KR101821195B1 - 건조기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 사용되는 에너지의 양을 줄이고 건조 시간을 단축시켜 사용이 매우 편리한 건조기에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 냉각수를 응축덕트로 공급하여 순환 공기 내의 수분을 제거하여 세탁물을 건조하는 건조기에 있어서, 드럼에서 응축덕트로 유입되는 공기의 함습량에 따라 상기 응축덕트로 공급되는 냉각수의 양을 달리 제어하는 제어부를 포함하는 건조기가 제공된다.

세탁장치, 건조기, 건조, 냉각수 밸브, 실동율, 함습율

Description

건조기 및 그 제어방법{laundry dryer and control method of the same}

본 발명은 세탁장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 사용되는 에너지의 양을 줄이고 건조 시간을 단축시켜 사용이 매우 편리한 건조기에 관한 것이다.

일반적으로 세탁장치는 의류나 신발 등의 세탁, 건조 또는 세탁이나 건조 모두를 수행할 수 있는 장치를 말한다. 세탁장치는 세탁이나 건조 기능 중 하나만을 수행하거나, 세탁이나 건조를 모두 수행할 수 있다. 최근에는 스팀 공급 장치가 구비되어 의류 등의 구김 및 냄새, 정전기 등을 제거하는 리프레쉬(refresh) 기능을 구비한 세탁장치가 보급되고 있다.

세탁장치 중 건조 기능만을 갖는 배기식 건조기와 응축식 건조기로 구분되며, 배기식 건조기는 외기를 유입시켜 히터로 가열한 다음 가열된 공기를 건조 대상물을 수납한 상태로 회전하는 드럼 내부로 공급하여 건조 대상물을 건조한다. 그 후 건조에 사용된 외기가 다시 외부로 배기되는 구조이다.

반면, 응축식 건조기는 가열 공기를 드럼에 공급하고 수분을 함유하게 된 공기는 응축기를 통과하면서 수분이 제거되어 다시 드럼 내부로 공급되는 방식으로, 공기를 순환시키기 위한 순환 유로가 형성된다.

응축식 건조기에 있어서, 많은 경우 냉각수를 이용하여 공기 중의 수분을 응축하여 건조 공기를 생성한다. 즉, 냉각수를 공급하여 공기의 온도를 낮춰 공기 중의 수분이 응축되어 건조 공기를 생성하게 된다. 따라서, 세탁 기능을 함께 갖는 건조기의 경우 냉각수 공급이 매우 용이하므로, 이러한 건조기에서는 냉각수를 이용한 응축 방식이 많이 사용된다. 물론, 팬을 구동하여 공기의 온도를 낮춰 공기 중의 수분을 제거하는 형태의 건조기도 있다.

종래의 냉각수를 이용한 응축식 건조기는 냉각수를 많이 사용하는 문제가 있다. 즉, 수도를 통해 공급되는 물이 많이 사용되는 문제가 있다. 이러한 냉각수는 세탁을 위한 물이 아니고 공기의 온도를 낮추기 위한 물이기 때문에 매우 깨끗한 물이다. 따라서, 건조 성능을 유지하면서 사용되는 냉각수의 양을 줄이는 것은 아무리 강조해도 지나치지 않다.

일반적으로 냉각수는 냉각수 밸브가 ON 된 상태에서 공급되고, OFF 된 후에는 공급이 차단된다. 여기서, 냉각수 밸브의 OFF 시간에 대한 ON 시간의 비율(ON time / OFF time)을 냉각수 밸브의 실동율이라 한다.

종래의 응축식 건조기는 이러한 냉각수 밸브의 실동율을 가변하지 않고 일정하게 유지하여 건조를 진행하였다. 이로 인하여 실동율을 지나치게 낮게 하는 경우 건조 시간이 매우 길어지며, 반대로 실동율을 지나치게 높게 하는 경우 사용되는 냉각수의 양이 매우 많아지는 문제가 있다.

따라서, 건조 시간을 줄이는 한편 사용되는 냉각수의 양을 줄인 건조기가 제 공될 필요가 있다.

본 발명은 건조 성능을 향상시켜 건조에 소요되는 시간을 단축시킨 건조기를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공기 중의 수분을 제거하기 위해 사용되는 냉각수의 양을 줄여 에너지를 절약한 건조기를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 건조 대상물의 양에 따라 건조기의 작동을 달리 제어하여 건조 대상물의 양에 관계없이 건조 성능과 에너지 절감을 이뤄 사용자에게 신뢰성을 주는 건조기를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 냉각수를 응축덕트로 공급하여 순환 공기 내의 수분을 제거하여 세탁물을 건조하는 건조기에 있어서, 드럼에서 응축덕트로 유입되는 공기의 함습량에 따라 상기 응축덕트로 공급되는 냉각수의 양을 달리 제어하는 제어부를 포함하는 건조기를 제공한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 함습량이 높은 경우에 상기 냉각수의 공급량을 증가시킴이 바람직하다. 따라서, 함습량이 높은 경우에는 많은 양의 냉각수를 공급하고 함습량이 낮은 경우에는 적은 양의 냉각수를 공급함이 바람직하다.

여기서, 상기 냉각수의 양은 냉각수 밸브의 실동율에 따라 달라질 수 있다. 즉, 특정 구간에서 냉각수 밸브의 실동율이 커지면 상기 특정 구간 전체에서 공급되는 냉각수의 양이 많아지고, 반대로 실동율이 작아지면 공급되는 냉각수의 양이 적어지게 된다. 따라서, 상기 제어부는 냉각수를 공급하는 냉각수 밸브의 실동율을 달리 제어하여 공급되는 냉각수의 양이 달라지도록 제어함이 바람직하다.

