KR20240076566A - 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
제빙 장치가 제공된다. 본 발명의 일 측면에 따른 제빙 장치는 냉매를 고온으로 압축할 수 있는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시킬 수 있는 응축기; 외부로부터 제빙용수를 공급받을 수 있는 제빙 트레이; 상기 응축기로부터 냉매를 공급받아 상기 제빙 트레이로 공급된 제빙용수로 얼음을 제조하거나, 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 제조된 얼음을 탈빙시킬 수 있는 제빙용 증발기; 상기 제빙 트레이로 공급되는 상기 제빙용수의 온도를 측정하기 위한 물 온도 센서; 외기 온도를 측정하기 위한 외기 온도 센서; 및 상기 외기 온도 및 상기 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하고, 상기 제빙 예상 시간보다 짧거나 같은 시간 동안 지속되는 제빙 구간에서는 상기 압축기가 제 1 주파수로 작동되도록 제어하고, 상기 탈빙 예상 시간 동안 지속되는 탈빙 구간에서는 상기 압축기가 상기 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수로 작동되도록 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 냉매를 순환시켜 제빙 및 탈빙을 수행하는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
제빙 장치는 물을 빙점인 0℃ 이하로 냉각하여 얼음을 만들고 사용자에게 공급하는 장치이다. 제빙 장치는 냉매에 의하여 냉각되는 제빙 부재가 물에 잠기도록 하여 제빙 부재에 얼음이 생성되도록 하는 침지식 제빙 장치, 냉매에 의하여 냉각되는 제빙 부재에 물이 분사되도록 하여 얼음이 생성되도록 하는 분사식 제빙 장치, 또는 냉매에 의하여 냉각되는 제빙 부재의 외주면으로 물이 흐르도록 하여 제빙 부재에 얼음이 생성되도록 하는 유수식 제빙 장치 등이 있다.
이러한 제빙 장치는 제빙 과정을 수행하여 얼음을 생성한 후, 제빙 부재 또는 증발기에 생성된 얼음을 제빙 부재 또는 증발기로부터 탈락시키기 위한 탈빙 과정을 수행한다.
웅진코웨이 주식회사의 한국공개특허공보 제2019-0079057호에는 종래의 얼음 생성 장치가 개시된다. 이러한 얼음 생성 장치는 압축기, 응축기, 얼음을 생성하는 오거 모듈 및 압축기 후단에서 오거 모듈로 연결되는 핫가스 유로를 구비하여, 얼음 생성 과정에서는 압축기에서 응축기로 냉매를 공급하고, 해빙 과정에서는 압축기에서 오거 모듈로 핫가스가 공급되도록 구성된다.
코웨이 주식회사의 한국공개특허공보 제2021-0143041호에는 종래의 제빙기가 개시된다. 이러한 제빙기는 제빙부에 구비된 증발기에 고온의 냉매인 핫 가스를 공급하여 탈빙을 수행하도록 구성된다.
그러나, 이러한 얼음 생성 장치 및 제빙기는 압축기에서 응축기를 통하여 증발기로 냉매를 공급하는 제빙 과정과 압축기에서 곧바로 증발기로 냉매(또는, 핫가스)를 공급하는 탈빙 과정에서 압축기의 작동 주파수가 동일한 값을 가지도록 구성되므로, 탈빙 과정 및 제빙 과정에서 불필요한 에너지의 낭비가 발생될 수 있고, 핫가스를 증발기로 유입시키기 위한 유로 전환시에 큰 소음이 발생하는 문제가 있다.
또한, 이러한 얼음 생성 장치 및 제빙기는 제빙 과정에서 압축되는 정도와 동일한 정도로 압축된 핫가스가 탈빙 과정에서 증발기로 곧바로 유입되므로, 고온 및 고압의 핫가스에 의하여 증발기가 손상되거나 소음이 발생할 수 있는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점들은 전기 에너지 등에 의하여 가열될 수 있는 별도의 히터를 증발기 일 측에 구비하여 얼음을 탈빙시키는 히터 탈빙 방식에 대한 선호도를 높이고, 핫가스 탈빙 방식의 적용을 저해하는 요소로 작용하였다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 제빙 과정에서 불필요한 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탈빙 과정에서 불필요한 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 과도하게 고온 및 고압으로 압축된 핫가스가 제빙용 증발기로 유입됨에 따라 증발기가 손상되거나 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 핫가스 탈빙 방식에 의하여 발생될 수 있는 소음을 최소화할 수 있는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고품질의 균일한 얼음을 효율적으로 제조할 수 있는 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 냉매를 고온으로 압축할 수 있는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시킬 수 있는 응축기; 외부로부터 제빙용수를 공급받을 수 있는 제빙 트레이; 상기 응축기로부터 냉매를 공급받아 상기 제빙 트레이로 공급된 제빙용수로 얼음을 제조하거나, 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 제조된 얼음을 탈빙시킬 수 있는 제빙용 증발기; 상기 제빙 트레이로 공급되는 상기 제빙용수의 온도를 측정하기 위한 물 온도 센서; 외기 온도를 측정하기 위한 외기 온도 센서; 및 상기 외기 온도 및 상기 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하고, 상기 제빙 예상 시간보다 짧거나 같은 시간 동안 지속되는 제빙 구간에서는 상기 압축기가 제 1 주파수로 작동되도록 제어하고, 상기 탈빙 예상 시간 동안 지속되는 탈빙 구간에서는 상기 압축기가 상기 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수로 작동되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 제빙 장치가 제공된다.
이때, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 응축기 및 상기 제빙용 증발기 중 어느 하나로 공급되도록 유로를 형성할 수 있는 유로 제어 밸브를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 냉매가 상기 제빙 예상 시간 동안에는 상기 응축기로 공급되고, 상기 탈빙 예상 시간 동안에는 상기 제빙용 증발기로 공급되도록 상기 유로 제어 밸브를 제어할 수 있다.
이때, 상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 클 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 외기 온도를 기초로 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수 중 적어도 어느 하나를 산출할 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 압축기의 주파수가 상기 제빙 구간과 상기 탈빙 구간 사이의 천이 구간에서 상기 제 1 주파수에서 상기 제 2 주파수로 점진적으로 변화되도록 제어하고, 상기 제빙 구간은 상기 제빙 예상 시간의 일부 동안 지속되고, 상기 천이 구간은 상기 제빙 예상 시간의 나머지 일부 동안 지속될 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 압축기의 압축 성능을 기초로 상기 천이 구간이 지속되는 시간을 산출할 수 있다.
이때, 상기 천이 구간이 지속되는 시간은 10초 이상 130초 이하일 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 압축기의 작동 주파수, 외기 온도, 제빙용수의 온도 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 사이의 관계식을 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출할 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 압축기가 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 1 제빙 소요 시간에 관한 정보 및 상기 압축기가 제 2 외기 온도 및 제 2 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 2 제빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출할 수 있다.
이때, 상기 컨트롤러는 상기 압축기가 상기 제빙 구간 및 상기 탈빙 구간을 포함하는 사이클을 소정의 횟수만큼 반복 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 외부로부터 원수를 공급받아 정수를 생성할 수 있는 필터; 상기 필터에서 생성된 정수를 외부로 출수하는 배수부; 및 전술한 제빙 장치를 포함하고, 상기 제빙 트레이는 상기 필터로부터 상기 정수를 공급받도록 구성되고, 상기 제빙용수는 상기 제빙 트레이로 공급되는 정수로 이루어지는, 정수기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 압축기에서 압축된 후 응축기에서 응축된 냉매를 제빙용 증발기로 공급하여 제빙 트레이로 공급된 제빙용수로 얼음을 제조하거나, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 제빙용 증발기로 공급하여 제조된 얼음을 탈빙하도록 구성되는 제빙 장치를 제어하기 위한 제빙 장치의 제어 방법으로서, 상기 제빙 장치의 외기 온도를 측정하는 단계; 상기 제빙 트레이로 공급되는 제빙용수의 온도를 측정하는 단계; 상기 외기 온도 및 상기 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하는 단계; 상기 압축기가 상기 제빙 예상 시간보다 짧거나 같은 시간 동안 지속되는 제빙 구간에서 제 1 주파수로 작동되도록 제어하는 단계; 및 상기 압축기가 상기 탈빙 예상 시간 동안 지속되는 탈빙 구간에서 상기 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수로 작동되도록 제어하는 단계를 포함하는, 제빙 장치의 제어 방법이 제공된다.
이때, 상기 압축기를 제어하는 단계에서는 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제빙 예상 시간 동안에는 상기 응축기로 공급하고, 상기 탈빙 예상 시간 동안에는 상기 제빙용 증발기로 공급할 수 있다.
