KR100272230B1 - 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외란에 의한 비정상적인 압축기 동작조건이 발생하면 PTC릴레이를 적절히 제어하여 PTC릴레이의 손상을 방지할 수 있는 공기조화기의 운전 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어 장치는, 교류전원입력단에서 노이즈필터수단을 통해 인가되는 돌입전류를 감쇄시키는 PTC릴레이수단과, 압축기의 입력신호로부터 상기 압축기의 비정상적인 동작을 검출하여 외란검출신호를 출력하는 압축기외란검출수단과: 상기 PTC릴레이수단과 병렬로 접속된 릴레이점점을 갖춘 릴레이수단과: 상기 압축기외란 검출수단으로부터 외란검출신호가 입력되면 상기 릴레이 수단을 제어함으로써 상기 릴레이 접점을 통한 전류경로가 형성되도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된다. 그리고, 본 발명의 운전제어방법은, 운전신호가 입력되면 PTC릴레이수단을 구동하고 운전신호에 따른 운전을 수행하는 운전스텝과, 압축기에 인가되는 압축기구동신호로부터 압축기의 외란을 검출하는 외란검출스텝과, 상기 외란검출스텝에서 외란이 검출되면 상기 PTC릴레이와 병렬접속된 릴레이접점을 가진 릴레이수단을 구동하는 릴레이구동스텝을 포함하여 구성된다.

Description

공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법

본 발명은 냉난방운전을 수행하는 공기조화기에 관한 것으로, 특히 정온도계수(Positive Temperature Coefficient: 이하 PTC라 칭한다) 릴레이를 적절히 제어하여 운전효율을 향상시키는 멀티형 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

도1은 일반적인 공기조화기의 운전제어장치의 제어블록도이다. 동 도면에서 노이즈필터수단(10)은 교류전원입력단으로부터 공급되는 교류전원에 실려있는 노이즈성분을 필터링하고, 정온도계수(PTC) 릴레이(52,54,56)는 초기 기동시 상기 노이즈필터수단(10)을 통해 인가되는 AC성분의 돌입전류를 감쇄시키기 위한 것이며, 정류수단(12)은 상기 릴레이를 매개로 인가되는 AC전원을 DC 전원으로 변환하며, 전원수단(14)은 상기 정류수단(12)으로부터 인가되는 직류전원을 입력받아 공기조화기의 각 구동수단에 필요한 전원레벨에 맞는 다수의 직류전원을 공급하는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)로 구성된다.

여기서, 상기 PTC릴레이는 PTC소자(52)와 릴레이 코일(56) 및 릴레이 접점(54)을 구성된다. 상기 PTC소자(52)는 공기조화기의 초기구동시 순간적으로 돌입전류가 발생될 때 이 돌입전류가 매우 커져 정류수단을 손상시키는 것을 방지하기 위한 것으로, 통상 40Ω정도의 저항치를 유지하다가 돌입전류가 입력되면 내부 저항치가 급격히 무한대로 증가하여 돌입전류를 제한한다. 그후, 정류수단(12)을 매개로 캐패시터(C)에 전류가 인가되어 층전이 완료되면 전원수단(14)에서 대략 5V의 전원이 제어수단(20)과 릴레이 코일(56)에 인가되므로, 릴레이 코일(56)이 여자되어 릴레이 접점(54)을 온상태로 만들고, 이에 따라 상기 노이즈필터수단(10)에서 출력되는 전원이 릴레이 접점(54)을 매개로 정류수단(12)에 인가되도록 되어 있다.

그리고, 운전조작수단(22)은 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 공기의 풍량(강풍, 약풍, 미풍 등) 및 설정온도를 선택하는 다수의 기능키를 구비함은 물론, 상기 공기조화기의 운전시작신호 및 운전정지 신호를 입력하도록 운전키를 구비하고 있다.

또, 제어수단(20)은 상기 전원수단(14)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(22)에 의해 입력된 운전선택신호에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로 구성할 수 있다.

또한, 실내온도감지수단(24)은 상기 운전조작수단(22)에 의해 사용자가 설정한 설정온도로 실내온도를 제어하여 상기 공기조화기의 난방운전을 수행하도록 흡입되는 실내공기의 온도를 감지하고, 실내배관온도감지수단(28)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실내열교환기의 배관온도, 즉 실내열교환기를 통과하는 냉매온도를 감지한다. 그리고, 실외배관온도감지수단(30)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실외열교환기의 배관온도, 즉 상기 실외열교환기를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 제어수단(20)에 출력한다.

