KR101838843B1 - 공기조화기의 실외기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 난방운전시 정상 운전을 실시하고, 냉방운전시 상기 실외 온도센서에서 감지된 실외 온도가 설정온도 이상이고, 상기 방열판 온도센서의 불량이 감지되는 경우, 상기 압축기의 주파수를 정상 운전시의 최고 주파수보다 낮은 설정 주파수로 운전 유지하는 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 실외기 및 그 제어 방법 {Out door unit of air conditioner and control method thereof }
본 발명은 공기조화기의 실외기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 실내의 공기를 흡입하여 저온 또는 고온의 냉매와 열교환 한 후 이를 실내로 토출하는 것을 반복하는 작용에 의해 시내를 냉방시키거나 또는 난방시키는 냉/난방 시스템으로서, 압축기-실외 열교환기-팽창밸브-증발기로 이루어지는 일련의 사이클을 형성하는 기기이다.
특히 공기조화기는 주로 실외에 설치되는 실외기('실외측' 또는 '방열측'이라 칭하기도 함)와, 주로 건물 내부에 설치되는 실내기('실내측' 또는 '흡열측'이라 칭하기도 함)로 나뉘어 지는데, 상기 실외기에는 실외 열교환기(실외 열교환기)와 압축기가 설치되고, 상기 실내기(실내열교환기)에는 증발기가 설치된다.
그리고, 주지된 바와 같이 공기조화기는 실외기와 실내기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실외기와 실내기가 일체로 설치되는 일체형 공기조화기로 크게 나눌 수 있으며, 설치 공간이나 소음 등을 고려하여 분리형 공기조화기가 선호된다.
이러한 분리형 공기조화기에서 실외기는 실내기와 분리되어 실외공간에 배치되며, 실내기로부터 회수된 냉매를 압축한 후 실외 열교환기에서 열교환 한 후 고압의 액냉매 상태로 공급할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 실외기에는 압축기와 실외 열교환기, 송풍팬을 비롯하여 이들의 구동을 제어하고 전장부품에 전원을 공급하기 위한 컨트롤박스가 구비된다.
상기 컨트롤박스를 구성하는 피시비 상에는 다수의 전장부품이 장착되며 공기조화기의 운전시 열을 발생하게 된다. 특히 전원공급장치에서는 고온의 열이 발생되며, 과열될 경우 기판에 실장된 부품들의 이상 동작이 발생되거나 손상될 수 있다.
대한민국공개특허 10-2001-0036933호에는 상기 전장부품의 냉각을 위해서는 상기 피시비에는 전장부품의 냉각을 위한 방열판이 구비될 수 있으며, 상기 방열판에는 온도측정장치가 구비되어 방열판의 온도에 따라서 상기 압축기의 운전을 조절하거나, 매우 높은 온도로 과열되는 경우 압축기의 구동을 정지시킬 수 있는 공기조화기의 방열판 온도측정장치 및 그를 이용한 방열판 온도과승방지방법이 개시되어 있다.
하지만, 이와 같은 종래의 기술에서는 방열판의 온도를 측정하기 위한 온도감지장치의 불량이 발생된 경우 운전에 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 목적은 방열판 온도센서의 불량 여부에 따라서 운전을 조절할 수 있는 공기조화기의 실외기 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
그리고, 본 발명의 목적은 방열판 온도센서의 불량시에도 운전을 지속하여 연속 운전율이 향상될 수 있는 공기조화기의 실외기 및 그 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 실외기는, 부하에 따라 운전 주파수가 가변되는 압축기; 상기 압축기 및 공기조화기의 운전을 냉방 또는 난방으로 제어하는 제어부; 상기 제어부 일측에 구비되며, 실외 공기의 유입에 의해 냉각되는 방열판; 상기 방열판의 온도를 감지하는 방열판 온도센서; 실외 온도를 감지하는 실외 온도센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 난방운전인 경우 또는 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 방열판의 냉각이 가능한 설정온도보다 낮은 경우 정상 운전을 실시하고, 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 설정온도보다 높은 경우에만, 상기 방열판 온도센서의 불량 여부를 판단하며, 상기 방열판 온도센서의 불량이 감지되면, 상기 압축기의 주파수를 정상 운전시의 최고 주파수보다 낮은 설정 주파수로 운전 유지하는 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기 설정온도는 23℃인 것이 가능하다.
상기 제어부는 상기 방열판 온도센서의 온도 감지 값이 -15℃ 이하이거나 130℃이상으로 감지되는 경우 방열판 온도센서가 불량인 것으로 판단하는 것이 가능하다.
상기 제어부는 상기 방열판 온도센서 불량 운전시 상기 압축기의 주파수를 정상 운전시 최대 주파수의 60% ~ 80%로 유지되도록 하는 것이 가능하다.
상기 방열판 온도센서 불량 판단시 상기 방열판 온도센서 불량 에러 신호를 출력하는 출력부가 더 구비되는 것이 가능하다.