이때, 상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 클 수 있다.
이때, 상기 외기 온도를 기초로 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수 중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 압축기의 주파수가 상기 제빙 구간과 상기 탈빙 구간 사이의 천이 구간에서 상기 제 1 주파수에서 상기 제 2 주파수로 점진적으로 변화되도록 제어하는 단계를 더 포함하고, 상기 제빙 구간은 상기 제빙 예상 시간의 일부 동안 지속되고, 상기 천이 구간은 상기 제빙 예상 시간의 나머지 일부 동안 지속될 수 있다.
이때, 상기 제빙 예상 시간을 산출하는 단계에서는 상기 압축기의 작동 주파수, 외기 온도, 제빙용수의 온도 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 사이의 관계식을 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출할 수 있다.
이때, 상기 압축기가 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 1 제빙 소요 시간에 관한 정보 및 상기 압축기가 제 2 외기 온도 및 제 2 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 2 제빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제빙 예상 시간을 산출하는 단계에서는 상기 시험 데이터를 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 외기 온도 및 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간을 산출하고, 제빙 예상 시간 동안 제빙이 수행되도록 제어함으로써, 제빙 과정에서 불필요하게 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 외기 온도를 기초로 제 1 주파수를 산출하고, 제빙이 수행되는 동안 압축기가 제 1 주파수로 작동되도록 제어함으로써, 제빙 과정에서 불필요하게 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 외기 온도 및 제빙용수의 온도를 기초로 탈빙 예상 시간을 산출하고, 탈빙 예상 시간 동안 탈빙이 수행되도록 제어함으로써, 탈빙 과정에서 불필요하게 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 외기 온도를 기초로 제 2 주파수를 산출하고, 탈빙이 수행되는 동안 압축기가 제 2 주파수로 작동되도록 제어함으로써, 탈빙 과정에서 불필요하게 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 제 2 주파수가 제 1 주파수보다 작으므로, 과도하게 고온 및 고압으로 압축된 핫가스가 제빙용 증발기로 유입되는 것을 방지할 수 있어, 핫가스에 의하여 제빙용 증발기가 손상되거나 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 제빙 구간과 탈빙 구간 사이의 천이 구간에서 압축기의 주파수가 제 1 주파수에 제 2 주파수로 점진적으로 변화도록 제어함으로써, 핫가스 탈빙 방식에 의하여 발생될 수 있는 소음을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법은 컨트롤러가 제빙 예상 시간, 탈빙 예상 시간, 제 1 주파수 및 제 2 주파수를 산출하고, 이를 기초로 압축기의 주파수를 제어함으로써, 고품질의 균일한 얼음을 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 제빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 탈빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 1회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 제빙 단계를 세분화한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 탈빙 단계를 세분화한 흐름도이다.
도 9는 수회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 제빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 탈빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 1회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 제빙 단계를 세분화한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 탈빙 단계를 세분화한 흐름도이다.
도 9는 수회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.
명세서에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만, '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, '모듈' 또는 '부'는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. '프로세서'는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서, '프로세서'는 주문형 반도체(ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. '프로세서'는, 예를들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다. 또한, '메모리'는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. '메모리'는 임의 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리(NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM(EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치는 압축기, 응축기 및 팽창 밸브 등을 이용하여 차가운 냉매를 증발기로 순환시켜 얼음을 생산하거나, 또는, 고온의 냉매를 증발기로 공급하여 생성된 얼음을 증발기로부터 탈락시킬 수 있는 제빙 장치이다. 이하에서, 얼음을 증발기로부터 탈락시키기 위한 고온의 냉매를 핫가스(hot-gas)라 한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치는 제빙시와 탈빙시에 압축기가 서로 다른 주파수(frequency)로 작동하도록 구성되어, 다양한 이점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치는 압축기가 작동하는 주파수를 상기와 같이 변화시킴으로써, 제빙 장치의 소음을 절감시키고 에너지의 낭비 및 증발기의 손상을 방지할 수 있다.
본 개시에서 압축기의 주파수는 동력을 발생시키기 위한 압축기의 일 구성인 구동부의 주파수를 의미한다. 압축기의 구동부는 예를 들어 모터 등으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 압축기의 주파수는 모터의 주파수를 의미할 것이다. 압축기의 주파수는 압축기의 회전수, 회전 속도, 사이클 수, 사이클 속도 등 동일한 의미를 가지는 다양한 용어로 명명될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치는 독립적인 장치로서 운용될 수도 있고, 다른 장치의 일 구성으로 구성될 수도 있다. 후자의 일 예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치는 원수를 여과하여 정수를 생성하는 기능과 정수를 냉각하여 얼음을 생성하는 기능을 동시에 제공할 수 있는 얼음 정수기의 일 구성일 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 이때, 도 1에서 점선으로 표시된 화살표는 원수, 정수, 냉수 또는 얼음의 이동 방향을 표시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1)는 하우징(10), 입수 부재(20), 필터(30), 출수 부재(40)를 포함하여, 사용자에게 원수를 여과하여 생성한 정수를 제공할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1)는 정수를 냉각하여 생성한 얼음을 사용자에게 제공할 수 있는 얼음 정수기일 수 있다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 정수기(1)는 얼음 배출 부재(50) 및 제빙 장치(60)를 더 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 하우징(10)은 본 실시예에 따른 정수기(1)의 다른 구성 요소들을 내부에 수용하여 보호하거나, 다른 구성 요소들을 지지하기 위한 베이스로서 기능할 수 있다. 이를 위해, 하우징(10)은 소정의 강성을 가지는 플라스틱 또는 금속 등의 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 도시된 실시예에서, 하우징(10)의 형상은 박스 형상을 가지나, 하우징(10)의 형상은 다른 구성 요소의 형상 및 본 정수기(1)가 배치되는 공간의 특성 등에 따라 적절하게 변형될 수 있을 것이다.
본 실시예에서, 하우징(10)에는 입수 부재(20) 및 출수 부재(40)가 구비될 수 있다. 입수 부재(20)는 하우징(10) 외부에서 하우징(10) 내부로 원수를 유입받기 위한 구성이고, 출수 부재(40)는 하우징(10) 내부에서 하우징(10) 외부로 정수를 배출하기 위한 구성이다. 입수 부재(20) 및 출수 부재(40)는 하우징(10)에 관통 결합되는 배관 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 하우징(10)의 외측부에는 외기 온도 센서(152)가 구비될 수 있다. 외기 온도 센서(152)는 제빙 장치(60) 외부의 공기 온도를 측정하기 위한 구성이다. 외기 온도 센서(152)의 위치는 제빙 장치(60)의 외부 온도를 측정할 수 있다면, 특별히 제한되지 않으며, 하우징(10) 내부에 배치될 수도 있을 것이다. 외기 온도 센서(152)가 측정한 정보는 후술하는 압축기(110)(도 2에 도시됨)의 주파수를 결정하는데 이용될 수 있다. 이에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법과 관련하여 구체적으로 후술하도록 한다.
하우징(10) 내부에는 외부에서 공급된 원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터(30)가 구비될 수 있다. 이때, 필터(30)는 여과를 여러 단계로 수행하기 위하여 복수개로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 필터(30)는 도시된 바와 같이 제 1 필터(32), 제 2 필터(34) 및 제 3 필터(36) 등으로 이루어질 수 있다.
제 1 필터(32)는 입수 부재(20)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해, 제 1 필터(32)와 입수 부재(20) 사이에는 제 1 송수 유로(WL1)가 구비될 수 있다. 도시되지 않았으나, 제 1 송수 유로(WL1)에는 공급되는 원수의 압력을 낮추기 위한 감압 밸브 등의 구성이 추가적으로 구비될 수도 있을 것이다. 제 1 필터(32)는 전처리 필터 등으로 이루어질 수 있다.
제 1 필터(32)에서 여과된 정수는 다시 여과되기 위하여 제 2 필터(34)로 유입될 수 있다. 이를 위해, 제 1 필터(32)와 제 2 필터(34) 사이에는 제 1 필터(32)와 제 2 필터(34)를 유체 소통 가능하게 연결하기 위한 제 2 송수 유로(WL2)가 구비될 수 있다. 제 2 필터(34)는 역삼투압 필터 등으로 이루어질 수 있다.