건조기에 있어서, 건조는 하나의 코스 또는 행정일 수 있다. 즉, 시작부터 종료까지 일련의 제어 과정을 거쳐 자동적으로 수행되는 코스 일 수 있고, 이러한 코스의 일부분으로서 건조가 수행될 수 있다.

예를 들어, 세탁과 탈수 그리고 건조가 모두 수행되는 특정 코스에서 건조는 코스의 일부로서 건조행정이라 할 수 있다. 그리고 세탁수에 의한 세탁이 수행되지 않고 건조만 수행되는 코스에서는 건조가 하나의 코스라 할 수 있다.

따라서, 본 발명에서의 건조는 이러한 건조 코스와 건조 행정을 모두 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 가열된 공기(이하 '열풍'이라 함)가 공급되는 시점을 건조의 시작 시점이라 하고, 가열된 공기 또는 가열되지 않은 공기(이하 '냉풍'이라 함)의 공급이 종료되는 시점을 건조의 종료 시점이라 한다. 물론, 건조의 종료 시점 이전에 공기의 공급이 중지될 수는 있을 것이다. 따라서, 최종적으로 공기의 공급이 종료되는 시점을 건조의 종료 시점이라 할 수 있을 것이다.

상기 제어부는 열풍 공급 후 기설정된 시간(t1) 동안 냉각수 밸브를 OFF 함이 바람직하다. 이러한 냉각수 밸브를 OFF하는 구간은 건조의 초기에 수행됨이 바람직하다. 예를 들어 건조 코스에서 열풍이 공급되기 시작하여 기설정된 시간(t1) 동안 냉각수 밸브를 OFF하여 순환되는 공기 중의 수분을 제거하지 않는 것이 바람직하다.

상기 제어부는 상기 기설정된 시간(t1) 이후 열풍 공급이 종료될 때까지 연 속되는 3개의 구간에서 상기 구간이 바뀜에 따라 상기 실동율이 바뀌도록 제어할 수 있다.

상기 연속되는 3개의 구간 중 중간 구간에서의 실동율이 가장 크게 제어됨이 바람직하다. 즉, 중간 구간에서 공급되는 냉각수의 양이 가장 많도록 제어됨이 바람직하다. 그리고 상기 연속되는 3개의 구간 중 처음과 나중 구간에서의 실동율은 서로 갖게 제어될 수 있다.

그리고, 상기 열풍 공급 종료 후 소정 시간 동안 냉풍이 공급되어 건조가 종료됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는 열풍 공급 후 상기 함습율이 가장 높은 구간(집중구간)에서의 상기 냉각수 밸브의 실동율을 다른 구간에서의 실동율보다 높게 제어함이 바람직하다. 즉, 열풍을 공급하여 세탁물 건조를 진행하면서 공기 중 함습율이 가장 높은 구간에서 다른 구간보다 공급되는 냉각수의 양이 많아지도록 제어함이 바람직하다.

열풍 공급 후 기설정된 시간(t2)이 경과되어 상기 집중구간이 시작될 수 있다. 그리고 열풍 공급 후 기설정된 시간(t3)이 경과되어 상기 집중구간이 종료될 수 있다. 상기 기설정된 시간(t3)는 드럼 내의 세탁물의 양(amount of laundry)에 따라 달리 기설정될 수 있다.

아울러, 열풍 공급 후 드럼 내에서 열교환된 순환 공기의 분위기 온도를 간접적으로 센싱한 온도와 순환 공기가 응축덕트로 유입된 후 가열되기 전의 분위기 온도를 센싱한 온도와의 차이가 기설정온도(△T1) 이상일 때 상기 집중구간이 종료 될 수 있다. 그리고 상기 기설정온도(△T1)는 드럼 내의 세탁물의 양에 따라 달리 기설정될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한, 캐비닛; 상기 캐비닛 내측에 구비되는 터브; 상기 터브의 내측에 회동 가능하게 구비되는 드럼; 상기 터브와 연통되어 상기 드럼으로부터 배출된 순환 공기를 응축하도록 구비된 응축덕트; 상기 응축덕트와 연결되어 순환 공기를 가열하여 상기 드럼으로 공급하도록 구비된 건조덕트; 그리고 건조 시 드럼으로 가열된 공기가 공급되는 구간을 세분하여 상기 순환 공기 중의 함습율이 가장 높은 구간(집중구간)을 결정하고, 다른 구간에 비해서 상기 집중구간에 상기 응축덕트로 공급되는 냉각수의 양을 많게 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 건조기를 제공한다.

상기 건조기는, 상기 터브의 하부에 구비되어 건조 시 분위기 온도를 센싱하는 터브 온도 센서; 그리고 상기 응축덕트 또는 건조덕트에 구비되어 건조 시 분위기 온도를 센싱하는 덕트 온도 센서를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제어부는, 건조 시 상기 센서들을 통해 온도를 감지하도록 제어하고, 상기 감지된 온도들을 이용하여 상기 드럼으로 가열된 공기를 공급하는 구간의 종료 시점을 결정할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 감지된 온도들을 이용하여 상기 집중구간의 종료 시점을 결정할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제어부는, 건조 시작 후 기설정된 시간(t3)이 경과되는 시점을 상기 집중구간의 종료 시점으로 결정할 수 있다. 물론, 온도와 시간을 모두 이용하여 상기 집중구간의 종료 시점을 결정할 수도 있을 것이다. 여 기서, 상기 집중구간의 종료시점은 세탁물의 양에 따라 가변됨이 바람직하다.

