KR100717346B1

KR100717346B1 - 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법

Info

Publication number: KR100717346B1
Application number: KR1020050120023A
Authority: KR
Inventors: 김경돈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-05-10

Abstract

공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법은, 역풍에 의해 실외기 팬이 역회전 하는 상황에서도 실외기 팬 모터에 무리가 가지 않는 실외기의 원활한 운전을 구현하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법은, 대기 중인 실외기의 운전을 개시할 때 실외기 팬이 역회전 상태인지를 확인하고; 실외기 팬이 역회전 상태이면 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시키며; 실외기 팬의 역회전이 완전히 정지되면 비로소 실외기 팬을 정회전 시킨다.

Description

공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법{CONTROLLING METHOD FOR OUTDOOR FAN OF AIR CONDITIONER}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클을 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 나타낸 공기 조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법을 나타낸 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

102 : 압축기

104 : 실외기

104a : 실외 열 교환기

104b : 실외기 팬

104c : 실외기 팬 모터

106 : 팽창 장치

108 : 실내기

202 : 제어부

204 : 모터 회전 방향 검출부

208 : 전원 공급부

본 발명은 공기 조화기의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 역풍 환경일 때의 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법에 관한 것이다.

공기 조화기는 흡입된 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기에 의하여 압축된 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 이루어지는 실외기, 실외기에서 응축된 냉매를 감압 팽창시키는 팽창 장치, 팽창 장치에서 감압 팽창된 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환이 이루어지는 실내기가 냉매관을 통해 직렬 연결되어 하나의 냉매 사이클이 형성된다. 실외기와 실내기에는 각각 실외기 팬과 실내기 팬이 마련되어 있으며, 이 실외기 팬과 실내기 팬의 회전에 의해 실외기와 실내기에서 공기의 강제 흡입 및 강제 토출이 이루어져 각 열 교환기에서의 열 교환이 보다 원활하게 이루어진다.

실외기는 비교적 통풍이 양호한 실외에 설치되기 때문에 실외기가 운전하지 않는 동안(예를 들면 운전 대기 상태인 동안) 실외기 내부로 유입되는 역풍에 의해 역회전 하는 경우가 있다. 이 때 역풍과 역회전은, 실외기가 정상적으로 동작할 때의 실외기 팬의 회전 방향을 정회전으로 하고 이 때 실외기로부터 실외기 밖의 외부 공간으로 토출되는 바람의 방향을 정방향으로 할 때 그 반대 개념으로서의 역풍 및 역회전을 의미한다.

실외기 팬이 역회전하고 있는 상태에서 실외기를 운전하기 위해 전원을 공급하면 실외기 팬 모터에 정방향으로 회전 자계가 형성되어 실외기 팬은 역회전 상태에서 정회전을 위해 구동하게 된다.

만약 강한 역풍에 의해 실외기 팬이 빠른 속도로 역회전하는 상황에서 무리하게 정회전을 시도하게 되면 실외기 팬 모터에 과부하가 걸려 실외기 팬 모터가 소손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법은, 역풍에 의해 실외기 팬이 역회전 하는 상황에서도 실외기 팬 모터에 무리가 가지 않는 실외기의 원활한 운전을 구현하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법은, 대기 중인 실외기의 운전을 개시할 때 실외기 팬이 역회전 상태인지를 확인하고; 실외기 팬이 역회전 상태이면 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시키기 위해 실외기 팬을 정회전 시키는데 필요한 소규모 전원을 실외기 팬의 모터에 공급하여 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시키며; 실외기 팬의 역회전이 완전히 정지되면 비로소 실외기 팬을 정회전 시키되; 실외기 팬 모터가 다상 전원에 의해 구동되는 모터이고, 소규모 전원은 다상 전원의 일부 상 만을 통전시켜 실외기 팬 모터에 공급되는 전력의 크기를 다상 전원의 모든 상이 통전되는 경우보다 작은 크기로 제한한다.

또한, 상술한 소규모 전원에 의해 실외기 팬 모터에 공급되는 전류량이 실외기 팬 모터 또는 그 제어 회로가 손상되지 않도록 미리 설정된 기준 전류량을 초과하지 않도록 제한한다.

삭제

또한, 상술한 실외기 팬 모터는 인버터 회로를 통해 제어되어 그 회전 속도가 가변되는 브러시리스 직류 모터이고; 인버터 회로의 스위칭 소자의 정격 전류의 상한 전류량과 브러시리스 직류 모터의 마그네트가 역자계에 의해 감자되지 않는 전류량 가운데 더 작은 크기의 전류량을 기준 전류량으로 설정함으로써 실외기 팬 모터 및 그 제어 회로가 소규모 전원 공급에 의해 손상되지 않도록 한다.

또한, 상술한 실외기 팬의 역회전이 완전히 정지되면 실외기 팬을 정회전 시키는데 필요한 정상 규모 전원을 실외기 팬 모터에 공급하여 실외기 팬이 정회전하도록 제어한다.