제 2 필터(34)에서 여과된 정수는 최종적으로 여과되기 위하여 제 3 필터(36)로 유입될 수 있다. 이를 위해, 제 2 필터(34)와 제 3 필터(36) 사이에는 제 2 필터(34)와 제 3 필터(36)를 유체 소통 가능하게 연결하기 위한 제 3 송수 유로(WL3)가 구비될 수 있다. 제 3 필터(36)는 후처리 필터 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 도시된 실시예에서 필터(30)는 서로 다른 기능을 수행하는 직렬 연결된 3개의 필터로 구성되나, 필터(30)의 개수, 연결 방식 및 종류는 필요에 따라 적절하게 선택될 수 있으며, 필터(30)는 하나 이상으로 구비될 수 있을 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 본 실시예에서, 제 3 필터(36)에서 생성된 정수는 제빙 장치(60)로 공급되거나, 출수 부재(40)를 통하여 외부로 배출되어 사용자에게 제공될 수 있다. 이를 위해, 제 3 필터(36)에는 제 4 송수 유로(WL4)의 일 측부가 유체 소통 가능하게 연결될 수 있고, 제 4 송수 유로(WL4)의 타 측부는 제빙 장치(60) 및 출수 부재(40)로 정수를 공급할 수 있도록 분기될 수 있다. 달리 표현하면, 제 4 송수 유로(WL4)의 타 측부와 출수 부재(40) 사이에는 제 5 송수 유로(WL5)가 구비될 수 있다. 그리고, 제 4 송수 유로(WL4)의 타 측부와 제빙 장치(60) 사이에는 제 6 송수 유로(WL6)가 구비될 수 있다. 이때, 제 6 송수 유로(WL6)에는 제빙 장치(60)로 공급되는 정수의 유량을 조절하기 위한 정수 유량 조절 밸브(WV1)가 구비될 수 있다.
제 6 송수 유로(WL6)를 통하여 정수를 공급받는 제빙 장치(60)는 전술한 바와 같이 정수를 냉각하여 얼음을 제조하기 위한 장치이다. 이를 위해, 제빙 장치(60)는 소정의 냉각 기능을 가질 수 있다. 이때, 제빙 장치(60)는 냉각 기능을 이용하여 냉수를 생성하는 기능을 함께 수행할 수 있다. 제빙 장치(60)에 대해서는 도 2 내지 도 4와 함께 구체적으로 후술하도록 한다.
제빙 장치(60)에서 생성된 냉수는 출수 부재(40)를 통하여 하우징(10) 외부로 배출될 수 있다. 이를 위해, 제빙 장치(60)에는 제 7 송수 유로(WL7)가 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 제 7 송수 유로(WL7)는 일 측부가 제빙 장치(60)와 연결되고 타 측부가 출수 부재(40)와 연결될 수 있다. 물론, 도시된 출수 부재(40) 외에, 냉수 배출을 위하여 제 7 송수 유로(WL7)와 직접 연결되는 별도의 출수 부재가 구비될 수도 있을 것이다.
한편, 본 실시예에서, 출수 부재(40)는 제 9 송수 유로(WL9)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 제 5 송수 유로(WL5), 제 7 송수 유로(WL7) 및 제 9 송수 유로(WL9) 사이에는 정수 유로 전환 밸브(WV2)가 구비될 수 있다. 정수 유로 전환 밸브(WV2)는 제 5 송수 유로(WL5), 제 7 송수 유로(WL7) 및 제 9 송수 유로(WL9)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다.
정수 유로 전환 밸브(WV2)는 제 9 송수 유로(WL9)를 제 5 송수 유로(WL5) 및 제 7 송수 유로(WL7) 중 어느 하나와 선택적으로 유체 소통 가능하게 연결시키기 위한 구성이다. 이때, 정수 유로 전환 밸브(WV2)는 정수와 냉수 중 어느 하나를 선택적으로 배출하도록 하기 위한 입력 신호에 따라 정수 또는 냉수를 배출하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 유로 전환 밸브(WV2)는 냉수를 배출하라는 입력 신호에 따라 제 7 송수 유로(WL7)와 제 9 송수 유로(WL9)를 유체 소통 가능하게 연결시킴으로써, 출수 부재(40)를 통하여 하우징(10) 외부로 냉수를 배출할 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 하우징(10)에는 얼음 배출 부재(50)가 구비될 수 있다. 얼음 배출 부재(50)는 하우징(10) 외부로 제빙 장치(60)에서 생성된 얼음을 배출하기 위한 구성이다. 얼음 배출 부재(50)는 하우징(10)에 관통 결합되는 배관 등으로 이루어질 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 정수기(1)는 필터(30)에서 생성된 정수가 저장되지 않고 외부로 배출되도록 구성되는 직수식 정수기이나, 필터(30)에서 생성된 정수가 저장되기 위한 저수 탱크를 별도로 구비한 저수식 정수기로 구성되는 것도 가능할 것이다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)에 대하여 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)는 냉수 탱크(70), 제빙 트레이(80), 얼음 탱크(90), 증발기(100), 압축기(110), 응축기(120), 드라이어(130) 및 팽창 밸브(140), 센서(150) 및 컨트롤러(160)로 이루어질 수 있다.
구체적으로 후술하겠으나, 본 실시예에서, 제빙 장치(60)는 냉수 및 얼음을 함께 제공하기 위하여, 증발기(100)는 냉수용 증발기(102) 및 제빙용 증발기(104)로 이루어질 수 있고, 팽창 밸브(140)는 냉수용 팽창 밸브(142) 및 제빙용 팽창 밸브(144)로 이루어질 수 있다. 센서(150)는 전술한 외기 온도 센서(152) 및 후술하는 물 온도 센서(154)로 이루어질 수 있다.
냉수 탱크(70)는 본 제빙 장치(60)에 의하여 생성된 냉수가 저장되기 위한 구성으로, 전술한 제 6 송수 유로(WL6)와 유체 소통 가능하게 연결되어, 필터(30)에서 생성된 정수를 공급받을 수 있다. 냉수 탱크(70)에는 냉수용 증발기(102)가 구비되어, 공급받은 정수를 냉각시킬 수 있다. 냉수용 증발기(102)는 다양한 공지의 증발기로 이루어질 수 있는 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다. 한편, 냉수 탱크(70)에는 전술한 제 7 송수 유로(WL7)가 유체 소통 가능하게 연결되어, 생성된 냉수의 일부를 본 제빙 장치(60) 외부로 출수할 수 있다.
이때, 냉수 탱크(70)에는 물 온도 센서(154)가 구비될 수 있다. 물 온도 센서(154)는 냉수 탱크(70)에 저장된 냉수(또는, 정수)의 온도를 측정하도록 구비될 수 있다. 도시된 실시예에서, 물 온도 센서(154)는 냉수 탱크(70)의 하부측에 구비되나, 물 온도 센서(154)는 후술하는 제빙용수의 온도를 측정할 수 있다면, 설치되는 위치 또는 센서의 종류 등은 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들어, 물 온도 센서(154)는 후술하는 제 8 송수 유로(WL8)에 구비되거나, 제빙 트레이(80)의 일 측에 구비될 수도 있을 것이다. 물 온도 센서(154)의 구체적인 기능은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법과 관련하여 후술하도록 한다.
한편, 냉수 탱크(70)에서 생성된 냉수의 일부는 제빙 트레이(80)로 공급될 수 있다. 이를 위해, 냉수 탱크(70)와 제빙 트레이(80) 사이에는 제 8 송수 유로(WL8)가 구비될 수 있다. 제 8 송수 유로(WL8)에는 필요에 따라 소정의 펌프(P)가 구비될 수 있을 것이다.
이하에서, 제빙 트레이(80)로 공급되는 냉수를 제빙용수라 한다. 제빙 트레이(80)는 제빙용수를 냉각하여 얼음을 생성하기 위한 구성이다. 이를 위해, 제빙 트레이(80)의 내부 또는 일 측에는 제빙용 증발기(104)가 구비될 수 있다. 제빙 트레이(80)로 들어온 제빙용수는 제빙용 증발기(104)에 의하여 냉각되어 얼음을 형성할 수 있을 것이다.
이때, 제빙 트레이(80) 및 제빙용 증발기(104)는 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 제빙 트레이(80) 및 제빙용 증발기(104)는 유수식 제빙 방식, 분사식 제빙 방식 또는 침지식 제빙 방식에 적합하도록 형상이 적절하게 변형될 수 있을 것이다. 제빙 트레이(80) 및 제빙용 증발기(104)의 구성에 관한 다양한 기술이 공지되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 실시예에서, 제빙 트레이(80)에서 생성된 얼음은 얼음 탱크(90)에 저장될 수 있다. 이를 위해, 제빙 트레이(80)와 얼음 탱크(90) 사이에는 제 1 얼음 이송 라인(IL1)이 구비될 수 있다. 얼음 탱크(90)에 저장된 얼음은 얼음 탱크(90)에 연결된 제 2 얼음 이송 라인(IL2) 및 얼음 배출 부재(50)를 통하여 하우징(10) 외부로 배출될 수 있다.
