KR20020048695A - 공기조화기의 풍압 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출구의 개도 상태에 따라 일정한 양의 냉기 혹은 온기를 공급할 수 있는 공기조화기의 풍압 제어장치에 관한 것으로, 속도조절이 가능한 팬에 공기를 송풍하며, 풍압감지수단에 의해 팬의 작동에 따라 흡입 및 토출되는 공기의 압력 차이에 따른 신호를 발생시키며, 풍압감지수단의 출력신호에 따라 상기 팬의 회전수를 제어함으로써, 각 방의 공기의 흡입정도를 조절하는 토출구의 열림정도가 변하더라도 항상 일정한 양의 냉기 혹은 온기를 공급할 수 있다.

Description

공기조화기의 풍압 제어장치{Apparatus for controlling a blowing pressure of air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토출구의 개도 상태에 따라 일정한 냉기 혹은 온기를 공급하는 공기조화기의 풍압 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 공기를 냉각 혹은 가열시켜 팬에 의해서 공기를 순환시키는 구조를 가진다.

종래의 공기조화기의 실내기(10)에는 외부에 실외기(20)가 연결되며 내부에는 공기를 흡입할 수 있는 흡입부(11)가 전면 하측에 설치되고, 흡입부(11)로 흡입된 공기를 열교환하는 열교환부(12)가 마련된다. 또한 열교환부(12)에서 열교환된 공기를 팬에 의해 토출할 수 있는 내부덕트(13)가 상측에 설치된다. 그리고 내부덕트(13)에서 토출되는 공기를 각 방으로 안내하는 외부덕트(30)가 마련되는데, 외부덕트(30)에는 각 방으로 유입되는 공기를 조절할 수 있도록 토출구(31 내지 33)가 설치되어 있다.

도 1을 참조하면 제 1 토출구(31) 및 제 2 토출구(32)는 완전 개방되어 있으며, 제 3 토출구는 일부만 개방되어 각 방으로 공기가 공급된다.

도 2를 참조하면 외부 덕트(30)에 마련되어 있는 토출구(31 내지 33)의 개방정도를 변경하였을 경우, 예를 들어 완전 개방되어 있는 제 1 토출구(31)를 완전히 닫게 되면 외부 덕트(30)에서 각 방으로 공기가 빠져나가는 토출구가 줄어들게 되어 외부덕트(30) 내의 압력이 상승하게 된다. 따라서 제 2 토출구(32) 및 제 3 토출구(33)를 통하여 빠져나가는 공기의 양이 증가하게 되어 각 방의 온도가 변화하게 된다.

즉, 일측에서 토출구의 개방정도를 변화시키게 되면 타측의 방에 유입되는 공기의 양이 변화하게 되어 사용자가 설정한 온도에 변화가 발생하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토출구의 개도 상태에 따라 일정한 양의 냉기 혹은 온기를 공급할 수 있는 공기조화기의 풍압 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 공기조화기의 작동을 설명하는 설명도.

도 2는 종래의 공기조화기의 작동을 설명하는 설명도.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 설치를 설명하기 위한 설명도.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 사시도.

도 5는 도 4에 도시한 공기조화기를 설명하기 위한 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 팬의 특성을 설명하기 위한 설명도.

도 7은 본 발명에 따른 풍압감지수단을 설명하기 위한 설명도.

도 8은 도 7에 도시한 제 1 풍압감지부를 예를 들어 작동을 설명하기 위한 설명도.

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 블록도.

도 10은 본 발명에 따른 공기조화기의 동작을 설명하기 위한 설명도.

