KR0133000B1

KR0133000B1 - 환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR0133000B1
Application number: KR1019940018509A
Authority: KR
Inventors: 배영돈; 김재훈
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1998-04-21

Abstract

본 발명은 환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 발명의 목적은 별도의 열손실 없이 환풍과 공기조화를 수행하고 압축기에서 발생되는 소음과 진동을 효과적으로 감쇄하는 것이다. 이를 위해 본 발명은, 함체를 형성하는 밑판(12)과 덮개(11), 밑판의 설치된 실내측 열교환기(21)와 실외측 열교환기(22), 이들 사이에 설치된 압축기(30)와 감압기(24), 실내측 팬(41)과 실외측 팬(42), 이들을 회전키는 팬모타(43), 덮개의 실외측에 형성되어 개폐되는 제1댐퍼(51), 실외공기를 실내측으로 유입하도록 상기 제1댐퍼로부터 상기 실내측 팬부위까지 형성된 환풍통로(52), 환풍통로상에 설치된 제3열교환기(60), 실내공기를 상기 제3열교환기를 거쳐 상기 실외측 팬 부위로 안내하도록 상기 제3열교환기로부터 연장되어 설치된 덕트(54), 덕트의 실외측 단부에 설치되어 개폐되는 제2댐퍼(55)를 구비하여 구성된다.

Description

환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법

제1도는 종래 공기조화기의 개략적인 구성을 보인 사시도.

제2도는 종래 공기조화기의 설치상태를 보인 평단면도.

제3도는 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기의 개략적인 구성을 보인 분해 사시도.

제4도는 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기의 설치상태를 보인 평단면도.

제5도는 제3도에서 방음구조를 보이기 위한 일부 생략 사시도.

제6도는 본 발명의 제어부의 개략적인 구성을 보인 블럭도.

제7도는 본 발명의 환기시의 순서도.

제8도는 본 발명의 냉방운전시의 순서도.

제9도는 본 발명의 난방운전시의 순서도

제10도는 본 발명의 제어방법을 보인 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 밑판 14 : 공기흡입구

