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WO2011136593A2 - 건조기의 제어방법 - Google Patents

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WO2011136593A2
WO2011136593A2 PCT/KR2011/003171 KR2011003171W WO2011136593A2 WO 2011136593 A2 WO2011136593 A2 WO 2011136593A2 KR 2011003171 W KR2011003171 W KR 2011003171W WO 2011136593 A2 WO2011136593 A2 WO 2011136593A2
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WO
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compressor
dryer
driving
speed
expansion valve
Prior art date
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Application number
PCT/KR2011/003171
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English (en)
French (fr)
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WO2011136593A3 (ko
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이용주
이상익
노현우
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LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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Publication date
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Priority claimed from KR1020100039373A external-priority patent/KR101176087B1/ko
Priority claimed from KR1020100039372A external-priority patent/KR101119121B1/ko
Priority claimed from KR1020100041999A external-priority patent/KR101241914B1/ko
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Priority to EP11775298.0A priority patent/EP2565323B1/en
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    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/03—Stopping, starting, unloading or idling control by means of valves
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    • D06F58/50—Responding to irregular working conditions, e.g. malfunctioning of blowers
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    • D06F2101/20—Operation modes, e.g. delicate laundry washing programs, service modes or refreshment cycles
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F58/34—Control of operations performed in domestic laundry dryers  characterised by the purpose or target of the control
    • D06F58/52—Preventing or reducing noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B2203/02—Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209—Rotational speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

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.
  • An object of the present invention is to provide a control method for enabling stable operation of a compressor at the initial stage of driving of a heat pump. That is, an object of the present invention is to provide a control method capable of preventing the liquid refrigerant from flowing into the compressor at the initial stage of driving the compressor. Furthermore, an object of the present invention is to provide a control method capable of preventing the compressor from overheating by controlling the amount of refrigerant according to temperature information related to the compressor.
  • an object of the present invention is to provide a control method that can reduce the noise and vibration of the dryer.
  • the control method according to the present invention for this purpose is to provide a control method that can reduce the noise and vibration generated in the compressor by adjusting the drive speed of the variable compressor.
  • An object of the present invention as described above is a control method of a dryer having a heat pump having a variable compressor, wherein at least one course of supplying air or dry air is selected, the selected course of the compressor It is achieved by the control method of the dryer comprising the step of increasing the drive speed to the target speed and adjusting the opening degree of the expansion valve provided in the heat pump.
  • the object of the present invention as described above is driven by a user operation unit for receiving at least one drying information, a control unit for receiving the drying information input by the user operation unit to generate an operation signal and the operation signal generated in the control unit And a heat pump having a compressor and an expansion valve, wherein the driving speed of the compressor is increased to a target speed set during a first time band according to the operation signal, and the expansion valve is in accordance with the operation signal. And the opening degree is controlled during the second and subsequent time zones.
  • control method according to the present invention can stably operate the compressor by preventing the liquid refrigerant from flowing into the compressor at the initial stage of driving of the compressor.
  • control method according to the present invention can reduce the noise and vibration generated in the compressor by adjusting the drive speed of the variable compressor.
  • 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.
  • 9 and 10 are graphs showing a change in driving speed of a compressor in a control method according to an embodiment
  • FIG. 11 is a graph showing a change in the opening degree of the expansion valve in the control method according to an embodiment
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of a dryer according to another embodiment
  • FIG. 13 is a graph illustrating a relationship between a driving time band and a low noise time band of the compressor in FIG. 12;
  • 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 fixed 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.
  • the temperature sensor at 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 dryer 100 the heat pump 130 as a device for heating and dehumidifying the air
  • the heat pump 130 is provided with a compressor 134.
  • the refrigerant does not sufficiently exchange heat with air, and thus, the refrigerant may not be vaporized and liquid refrigerant may flow into the compressor 134.
  • the refrigerant in the liquid state flows into the compressor, it may cause a failure and damage of the compressor. Therefore, in the case of a dryer equipped with a compressor, a control method for preventing damage to the compressor at initial startup is required.
  • a control method according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • 9 to 11 are graphs illustrating a control method of a dryer according to one embodiment.
  • 9 and 10 are graphs showing a change in driving speed of a compressor with time
  • FIG. 11 is a graph showing a change in opening degree of an expansion valve with time.
  • 9 and 10 the horizontal axis shows time t
  • the vertical axis shows the driving speed of the compressor.
  • the horizontal axis shows time t
  • the vertical axis shows the opening of the expansion valve.
  • a control method may include increasing a driving speed of a compressor to a target speed and adjusting an opening degree of an expansion valve. That is, the dryer to which the control method according to an embodiment to be described below is applied may be configured as a dryer having a variable compressor capable of adjusting a driving speed of the compressor. In addition, the dryer may be formed of a type capable of adjusting the opening degree, for example, an electronic expansion valve (LEV) when the expansion valve is provided. Therefore, by adjusting the driving speed of the compressor and / or the opening degree of the expansion valve, it is possible to prevent the above-mentioned problem, that is, the problem of the liquid refrigerant flowing into the compressor, which will be described below.