상기 방열판 온도센서 불량 판단시 상기 방열판 온도센서 불량 에러 신호를 원격지의 서버 또는 단말기로 송신하는 통신부가 더 구비되는 것이 가능하다.
상기 제어부는 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간이 설정 시간을 경과하게 되면, 상기 압축기의 운전을 정지시키는 것이 가능하다.
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그리고, 본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기의 실외기 제어 방법은, 실외 공기의 유입에 의해 냉각되는 방열판의 온도를 측정하는 방열판 온도센서에 의해 방열판의 온도를 감지하고, 실외 온도센서에 의해 실외 온도를 감지하고, 현재의 운전이 난방운전인지를 판단하여, 현재의 운전이 난방운전인 경우 또는 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 방열판의 냉각이 가능한 설정온도보다 낮은 경우 정상 운전되고, 현재의 운전이 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 설정온도보다 높은 경우에만, 상기 방열판 온도센서의 불량여부를 판단하며, 상기 방열판 온도 센서가 불량이라고 판단되는 경우 압축기의 주파수를 정상 운전시의 최고 주파수보다 낮은 설정 주파수로 운전 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 방열판 온도센서 불량운전은 설정시간 동안 유지되며, 설정시간이 경과되면 상기 압축기가 정지되는 것이 가능하다.
상기 실외 온도가 설정온도 이상이고 동시에 상기 방열판 온도 센서가 불량인 경우, 상기 방열판 온도센서의 불량으로 인한 에러 신호를 출력하는 것이 가능하다.
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본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서는 방열판 온도센서의 이상 여부를 판단하여 상기 방열판 온도센서의 이상시 상기 압축기의 구동을 정지시켜 공기조화기의 운전 오류를 방지하고, 정상적인 운전을 위한 조치를 취할 수 있도록 유도할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 방열판 온도센서의 이상 여부를 판단시 상기 압축기의 운전주파수를 최대 값에서 설정 크기만큼 감소된 크기로 운전하는 온도센서 불량운전을 실시하여 운전 중인 상태를 유지할 수 있도록 하여 일정한 수준의 운전 성능을 유지하면서 연속 운전률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
특히, 난방운전인 경우 또는 냉방운전이라도 실외 온도가 설정온도 미만인 경우 전장부품이 장착된 제어부의 온도가 과열되지 않으므로 상기 방열판 온도센서의 불량시에도 정상적인 운전이 가능하므로 이때에는 정상 운전을 실시하도록 하여 불필요한 운전 정지를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 방열판 온도센서의 불량시 에러 상황을 출력부로 에러코드를 출력할 수 있으며, 서비스시 에러코드를 서비스 기사에게 전달하여 정확한 조치를 취할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 이러한 상기 방열판 온도센서의 에러 상황은 통신부를 통해서 원격지의 서버 또는 서비스 기사에게 전달될 수 있으며, 즉각적인 조치가 가능한 이점이 있다.
그리고, 이러한 즉각적인 조치까지 상기 방열판 온도센서의 불량에도 불구하고 설정시간 동안은 온도센서 불량운전을 실시하여 운전 중인 상태를 유지하게 되므로 사용자의 사용 불편을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기가 도시된 도면이다.
도 2는 상기 공기조화기의 냉매 회로 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 상기 공기조화기의 실외기의 분해 사시도이다.
도 4는 상기 실외기의 방열판의 장착 상태를 나타낸 부분 사시도이다.
도 5는 상기 공기조화기의 실외기의 주요 구성들의 관계를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 6은 상기 공기조화기의 방열판 온도센서 불량 여부에 따른 운전 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 공기조화기의 방열판 온도센서 불량 여부에 따른 운전 과정을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기가 도시된 도면이다. 그리고, 도 2는 상기 공기조화기의 냉매 회로 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기(1)는 전체적으로 공기조화를 위한 실내 공간에 설치되는 실내기(10)와, 실외 공간에 설치되는 실외기(20)로 구성되며, 상기 실내기(10)와 실외기(20)를 연결하는 한쌍의 냉매 배관(30)에 의해 운전 모드에 따라 상기 실내기(10) 및 실외기(20) 사이의 냉매 유동이 가능하게 된다.
상기 실내기(10)는 하나 혹은 병렬 연결된 복수의 실외기(20)와 연결되는 구조를 가지며, 다수개가 병렬 연결되도록 구성된다. 다수의 상기 실내기(10)는 각각의 공간에 독립적으로 배치될 수 있으며, 상기 실내기(10)가 구비된 공간을 독립적으로 냉 난방할 수 있도록 구성된다. 도 2에서는 설명과 이해의 편의를 위해 1개의 실내기(10)가 구비된 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 상기 실내기(10)는 도 1 에 도시된 것과 같이 복수개로 구성될 수 있다.
