KR20170006556A

KR20170006556A - 의류처리장치 및 이의 제어방법

Info

Publication number: KR20170006556A
Application number: KR1020150097357A
Authority: KR
Inventors: 김재형; 장세민; 정주식
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2035-07-08
Also published as: KR101728757B1

Abstract

캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 구비되는 의류수용부; 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 의류수용부로 순환하는 공기에 열을 가하는 히트펌프 사이클; 상기 팽창밸브 후단에 설치되어, 팽창밸브 후단의 냉매온도를 측정하는 제1온도센서; 및 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 스팀을 선택적으로 생성하여 상기 의류수용부로 공급하는 스팀공급부를 포함하는 의류처리장치가 개시된다.

Description

의류처리장치 및 이의 제어방법{CLOTHES TREATING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 히트펌프 시스템을 구비하고, 살균 기능을 갖는 의류처리장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의류처리장치는 의류를 세탁 또는 세탁을 마친 의류를 건조하는 기능을 수행하거나 이 두 기능을 모두 수행할 수 있는 장치이다.

또한, 최근에는 스팀 발생장치가 구비되어 의류 등의 구김 제거, 냄새 제거, 정전기 제거 등 리프레쉬 기능 또는 살균 기능을 구비하는 의류처리장치가 개발되고 있다.

예를 들어, 세탁을 마친 의류를 건조시키는 드럼 타입의 건조기, 의류를 걸어두고 건조시키는 캐비닛 타입의 건조기 및 의류에 열풍을 공급하여 의류를 리프레쉬하는 리프레셔 등이 개발되었다.

상기 의류처리장치 중에서 리프레셔, 또는 건조기 등은 주로 히터를 사용하여 공기를 가열하여 의류로 열풍을 공급하게 된다. 이러한 히터는 가스를 연소시켜 공기를 가열하는 가스식 히터와, 전기저항에 의해 공기를 가열하는 전기식 히터 등이 있으며, 최근에는 설치가 편리하고 구조가 간단한 전기식 히터가 많이 사용되는 추세이다.

한편, 아래의 선행특허문헌 D1, D2에는 스팀과 열풍을 이용하여 의류를 살균하는 의류처리장치가 개시되어 있다.

선행특허문헌 D1에 의하면, 의류를 건조하는 단계는 드럼 내부로 은나노 스팀을 공급하는 시간 동안 열풍을 공급하여 의류를 건조함과 동시에 살균이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, D1과 같이 단순 스팀만으로 드럼 내부의 의류를 살균할 경우에 과도한 스팀을 사용함으로 인해 소비에너지를 증가시키는 문제가 있다.

또한, 스팀 살균 이후에 의류 건조를 위한 열풍의 공급이 전기 히터에 의해 이루어지므로, 과도한 에너지가 소비되고, 고온 열풍으로 인한 의류 손상을 발생시키는 문제가 있다.

선행특허문헌 D2에 의하면, 의류 살균을 위한 전처리 단계로 히트펌프를 이용하여 의류수용공간의 예열단계, 스팀 공급 단계 및 건조 단계가 순차적으로 이루어진다.

그러나, D2의 경우 살균 전처리 단계인 수용공간 예열 과정이 단순히 히트펌프 운전만으로 제어됨에 따라 히트펌프 부하 증가, 에너지 효율 감소 및 행정 시간 증가 등의 문제점을 발생시킨다.

왜냐하면, 건조 상태의 의류 살균 시 히트펌프 사이클에서 증발기에서의 열교환이 단순히 현열 교환만으로 이루어지기 때문에 냉매 온도 상승까지 장시간이 필요하기 때문이다.

D1: 한국공개특허문헌 10-2007-0011757(2007. 01. 25. 공개) D2: 한국공개특허문헌 10-2009-0100801(2009. 09. 24. 공개)

따라서, 본 발명의 일 목적은, 의류 살균하기 전에 스팀을 이용하여 의류수용공간 내부의 고온 환경을 조성함에 따라, 과도한 스팀 사용을 절감할 수 있고, 열풍 생성을 위해 기존의 전기히터 대신에 히트펌프를 이용하므로 에너지 절감 및 에너지 효율을 증대시킬 수 있는 의류처리장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 스팀에 의한 의류 살균 전처리 과정에서 스팀을 이용하여 의류수용공간을 예열함에 따라, 히트펌프의 부하를 감소시키고, 에너지 효율 증대 및 행정시간을 단축할 수 있는 의류처리장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 의류처리장치는 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 구비되는 의류수용부; 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 의류수용부로 순환하는 공기에 열을 가하는 히트펌프 사이클; 상기 팽창밸브 후단에 설치되어, 팽창밸브 후단의 냉매온도를 측정하는 제1온도센서; 및 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 스팀을 선택적으로 생성하여 상기 의류수용부로 공급하는 스팀공급부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 상기 스팀공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 스팀이 공급될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높은 경우에 스팀 공급이 종료될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 증발기의 전단에 설치되어, 상기 의류수용부로부터 배출되어 상기 증발기로 유입되는 공기온도를 측정하는 제2온도센서를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기의 후단에 설치되어, 상기 응축기로부터 배출되어 상기 의류수용부로 유입되는 공기온도를 측정하는 제3온도센서를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스팀은 의류 살균 전에 상기 의류수용부로 공급되어, 상기 의류수용부를 예열할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스팀은 의류 살균 전에 상기 의류수용부에서 증발기로의 공기 유입을 위한 공기덕트 또는 상기 증발기 전단에 공급되어, 냉매의 증발 잠열을 증가시킬 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스팀공급부는, 스팀생성기; 상기 스팀생성기에서 상기 의류수용부로 연장되어, 스팀 유로를 형성하는 스팀튜브; 및 상기 스팀튜브를 개폐하는 스팀밸브를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스팀공급부는 스팀튜브의 토출구에 형성되어, 스팀을 분산시키는 스팀노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 포함하는 히트펌프 사이클을 구비하고, 의류 살균 기능을 수행하는 의류처리장치의 제어방법은, 의류 살균 행정의 전처리 단계로서, 상기 히트펌프 사이클의 가동 전에, 의류수용부로 공기를 순환시키는 순환팬을 구동시키는 단계; 상기 팽창밸브 후단에 설치되는 제1온도센서를 이용하여 팽창밸브 후단의 냉매온도를 측정하는 단계; 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 스팀생성기에서의 스팀 생성 유무를 판단하는 단계; 및 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 상기 스팀을 의류수용부로 공급하여, 상기 의류수용부를 예열하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높은 경우에 상기 스팀 공급을 종료하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 의류수용부를 예열하는 단계는 의류 살균 행정 이전에 이루어질 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 의류수용부를 예열하는 단계는 히트펌프 사이클을 가동하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 히트펌프 사이클을 가동하는 단계는, 상기 제1온도센서, 상기 증발기 전단에 설치되어 증발기로 유입되는 공기온도를 측정하는 제2온도센서 및 상기 응축기 후단에 설치되어, 응축기를 통과하는 공기온도를 측정하는 제3온도센서 중 적어도 하나의 온도값에 따라 순환팬 또는 히트펌프 사이클을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 의류수용부를 예열하는 단계는, 상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 상기 의류수용부에서 증발기로 연장되는 공기덕트 또는 상기 증발기 전단에 스팀을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 의류 살균 기능을 수행하기 위한 스팀 살균 이전에 스팀을 이용하여 의류수용공간의 고온 환경을 조성함으로써, 과도한 에너지 사용 증가를 막을 수 있다.

