WO2015080429A1 - 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법 - Google Patents

제습장치 및 제습장치의 동작제어방법 Download PDF

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control signal
variable compressor
drive shaft
refrigerant gas
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홍현진
박찬정
장동희
김현구
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코웨이 주식회사
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    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1405—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification in which the humidity of the air is exclusively affected by contact with the evaporator of a closed-circuit cooling system or heat pump circuit
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    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present application relates to an operation control method of a dehumidifier and a dehumidifier, and more particularly, to an operation control method of a dehumidifier and a dehumidifier that can increase dehumidification efficiency using a variable compressor.
  • Maintaining adequate humidity (eg, 40% to 60%) of indoor air can help prevent breathing disorders and diseases, and create a pleasant indoor atmosphere. If the humidity in the air is too high, decay, corrosion and condensation may occur, odor and bacteria may occur, so the humidity control in the air is essential.
  • the humidity in the air may be controlled using a dehumidifier, and the dehumidifier may remove moisture from the air by using a refrigeration cycle including a compressor, a condenser, and a heat exchanger. That is, the water vapor contained in the air can be removed by condensing water with the heat exchanger.
  • the compressor can generally utilize a fixed compressor, it is possible to adjust the amount of dehumidification by controlling the supply of power to the fixed compressor.
  • an overcurrent may be instantaneously applied at the time of supplying or interrupting the power.
  • the overcurrent may cause an operation interruption of the entire dehumidifier by operating the power circuit breaker, which may cause problems such as user inconvenience and deterioration of reliability of the product due to frequent interruptions of the dehumidifier.
  • the present application is to provide a dehumidifying apparatus and an operation control method of the dehumidifying apparatus that can increase the dehumidification efficiency by using a variable compressor.
  • the variable type compressor for controlling the amount of refrigerant gas compressed by the rotation of the drive shaft by varying the rotational speed of the drive shaft according to the input control signal;
  • a condenser for liquefying the compressed refrigerant gas supplied from the variable compressor;
  • a heat exchanger that vaporizes the liquefied refrigerant gas to cool the introduced air and removes water vapor in the introduced air by condensation with water using the cooling;
  • a blowing fan which forms an air flow according to a driving speed of the blowing motor and supplies external air to the heat exchanger;
  • a controller for generating the control signal according to an input signal and adjusting the rotational speed of the drive shaft.
  • control unit receives an external humidity value measured by an external humidity sensor as the input signal, and when the external humidity value is included in a preset target humidity range, adjusting the rotational speed of the drive shaft to a preset humidity maintaining speed.
  • the maintenance control signal can be output.
  • the controller may output an initial start control signal for limiting the rotational speed of the drive shaft to a preset initial start speed or less during a preset start time when power is supplied to the variable compressor.
  • the control unit may further include a function of generating a control signal to adjust a driving speed of the blowing motor of the blowing fan.
  • the controller receives the measured current value measured by the current measuring device for measuring the amount of current supplied to the variable compressor as the input signal, and if the measured current value is greater than or equal to a preset overload current value, A safety control signal may be output to reduce the rotation speed to a preset safety speed and to increase the driving speed of the blowing motor of the blowing fan to a preset reference speed or more.
  • control unit receives a measurement temperature value measured by a temperature sensor for measuring the surface temperature of the heat exchanger as the input signal, and if the measured temperature value is less than a predetermined condensation temperature, the rotation speed of the drive shaft is preset
  • a condensation prevention control signal may be outputted to reduce the condensation prevention speed and to increase the driving speed of the blowing motor of the blowing fan to a predetermined reference speed or more.
  • the refrigerant is compressed by using a variable compressor, and after liquefying the compressed refrigerant gas with a condenser, the air introduced by vaporizing the refrigerant gas with a heat exchanger.
  • An operation control method of a dehumidifying apparatus for removing water vapor in an inflowing air by cooling a gas comprising: a control signal generation step of generating a control signal for adjusting an amount of refrigerant gas compressed by the variable compressor according to an input signal; And a compression control step of controlling the amount of refrigerant gas compressed by the variable compressor by varying the rotational speed of the drive shaft by the variable compressor according to the control signal.
  • the control signal generation step may include: an initial startup process of generating an initial startup signal for limiting the rotational speed of the drive shaft to a preset initial startup speed or less for a preset startup time when power supply to the variable compressor is started; And if the external humidity value measured by the external humidity sensor is included in the predetermined target humidity range, it may include a humidity maintenance process for generating a maintenance control signal for adjusting the rotational speed of the drive shaft to a predetermined humidity maintenance speed.
  • the control signal generating step may generate a control signal for controlling the amount of refrigerant gas compressed by the variable compressor and the driving speed of the blower motor of the blower fan according to the input signal.
  • the method may further include a blowing control step of adjusting an amount of air introduced into the dehumidifying apparatus by adjusting a driving speed of the blowing motor of the fan.
  • the control signal generation step if the magnitude of the current supplied to the variable compressor is greater than a predetermined overload current value, the rotational speed of the drive shaft is reduced to a predetermined safety speed and the drive speed of the blower motor of the blower fan A safety control process of generating a safety control signal for increasing the control speed above a preset reference speed; And when the measured temperature value measured by the temperature sensor for measuring the surface temperature of the heat exchanger is equal to or less than a preset condensation temperature, the rotation speed of the drive shaft is reduced to a preset condensation prevention speed and the drive speed of the blow motor of the blower fan is reduced. It may include a condensation prevention process for generating a condensation prevention control signal to increase above a predetermined reference speed.
  • the operation control method of the dehumidifier and the dehumidifier according to an embodiment of the present invention can vary the rotational speed of the drive shaft of the variable compressor, it is possible to significantly reduce the number of operation of the power circuit breaker.
  • the rotational speed of the drive shaft of the variable compressor can be varied according to the external humidity and the surface temperature of the heat exchanger, it is possible to perform the dehumidification operation stably It can increase power consumption efficiency.