상기 실내기(10)에는 냉매와 실내의 공기가 열교환되는 실내 열교환기(11)와, 실내 공기가 상기 실내 열교환기(11)를 강제로 통과하도록 하여 열교환을 촉진시키는 실내 팬(12)이 구비될 수 있다.
상기 실내 열교환기(11)와 연결되는 냉매 배관(30) 중 상기 실내 열교환기(11)로 냉매를 공급하는 냉매 배관(30)에는 공급되는 냉매의 유량을 제어하는 실내 팽창밸브(13)가 구비될 수 있다.
상기 실외기(20)에는 기체 상태의 냉매가 고온 고압으로 압축될 수 있도록 하는 압축기(21)가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 복수의 상기 압축기(21) 중 적어도 하나 이상은 부하에 따라 용량이 가변될 수 있는 인버터 압축기를 포함할 수 있다.
상기 압축기(21)의 출구와 연결되는 냉매 배관에는 압축기(21)로부터 토출된 냉매에 포함된 오일을 분리하는 오일 분리기(22)가 구비된다. 그리고, 상기 오일 분리기(22)를 지나는 냉매를 실내 열교환기(11) 또는 실외 열교환기(24) 측으로 선택적으로 공급될 수 있도록 하는 사방밸브(four-way valve)(23)가 제공된다.
상기 사방밸브(23)는 각각 상기 실내 열교환기(11)와 실외 열교환기(24), 압축기(21), 어큐뮬레이터(29)와 각각 연결되며, 상기 압축기(21)에서 토출되는 냉매가 냉방 운전 또는 난방 운전에 따라 상기 실내 열교환기(11)와 실외 열교환기(24)로 선택적으로 공급될 수 있도록 유로를 절환할 수 있도록 구성된다.
상기 실외 열교환기(24)는 실외 공기와 냉매가 열교환되도록 하는 것으로, 실외 열교환기(24)의 일측에는 실외 팬(25)에 의해 실외 공기가 상기 실외 열교환기(24)를 강제로 통과하면서 냉매와 열교환할 수 있도록 한다. 복수대의 상기 실외기(20)가 연결되어 구성되는 경우, 상기 실외 열교환기(24)와 실외 팬(25) 각각은 복수개가 구비될 수 있으며, 병렬 연결되어 냉매의 유동이 조절될 수 있을 것이다.
그리고, 상기 실외 열교환기(24)와 연결되는 냉매 배관(30)에는 난방 운전시 공급되는 냉매의 유량을 제어하는 실외 팽창밸브(26)가 구비될 수 있다. 상기 실외 팽창밸브(26)는 냉매의 유량 조절을 위해 개도의 조절이 가능한 전자 팽창밸브(EEV)로 구성될 수 있다.
한편, 상기 실외 열교환기(24)와 및 상기 실외 팽창밸브(26)를 지나 상기 실내 열교환기(11)와 연결되는 냉매 배관에는 상기 실내 열교환기(11)를 향하는 냉매를 과냉각시키기 위한 과냉각기(27)가 구비될 수 있다.
상기 과냉각기(27)의 출구측에는 분지된 냉매 배관(30)의 일부가 상기 과냉각기(27)를 향하도록 형성되며, 상기 냉매 배관(30) 상에는 과냉각 팽창밸브(28)가 구비되어 감압 팽창에 의해 저온 상태가 된 냉매가 상기 과냉각기(27)를 지나면서 상기 과냉각기(27)를 통과하는 냉매를 과냉각시킬 수 있게 된다.
그리고, 과냉각기(27)는 상기 어큐뮬레이터(29)의 입구측과 냉매 배관에 의해 연결되어 상기 과냉각기(27)를 통과하는 냉매를 과냉각시킨 냉매가 상기 어큐뮬레이터(29)로 유입될 수 있도록 한다.
상기 실외 열교환기(24)와 상기 실외 팽창밸브(26) 및 과냉각기(27)를 차례로 지나는 냉매 배관(30)은 상기 실외기(20) 외측으로 연장되어 실내 열교환기(11)와 연결될 수 있게 된다.
상기 실외기(20)의 일측에는 상기 실내 열교환기(11)와 연결되며, 유입되는 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하여 액체 상태의 냉매가 저장되고 기체 상태의 냉매가 상기 압축기(21)로 공급될 수 있도록 하는 상기 어큐뮬레이터(29)가 구비된다.
이들 구성은 모두 냉매 배관(30)에 의해 연결될 수 있으며, 따라서 상기 압축기(21)에서 토출되는 고온 고압의 냉매는 상기 냉매 배관(30)을 따라서 냉매 회로를 순환하게 된다. 그리고, 상기 공기조화기(1)는 사용자의 조작에 따라 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있으며, 이때 상기 사방밸브(23)에 의해 냉매의 유동 방향이 전환될 수 있게 된다.
