KR100239540B1 - 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 가열시키는 전기히터를 구비하는 공기조화기에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 상기 실내팬의 구동후 상기 전기히터의 토출공기온도를 감지하는 온풍온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도에 따라 상기 전기히터의 구동을 제어하고, 상기 온풍온도감지수단에 의해 감지된 토출공기온도에 따라 상기 전기히터의 불량여부를 판단하여 난방운전을 제어하는 제어수단으로 이루어져, 전기히터의 동작후 일정시간동안의 센서데이터를 무시하고, 실내팬모터의 구동후에 센서데이터를 감지하여 전기히터의 급격한 온도상승에 따른 센서에러를 방지하므로 세트를 정상동작시킨다.

Description

공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법

본 발명은 전기히터를 장착한 공기조화기에 관한 것으로, 특히 전기히터의 급격한 온도상승에 따른 센서에러를 방지하여 세트를 정상동작시키는 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래의 공기조화기는 도 1에 도시한 바와같이, 실내공기가 흡입되는 다수의 흡입구(3)가 형성된 흡입그릴부재(5)가 실내기본체(1;이하, 본체라 한다)의 전면하부에 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 냉풍 또는 온풍으로 열교환된 공기를 실내로 토출하는 토출구(7)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(7)에는 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 상하풍향날개(9)와 좌우로 조절하는 좌우풍향날개(11)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면에는 실내기의 외관을 미려하게 함과 동시에 내장물을 보호하는 커버부재(13)가 고착되어 있으며, 상기 커버부재(13)의 하측부에는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 운전의 시작/정지, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량 및 풍향 등을 조절하는 조작부(15)가 구비되어 있다.

도 2에 도시한 바와같이, 상기 흡입그릴부재(5)의 내측에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기에 부유하는 먼지등의 이물질을 필터링하는 필터부재(17)가 설치되어 있고, 상기 필터부재(17)의 내측에는 상기 필터부재(17)에 의해 필터링된 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환시키도록 일자형상의 실내열교환기(19)가 설치되어 있다.

또한, 상기 실내열교환기(19)의 상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(7)를 통해 실내로 토출하도록 실내팬모터(21)의 구동에 따라 회전하는 블로워팬(23;이하, 실내팬이라 한다)이 설치되어 있고, 상기 실내팬(23)의 외측에는 상기 실내팬(23)을 카바함과 동시에 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(7)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(25)가 설치되어 있다.

또, 상기 실내팬(23)의 상부에는 상기 필터부재(17)에 의해 필터링된 실내공기를 온풍으로 가열시켜 난방을 하는 전기히터(27)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 냉난방겸용의 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘이나 조작부(15)를 조작하여 원하는 운전모드(예를들면, 냉방)를 선택한다음 운전키를 온시키면, 실내팬모터(21)의 구동에 따라 실내팬(23)이 회전하면서 흡입구(3)를 통해 실내공기가 본체(1)내로 흡입된다.

상기 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기의 온도(Tr;이하, 실내온도라 한다)와 설정온도(Ts)를 비교하여 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 낮은 경우 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차에 따라 압축기(33)의 운전주파수를 결정하여 압축기(33)를 구동시킨다.

상기 압축기(33)가 구동되면, 냉매가 도 3의 실선으로 도시한 바와같이, 압축기(33)→ 실외열교환기(39)→ 팽창밸브(35)→ 실내열교환기(19)→ 압축기(33)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 냉각되기 시작한다.

따라서, 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 실내열교환기(19)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환되고, 실내열교환기(19)에서 열교환된 냉풍은 상부로 안내되어 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 냉풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내냉방을 수행한다.

반면, 사용자가 난방운전을 선택하면, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)를 비교하여 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 높은 경우 전기히터(27)에 전원을 인가하여 전기히터(27)를 구동시킨다.