둘째, 의류수용공간의 환경을 고온으로 만들기 위한 열원으로 히트펌프 사이클을 적용함에 따라, 에너지 효율 증대 및 고온 열풍으로 인한 의류 손상을 방지할 수 있다.

셋째, 살균 전처리 단계에서 수용공간의 예열을 위해 단순히 히트펌프 운전만으로 이루어지는 것이 아니라, 히트펌프 구동 이전에 수용공간 내부로의 스팀 공급을 통해 증발기에서의 잠열교환량을 증대시킴에 따라, 히트펌프의 과도한 부하 증가 등의 문제점을 해소할 수 있다.

넷째, 종래의 살균 기능을 구비하는 의류처리장치에서 히트펌프 시스템의 제어방식은 단순히 히트펌프의 토출 냉매 온도 정보로만 판단하여, 제한적인 환경에서만 제품의 안정성을 확보할 수 있지만, 본 발명에서는 열풍공급용 공기유로에 위치하는 공기온도센서와 팽창밸브 후단에 위치하는 냉매온도센서 등을 이용하여 다양한 환경에서 안정성을 확보할 수 있고, 행정 시간 단축 및 히트펌프 시스템의 효율성을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 의류처리장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 의류수용공간의 고온 환경 조성을 위해 스팀 공급이 이루어지는 모습을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 의류처리장치의 기계실 내부 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스팀공급부를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 의류처리장치의 의류수용공간 예열 및 히트펌프 사이클의 제어를 위한 장치를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 의류처리장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 7은 종래의 의류 살균 전 스팀 사용 없이 히트펌프만을 이용하여 살균 및 건조 기능을 수행하는 의류처리장치의 행정시간을 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 의류 살균 전 스팀을 활용하여 살균 및 건조 기능을 수행하는 의류처리장치의 행정시간을 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명에 관련된 의류처리장치 및 이의 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명은 히트펌프 사이클(140)을 구비하고, 의류(1) 살균의 전처리 단계에서 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 의류처리장치에 관한 것이다.

본 발명의 기술이 적용되는 제품은 살균 기능을 갖는 의류처리장치이다. 예를 들면, 살균 기능을 갖는 의류처리장치는 의류수용공간(111)의 형태에 따라 드럼 타입과 캐비닛(110) 타입으로 구분될 수 있다. 또한, 본 발명의 적용대상 제품은 리프리쉬, 살균 및 건조 기능을 포함하는 복합 의류처리장치일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 의류처리장치를 보여주는 사시도이다.

도 1에 도시된 의류처리장치는 캐비닛(110) 타입의 의류처리장치이다.

상기 의류처리장치는 의류수용공간(111)을 내부에 구비하는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110) 하부에 구비되는 기계실(112)과, 의류수용공간(111)을 개폐하는 도어(120)를 포함한다.

캐비닛(110)은 제품의 외형을 형성한다. 캐비닛(110)의 형상은 수직하게 배치되는 직사각체 형상을 이룰 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

캐비닛(110)의 내부에는 의류(1)를 수용할 수 있는 의류수용공간(111)을 구비한다. 캐비닛(110)의 전방면은 개방되어, 의류(1) 등을 투입할 수 있다. 의류수용공간(111) 내부, 예를 들어 캐비닛(110) 상부에는 의류걸이대가 구비되어, 옷걸이 등을 이용하여 의류걸이대에 의류(1)를 걸 수 있다.

도어(120)는 의류수용공간(111)의 전방을 개폐하도록 캐비닛(110)의 전방면 일측 모서리에 힌지로 결합되어, 전후방향으로 회전될 수 있다.

의류수용공간(111) 내부에 스팀토출구(113)가 구비된다. 스팀토출구(113)는 의류수용공간(111) 내부에 스팀을 공급하기 위한 의류수용공간(111) 연결통로이다. 스팀토출구(113)의 위치는 스팀이 고온이므로 의류수용공간(111) 내에서 상승하려는 성질이 있어서 의류수용공간(111) 내부 저면에 위치하는 것이 바람직하다. 다만, 의류수용공간(111)에 수용된 의류(1)에 스팀을 골고루 공급할 수 있으면 되고 특정 위치에 한정되지는 않는다.

스팀토출구(113)는 이물질의 유입을 방지하도록 상부면에 메시 구조의 커버판을 탈착가능하게 구비할 수 있다.

의류수용공간(111) 내부에 공기흡입구(115a) 및 공기토출구(115b)가 구비된다. 공기흡입구(115a)는 의류수용공간(111) 내부 저면 앞쪽에 형성되고, 공기토출구(115b)는 공기흡입구(115a)의 반대쪽, 즉 의류수용공간(111) 내부 저면 뒤쪽에 형성될 수 있다. 공기흡입구(115a) 및 공기토출구(115b)는 스팀토출구(113)와 마찬가지로 대류 현상 등의 특성을 고려하여 의류수용공간(111) 내부 저면에 위치하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다.