  • the operation control method of the dehumidifier and the dehumidifier by adjusting the drive speed of the blower motor of the blower fan as well as the drive shaft rotational speed of the variable compressor, to increase the heat exchange efficiency more efficiently Overload condition can be eliminated.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a graph showing the operation of the variable compressor of the dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation control method of a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the dehumidifying apparatus may include a variable compressor 10, a condenser 20, a heat exchanger 30, a blowing fan 40, and a controller 50.
  • the filter unit f may filter contaminants contained in air introduced into the dehumidifying apparatus 100. That is, the filter unit f may remove the contaminants in a manner of adsorbing contaminants in the air introduced by the blowing fan 40.
  • the filter unit f may be located at the inlet port as shown, and according to another embodiment, the filter unit f may be divided into the first filter unit and the second filter unit, and may be positioned at the inlet port and the exhaust port of the dehumidifier 100, respectively.
  • the first filter part may include a prefilter and a functional filter
  • the second filter part may include a HEPA filter, a high efficiency particulate air filter, a deodorization filter, and the like.
  • the pretreatment filter removes relatively large dust, hair, pet hair, and the like
  • the functional filter can remove antibacterial, pollen, mites, bacteria, bacteria, and the like.
  • the hepa filter may remove various dusts such as fine dust, indoor mold, and the like
  • the deodorization filter may perform a function of removing various odors and harmful gases in the room.
  • any filter that is generally used in the dehumidifier 100 may be included in the filter unit f.
  • the blowing fan 40 is rotated by the blowing motor, and may form an air flow according to the driving speed of the blowing motor. That is, the outside air may be introduced into the dehumidifying apparatus 100 using the air flow, and in particular, the outside air may be supplied to the heat exchanger 30 to perform the dehumidifying operation on the outside air. Can be.
  • the driving speed (ie, revolutions per minute (RPM)) of the blowing motor of the blowing fan 40 may be adjusted by the controller 50 as described below. Accordingly, if necessary, such as under an overload condition or a condensation temperature, the heat exchange efficiency may be increased by increasing the amount of air introduced into the dehumidifying apparatus 100, thereby more effectively eliminating the overload condition and improving the dehumidification efficiency. Can be.
  • RPM revolutions per minute
  • the dehumidifying unit d may remove water vapor contained in the introduced air. Specifically, the dehumidifying unit (d) may reduce the amount of saturated steam that the air may contain by cooling the air introduced therein. In this case, since the water vapor that exceeds the amount of saturated steam condenses into water, The amount of water vapor contained, ie the humidity can be lowered.
  • the dehumidifying unit (d) uses the variable compressor (10), the condenser (20) and the heat exchanger (30), induces a phase change of the refrigerant gas and uses an endothermic reaction according to the phase change of the refrigerant gas. It may be to cool the air introduced into the dehumidifier 100.
  • the variable compressor 10 compresses the refrigerant gas
  • the condenser 20 liquefies the compressed refrigerant gas
  • the liquefied refrigerant gas is evaporated and expanded in the heat exchanger 30 to cool the surrounding air.
  • the refrigerant gas may flow into the variable compressor 10 and may be compressed. That is, the refrigerant gas may cool the repeatedly introduced air while circulating the variable compressor 10, the condenser 20, and the heat exchanger 30.
  • the fixed compressor is to compress the refrigerant gas by rotating the drive shaft with an electric motor, it may be to rotate the drive shaft at a constant speed.
  • the fixed compressor can implement the necessary dehumidification performance in a manner to adjust the driving time. Specifically, as shown in FIG. 2 (a), the fixed compressor supplies power to the electric motor when the operation signal is input, compresses the refrigerant gas, and supplies power when the input of the operation signal is stopped. It can be operated in such a way that it stops the compression of the refrigerant gas by blocking.
  • the power circuit breaker may block the supply of power to the fixed compressor to prevent breakage of the fixed compressor.
  • the dehumidifying operation of the dehumidifying apparatus 100 is stopped when the power breaker is operated, when the power breaker is frequently operated, the user may feel inconvenience in using the product, and the reliability of the product is also increased. Can fall.
  • the fixed compressor since the fixed compressor operates at a constant speed regardless of ambient temperature, humidity, and the like, it may be disadvantageous in terms of energy efficiency. For example, when the indoor humidity is close to the target humidity, the stationary compressor may be stopped after operating for a short time. Then, if the stationary compressor is stopped, the room humidity may immediately rise above the target humidity. Can be. When the stationary compressor is operated again, the indoor humidity is lowered to the target humidity within a short time, so that the stationary compressor repeatedly operates for a short time. That is, since the fixed compressor is repeatedly operated near the target humidity, unnecessary power consumption may be excessive.
  • the fixed compressor when the fixed compressor is continuously operated due to high humidity, there may be a case where the fixed compressor is overloaded, in which case the operation of the fixed compressor may be restricted for a certain time. That is, when the humidity is high and the operation of the dehumidifier is most necessary, the fixed compressor may not operate due to overload.
  • the fixed compressor when the fixed compressor operates at a low temperature, water condensation may freeze on the surface of the heat exchanger, and in order to remove ice generated on the surface of the heat exchanger, the dehumidifier 100 may be used for a considerable time. Problems such as not working.
  • variable compressor 10 may be utilized.
  • the variable compressor 10, as shown in FIG. 2 (b), varies the rotation speed of the drive shaft according to the input control signal, and can control the amount of refrigerant gas compressed by adjusting the rotation speed of the drive shaft. That is, the variable compressor 10 may implement the necessary dehumidification performance by adjusting the rotational speed of the drive shaft. Therefore, in the case of the variable compressor 10, since sudden power supply and interruption are not repeatedly performed during the dehumidification operation, the case of the power circuit breaker is significantly reduced, and the degree of dehumidification can be adjusted according to the indoor humidity. Therefore, it is possible to prevent unnecessary power consumption.
  • variable compressor 10 when the operation of the variable compressor 10 is overloaded or ice is generated on the surface of the heat exchanger 30, the dehumidification performance can be reduced by lowering the rotation speed, so that continuous dehumidification is possible. Since the control of the specific operation of the variable compressor 10 is performed according to the control signal generated by the controller 50, a detailed control method of the variable compressor 10 will be described together with the controller 50.
