WO2011136592A2 - 건조기의 제어방법 - Google Patents

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WO2011136592A2
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condenser
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Definitions

  • the present invention relates to a control method of a dryer.
  • the washing apparatus may be divided into a washing machine for washing, a dryer for drying, and a combined washing machine for both washing and drying.
  • the dryer is a device for drying an object by supplying heated dry air, and many kinds of dryers have been developed. However, these dryers present various problems.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a control method of a dryer to enable a rapid hot air supply during initial operation by improving a compressor of a heat pump for generating hot air of a dryer.
  • An object of the present invention as described above is a control method of a dryer having a heat pump having a variable compressor, the step of checking the driving conditions of the dryer and the power supplied to the variable compressor in accordance with the driving conditions and the It is achieved by a control method comprising the step of adjusting at least one of the driving speed.
  • control method by using a variable compressor in the compressor of the heat pump has an effect that can improve the operating efficiency of the heat pump in the initial stage of the hot air supply.
  • control method by varying the power supplied to the variable compressor according to the load of the dryer to be able to change the supply amount and supply temperature of the hot air, there is an effect that can improve the operating efficiency of the dryer. .
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an internal configuration of a dryer according to one embodiment
  • FIG 2 is a perspective view showing only the heat pump in Figure 1
  • 3 to 6 is a schematic diagram showing the configuration of a dryer according to various embodiments with a heat pump
  • FIG. 7 and 8 are views illustrating a configuration of a heat pump according to other embodiments.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method according to an embodiment
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between time and heat quantity at the initial stage of driving of the heat pump.
  • FIG. 1 is a perspective view of a dryer according to one embodiment.
  • the dryer 100 may include a cabinet 110 forming an appearance.
  • the inside of the cabinet 110 may be provided with a drum 120 that can be selectively rotated.
  • the laundry object may be accommodated in the drum 120.
  • the dryer 100 may further include a user operation unit (not shown) that receives at least one drying information.
  • the user can select drying information, for example, a desired course, through the user manipulation unit.
  • the dryer 100 includes a controller (not shown) for generating an operation signal according to the drying information input by the user operation unit.
  • the dryer 100 may be provided with a heating means for supplying dry air to dry the laundry object in the drum (120).
  • the dryer according to the present embodiment may include a heat pump 130 as a heating means.
  • the heat pump 130 may include an evaporator 132, a compressor 134 (see FIG. 3), a condenser 136, and an expansion valve 138 (see FIG. 3) in which the refrigerant circulates, and the heat pump 130 may be
  • the air introduced from the outside may be dehumidified and dried and heated to a predetermined temperature.
  • the heat pump 130 is driven by the operation signal of the controller.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a heat pump 130 according to an embodiment.
  • the heat pump 130 receives latent heat from external air introduced from the outside by condensation of the refrigerant to condense moisture in the air, and transmits the latent heat to the condenser 136 which will be described later. And a condenser 136 for heating the air by the latent heat transferred through the refrigerant from the evaporator 132. That is, the heat pump 130 according to the present embodiment may supply dry heating air to the drum 120 by dehumidifying the air in the evaporator 132 and heating the air introduced into the condenser 136 to a predetermined temperature. .
  • the dryer 100 may be installed on the components of the above-described heat pump 130 on one side of the cabinet 110, preferably, as shown in Figure 1 cabinet 110 A module type heat pump may be provided at one side of the module.
  • the dryer according to the present embodiment may be more easily disassembled during assembly and maintenance.
  • the heat pump 130 according to the present embodiment may include a case 140 having an appearance and having the above-described various components therein.
  • the case 140 may include an upper case 142 and a lower case 144, and the aforementioned various components may be installed in the lower case 144.
  • the upper case 142 may be detachably coupled to the lower case 144. As a result, installation and maintenance of various components inside the case 140 may be further facilitated.
  • the air flowing into the case 140 is condensed with moisture in the evaporator 132 and dried. That is, the refrigerant is evaporated in the refrigerant pipe of the evaporator 132 and heat is transferred from the air passing through the outside of the evaporator 132 to the refrigerant. As the air is cooled, moisture is condensed to condensate, and the air is removed. It becomes dry air.
  • a condensate storage unit for collecting the condensed water condensed in the evaporator 132 may be further provided.
  • a reservoir (not shown) for storing condensate at a lower portion of the evaporator 132 may be connected to the condensate storage unit located adjacent to the evaporator 132 through a pipe or the like.
  • the condensed water condensed in the evaporator 132 may first be collected in the sump, and may be collected in the condensate storage unit through a pipe.
  • the condensate storage unit discards the collected condensate water to the outside of the cabinet 120 through the drain pipe, or the condensate storage unit is detachably installed in the cabinet 110, so that the user may separate the condensate storage unit and discard the condensate.
  • latent heat may be stored in the refrigerant of the evaporator 132 while drying the air by condensing moisture in the air in the evaporator 132. That is, as moisture in the air is condensed, the refrigerant inside the evaporator 132 is vaporized to include latent heat. The latent heat contained in the refrigerant is transferred to the condenser 136 described later and used to heat the air.
  • the condenser 136 is connected to the evaporator 132 and the compressor 134 by a refrigerant pipe (not shown). Therefore, the refrigerant including latent heat from the evaporator 132 is supplied to the condenser 136 through the refrigerant pipe through the refrigerant pipe, and the refrigerant from the condenser 136 condenses to discharge latent heat to penetrate the condenser 136. The flowing air is heated to a predetermined temperature.
  • the evaporator 132 condenses moisture contained in the air to dry the air, and at the same time, transfers latent heat generated by the condensation of moisture to the condenser 136 through the refrigerant, and the condenser 136 condenses the refrigerant. Air is heated by releasing latent heat.
  • one air flow path A through which air flows along the evaporator 132 and the condenser 136 may be formed. That is, the air flowing into the heat pump 130 may be condensed and dried in the evaporator 132, and then heated in the condenser 136 via the compressor 134 and supplied to the drum 120. As such, when one air flow path A is formed, since the air supplied to the drum 120 is heated and dried, the drying effect may be further improved. In general, in order to improve the drying effect, not only hot air but also dry air must be supplied.
  • the bottom pump 130 may be formed in a straight line in consideration of being installed in the cabinet 110.
  • the evaporator 132 and the condenser 136 of the heat pump 130 may be arranged in a straight line along the air flow path (A).
  • the case 132 may further include a fan (not shown) to allow the air to flow smoothly through the air flow path (A).
  • a separate duct for allowing external air to flow into the evaporator 132 and the condenser 136 may be provided.
  • the air is dried and heated by the heat pump 130 and supplied to the drum 120, the air is heated by the condenser 136, so that the temperature of the air is lower than that of a conventional dryer using a heater.
  • a heater 139 (see FIG. 4) may be further provided to heat the air before the air is introduced into the end portion or the drum 120 of the case 140.
  • the dryer may be classified into a circulation type for circulating the air inside the drum and an exhaust type for discharging the air in the drum.
  • a circulation type for circulating the air inside the drum and an exhaust type for discharging the air in the drum.
  • the circulation type and the exhaust type in the dryer with a heat pump will be described.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the constitution of a circulation type in a dryer having a heat pump.
  • the air discharged from the drum 120 is supplied to the evaporator 132 along the first air passage 12. Water in the air is condensed at the evaporator 132 and then flows along the second air passage 14 to the condenser 136 and is heated to a predetermined temperature by the condenser 136. The air passing through the condenser 136 is supplied to the inside of the drum 120 along the third air passage 16 again. Meanwhile, the evaporator 132 and the condenser 136 are connected to the compressor 134 and the expansion valve 138 through the refrigerant line 22. Since the configuration and operation of the heat pump have already been described above, repetitive description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the circulation dryer. Compared with the embodiment of FIG. 3, there is a difference in that the air passing through the heat pump is once again heated by the heater 139 before entering the drum. Hereinafter, the difference will be described.
