KR102150312B1 - 공기 조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 제어부의 실내팬 모터 제어 신호에 따라 구동되는 실내팬 모터; 및 강풍 운전모드 구동에 따라 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면 실내팬 모터 구동 전압을 체크하고, 이를 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하여 차이가 있는 경우, 또는 구동조건 재 설정 요청 시, 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

공기 조화기 및 그 제어방법{AIR CONDITIONER AND METHOD FOR CONTROL OF AIR CONDITIONER}
공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 냉동사이클을 이용하여 공기를 조화하는 장치로서, 외관을 이루는 본체 내부에 실내팬과 실내 열교환기를 구비하여, 실내팬을 통해 실내공기를 본체 내부로 흡입하고, 실내 열교환기를 통과한 공기가 냉각 또는 가열되도록 함으로써 실내 공간을 냉방 또는 난방할 수 있도록 되어 있다.
또한, 공기조화기의 본체 외부에는 실내 공간으로부터 공기를 흡입하기 위한 흡입구 및 실내 열교환기를 통해 열 교환된 공기를 실내 공간으로 토출하기 위한 토출구가 마련되어 있으며, 흡입구의 내측에는 본체 내부로 흡입되는 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질을 거르고, 공기를 정화하기 위한 다양한 종류의 필터들이 설치된다.
이러한 공기조화기를 장시간 사용하다 보면 필터에 먼지 등의 이물질이 쌓이게 되는데, 이는 팬 풍량의 변화를 일으킬 수 있다. 또한, 팬 풍량의 변화는 상술한 사항 이외에도 공기조화기의 설치 조건(예를 들어, 시스템 에어컨의 건물 내 설치 시 덕트 조건(길이 등))에 따라 발생할 수 있다.
공기 조화기 및 그 제어방법의 일 측면은 공기 조화기의 환경변화에 따라 정압을 자동으로 판단하여 토출 풍량을 일정하게 유지하기 위한 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 공기 조화기는, 제어부의 실내팬 모터 제어 신호에 따라 구동되는 실내팬 모터; 및 사용자에 의해서 구동조건 재 설정 요청이 입력 되면, 실내팬 모터 구동 전압 및 실내팬 모터 회전수에 기초하여 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정하거나, 또는 강풍 운전모드 구동 시 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면 실내팬 모터 구동 전압을 체크하고, 이를 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하여 차이가 있는 경우, 상기 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 강풍 운전모드 구동 중 정격 풍량 기준의 조정이 요구되는 경우 구동조건 설정모드로 전환하여 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드로 구동하도록 제어하는 구동 모드 제어부; 공기 조화기의 실내팬 모터 구동 전압을 실시간으로 체크하는 상태 체크부; 상기 비 피드백 제어 상태의 실내기 송풍 모드 중 상기 상태 체크부에 의해서 체크되는 실내팬 모터 구동 전압과 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정하는 구동조건 설정부; 및 상기 구동조건 설정부에 의해서 설정된 정력 풍량 기준을 기초로 상기 실내 팬 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 실내팬 모터 회전수에 대응되는 카운팅값을 관리하여, 상기 상태 체크부에 의해서 정격 풍량 기준 재설정을 위해 실내팬 모터 회전수를 체크할 때 해당 실내팬 모터 회전수에 대응되어 증가 또는 감소하는 카운팅값을 체크하기 위한 카운팅부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상태 체크부는, 초기 실내팬 모터 구동 전압에 상기 카운팅부에 의해서 카운팅된 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 현재 실내팬 모터 구동 전압을 산출할 수 있다.
또한, 구동조건 설정부는, 상기 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작으면 해당 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정할 수 있다.
또한, 구동조건 설정부는, 상기 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 크면, 상기 상태 체크부로 상태 체크를 요청할 수 있다.
또한, 구동조건 설정모드로 전환은, 사용자에 의해서 구동조건 설정모드 전환 요청이 선택됨에 따라 이루어지거나, 또는 강풍 운전모드 구동 중 실내팬 모터 구동 전압이 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 상이한 경우 자동으로 이루어질 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법은, 강풍 운전모드를 구동하는 단계; 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면, 실내팬 모터 구동 전압을 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하는 단계; 비교 결과, 서로 상이한 경우, 현재 실내팬 모터 회전수의 카운팅값을 기준 카운팅값으로 저장하는 단계; 구동조건 설정모드로 전환하여 실내기 송풍 모드로 구동하는 단계; 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계; 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계; 비교 결과, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 현재 실내팬 모터 회전수와 최소 실내팬 모터 회전수를 비교하는 단계; 및 비교 결과, 현재 실내팬 모터 회전수가 최소 실내팬 모터 회전수와 동일한 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 실내기 송풍 모드로 구동하는 단계에서, 상기 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환할 수 있다.