  • the controller 50 may generate the control signal according to the input signal and adjust the rotation speed of the drive shaft of the variable compressor 10. In addition, the controller 50 may adjust the driving speed of the blowing motor of the blower fan 40 together with the rotational speed of the drive shaft of the variable compressor 10.
  • the controller 50 may be implemented in hardware such as a microprocessor.
  • the controller 50 may receive an external humidity value measured by the external humidity sensor S1 as the input signal.
  • the external humidity sensor S1 is provided in the dehumidifier 100 to measure the humidity of a place where the dehumidifier 100 is located, and may generate an external humidity value corresponding to the measured humidity.
  • the dehumidifying apparatus 100 may perform a dehumidifying operation to include the external humidity value in a target humidity range (for example, 40 to 50%) set by a user. That is, by using the dehumidifier 100, the humidity of the place where the dehumidifier 100 is located can be adjusted to the humidity desired by the user.
  • a target humidity range for example, 40 to 50%
  • the controller 50 when the external humidity value is within the target humidity range, the controller 50 decreases the rotational speed of the drive shaft of the variable compressor 10 to a predetermined humidity maintaining speed. You can do that. That is, when the external humidity value is included in the target humidity range, since no additional dehumidification is required to lower the humidity, dehumidification may be performed only to the extent that the humidity is kept constant by reducing the rotation speed of the drive shaft. Accordingly, the controller 50 may output a control signal for controlling the rotational speed of the drive shaft to a predetermined humidity maintaining speed to the variable compressor 10 to control the operation of the variable compressor 10. .
  • the controller 50 may receive the measured current value measured by the current meter S2 as the input signal.
  • the current meter S2 measures the magnitude of the current supplied to the variable compressor 10, and may generate a measured current value corresponding to the measured current value.
  • a power breaker operates to cut off the supply of power supplied to the variable compressor 10.
  • the rotation speed of the drive shaft may be reduced to a preset safety speed.
  • the amount of current applied to the variable compressor 10 is also reduced, thereby preventing overload on the variable compressor 10.
  • the controller 50 may output a safety control signal for reducing the rotational speed of the drive shaft to a preset safety speed when the measured current value is equal to or greater than a preset overload current value.
  • the controller 50 may adjust not only the rotational speed of the drive shaft of the variable compressor 10 but also the driving speed of the blower motor 40 of the blower fan 40 when the measured current value is greater than or equal to a preset overload current value. . Specifically, the controller 50 increases the drive speed of the blower motor of the blower fan 40 above a predetermined reference speed, thereby increasing the amount of air introduced into the dehumidifier 100, thereby increasing heat exchange efficiency. This allows for faster overload conditions.
  • the controller 50 may receive the measured temperature value measured by the temperature sensor S3 for measuring the surface temperature of the heat exchanger 30 as the input signal. Thereafter, when the measured temperature value input to the controller 50 falls below a preset condensation temperature, the controller 50 may reduce the rotational speed of the drive shaft to a preset condensation preventing speed.
  • the controller 50 when the surface temperature of the heat exchanger 30 falls below the condensation temperature, condensed water may freeze on the surface of the heat exchanger 30, in which case, the heat exchanger 30 The dehumidification performance of can drop sharply to less than half. Therefore, when the surface temperature of the heat exchanger 30 falls below the condensation temperature, the controller 50 reduces the rotational speed of the drive shaft to a condensation preventing speed, as shown in region C of FIG. The surface temperature of the heat exchanger 30 may be maintained higher than the condensation temperature.
  • the controller 50 may input a condensation preventing control signal to the variable compressor 10.
  • the controller 50 may adjust not only the rotation speed of the drive shaft of the variable compressor 10 but also the drive speed of the blow motor of the blower fan 40. Specifically, the controller 50 increases the drive speed of the blower motor of the blower fan 40 above a predetermined reference speed, thereby increasing the amount of air introduced into the dehumidifier 100, thereby increasing heat exchange efficiency. As a result, it is possible to remove frost on the surface of the heat exchanger 30 more quickly.
  • the controller 50 when the controller 50 starts supplying power for restarting the variable compressor 10, the controller 50 may adjust the rotational speed of the drive shaft for a preset start time. It can be limited below the preset initial starting speed. That is, in the case of the conventional stationary compressor, the stationary compressor is restarted after having a waiting time of about 3 minutes upon restart, thereby protecting the stationary compressor.
  • the variable compressor 10 since the variable compressor 10 can adjust the rotational speed of the drive shaft, the variable compressor 10 can operate at a low rotational speed during the preset starting time, so that the dehumidifying operation can be performed immediately without waiting time. Therefore, when power supply to the variable compressor 10 is started, the control unit 50 may output an initial start control signal for a preset start time, thereby limiting the rotational speed of the drive shaft to a preset initial start speed or less. .
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation control method of a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the operation control method of the dehumidifying apparatus may include a control signal generation step (S10) and a compression control step (S20), in some cases the air blowing control step (S30) ) May be further included.
  • the operation control method of the dehumidifier shown in FIG. 3 may be performed by a microprocessor or the like mounted on the dehumidifier.
  • the control signal generation step S10 may generate a control signal for adjusting the amount of refrigerant gas compressed by the variable compressor according to an input signal.
  • the control signal generation step (S10) may generate a control signal for adjusting the drive speed of the blower motor of the blower fan as well as the variable compressor.
  • control signal generation step S10 may include an initial startup process, a humidity maintenance process, a safety control process, and a condensation prevention process.
  • each of the above processes may be performed independently, and the order in which the respective processes are performed may be changed or some processes may be omitted.
  • the initial startup process may generate an initial startup signal when power supply to the variable compressor is started.
  • the initial start signal may limit the rotational speed of the drive shaft included in the variable compressor during the preset start time to less than or equal to the preset initial start speed. That is, as shown in area D of FIG. 2 (b), when power is supplied to the variable compressor, such as when the variable compressor is restarted, the rotational speed of the drive shaft is set to the initial starting speed for a preset start time.
  • the variable compressor can be protected by rotating at the following low speed.
