KR19990042960A - 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 실내팬에 의해 순환되는 공기를 열교환시켜 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전장치에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 상기 운전조작수단으로부터 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도를 비교하여 상기 실내팬의 풍량을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 상기 실내팬을 최소풍량으로 운전시키는 팬모터구동수단으로 이루어져, 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 실내팬의 풍량을 최소로 운전하여 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 지연시키므로 압축기의 단속을 줄이고, 운전효율을 높인다.

Description

공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법

본 발명은 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전장치에 관한 것으로, 특히 실내온도와 설정온도를 비교하여 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 실내팬의 풍량을 최소로 하여 운전효율을 높이는 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 차가운 공기를 따뜻하게 하여 실내로 공급하는 난방장치와, 실내의 뜨거운 공기를 차갑게 하여 실내로 공급하는 냉방장치가 있다.

또한, 상기의 냉방기능과 난방기능을 겸한 냉난방장치도 있으며, 오염된 실내공기를 청정시키는 청정기능도 포함되어지는 상황이다.

도1에는 상기한 공기조화기들중에 냉난방기능을 하는 냉난방장치(통상적으로, 에어콘이라 한다)의 실내유닛이 도시되어 있다.

물론, 상기 냉난방장치는 도시하지 않는 실외유닛을 포함함은 물론이다.

도1에 도시한 바와같이, 참조부호 1인 공기조화기의 실내기본체(이하, 실내기라 한다)이고, 상기 실내기(1)의 전면상부에는 실내공기를 흡입하는 흡입구(3)가 형성되어 있으며, 상기 실내기(1)의 전면하부에는 후술하는 열교환기에 의해 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 토출하는 토출구(5)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(5)의 우측에는 리모트 콘트롤러(9; 이하, 리모콘이라 한다)로부터 송신되는 원격제어신호를 수신하는 리모콘신호수신부(7)가 구비되어 있고, 상기 토출구(5)에는 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 상하풍향날개(11)와 좌우로 조절하는 좌우풍향날개(13)가 설치되어 있다.

한편, 상기 리모콘(9)에는 공기조화기의 운전/정지, 운전선택(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등), 풍량선택(강풍, 약풍, 미풍 등), 터보, 마일드, 온도조절등을 입력하는 다수의 운전모드키와, 현재시각, 간편예약, 시작/종료예약 등을 입력하는 다수의 타이머모드키가 구비되어 있다.

도2는 도1의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도로써, 도1과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

도2에 도시한 바와같이, 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉통 또는 온풍으로 열교환하도록 상기 흡입구(3)의 후측에 일자형상의 열교환기(15)가 설치되어 있고, 상기 열교환기(15)의 후측하부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 열교환기(15)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출시키는 실내팬(17)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(5)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(19)가 설치되어 있다.

한편, 미설명 부호 21은 증발수접시이다.

상기와 같이 구성된 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘(9)을 조작하여 운전/정지키(이하, 운전키가 한다)를 누른다음 원하는 운전모드(예를들면, 냉방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력하면, 키입력에 해당하는 원격제어신호를 소정의 프로토콜에 의해 부호화하고, 이렇게 부호화된 신호를 변조하여 적외선신호를 송신한다.

상기 리모콘(9)에서 전외선신호가 송신되면, 실내기(1)의 리모콘신호수신부(7)에서는 이를 수신하여 전기신호로 변환하고, 이 변환된 전기신호를 복조하여 실내기(1)의 운전을 시작하는데, 먼저 실내팬(17)이 설정풍량에 따라 회전하여 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되기 시작한다.

이때, 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도를 실내기(1)내의 도시되지 않은 온도센서에서 감지하면, 실내기(1)에서는 리모콘(9)으로부터 전송된 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)를 비교하여 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)보다 높은 경우 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기의 운전주파수를 결정하여 압축기를 온시킨다.

상기 압축기가 온되면, 냉매의 순환에 따라 열교환기(15)가 열교환되므로 실내기(1)내로 흡입된 실내공기는 열교환기(15)를 통과하면서 열교환기(15)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환되면서 덕트부재(19)의 안내를 받아 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기는 상하 풍향날개(11) 및 좌우풍향날개(13)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내냉방을 수행한다.

상기와 같이 냉방운전이 일정시간 수행되면, 실내공기의 온도가 점차 낮아지므로 이때의 변화하는 실내온도(Tr)를 감지하여 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)에 도달하면 도3에 도시한 바와같이, 압축기를 오프시키고, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+0.5℃로 높아지면 도3에 도시한 바와같이, 압축기를 다시 온하여 냉방운전을 행하는데, 이때 실내팬(17)의 풍량은 도3에 도시한 바와같이, 압축기의 온/오프에 관계없이 설정풍량(강풍, 약풍, 미풍)에 따라 운전한다.

