KR101926186B1 - 대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 팬 코일 유닛 시스템은 실내의 온도를 높이거나 낮추는 팬 코일 유닛; 및 상기 팬 코일 유닛에 연결되며, 상기 팬 코일 유닛의 대기 전력을 절감하는 대기 전력 제어 장치를 구비하고, 상기 대기 전력 제어 장치는, 외부로부터 상용 교류 전압을 입력하고, 소정의 직류 전압을 생성하여 상기 대기 전력 제어 장치의 동작시 필요한 동작 전압으로서 출력하는 동작 전압 공급부; 및 상기 동작 전압 공급부와 상기 팬 코일 유닛에 전기적으로 연결되며, 상기 팬 코일 유닛이 대기 상태로 진입할 때 상기 팬 코일 유닛의 동작을 중지시키는 동작 제어부를 구비하고, 상기 팬 코일 유닛이 대기 상태일 때, 상기 동작 전압 공급부와 상기 동작 제어부는 1 와트 미만의 전력을 소모한다.

Description

대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템 {FAN COIL UNIT SYSTEM HAVING ADDITIONAL STANDBY POWER CONTROL DEVICE}
본 발명은 대기 전력을 절감하는 대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 건물 내부의 온도를 낮추거나 높이기 위하여 팬 코일 유닛 (fan coil unit)을 구비한 팬 코일 유닛 시스템을 설치하여 사용한다. 구체적으로, 건물의 내부를 냉각할 때는 냉수를 팬 코일 유닛 내부의 코일로 보내어 공기를 냉각시키고 팬을 돌려 냉각된 공기를 순환시킴으로써 온도를 낮추고, 건물의 내부를 난방할 때는 온수를 코일로 보내어 공기를 가열하고 팬을 돌려 가열된 공기를 순환시킴으로써 온도를 높여준다.
팬 코일 유닛에 대해서는 예컨대, 국내 실용신안등록 제312184에 개시되어 있으며, 그 구성은, 외부의 함체를 이루는 케이싱, 상기 케이싱 내부의 프레임 사이에 구비되어 실내의 공기를 열교환하는 열교환기(코일 유닛), 상기 열교환기의 하측에 구비되어 외부의 공기를 흡입한 후 상측으로 불어 올려주는 송풍팬, 및 상기 송풍팬을 취부할 수 있도록 상기 송풍팬의 상측에서 상기 프레임에 고정되는 팬 판넬을 포함하여 이루어진 팬 코일 유닛에 있어서, 상기 열교환기에서 열교환시 발생하는 응축수를 팬 판넬에서 받아 외부로 배출할 수 있도록 상기 팬 판넬의 일면에 가로방향으로 길게 패여 형성된 드레인 홈; 상기 드레인 홈의 일측 또는 양측에 형성된 배출공; 상기 팬 판넬의 일측 또는 양측에 구비되고 하면에 배출부가 형성된 드레인 부재; 및 상기 드레인 부재 하측의 배출부와 연결되는 배출호스를 포함한다.
상기 종래의 팬 코일 유닛은 온도를 조절하지 않는 대기 상태. 즉, 장시간 유휴 시간에도 대기 전력을 많이 소모한다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 팬 코일 유닛을 일정한 시간동안 사용하지 않는 경우, 즉 팬 코일 유닛이 대기 상태에 있는 동안, 팬 코일 유닛에서 소모하는 전력을 대폭적으로 감소시키는 대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 팬 코일 유닛 시스템은, 실내의 온도를 높이거나 낮추는 팬 코일 유닛; 및 상기 팬 코일 유닛에 연결되며, 상기 팬 코일 유닛의 대기 전력을 절감하는 대기 전력 제어 장치를 구비하고, 상기 대기 전력 제어 장치는, 외부로부터 상용 교류 전압을 입력하고, 소정의 직류 전압을 생성하여 상기 대기 전력 제어 장치의 동작시 필요한 동작 전압으로서 출력하는 동작 전압 공급부; 상기 동작 전압 공급부와 상기 팬 코일 유닛에 전기적으로 연결되며, 상기 팬 코일 유닛이 대기 상태로 진입할 때 상기 팬 코일 유닛(130)의 동작을 중지시키는 동작 제어부; 및 상기 팬 코일 유닛이 대기 상태로 진입할 때, 상기 동작 제어부의 지시에 따라 상기 상용 전압이 상기 팬 코일 유닛으로 공급되는 것을 차단하고, 상기 팬 코일 유닛이 정상 동작할 때는 상기 동작 제어부의 지시에 따라 상기 상용 전압을 상기 팬 코일 유닛으로 공급하는 전원 릴레이부를 구비한다.