  • LEV electronic expansion valve
  • the step of raising the driving speed of the compressor to a target speed may be performed during the first time band T1.
  • the first time band T1 may be started simultaneously with the driving of the compressor according to the driving of the heat pump.
  • the heat pump may be driven according to the course selected when the dryer is driven. Therefore, the control method according to an embodiment may first include selecting at least one course of supplying air or dry air.
  • the driving speed of the compressor can be increased stepwise to the target speed, as shown in FIG. That is, instead of raising the drive speed of the compressor to the target speed at once, it is possible to increase the speed step by step. This can prevent the liquid refrigerant from flowing into the compressor.
  • FIG. 9 only the embodiment in which the driving speed of the compressor increases in stages is illustrated, but in the control method according to another embodiment, the driving speed of the compressor may continuously increase. 10 shows an embodiment in which the drive speed of the compressor continuously rises.
  • the driving speed of the compressor may continuously increase to a target speed along a predetermined curve.
  • the predetermined curve may be set such that the slope k1 of the first half is relatively larger than the slope k2 of the second half. . That is, the driving speed of the compressor may be increased by a relatively large predetermined amount in the first half of the first time band, and in the second half by a relatively small amount corresponding to the target driving speed.
  • the expansion valve may be kept as open as possible during the first time band, and the driving speed of the compressor may be adjusted to prevent inflow of the liquid refrigerant.
  • the expansion valve may be adjusted and closed during the second time band T2.
  • the second time band T2 may be continuous with the first time band T1 described above, or at least a portion of the second time band T2 and the first time band T1 described above may overlap.
  • the expansion valve can be closed in stages, or continuously controlled by opening. This is to maintain the stability of the compressor when the drive speed of the compressor reaches the desired speed.
  • the temperature of the compressor may rise abnormally. If the temperature of the compressor rises above a predetermined value, there is a fear of damage and failure of the compressor. Therefore, the temperature of the compressor can be prevented from being excessively increased by reducing the amount of refrigerant by closing the opening of the expansion valve for stable operation of the compressor.
  • the controller may close the expansion valve in stages according to at least one temperature information associated with the heat pump.
  • the at least one temperature information related to the heat pump may include at least one of a refrigerant temperature circulating the heat pump, an evaporator, a compressor, and a condenser temperature constituting the heat pump.
  • the at least one temperature information may include at least one of the temperature of the compressor, the inlet refrigerant temperature of the compressor, the outlet refrigerant temperature of the compressor, the ambient temperature of the compressor.
  • Such temperature information may be collected from the various temperature sensors of FIGS. 7 and 8 described above. Therefore, by detecting the temperature information associated with the compressor it can be controlled to close the expansion valve step by step when the detected temperature rises above a predetermined value.
  • the first time band and the second time band described above may be continuously disposed without overlapping each other. That is, the controller controls the driving speed of the compressor to reach the desired speed by opening the expansion valve as much as possible in the first time zone and adjusting the driving speed of the compressor, and then maintaining the driving speed of the compressor at the target speed in the second time band.
  • the opening degree of the expansion valve can be adjusted for stable operation of the compressor.
  • the method may further include a step of opening the expansion valve to the maximum during the first time band T1 and then adjusting and closing the opening of the expansion valve. That is, when the step of adjusting the opening of the expansion valve belongs to the above-described second time band, the time zone for adjusting the driving speed of the compressor and the opening of the expansion valve together is the first time band and the second time band.
  • the opening degree of the expansion valve is adjusted in the first time zone T1
  • the opening degree of the expansion valve is adjusted after a predetermined time has elapsed from the beginning of the first time band to prevent the performance of the heat pump. It is desirable to close it.
  • the temperature rise of the compressor cannot be prevented by only adjusting the opening degree of the expansion valve in the second time zone.
  • the step of adjusting the drive speed of the compressor belongs to the above-described first time band
  • the time zone for adjusting the drive speed of the compressor and the opening of the expansion valve together is the first time band and the second time band. This can be said to overlap some.
  • noise and vibration of the dryer may be increased by driving noise and vibration. This increase in noise and vibration can cause discomfort to the user when using the dryer. Excessive noise and vibration may cause the user to be reluctant to use the dryer, especially when using the dryer at night. In order to reduce the noise and vibration of the dryer it is necessary to reduce the driving vibration and noise of the compressor.
  • a variable compressor may be provided. Therefore, when the dryer is driven at the user's choice or at night, for example, the driving speed of the compressor may be adjusted to reduce noise and vibration.
  • the control method of reducing noise and vibration in a dryer having a variable compressor will be described in more detail.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of a dryer according to another embodiment.
  • a control method of a dryer includes a step (S1210) of checking a low noisy activation condition of a dryer and a step (S1230) of adjusting a driving speed of a variable compressor according to the driving condition. can do.