삭제

또한, 상술한 소규모 전원의 공급을 통해 실외기 팬의 역회전이 정지하지 않으면 실외기의 정상 운전을 포기하는 것을 더 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기는 흡입된 냉매를 압축하는 압축기(102)와, 압축기(102)에 의하여 압축된 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 이루어지는 실외기(104), 실외기(104)에서 응축된 냉매를 감압 팽창시키는 팽창 장치(106), 팽창 장치(106)에서 감압 팽창된 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환이 이루어지는 실내기(108)가 냉매관을 통해 직렬 연결되어 하나의 냉매 사이클이 형성된다. 도 1에는 압축기(102)와 실외기(104)를 별도로 도시하였으나, 압축기(102)는 실외기(104) 내에 설치하는 것이 통상적이다.

실외기(104)에는 실외 열 교환기(104a)와 실외기 팬(104b), 실외기 팬 모터(104c)가 마련되는데, 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 실외기 팬 모터(104c)의 구동에 의해 실외기 팬(104b)이 회전하고, 실외기 팬(104b)의 정회전에 의해 실외기(104) 내부에서 외부로 토출되는 순방향 기류가 형성되어 실외 열 교환기(104a)에서의 열 교환이 보다 원활하게 이루어진다.

도 1의 (B)는 실외에서 실외기(104) 내부로 들어오는 역풍(도 1(A)의 순방향 기류의 반대 방향)에 의해 실외기 팬(104b)이 역회전(정회전의 반대 방향)하는 경우를 나타낸 것이다. 실외기 팬(104b)이 역회전하는 상태에서는 공기 조화기를 운전하더라도 실외 열 교환기(104a)에서의 열 교환 효율이 떨어져서 냉난방 능력이 저하되므로, 원활한 냉난방을 수행하기 위해서는 이 실외기 팬(104b)을 정회전시킬 필요가 있다.

도 2는 도 1에 나타낸 공기 조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기의 동작 전반을 제어하는 제어부(202)의 입력 측에는 모터 회전 방향 검출부(204)가 연결되고, 출력 측에는 전원 공급부(208)와 실외기 팬 모터(104c)가 연결된다.

제어부(202)의 입력 측에 연결되는 모터 회전 방향 검출부(204)는 실외기 팬(104b)의 회전 방향(엄밀하게는 실외기 팬 모터(104c)의 회전 방향)을 검출하기 위 한 것으로서, 모터 회전자의 위치 검출에 사용되는 홀 센서(hall sensor, 전류 센서)를 통해 회전자의 위치를 검출하고, 이 모터 회전자의 위치 정보를 통해 회전자의 회전 방향도 검출할 수 있다.

실외기 팬 모터(104c)는 그 회전 속도를 가변시키고 회전 효율을 높이기 위해 브러시리스 직류 모터(brushless DC motor)를 사용하며, 이 브러시리스 직류 모터를 제어하기 위해 상용 교류 전원을 직류로 변환하는 컨버터와, 이 직류 전원을 펄스 형태의 다상 교류 전원으로 변환하는 인버터, 이 컨버터와 인버터를 연결하는 직류단 캐패시터(DC-link capacitor)로 구성된다. 인버터는 다수의 파워 스위칭 소자들로 이루어진다.

실외기 팬 모터(104c)는 이 전원 공급부(208)를 통해 전원을 공급받아 구동됨으로써 이 실외기 팬 모터(104c)에 기계적으로 연결된 실외기 팬(104b)이 회전하게 된다.

제어부(202)는 운전 대기 중인 실외기(104)의 운전을 개시할 때 실외기 팬(104b)이 역회전 상태인지를 확인하고, 실외기 팬(104b)이 역회전 상태이면 실외기 팬(104b)의 역회전을 서서히 정지시키며, 실외기 팬(104b)의 역회전이 완전히 정지되면 비로소 실외기 팬(104b)을 정회전 시킨다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 실외기(104)가 대기 상태(즉 운전이 정지된 상태)일 때(302) 공기 조화를 위해 실외기(104)의 운전을 개시하고자 하면(304의 ‘예’) 실외기 팬(104b)의 회전 방향(엄밀하게는 실외기 팬 모터(104c)의 회전 방향)을 검출한다(306).

만약 실외기 팬(104b)이 현재 역회전하고 있지 않으면, 즉 정지해 있거나 유입되는 순방향 바람에 의해 정방향으로 회전하고 있으면(308의 ‘아니오’) 곧바로 실외기 팬(104b)을 정회전 시키는데 필요한 정상 규모 전원을 실외기 팬 모터(104c)에 공급하여 실외기 팬(104b)이 정회전하도록 제어한다(316).

반대로 실외기 팬(104b)이 현재 역회전하고 있으면(308의 ‘예’), 실외기 팬(104b)의 역회전을 정지시키기 위한 전원 공급을 실시한다(310). 이 때 실외기 팬(104)의 역회전을 서서히 정지시키기 위해 실외기 팬(104b)을 정회전시키는데 필요한 소규모 전원을 실외기 팬 모터(104c)에 공급한다.