상기 전기히터(27)가 구동되어 발열하면, 전기히터(27)의 토출공기온도를 도시되지 않은 온풍센서에서 감지하여 실내팬모터(21)의 구동을 제어한다.

만약, 전기히터(27)의 토출공기온도가 일정온도 미만이면, 실내팬모터(21)를 정지시켜 난방초기시 실내로 냉풍이 토출되는 것을 방지하고, 전기히터(27)의 토출공기온도가 일정온도 이상이면, 실내팬모터(21)를 구동시킨다.

상기 실내팬모터(21)가 구동되어 실내팬(23)이 회전하면, 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입된 실내공기가 전기히터(27)를 통과하면서 가열되어 온풍으로 열교환되고, 전기히터(27)에서 열교환된 온풍은 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 온풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내난방을 수행한다.

그런데, 이와같은 종래의 공기조화기에 있어서는, 급격히 온도가 상승되는 전기히터(27)를 사용한 난방운전시 냉풍방지를 위해 실내팬모터(21)가 전기히터(27)의 구동후에 동작하기 때문에 실내팬모터(21)의 구동전에 전기히터(27)의 온도가 급격히 상승하면 온풍센서의 온도감지범위를 벗어나 온풍센서의 오픈 또는 쇼트로 감지되는 센서에러가 발생하여 세트를 정상적으로 동작시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기히터의 동작후 일정시간동안의 센서데이터를 무시하고, 실내팬모터의 구동후에 센서데이터를 감지하여 전기히터의 급격한 온도상승에 따른 센서에러를 방지하므로 세트를 정상동작시키는 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어장치는 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 가열시키는 전기히터를 구비하는 공기조화기에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 상기 실내팬의 구동후 상기 전기히터의 토출공기온도를 감지하는 온풍온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도에 따라 상기 전기히터의 구동을 제어하고, 상기 온풍온도감지수단에 의해 감지된 토출공기온도에 따라 상기 전기히터의 불량여부를 판단하여 난방운전을 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어방법은 설정온도 및 실내온도의 차에 따라 전기히터를 구동하는 히터구동단계와, 상기 전기히터의 구동시간이 소정시간을 경과하면 실내팬을 구동시키는 실내팬구동단계와, 상기 실내팬의 구동후 상기 전기히터의 토출공기온도를 감지하여 소정온도이상인가를 판별하는 온도판별단계와, 상기 온도판별단계에서 토출공기온도가 소정온도이상이면 전기히터 및 실내팬을 정상구동시켜 난방을 하는 난방단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도,

도 2는 종래 공기조화기의 실내기를 도시한 종단면도,

도 3은 종래 공기조화기의 냉방싸이클도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 난방제어장치의 제어블록도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어 동작순서를 도시한 플로우챠트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 흡입구 7 : 토출구

23 : 실내팬 27 : 전기히터

104 : 제어수단 106 : 실내온도감지수단

108 : 온풍온도감지수단 120 : 히터구동수단

122 : 압축기구동수단 124 : 실외팬모터구동수단

126 : 실내팬모터구동수단 128 : 표시수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 4에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 운전조작수단(102)은 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량(강풍, 약풍, 미풍 등) 및 풍향, 설정온도(Ts), 공기조화기의 운전/정지를 입력하는 것으로서, 이 운전조작수단(102)은 본체(1)의 콘트롤판넬상에 구비된 조작부(15)와, 도시되지 않은 리모콘의 키조작에 따라 리모콘으로부터 송신되는 적외선신호를 수신하는 리모콘신호수신부(103)로 구성되어 있다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택신호에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 이 제어수단(104)은 실내팬모터(21)의 구동후 전기히터(27)의 토출공기온도에 따라 상기 전기히터(27)의 불량여부를 판단하여 난방운전을 제어한다.

실내온도감지수단(106)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts)로 실내온도를 제어하여 상기 공기조화기의 난방운전을 수행하도록 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하고, 온풍온도감지수단(108)은 상기 전기히터(27) 주변의 토출공기온도를 감지하여 상기 제어수단(104)에 출력한다.