  • the controller provided in the dryer may check the 'low noise driving condition' of the dryer (S1210). That is, the controller may check the low noise driving condition when the user selects a course or while driving the selected course.
  • the term 'low noise driving condition' refers to a condition that is set to reduce noise compared to a standard course (or a normal course) when the dryer is driven. These conditions may be set by the user or automatically set 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.
  • the low noise driving condition may be manually input by a user or automatically input by a controller.
  • the user may select a so-called 'low vibration and / or low noise course' to reduce the noise and vibration of the dryer, and the low noise driving condition may be manually input by the user.
  • the controller may automatically check the driving time band of the dryer and automatically input the low noise driving conditions.
  • the dryer may be provided with a separate low vibration and / or low noise course, or may select a so-called 'low noise function' as an additional option after the course selection. Therefore, the low noise driving condition may be input when the user selects a predetermined course such as a low vibration and / or a low noise course, or selects a predetermined mode such as a 'low noise function'.
  • the control unit may input and store a predetermined time band (hereinafter, referred to as a “low noise time band”) in which the low noise driving condition is set in advance. For example, 10 pm to 7 am may be set as a low noise time band. Therefore, when the driving time band of the dryer is included in the low noise time band, the controller may automatically input the low noise driving condition.
  • the low noise time zone may be input to the dryer in advance and stored. In addition, the low noise time zone can be appropriately adjusted by the user's selection.
  • all of the driving time band may overlap the low noise driving time band, or a part of the driving time band may overlap the low noise driving time band.
  • the controller may automatically input a low noise driving condition.
  • the driving conditions may be set differently according to the overlapping time bands.
  • the control unit may similarly set the low noise driving condition.
  • the controller may not set the low noise driving condition. That is, the controller may set the low noise driving condition only when the driving time band of the compressor is included in the low noise time band. This is because the driving noise of the compressor has the greatest influence on the noise of the dryer.
  • FIG. 13 shows a case where the driving time band of the compressor overlaps with the low noise time band only when the dryer is driven.
  • a case in which driving of the compressor starts driving at a time not belonging to the low noise time band T3 and enters the low noise time band T3 ( ⁇ ) may occur.
  • the compressor is driven at the first speed (normal speed, Hz1) in a time zone not belonging to the low noise time zone T3, and the speed of the compressor is changed to the second speed (Hz2) when entering the low noise time zone T3. It will be reduced to driving.
  • a case in which the driving of the compressor starts driving at a time (time t1) belonging to the low noise time band T3 and leaves the low noise time band T3 ( ⁇ ) may also occur.
  • the compressor is driven at the second speed (Hz2) in the time zone belonging to the low noise time zone (T3), and when the deviation is made out of the low noise time zone (T3), the speed of the compressor is adjusted to the first speed (normal speed, Hz1).
  • control unit may adjust the driving speed of the variable compressor according to the driving condition (S1230).
  • the reason for adjusting the driving speed of the compressor is to reduce the driving noise and vibration of the compressor, so that the controller can control the driving speed of the compressor by reducing the driving speed.
  • the compressor's driving speed is defined as the normal speed (Hz1)
  • the controller controls the driving speed of the compressor when a low noise driving condition is set. It can be operated at a driving speed (Hz2) less than the normal speed.
  • the controller can drive the compressor at about 40-60% rpm of normal speed.
  • the controller may drive the compressor such that the driving noise of the compressor is equal to or less than a predetermined db.
  • the controller may adjust the driving speed of the compressor so that the noise of the compressor is approximately 40 to 60 db or less.
  • FIG. 14 is a graph illustrating the noise distribution according to the driving speed of the compressor.
  • the horizontal axis represents the drive speed (hz) of the compressor and the vertical axis represents the noise (db) of the compressor.
  • the noise of the compressor corresponds to about 63 db
  • the driving speed of the compressor is slow, about 30 hz
  • the noise corresponds to about 48 db.
  • the normal speed (Hz1) of the compressor is approximately 90 hz
  • the compressor is driven at the normal speed. do.
  • the compressor when a user inputs a low noise driving condition or a low noise driving condition is automatically input by a controller, the compressor may be operated at a second speed (Hz 2), for example, 30 hz to reduce noise.
  • Hz 2 a second speed
  • the compressor may be driven by reducing the drive speed of the compressor to a predetermined ratio as compared to the normal speed, or the compressor may be driven so that the noise of the compressor is equal to or less than the predetermined noise.