또한, 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계에서, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 산출할 수 있다.
또한, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계는, 상기 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 상기 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정할 수 있다.
또한, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 큰 경우, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계 이후에, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압과 최대 실내팬 모터 구동 전압을 비교하는 단계; 및 비교 결과, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 작은 경우, 상기 기준 카운팅값을 한 단계 증가시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 현재 실내팬 모터 회전수가 최소 실내팬 모터 회전수와 동일하지 않은 경우, 상기 기준 카운팅값을 한 단계 감소시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법은, 구동조건 설정모드로 전환함에 따라, 실내기 송풍 모드를 구동하는 단계; 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계; 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계; 및 비교 결과, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 실내기 송풍 모드를 구동하는 단계에서, 상기 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환할 수 있다.
또한, 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계에서, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 산출할 수 있다.
또한, 상기 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계는, 상기 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 상기 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정할 수 있다.
또한, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 큰 경우, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계 이후에, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압과 최대 실내팬 모터 구동 전압을 비교하는 단계; 및 비교 결과, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 작은 경우, 현재 카운팅값을 한 단계 증가시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
공기 조화기 및 그 제어방법의 일 측면에 의하면, 먼지 등의 이물질로 인한 외부환경 변화 또는 공기조화기의 설치환경에 따라 팬 모터의 구동 전압을 조정하여 팬 모터의 회전수(RPM)를 설정하기 때문에, 토출되는 풍량을 일정 수준으로 유지할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 공기 조화기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 공기 조화기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3은 공기 조화기의 제어방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 공기 조화기의 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 7은 공기 조화기의 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 내지 도 10은 공기 조화기의 제어방법을 설명하기 위한 팬의 출력파형을 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 공기 조화기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 공기 조화기(1)는 실외기(10) 및 실내기(20)를 포함할 수 있다. 　이때, 실외기(10)와 실내기(20)는 서로 간에 전원 및 통신 신호를 송수신할 수 있도록 연결될 수 있다.
먼저, 실외기(10)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(11), 압축기(11)에서 압축된 고온고압 기체냉매의 흐름방향을 조절하는 사방밸브(12), 압축기(11)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 전달받아 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기(13), 실외 열교환기(13)에서 열교환이 이루어지도록 실외 팬모터(15)에 의해 실외공기를 강제 송풍시키는 실외팬(14), 냉매 유량을 조절하면서 열교환된 냉매를 감압 팽창시키는 전자 팽창 밸브(17)를 포함할 수 있다. 　이때, 전자 팽창 밸브(EEV: Electronic Expansion Valve)(17)는 그 개도에 따라 냉매의 과열도 및 과냉도를 조절할 수 있다. 　또한, 압축기(11)의 흡입측에는 압축기(11)에 유입되는 냉매를 완전 기체상태의 가스로 변환시키는 어큐뮬레이터(16)를 설치할 수 있다.
또한, 실내기(20)는 냉매를 전달받아 실내공기와 열교환하는 실내 열교환기(21), 실내 열교환기(21)에서 열 교환이 이루어지도록 실내 팬모터(23)에 의해 실내공기를 강제 송풍시키는 실내팬(22)을 포함할 수 있다. 　또한, 실내 열교환기(21)에 연결된 배관 중에서 냉방운전 시 냉매가 흡입되는 입구측 배관에는 냉매를 팽창시키는 전자 팽창 밸브(24), 실내 열교환기(21)의 입구측 배관온도를 감지하는 실내 열교환기 온도센서(26)가 설치될 수 있다. 　또한, 실내 열교환기(21)에 연결된 배관 중에서 냉방운전 시 냉매가 배출되는 출구측 배관에는 냉매 흐름을 조절하는 냉매조절밸브(25)가 설치될 수 있다.
