KR100850951B1 - 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 배수장치의 이상 유무와 배수펌프로의 유체 역류를 미리 감지하여 이에 적절하게 대응할 수 있도록 하고, 또 센서의 불량을 방지할 수 있도록 하는 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

즉 배수펌프의 이상 유무를 미리 판단하여 이에 적절하게 대응할 수 있고, 배수펌프로 유체가 역류하는지 여부를 감지할 수 있어 이에 대한 적절한 대응도 가능하며, 유체와 압력센싱부와의 직접적 접촉이 없으므로 오염된 유체로 말미암은 압력센싱부의 불량을 방지할 수 있다.

Description

배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법{APPARATUS FOR DRAINING AND AIR CONDITIONER INCLUDING THE SAME AND CONTROL METHOD FOR THE AIR CONDITIONER}

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기에 관하여 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 배수장치에 관하여 도시한 도면이다.

도 3은 상기 도 2에 도시된 배수장치에 관하여 주요 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 4는 상기 도 3의 I-I부분의 단면을 나타낸 단면도이다.

<도면에 사용된 주요 부호의 설명>

100:배수장치 110:집수통

120:배수펌프 130:수위감지장치

140:배수관 200:압력감지장치

210:케이싱 220:압력센싱부

231:제1전극부 232:제2전극부

240:연성부재 M:제어부

D:표시부

본 발명은 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배수장치의 이상 유무와 유체의 역류 등을 감지하여 이에 적절히 대응할 수 있도록 하는 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기의 실내기에는 열교환기가 구비되어 있고 그 열교환기를 통과하는 냉매는 주변 공기와의 온도차에 의해 공기 중의 수분입자가 응축되도록 하여 응축수를 발생시키므로, 이러한 응축수를 집수하기 위한 집수통이 마련된다.

그리고 집수통에 응축수가 과다하게 누적되면 이를 배수해 주어야 하므로 이러한 배수를 담당하는 배수장치가 필요하다.

물론 상기와 같은 공기조화기 뿐만 아니라 세탁기나 냉장고 등에도 세척수나 응축수가 집수되며 이를 배수해 줄 배수장치가 필요하다.

본 발명에 따른 배수장치는 공기조화기에 사용되는 경우 뿐만 아니라 배수가 필요한 모든 기기에 적용 가능한 것이다.

그러나 특히 공기조화기의 경우 다수의 실내기에 배수관이 연결되는데, 이러한 배수관의 설치상의 불량이나 배수펌프의 작동 불량, 배수펌프 주변에 이물질의 축적 등으로 말미암아 응축수의 배출에 이상이 발생하는 경우가 있다.

이러한 배출 이상이 발생한 경우 누수의 위험이 있으므로 이를 신속히 감지 하여 그에 대한 적절한 대응이 이루어지지 않는다면 사용자에게 큰 피해를 주게 되는 문제점이 있었다.

또한 이러한 응축수의 배출 유무를 감지하기 위하여 감지센서를 배수관의 관로 상에 설치하는 경우, 오염된 응축수로 말미암아 센서가 오염되어 응축수의 감지가 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배수장치의 이상 유무와 배수펌프로의 유체 역류를 미리 감지하여 이에 적절하게 대응할 수 있도록 하고, 또 센서의 불량을 방지할 수 있도록 하는 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배수장치는, 집수부에 집수된 유체를 펌핑하여 배출시키는 배수펌프; 상기 배수펌프와 연결되어 상기 배수펌프에 의해 펌핑된 유체가 배출되도록 안내하는 배수관; 및 상기 배수펌프의 출구 측에 상기 배수관의 관로의 일부로서 설치되며, 상기 배수펌프의 작동 시 상기 배수관을 통해 유체가 유동하는지 여부 및 유체의 역류 여부 중 적어도 하나를 감지하는 감지장치를 포함한다.

