KR100389159B1 - 히트펌프의 제상운전 종료 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실외기의 기존 연결라인을 통해 온도를 감지하고 이를 실내기 제어부에서 인식하여 제상종료 시점을 파악함으로써 별도의 라인을 추가로 설치하지 않고도 기존의 라인을 통해 제상종료 시점을 명확하게 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 히트펌프의 제상운전 종료 감지장치에 관한 것으로,

압축기에 이어 사방변이 연결되고, 이 사방변의 일측에 실외측 열교환기가 연결되며, 이 실내측 열교환기는 상기 사방변의 다른 일측에 연결되고 상기 사방변의 또다른 일측은 압축기와 연결되며, 그리고 상기 각 구성요소를 연결하는 냉매관을 포함하여 구성된 히트펌프 에어컨에 있어서;

압축기와 실외팬의 연결라인에 병렬로 연결되어 열교환라인(실외기부분)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와;

상기 실외팬의 일측에 연결되어 온도감지부의 출력데이터를 실내기의 제어부에 전송하는 포토 커플러를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

히트펌프의 제상운전 종료 감지장치{Defrost Drive Complete Sensing Unit in Heat Pump}

본 발명은 히트펌프의 제상운전 종료 감지장치에 관한 것으로, 특히 실외기의 기존 연결라인을 통해 온도를 감지하고 이를 실내기 제어부에서 인식하여 제상종료시점을 파악함으로써 별도의 라인을 추가로 설치하지 않고도 기존의 라인을 통해 제상종료 시점을 명확하게 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 히트펌프의 제상운전 종료 감지장치에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 내부로 열을 방출하는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 변화된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 팽창기구(3)와, 상기 팽창기구(3)에서 변화된 저온저압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다. 그리고 각 구성요소들은 냉매관에 의해 연결되어 있다.

상기 냉동사이클장치는 냉장고나 에어컨 등에 적용되며, 증발기(4)에서 외부의 열을 흡수하는 응축기(2)에서 외부에 열을 방출하는 것을 이용하여 식품을 신선하게 보관하거나 실내를 냉/난방시켜 실내 환경을 쾌적하게 유지하게 된다.

도 2는 상기 냉동사이클장치를 적용한 히트펌프 에어컨의 냉동사이클 장치를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 히트펌프 에어컨은 인가되는 전류에 의해 작동하여 냉매를 압축하는 압축기(1)에 이어 사방변(5)이 연결되고, 상기 사방변(5)의 일측에 실외측 열교환기(2: 응축기)가 연결되며, 이 실외측 열교환기(2)에 이어 팽창기구(3)가 연결되고, 이 팽창기구(3)에 이어 실내측 열교환기(4: 증발기)가 연결되며 이 실내측 열교환기(4)는 상기 사방변(5)의 다른 일측에 연결되며 상기 사방변(5)의 또다른 일측은 압축기(1)와 연결되어 이루어진다.

또한, 상기 실외측 열교환기(2)의 측부에는 실외팬(6)이 설치되고, 실내측 열교환기(4)의 측부에는 실내팬(7)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 히트펌프 에어컨의 난방 운전시는 압축기(1)의 작동에 의해 냉매가 화살표 A의 흐름방향에 따라 압축기(1) - 사방변(5) - 실내측 열교환기 (4) - 팽창기구(3) - 실외측 열교환기(2) - 사방변(5) - 압축기(1)의 순서를 거치면서 진행되어 실내측 열교환기(4)가 응축기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 더운공기를 실내로 토출시켜 실내를 난방상태로 유지하게 된다.

그리고 냉방 운전시에는 사방변(5)의 방향을 변환시켜 냉매의 흐름이 화살표 B에 따라 흐르도록 하여 실내측 열교환기(4)가 증발기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 차가운 공기를 실내로 토출시켜 실내를 냉방상태로 유지하게 된다.

