따른 식기세척기에서는 전기히터 대신 열펌프장치(10)를 사용하여 세척수를 가열할 수 있다. 열펌프장치(10)는 저온의 열저장조(thermal reservoir)로부터 고온의 열저장조로 열을 이동시켜 고온의 열을 만들어 세척수를 가열할 수 있다.
이러한 구조로 인해 열펌프장치(10)는 성능계수가 1을 초과할 수 있으며, 실제 사용되는 대부분의 열펌프장치(10)의 성능계수는 1을 초과한다. 따라서, 열펌프장치(10)를 이용하여 세척수를 가열하는 실시예에 따른 식기세척기는, 전기히터를 사용하여 세척수를 가열하는 경우와 비교하여, 에너지효율이 향상될 수 있다.
이하에서 실시예에 따른 열펌프장치(10)를 더욱 상세히 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 열펌프장치(10)를 개략적으로 나타낸 배관도면이다. 도 2 이하의 도면들에서 냉매와 세척수의 유동방향은 배관에 화살표로 도시되었고, 공기의 유동방향은 별도의 화살표로 도시되었다.
열펌프장치(10)는 식기세척기에 장착되어 터브(2)로 유입되는 세척수를 가열하고, 압축기(100), 응축기(201), 팽창밸브(300), 증발기(202)를 포함할 수 있다.
압축기(100), 응축기(201), 팽창밸브(300), 증발기(202)는 배관으로 연결되고, 배관에는 냉매가 유동할 수 있다. 냉매는 압축기(100), 응축기(201), 팽창밸브(300), 증발기(202)를 순차적으로 순환하면서 액체에서 기체로, 또는 반대로 기체에서 액체로 상(phase) 변화하면서 열을 흡수하거나 열을 방출하는 작동유체(working fluid)로 기능할 수 있다.
압축기(100)는 냉매를 압축하여 고온 및 고압 상태의 냉매를 배출할 수 있다. 응축기(201)는 압축기(100)로부터 냉매가 유입되고, 터브(2)로 유입되는 물을 가열할 수 있다. 이에 따라, 냉매는 응축기(201)를 유동하면서 열을 빼앗겨 기체에서 액체로 응축될 수 있다. 팽창밸브(300)는 응축기(201)로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시킬 수 있다. 냉매는 팽창밸브(300)를 통과하면서 팽창하여 냉각될 수 있다.
증발기(202)는 팽창밸브(300)로부터 냉매가 유입되고, 압축기(100)로 냉매를 배출하고, 터브(2)의 공기로부터 열을 흡수하여 냉매를 증발시킬 수 있다. 냉매는 증발기(202)를 통과하면서 열을 흡수하여 증발하여 기체가 될 수 있다.
증발기(202)는 팽창밸브(300)로부터 냉매가 유입되고, 터브(2)의 공기로부터 열을 흡수하여 냉매를 증발시킬 수 있다. 즉, 증발기(202)는 내부에 냉매가 유동하고, 터브(2)의 공기로부터 열을 흡수하여 냉매를 증발시킬 수 있다.
냉매는 압축기(100), 응축기(201), 팽창밸브(300), 증발기(202)를 순환하면서 상변화하여 열을 흡수하거나 방출할 수 있다. 먼저, 냉매는 압축기(100)를 통과하면서 압축되어 고온 및 고압 상태의 기체가 될 수 있다.
냉매는 응축기(201)를 통과하면서 QH의 열을 방출할 수 있다. 응축기(201)에서 방출된 열은 세척수 또는 터브(2)로 유입되는 공기를 가열하는데 사용될 수 있다. 따라서, 응축기(201)에는 냉매, 세척수 및 공기가 통과하는 각각의 유동경로가 마련될 수 있다. 냉매는 을 통과하면서 열을 방출하고 기체에서 액체상태로 응축될 수 있다. 응축기(201)를 통과한 냉매는 기체의 비율이 매우 적은 액체 및 기체의 혼합기체이거나, 또는 과냉된(subcooled) 액체일 수 있다.
응축기(201)를 나온 냉매는 팽창밸브(300)를 통과하면서 팽창할 수 있다. 냉매의 팽창의 결과로 냉매의 온도는 낮아지게 되고 기체와 액체가 혼합된 혼합기체가 된다.
팽창밸브(300)를 나온 냉매는 증발기(202)를 통과하면서 터브(2)의 공기로부터 QL의 열을 흡수하여 증발하고 이에 따라 냉매에서 기체의 비율이 증가하게 된다. 이때, 터브(2)의 공기는 가열된 세척수 또는 열펌프에 의해 가열되어 터브(2)로 유입되는 공기에 의해 주위의 상온(room temperature)에 비해 온도가 다소 높은 상태일 수 있다.
증발기(202)를 나온 상태에서 냉매는 액체의 비율이 매우 적은 혼합기체이거나 또는 과열된(superheated) 기체일 수 있다.
증발기(202)를 나온 냉매는 다시 압축기(100)로 유입되고 압축되어 고온 및 고압의 기체가 될 수 있다. 전술한 순서로 냉매는 열펌프장치(10)를 순환하면서 상변화를 일으키고, 이에 따라 냉매는 증발기(202)에서 열을 흡수하고 응축기(201)에서 열을 방출할 수 있다. 에서 방출된 열은 세척수를 가열할 수 있다.
이에 따라 열펌프장치(10)는 저온의 열저장조인 터브(2)의 공기로부터 QL의 열을 흡수하고, 고온의 열저장조인 세척수 또는 공기로 QH의 열을 방출하여 세척수 또는 공기를 가열할 수 있다.
증발기(202)에서 열전달이 활발하게 일어나도록 하기 위해, 증발기(202)를 향해 많은 양의 공기가 유동하도록 하는 것이 적절하다. 이를 위해, 열펌프장치(10)는 증발기(202)를 향해 공기를 송풍하는 송풍팬(620)을 구비할 수 있다.
식기세척기는 터브(2)에 수용된 식기에 가열된 세척수를 식기에 분사하는 세척모드와 세척모드가 종료된 후 터브(2)에 수용된 식기에 가열된 공기를 분사하여 식기표면의 물기를 제거하는 건조모드를 진행할 수 있다.
실시예에서는 복수의 열교환기가 구비되고, 각각의 열교환기는 세척모드 또는 건조모드가 진행되는 경우에, 사용되거나 사용되지 않는 것도 있고 응축기(201)로 작동하거나 증발기(202)로 작동할 수 있다. 이에 대하여 이하에서 구체적으로 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 열펌프장치(10)를 나타낸 배관도면이다. 열펌프장치(10)는 압축기(100), 제1열교환기(210), 제1팽창밸브(310), 제2열교환기(220), 제2팽창밸브(320), 제3열교환기(230) 및 사방밸브(400)(four way valve)를 포함할 수 있다.
