KR20010037411A - 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소비전력을 기초로하여 운전을 제어하고, 현재 소비전력을 디스플레이할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 관한 것이다. 본 발명은 시스템의 사용되는 파워를 검출하고, 검출된 파워에 의해서 압축기의 운전조건을 보정하여, 압축기의 정상 구동이 이루어지도록 하고 있다. 또한, 본 발명은 검출된 파워를 LED소자를 이용하여 단계적으로 표시해주므로써, 사용자가 현재 시스템의 사용 전력을 알 수 있도록 한다.

Description

인버터 공기조화기의 파워 디스플레이 방법{Inverter air conditioner power display method}
본 발명은 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소비전력을 기초로하여 운전을 제어하고, 현재 소비전력을 디스플레이할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법의 동작 흐름도이다.
저장수단에 기설정된 총전력 사용량이 저장되고, 운전모드가 아닐때 타이머를 체크한 후, 종료하는 단계(S1-S3)와, 상기 운전모드일때 일정시간(m분)이 경과하면 평균전압 및 전류를 측정하여 현재의 전력(전압*전류*평균역률)을 계산하는 단계(S4-S6)와, 이후 총전력(현재의 전력사용량+이이피롬에 저장된 전력량)이 일정값(N)을 초과하면 LED로 경고를 표시하고 운전을 종료하는 단계(S7-S9)와, 상기 총전력이 일정값(N) 이하이면 총전력(현재전력+기존의 누적전력)의 값을 이이피롬에 저장하고 종료하는 단계(S10)로 이루어지고 있다.
즉, 종래의 인버터 공기조화기는 운전이 시작되면 일정시간(m분)을 기준으로 m분 이상 계속 공기조화기가 운전하였을시 그때까지의 평균전압 및 전류를 측정하고, 상기 측정한 전압 및 전류값과 평균역류을 계산하여 현재까지의 전력사용량을 계산한다.
또한, 현재까지의 전력사용량과 이이피롬에 저장된 전력량의 합산이 일정값(N)을 초과하면 LED에 경고표시가 나타나고, 상기 총전력이 일정값(N)을 초과하지 않으면 기존의 누적전력과 현재 사용한 전력을 합산한 값을 이이피롬에 저장하고 운전을 종료한다.
따라서 종래의 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법은, 공기조화기가 운전중일때 사용한 소비전력과 기존의 소비전력값을 합산하여 일정값 이상이면 LED를 통해서 경고를 표시하고 있다.
그러나 종래의 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법은, 상기 LED의 표시를 통해서 소비되는 전력량이 일정값 이상이라는 것만을 알 수 있을 뿐, 보다 정확한 소비전력량을 알 수 있는 방법이 없었다.
또한, 종래의 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법은, 현재 공기조화기의 소비되는 전력량을 검출하고, 표시하는 제어만을 수행할 뿐, 검출된 소비전력량이 표준정격에 포함되는지 또는 과도한지 검출할 수 있는 방법이 없었다. 따라서 종래의 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법은, 검출된 소비전력량이 시스템의 인버터소자 및 회로소자들의 파손을 야기시킬 수 있는 상태에 이르러서도 이를 판단할 수 있는 방법이 없었기 때문에, 시스템의 손상을 유발하는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 시스템의 소비전력을 기초로하여 압축기의 운전을 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템의 소비전력을 측정하여 단계적으로 표시할 수 있는 인버터 공기조화기의 파워 디스프레이방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법을 도시하는 동작 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이를 위한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워에 따른 제어과정을 도시하는 동작 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법을 도시하는 동작 흐름도,
도 5는 본 발명의 주파수/전압 특성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 고압트랜스 15,30 : 정류회로
20 : 압축기 25 : 전류트랜스포머 35 : 마이크로프로세서 40 : 표시부
R1,R2,R3 : 저항 C1,C2 : 캐패시터
D1 : 다이오드
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법은, 소비전력을 검출하는 단계와; 상기 검출된 소비전력이 표준정격범위에 포함되는 지를 판단하는 단계와; 상기 검출된 소비전력이 표준정격범위를 벗어났을때, 운전조건을 보정하는 단계와; 상기 보정된 운전조건으로 냉난방운전을 제어하는 단계와; 상기 검출된 소비전력을 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 운전조건의 보정은, 압축기의 구동 데이터에 따른 전압/주파수 특성 데이터를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 운전조건의 보정은, 압축기의 목표 운전주파수를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발며의 상기 소비전력의 표시는, LED 소자를 이용하여 범위를 세분화시켜서 표시되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 구성도이다.