그런데, 이와같이 구성된 종래의 공기조화기에서는, 실내온도(Tr)를 설정온도(Ts) 기준으로 0.5℃로 제어하여 압축기 단속이 자주 발생하여 운전효율이 떨어지고, 압축기 온/오프시 순간적인 운전전류가 급상승하여 소비전력이 상승한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 실내팬의 풍량을 최소로 운전하여 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 지연시키므로 압축기의 단속을 줄이고, 실내온도를 일정하게 유지하여 운전효율을 높이는 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어장치는 실내팬에 의해 순환되는 공기를 열교환시켜 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전장치에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 상기 운전조작수단으로부터 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도를 비교하여 상기 실내팬의 풍량을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 상기 실내팬을 최소풍량으로 운전시키는 팬모터구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법은 실내팬에 의해 순환되는 공기를 열교환시켜 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전방법에 있어서, 설정온도를 입력하는 설정온도입력단계와, 실내온도를 감지하는 실내온도감지단계와, 상기 단계의 설정온도 및 실내온도를 비교하여 압축기가 온이면 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상인지 여부를 판별하는 온도판별단계와, 상기 온도판별단계에서 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상의 범위이면 실내팬을 최소풍량으로 운전시키는 최소풍량운전단계와, 상기 최소풍량운전단계에서 변화하는 실내온도가 설정온도와 같으면 압축기를 오프하고 실내팬을 설정풍량으로 운전시키는 설정풍량운전단계와, 상기 설정풍량운전단계에서 변화하는 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 압축기를 온하고 실내팬을 설정풍량으로 운전시켜 냉방운전을 행하는 냉방운전단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도,

도2는 도1의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도,

도3은 종래의 실내온도대비 설정온도에 따른 구동부하 상태도,

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 운전제어장치의 제어블록도,

도5는 본 발명에 의한 실내온도대비 설정온도에 따른 구동부하 상태도,

도6은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어 동작순서를 도시한 플로우챠트,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실내기 5 : 토출구

7 : 리모콘신호수신부 9 : 리모콘

11 : 상하풍향날개 13 : 좌우풍향날개

15 : 열교환기 17 : 실내팬

102 : 운전조작수단 104 : 제어수단

110 : 풍향조절수단 116 : 팬모터구동수단

117 : 실내팬모터 118 : 회전수감지수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 공기조화기는 도1 및 도2에 도시한 종래의 구성과 동일하므로 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도4에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변화하여 출력하고, 운전조작수단(102)은 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 난방, 제습, 송풍 등)와 설정풍량, 설정풍향, 설정온도(Ts), 공기조화기의 운전/정지를 입력하는 다수의 기능키를 구비하는 것으로, 이 운전조작수단(102)은 실내기(1)의 콘트롤판넬상에 구비된 키입력부(103)와, 리모콘(9)의 키조작에 따라 리모콘(9)으로부터 송신되는 적외선신호를 수신하는 리모콘신호수신부(7)로 구성되어 있다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택신호 및 운전시작/운전정지신호에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 이 제어수단(104)은 실내온도 및 설정온도를 비교하여 실내팬(17)의 풍량을 제어한다.

실내온도감지수단(106)은 실내기(1)가 설치된 위치의 실내온도를 감지하도록 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하고, 압축기구동수단(108)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(109)를 구동제어한다.

또한, 풍향조절수단(110)은 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 방향을 상하 및 좌우조절하는 것으로서, 이 풍향조절수단(110)은 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 펄스신호를 입력받아 상하풍향날개(11)가 이동하도록 상하스텝핑모터(113)를 구동하는 상하풍향조절부(112)와, 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 펄스신호를 입력받아 좌우풍향날개(13)가 이동하도록 좌우스텝핑모터(115)를 구동하는 좌우풍향조절부(114)로 구성되어 있다.

또, 팬모터구동수단(116)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 송풍하도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(117)의 회전수를 제어하여 실내팬(17)을 구동제어하고, 회전수감지수단(118)은 상기 실내팬모터(117)의 회전수를 감지하여 상기 제어수단(104)에 구형파를 출력한다.

표시수단(120)은 상기 제어수단(104)에 제어에 따라 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 난방, 제습, 송풍 등)와 온도 및 시간을 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법의 작용효과를 설명한다.

도6은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 도6에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(104)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 스텝S2에서 사용자가 키입력부(103) 또는 리모콘(9)을 조작하여 운전키를 누른다음 원하는 공기조화기의 운전모드(예를들면, 냉방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력하면, 상기 리모콘(9)에서는 키입력에 해당하는 원격제어신호를 소정의 프로토콜에 의해 부호화하고, 이렇게 부호화된 신호를 변조하여 적외선신호를 송신한다.

상기 리모콘(9)에서 적외선신호가 송신되면, 실내기(1)의 리모콘신호수신부(7)에서는 이를 수신하여 전기신호로 변환하고, 이 변환된 전기신호를 복조하여 운전선택신호 및 운전시작신호가 제어수단(104)에 입력된다.

이에 따라, 스텝S3에서 제어수단(104)은 키입력부(103) 또는 리모콘신호수신부(7)를 통해 입력된 운전조건이 냉방운전인가를 판별하여, 냉방운전이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝 S31로 나아가서 공기조화기를 설정모드로 운전하면서 종료한다.

