KR100795604B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 공기조화기는 압축기와; 상기 압축기를 구동시키는 구동부와; 상기 압축기의 예열을 위한 히터와; 상기 히터에 공급되는 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 상기 압축기를 구동하지 않도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 압축기가 비정상적인 상태에서 기동되는 것을 방지하여 압축기의 손상을 최소화 할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 도시한 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작과정을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공기조화기 110 : 압축기
120 : 구동부 130 : 히터
140 : 전류검출부 150 : 제어부
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 압축기가 비정상적인 상태에서 기동되는 것을 방지하여 압축기의 손상을 최소화하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방을 수행하기 위한 목적으로 사용되는 장치로서, 이러한 공기조화기는 그 내부로 냉매가 순환되는 통상의 냉동싸이클이 적용되어 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의하여 냉방 또는 난방작용을 수행하게 되며, 공기조화기의 냉방 또는 난방작용은 그 냉매의 순환방향에 따라 결정된다.
공기조화기의 원리는 액체가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용한 것으로, 냉매로는 저온에서도 증발하기 쉬운 액체가 사용되는데, 보통 프레온 가스가 사용된다. 기본 구조는 밀봉된 철제용기 속에 전동기와 압축기를 직결시키고, 전동기로 압축기를 회전시켜 냉매를 압축한다. 압축기에는 왕복운동식과 로터리(rotary)식이 있다. 응축기는 구리 파이프 표면에 알루미늄 핀(pin)을 장치한 것으로, 냉매가 가진 열을 공기 속으로 발산시켜 냉각 액화하는 작용을 한다. 캐필레리튜브(모세관)는 응축기에서 나오는 고압의 액상냉매를 압력을 낮추어 다음 증발기에서 증발하도록 하는 장치이며, 안지름 1mm 정도인 가는 구리 파이프이다. 증발기의 구조는 응축기와 거의 같으며, 압축된 냉매는 여기서 증발하여 주위에서 열을 빼앗는다. 따라서 증발기 표면에 접촉한 공기의 온도는 내려가고, 공기 속의 수분은 증발기의 표면에 물방울이 되어 제거된다. 송풍기 계통은 능률적으로 열교환을 하기 위해 강제적으로 공기를 보내는 것이다.
한편, 공기조화기는 기동전 압축기 내부에 냉매가 고이지 않도록 예열을 하는 히터(Crank Case Heater : CCH)를 포함하기도 한다. 공기조화기는 히터를 제어하기 위한 실외제어부를 가진다. 히터의 제어방법으로, 압축기에 공급되는 전원을 공급 및 차단하는 마그네틱컨택터를 이용하여 압축기가 동작하지 않는 경우에는 항상 히터를 동작시키는 방법이 있다. 그런데 상기 제어방법은 운전 대기시에도 전력이 계속 소모되는 문제가 있으므로, 대기전력 문제를 해결하기 위해 압축기의 상태 와 온도조건을 병행하여 판단하는 방법이 있다.
그러나 상기 2가지 방식 모두가 히터에 이상이 발생했을 경우는 고려하지 않고, 최초 기동조건만 판단 후 기동지연 조건이면 2시간 30분의 대기시간 경과후에는 무조건 기동을 하게 된다. 만약, 히터 자체의 결함이 발생했거나 커넥터의 미체결 등으로 히터가 정상 동작하지 않는 상태일 경우, 상기 대기시간 경과후에도 압축기는 기동할 조건이 되지 않을 수 있고, 이 상태에서 기동을 하게 되면 압축기가 손상을 받을 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압축기의 기동조건에 히터의 이상 유무 판단조건을 부가하여, 안정적인 압축기의 기동 및 압축기의 손상을 최소화 할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 공기조화기에 있어서, 압축기와; 상기 압축기를 구동시키는 구동부와; 상기 압축기의 예열을 위한 히터와; 상기 히터에 공급되는 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 상기 압축기를 구동하지 않도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.
또한 상기 제어부는, 상기 검출된 전류가 상기 기준치로부터 상기 소정의 범위 이내이고, 기동조건을 만족하고, 기동명령을 입력받은 경우, 상기 압축기를 구동하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 기동조건을 만족하지 않는 경우, 상기 압축기를 소정의 시간동안 대기시키도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명은, 히터와 압축기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 히터에 공급되는 전류를 측정하는 단계와; 상기 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 상기 압축기를 구동하지 않도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법에 의해서도 상기 목적을 달성할 수 있다.
또한 상기 제어하는 단계는, 기동조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 기동조건을 만족하지 않는 경우, 상기 압축기를 소정의 시간동안 대기시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 도시한 블록도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 압축기의 안정적인 동작을 위해 압축기의 구동 전 기동조건을 검사하는 과정을 거친다.
도 1에 도시된 바와 같이, 공기조화기(100)는 압축기(110)와, 구동부(120)와, 히터(130)와, 전류검출부(140)와, 제어부(150)를 포함한다.
압축기(110)는 냉매를 압축 및 순환시켜 냉난방 능력을 생성한다. 압축기(110)의 흡입측에는 압축기(110)에 유입되는 냉매를 완전 기체상태의 가스로 변환시키는 어큐뮬레이터(도시 안 됨)가 설치되고, 압축기(110) 하단에는 액체상태의 냉매가 고이는 것을 방지하기 위한 히터(130)가 설치된다.
구동부(120)는 압축기(110)를 구동시킨다. 구동부(120)는 마그네틱컨택터로 구현될 수 있으며, 압축기(110) 및 히터(130)에 공급되는 전원을 공급 및 차단할 수 있다.