상기 동작 전압 공급부는 상기 상용 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에 전기적으로 연결되며, 상기 직류 전압을 상기 동작 제어부가 동작하는데 적합한 동작 전압으로 변환하여 상기 동작 제어부로 공급하는 변환부; 및 상기 변환부와 부하에 연결되며, 상기 부하가 쇼트될 때, 상기 동작 제어부를 비활성화시켜서 상기 동작 전압 공급부가 상기 동작 전압을 상기 동작 제어부로 공급하는 것을 차단하는 쇼트 검출부를 구비한다.
상기 쇼트 검출부는 일단은 상기 변환부와 연결되고 타단은 상기 부하에 연결되는 저항을 포함하며, 상기 변환부의 출력 전압을 받아서 상기 저항 양단 전압을 바이어스 전압으로 생성하는 바이어스 전압 생성부; 상기 변환부 및 상기 바이어스 전압 생성부에 전기적으로 연결되고, 상기 바이어스 전압 생성부에서 출력되는 바이어스 전압에 따라 동작하여 상기 변환부의 출력 전압을 출력하며, 제1트랜지스터(TR1), 제2트랜지스터(TR2) 및 제3트랜지스터(TR3)를 구비하는 전압 출력 조정부; 상기 전압 출력 조정부에서 출력되는 전압에 포함된 교류 성분을 필터링하여 상기 동작 제어부로 전달하는 필터부; 및 상기 바이어스 전압 생성부와 상기 전압 출력 조정부 및 부하에 전기적으로 연결되고, 직렬연결된 제1저항과 제2저항을 구비하고, 상기 부하의 쇼트 여부를 검출하는 저전위 검출부를 구비한다.
상기 부하가 쇼트되지 않으면 상기 전압 출력 조정부는 상기 저전위 검출부의 제1저항과 제2저항 사이의 노드에 발생되는 전압에 의해 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴온(turn on)되고, 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴온되면 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되고 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되면 상기 제1트랜시즈터(TR1)가 턴온되어 상기 변환부의 출력 전압을 상기 부하로 출력하고, 상기 부하가 쇼트되면 상기 저전위 검출부의 제1저항과 제2저항 사이의 노드에 발생되는 전압에 의해 상기 전압 출력 조정부의 제3트랜지스터(TR3)가 턴오프(turn off)되고, 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴오프되면 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되고 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되면 상기 제1트랜지스터(TR1)가 턴오프되어 상기 변환부의 출력 전압을 출력하지 않는다. 상기 팬 코일 유닛이 대기 상태일 때, 상기 동작 전압 공급부와 상기 동작 제어부는 1 와트 미만의 전력을 소모한다.
본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템에 의하면, 팬 코일 유닛이 일정 시간 동작하지 않는 동안, 즉, 팬 코일 유닛이 대기 상태에 진입할 때에 팬 코일 유닛에서 소모하는 대기 전력을 절감할 수가 있다.
따라서, 팬 코일 유닛이 대기 상태에 있을 때, 팬 코일 유닛 시스템의 대기 전력이 대폭적으로 감소된다. 즉, 팬 코일 유닛 시스템의 대기 전력이 1 와트 미만으로 감소된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일 유닛 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동작 전압 공급부의 상세 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 쇼트 검출부의 상세 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 쇼트 검출부의 회로도의 일 실시예이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 통해 본 발명의 실시예에 따른 팬 코일 유닛 시스템의 구성에 대해 살펴보기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 코일 유닛 시스템(100)의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 팬 코일 유닛 시스템(100)은 대기 전력 제어 장치(110), 드레인 펌프 구동부(120), 슬레이브 장치(140), 팬 코일 유닛(130), 밸브(151), 팬(153), 및 운전신호 출력부(155)를 구비한다.
대기 전력 제어 장치(110)는 팬 코일 유닛(130)이 일정 시간 동작하지 않을 때, 팬 코일 유닛(130)으로 인가되는 전원을 차단한다. 즉, 대기 전력 제어 장치(110)는 팬 코일 유닛(130)의 휴지 기간 중에는 팬 코일 유닛으로 상용전압이 공급되는 것을 차단한다. 구체적으로, 대기 전력 제어 장치(110)는 팬 코일 유닛(130)이 동작하는 조건에서는 팬 코일 유닛(130)으로 상용 전압을 공급하다가, 팬 코일 유닛(130)이 일정 시간동안 동작을 중지하는 조건일때, 즉, 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태로 될 때, 대기 모드로 전환한다. 상기 대기 모드에서 대기 전력 제어 장치(110)는 슬레이브 장치(140)로부터 신호가 입력되는 것을 기다린다. 예컨대, 대기 전력 제어 장치(110)는 슬레이브 장치(140)로부터 팬 코일 유닛의 운전 신호 또는 정지 신호를 받으면, 이에 따라 운전 동작 또는 정지 동작 (대기 모드)을 실행한다.