상기 제어부는, 건조 시작 후 기설정된 시간(t2)이 경과되는 시점을 상기 집중구간의 시작 시점으로 결정할 수 있다.

상기와 같은 목적은, 건조 히터를 구동하고 냉각수 밸브는 off하여 건조 행정을 시작하는 건조시작구간; 냉각수 밸브를 제1실동율로 구동하는 건조초기구간; 냉각수 밸브를 제1실동율보다 높은 제2실동율로 구동하는 집중구간; 그리고 상기 집중구간 후 냉각수 밸브를 제1 실동율로 구동하는 건조종료구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적은, 냉각수 밸브의 off 상태를 유지하고 가열 공기를 공급하여 건조를 시작하는 건조시작구간; 상기 건조시작 구간 후 상기 냉각수 밸브를 소정 실동율로 구동하는 건조초기구간; 상기 냉각수 밸브를 소정 실동율로 구동하여 건조를 진행하고 가열 공기의 공급을 완료하는 건조후기구간; 그리고 상기 건조초기 구간과 상기 건조후기구간 사이에서, 상기 소정 실동율들 보다 높은 실동율로 상기 냉각수 밸브를 구동하여, 공기 중의 수분을 집중적으로 응축시키는 집중구간을 포함하여 건조가 진행되도록 제어됨을 특징으로 하는 건조기의 제어방법에 의해 달성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 순환되는 공기의 함습율이 높을 때 냉각수를 많이 공급하고 건조 초기와 후기에는 상대적으로 낮은 실동율로 냉각수를 공급함으로써 건조 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 건조 효율을 향상시킴으로써 건조 시간을 현저하게 줄일 수 있으며 사용되는 냉각수의 양도 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 세탁 겸용 건조기 또는 건조 겸용 세탁기를 일실시예로 갖는다. 따라서, 본 발명은 냉각수를 사용하는 응축식 건조기 모두를 포함한다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 건조기에 따른 기본 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명 건조기(100)는 외관을 형성하는 캐비닛(1), 캐비닛(1)의 내측에 구비되어 세탁수를 저수하는 터브(2), 터브(2)의 내측에 모터(M)에 의해 회동 가능하게 설치되는 드럼(3), 드럼(3) 내부의 공기를 응축하는 응축덕트(4), 응축덕트(4)에서 응축된 공기를 가열하는 건조덕트(5), 응축덕트(4)에 냉각수를 공급하는 냉각수공급부(6) 및 캐비닛(1)에 구비되는 냉각팬(51)으로 구성된다.

캐비닛(1)은 도어(D)가 구비되는 전면패널(11), 전면패널(11)의 양측에 연결되는 사이드패널(13), 사이드패널(13)의 말단에 결합되는 배면패널(15)로 구성된다. 캐비닛(1)에는 외부의 공기를 유입시키고, 캐비닛(1) 내부의 공기를 배출시키는 유입구 및 유출구(미도시)가 관통 형성된다.

응축덕트(4)에는 냉각수공급부(6)가 설치되어 응축덕트(4)를 통과하는 공기 중의 수분이 응결될 수 있도록 냉각수를 공급한다. 즉, 건조 시 드럼(3)으로부터 배출되는 수분을 함유한 공기가 터브(2)를 통해 응축덕트(4)로 이동하고, 응축덕 트(4)를 통과하면서 냉각수공급부(6)로부터 공급되는 냉각수와 만나 수분이 응결된다.

응결된 수분은 응축덕트(4) 하단으로 낙하하고, 다시 터브(2)로 흘러 들어가 배수된다. 응축덕트(4)의 일측은 터브(2)의 배면에 연결되고, 타측은 후술할 건조덕트(5)에 연결되는 것이 바람직하다.

냉각수공급부(6)는 냉각수 밸브(미도시)를 on하여 개방하면 냉각수가 공급되고, 냉각수 밸브를 off하여 폐쇄하면 냉각수 공급이 중단된다. 냉각수 밸브의 on 시간을 off 시간으로 나누면 냉각수 밸브의 실동율을 구할 수 있다. 제어부(미도시)는 이러한 냉각수 밸브의 실동율을 제어하여 건조 동작을 제어하게 된다.

건조덕트(5)는 제습을 마친 뒤 건조해진 공기를 건조 히터(53)를 통해 가열하여 터브(2)를 거쳐 드럼(3)의 내부로 공급하기 위한 구성이다. 물론, 드럼 내부로 직접 공급하도록 구성될 수 있다. 따라서 건조덕트(5)는 일측이 응축덕트(4)와 연결되고, 타측은 터브(2) 또는 드럼(3)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 건조덕트(5)에는 응축덕트(4) 내부의 공기를 건조덕트(5)로 유입시켜 터브(2) 또는 드럼(3) 내부로 송풍하는 송풍팬(51)이 설치되며, 송풍팬(51)의 전방 쪽에 히터가 설치되어 제습된 공기를 가열해 터브(2)로 보내게 된다. 따라서, 상기 제어부는 상기 건조 히터(53)와 송풍팬(51)을 제어하여 건조 동작을 제어하게 된다.

한편, 상기 건조기는 온도 센서(2a, 4a)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제어부는 이러한 온도 센서들이 온도를 센싱하도록 제어하고, 센싱된 온도를 이용하여 건조 동작을 제어할 수 있다.