한편, 도시된 제빙 장치(60)는 냉수를 생성하여 제빙 트레이(80)로 공급하도록 별도의 냉수 탱크(70) 및 냉수용 증발기(102)를 포함하나, 경우에 따라, 냉수 탱크(70) 및 냉수용 증발기(102)는 구비되지 않을 수 있다. 이 경우, 제빙용수는 제빙 트레이(80)로 곧바로 공급되도록 구성될 것이다.
이하에서, 본 실시예에 따른 제빙 장치에서 얼음 또는 냉수를 생성하기 위한 냉매 및 얼음을 탈빙시키기 위한 핫가스를 순환시키기 위한 구성들을 설명하도록 한다. 이때, 본 제빙 장치에서 이용될 수 있는 냉매의 종류는 특별히 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)에는 압축기(110)가 구비될 수 있다. 압축기(110)는 냉매를 고온 및 고압으로 압축시키기 위한 구성이다. 이때, 압축기(110)는 모터 등 구동부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동부는 브러시리스 직류(BrushLess Direct Current; BLDC) 모터로 이루어질 수 있다. BLDC 모터는 가격이 저렴하고 에너지 효율이 높으므로, 제빙 장치(60)의 제조 단가를 절감시키고, 에너지의 낭비를 방지할 수 있을 것이다.
한편, 압축기(110)는 가변 주파수 압축기일 수 있다. 달리 표현하면, 압축기(110)의 주파수는 후술하는 컨트롤러(160)에 의하여 소정의 값을 가지도록 제어될 수 있다. 압축기(110)의 주파수에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법과 관련하여 후술하도록 한다.
압축기(110)에 의하여 고온 및 고압으로 압축된 냉매는 응축기(120)로 공급될 수 있다. 이를 위해, 압축기(110)에는 제 1 냉매 유로(RL1)가 연결될 수 있고, 응축기(120)에는 제 2 냉매 유로(RL2)가 연결될 수 있다. 제 1 냉매 유로(RL1)와 제 2 냉매 유로(RL2) 사이에는 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)가 구비될 수 있다. 제 1 냉매 유로(RL1)와 제 2 냉매 유로(RL2)는 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)에 의하여 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)의 기능은 바이패스 유로(BP)와 함께 후술하도록 한다.
응축기(120)에 공급된 고온 및 고압의 냉매는 응축기(120)를 통과하며 냉각됨에 따라 응축될 수 있다. 응축기(120)에서 응축된 냉매는 드라이어(130)로 공급될 수 있다. 이를 위해, 응축기(120)와 드라이어(130) 사이에는 제 3 냉매 유로(RL3)가 구비될 수 있다.
드라이어(130)는 응축된 냉매 중 기체 상태의 냉매만을 선택적으로 통과시키기 위한 구성이다. 드라이어(130)에는 이물질 등을 제거하기 위하여 필터 부재 등이 추가적으로 구비될 수 있다. 드라이어(130)의 일 측부에는 제 4 냉매 유로(RL4)의 일 측부가 연결될 수 있다.
이때, 본 실시예에서, 제 4 냉매 유로(RL4)의 타 측부는 냉수용 증발기(102) 및 제빙용 증발기(104)로 각각 냉매를 공급하기 위하여 분기될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 4 냉매 유로(RL4)의 타 단부는 냉수용 증발기(102)로 냉매를 공급하는 제 5 냉매 유로(RL5) 및 제빙용 증발기(104)로 냉매를 공급하는 제 8 냉매 유로(RL8)와 연결될 수 있다. 이때, 제 4 냉매 유로(RL4)와 제 5 냉매 유로(RL5) 및 제 8 냉매 유로(RL8) 사이에는 제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2)가 구비될 수 있다.
제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2)는 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 5 냉매 유로(RL5)로 흐르는 냉매의 유량 및 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 8 냉매 유로(RL8)로 흐르는 냉매의 유량 사이의 비를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 이하에서, 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 5 냉매 유로(RL5)로 흐르는 냉매를 냉수용 냉매라 하고, 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 8 냉매 유로(RL8)로 흐르는 냉매를 제빙용 냉매라 한다.
한편, 본 실시예에서, 제 5 냉매 유로(RL5)를 흐르는 냉매가 냉수용 팽창 밸브(142)로 유입될 수 있도록, 제 5 냉매 유로(RL5)는 냉수용 팽창 밸브(142)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 냉수용 팽창 밸브(142)는 교축 과정을 통하여 고온 및 고압으로 압축된 냉수용 냉매를 정수의 냉각에 적절한 온도 및 압력으로 팽창시킬 수 있다. 냉수용 팽창 밸브(142)는 교축 과정이 일어나기에 적합하도록 가늘고 길게 형성된 모세관 등으로 이루어질 수도 있다.
교축 과정을 거친 차가운 냉수용 냉매는 냉수용 팽창 밸브(142)로부터 냉수용 증발기(102)로 유입될 수 있다. 이를 위해, 냉수용 팽창 밸브(142)와 냉수용 증발기(102) 사이에는 제 6 냉매 유로(RL6)가 구비될 수 있다. 제 6 냉매 유로(RL6)를 통하여 냉수용 증발기(102)로 유입된 냉수용 냉매는 냉수 탱크(70)에 저수된 정수의 열을 흡수함으로써, 냉수를 생성할 수 있다. 정수로부터 열을 흡수한 냉수용 냉매는 냉수용 증발기(102)에 연결된 제 7 냉매 유로(RL7)를 통하여 냉수용 증발기(102)의 외부로 토출될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 제 8 냉매 유로(RL8)를 흐르는 냉매가 제빙용 팽창 밸브(144)로 유입될 수 있도록, 제 8 냉매 유로(RL8)는 제빙용 팽창 밸브(144)와 유체 소통 가능하게 연결될 수 있다. 제빙용 팽창 밸브(144)는 교축 과정을 통하여 고온 및 고압으로 압축된 제빙용 냉매를 제빙용수의 냉각에 적절한 온도 및 압력으로 팽창시킬 수 있다. 제빙용 팽창 밸브(144)는 교축 과정이 일어나기에 적합하도록 가늘고 길게 형성된 모세관 등으로 이루어질 수도 있다.
교축 과정을 거친 차가운 제빙용 냉매는 제빙용 팽창 밸브(144)로부터 제빙용 증발기(104)로 유입될 수 있다. 이를 위해, 제빙용 팽창 밸브(144)와 제빙용 증발기(104) 사이에는 제 9 냉매 유로(RL9)가 구비될 수 있다. 제 9 냉매 유로(RL9)를 통하여 제빙용 증발기(104)로 유입된 제빙용 냉매는 제빙 트레이(80)로 공급된 제빙용수의 열을 흡수함으로써, 얼음을 생성할 수 있다. 제빙용수로부터 열을 흡수한 제빙용 냉매는 제빙용 증발기(104)에 연결된 제 10 냉매 유로(RL10)를 통하여 제빙용 증발기(104)의 외부로 토출될 수 있다.
한편, 냉수용 증발기(102)에서 토출되어 제 7 냉매 유로(RL7)를 흐르는 냉수용 냉매는 다시 압축기(110)로 유입될 수 있다. 마찬가지로, 제빙용 증발기(104)에서 토출되어 제 10 냉매 유로(RL10)를 흐르는 제빙용 냉매는 다시 압축기(110)로 유입될 수 있다.
이때, 본 실시예에서, 제 7 냉매 유로(RL7)를 흐르는 냉수용 냉매와 제 10 냉매 유로(RL10)를 흐르는 제빙용 냉매가 합류하여 압축기(110)로 유입될 수 있도록, 제 7 냉매 유로(RL7)와 제 10 냉매 유로(RL10)는 제 11 냉매 유로(RL11)와 연결될 수 있다. 제 11 냉매 유로(RL11)는 압축기(110)와 유체 소통 가능하게 연결되어, 제 11 냉매 유로(RL11)로 들어온 냉매를 압축기(110)로 유입시킬 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)와 제빙용 증발기(104) 사이에는 바이패스 유로(BP)가 구비될 수 있다. 바이패스 유로(BP)는 압축기(110)에서 제 1 냉매 유로(RL1)로 토출되는 고온 및 고압의 냉매(즉, 핫가스)를 제빙용 증발기(104)로 공급하기 위한 구성이다. 바이패스 유로(BP)를 통하여 제빙용 증발기(104)로 유입된 핫가스는 제빙용 증발기(104)의 온도를 증가시킴으로써, 생성된 얼음의 일부를 녹이고 탈빙시킬 수 있을 것이다.
