KR100813712B1 - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 공기 조화기 실외기에 부착된 각종 이물질이 주기적으로 청소되도록 하여, 이물질 부착에 의한 열교환 효율 감소 현상을 방지하기 위한 공기 조화기의 실외기 청소 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 수용되어 외부 공기와 열교환하는 열교환기; 상기 캐비닛의 외측에 제공되어, 상기 열교환기에 부착된 이물질을 제거하기 위한 공기가 분사되는 청소 장치가 포함된다.

본 발명에 따른 공기 조화기에 의하여, 실외 열교환기의 표면이 항상 청결하게 유지되어, 열교환 효율이 증가되고 전체적인 냉방 또는 난방 효율이 상승하게 되는 효과가 있다.

열교환기, 청소 장치, 에어 펌프

Description

공기 조화기{Air conditioner}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 청소 장치가 구비된 실외 열교환기의 외관 사시도.

도 2는 상기 실외 열교환기의 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 열교환기 청소 장치의 구성을 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 청소 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 시스템 블럭도.

도 5는 상기와 같은 제어 시스템에 의하여 청소 장치가 수행되는 과정을 시계열적으로 보여주는 플로차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실외 열교환기 11 : 캐비닛

12 : 열교환기 13 : 필터 어셈블리

14 : 압축기 15 : 에어 가이드

16 : 팬 어셈블리 20 : 청소 장치

21 : 케이스 22 : 에어 펌프

23 : 에어 호스 24 : 슬라이더

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 공기 조화기 실외기에 부착된 각종 이물질이 주기적으로 청소되도록 하여, 이물질 부착에 의한 열교환 효율 감소 현상을 방지하기 위한 공기 조화기의 실외기 청소 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기라 함은 실내 공기가 저온 또는 고온 상태의 냉매와 열교환하여 고온 또는 저온 상태로 변화된 다음 다시 실내로 토출되도록 하여, 실내가 냉방 상태 또는 난방 상태로 유지되도록 하는 가전 기기이다.

상세히, 냉난방을 목적으로 하는 공기 조화기는 실내 공기와 냉매가 열교환하는 실내 열교환기와, 실외 공기와 냉매가 열교환하는 실외 열교환기와, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기 및 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창변으로 구성된다.

또한, 냉방 모드에서는 고온 고압 상태의 냉매가 실외 열교환기 내부로 유입되고, 난방 모드에서는 저온 저압 상태의 냉매가 실외 열교환기 내부로 유입된다. 그리고, 실내 열교환기는 냉매와 실내 공기가 열교환하게 되고, 실외 열교환기는 냉매와 실외 공기가 열교환하게 된다.

여기서, 실외 열교환기의 경우 실외 공기와 냉매가 열교환 핀을 통한 열전도에 의하여 열교환하게 된다.

이 때, 실외 열교환기를 통과하는 실외 공기에는 먼지 기타 이물질이 포함되 어 있어, 실외 열교환기의 열교환 핀에 이러한 이물질이 부착되는 현상이 발생하게 된다. 나아가, 열교환 핀에 이물질이 두껍게 적층되는 경우 냉매와 실외 공기간의 열교환이 원활히 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생한다. 그리고, 실외 열교환기에서 열교환이 원활히 이루어지지 못하면 냉방 또는 난방 효율이 전체적으로 감소된다. 따라서, 냉난방 효율 감소로 인한 소비전력 증가와 소비자 불만 증가의 결과를 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 실외 열교환기 표면에 부착되는 이물질이 주기적으로 청소되도록 함으로써, 열교환이 원활하게 이루어지도록 하여 냉방 또는 난방 효율이 증가되도록 하는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실외 열교환기 청소 기능이 실외 열교환기의 상태에 따라 자동으로 수행되도록 하거나, 사용자의 선택에 의하여 언제든지 수행되도록 하여, 실외 열교환기의 표면이 항상 청결한 상태가 유지되도록 하는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 수용되어 외부 공기와 열교환하는 열교환기; 및 상기 열교환기 근처에 왕복 운동되면서 상기 열교환기에 공기를 분사하여 상기 열교환기에 부착된 이물질을 제거하는 분사 장치가 구비되는 청소 장치가 포함되는 공기 조화기가 제공된다.