도 11은 본 발명에 따른 공기조화기의 동작을 설명하기 위한 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100:실내기 110:흡입구

120:열교환부 130:내부덕트

141:팬모터 142:팬

150:풍압감지수단 151:제 1 풍압감지부

152:제 2 풍압감지부 153:제 3 풍압감지부

154:제 4 풍압감지부 155:접속케이블

161:흡입압력관 162:토출압력관

171:입력부 172:온도감지부

180:저장부 190:저장부

200:실외기 300:외부덕트

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 풍압 제어장치는,공기를 순환시키며 속도조절이 가능한 팬, 팬에 의하여 흡입 및 토출되는 공기의 압력 차이에 따른 신호를 발생시키는 풍압감지수단, 풍압감지수단의 출력신호에 따라 팬의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 설치를 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명에 따른 공기조화기의 실내기(100)에는 외부에 실외기(200)가 연결되며 내부에는 공기를 흡입할 수 있는 흡입부(110)가 전면 하측에 설치되고, 흡입부(110)로 흡입된 공기를 열교환하는 열교환부(120)가 마련된다. 또한 열교환부(120)에서 열교환된 공기를 외부로 토출하는 팬을 포함하는 순환부(140)가 마련되고 순환부(140)에 의해 토출되는 공기를 안내하는 내부덕트(130)가 상측에 설치된다. 그리고 내부덕트(130)에서 토출되는 공기를 각 방으로 안내하는 외부덕트(300)가 마련되는데, 외부덕트(300)에는 각 방으로 유입되는 공기를 조절할 수 있도록 토출구(310 내지 330)가 설치되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시한 공기조화기를 설명하기 위한 평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 공기를 순환시키기 위하여 공기조화기는 순환부를 구비하는데, 순환부는 회전력을 발생시키는 모터(141)와, 모터(141)의 회전력에 의해 회전하는 한쌍의 팬(142)으로 이루어진다. 상기 팬(142)의 외부에는 순환하는 공기를 외부덕트(300)로 안내할 수 있도록 내부덕트(130)가 설치된다.

본 발명에 따른 공기조화기는 상기 팬의 흡입측 및 토출측의 압력의 차를 감지할 수 있도록 압력감지수단을 구비하는데, 압력감지수단은 다수의 풍압감지부로 구성되는 풍압감지수단(150)으로 양호하게 구현된다. 이때 팬(142)의 흡입측의 압력을 감지할 수 있도록 흡입 압력관(161)이 상기 풍압감지수단(150)으로부터 상기 팬(142)의 흡입측으로 연장되어 설치되며, 팬(142)의 토출측의 압력을 감지할 수 있도록 토출 압력관(162)이 상기 풍압감지수단(150)으로부터 상기 외부덕트(300)로 연장되어 설치된다. 이때 토출압력관(162)은 공기가 토출되는 내부덕트(130)에 설치되어도 무방하다.

도 6은 본 발명에 따른 팬의 특성을 설명하기 위한 설명도이다.

팬(142)은 원심 송풍기의 일종으로 도 3에 도시한 바와 같이 흡입측의 압력(PI)은 대기압 이하로 낮아지며 토출측의 압력(PO1 및 PO2)은 대기압 이상으로 높아지는 특성을 가진다. 즉, 팬(142)이 작동하게 되면 팬(142)의 흡입측에는 대기압보다 낮은 음압(-)이 발생하고, 토출측에는 양압(+)이 발생하여 팬(42)의 양단에는 상대적으로 큰 압력차가 발생하게 된다. 이때 풍량이 적으면 압력차는 작아지고, 풍량이 많아지면 압력차는 커진다. 만일 팬(142)이 작동하지 않는다면 팬(142)의 양단 모두는 대기압 상태가 되어 압력차는 영(zero)이 된다.

도 7은 본 발명에 따른 풍압감지수단을 설명하기 위한 설명도이다.

풍압감지수단(150)의 일측에는 팬의 흡입측의 압력을 감지하기 위한 흡입압력관(61)이 연결되고, 풍압감지수단(150)의 타측에는 팬의 토출측의 압력을 감지하기 위한 토출압력관(162)이 연결된다. 풍압감지수단(150)의 내부에는 서로 다른 동작압력을 가지는 제 1 풍압감지부(151) 내지 제 4 풍압감지부(154)가 마련되며, 제 1 풍압감지부(151) 내지 제 4 풍압감지부(154)의 접속 케이블(155)은 풍압감지수단(150)의 일측으로 연결된다.