이때, 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)는 제 1 냉매 유로(RL1)에서 제 2 냉매 유로(RL2)로 유입되는 냉매의 유량과 제 1 냉매 유로(RL1)에서 바이패스 유로(BP)로 유입되는 핫가스의 유량 사이의 상대적인 비를 제어하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)는 컨트롤러(160)를 구비할 수 있다. 컨트롤러(160)는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는 하드웨어가 처리하는 전기회로(circuity)를 사용하여 구현되거나, 프로세서, 중앙처리장치(cpu), 제어기, 산술 논리 유닛, 연산 논리 회로, 디지털 신호 처리 장치, 마이크로 컴퓨터, FPGA, 시스템 온 칩(SoC), 프로그래밍 가능한 논리 유닛, 마이크로 프로세서 또는 후술하는 기능을 수행할 수 있는 임의의 디바이스에 의해 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 기본적인 산술, 로직 및 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 별도로 제공되는 메모리 또는 서버 등에 의해 컨트롤러(160)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(160)는 메모리 또는 서버와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 수신되는 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 물론, 컨트롤러(160)에는 프로그램 코드가 저장된 별도의 메모리가 내장될 수도 있을 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에서, 컨트롤러(160)는 외기 온도 센서(152)가 획득한 정보 및 물 온도 센서(154)가 획득한 정보를 송신받을 수 있도록 외기 온도 센서(152) 및 물 온도 센서(154)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 외기 온도 센서(152)가 획득한 정보는 정수기(1) 외부 공기의 온도 및 제빙 장치(60) 외부 공기의 온도 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 물 온도 센서(154)가 획득한 정보는 제빙용수의 온도에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 컨트롤러(160)는 압축기(110)의 주파수가 변화되도록 압축기(110)를 제어하거나 압축기(110)의 주파수가 소정의 값으로 작동되도록 압축기(110)를 제어하기 위하여, 압축기(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 제 1 냉매 유로(RL1)에서 제 2 냉매 유로(RL2)로 유입되는 냉매의 유량과 제 1 냉매 유로(RL1)에서 바이패스 유로(BP)로 유입되는 핫가스의 유량 사이의 상대적인 비를 제어하기 위하여, 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 5 냉매 유로(RL5)로 유입되는 냉수용 냉매의 유량과 제 4 냉매 유로(RL4)에서 제 8 냉매 유로(RL8)로 유입되는 제빙용 냉매의 유량 사이의 상대적인 비를 제어하기 위하여, 제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 컨트롤러(160)와 압축기(110), 외기 온도 센서(152), 물 온도 센서(154), 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1) 및 제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2)가 전기적으로 연결되는 방식은 상호 구성을 연결하는 전기 회선을 통하여 구현될 수 있다. 물론, 컨트롤러(160)와 압축기(110), 외기 온도 센서(152), 물 온도 센서(154), 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1) 및 제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2) 사이의 정보 교환은 무선 통신 방식으로 구현될 수도 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)의 컨트롤러(160)의 구체적인 기능에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법과 관련하여 구체적으로 설명하도록 한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치에 의하여 제빙이 수행되는 과정을 간략하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 제빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이때, 도 3에서 점선으로 표시된 화살표는 정수, 제빙용수 또는 얼음의 이동 방향을 표시한 것이고, 실선으로 표시된 화살표는 냉매의 이동 방향을 표시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 압축기(110)에서 고온 및 고압으로 압축된 냉매는 응축기(120)로 유입되어 응축될 수 있다. 응축기(120)에서 응축된 냉매는 드라이어(130)를 거쳐 제빙용 팽창 밸브(144)로 유입될 수 있다. 드라이어(130)에서 제빙용 팽창 밸브(144)로 유입되는 냉매의 유량은 컨트롤러(160) 및 이에 의하여 제어되는 제 2 냉매 유로 조절 밸브(RV2)에 의하여 조절될 수 있을 것이다.
제빙용 팽창 밸브(144)에서 교축 과정을 거친 저온 및 저압의 냉매는 제빙용 증발기(104)로 유입될 수 있다. 이때, 본 실시예에서, 제빙 트레이(80)에는 제빙용수가 냉수 탱크(70)로부터 유입될 수 있다. 제빙용 증발기(104)로 유입된 차가운 냉매는 제빙 트레이(80)의 제빙용수를 냉각하여 얼음을 생성할 수 있다. 제빙용 증발기(104)에서 토출된 냉매는 다시 압축기(110)로 유입되어 상술한 순환 과정을 반복할 수 있다.
상술한 과정을 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)는 제빙을 수행할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치에 의하여 탈빙이 수행되는 과정을 간략하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치가 탈빙을 수행하는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 이때, 도 4에서 점선으로 표시된 화살표는 얼음의 이동 방향을 표시한 것이고, 실선으로 표시된 화살표는 핫가스의 이동 방향을 표시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서, 압축기(110)에서 압축된 고온 및 고압의 핫가스는 제 1 냉매 유로(RL1) 및 바이패스 유로(BP)를 통하여 제빙용 증발기(104)로 유입될 수 있다. 이때, 제 1 냉매 유로(RL1)에서 바이패스 유로(BP)로 유입되는 핫가스의 유량은 컨트롤러(160) 및 이에 의하여 제어되는 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)에 의하여 조절될 수 있을 것이다.
제빙용 증발기(104)로 유입된 고온 및 고압의 핫가스는 제빙용 증발기(104)를 가열하여, 생성된 얼음을 제빙용 증발기(104)로부터 탈빙시킬 수 있다. 제빙용 증발기(104)에서 토출된 핫가스는 다시 압축기(110)로 유입되어 상술한 순환 과정을 반복할 수 있다.
한편, 제빙용 증발기(104)로부터 탈빙된 얼음은 제 1 얼음 이송 라인(IL1)을 통하여 얼음 탱크(90)로 이송될 수 있다. 달리 표현하면, 탈빙된 얼음은 얼음 탱크(90)에 저장될 수 있다. 저장된 얼음은 필요에 따라 제 2 얼음 이송 라인(IL2)을 통하여 외부로 배출될 수 있을 것이다.
상술한 과정을 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치(60)는 탈빙을 수행할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법은 압축기를 이용하여 냉매를 순환시켜 제빙을 수행하고 압축기를 이용하여 핫가스를 순환시켜 탈빙을 수행하는 제빙 장치를 제어하기 위한 방법이다. 일 예로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법이 사용될 수 있는 제빙 장치가 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치로 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 흐름도이다. 도 6은 1회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 제빙 단계를 세분화한 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법의 탈빙 단계를 세분화한 흐름도이다. 도 9는 수회의 제빙 및 탈빙이 수행되는 동안에 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 주파수와 시간 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법에서는 외기 온도 센서(152)가 본 정수기(1)의 외기 온도 또는 본 제빙 장치(60)의 외기 온도를 측정하고, 물 온도 센서(154)가 제빙 트레이(80)로 유입되는 제빙용수의 온도를 측정한다(S100). 외기 온도 센서(152)는 외기 온도에 관한 정보를 컨트롤러(160)에 송신할 수 있고, 물 온도 센서(154)는 제빙용수의 온도에 관한 정보를 컨트롤러(160)에 송신할 수 있다.
다시 도 2, 도 5 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에서, 컨트롤러(160)는 송신한 외기 온도에 관한 정보 및 제빙용수의 온도에 관한 정보를 기초로 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 산출한다(S200). 그리고, 컨트롤러(160)는 송신한 외기 온도에 관한 정보 및 제빙용수의 온도에 관한 정보를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출한다(S300). 한편, 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 산출하는 단계(S200)와 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하는 단계(S300)의 순서는 컨트롤러(160)가 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하는 단계(S300)에서 제 1 주파수(f1)에 관한 정보 및 제 2 주파수(f2)에 관한 정보를 이용하지 않는다면 특별히 제한되지 않는다.
이때, 컨트롤러(160)는 외기 온도에 관한 정보 및 제빙용수의 온도에 관한 정보와 제빙 트레이(80)로 공급된 제빙용수의 양에 관한 정보를 함께 이용하여 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 산출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 외기 온도에 관한 정보 및 제빙용수의 온도에 관한 정보와 제빙 트레이(80)로 공급된 제빙용수의 양에 관한 정보를 함께 이용하여 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출할 수 있다. 이를 위해, 제 8 송수 유로(WL8)에는 유량 측정 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 또는, 냉수 탱크(70)의 일 측에 냉수 탱크(70)의 무게 변화를 측정할 수 있는 무게 측정 센서(미도시)가 구비될 수 있다.
