KR100187250B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 본체 내부에 설치된 선풍기의 동작을 적절하게 제어하여 냉방운전시 실내온도를 균일하게 분포시킴과 동시에, 냉방운전정지시에는 선풍기만 회전구동시켜 실내를 냉방함으로써 전력소비를 절감할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 사용자가 희망하는 공조운전조건을 입력하는 운전선택수단과, 상기 운전선택수단을 통해 입력된 운전조건에 따라 전체적인 공조운전을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어하에 행해지는 공조운전중 변화하는 실내온도를 감지하여, 그 감지값을 상기 제어수단에 입력하는 실내온도감지수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 압축기를 구동하는 압축기구동수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 팬모터를 구동하는 팬모터구동수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 선풍기를 구동하는 선풍기구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법

제1도는 종래의 공기조화기의 정면도.

제2도는 종래의 공기조화기의 절결된 측면도.

제3도는 본 발명의 공기조화기의 개략적인 분해 사시도.

제4도는 본 발명의 공기조화기의 제어장치 블록도.

제5a도 및 제5b도는 본 발명의 공기조화기 제어동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 선풍기 100 : 운전선택수단

200 : 제어수단 300 : 실내온도감지수단

400 : 압축기구동수단 500 : 팬모터구동수단

600 : 선풍기구동수단 700 : 표시수단

800 : 전원공급제어수단

본 발명은 공기조화기 본체 내부에 설치된 선풍기의 동작을 적절하게 제어하여 냉방운전시 실내온도를 균일하게 분포시킴과 동시에, 냉방운전정지시에는 선풍기만 회전구동시켜 실내를 냉방함으로써 전력소비를 절감할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 본체(1)와, 이 본체(1)의 전면에 고착되어 외관을 형성하는 커버부재(2)와, 실내공기를 흡입하도록 이 커버부재(2)의 하부에 형성된 흡입구(3)와, 이 흡입구(3)를 통해 실내공기가 흡입되도록 구동하는 실내팬(8)과, 이 흡입구(8)를 통해 흡입된 실내공기를 열교환하는 증발기(5)와, 이 증발기(5)에서 열교환된 공기를 실내로 토출하도록 상기 커버부재(2)의 상부에 형성된 토출구(4)와, 토출구(4)를 통해 실내에 토출되는 공기의 방향을 상, 하, 좌, 우로 조절하는 풍향상하조절판(43) 및 풍향좌우조절판(44)과, 흡입구(3)의 외관을 미려하게 하기 위한 흡입그릴(7)등이 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 공기조화기는, 냉방운전시 제어수단(도시생략)의 제어에 따른 실내팬(8)의 회전구동에 의해 실내공기가 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입되고, 이 흡입된 실내공기는 상기 증발기(5)에 의해 열교환되어 냉기로 변환된 후 토출구(4)를 통해 실내로 토출되면서 실내냉방을 하도록 되어 있다. 이때, 상기 토출구(4)를 통해 실내로 토출되는 냉기의 방향은 풍향상하조절판(43) 및 풍향좌우조절판(44)에 의해 조절되면서 실내의 온도가 균일하게 분포되도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 공기조화기는 토출구(4)를 통해 실내로 토출되는 냉기의 방향이 단지 풍향상하조절판(43) 및 풍향좌우조절판(44)에 의해 조절되면서 실내온도를 변화시킬 뿐이므로 실내온도가 전체적으로 균일하게 분포되기 위해서는 장시간이 소요되는 단점이 있었다. 즉, 토출구(4)를 통해 실내에 토출되는 냉기와 실내전체의 공기가 열교환되는 시간이 빠를수록 실내냉방효율이 향상된다고는 할 수 있으나, 풍향상하조절판(43) 및 풍향좌우조절판(44)에 의해 조절된 오직 한 방향으로만 냉기가 토출됨과 동시에 냉기가 실내로 토출되는 거리가 짧기 때문에(토출풍속이 약하므로) 그 만큼 실내전체의 공기가 열교환되는 시간이 지체되어 냉방효율이 떨어지는 문제점이 있었던 것이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 냉방운전시 선풍기를 동작시켜서 토출구를 통해 토출되는 냉기를 단시간내에 실내에 골고루 분포시킴으로써 실내냉방효율을 향상시킬수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 냉방운전정지시에는 선풍기만 동작시켜 실내를 냉방함으로써 전력소비를 절감할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기는, 사용자가 희망하는 공조운전조건을 입력하는 운전선택수단과, 상기 운전선택수단을 통해 입력된 운전조건에 따라 전체적인 공조운전을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어하에 행해지는 공조운전중 변화하는 실내온도를 감지하여, 그 감지값을 상기 제어수단에 입력하는 실내온도감지수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 압축기를 구동하는 압축기구동수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 팬모터를 구동하는 팬모터구동수단과, 상기 제어수단의 제어하에 공조운전을 수행하도록 선풍기를 구동하는 선풍기구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법은, 최적의 상태에서 공조운전이 수행되도록 공기조화기를 초기화하는 제1스텝과, 공조운전에 필요한 운전조건을 입력하는 제2스텝과, 운전개시스위치가 온됨에 따라 공조운전을 수행하는 제3스텝과, 선풍기구동스위치가 온됨에 따라 선풍기를 구동하는 제4스텝과, 상기 제3스텝 및 제4스텝의 동작에 따라 변화하는 실내온도를 감지하는 제5스텝과, 상기 감지된 실내온도를 토대로 실내냉방상태를 판단하고, 그 판단결과에 따라 공조운전을 제어하는 제6스텝으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 제1도 및 제2도와 동일한 구성부분에 대해서는 동일부호를 명기하고, 중복되는 설명은 생략한다.