  • air discharged from the condenser 136 flows along the third air passage 16 and is supplied into the drum 120 through the heater 139.
  • the heater 139 reheats the air flowing along the third air passage 16.
  • 'reheating' means that the air is primarily heated in the condenser 136 and the air is heated secondly by the heater 139.
  • the heater 139 may be formed of a gas burner or an electric heater, but is not limited thereto.
  • the air dried and heated by the condenser 136 of the heat pump can be heated by the heater and supplied to the drum 120 at a desired temperature.
  • the load on the heater can be significantly reduced. That is, it becomes possible to heat air to a desired temperature by using less electric energy in a heater compared with the former, and also it becomes possible to heat by a small heater.
  • Fig. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the exhaust type in the dryer with a heat pump. Compared with the above-described embodiment of FIG. 3, the flow paths of the air are different in the evaporator and the condenser.
  • air passing through the evaporator 132 is discharged to the outside of the dryer along the fourth air passage 17. That is, the air passing through the evaporator 132 is exhausted to the outside of the dryer rather than being supplied to the condenser 136 as in the circulation type. In this case, the air discharged from the drum 120 has a higher temperature than the air at room temperature. Therefore, when the air discharged from the drum 120 reaches the evaporator 132, heat is transferred to the refrigerant of the evaporator 132 to accumulate latent heat in the refrigerant. The refrigerant is supplied to the condenser 136 along the refrigerant line 22 to heat air by latent heat in the condenser 136. On the other hand, the air supplied to the condenser 136 is introduced along the fifth air passage (19).
  • the fifth air passage 19 may introduce air inside the dryer or air outside the dryer, not air discharged from the drum 120.
  • FIG. 6 shows another embodiment in an exhaust type dryer. Compared with the embodiment of FIG. 5, there is a difference in that the air passing through the heat pump is once again heated by the heater 139 before entering the drum. Since the exhaust type has been described with reference to FIG. 5 and the heater has been described with reference to FIG. 4, repeated description thereof will be omitted.
  • a heat pump including one evaporator and a condenser has been described.
  • a heat pump including a plurality of evaporators 132 and a plurality of condensers 136 may be provided.
  • FIG. 7 to 8 are simplified views showing a heat pump module having a plurality of condensers 136 and a plurality of evaporators 132.
  • the number of evaporators 132 and condensers 136 may vary depending on the installation environment, and may be two, for example.
  • the evaporator 132 and the condenser 136 will be described as an example of two.
  • the evaporator 132 is composed of a first evaporator 132A and a second evaporator 132B.
  • the condenser 136 is composed of a first condenser 136A and a second condenser 136B.
  • the first evaporator 132A and the second evaporator 132B may be disposed adjacent to each other, and the first condenser 136A and the second condenser 136B may also be disposed adjacent to each other.
  • the first and second evaporators and the first and second condensers may be arranged in parallel with air passages.
  • first and second evaporators 132A and 132B and the first and second condensers 136A and 136B are connected to the compressor 134 by the refrigerant pipe 660.
  • the connection of the first and second evaporators 132A and 132B and the first and second condensers 136A and 136B and the refrigerant pipe 660 may be connected in parallel or in series.
  • the refrigerant pipe 660 is connected from the compressor 134 to the first evaporator 132A.
  • the first evaporator 132A and the second evaporator 132B are connected by separate pipes.
  • the refrigerant pipe 660 is connected to the expansion valve 138 in the second evaporator 132B, and the refrigerant pipe 660 is connected to the first condenser 136A in the expansion valve 138.
  • the first condenser 136A and the second condenser 136B are connected by separate pipes, and the refrigerant pipe 660 is connected from the second condenser 136B to the compressor 134.
  • the refrigerant supplied from the compressor 134 heats air while sequentially passing through the first and second condensers 136A and 136B.
  • the refrigerant passing through the first and second condensers 136A and 136B condenses moisture contained in the air while sequentially passing through the first and second evaporators 132A and 132B via the expansion valve 138.
  • the first evaporator 132A and the second evaporator 132B are connected in series, and the first condenser 136A and the second condenser 136B are connected in series.
  • the first evaporator 132A and the second evaporator 132B may be connected in parallel, and the first condenser 136A and the second condenser 136B may likewise be connected in parallel.
  • 8 shows a configuration in which a plurality of evaporators and condensers are respectively connected in parallel.
  • Branches 662, 664 may be additionally formed in the refrigerant pipe 660 connected to the refrigerant pipe 660 and the refrigerant pipe 660 connected to the first condenser 136A and the second condenser 136B. .
  • Branch tubes 666a and 666b may be further formed.
  • the branch pipe 662 is coupled to the end of the refrigerant pipe 660 connecting the compressor 134 and the first and second evaporators 132A and 132B so that the refrigerant passes through the branch pipe 662 to the first evaporator 132A. ) And the second evaporator 132B at the same time.
  • a branch pipe 664 is coupled to an end of the refrigerant pipe 660 connecting the first and second condensers 136A and 136B and the compressor 134 so that the first condenser 136A is connected to the branch pipe 664. And the refrigerant passing through the second condenser 136B are supplied to the compressor 134.
  • the refrigerant supplied from the compressor 134 condenses moisture contained in the air while passing through the first and second evaporators 132A and 132B, and heats the air while passing through the first and second condensers 136A and 136B. do.
  • the humid air discharged from the drum 120 is sequentially passed through the first evaporator 132A and the second evaporator 132B to condense and remove moisture contained in the air.
  • the wet air thus becomes dry air.
  • the dry air discharged from the evaporator 132 is heated while passing through the first condenser 136A and the second condenser 136B.
  • the high temperature dry air passing through the second condenser 136B is introduced into the drum 120 again.
  • 7 and 8 illustrate only the configuration of the circulation type, but of course, it is also applicable to the exhaust type. In the case of the exhaust type, the configuration of the evaporator and the condenser may be changed to a plurality of evaporators and condensers as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the dryer 100 has an effect of increasing the condensation efficiency by the wet air discharged from the drum 120 in order to pass through the first evaporator 132A and the second evaporator 132B. That is, as the wet air passes through the first and second evaporators 132A and 132B, the contact area and the contact time of the wet air and the refrigerant lines of the first and second evaporators 132A and 132B are increased to condense the moisture contained in the wet air to the maximum. can do.
  • the air passes through the first condenser 136A and the second condenser 136B in order to increase the heating efficiency. That is, as the air passes through the first and second condensers 136A and 136B, the contact area and the contact time of the dry air and the refrigerant lines of the first and second condensers 136A and 136B are increased, so that the air passes through the single condenser. Relatively high temperature dry air can be obtained.
  • the heat exchange efficiency can be increased, and the drying time can be shortened.
  • the compressor of the heat pump may include a constant speed type compressor in which the driving speed of the compressor is fixed, and a variable compressor in which the driving speed of the compressor is adjusted.
  • the variable compressor may be defined as a compressor 134 that can selectively adjust the driving speed, rather than a type in which the driving speed hz is fixed when the compressor 134 is driven. Therefore, by adjusting the driving speed of the compressor 134, it is possible to reduce the noise and vibration of the compressor 134 and to prevent damage and breakage of the compressor.
  • the main factor is temperature information on the refrigerant.
  • the temperature information of the refrigerant may include at least one of a refrigerant condensation temperature of the condenser 136, a refrigerant evaporation temperature of the evaporator 132, a discharge refrigerant temperature of the condenser 136, an inlet and discharge refrigerant temperature of the evaporator 132. have. That is, the controller (not shown) of the dryer 100 may control the driving speed of the compressor 134 based on the temperature information on the refrigerant as described above.
  • the heat pump may include an evaporator 132, a compressor 134, a condenser 136, and an expansion valve 138 connected by a refrigerant pipe 660.
  • Clothing processing apparatus may be provided with at least one temperature sensor in order to sense the above-mentioned temperature information.