이때, 제빙 예상 시간은 후술하는 제빙 구간(A1) 및 천이 구간(A2)이 지속되는 시간을 의미한다. 탈빙 예상 시간은 후술하는 탈빙 구간(A3)이 지속되는 시간을 의미한다. 여기서, 제빙 구간(A1)은 압축기(110)의 주파수가 컨트롤러(160)에 의하여 제 1 주파수(f1)로 작동되도록 제어되는 구간을 의미한다. 탈빙 구간(A3)은 압축기(110)의 주파수가 컨트롤러(160)에 의하여 제 2 주파수(f2)로 작동되도록 제어되는 구간을 의미한다. 천이 구간(A2)은 제빙 구간(A1)과 탈빙 구간(A3) 사이의 구간으로서, 압축기(110)의 주파수가 컨트롤러(160)에 의하여 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수(f2)로 변화되도록 제어되는 구간을 의미한다.
제빙 구간(A1) 및 천이 구간(A2)에서는 제빙용 증발기(104)로 응축기(120), 드라이어(130) 및 제빙용 팽창 밸브(144)를 통과한 차가운 제빙용 냉매가 유입되어, 제빙용수로부터 얼음이 생성될 수 있다. 탈빙 구간(A3)에서는 바이패스 유로(BP)를 통하여 제빙용 증발기(104)로 압축기(110)에서 토출된 핫가스가 유입되어, 제빙용 증발기(104)로부터 얼음이 탈빙될 수 있다.
이때, 압축기(110)가 소정의 값을 가지는 주파수로 작동되도록 제어된다는 것은 압축기(110)의 주파수가 상기 소정의 값으로 엄밀하게 유지된다는 것 뿐만 아니라, 압축기(110)의 주파수가 허용 가능한 범위 내에서 상기 소정의 값과 유사한 값을 가지도록 제어되는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이때, 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)는 다양한 방식으로 산출할 수 있다.
일 실시예에로서, 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 외기 온도 센서(152)가 측정한 외기 온도, 물 온도 센서(154)가 측정한 제빙용수의 온도 및 유량 측정 센서가 측정한 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양 중 적어도 하나를 포함하는 관계식을 기초로 산출할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1)를 다음과 같은 방식으로 산출할 수 있다. 외기 온도가 높을수록 제빙용 냉매가 흡수해야 하는 열 에너지가 많아질 수 있으므로, 제 1 주파수(f1)는 외기 온도에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙용수의 온도가 높을수록 제빙용 냉매가 흡수해야 하는 열 에너지가 많아질 수 있으므로, 제 1 주파수(f1)는 제빙용수의 온도에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양이 증가할수록 제빙용 냉매가 흡수해야 하는 열 에너지가 많아질 수 있으므로, 제 1 주파수(f1)는 제빙용수의 양에 비례하도록 산출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 컨트롤러(160)는 제 2 주파수(f2)를 다음과 같은 방식으로 산출할 수 있다. 외기 온도가 높을수록 핫가스가 흡수해야 하는 열 에너지가 적어질 수 있으므로, 제 2 주파수(f2)는 외기 온도에 반비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양이 증가할수록 생성된 얼음의 양이 증가할 수 있어, 핫가스가 흡수해야 하는 열 에너지가 많아질 수 있으므로, 제 2 주파수(f2)는 제빙용수의 양에 비례하도록 산출될 수 있다. 한편, 제빙 과정 또는 탈빙 과정에서 제빙용수가 제빙 트레이(80)로 지속적으로 유입되거나, 순환하도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우에는, 컨트롤러(160)는 물 온도 센서(154)가 측정한 제빙용수의 온도를 이용하여 제 2 주파수(f2)를 산출할 수 있다. 일 예로서, 제빙용수의 온도가 높을수록 핫가스가 흡수해야 하는 열 에너지가 적어질 수 있으므로, 제 2 주파수(f2)는 제빙용수의 온도에 반비례하도록 산출될 수 있다.
이때, 제 1 주파수(f1)와 제 2 주파수(f2)는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 바람직하게는, 제 1 주파수(f1)가 제 2 주파수(f2)보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 이는 제빙용 냉매가 순환하는 유로의 길이가 핫가스가 순환하는 유로의 길이보다 길어, 제빙용 냉매가 극복해야 하는 유로의 저항이 더 크므로, 제빙용 냉매가 핫가스보다 더 고온 및 고압으로 압축될 필요가 있기 때문일 수 있다. 또는, 지나치게 고온 및 고압으로 압축된 핫가스에 의한 제빙용 증발기(104)의 손상을 방지하기 위함일 수 있다. 또는, 지나치게 고온 및 고압으로 압축된 핫가스에 의하여 제빙용 증발기(104)에서 발생되는 소음을 방지하기 위함일 수 있다. 물론, 필요에 따라, 제 1 주파수(f1)보다 제 2 주파수(f2)가 더 큰 값을 가질 수 있다. 이는 탈빙 과정이 신속하게 수행되기 위함일 수 있다.
물론, 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 산출하기 위하여, 압축기(110)의 용량, 작동 성능 등을 추가적으로 고려할 수도 있을 것이다.
한편, 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 다양한 방식으로 산출할 수 있다.
일 실시예로서, 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간은 압축기(110)의 작동 주파수, 외기 온도 센서(152)가 측정한 외기 온도, 물 온도 센서(154)가 측정한 제빙용수의 온도, 유량 측정 센서가 측정한 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 중 적어도 하나를 포함하는 관계식을 기초로 산출할 수 있다. 이때, 상기 관계식은 압축기(110)의 작동 주파수, 외기 온도 센서(152)가 측정한 외기 온도, 물 온도 센서(154)가 측정한 제빙용수의 온도 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 사이의 관계식일 수 있다. 여기서, 압축기(110)의 작동 주파수는 컨트롤러(160)가 산출한 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)일 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간을 다음과 같은 방식으로 산출할 수 있다. 측정된 외기 온도가 높을수록 제빙용 증발기(104)로 외기의 열 에너지가 더 많이 들어올 수 있어, 제빙용 냉매의 냉각 성능이 저하될 수 있으므로, 제빙 예상 시간은 측정된 외기 온도에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 측정된 제빙용수의 온도가 높을수록 제빙용 냉매가 제빙용수의 열 에너지를 더 많이 흡수해야 하므로, 제빙 예상 시간은 측정된 제빙용수의 온도에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양이 많을수록 제빙용 냉매가 제빙용수의 열 에너지를 더 많이 흡수해야 하므로, 제빙 예상 시간은 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제 1 주파수(f1)가 높을수록 제빙용 냉매가 더 높은 온도 및 압력으로 압축되거나 단위 시간당 압축기(110)에서 토출되는 제빙용 냉매의 양이 증가할 수 있으므로, 제빙 예상 시간은 제 1 주파수(f1)에 반비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙 예상 시간은 소정의 주파수로 작동하는 압축기(110)에 의하여 얼음이 제조되는데 소요되는 시간에 비례하도록 산출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 컨트롤러(160)는 탈빙 예상 시간을 다음과 같은 방식으로 산출할 수 있다. 측정된 외기 온도가 높을수록 제빙용 증발기(104)로 외기의 열 에너지가 더 많이 들어올 수 있어, 핫가스가 생성된 얼음으로 방출해야하는 열 에너지의 양이 적어질 수 있으므로, 탈빙 예상 시간은 측정된 외기 온도에 반비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 측정된 제빙용수의 온도가 높을수록 핫가스가 생성된 얼음으로 방출해야하는 열 에너지의 양이 적어질 수 있으므로, 탈빙 예상 시간은 측정된 제빙용수의 온도에 반비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양이 많을수록 제빙용 증발기(104)에 의하여 더 많은 양의 얼음이 생성되었을 수 있어, 핫가스가 생성된 얼음으로 방출해야하는 열 에너지의 양이 많아질 수 있으므로, 탈빙 예상 시간은 제빙 트레이(80)로 유입된 제빙용수의 양에 비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 제 2 주파수(f2)가 높을수록 핫가스가 더 높은 온도 및 압력으로 압축되거나 단위 시간당 압축기(110)에서 토출되는 핫가스의 양이 증가할 수 있으므로, 탈빙 예상 시간은 제 2 주파수(f2)에 반비례하도록 산출될 수 있다. 또한, 탈빙 예상 시간은 소정의 주파수로 작동하는 압축기(110)에 의하여 얼음이 탈빙되는데 소요되는 시간에 비례하도록 산출될 수 있다.
다른 실시예로서, 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간은 미리 확보된 시험 데이터를 기초로 산출할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러(160)는 다음과 같은 방식으로 제빙 예상 시간을 산출할 수 있다. 제빙 예상 시간은 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 압축기(110)가 제 1 주파수(f1)로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 1 제빙 소요 시간에 관한 정보 내지 제 n 외기 온도 및 제 n 제빙용수 온도에서 압축기(110)가 제 1 주파수(f1)로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 n 제빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 여기서, n은 2 이상의 자연수를 의미한다.