제3도에 있어서, 공기조화기 본체(1) 내부 토출구(4) 후부에는 통상적인 방법으로 동작하는 선풍기(10)가 설치되어 있다. 이 선풍기(10)는 일종의 벽걸이 형태로 본체(1)의 후면판넬(11)에 스크류 등의 고정수단(12)에 의해 장착되어 있다.

제4도에 있어서, 운전선택수단(100)은 사용자가 원하는 공기조화기의 운전기능을 선택하도록 다수의 기능키(예를들어, 인공지능, 선풍기구동, 냉방, 청정, 예약운전, 정지, 희망온도등)를 구비하고 있다.

제어수단(200)은 사용자가 상기 운전선택수단(100)을 통해 입력시킨 운전조건에 의거하여 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 다수의 제어신호를 발생한다.

상기 제어수단(200)은 상기 운전선택수단(100)을 통해 입력된 운전조건 등을 저장하는 메모리수단과, 실내온도가 사용자의 희망온도에 도달하였을 경우 냉방운전을 정지한 후 일정시간동안의 경과시간을 체크하기 위한 타이머 및 클럭카운터를 내장하고 있다.

실내온도감지수단(300)은 실내온도가 상기 운전선택수단(100)을 통해 입력시킨 사용자의 희망온도로 유지되도록 상기 공기조화기의 냉방운전시, 변화하는 실내온도를 감지하여, 그 감지값을 상기 제어수단(200)에 입력하는 것이다.

또한, 압축기구동수단(400)은 공기조화기의 냉방운전시 상기 제어수단(200)으로부터 압축기 구동신호를 받아서 압축기를 구동하는 것이다.

팬모터구동수단(500)은 공기조화기의 냉방운전시 증발기(5)에서 열교환된 공기를 토출구(4)를 통해 실내에 송풍하도록 상기 제어수단(200)으로부터 실내팬 구동신호를 받아서 실내팬을 구동하는 것이다.

선풍기구동수단(600)은 본 발명의 목적을 달성하도록 공기조화기의 냉방운전시 혹은 냉방운전정지시 상기 제어수단(200)으로부터 선풍기구동신호를 받아서 선풍기(10)를 구동하는 것이다.

표시수단(700)은 사용자가 상기 운전선택수단(100)을 통해 입력시킨 운전조건 및 공기조화기의 동작상태 등을 제어수단(200)의 제어하에 외부에서 인식할 수 있도록 표시한다.

전원공급제어수단(800)은 상기 선풍기(10)의 구동을 제어하도록 제어수단(200)의 제어하에 선풍기(10)에 공급되는 전원을 제어하는 것이다. 즉, 냉방운전시 사용자에 의해 선풍기(10)가 구동되도록 선택되었을 경우에는 선풍기(10)에 전원을 공급하고, 선택되지 않았을 경우에는 전원공급을 중단하도록 제어하며, 냉방운전정지시에는 전원을 공급하여 선풍기(10)에 의해서만 실내를 냉방하도록 하는 것이다.

미설명부호 900은 공기조화기의 동작에 필요한 전원을 공급하도록 교류전원입력단(도시생략)으로부터 입력된 상용교류전원전압을 소정레벨의 직류전압으로 변환시키는 전원수단이다.

다음에, 본 발명에 의한 공기조화기의 제어동작순서를 제3도 내지 제5도를 참조하여 설명한다.