또한, 히터구동수단(120)은 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기를 가열시키도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 전기히터(27)를 구동제어하고, 압축기구동수단(122)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(33)를 구동제어한다.

실외팬모터구동수단(124)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실외열교환기(39)에서 열교환된 공기를 실외로 송풍하도록 실외팬모터(125)의 회전수를 제어하여 실외팬을 구동제어하고, 실내팬모터구동수단(126)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 공기(냉풍)를 실내로 송풍하도록 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동제어한다.

표시수단(128)은 상기 제어수단(104)의 제어에 따라 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 온도 및 시간을 표시함은 물론, 상기 전기히터(27)의 불량여부를 표시한다.

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

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 도 5a 및 도 5b에서 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 운전조작수단(102)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전모드(예를들면, 난방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력한다음 운전키를 누르면, 상기 운전조작수단(102)으로부터 운전선택신호 및 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)가 제어수단(104)에 입력된다.

이에 따라, 스텝S2에서 제어수단(104)은 상기 운전조작수단(102)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝S3으로 나아가서 제어수단(104)은 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전조건이 난방운전인가를 판별하여, 난방운전이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S31로 나아가서 공기조화기의 냉방 또는 제습운전을 수행하면서 상기 스텝S3으로 복귀하여 스텝S3이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S3에서의 판별결과, 난방운전인 경우(YES일 경우)에는 공기조화기의 난방운전을 수행하기위해 스텝S4로 나아가서 실내공기의 온도(Tr)를 실내온도감지수단(106)에서 감지하고, 제어수단(104)에서는 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 아날로그데이터를 입력받아 디지탈로 변환하여 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr) 이상인가를 판별한다.

상기 스텝S4에서의 판별결과, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)미만인 경우(NO일 경우)에는 실내를 난방시킬 필요가 없으므로 계속해서 실내온도(Tr)를 감지하면서 스텝S4이하의 동작을 반복수행하고, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S5로 나아가서 제어수단(104)은 전기히터(27)를 구동하기위한 제어신호를 히터구동수단(120)에 출력한다.

따라서, 상기 히터구동수단(120)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 전기히터(27)에 인가되는 전원전압을 공급하여 전기히터(27)를 구동시킨다.

상기 전기히터(27)가 구동되어 발열하면, 스텝S6에서는 상기 전기히터(27)의 구동후에 소정시간(난방초기시 냉풍토출을 방지하기위한 지연시간)이 경과하였는지를 판별하여, 소정시간이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출될 수 있는 온도조건이라고 판단하여 상기 스텝S5로 복귀하여 소정시간이 경과할때까지 스텝S5이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S6에서의 판별결과, 소정시간이 경과한 경우(YES일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출되지 않는 온도조건이라고 판단하여 스텝S7로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬모터(21)를 구동하기위한 제어신호를 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

따라서, 상기 실내팬모터구동수단(126)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동시킨다.

상기 실내팬(23)이 구동되면, 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기가 전기히터(27)를 통과하면서 가열되어 전기히터(27) 주변의 토출공기온도가 점차 상승하므로 스텝S8에서는 전기히터(27)의 토출공기온도(To)를 온풍온도감지수단(108)에서 감지하고, 제어수단(104)에서는 온풍온도감지수단(108)에 의해 감지된 토출공기온도(To)의 아날로그데이터를 입력받아 디지탈로 변환하여 토출공기온도(To)가 소정온도(T1;전기히터의 불량여부를 판단하는 기준온도)이상인가를 판별한다.

상기 스텝S8에서의 판별결과, 토출공기온도(To)가 소정온도(T1)미만인 경우(NO일 경우)에는 스텝S81로 나아가서 제어수단(104)은 전기히터(27)가 동작불량임을 알리는 에러상태를 표시수단(128)을 통해 표시한다.