압축기(100)는 전술한 바와 같다. 제1열교환기(210)는 압축기(100)로부터 냉매가 유입되고, 터브(2)로 유입되는 물을 가열할 수 있다. 제1열교환기(210)는 세척모드에서 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기(201)로 작동할 수 있다. 또한, 제1열교환기(210)는 건조모드에서는 작동하지 않을 수 있다.
제1팽창밸브(310)는 제1열교환기(210)로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시킬 수 있다. 제2열교환기(220)는 제1팽창밸브(310)로부터 냉매가 유입될 수 있다. 제2열교환기(220)는 세척모드와 건조모드에서 모두 증발기(202)로 작동할 수 있다.
제2팽창밸브(320)는 제1팽창밸브(310)와 병렬적으로 배치되고, 제1열교환기(210)로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시킬 수 있다. 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제2팽창밸브(320)가 개방되고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제2팽창밸브(320)가 폐쇄되도록 구비될 수 있다.
제3열교환기(230)는 제2열교환기(220)와 병렬적으로 배치되고, 제2팽창밸브(320)로부터 냉매가 유입될 수 있다. 제3열교환기(230)는 세척모드에서 증발기(202)로 작동하고, 건조모드에서 응축기(201)로 작동할 수 있다.
사방밸브(400)는 압축기(100), 제1열교환기(210), 제2열교환기(220) 및 제3열교환기(230)와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경할 수 있다. 사방밸브(400)는 세척모드와 건조모드 각각에서 냉매의 유동경로를 서로 다르게 함으로써, 제1열교환기(210) 내지 제3열교환기(230)의 사용 또는 불사용, 또는 응축기(201)로 사용될지 증발기(202)로 사용될지를 결정할 수 있다.
열펌프장치(10)는 사방밸브(400)와 압축기(100)를 연결하는 제1배관(410), 사방밸브(400)와 제1열교환기(210)를 연결하는 제2배관(420), 사방밸브(400)와 제2열교환기(220)를 연결하는 제3배관(430), 사방밸브(400)와 제3열교환기(230)를 연결하는 제4배관(440), 및 제2열교환기(220)와 압축기(100)를 연결하는 제5배관(450)을 포함할 수 있다. 각 배관에는 냉매가 유동할 수 있다.
이때, 제3배관(430)은 제5배관(450)과 연결되도록 구비될 수 있다. 따라서, 제3배관(430)을 유동하는 냉매는 제5배관(450)을 통해 압축기(100)로 유입될 수 있다.
제3배관(430)에는 냉매가 제5배관(450)으로부터 사방밸브(400)로 유동하는 것을 차단하는 제1체크밸브(510)가 구비될 수 있다. 체크밸브는 냉매가 배관의 어느 한 방향으로 유동하게 하고, 그 반대방향으로 유동하지는 못하도록 할 수 있다. 본 명세서의 각 도면에서 체크밸브는 화살표 방향으로만 냉매가 유동하도록 하고, 화살표 반대방향으로 유동하는 것을 차단할 수 있다.
제1체크밸브(510)는 냉매가 사방밸브(400)에서 압축기(100) 방향으로 유동하도록 하지만, 반대로 냉매가 제2열교환기(220)로부터 사방밸브(400) 방향으로 유동하는 것을 억제할 수 있다.
열펌프장치(10)는 제2열교환기(220) 및 제3열교환기(230)와 마주보도록 배치되고, 제2열교환기(220) 및 제3열교환기(230)를 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬(620)을 포함할 수 있다.
송풍팬(620)은 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 향하여 공기를 송풍하여, 많은 양의 공기가 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 유동하도록 할 수 있다. 따라서, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)의 내부를 유동하는 냉매와 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)의 외부를 유동하는 공기 사이에 열전달량이 향상될 수 있다.
송풍팬(620)은 제2열교환기(220)와 마주보는 위치에 배치되고, 제2열교환기(220)는 송풍팬(620)과 제3열교환기(230) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 송풍팬(620)에 의해 강제유동하는 공기는 제2열교환기(220)를 거친 후에 제3열교환기(230)를 지날 수 있다.
열펌프장치(10)는 바이패스배관(470)과 제2체크밸브(520)를 포함할 수 있다. 바이패스배관(470)은 제2팽창밸브(320)의 양측에 연결될 수 있다. 제2팽창밸브(320)가 폐쇄되면 냉매는 바이패스배관(470)을 통해 제2팽창밸브(320)를 우회하여 유동할 수 있다.
제2체크밸브(520)는 바이패스배관(470)에 배치되고, 냉매가 바이패스배관(470)을 통해 제2팽창밸브(320)의 입구부위로부터 출구부위로 유동하는 것을 차단할 수 있다.
세척모드에서는 제2팽창밸브(320)가 개방될 수 있다. 이때, 바이패스배관(470)을 통해 제2팽창밸브(320)의 입구부위로부터 출구부위로 유동하려는 냉매는 제2체크밸브(520)에 의해 유동이 차단될 수 있다.
또한, 건조모드에서는 제2팽창밸브(320)가 폐쇄될 수 있다. 이때, 냉매는 바이패스배관(470)을 통해 제2팽찰밸브의 출구부위로부터 입구부위로 유동할 수 있고, 제2팽창밸브(320)의 입구부위로부터 출구부위로 유동은 제2체크밸브(520)에 의해 차단될 수 있다.
열펌프장치(10)는 제6배관(460)과 제3체크밸브(530)를 포함할 수 있다. 제6배관(460)은 일측이 제1열교환기(210)와 연결되고, 타측이 각각 제1팽창밸브(310), 제2팽창밸브(320) 및 바이패스배관(470)과 연결될 수 있다.
제3체크밸브(530)는 제6배관(460)에 배치되고, 냉매가 제1팽창밸브(310), 제2팽창밸브(320) 및 바이패스배관(470) 중 적어도 하나로부터 제1열교환기(210)로 유동하는 것을 차단할 수 있다.
건조모드에서는 제1열교환기(210)는 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 제1열교환기(210)에 냉매가 유동하지 않도록, 제1열교환기(210)의 출구와 연결되는 제6배관(460)에 제3체크밸브(530)를 배치할 수 있다. 이에 따라 제1열교환기(210)의 출구를 통해 제1열교환기(210)의 내부로 역류하려는 냉매의 유동은 제3체크밸브(530)에 의해 차단된 수 있다.
식기세척기는 터브(2)의 하부에 구비되어 세척수를 저장하는 섬프(4)와, 터브(2)에 구비되고, 섬프(4)와 연결되고, 세척수를 분사하는 분사암을 포함할 수 있다. 섬프(4)와 분사암의 구체적인 구조는 이미 설명하였다.