한편, 상기 히트펌프 에어컨의 난방 운전은 보통 겨울철에 이루어지는데, 상기 히트펌프 에어컨의 난방 운전시 일정 시간이 경과하게 되면, 증발기의 역할을 하게 되는 실외측 열교환기(2)의 표면에 서리가 형성되는 착상이 발생되어 실외측 열교환기(2)가 외부로부터 열을 흡수하는 열교환 능력이 저하됨으로써, 효율을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 상기 실외측 열교환기(2)에 서리가 발생하게 되면, 발생된 서리를 제거하기 위한 제상운전을 하게 되며, 상기 제상 운전은 냉매의 흐름을 절환시켜 실외측 열교환기(2)를 일정 시간 응축기로 작용하도록 함으로써 응축기로 작용시 발생되는 열로 실외측 열교환기(2)에 형성된 서리를 융해시켜 제거하게 되며, 이 일정시간의 제상운전이 끝나게 되면 냉매의 흐름을 절환시켜 다시 증발기의 기능을 하게 된다.

그런데, 제상운전의 종료시점을 파악하는데 있어서, 종래에는 별도의 약전용 감지센서를 사용하고 이를 실내기의 제어부에 연결하기 위해서 별도의 약전용 연결전선을 2선 사용하거나, 별도의 강전용 감지부를 사용하고 이를 실내기의 제어부에 연결하기 위해서 강전용 연결전선 1선을 추가하여 사용하므로 별도의 전선 연결라인이 필요로 하였다.

또한, 실내 제어부에 별도의 전류 트랜스퍼머를 이용하여 압축기의 전류를 감지하여 제상운전을 종료하는 시스템에 있어서는 실외기에 전원전선을 연결하는 경우 압축기의 전류를 감지하기 위한 별도의 1선의 연결전선이 추가로 필요하였다.즉, 종래의 제상운전 감지장치들은 데이터를 전송할 별도의 라인을 설치하여 이용하였으며, 이로 인하여 회로구성이 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 별도의 라인이 필요없이 기존에 있는 회로를 이용하여 제상 종결 시점을 파악함으로써, 연결전선의 추가배치가 없이도 난방운전시 제상운전을 용이하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 압축기와 실외팬의 연결라인에 온도감지센서를 병렬로 연결하고, 실외팬의 구동용 릴레이 후단에 포토커플러를 연결하며, 상기 포토커플러의 출력단이 실내기의 제어부에 연결하여 압축기가 구동중에 실외기 열교환기의 온도를 정확히 인지함으로써 제상종료 시점을 파악하기 위한 별도의 라인없이 제상종료 제어를 정밀하게 진행시킬 수 있도록 하는 것이 특징이다.

도 1은 일반적인 냉동 사이클장치 구성도.

도 2는 일반적인 냉동사이클장치를 적용한 히트펌프 에어컨의 냉동사이클 장치 구성도.

도 3은 본 발명의 냉동 사이클장치 구성도.

도 4는 본 발명의 동작 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 압축기 2: 실외측 열교환기

3: 팽창기구 4: 실내측 열교환기

5: 사방변 10: 온도감지부

100: 실내기 200: 실외기

이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 히트펌프 에어컨 회로 구성도로서,

압축기에 이어 사방변이 연결되고, 이 사방변의 일측에 실외측 열교환기가 연결되며, 이 실내측 열교환기는 상기 사방변의 다른 일측에 연결되고 상기 사방변의 또다른 일측은 압축기와 연결되며, 그리고 상기 각 구성요소를 연결하는 냉매관을 포함하여 구성된 히트펌프 에어컨에 있어서;

압축기(1)와 실외팬(6)의 연결라인에 병렬로 연결되어 열교환라인(실외기부분; 200)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(10)와;

상기 실외팬(6)의 일측에 연결되어 온도감지부(10)의 출력데이터를 실내기 (100)의 제어부에 전송하는 포토 커플러(20)를 포함하여 이루어진다.

상기의 온도감지부(10)는 압축기(1)와 실외팬(6)에 연결할 수도 있고, 또한 도면에 점선으로 도시한 바와 같이, 압축기(1)와 사방변(5) 라인을 통해 온도감지부(11)를 연결할 수 있다.