상기 온도 센서(2a)는 드럼(3) 내부로 공급된 공기가 세탁물과 열교환 된 후의 온도를 센싱하도록 구비됨이 바람직하다. 즉, 응축덕트(4)로 유입되기 전의 순환공기의 온도를 센싱하도록 구비됨이 바람직하다. 따라서, 응축덕트(4)의 유입구(4') 부근에 위치되도록 함이 바람직하다.

한편, 응축덕트(4)의 유입구(4')가 터브(2)와 연결된 경우에는 터브(2)의 하측에 구비됨이 바람직하다. 이 경우 상기 온도 센서(2a)를 터브 온도 센서(2a)라 할 수 있다. 상기 터브 온도 센서(2a)는 터브 내의 분위기 온도를 센싱하게 된다. 따라서, 열풍 공급 후 드럼 내에서 열교환 된 순환 공기의 분위기 온도를 간접적으로 센싱하게 된다. 이러한 터브 온도 센서(2a)는 세탁 시 세탁수의 온도를 센싱하고, 건조 시 분위기 온도를 센싱하도록 마련될 수 있을 것이다.

상기 온도 센서(4a)는 응축덕트(4)에 구비될 수 있다. 물론, 건조덕트(5)에 구비될 수도 있다. 상기 온도 센서(4a)는 덕트 내로 순환되는 공기의 온도를 센싱하도록 구비될 수 있으므로 덕트 온도 센서(4a)라 할 수 있다.

상기 덕트 온도 센서(4a)는 구체적으로 응축수공급부(6)를 지난 후의 순환공기의 온도를 센싱하도록 구비됨이 바람직하다. 그리고 보다 구체적으로 건조 히터(53)를 통과하기 전 순환공기의 온도를 센싱하도록 구비됨이 바람직하다. 따라서, 일례로 도 1에 도시된 바와 같이, 응축덕트(4) 내에서 응축수공급부(6)을 통과하고 송풍팬(51)을 통과하기 전 위치에 구비될 수 있다.

터브(2)의 내측에 설치되는 온도 센서(2a)는 건조에서의 온도 측정시 냉각수의 영향을 최소화하기 위해 터브(2)의 내측 후면 등과 같이 냉각수가 접촉되지 않 는 부분에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 터브 온도 센서(2a)와 덕트 온도 센서(4a)에서 센싱되는 온도는 건조가 진행됨에 따라 상승하게 된다. 왜냐하면 건조가 진행됨에 따라 세탁물에 함유된 수분은 제거되는 한편, 지속적 혹은 단속적으로 순환공기는 건조 히터(53)을 통해 가열되기 때문이다. 이러한 가열된 순환공기로 인해 상승되는 온도의 정도는 차이가 있겠지만 건조기 내부의 온도는 상승할 것이기 때문이다. 그러나, 건조가 진행됨에 따라 건조기 내부 특정 부분에서 상승되는 온도와 다른 부분에서 상승되는 온도 간에 차이가 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 차이를 이용하여 건조 동작을 제어할 수 있으며, 일례로 상기 터브 온도 센서(2a)와 덕트 온도 센서(4a)를 통해 센싱한 온도를 이용하여 건조 동작을 제어할 수 있을 것이다. 응축덕트(4)를 통과하면서 제습된 공기가 건조덕트(5)를 통과하면서 가열되어 터브(2) 및 드럼(3)으로 보내지므로 터브(2)의 내측에 설치되는 온도 센서(2a)를 통해서는 응축덕트(4) 내측에 설치되는 온도 센서(4a)에 비해 상대적으로 높은 온도가 감지된다.

제어부는 이러한 온도 센서(2a, 4a)의 온도 차이(△T)를 이용하여 건조 동작을 제어할 수 있을 것이며, 보다 구체적으로는 냉각수 밸브의 실동율을 달리 제어할 수 있을 것이다.(이에 관해서는 후술하기로 한다).

전술한 구성을 갖는 건조기는 먼저 냉각수공급부를 통해 응축덕트 내부로 냉각수를 공급하고, 터브(2)를 통해 배출되어 응축덕트로 유입되는 드럼 내부의 공기는 냉각수와 열교환을 일으키도록 하여 드럼 내부에서 배출된 공기를 응축하는 방식이다. 따라서 세탁뿐만 아니라 건조시에서도 많은 양의 물을 사용하게 된다.

초기 건조시에는 일반적으로 상온 상태의 공기를 가열하기 시작하게 된다. 물론, 공기의 가열과 함께 상온 상태의 세탁물과 세탁물에 함유된 수분을 가열하기 시작하게 된다. 그리고, 초기 건조시에는 이와 함께 상온 상태의 응축덕트(4), 건조덕트(5) 그리고 경우에 따라 터브(3)를 가열하기 시작한다. 따라서, 매우 적은 양의 물만 증발되게 되며, 이로 인해 순환 공기(여기서는 드럼으로부터 배출되는 공기) 중의 함습율은 상대적으로 높지 않게 된다. 따라서 이때 냉각수를 공급하게 되면 냉각수를 낭비하게 되는 문제가 있다. 다시 말하면, 냉각수를 공급하여 순환 공기의 온도를 낮춰도 응축되는 수분의 양이 매우 적게 되어 냉각수가 불필요하게 낭비된다.

따라서, 건조가 시작된 후 소정 시간 동안에는 함습율이 매우 낮기 때문에 냉각수 밸브를 OFF 상태로 제어함이 바람직하다.

반면, 건조가 일정 부분 진행되면 수분의 증발이 일어나 함습율이 높아지게 된다. 따라서, 공기 중의 수분을 제거할 필요가 있으며, 이를 위해 냉각수 밸브를 구동하게 된다.