기계실(112)은 히트펌프 사이클(140) 및 스팀공급부(130) 등의 장치를 내부에 구비하고, 의류수용공간(111) 하부에 형성되어, 스팀공급부(130)에서 생성된 증기 등은 밀도차 및 대류 현상과 같은 자연현상에 의해 상부의 의류수용공간(111)으로 용이하게 공급될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 의류수용공간의 고온 환경 조성을 위해 스팀 공급이 이루어지는 모습을 보여주는 개략도이다.

도 2에 도시된 의류처리장치는 의류수용공간(111)을 구비하는 캐비닛(110), 공기덕트(150), 순환팬(160), 히트펌프 사이클(140), 및 스팀공급부(130) 등을 포함하여 구성된다.

캐비닛(110)의 의류수용공간(111) 내부에 의류(1) 등이 수용될 수 있다.

공기덕트(150)는 캐비닛(110)의 의류수용공간(111)과 히트펌프 사이클(140)을 연결하고, 공기의 순환을 위한 공기유로를 형성한다. 이에 의해, 의류수용공간(111)의 공기토출구(115b)에서 배출되는 공기는 공기덕트(150)를 따라 히트펌프 사이클(140)을 통과한 다음 다시 의류수용공간(111)으로 순환될 수 있다.

순환팬(160)은 유체에 동력을 가하기 위한 부품이다. 예를 들면, 순환팬(160)은 회전체인 블레이드와, 블레이드를 구동시키는 팬모터로 구성될 수 있다. 이에 의해, 팬모터가 가동됨에 따라 블레이드를 회전시켜 의류수용공간(111) 내부의 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 공기유로를 따라 이동시키며 의류수용공간(111)으로 순환시킬 수 있다.

의류수용공간(111)의 하부에 위치하는 기계실(112) 내부에는 히트펌프 사이클(140)이 구비된다.

히트펌프 사이클(140)은 증발기(141), 압축기(143), 응축기(142) 및 팽창밸브(144)를 포함한다. 또한, 증발기(141), 압축기(143), 응축기(142) 및 팽창밸브(144)를 연결하고, 냉매의 순환을 위한 냉매유로를 형성하는 냉매배관(145)을 포함한다.

증발기(141) 및 응축기(142)는 열교환기로서, 온도가 서로 다른 유체를 열교환시킴으로 고온 유체의 열을 저온 유체로 전달한다.

예를 들면, 증발기(141)는 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기와 히트펌프 사이클(140)의 냉매를 열교환시킴에 따라, 공기의 열을 냉매의 증발잠열로 흡수한다.

또한, 응축기(142)는 압축기(143)에 의해 압축된 고온 및 고압의 냉매와 증발기(141)를 통과한 공기를 열교환시킴에 따라, 고온 및 고압의 기상 냉매에서 액상 냉매로의 상변화를 통해 냉매의 응축잠열을 공기로 방출함으로 의류수용공간(111)으로 유입되는 공기를 가열할 수 있다.

압축기(143)는 냉매를 압축함에 따라 증발기(141)에서 흡수된 열을 응축기(142)에서 방출할 수 있도록 열을 이동시키는 역할을 한다.

압축기(143)는 인버터 타입의 압축기(143)일 수 있다. 인버터 타입의 압축기(143)는 냉매를 압축하기 위한 동력을 제공하는 모터의 주파수를 가변시킴으로, 냉매의 토출량을 조절할 수 있다.

팽창밸브(144)는 응축기(142)에서 응축된 냉매를 교축작용에 의해 저온 및 저압의 액상 냉매로 변화시킨다.

의류처리장치에서 의류(1) 살균 기능을 수행하기 위해서는 스팀 살균 이전에 의류수용공간(111)의 환경을 고온으로 올리는 것이 필요하다.

본 발명에 따른 의류처리장치는 의류수용공간(111)의 고온 환경을 조성하기 위해 히트펌프 사이클(140)의 열원을 이용한다.

그러나, 히트펌프 사이클(140)의 열원만을 이용하여 의류수용공간(111)을 고온 환경으로 만들어 건조된 의류(1)를 살균하는 경우에, 증발기(141)의 열 회수가 잠열 교환이 아닌 대부분 현열 교환만으로 냉매의 온도 상승이 이루어지므로, 많은 시간과 에너지가 소모된다.

본 발명에서는 히트펌프 사이클(140)의 활용시간 및 에너지를 저감하기 위해 히트펌프 사이클(140)의 가동 전에 스팀공급부(130)에 의해 스팀을 의류수용공간(111) 내부로 공급함에 따라 증발기(141)의 잠열교환을 극대화 할 수 있다.

본 발명에서의 스팀은 의류(1) 살균 행정 이전에 의류수용공간(111)의 고온 환경을 조성하기 위한 예열 단계에서 사용된다.

스팀공급부(130)에서 생성된 스팀은 스팀튜브(134)를 따라 이동되며, 스팀튜브(134)의 단부에 구비되는 스팀노즐(135)을 통해 의류수용공간(111)으로 토출된다. 또한, 의류수용공간(111) 하부에 스팀토출구(113)가 형성되어, 의류수용공간(111) 내부에 스팀을 균일하게 확산시킬 수 있다.

스팀 공급의 목적은 의류수용공간(111) 내부의 고온 환경을 조성하기 위한 것이므로, 스팀의 활용유무 및 종료시점 판단을 위해서는 히트펌프 사이클(140)의 상태를 정확히 판단하는 것이 무엇보다 중요하다.

또한, 의류수용공간(111)의 온도는 도어(120)의 개폐 또는 주변 환경의 온도에 따라 쉽게 유동적으로 변하기 때문에, 의류수용공간(111)의 온도에 따라 스팀 공급이 이루어질 경우 본래 의도했던 목적과 다른 결과를 초래할 수 있다.

예를 들면, 주변의 대기 온도가 영하일 경우 도어(120)를 개방하면 의류수용공간(111) 내부의 온도가 급격히 떨어질 수 있다. 만약, 의류수용공간(111)의 온도에 따라 스팀 활용 여부를 판단한다면, 히트펌프 사이클(140)이 조금 전까지 가동되어 히트펌프 시스템의 온도가 충분히 상승한 상태인 경우에 도어(120)의 개방으로 인해 의류수용공간(111)의 온도가 급격히 떨어질 것이고, 이로 인해 의류수용공간(111) 내로 스팀이 공급된다. 이 경우 히트펌프 사이클(140)이 가열된 상태에서는 의류수용공간(111) 내부로 열풍을 바로 공급할 수 있음에도 불구하고 스팀을 공급한다면 이는 에너지를 낭비하는 것이기 때문이다.