대기 상태일 때, 팬 코일 유닛(130)에는 전원 공급이 차단된다. 따라서, 대기 상태에서는 팬 코일 유닛(130)의 전원 공급부(131)와 팬 코일 구동부(133)는 동작하지 않으며, 이 때, 대기 전력 제어 장치(110)의 동작 제어부(113)는 슬레이브 장치(140)의 명령을 기다린다.
상술한 바와 같이, 대기 전력 제어 장치(110)는 팬 코일 유닛(130)이 일정 시간동안 동작하지 않을 때, 팬 코일 유닛(130)으로 상용 전압이 공급되는 것을 차단하고, 팬 코일 유닛이 동작을 개시하면, 팬 코일 유닛의 전반적인 동작을 감시 및 제어한다.
일반적으로, 팬 코일 유닛(130)의 대기 동작시 소모되는 전력은 2.5 와트 내지 5 와트 정도인데 반해, 대기 전력 제어 장치(110)의 소모 전력은 1 와트 미만, 예컨대 0.6 와트 이하로 구현이 가능하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치(110)를 구비하여 팬 코일 유닛(130)의 대기 상태시 팬 코일 대신에 상기 대기 전력 제어 장치(110)가 동작함으로써, 팬 코일 유닛(130) 시스템의 대기 전력을 대폭적으로 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 팬 코일 유닛 시스템(100)가 본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치(110)를 구비함으로써, 팬 코일 유닛 시스템(100)의 대기시 소모되는 전력을 2.5 와트 내지 5 와트에서 1와트 미만으로 줄일 수가 있다.
이하, 본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치(110)의 구체적인 구성에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치(110)는 동작 전압 공급부(111), 동작 제어부(113), 및 전원 릴레이부(115)를 구비한다.
동작 전압 공급부(111)는 동작 제어부(113)와 슬레이브장치(140)에 전기적으로 연결된다. 동작 전압 공급부(111)는 외부로부터 상용 전압, 예컨대 110 [Vac] 또는 220 [Vac]의 전압을 받아서, 동작 제어부(113)가 동작하는데 필요한 동작 전압(Vs)을 생성하여 동작 제어부(113)와 슬레이브 장치(120)에 공급한다. 동작 전압 공급부(111)에서 출력되는 동작 전압(Vs)은 예컨대, 5 볼트로 설정되는 것이 바람직하지만, 동작 제어부(113)의 구성에 따라서, 다른 크기의 전압으로 설정될 수 있다. 동작 전압 공급부(111)에 대해서는 도 2를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
동작 제어부(113)는 동작 전압 공급부(111)로부터 출력되는 동작 전압(Vs)을 받아서 동작한다. 동작 제어부(113)는 팬 코일 유닛(130)의 팬코일 구동부(133)에 전기적으로 연결되어 팬코일 구동부(133)의 동작을 감시 및 제어한다. 동작 제어부(113)에는 슬레이브 장치(140)가 연결된다. 슬레이브 장치(140)는 유선 리모컨(리모트 컨트롤러), 무선 리모컨, RF 리모콘, 호스트 컴퓨터 등을 포함한다. 슬레이브 장치(140)는 동작 제어부(113)에 유선 또는 무선으로 연결된다. 슬레이브 장치(140)는 동작 제어부(113)와 신호를 주고받으면서 동작한다.
동작 제어부(113)는 팬코일 구동부(133)의 동작을 감시하며, 슬레이브 장치(140)로부터 신호가 입력되는 것을 기다린다. 그러다가 슬레이브 장치(140)로부터 신호가 입력되면, 그 신호에 따라 동작 제어부(113)는 팬코일 구동부(133)의 동작을 제어한다. 예컨대, 동작 제어부(113)는 슬레이브 장치(140)로부터 팬 코일 구동부(133)를 동작시키라는 신호를 받으면, 전원 릴레이부(115)를 먼저 구동시켜 전원 공급부(131)에 상용 전압을 공급한 뒤, 팬 코일 구동부(133)를 구동시키고, 팬 코일 구동부(133)를 중지시키라는 신호를 받으면, 전원 릴레이부(115)와 팬 코일 구동부(133)를 중지시키고, 대기 모드로 전환한다.
동작 제어부(113)는 슬레이브 장치(140)로부터 신호들을 받아서, 팬 코일 구동부(133)에 연결되는 밸브(1개 이상)(151), 팬(1개 이상)(153), 및 운전신호 출력부(155)를 제어하는 신호를 팬 코일 구동부(133)로 전송할 수 있다.
동작 제어부(113)는 마이크로 컨트롤러(micro-controller)나 소형 컴퓨터로 구성될 수 있다.