본 발명의 인버터 공기조화기에서 사용전류량을 검출하기 위한 구성은 다음과 같다. 전원을 입력하는 입력단자(1)에 전류 트랜스(25)의 일차측이 연결되며, 상기 전류트랜스(25)의 2차측은 정류회로(30)에 연결된다. 상기 정류회로(30)의 출력단은 공급전원(VCC)과 그라운드 사이에 직렬 연결된 다이오드(D1)와 저항(R1)에 연결된다. 그리고 캐패시터(C1)가 상기 정류회로(30)의 출력단에 연결되고 있어서, 상기 저항(R1)에 의해서 결정된 전압이 마이크로프로세서(35)의 입력단자(I1)로 입력되도록 하고 있다. 따라서 마이크로프로세서(35)는 입력단자(I1)의 입력전압에 의해서 시스템 운전전류를 검출한다.
또한, 본 발명은 상기 전류 트랜스(25)의 일차측에 압축기(20)의 일측을 연결하고, 전원입력단자(5)에 압축기(20)의 또 다른 일측을 연결하고 있다.
본 발명의 인버터 공기조화기의 입력 전압량을 검출하기 위한 구성은 다음과 같다. 전원의 입력단자(1,5)에 고압트랜스(10)의 일차측을 연결하고 있다. 상기 고압트랜스(10)의 2차측은 정류회로(15)에 연결된다. 상기 정류회로(15)의 출력단은 공급전원(VCC)과 그라운드 사이에 직렬 연결된 두개의 저항(R2,R3)에 연결된다. 그리고 캐패시터(C2)가 상기 정류회로(15)의 출력단에 연결되고 있어서, 상기 저항(R2,R3)에 의해서 결정된 전압이 마이크로프로세서(35)의 입력단자(I2)로 입력되도록 하고 있다. 따라서 마이크로프로세서(35)는 입력단자(I2)의 입력전압에 의해서 시스템 사용 전압량을 감지한다.
이와 같은 구성으로 상기 마이크로프로세서(35)는, 시스템 운전전류, 전압량을 검출 가능하다. 따라서 상기 마이크로프로세서(35)는 검출 전압, 운전전류 등에 의하여 소비전력을 산출한다. 이렇게 산출된 소비전력은 표시부(40)에 표시된다.
상기 표시부(40)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 다수개의 발광소자(40a,40b,40c,40d)를 구비하고 있다. 상기 발광소자의 온/오프 제어는, 상기 마이크로프로세서(35)에 의해서 이루어지며, 산출된 소비전력이 x1보다 클때, 구비된 모든 발광소자가 온 동작된다. 그리고 산출된 소비전력이 x1과 x2 사이에 있을때, 발광소자(40a)를 제외한 나머지 발광소자들이 온 동작되고, 소비전력이 x2와 x3 사이에 있을때, 밑에서 두번째 발광소자까지의 온동작이 이루어진다. 즉, 상기 표시부(40)의 발광소자는, 소비전력값에 의하여 발광이 제어되어, 현재 시스템의 소비전력을 표시하는 것이다.
또한, 상기 표시부(40)는, 상기 소비전력의 표시외에, 에러 상태, 실내온도 등을 표시한다.
다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법에 대해서 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기에서 소비전력에 의하여 운전이 제어되는 과정을 도시하는 흐름도이다.
냉방운전 또는 난방운전의 필요성을 느낄때, 사용자는 키입력수단(도시하지 않음)을 이용하여 운전모드를 선택한다. 그리고 실내온도, 실내팬의 풍속 및 풍량의 세기 등을 설정한다. 이와 같이 설정된 운전모드 및 운전조건들은 키입력수단을 통해서 마이크로프로세서(35)에 입력된다. 상기 마이크로프로세서(35)는 입력된 운전모드 및 운전조건 등을 인지한다.
상기 마이크로프로세서는 사용자가 요구하는 냉방운전 또는 난방운전을 수행하기 위하여, 현재 시스템 내로 입력되는 교류입력전압을 감지한다. 상기 입력전압이 검출되면, 입력전압에 따른 압축기의 운전주파수를 결정한다. 이와 같이 입력전압에 따른 운전주파수의 설정은, 도 5에 도시하고 있는 바와 같은 상기 마이크로프로세서(35) 내에 저장된 입력전압(V)/주파수(F) 특성도에 의해서 결정된다.