먼저, 스텝 S1에서는 전원수단(900)으로부터 전원을 인가받은 공기조화기의 각 구성부분들이 초기화된다. 이어서 스텝 S2에서는 사용자가 운전선택수단(100)을 통해 냉방운전에 대한 정보, 즉 운전조건을 입력한다. 즉, 냉방운전개시, 희망하는 실내온도, 선풍기구동여부 등의 운전조건을 입력하는 것이다. 이와같이 입력된 운전조건들은 제어수단(200)의 메모리수단에 기억되어 최적의 냉방운전을 수행하기 위한 데이타로 이용된다. 이어서, 스텝 S3에서 제어수단(200)은 사용자가 상기 운전선택수단(100)을 통해 운전개시신호를 입력하였는지를 판단한다. 그 판단결과, 운전개시신호가 입력되지 않았을 경우(NO일 경우)에는 운전대기한다. 반면에, 스텝 S3에서의 판단결과, 운전개시신호가 입력되었을 경우(YES일 경우)에는 제어수단(200)은 압축기구동수단(400)과 팬모터구동수단(500)에 압축기 및 팬모터구동용 제어신호를 송출한다. 이에 따라, 스텝 S4에서는 압축기 및 팬모터가 구동되어 토출구(4)를 통해 냉기가 실내로 토출되면서 냉방운전이 수행된다.

상기 스텝 S4에서 냉방운전이 개시되면 스텝 S5에서 제어수단(200)은 사용자가 운전선택수단(100)을 통해 선풍기구동을 희망하였는지를 판단한다. 이 판단결과, 사용자가 선풍기(10)의 구동을 희망하였을 경우 즉, 선풍기를 구동해야 할 경우(YES일 경우) 제어수단(200)은 전원공급제어수단(800)에 선풍기(10)의 구동에 필요한 전원을 공급하도록 전원공급신호를 출력한다. 이에 따라 스텝 S6에서는 선풍기(10)가 일정속도의 풍속으로 구동함으로써 토출구(4)를 통해 실내에 토출되는 냉기가 선풍기(10)의 풍력에 의해 실내에 골고루 그리고 신속하게 분포된다.

이어서 스텝 S7에서는 상기 스텝 S4의 냉방운전에 의해 서서히 변화되는(저하되는) 실내온도를 실내온도감지수단(300)에서 감지하고, 그 감지값이 제어수단(200)에 입력된다. 따라서, 제어수단(200)에서는 상기 감지된 실내온도와 기준온도(상기, 스텝 S2에서 사용자가 운전선택수단(100)을 통해 입력시킨 희망온도, 이하 기준온도로 통일한다)에 실내온도가 도달되었는지를 스텝 S8에서 판단한다. 이 판단결과, 실내온도가 기준온도에 도달되지 않았을 경우(NO일 경우)에는 스텝 S7에서 감지되어 제어수단(200)에 입력되는 상기 실내온도와 제어수단(200)에 미리 저장된 기준온도간의 고저 비교동작을 반복수행한다. 반면에, 상기 스텝 S8에서의 판단결과, 실내온도가 기준온도에 도달되었을 경우(YES일 경우)에는 스텝 S9에서 제어수단(200)은 압축기구동수단(400) 및 팬모터구동수단(500)에 압축기 및 팬모터구동정지신호를 출력하여 압축기 및 팬모터의 구동을 정지시킨다. 그러나, 이때 선풍기(10)의 구동은 그대로 유지하면서 실내를 냉방하도록 한다. 즉, 선풍기구동수단(600)에는 선풍기구동신호를 계속 출력하여 이 선풍기(10)에서 발생되는 냉기가 토출구(4)를 통해 실내에 토출되도록 하는 것이다. 이와 동시에 스텝 S9에서는 상기 실내온도의 기준온도 도달싯점부터 경과되는 시간을 카운트한다. 이 카운트동작은 제어수단(200)에 내장된 클럭카운터에 의해 가능하다. 이어서, 스텝 S10에서는 상기 클럭카운터에 의해 카운트된 시간이 3분을 경과하였는지를 제어수단(200)에서 판단한다. 이는 일단 실내온도가 사용자가 희망하는 기준온도에 도달하여 냉방운전이 정지되더라도 선풍기(10)의 구동에 의해 실내냉방효과가 3분 정도는 지속된다는 판단하에서 행해지는 것이다. 즉, 냉방운전이 정지되어 있다 하더라도 선풍기(10)가 3분정도 구동되면 실내온도가 기준온도에서 크게 벗어나지(상승되지)않는다는 판단하에서 행해지는 것이다.