상세히, 상기 공기조화기(1)가 난방 운전되는 경우, 냉매의 유동방향은 도 2에서 실선으로 표시된 것과 유동될 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면, 상기 압축기(21)에서 압축된 고온 고압의 액체 상태의 냉매는 오일 분리기(22)와 상기 사방밸브(23)를 지나 상기 실외기(20) 측에서 상기 실내기(10) 측으로 공급된다. 상기 실내기(10)의 실내 열교환기(11)로 유입된 냉매는 상기 실내 팬(12)의 구동에 의해서 상기 실내공기와 열교환되어 저온 고압의 액체상태의 냉매가 되며 실내 공간을 난방할 수 있게 된다.
상기 실내 열교환기(11)를 통과한 냉매는 다시 상기 실외기(20) 측으로 유입된다. 상기 실외기(20) 측으로 유입된 냉매는 상기 실외 팽창밸브(26)를 지나면서 감압되어 저온 저압의 액체상태의 냉매가 되며, 상기 실외 열교환기(24)로 유입된다.
상기 실외 열교환기(24)로 유입된 저온 저압의 액체상태 냉매는 상기 실외 팬(25)의 구동에 의해 상기 실외 공기와 열교환하게 되며, 액체상태의 냉매가 기체상태로 상변화된다.
상기 실외 열교환기(24)를 통과한 냉매는 상기 사방밸브(23)를 지나 상기 어큐뮬레이터(29)로 유입된다. 그리고, 상기 어큐뮬레이터(29)에서는 유입된 냉매를 액체와 기체로 분리한 후 기체상태의 냉매가 상기 압축기(21)로 공급될 수 있도록 하며, 이와 같은 사이클을 반복 수행하게 된다.
한편, 상기 공기조화기(1)가 냉방 운전되는 경우, 냉매의 유동방향은 도 2에서 파선으로 표시된 것과 유동될 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면, 상기 압축기(21)에서 압축된 고온 고압의 액체 상태의 냉매는 오일 분리기(22)와 상기 사방밸브(23)를 지나 상기 실외 열교환기(24)를 통과하게 되며, 이때 상기 실외 팬(25)에 의해 실외 공기와 열교환하게 되고 상기 실외 열교환기(24) 내부의 냉매는 저온 고압의 액체상태가 된다.
그리고, 상기 실외 열교환기(24)를 통과한 냉매는 상기 과냉각기(27)를 지나 상기 실외기(20) 측에서 상기 실내기(10) 측으로 유입된다. 상기 실내기(10)로 유입된 저온 고압의 액체상태 냉매는 상기 실내 팽창밸브(13)를 지나면서 감압되고 상기 실내 열교환기(11)로 유입된다.
상기 실내 열교환기(11)를 지나는 냉매는 상기 실내 팬(12)의 구동에 의해 실내공기와 열교환하며, 상기 실내 열교환기(11)의 내부에서 액체 상태의 냉매는 열교환에 의해 상변화되어 저온 저압의 기체 상태 냉매가 된다.
상기 실내 열교환기(11)를 통과한 냉매는 다시 상기 실내기(10) 측에서 실외기(20) 측으로 유입되며, 상기 사방밸브(23)를 통해 상기 어큐뮬레이터(29)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(29)에서 분리된 기체 상태의 냉매는 상기 압축기(21)로 다시 공급되며, 이와 같은 사이클을 반복하여 수행하게 된다.
도 3은 상기 공기조화기의 실외기의 분해 사시도이다. 그리고, 도 4는 상기 실외기의 방열판의 장착 상태를 나타낸 부분 사시도이다.
도면을 참조하여 상기 실외기(20)를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 실외기(20)는 전체적으로 아웃 케이스(201)에 의해 외형이 형성되며, 상기 아웃 케이스(201)의 내부는 베리어(202)에 의해 구획된다. 상기 베리어(202)에 의해 구획된 공간은 실외 열교환기(24)와 실외 팬(25)이 구비되는 열교환실(203)과, 압축기(21)와 냉매 배관 및 컨트롤박스(40)가 장착되는 기계실(204)이 형성된다. 그리고, 상기 기계실의 내부의 상기 냉매 배관에는 냉매 배관에는 전자 팽창 밸브와 절환 밸브 등 각종 밸브와 드라이어, 어큐뮬레이터 등이 연결될 수 있다.
그리고, 상기 기계실(204)과 대응하는 상기 아웃 케이스(201)는 적어도 일부가 개구되도록 형성되며, 상기 개구된 상기 기계실(204)은 패널(205)에 의해 차폐될 수 있게 된다. 따라서, 상기 패널(205)의 개방을 통해 기계실(204)의 내부 특히, 상기 기계실(204) 내부의 컨트롤박스(40)의 서비스가 가능하게 된다.
상기 컨트롤박스(40)는 상기 공기조화기(1)의 운전 제어를 위한 피시비(43,44)와 전장 부품들로 구성될 수 있으며, 제어부(40)라 부를 수 있다. 상기 제어부(40)는 상기 컨트롤박스(40)와 반드시 일치되지는 않을 수도 있으며, 상기 공기조화기(1)의 운전을 제어하기 위한 전장부품이 장착된 기판을 포함할 수 있다.