전원 릴레이부(115)는 동작 제어부(113)에 연결된다. 전원 릴레이부(115)는 외부로부터 상용 교류 전압, 예컨대 110 [Vac] 또는 220 [Vac]의 전압을 입력하고, 동작 제어부(113)의 지시를 받아서 동작한다. 전원 릴레이부(115)는 팬 코일 유닛(130)의 전원 공급부(131)로 상용 전압을 공급하다가, 팬 코일 유닛(130)이 대기 모드로 진입할 때, 동작 제어부(113)로부터 입력되는 신호에 응답하여 전원 공급부(131)로 공급되는 상용 전압을 차단한다. 그러다가 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태에서 동작 상태로 전환할 때, 동작 제어부(113)로부터 입력되는 신호에 응답하여 상기 상용 전압을 전원 공급부(131)로 출력한다. 전원 릴레이부(115)는 솔리드 릴레이 또는 마그넷 스위치 등으로 구성될 수 있다.
동작 제어부(113)에는 드레인 펌프 구동부(120)가 연결된다. 드레인 펌프 구동부(120)는 팬 코일 유닛(130)의 동작시 결로에 따라 생성되는 물을 배수하는 드레인 펌프의 구동을 제어한다. 드레인 펌프 구동부(120)가 동작하는데 필요한 동작 전압(Vs)을 팬 코일 유닛(130)의 전원 공급부(131)에서 드레인 펌프 구동부(120)로 전압을 공급하지 아니하고, 대기 전력 제어 장치(110)에서 직접 전압(Vs)을 공급함으로써, 기존 팬 코일 유닛으로부터 전원이 공급되던 드레인 펌프 구동부(120)의 동작시 소모되는 전력을 추가로 감소시킬 수 있다. 그에 따라 팬 코일 유닛 시스템(100)의 전체적인 소모 전력이 감소된다.
팬 코일 유닛(130)이 대기 모드로 진입할 때, 팬 코일 유닛(130)의 전원 공급부(131)와 팬코일 구동부(133)는 동작을 중지하고, 대기 전력 제어 장치(110)에 구비되는 동작 전압 공급부(111)와 동작 제어부(113)만 동작을 수행한다. 즉, 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태일 때, 팬코일 구동부(133)는 동작 제어부(113)로부터 구동 신호가 입력될 때까지 동작을 중지한다. 이와 같이, 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태일 때, 팬 코일 유닛(130)에 구비되는 전원 공급부(131)와 팬코일 구동부(133)는 동작을 중지하고, 대기 전력 제어 장치(110)에 구비되는 동작 전압 공급부(111)와 동작 제어부(113)만 대기 동작을 수행함으로써, 전원 공급부(131)와 팬코일 구동부(133)에서는 전력을 소모하지 않게 된다. 이에 따라, 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태일 때, 팬 코일 유닛 시스템(100)에서 소모되는 전력이 대폭적으로 절감된다.
팬 코일 유닛(130)은 일반적으로 건물의 실내에 설치되며, 전원 공급부(131)와 팬코일 구동부(133)를 구비한다.
전원 공급부(131)는 전원 릴레이(115)로부터 상용 전압, 예컨대, 110 [Vac] 또는 220 [Vac]의 전압을 입력받고, 이들 전압으로부터 팬코일 구동부(133)가 동작하는데 필요한 전압들, 예컨대, 12 [V]의 전압과 15 [V]의 전압을 생성하여 출력한다. 전원 공급부(131)는 기존의 기술, 예컨대 SMPS (Switching Mode Power Supply)을 이용하여 구성될 수 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
팬코일 구동부(133)는 전원 공급부(131)로부터 공급되는 전압을 받아서, 팬 코일 유닛(130)에 연결되는 밸브(151)(1개 이상), 팬(153)(1개 이상), 운전신호 출력부(155) 등을 제어한다. 즉, 팬코일 구동부(133)는 대기 전력 제어 장치(110)에 구비되는 동작 제어부(113)로부터 전송되는 밸브 제어 신호, 팬 제어 신호, 운전신호 출력부 제어 신호 등을 받아서, 밸브(151) 팬(153), 운전신호 출력부(155)를 구동시키거나 중지시킨다.
팬 코일 유닛(130)은 냉동기로부터 공급되는 냉수 또는 보일러로부터 공급되는 온수가 통과되는 팬 코일(도시 안됨), 및 상기 팬 코일에서 출력되는 냉기 또는 온기를 실내로 송풍하는 송풍기(도시 안됨)를 포함한다. 상기 팬 코일로 공급되는 냉수 또는 온수는 밸브(151)를 통해 전송될 수 있다. 상기 송풍기는 팬코일 구동부(133)의 제어를 받아서 구동하는 구동 모터(도시 안됨)와, 상기 구동 모터의 회전축으로부터 발생되는 회전력에 의해 구동되는 송풍팬(도시 안됨)을 포함할 수 있다. 상기 송풍팬에 의해 상기 팬 코일로부터 출력되는 냉기 또는 온기가 실내로 송출된다.