또한, 상기 감지장치는, 상기 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력감지장치는, 상기 배수관에 설치되는 케이싱과, 상기 배수관 의 관로의 일부를 형성하고 상기 배수관을 흐르는 유체의 압력에 의해 유동 될 수 있도록 유연성 있는 재질로 마련되는 연성부재와, 상기 케이싱 내부에 설치되고 상기 연성부재를 통해 전달되는 유체의 압력에 따라 소정의 신호를 발생시키는 압력센싱부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력센싱부는, 상기 연성부재를 통해 전달되는 유체의 압력에 따라 전기 저항이 변화하는 압전형 세라믹 센서와, 상기 압전형 세라믹 센서의 전면 및 후면에 각각 구비되어 상기 압전형 세라믹 센서의 전기 저항 변화에 따른 신호를 발생하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 신호를 전달받아 상기 배수관의 압력을 표시하는 표시장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 신호를 전달받아 상기 배수펌프의 이상 여부 및 유체의 역류 여부를 판단하여 표시하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기는, 열교환기로부터 발생하는 유체가 집수되는 집수부로부터 유체를 펌핑하여 배출시키는 배수펌프; 상기 배수펌프와 연결되어 상기 배수펌프에 의해 펌핑된 유체가 배출되도록 안내하는 배수관; 및 상기 배수펌프의 출구 측에 상기 배수관의 관로의 일부로서 설치되며, 상기 배수펌프의 작동 시 상기 배수관을 통해 유체가 유동하는지 여부 및 유체의 역류 여부 중 적어도 하나를 감지하는 감지장치를 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은, 배수펌프가 작동되는 단계; (B) 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지장치에 의해 감지되는 압력이 초기상태의 압력을 초과하는지 판단하는 단계; 및 (C) 상기 (B) 단계 결과 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 초기상태의 압력 이하인 경우, 상기 배수펌프의 작동을 중단하고 배수펌프에 이상이 있음을 표시하는 단계를 포함한다.

또한, (D) 상기 배수펌프가 정지되는 경우, 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인지 판단하는 단계와, (E) 상기 (D) 단계 결과 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인 경우, 유체의 역류임을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (D) 단계 결과 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인 경우, 배수관을 개폐하는 개폐밸브를 작동하여 배수관을 폐쇄시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배수장치는 공기조화기의 실내기에서 발생하는 응축수를 배수하는 경우를 포함하여 각종 전기 전자 기기의 배수가 이루어지는 분야에는 모두 적용 가능하다.

이하 본 발명에 따른 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 복수개의 실내기(10a, 10b, 10c)를 구비하고, 각 실내기에는 분 배수관(140a, 140b, 140c)이 각각 연결되어 있고 이는 배수관(140)으로 연결되어 외부로 배수되도록 한 구성이다.

도면상으로 명확하게 도시되지는 아니하였으나, 각 실내기는 실내열교환기와 팬장치 등이 구비되어 실내열교환기를 통과하는 냉매가 상변화함에 따른 열의 출입으로 주변 공기가 차가워지거나 뜨거워지는데, 상기 팬장치가 이를 실내공간으로 불어주어 실내공간의 공조가 이루어지도록 한다.

상기와 같이 공조를 수행하는 과정에서 실내열교환기는 그 내부와 외부의 온도차로 말미암아 실내열교환기의 표면에 이슬이 맺히고, 이러한 이슬이 모여 많은 양의 응축수가 발생하게 된다.

따라서 도 2에 도시된 바와 같이 각 실내기는 상기와 같은 응축수가 집수되도록 집수부(110)를 구비한다.

또한, 실내기의 오랜 시간 동안의 가동으로 집수부(110)에 집수되는 응축수의 양이 일정 수위 이상으로 증가하게 되면 이를 임의로 외부로 배출해 주어야 한다. 이러한 응축수의 배출은 배수장치(100)에 의해 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실내기는 응축수를 집수할 수 있도록 마련되는 집수부(110)와, 상기 집수부(110)에 집수되는 응축수의 수위를 감지하는 수위감지장치(130), 그리고 집수부(110)에 집수된 응축수를 외부로 배수하도록 하는 배수장치(100)를 포함하여 이루어진다.