  • the maintenance control signal for adjusting the rotational speed of the drive shaft to the preset humidity maintaining speed may be generated. That is, as shown in area A of FIG. 2 (b), when the external humidity value is included in the target humidity range, additional dehumidification is hardly necessary and only the current humidity is maintained, thereby reducing the rotational speed of the drive shaft. The amount of dehumidification can be reduced.
  • the safety control process may generate a safety control signal that reduces the rotational speed of the drive shaft to a predetermined safety speed when the magnitude of the current supplied to the variable compressor is greater than or equal to a preset overload current value.
  • the rotational speed of the variable compressor may be increased to match the external humidity value to the target humidity range.
  • the safety control signal may be output to maintain the safety speed indicated by the solid line without increasing the rotation speed to the area indicated by the dotted line in the region B of FIG. 2 (b).
  • the safety control process may generate a control signal for increasing the driving speed of the blower motor of the blower fan to a predetermined reference speed or more if the magnitude of the current supplied to the variable compressor is greater than or equal to a preset overload current value. Accordingly, by increasing the amount of air flowing into the dehumidifier to increase the heat exchange efficiency, it is possible to more quickly eliminate the overload condition.
  • the condensation prevention process as shown in the region C of Figure 2 (b), the rotation of the drive shaft if the measured temperature value measured by the temperature sensor for measuring the surface temperature of the heat exchanger is less than the predetermined condensation temperature
  • a condensation prevention control signal for reducing the speed to a preset condensation prevention speed can be generated.
  • the condensation prevention control signal can be generated to reduce the rotational speed of the variable compressor to the condensation prevention speed and to maintain the surface temperature of the heat exchanger higher than the condensation temperature.
  • the condensation prevention process may generate a control signal for increasing the driving speed of the blower motor of the blowing fan to a predetermined reference speed or more when the measured temperature value measured by the temperature sensor is equal to or less than a preset condensation temperature. Accordingly, by increasing the amount of air introduced into the dehumidifier to increase the heat exchange efficiency, it is possible to more quickly remove the debris on the surface of the heat exchanger.
  • the variable compressor may change the rotational speed of the drive shaft according to the control signal, thereby adjusting the amount of refrigerant gas compressed by the variable compressor.
  • the drive shaft rotational speed of the variable compressor according to the control signal is as shown in Figure 2 (b).
  • Compression control step (S20) may be performed in the case of the initial starting process, the humidity maintenance process, the safety control process and the condensation prevention process.
  • blowing control step (S30) by adjusting the driving speed of the blowing motor of the blowing fan according to the control signal, it is possible to adjust the amount of air introduced into the dehumidifier by the blowing fan.
  • Blowing control step (S30) may be performed in the case of the safety control process and the condensation prevention process.

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Abstract

본 출원은 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는, 입력되는 제어신호에 따라 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 구동축의 회전에 의하여 압축되는 냉매가스의 양을 조절하는 가변형 압축기; 상기 가변형 압축기로부터 공급받은 압축된 냉매가스를 액화하는 응축기; 상기 액화된 냉매가스를 기화시켜 유입된 공기를 냉각하고, 상기 냉각을 이용하여 상기 유입된 공기 중의 수증기를 물로 응결시켜 제거하는 열교환기; 송풍모터의 구동속도에 따라 공기 흐름을 형성하여, 상기 열교환기로 외부공기를 공급하는 송풍팬; 및 입력신호에 따라 상기 제어신호를 생성하여, 상기 구동축의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

제습장치 및 제습장치의 동작제어방법
본 출원은 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법에 관한 것으로서, 특히 가변형 압축기를 이용하여 제습효율을 높일 수 있는 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법에 관한 것이다.
실내의 공기는 적당한 습도(예를 들어, 40% ~ 60%)를 유지하는 것이 호흡장애, 질병예방에 도움이 되고, 쾌적한 실내분위기를 조성할 수 있다. 공기 중의 습도가 지나치게 높으면 부패, 부식 및 응결수 현상이 일어날 수 있으며, 악취 및 박테리아도 발생할 수 있으므로, 공기 중의 습도 조절은 필수적이다.
일반적으로, 제습기를 이용하여 공기 중의 습도를 조절할 수 있으며, 상기 제습기는 압축기, 응축기 및 열교환기로 이루어진 냉동사이클을 이용하여 공기 중의 습기를 제거할 수 있다. 즉, 공기에 함유된 수증기를 상기 열교환기에서 물로 응결시키는 방식으로 제거할 수 있다. 여기서, 상기 압축기는 일반적으로 고정형 압축기를 활용할 수 있으며, 상기 고정형 압축기에 대한 전력의 공급여부를 제어하여 제습량을 조절할 수 있다.
