KR20020027962A - 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치는, 천정에 설치된 높이를 감지하는 천정높이 감지수단과; 이 천정높이 감지수단에서 출력된 신호를 입력받아 모터의 회전수를 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하고, 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어방법은, 천정높이 자동감지 모드로 세팅되어 있는가를 판단하는 단계와, 상기 단계의 판단 결과 자동감지 모드로 세팅되어 있지 않으면 수동 입력된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하고, 자동감지 모드로 세팅되어 있으면 센싱된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기와 같은 제어장치와 제어방법에 의해 실내의 천정높이에 상관없이 공기조화기를 설치하여도 실내의 공조환경을 최적의 상태로 형성할수 있어 통상적인 평균치의 천정 높이보다 훨씬 높은 위치에 공기조화기를 설치한 경우에 있어서 송풍 단수를 고속으로 조절하더라도 풍량이 제대로 사용자에게 도달되지 않는 것을 해결할 수 있게 된다.

Description

천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치 및 그 제어방법{A METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING REVOLUTIONS PER MINUTE OF MOTOR IN THE AIR CONDITIONER TYPE THE CEILING}

본 발명은 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내의 천정높이에 상관없이 공기조화기를 설치하여도 실내의 공조환경을 최적의 상태로 형성할수 있어 통상적인 평균치의 천정 높이보다 훨씬 높은 위치에 공기조화기를 설치한 경우에 있어서 송풍 단수를 고속으로 조절하더라도 풍량이 제대로 사용자에게 도달되지 않는 것을 해결할 수 있도록 한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 실내의 냉방과 난방을 위해 사용되고 있는 공기조화기는 크게 창문형과 벽걸이형 및 패키지형 그리고 천정형으로 대별된다.

전술한 네가지 타입중에서 천정형을 제외한 나머지 타입들을 보면, 실내기를 창문 또는 벽 또는 실내 바닥에 주로 설치하고 있으나, 이는 실내 내부 공간을 많이 차지하는 등 공간을 효과적으로 활용할 수 가 없었다.

또한, 냉기 또는 온기가 대부분 수평 방향으로 토출되기 때문에 실내가 편중되게 냉방 또는 난방되는 등 공조 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

이에, 냉기 또는 온기의 확산 속도가 비교적 빠르다는 것을 이용하여 실내기를 천정에 설치하는 타입으로 개발한 천정형 공기조화기를 많이 채택하여 사용하고 있다.

도 1은 천정형 공기조화기의 일례에 해당되는 실내기의 설치 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 하우징(2)의 저면 중앙에 실내공기 흡입그릴(6)이 형성되어 있고, 그 전후좌우의 4면에 배출구(7)가 형성되어 있으며, 하우징(2)의 내부에는 모터(4)가 지지브래킷(3)에 의해 지지되어 있으며, 이 모터(4)의 회전축에는 흡입팬(5)이 고정되어 있으며, 이 흡입팬(5)의 외측 즉 실내공기 흡입그릴(6)과 배출구(7) 사이에 증발기 코일(8)을 구비하여서 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 실내기(1)는 주로 실내의 천정(10)에 설치되어 사용되는 것으로서, 스위치(미도시)를 조작하면 모터(4)의 구동에 의해 흡입팬(5)이 회전하게 되며, 이 흡입팬(5)의 회전에 의해 실내에 있던 공기가 실내공기 흡입그릴(6)을 통하여 흡입된 후 에어필터(9)에 의해 필터링된 다음 증발기 코일(8)측으로 강제 송풍되어 열교환이 이루어진 다음 배출구(7)를 통하여 다시 실내로 배출되어진다.

즉 모터(4)의 의해 흡입팬(5)이 회전함에 따라 실내의 공기가 에어필터와 증발기 코일을 거쳐 다시 실내로 배출되어지는 순환 과정을 반복 실시하게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래 천정형 공기조화기는, 제작시 평균적인 실내의 천정 높이(h)를 계산하여 송풍 단수(고속, 중속, 저속)를 사용자가 조절할 수 있도록 세팅되어 있음과 아울러 모터(4)는 상기 송풍 단수에 맞는 전력을 공급받아 항상 일정한 회전수로만 흡입팬(5)을 회전시켜 실내의 쾌적한 공조환경을 유도하도록 하고 있기 때문에 천정형 공기조화기를 천정의 높이에 상관없이 설치하는 종래 방식에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

높이가 h인 천정에 설치하는 경우 흡입팬(5)에 의해 발생된 풍속(V1)과, 높이가 대략 1.5h~5h 정도인 천정에 설치하는 경우 흡입팬(5)에 의해 발생된 풍속(V2)을 비교하여 보면 전자와 후자가 동일한 송풍 단수 조건에서 서로 풍속이 동일하다는 것을 알수 있다.