  • 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 건조기에 대한 것으로서, 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서, 공기 또는 건조공기를 공급하는 적어도 하나의 코스가 선택되는 단계, 상기 선택된 코스가 진행됨에 따라 상기 압축기의 구동속도를 목표 속도까지 상승시키는 단계 및 상기 히트펌프에 구비된 팽창밸브의 개방도를 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 히트펌프의 구동 초기에 압축기의 안정적인 운전을 가능하게 하는 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. 즉, 본 발명은 압축기의 구동초기에 압축기로 액체 상태의 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있는 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. 나아가, 본 발명은 압축기와 관련된 온도정보에 따라 냉매의 양을 제어함으로써 압축기가 과열되는 것을 방지할 수 있는 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 건조기의 소음 및 진동을 줄일 수 있은 제어방법을 제공하는데 목적이 있다. 이를 위하여 본 발명에 따른 제어방법은 가변형 압축기의 구동속도를 조절하여 압축기에서 발생하는 소음 및 진동을 줄일 수 있는 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서, 공기 또는 건조공기를 공급하는 적어도 하나의 코스가 선택되는 단계, 상기 선택된 코스가 진행됨에 따라 상기 압축기의 구동속도를 목표 속도까지 상승시키는 단계 및 상기 히트펌프에 구비된 팽창밸브의 개방도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법에 의해 달성된다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 적어도 하나의 건조정보를 입력받는 사용자 조작부, 상기 사용자 조작부에 의해 입력된 건조정보를 수신하여 동작신호를 발생시키는 제어부 및 상기 제어부에서 발생한 동작신호에 의해 구동되며 압축기와 팽창밸브를 구비한 히트펌프를 구비하고, 상기 압축기의 구동속도는 상기 동작신호에 따라 제1 시간대역동안 설정된 목표속도까지 상승하며, 상기 팽창밸브는 상기 동작신호에 따라 상기 제1 시간대역과 연속적인 제2 시간대역동안 개방도가 조절되는 것을 특징으로 하는 건조기에 의해 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어방법은 압축기의 구동초기에 압축기로 액체 상태의 냉매가 유입되는 것을 방지함으로써, 압축기를 안정적으로 운전할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 압축기와 관련된 온도정보에 따라 냉매의 양을 제어함으로써 압축기가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제어방법은 가변형 압축기의 구동속도를 조절함으로써, 압축기에서 발생하는 소음 및 진동을 줄일 수 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 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 제어방법에서 압축기의 구동속도의 변화를 도시한 그래프,
도 11은 일 실시예에 따른 제어방법에서 팽창밸브의 개방도의 변화를 도시한 그래프,
도 12는 다른 실시예에 따른 건조기의 제어방법을 도시한 순서도,
도 13은 도 12에서 압축기의 구동시간대역과 저소음 시간대역의 관계를 도시한 그래프 및
도 14는 압축기의 구동속도에 따른 소음을 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 고정형 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, 전술한 실시예에 따른 건조기(100)의 경우, 공기를 가열하고 제습하는 장치로서 히트펌프(130)를 구비하며, 히트펌프(130)는 압축기(134)를 구비하게 된다. 그런데, 건조기를 구동시켜 히트펌프(130)의 구동 초기에 증발기(132)에서 냉매가 공기와 충분히 열교환을 하지 못하여 모두 기화되지 못하고 액체 상태의 냉매가 압축기(134)로 유입될 수 있다. 이와 같이, 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 경우에 압축기의 고장 및 손상의 원인이 될 수 있다. 따라서, 압축기를 구비한 건조기의 경우에 초기 기동 시에 압축기의 손상을 방지하기 위한 제어방법이 필요하다. 이하에서는 도면을 참조하여 일 실시예에 따른 제어방법을 상세히 살펴본다.
도 9 내지 도 11은 일 실시예에 따른 건조기의 제어방법을 도시한 그래프이다. 도 9 및 도 10은 시간에 따른 압축기의 구동속도의 변화를 도시한 그래프이며, 도 11은 시간에 따른 팽창밸브의 개방도의 변화를 도시한 그래프이다. 도 9 및 도 10에서 가로축은 시간(t)을 도시하며, 세로축은 압축기의 구동속도를 도시한다. 도 11에서 가로축은 시간(t)을 도시하며 세로축은 팽창밸브의 개방도를 도시한다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어방법은 압축기의 구동속도를 목표 속도까지 상승시키는 단계와, 팽창밸브의 개방도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 후술하는 일 실시예에 따른 제어방법이 적용되는 건조기는 압축기의 구동속도를 조절할 수 있는 가변형 압축기를 구비한 건조기로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 건조기는 팽창밸브를 구비하는 경우에 개방도를 조절할 수 있는 타입, 예를 들어 전자팽창밸브(Linear Expansion Valve, LEV)로 이루어질 수 있다. 따라서, 압축기의 구동속도 및/또는 팽창밸브의 개방도를 조절함으로써 전술한 문제점, 즉 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 문제점을 방지할 수 있는 바, 이하 구체적으로 살펴본다.
여기서, 상기 압축기의 구동속도를 목표속도까지 상승시키는 단계는 제1 시간대역(T1) 동안 진행될 수 있다. 제1 시간대역(T1)은 히트펌프의 구동에 따라 압축기의 구동과 동시에 시작될 수 있다. 히트펌프는 건조기가 구동하는 경우에 선택된 코스에 따라 구동될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 제어방법은 공기 또는 건조공기를 공급하는 적어도 하나의 코스가 선택되는 단계를 먼저 포함할 수 있다.