또한, 예를 들어, 컨트롤러(160)는 다음과 같은 방식으로 탈빙 예상 시간을 산출할 수 있다. 제빙 예상 시간은 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 압축기(110)가 제 2 주파수(f2)로 작동하여 탈빙되는데 걸리는 제 1 탈빙 소요 시간에 관한 정보 내지 제 m 외기 온도 및 제 m 제빙용수 온도에서 압축기(110)가 제 2 주파수(f2)로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 m 탈빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 기초로 산출될 수 있다. 여기서, m은 2 이상의 자연수를 의미한다.
물론, 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하기 위하여, 압축기(110)의 용량, 작동 성능 등을 추가적으로 고려할 수도 있을 것이다.
한편, 도 2, 도 5 및 도 8을 함께 참조하면, 본 실시예에서, 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하는 단계(S200)에서 컨트롤러(160)는 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간과 함께 천이 예상 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 천이 예상 시간은 전술한 천이 구간(A2)이 지속되는 시간을 의미한다.
이때, 컨트롤러(160)는 압축기(110)의 압축 성능을 기초로 천이 예상 시간을 산출할 수 있다. 천이 구간(A2)이 짧아질수록(압축기(110)의 주파수가 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수(f2)로 급격하게 변화할수록), 압축기(110)에서 발생되는 소음이 증대될 수 있고, 불필요하게 많은 에너지가 소비될 수 있으며, 압축기(110)가 손상될 수 있다. 반대로, 천이 구간(A2)이 길어질수록(압축기(110)의 주파수가 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수(f2)로 완만하게 변화할수록), 냉매가 제빙용수로부터 열 에너지를 불균일하게 흡수하게 되므로, 얼음의 품질, 균일성 및 생산 효율성이 저하될 수 있다. 따라서, 천이 예상 시간은 적절하게 조절될 필요가 있다. 예를 들어, 천이 예상 시간은 5초 이상 180초 이하일 수 있다. 바람직하게는, 천이 예상 시간은 6초 이상 170초 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 천이 예상 시간은 7초 이상 160초 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 천이 예상 시간은 8초 이상 150초 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 천이 예상 시간은 9초 이상 140초 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 천이 예상 시간은 10초 이상 130초 이하일 수 있다.
상술한 과정을 통하여, 본 실시예에서, 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1), 제 2 주파수(f2), 제빙 예상 시간, 탈빙 예상 시간 및 천이 예상 시간을 산출할 수 있다.
도 3 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법에서 컨트롤러(160)는 제 1 주파수(f1), 제 2 주파수(f2), 제빙 예상 시간, 탈빙 예상 시간 및 천이 예상 시간을 산출하고(S200,S300), 제빙을 수행한다(S400).
제빙 수행 단계(S400)에서 컨트롤러(160)는 압축기(110)가 제 1 주파수(f1)로 작동되도록 제어한다(S410). 그리고, 컨트롤러(160)는 압축기(110)에서 응축기(120)로 고온 및 고압의 냉매가 공급되도록 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)를 제어한다(S420).
그 후, 제빙 수행 단계(S400)에서 컨트롤러(160)는 제빙 경과 시간과 제빙 예상 시간 및 천이 예상 시간을 서로 비교한다(S430). 본 실시예에서, 컨트롤러(160)는 제빙 경과 시간과 제빙 예상 시간에서 천이 예상 시간을 제외한 시간을 비교한다(S430). 이때, 제빙 경과 시간은 제빙 수행 단계(S400)가 시작된 후로 경과된 시간을 의미한다.
컨트롤러(160)는 제빙 경과 시간이 제빙 예상 시간에서 천이 예상 시간을 제외한 시간보다 작을 경우에는 압축기(110)가 제 1 주파수(f1)로 작동되도록 제어하고(S410), 압축기(110)에서 응축기(120)로 냉매가 공급되도록 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)를 제어한다(S420). 또한, 컨트롤러(160)는 제빙 경과 시간이 제빙 예상 시간에서 천이 예상 시간을 제외한 시간보다 크거나 같을 경우에는 압축기(110)의 주파수를 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수로 변화시킨다(S440). 그 후, 제빙 수행 단계(S400)가 종료될 수 있다(S450).
이때, 컨트롤러(160)는 압축기(110)의 주파수가 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수(f2)로 변화되는 시간이 산출된 천이 예상 시간과 동일하도록 압축기(110)를 제어할 수 있다.
상술한 과정에 의하여, 제빙 구간(A1) 동안에는 압축기(110)가 제빙 예상 시간에서 천이 예상 시간을 제외한 시간 동안 제 1 주파수(f1)로 작동될 수 있다. 또한, 천이 구간(A2) 동안에는 압축기(110)가 천이 예상 시간 동안 제 1 주파수(f1)에서 제 2 주파수(f2)로 변화하도록 작동될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 컨트롤러(160)가 외기 온도 등을 고려하여 제 1 주파수(f1) 및 제빙 예상 시간을 산출하고, 또한, 컨트롤러(160)가 제빙 예상 시간 동안 압축기(110)를 제 1 주파수(f1)로 작동되도록 제어하여 얼음을 생성함으로써, 불필요한 에너지의 낭비를 방지할 수 있으며, 또한, 고품질 및 균일성을 가진 얼음을 효율적으로 생산할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 컨트롤러(160)가 압축기(110)의 압축 성능 등을 고려하여 천이 예상 시간을 산출하고, 또한, 컨트롤러(160)가 천이 예상 시간 동안 압축기(110)의 주파수가 변화하도록 제어함으로써, 압축기(110)의 주파수 변화에 따른 소음을 절감시킬 수 있으며, 압축기(110)의 주파수 변화가 얼음의 품질에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
도 4 내지 도 6 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법에서는 제빙을 수행한 후(S400), 탈빙을 수행한다(S500).
탈빙 수행 단계(S500)에서, 컨트롤러(160)는 압축기(110)가 제 2 주파수(f2)로 작동되도록 제어한다(S510). 그리고, 컨트롤러(160)는 바이패스 유로(BP)를 통하여 압축기(110)에서 제빙용 증발기(104)로 핫가스가 공급되도록 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)를 제어한다(S520).
이때, 본 실시예에 의하면, 압축기(110)의 주파수를 제 2 주파수(f2)로 변환된 상태에서, 컨트롤러(160)가 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)의 유로를 전환하므로, 유로 전환에 따른 핫가스의 소음을 최소화할 수 있다.
그 후, 탈빙 수행 단계(S500)에서 컨트롤러(160)는 탈빙 경과 시간과 탈빙 예상 시간을 서로 비교한다(S530). 이때, 탈빙 경과 시간은 탈빙 수행 단계(S500)가 시작된 후로 경과된 시간을 의미한다.
컨트롤러(160)는 탈빙 경과 시간이 탈빙 예상 시간보다 작을 경우에는 압축기(110)가 제 2 주파수(f2)로 작동되도록 제어하고(S410), 압축기(110)에서 제빙용 증발기(104)로 핫가스가 공급되도록 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)를 제어한다(S520). 또한, 컨트롤러(160)는 탈빙 경과 시간이 탈빙 예상 시간보다 크거나 같을 경우에는 탈빙 수행 단계(S500)를 종료한다(S540).
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 컨트롤러(160)가 외기 온도 등을 고려하여 제 2 주파수(f2) 및 탈빙 예상 시간을 산출하고, 또한, 탈빙 예상 시간 동안 압축기(110)가 제 2 주파수(f2)로 작동하도록 제어함으로써, 지나치게 고온 및 고압의 핫가스가 제빙용 증발기(104)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제빙용 증발기(104)의 손상 및 소음이 최소화될 수 있을 것이다.
다시, 도 3 내지 도 5 및 도 9를 함께 참조하면, 컨트롤러(160)는 탈빙 수행 단계(S500) 후에 얼음을 제조하기 위한 제빙 장치(60)의 제어를 종료할지 여부를 결정한다(S600). 일 예로서, 컨트롤러(160)는 외부로부터 얼음 제조를 중지하라는 입력 신호가 수신되었는지 여부로 종료 여부를 결정할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(160)는 얼음 탱크(90)에 충분한 양의 얼음이 저장되어 있는지 여부를 기초로 종료 여부를 결정할 수 있다. 이를 위해, 얼음 탱크(90)의 일 측에는 탱크 무게 측정 센서(미도시)가 별도로 구비될 수 있을 것이다.