상기 V/F 특성도는, 제품 개발시에 입력전압레벨에 따라 압축기 구동 데이터를 미리 설정하고, 그 값을 기준으로 주파수/전압 특성 데이터로 시험 구동한 값에 의해서 결정된다. 즉, 시험 구동에 의하여 제품의 전체적 운전상태를 파악하여 운전 특성이 현재의 제품 시스템에 적합하도록 제품 운전 중에 압축기의 주파수/전압 구동 데이터를 변화시키고, 최종적인 V/F 특성도를 결정한다.
따라서 마이크로프로세서(35)는 입력전압(V)에 기초해서 압축기의 구동 데이터인 V/F 데이터를 결정하고, 상기 결정된 V/F 데이터 값을 기준으로 압축기(20)의 구동전압(V') 및 운전주파수(F) 등이 결정되어 압축기의 구동 데이터가 되는 것이다. 이후부터, 압축기는 상기 마이크로프로세서(35)에서 결정된 V/F 데이터값에 의해서 제어가 된다.
이와 같은 제어과정으로 제품의 운전이 시작된 후, 소정시간이 경과하여 시스템의 운전이 정상운전에 들어갔을때, 마이크로프로세서(35)는 시스템 소비전력에 의하여 압축기의 운전을 제어하기 위한 동작을 수행한다.
우선, 마이크로프로세서(35)는 현재 압축기의 운전주파수(Fc)를 검출한다. 상기 압축기의 운전주파수(Fc)는 상기 V/F 데이터 값에 의해서 제어되고 있는 현재 압축기의 운전주파수이다.
다음, 마이크로프로세서(35)는 시스템 사용전압(V)을 검출한다. 상기 시스템 사용전압(V)은, 입력단자(I2)로 입력되는 전압 검출에 의해서 이루어진다.
즉, 상기 시스템 사용전압(V)의 감지는, 입력단자(1,5)를 통해서 입력되는 전원이 고압트랜스(10) 및 정류회로(15)를 통해서 노이즈제거 및 정류된 후, 저항(R2,R3)을 통해서 마이크로프로세서(35)의 입력단자(I2)에 입력된다. 즉, 상기 고압트랜스(10)는 입력전압에 비례하는 교류전압을 2차측으로 출력하고, 정류회로(15)는 입력전압을 DC 전압으로 정류시켜서 출력하며, 이렇게 출력되는 DC 전압이 저항(R2,R3)을 통해서 마이크로프로세서(35)에 입력되는 것이다. 이후, 마이크로프로세서(35)는 입력된 전압을 디지털신호로 변환하여 시스템 입력전압(V)을 검출한다.
다음 마이크로프로세서(35)는 시스템 구동 전류(I)를 검출한다. 즉, 전류트랜스(25)는 교류전원에 흐르는 총합전류를 검출하고, 입력전류의 양에 비례하여 2차측으로 교류전압을 출력하고, 이 출력전압이 정류회로(30)에서 DC 전압으로 변환된 후, 마이크로프로세서(35)의 입력단자(I1)에 입력된다. 따라서 마이크로프로세서(35)는 입력단자(I1)의 전압을 디지털신호로 변환시켜서 시스템 총합전류를 검출한다.
상기의 과정을 통해서 마이크로프로세서(35)는, 압축기의 현재 운전주파수(Fc)와 압축기 구동전압(V)과 시스템 사용 전류(I)를 검출하였다. 이렇게 검출된 전압과 전류 그리고 파워펙터(Power Factor)를 이용하여 소비전력(P)을 산출한다(제 100 단계). 상기 파워펙터는 약 0.98 정도로 설정된다.
상기 마이크로프로세서(35)는 상기 제 100 단계에서 산출된 소비전력(P)이 인버터 소자들이 열에 의해서 파손되지 않고, 견뎌낼 수 있는 표준정격범위를 벗어났는지를 비교한다(제 103 단계).