압축기가 구동을 하는 경우에 초기부터 압축기의 구동속도를 급격하게 상승시키게 되면 전술한 바와 같이 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서 압축기의 구동속도는 도 9에 도시된 바와 같이, 목표 속도까지 단계적으로 상승할 수 있다. 즉, 압축기의 구동속도를 목표속도까지 한번에 올리는 것이 아니라, 단계적으로 소정속도씩 올릴 수 있다. 이에 의해 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 것을 막을 수 있다.
한편, 도 9에서는 압축기의 구동속도가 단계적으로 상승하는 실시예만 도시하였으나, 다른 실시예에 따른 제어방법에서 압축기의 구동속도는 연속적으로 상승할 수 있다. 도 10은 압축기의 구동속도가 연속적으로 상승하는 실시예를 도시한다.
도 10을 참조하면, 압축기의 구동속도는 소정의 곡선을 따라 목표속도까지 연속적으로 상승할 수 있다. 이 경우, 전술한 제1 시간대역(T1)을 전반부와 후반부로 구분하는 경우에 상기 소정의 곡선은 전반부의 기울기(k1)가 후반부의 기울기(k2)에 비하여 상대적으로 더 크도록 설정될 수 있다. 즉, 제1 시간대역의 전반부에 압축기의 구동속도를 상대적으로 큰 소정량씩 상승시키고, 후반부에는 대략 목표 구동속도에 대응하여 상대적으로 작은 양으로 상승시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기와 같이 제1 시간대역 동안에 압축기의 구동속도를 상승시키는 경우에 팽창밸브는 최대한 개방된 상태를 유지할 수 있다. 압축기의 구동 초기에 팽창밸브를 최대한 개방하지 않고 소정만큼 닫게되면 냉매의 공급량이 초반부터 줄어들게 되어, 냉매에 의한 공기 중 수분의 응축 및 가열이 원활하지 않게되어 히트펌프의 성능이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 시간대역 동안 팽창밸브를 최대한 개방된 상태를 유지하고, 압축기의 구동속도를 조절하여 액체 상태의 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 제1 시간대역(T1)에 이어서 제2 시간대역(T2) 동안에 팽창밸브를 조절하여 닫을 수 있다. 제2 시간대역(T2)은 전술한 제1 시간대역(T1)과 연속하거나, 또는 제2 시간대역(T2)과 전술한 제1 시간대역(T1)은 적어도 일부가 겹칠 수 있다.상기 제2 시간대역(T2) 동안, 팽창밸브는 단계적으로 개방도를 닫거나, 또는 연속적으로 개방도를 조절하여 닫을 수 있다. 이는 압축기의 구동속도가 원하는 속도에 도달한 경우에 압축기의 안정도를 유지하기 위함이다.
즉, 압축기의 구동속도가 목표 속도에 도달하여 운전되는 경우 압축기의 온도가 비정상적으로 상승할 수 있다. 압축기의 온도가 소정치 이상으로 상승하는 경우에 압축기의 손상 및 고장의 우려가 있다. 따라서, 압축기의 안정적인 운전을 위하여 팽창밸브의 개방도를 닫아서 냉매의 양을 줄여 압축기의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 제어부는 히트펌프와 관련된 적어도 하나의 온도 정보에 따라 팽창밸브를 단계적으로 닫을 수 있다. 여기서, 히트펌프와 관련된 적어도 하나의 온도정보라 함은 상기 히트펌프를 순환하는 냉매온도, 상기 히트펌프를 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 온도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 온도정보는 압축기의 온도, 압축기의 유입 냉매 온도, 압축기의 배출 냉매 온도, 압축기 주위 온도 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 온도 정보는 전술한 도 7 및 도 8의 각종 온도센서로부터 수집이 가능하다. 따라서, 상기 압축기와 관련된 온도정보를 감지하여 감지된 온도가 소정치 이상으로 상승하는 경우에 단계적으로 팽창밸브를 닫도록 제어할 수 있다.
한편, 전술한 제1 시간대역과 제2 시간대역은 서로 겹치지 않고 연속적으로 배치될 수 있다. 즉, 제어부는 제1 시간대역에서 팽창밸브를 최대한 개방하고 압축기의 구동속도를 조절하여 압축기의 구동속도가 원하는 속도에 도달하도록 제어하며, 이어서 제2 시간대역에서는 압축기의 구동속도를 목표속도로 유지하고 압축기의 안정적인 운전을 위하여 팽창밸브의 개방도를 조절할 수 있다.
