KR100197735B1 - 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법에 있어서, 리모콘의 키조작에 따라 흡입구를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 실내기에 있어서, 상기 실내기가 설치된 위치의 온도를 감지하는 실내기온도감지수단과, 상기 리모콘의 온도를 감지하는 리모콘온도감지수단과, 상기 리모콘온도감지수단에 의해 감지된 리모콘온도데이터를 수신하는 리모콘신호수신수단과, 상기 실내기온도감지수단에 의해 감지된 실내기온도 및 상기 리모콘온도감지수단에 의해 감지된 리모콘온도의 차에 따라 사용자가 상기 실내기로부터 떨어진 거리를 판단하여 토출공기의 풍속 및 풍향을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 풍향날개의 풍향각도를 이동시켜 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 실내팬의 회전수를 제어하여 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍속을 조절하는 풍속조절수단으로 이루어져, 실내기 감지온도와 리모콘 감지온도의 차에 따라 사용자가 실내기로부터 떨어져 있는 거리를 제어수단에서 파악하여 풍속과 풍향을 제어하여 사용자가 느끼는 쾌적도를 최적으로 유지한다.

Description

공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법

본 발명은 실내기와 사용자가 소지한 리모콘의 온도차에 따라 사용자가 실내기로부터 떨어져 있는 거리를 파악하여 토출공기의 풍속과 풍향을 제어하는 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 차가운 공기를 따뜻하게 하여 실내로 공급하는 난방장치와, 실내의 뜨거운 공기를 차갑게 하여 실내로 공급하는 냉방장치가 있다.

또한, 상기의 냉방기능과 난방기능을 겸한 냉난방장치도 있으며, 오염된 실내공기를 청정시키는 청정기능도 포함되어지는 상황이다.

제1도에는 상기한 공기조화기들 중에 냉난방기능을 하는 냉난방장치(통상적으로 에어콘이라 한다)의 실내유닛이 도시되어 있다.

물론, 상기 냉난방장치는 도시하지 않은 실외유닛을 포함함은 물론이다.

제1도에 도시한 바와 같이, 참조부호 1은 공기조화기의 실내기본체(이하, 실내기라 한다)이고, 상기 실내기(1)의 전면상부에는 실내공기를 흡입하는 흡입구(3)가 형성되어 있으며, 상기 실내기(1)의 전면하부에는 후술하는 열교환기에 의해 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 토출하는 토출구(5)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(5)의 우측에는 리모트 콘트롤러(9; 이하, 리모콘이라 한다)로부터 송신되는 원격제어신호를 수신하는 리모콘수신부(7)가 구비되어 있고, 상기 토출구(5)에는 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 풍향날개(11)가 설치되어 있다.

한편, 상기 리모콘(9)에는 사용자가 원하는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍 등)와 운전의 시작/정지, 설정온도, 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 풍량 및 풍향 층을 입력하도록 다수의 기능키가 구비되어 있다.

제2도는 제1도의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도로써, 제1도와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

제2도에 도시한 바와 같이, 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하도록 상기 흡입구(3)의 후측에 일자형상의 열교환기(13)가 설치되어 있고, 상기 열교환기(13)의 후측하부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 열교환기(13)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출시키는 실내팬(15)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(5)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(17)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘(9)을 조작하여 원하는 운전모드와 설정온도를 입력한 다음 운전/정지키(이하, 운전키라 한다)를 온시키면, 실내팬(15)의 구동에 따라 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되기 시작한다.

이때, 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도를 온도감지부(미도시)에서 감지하고, 이를 제어부(미도시)에 출력하면, 제어부는 상기 온도감지부로부터 실내온도데이터를 받아 사용자가 설정한 온도와 비교 판단하여 이에 상응하는 제어신호를 압축기 구동회로로 출력한다.

따라서, 압축기 구동회로는 상기 제어부로부터 출력되는 제어신호를 받아 압축기를 구동시킨다.

상기 압축기가 구동되면, 냉매의 순환에 따라 열교환기가 열교환되므로 실내기(1)내로 흡입된 실내공기는 열교환기(13)를 통과하면서 열교환기(13)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환되면서 덕트부재(17)의 안내를 받아 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기는 풍향날개의 풍향각도에 따라 풍향이 조절되면서 공조운전을 수행한다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 공기조화기에서는, 실내기(1)가 설치된 위치에서의 실내감지온도를 기준으로 공조운전을 수행하므로 실제 사용자가 있는 곳의 실내온도인 리모콘(9) 감지온도와 차이가 있어 사용자가 실내기(1)로부터 떨어진 거리에 따라 사용자가 느끼는 쾌적감이 달라진다.