따라서, 상기 스텝 S10에서의 제어수단(200)의 판단결과, 3분이 경과되지 않았을 경우(NO일 경우)에는 계속 경과시간을 체크한다.

반면에, 3분이 경과되었을 경우(YES일 경우)에는 상기 실내온도가 사용자가 희망한 기준온도보다 상승되어 실내냉방효과가 저하된 상태라고 판단하여 재차 실내온도를 기준온도로 저하시키기 위해 냉방운전을 개시한다. 즉, 스텝 S11에서 제어수단(200)은 압축기구동수단(400) 및 팬모터구동수단(500)에 각각 압축기 및 팬모터구동용제어신호를 송출한다. 이에 따라, 압축기 및 팬모터, 그리고 선풍기(10)가 구동하면서 냉방운전이 수행되어 실내온도가 서서히 기준온도에 다시 도달되는 것이다. 이어서 스텝 S12에서는 실내온도감지수단(300)에서 감지된 실내온도감지값이 제어수단(100)에 입력되면, 제어수단(200)에서는 상기 실내온도와 기준온도간의 고저를 판단하고, 그 판단결과에 따라 실내온도가 기준온도보다 높으면(NO일 경우) 스텝 S11로 복귀하여 냉방운전을 계속 수행하도록 하고, 실내온도가 기준온도에 도달하였으면(YES일 경우) 스텝 S13에서 공기조화기의 운전을 정지하고 대기상태에 진입한다.

상술한 바와같이 본 발명에 따르면, 기존의 풍향상하조절판 및 풍향좌우조절판의 풍향조절만으로는 만족스럽지 않던 실내냉방효과를 본체내에 설치된 선풍기를 이용하여 냉기를 토출함으로써 실내온도가 골고루 그리고 신속하게 분포되어 실내냉방효율을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (6)

1. 사용자가 희망하는 공조운전조건을 입력하는 운전선택수단과, 공조운전시 변화하는 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 압축기를 구동시키는 압축기구동수단과, 실내팬을 구동시키는 팬모터구동수단, 본체의 후면판넬에 고정설치된 선풍기를 구동 또는 정지시키기 위해 전원공급을 제어하는 전원공급제어수단과, 상기 전원공급수단으로부터 전원을 공급받아 상기 선풍기를 구동시키는 선풍기구동수단과, 상기 운전선택수단을 통해 입력된 공조운전조건에 따라 상기 압축기구동수단과 팬모터구동수단 및 전원공급수단을 제어하여 공조운전을 수행하는 한편, 상기 운전선택수단을 통해 입력된 기준온도와 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도를 비교하여 실내온도가 기준온도에 도달하였으면 일정시간동안 상기 압축기 및 실내팬을 정지시키고 선풍기를 계속해서 구동시키는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 최적의 상태에서 공조운전이 수행되도록 외부로부터 전원이 인가되면 공기조화기를 초기화하는 제1스텝과, 사용자가 운전선택수단을 조작하여 공조운전조건을 입력하는 제2스텝과, 사용자가 운전선택수단을 조작하여 운전개시신호를 입력하면 상기 제2스텝에서 입력된 운전조건에 따라 압축기 및 실내팬을 구동시켜 공조운전을 수행하는 제3스텝과, 사용자가 운전선택수단을 조작하여 선풍기구동신호를 입력하면 선풍기를 구동시키는 제4스텝과, 공조운전이 수행됨에 따라 변화하는 실내온도를 감지하는 제5스텝과, 상기 제5스텝에서 감지된 실내온도와 미리 설정된 기준온도를 비교하여 그 비교결과에 따라 공조운전을 수행하는 제6스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 기준온도는, 상기 제2스텝에서 사용자가 운전선택수단을 조작하여 입력한 희망온도인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제5스텝은, 실내온도와 기준온도를 비교하여 실내온도가 기준온도에 도달하였을 경우에는 일정시간동안 압축기 및 실내팬을 정지시켜 공조운전을 정지하는 제11스텝과, 상기 일정시간이 경과 후 다시 압축기 및 실내팬을 구동시켜 공조운전을 수행하는 제12스텝과, 공조운전이 수행됨에 따라 변화하는 실내온도를 감지하여 실내온도가 기준온도에 도달하였는지를 판단하는 제13스텝과, 상기 실내온도가 기준온도에 도달하였을 경우에 공조운전을 정지하고 대기하는 제14스텝으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제11스텝에서 실내온도가 기준온도에 도달하여 공조운전을 정지할 경우에도 선풍기를 계속 구동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 제11스텝에서 실내온도가 기준온도에 도달하여 공조운전이 정지되는 시간은 3분인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.