세척모드에서는 분사암을 통해 가열된 세척수가 터브(2)로 분사될 수 있다. 세척모드에서 터브(2)로부터 유입되는 세척수는 제1열교환기(210)를 통과하면서 가열되어 터브(2)로 이송되어 분사암을 통해 분사되도록 구비될 수 있다. 이때, 제1열교환기(210)는 냉매로부터 열을 흡수하여 세척수를 가열하는 응축기(201)로 작동할 수 있다.
도 4는 열펌프장치(10)가 세척수를 가열하는 경우의 작동을 설명하기 위한 배관도면이다. 식기세척기가 세척모드에서 세척수를 가열하는 경우에 열펌프장치(10)의 작동에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 사방밸브(400)는 제1배관(410)과 제2배관(420)을 연결하고 또한 제3배관(430)과 제4배관(440)을 연결할 수 있다. 이때, 제1배관(410)은 제3배관(430) 또는 제4배관(440)과 연결되지 않고, 제2배관(420)도 제3배관(430) 또는 제4배관(440)과 연결되지 않는다.
따라서 제1배관(410)과 제2배관(420)은 제3배관(430)과 제4배관(440)으로부터 분리되고, 마찬가지로 제3배관(430)과 제4배관(440)은 제1배관(410)과 제2배관(420)으로부터 분리될 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 압축기(100)로부터 유출되는 냉매는 제1배관(410)과 제2배관(420)을 통과하여 제1열교환기(210)로 유입되고, 제2열교환기(220)로부터 유출되는 냉매는 제5배관(450)을 통과하여 압축기(100)로 유입되고, 제3열교환기(230)로부터 유출되는 냉매는 제4배관(440), 제3배관(430) 및 제5배관(450)을 순차적으로 통과하여 압축기(100)로 유입될 수 있다.
도 4에서, 세척모드에서 냉매의 유동경로는 배관에 화살표로 표시되었다. 압축기(100)로부터 유출되는 냉매는 제1배관(410), 사방밸브(400) 및 제2배관(420)을 순차적으로 통과하여 제1열교환기(210)로 유입될 수 있다.
이때, 제1열교환기(210)로 유입되는 냉매는 고온이므로 제1열교환기(210)를 유동하는 세척수에 열을 빼앗겨 응축될 수 있다. 따라서, 제1열교환기(210)는 세척수를 가열하는 응축기(201)로 작동할 수 있다.
제1열교환기(210)로부터 유출되는 냉매는 서로 병렬적으로 연결되는 제1팽창밸브(310)와 제2팽창밸브(320)를 통과하면서 팽창하여 온도가 낮아질 수 있다. 세척모드에서 제2팽창밸브(320)는 개방되어 냉매가 유동하고, 바이패스배관(470)은 제2체크밸브(520)에 의해 냉매의 유동이 차단될 수 있다.
제1팽창밸브(310)로부터 유출되는 냉매는 제2열교환기(220), 제3배관(430) 및 제5배관(450)을 순차적으로 통과하여 압축기(100)로 유입될 수 있다. 제3배관(430)에는 제1체크밸브(510)가 있으므로 냉매는 제1체크밸브(510)에 의해 제3배관(430)을 통해 사방밸브(400)로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
제2팽창밸브(320)로부터 유출되는 냉매는 제3열교환기(230), 제4배관(440), 사방밸브(400), 제3배관(430) 및 제5배관(450)을 순차적으로 통과하여 압축기(100)에 유입될 수 있다.
세척모드에서, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)는 저온의 냉매와 상대적으로 고온인 터브(2)의 공기가 유동할 수 있다. 따라서, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230) 통과하는 냉매는 터브(2)의 공기로부터 열을 빼앗아 증발할 수 있다. 따라서, 제2열교환기(220)와 제2열교환기(220)는 증발기(202)로 작동할 수 있다.
즉, 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 제1열교환기(210)는 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기(201)로 작동하고, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기(202)로 작동할 수 있다.
도 5는 열펌프장치(10)가 공기를 가열하는 경우의 작동을 설명하기 위한 배관도면이다. 식기세척기가 세척모드 종료후에 터브(2)에 수용된 식기를 가열된 공기를 이용하여 건조하는 건조모드를 진행하는 경우에 열펌프장치(10)의 작동에 대해 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에서, 건조모드에서 냉매의 유동경로는 배관에 화살표로 표시되었다.
건조모드에서는 열펌프장치(10)에서 세척수의 유동이 정지될 수 있다. 따라서, 건조모드에서는 터브(2)에 세척수가 분사되지 않고 대신 공기유동부(600)에 의해 터브(2)에 가열된 공기가 분사될 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 사방밸브(400)는 제1배관(410)과 제4배관(440)을 연결하고, 제2배관(420)과 제3배관(430)은 제1배관(410)과 제4배관(440)으로부터 분리될 수 있다.
이때, 제1배관(410)은 제2배관(420) 또는 제3배관(430)과 연결되지 않고, 제4배관(440)도 제2배관(420) 또는 제3배관(430)과 연결되지 않는다. 이때, 제2배관(420)과 제3배관(430)은 서로 연결될 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 압축기(100)로부터 유출되는 냉매는 제1배관(410)과 제4배관(440)을 통과하여 제3열교환기(230)로 유입되고, 제2열교환기(220)로부터 유출되는 냉매는 제5배관(450)을 통과하여 압축기(100)로 유입되고, 제1열교환기(210)는 제1체크밸브(510)와 제3체크밸브(530)에 의해 냉매의 유입이 차단될 수 있다.
도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다. 압축기(100)로부터 유출되는 냉매는 제1배관(410), 사방밸브(400) 및 제4배관(440)을 순차적으로 통과하여 제3열교환기(230)로 유입될 수 있다. 제3열교환기(230)를 통과하는 고온의 냉매는 공기에 열을 빼앗겨 응축될 수 있다. 따라서, 건조모드에서 제3열교환기(230)는 응축기(201)로 작동할 수 있다.
건조모드에서 제2팽창밸브(320)는 폐쇄될 수 있다. 제2팽창밸브(320)의 개방과 폐쇄는 식기세척기에 구비되고, 식기세척기의 전체적인 작동을 제어하는 제어부에 의해 이루어질 수 있다.
냉매는 폐쇄된 제2팽창밸브(320)를 우회하여 바이패스배관(470), 제2체크밸브(520) 및 제6배관(460)를 통과하여 제1팽창밸브(310)로 유입될 수 있다. 제6배관(460)은 제1열교환기(210)와 연결되지만, 제6배관(460)에 제3체크밸브(530)가 배치되므로, 제3체크밸브(530)에 의해 냉매가 제1열교환기(210)로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
냉매는 제1팽창밸브(310)를 통과하면서 팽창하여 온도가 낮아질 수 있다. 저온의 냉매는 제2열교환기(220)로 유입되고, 제2열교환기(220)에서 상대적으로 고온인 유동하는 공기로부터 열을 빼앗아 증발할 수 있다. 따라서, 건조모드에서 제2열교환기(220)는 증발기(202)로 작동할 수 있다.