다만, 고정형 압축기의 경우에는, 제습동작시 전력의 공급 및 차단이 반복되므로, 상기 전력의 공급시나 차단시에 순간적으로 과전류가 인가될 수 있다. 특히, 상기 과전류는 전력차단기를 동작시켜 제습기 전체에 대한 동작 중단을 초래할 수 있으므로, 빈번한 제습기의 동작 중단에 따른 사용자 불편 및 제품에 대한 신뢰성 하락 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 출원은 가변형 압축기를 이용하여 제습효율을 높일 수 있는 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는, 입력되는 제어신호에 따라 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 구동축의 회전에 의하여 압축되는 냉매가스의 양을 조절하는 가변형 압축기; 상기 가변형 압축기로부터 공급받은 압축된 냉매가스를 액화하는 응축기; 상기 액화된 냉매가스를 기화시켜 유입된 공기를 냉각하고, 상기 냉각을 이용하여 상기 유입된 공기 중의 수증기를 물로 응결시켜 제거하는 열교환기; 송풍모터의 구동속도에 따라 공기 흐름을 형성하여, 상기 열교환기로 외부공기를 공급하는 송풍팬; 및 입력신호에 따라 상기 제어신호를 생성하여, 상기 구동축의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 외부습도센서가 측정한 외부습도값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 외부습도값이 기 설정된 목표습도범위에 포함되면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 가변형 압축기에 대한 전원공급이 시작되면, 기 설정된 기동시간 동안은 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한하는 초기기동제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제어신호를 생성하여 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하는 기능을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는 상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기를 측정하는 전류측정기가 측정한 측정전류값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 측정전류값이 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 안전제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 열교환기의 표면온도를 측정하는 온도센서가 측정한 측정온도값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 응결방지제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 동작제어방법은, 가변형 압축기를 이용하여 냉매가스를 압축하고, 응축기로 상기 압축된 냉매가스를 액화한 후, 열교환기로 상기 냉매가스를 기화시켜 유입되는 공기를 냉각함으로써, 유입되는 공기 중의 수증기를 제거하는 제습장치의 동작제어방법에 있어서, 입력신호에 따라, 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절하는 제어신호를 생성하는 제어신호생성단계; 및 상기 제어신호에 따라 상기 가변형 압축기가 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절하는 압축조절단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어신호생성단계는, 상기 가변형 압축기에 대한 전원공급이 시작되면, 기 설정된 기동시간 동안 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한하는 초기기동신호를 생성하는 초기기동과정; 및 외부습도센서가 측정한 외부습도값이 기 설정된 목표습도범위에 포함되면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 생성하는 습도유지과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어신호생성단계는 상기 입력신호에 따라 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양 및 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하는 제어신호를 생성할 수 있으며, 상기 제어신호에 따라 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하여 상기 제습장치 내부로 유입되는 공기 양을 조절하는 송풍조절단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어신호생성단계는, 상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기가 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 안전제어신호를 생성하는 안전제어과정; 및 상기 열교환기의 표면온도를 측정하는 온도센서가 측정한 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 응결방지제어신호를 생성하는 응결방지과정을 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법은 가변형 압축기의 구동축 회전속도를 가변할 수 있으므로, 전력차단기의 동작횟수를 현저히 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법은, 외부습도 및 열교환기 표면 온도에 따라 가변형 압축기의 구동축 회전속도를 가변할 수 있으므로, 안정적으로 제습동작을 수행할 수 있으며 전력소비효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치 및 제습장치의 동작제어방법은, 가변형 압축기의 구동축 회전속도뿐만 아니라, 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절함으로써, 열교환 효율을 증가시켜 보다 효율적으로 과부하 상태를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 가변형 압축기 동작을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 동작제어방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치를 나타내는 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치는 가변형 압축기(10), 응축기(20), 열교환기(30), 송풍팬(40) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
필터부(f)는 제습장치(100)의 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러낼 수 있다. 즉, 필터부(f)는 송풍팬(40)에 의하여 유입되는 공기 중의 오염물질을 흡착하는 방식으로 상기 오염물질을 제거할 수 있다. 필터부(f)는 도시한 바와 같이 흡기구에 위치할 수 있으며, 다른 실시예에 의하면 제1 필터부와 제2 필터부로 나뉘어, 각각 제습장치(100)의 흡기구와 배기구에 위치할 수 있다. 상기 제1 필터부는 전처리 필터(prefilter) 및 기능성 필터를 포함할 수 있으며, 상기 제2 필터부는 헤파 필터(HEPA filter, High Efficiency Particulate Air filter), 탈취필터 등을 포함할 수 있다. 전처리 필터는 비교적 큰 먼지, 머리카락, 애완동물의 털 등을 제거하고, 기능성 필터는 항균, 꽃가루, 집진드기, 세균, 박테리아 등을 제거할 수 있다. 또한, 상기 헤파 필터는 미세한 먼지, 실내 곰팡이 등 각종 세균 등을 제거할 수 있으며, 상기 탈취 필터는 실내의 각종 악취와 유해가스 등을 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 일반적으로 제습장치(100) 등에서 사용되는 필터라면 어떠한 것도 상기 필터부(f)에 포함될 수 있다.
송풍팬(40)은 송풍모터에 의하여 회전하는 것으로서, 상기 송풍모터의 구동속도에 따라 공기 흐름을 형성할 수 있다. 즉, 상기 공기 흐름을 이용하여, 외부의 공기를 상기 제습장치(100) 내부로 유입시킬 수 있으며, 특히 상기 외부공기를 열교환기(30)로 공급하여 상기 외부공기에 대한 제습동작을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도(즉, 분당회전수(revolutions per minute; RPM))는 후술하는 바와 같이 제어부(50)에 의해 조절될 수 있다. 이에 따라, 과부하 상태나 응결온도 이하인 경우 등과 같이 필요한 경우, 제습장치(100) 내부로 유입되는 공기 양을 늘려서 열교환 효율을 증가시킬 수 있고, 이로써 보다 효율적으로 과부하 상태를 해소하고 제습효율을 향상시킬 수 있다.
제습부(d)는 상기 유입된 공기 중에 포함된 수증기를 제거할 수 있다. 구체적으로, 상기 제습부(d)는 유입되는 공기를 냉각하여 상기 공기가 포함할 수 있는 포화수증기의 양을 줄일 수 있으며, 이 경우, 상기 포화수증기의 양을 넘어서는 수증기는 물로 응결되므로, 공기 중에 포함된 수증기의 양 즉, 습도를 낮출 수 있다. 여기서, 상기 제습부(d)는 가변형 압축기(10), 응축기(20) 및 열교환기(30)를 이용하여, 냉매가스의 상변화를 유도하고 상기 냉매가스의 상변화에 따른 흡열반응을 이용하여 제습장치(100)로 유입된 공기를 냉각하는 것일 수 있다. 즉, 가변형 압축기(10)가 냉매가스를 압축하면, 응축기(20)는 상기 압축된 냉매가스를 액화하고, 상기 액화된 냉매가스는 열교환기(30)에서 기화, 팽창되면서 주변의 공기를 냉각할 수 있다. 이후 상기 냉매가스는 다시 가변형 압축기(10)로 유입되어 압축될 수 있다. 즉, 상기 냉매가스는 상기 가변형 압축기(10), 응축기(20) 및 열교환기(30)를 순환하면서 반복적 유입된 공기를 냉각시킬 수 있다.