  • a temperature sensor is respectively applied to the refrigerant discharge port of the condenser 136, the refrigerant inlet port and the discharge port of the evaporator 132, respectively. 628, 638a, and 638b.
  • a temperature sensor 642 may be further provided on the discharge port of the compressor 134.
  • the position of the temperature sensors 628, 638a, 638b, and 642 does not significantly affect the detection of the temperature when the discharge refrigerant temperature of the condenser 136, the inlet and discharge refrigerant temperatures of the evaporator 132 are sensed.
  • the position of the temperature sensors 628, 638a, 638b is important.
  • the temperature sensor 626 along the line where the phase change occurs in the refrigerant line inside the condenser 136 and the evaporator 132. 636 is preferred.
  • the evaporator 132 may include a first temperature sensor 636 to detect a phase change temperature of the refrigerant in the evaporator 132, that is, the evaporation temperature of the refrigerant.
  • the first temperature sensor 636 may be provided at a predetermined position in order to detect the phase change temperature of the refrigerant in the evaporator 132.
  • the refrigerant line provided along the inside of the evaporator 132 may be provided near the center portion, that is, near the center portion along the length of the refrigerant line. This is because a phase change may occur near the center portion along the length of the refrigerant line of the evaporator 132.
  • the phase change of the coolant when the phase change of the coolant is caused by the coolant inlet or outlet along the coolant line of the evaporator 132, the coolant does not sufficiently exchange heat with air, thereby reducing the overall efficiency of the heat pump.
  • the phase change of the refrigerant may occur in the center portion along the length of the refrigerant line of the evaporator 132, and the first temperature sensor 636 may follow the length of the refrigerant line of the evaporator 132 to detect the phase change temperature. It may be provided near the center.
  • the condenser 136 may include a second temperature sensor 626 to detect the phase change temperature of the refrigerant, that is, the condensation temperature of the refrigerant in the condenser 136.
  • the second temperature sensor 626 may be provided at a predetermined position in order to detect the phase change temperature of the refrigerant in the condenser 136.
  • the coolant line may be provided near a central portion along a length of the coolant line. This is because a phase change may occur near the center portion along the length of the refrigerant line of the condenser 136.
  • the phase change of the coolant when the phase change of the coolant is caused by the coolant inlet or outlet along the coolant line of the condenser 136, the coolant does not sufficiently exchange heat with air, thereby reducing the overall efficiency of the heat pump.
  • the phase change of the refrigerant may occur in the center portion along the length of the refrigerant line of the condenser 136, and the second temperature sensor 626 may follow the length of the refrigerant line of the condenser 136 to detect the phase change temperature. It may be provided near the center portion.
  • the general evaporator 132 and the condenser 136 is composed of a plurality of heat exchange fins (not shown) coupled to the refrigerant line and the refrigerant line of a predetermined length to increase the heat exchange efficiency.
  • the center portion of the refrigerant line may overlap with the heat exchange fins, and there is a problem that the installation and fixing of the first and second temperature sensors 626 and 636 are very difficult.
  • the first and second temperature sensors 626 and 636 may be positioned on the refrigerant line, but installed at portions not overlapping with the heat exchange fins. That is, the first and second temperature sensors 626 and 636 may be installed in the refrigerant line exposed to one side of the heat exchange fin in the refrigerant line passing through the heat exchange fin and the heat exchange fin constituting the evaporator 132 and the condenser 136. will be. Even in this case, the installation positions of the first and second temperature sensors 626 and 636 are preferably installed at a position near the center of the refrigerant line.
  • the conventional heat pump is a heat pump using a constant speed compressor (on / off type compressor) in general.
  • Such constant speed compressors have operating characteristics that are turned on and off depending on the power supply. That is, the constant speed compressor according to the prior art will always operate at the same RPM.
  • the compressor does not use all of the power supplied at the initial time of starting the compressor to compress the refrigerant and a relatively large amount of heat is released. Therefore, in the case of a constant speed type compressor having a constant RPM at all times, the compression efficiency of the refrigerant is drastically lowered for a predetermined time during which power supplied at initial startup is released as heat, and gradually has a normal compression efficiency after a predetermined time has elapsed. Therefore, in the initial stage of driving of the heat pump, it is impossible to normally supply heat to air, and thus insufficient air is not heated, resulting in a problem that the drying efficiency is lowered.
  • this problem becomes a problem in the so-called 'Quick driving course' which has a relatively short driving time compared to the overall driving time of the normal course (or standard course) in the dryer. That is, in the course of short driving time, the heat should be supplied normally by supplying heat quantity normally from the beginning of driving.
  • the drying efficiency is lowered at the initial stage of driving the heat pump, it is difficult to finish the drying in a short time, so that the driving time becomes long and the implementation of the short time course becomes difficult.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a control method of a dryer according to one embodiment.
  • the control method described below relates to a method of controlling the heat pump in the initial stage of driving the heat pump of the dryer in particular.
  • control method of the dryer may include checking a driving condition of the dryer (S910) and adjusting at least one of power supplied to the variable compressor and driving speed of the compressor according to the driving condition (S930). It may include.
  • the controller provided in the dryer may check driving conditions of the dryer (S910). That is, the controller may check the driving condition when the user selects a course or while driving the selected course.
  • the 'drive condition' refers to a drive condition in which the overall driving time is relatively shorter than the standard course (or steady state) when the dryer is driven.
  • driving conditions may be set by the user or automatically by the controller, which will be described below.
  • the driving condition of the dryer may correspond to the driving condition of the heat pump, and more precisely, may correspond to the driving condition of the compressor.
  • driving conditions may be manually input by a user or automatically input by a controller.
  • the driving condition may be manually input by the user by selecting a so-called 'Quick driving course' to reduce the driving time of the dryer.
  • the controller may automatically input the driving condition according to at least one of the amount of the object inside the dryer and the ambient temperature of the dryer.
  • the dryer may have a separate short time course, or may select a so-called 'short time function' as an additional option after the course selection. Accordingly, the driving condition may be input when the user selects a predetermined course such as a short time course or selects a predetermined mode such as a 'short time function'.
  • the controller may input the driving conditions according to at least one of the amount of the object inside the dryer and the ambient temperature of the dryer.
  • the controller may automatically set and apply driving conditions. That is, when the amount of the object to be dried is relatively small, the controller can automatically select a course or mode with a short driving time.
  • the controller may prompt the user to apply a short course when the amount of the object is less than or equal to a predetermined value. That is, when the amount of the object is less than or equal to a predetermined value, the controller may first prompt the user to apply the short time course or the short time mode, and drive the user according to the course selected by the user.
  • the controller may automatically set driving conditions when the ambient temperature of the dryer is greater than or equal to a predetermined temperature.
  • the dryer according to the present embodiment heats and supplies air by a heat pump when hot air is supplied.
  • the heat pump the higher the temperature of the air flowing into the evaporator, the smoother the moisture removal and heating in the air are made. This is because the higher the temperature of the air flowing into the evaporator, the greater the amount of latent heat transferred to the refrigerant of the evaporator.
  • the drying efficiency is increased.
  • the control unit automatically sets the driving conditions when the ambient temperature of the dryer is greater than or equal to the predetermined temperature.
  • the controller may first prompt the user to apply the short time course or the short time mode, and may be driven according to the course selected by the user.
  • step S930 of adjusting the power supplied to the variable compressor and the driving speed of the compressor will be described.
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between time and heat quantity at the initial stage of driving of the heat pump.
  • the horizontal axis shows time and the vertical axis shows the amount of heat supplied from the heat pump.
  • the A curve shows the correlation between time and heat quantity when a variable compressor is used
  • the B curve shows the correlation between time and heat direction when a constant speed compressor is used.
  • the heat supply of the heat pump gradually increases during the first predetermined time T1 after driving the heat pump as described above.