컨트롤러(160)가 제어를 종료하지 않기로 결정한 경우에는, 컨트롤러(160)는 상술한 온도 측정 단계(S100), 주파수 산출 단계(S200), 시간 산출 단계(S300), 제빙 수행 단계(S400) 및 탈빙 수행 단계(S500)를 다시 수행할 수 있다. 달리 표현하면, 컨트롤러(160)는 제빙 구간, 천이 구간 및 탈빙 구간을 포함하는 사이클을 복수회 반복할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 제 1 사이클(A), 제 2 사이클(B) 및 제 3 사이클(C)을 수행할 수 있을 것이다. 이때, 도 9에는 제 1 사이클(A) 내지 제 3 사이클(C)에서의 제빙 구간의 길이, 천이 구간의 길이, 탈빙 구간의 길이, 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)가 동일한 것으로 도시되었으나, 경우에 따라 각 사이클 마다 제빙 구간의 길이, 천이 구간의 길이, 탈빙 구간의 길이, 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)가 다른 값을 가질 수도 있을 것이다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 제빙 장치의 제어 방법은 컨트롤러(160)가 각 사이클 마다 최적의 제빙 예상 시간, 천이 예상 시간, 탈빙 예상 시간, 제 1 주파수(f1) 및 제 2 주파수(f2)를 산출하고, 이를 기초로 압축기(110) 및 제 1 냉매 유로 조절 밸브(RV1)를 제어함으로써, 불필요한 에너지의 낭비를 방지하고 핫가스에 의한 소음 및 증발기의 손상을 최소화할 수 있다.
한편, 컨트롤러(160)는 제어를 종료하지 않기로 결정한 경우에는 압축기(110) 등의 제어를 종료한다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 정수기 10: 하우징
20: 입수 부재 30: 필터
40: 출수 부재 50: 얼음 배출 부재
60: 제빙 장치 70: 냉수 탱크
80: 제빙 트레이 90: 얼음 탱크
100: 증발기 110: 압축기
120: 응축기 130: 드라이어
140: 팽창 밸브 150: 센서
160: 컨트롤러 WL: 송수 유로
IL: 얼음 이송 라인 RL: 냉매 유로
20: 입수 부재 30: 필터
40: 출수 부재 50: 얼음 배출 부재
60: 제빙 장치 70: 냉수 탱크
80: 제빙 트레이 90: 얼음 탱크
100: 증발기 110: 압축기
120: 응축기 130: 드라이어
140: 팽창 밸브 150: 센서
160: 컨트롤러 WL: 송수 유로
IL: 얼음 이송 라인 RL: 냉매 유로
Claims (19)
- 냉매를 고온으로 압축할 수 있는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시킬 수 있는 응축기;
외부로부터 제빙용수를 공급받을 수 있는 제빙 트레이;
상기 응축기로부터 냉매를 공급받아 상기 제빙 트레이로 공급된 제빙용수로 얼음을 제조하거나, 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 제조된 얼음을 탈빙시킬 수 있는 제빙용 증발기;
상기 제빙 트레이로 공급되는 상기 제빙용수의 온도를 측정하기 위한 물 온도 센서;
외기 온도를 측정하기 위한 외기 온도 센서; 및
상기 외기 온도 및 상기 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하고, 상기 제빙 예상 시간보다 짧거나 같은 시간 동안 지속되는 제빙 구간에서는 상기 압축기가 제 1 주파수로 작동되도록 제어하고, 상기 탈빙 예상 시간 동안 지속되는 탈빙 구간에서는 상기 압축기가 상기 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수로 작동되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 압축기에서 압축된 냉매가 상기 응축기 및 상기 제빙용 증발기 중 어느 하나로 공급되도록 유로를 형성할 수 있는 유로 제어 밸브를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 냉매가 상기 제빙 예상 시간 동안에는 상기 응축기로 공급되고, 상기 탈빙 예상 시간 동안에는 상기 제빙용 증발기로 공급되도록 상기 유로 제어 밸브를 제어하는, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 큰, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 외기 온도를 기초로 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수 중 적어도 어느 하나를 산출하는, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압축기의 주파수가 상기 제빙 구간과 상기 탈빙 구간 사이의 천이 구간에서 상기 제 1 주파수에서 상기 제 2 주파수로 점진적으로 변화되도록 제어하고,
상기 제빙 구간은 상기 제빙 예상 시간의 일부 동안 지속되고,
상기 천이 구간은 상기 제빙 예상 시간의 나머지 일부 동안 지속되는, 제빙 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압축기의 압축 성능을 기초로 상기 천이 구간이 지속되는 시간을 산출하는, 제빙 장치. - 제 5항에 있어서,
상기 천이 구간이 지속되는 시간은 10초 이상 130초 이하인, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압축기의 작동 주파수, 외기 온도, 제빙용수의 온도 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 사이의 관계식을 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출하는, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압축기가 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 1 제빙 소요 시간에 관한 정보 및 상기 압축기가 제 2 외기 온도 및 제 2 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 2 제빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출하는, 제빙 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 압축기가 상기 제빙 구간 및 상기 탈빙 구간을 포함하는 사이클을 소정의 횟수만큼 반복 수행하도록 제어하는, 제빙 장치. - 외부로부터 원수를 공급받아 정수를 생성할 수 있는 필터;
상기 필터에서 생성된 정수를 외부로 출수하는 배수부; 및
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 제빙 장치를 포함하고,
상기 제빙 트레이는 상기 필터로부터 상기 정수를 공급받도록 구성되고,
상기 제빙용수는 상기 제빙 트레이로 공급되는 정수로 이루어지는, 정수기. - 압축기에서 압축된 후 응축기에서 응축된 냉매를 제빙용 증발기로 공급하여 제빙 트레이로 공급된 제빙용수로 얼음을 제조하거나, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 제빙용 증발기로 공급하여 제조된 얼음을 탈빙하도록 구성되는 제빙 장치를 제어하기 위한 제빙 장치의 제어 방법으로서,
상기 제빙 장치의 외기 온도를 측정하는 단계;
상기 제빙 트레이로 공급되는 제빙용수의 온도를 측정하는 단계;
상기 외기 온도 및 상기 제빙용수의 온도를 기초로 제빙 예상 시간 및 탈빙 예상 시간을 산출하는 단계;
상기 압축기가 상기 제빙 예상 시간보다 짧거나 같은 시간 동안 지속되는 제빙 구간에서 제 1 주파수로 작동되도록 제어하는 단계; 및
상기 압축기가 상기 탈빙 예상 시간 동안 지속되는 탈빙 구간에서 상기 제 1 주파수와 다른 제 2 주파수로 작동되도록 제어하는 단계를 포함하는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 압축기를 제어하는 단계에서는 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제빙 예상 시간 동안에는 상기 응축기로 공급하고, 상기 탈빙 예상 시간 동안에는 상기 제빙용 증발기로 공급하는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 큰, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 외기 온도를 기초로 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수 중 적어도 어느 하나를 산출하는 단계를 더 포함하는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 압축기의 주파수가 상기 제빙 구간과 상기 탈빙 구간 사이의 천이 구간에서 상기 제 1 주파수에서 상기 제 2 주파수로 점진적으로 변화되도록 제어하는 단계를 더 포함하고,
상기 제빙 구간은 상기 제빙 예상 시간의 일부 동안 지속되고, 상기 천이 구간은 상기 제빙 예상 시간의 나머지 일부 동안 지속되는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 제빙 예상 시간을 산출하는 단계에서는 상기 압축기의 작동 주파수, 외기 온도, 제빙용수의 온도 및 얼음이 제조되는데 소요되는 시간 사이의 관계식을 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출하는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 압축기가 제 1 외기 온도 및 제 1 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 1 제빙 소요 시간에 관한 정보 및 상기 압축기가 제 2 외기 온도 및 제 2 제빙용수 온도에서 상기 제 1 주파수로 작동하여 얼음이 제조되는데 걸리는 제 2 제빙 소요 시간에 관한 정보를 포함하는 시험 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는, 제빙 장치의 제어 방법. - 제 18항에 있어서,
상기 제빙 예상 시간을 산출하는 단계에서는 상기 시험 데이터를 기초로 상기 제빙 예상 시간을 산출하는, 제빙 장치의 제어 방법.
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| KR1020220157621A KR20240076566A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220157621A KR20240076566A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 제빙 장치, 이를 포함하는 정수기 및 이의 제어 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240076566A (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190079057A (ko) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 웅진코웨이 주식회사 | 얼음 생성 장치 및 이의 제어 방법 |
| KR20210143041A (ko) | 2020-05-19 | 2021-11-26 | 코웨이 주식회사 | 제빙기 |
-
2022
- 2022-11-22 KR KR1020220157621A patent/KR20240076566A/ko unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190079057A (ko) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 웅진코웨이 주식회사 | 얼음 생성 장치 및 이의 제어 방법 |
| KR20210143041A (ko) | 2020-05-19 | 2021-11-26 | 코웨이 주식회사 | 제빙기 |
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