따라서, 스팀의 활용 유무 및 종료 시점 판단은 히트펌프 사이클(140)의 상태에 따라 이루져야 한다.

상기 히트펌프 사이클(140)의 상태를 판단하기 위해, 본 발명에서는 팽창밸브(144) 후단의 냉매 온도를 사용한다.

즉, 스팀의 활용 유무 및 종료 시점 판단 기준은 팽창밸브(144) 후단의 냉매 온도이다.

팽창밸브(144) 후단의 냉매 온도는 히트펌프 사이클(140)의 상태를 판단할 수 있는 기초 자료이자 히트펌프 사이클(140)의 상태를 가장 정확하게 인지할 수 있는 대표성을 갖는다.

히트펌프 사이클(140)의 상태를 냉매 이동 관점에서 보면, 냉매가 증발기(141), 압축기(143), 응축기(142) 및 팽창밸브(144)를 순서대로 순환하면서 기상 또는 액상으로 상변화를 한다. 예를 들면, 냉매는 증발기(141)를 통과하면서 증발기(141)의 흡열량을 받아 액상에서 기상으로 상변화되고, 기상의 냉매는 압축기(143)를 통과하면서 고온 고압으로 압축되어 응축기(142)로 이동하고, 응축기(142)를 통과하면서 냉매가 가지고 있는 열량을 방출하면서 다시 액상으로 변한다. 이어서, 액상의 냉매는 팽창밸브(144)를 통과하면서 저온 저압 상태로 되고, 다시 증발기(141)로 유입된다.

이와 같은 히트펌프 사이클(140)에서 냉매의 상변화는 운전 중에 시시각각 주기적으로 변하고, 히트펌프 사이클(140)이 멈춘 상태에서 시간이 경과함에 따라 시스템의 온도가 떨어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에서 스팀은 의류(1) 살균 행정 전에 의류수용공간(111)을 예열시키는데 사용되고, 히트펌프 사이클(140)의 구동 전에 미리 증발기(141)의 잠열 교환을 극대화시키기 위한 목적으로 사용되므로, 스팀의 활용 시기는 히트펌프 사이클(140)의 구동 전이다. 이에 따라 스팀의 활용 유무 및 종료 시점을 판단하는 기준이 되는 히트펌프 사이클(140)의 상태 또한 히트펌프 사이클(140)이 가동되기 전 상태에 대한 정보인 것이다.

그런데, 상기 히트펌프 사이클(140)에 대한 정확한 정보를 알려면, 압축기(143)의 압력을 알아야 하지만, 히트펌프 사이클(140)이 정지된 상태에서 압축기(143)는 일정한 압력에 도달하기까지 시간이 오래 걸리므로(예를 들면 1시간 안팎), 압축기(143)의 압력을 정확히 판단하는데 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

이러한 문제로 인해 압축기(143)의 압력 대신에 다른 히트펌프 구성요소, 예를 들어 증발기(141) 또는 응축기(142)의 압력을 측정할 수 있지만, 증발기(141) 또는 응축기(142)의 압력 또한 열교환에 따른 상변화로 인해 증발기(141) 압력과 응축기(142) 압력이 변하고 압력의 수렴 구간에 도달 시간도 상대적으로 길다.

이러한 점을 고려할 때, 히트펌프 사이클(140)의 정지 후 사이클의 냉매 압력 수렴구간에 가장 빨리 도달하는 히트펌프 구성요소는 팽창밸브(144)이다. 팽창밸브(144)는 히트펌프 사이클(140)의 구성요소 중 가장 낮은 온도 구간에 위치한다. 특히, 팽창밸브(144) 후단의 냉매 온도가 가장 낮다. 왜냐하면, 팽창밸브(144)를 통과하면서 교축작용에 의해 저온 저압의 냉매로 변하므로, 히트펌프 사이클(140) 정지 후에도 온도 변화가 크지 않고 안정된 압력으로 수렴하는 시간이 매우 짧다.

또한, 히트펌프 사이클(140)의 압력을 판단하는데 있어서 중요한 근거 자료는 온도이다. 왜냐하면 온도를 가지고 압력으로 환산할 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 히트펌프 사이클(140)의 상태를 판단하기 위해 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도를 측정함으로, 측정된 냉매온도를 가지고 냉매압력을 환산할 수 있다.

상기 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도를 측정하기 위해, 팽창밸브(144) 후단의 냉매배관(145)에 제1온도센서(151)가 설치된다.

온도센서는 부품원가가 저렴하면서 일반적으로 많이 사용되는 서미스터일 수 있다.

상기 제1온도센서(151)는 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도를 측정하여, 스팀 활용 유무 및 종료 시점 판단의 근거 자료로 사용될 뿐만 아니라 증발기(141)의 압력을 얼마로 해야할 지에 대한 판단 자료로도 사용될 수 있다.

스팀 적용 유무 판단 및 스팀 종료 시점을 판단하는 기준 온도는 32℃일 수 있다.

예를 들어, 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도, 즉 32℃보다 낮은 경우에 스팀을 의류수용공간(111)에 공급한다. 또한, 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높은 경우에 스팀 공급을 종료한다. 여기서, 기설정된 온도는 32℃에 한정되지 않고 설계조건에 따라 유동적일 수 있다.

본 발명의 히트펌프 사이클(140)은 열풍을 만들어내기 위한 열원을 제공하므로, 히트펌프 사이클(140)의 안정성을 확보하기 위한 노력이 필요하다.

본 발명에서 히트펌프 사이클(140)의 에너지 효율을 증대시키면서 시스템의 안정성을 확보하기 위해서는 시스템의 구성요소 별로 압력을 정확하게 제어할 필요가 있으며, 시스템의 압력은 전술한 것처럼 온도를 가지고 환산할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서 증발기(141) 전단에 제2온도센서(152)가 설치되어, 증발기(141) 입구의 공기 온도를 측정할 수 있다.

증발기(141) 입구의 공기 온도를 가지고 증발기(141)의 압력을 환산할 수 있다. 또한, 증발기(141) 입구는 공기덕트(150)를 통해 의류수용공간(111) 내부와 연결되므로, 의류수용공간(111)의 내부온도를 판단할 수 있다.