그리고, 압축기(1)와 사방변(5) 라인을 통해 온도감지부(11)를 연결할 경우 포토 커플러(20)는 점선으로 도시한 바와 같이 사방변의 연결라인을 통해 별도의 포토 커플러(21)를 연결할 수 있다.

상기에서 12는 압축기를 작동시키는 스위치이고, 13은 실외팬을 작동시키기 위한 스위치이며, 14는 사방변을 작동시키는 스위치이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 히트펌프식 에어컨을 구동하게 되면, 먼저 히트펌프식 에어컨의 압축기(1)는 실외기(200)에 설치되어 있는 증발기에서 외기 온도로부터 흡수한 열을 실내기(100)의 응축기에서 펌핑하여 난방을 한다.

그리고, 통상 상기 증발기에 설치된 실외기(200)의 주변온도가 0℃ 이하가 되면 실외기(200)의 표면에 성에가 부착되어 난방능력이 저하되므로 일정 시간동안 냉방모드로 전환하여 실외기(200)에 부착된 성에를 녹이는 제상 운전을 한다.

이때, 본 발명에서는 압축기(1)에 제공되는 전압에 의해 온도감지부(10)가 작동되어 실외기(200) 주변의 온도를 센싱하게 된다.

그리고, 상기 온도감지부(10)에서 센싱된 데이터는 실내기(100)의 포토커플러(20)를 통하여 실내기 제어기로 전달되어, 실내기 제어기에서 실외기(200) 주변의 온도를 파악할 수 있게 해준다.

그리고, 상기에서 실내기 제어기에서 실외기 주변의 온도를 파악하게 되면 미리 지정된 온도와 비교하여 기준 온도를 초과하게 되면 제상운전을 종료시키고 난방모드를 다시 시작하게 된다.

이하에서 도 4를 통해 본 발명의 제어순서를 나타내면 다음과 같다.

제상 운전모드를 시작하면, 난방운전에서 압축기에 제공되는 전압에 의해 온도감지부를 작동시켜 실외기 주변의 온도를 감지하는 제 1 단계(S1)와;

포토커플러를 통해 데이터를 입력받아 상기 외기 온도 감지단계에서 감지된 외기의 온도가 일정 온도 미만인가를 판단하는 제 2 단계(S2)와;

상기 제 2 단계(S2)에서 판단한 결과 외기의 온도가 일정 온도 미만이면 에어컨의 작동모드를 냉방 모드로 전환하여 제상운전을 하는 제 3 단계(S3)와;

상기 제 3 단계(S3)에서 제상운전을 하는 상태에서 외기의 온도가 일정 온도 이상인가를 판단하는 제 4 단계(S4)와;

상기 제 4 단계(S4)에서 판단한 결과 외기의 온도가 일정 온도 이상이면 에어컨의 작동모드를 난방모드로 전환하여 제상운전을 종료하고 난방운전을 하는 제 5 단계(S5)로 이루어진다.

상술한 바와같이 본 발명은 실외기의 기존 연결라인을 통해 온도를 감지하고 이를 실내기 제어부에서 인식하여 제상종료 시점을 파악함으로써 별도의 라인을 추가로 설치하지 않고도 기존의 라인을 통해 제상종료 시점을 명확하게 파악할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 압축기에 이어 사방변이 연결되고, 이 사방변의 일측에 실외측 열교환기가 연결되며, 이 실내측 열교환기는 상기 사방변의 다른 일측에 연결되고 상기 사방변의 또다른 일측은 압축기와 연결되며, 그리고 상기 각 구성요소를 연결하는 냉매관을 포함하여 구성된 히트펌프 에어컨에 있어서;

   압축기(1)와 실외팬(6)의 연결라인에 병렬로 연결되어 열교환라인(실외기부분; 200)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(10)와;

   상기 실외팬(6)의 일측에 연결되어 온도감지부(10)의 출력데이터를 실내기 (100)의 제어부에 전송하는 포토 커플러(20)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 히트펌프의 제상운전 종료 감지장치.
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