종래의 응축식 건조기에서는 이러한 냉각수 밸브를 건조가 종료될 때까지 동일한 패턴으로 운전되도록 제어하였다. 즉, 동일한 실동율로 냉각수를 공급하도록 제어하였다. 이로 인해 건조 시간이 늘어나며, 사용되는 냉각수의 양이 많아지게 되었다.

본 발명자의 연구 결과에 따르면, 건조가 진행되는 동안 함습율 패턴이 달라지는 것을 알 수 있었다.

전술한 바와 같이 건조시작구간에서는 상온 상태에서 가열을 시작하여 수분의 증발이 거의 일어나지 않음을 알 수 있었으며, 따라서, 건조시작구간에서는 냉각수를 공급하지 않는 것이 오히려 바람직함을 알 수 있었다.

건조시작구간 후 수분의 증발이 서서히 일어나는 건조초기구간이 진행됨을 알 수 있었다. 상기 건조초기구간은 세탁물 표면 부분의 수분이 증발되는 구간이다. 이러한 구간에서는 세탁물 내부와 세탁물 내부의 수분까지 가열되기 시작하는 구간이라 할 수 있다. 따라서, 건조초기구간에서는 많은 양의 수분이 증발되지 않게 된다.

건조초기구간 후 수분이 급격히 증발되는 집중구간이 진행됨을 알 수 있었다. 이 구간에서는 건조기 내부 구성 골고루 가열된 상태이고, 세탁물의 표면은 물론 내부까지 어느 정도 가열된 이후이므로 수분이 급격히 증발되게 된다.

집중구간 후 수분의 증발이 서서히 일어나는 건조종료구간이 진행됨을 알 수 있었다. 이 구간에서 증발이 서서히 일어난다는 것은 증발될 수분이 많지 않다는 것을 의미한다. 이 구간에서는 세탁물 내부에서 미처 증발되지 못한 수분이 증발되는 구간이라 할 수 있다.

상기 건조가 진행되는 구간들의 특성을 이용하여 공기 중의 함습율이 높을 때 냉각수의 공급을 많이 하고, 함습율이 낮을 때 냉각수의 공급을 적게 하는 것이 바람직하다. 즉, 집중적으로 수분의 증발이 일어나는 구간에서는 냉각수의 공급량을 늘리는 것이다. 따라서, 집중적으로 수분의 증발이 일어나는 구간에서 더욱 수분의 증발이 활발히 일어나도록 하여 집중구간을 단축시켜 전체적으로 건조에 소요 되는 시간을 단축시킴이 바람직하다.

그리고, 수분의 증발이 상대적으로 덜 일어나는 구간에서는 냉각수의 공급량을 상대적으로 줄이는 것이 바람직하다. 이러한 구간들에서의 냉각수 공급량을 달리하여 전체적으로 소요되는 건조 시간을 줄이고 사용되는 냉각수의 양을 현저히 줄일 수 있게 된다.

이러한 냉각수 공급량의 조절은 냉각수 밸브의 실동율을 달리함으로써 수행될 수 있을 것이다.

예를 들어, 건조 초기 및 후기에는 냉각수 밸브의 실동율을 기준 실동율(예를 들면 8초 on/10초 off)로 구동하고, 건조 행정 중 드럼(3) 또는 터브(2)를 통해 배출되는 공기중의 함습율이 높을 때에는 냉각수 밸브의 실동율을 기준 실동율 보다 높은 실동율(예를 들면 8초 on/5초 off)로 구동할 수 있을 것이다.

여기서, 상기 함습량은 건조가 진행됨에 따라 달라지는데, 달라지는 함습량을 어떻게 판단하고 결정할지가 문제된다. 아울러, 건조가 얼마만큼 진행되었는지 어떻게 판단하고 결정할지가 문제가 된다. 이러한 판단과 결정은 제어부가 전술한 터브 온도 센서(2a)와 덕트 온도 센서(4a)를 통해 센싱한 온도를 바탕으로 하여 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 터브 온도 센서(2a)는 공기가 순환하는 경로 상에 위치되지 않는다. 따라서, 건조가 진행됨에 따라 온도가 급격히 상승하지 않는다. 물론, 건조가 어느 정도 진행되면 급격히 상승될 수는 있겠지만, 공기가 순환하는 경로 상의 온도 보다는 급격히 상승하지 않을 것이다. 반대로, 덕트 온도 센서(4a)는 공 기가 순환하는 경로 상에 위치된다. 따라서, 건조가 진행됨에 따라 온도가 급격히 상승할 수 있을 것이다. 이러한, 터브 온도 센서(2a)와 덕트 온도 센서(4a)의 온도 상승율은 증발시켜야할 수분, 즉 세탁물 등에 남아있는 수분의 양에 따라 달라질 것이다. 만약 증발시켜야 할 수분이 많은 경우 상기 센서들에서 센싱하는 온도의 상승율은 거의 없거나 매우 낮을 것이고, 반대로 증발시켜야 할 수분이 거의 없는 경우에는 매우 높을 것이다.