이는, 사용자가 느끼는 쾌적도를 상수로 표현한 PPD(Predicted Percentage Of Dissatisfied; 예상불만족율)지수의 파라미터 가운데 거리와 관계가 밀접한 풍속의 영향 때문으로 일정풍속으로 기류가 토출시 사용자는 재실위치 즉, 실내기(1)와의 거리에 따라 느끼는 쾌적감이 달라진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로써, 실내기 감지온도와 리모콘 감지온도의 차에 따라 사용자가 실내기로부터 떨어져 있는 거리를 제어수단에서 파악하여 토출공기의 풍속과 풍향을 제어하므로 사용자가 느끼는 쾌적도를 최적으로 유지하는 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 토출기류 제어장치는 리모콘의 키조작에 따라 흡입구를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 실내기에 있어서, 상기 실내기가 설치된 위치의 온도를 감지하는 실내기온도감지수단과, 상기 리모콘의 온도를 감지하는 리모콘온도감지수단과, 상기 리모콘온도감지수단에 의해 감지된 리모콘온도데이터를 수신하는 리모콘신호수신수단과, 상기 실내기온도감지수단에 의해 감지된 실내기온도 및 상기 리모콘온도감지수단에 의해 감지된 리모콘온도의 차에 따라 사용자가 상기 실내기로부터 떨어진 거리를 판단하여 토출공기의 풍속 및 풍향을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 풍향날개의 풍향각도를 이동시켜 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 실내팬의 회전수를 제어하여 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍속을 조절하는 풍속조절수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기조화기의 토출기류 제어방법은 리모콘의 설정온도 및 실내기의 실내감지온도의 차에 따라 압축기를 구동하여 열교환된 공기를 토출시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 리모콘의 온도를 감지하는 리모콘온도감지스텝과, 상기 리모콘온도감지스텝에서 감지된 리모콘온도 및 실내기온도의 차에 따라 사용자가 상기 실내기로부터 떨어진 거리를 제어수단에서 판단하여 풍향날개의 풍향각도와 실내팬의 회전수를 제어하는 제어스텝과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 풍향날개의 풍향각도를 이동시켜 토출공기의 풍향을 조절하는 풍향조절스텝과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 실내팬의 회전수를 가변시켜 토출공기의 풍속을 조절하는 풍속조절스텝과, 상기 풍향조절스텝 및 풍속조절스텝에서 조절된 토출공기의 풍향 및 풍속에 따라 열교환된 공기를 실내로 토출하여 실내공기조화를 수행하는 공조운전스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 일반적인 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도.

제2도는 제1도의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화기의 토출기류 제어장치의 제어 블록도.

제4도는 본 발명에 의한 공기조화기의 토출기류제어 동작순서를 도시한 플로우차트.

제5도는 본 발명에 의한 온도차에 따른 풍속과 풍향의 데이터를 도시한 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 흡입구 5 : 토출구

9 : 리모콘 11 : 풍향날개

13 : 열교환기 15 : 실내팬

100 : 전원수단 102 : 리모콘신호수신수단

104 : 제어수단 106 : 실내기온도감지수단

108 : 리모콘온도감지수단 110 : 압축기구동수단

112 : 풍향조절수단 114 : 팬모터구동수단

116 : 표시수단

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 공기조화기는 제1도 및 제2도에 도시한 종래의 구성과 동일하므로 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

제3도에 도시한 바와 같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 리모콘신호수신수단(102)은 사용자가 원하는 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍 등)와 설정온도, 설정풍향 등을 입력하는 리모콘(9)의 키조작에 따라 상기 리모콘(9)으로부터 송신되는 적외광신호를 수신하는 광수신부이다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가 받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 리모콘신호수신수단(102)에 의해 수신된 적외광신호에 따라 사용자가 선택한 운전조건을 판단하여 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(104)은 실내기(1) 감지온도와 리모콘(9) 감지온도의 차에 따라 압축기(111)구동을 제어함과 동시에 사용자의 위치를 판단하여 토출공기의 풍속과 풍향을 조절하도록 실내팬(15)의 회전수와 풍향날개(11)의 풍향각도를 제5도의 도표에 도시한 바와 같이, 롬테이블 상에 저장하고 있다.