그런데, 전술한 바와 같이 제2 시간대역(T2)과 제1 시간대역(T1)의 적어도 일부가 겹칠 수 있다. 예를 들어, 제1 시간대역에서 압축기의 온도가 비정상적으로 상승하는 등의 경우에는 제1 시간대역에서도 팽창밸브의 개방도를 조절할 필요가 있다. 따라서, 이러한 경우에는 제1 시간대역(T1) 동안 팽창밸브를 최대로 개방하는 단계에 이어서 팽창밸브의 개방도를 조절하여 닫는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 팽창밸브의 개방도를 조절하는 단계가 전술한 제2 시간대역에 속한다고 보면, 압축기의 구동속도와 팽창밸브의 개방도를 함께 조절하는 시간대역은 제1 시간대역과 제2 시간대역이 일부 겹친다고 볼 수 있다. 하지만, 제1 시간대역(T1)에서 팽창밸브의 개방도를 조절하는 경우에도 히트펌프의 성능 저하를 방지하기 위하여 제1 시간대역의 시작에서 소정 시간이 경과한 후에 팽창밸브의 개방도를 조절하여 닫는 것이 바람직하다.
또한 제2 시간대역에서 팽창밸브의 개방도 조절만으로는 압축기의 온도 상승을 방지할 수 없는 경우도 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 제2 시간대역에서 압축기의 구동속도를 조절할 필요가 있다. 즉, 제2 시간대역에서 압축기의 구동속도를 목표속도로 유지하는 것이 아니라, 압축기의 구동속도를 조절하여 예를 들어 압축기의 구동속도를 낮출 수 있다. 이 경우에도, 압축기의 구동속도를 조절하는 단계가 전술한 제1 시간대역에 속한다고 보면, 압축기의 구동속도와 팽창밸브의 개방도를 함께 조절하는 시간대역은 제1 시간대역과 제2 시간대역이 일부 겹친다고 볼 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 히트펌프(130)를 구비하게 되면, 하나의 장치에 의해 공기를 가열 및 제습할 수 있지만, 종래의 가스식 버너 또는 전기식 히터를 구비한 건조기에 비하여 소음 및 진동이 커질 수 있다. 즉, 히트펌프(130)의 압축기(134)가 구동하는 경우에 구동소음 및 진동에 의해 건조기의 소음 및 진동이 커질 수 있다. 이러한 소음 및 진동의 증가는 사용자로 하여금 건조기를 사용하는 경우에 불쾌감을 유발할 수 있다. 특히 심야에 건조기를 사용하는 경우에 과다 소음 및 진동은 사용자로 하여금 건조기의 사용을 꺼리게 할 수 있다. 이와 같은 건조기의 소음 및 진동을 줄이기 위해서는 압축기의 구동 진동 및 소음을 줄이는 것이 필요하다.
이를 위하여 전술한 바와 같이 히트펌프를 구비하는 경우에 가변형 압축기를 구비할 수 있다. 따라서, 사용자의 선택에 따라, 또는 심야에 건조기를 구동하는 경우에는 예를 들어 압축기의 구동속도를 조절하여 소음 및 진동을 줄일 수 있다. 이하에서는 가변형 압축기를 구비한 건조기에 있어서 소음 및 진동을 줄일 수 있는 제어방법에 대해서 보다 상세하게 살펴보도록 한다.
도 12는 다른 실시예에 따른 건조기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 건조기의 제어방법은 크게 건조기의 저소음 구동조건(low noisy activation condition)을 확인하는 단계(S1210) 및 상기 구동조건에 따라 가변형 압축기의 구동속도를 조절하는 단계(S1230)를 포함할 수 있다.
먼저, 사용자가 건조기의 코스 중에 하나를 선택하는 경우에 건조기에 구비된 제어부는 건조기의 '저소음 구동조건'을 확인할 수 있다(S1210). 즉, 제어부는 사용자가 코스를 선택하는 경우에 또는 선택된 코스의 구동 중에 저소음 구동조건을 확인할 수 있다. '저소음 구동조건'이라 함은 건조기가 구동하는 경우에 표준코스(또는 정상코스)에 비하여 소음을 줄이도록 설정되는 조건을 말한다. 이러한 조건은 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 저소음 구동조건은 사용자에 의해 수동으로 입력되거나, 또는 제어부가 자동으로 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 건조기의 소음 및 진동을 줄이고자 일명 '저진동 및/또는 저소음 코스'를 선택하여 사용자에 의해 수동으로 저소음 구동조건이 입력될 수 있다. 또는, 심야와 같이 건조기의 소음 및 진동이 소정치 이하가 되어야하는 경우에 제어부가 건조기의 구동시간대역을 확인하여 저소음 구동조건을 자동으로 입력할 수 있다.
사용자가 수동으로 저소음 구동조건을 입력하고자 하는 경우, 건조기에 별도의 저진동 및/또는 저소음 코스를 구비하거나, 또는 코스 선택 후에 부가적인 선택으로 일명 '저소음 기능'을 선택할 수도 있다. 따라서, 사용자가 저진동 및/또는 저소음 코스와 같은 소정의 코스를 선택하거나, 또는 '저소음 기능'과 같은 소정의 모드를 선택하는 경우에 저소음 구동조건이 입력될 수 있다.