그리고, 풍향조절수단(32)은 토출구를 통해 토출되는 공기가 방안 전체에 골고루 확산되도록 토출공기의 방향을 상하 및 좌우조절하는 풍향모터(34)를 구동제어하고, 실외팬모터구동수단(36)은 상기 운전조작수단(22)에 의해 사용자가 설정한 설정온도와 상기 실내온도감지수단(24)에 의해 감지된 실내온도의 차에 따라 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 실외열교환기에서 열교환된 공기를 실외로 송풍하도록 실외팬모터(38)의 회전수를 제어하여 실외팬을 구동제어한다.

또, 실내팬모터구동수단(40)은 상기 운전조작수단(22)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 실내열교환기에서 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 송풍하도록 실내팬 모터(42)의 회전수를 제어하여 실내팬을 구동제어하고, 사방밸브구동수단(44)은 상기 운전조작수단(22)에 의해 입력된 운전조건(냉방 또는 난방)에 따라 냉매의 흐름을 변환시키도록 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(46)를 온/오프구동제어하며, 표시수단(48)은 상기 제어수단(20)의 제어에 따라 상기 운전조작수단(22)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등) 및 상기 공기조화기의 운전상태를 표시한다.

또한, 인버터구동수단(50)은 상기 운전조작수단(22)에 의해 사용자가 설정한 설정온도 및 상기 실내온도감지수단(24)에 의해 감지된 실내온도의 차를 기초로 상키 제어수단(20)에 의해 결정되는 운전주파수에 따라 압축기(18)를 회전시키도록 상기 제어수단(20)으로부터 출력되는 제어신호를 인버터구동용 제어신호로 증폭하는 파워-트랜지스터 드라이버회로이다.

또한, 인버터수단(16)은 상기 인버터수동수단(50)으로부터 출력되는 구동신호에 따라 상기 전원수단(14)에서 출력되는 DC전원을 상기 압축기(18)의 운전주파수에 맞는 가변주파수 및 가변전압의 3상(u상, v상, w상) AC전원으로 변환하여 상기 압축기(18)에 출력한다.

상기와 같이 구성된 종래의 멀티형 공기조화기는 압축기(18)의 구동전류 용량보다 큰 용량의 PTC릴레이를 사용해야만 초기 구동시 돌입전류로 인한 PTC 릴레이의 손상을 방지할 수 있었다. 그런데, 압축기(18)가 구동중일 때 외란에 의한 비정상적인 압축기의 동작조건이 발생하였을 경우 PTC릴레이의 특성이 파괴되어 정류수단 등을 손상시킴으로써 공기조화기를 고장시키게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 적정용량 이상의 PTC릴레이를 사용해야 하므로 부품비의 상승이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된것으로, 외란에 의한 비정상적인 압축기 동작조건이 발생하면 전류경로를 적절히 조절하여 PTC릴레이의 손상을 방지함으로써 운전효율을 향상시키는 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어장치는, 교류전원입력단에서 노이즈필터수단을 통해 인가되는 돌입전류를 감쇄시키는 PTC릴레이수단과, 상기 PTC릴레이수단을 통과한 교류전원을 직류전원으로 변화하고 필요한 전원레벨에 맞는 다수의 직류전원을 공급하는 전원수단과, 상기 전원수단으로부터의 직류전원을 압축기의 운전주파수에 맞는 가변주파수 및 가변전압의 3상 교류전원으로 변환하여 압축기에 인가하는 인버터수단을 구비한 공기조화기에 있어서; 상기 압축기의 입력신호로부터 상기 압축기의 비정상적인 동작을 검출하여 외란검출신호를 출력하는 압축기외란검출수단과: 상기 PTC릴레이수단과 병렬로 접속된 릴레이점점을 갖춘 릴레이수단과: 상기 압축기 외란검출수단으로부터 외란검출신호가 입력되면 상기 릴레이 수단을 제어함으로써 상기 릴레이 접점을 통한 전류경로가 형성되도록 제어하는 제어수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어방법은, 운전신호가 입력되면 PTC릴레이수단을 구동하고 운전신호에 따른 운전을 수행하는 운전스텝과, 압축기에 인가되는 압축기구동신호로부터 압축기의 외란을 검출하는 외란검출스텝과, 상기 외란검출스텝에서 외란이 검출되면 상기 PTC릴레이와 병렬접속된 릴레이접점을 가진 릴레이수단을 구동하는 릴레이구동스텝을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