도 8은 도 7에 도시한 제 1 풍압감지부를 예를 들어 작동을 설명하기 위한 설명도이다.

제 1 풍압감지부(151)는 도 5에 도시한 팬의 흡입측과 토출측의 압력차이 발생 원리에 따라 그 압력차이를 감지하여 작동한다. 이러한 본 발명에 따른 제 1 풍압감지부(151)는 다이아프램(151c)에 의해 구획된 흡입챔버(151a) 및 토출챔버(151b)를 구비하며, 각 챔버(151a 및 151b)의 압력차에 의한 다이아프램(151c)의 동작에 따라 온/오프되는 스위치(151d)를 구비한다. 상기 다이아프램(151c)은 팬(142)의 흡입측 및 토출측의 압력차가 미리 설정된 기준값 이하일 경우 스위치(151d)를 오프시킨다.

도 8의 (a)는 팬(142)이 작동하여 공기가 정상적으로 흡입 및 토출될 경우인데, 흡입챔버(151a)의 압력은 대기압보다 낮은 압력이고, 토출챔버(151b)의 압력은 대기압보다 높은 압력이다. 이로 인하여 다이아프램(151c)이 흡입측으로 이동하게 되어 스위치로드(151e)를 누르게 되어 스위치(151d)가 온(ON)된다. 그에 따라 접속케이블(155)을 통하여 제어부(190)로 신호가 출력된다.

도 8의 (b)는 제 1 풍압감지부(151)가 오프될 경우인데, 흡입챔버(151a) 및 토출챔버(151b)의 압력은 거의 대기압이다. 이로 인하여 다이아프램(151c)은 평형을 유지하게 되어 스위치로드(151e)의 눌림이 해제되어 스위치(151d)가 오프(OFF)된다. 그에 따라 접속케이블(155)을 통하여 제어부(190)로 신호가 출력된다.

도 9는 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기는 사용자로부터 동작정보를 입력받는 입력부(171)와, 팬(142)의 흡입측 및 토출측의 압력차이에 따른 신호를 발생시키는 풍압감지수단(150)과, 실내온도를 감지하는 온도감지부(172)와, 정보를 저장하는 저장부(180)가 제어부(190)에 전기적으로 접속되며, 제어부(190)의 제어에 따라 팬모터(141)의 회전수를 제어하는 팬구동부(143)와, 제어부(190)의 제어에 따라 작동되는 실외기(200)를 포함하여 이루어진다.

이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 공기조화기의 동작을 설명하도록 한다.

도 10을 참조하면, 외부덕트(300)에는 각 방으로 공급되는 공기의 량을 조절하기 위한 토출구가 마련되는데, 본 실시예에서는 3개의 토출구를 구비한다. 제 1 토출구 (310)및 제 2 토출구(320)는 완전 개방되어 있으며, 제 3 토출구(330)는 일부 개방되어 있다.

공기조화기가 작동하게 되면 팬모터(141)의 작동에 의해 팬(142)이 회전하게 되고 외부덕트(300)로 공기가 유입된다. 이로 인하여 팬(142)의 흡입측은 압력이 낮아지고 외부덕트(300)내의 압력이 상승하여 풍압감지수단(150)의 흡입측과 토출측에 압력차이가 발생하게 된다. 이때 풍압감지수단(150)의 각 풍압감지부(151 내지 154)에 구비된 스위치가 흡입측과 토출측의 압력차이에 따라 턴-온되거나 혹은 턴-오프되는데, 본 실시예에서는 제 1 풍압감지부(151) 및 제 2 풍압감지부(152)가턴-온된다고 가정한다. 이때 제어부(190)는 제 1 풍압감지부(151) 및 제 2 풍압감지부(152)의 턴-온 상태를 현재의 외부덕트(300)내의 압력상태로 기억한다.

도 11을 참조하면, 외부 덕트(300)에 마련되어 있는 토출구(310 내지 330)의 개방정도를 변경하였을 경우, 예를 들어 완전 개방되어 있는 제 1 토출구(310)를 완전히 닫게 되면 외부 덕트(300)에서 각 방으로 공기가 빠져나가는 토출구가 줄어들게 되어 외부덕트(300) 내의 압력이 상승하게 된다. 즉, 팬(142)의 토출측의 압력이 상승하게 되어 풍압감지수단(150)의 흡입측과 토출측의 압력차가 더욱 커지게 된다.