한편, 제어부에 의해 자동으로 저소음 구동조건이 입력되는 경우에 제어부에는 미리 저소음 구동조건이 설정되는 소정의 시간대역(이하에서는 '저소음 시간대역'이라 함)이 입력되어 저장될 수 있다. 예를 들어, 오후 10시부터 오전 7시까지가 저소음 시간대역으로 설정될 수 있다. 따라서, 건조기의 구동시간대역이 상기 저소음 시간대역에 포함되는 경우에 제어부는 자동으로 저소음 구동조건을 입력할 수 있다. 여기서, 상기 저소음 시간대역은 미리 건조기에 입력되어 저장되어 출고될 수 있다. 또한, 상기 저소음 시간대역은 사용자의 선택에 의해 적절하게 조절될 수 있다.
한편, 건조기의 구동시간대역이 상기 저소음 구동시간대에 포함되는 경우를 살펴보면, 구동시간대역의 전부가 상기 저소음 구동시간대역과 겹치거나, 또는 구동시간대역의 일부가 상기 저소음 구동시간대역과 겹칠 수 있다. 전자와 같이 구동시간대역의 전부가 상기 저소음 구동시간대역과 겹치게 되면, 제어부는 자동으로 저소음 구동조건을 입력할 수 있다.
그런데, 건조기의 구동시간대역의 일부가 저소음 시간대역과 겹치게 되면 겹치는 시간대역에 따라 다르게 구동조건이 설정될 수 있다. 예를 들어, 저소음 시간대역과 겹치는 건조기의 구동시간대역에 압축기의 구동시간대역이 포함되는 경우에 제어부는 마찬가지로 저소음 구동조건을 설정할 수 있다. 하지만, 저소음 시간대역과 겹치는 건조기의 구동시간대역에 압축기의 구동시간대역이 포함되지 않는 경우에 제어부는 저소음 구동조건을 설정하지 않을 수 있다. 즉, 압축기의 구동시간대역이 저소음 시간대역에 포함되는 경우에만 제어부는 저소음 구동조건을 설정할 수 있다. 이는 압축기의 구동소음이 건조기의 소음에 가장 큰 영향을 미치기 때문이다.
도 13은 건조기가 구동하는 경우에 압축기의 구동시간대역이 저소음 시간대역과 일부만 겹치는 경우를 도시한다.
도 13을 참조하면, 압축기의 구동이 저소음 시간대역(T3)에 속하지 않는 시각에 구동을 시작하여 저소음 시간대역(T3)으로 진입하는 경우(α)가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 저소음 시간대역(T3)에 속하지 않는 시간대에서는 제1 속도(정상속도, Hz1)로 압축기를 구동하며, 저소음 시간대역(T3)에 진입할 때부터 압축기의 속도를 제2 속도(Hz2)로 줄여서 운전하게 된다. 한편, 압축기의 구동이 저소음 시간대역(T3)에 속하는 시각(시각 t1)에서 구동을 시작하여 저소음 시간대역(T3)을 벗어나는 경우(β)도 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 저소음 시간대역(T3)에 속하는 시간대에서는 제2 속도(Hz2)로 압축기를 구동하며, 저소음 시간대역(T3)에서 벗어나게 되면 압축기의 속도를 제1 속도(정상속도, Hz1)로 조절하여 운전하게 된다
한편, 건조기의 저소음 구동조건(low noisy activation condition)을 확인하고 나서, 제어부는 상기 구동조건에 따라 가변형 압축기의 구동속도를 조절할 수 있다(S1230).
압축기의 구동속도를 조절하는 이유는 압축기의 구동소음 및 진동을 줄이고자 하는데 있으므로, 제어부는 압축기의 구동속도를 줄이는 방법으로 제어할 수 있다. 이 경우, 건조기가 대낮에 일명 '표준코스(또는 정상코스)'로 구동되는 경우에 압축기의 구동속도를 정상속도(Hz1)로 정의하면, 제어부는 저소음 구동조건이 설정된 경우에 압축기의 구동속도를 상기 정상속도보다 적은 구동속도(Hz2)로 운전할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 정상속도의 대략 40 내지 60%의 rpm으로 압축기를 구동할 수 있다.
또한, 제어부는 저소음 구동조건이 설정된 경우에 압축기의 구동 소음이 소정 db 이하가 되도록 압축기를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부는 저소음 구동조건이 설정된 경우에 대략 압축기의 소음이 40 내지 60 db 이하가 되도록 압축기의 구동속도를 조절할 수 있다.