상기 컨트롤박스(40)는 서로 결합된 판상의 베이스 플레이트(41)와 커버 플레이트(42)로 구성될 수 있으며, 상기 베이스 플레이트(41)와 커버 플레이트(42)에는 각각 제 1 피시비(43)와 제 2 피시비(44)가 장착될 수 있다.
그리고, 상기 베이스 플레이트(41)의 중앙면(411)에는 제 1 피시비(43)가 장착되며, 상기 제 1 피시비(43)가 장착되는 위치와 대응하는 상기 중앙면(411)에는 방열판(45)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 피시비(43)의 발열 위치에 장착되는 방열판(45)은 상기 중앙면(411)을 관통하여 상기 열교환실(203)의 내측으로 노출될 수 있게 된다. 따라서, 상기 열교환실(203) 내부를 유동하는 공기에 의해 상기 제 1 피시비(43)는 방열될 수 있으며 간접 냉각될 수 있게 된다.
한편, 상기 제 1 피시비(43)는 제 2 피시비(44)와 비교할 때 발열량이 높은 부품들이 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 실외기(20)로 전원을 공급하는 전원 공급장치나, 인버터 방식의 상기 압축기를 제어하기 위한 아이피엠(IPM), 아이지비티(IGBT) 브릿지다이오드 등과 같은 스위칭소자 등이 배치될 수 있다.
물론, 전술한 예 외에도 상대적으로 상기 제 2 피시비(44)에 구비되는 구성들 보다 더 발열량이 크고 냉각이 필요한 구성들이 상기 제 1 피시비(43)상에 제공될 수 있게 된다. 또한, 상기 제어부(40)는 단일 피시비로 구성될 수도 있으며, 상기 베이스 플레이트(41)가 아닌 다른 장착 구조를 가질 수도 있다.
상기 베리어(202)는 판상으로 형성되며, 상기 열교환실(203)과 기계실(204)을 좌우 양측으로 구획할 수 있도록 구성된다. 상기 베리어(202)에는 상기 열교환실(203)과 연통되는 개구부(206)가 형성될 수 있다. 상기 개구부(206)는 상기 베이스 플레이트(41)의 일면에 의해 차폐되며, 상기 개구부(206)를 통해 노출되는 상기 베이스 플레이트(41)에는 상기 방열판(45)이 위치된다. 따라서, 상기 열교환실(203)의 내측으로 상기 방열판(45)이 노출될 수 있으며, 상기 열교환실(203) 내부로 유동되는 공기에 의해 상기 컨트롤박스(40)를 간접 냉각 할 수 있게 된다.
한편, 상기 방열판(45)의 일측에는 상기 방열판(45)의 온도를 측정하기 위한 방열판 온도센서(451)가 더 구비될 수 있다. 상기 방열판 온도센서(451)는 상기 방열판(45)의 온도를 측정할 수 있도록 구성되어 상기 제어부(40)에서는 상기 방열판 온도센서(451)를 이용하여 이상 운전 상태 여부를 판단할 수 있으며, 상기 제어부(40)를 구성하는 전장부품들의 과열 여부를 판단할 수 있다.
도 5는 상기 공기조화기의 실외기의 주요 구성들의 관계를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도면을 참조하면, 상기 공기조화기(1)의 운전을 제어하기 위한 상기 제어부(40)는 구동부(50)와 연결될 수 있다. 상기 구동부(50)는 상기 압축기(21)를 비롯한 냉동사이클 구동을 위한 구성들을 포함할 수 있다. 상기 압축기(21)는 부하에 따라 주파수가 가변되는 인버터 타입의 압축기로, 상기 제어부(40)에 의해 부하 또는 운전 상태에 대응한 운전이 이루어지게 된다.
그리고, 상기 제어부(40)는 상기 방열판 온도센서(451)와 연결되어 상기 방열판(45)의 온도를 감지할 수 있으며, 이를 바탕으로 하여 상기 구동부(50)의 운전을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 제어부(40)에는 실외 온도센서(51)가 연결될 수 있으며, 상기 실외 온도센서(51)에서 감지되는 실외의 온도를 참조하여 상기 구동부(50)의 운전을 조절할 수도 있다. 특히, 상기 실외 온도센서(51)에 의해 감지된 온도를 참조하여 아래에서 상세히 설명할 방열판 온도센서 불량 운전 여부를 판단할 수도 있다.
상기 제어부(40)에는 타이머(46)가 연결되어 상기 방열판 온도센서(451) 불량 운전 시간을 비롯한 상기 공기조화기(1) 운전의 시간 정보를 획득할 수 있도록 한다. 물론, 상기 타이머(46)는 제어부(40)와 일체로 구성될 수도 있다.