상기 제 103 단계에서 소비전력(P)이 표준정격범위를 벗어났을때, 마이크로프로세서(35)는 검출된 소비전력(P)에 비해서 압축기(20)의 제어를 위하여 현재 설정되어 있는, V/F 특성 데이터가 적절하지 않다고 판단한다. 따라서 현재 검출된 소비전력(P)이 표준정격범위보다 낮을때, 압축기(20)의 제어를 위한 V/F 특성 데이터를 상승 보정하고, 소비전력(P)이 표준정격범위보다 높을때 압축기(20)의 제어를 위한 V/F 특성 데이터를 하강 보정한다(제 106 단계).
상기 제 106 단계에 의해서 압축기(20)의 운전조건인 V/F 데이터가 보정되면, 상기 마이크로프로세서(35)는 보정된 V/F 특성 데이터에 의해서 압축기(20)의 운전을 제어한다.
그리고 2차적인 압축기(20)의 V/F 특성 데이터의 보정을 위하여 소비전력(P)를 검출하고, 상기 검출된 소비전력이 2차 정격범위를 벗어났는지를 비교한다(제 109 단계). 상기 제 109 단계의 2차 정격범위는, 상기 표준소비전력범위를 포함하여 더 넓게 설정되어 있는 범위이다. 일반적으로 시스템이 표준정격범위 내에서 동작을 하는 것이 바람직하지만, 실제 여러가지 요인에 의해서 시스템은 표준정격범위를 벗어나서 운전이 될 수 있다. 따라서 상기 2차 정격범위는 이러한 것을 포함하여 설정된 기준범위이다.
상기 제 109 단계에서 소비전력(P)이 2차 정격범위를 벗어났다고 판단되면, 마이크로프로세서(35)는 압축기의 운전을 제어하기 위하여 설정된 V/F 특성 데이타를 2차로 보정한다(제 112 단계). 상기 제 112 단계에 의한 V/F 특성 데이터의 보정도, 검출된 소비저력(P)에 따라서 상승 보정될 수도 있고, 하강 보정될 수도 있다.
이와 같은 과정으로 시스템의 소비전력(P)을 검출하고, 검출된 소비전력과 비교해서 압축기의 V/F 특성 데이터가 높거나 낮다고 판단될때, V/F 특성 데이터의 값이 보정되면서, 압축기의 운전조건이 조절된다.
한편, 상기까지의 보정이 이루어진 후, 검출된 소비전력(P)이 2차 정격범위보다 크지만, 최대정격범위 내에 포함될때, 마이크로프로세서(35)는 5초 간격으로 압축기(20)의 목표 운전주파수를 현재 주파수에서 1 단계 낮추어서 운전조건을 보정하고, 보정된 조건으로 압축기의 제어를 수행한다(제 118 단계).
그리고 상기 검출된 소비전력(P)이 최대정격범위를 벗어났을때, 압축기(20)의 동작을 일시적으로 오프시키고, 소정시간(2분) 지연 후, 압축기의 재구동을 수행하는 방법으로 압축기의 운전조건의 보정을 수행한다(제 124 단계).
그러나 상기 제 106 단계 및 제 112 단계, 그리고 제 118 단계에 의한 보정이 이루어진 후에도 계속해서 검출된 소비전력(P)이 최대정격범위를 벗어날때, 압축기의 재구동 횟수가 5회 이상이 되면(제 121 단계), 마이크로프로세서(35)는 압축기의 이상에 따른 에러를 디스플레이 한다(제 127 단계). 물론 이때는 압축기의 동작은 정지시킨다.
즉, 상기 제 127 단계에 의한 압축기의 동작 정지는, 시스템 이상으로 압축기의 정상 구동이 이루어질 수 없음을 판단하고, 그에 따른 제어동작이다.
이와 같이, 도 3의 제어 형태는, 시스템의 소비전력을 검출하고, 압축기 부하 변동에 따른 압축기의 주파수/전압 특성을 보정하여, 안정적인 압축기 구동이 이루어지도록 하고 있다.
다음은 도 4를 참조해서 상기 과정에 의하여 검출된 인버터 공기조화기의 소비전력을 디스플레이 하는 과정에 대해서 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이를 위한 동작 흐름도이다.
우선, 마이크로프로세서(35)는, 시스템이 냉방운전 또는 난방운전을 수행하고 있는 지를 판단하고(제 200 단계), 운전 중이 아닐때, 표시부(40) 상의 LED 소자들을 모두 오프시킨다(제 236 단계).