제2열교환기(220)로부터 유출되는 냉매는 제5배관(450)을 통과하여 압축기(100)로 유입될 수 있다. 제5배관(450)은 제3배관(430)과 연결되고, 제3배관(430)은 사방밸브(400)와 연결된다. 그러나, 제3배관(430)에는 제1체크밸브(510)가 배치되므로, 냉매가 사방밸브(400)를 거쳐 제1열교환기(210)로 유입되는 것은 제1체크밸브(510)에 의해 차단될 수 있다.
따라서, 건조모드에서, 제1열교환기(210)는 제1체크밸브(510)와 제3체크밸브(530)에 의해 유동이 차단되고, 세척수도 유동하지 않으므로, 증발기(202), 또는 기타의 열교환기로 사용되지 않을 수 있다.
따라서, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 제2열교환기(220)는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기(202)로 작동하고, 제3열교환기(230)는 냉매로부터 공기로 열을 전달하여 공기가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기(201)로 작동할 수 있다.
세척모드에서는 터브(2)에 가열된 세척수가 유입되고 공기가 유입되지 않으며, 반대로 건조모드에서는 터브(2)에 가열된 공기가 유입되고 세척수가 유입되지 않을 수 있다.
송풍팬(620)은 터브(2)로부터 유입되는 공기를 제2열교환기(220) 및 제3열교환기(230)로 송풍할 수 있다. 송풍팬(620)은 세척모드와 건조모드에서 모두 작동할 수 있다. 따라서, 세척모드에서 송풍팬(620)에 의해 강제유동하는 공기가 터브(2)로 유입되지 않도록 하 필요가 있다.
따라서, 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제3열교환기(230)를 통과한 공기는 터브(2) 외부로 배출되고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제3열교환기(230)를 통과한 공기는 터브(2)로 유입될 수 있다.
송풍팬(620)에 의해 유동하여 제3열교환기(230)를 통과한 공기는 댐퍼장치(630)를 통과하여 터브(2)에 구비되는 제2덕트(640)를 통해 터브(2) 내부에 분사될 수 있다.
도 4에 화살표로 도시된 바와 같이, 세척모드에서 댐퍼장치(630)는 식기세척기의 외부로 개방되어 송풍팬(620)에 의해 유동하는 공기는 댐퍼장치(630)에서 외부로 유출될 수 있다. 이에 따라 세척모드에서 송풍팬(620)에 의해 유동하는 공기는 터브(2)로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
건조모드에서 댐퍼장치(630)는 외부로 개방되지 않고 따라서 공기는 댐퍼장치(630)와 제2덕트(640)를 통해 터브(2) 내부에 분사될 수 있다.
실시예에서, 열펌프장치(10)를 사용하여 세척수 또는 공기를 선택적으로 가열함으로써, 전기히터를 사용하는 경우에 비해 식기세척기의 에너지효율이 향상될 수 있다.
실시예에서, 사방밸브(400)를 사용하여 냉매의 유동경로를 변경함으로써, 터브(2)에 공급되는 세척수와 공기를 모두 가열할 수 있다. 이로인해, 열펌프장치(10)의 전체 부피를 줄이고 식기세척기의 작동모드에 따라 세척수 또는 공기를 효과적으로 가열할 수 있다.
실시예에서, 상대적으로 많은 열량이 필요한 세척수를 가열하는 경우에는 복수의 증발기(202)를 사용하고, 상대적으로 적은 열량이 필요한 공기를 가열하는 경우에는 하나의 증발기(202)를 사용할 수 있다. 이러한 구조로 인해 요구되는 열량에 따라 증발기(202)에 개수를 최적화하여 불필요한 장치의 사용으로 인한 에너지손실을 효과적으로 줄일 수 있다.
이하에서 세척모드에서 열펌프장치(10)를 이용하여 세척수를 가열하는 구조에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 6은 일 실시예에 따른 열펌프장치(10)와 터브(2) 사이의 배관연결 구조를 설명하기 위한 배관도면이다.
식기세척기는 터브(2)의 하부에 구비되어 세척수를 저장하는 섬프(4)와, 터브(2)에 구비되고, 섬프(4)와 연결되고, 세척수를 분사하는 분사암을 포함할 수 있다. 섬프(4)와 분사암의 구체적인 구조는 이미 설명하였다.
제1열교환기(210)와 섬프(4)는 세척수가 순환하도록 배관으로 연결될 수 있다. 식기세척기는 제1급수유로(31)와 급수펌프(45)를 포함할 수 있다. 제1급수유로(31)는 공급유로(46)에 구비될 수 있다.
제1급수유로(31)는 섬프(4)와 분사암을 연결하고, 세척수가 유동할 수 있다. 급수펌프(45)는 제1급수유로(31)에 배치되고, 세척수를 섬프(4)로부터 분사암으로 공급할 수 있다. 급수펌프(45)의 구체적인 구조는 이미 설명하였다.
식기세척기는 순환유로(50)와 순환펌프(60)를 포함할 수 있다. 순환유로(50)는 공급유로(46)에 구비될 수 있다. 순환유로(50)는 제1열교환기(210)와 섬프(4)에 연결되고, 세척수가 순환하도록 구비될 수 있다. 순환유로(50)는 제1열교환기(210)와 연결되고 세척수는 순환유로(50)를 통해 제1열교환기(210)를 통과하면서 제1열교환기(210)를 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 가열될 수 있다. 냉매는 응축기(201)로 작동하는 제1열교환기(210)에서 세척수에 열을 빼앗겨 응축될 수 있다.
순환펌프(60)는 순환유로(50)에 배치되고, 세척수를 제1열교환기(210)와 섬프(4) 사이에서 순환시킬 수 있다. 순환펌프(60)에 의해 세척수는 제1열교환기(210)로 유입되어 가열되고, 제1열교환기(210)로부터 배출되는 가열된 세척수는 순환유로(50)를 통해 섬프(4)로 유입되고, 섬프(4)에 유입된 가열된 세척수는 급수펌프(45)에 의해 펌핑되어 분사암으로 유입되어 분사암을 통해 터브(2)에 분사될 수 있다.
세척수는 터브(2)로부터 아래로 낙하하여 섬프(4)로 유입될 수 있다. 섬프(4)는 터브(2)의 하부에 배치될 수 있다. 따라서 세척수는 중력에 의해 터브(2)의 아래로 낙하하여 섬프(4)로 유입될 수 있다.