21 : 실내측열교환기 22 : 실외측열교환기

30 : 압축기 32 : 용기

41 : 실내측팬 42 : 실외측팬

51 : 제1댐퍼 52 : 환풍통로

55 : 제2댐퍼 60 : 제3열 교환기

본 발명은 환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 일반적으로 공기조화기는 실내기와 실외기가 분리된 분리형 공기조화기와 실내측과 실외측이 일체로 구성된 일체형 공기조화기로 분류된다. 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 일체형 공기조화기(1)는, 실내측에 실내 공기의 열교환을 위한 증발기(2)와 증발기팬(2)이 배치되고, 실외측에 실외 공기의 열교환을 위한 응축기(3)와 응축기팬(3')이 배치되어 구성된다. 이들 사이에는 증발기팬(2')과 응축기팬(3')을 구동하기 위한 팬모터(4)가 설치되고 냉동사이클을 수행하기 위해 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(5)와 응축된 냉매를 감압하는 모세관(6)이 설치된다. 증발기팬(2')으로는 반경류형 팬인 블로워팬(blower fan)이 사용되고 응축기팬(3')으로는 축류형 팬인 프로펠러팬(propeller fan)이 사용된다. 한편 이러한 부품들은 밑판(7)에 장착되고 카바(8)에 의해 덮어진다. (9)은 실내공기의 흡입 및 토출을 안내하기 위한 전면그릴이고 (9a)은 전자 제어 및 조작을 위한 제어부이다. 이러한 공기조화기는 제어부(9a)의 조작신호에 의해 압축기(5)와 팬모터(4)가 구동되어 공기조화를 실현한다. 즉, 압축기(5)에서는 냉매를 고압으로 압축하고, 응축기(3)에서는 실외공기와 열교환을 수행하여 압축된 냉매가스를 응축시키며, 모세관(6)에서는 응축된 냉매를 증발이 용이하도록 감압시키며, 증발기(2)에서는 실내공기와의 열교환을 수행함으로써 냉동사이클을 수행한다. 이와 동시에 팬모타(4)가 작동하여 증발기팬(2')과 응축기팬(3')을 회전시킴으로써 실내와 실외 공기를 흡입하여 다시 토출시켜 공기조화를 실현하는 것이다. 그러나 이러한 종래의 공기조화기는 송풍시 실내공기가 환기되지 않은 상태로 계속해서 순환하므로 실내에서 발생되는 각종 유해가스가 배출되지않고 그대로 실내에 머무르게 되는 문제점이 있었다. 또한 제품의 동작시 압축기로부터의 소음과 진도이 그대로 전달되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주목적은 냉난방과 동시에 환기를 선택적으로 수행할 수 있는 환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 실내, 외 공기의 교류시 열의 손실을 최소로 할 수 있도록 하여 환기시에도 일정한 온도조건을 유지할 수 있는 환퐁기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 냉, 난방 가동시 압축기의 소음을 억제할 수 있어 정음효과를 한층 향상시킨 환풍기 겸용 공기조화기를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기는 함체를 형성하는 밑판과 덮개, 상기 밑판의 실내측에 설치된 실내측 열교환기, 상기 밑판의 실외측에 설치된 실외측 열교환기, 상기 실내측 열교환기 및 실외측 열교환기와 냉매관에 의해 각각 연결된 압축기와 감압기, 상기 실내측 열교환기와 실외측 열교환기 사이에 설치되어 실내공기를 순화시키는 실내측 팬과 실외공기를 순환시키는 실외측 팬, 상기 실내측 팬과 실외측 팬을 회전시키는 팬 모터, 상기 덮개의 실외측에 형성되어 개폐되는 제1댐퍼, 실외공기를 실내측으로 유입하도록 상기 제1댐퍼로부터 상기 실내측 팬 부위까지 형성된 환풍통로, 상기 환풍통로상에 설치된 제3열교환기, 실내공기를 상기 제3열교환기를 거쳐 상기 실외측 팬 부위로 안내하도록 상기 제3열교환기로부터 연장되어 설치된 덕트, 상기 덕트의 실외측 단부에 설치되어 개폐되는 제2댐퍼를 구비하여 구성된다. 또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기의 제어방법은, 조화공간에 요구되는 소정의 실내온도, 소정의 일산화탄소와 이산화탄소의 양을 설정하는 설정단계, 상기 설정단계에서 설정된 설정온도와 실내온도를 비교함과 동시에 설정된 일산화탄소 및 이산화탄소의 양과 실내 일산화탄소 및 이산화탄소의 양을 비교하여 판단하는 비교판단단계, 상기 비교판단단계에서 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 난방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 난방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 냉방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 냉방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도 범위에 있고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 환기만 수행하는 제어단계를 구비하여 구성된다. 