상기 제 200 단계에서 시스템이 운전 중이라고 판단되면, 압축기(20)가 운전을 하고 있는 지를 판단한다(제 203 단계).
즉, 제 200 단계 및 제 203 단계는, 냉방운전 또는 난방운전에 따른 정상적인 운전모드인지를 확인하는 단계이다.
상기 제 200 단계 및 제 203 단계의 조건이 모두 만족되면, 입력단자(I1)의 검출신호에 의해서 운전전류를 감지한다(제 206 단계). 상기 시스템 운전전류는, 전류 트랜스(25) 및 정류회로(30)를 통해서 검출된 값이다.
그리고 입력단자(I2)의 검출신호에 의해서 시스템 입력전압을 감지한다(제 209 단계). 상기 시스템 입력전압은 고압트랜스(10) 및 정류회로(15)를 통해서 검출된 값이다.
상기 제 206 단계 및 제 209 단계에 의하여 검출된 운전전류 및 전압, 그리고 파워 펙터(Power Factor)에 의하여, 소비전력(P)를 산출한다(제 212 단계). 상기 파워 펙터 값은, 0.98로 설정한다.
다음은 상기 제 212 단계에 의해서 산출된 소비전력이 어느 범위에 포함되는 지를 판단한다. 즉, 제 215 단계에서와 같이, 소비전력이 x1 보다 클때, 표시부(40) 상의 모든 LED 소자를 온시킨다(제 218 단계). 따라서 소비자는 현재 시스템의 소비전력이 x1 보다 크다는 것을 인지한다.
상기 산출된 소비전력이 x1보다는 작고, x2 보다는 클때(제 221 단계), 마이크로프로세서(35)는 표시부(40) 상의 LED 소자를 밑에서 세번째까지 동작시킨다. 즉 40b,40c,40d의 LED 소자가 온 동작된다(제 224 단계).
다음, 산출된 소비전력이 x2보다 작고, x3 보다 클때(제 227 단계), 마이크로프로세서(35)는 표시부(40) 상의 LED 소자를 밑에서 두번째까지 동작시킨다. 즉, LED 소자 40c,40d가 온 동작된다(제 230 단계).
마지막으로 산출된 소비전력이 x3보다 작을때(제 227 단계), 마이크로프로세서(35)는 표시부(40) 상의 LED 소자를 한개만 동작시킨다. 따라서 맨 밑의 LED 소자(40d) 만 동작된다(제 233 단계).
이상과 같이 검출 소비전력에 따른, 파워 디스플레이가 제어되어, 사용자는 현재 시스템의 소비전력량의 상태를 인지할 수 있게 되는 것이다. 물론, 이때, 각 LED 소자 옆에는 소비전력범위가 표기되야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 시스템의 현재 사용되는 소비전력량을 검출하고, 검출된 소비전력량에 의하여 압축기 부하 상태를 체크한다. 따라서 검출된 소비전력량에 기초해서 압축기의 V/F 데이터의 값 또는 압축기의 운전주파수를 보정한다. 그리고 이와 같이 검출된 소비전력량을 단계적으로 디스플레이시켜주므로서, 사용자로 하여금 현재 시스템의 소비전력량을 알 수 있도록 하고 있다.
또한, 본 발명은 소비전력량에 의하여, 압축기의 운전조건을 조절하므로써, 압축기의 안정적 구동을 가능하게 한다. 따라서 시스템 이상동작에 따른 인버터소자들의 파손을 방지할 수 있고, 더불어 소비전력량을 사용자가 알 수 있도록 하므로써 연료절감의 효과를 가져오도록 하고 있다.

Claims (4)

  1. 소비전력을 검출하는 단계와;
    상기 검출된 소비전력이 표준정격범위에 포함되는 지를 판단하는 단계와;
    상기 검출된 소비전력이 표준정격범위를 벗어났을때, 운전조건을 보정하는 단계와;
    상기 보정된 운전조건으로 냉난방운전을 제어하는 단계와;
    상기 검출된 소비전력을 표시하는 단계를 포함하여 구성되는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전조건의 보정은, 압축기의 구동 데이터에 따른 전압/주파수 특성 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워 디스프레이방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전조건의 보정은, 압축기의 목표 운전주파수를 보정하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소비전력의 표시는, LED 소자를 이용하여 범위를 세분화시켜서 표시되는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 파워 디스플레이방법.
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