섬프(4)에 유입된 세척수는 일부는 제1열교환기(210)와 섬프(4) 사이를 유동하고, 나머지는 섬프(4)와 터브(2) 사이를 유동할 수 있다. 이때, 급수펌프(45)와 순환펌프(60)는 동시에 가동되고, 섬프(4)에서는 제1열교환기(210)에 의해 가열된 세척수와 터브(2)로부터 낙하하는 상대적으로 차가운 세척수가 서로 지속적으로 혼합되고 섬프(4)에서 세척수는 지속적으로 온도가 상승할 수 있다. 따라서, 섬프(4)로부터 분사암으로 유동하여 분사암을 통해 터브(2)에 분사되는 세척수는 가열될 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 열펌프장치(10)와 터브(2) 사이의 배관연결 구조를 설명하기 위한 배관도면이다. 이하에서 전술한 내용과 중복된 부분은 설명을 생략한다.
다른 실시예에 따른 식기세척기에서, 세척수는 터브(2)로부터 아래로 낙하하여 섬프(4)로 유입된 후에 섬프(4), 제1열교환기(210) 및 분사암을 순차적으로 통과하여 터브(2)에 분사되도록 구비될 수 있다. 즉, 섬프(4)로 유입된 세척수는 모두 제1열교환기(210)를 통과하여 분사암으로 유입될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예의 세척기는 제2급수유로(32), 급수펌프(45), 제3급수유로(33)를 포함할 수 있다. 제2급수유로(32)와 제3급수유로(33)는 공급유로(46)에 구비될 수 있다. 제2급수유로(32)는 섬프(4)와 제1열교환기(210)를 연결하도록 구비될 수 있다.
급수펌프(45)는 제2급수유로(32)에 배치되고, 세척수를 분사암으로 공급하도록 구비될 수 있다. 급수펌프(45)는 제2급수유로(32)에 배치되는 것 이외에는 전술한 바와 같다. 제3급수유로(33)는 제1열교환기(210)와 분사암을 연결하도록 구비될 수 있다.
제2급수유로(32)를 통해 제1열교환기(210)에 유입된 세척수는 제1열교환기(210)를 통과하면서 가열되고, 제1열교환기(210)로부터 배출되는 가열된 세척수는 제3급수유로(33)를 유동하여 분사암으로 유입되어 터브(2)에 분사될 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 의하면, 터브(2), 섬프(4), 급수펌프(45), 제1열교환기(210)는 하나의 순환유동 시스템을 형성할 수 있다. 이에 따라 별도로 펌프를 추가할 필요없이 기존의 급수펌프(45)만으로 세척수가 제1열교환기(210)를 통과하여 가열되도록 하고, 가열된 세척수를 분사암으로 유입시킬 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 식기세척기의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 식기세척기에서 공기유동부(600)가 배치된 부위를 나타낸 도면이다. 명확한 설명을 위해, 도 8에서는 터브(2)의 바닥판(2b)을 투명하게 도시하여, 바닥판(2b)의 하부에 구비되는 베이스(8)의 내부가 보여지도록 하였다. 이하에서 도면을 참조하여 열펌프장치(10)의 구조에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
식기세척기는 터브(2)의 하부에 구비되고 터브(2)를 지지하는 베이스(8)를 포함할 수 있다. 터브(2)는 내부공간을 양측과 후측에서 둘러싸는 측벽(2a)과 측벽(2a)과 일체로 형성되는 바닥판(2b)을 포함할 수 있다. 베이스(8)와 터브(2)는 바닥판(2b)에 의해 경계가 정해질 수 있다. 섬프(4)는 바닥판(2b)의 일부가 함몰되어 형성되고, 일부가 베이스(8)에 배치될 수 있다.
베이스(8)의 내부에는 지지구조를 제외하고 공간으로 구비될 수 있다. 따라서 베이스(8)에 구비된 공간에 식기세척기의 각종 부품들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 섬프(4)가 베이스(8)에 배치될 수 있다. 또한, 베이스(8)에는 압축기(100), 송풍팬(620), 제1열교환기(210), 제2열교환기(220), 제3열교환기(230) 및 공기유동부(600)의 일부가 배치될 수 있다.
실시예에서 베이스(8)에 배치되는 제1열교환기(210)는 판형 열교환기로 구비될 수 있다. 베이스(8)에서 제1열교환기(210)가 배치될 수 있는 공간은 제한적이다. 따라서, 응축장치가 튜브형 열교환기로 제작되면 상당히 길게 구비되는 튜브로 인해 응축장치의 부피가 커지게 되어 베이스(8)에 배치되기 어려울 수 있다.
반면, 판형 열교환기는 두 작동유체(여기서는 세척수와 냉매) 사이의 열교환효율이 높으므로, 튜브형 열교환기와 비교하여, 보다 작은 부피를 가지고 튜브형 열교환기와 동일한 열교환 효율을 가질 수 있다.
따라서, 실시예에서는 제1열교환기(210)을 판형 열교환기로 제작함으로써 전체적으로 부피를 줄여 장착공간이 제한되는 베이스(8)에 용이하게 장착할 수 있다. 이에 따라 식기세척기의 공간효율이 향상될 수 있다.
또한, 판형 열교환기는 판과 판 사이의 거리를 변화시켜 열교환용량이 조절될 수 있다. 판형 열교환기를 사용하여 제1열교환기(210)를 구성함으로써 제1열교환기(210)에 요구되는 열교환용량의 변화에 효과적으로 대응할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 공기유동부(600)의 사시도이다. 도 11은 도 10에서 일부부품을 투명하게 도시한 도면이다.
열펌프장치(10)는 공기유동부(600)를 포함할 수 있다. 공기유동부(600)는 건조모드에서 터브(2)의 공기를 강제유동시키고, 강제유동하는 공기를 가열할 수 있다. 공기유동부(600)는 제1덕트(610), 송풍팬(620), 제2열교환기(220), 제3열교환기(230), 댐퍼장치(630), 제2덕트(640), 커버(650) 및 가이드부(660)를 포함할 수 있다.
제1덕트(610)는 입구가 터브(2)와 연결되고, 터브(2)의 공기가 공기유동부(600)로 유입될 수 있다. 제1덕트(610)는 송풍팬(620)과 연결되어 송풍팬(620)에 의해 터브(2)의 공기는 제1덕트(610)를 통과하여 공기유동부(600)로 유입될 수 있다.
제1덕트(610)는 제1셀(611)과 제2셀(612)을 포함할 수 있다. 제1셀(611)과 제2셀(612)은 일체로 형성될 수 있다. 제1셀(611)은 터브(2)의 측벽(2a)과 마주보도록 터브(2)의 외부에 배치되고 터브(2)의 내부와 연통되도록 구비될 수 있다. 제1셀(611)과 터브(2)의 측벽(2a)에는 서로 접촉하는 부위에서 연통구가 형성될 수 있다.