대기전력 제어 장치(110)는 무선 원격 신호 수신부(도시 안됨), 유선 원격 신호 수신부(도시 안됨), 실내 온도 감지부(도시 안됨), 팬 코일 배수판 수위 감지부(도시 안됨), 송풍기 모터 이상 전류 감지부(도시 안됨), 송풍기 구동부(도시 안됨), 열원수 밸브 구동부(도시 안됨), 및 데이터 송/수신부(도시 안됨)를 더 포함할 수 있다.
상기 무선 원격 신호 수신부는 슬레이브 장치(140), 예컨대 무선 리모컨으로부터 송신되는 무선 원격 제어 신호를 수신하여 동작 제어부(113)으로 전달한다.
상기 유선 원격 신호 수신부는 슬레이브 장치(140), 예컨대, 유선 리모컨으로부터 송신되는 유선 원격 제어 신호를 수신하여 동작 제어부(113)로 전달한다.
상기 실내 온도 감지부는 팬 코일 유닛(130)이 설치된 실내의 온도를 감지하여 동작 제어부(113)로 전달한다.
상기 팬 코일 배수판 수위 감지부는 팬 코일의 배수판에 고이는 물의 높이를 감지하여 동작 제어부(113)로 전달한다.
상기 송풍기 모터 이상 전류 감지부는 송풍기의 모터(도시 안됨)로부터 발생되는 이상 전류를 감지하여 동작 제어부(113)로 전달한다.
동작 제어부(113)는 상기 무선 원격 신호 수신부 또는 상기 유선 원격 신호 수신부로부터 입력되는 원격 제어 신호와 상기 실내 온도 감지부로부터 입력되는 실내 온도 감지신호에 따라 이에 상응하는 제어신호를 팬 코일 유닛(130)으로 출력하여 실내 온도를 설정된 온도로 조정한다. 동작 제어부(113)는 또한 상기 팬 코일 배수판 수위 감지부, 상기 데이터 송/수신부, 및 상기 송풍기 모터 이상 전류 감지부를 통해 수위 센서 에러, 통신 에러 및 이상 전류 중 어느 하나가 감지되면 이에 상응하는 제어신호를 출력하여 배수판 수위와 송풍기 모터의 동작을 제어한다.
상기 송풍기 구동부는 동작 제어부(113)로부터 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 상기 송풍기로 공급되는 상용 교류 전압을 단속한다.
상기 열원수 밸브 구동부는 동작 제어부(113)로부터 제어신호를 입력받아 스위칭 동작되어 열원수 밸브로 공급되는 상용 교류 전압을 단속한다.
상기 데이터 송/수신부는 동작 제어부(113)가 외부 네트워크와 통신할 수 있도록 데이터를 주고받는 장치이다.
적어도 하나의 팬코일 유닛과 중앙관제시스템(도시 안됨)은 전원선을 통신선으로 이용하는 전력선 통신 방식 또는 전용통신 케이블을 이용하는 RS485 통신 방식을 이용하여 통신하면서 팬코일 유닛을 제어할 수 있으며, 유선 리모컨을 연결할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 동작 전압 공급부(111)의 상세 블록도이다. 도 2를 참조하면, 동작 전압 공급부(111)는 정류부(210), 변환부(220), 및 쇼트 검출부(230)를 구비한다.
정류부(210)는 상용 전압, 예컨대, 220 [Vac]의 전압을 전파 정류하여 변환부(220)로 전송한다. 정류부(210)는 상용 전압을 전파 정류하기 위하여 다양한 종류의 전파 정류기를 구비할 수 있으나, 브리지(bridge) 정류기로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 브리지 정류기는 4개의 다이오드들(미도시)을 포함하여 구성된다.
변환부(220)는 정류부(210)에 전기적으로 연결되며, 정류부(210)로부터 출력되는 전압을 그보다 낮은 전압, 즉, 동작 제어부(113)의 동작에 필요한 동작 전압(Vs), 예컨대 5볼트로 낮추어서 출력한다. 변환부(220)는 변환부에서 출력되는 높은 DC 전압을 그보다 낮은 DC 전압으로 변환하는 DC-DC- 컨버터를 구비할 수 있다.
상기 정류부(210)와 변환부(220)는 SMPS를 이용하여 구성될 수 있다.
쇼트 검출부(230)는 변환부(220)와 부하 및 동작 제어부(도 1의 113)에 전기적으로 연결된다. 쇼트 검출부(230)는 상기 부하에 쇼트가 발생하는지 여부를 검출한다. 만일 상기 부하에 쇼트가 발생하면 동작 제어부(113)로 공급되는 동작 전압(Vs)을 차단하여 대기 전력 제어 장치(110)의 손상을 방지한다. 쇼트 검출부(230)에 대해서는 도 3을 통하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시된 쇼트 검출부(230)의 상세 블록도이다. 도 3을 참조하면, 쇼트 검출부(230)는 바이어스 전압 생성부(231), 전압 출력 조정부(233), 저전위 검출부(235), 및 필터부(237)를 구비한다.