상기 제어부(40)에는 출력부(52)가 연결될 수 있다. 상기 출력부(52)는 상기 공기조화기(1)의 운전 상태를 출력하기 위한 것으로, 상기 방열판 온도센서(451)의 불량과 같은 에러 상황시 이를 출력할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 출력부(52)는 상기 컨트롤박스(40) 상에 제공될 수 있으며, 따라서 서비스 상황시에 확인 가능하도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 출력부(52)는 사용자에게 정보를 전달할 수 있도록 상기 실내기(10)의 일측 또는 실내에 제공되는 리모컨과 같은 조작부 상의 디스플레이로 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 출력부(52)에서는 에러 상황을 코드의 형태로 표시하여 사용자 또는 서비스 기사가 즉각적인 에러 원인을 확인하도록 할 수 있다.
상기 제어부(40)에는 저장부(47)가 연결될 수 있다. 상기 저장부(47)는 상기 제어부(40)의 제어 기록이 저장될 수 있으며, 상기 방열판 온도센서(451)의 불량에 관한 시간 데이터가 저장될 수도 있다. 따라서 서비스 기사가 이상을 진단하게 될 때 정확한 불량 발생 시점에 대한 데이터를 제공할 수 있다. 또한, 상기 저장부(47)에는 에러 코드에 대한 데이터와, 상기 방열판 온도센서 불량 운전의 수행을 위한 설정 및 기타 운전 정보 등이 저장되어 있을 수도 있다.
그리고, 상기 제어부(40)에는 통신부가 연결될 수 있다. 상기 통신부(53)는 원격지의 서버 또는 서비스 기사의 단말기와 통신 가능한 것으로, 유무선 인터넷 통신, 와이파이(WiFi) 또는 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee), 엔에프씨(NFC)와 같은 근거리 무선 통신이 가능하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 통신부(53)는 상기 제어부(40)에서 상기 방열판 온도센서(451)의 이상 판단시 에러 상황을 즉각적으로 원격지의 서버 또는 서비스 기사의 단말기로 송신할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 가지는 공기조화기의 방열판 온도센서의 이상 여부에 따른 운전에 관하여 살펴보기로 한다.
도 6은 상기 공기조화기의 방열판 온도센서 불량 여부에 따른 운전 과정을 나타낸 순서도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 공기조화기(1)의 운전이 개시되면 먼저 상기 방열판 온도센서(451)는 상기 방열판(45)의 온도를 감지하게 된다. [S110]
그리고, 상기 실외 온도센서(51)에서는 실외기(20)가 배치된 외부 공간의 온도를 감지하게 된다. [S120] 이때, 상기 단계 S110과 S120은 순서가 바뀔 수도 있으며, 동시에 실시될 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 방열판 온도센서(451)와 상기 실외 온도센서(51)에서 온도를 감지한 후에는 상기 제어부(40)에서 현재의 운전 상태가 난방운전인지를 판단하게 된다. [S130] 현재의 운전 상태가 난방운전인 경우에는 실외의 온도가 낮은 상태로 통상적인 운전시 상기 방열판(45)의 온도는 대략 30℃ ~ 40℃를 유지하게 된다.
따라서, 난방운전을 수행하고 있는 상황에서는 상기 방열판 온도센서(451)의 불량 여부와 관계없이 상기 제어부(40)의 전장부품의 과열에 의한 손상이 발생되지 않게 되므로 별도의 방열판 온도센서(451)의 이상 여부에 대한 판단을 하지 않고 정상 운전을 실시하게 된다. 이때, 상기 정상운전은 부하에 따라 상기 압축기(21)가 적정 주파수로 운전되고 있는 상태로 상기 압축기(21)의 정지 또는 운전 상태의 변화 없이 운전을 유지하고 운전 종료 신호가 입력되면 운전을 종료하게 된다. [S140]
한편, 상기 제어부(40)에서 현재의 운전이 난방운전이 아닌 것으로 판단하게 되면, 상기 제어부(40)는 상기 실외 온도센서(51)에서 감지된 실외 온도가 설정 온도 이상인지를 확인하고, 동시에 방열판(45)이 불량 상태인지를 판단하게 된다. [S150]
상기 공기조화기(1)가 난방운전 상태가 아니라 하더라도, 냉방 상온 조건, 즉 실외의 온도가 높지 않은 경우라면 상기 방열판(45)의 온도는 높아지지 않으며, 상기 방열판 온도센서(451)의 불량 여부와 관계없이 상기 제어부(40)의 전장부품의 손상이 발생되지 않게 되므로 별도의 방열판 온도센서(451)의 이상 여부에 대한 판단을 하지 않고 정상 운전을 실시하게 된다. 이때, 상기 설정온도는 대략 23℃가 될 수 있으며, 따라서 상기 냉방운전시에도 실외온도가 설정온도 즉, 23℃ 미만이라면 정상운전[S160]을 수행하게 된다. 이때, 상기 정상운전은 단계 S140의 정상운전과 동일할 것이다.