이하에서는 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 제3도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 개략적인 구성을 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 공기조화기(10)는,직방체 형상의 함체를 형성하는 덮개(11)와 밑판(12), 밑판(12)의 실내측과 실외측에 각각 설치된 실내측 열교환기(21)와 실외측 열교환기(22), 실내측 열교환기(21) 및 실외측 열교환기(22)와 냉매관(23)에 의해 각각 연결된 압축기(30)와 감압기(24), 실내측 열교환기(21)와 실외측 열교환기(22) 사이에 설치되어 실내공기를 순환시키는 실내측 팬(41)와 실외공기를 순환시키는 실외측 팬(42), 그리고 실내측 팬(41)과 실외측 팬(42)를 회전시키는 팬모타(43)를 구비하여 구성된다. 본 실시예에서 실내측 팬(41)으로는 반경류형 팬인 블로워 팬(blower fan)이 사용되고 응축기팬(42)으로는 축류형 팬인 프로펠러팬(propeller fan)이 사용된다. 제3도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 덮개(11)의 실외측에는 실외공기를 흡입하여 실외측 열교환기를 통해 다시 실외로 토출시키기 위한 종래와 동일한 공기흡입공(13)(13')외에 환기를 위한 공기흡입구(14)가 형성되어 제1댐퍼(51)에 의해 개폐된다. 이 공기흡입구(14)는 가능한한 실내측과 가장 가까운 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 또한 실내측의 측방에는 공기흡입구(14)와 연결되어 실내측 팬(41)의 설치부위와 통하는 환풍통로(52)가 형성된다. 이 환풍통로(52)의 형성을 위해 칸막이(53)가 설치되고, 환풍통로(52)의 실내측 단부에는 제3열교환기(60)가 설치된다. 제3열교환기(60)의 후방에는 실내공기를 제3열교환기(60)를 통해 실외측 팬(41) 부위로 안내하도록 제3열교환기(60)로부터 연장된 덕트(54)가 설치되고, 덕트(54)의 단부에는 제2댐퍼(55)가 설치된다. 제4도의 (25)은 냉방과 난방을 선택적으로 세어하기 위한 4방밸브이다. 제3열교환기(60)는 실외에서 실내측으로 유입되는 공기와 실내에서 실외측으로 나가는 공기의 혼합을 방지함과 동시에 소정의 열교환작용을 수행하도록 다수의 파이프(61)와 다수의 전열판(62)를 구비하여 일체로 구성되는데, 파이프(61)의 일단은 실내측과 연통되고 타단은 덕트(54)와 연통되고, 전열판(62)은 이들 파이프가 관통되도록 소정간격으로 다수개가 배치된다. 즉, 환풍통로로 유입된 실외공기는 전열판(62) 사이의 공간을 지나 실내측 팬(41) 부위로 안내된 후 실내측 열교환기(21)를 거쳐 실내로 토출되고, 실내공기는 파이프(61)를 통과하여 덕트(54)를 거쳐 실외측 팬(42)쪽으로 흐르는 것이다. 한편, 실내측 열교환기(41)의 전면부에는 실내온도를 감지하는 온도센서(56)와 실내 일산화탄소의 양을 감지하는 CO센서(57)와 실내 이산화탄소의 양을 감지하는 CO₂센서(58)가 마련되고, 이들 온도센서(56), CO센서(57), CO₂센서(58)와 회로적으로 접속되어 이들 센서에 의해 감지된 값과 설정된 값을 비교 판단하여 제1댐퍼(51)와 제2댐퍼(52)를 개폐시키는 제어부(70)가 더 구비된다. 제5도에 도시된 바와 같이, 제어부는 마이컴과 구동부를 구비하고 마이컴에는 온도센서(56), CO센서(57), CO₂센서(58)외에 냉방선택키이, 난방선택키이, 환기선택키이1과 환기선택기2, 그리고 자동공조키이가 회로적으로 연결되고, 구동부에는 압축기, 제1댐퍼와 제2댐퍼 팬모타강풍템과 팬모타약풍템, 그리고 4방벨브가 전기적으로 연결된다. 한편, 제6도에 도시된 바와 같이, 밑판(12)에는 실내측 열교환기(21)의 작동으로 발생하는 응축수가 고이게 하는 응축수받이(31)가 형성되고, 압축기(30) 주위에는 이 응축수를 담기 위한 용기(32)가 설치된다. 응축수를 용기에 담기 위해 응축수받이(31)와 용기(32) 사이에는 응축수관(33)이 설치되고, 응축수관(33)의 중도에는 펌프(34)가 설치된다. 이렇게 용기에 담긴 응축수는 흡음재 역할을 하는 것이다. 이때 흡음용 액체로서 응축수외에 보통의 물을 사용할 수 있으며, 액체가 아니 스펀지나 고무재를 흡음재로 사용할 수도 있다. 용기(32) 내에서 압축기(30)의 설치는 종래 밑판에 압축기를 설치하는 방식과 동일한 방식으로 수행된다. 