제1도는 일반적인 공기조화기의 운전제어장치의 제어블록도,

제2도는 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어장치의 제어블럭도,

제3도는 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어 동작순서를 도시한 플로우 차트.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 노이즈필터수단 12 : 정류수단

14 : 전원수단 16 : 인버터수단

18 : 압축기 20 : 제어수단

22 : 운전조작수단 24 : 실내온도감지수단

28 : 실내배관온도감지수단 30 : 실외배관온도감지수단

32 : 풍향조절수단 36 : 실외팬모터구동수단

40 : 실내팬모터구동수단 44 : 사방밸브구동수단

48 : 표시수단 100 : 압축기외란검출수단

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 대해 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 운전제어장치를 도시한 제어블록도로, 도1의 종래 운전제어장치와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

즉, 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어장치는 압축기외란검출수단(100)과, 릴레이코일(200), 릴레이접점(300) 및 제어수단(20)의 제어방법이 종래 기술과 상이하므로, 이하에서는 이들 구성 요소를 중심으로 설명한다.

상기 압축기외란검출수단(100)은 상기 압축기(18)의 정상적인 운전수행 중에 외란에 의한 이상현상이 발생하여 압축기(18)가 비정상적으로 동작하게 되고 상기 비정상적인 압축기(18)의 동작으로 인하여 교류전원입력단으로부터 PTC릴레이에 과전류가 유입되는데, 이때 압축기(18)의 입력 주파수 및 전압을 검출하여 이들이 소정의 임계치 이상이 되면 압축기(18)의 비정상적인 동작조건으로 판단하여 외란검출신호를 상기 제어수단(20)에 인가한다.

상기 릴레이 코일(200)은 한쪽단이 전원전압(Vcc)에 접속되고 다른쪽 단이 제어수단(20)의 입력단에 접속되어 있으며, 상기 릴레이 접점(300)은 PTC소자(52)와 병렬로 접속되어 있다.

상기 제어수단(20)은 상기 압축기외란검출수단(100)으로부터 압축기(18)의 비정상적인 동작조건이라는 외란검출신호를 입력받으면 상기 릴레이 코일(200)이 여자되도록 제어함으로써 릴레이 접점(300)이 온상태로 구동되도록 제어한다. 이에 따라, 상기 압축기(18)의 비정상적인 동작으로 인한 PTC릴레이에 과전류가 유입되면 일차적으로 PTC소자(52)에서 과전류가 감쇄된 다음에 PTC릴레이 접점(54) 및 릴레이 접점(300)에 의해 분산되어 흐르게 되므로, PTC릴레이에는 적정량의 전류가 흐르게 되어 PTC릴레이의 손상을 방지할 수 있다.

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

도3은 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 동 도면에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 정류수단(12) 및 전원수단(14)에서는 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동수단 및 제어수단(20)으로 출력한다.

따라서, 스텝S11에서는 상기 전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(20)에서 입력받아 공기조화기의 제어를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 운전조작수단(22)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전모드(예를 들면, 난방, 냉방, 제습 등)와 설정온도, 설정풍량을 입력한 다음에 운전키를 누르면, 상기 운전조작수단(22)으로부터 운전선택신호 및 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)가 제어수단(22)에 입력된다.

이에 따라, 스텝S13에서 제어수단(20)은 상기 운전조작수단(22)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S13의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S13에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝S15로 나아가서 제어수단(20)은 제1릴레이로서 PTC릴레이를 온상태로 구동한다. 즉, 제어수단(20)은 PTC릴레이 코일(56)이 여자되도록 제어하여 PTC릴레이 접점(54)을 온상태로 만들어 PTC소자(52)를 통해 흐르던 전류경로를 PTC릴레이 접점(54)를 통해 흐르도록 제어한다.