상기 스텝S3에서의 판별결과, 냉방운전인 경우(YES일 경우)에는 스텝S4로 나아가서 실내공기의 온도(Tr)를 실내온도감지수단(106)에서 감지하여 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S5에서는 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)를 비교하여 압축기(109)의 온조건인가를 판별하는데, 이는 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)보다 큰 경우이다.

상기 스텝S5에서의 판별결과, 압축기(109)의 온조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S5이하의 동작을 반복수행하고, 압축기(109)의 온조건인 경우(YES일 경우)에는 스텝S6으로 나아가서 제어수단(104)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기(109)의 운전주파수를 결정하여 압축기(109)를 구동(온)시킨다.

상기 압축기(109)가 온되면, 스텝S7에서는 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+1℃ 이하인가를 판별하여, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+1℃ 이하가 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S71로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬모터(117)를 설정풍량으로 구동하기위한 제어신호를 팬모터구동수단(116)에 출력한다.

따라서, 상기 팬모터구동수단(116)에서는 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(117)의 회전수(속도)를 제어하여 도5에 도시한 바와같이, 실내팬(17)를 설정풍량에 따라 운전시키면서 상기 스텝S7로 복귀하여 스텝S7 이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S7에서 판별결과, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+1℃ 이하인 경우(YES일 경우)에는 스텝S8로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬모터(117)를 기설정된 최소풍량으로 구동하기위한 제어신호를 팬모터구동수단(116)에 출력한다.

이에 따라, 상기 팬모터구동수단(116)에서는 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(117)의 회전수(속도)를 제어하여 도5에 도시한 바와같이, 실내팬(17)를 기설정된 최소풍량으로 운전시키므로 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)에 도달하는 시간을 지연시켜 실내온도(Tr)를 설정온도(Ts) 부근에서 오래 유지시킨다.

상기 실내팬(17)이 최소풍량으로 운전되면, 실내온도(Tr)가 서서히 내려가므로 스텝S9에서는 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)와 같아지는가를 판별하여, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)와 같지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S8을 복귀하여 실내팬(17)을 최소풍량으로 운전시키면서 스텝S8이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S9에서의 판별결과, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)와 같은 경우(YES일 경우)에는 스텝S10으로 나아가서 제어수단(104)은 압축기구동수단(108)과 팬모터구동수단(116)을 제어하여 도5에 도시한 바와같이, 압축기(109)를 오프시키고, 실내팬(17)을 설정풍량으로 운전시킨다.

이 상태로 운전이 지속되면, 실내온도(Tr)가 서서히 올라가므로 스텝S11에서는 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+0.5℃ 이상인가를 판별하여, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+0.5℃ 이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S10으로 복귀하여 실내팬(17)을 설정풍량으로 운전시키면서 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S11에서의 판별결과, 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+0.5℃ 이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S12로 나아가서 제어수단(104)은 압축기구동수단(108)과 팬모터구동수단(116)을 제어하여 도5에 도시한 바와같이, 압축기(109)를 온시키고 실내팬(17)을 설정풍량으로 운전시켜 냉방운전을 행하면서 종료한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어장치 및 그 방법에 의하면, 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 실내팬의 풍량을 최소로 운전하여 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 지연시키므로 실내온도가 설정온도 부근에서 오래 머무르도록 하여 압축기의 단속을 줄이고, 실내온도를 일정하게 유지하여 운전효율을 높일 수 있다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 실내팬에 의해 순환되는 공기를 열교환시켜 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전장치에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 상기 운전조작수단으로부터 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도를 비교하여 상기 실내팬의 풍량을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어신호에 따라 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 상기 실내팬을 최소풍량으로 운전시키는 팬모터구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어장치.
2. 실내팬에 의해 순환되는 공기를 열교환시켜 냉방운전을 행하는 공기조화기의 운전방법에 있어서, 설정온도를 입력하는 설정온도입력단계와, 실내온도를 감지하는 실내온도감지단계와, 상기 단계의 설정온도 및 실내온도를 비교하여 압축기가 온이면 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상인지 여부를 판별하는 온도판별단계와, 상기 온도판별단계에서 실내온도가 설정온도보다 일정온도이상의 범위이면 실내팬을 최소풍량으로 운전시키는 최소풍량운전단계와, 상기 최소풍량운전단계에서 변화하는 실내온도가 설정온도와 같으면 압축기를 오프하고 실내팬을 설정풍량으로 운전시키는 설정풍량운전단계와, 상기 설정풍량운전단계에서 변화하는 실내온도가 설정온도보다 일정온도 이상이면 압축기를 온하고 실내팬을 설정풍량으로 운전시키는 냉방운전단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 최소풍량운전단계는 실내온도가 설정온도+T1℃ 이하이면 실내팬을 최소풍량으로 운전시켜 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 지연시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 냉방운전단계는 실내온도가 설정온도+T2℃ 이상이면 실내팬을 설정풍량으로 운전시켜 냉방운전을 행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.