이에 의해, 증발기(141) 입구의 공기온도는 예열 종료 시점을 언제로 할 지에 대한 판단 자료로 사용될 수 있다.

예를 들어, 의류수용공간(111) 내부의 온도가 기설정된 온도, 즉 50℃ 보다 낮을 경우에 스팀 공급을 지속시킬 수 있다. 또한, 의류수용공간(111) 내부의 온도가 기설정된 온도보다 높을 경우에 스팀 공급을 중단하여 예열을 종료할 수 있다. 여기서, 50℃는 예시일 뿐 설계조건에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 응축기(142) 후단에 제3온도센서(153)가 설치되어, 응축기(142) 출구의 공기 온도를 측정할 수 있다.

응축기(142) 출구의 공기 온도를 가지고 응축기(142)의 압력이 얼마인지를 판단할 수 있다. 응축기(142) 출구의 공기 온도는 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기의 습도를 판단하는 자료로 사용될 수 있다.

왜냐하면, 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기 중에 수분이 많이 포함되어 있으면, 공기가 응축기(142)를 통과할 때 응축기(142)에서 방출되는 열량을 증발잠열로 소모하여, 응축기(142)를 통과한 공기의 온도상승이 상대적으로 줄어들 수 밖에 없기 때문에, 응축기(142) 출구의 공기 온도는 낮아진다.

이에 따라, 응축기(142) 출구의 공기 온도는 의류수용공간(111)을 통과한 공기의 습도를 판단할 수 있고, 의류(1)의 건조도를 판단할 수도 있다. 예를 들면, 건조 초반에서 중반에 접어들면 의류(1)에서 증발되는 수증기가 상대적으로 많이 발생하고, 다습한 공기가 의류수용공간(111)에서 배출되어 증발기(141) 및 응축기(142)를 통과한다. 그리고, 건조 후반으로 갈수록 의류(1)에서 발생하는 수증기량은 줄어들고, 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기의 습도도 낮아진다. 여기서, 의류(1) 건조 행정 중 공기 습도에 따라 응축기(142) 출구의 공기온도가 변화하므로, 의류(1) 건조 종료 시점을 판단할 수 있다.

의류(1) 건조 종료 시점을 판단하는 기준은 응축기(142) 출구에서의 공기 온도 뿐만 아니라, 증발기(141) 입구의 공기 온도도 포함될 수 있다.

왜냐하면, 의류수용공간(111) 내부의 온도가 높을 수록 의류(1)에서 포함된 수분을 더 많이 증발시켜 의류(1) 건조 시간을 단축시킬 수 있으므로, 의류수용공간(111) 내부의 공기 온도는 의류(1) 건조 시간을 단축시키기 위한 제어인자에 포함된다.

또한, 의류(1) 건조 시간을 단축시키기 위한 제어인자로 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기의 습도도 포함된다.

이에 따라, 의류(1) 건조종료시점을 판단하는 기준은 증발기(141) 입구의 공기 온도와 응축기(142) 출구의 공기온도이다.

본 발명에서 압축기(143) 출구에 제4온도센서(154)가 설치되어, 압축기(143)의 냉매토출온도를 측정할 수 있다.

히트펌프 사이클(140)의 운전 중 압축기(143)가 과열되어 압축기(143) 토출온도가 대략 110~120℃ 이상 되면, 압축기(143)를 구동하는 모터의 과열로 인해 모터 소손이 발생할 수 있다.

압축기(143)의 모터 소손을 방지하기 위해, 압축기(143)의 냉매토출온도를 모니터링 해야하고, 이에 의해 압축기(143)를 보호할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 의류처리장치의 기계실(112) 내부 모습을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스팀공급부(130)를 보여주는 개략도이다.

기계실(112) 내부에는 히트펌프 사이클(140)의 열교환기, 즉 증발기(141) 및 응축기(142)와, 압축기(143) 및 팽창밸브(144), 스팀공급부(130), 배수펌프(170) 등의 설비가 구비된다.

열교환기는 열교환기 커버에 의해 감싸여진다. 열교환기커버(147)의 내부에 증발기(141) 및 응축기(142)가 구비된다. 증발기(141)는 도 3에서 열교환기커버(147)의 오른쪽 후방에 위치한다. 응축기(142)는 도 3에서 열교환기커버(147)의 왼쪽 전방에 위치한다. 응축기(142)와 증발기(141)는 일정한 갭을 두고 열교환기커버(147)의 내부공간에서 전후방향으로 배치된다.

열교환기커버(147)는 공기덕트(150)에 의해 의류수용공간(111)의 공기흡입구(115a) 및 공기토출구(115b)와 연결된다. 열교환기커버(147)의 일측에 제1공기덕트(150)가 설치되어, 공기흡입구(115a)를 통해 의류수용공간(111)에서 흡입된 공기를 증발기(141)로 유입되도록 유도한다. 열교환기커버(147)의 타측에 제2공기덕트(150)가 설치되어, 응축기(142)에서 배출되는 가열공기를 공기토출구(115b)를 통해 의류수용공간(111)으로 유입시킨다.

열교환기커버(147)의 하부에 압축기(143)가 설치된다. 압축기(143)는 기계실(112)의 저면에 구비되는 베이스플레이트(112a)에 장착될 수 있다. 압축기(143)는 냉매배관(145)을 매개로 하여 증발기(141) 및 응축기(142)와 연결되고, 증발기(141)에서 증발되는 기상 냉매를 고온 고압으로 압축하여 응축기(142)로 이송한다.

압축기(143)의 일측면에 냉각팬(146)이 설치되어, 기계실(112) 외부의 차가운 공기를 압축기(143)로 송풍함에 따라 압축기(143)의 과열을 방지할 수 있다. 냉각팬(146)은 압축기(143)를 과열로부터 보호하기 위한 안전장치이다.

베이스플레이트(112a)에는 제어부인 콘트롤박스가 구비된다. 콘트롤 박스는 PCB 등을 내장하여 다양한 전자부품들로 구성되고, 의류수용공간(111)의 고온 환경을 조성하기 위한 예열단계, 히트펌프 사이클(140)의 구동, 살균 및 건조 단계 등 의류처리장치의 전반적인 제어를 수행한다.

배수펌프(170)는 베이스플레이트(112a)의 일측에 설치되어, 증발기(141)에서 응축되는 응축수를 기계실(112) 외부로 배출시킨다.