상기 수위감지장치(130)는 플로터와 같이 부력을 이용한 장치를 사용하여 응축수가 일정 수위로 증가한 경우 플로터가 배수장치(100)를 작동시키도록 하는 것도 가능하고, 수위감지센서를 사용하여 응축수가 일정 수위로 증가한 경우 그 수위를 감지하여 제어부(미도시)로 수위에 대한 정보를 보내고 제어부(미도시)는 그 정보를 받아 배수장치(100)를 작동시키도록 하는 것도 가능하다.

즉 본 발명에 따른 공기조화기의 수위감지장치는 기계적 방식에 의한 것이든 전자적 방식에 의한 것이든 집수부에 응축수가 일정 수위로 증가한 경우 배수장치가 작동되도록 하는 모든 수단을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 배수장치(100)는 배수펌프(120)와, 배수관(140), 그리고 상기 배수관(140)에 설치되는 압력감지장치(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 배수펌프(120)는 압력차에 의해 응축수를 배수관(140)을 통해 외부로 배출될 수 있도록 하는 모든 수단을 포함한다.

도 3 및 도 4에서 본 발명의 일 실시예에 따른 배수장치(100)에 관하여 도시하고 있는 바, 도 3 및 도 4를 참조하여 배수장치에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 배수관(140)은 배수펌프(120)와 연결되어 상향 되도록 설치되고, 상기 배수관(140)의 일측에는 압력감지장치(200)가 설치된다.

감지장치(200)는 케이싱(210), 압력센싱부(220), 전극부(230), 그리고 연성부재(240)를 포함하여 이루어진다.

상기 압력감지장치(200)는 배수관(140)의 관로의 일부로서 형성되는 연성부재(240)를 포함하는데, 상기 연성부재(240)는 관로를 지나가는 유체의 압력에 의해 쉽게 탄성적 변형이 일어나는 부분이다.

상기 연성부재(240)의 탄성적 변형은 그 외부에 구비되는 압력센싱부(220)로 전달되고, 상기 압력센싱부(220)의 전면과 후면에는 각각 제1전극부(231)와 제2전극부(232)가 구비된다.

상기 연성부재(240)와, 상기 제1전극부(231)와, 상기 압력센싱부(220)와, 상기 제2전극부(232)는 순차적으로 구비되며, 서로 접촉되도록 구비된다. 상기 구성요소들을 감싸도록 구비되는 것이 케이싱(210)이다.

상기 압력감지장치(200)는 하나의 유닛으로 만들어져 그 일단과 타단에 각각 배수관(140)이 결합하여 연결되도록 할 수도 있고, 배수관(140)에 일체로 형성되도록 하는 것도 가능하다.

즉 압력감지장치(200)는 배수관과 배수관 사이에 결합되어 배수관의 일부로서 기능하면서 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하도록 할 수 있고, 또는 배수관에 일체로 그 일부로서 형성되어 압력을 감지하도록 하는 것도 가능하다.

상기 연성부재(240)는 응축수의 유동에 의해 쉽게 탄성적 변형이 발생할 수 있도록 고무 재질로서 형성되는 것도 가능하고, 고무와 같이 탄성이 큰 재질이면 어떤 재질이든 가능하다.

상기 압력센싱부(220)는 상기 연성부재(240)로 이루어진 부분을 응축수가 유동할 때 상기 응축수의 압력을 상기 연성부재(240)를 통해 전달받아 전기 신호를 발생시키며, 바람직하게는 연성부재(240)를 통해 전달되는 압력의 변화까지 감지 할 수 있는 재질로써 형성된다.

예컨대 압전형 세라믹 센서(Piezo-resistive Ceramic Sensor)과 같은 재료로써 상기 압력센싱부(220)를 구성하도록 하면, 상기 연성부재(240)를 통해 전달되는 압력의 변화에 따라 압전형 세라믹 센서(Piezo-resistive Ceramic Sensor)의 저항값이 변화하여 이를 측정함으로써 배수관(140)을 유동하는 응축수의 유동 변화를 감지할 수 있다.