상기 실외 온도센서(51)에서 감지된 온도가 설정온도 이상인 상태에서, 상기 방열판 온도센서(451)의 상태를 확인하여 불량인 것으로 판단되면 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하게 된다.
이때, 상기 방열판 온도센서(451)의 불량 상태를 확인하는 방법은 인가되는 전원의 상태를 확인하는 방법 또는 감지되는 온도를 확인하는 방법 등이 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 방열판 온도센서(451)에서 감지되는 온도가 정상 온도 범위를 벗어난 온도 즉, -15℃ 이하이거나 130℃이상으로 감지되는 경우 방열판 온도센서(451)가 불량인 것으로 판단하게 된다.
상기 방열판 온도센서(451)는 제조 과정에서 불량이 발생될 수도 있으며, 상기 컨트롤박스(40)에 조립되는 과정 또는 상기 실외기(20)의 이송과정 중에 외부 충격 등에 손상되는 등 다양한 요인으로 인해 불량이 될 수 있다.
그리고, 상기 방열판 온도센서(451)가 불량 상태가 되면, 상기 방열판 온도센서(451)는 정상적인 실제 온도를 감지하지 못하며, -15℃ 또는 130℃와 같이 실제 온도가 아닌 오류값을 감지하게 된다.
따라서, 상기 제어부(40)에서는 실질적으로 상기 방열판 온도센서(451)의 온도 범위가 될 수 없는 온도값 즉, 정상 온도 범위를 벗어난 온도값을 감지하게 되는 경우 상기 방열판 온도센서(451)의 불량을 판단하게 된다. [S150]
한편, 상기 제어부(40)에서 실외 온도가 설정온도 이상이고, 상기 방열판 온도센서(451)가 불량인 것으로 최종 판단하게 되면, 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하게 된다.
상기 방열판 온도센서 불량 운전시 상기 제어부(40)는 상기 압축기(21)의 주파수를 최대치에서 설정 비율만큼 낮춘 상태로 운전을 유지하도록 한다. 예컨데, 상기 압축기(21)의 주파수는 최대 주파수의 대략 70% 로 설정될 수 있으며, 선정되는 주파수의 크기는 상기 방열판(45)의 온도가 과열되지 않도록 80%보다는 크지 않아야 하며, 운전 효율이 급격히 떨어지는 것을 방지하기 위해 60%보다는 크게 설정될 수 있다. 즉, 상기 압축기(21)의 운전 주파수는 최대 주파수의 60% ~ 80%가 적정할 것이다. [S170]
상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간은 설정된 시간동안 지속될 수 있으며, 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간이 설정된 시간 이상이 되었는지를 지속적으로 판단하게 된다. [S180]
그리고, 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간은 설정된 시간 이상이 되는 경우 상기 압축기(21)의 운전을 정지시키게 된다. 상기 압축기(21)의 운전 정지를 통해서 사용자는 상기 공기조화기(1)의 운전에 이상이 있음을 인지하게 되고, 적절한 조치를 취할 수 있게 된다. [S190]
한편, 본 발명은 전술한 실시 예 외에도 다양한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 제어부에서 상기 방열판 온도센서 불량 판단시 이를 출력부로 출력할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 방열판 온도센서 불량 판단시 이를 출력부로 출력하는 단계를 제외한 나머지 단계는 전술한 실시예와 동일할 것이며, 동일한 단계는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 공기조화기의 방열판 온도센서 불량 여부에 따른 운전 과정을 나타낸 순서도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 공기조화기(1)의 운전이 개시되면 먼저 상기 방열판 온도센서(451)는 상기 방열판(45)의 온도를 감지하게 된다. [S110] 그리고, 상기 실외 온도센서(51)에서는 실외기(20)가 배치된 외부 공간의 온도를 감지하게 된다. [S120]
그리고, 상기 방열판 온도센서(451)와 상기 실외 온도센서(51)에서 온도를 감지한 후에는 상기 제어부(40)에서 현재의 운전 상태가 난방운전인지를 판단하게 된다. [S130]
상기 공기조화기(1)가 난방운전을 수행하고 있는 상황에서는 정상 운전을 실시하고 운전 종료 신호가 입력되면 운저을 종료하게 된다. [S140]
한편, 상기 제어부(40)에서 현재의 운전이 난방운전이 아닌 것으로 판단하게 되면, 상기 제어부(40)는 상기 실외 온도센서(51)에서 감지된 실외 온도가 설정 온도 이상인지를 확인하고, 동시에 방열판(45)이 불량 상태인지를 판단하게 된다. [S150]
그리고, 상기 공기조화기(1)가 냉방운전 중이더라도 실외온도가 설정온도 즉, 23℃ 미만이라면 정상운전[S160]을 수행하게 된다.