또한, 상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 청소 장치가 열교환기 근처에서 왕복 이동되면서 상기 열교환기 표면에 공기를 분사하여 상기 열교환기 표면에 부착된 이물질을 제거하는 공기 조화기의 제어 방법을 제공한다.

또다른 측면에서의 본 발명은, 열교환기의 운전이 중지되고, 사용자의 선택 또는 제어부의 판단에 의하여 청소 장치가 작동하여 열교환기 청소가 수행되고, 상기 열교환기의 청소가 완료되어 청소 장치의 작동이 중지되는 단계가 포함되고, 청소 장치가 작동하는 단계는 에어 펌프 또는 공기 압축기에 의하여 공기가 고압으로 공급되고, 공기 분사 장치의 왕복 운동에 의하여 고압의 공기가 열교환기 표면에 골고루 분사되는 공기 조화기의 제어방법을 제공한다.

상기와 같은 구성에 의하여, 실외 열교환기가 항상 청결한 상태로 유지될 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 청소 장치가 구비된 실외 열교환기의 외관 사시도이고, 도 2는 상기 실외 열교환기의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실외 열교환기(10)는 외관을 이루는 캐비닛(11)과, 상기 캐비닛(11) 내부에 수용되어 실외 공기와 열교환하는 열교환기(12)와, 상기 열교환기(12)의 후측에 장착되어 이물질이 걸러지도록 하는 필터 어셈블 리(13)와, 상기 캐비닛(11) 내부 일측에 장착되어 냉매를 압축하는 압축기(14) 및 실외 공기를 흡입하여 다시 실외로 토출하는 팬 어셈블리(16)가 포함된다. 그리고, 상기 캐비닛(11)의 상부 일측에는 청소 장치(20)가 장착된다.

상세히, 상기 캐비닛(11)은 내측에 흡입구(115a)가 형성되는 프런트 커버(115)와, 상기 프런트 커버(115)의 후측에 결합되며, 배출구(113a)가 형성되는 백커버(113)와, 상기 프런트 커버(115)와 백커버(113)를 연결하는 사이드 커버(112)와, 상기 열교환기(12) 및 압축기(14)가 안착되는 베이스 커버(114) 및 상기 실외 열교환기(11)의 상부면을 덮는 어퍼 커버(111)로 이루어진다.

또한, 상기 열교환기(12)와 팬 업셈블리(16) 사이에는 에어 가이드(15)가 제공되어, 흡입되는 실외 공기의 흐름을 배출구(113a)쪽으로 가이드한다. 그리고, 상기 팬 어셈블리(16)는 실외 공기를 흡입하는 팬(161)과, 상기 팬(161)을 구동하는 팬 모터(162)로 이루어진다.

또한, 상기 필터 어셈블리(13)는 메쉬 형태의 필터(132)와, 상기 필터(132)의 상측에 구비되어, 사용자가 파지하여 캐비닛(11)으로부터 분리 가능하게 하는 필터 커버(131)로 이루어진다. 여기서, 상기 어퍼 커버(111)의 일측에는 필터 삽입구(111a)가 형성되어, 상기 필터(132)가 인출입 가능하게 하며, 상기 필터 커버(131)에 의하여 차폐된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 실외 열교환기(10)의 작동이 중단된 상태에서 상기 청소 장치(20)가 작동하면, 고압의 공기가 상기 열교환기(12)의 전방으로 분사된다. 그리고, 고압으로 분사되는 공기는 상기 열교환기(12)의 열교환 핀에 부착 된 이물질이 분리되어 상기 필터(132)에 포집된다. 그리고, 청소가 끝나면 사용자는 상기 필터 어셈블리(13)를 분리하여 물로 씻어낸다.

이하에서는 상기 청소 장치(20)의 구성과 작동에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 열교환기 청소 장치의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 청소 장치(20)는 상기 실외 열교환기(10)의 상부 일측에 장착되어, 고압의 공기가 열교환기(12) 쪽으로 분사되도록 한다.

상세히, 상기 청소 장치(20)는 케이스(21)와, 상기 케이스(21) 내부에 수용되며, 공기를 고압으로 압축하여 공급하는 에어 펌프(22)와, 상기 에어 펌프(22)에서 압축된 공기가 흐르는 에어 호스(23)와, 상기 에어 호스(23)를 따라 흐르는 공기가 열교환기(12)쪽으로 분사되도록 하는 에어 파이프(25) 및 상기 에어 파이프(25)가 좌우 왕복 운동 가능하게 하는 슬라이더(24)로 구성된다.