그리고, 상기 온도 센서들의 위치에 따라 전술한 바와 같이 건조가 진행됨에 따라 온도의 상승율이 서로 다를 것이며, 이로 인해 온도 차이가 달라질 것이다. 즉, 덕트 온도 센서(4a)에서 센싱된 온도와 터브 온도 센서(2a)에서 센싱된 온도 간의 온도 차이는 건조가 진행됨에 따라 달라질 것이다. 이러한 온도 차이를 이용하여 순환되는 공기 중의 함습율을 판단하여 결정할 수 있고, 아울러 건조 진행 정도를 판단하여 결정할 수 있을 것이다. 또한, 수분 증발이 급격히 이루어지는 집중구간의 시작 시점이나 종료 시점을 판단할 수 있을 것이며, 건조의 종료 시점도 판단할 수 있을 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 건조 진행 시간에 대한 온도차이(△T)를 나타낸 실험 그래프이다. 이는, 건조 대상 세탁물의 양을 5 Kg으로 하여 실험한 것이며 여기서의 온도차이는 덕트 온도 센서(4a)의 온도에서 터브 온도 센서(2a)의 온도를 뺀 값이다.

전술한 바와 같이, 건조 히터(53)와 송풍팬(51)이 작동하여 건조가 시작되면 세탁물뿐만 아니라 건조기의 내부가 가열되기 시작하기 때문에 수분 증발이 거의 일어나지 않게 된다. 따라서, 건조 시작 후 기설정시간(t1) 동안은 응축수 밸브가 OFF 된 상태에서 건조가 진행(S100)된다. 이 구간을 건조시작구간이라 할 수 있으며, 예를 들어 5분 동안 수행(S200)될 수 있다. 이 구간은 다른 구간에 비해 상대적으로 매우 짧은 구간이므로 도 2에는 생략하였다.

상기 건조시작구간 후 건조초기구간이 수행되며, 이 구간에서는 냉각수가 공급되어 순환 공기 중의 수분을 응축시켜 제거하게 된다.

건조 초기에는 건조시켜야 할 수분이 매우 많다. 물론, 세탁물이나 드럼, 경우에 따라서는 터브까지도 가열하여야 한다. 따라서, 건조덕트에서 가열된 공기는 수분, 세탁물, 드럼 그리고 터브 등과 열교환하게 된다. 그리고, 순환 공기는 응축덕트에서 냉각수와 열교환하게 된다. 따라서, 덕트 온도 센서(4a)에서 센싱되는 온도의 상승폭은 매우 낮게 된다. 아울러, 마찬가지 이유로 하여 터브 온도 센서(2a)에서 센싱되는 온도의 상승폭도 매우 낮게 된다. 따라서, 건조초기구간에서의 온도차이(△T)는 매우 작게 되며, 도 2에 도시된 바와 같이 온도차이(△T)는 0도 또는 1도 정도 되게 된다. 여기서, 건조초기구간에서 순간적으로 덕트 온도 센서(4a)에서 센싱된 온도가 터브 온도 센서(2a)에서 센싱된 온도보다 낮을 수 있다. 왜냐하면 냉각수를 통해 냉각된 직후 센싱된 온도는 터브의 분위기 온도보다 낮을 수 있기 때문이다. 이 경우 온도차이(△T)는 0으로 결정될 수 있다.

따라서, 상기 건조초기구간은 건조를 위해서 전체적으로 가열시키기 위한 구간이라고 할 수 있다. 이러한 건조초기구간은 수분의 증발이 작게 일어나기 때문에 제어부는 제1실동율로 냉각수 밸브의 작동을 제어(S300)함이 바람직하다.

상기 건조초기구간이 경과하면 가열된 세탁물에서 수분이 급격히 증발하게 된다. 이 구간을 집중구간이라 할 수 있으며, 수분이 급격히 증발하여 함습율이 매우 높아지는 구간이므로 이 구간에서 집중적으로 냉각수를 공급하여 순환 공기 중의 수분을 집중적으로 제거함이 매우 바람직하다.

여기서, 상기 집중구간의 시작 시점을 기설정할 수 있다. 즉, 건조시작 후 기설정된 시간(t2)이 경과되었는지를 판단하여 집중구간이 시작되도록 제어할 수 있다. 일례로 상기 기설정된 시간(t2)를 60분이라 할 수 있다. 상기 t2는 건조하려는 세탁물의 양과는 무관하게 일률적으로 결정될 수 있을 것이다. 왜냐하면 전술한 바와 같이 세탁물이나 수분에 비해 덕트 구성들이나 드럼, 그리고 터브 등의 열용량이 매우 크므로 세탁물의 양은 무시될 수 있기 때문이다. 그러나, 세탁물의 양이 적은 경우 보다 세탁물이 많은 경우 t2를 길게 기설정하는 것도 가능할 것이다.

한편, 상기 집중구간의 시작 시점을 상기 온도차이(△T)를 이용하여 결정할 수도 있을 것이다. 집중구간에서는 전술한 바와 같이 수분의 증발이 급격히 발생된다. 이는 어느 정도 모든 구성들의 가열이 이루어진 상태이기 때문이다. 따라서, 냉각수 공급으로 인해 발생되는 온도의 편차는 무시될 수 있다. 그리고, 수분의 증발로 인한 잠열로 인해 가열된 공기의 열량이 매우 급속히 수분으로 전달된다. 따라서, 건조기 내부 전체적으로 열교환이 매우 효과적으로 이루어져 온도차이(△T)가 변동되지 않는 구간이 발생된다. 따라서, 상기 온도차이(△T)가 변하지 않고 일정 시간 지속되는 경우 수분의 증발이 급격히 일어나는 것으로 판단하여 집중구간의 시작 시점을 결정할 수도 있을 것이다.

여기서, 상기 온도차이(△T)는 30초 간격으로 측정하도록 제어될 수 있다. 그리고, 상기 터브 온도 센서와 덕트 온도 센서를 통해 소정 시간 동안 복수 회 측정된 온도의 평균값으로 상기 온도차이(△T)를 측정할 수 있다.