여기서, 상기 가변형 압축기(10) 대신에 고정형 압축기를 활용하여 냉매가스를 압축하는 것도 가능하다. 상기 고정형 압축기는 전동모터로 구동축을 회전하여 냉매가스를 압축하는 것으로서, 일정한 속도로 상기 구동축을 회전하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 고정형 압축기는 구동시간을 조절하는 방식으로 필요한 제습성능을 구현할 수 있다. 구체적으로, 도2(a)에 도시한 바와 같이, 상기 고정형 압축기는 동작신호가 입력되면 상기 전동모터에 전력을 공급하여 냉매가스의 압축을 수행하고, 상기 동작신호의 입력이 중단되면 전원공급을 차단하여 냉매가스의 압축을 중단하는 방식으로 동작할 수 있다.
다만, 상기 고정형 압축기의 경우에는, 제습동작시 전동모터에 대한 전력의 공급 및 차단이 반복적으로 수행되므로, 상기 전력의 공급시나 차단시에 순간적으로 과전류가 상기 고정형 압축기에 인가되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있다. 이 경우, 전력차단기가 상기 고정형 압축기에 대한 전력공급을 차단하여 고정형 압축기의 파손을 방지하도록 할 수 있다. 하지만, 상기 전력차단기가 동작하게 되면 상기 제습장치(100)의 제습동작도 중단되는 것이므로, 상기 전력차단기가 빈번하게 동작하게 되면, 사용자는 제품사용에 불편함을 느낄 수 있으며, 제품에 대한 신뢰도도 떨어질 수 있다.
또한, 고정형 압축기는 주변의 온도, 습도 등과 무관하게 일정한 속도로 동작하는 것이므로, 에너지 효율면에서 불리할 수 있다. 예를들어, 실내습도가 목표습도와 근접한 경우에는, 상기 고정형 압축기가 짧은 시간동안 동작한 후 동작을 중단할 수 있으며, 이후 상기 고정형 압축기의 동작이 중단되면 금방 실내습도가 목표습도 이상으로 상승할 수 있다. 이에 다시 고정형 압축기가 동작하면 짧은 시간 내에 실내습도가 목표습도로 낮아지게 되므로, 상기 고정형 압축기는 짧은 시간동안 반복적으로 동작을 수행하게 된다. 즉, 목표습도 부근에서 상기 고정형 압축기가 반복적으로 동작하게 되므로, 불필요한 전력소모가 과다해지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
나아가, 습도가 높아 고정형 압축기를 연속적으로 동작하는 경우에는, 상기 고정형 압축기에 과부하가 걸리는 경우가 있을 수 있으며, 이 경우 일정시간 동안 고정형 압축기의 동작이 제한될 수 있다. 즉, 습도가 높아 제습기의 동작이 가장 필요한 시기에, 과부하에 때문에 상기 고정형 압축기를 동작하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이외에도, 저온에서 고정형 압축기가 동작하는 경우에는, 열교환기의 표면에 응결된 물이 얼어붙는 경우가 발생할 수 있으며, 상기 열교환기의 표면에 생성된 얼음을 제거하기 위해서는 상당한 시간동안 제습장치(100)를 동작하지 못하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 고정형 압축기를 활용하는 경우의 문제점을 해결하기 위하여, 가변형 압축기(10)를 활용할 수 있다. 가변형 압축기(10)는, 도2(b)와 같이, 입력되는 제어신호에 따라 구동축의 회전속도를 가변하는 것으로서, 상기 구동축의 회전속도를 조절하여 압축하는 냉매가스의 양을 제어할 수 있다. 즉, 상기 가변형 압축기(10)는 구동축의 회전속도를 조절하는 방식으로 필요한 제습성능을 구현할 수 있다. 따라서, 가변형 압축기(10)의 경우에는, 제습동작시 급격한 전원의 공급 및 차단이 반복적으로 수행되는 경우가 없으므로 전력차단기가 동작하는 경우가 현저히 줄어들게 되고, 실내습도에 따라 제습정도를 조절하는 것이 가능하므로 불필요한 전력소모를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 가변형 압축기(10)의 동작에 과부하가 걸리거나 열교환기(30)의 표면에 얼음이 생성되는 등의 경우에는 회전속도를 낮춰 제습성능을 줄일 수 있으므로 지속적인 제습이 가능하다. 상기 가변형 압축기(10)의 구체적인 동작에 대한 제어는, 제어부(50)가 생성하는 제어신호에 따라 수행되는 것이므로, 이하 제어부(50)와 함께 상기 가변형 압축기(10)의 구체적인 제어방법을 설명한다.
제어부(50)는, 입력신호에 따라 상기 제어신호를 생성하여, 상기 가변형 압축기(10)의 구동축의 회전속도를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(50)는 가변형 압축기(10)의 구동축의 회전속도와 더불어 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도를 함께 조절할 수 있다. 제어부(50)는 마이크로프로세서 등과 같은 하드웨어로 구현될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(50)는 외부습도센서(S1)가 측정한 외부습도값을 상기 입력신호로 입력받을 수 있다. 상기 외부습도센서(S1)는 상기 제습장치(100)에 구비되어 상기 제습장치(100)가 위치하는 장소의 습도를 측정하는 것으로서, 상기 측정된 습도에 대응하는 외부습도값을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 제습장치(100)는 사용자가 설정한 목표습도범위(예를 들어, 40 ~ 50 %) 내에 상기 외부습도값이 포함되도록 하는 제습동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제습장치(100)를 이용하여, 상기 제습장치(100)가 위치하는 장소의 습도를 사용자가 원하는 습도로 조절할 수 있다. 여기서, 상기 제어부(50)는 도2(b)의 A영역과 같이, 상기 외부습도값이 상기 목표습도범위에 속하게 되면, 상기 가변형 압축기(10)의 구동축 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 낮추도록 할 수 있다. 즉, 외부습도값이 목표습도범위에 포함되는 경우에는 습도를 낮추기 위한 추가적인 제습은 필요 없으므로, 상기 구동축 회전속도를 감소시켜 습도가 일정하게 유지될 정도로만 제습을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(50)는, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 상기 가변형 압축기(10)로 출력하여, 상기 가변형 압축기(10)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는 전류측정기(S2)가 측정한 측정전류값을 상기 입력신호로 입력받을 수 있다. 상기 전류측정기(S2)는 상기 가변형 압축기(10)로 공급되는 전류의 크기를 측정하는 것으로, 상기 측정된 전류값에 대응하는 측정전류값을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 측정전류값이 기 설정된 차단전류값 이상으로 상승하게 되면, 전력차단기가 동작하여 상기 가변형 압축기(10)로 공급하는 전력의 공급이 차단될 수 있다.