제1셀(611)은 측벽(2a)의 외부에 접촉하고, 대체로 식기세척기의 상하방향으로 연장되도록 구비될 수 있다. 제1셀(611)은 터브(2)의 외부 그리고 베이스(8)의 상부에 배치될 수 있다.
제2셀(612)은 일단부는 제1셀(611)과 연통되고 타단부는 송풍팬(620)과 연통되고 적어도 일부가 베이스(8)에 배치될 수 있다. 제2셀(612)은 제1셀(611)의 단부로부터 절곡되고 연장되어 송풍팬(620)과 연통될 수 있다.
송풍팬(620)은 제1덕트(610)와 연결되고, 공기유동부(600)에 공기를 강제유동시킬 수 있다. 송풍팬(620)의 일단은 제2셀(612)에 연결될 수 있다. 이외의 송풍팬(620)의 구조에 대해서는 이미 전술하였다.
제2열교환기(220)는 송풍팬(620)과 마주보도록 배치되고, 제1팽창밸브(310)로부터 냉매가 유입될 수 있다. 제2열교환기(220)에 대한 구체적인 설명은 이미 전술하였다. 제3열교환기(230)는 제2열교환기(220)와 마주보도록 배치되고, 제2팽창밸브(320)로부터 냉매가 유입될 수 있다. 제3열교환기(230)에 대한 구체적인 설명은 이미 전술하였다.
제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)는 예를 들어 튜브형 열교환기로 구비될 수 있다. 따라서, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)는 냉매가 유동하는 배관이 결합되기 위한 결합관이 구비될 수 있다. 결합관은 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)의 외부로 돌출될 수 있고, 또한 튜브의 일부일 수 있다.
송풍팬(620)은 제2열교환기(220)와 마주보도록 배치되고, 제2열교환기(220)는 송풍팬(620)과 제3열교환기(230) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구조로 인해, 송풍팬(620)에 의해 강제유동하는 공기는 송풍팬(620), 제2열교환기(220) 및 제3열교환기(230)를 순차적으로 통과할 수 있다.
댐퍼장치(630)는 제3열교환기(230)와 연결되고, 공기의 유동경로를 변경할 수 있다. 댐퍼장치(630)에 대해서는 하기에 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
제2덕트(640)는 출구가 터브(2)와 연결되고, 입구가 댐퍼장치(630)와 연결될 수 있다. 건조모드에서 댐퍼장치(630)를 통과한 공기는 제2덕트(640)를 통해 터브(2)로 유입될 수 있다.
제2덕트(640)는 제1파트(641)와 제2파트(642)를 포함할 수 있다. 제1파트(641)와 제2파트(642)는 일체로 형성될 수 있다. 제1파트(641)는 일단부가 댐퍼장치(630)와 연통될 수 있다. 제2파트(642)는 제1파트(641)와 연통되고, 터브(2)의 바닥판(2b)을 관통하여 터브(2) 내부에 돌출되고, 터브(2)의 내부와 연통될 수 있다.
강제유동하는 공기는 제2파트(642)를 통과하여 터브(2)로 유입될 수 있다. 세척모드에서 제2파트(642)의 개구를 통해 세척수가 공기유동부(600)로 유입되는 것을 억제할 필요가 있다. 따라서, 제2파트(642)의 단부에는 세척수가 공기유동부(600)로 유입되는 것을 억제하는 캡이 장착될 수 있다.
커버(650)는 일측이 댐퍼장치(630)에 연결되고 타측이 가이드부(660)에 연결될 수 있다. 커버(650)는 내부에 공간이 형성되고, 이러한 공간에 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)가 수용될 수 있다. 또한 커버(650)는 강제유동하는 공기가 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)의 표면과 접촉하면서 통과하도록 유동공간을 제공할 수 있다.
가이드부(660)는 일측이 송풍팬(620)과 연결되고 타측이 커버(650)에 연결될 수 있다. 가이드부(660)는 송풍팬(620)으로부터 유출되는 공기가 커버(650)에 수용되는 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 통과할 수 있도록 공기의 유동을 가이드할 수 있다.
도 12는 도 11을 다른 방향에서 바라본 도면이다. 도 13은 도 12에서 제1댐퍼(632)가 개방된 상태를 나타낸 도면이다.
세척모드에서는 터브(2)에 세척수가 분사되고, 건조모드에서는 터브(2)에 공기가 분사될 수 있다. 공기유동부(600)에 배치된 송풍팬(620)은 세척모드와 건조모드에서 모두 작동할 수 있다.
세척모드와 건조모드 모두에서 공기는 증발기(202)에 열을 공급해야 하고, 따라서 송풍팬(620)은 공기를 강제유동시키기 위해 세척모드와 건조모드에서 모두 작동해야 하기 때문이다.
송풍팬(620)에 의해 유동하는 공기는 공기유동부(600)와 터브(2)에서 공기를 순환유동시킬 수 있다. 건조모드에서 이러한 공기의 순환유동은 터브(2)에 공기의 유동을 증가시켜 건조효율을 높일 수 있다.
그러나, 세척모드에서 공기가 순환유동할 필요는 없다. 또한, 세척모드에서 공기가 공기유동부(600)로부터 터브(2)로 유입되는 경우에 터브(2)와 터브(2)에 분사되는 세척수의 온도가 낮아질 수 있다.
즉, 세척모드에서 강제유동하는 공기가 통과하는 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)는 모두 증발기(202)로 작동할 수 있다. 따라서 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 통과하는 공기는 냉매에 열을 빼앗겨 온도가 낮아질 수 있다.
따라서, 세척모드에서 공기가 순환유동할 경우, 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 통과하면서 저온으로 냉각된 공기가 터브(2)에 유입되어 터브(2)의 온도를 낮출 수 있고, 이에 따라 세척수의 온도도 함께 낮아져 세척효율이 감소할 수 있다.
따라서, 세척모드에서는 송풍팬(620)에 의해 강제유동하는 공기가 다시 터브(2)로 유입되지 않고 식기세척기 외부로 배출되도록 할 필요가 있다.
이에 따라 실시예에 따른 열펌프장치(10)는 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 터브(2)에 공급되는 세척수를 가열하고, 열펌프장치(10)에서 강제유동하는 공기를 터브(2) 외부로 배출하고, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 터브(2)에 공급되는 공기를 가열하고, 열펌프장치(10)에서 강제유동하는 공기를 터브(2) 내부로 유입시키도록 구비될 수 있다.
세척모드에서 열펌프장치(10)가 세척수를 가열하여 터브(2)에 분사하는 구조에 대해서는 이미 전술하였으므로, 이하에서는 세척모드와 건조모드 각각에서 공기의 유동에 대해 설명한다.