바이어스 전압 생성부(231)는 변환부(도 2의 220), 전압 출력 조정부(233)에 전기적으로 연결된다. 바이어스 전압 생성부(231)는 변환부(도 2의 220)에서 출력되는 전압(Va)을 받아서 전압 출력 조정부(233)의 동작에 필요한 바이어스 전압(Vb)을 공급한다.
전압 출력 조정부(233)는 변환부(도 2의 220)와 바이어스 전압 생성부(231), 및 필터부(237)에 전기적으로 연결된다. 전압 출력 조정부(233)는 바이어스 전압 생성부(231)에서 출력되는 바이어스 전압(Vb)을 받아서 동작하며, 변환부(도 2의 220)에서 출력되는 전압(Va)을 받아서 필터부(237)로 전달한다. 전압 출력 조정부(233)는 또한, 저전위 검출부(235)에 전기적으로 연결된다. 전압 출력 조정부(233)는 저전위 검출부(235)의 출력 전압에 따라 그의 출력 전압의 출력 여부를 결정한다. 즉, 저전위 검출부(235)의 출력 전압이 소정 전압 이상이면 전압 출력 조정부(233)는 활성화되어 변환부(220)의 출력 전압을 그대로 필터부(237)로 전달하고, 저전위 검출부(235)의 출력 전압이 소정 전압 이하이면, 예컨대 접지 전압이면, 전압 출력 조정부(233)는 비활성화되어 변환부(220)의 출력 전압(Va)을 필터부(237)로 전달하지 않는다.
저전위 검출부(235)는 필터부(237)에 연결되어 필터부(237)에 연결된 부하의 쇼트 여부를 검출한다. 즉, 부하가 쇼트되지 않으면, 소정 전압 이상의 전압을 출력하지만, 부하가 쇼트되면 소정 전압 이하, 예컨대 접지 전압을 출력한다. 저전위 검출부(235)는 바이어스 전압 생성부(231)에서 출력되는 바이어스 전압(Vb)을 받아서 동작한다. 저전위 검출부(235)는 정상 동작시 바이어스 전압(Vb)을 그보다 낮은 전압으로 분할하여 전압 출력 조정부(233)에 인가한다.
이와 같이, 대기 전력 제어 장치(도 1의 110)가 쇼트 검출부(230)를 구비함으로써, 부하가 쇼트될 경우에 상기 쇼트로 인하여 대기전력 제어 장치(도 1의 110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
필터부(237)는 전압 출력 조정부(233)의 출력 전압(Va)을 필터링하여 출력한다. 즉, 필터부(237)는 전압 출력 조정부(233)의 출력 전압(Va)에 포함된 교류 성분을 제거하여 순수한 직류 성분을 갖는 동작 전압(Vs)을 출력한다.
도 4는 도 3에 도시된 쇼트 검출부(230)의 회로도의 일 실시예이다.
도 4를 참조하면, 바이어스 전압 생성부(231)는 저항(Rb)을 구비한다. 따라서, 바이어스 전압 생성부(231)에 인가되는 전압(Va)은 저항(Rb)에 의해 강하되어 바이어스 전압(Vb)으로서 출력된다. 저항(Rb)은 바이어스 전압(Vb)을 생성하기에 적합한 저항값을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 전압 출력 조정부(233)는 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3)과 저항들(R1, R2, R3)을 구비한다. 제3트랜지스터(TR3)가 턴온되면, 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되고, 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되면 제1트랜지스터 (TR1)가 턴온됨으로써, 쇼트 검출부(230)의 입력 전압(Va)이 그대로 필터부(237)로 전송된다. 즉, 대기 전력 제어 장치(110)가 대기 모드일 때, 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3)이 턴온되고, 그에 따라 쇼트 검출부(230)의 입력 전압(Va)이 대기 전압(Vs)으로서 쇼트 검출부(230)로부터 출력된다. 제3트랜지스터(TR3)가 턴오프되면, 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되고, 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되면 제1트랜지스터(TR1)가 턴오프되어 쇼트 검출부(230)로부터 대기 전압(Vs)이 출력되지 않는다. 트랜지스터들(TR1, TR2, TR3)은 도 4에 바이폴라 트랜지스터(Bipolar Transistor)들로서 도시되어 있지만, 경우에 따라서는 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor)들로 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 저전위 검출부(235)는 저항들(R4, R5)을 구비한다. 바이어스 전압 생성부(231)로부터 출력되는 바이어스 전압(Vb)이 입력되면, 저항들(R4, R5) 사이의 노드(N1)에 소정 전압이 발생하고, 상기 소정 전압에 의해 전압 출력 조정부(233)의 트랜지스터(TR3)가 턴온되고, 그에 따라 다른 트랜지스터들(TR1, TR2)이 턴온됨으로써, 전압 출력 조정부(233)가 활성화되어 입력되는 변환부(도 2의 220)의 출력 전압(Va)을 그대로 출력한다. 노드(N1)에 발생하는 전압은 저전위 검출부(235)에 인가되는 바이어스 전압(Vb)이 저항들(R4, R5)에 의해 분배되어 발생한다. 따라서, 노드(N1)에 발생하는 전압은 바이어스 전압(Vb)보다 낮으며, 그 크기는 저항들(R4, R5)의 비율에 따라 결정된다. 저항(R4)의 일단은 필터부(237)에 연결된 부하에 연결되고, 저항(R5)의 일단은 접지된다. 따라서, 부하가 쇼트되면, 저항(R4)의 일단은 접지 전압 레벨로 낮아지고, 그에 의해 노드(N1)의 전압도 접지 전압으로 낮아진다. 따라서, 전압 출력 조정부(233)의 트랜지스터(TR3)는 턴오프되고, 그에 의해 다른 트랜지스터들(TR1, TR2)도 턴오프된다. 그 결과, 전압 출력 조정부(233)는 비활성되어 전압 출력 조정부(233)로부터 전압이 출력되지 않는다.