따라서, 상기 건조초기구간 진행 중 상기 온도차이(△T)가 소정 횟수 이상 변하지 않는 것을 감지할 때 상기 집중구간의 시작 시점을 결정할 수도 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 상기 집중구간에서는 수분이 급격히 증발하게 되어 응축덕트로 유입되는 공기의 함습량이 매우 높다. 따라서, 약간의 온도 강하에 의해서도 응축되는 수분이 양이 매우 많아진다. 그러므로, 상기 집중구간에서는 냉각수 밸브를 제2실동율로 구동(S500)이 매우 바람직하다. 여기서, 제2실동율은 상기 제1실동율보다는 높은 실동율을 의미한다. 따라서, 보다 많은 냉각수를 공급하여 집중적으로 공기 중의 수분을 응축시켜, 이를 통해 더욱 수분의 증발을 촉진하게 된다.

한편, 집중구간이 진행됨에 따라 드럼이나 터브의 수분은 거의 증발하게 된다. 그리고, 세탁물 표면의 수분도 거의 증발하게 된다. 따라서, 점차적으로 수분이 증발되는 속도가 감소하게 된다. 따라서, 상기 집중구간의 종료 시점을 판단하고 결정하는 것도 매우 중요하다.

이러한, 집중구간의 종료 시점은 기설정될 수 있다. 즉, 건조 시작 후 기설정된 시간(t3)이 경과되면 집중구간이 종료됨을 판단(S600)하고 결정할 수 있다. 예를 들어, 건조 시작 후 150분이 경과되면 집중구간이 종료되었다고 판단할 수 있을 것이다.

여기서, 상기 기설정된 시간(t3)은 세탁물의 양에 따라 달리 설정될 수 있을 것이다. 집중구간이 진행되는 경우에는 건조기의 구성으로 전달되는 양은 많지 않고, 수분을 증발시키는 데 대부분의 열이 사용될 것이다. 따라서, 세탁물의 양과 증발시켜야 할 수분의 양이 비례한다고 가정하면 세탁물의 양이 많은 경우 기설정된 시간(t3)를 길게 하고, 반대로 세탁물의 양이 적은 경우 짧게하는 것이 바람직할 것이다.

상기 기설정된 시간(t3)는 온도차이(△T)를 통해 판단하여 결정할 수도 있을 것이다. 즉, 온도차이(△T)가 기설정된 온도(△T1)을 만족하는 시점을 집중구간의 종료 시점으로 판단(S600)할 수 있을 것이다. 여기서, 전술한 이유와 같이 세탁물이 많으면 기설정된 온도(△T1) 도달에 더 많은 시간이 소요될 것이므로, 건조집중구간에 소요되는 시간은 세탁물의 양에 따라 달라질 것이다.

여기서, 상기 온도차이(△T)는 증발시켜야 할 수분의 양보다는 수분의 증발 속도와 더욱 관련된다. 왜냐하면, 온도차이(△T)가 커진다는 것은 가열된 공기가 수분 증발을 위해 충분히 열교환되지 않았다는 것을 의미하기 때문이다. 즉, 증발시켜야 할 수분이 많지 않기 때문에 증발 속도가 낮아지는 것을 의미하게 된다.

따라서, 이러한 온도차이가 소정값, 즉 기설정된 온도(△T1)를 만족하는 경우 수분 증발이 급격히 일어나는 구간을 벗어났다고 판단할 수 있게 된다. 일례로 기설정된 온도(△T1)를 4라 할 수 있으며, 이는 세탁물의 양과 관계없이 기설정될 수 있다.

한편, 집중구간을 경과한 후에도 수분의 증발이 일어난다. 이 구간에서는 세 탁물 내부 깊숙한 곳에 있는 수분이 증발되는 구간이라 할 수 있다. 따라서, 증발되는 수분은 많지 않다. 따라서, 가열된 공기가 수분과 열교환되는 열은 적다. 따라서, 온도차이(△T1)는 점차 증가하게 된다.

상기 집중구간 후에는 증발되는 수분이 많지 않다. 따라서, 건조종료구간(S700)에서는 공급되는 냉각수의 양을 줄이는 것이 바람직하다. 일례로 전술한 제1실동율로 냉각수 밸브를 할 수 있다.

한편, 건조를 계속 진행하게 되면 증발되는 수분은 현저히 줄어드는 반면 세탁물이 과열될 우려가 있다. 그리고, 건조 효과에 비해 소요되는 건조 시간 및 냉각수와 에너지는 매우 커지게 된다. 따라서, 건조종료구간의 종료시점을 판단하는 것도 매우 중요하다. 이러한 건조종료구간의 종료시점은 전술한 온도차이(△T)를 이용함이 바람직하다. 예를 들어, 온도차이(△T)가 기설정 온도(△T2)를 만족하는 경우 건조종료구간이 종료시점으로 판단할 수 있게 된다. 이러한 기설정 온도(△T2)는 건조 코스 또는 사용자의 선택에 따라 달리 기설정될 수 있을 것이며, 세탁물의 양에 따라서 달리 기설정될 수도 있을 것이다.

아울러, 전술한 온도차이(△T)를 이용하여 시작 시점 내지는 종료 시점을 판단하는 경우, 기설정된 값이 처음 감지될 때를 시작 시점 내지는 종료 시점이라 판단할 수도 있지만 반드시 이에 한정하지는 않는다. 예를 들어, 기설정된 값 보다 큰 값이 두 번 이상 감지될 때를 시작 시점 내지는 종료 시점이라 판단할 수도 있다.