그후, 제어수단(20)은 스텝S17에서 상기 운전조작수단(22)을 통해 선택된 운전모드(예를 들면, 냉방, 난방, 제습 등)에 따라 전체적인 공기조화기를 제어함으로써 공기조화기가 해당 운전동작을 수행하도록 한다.

이어서, 상기한 해당 운전동작을 수행하는 도중에 제어수단(20)은 스텝 S19에서 상기 압축기외란검출수단(100)으로부터 압축기외란검출신호가 입력되는지를 판단한다.

상기 스텝S19의 판단결과, 압축기외란검출신호가 입력되지 않으면 제어 수단(20)은 상기한 스텝S17로 되돌아가서 스텝S17이하의 동작을 수행하는 반면, 압축기외란검출신호가 입력되면 제어수단(20)은 상기한 스텝S21로 진행하여 제2릴레이를 구동한다. 즉, 제어수단(20)은 릴레이 코일(200)이 여자되도록 제어하여 릴레이 접점(300)을 온상태로 만들어, 상기 압축기(18)의 비정상적인 동작으로 인한 PTC릴레이의 과전류유입을 일차적으로 PTC소자(52)에서 과전류가 감쇄된 다음에 PTC릴레이 접점(54) 및 릴레이 접점(300)에 의해 분산되어 흐르도록 함으로써, PTC릴레이에는 적정량의 전류가 흐르게 되어 PTC릴레이의 손상을 방지하도록 한다.

다음으로, 제어수단(20)은 스텝S23에서 상기한 스텝S17에서와 동일하게 선택된 운전모드에 의한 운전제어동작을 수행하고, 스텝S25에서 상기 압축기외란검출수단(100)으로부터 압축기외란검출신호가 입력되는지를 판단한다.

상기 스텝S25의 판단결과, 압축기외란검출신호가 입력되면 스텝S21로 되돌아가서 제2릴레이로서 릴레이 코일(200) 및 릴레이 접점(300)의 구동상태를 유지하면서 스텝S21이하의 동작을 반복한다.

한편, 상기 스텝S25의 판단결과, 압축기외란검출신호가 입력되지 않으면 상기 압축기(18)의 외란에 의한 과전류 유입이 해소된 것이므로 스텝S27에서 제2릴레이로서 릴레이 코일(200) 및 릴레이 접점(300)의 구동을 오프상태로 만든 다음, 상기한 스텝S17로 되돌아가서 스텝S17이하의 제어동작을 반복한다.

상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 의하면, 외란에 의해 압축기가 비정상적으로 동작하여 PTC릴레이에 과전류가 유입될 때, 압축기의 입력 주파수 및 전압을 검출하여 이들이 소정의 임계치 이상이 되면 압축기의 비정상적인 동작조건으로 판단하여 상기 PTC릴레이에 유입되는 과전류를 다른 경로로 분산하도록 함으로써, PTC릴레이의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 교류전원입력단에서 노이즈필터수단을 통해 인가되는 돌입전류를 감쇄시키는 PTC릴레이수단과, 상기 PTC릴레이수단을 통과한 교류전원을 직류전원으로 변화하고 필요한 전원레벨에 맞는 다수의 직류전원을 공급하는 전원수단과, 상기 전원수단으로부터의 직류전원을 압축기의 운전주파수에 맞는 가변주파수 및 가변전압의 3상 교류전원으로 변환하여 압축기에 인가하는 인버터수단을 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 압축기의 입력신호로부터 상기 압축기의 비정상적인 동작을 검출하여 외란검출신호를 출력하는 압축기외란검출수단과, 상기 PTC릴레이수단과 병렬로 접속된 릴레이점점을 갖춘 릴레이수단과, 상기 압축기외란검출수단으로부터 외란검출신호가 입력되면 상기 릴레이수단을 제어함으로써 상기 릴레이 접점을 통한 전류경로가 형성되도록 제어하는 제어수단을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 압축기의 입력신호는 입력 주파수 및 전압인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어장치.
3. 운전신호가 입력되면 PTC릴레이수단을 구동하고 운전신호에 따른 운전을 수행하는 운전스텝과, 압축기에 인가되는 압축기구동신호로부터 압축기의 외란을 검출하는 외란검출스텝과, 상기 외란검출스텝에서 외란이 검출되면 상기 PTC릴레이와 병렬접속된 릴레이접점을 가진 릴레이수단을 구동하는 릴레이구동스텝을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.

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