도 2는 공기 조화기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
이하에서는, 공기 조화기의 제어방법을 설명하기 위한 그래프인 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에서 도시하는 바와 같이, 공기 조화기(100)는 전원부(110), 입력부(120), 표시부(130), 메모리(140), 실내팬 모터(150) 및 제어부(160)를 포함하여, 환경변화에 따라 정압을 자동으로 판단하여 토출 풍량을 최적 수준으로 유지할 수 있도록 한다. 이때, 정압은 실내기 전후로 공기를 이송시키는 저항(mmAq 또는 Pa)으로, 배관에 걸리는 저항도 포함할 수 있다. 상기 정압은 먼지 등의 이물질에 의해서 형성될 수 있으며, 만약, 공기 조화기가 건물 등에 설치되는 시스템 공기 조화기인 경우, 덕트 설치환경(배관 길이, 관경, 곡선부의 조건 등)에 따라 결정될 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 전원부(100)는 교류전원단(미도시)으로부터 공급되는 상용교류전압을 실내기의 동작에 요구되는 소정의 직류전압으로 변환하여 출력할 수 있다.
입력부(120)는 사용자에 의해서 요청되는 운전모드(예를 들어, 강, 중, 약, 터보 등의 풍량모드, 자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등의 기능모드 등)와 운전의 시작/정지, 희망온도, 설정풍향 등을 입력할 수 있도록 본체(미도시)에 구비된 전면패널 또는 리모컨의 다수의 키를 포함할 수 있다.
표시부(130)는 공기 조화기(100)에서 동작되는 상태를 사용자가 확인할 수 있도록 출력하는 구성으로, 예를 들어, 입력부(120)에 의해서 입력된 운전모드, 희망온도 등을 표시하거나, 또는 공기 조화기(100) 상에서 발생하는 에러 등을 표시할 수 있다. 메모리(140)는 공기 조화기(100)와 관련된 각종 정보를 저장하는 구성일 수 있다.
실내팬 모터(150)는 제어부(160)의 실내팬 모터 제어 신호에 따라 구동될 수 있다.
제어부(160)는 사용자에 의해서 구동조건 재 설정 요청이 입력 되면, 실내팬 모터 구동 전압 및 실내팬 모터 회전수에 기초하여 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정하거나, 또는 강풍 운전모드 구동 시 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면 실내팬 모터 구동 전압을 체크하고, 이를 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하여 차이가 있는 경우, 상기 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정할 수 있다. 이때, 사용자에 의해서 구동조건 재 설정 요청이 입력되는 경우는, 공기 조화기 설치 시 빌딩 내 덕트 환경에 따라 정격 풍량 조건이 설정되도록 요청되는 경우이며, 이에 한정되지 않고, 덕트 환경을 변경한 경우에도 가능하다 할 것이다.
도 2에서 도시하는 바와 같이, 제어부(160)는 구동 모드 제어부(161), 상태 체크부(163), 구동조건 설정부(165), 카운팅부(167) 및 모터 제어부(169)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 구동 모드 제어부(161)는 강풍 운전모드 구동 중 정격 풍량 기준의 조정이 요구되는 경우 구동조건 설정모드로 전환하여 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드로 구동하도록 제어할 수 있다. 상기 구동조건 설정모드로 전환은 사용자에 의해서 구동조건 설정모드 전환 요청이 선택됨에 따라 이루어지거나, 또는 강풍 운전모드 구동 중 실내팬 모터 구동 전압이 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 상이한 경우 자동으로 이루어질 수 있다. 또한, 비 피드백 제어 상태는 실외기 통신을 제외한 무선 리모컨, 오토키(AutoKey), 유선 리모컨, 중계기 등의 타 제어 신호를 수신하지 않는 상태를 의미할 수 있다. 이때, 실내팬 에러 이외에 모든 에러는 디스에이블(Disable) 상태로 전환할 수 있다.
상태 체크부(163)는 공기 조화기(100)의 실내팬 모터 구동 전압을 실시간으로 체크할 수 있다. 이때, 상태 체크부(163)는 초기 실내팬 모터 구동 전압에 카운팅부(167)에 의해서 카운팅된 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 현재 실내팬 모터 구동 전압을 산출할 수 있다.
구동조건 설정부(165)는 비 피드백 제어 상태의 실내기 송풍 모드 중 상태 체크부(163)에 의해서 체크되는 실내팬 모터 구동 전압과 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정할 수 있다.
또한, 구동조건 설정부(165)는 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작으면 해당 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정할 수 있다.
또한, 구동조건 설정부(165)는 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 크면, 상태 체크부(163)로 상태 체크를 요청할 수 있다.