따라서 흡입측과 토출측의 압력차이 정도에 따라 풍압감지수단(150)의 각 풍압감지부(151 내지 154)가 작동하게 되는데, 각 풍압감지부(151 내지 154)는 흡입측과 토출측의 압력차이가 각각 미리 설정된 기준 압력차이 이상이 되면 온이 되어 해당 신호를 제어부(190)로 출력한다.

그에 따라 제어부(190)는 현재 턴-온되어 있는 제 1 및 제 2 풍압감지부(151 및 152) 이외의 풍압감지부, 즉 제 3 풍압감지부(153)가 턴-온되면, 외부덕트(300)내의 압력이 상승하였다고 판단한다. 이것은 곧 외부 덕트(300)에 설치되어 있는 토출구의 일부 혹은 전부가 닫혔다는 것을 의미하는 것이다. 이로 인하여 토출구가 열려있는 방으로 유입되는 공기의 양이 많아지게 된다.

제어부(190)는 각 방으로 유입되는 공기의 양이 토출구의 열림 정도가 변경되기 이전과 같거나 비슷한 정도로 유지하기 위해 외부덕트(300)내의 압력이 낮아지도록 제어한다. 그래서 제어부(300)는 팬(142)의 회전수가 낮아지도록팬구동부(143)를 제어하여 외부덕트(300)로 유입되는 공기의 양을 감소시킨다. 팬(142)의 회전수가 낮아지면 외부덕트(300)로 유입되는 공기의 양이 줄어들게 되어 외부덕트(300)내의 압력이 낮아져 각 방으로 유입되는 공기의 양이 줄어들게 된다.

따라서 외부덕트(300)내의 압력이 낮아져 풍압감지수단(150)의 흡입측과 토출측의 압력차이가 미리 설정된 제 3 풍압감지부(153)의 기준압력차이 이하가 되면 제 3 풍압감지부(153)는 턴-오프된다. 이때 제 1 및 제 2 풍압감지부(151 및 152)만 턴-온되어 있는 상태이므로 제어부(190)는 외부덕트(300)내의 압력과 각 방으로 유입되는 공기의 양이 이전상태와 같아지거나 혹은 비슷하다고 판단하며 팬구동부(143)를 제어하여 팬의 회전수를 유지시킨다.

한편, 기계적인 구조를 가지는 상기 풍압감지수단은 흡입측 및 토출측에 설치되는 압력감지 센서를 이용한 전자제어로 동일하게 구현할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 풍압 제어장치에 의하면, 각 방의 공기의 흡입정도를 조절하는 토출구의 열림정도가 변하더라도 항상 일정한 양의 냉기 혹은 온기를 공급할 수 있다.

Claims (5)

1. 공기조화기에 있어서,

   공기를 순환시키며 속도조절이 가능한 팬,

   상기 팬에 의하여 흡입 및 토출되는 공기의 압력 차이에 따른 신호를 발생시키는 풍압감지수단,

   상기 풍압감지수단의 출력신호에 따라 상기 팬의 회전수를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍압 제어장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 풍압감지수단은, 흡입되는 공기의 압력을 감지할 수 있도록 상기 팬의 흡입측에 설치되는 흡입 압력관과,

   상기 팬에 의해 토출되는 공기의 압력을 감지하는 토출 압력관과,

   상기 흡입 압력관 및 토출 압력관을 통하여 감지되는 압력의 차에 의해 신호를 발생시키는 풍압감지부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍압 제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 풍압감지부는 서로 다른 동작압력을 가지는 다수의 풍압스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍압 제어장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 풍압감지부는 압력감지센서인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍압 제어장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 풍압감지수단의 출력신호에 따라 토출되는 공기의 압력상태를 판단하고 상기 팬의 회전수 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍압 제어장치.