배수펌프(170)는 증발기(141)의 응축수를 배수펌프(170)하우징 내부로 유입시키기 위한 유입구와 기계실(112) 외부로 배출시키기 위한 유출구를 구비한다. 증발기(141)의 응축수배출구와 배수펌프(170)의 유입구 사이에 연결되는 응축수유입호스(171)를 통해 증발기(141)에서 발생하는 응축수가 배수펌프(170)로 이송된다. 그리고, 배수펌프(170)의 유출구와 응축수수집통(173) 사이에 연결되는 응축수배수호스(172)를 통해 배수펌프(170)에서 펌핑된 응축수가 응축수수집통(173)으로 임시 저장된다. 응축수수집통(173)에는 배수구(174)가 구비되고, 배수구(174)와 기계실(112) 외부를 연결하는 배수호스를 통해 응축수를 배수시킬 수 있다. 응축수수집통(173)의 저면 일측에 오버플로우 방지호스(175)를 별도로 구비할 수 있다. 오버플로우 방지호스(175)는 응축수수집통(173)의 응축수 저장공간의 한계로 응축수가 응축수수집통(173)에서 흘러넘치는 것을 방지하는 역할을 한다. 오버플로우 방지호스(175)에는 개폐밸브가 설치되어, 응축수의 수집량에 따라 선택적으로 개폐밸브를 개폐할 수 있다.

또한, 열교환기커버(147) 하부에 스팀공급부(130)가 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 스팀공급부(130)는 스팀생성기(131), 급수펌프(137), 스팀튜브(134) 및 스팀노즐(135) 등을 포함하여 구성된다.

스팀생성기(131)는 내부에 물을 저장하는 탱크를 포함한다. 탱크의 일측면에 급수구(132)가 형성되어, 탱크 내부로 물을 공급할 수 있다. 이때, 급수호스는 탱크의 급수구(132)와 급수펌프(137) 사이를 연결하여 급수펌프(137)에 의해 이송되는 물의 유로를 형성한다. 탱크로또한 탱크의 앞쪽 면에 스팀출구(133)가 형성되어, 스팀생성기(131)에서 생성되는 스팀을 유출시킬 수 있다.

도 4에 도시된 급수펌프(137)는 원수공급부(138)와 연결되어, 물을 스팀생성기(131)로 이송할 수 있다. 원수공급부(138)는 원수탱크 형태로 기계실(112) 내부 또는 외부에 설치될 수 있다. 또는 원수공급부(138)는 수돗물을 공급하는 수도라인(WATER TAB)으로 마련될 수 있다.

스팀생성기(131)는 스팀튜브(134), 스팀밸브 및 스팀노즐(135)을 구비할 수 있다.

스팀튜브(134)는 스팀출구(133)와 연결되어, 스팀을 유출시키기 위한 스팀 유로를 형성한다.

스팀밸브는 스팀튜브(134)에 설치되어, 스팀유로를 개폐하고 스팀량을 조절할 수 있다.

스팀노즐(135)은 스팀튜브(134)의 단부에 설치되고, 의류수용공간(111)에 구비되는 스팀토출구(113)와 인접하게 위치하여 의류수용공간(111)으로 스팀을 분사할 수 있다.

스팀생성기(131) 내부에 가열수단인 히터가 장착되고, 스팀생성기(131) 내부에 저장되는 물을 가열함에 따라 스팀을 생성한다. 가열수단은 가열동력원에 따라 구분될 수 있는 전기식 히터 및 가스연소식 히터를 사용하거나, 면상히터 또는 유도가열식 히터 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

탱크의 앞쪽면에는 단자대(139)가 설치되고, 단자대(139)에 입력단자(139a)가 구비되어 히터에 전원을 인가할 수 있다. 단자대(139)는 볼트(139b) 등과 같은 체결수단에 의해 나사결합될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 의류처리장치의 의류수용공간(111) 예열 및 히트펌프 사이클(140)의 제어를 위한 장치를 보여주는 블록도이다.

입력부로서 제1온도센서(151) 내지 제4온도센서(154)를 포함한다.

제1온도센서(151) 내지 제4온도센서(154)는 서미스터(THERMISTOR)로 마련될 수 있다. 서미스터는 전기저항값과 온도 간에 밀접한 관련성을 갖는 반도체 디바이스로서, 온도가 오르면 저항값이 떨어지는 NTC 타입과 온도가 올라가면 저항값이 올라가는 PTC 타입 및 어떤 온도에서 저항값이 급변하는 CIR 타입으로 구분될 수 있다.

본 발명에서 서미스터는 PTC 타입일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 설계조건에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

제1온도센서(151)는 팽창밸브(144) 후단의 냉매배관(145)에 설치되어, 팽창밸브(144) 후단 또는 출구의 냉매온도값을 측정한다.

제2온도센서(152)는 증발기(141) 전단의 공기덕트(150)에 설치되어, 증발기(141) 입구의 공기온도값을 측정한다.

제3온도센서(153)는 응축기(142) 후단의 공기덕트(150)에 설치되어, 응축기(142) 출구의 공기온도값을 측정한다.

제4온도센서(154)는 압축기(143)의 토출구에 설치되어, 압축기(143)의 냉매토출온도값을 측정한다.

제어부는 제1온도센서(151)로부터 측정되는 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도값을 입력받아 스팀 활용 유무 및 종료시점을 판단한다.

또한, 제어부는 제2온도센서(152)로부터 측정되는 증발기(141) 입구의 공기온도값을 입력받아, 예열종료시점을 판단한다.

또한, 제어부는 제2온도센서(152) 및 제3온도센서(153)로부터 측정되는 증발기(141) 입구 및 응축기(142) 출구의 공기온도값을 입력받아 건조종료시점을 판단한다.

또한, 제어부는 제4온도센서(154)로부터 측정되는 압축기(143)의 냉매토출온도값을 입력받아 압축기(143)의 과열시점을 판단한다.

출력부는 스팀공급부(130), 히트펌프 사이클(140), 순환팬(160), 팽창밸브(144)를 포함한다.

스팀공급부(130)는 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 제어되어, 의류수용공간(111) 내부로 스팀을 선택적으로 공급할 수 있다.

히트펌프 사이클(140)은 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 제어되어, 의류수용공간(111) 내부로 열풍을 공급할 수 있다.