또한, 구동조건 설정부(165)는 공기 조화기(100)의 용량별 각 조건에 대응되는 실내팬 모터 구동 전압의 초기값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 구동조건 설정부(165)는 초기 실내팬 모터 구동 전압(Vcc0), 최대 실내팬 모터 구동 전압(Vccmax) 등을 설정할 수 있다.
카운팅부(167)는 실내팬 모터 회전수에 대응되는 카운팅값을 관리하여, 상태 체크부(163)에 의해서 정격 풍량 기준 재설정을 위해 실내팬 모터 회전수를 체크할 때 해당 실내팬 모터 회전수에 대응되어 증가 또는 감소하는 카운팅값을 체크하기 위한 구성일 수 있다.
모터 제어부(169)는 구동조건 설정부(165)에 의해서 설정된 정력 풍량 기준을 기초로 실내 팬 모터(150)의 구동을 제어할 수 있다.
즉, 상술한 제어부(160)는 실내팬 모터의 출력이 고정된 상태에서 정압이 증가하면 토출 풍량이 감소하고, 이로 인해 토크가 감소하며 모터의 회전수가 증가하는 원리는 적용하여 정격 풍량 기준을 설정한 것이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 도 5와 같은 풍량과 정압 및 팬 모터 구동 전압 상태에서, 정격 풍량 32cmm의 시험 데이터는 도 6과 같이 나타날 수 있다. 도 6에서 도시하는 바와 같이, 실내팬 모터 구동 전압과 실내팬 모터 회전수가 서로 선형을 이루어 정격 풍량이 확보되는 것을 확인할 수 있다. 이는, 기준 토출 풍량에 따른 실내팬 모터 회전수 고정 시 실내팬 모터 구동 전압 출력이 기준 실내팬 모터 구동 전압 출력과 유사한 경우, 최적 실내팬 모터 회전수라고 판단하는 원리를 적용한 것이다.
그러나, 도 7의 I1과 같이 실내팬 모터 회전수와 실내팬 모터 구동 전압이 서로 정격 풍량 기준에 미치지 못하는 경우, 실내팬 모터 구동 전압을 조정하여 I2와 같이 정격 풍량 기준을 재 설정하는 것이다.
도 3은 공기 조화기의 제어방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 공기 조화기(100)는 강풍 운전모드를 구동(S101)하는 중 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면, 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)을 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교할 수 있다(S103).
비교 결과, 서로 상이한 경우, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 회전수(현 RPM)의 현재 카운팅값(N)을 기준 카운팅값으로 저장할 수 있다(S105).
다음, 공기 조화기(100)는 구동조건 설정모드로 전환하여 실내기 송풍 모드로 구동할 수 있다(S107). 이때, 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환할 수 있다. 상기 비 피드백 제어 상태는 실외기 통신을 제외한 무선 리모컨, 오토키(AutoKey), 유선 리모컨, 중계기 등의 타 제어 신호를 수신하지 않는 상태를 의미할 수 있다.
다음, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하고(S109), 실내팬 모터 회전수의 평균치(RPMav)와 실내팬 모터 회전수의 목표치(RPMtg)를 비교할 수 있다(S111). 이때, 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량(
Figure 112013107160867-pat00001
)을 곱한 값을 합산하여 산출할 수 있다.
비교 결과, 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 회전수(현재 RPM)와 최소 실내팬 모터 회전수(RPMmin)를 비교할 수 있다(S113).
비교 결과, 현재 실내팬 모터 회전수가 최소 실내팬 모터 회전수와 동일한 경우, 공기 조화기(100)는 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정할 수 있다(S115). 이때, 정격 풍량 기준은 토출되는 풍량의 최적 상태를 유지하기 위한 기준을 의미하는 것으로 정의할 수 있다.
단계 S115에서, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계는 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정할 수 있다. 예를 들어, 현재 실내 팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 강풍 실내팬 모터 회전수 보다 기 설정된 수치만큼 작게 중풍과 약풍의 실내팬 모터 회전수를 설정하고, 이와 반대로 강풍 실내팬 모터 회전수 보다 기 설정된 수치만큼 증가시켜 터보 모드 시의 실내팬 모터 회전수를 설정하는 것이다.