다만, 상기 제어부(50)는, 상기 전력차단기의 동작을 방지하기 위하여, 상기 가변압축기(10)에 인가되는 전류가 기 설정된 과부하 전류값 이상으로 상승하면(차단전류값 > 과부하 전류값), 도2(b)의 B 영역과 같이, 미리 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시킬 수 있다. 상기 구동축의 회전속도가 감소하게 되면 상기 가변형 압축기(10)에 인가되는 전류의 크기도 감소하게 되므로, 가변형 압축기(10)에 대한 과부하를 방지할 수 있다. 즉, 상기 가변형 압축기(10)에 과부하가 걸려 전력차단기가 동작하기 전에, 미리 상기 가변형 압축기(10)에 인가하는 전류의 크기를 감소시켜, 제습동작을 중단없이 지속하도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(50)는, 상기 측정전류값이 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키는 안전제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는 상기 측정전류값이 기 설정된 과부하전류값 이상인 경우, 가변형 압축기(10)의 구동축의 회전속도뿐만 아니라, 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도를 함께 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(50)는 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시켜서, 제습장치(100) 내부로 유입되는 공기 양을 늘려서 열교환 효율을 증가시킬 수 있고, 이로써 보다 빠르게 과부하 상태를 해소할 수 있다.
나아가, 상기 제어부(50)는 상기 열교환기(30)의 표면온도를 측정하는 온도센서(S3)가 측정한 측정온도값을 상기 입력신호로 입력받을 수 있다. 이후, 상기 제어부(50)로 입력되는 상기 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하로 떨어지게 되면, 상기 제어부(50)는 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시킬 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 상기 열교환기(30)의 표면온도가 상기 응결온도 이하로 떨어지게 되면, 응결된 물이 상기 열교환기(30)의 표면에 얼어붙을 수 있으며, 이 경우, 상기 열교환기(30)의 제습성능이 절반 이하로 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 제어부(50)는 상기 열교환기(30)의 표면온도가 상기 응결온도 이하로 떨어지게 되면, 도2(b)의 C영역과 같이, 상기 구동축의 회전속도를 응결방지속도로 감소시켜, 상기 열교환기(30)의 표면온도가 상기 응결온도 보다 높게 유지되도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(50)는 응결방지제어신호를 상기 가변형 압축기(10)로 입력할 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는 상기 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하인 경우, 가변형 압축기(10)의 구동축의 회전속도뿐만 아니라, 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도를 함께 조절할 수 있다. 구체적으로, 제어부(50)는 송풍팬(40)의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시켜서, 제습장치(100) 내부로 유입되는 공기 양을 늘려서 열교환 효율을 증가시킬 수 있고, 이로써 보다 빠르게 열교환기(30)의 표면에 성애가 낀 것을 제거할 수 있다.
이외에도, 상기 제어부(50)는, 도2(b)의 D영역과 같이, 상기 가변형 압축기(10)에 대한 재기동 등을 위한 전원공급을 시작하면, 기 설정된 기동시간동안은 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한할 수 있다. 즉, 종래의 고정형 압축기의 경우에는, 재기동시 약 3분의 대기시간을 가진 이후에 다시 기동하도록 하여, 고정형 압축기를 보호하도록 하였다. 반면에, 가변형 압축기(10)는 구동축의 회전속도를 조절할 수 있으므로, 기 설정된 기동시간동안은 낮은 회전속도로 동작하도록 하여, 대기시간없이 곧바로 제습동작을 수행하도록 할 수 있다. 따라서, 가변형 압축기(10)에 대한 전원공급이 시작되면, 상기 제어부(50)는 기 설정된 기동시간동안 초기기동제어신호를 출력하여, 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 동작제어방법을 나타내는 순서도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제습장치의 동작제어방법은, 제어신호생성단계(S10) 및 압축조절단계(S20)를 포함할 수 있으며, 경우에 따라 송풍조절단계(S30)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도3에 도시된 제습장치의 동작제어방법은 제습장치에 탑재된 마이크로프로세서 등에 의해 수행될 수 있다.
제어신호생성단계(S10)는, 입력신호에 따라 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절하는 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어신호생성단계(S10)는 상기 가변형 압축기뿐만 아니라 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하는 제어신호를 생성할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제어신호생성단계(S10)는 초기기동과정, 습도유지과정, 안전제어과정 및 응결방지과정을 포함할 수 있다. 다만, 상기 각각의 과정들은 독립적으로 수행될 수 있으며, 각각의 과정이 수행되는 순서가 변하거나 일부 과정이 생략될 수 있다.
먼저, 초기기동과정은, 상기 가변형 압축기에 대한 전원공급이 시작되면, 초기기동신호를 생성할 수 있다. 상기 초기기동신호는 기 설정된 기동시간동안 가변형 압축기에 포함된 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한하는 것일 수 있다. 즉, 도2(b)의 D영역에 도시된 바와 같이, 가변형 압축기의 재기동시 등 상기 가변형 압축기에 전원이 공급되기 시작하면, 기 설정된 기동시간동안은 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하의 낮은 속도로 회전하도록 하여, 상기 가변형 압축기를 보호할 수 있다.
습도유지과정은, 외부습도센서가 측정한 외부습도값이 기 설정된 목표습도범위에 포함되면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 생성할 수 있다. 즉, 도2(b)의 A영역에 도시한 바와 같이, 외부습도값이 목표습도범위내에 포함되는 경우에는, 추가적인 제습은 거의 필요가 없고 현재 습도만 유지하면 되므로, 상기 구동축의 회전속도를 감소시켜 제습량을 줄일 수 있다.