이와 같이, 쇼트 검출부(230)가 동작 전압 공급부(도 2의 111)에 구비됨으로써, 부하가 쇼트될 때, 대기 전력 제어 장치(110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 참조하면 필터부(237)는 캐패시터들(C1, C2)을 구비한다. 캐패시터들(C1, C2)에 의해 필터부(237)에 입력되는 전압(Va)에 포함된 교류 성분들이 제거되어 순수한 직류 성분을 가진 동작 전압(Vs)이 필터부(237)로부터 출력되어, 부하 즉, 동작 제어부(113)로 공급된다. 도 4에서는 필터부(237)가 2개의 캐패시터들(C1, C2)을 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 1개의 캐패시터, 또는 코일과 캐패시터들, 또는 저항과 캐패시터들을 구비할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 팬 코일 유닛 시스템(100)이 본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치를 구비함으로써, 팬 코일 유닛이 일정 시간 동작하지 않는 동안, 즉, 팬 코일 유닛이 대기 상태에 있을 때에 팬 코일 유닛의 동작을 중지시켜서 팬 코일 유닛에서 소모하는 대기 전력을 절감할 수 있다. 따라서, 팬 코일 유닛의 대기 상태에서 팬 코일 유닛 시스템의 대기 전력을 기존의 팬 코일 유닛 시스템에 비해 대폭적으로 감소시킬 수가 있다. 즉, 팬 코일 유닛 시스템의 대기 전력이 1 와트 미만으로 감소된다.
본 발명에 따른 대기 전력 제어 장치는 팬 코일 유닛만이 아닌 환기장치 또는 냉동기 등 대기전력이 존재하는 장치 및 제어장치에도 공통으로 사용이 가능하다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되어 있으며, 특정한 용어들이 사용되고 있으나, 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이며, 본 발명의 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 또한, 본 발명은 도면들에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 팬 코일 유닛 시스템
110: 대기 전력 제어 장치
111: 동작 전압 공급부
113: 동작 제어부
115: 전원 릴레이부
120: 드레인 펌프 구동부
130: 팬 코일 유닛
131: 전원 공급부
133: 팬코일 구동부
140: 슬레이브 장치
210: 정류부
220: 변환부
230: 쇼트 검출부
231: 바이어스 전압 생성부
233: 전압 출력 조정부
235: 저전위 검출부
237: 필터부
TR1 : 제1트랜지스터
TR2 : 제2트랜지스터
TR3 : 제3트랜지스터
R1, R2, R3, R4, R5: 저항
C1, C2: 캐패시터

Claims (2)

  1. 팬 코일 유닛 시스템에 있어서,
    실내의 온도를 높이거나 낮추는 팬 코일 유닛(130); 및
    상기 팬 코일 유닛(130)에 연결되며, 상기 팬 코일 유닛(130)의 대기 전력을 절감하는 대기 전력 제어 장치(110)를 구비하고,
    상기 대기 전력 제어 장치(110)는,
    외부로부터 상용 교류 전압을 입력하고, 소정의 직류 전압을 생성하여 상기 대기 전력 제어 장치의 동작시 필요한 동작 전압으로서 출력하는 동작 전압 공급부(111);
    상기 동작 전압 공급부(111)와 상기 팬 코일 유닛(130)에 전기적으로 연결되며, 상기 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태로 진입할 때 상기 팬 코일 유닛(130)의 동작을 중지시키는 동작 제어부(113); 및
    상기 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태로 진입할 때, 상기 동작 제어부(113)의 지시에 따라 상기 상용 교류 전압이 상기 팬 코일 유닛(130)으로 공급되는 것을 차단하고, 상기 팬 코일 유닛(130)이 정상 동작할 때는 상기 동작 제어부(113)의 지시에 따라 상기 상용 전압을 상기 팬 코일 유닛(130)으로 공급하는 전원 릴레이부(115)를 구비하고,
    상기 동작 전압 공급부(111)는
    상기 상용 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(210);