  • the first time corresponds to approximately 20 to 25% of the time compared to the set driving time of the dryer. That is, when C1 is a heat amount supplied by the heat pump in a steady state, it takes a long time to reach the C1.
  • the amount of heat supplied during the first time is relatively smaller than the target amount of heat C1. Therefore, even when the heat pump is driven during the first time, the air is not sufficiently condensed and heated, thereby reducing the drying efficiency.
  • the control method adjusts at least one of the power supplied to the variable compressor and the driving speed of the compressor during the first time after the dryer is driven. Specifically, at least one of the electric power and the driving speed of the compressor during the first time is made relatively large so as to be larger than the case where the compressor is driven in a normal state. Therefore, in the case of using a variable compressor, the calorific value of the initial driving follows the B curve. That is, compared to the case of using a constant speed compressor, it is possible to provide relatively more heat through the heat pump at the beginning of the driving. Therefore, the operating time of the dryer can be shortened by supplying more heat in the beginning than in the constant speed type.
  • control method according to the above embodiments can be applied to a washing machine having a drying function, of course, and also to a clothes processing apparatus for drying clothes with a heat pump Can be applied.

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Abstract

본 발명은 건조기의 제어방법에 관한 것으로서, 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서, 상기 건조기의 구동조건을 확인하는 단계 및 상기 구동조건에 따라 상기 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건조기의 제어방법
본 발명은 건조기의 제어방법에 관한 것이다.
세탁장치는 세탁을 수행하는 세탁기와, 건조를 수행하는 건조기와, 세탁 및 건조를 모두 수행할 수 있는 건조겸용 세탁기로 구분할 수 있다. 건조기는 가열 건조공기를 공급하여 대상물을 건조하는 장치로서, 다양한 종류의 건조기들이 많이 개발되었다. 하지만, 이러한 건조기는 다양한 문제점을 수반한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 건조기의 열풍을 발생시키기 위한 히트펌프의 압축기를 개선하여 초기 가동시 신속한 열풍공급을 가능하도록 한 건조기의 제어방법를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서, 상기 건조기의 구동조건을 확인하는 단계 및 상기 구동조건에 따라 상기 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 제어방법에 따르면, 히트펌프의 압축기를 가변형 압축기를 사용함으로써 열풍 공급초기의 히트펌프의 작동효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어방법에 따르면, 건조기의 부하에 따라 가변형 압축기에 공급되는 전력을 가변하여 열풍의 공급량 및 공급온도를 가변할 수 있도록 함으로써, 건조기의 작동효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 건조기의 내부구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에서 히트펌프만을 도시한 사시도,
도 3 내지 도 6은 히트펌프를 구비한 다양한 실시예에 따른 건조기의 구성을 도시한 개략도,
도 7 및 도 8은 다른 실시예들에 따른 히트펌프의 구성을 도시한 도면,
도 9는 일 실시예에 따른 제어방법을 도시한 순서도 및
도 10은 히트펌프의 구동 초기에 시간과 열량의 관계를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 건조기를 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 건조기를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 건조기(100)는 외관을 형성하는 캐비넷(110)을 구비할 수 있다. 또한, 캐비넷(110)의 내부에 선택적으로 회동 가능하게 설치되는 드럼(120)을 구비할 수 있다. 드럼(120)의 내부에 세탁대상물을 수용할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만 건조기(100)는 적어도 하나의 건조정보를 입력받는 사용자 조작부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 사용자는 사용자 조작부를 통하여 건조정보, 예를 들어 원하는 코스를 선택할 수 있다. 또한, 건조기(100)는 상기 사용자 조작부에 의해 입력된 건조정보에 따라 동작신호를 발생시키는 제어부(미도시)를 구비한다.
한편, 일 실시예에 따른 건조기(100)는 드럼(120) 내부의 세탁대상물을 건조하기 위하여 건조공기를 공급하는 가열수단을 구비할 수 있다. 본 실시예에 따른 건조기는 가열수단으로서 히트펌프(130)를 구비할 수 있다. 히트펌프(130)는 냉매가 순환하는 증발기(132), 압축기(134, 도 3 참조), 응축기(136) 및 팽창밸브(138, 도 3 참조)를 구비할 수 있으며, 히트펌프(130)는 외부에서 유입되는 공기를 제습하여 건조시키며 소정의 온도로 가열할 수 있다. 히트펌프(130)는 상기 제어부의 동작신호에 의해 구동된다.
이하에서는, 도면을 참조하여 히트펌프(130)에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 히트펌프(130)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 히트펌프(130)는 냉매의 응축에 의해 외부에서 유입되는 외부 공기로부터 잠열을 전달받아 공기 중에서 수분을 응축시키며, 잠열을 후술하는 응축기(136)로 전달하는 증발기(132)와, 증발기(132)에서 냉매를 통해 전달된 잠열에 의해 공기를 가열하는 응축기(136)를 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 히트펌프(130)는 증발기(132)에서 공기를 제습하고 응축기(136)로 유입된 공기를 소정온도로 가열함으로써, 드럼(120) 내부로 건조 가열 공기를 공급할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 건조기(100)는 캐비넷(110)의 일측에 전술한 히트펌프(130)의 구성요소가 각각 설치될 수도 있지만, 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이 캐비넷(110)의 일측에 착탈 가능한 모듈 형식(module type)의 히트펌프를 구비할 수 있다. 상기 모듈 형식의 히트펌프(130)를 구비함으로써 본 실시예에 따른 건조기는 조립 및 유지 보수 시에 분해가 보다 용이하게 된다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 히트펌프(130)는 외관을 형성하고, 내부에 전술한 각종 구성요소가 구비되는 케이스(140)를 포함할 수 있다.
케이스(140)는 상부 케이스(142)와 하부 케이스(144)를 포함할 수 있으며, 하부 케이스(144)에 전술한 각종 구성요소가 설치될 수 있다. 상부 케이스(142)는 하부 케이스(144)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이에 의해, 케이스(140) 내부의 각종 구성요소의 설치 및 보수가 더욱 용이해진다.
케이스(140)의 내부로 유입되는 공기는 증발기(132)에서 수분이 응축되어 건조된다. 즉, 증발기(132)의 냉매배관에서 냉매가 증발되어 증발기(132)의 외부를 지나가는 공기에서 열이 냉매로 전달되어, 공기가 냉각됨에 따라 수분은 응축되어 응축수로 되고, 공기는 수분이 제거되어 건조한 공기로 된다.
바람직하게는, 증발기(132)에서 응축된 응축수를 집수하는 응축수 보관부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 증발기(132)의 하부에 응축수를 저장하는 집수통(미도시)을 구비하고, 상기 집수통은 배관 등을 통하여 증발기(132)에 인접하여 위치된 응축수 보관부에 연결될 수 있다. 이에 의해, 증발기(132)에서 응축된 응축수는 먼저 집수통에 모이게 되고, 이어서 배관을 통해 응축수 보관부에 집수될 수 있다. 응축수 보관부는 집수된 응축수를 배수관을 통해 캐비넷(120)의 외부로 버리거나, 또는 응축수 보관부가 캐비넷(110)에 착탈 가능하게 설치되어 사용자가 응축수 보관부를 분리하여 응축수를 버리는 구성도 가능하다.
한편, 증발기(132)에서 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 건조시킴과 동시에 증발기(132)의 냉매에는 잠열이 저장될 수 있다. 즉, 공기 중의 수분이 응축됨에 따라 증발기(132) 내부의 냉매는 기화되어 잠열을 포함하게 된다. 이러한 냉매 중에 포함된 잠열은 후술하는 응축기(136)로 전달되어 공기를 가열하는데 사용된다.