순환팬(160)은 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 제어되어, 의류수용공간(111)으로 공기를 순환시킬 수 있다.

팽창밸브(144)는 제어부로부터 출력되는 제어신호에 따라 제어되어, 증발기(141)로 유입되는 냉매의 온도 및 압력 등을 조절할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 의류처리장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 의류처리장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.

먼저, 히트펌프 사이클(140)을 가동하기 전에 순환팬(160)을 기동하여 의류수용공간(111)의 공기를 순환시킨다(S110).

그 다음, 제1온도센서(151)에 의해 측정되는 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도에 따라 스팀의 활용유무를 판단한다. 히트펌프 사이클(140)은 구동 전 상태이므로, 히트펌프 사이클(140)의 냉매배관(145)을 따라 흐르는 냉매의 유동은 없지만, 현재 히트펌프 사이클(140)의 상태를 파악하기 위한 정보로 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도를 측정할 수 있다.

팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 작은지 여부를 판단한다(S120). 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 작은 경우에 스팀공급부(130)를 동작시켜 스팀생성기(131)에서 스팀을 생성한다. 생성된 스팀은 스팀튜브(134)를 따라 이동하고, 스팀노즐(135)로부터 스팀토출구(113)를 통해 의류수용공간(111) 내부로 공급된다(S121). 이에 의해, 의류수용공간(111) 내부의 환경을 고온으로 만들 수 있다. 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높을 경우에 현 히트펌프 사이클(140)의 상태는 증발기(141)에서의 열회수를 통한 잠열교환이 충분히 이루어질 수 있는 상태라고 판단하고, 추가적인 스팀 공급을 생략할 수 있다.

이어서, 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도를 일정 시간 간격으로 측정한 후, 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 큰 지 여부를 판단한다(S130). 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 큰 경우에 스팀공급부(130)의 동작을 중단하여 스팀 공급을 종료한다(S131). 만약 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 작거나 같은 경우 스팀공급부(130)의 스팀공급을 유지한다(S121).

계속해서, 스팀 공급 종료 후 고온의 스팀에 의해 의류수용공간(111)이 예열된 상태이므로, 히트펌프 사이클(140)을 가동한다(S140).

히트펌프 사이클(140)은 냉매배관(145)을 따라 작동하는 냉매를 증발기(141), 압축기(143), 응축기(142) 및 팽창밸브(144) 순서로 순환시키며, 증발기(141)에서 의류수용공간(111)으로부터 배출되는 공기와 냉매를 열교환하여 냉매의 증발잠열을 통해 열을 회수하고, 응축기(142)에서 고온의 냉매와 의류수용공간(111)으로 유입될 공기를 열교환하여 냉매의 응축잠열을 통해 열을 방출한다. 이에 의해, 공기를 가열하여 열풍을 의류수용공간(111)으로 공급한다.

히트펌프 사이클(140)의 운전 중 팽창밸브(144) 후단의 냉매온도(TH1)를 측정하여 증발기(141)의 압력을 얼마로 해야할 지를 판단하고, 증발기(141) 입구의 공기온도(TH2)를 측정하여 예열종료시점을 판단한다. 또한, 증발기(141) 입구의 공기온도(TH2) 및 응축기(142) 출구의 공기온도(TH3)를 측정하여 이 측정값을 토대로 건조종료시점을 판단할 수 있다. 또한 상기 측정값에 따라 순환팬(160)의 회전속도 및 압축기(143)의 주파수 및 팽창밸브(144)의 개방 정도를 제어할 수 있다(S141).

예를 들어, 증발기(141) 입구의 공기온도를 측정하여 의류수용공간(111)의 내부온도가 50℃ 이상 상승할 경우에 살균 전처리 단계로서 의류수용공간(111)의 예열단계를 종료할 수 있다. 또한, 증발기(141) 입구의 공기온도 및 응축기(142) 출구의 공기온도를 통해 의류수용공간(111)에서 배출되는 공기온도 및 습도를 구함으로써 기설정된 온도 및 습도에 도달하면 건조행정을 종료할 수 있다.

상기한 제어방법은 의류(1) 살균을 위한 전처리 단계이며, 이후에 스팀 및 열풍을 이용하여 의류(1) 살균 행정 등이 진행될 수 있다.

열원이 히트펌프 사이클(140)로부터 의류수용공간(111)으로 전달됨에 따라 의류수용공간(111)의 고온 환경이 조성될 수 있다.

도 7은 종래의 의류(1) 살균 전 스팀 사용 없이 히트펌프만을 이용하여 살균 및 건조 기능을 수행하는 의류처리장치의 행정시간을 보여주는 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 의류(1) 살균 전 스팀을 활용하여 살균 및 건조 기능을 수행하는 의류처리장치의 행정시간을 보여주는 그래프이다.

도 7에 도시된 ①은 스팀 공급 이전 단계(Pre-steam)이고, ②는 예열단계(Pre-heating)이고, ③은 스팀 살균 단계이고, ④는 열풍이 의류(1)를 건조하는데만 사용되는 항률 구간 단계(stay)이고, ⑤는 냉각단계(Cooling)이고, ⑥은 건조단계(Drying)를 의미한다.

도 8에 도시된 ①은 스팀 공급 이전 단계(Pre-steam)이고, ②는 스팀 공급 단계(Steam)이고, ③은 히트펌프 사이클(140)에 의한 예열단계(Pre-heating)이고, ④는 스팀 살균 단계이고, ⑤는 열풍이 의류(1)를 건조하는데만 사용되는 항률 구간 단계(stay)이고, ⑥는 냉각단계(Cooling)이고, ⑦는 건조단계(Drying)를 의미한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 ② 스팀 공급 단계가 추가된 것이다.

도 7과 도 8을 비교하여 종래기술 대비 본 발명의 상승 효과를 설명하면 다음과 같다.

종래기술의 경우 도 7의 ①과 ② 구간 사이에 스팀 공급 단계가 적용되지 않으므로, 히트펌프 사이클(140)에 의해 의류수용공간(111)을 예열하는데 시간이 오래 걸린다.

하지만, 본 발명의 경우 도 8의 ①과 ③ 구간 사이에 스팀 공급 단계(② 구간)가 적용되므로, 히트펌프 사이클(140)에 의해 의류수용공간(111)을 예열하는 시간이 단축된다.

