KR100717345B1

KR100717345B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR100717345B1
Application number: KR1020050120018A
Authority: KR
Inventors: 김창현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-05-10

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 실내기의 정압 변동을 송풍장치에 공급되는 전류변화를 이용하여 검출하고, 정압 변동에 따른 풍량 변화를 송풍장치의 목표 회전속도를 가변시키는 방식으로 보정함으로서 실내기에서 토출되는 공기의 풍량을 일정하게 유지시켜 공조 효율을 향상시킨다.

이를 위해 본 발명은 열 교환된 공기를 실내로 토출하기 위한 송풍장치를 구비하고, 상기 송풍장치의 회전속도를 목표로 하는 회전속도에 추종시키는 공기조화기에 있어서, 상기 송풍장치에 인가되는 전류를 검출하기 위한 전류검출부와, 상기 송풍장치에 인가되는 전류의 변화를 이용하여 셋트 내의 정압 변동으로 인한 토출 풍량의 변화여부를 판단하고, 토출 풍향이 변화된 경우, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 가변시켜 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}

도 1은 일반적인 천장형 공기조화기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 개략적인 제어블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기에서 정압 변동으로 인한 풍량 변화를 보정하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 제어부 11 : 드라이브 IC

12 : 파워 IC 13 : 속도검출부

14 : 전류검출부

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내기 셋트 내의 정압이 변동하더라도 실내기에서 토출되는 풍량을 일정하게 유지시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기 일예로, 천장형 공기조화기의 실내기는 도 1에 도시한 바와 같이, 천장(1)의 내부로 진입되어 설치되는 본체케이스(2)와 천장패널(3) 을 구비한다. 본체케이스(2) 내부에는 중앙에 원심형 송풍팬(4)과 이를 구동시키는 팬모터(5)를 갖춘 송풍장치가 설치되어 있으며, 송풍팬(4)의 둘레에는 송풍팬(4)을 감싸는 구조로 배치된 열교환기(6)와 히터(7)가 설치되어 있다.

천장패널(3)은 본체케이스(2) 하부의 개구를 덮도록 설치되어 있으며, 천장패널(3)의 중앙에는 실내공기의 흡입을 위한 흡입구(8)가 형성되어 있고, 흡입구(8)의 외측으로 다수의 토출구(9)가 형성되어 있다.

이러한 천장형 공기조화기의 냉방운전시에는 송풍장치가 구동될 때, 천장패널(3) 중앙의 흡입구(8)를 통해 흡입된 실내공기가 송풍팬(4)의 중앙으로 유입되어 송풍팬(4)의 둘레방향(열교환기 쪽)으로 토출되며, 차가운 열교환기(6)를 통과하면서 냉기가 된 후 토출구(9)를 통해 다시 실내공간으로 공급된다. 그리고 난방운전시에는 토출되는 공기가 시스템의 전환을 통해 뜨거워진 열교환기(6)와 가열된 히터(7)를 통해 가열되어 온기가 된 후 토출구(9)로 토출된다.

이러한 천장형 공기조화기는 토출구(9)로 토출되는 공기의 풍량을 확보하기 위해 송풍장치의 회전속도를 PID 제어로서 보정하여 항상 일정한 회전속도를 갖도록 하고 있다. 이때, 송풍장치의 회전속도는 셋트 특성에 맞게 강, 중, 약 등의 목표 풍량으로 설정되어 있다.