한편, 단계 S111에서 실내팬 모터 회전수의 평균치(RPMav)가 실내팬 모터 회전수의 목표치(RPMtg)보다 큰 경우, 단계 S111 이후에, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)과 최대 실내팬 모터 구동 전압(Vccmax)을 비교할 수 있다(S117). 비교 결과, 현재 실내팬 모터 구동 전압이 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 공기 조화기(100)는 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정할 수 있다(S115). 단계 S117은, 실내팬 모터 구동 전압을 향상시킬 수 있는 최고치를 제한하여 모터의 무리를 예방하기 위한 것이다.
다른 한편, 단계 S117에서 현재 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)이 최대 실내팬 모터 구동 전압(Vccmax)보다 작은 경우, 공기 조화기(100)는 현재 카운팅값(N)을 한 단계 증가(N+1)시키고(S119), 단계 S109의 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작할 수 있다.
다른 한편, 단계 S113에서, 현재 실내팬 모터 회전수(현재 RPM)가 최소 실내팬 모터 회전수(RPMmin)와 동일하지 않은 경우, 공기 조화기(100)는 현재 카운팅값을 한 단계 감소(N-1)시키고, 단계 S109의 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작할 수 있다.
도 4는 공기 조화기의 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도로서, 시스템 공기 조화기 설치 시 덕트 환경에 따라 정격 풍량 조건을 설정하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 공기 조화기(100)는 구동조건 설정모드로 전환함에 따라, 실내기 송풍 모드를 구동할 수 있다(S201, S203). 이때, 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환할 수 있다. 상기 비 피드백 제어 상태는 실외기 통신을 제외한 무선 리모컨, 오토키(AutoKey), 유선 리모컨, 중계기 등의 타 제어 신호를 수신하지 않는 상태를 의미할 수 있다. 즉, 공기 조화기(100)는 정격 풍량 조건을 재 조정하기 위한 실내 팬과 관련된 신호 이외에는 일시적으로 차단하여 실내팬 모터 회전수 설정 결과의 신뢰성을 향상시키는 것이다.
다음, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)을 연산하고(S205), 실내팬 모터 회전수의 평균치(RPMav)와 실내팬 모터 회전수의 목표치(RPMtg)를 비교할 수 있다(S207). 이때, 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 산출할 수 있다.
비교 결과, 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 공기 조화기(100)는 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정할 수 있다(S209).
이때, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 상기 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정하여 정격 풍량 기준을 설정할 수 있다. 예를 들어, 현재 실내 팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 강풍 실내팬 모터 회전수 보다 기 설정된 수치만큼 작게 중풍과 약풍의 실내팬 모터 회전수를 설정하고, 이와 반대로 강풍 실내팬 모터 회전수 보다 기 설정된 수치만큼 증가시켜 터보 모드 시의 실내팬 모터 회전수를 설정할 수 있다.
한편, 단계 S207에서 실내팬 모터 회전수의 평균치(RPMav)가 실내팬 모터 회전수의 목표치(RPMtg)보다 큰 경우, 단계 S207 이후에, 공기 조화기(100)는 현재 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)과 최대 실내팬 모터 구동 전압(Vccmax)을 비교할 수 있다(S211). 비교 결과, 현재 실내팬 모터 구동 전압이 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 공기 조화기(100)는 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정할 수 있다(S209). 단계 S209는, 실내팬 모터 구동 전압을 향상시킬 수 있는 최고치를 제한하여 모터의 무리를 예방하기 위한 것이다.
다른 한편, 단계 S211에서 현재 실내팬 모터 구동 전압(Vcc)이 최대 실내팬 모터 구동 전압(Vccmax)보다 작은 경우, 공기 조화기(100)는 현재 카운팅값(N)을 한 단계 증가(N+1)시키고(S213), 단계 S205의 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작할 수 있다.
도시하지 않았지만, 공기 조화기(100)는 현재 카운팅값을 증가시키면서 정격 풍량 설정 단계를 반복하다가 제한된 카운팅값까지 실내팬 모터 회전수의 평균치(RPMav)가 실내팬 모터 회전수의 목표치(RPMtg)보다 큰 경우, 구동조건 설정모드로 전환하기 이전의 정격 풍량 조건으로 복귀하거나, 또는 이전 상태가 존재하지 않는 경우 초기 공장 출하 경격 풍량 조건으로 유지하고 비정상 종료 상태를 유선 리모컨(미도시)측으로 전송할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 공기 조화기의 제어방법을 설명하기 위한 팬의 출력파형을 나타내는 도면이다.