즉, 본 실시예에 따른 응축기(136)는 냉매배관(미도시)에 의해 증발기(132) 및 압축기(134)와 연결된다. 따라서, 증발기(132)에서 잠열을 포함한 냉매는 냉매배관을 통해 압축기(134)를 거쳐 응축기(136)로 공급되며, 응축기(136)에서 냉매는 응축되면서 잠열을 방출하여 응축기(136)를 관통하여 유동하는 공기를 소정온도로 가열하게 된다. 따라서, 증발기(132)는 공기 중에 포함된 수분을 응축시켜 공기를 건조시킴과 동시에 수분의 응축에 의해 발생하는 잠열을 냉매를 통해 응축기(136)로 전달하게 되며, 응축기(136)는 냉매를 응축시켜 잠열을 방출함으로써 공기를 가열하게 된다.
한편, 본 실시예에서는 증발기(132)와 응축기(136)를 따라 공기가 유동하는 하나의 공기유로(A)가 형성될 수 있다. 즉, 히트펌프(130)로 유입되는 공기는 증발기(132)에서 수분이 응축되어 건조되며, 이어서 압축기(134)를 거쳐 응축기(136)에서 가열되어 드럼(120)으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 하나의 공기유로(A)가 형성되면, 드럼(120)으로 공급되는 공기는 가열건조한 상태이기 때문에, 건조효과가 더욱 향상될 수 있다. 일반적으로, 건조효과를 향상시키기 위해서는 고온의 공기를 공급하는 것뿐만 아니라, 건조한 공기를 공급하여야 하기 때문이다.
상기 공기가 유동하는 공기유로(A)의 형상은 한정되지 않지만, 히프펌프(130)가 캐비넷(110)의 내부에 설치되는 것을 고려하여 직선형으로 형성될 수 있다. 이를 위해, 히트펌프(130)의 증발기(132) 및 응축기(136)는 공기유로(A)를 따라 일렬로 직선형으로 배치될 수 있다. 이에 의해 히트펌프(130)의 체적을 최소화할 수 있어서, 조립 및 분해가 보다 용이할 수 있다. 한편, 케이스(132) 내에는 공기가 공기유로(A)를 통해 원활하게 유동되도록 하는 팬(미도시)을 더 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 히트펌프(130)에 케이스(140)가 구비된 경우의 공기유로에 대하여 설명하였지만, 케이스(140)가 구비되지 않고 캐비넷(110)의 일측에 상기 히트펌프(130)의 구성요소가 각각 설치되는 경우에는 증발기(132)와 응축기(136)로 외부 공기가 유입되도록 하는 별도의 덕트 등이 구비될 수 있다. 한편, 히트펌프(130)에 의해 공기를 건조시키고 가열하여 드럼(120)으로 공급하는 경우에 응축기(136)에 의해서 공기를 가열하게 되므로, 공기의 온도가 히터를 사용하는 종래의 건조기에 비해서 낮아질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 케이스(140)의 말단부 또는 드럼(120)으로 공기가 유입되기 전에 공기를 가열하는 히터(139, 도 4 참조)를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 히트펌프(130)의 증발기(132)와 응축기(136)를 따라 하나의 공기유로(A)가 형성되는 구성에 대해서 설명하였으나, 증발기와 응축기를 따라 각각 별도의 공기유로가 형성되는 구성도 가능하다. 즉, 증발기(132)로 유입된 공기 중에서 수분을 응축시켜 잠열을 저장하고 공기는 다시 히트펌프(130)의 외부로 배출하며, 상기 잠열을 냉매를 통해 응축기(136)로 전달하여 별도의 공기유로를 통해 응축기(136)로 유입된 공기를 가열하여 드럼(120)으로 공급하는 구성도 가능하다.
한편, 건조기는 드럼 내부의 공기를 순환하여 사용하는 순환식과 드럼 내부의 공기를 배출하여 사용하는 배기식으로 구분할 수 있다. 이하에서는 히트펌프를 구비한 건조기에 있어서 순환식과 배기식을 설명한다.
도 3은 히트펌프를 구비한 건조기에 있어서 순환식의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 드럼(120)에서 배출된 공기는 제1 공기유로(12)를 따라 증발기(132)로 공급된다. 증발기(132)에서 공기 중의 수분이 응축되며 이어서 제2 공기유로(14)를 따라 응축기(136)로 유동하여 응축기(136)에 의해 소정 온도로 가열된다. 응축기(136)를 거친 공기는 제3 공기유로(16)를 따라 다시 드럼(120)의 내부로 공급된다. 한편, 증발기(132)와 응축기(136)는 냉매라인(22)을 통해 압축기(134) 및 팽창밸브(138)와 연결된다. 히트펌프의 구성 및 동작에 대해서는 앞서서 이미 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.
도 4는 순환식의 건조기에 있어서 다른 실시예를 도시한다. 도 3의 실시예와 비교하면 히트펌프를 거친 공기가 드럼으로 유입되기 전에 히터(139)에 의해 다시 한번 가열된다는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 응축기(136)에서 배출된 공기는 제3 공기유로(16)를 따라 유동하며 히터(139)를 거쳐 드럼(120) 내부로 공급된다. 히터(139)는 제3 공기유로(16)를 따라 유동하는 공기를 재가열하게 된다. 여기서 '재가열'이라 함은 응축기(136)에서 공기를 1차로 가열하며 히터(139)에 의해 공기를 2차로 가열함을 의미한다.
이러한 히터(139)는 가스식 버너 또는 전기식 히터로 이루어질 수 있으며 한정되지 않는다. 이와 같이 히터를 구비하게 되면, 히트펌프의 응축기(136)에 의해 건조되고 가열된 공기를 히터에 의해 다시 가열하여 원하는 온도로 드럼(120)에 공급하는 것이 가능해진다. 따라서, 공기는 응축기(136)에 의해 예열되고 히터에 의해 가열되게 되므로, 히터에 걸리는 로드(load)를 현저하게 줄일 수 있다. 즉, 히터에서 종래에 비하여 더 적은 전기에너지를 이용하여 공기를 원하는 온도로 가열하는 것이 가능해지며, 나아가 소형 히터에 의해서도 가열을 하는 것이 가능해진다.
도 5는 히트펌프를 구비한 건조기에 있어서 배기식의 구성을 도시한 개략도이다. 전술한 도 3의 실시예와 비교하여 증발기 및 응축기에 있어서 공기의 유로가 차이가 있는 바, 이하 차이점을 중심으로 살펴본다.
도 5를 참조하면, 증발기(132)를 거친 공기는 제4 공기유로(17)를 따라 건조기의 외부로 배출된다. 즉, 순환식과 같이 증발기(132)를 거친 공기가 응축기(136)로 공급되는 것이 아니라 건조기의 외부로 배기되는 것이다. 이 경우, 드럼(120)에서 배출되는 공기는 상온의 공기에 비하여 더 높은 온도를 가지게 된다. 따라서, 드럼(120)에서 배출되는 공기가 증발기(132)에 도달하면, 증발기(132)의 냉매로 열을 전달하여 냉매에 잠열을 축적하게 된다. 이러한 냉매는 냉매라인(22)을 따라 응축기(136)로 공급되어 응축기(136)에서 잠열에 의해 공기를 가열하게 된다. 한편, 응축기(136)로 공급되는 공기는 제5 공기유로(19)를 따라 유입된다. 여기서, 제5 공기유로(19)는 드럼(120)에서 배출된 공기가 아니라 건조기 내부의 공기 또는 건조기 외부의 공기를 유입하게 된다.
도 6은 배기식의 건조기에 있어서 다른 실시예를 도시한다. 도 5의 실시예와 비교하면 히트펌프를 거친 공기가 드럼으로 유입되기 전에 히터(139)에 의해 다시 한번 가열된다는 점에서 차이가 있다. 배기식에 대해서는 도 5에서 설명하였고 히터에 대해서는 도 4에서 설명하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.
한편, 상술한 실시예들에서는 하나의 증발기와 응축기를 구비하는 히트펌프에 대하여 설명하였다. 하지만 다르게는 복수의 증발기(132)와 복수의 응축기(136)가 구비되는 히트펌프가 마련될 수 있다.