상기 압력센싱부(220)의 전면과 후면에는 각각 제1전극부(231)와 제2전극부(232)가 접촉된 상태로 구비되는데, 상기 제1전극부(231)와 제2전극부(232)는 각각 제어부(M)에 연결되어 상기 제어부(M)가 상기 압력센싱부(220)에서 상기 제1전극부(231) 및 제2전극부(232)를 통해 발생하는 전기 신호를 전달받아 배수펌프(120)에 이상이 있는지 여부를 판단할 수 있도록 한다.

상기 제어부(M)는 표시부(D)와도 연결되어 상기 제1전극부(231) 및 제2전극부(232)로부터 전달되는 전기 신호의 변화를 상기 표시부(D)에서 표시하도록 한다.

또는, 상기 제1전극부(231) 및 제2전극부(232)가 상기 표시부(D)와 직접 연결되도록 하여 압력 변화에 따른 전기 신호의 변화가 상기 표시부(D)에서 바로 표시될 수 있도록 하는 것도 가능하다.

이하 본 발명에 따른 배수장치의 작동과 제어에 관하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

수위감지장치(130) 등에 의해 배수펌프(120)가 작동하면, 집수부(110)에 집수된 응축수는 상기 배수펌프(120)에 의해 펌핑되어 배수관(140)을 따라 외부로 배출된다.

이때 응축수는 배수관(140)을 따라 유동하면서 압력감지장치(200)를 지나게 되고, 상기 압력감지장치(200)는 응축수에 의해 전달되는 압력을 감지하여 소정의 전기 신호를 발생하여 이를 제어부(M) 또는 표시부(D)로 전달한다.

즉 배수펌프(120)가 작동하지 않는 상태에서는 배수관(140) 내부가 대기압과 거의 동일한 압력 상태이므로 상기 압력감지장치(200)는 초기상태의 압력값을 나타내고, 만약 배수펌프(120)가 작동하게 되면 응축수가 펌핑되어 배수관(140)을 지나게 되므로, 정상적인 경우라면 압력감지장치(200)에서 감지하는 압력값은 초기상태의 압력값 보다 더 큰 값을 나타낸다.

만약 배수펌프(120)를 작동하였는데 상기 압력감지장치(200)에서 감지하는 압력값이 변화가 없거나 오히려 낮아지는 경우에는 배수펌프(120)의 작동에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

이러한 경우에는 제어부(M)가 배수펌프(120)의 작동을 중단시키고 표시부(D)를 통해 경고음 또는 알람 등으로 사용자에게 배수펌프의 이상을 표시한다.

또는 제어부를 통하지 않고 곧바로 표시부(D)에서 배수펌프의 이상을 표시함으로써 사용자가 수동으로 배수펌프의 이상을 점검할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 만약 배수펌프(120)가 응축수를 어느 정도 배출시키고 그 작동을 정지하는 경우, 배수관(140)에는 응축수가 남아 있지 않기 때문에 상기 압력감지장치(200)에서 감지하는 압력값은 서서히 감소하여 초기상태의 압력값에 근접하게 된다.

그런데, 배수펌프(120)의 중단에도 불구하고 상기 압력감지장치(200)에서 감지되는 압력값이 급격하게 변화하는 경우, 예컨데 압력감지장치(200)에서 감지한 압력값이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인 경우, 즉 배수관(140)에서의 압력 변화가 너무 급격하게 변화하하는 경우에는 응축수가 역류하는 것으로 판단되는 경우이다.

즉 배수펌프(120)가 정지된 상태임에도 불구하고 배수관(140)을 응축수가 유동한다면 압력은 증가할 것이고, 배수관(140)의 어느 일측에 고여있는 응축수가 역류하는 경우 어느 일정 압력값을 유지하다가 압력이 급격히 떨어지게 되므로, 즉 배수펌프(120)의 정지에도 불구하고 압력의 변화가 급격하게 이루어진다면 응축수가 역류하는 것으로 판단할 수 있는 것이다.

상기 압력값의 설정범위는 제어부(M) 등에 미리 설정된 값의 범위로서, 압력값의 변동폭이다. 예컨대 배수펌프를 정지시켰는데 압력값이 0.5기압 만큼 증가하는 경우, 또는 배수펌프를 정지시켰는데 압력값이 1.5기압으로 증가했다가 1기압으로 떨어져 버리는 경우에는 압력값이 급격하게 변동되는 경우로서 응축수가 역류하는 경우이다. 이 경우 설정범위는 0.2기압 내지 0.4기압 정도로 잡을 수 있다.