실내기온도감지수단(106)은 실내기(1)가 설치된 위치의 실내온도를 감지하도록 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr1)를 감지하고, 리모콘온도감지수단(108)은 사용자가 있는 위치의 실내온도를 감지하도록 사용자가 소지한 리모콘(9)의 온도(Tr2)를 감지한다.

또한, 압축기구동수단(110)은 상기 리모콘(9)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts상기 실내기온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내기온도(Tr1)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(111)를 구동제어하고, 풍향조절수단(112)은 상기 실내기온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내기온도 및 상기 리모콘온도감지수단(108)에 의해 감지된 리모콘온도의 차에 따라 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 방향을 조절하도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 풍향모터(113)를 구동하여 풍향날개(11)를 이동시킨다.

또, 팬모터구동수단(114)은 상기 실내기온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내기온도 및 상기 리모콘온도감지수단(108)에 의해 감지된 리모콘온도의 차에 따라 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 풍속을 조절하도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(115)의 회전수를 제어하여 실내팬(15)의 풍속을 조절하고, 표시수단(116)은 상기 리모콘(9)에 의해 입력된 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 설정온도(Ts)를 표시함은 물론, 상기 공기조화기의 운전상태를 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법의 작용효과를 설명한다.

제4도는 본 발명에 의한 공기조화기의 토출기류제어 동작순서를 도시한 플로우차트로써, 제4도에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(104)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 리모콘(9)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전모드(예를 들면, 냉방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력한 다음 운전키를 누르면, 리모콘(9)에서는 키입력에 해당하는 원격제어신호를 소정의 프로토콜에 의해 부호화하고, 이렇게 부호화된 신호를 변조하여 적외광신호로 발신한다.

상기 리모콘(9)에서 적외광신호가 발신되면, 리모콘신호수신수단(102)에서는 이를 수신하여 전기신호로 변환하고, 이 변환된 전기신호를 복조하여 운전선택신호 및 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)를 제어수단(104)에 입력시킨다.

이에 따라, 스텝S2에서 제어수단(104)은 상기 리모콘신호수신수단(102)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S2 이하의 동작을 반복 수행한다.

상기 스텝S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 공기조화기의 냉방운전을 수행하기 위해 스텝S3으로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬(15)을 구동하기 위한 제어신호를 팬모터구동수단(114)에 출력한다.

따라서, 상기 팬모터구동수단(114)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(115)의 회전수를 제어하여 실내팬(15)을 구동시킨다.

상기 실내팬(15)이 구동하면, 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되기 시작하는데, 이재 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr1)를 실내기온도감지수단(106)에서 감지한다.

이에 따라, 스텝S4에서 제어수단(104)은 실내기온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내기온도(Tr1)의 아날로그데이터를 입력받아 디지탈로 변환하여 사용자가 설정한 온도(Ts)가 실내기온도(Tr1)보다 작은가를 판별하여, 설정온도(Ts)가 실내기온도(Tr1)보다 작지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S3으로 복귀하여 계속해서 실내기온도(Tr)를 감지하면서 스텝S3이하의 동작을 반복 수행한다.

상기 스텝S4에서의 판별결과, 설정온도(Ts)가 실내기온도(Tr1)보다 작은 경우(YES일 경우)에는 스텝S5로 나아가서 제어수단(104)은 실내기온도(Tr1)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기(111)의 운전주파수를 결정하여 압축기(111)를 구동하기 위한 제어신호를 압축기구동수단(110)에 출력한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(110)에서는 제어수단(104)에서 결정된 운전주파수에 따라 압축기(111)를 구동시킨다.

상기 압축기(111)가 구동하면, 스텝S6에서는 실내팬(15)이 구동되면서 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되고, 상기 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기는 열교환기(13)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환된다.

상기 열교환기(13)에서 냉풍으로 열교환된 공기는 상부로 이동되어 토출구(5)에 회동 가능케 설치된 풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하로 풍향이 조절되면서 실내냉방을 수행한다.

이때, 스텝S7에서는 설정온도(Ts)와 실내기온도(Tr1)의 차에 따른 압축기(111)의 구동으로 냉방운전이 수행되는 시간을 카운터하여 카운터한 시간(T)이 소정시간(약,10분)을 경과하였는지를 판별하여, 소정시간을 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S6으로 복귀하여 스텝S6이하의 동작을 반복 수행한다.

상기 스텝S7에서의 판별결과, 카운터한 시간(T)이 소정시간을 경과한 경우(YES일 경우)에는 스텝S8로 나아가서 사용자가 있는 위치의 실내온도를 감지하도록 사용자가 소지한 리모콘(9)의 온도(Tr2)를 리모콘온도감지수단(108)에서 감지한다.