이하에서는 복수의 응축기(136) 및 복수의 증발기(132)의 설치상태를 설명한다. 도 7 내지 도 8은 복수의 응축기(136) 및 복수의 증발기(132)를 구비한 히트펌프 모듈을 나타낸 간략도이다.
도 7을 참조하면, 증발기(132)와 응축기(136)의 개수는 설치환경에 따라 달라질 수 있으며 예를 들어 2개일 수 있다. 이하에서는 증발기(132)와 응축기(136)가 각기 2개인 것을 예로 들어 설명한다.
본 실시예에 따른 증발기(132)는 제1 증발기(132A)와 제2 증발기(132B)로 구성된다. 더불어, 응축기(136)는 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)로 구성된다. 제1 증발기(132A)와 제2 증발기(132B)는 서로 인접하여 배칠될 수 있으며, 또한, 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)도 서로 인접하여 배치될 수 있다. 또한, 제1, 2 증발기 및 제1, 2 응축기는 공기의 유로에 나란한 방향으로 배치될 수 있다.
한편, 제1, 2 증발기(132A, 132B) 및 제1, 2 응축기(136A, 136B)는 냉매배관(660)에 의해 압축기(134)와 연결된다. 여기서 제1, 2 증발기(132A, 132B) 및 제1, 2 응축기(136A, 136B)와 냉매배관(660)의 연결은 병렬 또는 직렬형태로 연결될 수 있다.
여기서, 제1, 2 증발기(132A, 132B) 및 제1, 2 응축기(136A, 136B)가 직렬형태로 연결된 경우 압축기(134)에서 제1 증발기(132A)로 냉매배관(660)이 연결되며, 제1 증발기(132A)와 제2 증발기(132B)가 별도의 배관으로 연결된다. 이에 제2 증발기(132B)에서 팽창밸브(138)로 냉매배관(660)이 연결되고, 팽창밸브(138)에서 제1 응축기(136A)로 냉매배관(660)이 연결된다. 또한, 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)는 별도의 배관으로 연결되며, 제2 응축기(136B)에서 압축기(134)로 냉매배관(660)이 연결된다.
이에 압축기(134)에서 공급되는 냉매는 제1, 2 응축기(136A, 136B)를 순차적으로 통과하면서 공기를 가열한다. 그리고, 제1, 2 응축기(136A, 136B)를 통과한 냉매는 팽창밸브(138)를 거쳐 제1, 2 증발기(132A, 132B)를 순차적으로 통과하면서 공기에 포함된 수분을 응축한다.
한편, 전술한 도 7에서는 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)가 직렬로 연결된 경우이며 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)도 직렬로 연결된 경우이다. 하지만, 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)는 병렬로 연결될 수 있으며 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)도 마찬가지로 병렬로 연결될 수 있다. 도 8은 복수개의 증발기 및 응축기가 각각 병렬로 연결된 구성을 도시한다. 이하, 도 7과의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 제1, 2 증발기(132A, 132B) 및 제1, 2 응축기(136A, 136B)가 병렬형태로 연결된 경우 압축기(134)에서 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)로 연결되는 냉매배관(660) 및 제1 응축기(136A) 및 제2 응축기(136B)로 연결되는 냉매배관(660)에는 분지관(662, 664, 도 8 참조)이 추가로 형성될 수 있다. 또한 팽창밸브(138)에서 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)로 연결되는 냉매배관(660) 및 제1 응축기(136A) 및 제2 응축기(136B)로 연결되는 냉매배관(660)에는 분지관(666a, 666b, 도 8 참조)이 추가로 형성될 수 있다.
이에 압축기(134)와 제1, 2 증발기(132A, 132B)를 연결하는 냉매배관(660)의 끝단에는 분지관(662)이 결합되어 있어 분지관(662)을 통해 냉매가 제1 증발기(132A)와 제2 증발기(132B)로 동시에 공급된다. 더불어, 제1, 2 응축기(136A, 136B)와 압축기(134)를 연결하는 냉매배관(660)의 끝단에는 분지관(664)이 결합되어 있어 분지관(664)을 통해 제1 응축기(136A)와 제2 응축기(136B)를 통과한 냉매가 압축기(134)로 공급된다.
이에 압축기(134)에서 공급되는 냉매는 제1, 2 증발기(132A, 132B)를 나뉘어 통과하면서 공기에 포함된 수분을 응축하고, 제1, 2 응축기(136A, 136B)를 나뉘어 통과하면서 공기를 가열한다.
다시 도 7 및 도 8을 참조하면, 드럼(120)에서 배출되는 습한 공기는 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)를 차례로 통과하면서 공기 중에 포함된 수분이 응축되어 제거된다. 따라서 습공기는 건조공기가 된다. 그리고, 증발기(132)에서 배출된 건조공기는 제1 응축기(136A) 및 제2 응축기(136B)을 차례로 통과하면서 가열된다. 이후 제2 응축기(136B)를 통과한 고온의 건조공기는 다시 드럼(120) 내부로 유입된다. 도 7 및 도 8에서는 순환식의 구성만을 도시하였으나 배기식에도 물론 적용이 가능하다. 배기식의 경우에는 전술한 도 5 및 도 6의 구성에서 증발기 및 응축기의 구성이 도 7 및 도 8과 같이 복수개의 증발기 및 응축기로 바뀔 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조기(100)는 드럼(120)에서 배출된 습공기가 제1 증발기(132A) 및 제2 증발기(132B)를 차례로 통과함으로써 응축효율을 증가시키는 효과가 있다. 즉, 습공기가 제1, 2 증발기(132A, 132B)를 통과함으로써 습공기와 제1, 2 증발기(132A, 132B)의 냉매라인과 접촉면적 및 접촉시간이 증가되어 습공기 내에 포함된 수분을 최대로 응축할 수 있다.
또한, 공기가 제1 응축기(136A) 및 제2 응축기(136B)를 차례로 통과함으로써 가열효율을 증가시키는 효과가 있다. 즉, 공기가 제1, 2 응축기(136A, 136B)를 통과함으로써 건조공기와 제1, 2 응축기(136A, 136B)의 냉매라인과 접촉면적 및 접촉시간이 증가되어 단일 응축기를 통과하는 건조공기보다 상대적으로 고온의 건조공기를 얻을 수 있다.
따라서, 이러한 고온의 건조공기를 드럼(120) 내부로 공급하여 건조대상물과 열교환을 함으로써 열교환 효율을 높일 수 있으며, 건조시간을 단축할 수 있다.
한편, 히트펌프의 압축기에는 압축기의 구동속도가 고정되는 정속형 압축기와 압축기의 구동속도가 조절되는 가변형 압축기를 포함할 수 있다. 여기서, 가변형 압축기라 함은 압축기(134)가 구동하는 경우에 구동속도(hz)가 고정되는 타입이 아니라, 구동속도를 선택적으로 조절할 수 있는 압축기(134)로 정의될 수 있다. 따라서, 압축기(134)의 구동속도를 조절함으로써 압축기(134)의 소음 및 진동을 줄이고 압축기의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.
그런데, 전술한 가변형 압축기(134)의 구동속도를 조절하는 경우에 주요 인자로는 냉매에 대한 온도정보가 있다. 이러한 냉매의 온도정보는 응축기(136)의 냉매 응축 온도, 증발기(132)의 냉매 증발 온도, 응축기(136)의 토출 냉매 온도, 증발기(132)의 유입 및 토출 냉매 온도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 건조기(100)의 제어부(미도시)는 상기와 같은 냉매에 대한 온도정보를 바탕으로 압축기(134)의 구동속도를 제어할 수 있다.