한편, 건조종료구간이 종료하면 열풍 공급은 종료된다. 이후 냉풍이 소정시 간 동안 공급(S900)될 수 있다. 냉풍 공급이 종료됨으로써 건조가 완전히 종료될 수 있다. 물론 냉풍 공급은 생략될 수도 있다. 그러나, 세탁물과 드럼 내부의 온도를 낮추는 것이 바람직하므로 냉풍 공급으로 건조가 종료됨이 바람직하다. 왜냐하면 가열된 세탁물을 곧바로 사용자가 꺼내는 경우 화상의 우려가 있기 때문이다.

전술한 온도차이(△T)는 직접적으로 터브 온도 센서와 덕트 온도 센서에서 센싱된 온도 사이의 차이일 수 있으나, 보정된 온도를 기초로 하여 산정될 수 있을 것이다. 왜냐하면 구체적으로 터브 온도 센서에 의해 센싱되는 초기 온도는 매우 가변적일 수 있기 때문이다. 예를 들어, 삶음 세탁 후 건조하는 경우 터브 온도 센서에서 센싱되는 초기 온도와 냉수로 세탁한 후 건조하는 경우 초기 온도와는 매우 편차가 클 것이다. 이에 비해, 덕트 온도 센서에서 센싱된 초기 온도의 편차는 상대적으로 적을 것이다. 따라서, 초기 온도의 편차로 인한 온도차이(△T)가 달라지는 것을 보정하기 위하여 초기의 온도차이(△T)를 Tc라 하고 이를 더한 값을 터브 온도 센서에서 센싱한 온도 T1에 더할 수 있다. 따라서, 보정된 터브 온도 T2 = T1 + Tc라 할 수 있다. 따라서, △T = T3(덕트온도) - T2(보정된 터브 온도)라 할 수 있다.

여기서, Tc는 응축이 진행되지 않고 열풍만 진행된 후 산정될 수 있고, 예를 들어 건조 진행 후 5분 경과 후 산정될 수 있다. 이러한, 터브 온도의 보정을 통해 초기 온도 편차와 관계없이 일률적으로 온도차이(△T)를 측정하는 것이 가능하게 된다.

전술한 본 발명의 실시 예에서와 같이 함습율이 높을 때 냉각수 밸브의 실동 율을 높이는 알고리즘을 적용하면 동일한 실동율로 냉각수 밸브를 제어하여 건조 행정을 진행하는 경우에 비해 약 1%의 건조도 상승 효과가 있다. 건조도 1%의 상승 효과는 종래의 알고리즘 적용 시보다 건조 시간 30분 정도를 단축할 수 있어 건조 효율이 현저하게 향상되는 효과가 있다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁장치를 도시한 측단면도.

도 2는 도 1의 세탁장치에 있어서 건조 시간에 따른 센서간 온도차이를 도시한 그래프.

도 3은 도 1에 따른 세탁장치의 제어방법을 도시한 순서도.

Claims (22)

1. 냉각수를 응축덕트로 공급하여 순환 공기 내의 수분을 제거하여 세탁물을 건조하는 건조기에 있어서,

   드럼에서 응축덕트로 유입되는 공기의 함습량에 따라 상기 응축덕트로 공급되는 냉각수의 양을 달리 제어하고, 냉각수를 공급하는 냉각수 밸브의 실동율을 달리 제어할 수 있는 제어부;

   상기 제어부는 열풍 공급 후 기설정된 기간(t1) 동안 냉각수 밸브를 OFF하고, 상기 기설정된 시간(t1) 이후 열풍 공급이 종료될 때까지 연속되는 3개의 구간에서 상기 구간이 바뀜에 따라 상기 실동율이 바뀌도록 제어하고, 상기 열풍 공급 종료 후 냉풍을 더 공급하는 것을 특징으로 하는 건조기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 함습량이 증가함에 따라 상기 냉각수의 공급량을 증가시킴을 특징으로 하는 건조기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연속되는 3개의 구간 중 중간 구간에서의 실동율이 가장 크게 제어됨을 특징으로 하는 건조기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 연속되는 3개의 구간 중 처음과 나중 구간에서의 실동율은 서로 갖게 제어됨을 특징으로 하는 건조기.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 열풍 공급 후 상기 함습율이 가장 높은 구간(집중구간)에서의 상기 냉각수 밸브의 실동율을 다른 구간에서의 실동율보다 높게 제어함을 특징으로 하는 건조기.
10. 제 9 항에 있어서,

    열풍 공급 후 기설정된 시간(t2)이 경과되어 상기 집중구간이 시작됨을 특징으로 하는 건조기.
11. 제 9 항에 있어서,

    열풍 공급 후 기설정된 시간(t3)이 경과되어 상기 집중구간이 종료됨을 특징으로 하는 건조기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 기설정된 시간(t3)는 드럼 내의 세탁물의 양(amount of laundry)에 따라 달리 기설정됨을 특징으로 하는 건조기.
13. 제 9 항에 있어서,

    열풍 공급 후 드럼 내에서 열교환된 순환 공기의 분위기 온도를 간접적으로 센싱한 온도와 순환 공기가 응축덕트로 유입된 후 가열되기 전의 분위기 온도를 센싱한 온도와의 차이가 기설정온도(△T1) 이상일 때 상기 집중구간이 종료됨을 특징으로 하는 건조기.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 기설정온도(△T1)는 드럼 내의 세탁물의 양에 따라 기설정됨을 특징으로 하는 건조기.
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제

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