이에 따라, 스텝S9에서 제어수단(104)에서는 리모콘온도감지수단(108)에 의해 감지된 리모콘온도(Tr2)의 아날로그제이타를 입력받아 디지탈로 변환하고, 실내기온도(Tr1)와 리모콘온도(Tr2)의 차를 비교하여 그 온도차에 따라 사용자가 실내기(1)로부터 떨어져 있는 거리를 제5도의 도표에 도시한 바와 같이, 결정한다.

이어서, 스텝S10에서는 상기 결정된 거리에 따라 실내팬(15)의 회전수와 풍향날개(11)의 풍향각도를 제5도의 도표에 도시한 바와 같이, 결정하고, 스텝S11에서 제어수단(104)은 결정된 회전수에 따라 실내팬(15)을 구동하도록 팬모터구동수단(114)에 제어신호를 출력한다.

따라서, 상기 팬모터구동수단(114)에서는 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(115)의 회전수를 제어하여 실내팬(15)을 결정된 회전수에 따라 구동시킴으로써 풍속을 조절하고, 스텝S12에서 제어수단(104)은 결정된 풍향에 따라 풍향날개(11)의 풍향각도를 조절하도록 풍향조절수단(112)에 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 풍향조절수단(112)에서는 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 풍향모터(113)를 구동시켜 풍향날개(11)를 결정된 풍향에 따라 이동시킴으로써 풍향을 조절하면서 동작을 종료한다.

이와 같이, 온도차가 클수록 사용자가 실내기(1)로부터 먼 거리에 떨어져있다고 판단하여 실내팬(15)의 회전수를 크게하고 풍향날개(11)를 위로 올리고, 온도차가 작을수록 사용자가 실내기(1)로부터 가까운 거리에 떨어져 있다고 판단하여 실내팬(15)의 회전수를 작게 하고 풍향날개(11)를 아래로 내려 사용자가 어떤 위치에 있더라도 사용자에게 항상 일정한 풍속의 기류가 토출되어 사용자가 느끼는 쾌적도를 최적으로 유지한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 토출기류 제어장치 및 그 방법에 의하면, 실내기 감지온도와 리모콘 감지온도의 차에 따라 사용자가 실내기로부터 떨어져 있는 거리를 제어수단에서 파악하여 토출공기의풍속과 풍향을 제어하므로 사용자가 어떤 위치에 있더라도 사용자가 느끼는 쾌적도를 최적으로 유지할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 리모콘의 키조작에 따라 흡입구를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 실내기에 있어서, 상기 실내기가 설치된 위치의 온도를 감지하는 실내기온도감지수단과, 상기 리모콘의 온도를 감지하는 리모콘온도감지수단과, 상기 리모콘온도감지수단에 의래 감지된 리모콘온도데이터를 수신하는 리모콘신호수신수단과, 상기 실내기온도감지수단에 의해 감지된 실내기온도 및 상기 리모콘온도감지수단에 의해 감지된 리모콘온도의 차에 따라 사용자가 상기 실내기로부터 떨어진 거리를 판단하여 토출공기의 풍속 및 풍향을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 풍향날개의 풍향각도를 이동시켜 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 실내팬의 회전수를 제어하여 상기 토출구를 통해 토출되는 공기의 풍속을 조절하는 풍속조절수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 토출기류 제어장치.
2. 리모콘의 설정온도 및 실내기의 실내감지온도의 차에 따라 압축기를 구동하여 열교환된 공기를 토출시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 리모콘의 온도를 감지하는 리모콘온도감지스텝과, 상기 리모콘온도감지스텝에서 감지된 리모콘온도 및 실내기온도의 차에 따라 사용자가 상기 실내기로부터 떨어진 거리를 제어수단에서 판단하여 풍향날개의 풍향각도와 실내팬의 회전수를 제어하는 제어스텝과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 풍향날개의 풍향각도를 이동시켜 토출공기의 풍향을 조잘하는 풍향조절스텝과, 상기 제어수단의 제어에 따라 상기 실내팬의 회전수를 가변시켜 토출공기의 풍속을 조절하는 풍속조절스텝과, 상기 풍향조절스텝 및 풍속조절스텝에서 조절된 토출공기의 풍향 및 풍속에 따라 열교환된 공기를 실내로 토출하여 실내공기조화를 수행하는 공조운전스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 토출기류 제어방법.

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