통상 실내기에서 열교환기와 필터의 오염상태 및 흡입구의 이물질 혼입 등의 원인에 의해 셋트 내의 정압이 변동되면, 실내기에서 토출되는 공기의 실제 풍량이 일정하지 않고 증감되게 되는데, 종래에는 실내기의 정압 변동을 고려하지 않고 단순히 정상 정압 조건에 맞게 송풍장치의 목표 회전속도를 고정시켜주고, 실제 회전 속도가 이를 추종하도록 제어하기 때문에 실내기에서 토출되는 공기의 풍량이 일정하지 않게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내기의 정압변동에 맞게 송풍장치의 목표 회전속도를 보정하여 실내기에서 토출되는 공기의 풍량을 일정하게 유지시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기는 열 교환된 공기를 실내로 토출하기 위한 송풍장치를 구비하고, 상기 송풍장치의 회전속도를 목표로 하는 회전속도에 추종시키는 공기조화기에 있어서, 상기 송풍장치에 인가되는 전류를 검출하기 위한 전류검출부와, 상기 송풍장치에 인가되는 전류의 변화를 이용하여 셋트 내의 정압 변동으로 인한 토출 풍량의 변화여부를 판단하고, 토출 풍향이 변화된 경우, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 가변시켜 보정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 전류검출부를 통해 검출된 전류값이 미리 설정된 전류값보다 크면, 정압 변동으로 인해 토출 풍량이 증가한 것으로 판단하고, 적으면, 정압 변동으로 인해 토출 풍량이 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 토출 풍량이 증가한 것으로 판단되면, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 감소시키고, 상기 토출 풍량이 감소한 것으로 판단되면, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 검출된 전류값과 미리 설정된 전류값사이의 차이에 상응하도록 미리 설정된 속도값을 근거로 하여 상기 목표 회전속도를 증감시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 전반적인 제어를 수행하는 제어부(10)와, 이 제어부(10)의 제어신호에 따라 송풍장치의 팬모터(5)의 속도제어를 위하여 순차적으로 전원을 팬모터(5)에 인가하는 파워 IC(12)에 적절한 신호를 출력하는 드라이브 IC(11)와, 스위칭소자로 이루어져 드라이브 IC의 출력신호에 따라 팬모터(5)가 회전하도록 순차적으로 온 또는 오프되는 파워 IC(12)와, 홀 센서로 이루어져 팬모터(5)의 회전속도를 검출하는 속도검출부(13)와, 션트저항(shunt resistor)으로 이루어지며, 파워 IC(12)에 접속되어 팬모터(5)에 인가되는 전류를 검출하는 전류검출부(14)를 구비한다. 이때, 팬모터(5)는 브러시리스 직류모터(BLDC 모터)이다. 참고로, AC 모터의 경우 제어를 하지 않기 때문에 정압 변동이 발생하더라도 그에 따라 송풍장치의 회전속도가 변경되어 풍량 변화가 적지만, 회전수 제어를 하는 BLDC 모터로는 풍량을 맞추기가 상대적으로 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 이를 보완하기 위하여 풍량과 관계가 있는 소비입력치나 전류값을 모니터링하여 부하변동에 의하여 생기는 설정값과 비교하여 보정하는 방식으로 풍량 변화를 보정하게 된다.

제어부(10)는 팬모터(5)의 회전속도를 제어하기 위하여 드라이브 IC(11)의 사양에 맞춰 드라이브 IC(11)에 출력되는 제어신호의 전압레벨을 가변시켜 입력을 인가한다. 드라이브 IC(11)는 그에 해당하는 파워가 팬모터(5)에 전달되도록 파워 IC(12)를 온 또는 오프시키게 되어 팬모터(5)의 회전속도를 가변시킨다. 이때, 제어부(10)는 팬모터(5) 내에 위치한 속도검출부(13)에 의해 만들어진 속도신호를 입력받아서 팬모터(5)의 회전속도에 대한 정보를 얻고, 설정되어진 목표 회전속도와 관련된 정보와 비교하여 오차만큼에 해당하는 속도 제어명령을 드라이브 IC(11)에 전달하여 팬모터(5)의 실제 회전속도가 목표 회전속도를 추종하도록 한다.