도 14는 압축기의 구동속도에 따른 소음 분포를 도시한 그래프이다. 도 14에서 가로축은 압축기의 구동속도(hz)를 나타내며 세로축은 압축기의 소음(db)를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 압축기의 구동속도가 대략 90 hz 인 경우에 압축기의 소음은 대략 63db에 해당하며, 압축기의 구동속도가 느려져서 대략 30 hz 인 경우에 소음이 대략 48 db에 해당한다. 예를 들어, 압축기의 정상속도(Hz1)가 대략 90 hz 인 경우에 사용자가 저소음 구동조건을 입력하지 않거나, 제어부에 의해 자동으로 저소음 구동조건이 입력되지 않는 경우에 압축기는 상기 정상속도로 구동하게 된다.
한편, 사용자가 저소음 구동조건을 입력하거나, 제어부에 의해 자동으로 저소음 구동조건이 입력되는 경우에 압축기는 소음을 줄이기 위하여 제2 속도(Hz2) 예를 들어 30 hz로 운전될 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 압축기의 구동속도를 정상속도에 비하여 소정비율로 줄여서 압축기를 구동시키거나, 또는 압축기의 소음이 소정 소음 이하가 되도록 압축기를 구동시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.
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 (26)

  1. 가변형 압축기를 구비한 히트펌프를 가지는 건조기의 제어방법에 있어서,
    공기 또는 건조공기를 공급하는 적어도 하나의 코스가 선택되는 단계;
    상기 선택된 코스가 진행됨에 따라 상기 압축기의 구동속도를 목표 속도까지 상승시키는 단계; 및
    상기 히트펌프에 구비된 팽창밸브의 개방도를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기의 구동속도를 목표속도까지 상승시키는 단계는 제1 시간대역 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간대역 동안 상기 팽창밸브의 개방도를 최대로 유지하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간대역 동안 상기 팽창밸브를 최대로 개방하는 단계; 및
    상기 제1 시간대역 동안 상기 팽창밸브의 개방도를 조절하여 닫는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 시간대역의 시작에서 소정 시간이 경과한 후에 상기 팽창밸브의 개방도를 조절하여 닫는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간대역 동안 상기 압축기의 구동속도를 단계적으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 시간대역 동안 상기 압축기의 구동속도는 연속적으로 상승하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시간대역 동안 상기 압축기의 구동속도는 소정의 곡선을 따라 연속적으로 상승하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 소정의 곡선은 상기 제1 시간대역의 전반부의 기울기가 후반부의 기울기에 비하여 더 큰 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 팽창밸브의 개방도를 조절하는 단계는 제2 시간대역 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간대역에서 상기 팽창밸브는 단계적으로 닫히는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 히트펌프의 적어도 하나의 온도 정보에 따라 상기 팽창밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히트펌프의 온도정보는 상기 히트펌프를 순환하는 냉매온도, 상기 히트펌프를 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 온도 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 히트펌프의 적어도 하나의 온도정보가 미리 설정된 소정치 이상으로 상승하는 경우에 상기 팽창밸브를 단계적으로 닫는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간대역에서 상기 압축기의 구동속도를 상기 목표 속도로 유지하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제2 시간대역에서 상기 압축기의 구동속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 코스를 선택하는 경우에 또는 상기 선택된 코스의 구동 중에 상기 건조기의 저소음 구동조건(low noisy activation condition)을 확인하는 단계; 및
    상기 구동조건에 따라 상기 가변형 압축기의 구동속도를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 건조기의 저소음 구동조건은 수동으로 또는 자동으로 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 건조기의 저소음 구동조건은 사용자의 선택 또는 상기 건조기의 구동시간대역에 따라 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 건조기의 저소음 구동조건은 사용자가 소정의 코스 또는 소정모드를 선택하는 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 건조기의 저소음 구동조건은 상기 건조기의 구동시간대역이 소정의 시간대역에 속하는 경우에 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 건조기의 가변형 압축기의 구동시간대역이 소정의 시간대역에 속하는 경우에 상기 건조기의 저소음 구동조건이 설정되는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 가변형 압축기의 구동속도를 조절하는 단계는 상기 압축기의 정상속도보다 적은 구동속도로 운전하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 가변형 압축기의 구동속도를 조절하는 단계는 상기 압축기에서 발생하는 소음이 소정 기준치 이하가 되는 속도로 운전하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법.
  25. 적어도 하나의 건조정보를 입력받는 사용자 조작부;
    상기 사용자 조작부에 의해 입력된 건조정보를 수신하여 동작신호를 발생시키는 제어부; 및
    상기 제어부에서 발생한 동작신호에 의해 구동되며 압축기와 팽창밸브를 구비한 히트펌프;를 구비하고,
    상기 압축기의 구동속도는 상기 동작신호에 따라 제1 시간대역동안 설정된 목표속도까지 상승하며, 상기 팽창밸브는 상기 동작신호에 따라 상기 제1 시간대역과 연속적인 제2 시간대역동안 개방도가 조절되는 것을 특징으로 하는 건조기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2 시간대역은 상기 제1 시간대역과 일부가 겹치는 것을 특징으로 하는 건조기.
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