이하, 히프펌프의 온도를 감지하기 위한 구성에 대해서 상세하게 살펴본다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 히트펌프는 냉매배관(660)에 의해 연결된 증발기(132), 압축기(134), 응축기(136) 및 팽창밸브(138)를 구비할 수 있다. 본 실시예에 따른 의류 처리장치는 전술한 온도 정보들을 감지하기 위하여 적어도 하나의 온도센서를 구비할 수 있다. 전술한 온도 정보 중에서 응축기(136)의 토출 냉매 온도, 증발기(132)의 유입 및 토출 냉매 온도를 감지하는 경우에 응축기(136)의 냉매 토출구, 증발기(132)의 냉매 유입구 및 토출구에 각각 온도센서(628, 638a, 638b)를 구비할 수 있다. 추가적으로 압축기(134)의 토출온도를 감지하는 경우 압축기(134)의 토출구 상에 온도센서(642)를 더 구비할 수 있다.
즉, 응축기(136)의 토출 냉매 온도, 증발기(132)의 유입 및 토출 냉매 온도를 감지하는 경우에 온도센서(628, 638a, 638b, 642)의 위치가 온도의 감지에 크게 영향을 미치지 않는다. 하지만, 응축기(136)의 냉매 응축 온도와 증발기(132)의 냉매 증발 온도를 감지하는 경우에는 온도센서(628, 638a, 638b)의 위치가 중요하게 작용한다. 즉, 응축기(136)와 증발기(132)에서 냉매의 상변화 온도를 감지하기 위해서는 응축기(136)와 증발기(132)의 내부의 냉매 라인에서 상변화가 발생하는 라인을 따라 온도감지센서(626, 636)를 구비하는 것이 바람직하다.
한편, 증발기(132)는 증발기(132)에서 냉매의 상변화 온도, 즉 냉매의 증발온도를 감지하기 위하여 제1 온도센서(636)를 구비할 수 있다. 제1 온도센서(636)는 증발기(132)에서 냉매의 상변화 온도를 감지하기 위하여 소정의 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 증발기(132)의 내부를 따라 구비된 냉매라인에서 대략 중앙부, 즉 냉매라인의 길이를 따라 중앙부 부근에 구비될 수 있다. 이는 증발기(132)의 대략 냉매라인의 길이를 따라 중앙부 부근에서 상변화가 일어날 수 있기 때문이다. 또한, 냉매의 상변화가 증발기(132)의 냉매라인을 따라 냉매 유입구 또는 토출구에 치우쳐서 발생하게 되면 냉매가 충분히 공기와 열교환을 하지 못하게 되어 히트펌프의 전체의 효율이 떨어지게 된다. 결국, 냉매의 상변화는 증발기(132)의 냉매라인의 길이를 따라 중앙부에서 발생할 수 있으며, 제1 온도센서(636)는 상변화 온도를 감지하기 위하여 증발기(132)의 냉매라인의 길이를 따라 가운데 부근에 구비될 수 있다.
또한, 응축기(136)는 응축기(136)에서 냉매의 상변화 온도, 즉 냉매의 응축온도를 감지하기 위하여 제2 온도센서(626)를 구비할 수 있다. 제2 온도센서(626)는 응축기(136)에서 냉매의 상변화 온도를 감지하기 위하여 소정의 위치에 구비될 수 있다. 예를 들어, 응축기(136)의 내부를 따라 구비된 냉매라인에서 대략 중앙부, 즉 냉매라인의 길이를 따라 중앙부 부근에 구비될 수 있다. 이는 응축기(136)의 대략 냉매라인의 길이를 따라 중앙부 부근에서 상변화가 일어날 수 있기 때문이다. 또한, 냉매의 상변화가 응축기(136)의 냉매라인을 따라 냉매 유입구 또는 토출구에 치우쳐서 발생하게 되면 냉매가 충분히 공기와 열교환을 하지 못하게 되어 히트펌프의 전체의 효율이 떨어지게 된다. 결국, 냉매의 상변화는 응축기(136)의 냉매라인의 길이를 따라 중앙부에서 발생할 수 있으며, 제2 온도센서(626)는 상변화 온도를 감지하기 위하여 응축기(136)의 냉매라인의 길이를 따라 중앙부 부근에 구비될 수 있다.
한편 일반적인 증발기(132) 및 응축기(136)의 경우 소정길이의 냉매라인과 냉매라인에 결합되어 열교환 효율을 증가시키는 다수의 열교환핀(미도시)으로 구성된다. 이러한 경우 냉매라인의 중앙부가 열교환핀과 중첩되는 경우가 발생할 수 있으며, 제1, 2 온도센서(626, 636)의 설치 및 고정이 매우 어려운 문제점이 있다.
이에 제1, 2 온도센서(626, 636)를 냉매라인 상에 위치하되, 열교환핀에 대하여 중첩되지 않는 부분에 설치하는 것이 바람직하다. 즉 제1, 2 온도 센서(626, 636)는 증발기(132) 및 응축기(136)를 구성하는 열교환핀과 열교환핀을 통과하는 냉매라인에서 열교환핀의 일측으로 노출되는 냉매라인에 설치될 수 있을 것이다. 이러한 경우에도 제1, 2 온도센서(626, 636)의 설치 위치는 냉매라인의 중앙부에 근접한 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 종래 히트펌프는 통상적으로 정속형 압축기(on/off형 압축기)를 사용하여 히트펌프를 구성하였다. 이러한 정속형 압축기는 전원 공급에 따라 on/off되는 작동 특성을 갖는다. 즉, 종래 기술에 따른 정속형 압축기는 항상 동일한 RPM으로 작동하게 된다. 그런데, 압축기는 기동되는 초기 시간대에 공급되는 전력이 냉매의 압축에 모두 사용되지 않으며 상대적으로 많은 양이 열로 방출된다. 따라서 항상 일정한 RPM을 갖는 정속형 압축기의 경우에는 초기 기동 시 공급되는 전력이 열로 방출되는 일정시간 동안 냉매의 압축효율이 급격히 저하되고, 일정시간이 경과된 후에 점차 정상 압축효율을 갖게 된다. 따라서, 히트펌프의 구동 초기에는 정상적으로 공기로 열량을 공급하지 못하게 되어 공기를 충분하지 가열하지 못하여 결국 건조효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.
특히, 이러한 문제점은 건조기에 있어서 정상코스(또는 표준코스)의 전체 구동시간에 비하여 상대적으로 구동시간이 짧은 소위 '단시간 코스(Quick driving course)'에 있어서 문제가 된다. 즉, 구동시간이 짧은 코스에서는 구동 초기부터 정상적으로 열량을 공급하여 공기를 가열건조공기로 변환하여 공급하여야 한다. 그런데, 히트펌프의 구동 초기에 건조효율이 떨어지게 되면 짧은 시간에 건조를 마치는 것이 곤란하므로 구동시간이 길어지게 되어 단시간 코스의 구현이 힘들어지게 된다. 이하에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 일 실시예에 따른 제어방법을 살펴본다.
도 9는 일 실시예에 따른 건조기의 제어방법을 도시한 순서도이다. 이하, 설명하는 제어방법은 특히 건조기의 히트펌프의 구동 초기에 히트펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 9을 참조하면, 건조기의 제어방법은 건조기의 구동조건을 확인하는 단계(S910) 및 상기 구동조건에 따라 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계(S930)를 포함할 수 있다.
먼저, 사용자가 건조기의 코스 중에 하나를 선택하는 경우에 건조기에 구비된 제어부는 건조기의 구동조건을 확인할 수 있다(S910). 즉, 제어부는 사용자가 코스를 선택하는 경우에 또는 선택된 코스의 구동 중에 구동조건을 확인할 수 있다. 여기서 상기 '구동조건'이라 함은 건조기가 구동하는 경우에 표준코스(또는 정상상태)에 비하여 전체 구동시간이 상대적으로 짧은 구동조건을 말한다. 이러한 구동조건은 사용자에 의해 설정되거나 또는 제어부에 의해 자동으로 설정될 수 있는 바, 이하 살펴본다.