여기서 실외기 팬(104b)의 역회전을 정지시키기 위해 실외기 팬 모터(104c)에 공급되는 소규모 전원에 의한 전류량은 실외기 팬 모터(104c) 또는 그 제어 회로(미도시)가 손상되지 않도록 미리 설정된 기준 전류량을 초과하지 않도록 제한하는 것이 바람직하다. 만약 실외기 팬 모터(104c)가 인버터 회로를 통해 제어되어 그 회전 속도가 가변되는 브러시리스 직류 모터인 경우 이 기준 전류량은, 인버터 회로의 스위칭 소자의 정격 전류의 상한 전류량과 브러시리스 직류 모터의 마그네트가 역자계에 의해 감자되지 않는 크기의 전류량 가운데 더 작은 크기의 전류량과 같도록 설정함으로써 실외기 팬 모터(104c) 및 그 제어 회로가 역회전 정지를 위한 소규모 전원 공급에 의해 손상되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 상술한 소규모 전원을 다르게 정의하면, 실외기 팬 모터(104c)가 다상 전원에 의해 구동되는 모터일 때(예를 들면 3상 전원에 의해 동작하는 브러시리스 직류 모터일 때 ), 다상 전원의 일부 상 만을 통전시켜 실외기 팬 모터(104c)에 공급되는 전력의 크기를 다상 전원의 모든 상이 통전되는 경우보다 작은 크기로 제한한 경우의 전원 크기를 들 수 있다. 예를 들면, 3상 전원에 의해 동작하는 모터에 2상 만을 통전시키면 3상 통전 시보다 작은 크기의 전류가 모터에 공급되는 것을 이용하여 소규모 전원의 크기를 결정할 수 있다.

다시 도 3으로 돌아가서, 역회전 정지를 위한 소규모 전원 공급을 통해 실외기 팬(104b)의 정방향 회전력이 발생하여 그 정방향 회전력이 역방향 회전력과 동등해지면 실외기 팬(104b)의 역회전이 정지하게 되는데, 만약 실외기 팬(104b)이 역회전을 멈추면(312의 ‘예’) 실외기 팬(104b)을 정회전 시키는데 필요한 정상 규모 전원을 실외기 팬 모터(104c)에 공급하여 실외기 팬(104b)이 정회전하도록 제어한다(316). 이 때 정상 규모 전원의 크기는 제어부(202)에서 결정된 실외기 팬(104b)의 목표 회전 속도를 구현하는데 필요한 크기로 한다.

만약 소규모 전원의 공급을 통해서도 실외기 팬(104b)의 역회전이 멈추지 않으면 실외기(104)의 정상 운전을 포기함으로써 무리한 실외기 운전에 따른 제품 손상을 방지하도록 한다(314).

본 발명은 역풍에 의해 실외기 팬이 역회전 하는 상황에서 공기 조화기를 원활하게 운전하기 위해 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시킨 다음 실외기 팬이 정지하면 비로소 실외기 팬을 정회전 시키면서 실외기의 운전을 개시함으로써 실외기 팬 모터에 무리가 가지 않는 실외기의 원활한 운전을 구현할 수 있도록 한다.

Claims

대기 중인 실외기의 운전을 개시할 때 실외기 팬이 역회전 상태인지를 확인하고;

상기 실외기 팬이 역회전 상태이면 상기 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시키기 위해 상기 실외기 팬을 정회전 시키는데 필요한 소규모 전원을 실외기 팬의 모터에 공급하여 상기 실외기 팬의 역회전을 서서히 정지시키며;

상기 실외기 팬의 역회전이 완전히 정지되면 비로소 상기 실외기 팬을 정회전 시키되;

상기 실외기 팬 모터가 다상 전원에 의해 구동되는 모터이고, 상기 소규모 전원은 상기 다상 전원의 일부 상 만을 통전시켜 상기 실외기 팬 모터에 공급되는 전력의 크기를 상기 다상 전원의 모든 상이 통전되는 경우보다 작은 크기로 제한하는 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 소규모 전원에 의해 상기 실외기 팬 모터에 공급되는 전류량이 상기 실외기 팬 모터 또는 그 제어 회로가 손상되지 않도록 미리 설정된 기준 전류량을 초과하지 않도록 제한하는 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 실외기 팬 모터는 인버터 회로를 통해 제어되어 그 회전 속도가 가변되는 브러시리스 직류 모터이고;

상기 인버터 회로의 스위칭 소자의 정격 전류의 상한 전류량과 상기 브러시리스 직류 모터의 마그네트가 역자계에 의해 감자되지 않는 전류량 가운데 더 작은 크기의 전류량을 상기 기준 전류량으로 설정함으로써 상기 실외기 팬 모터 및 그 제어 회로가 상기 소규모 전원 공급에 의해 손상되지 않도록 하는 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 실외기 팬의 역회전이 완전히 정지되면 상기 실외기 팬을 정회전 시키는데 필요한 정상 규모 전원을 상기 실외기 팬 모터에 공급하여 상기 실외기 팬이 정회전하도록 제어하는 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 소규모 전원의 공급을 통해 상기 실외기 팬의 역회전이 정지하지 않으면 상기 실외기의 정상 운전을 포기하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 실외기 팬 제어 방법.