이러한 상태에서 제어부(10)는 전류검출부(14)를 통해 검출된 팬모터(5)에 인가되는 전류값을 얻고, 이 전류값을 미리 설정된 전류값과 비교하여 실내기 셋트 내의 정압 변동여부를 인식하게 된다. 즉, 정압 변동이 발생한 경우, 정압 변동 상태에 따라 전류값이 미리 설정된 전류값보다 크거나, 적게 나게 되는데, 이를 근거로 하여 풍량이 줄어드는 방향으로 정압 변동이 발생한 경우에는 팬모터(5)의 목표 회전속도를 증가시키는 방식으로 풍량을 증가시켜 주고, 반면에, 풍량이 늘어나는 방향으로 정압 변동이 발생한 경우에는 팬모터(5)의 목표 회전속도를 감소시키는 방식으로 풍량을 감소시켜 줌으로서, 실내기 셋트내의 정압 변동이 발생하더라도 실내기에서 토출되는 공기의 실제 풍량을 항상 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.

도 3을 참고하여 제어부의 작용을 좀더 상세히 살펴보면, 제어부(10)는 먼저, 단계 S100 내지 S103을 통하여 팬모터(5)를 구동하여 실제 회전속도를 목표 회전속도에 추종시킨다.

그런 후 단계 S104에서 전류검출부(14)를 통해 팬모터(5)에 인가되는 전류값 (I1)을 검출한다.

그리고, 단계 S105에서, 단계 S104에서 검출된 전류값(I1)과 미리 설정된 전류값(Iref)를 비교한다. 단계 S105의 비교결과, 검출된 전류값(I1)과 미리 설정된 전류값(Iref)보다 크면, 셋트 내의 정압 변동으로 인해 송풍장치로 기준공기량보다 많은 공기가 유입되어 실내기에서 토출되는 공기의 풍량이 증가한 것으로 판단하여 단계 S106에서 목표 회전속도를, 전류증가분에 상응하는 속도값(a)만큼을 원래의 목표 회전속도(Nref)에서 뺀 속도값(Nref-a)으로 보정하여 토출 풍량을 낮춘다. 반면, 단계 S105의 비교결과, 검출된 전류값(I1)과 미리 설정된 전류값(Iref)보다 적으면, 셋트 내의 정압 변동으로 인해 송풍장치로 기준공기량보다 적은 공기가 유입되어 실내기에서 토출되는 공기의 풍량이 감소한 것으로 판단하여 단계 S108에서 목표 회전속도를, 전류감소분에 상응하는 속도값(a)만큼을 원래의 목표 회전속도(Nref)에서 더한 속도값(Nref+a)으로 보정하여 토출 풍량을 증가시킨다.

한편, 단계 S105의 비교결과, 검출된 전류값(I1)과 미리 설정된 전류값(Iref)과 같으면, 정압 변동이 발생하지 않은 경우이므로, 단계 S107에서 원래의 목표 회전속도(Nref)를 계속해서 유지시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 실내기의 정압 변동을 송풍장치에 공급되는 전류변화를 이용하여 검출하고, 정압 변동에 따른 풍량 변화를 송풍장치의 목표 회전속도를 가변시키는 방식으로 보정함으로서 실내기에서 토출되는 공기의 풍량을 일정하게 유지시켜 공조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

열 교환된 공기를 실내로 토출하기 위한 송풍장치를 구비하고, 상기 송풍장치의 회전속도를 목표로 하는 회전속도에 추종시키는 공기조화기에 있어서,

상기 송풍장치에 인가되는 전류를 검출하기 위한 전류검출부와,

상기 송풍장치에 인가되는 전류의 변화를 이용하여 셋트 내의 정압 변동으로 인한 토출 풍량의 변화여부를 판단하고, 토출 풍량이 변화된 경우, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 가변시켜 보정하는 제어부를 포함하며,

상기 제어부는 상기 전류검출부를 통해 검출된 전류값이 미리 설정된 전류값보다 크면, 정압 변동으로 인해 토출 풍량이 증가한 것으로 판단하고, 적으면, 정압 변동으로 인해 토출 풍량이 감소한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 토출 풍량이 증가한 것으로 판단되면, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 감소시키고, 상기 토출 풍량이 감소한 것으로 판단되면, 상기 송풍장치의 목표 회전속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제3항에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 전류값과 미리 설정된 전류값사 이의 차이에 상응하도록 미리 설정된 속도값을 근거로 하여 상기 목표 회전속도를 증감시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.