또한, 안전제어과정은, 상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기가 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키는 안전제어신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 도2(b)의 B영역에 도시한 바와 같이, 외부습도값을 목표습도범위에 맞추기 위하여 상기 가변형 압축기의 회전속도를 높일 수 있다. 일반적으로, 상기 가변형 압축기의 회전속도를 높일수록 압축되는 냉매가스의 양이 많아지므로, 열교환기에서의 냉각이 활발하게 일어나 제습량이 증가할 수 있다. 다만, 회전속도가 증가할수록 가변형 압축기에는 높은 전류가 인가되므로, 상기 가변형 압축기에 과부하가 인가될 위험이 있다. 따라서, 도2(b)의 B영역의 점선으로 표시된 영역까지 회전속도를 높이지 않고, 실선으로 표시된 안전속도를 유지하도록 상기 안전제어신호를 출력할 수 있다.
더불어, 안전제어과정은, 상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기가 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 제어신호를 생성할 수 있다. 이에 따라 제습장치 내부로 유입되는 공기 양을 늘려서 열교환 효율을 증가시키고, 보다 빠르게 과부하 상태를 해소할 수 있도록 한다.
이외에도, 응결방지과정은, 도2(b)의 C영역에 도시한 바와 같이, 상기 열교환기의 표면온도를 측정하는 온도센서가 측정한 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시키는 응결방지제어신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 열교환기의 표면온도가 응결온도 이하로 떨어지게 되면, 응결된 물이 상기 열교환기의 표면에서 얼어붙을 수 있으며, 이 경우 제습장치의 제습성능이 급격히 떨어질 수 있다. 따라서, 상기 가변형 압축기의 회전속도를 응결방지속도로 감소시켜, 상기 열교환기의 표면온도를 응결온도보다 높게 유지하도록, 상기 응결방지제어신호를 생성할 수 있다.
더불어, 응결방지과정은, 상기 온도센서가 측정한 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 제어신호를 생성할 수 있다. 이에 따라 제습장치 내부로 유입되는 공기 양을 늘려서 열교환 효율을 증가시키고, 보다 빠르게 열교환기의 표면에 성애가 낀 것을 제거할 수 있도록 한다.
압축조절단계(S20)에서는, 상기 제어신호에 따라 상기 가변형 압축기가 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절할 수 있다. 상기 제어신호에 따른 상기 가변형 압축기의 구동축 회전속도는 도2(b)에 도시된 바와 같다. 압축조절단계(S20)는 상기 초기기동과정, 습도유지과정, 안전제어과정 및 응결방지과정의 경우 모두 수행될 수 있다.
송풍조절단계(S30)에서는, 상기 제어신호에 따라 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하여, 상기 송풍팬에 의해 제습장치 내부로 유입되는 공기 양을 조절할 수 있다. 송풍조절단계(S30)는 상기 안전제어과정 및 응결방지과정의 경우 수행될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 입력되는 제어신호에 따라 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 구동축의 회전에 의하여 압축되는 냉매가스의 양을 조절하는 가변형 압축기;
    상기 가변형 압축기로부터 공급받은 압축된 냉매가스를 액화하는 응축기;
    상기 액화된 냉매가스를 기화시켜 유입된 공기를 냉각하고, 상기 냉각을 이용하여 상기 유입된 공기 중의 수증기를 물로 응결시켜 제거하는 열교환기;
    송풍모터의 구동속도에 따라 공기 흐름을 형성하여, 상기 열교환기로 외부공기를 공급하는 송풍팬; 및
    입력신호에 따라 상기 제어신호를 생성하여, 상기 구동축의 회전속도를 조절하는 제어부를 포함하는 제습장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    외부습도센서가 측정한 외부습도값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 외부습도값이 기 설정된 목표습도범위에 포함되면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 출력하는 제습장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 가변형 압축기에 대한 전원공급이 시작되면, 기 설정된 기동시간 동안은 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한하는 초기기동제어신호를 출력하는 제습장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제어신호를 생성하여 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하는 기능을 더 포함하는 제습장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기를 측정하는 전류측정기가 측정한 측정전류값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 측정전류값이 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 안전제어신호를 출력하는 제습장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 열교환기의 표면온도를 측정하는 온도센서가 측정한 측정온도값을 상기 입력신호로 입력받으며, 상기 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 응결방지제어신호를 출력하는 제습장치.
  7. 가변형 압축기를 이용하여 냉매가스를 압축하고, 응축기로 상기 압축된 냉매가스를 액화한 후, 열교환기로 상기 냉매가스를 기화시켜 유입되는 공기를 냉각함으로써, 유입되는 공기 중의 수증기를 제거하는 제습장치의 동작제어방법에 있어서,
    입력신호에 따라, 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절하는 제어신호를 생성하는 제어신호생성단계; 및
    상기 제어신호에 따라 상기 가변형 압축기가 구동축의 회전속도를 가변하여, 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양을 조절하는 압축조절단계를 포함하는 제습장치의 동작제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어신호생성단계는
    상기 가변형 압축기에 대한 전원공급이 시작되면, 기 설정된 기동시간 동안 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 초기기동속도 이하로 제한하는 초기기동신호를 생성하는 초기기동과정; 및
    외부습도센서가 측정한 외부습도값이 기 설정된 목표습도범위에 포함되면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 습도유지속도로 조절하는 유지제어신호를 생성하는 습도유지과정을 포함하는 제습장치의 동작제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어신호생성단계는 상기 입력신호에 따라 상기 가변형 압축기가 압축하는 냉매가스의 양 및 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하는 제어신호를 생성하고,
    상기 제어신호에 따라 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 조절하여 상기 제습장치 내부로 유입되는 공기 양을 조절하는 송풍조절단계를 더 포함하는 제습장치의 동작제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어신호생성단계는,
    상기 가변형 압축기로 공급되는 전류의 크기가 기 설정된 과부하전류값 이상이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 안전속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 안전제어신호를 생성하는 안전제어과정; 및
    상기 열교환기의 표면온도를 측정하는 온도센서가 측정한 측정온도값이 기 설정된 응결온도 이하이면, 상기 구동축의 회전속도를 기 설정된 응결방지속도로 감소시키고 상기 송풍팬의 송풍모터의 구동속도를 기 설정된 기준속도 이상으로 증가시키는 응결방지제어신호를 생성하는 응결방지과정을 포함하는 제습장치의 동작제어방법.
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