이는 하나의 예를 나타낸 것이고 설정범위는 반드시 상기와 같은 값으로 정해지는 것은 아니며, 실험 등을 통한 통계 자료 등을 참조하여 적절하게 정할 수 있다.

이렇게 응축수가 역류하는 경우, 제어부(M)는 배수관(140)을 개폐하는 개폐밸브(미도시)를 작동시켜 배수관(140)을 폐쇄시키도록 하는 것도 가능하다.

또는 이러한 경우 임의로 배수펌프(120)를 작동시켜 역류되는 응축수를 다시 배출시키도록 하는 것도 가능하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법은, 배수펌프의 이상 유무를 미리 판단하여 이에 적절하게 대 응할 수 있고, 배수펌프로 유체가 역류하는지 여부를 감지할 수 있어 이에 대한 적절한 대응도 가능하며, 유체와 압력센싱부와의 직접적 접촉이 없으므로 오염된 유체로 말미암은 압력센싱부의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 집수부에 집수된 유체를 펌핑하여 배출시키는 배수펌프;

   상기 배수펌프와 연결되어 상기 배수펌프에 의해 펌핑된 유체가 배출되도록 안내하는 배수관; 및

   상기 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지장치를 포함하고,

   상기 압력감지장치는 상기 배수관의 관로의 일부를 형성하고 상기 배수관을 흐르는 유체의 압력에 의해 유동될 수 있도록 유연성 있는 재질로 마련되는 연성부재와, 상기 연성부재를 통해 전달되는 유체의 압력에 따라 소정의 신호를 발생시키는 압력센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 압력감지장치는 상기 배수관에 설치되는 케이싱을 더 포함하고, 상기 압력센싱부는 상기 케이싱 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 배수장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 압력센싱부는,

   상기 연성부재를 통해 전달되는 유체의 압력에 따라 전기 저항이 변화하는 압전형 세라믹 센서와,

   상기 압전형 세라믹 센서의 전면 및 후면에 각각 구비되어 상기 압전형 세라믹 센서의 전기 저항 변화에 따른 신호를 발생하는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 신호를 전달받아 상기 배수관의 압력을 표시하는 표시장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 전극부와 연결되어 상기 전극부로부터 신호를 전달받아 상기 배수펌프의 이상 여부 및 유체의 역류 여부를 판단하여 표시하도록 하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배수장치.
7. 열교환기로부터 발생하는 유체가 집수되는 집수부로부터 유체를 펌핑하여 배출시키는 배수펌프;

   상기 배수펌프와 연결되어 상기 배수펌프에 의해 펌핑된 유체가 배출되도록 안내하는 배수관; 및

   상기 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지장치를 포함하고,

   상기 압력감지장치는 상기 배수관의 관로의 일부를 형성하고 상기 배수관을 흐르는 유체의 압력에 의해 유동될 수 있도록 유연성 있는 재질로 마련되는 연성부재와, 상기 연성부재를 통해 전달되는 유체의 압력에 따라 소정의 신호를 발생시키는 압력센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. (A) 배수펌프가 작동되는 단계;

   (B) 배수관을 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지장치에 의해 감지되는 압력이 초기상태의 압력을 초과하는지 판단하는 단계; 및

   (C) 상기 (B) 단계 결과 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 초기상태의 압력 이하인 경우, 상기 배수펌프의 작동을 중단하고 배수펌프에 이상이 있음을 표시하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
9. 제8항에 있어서,

   (D) 상기 배수펌프가 정지되는 경우, 상기 압력감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인지 판단하는 단계와,

   (E) 상기 (D) 단계 결과 상기 감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인 경우, 유체의 역류임을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 (D) 단계 결과 상기 압력감지장치에 의해 감지되는 압력이 소정의 설정범위를 초과하거나 미만인 경우, 배수관을 개폐하는 개폐밸브를 작동하여 배수관을 폐쇄시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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