여기서, 공기가 고압으로 분사되도록 하기 위한 수단으로서는, 상기에서 제시되는 에어 펌프에 한정되지 아니하고, 공기 압축기 또는 송풍 팬 등과 같이 다양한 장치가 적용될 수 있음을 밝혀 둔다. 즉, 공기가 고압 상태로 송풍 가능하게 하는 모든 수단이 제안 가능하다.

한편, 상기 에어 파이프(25)는 상기 에어 호스(23)에 연결되며, 표면에 소정 길이의 토출 슬릿(251)이 형성되어, 공기가 고압으로 분사되도록 기능한다. 상세히, 상기 토출 슬릿(251)은 그 폭이 좁게 형성되도록 하여, 공기가 고압 상태로 토 출되도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 공기 토출 구조로서 상기 토출 슬릿(251) 외에 직경이 작은 분사 노즐이 일정 간격으로 배열되도록 하여, 공기가 고압 상태로 넓게 분사되도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 슬라이드(24)는 상기 케이스(21) 내부에서 좌우 또는 상하로 왕복 운동 가능한 수단으로서, 정역회전이 가능한 스텝 모터가 장착되거나 피스톤 방식을 이용하여 전진과 후진이 가능하도록 할 수 있다. 이 경우도 역시, 상기 에어 파이프(25)가 왕복 운동 가능하게 하는 다양한 왕복 수단이 제안 가능함은 물론이다. 그리고, 상기 에어 펌프(22)와 슬라이더(24)는 공기 조화기의 본체 또는 실외 열교환기(10) 자체 내에 장착된 제어부에 의하여 구동 가능하게 할 수 있을 것이다. 상기 청소 장치(20)의 구동 제어에 관해서는 하기에서 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 청소 장치(20)의 작동에 대하여 설명하면, 먼저 청소 명령이 입력되거나 감지 센서 등에 의하여 청소 장치의 작동이 요구되면, 상기 에어 펌프(22)에 의하여 공기가 고압으로 압축된다. 그리고, 고압으로 압축된 공기는 상기 에어 호스(23)를 통하여 상기 에어 파이프(25)로 토출된다. 그리고, 상기 에어 파이프(25)에 형성된 토출 슬릿(251)을 통하여 고압으로 분사되어, 상기 실외 열교환기(10)의 열교환 핀에 부딪히게 된다.

상세히, 상기 토출 슬릿(251)을 통하여 토출되는 고압의 공기는 열교환 핀에 부착된 먼지 기타 이물질이 떨어지도록 한다. 그리고, 상기 열교환 핀으로부터 이탈되는 이물질은 상기 필터(132)에 포집된다. 그리고, 청소 과정이 종료될 때 마 다, 또는 사용자가 일정 주기로 상기 필터 어셈블리(13)를 분리하여 물로 씻어 냄으로써, 실외 열교환기(10)의 작동시에 실외 공기가 원활히 흡입되도록 한다.

한편, 상기와 같은 청소 장치(20)는 사용자가 리모콘 또는 실내기 본체에 마련된 작동 버튼을 이용하여 원하는 시기에 작동되도록 할 수 있을 뿐 아니라, 실외 열교환기의 온도를 감지하는 온도 감지 센서를 이용하여 자동으로 청소 장치(20)가 작동하도록 할 수도 있다.

상기 자동 청소 방법에 대하여 상세히 설명하면, 실외 열교환기의 배관 온도와 실외 온도를 일정 시간 간격으로 온도 감지 장치에서 감지하도록 하고, 감지된 온도의 차이값을 이용하여 청소 여부가 자동으로 결정되도록 한다. 그리고, 청소 장치(20)의 작동 시간 또한 제어 장치에 의하여 자동으로 결정되도록 할 수 있다.