이하에서는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기의 작동과 제어방법을 설명한다. 제어부(70)의 조작신호에 의해 압축기(30)와 팬모터(43)가 구동되어 공기조화를 실현한다. 즉, 압축기(30)와 차례로 연결된 실내측 열교환기(21), 감압기(24), 실외측 열교환기(22)의 내부를 흐르는 냉매의 상태변화에 의해 냉동 사이클이 이루어짐과 동시에, 팬모터(43)에 연결된 실내측팬(41)과 실외측팬(42)의 회전으로 공기의 강제 순환이 이루져 요구되는 조건을 갖춘 조화공기를 만들어 조화공간으로 토출되게 하는 것이다. 그리고 이러한 공기조화 작용중에 생긴 응축수는 응축수 받이(31)에 고이게 되고, 펌프(34)가 작동됨에 따라 응축수는 용기(32) 내부로 공급된다. 이렇게 공급된 응축수는 흡음재로서 역할을 한다. 한편, 본 실시예의 환풍작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저 실내의 이산화탄소와 일산화탄소의 기준값을 설정하고 실제 실내의 이산화탄소와 일산화탄소의 양이 이 설정치보다 높을 경우에 환풍을 실시한다. 이때는 제1댐퍼(51)가 개방되어 실외기 공기가 공기흡입구(14)를 통해서 흡입되어 환풍통로(52)와 제3열교환기(60)를 거친 후 계속해서 실내측 팬(41)과 실내측 열교환기(21)를 차례로 통과하여 실내로 토출된다. 이와 동시에 제2댐퍼(55)가 개방되고 실내의 공기는 제3열교환기(60)의 파이프(61)와 덕트(54)를 통과하여 실외로 배출됨으로써 실내공기의 환기가 이루어지는 것이다. 이때 실내의 온도에 따라 냉방 또는 난방이 선택적으로 수행될 수 있다. 이하에서는 첨부된 순서도를 참조하여 본 실시예의 제어방법을 상세히 설명한다. 제7도는 환기시의 순서도이다. 이를 참조하면, 환기를 위해서는 환기선택키이1의 0N 여부를 판단하여 ON일 경우에는 제1,2 댐퍼를 개방하고 팬모터강품템을 ON시킨다. 환기선택키이가 ON이 아닐 경우에는 환기선택키이2의 ON여부를 판단하여 ON일 경우에는 제1,2 댐퍼를 개방하고 팬모터약풍템을 ON시킨다. 제8도는 냉방운전시의 순서도이다. 이를 참조하면, 먼저 설정온도와 실내온도를 비교판단하여 실내온도가 설정온도보다 높을 경우에는 실내의 CO 와 CO₂의 양을 설정치와 비교판단하여 어느 하나라도 설정치보다 높을 경우에는 압축기, 팬모터강풍템, 제1댐퍼와 제2댐퍼를 ON시키고 사방밸브를 OFF시켜 냉방과 환기를 동시에 수행한다. 또한 실내의 CO와 CO₂의 양을 설정치와 비교판단하여 둘다 설정치보다 낮을 경우에는 압축기, 팬모터강풍템을 ON시키고 사방밸브를 OFF 시켜 냉방만 수행한다. 제9도는 난방운전시의 순서도이다. 이를 참조하면, 먼저 설정온도와 실내온도를 비교판단하여 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내의 CO와 CO₂의 양을 설정치와 비교판단하여 어느 하나라도 설정치보다 높을 경우에는 압축기, 팬모터강풍템, 제1댐퍼와 제2댐퍼, 사방밸브를 ON시켜 냉방과 환기를 동시에 수행한다. 또한 실내의 CO와 CO₂의 양을 설정치와 비교판단하여 둘다 설정치보다 낮을 경우에는 압축기, 팬모터강풍템, 사방밸브를 ON 시켜 난방만 수행한다. 제10도는 자동공조시의 순서도이다. 이때 본실시예서는 실내의 설정온도범위를 20^oC-25^oC로 하였고, 환기와 냉난방이 자동적으로 수행되도록 제어된다. 즉, 본 발명에 따른 환풍기 겸용 공기조화기의 제어는 조화공간에 요구되는 소정의 실내온도(본 실시예에서는 20^oC-25^oC), 소정의 일산화탄소와 이산화탄소의 양을 설정하는 설정단계와 이설정단계에서 설정된 설정온도와 실내온도를 비교함과 동시에 설정된 일산화탄소 및 이산화탄소의 기준값과 실내 일산화탄소 및 이산화탄소의 양을 비교하여 판단하는 비교판단단계, 이 비교판단단계에서 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 난방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 난방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 냉방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 냉방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도 범위에 있고 실내일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 환기만 수행하는 제어단계를 차례로 구비하여 이루어진다. 이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본고안의 따른 환풍기 겸용 공기조화기 및 그 제어방법에 의하면, 간단한 구조로 별도의 열손실 없이 환풍 및 냉난방이 가능하고 압축기의 소음과 진동을 최대한 감쇠시킬 수 있다.