공기유동부(600)에는 댐퍼장치(630)가 구비될 수 있다. 댐퍼장치(630)는 공기의 유동경로를 변경할 수 있다. 댐퍼장치(630)의 작동에 따라 강제유동하는 공기는 세척모드에서 터브(2)로 유입되지 않고 터브(2) 외부로 배출되고, 건조모드에서 터브(2)로 유입될 수 있다. 댐퍼장치(630)는 제1배출구(631), 제1댐퍼(632), 제2댐퍼(633)를 포함할 수 있다.
댐퍼장치(630)는 공기유동부(600)에 구비되고, 공기유동부(600)의 일부와 함께 베이스(8)에 배치될 수 있다. 제1배출구(631)는 댐퍼장치(630)로 유입된 공기를 덕트의 외부로 배출할 수 있다. 제1배출구(631)는 댐퍼장치(630)에서 외부로 개방되도록 형성될 수 있다. 따라서 제1배출구(631)로부터 유출되는 공기는 베이스(8)를 통해 식기세척기 외부로 배출될 수 있다.
제1댐퍼(632)는 제1배출구(631)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 제1댐퍼(632)는 힌지장치에 의해 댐퍼장치(630)의 본체에 결합할 수 있다. 따라서 제1댐퍼(632)는 힌지회전하여 제1배출구(631)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 제1댐퍼(632)의 힌지회전은 제어부에 의해 제어될 수 있다.
제2댐퍼(633)는 제2덕트(640)의 입구를 선택적으로 개폐할 수 있다. 제2댐퍼(633)에 대해서는 하기에 도 16 및 17을 참조하여 구체적으로 설명한다.
세척모드에서는 제1배출구(631)가 개방되고 제2덕트(640)의 입구가 폐쇄될 수 있다. 따라서 세척모드에서는 공기유동부(600)를 강제유동하는 공기가 터브(2)로 유입되지 않고 제1배출구(631)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
반대로 건조모드에서는 제1배출구(631)가 폐쇄되고 제2덕트(640) 입구가 개방될 수 있다. 따라서, 건조모드에서는 공기유동부(600)를 강제유동하는 공기가 제2덕트(640)를 통과하여 터브(2)로 유입될 수 있다.
도 14는 공기유동부(600)가 베이스(8)에 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 15는 도 14에서 섬프(4)를 생략한 도면이다.
베이스(8)의 내부에는 일부에 섬프(4)가 배치되고, 송풍팬(620), 제2열교환기(220), 제3열교환기(230) 및 댐퍼장치(630)는 섬프(4)가 배치된 위치를 회피한 위치에 배치될 수 있다.
섬프(4)는 세척과정에서 세척수가 원활하게 유동해야 하므로, 섬프(4)에서 세척수의 유동을 방해할 수 있는 장애물이되는 송풍팬(620), 제2열교환기(220), 제3열교환기(230) 및 댐퍼장치(630)는 섬프(4)와 이격된 위치에 배치되는 것이 적절하다. 동일한 이유로, 제1열교환기(210), 압축기(100)도 섬프(4)가 배치된 위치를 회피한 위치에 배치되는 것이 적절하다.
마찬가지로 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 수용하는 커버(650)와, 양단이 커버(650)와 송풍팬(620)에 각각 연결되는 가이드부(660)도 베이스(8)에서 섬프(4)가 배치된 위치를 회피한 위치에 배치될 수 있다. 한편, 제1덕트(610)에서 터브(2)와 연결되는 제1셀(611)은 터브(2)의 일측에 배치되고, 송풍팬(620)과 연결되는 제2셀(612)은 적어도 일부가 베이스(8)에서 섬프(4)가 배치된 위치를 회피한 위치에 배치될 수 있다.
도 16은 제2댐퍼(633)가 닫힌 상태를 도시한 부분도이다. 도 17은 제2댐퍼(633)가 열린 상태를 도시한 부분도이다.
제2댐퍼(633)는 제2덕트(640)의 입구 즉, 댐퍼장치(630)와 제2덕트(640) 사이에 공기가 유동하는 경로에 배치될 수 있다. 제2댐퍼(633)는 힌지장치에 의해 댐퍼장치(630)의 본체에 결합할 수 있다. 따라서 제2댐퍼(633)는 힌지회전하여 제2덕트(640)의 입구를 선택적으로 개폐할 수 있다. 제2댐퍼(633)의 힌지회전은 제어부에 의해 제어될 수 있다.
식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제1댐퍼(632)가 제1배출구(631)를 개방하고 제2댐퍼(633)가 제2덕트(640)의 입구를 폐쇄될 수 있다. 이는 제어부가 제1댐퍼(632)와 제2댐퍼(633)의 힌지회전을 제어하여 구현될 수 있다.
따라서, 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 제1배출구(631)가 개방되고 제2덕트(640)의 입구가 폐쇄되어 공기유동부(600)로 유입된 공기는 터브(2)의 외부로 배출될 수 있다. 이에 따라, 세척모드에서 공기유동부(600)를 강제유동하는 공기는 제2댐퍼(633)에 막혀 터브(2)로 유입되지 않고 제1배출구(631)를 통해 베이스(8)로 배출될 수 있다.
식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제1댐퍼(632)가 제1배출구(631)를 폐쇄하고 제2댐퍼(633)가 제2덕트(640)의 입구를 개방할 수 있다. 마찬가지로, 이는 제어부가 제1댐퍼(632)와 제2댐퍼(633)의 힌지회전을 제어하여 구현될 수 있다.
따라서, 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 제1배출구(631)가 폐쇄되고 제2덕트(640)의 입구가 개방되어 공기유동부(600)로 유입된 공기는 터브(2)로 유입될 수 있다.
이에 따라 건조모드에서 공기유동부(600)를 강제유동하는 공기는 제1댐퍼(632)에 막혀 외부로 배출되지 않을 수 있다. 건조모드에서 송풍팬(620)에 의해 강제유동하는 공기는 터브(2)와 공기유동부(600)를 순환할 수 있고, 이에 따라 터브(2)에 공기가 원활하게 순환되므로 순환공기에 의해 터브(2)에 수용된 식기 표면에 있는 세척수의 증발이 촉진되어 건조시간을 효과적으로 단출할 수 있고 식기세척기의 건조효율이 향상될 수 있다.