공기 조화기(100)는 구동조건 설정모드 전환에 따라 팬 에러(Fan Error)를 제외한 모든 에러는 디스에이블(Disable)시키고, 초기 카운팅 시 듀티(Duty) 출력값을 10초(변경 가능)간 에이징(Aging) 동작할 수 있다. 이때, 에이징 동작은 각종 부품과 장치에서 어떤 일정 기간, 경우에 따라서는 적당한 스트레스를 준 상태에서 그 특성이 본질적으로 일정한 상태로 안정되기까지 보존하여 두는 것을 의미할 수 있다.
도 8에서 도시하는 바와 같이, 공기 조화기(100)는 실내팬 모터가 BLDC 팬 모터인 경우, 에이징 동작 시, 팬 출력 온(ON)과 팬 출력 오프(OFF)를 1.6ms 주기(변경 가능)로 제어할 수 있다.
도 9에서 도시하는 바와 같이, 에이징 동작 후, 공기 조화기(100)는 현재 카운팅값(N=1)에 해당하는 고정 듀티(Duty) 출력 시의 실내팬 모터 회전수의 평균치를 계산하여 기 설정된 테이블의 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작으면, 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하는 것이다. 만약, 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치 보다 큰 경우, 현재 카운팅값을 N=2로 변경하고 다시 실내팬 모터 회전수의 평균치를 측정하는 것이다. 이를 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치 보다 작을 때까지 현재 카운팅값을 증가시키면서 반복하는 것이다. 단, 반복 과정은 해당 공기 조화기(100)의 카운팅값의 한계에 도달할 때까지 가능하다. 즉, 공기 조화기(100)는 구동조건 설정모드 시 비 피드백 제어 상태로 고정된 듀티(Duty)를 출력하고, 해당 듀티값을 일정 시간마다 변경(도 9 참고)하여 정격 풍량을 설정하는 것이다.
도 10에서 도시하는 바와 같이, 공기 조화기(100)는 정격 풍량 기준 설정을 정상 완료하면 이를 유선 리모컨에 통보하고, 정격 풍량 기준을 설정하는 자동 정압 동작에 따른 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태를 피드백(Feedback) 제어 상태로 변경할 수 있다. 상기, 피드백 제어 상태는 1.6ms 제어주기는 동일하되, 팬 온(Fan On) 구간이 피드백 제어에 따라 가변되는 형태일 수 있다.
또한, 공기 조화기(100)는 구동조건 설정모드로부터 구동조건 설정모드 해제모드로 전환함에 따라, 디스에이블(Disable) 상태로 설정한 모든 에러를 인에이블(Enable) 상태로 전환할 수 있다.
개시된 발명은 공기 조화기에 환경 변화(설치 환경 또는 이물질 발생)가 발생되는 경우, 별도의 하드웨어 추가없이 실내팬 모터에 입력되는 전압과 설치 환경의 정압 관계를 기초로 정격 풍량을 결정할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1, 100 : 공기 조화기 10 : 실외기
11, 130 : 압축기 12 : 사방밸브
13 : 실외 열교환기 14 : 실외팬
15 : 실외 팬모터 16 : 어큐뮬레이터
17, 24 : 전자 팽창 밸브 20 : 실내기
21 : 실내 열교환기 22 : 실내팬
23 : 실내 팬모터 25 : 냉매조절밸브
26 : 실내 열교환기 온도센서 110 : 전원부
120 : 입력부 130 : 표시부
140 : 메모리 150 : 실내 팬 모터
160 : 제어부 161 : 구동 모드 제어부
163 : 상태 체크부 165 : 구동조건 설정부
167 : 카운팅부 169 : 모터 제어부

Claims (19)

  1. 실내팬 모터 제어 신호에 따라 구동되는 실내팬 모터;
    상기 실내 팬 모터를 구동하기 위한 실내팬 모터 구동 전압을 실시간으로 체크하는 상태 체크부;
    상기 실내팬 모터의 회전수에 대응되는 카운팅값을 관리하여, 상기 상태 체크부에 의해서 정격 풍량 기준 재설정을 위해 상기 실내팬 모터의 회전수를 체크할 때 해당 실내팬 모터의 회전수에 대응되어 증가 또는 감소하는 카운팅값을 체크하기 위한 카운팅부; 및
    구동조건 재 설정 요청이 입력 되면, 상기 실내팬 모터 구동 전압 및 상기 실내팬 모터 회전수에 기초하여 기 설정된 조건에 따라 정격 풍량 기준을 재 설정하거나, 또는 강풍 운전모드 구동 시 상기 실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면 상기 실내팬 모터 구동 전압을 체크하고, 체크한 상기 실내팬 모터 구동 전압을 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하여 차이가 있는 경우, 상기 기 설정된 조건에 따라 상기 정격 풍량 기준을 재 설정하는 제어부;
    를 포함하는 공기 조화기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    강풍 운전모드 구동 중 정격 풍량 기준의 조정이 요구되는 경우 구동조건 설정모드로 전환하여 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드로 구동하도록 제어하는 구동 모드 제어부;
    상기 비 피드백 제어 상태의 실내기 송풍 모드 중 상기 상태 체크부에 의해서 체크되는 실내팬 모터 구동 전압과 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정하는 구동조건 설정부; 및
    상기 구동조건 설정부에 의해서 설정된 정력 풍량 기준을 기초로 상기 실내 팬 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부;
    를 포함하는 공기 조화기.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상태 체크부는,
    초기 실내팬 모터 구동 전압에 상기 카운팅부에 의해서 카운팅된 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 현재 실내팬 모터 구동 전압을 산출하는 공기 조화기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동조건 설정부는,
    상기 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작으면 해당 실내팬 모터 회전수를 기초로 정격 풍량 기준을 설정하는 공기 조화기.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동조건 설정부는,