상기 실외 온도센서(51)에서 감지된 온도가 설정온도 이상인 상태에서, 상기 방열판 온도센서(451)의 상태를 확인하여 불량인 것으로 판단되면 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하게 된다. [S150]
한편, 상기 제어부(40)에서 실외 온도가 설정온도 이상이고, 상기 방열판 온도센서(451)가 불량인 것으로 최종 판단하게 되면, 먼저 에러 상황을 상기 출력부(52)를 통해 출력하게 된다.
상기 출력부(52)는 상기 7세그먼트 또는 디스플레이와 같이 구성될 수 있으며, 따라서 상기 방열판 온도센서(451)의 불량을 특정 코드로 출력할 수 있다. 따라서, 사용자 또는 서비스 기사가 상기 컨트롤박스(40)를 개방하여 상기 출력부(52)를 확인함으로써 정확한 문제의 진단이 가능하게 되고, 상기 방열판 온도센서(451)의 교체 등의 조치를 취할 수 있다.
한편, 상기 통신부(53)가 구비되는 경우 상기 방열판 온도센서(451)가 불량인 것으로 최종 판단되면, 상기 통신부(53)를 통해 원격지의 서버 또는 서비스 기사의 단말기로 상기 방열판 온도센서(451)가 불량인 에러 상황을 출력할 수 있게 된다.
따라서, 상기 방열판 온도센서 불량 운전이 실시되고 있는 동안 원격지에서 상기 방열판 온도센서(451) 불량 문제를 해결할 수 있는 조치를 취할 수 있게 된다. [S210]
상기 방열판 온도센서(451)가 불량이라는 에러 신호를 출력 후 상기 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하게 된다. 상기 방열판 온도센서 불량 운전시 상기 제어부(40)는 상기 압축기(21)의 주파수를 최대치에서 설정 비율만큼 낮춘 상태로 운전을 유지하도록 한다. [S170]
상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간은 설정된 시간동안 지속될 수 있으며, 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간이 설정된 시간 이상이 되었는지를 지속적으로 판단하게 된다. [S180]
그리고, 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간은 설정된 시간 이상이 되는 경우 상기 압축기(21)의 운전을 정지시키게 된다. [S190]

Claims (10)

  1. 부하에 따라 운전 주파수가 가변되는 압축기;
    상기 압축기 및 공기조화기의 운전을 냉방 또는 난방으로 제어하는 제어부;
    상기 제어부 일측에 구비되며, 실외 공기의 유입에 의해 냉각되는 방열판;
    상기 방열판의 온도를 감지하는 방열판 온도센서;
    실외 온도를 감지하는 실외 온도센서;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    난방운전인 경우 또는 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 방열판의 냉각이 가능한 설정온도보다 낮은 경우 정상 운전을 실시하고,
    냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 설정온도보다 높은 경우에만, 상기 방열판 온도센서의 불량 여부를 판단하며,
    상기 방열판 온도센서의 불량이 감지되면, 상기 압축기의 주파수를 정상 운전시의 최고 주파수보다 낮은 설정 주파수로 운전 유지하는 방열판 온도센서 불량 운전을 실시하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정온도는 23℃인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 방열판 온도센서의 온도 감지 값이 -15℃ 이하이거나 130℃이상으로 감지되는 경우 방열판 온도센서가 불량인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 방열판 온도센서 불량 운전시 상기 압축기의 주파수를 정상 운전시 최대 주파수의 60% ~ 80%로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 실외기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판 온도센서 불량 판단시 상기 방열판 온도센서 불량 에러 신호를 출력하는 출력부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 실외기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판 온도센서 불량 판단시 상기 방열판 온도센서 불량 에러 신호를 원격지의 서버 또는 단말기로 송신하는 통신부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 실외기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 방열판 온도센서 불량 운전 시간이 설정 시간을 경과하게 되면, 상기 압축기의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  8. 실외 공기의 유입에 의해 냉각되는 방열판의 온도를 측정하는 방열판 온도센서에 의해 방열판의 온도를 감지하고, 실외 온도센서에 의해 실외 온도를 감지하고, 현재의 운전이 난방운전인지를 판단하여,
    현재의 운전이 난방운전인 경우 또는 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 방열판의 냉각이 가능한 설정온도보다 낮은 경우 정상 운전되고,
    현재의 운전이 냉방운전이면서 상기 실외 온도가 상기 설정온도보다 높은 경우에만, 상기 방열판 온도센서의 불량여부를 판단하며,
    상기 방열판 온도 센서가 불량이라고 판단되는 경우 압축기의 주파수를 정상 운전시의 최고 주파수보다 낮은 설정 주파수로 운전 유지하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 실외기 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방열판 온도센서 불량운전은 설정시간 동안 유지되며, 설정시간이 경과되면 상기 압축기가 정지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 실외 온도가 설정온도 이상이고 동시에 상기 방열판 온도 센서가 불량인 경우, 상기 방열판 온도센서의 불량으로 인한 에러 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기 제어 방법.
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