    상기 정류부(210)에 전기적으로 연결되며, 상기 직류 전압을 상기 동작 제어부(113)가 동작할 수 있는 전압으로 변환하여 상기 동작 제어부(113)로 공급하는 변환부(220); 및
    상기 변환부(220)와 부하에 연결되며, 상기 부하가 쇼트될 때, 상기 동작 제어부(113)를 비활성화시켜서 상기 동작 전압 공급부(111)가 상기 동작 전압을 상기 동작 제어부(113)로 공급하는 것을 차단하는 쇼트 검출부(230)를 구비하고,
    상기 쇼트 검출부(230)는
    일단은 상기 변환부(220)와 연결되고 타단은 상기 부하에 연결되는 저항(Rb)을 포함하며, 상기 변환부(220)의 출력 전압을 받아서 상기 저항 양단 전압을 바이어스 전압으로 생성하는 바이어스 전압 생성부(231);
    상기 변환부(220) 및 상기 바이어스 전압 생성부(231)에 전기적으로 연결되고, 상기 바이어스 전압 생성부(231)에서 출력되는 바이어스 전압에 따라 동작하여 상기 변환부(220)의 출력 전압을 출력하며, 제1트랜지스터(TR1), 제2트랜지스터(TR2) 및 제3트랜지스터(TR3)를 구비하는 전압 출력 조정부(233);
    상기 전압 출력 조정부(233)에서 출력되는 전압에 포함된 교류 성분을 필터링하여 상기 동작 제어부(113)로 전달하는 필터부(237); 및
    상기 바이어스 전압 생성부(231)와 상기 전압 출력 조정부(233) 및 부하에 전기적으로 연결되고, 직렬연결된 제1저항(R4)과 제2저항(R5)을 구비하고, 상기 부하의 쇼트 여부를 검출하는 저전위 검출부(235)를 구비하고,
    상기 부하가 쇼트되지 않으면 상기 전압 출력 조정부(233)는 상기 저전위 검출부(235)의 제1저항(R4)과 제2저항(R5) 사이의 노드에 발생되는 전압에 의해 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴온(turn on)되고, 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴온되면 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되고 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴온되면 상기 제1트랜지스터(TR1)가 턴온되어 상기 변환부(220)의 출력 전압을 상기 부하로 출력하고, 상기 부하가 쇼트되면 상기 저전위 검출부(235)의 제1저항(R4)과 제2저항(R4) 사이의 노드에 발생되는 전압에 의해 상기 전압 출력 조정부(233)의 제3트랜지스터(TR3)가 턴오프(turn off)되고, 상기 제3트랜지스터(TR3)가 턴오프되면 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되고 상기 제2트랜지스터(TR2)가 턴오프되면 상기 제1트랜지스터(TR1)가 턴오프되어 상기 변환부(220)의 출력 전압을 출력하지 않고,
    상기 팬 코일 유닛(130)이 대기 상태일 때, 상기 동작 전압 공급부(111)와 상기 동작 제어부(113)는 1 와트 미만의 전력을 소모하고,
    상기 대기전력제어장치(110)는 상기 부하로서 유선 리모컨을 더 구비하고, 상기 유선리모컨으로부터 송신되는 유선 원격 제어신호를 수신하여 상기 동작제어부(113)으로 전달하고, 상기 동작제어부(113)는 상기 유선원격제어신호를 수신하여 상기 유선원격제어신호에 상응하는 제어신호를 상기 팬 코일유닛(130)으로 출력하여 실내 온도를 설정된 온도로 조정하는 것을 특징으로 하는 팬 코일 유닛 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팬 코일 유닛(130)에는 상기 팬 코일 유닛(130)이 동작할 때 결로에 따라 생성되는 물을 배수하는 드레인 펌프를 구동하는 드레인 펌프 구동부(120)가 연결되며,
    상기 팬 코일 유닛(130)에 구비되는 전원 공급부(131)에서 상기 드레인 펌프 구동부(120)로 전압을 공급하지 아니하고, 상기 대기 전력 제어 장치에서 전압을 직접 상기 드레인 펌프 구동부(120)로 공급하여 상기 드레인 펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 팬 코일 유닛 시스템.
KR1020180040623A 2017-11-15 2018-04-06 대기 전력 제어 장치가 추가된 팬 코일 유닛 시스템 KR101926186B1 (ko)

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