다시 말하면, 종래 천정형 공기조화기는 설치 높이에 상관없이 흡입팬(5)에 의해 발생된 풍속이 모두 동일하며, 이 때문에 평균치의 천정 높이보다 훨씬 높은 위치에 공기조화기를 설치하게 되면 송풍 단수를 고속으로 조절하더라도 풍량이 제대로 사용자에게 도달되지 못하여 결국에는 실내의 공조환경을 유지하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 실내의 천정높이에 상관없이 공기조화기를 설치하여도 실내의 공조환경을 최적의 상태로 형성할수 있어 통상적인 평균치의 천정 높이보다 훨씬 높은 위치에 공기조화기를 설치한 경우 송풍 단수를 고속으로 조절하더라도 풍량이 제대로 사용자에게 도달되지 않는 것을 해결할 수 있도록 한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 천정형 공기조화기의 실내기 설치 상태를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치의 구성을 나타낸 블럭도.

도 3은 천정높이 감지수단의 일실시예의 원리를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 천정높이 감지수단의 설치 위치를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 천정높이 감지수단

30 : 천정높이 수동 입력수단

40 : 제어수단

51 : 모터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치는, 천정에 설치된 높이를 감지하는 천정높이 감지수단과; 이 천정높이 감지수단에서 출력된 신호를 입력받아 모터의 회전수를 제어하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어방법은, 천정높이 자동감지 모드로 세팅되어 있는가를 판단하는 단계와, 상기 단계의 판단 결과 자동감지 모드로 세팅되어 있지 않으면 수동 입력된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하고, 자동감지 모드로 세팅되어 있으면 센싱된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 3은 천정높이 감지수단의 일실시예의 원리를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 천정높이 감지수단의 설치 위치를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수를 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치는, 천정에 설치된 높이를 감지하는 천정높이 감지수단(20)과, 이 천정높이 감지수단(20)에서 출력된 신호를 입력받아 모터(51)의 회전수를 제어하는 제어수단(40)으로 구성된다.

상기 천정높이 감지수단(20)은, 그 일례로 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 것으로, 송신기(21)와 수신기(22)가 분리 구성된다.

상기 송신기(21)와 수신기(22)는 모두 도 4에 도시된 바와 같이, 천정형 공기조화기를 구성하는 실내기(50)의 그릴(52) 외측면에 소정 거리 이격되게 설치된다.

상기와 같이 구성된 천정높이 감지수단(20)을 이용하여 천정높이가 센싱되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 송신기(21)에서 소정의 입사각도()로 초음파를 송신하면, 이 초음파는 실내의 바닥(53)에 부딪친 후 소정의 반사각도()로 반사되어 수신기(22)로 수신되며, 이로 인해 천정 높이를 감지할 수 있게 된다.

상기 설명에서 송신기와 수신기를 분리 구성하여 천정높이 감지수단(20)을 구성하는 것으로 설명하였으나 송신기와 수신기를 일체형으로 구성하여도 무방하다.

한편, 이제까지의 설명에서는 천정형 공기조화기의 실내기를 천정(60)에 설치하는 높이를 천정높이 감지수단(20)을 이용하여 자동적으로 감지하여 제어수단(40)의 제어에 의해 모터(51)를 구동시키는 것을 설명하였으나, 천정높이 감지수단(20)의 고장시나 천정높이 감지수단(20)을 필요로 하지 않을 경우나 천정높이 감지수단(20)이 고장 난 경우를 대비하여 사용자가 수동으로 천정높이를 입력할수도 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 천정높이 수동 입력수단(30)을 별도로 구비하여 제어수단(40)에 의해 모터(51)의 회전수를 제어할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 실내의 천정(60)에 실내기(50)를 설치한 상태에서 시공자 또는 사용자가 전원(미도시)을 온시킨 후 자동감지모드 버튼(미도시)와 수동모드 버튼(미도시)중의 어느 하나를 선택하여 온(on)시킨다.