    상기 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태의 실내기 송풍 모드 구동 중 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하여, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 크면, 상기 상태 체크부로 상태 체크를 요청하는 공기 조화기.
  7. 강풍 운전모드를 구동하는 단계;
    실내팬 모터 회전수가 강풍 운전모드 기준치에 도달하면, 실내팬 모터 구동 전압을 정격 풍량 기준 실내팬 모터 구동 전압과 비교하는 단계;
    비교 결과, 서로 상이한 경우, 현재 실내팬 모터 회전수의 현재 카운팅값을 기준 카운팅값으로 저장하는 단계;
    구동조건 설정모드로 전환하여 실내기 송풍 모드로 구동하는 단계;
    현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계;
    실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 현재 실내팬 모터 회전수와 최소 실내팬 모터 회전수를 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 현재 실내팬 모터 회전수가 최소 실내팬 모터 회전수와 동일한 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;
    를 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 실내기 송풍 모드로 구동하는 단계에서,
    상기 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환하는 공기 조화기의 제어방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계에서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 산출하는 공기 조화기의 제어방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계는,
    상기 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 상기 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정하는 공기 조화기의 제어방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 큰 경우,
    상기 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계 이후에,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압과 최대 실내팬 모터 구동 전압을 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 작은 경우,
    상기 현재 카운팅값을 한 단계 증가시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;
    를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 현재 실내팬 모터 회전수가 최소 실내팬 모터 회전수와 동일하지 않은 경우,
    상기 현재 카운팅값을 한 단계 감소시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;
    를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  14. 구동조건 설정모드로 전환함에 따라, 실내기 송풍 모드를 구동하는 단계;
    현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계;
    실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 작은 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;
    를 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 실내기 송풍 모드를 구동하는 단계에서,
    상기 실내기 송풍 모드 구동 시, 비 피드백(Non-Feedback) 제어 상태로 전환하는 공기 조화기의 제어방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계에서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압은 초기 실내팬 모터 구동 전압에 현재 카운팅값과 실내팬 모터 구동 전압의 변화량을 곱한 값을 합산하여 산출하는 공기 조화기의 제어방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계는,
    상기 현재 실내팬 모터 회전수를 강풍 실내팬 모터 회전수로 설정하고, 설정된 상기 강풍 실내팬 모터 회전수를 기초로 기 설정된 조건에 따라 다른 풍량의 실내팬 모터 회전수를 설정하는 공기 조화기의 제어방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 실내팬 모터 회전수의 평균치가 실내팬 모터 회전수의 목표치보다 큰 경우,
    상기 실내팬 모터 회전수의 평균치와 실내팬 모터 회전수의 목표치를 비교하는 단계 이후에,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압과 최대 실내팬 모터 구동 전압을 비교하는 단계; 및
    비교 결과, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 큰 경우, 현재 상태를 정격 풍량 기준으로 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 현재 실내팬 모터 구동 전압이 상기 최대 실내팬 모터 구동 전압보다 작은 경우,
    현재 카운팅값을 한 단계 증가시키고, 상기 현재 실내팬 모터 구동 전압을 연산하는 단계부터 재 시작하는 단계;
    를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
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