이하에서는 상기에서 언급한 청소 장치의 작동 여부에 대한 제어 방법에 대하여 도면과 함께 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 사상에 따른 청소 장치의 작동을 제어하기 위한 제어 시스템을 개략적으로 보여주는 시스템 블럭도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 청소 장치의 작동 제어 시스템은 제어부(300)와, 상기 제어부에 연결되며, 실외 열교환기 및 실외 공기의 온도를 감지하는 온도 감지부(310)와, 사용자에 의하여 청소 장치 작동 여부 명령이 입력되도록 하는 유무선 입력부(320)와, 실외 열교환기 및 실외 공기의 온도값에 따른 청소 장치 작동 여부 또는 청소 장치 작동 시간 등에 대한 데이터 및 입력된 명령 정보 등이 저장되는 메모리(330)와, 상기 에어 펌프(22) 또는 슬라이더(24) 등과 같은 장 치를 구동하는 부하 구동부(340)가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 사용자가 유무선 입력부(320)를 통하여 직접 명령을 입력하면, 입력된 명령에 따라 상기 제어부(300)에서는 상기 부하 구동부(340)로 작동 신호를 전송하게 된다. 그리고, 전송된 신호에 따라 상기 청소 장치(20)를 구성하는 구동 장치가 작동하여, 청소 기능이 수행된다.

또는, 상기 온도 감지부(310)에 의하여 감지된 온도값이 제어부(300)로 전송되고, 전송된 데이터(330)와 상기 메모리(330)에 저장된 데이터는 상기 제어부(300)에서 분석된다. 그리고, 분석된 결과에 따라 제어부(300)에 의하여 상기 부하 구동부(340)의 작동 여부가 결정된다.

도 5는 상기와 같은 제어 시스템에 의하여 청소 장치가 수행되는 과정을 시계열적으로 보여주는 플로차트이다.

도 5를 참조하면, 제어부(300)에서는 실외 열교환기(10)가 운전 중인지 여부를 먼저 판단하게 된다(S10). 즉, 공기 조화기가 작동하여 냉방 또는 난방 기능이 수행되고 있는 중인지를 판단하게 된다. 만일, 실외 열교환기(10)가 작동 중이라고 판단되면 청소 장치(20)는 작동하지 않도록 제어된다. 따라서, 실외 열교환기(10)가 구동하고 있는 도중에 청소 명령이 입력되더라도 청소 장치(20)는 작동하지 않게 된다. 만일, 실외 열교환기(10)가 작동하고 있는 도중에 청소 장치(20)가 작동하게 되면, 열교환 핀으로부터 이탈되는 먼지 기타 이물질이 실외 열교환기(10)가 설치된 공간으로 비산하게 되어, 공기가 오염될 뿐 아니라, 소비자의 건강에 매우 해로울 수 있다. 뿐만 아니라, 실외 열교환기(10)가 작동하고 있는 도중에는 열교 환기의 냉매 배관의 온도가 매우 높기 때문에 이물질의 적층 상태를 정확하게 파악할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

한편, 실외 열교환기의 운전이 중지된 상태라고 판단되면 상기 제어부(300)에서는 유무선 입력부(320)를 통하여 실외 열교환기 청소 명령이 입력되었는지 여부를 판단하게 된다(S11).

상세히, 청소 명령이 입력되었다고 판단되면 청소 장치(20)가 작동하게 되고(S12), 상기 청소 장치(20)의 작동 시간이 설정 시간을 경과하였는지 여부를 판단(S13)하여, 설정 시간에 도달하면 청소 장치의 구동이 중단된다(S14). 여기서, 상기 청소 장치(20)의 작동 중단 시기는 설정 시간에 의하여 결정될 수도 있고, 상기 에어 파이프(25)의 왕복 횟수에 의하여 결정될 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 청소 장치(20)의 구동이 시작되면 상기 에어 파이프(25)는 소정의 속력으로 좌우 왕복 운동을 하게 된다. 따라서, 에어 파이프(25)가 왕복하는 횟수가 설정 회수에 도달할 때까지 청소 장치(20)가 구동하도록 하고, 설정 회수에 도달하게 되면 청소 장치(20)의 구동이 중단되도록 할 수 있다.

또한, 실외 열교환기의 청소 명령이 입력되지 아니한 경우에는 상기 온도 감지부(310)에서는 일정 시간(a) 간격으로 열교환기 배관의 온도(T)를 감지하게 된다(S111). 상세히, 최초에 감지한 배관 온도(T1)와, 일정 시간(a)이 경과된 후에 감지한 배관 온도(T2) 차이의 절대값이 설정 값(b) 미만인지 여부를 판단(S112)하게 된다.