예를 들면, 의류수용공간(111)을 예열하는데 걸리는 시간이 종래에는 37분 걸린 반면, 본 발명의 경우 27분으로 10분 단축되었다. 또한 예열 단계부터 건조행정이 종료되는데 걸리는 시간이 종래에는 총 85분이었지만, 본 발명의 경우 75분으로 10분 단축되었다.

본 발명의 다른 일 예에 의하면, 스팀공급부는 의류수용공간(111)에서 증발기 입구로 연장되는 공기덕트 또는 증발기 전단으로 스팀을 공급할 수 있다.

이를 위해, 스팀공급부는 스팀생성기에서 상기 공기덕트로 연장되는 별도의 스팀튜브 및 스팀튜브의 단부에 형성되는 별도의 스팀노즐을 더 포함할 수 있다. 또는 상기 공기덕트로 연장되는 스팀튜브를 별도로 구성하지 않고, 의류수용공간(111)으로 연장되는 스팀튜브(134)로부터 분기되어 상기 공기덕트(150)로 연장되는 스팀튜브를 구성하는 것도 가능하다. 스팀노즐은 유동저항을 최소화시키도록 공기덕트 내부에 돌출되고, 또한 증발기를 향하여 분사되도록 경사지게 형성될 수 있다.

이에 의해, 스팀노즐을 통해 공기덕트 등에 분사되는 스팀은 증발기로 유입되는 공기와 균일하게 혼합될 수 있고, 증발기의 잠열 교환을 극대화시킴에 따라 히트펌프 사이클의 예열시간 및 건조시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 예에 의하면, 드럼 타입의 의류처리장치에 본 기술이 적용될 수 있다. 이 경우 캐비닛 내부에 회전가능하게 설치되는 드럼이 구비되고, 드럼 내부에 의류가 투입될 수 있다. 드럼 타입의 의류처리장치의 경우 의류수용공간이 드럼 내부에 형성되는 것을 제외하면 기타 구성요소는 전술한 본 발명의 일 실시예와 동일 또는 유사하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명된 의류처리장치 및 이의 제어방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1 : 의류
110 : 캐비닛
111 : 의류수용공간
112 : 기계실
112a : 베이스플레이트
113 : 스팀토출구
115a : 공기흡입구
115b : 공기토출구
120 : 도어
130 : 스팀공급부
131 : 스팀생성기
132 : 급수구
133 : 스팀출구
134 : 스팀튜브
135 : 스팀노즐
136 : 급수호스
137 : 급수펌프
138 : 원수공급부
139 : 단자대
139a : 단자
139b : 볼트
140 : 히트펌프 사이클
141 : 증발기
142 : 응축기
143 : 압축기
144 : 팽창밸브
145 : 냉매배관
146 : 냉각팬
147 : 열교환커버
148 : 흡기덕트
149 : 배기덕트
150 : 공기덕트
151 : 제1온도센서
152 : 제2온도센서
153 : 제3온도센서
154 : 제4온도센서
160 : 순환팬
170 : 배수펌프
171 : 응축수유입호스
172 : 응축수배수호스
173 : 응축수수집통
174 : 배수구
175 : 오버플로우방지호스

Claims

캐비닛;
상기 캐비닛 내부에 구비되는 의류수용부;
증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 의류수용부로 순환하는 공기에 열을 가하는 히트펌프 사이클;
상기 팽창밸브 후단에 설치되어, 팽창밸브 후단의 냉매온도를 측정하는 제1온도센서; 및
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 스팀을 선택적으로 생성하여 상기 의류수용부로 공급하는 스팀공급부;
를 포함하는 의류처리장치.
제1항에 있어서,
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 상기 스팀공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제2항에 있어서,
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 스팀이 공급되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제2항에 있어서,
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높은 경우에 스팀 공급이 종료되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제1항에 있어서,
상기 증발기의 전단에 설치되어, 상기 의류수용부로부터 배출되어 상기 증발기로 유입되는 공기온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제5항에 있어서,
상기 응축기의 후단에 설치되어, 상기 응축기로부터 배출되어 상기 의류수용부로 유입되는 공기온도를 측정하는 제3온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제1항에 있어서,
상기 스팀은 의류 살균 전에 상기 의류수용부로 공급되어, 상기 의류수용부를 예열하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제1항에 있어서,
상기 스팀은 의류 살균 전에 상기 의류수용부에서 증발기로의 공기 유입을 위한 공기덕트 또는 상기 증발기 전단에 공급되어, 냉매의 증발 잠열을 증가시키는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제1항에 있어서,
상기 스팀공급부는,
스팀생성기;
상기 스팀생성기에서 상기 의류수용부로 연장되어, 스팀 유로를 형성하는 스팀튜브; 및
상기 스팀튜브를 개폐하는 스팀밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
제9항에 있어서,
상기 스팀공급부는 스팀튜브의 토출구에 형성되어, 스팀을 분산시키는 스팀노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 포함하는 히트펌프 사이클을 구비하고, 의류 살균 행정을 수행하는 의류처리장치의 제어방법에 있어서,
상기 히트펌프 사이클의 가동 전에, 의류수용부로 공기를 순환시키는 순환팬을 구동시키는 단계;
상기 팽창밸브 후단에 설치되는 제1온도센서를 이용하여 팽창밸브 후단의 냉매온도를 측정하는 단계;
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도에 따라 스팀생성기에서의 스팀 생성 유무를 판단하는 단계; 및
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 상기 스팀을 의류수용부로 공급하여, 상기 의류수용부를 예열하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 높은 경우에 상기 스팀 공급을 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 의류수용부를 예열하는 단계는 의류 살균 행정 이전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 의류수용부를 예열하는 단계는 히트펌프 사이클을 가동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 히트펌프 사이클을 가동하는 단계는,
상기 제1온도센서, 상기 증발기 전단에 설치되어 증발기로 유입되는 공기온도를 측정하는 제2온도센서 및 상기 응축기 후단에 설치되어, 응축기를 통과하는 공기온도를 측정하는 제3온도센서 중 적어도 하나의 온도값에 따라 순환팬 또는 히트펌프 사이클을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 의류수용부를 예열하는 단계는,
상기 팽창밸브 후단의 냉매온도가 기설정된 온도보다 낮은 경우에 상기 의류수용부에서 증발기로 연장되는 공기덕트 또는 상기 증발기 전단에 스팀을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치의 제어방법.