한편, 상기 스텝S8에서의 판별결과, 토출공기온도(To)가 소정온도(T1)이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S9로 나아가서 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기가 전기히터(27)를 통과하면서 가열되어 온풍으로 열교환되면, 상기 전기히터(27)에서 온풍으로 열교환된 공기는 토출구(7)에 회동가능케 설치된 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내를 난방시키는 난방운전을 정상적으로 수행한다.

상기와 같은 공기조화기의 난방운전시에, 스텝S10에서 제어수단(104)은 운전조작수단(102)으로부터 운전정지신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전정지신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S9로 복귀하여 정상난방운전을 계속해서 수행한다.

상기 스텝S10에서의 판별결과, 운전정지신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝S11로 나아가서 제어수단(104)은 전기히터(27)를 오프시키기위한 제어신호를 히터구동수단(120)에 출력한다.

따라서, 상기 히터구동수단(120)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 전기히터(27)에 인가되는 전원전압을 차단하여 전기히터(27)를 오프시키고, 스텝S12에서는 상기 전기히터(27)의 오프후에 변화하는 전기히터(27)의 토출공기온도(To)를 온풍온도감지수단(108)에서 감지하고, 제어수단(104)에서는 온풍온도감지수단(108)에 의해 감지된 토출공기온도(To)가 소정온도(T2;전기히터가 안전하게 식었는지를 판단하는 기준온도)이하인가를 판별한다.

상기 스텝S12에서의 판별결과, 토출공기온도(To)가 소정온도(T2)이상인 경우(NO일 경우)에는 전기히터(27)가 안전하게 식지 않은 상태라고 판단하여 스텝S12이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S12에서의 판별결과, 토출공기온도(To)가 소정온도(T2)이하인 경우(YES일 경우)에는 전기히터(27)가 안전하게 식은 상태라고 판단하여 스텝S13으로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬모터(21)를 정지하기위한 제어신호를 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

따라서, 상기 실내팬모터구동수단(126)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 실내팬모터(21)를 정지시켜 실내팬(23)의 구동을 오프시키고, 스텝S14로 나아가서 제어수단(104)은 운전조작수단(102)에 의해 운전신호가 다시 입력될때까지 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 상기 스텝S2로 복귀하여 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 의하면, 전기히터의 동작후 일정시간동안의 센서데이터를 무시하고, 실내팬모터의 구동후에 센서데이터를 감지하여 전기히터의 급격한 온도상승에 따른 센서에러를 방지하므로 세트를 정상동작시킨다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 가열시키는 전기히터와, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 살내온도를 감지하는 실내온도감지수단을 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 실내팬의 구동후에 상기 전기히터의 토출공기온도를 감지하는 온풍온도감지수단과, 상기 온풍온도감지수단에 의해 감지된 토출공기온도가 히터불량온도 이상인가를 비교하여 히터불량온도 이상이면 상기 전기히터와 실내팬을 정상구동시키기위한 제어신호를 출력하고, 히터불량온도 미만이면 상기 전기히터가 동작불량임을 표시하기위한 제어신호를 출력하는 제어수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 난방제어장치.
2. 설정온도와 실내온도의 비교결과에 따라 전기히터를 구동하는 히터구동단계와, 상기 전기히터의 구동시간이 소정시간을 경과하면 실내팬을 구동시키는 실내팬구동단계와, 상기 실내팬의 구동후 상기 전기히터의 토출공기온도를 감지하여 제어수단에 기설정된 히터불량온도 이상인가를 판별하는 히터불량온도판별단계와, 상기 히터불량온도판별단계에서 토출공기온도가 히터불량온도 이상이면 전기히터와 실내팬을 정상구동시켜 난방운전을 행하는 난방단계와, 상기 히터불량온도판별단계에서 토출공기온도가 히터불량온도 미만이면 상기 전기히터가 동작불량 에러임을 표시수단을 통해 표시하는 히터불량표시단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 난방제어방법.

Images