여기서, 건조기의 구동조건은 히트펌프의 구동조건에 해당할 수 있으며, 보다 정확하게는 압축기의 구동조건에 해당할 수 있다. 이러한 구동조건은 사용자에 의해 수동으로 입력되거나, 또는 제어부가 자동으로 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 건조기의 구동시간을 줄이고자 일명 '단시간 코스(Quick driving course)'를 선택하여 사용자에 의해 수동으로 구동조건이 입력될 수 있다. 또는, 건조기 내부의 대상물의 양 및 건조기의 주변온도 중에 적어도 하나에 따라 제어부가 구동조건을 자동으로 입력할 수 있다.
사용자가 수동으로 구동조건을 입력하고자 하는 경우, 건조기에 별도의 단시간 코스를 구비하거나, 또는 코스 선택 후에 부가적인 선택으로 일명 '단시간 기능'을 선택할 수도 있다. 따라서, 사용자가 단시간 코스와 같은 소정의 코스를 선택하거나, 또는 '단시간 기능'과 같은 소정의 모드를 선택하는 경우에 구동조건이 입력될 수 있다.
한편, 제어부에 의해 자동으로 구동조건이 입력되는 경우에 제어부는 건조기 내부의 대상물의 양 및 건조기의 주변온도 중에 적어도 하나에 따라 구동조건을 입력할 수 있다.
예를 들어, 건조기 내부의 건조 대상물의 양이 미리 설정된 소정치 이하인 경우에 제어부는 자동으로 구동조건을 설정하여 적용할 수 있다. 즉, 건조 대상물의 양이 상대적으로 적은 경우에 제어부에 의해 자동으로 구동시간이 짧은 코스 또는 모드를 선택할 수 있는 것이다.
그런데, 사용자에 따라서는 적은 양의 대상물을 건조하는 경우에도 표준코스 또는 다른 코스로 건조하고자 하는 경우가 있다. 이러한 경우를 위하여 제어부는 대상물의 양이 소정치 이하인 경우에 단시간 코스의 적용여부를 사용자에게 재촉할 수 있다. 즉, 대상물의 양이 소정치 이하인 경우에 제어부는 먼저 사용자에게 단시간 코스 또는 단시간 모드의 적용여부를 재촉하고, 사용자가 선택한 코스에 따라 구동시킬 수 있는 것이다.
또한, 제어부는 건조기의 주변 온도가 소정 온도 이상인 경우에 자동으로 구동조건을 설정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 건조기는 열풍을 공급하는 경우에 히트펌프에 의해 공기를 가열하여 공급하게 된다. 그런데, 히트펌프는 증발기로 유입되는 공기의 온도가 높을 수록 공기 중의 수분 제거 및 가열이 원활하게 이루어진다. 이는 증발기로 유입되는 공기의 온도가 높을 수록 증발기의 냉매로 전달되는 잠열의 양이 많아지기 때문이다. 특히 전술한 순환식 및 배기식의 구성에서 배기식의 경우에 건조효율이 상승한다. 하지만, 순환식의 경우에도 건조기 주변 온도가 상승하게 되면 순환유로를 따라 유동하는 공기의 온도도 상승하게 되므로 건조효율이 상승하게 된다. 결국, 건조기의 주변온도가 소정 온도, 예를 들어 대략 25 내지 35도씨 이상인 경우에는 증발기로 유입되는 공기의 온도도 상승하게 되어 히트펌프에 의한 건조효율이 상승하게 된다. 따라서, 이러한 경우에는 히트펌프의 구동 초기에도 건조효율이 상대적으로 많이 떨어지지 않으므로 구동시간을 줄이는 것이 가능해진다. 결국, 제어부는 건조기의 주변온도가 소정온도 이상인 경우에는 자동으로 구동조건을 설정하게 되는 것이다.
또한, 전술한 바와 유사하게, 건조기의 주변온도가 소정 온도 이상인 경우에 제어부는 먼저 사용자에게 단시간 코스 또는 단시간 모드의 적용여부를 재촉하고, 사용자가 선택한 코스에 따라 구동시킬 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 10을 참조하여 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계(S930)에 대해서 살펴본다.
도 10은 히트펌프의 구동 초기에 시간과 열량의 관계를 도시한 그래프이다. 그래프에서 가로축은 시간을 흐름을 도시하며, 세로축은 히트펌프에서 공급하는 열량을 도시한다. 또한, A 곡선은 가변형 압축기를 사용한 경우에 시간과 열량의 상관관계를 도시하며, B 곡선은 정속형 압축기를 사용한 경우에 시간과 열향의 상관관계를 도시한다.
도 10을 참조하면, 정속형 압축기를 사용한 경우에는 전술한 바와 같이 히트펌프를 구동하고 나서 소정의 제1 시간(T1)동안 히트펌프의 공급열량이 서서히 증가하게 된다. 여기서, 상기 제1 시간은 건조기의 설정된 구동시간에 비하여 대략 20 내지 25 %의 시간에 해당한다. 즉, C1을 정상상태에서 히트펌프가 공급하는 열량이라고 할 때, 상기 C1에 도달하기 위하여 많은 시간이 소요되는 것이다. 또한, 상기 제1 시간 동안에 공급하는 열량은 목표 열량(C1)에 비하여 상대적으로 적게 된다. 따라서, 상기 제1 시간 동안에는 히트펌프가 구동하여도 공기를 충분히 응축 및 가열하지 못하게 되어 건조효율이 떨어지게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 실시예에 따른 제어방법에서는 건조기가 구동하고 나서 상기 제1 시간 동안 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하게 된다. 구체적으로, 상기 제1 시간 동안에 상기 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 상대적으로 크게 하여, 상기 압축기가 정상상태로 구동하는 경우에 비하여 크도록 설정하게 된다. 따라서, 가변형 압축기를 사용하는 경우에 구동초기의 열량을 보면 B 곡선을 따르게 된다. 즉, 정속형 압축기를 사용하는 경우에 비하여 구동 초기에 히트펌프를 통하여 상대적으로 더 많은 열량을 제공할 수 있다. 따라서, 정속형에 비하여 초반에 더 많은 열량을 공급함으로써 건조기의 구동시간을 단축시킬 수 있다.
다만, 이러한 경우에 열량 곡선에 있어서 오버슈트(over-shoot)가 발생할 수 있으며 오버슈트가 너무 크게 되면 열량의 낭비가 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 제어방법에서는 상기 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 상대적으로 크게하는 경우에 오버슈트에 의한 공급열량의 최고치가 정상상태의 열량에 비하여 1.5 배 이하가 되도록 한다.
한편, 전술한 실시예에서는 건조기의 경우에 한정하여 설명하였으나 전술한 실시예들에 따른 제어방법은 건조기능을 가지는 세탁기에도 물론 적용될 수 있으며, 나아가 히트펌프를 구비하여 의류를 건조하는 의류처리장치에도 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건을 확인하는 단계; 및
    상기 구동조건에 따라 상기 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 정상상태의 구동조건에 비하여 전체 구동시간이 상대적으로 짧은 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 수동으로 또는 자동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 사용자의 선택, 상기 건조기 내부의 대상물의 양 및 상기 건조기의 주변온도 중에 적어도 하나에 따라 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 사용자가 소정의 코스 또는 소정모드를 선택하는 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 상기 건조기 내부의 대상물의 양이 소정치 이하인 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 건조기의 구동조건은 상기 건조기의 주변온도가 소정 온도 이상인 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계는 상기 건조기가 구동하고 나서 제1 시간동안 수행되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 시간은 상기 건조기의 설정된 구동시간에 비하여 20 내지 25 %의 시간에 해당하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가변형 압축기에 공급되는 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나를 조절하는 단계는 상기 압축기가 정상상태로 구동하는 경우에 비하여 상기 전력 및 상기 압축기의 구동속도 중에 적어도 하나가 상대적으로 크도록 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 히트펌프에 의해 공급되는 열량의 최고치가 상기 압축기가 정상상태로 구동하는 경우에 공급하는 열량에 비하여 1.5배 이하인 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
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