더욱 상세히, 상기 설정값(b)은 소정의 시간(a) 동안 열교환기의 배관이 어 느 정도 냉각되었는지 여부를 판단하는 지표가 된다. 예컨대, 냉방 모드에서 실외열교환기(10)가 응축기로서 작동하는 경우, 열교환기(12) 표면이 깨끗한 상태에서 설정 시간(a) 내에 초기 온도(T1)에서 후기 온도(T2) 이하로 냉각되어야 한다. 만일, 상기 절대값이 설정값(b)보다 작다는 것은 열교환기(12)와 실외 공기와의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하고 있다는 것을 의미한다. 따라서, 청소 장치(20)가 작동하여 먼지를 청소할 필요가 있다고 판단하게 되는 것이다. 반대로, 난방 모드에서는 실외 열교환기(10)가 증발기로서 작동하므로, 설정 시간(a) 내에 초기 온도(T1)에서 후기 온도(T2)로 상승하지 못하는 경우, 즉 상기 절대값이 설정값(b)보다 작다고 판단되면 청소 장치(20)가 작동하게 된다.

한편, 상기 절대값이 설정값(b)보다 크거나 같은 경우는 열교환이 원활하게 이루어지고 있다는 것을 의미한다. 즉, 열교환기(12)의 핀이 깨끗하다는 것을 의미하므로, 청소 장치(20)의 작동이 수행되지 않게 된다.

상기와 같은 청소 장치 제어 방법에 의하여, 실외 열교환기가 항상 청결한 상태를 유지하게 되므로, 냉방 또는 난방 효율이 상승하게 되는 효과가 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 공기 조화기에 의하여, 실외 열교환기의 표면이 항상 청결하게 유지되어, 열교환 효율이 증가되고 전체적인 냉방 또는 난방 효율이 상승하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 열교환기 청소 장치가 사용자의 선택에 의하여 작동 가능할 뿐 아니라, 실외 열교환기의 열교환 능력을 감지하여 자동으로 실외 열교환 기가 청소되도록 하는 것이 가능하여, 실외 열교환기가 항상 청결한 상태로 유지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 실외 열교환기의 일측 단부로부터 타측 단부로 에어 파이프가 왕복운동 하면서 고압의 공기를 분출하기 때문에, 열교환기 전체가 골고루 청소되어 열교환기의 모든 지점에서 균일하게 열교환이 이루어지는 장점이 있다.

또한, 실외기 내부에 필터가 장착되도록 하여, 열교환기 청소 과정에서 열교환 핀으로부터 이탈되는 먼지 기타 이물질이 비산하는 것을 차단하므로, 이물질 비산에 의한 공기 오염 또는 호흡기 질환 발생이 원천적으로 차단되는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 열교환기의 운전이 중지된 상태에서만, 청소 장치가 열교환기 근처에서 왕복 이동되면서 상기 열교환기 표면에 공기를 분사하여 상기 열교환기 표면에 부착된 이물질을 제거하는 공기 조화기의 제어 방법.
11. 삭제
12. 열교환기의 운전이 중지되고, 사용자의 선택 또는 제어부의 판단에 의하여 청소 장치가 작동하여 열교환기 청소가 수행되고, 상기 열교환기의 청소가 완료되어 청소 장치의 작동이 중지되는 단계가 포함되고,

    청소 장치가 작동하는 단계는 에어 펌프 또는 공기 압축기에 의하여 공기가 고압으로 공급되고, 공기 분사 장치의 왕복 운동에 의하여 고압의 공기가 열교환기 표면에 골고루 분사되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    설정 시간이 경과하거나, 상기 공기 분사 장치의 왕복 횟수가 설정 회수에 도달하면 청소가 완료되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    사용자의 선택에 의한 청소 장치의 작동은 명령 입력부를 통한 청소 명령 입력에 의하여 이루어지고,

    제어부의 판단에 의한 청소 장치의 작동은 온도 감지부에서 열교환기의 냉매 배관 온도가 소정의 시간 간격을 두고 감지되는 단계와,

    감지된 온도값의 차이와 설정값이 비교되어 청소 여부가 결정되는 단계가 수행되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    감지된 온도값의 차이에 대한 절대값이 설정값보다 작은 경우에 상기 청소 장치가 작동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.

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