실시예에서, 댐퍼장치(630)에 의해 강제유동하는 공기의 유로가 변경될 수 있다. 공기유동부(600)를 강제유동하는 공기는 세척모드에서는 터브(2)로 유입되지 않고 건조모드에서는 터브(2)로 유입될 수 있다. 이에 따라 세척모드에서 제2열교환기(220)와 제3열교환기(230)를 통과하면서 저온으로 냉각된 공기가 터브(2)로 유입되지 않고 외부로 배출되어 터브(2)는 저온의 공기에 의해 냉각되지 않으므로, 식기세척기의 세척효율이 증가할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 압축기
210: 제1열교환기
220: 제2열교환기
230: 제3열교환기
300: 팽창밸브
310: 제1팽창밸브
320: 제2팽창밸브
400: 사방밸브
510: 제1체크밸브
520: 제2체크밸브
530: 제3체크밸브
600: 공기유동부

Claims (17)

  1. 세척공간을 형성하고 식기를 수용하는 터브; 및
    상기 터브로 유입되는 세척수를 가열하는 열펌프장치
    를 포함하고,
    상기 열펌프장치는,
    냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기로부터 냉매가 유입되고, 상기 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기;
    상기 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브;
    상기 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기;
    상기 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 상기 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브;
    상기 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 상기 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기; 및
    상기 압축기, 상기 제1열교환기, 상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브(four way valve)
    를 포함하는,
    식기세척기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열펌프장치는,
    상기 사방밸브와 상기 압축기를 연결하는 제1배관;
    상기 사방밸브와 상기 제1열교환기를 연결하는 제2배관;
    상기 사방밸브와 상기 제2열교환기를 연결하는 제3배관;
    상기 사방밸브와 상기 제3열교환기를 연결하는 제4배관; 및
    상기 제2열교환기와 상기 압축기를 연결하는 제5배관
    을 포함하고,
    상기 제3배관은 상기 제5배관과 연결되도록 구비되는,
    식기세척기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3배관에는 냉매가 상기 제5배관으로부터 상기 사방밸브로 유동하는 것을 차단하는 제1체크밸브가 구비되는,
    식기세척기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열펌프장치는,
    상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기와 마주보도록 배치되고, 상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기를 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬을 포함하는,
    식기세척기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 열펌프장치는,
    상기 제2팽창밸브의 양측에 연결되는 바이패스배관; 및
    상기 바이패스배관에 배치되고, 냉매가 상기 바이패스배관을 통해 상기 제2팽창밸브의 입구부위로부터 출구부위로 유동하는 것을 차단하는 제2체크밸브
    를 포함하는,
    식기세척기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열펌프장치는,
    일측이 상기 제1열교환기와 연결되고, 타측이 각각 상기 제1팽창밸브, 상기 제2팽창밸브 및 상기 바이패스배관과 연결되는 제6배관; 및
    상기 제6배관에 배치되고, 냉매가 상기 제1팽창밸브, 상기 제2팽창밸브 및 상기 바이패스배관 중 적어도 하나로부터 상기 제1열교환기로 유동하는 것을 차단하는 제3체크밸브
    를 포함하는,
    식기세척기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터브에 구비되고 세척수를 분사하는 분사암을 포함하고,
    상기 터브로부터 유입되는 세척수는 상기 제1열교환기를 통과하면서 가열되어 상기 터브로 이송되어 상기 분사암을 통해 분사되도록 구비되는,
    식기세척기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우,
    상기 사방밸브는 상기 제1배관과 상기 제2배관을 연결하고 또한 상기 제3배관과 상기 제4배관을 연결하는,
    식기세척기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우,
    상기 압축기로부터 유출되는 냉매는 상기 제1배관과 상기 제2배관을 통과하여 상기 제1열교환기로 유입되고,
    상기 제2열교환기로부터 유출되는 냉매는 상기 제5배관을 통과하여 상기 압축기로 유입되고,
    상기 제3열교환기로부터 유출되는 냉매는 상기 제4배관, 상기 제3배관 및 상기 제5배관을 순차적으로 통과하여 상기 압축기로 유입되는,
    식기세척기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우,
    상기 제1열교환기는 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고,
    상기 제2열교환기와 상기 제3열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하는,
    식기세척기.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우,
    상기 사방밸브는 상기 제1배관과 상기 제4배관을 연결하고, 상기 제2배관과 상기 제3배관은 상기 제1배관과 상기 제4배관으로부터 분리되는,
    식기세척기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우,
    상기 압축기로부터 유출되는 냉매는 상기 제1배관과 상기 제4배관을 통과하여 상기 제3열교환기로 유입되고,
    상기 제2열교환기로부터 유출되는 냉매는 상기 제5배관을 통과하여 상기 압축기로 유입되고,
    상기 제1열교환기는 상기 제1체크밸브와 상기 제3체크밸브에 의해 냉매의 유입이 차단되는,
    식기세척기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우,
    상기 제2열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고,
    상기 제3열교환기는 냉매로부터 공기로 열을 전달하여 공기가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하는,
    식기세척기.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 상기 제2팽창밸브가 개방되고, 상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 상기 제2팽창밸브가 폐쇄되도록 구비되는,
    식기세척기.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 송풍팬은 터브로부터 유입되는 공기를 상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기로 송풍하고,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우에는 상기 제3열교환기를 통과한 공기는 상기 터브 외부로 배출되고, 상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우에는 상기 제3열교환기를 통과한 공기는 상기 터브로 유입되는,
    식기세척기.
  16. 식기세척기에 구비되는 열펌프장치에 있어서,
    상기 열펌프장치는,
    냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기로부터 냉매가 유입되고, 상기 식기세척기의 터브로 유입되는 물을 가열하는 제1열교환기;
    상기 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브;
    상기 제1팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제2열교환기;
    상기 제1팽창밸브와 병렬적으로 배치되고, 상기 제1열교환기로부터 냉매가 유입되고, 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브;
    상기 제2열교환기와 병렬적으로 배치되고, 상기 제2팽창밸브로부터 냉매가 유입되는 제3열교환기;
    상기 압축기, 상기 제1열교환기, 상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기와 각각 연결되고, 냉매의 유동경로를 변경하는 사방밸브; 및
    상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기와 마주보도록 배치되고, 상기 제2열교환기 및 상기 제3열교환기를 향하여 공기를 송풍하는 송풍팬
    을 포함하는,
    열펌프장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 식기세척기가 세척모드를 진행하는 경우, 상기 제1열교환기는 냉매로부터 세척수로 열을 전달하여 세척수가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고, 상기 제2열교환기와 상기 제3열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고,
    상기 식기세척기가 건조모드를 진행하는 경우, 상기 제2열교환기는 공기로부터 냉매로 열을 전달하여 냉매가 증발하는 증발기로 작동하고, 상기 제3열교환기는 냉매로부터 공기로 열을 전달하여 공기가 가열되고 냉매는 응축되는 응축기로 작동하고, 상기 제1열교환기에는 냉매의 유입이 차단되어 냉매와 세척수 사이에 열교환이 제한되도록 구비되는,
    열펌프장치.
KR1020220077372A 2022-06-24 2022-06-24 열펌프장치를 포함하는 식기세척기 KR20240001344A (ko)

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