히터(130)는 압축기(110)의 하단에 설치되어 냉매가 고이는 것을 방지한다. 예컨대, 히터(130)는 와이어로 구현되어 압축기(110)의 하단을 감고 있다. 히터(130)에 전류가 공급되면 와이어는 열을 방출한다.
전류검출부(140)는 히터(130)에 공급되는 전류를 검출한다. 전류를 검출하는 이유는 히터(130)가 정상적으로 작동하고 있는지 알기 위함이다. 히터(130)의 고장이유로는 커넥터의 이탈 및 핀체결 불량, 와이어의 단선, 장기간 사용으로 인한 성능약화 등이 있을 수 있다.
제어부(150)는 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 압축기(110)를 구동하지 않도록 구동부(120)를 제어한다. 기준치는 히터(130)가 정상적으로 작동하고 있을 경우, 공급되는 전류의 값이다. 예컨대, 기준치가 10mA이고 소정의 범위가 1mA인 경우, 검출된 전류의 값이 9~11mA 범위를 벗어나면 압축기(110)를 구동시키지 않는다. 즉, 어떠한 이유로 히터(130)에 전류가 정상적으로 공급되지 않는 상황이 발생하면, 압축기(110)를 작동시키지 않게 함으로써, 공기조화기(100)의 핵심기관인 압축기(110)를 보호할 수 있다.
또한 제어부(150)는 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이내이고, 기동조건을 만족하고, 기동명령을 입력받은 경우, 압축기(110)를 구동하도록 구동부(120)를 제어할 수 있다. 제어부(150)는 압축기(110)의 구동에 앞서, 안정적인 동작을 위해 몇 가지 조건을 검사하게 된다. 기동조건은 압축기(110) 및 응축기(도시 안 됨)의 온도를 비교하는 조건이다. 예컨대, 검사의 첫 단계로서, 설치된 센서의 이상 유무 확인 및 통신 트랙킹을 실시한다. 그리고 히터(130)의 정상 유무를 살피게 되는데, 히터(130)에 공급되는 전류를 측정하여, 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이내인 경우, 히터(130)를 정상으로 판단한다. 그리고 온도에 따른 기동조건을 살피게 되는데, 실외온도(대기온도)가 30도 이하이고, 압축기(110)의 온도가 응축기의 온도+5보다 큰 경우, 기동조건을 만족하게 된다. 상기 조건을 모두 만족하고 마지막으로 기동명령이 입력되면, 압축기(110)를 구동시키는 것이다. 온도에 따른 기동조건을 따지는 세부적인 과정은 본 발명의 기술분야에 속한 통상의 지식을 가지고 있는 당업자라면 알 수 있는 부분이다.
제어부(150)는 상기 기동조건이 만족되지 않는 경우, 압축기(110)를 소정의 시간동안 대기시키도록 상기 구동부(120)를 제어할 수 있다. 즉 온도에 따른 기동조건이 만족되지 않는 경우, 소정의 시간동안 히터(130)로 압축기(110)를 예열할 수 있는 것이다. 예컨대, 기동조건이 만족되지 않는 경우, 일반적으로 2시간 30분의 대기시간을 거친다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 설명한다.
먼저, 공기조화기의 전원이 켜진다(S10). 압축기의 구동에 앞서, 안정적인 동작을 위해 몇 가지 조건을 검사하게 된다. 검사의 첫 단계로서, 설치된 센서의 이상 유무 확인 및 통신 트랙킹을 실시한다(S11). 그리고 히터의 이상 유무를 체크 한다. 히터에 흐르는 전류를 검출하여, 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이내인지 여부를 살핀다(S12). 다음 단계로서, 온도에 따른 기동조건을 체크한다. 압축기의 온도가 응축기의 온도+5보다 큰 경우, 기동조건을 만족하게 된다(S13). 기동조건의 체크는 최초1회만 실시한다. 마지막으로 기동명령의 입력을 기다린다(S14). 기동명령이 입력되면 압축기를 구동하고 공기조화기의 정상운전이 시작된다(S15). 기동명령이 입력되지 않는 경우, 운전대기 상태를 유지한다(S16). 단계 S13에서, 온도에 따른 기동조건을 만족하지 않는 경우, 2시간30분간 기동지연하게 되고 운전대기 중임을 표시한다(S17). 단계 S12에서 히터에 이상이 발견된 경우, 에러를 표시하고 운전대기 상태에 들어간다(S18). 단계 S11에서 이상이 발견된 경우, 해당 에러를 표시하고, 원인을 제거한 후 초기화가 이루어진다(S19).
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 압축기가 비정상적인 상태에서 기동되는 것을 방지하여 압축기의 손상을 최소화하는 공기조화기 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (5)

  1. 공기조화기에 있어서,
    압축기와;
    상기 압축기를 구동시키는 구동부와;
    상기 압축기의 예열을 위한 히터와;
    상기 히터에 공급되는 전류를 검출하는 전류검출부와;
    상기 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 상기 압축기를 구동하지 않도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 검출된 전류가 상기 기준치로부터 상기 소정의 범위 이내이고, 기동조건을 만족하고, 기동명령을 입력받은 경우, 상기 압축기를 구동하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기동조건이 만족되지 않는 경우, 상기 압축기를 소정의 시간동안 대기시키도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 히터와 압축기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 히터에 공급되는 전류를 측정하는 단계와;
    상기 검출된 전류가 기준치로부터 소정의 범위 이상 벗어난 경우, 상기 압축기를 구동하지 않도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    기동조건을 만족하는지 여부를 판단하고, 기동조건을 만족하지 않는 경우, 상기 압축기를 소정의 시간동안 대기시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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