상기와 같이 사용자 또는 시공자가 자동감지모드 버튼과 수동모드 버튼중의 어느 하나를 온(on)시키면, 제어수단(40)에는 천정높이 자동감지모드로 세팅되어 있는가를 판단한다(S10).

즉, 제어수단(40)에서는 사용자 또는 시공자가 자동감지모드 버튼을 온시키게 되면 천정높이 자동감지모드인 것으로 판단하거나 사용자 또는 시공자가 수동모드 버튼을 온시키게 되면 천정높이 자동감지모드가 아닌 것으로 판단하게 되는 것이다.

이후, 상기 제어수단(40)에서의 판단 결과 천정높이 자동감지모드인 것으로 판단되면, 천정높이 감지수단(20)에 의해 센싱된 천정높이에 대한 신호를 입력받아 회전수가 적정 알피엠(RPM)이 되도록 모터(51)에 적정한 전류가 공급되도록 제어한다.

즉, 단계(S20)에서와 같이 센싱된 천정높이가 h1보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 x1 rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시키고(S21), 단계(S22)에서와 같이 센싱된 천정높이가 h1보다 크고 h2보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 x2 rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시키고(S23), 단계(S24)에서와 같이 센싱된 천정높이가 hk보다 크고 hk+1보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 xn rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시킨다(S25)난 후 종료한다.

여기서, 상기 센싱된 천정높이의 판단 구간은 임의대로 설정하여도 무방하나 모터(51)의 회전수는 공기조화기가 설치된 천정높이 대비 최적의 공조환경을 유도할 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 단계(S20)에서의 판단 결과, 천정높이 자동감지모드가 아닌 것으로 상기 제어수단(40)에서 판단되면 천정높이 수동 입력수단(30)에 의해 수동 입력된 천정높이에 대한 신호를 입력받아 회전수가 적정 알피엠(RPM)이 되도록 모터(51)에 적정한 전류가 공급되도록 제어한다.

즉, 단계(S30)에서와 같이 센싱된 천정높이가 h1보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 x1 rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시키고(S31), 단계(S32)에서와 같이 수동 입력된 천정높이가 h1보다 크고 h2보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 x2 rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시키고(S33), 단계(S34)에서와 같이 수동 입력된 천정높이가 hk보다 크고 hk+1보다 같거나 작은 것으로 판단되면 회전수가 xn rpm이 되도록 모터(51)에 전류를 공급하여 구동시킨다(S35)난 후 종료한다.

여기서, 상기 수동 입력된 천정높이의 판단 구간은 임의대로 설정하여도 무방하나 모터(51)의 회전수는 공기조화기가 설치된 천정높이 대비 최적의 공조환경을 유도할 수 있도록 함이 바람직하다.

한편, 도 5의 흐름도에는 도시하지 않았지만, 제어수단은 천정의 높이를 감지하여 모터가 작동되도록 전류를 인가한 후에 사용자의 송풍 단수 조절에 대한 신호가 입력된 경우에 이 신호를 판단하여 모터의 회전속도가 증감되도록 제어할 수도 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실내의 천정높이에 상관없이 공기조화기를 설치하여도 실내의 공조환경을 최적의 상태로 형성할수 있어 종래 평균치의 천정 높이보다 훨씬 높은 위치에 공기조화기를 설치한 경우에 있어서 송풍 단수를 고속으로 조절하더라도 풍량이 제대로 사용자에게 도달되지 못하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 천정에 설치된 높이를 감지하는 천정높이 감지수단(20)과;

   상기 천정높이 감지수단(20)에서 출력된 신호를 입력받아 모터(51)의 회전수를 제어하는 제어수단(40)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상기 천정에 설치된 높이를 수동으로 입력하는 천정높이 수동 입력수단(30)을 더 구비하며, 상기 제어수단(40)은 상기 천정높이 수동 입력수단(30)에서 출력된 신호를 입력받아 상기 모터(51)의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어장치.
3. 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어방법에 있어서,

   천정높이 자동감지 모드로 세팅되어 있는가를 판단하는 단계와, 상기 단계의 판단 결과 자동감지 모드로 세팅되어 있지 않으면 수동 입력된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하고, 자동감지 모드로 세팅되어 있으면 센싱된 천정높이의 신호를 입력받아 상기 모터의 회전수를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 공기조화기의 모터 회전수 제어방법.