Claims

함체를 형성하는 밑판(12)과 덮개(11), 상기 밑판의 실내측에 설치된 실내측 열교환기(21) 상기 밑판의 실외측에 설치된 실외측 열교환기(22), 상기 실내측 열교환기 및 실외측 열교환기와 냉매관에 의해 각각 연결된 압축기(30)와 감압기(24), 상기 실내측 열교환기와 실외측 열교환기 사이에 설치되어 실내고기를 순환시키는 실내측 팬(41)과 실외공기를 순환시키는 실외측 팬(42), 상기 실내측 팬과 실외측 팬을 회전시키는 팬모타(43), 상기 덮개의 실외측에 형성되어 개폐되는 제1댐퍼(51), 실외공기를 실내측으로 유입하도록 상기 제1댐퍼로부터 상기 실내측 팬 부위까지 형성된 환풍통로(52), 상기 환풍통로상에 설치된 제3열교환기(60), 실내공기를 상기 제3열교환기를 거쳐 상기 실외측 팬 부위로 안내하도록 상기 제3열교환기로부터 연장되어 설치된 덕트(54), 상기 덕트의 실외측 단부에 설치되어 개폐되는 제2댐퍼(55)를 구비하는 환풍기 겸용 공기조화기.
제1항에 있어서 상기 제3열교환기는 일단은 실내측과 연통되고 타단은 상기 덕트와 연통된 다수의 파이프(61)와 상기 파이프가 관통되게 설치된 다수의 전열판(62)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 환풍기 겸용 공기조화기
제2항에 있어서 상기 실내측 열교환기의 전면부에는 실내온도를 감지하는 온도센서(56)와 실내 일산화탄소의 양을 감지하는 CO센서(57)와 실내 이산화탄소의 양을 감지하는 CO₂센서(58)가 마련되고, 상기 온도센서, CO센서, CO₂센서와 회로적으로 접속되어 이들 센서에 의해 감지된 값과 설정된 값을 비교 판단하여 상기 제1댐퍼와 제2댐퍼를 개폐시키는 제어부(70)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 환풍기 겸용 공기조화기.
제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서 .상기 압축기를 감싸도록 설치된 용기(32), 상기 밑판에 형성된 응축수받이(31), 일단은 상기 응축수 받이와 연결되고 타단은 상기 용기 내부와 연결된 응축수관(33), 상기 응축수관의 중도에 설치되어 상기 응축수 받이에 저장된 응축수를 상기 용기 내부로 펌핑하는 펌프(34)를 더 구비하여, 상기 응축수를 흡음재로 사용하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 방음장치.
조화공간에 요구되는 소정의 실내온도, 소정의 일산화탄소와 이산화탄소의 양을 설정하는 설정단계, 상기 설정단계에서 설정된 설정온도와 실내온도를 비교함과 동시에 설정된 일산화탄소 및 이산화탄소의 양과 실내 일산화탄소 및 이산화탄소의 양을 비교하여 판단하는 비교판단단계. 상기 비교판단단계에서 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 난방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 낮고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 난방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소와 이산화탄소의 양이 설정치보다 낮을 경우에는 냉방만 수행하고, 실내온도가 설정온도보다 높고 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 냉방과 환기를 동시해 수행하고, 실내온도가 설정온도 범위에 있고, 실내 일산화탄소 또는 이산화탄소의 양이 설정치보다 높을 경우에는 환기만 수행하는 제어단계를 구비하는 환풍기 겸용 공기조화기의 제어방법.
제5항에 있어서 상기 설정단계에서 설정된 온도는 20^oC-25^oC인 것을 특징으로 하는 환풍기 겸용 공기조화기의 제어방법.