KR20060035024A - 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법 - Google Patents

천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법 Download PDF

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KR20060035024A
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Abstract

본 발명은 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 실내팬 모터의 종류 및 피드백 신호에 관계없이 실내열교환기의 온도를 측정하여 실내팬의 고장여부를 감지할 수 있는 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 적어도 하나 이상의 실내열교환기를 거쳐 열교환된 공기를 적어도 하나 이상의 토출구를 통해 토출시키는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 실내열교환기의 온도를 감지하고, 감지한 온도에 따라 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기에 설치된 복수의 실내팬의 고장여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

Description

천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법{A ceiling type air conditioner and error detecting method thereof}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 천정형 공기 조화기의 실내기의 설치상태를 도시한 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시한 천정형 공기 조화기의 실내기를 도시한 단면도이다
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 천정형 공기 조화기의 냉매유로도이다.
도 4는 도 3에 도시한 천정형 공기 조화기의 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시한 천정형 공기 조화기의 고장감지방법을 도시한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 실내기
22a, 22b : 실내열교환기
24a, 24b : 실내팬
26a, 26b : 실내열교환기 온도센서
28a, 28b : 실내팬 모터
50 : 실외기
70 : 마이컴
본 발명은 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내열교환기의 온도에 따라 실내팬의 고장여부를 감지하는 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법에 관한 것이다.
일반적으로, 천정형 공기 조화기는 벽걸이나 패키지형 공기조화기와는 달리 천정에 매립된 상태로 설치되기 때문에 실내공간의 활용도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
이러한 천정형 공기 조화기의 일종으로서 두 개의 대칭형 실내열교환기를 갖는 구조에는 일본 특개평 2001-012790호가 있다.
동 공보에 개시된 천정형 공기 조화기는 회의실 등과 같이 긴 직사각형 형태를 갖는 장소에 적합한 구조로서, 천정패널의 중앙부에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 공기가 두 개의 실내열교환기를 거쳐 흡입구의 양측 외곽쪽에 형성된 두 개의 토출구를 통해 토출되면서 실내를 냉방 또는 난방 시키는 것이다.
이러한 종래의 천정형 공기 조화기에 있어서 실내팬이 정상적으로 작동하고 있는지의 여부를 판단하는 방법은 다음과 같다. 운전시작 신호에 의해 마이컴이 실내팬 모터를 비롯한 각종 부하에 구동 신호를 출력하고 그에 따라 각종 부하가 구동하면서 공기 조화기의 운전이 시작되면 실내팬 모터는 주기적으로 회전수(RPM)을 마이컴으로 피드백(Feed-back) 해준다. 다만, 실내팬 모터로 사용되는 것 중 브러 시리스 직류(BLDC) 모터와 교류(AC) 모터 중 일부만이 피드백(Feed-back) 신호를 출력해 줄 수 있으므로, 실내팬 모터로 상기한 모터를 사용할 경우에만 본 방법을 적용할 수 있다.
실내팬이 정상적으로 작동하고 있는 경우라면 실내팬 모터의 회전수(RPM)가 마이컴으로 피드백(Feed-back) 될 것이고, 실내팬이 고장 난 경우라면 실내팬 모터의 회전수(RPM)가 마이컴으로 피드백(Feed-back) 되지 않으므로 마이컴에 입력되는 피드백(Feed-back) 신호에 의해 실내팬의 고장여부를 감지할 수 있는 것이다.
그러나 이러한 종래의 천정형 공기 조화기의 고장감지방법은 피드백(Feed-back)이 없는 모터로 실내팬을 구동할 경우 마이컴으로 입력되는 값이 존재하지 않아 마이컴에서 실내팬의 고장여부를 판단할 수 없는 문제점이 있었다.
또한 피드백(Feed-back)이 있는 모터로 실내팬을 구동할 경우 마이컴으로 입력되는 회전수(RPM)가 정확히 피드백(Feed-back) 되지 않을 경우 실내팬의 고장여부판단에 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내팬 모터의 종류 및 피드백 신호(Feed-back)에 관계없이 실내열교환기의 온도를 측정하여 실내팬의 고장여부를 감지할 수 있는 천정형 공기 조화기 및 그 고장감지방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나 이상의 실내열교환기를 거쳐 열교환된 공기를 적어도 하나 이상의 토출구를 통해 토출시키는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기의 온도를 감지하고, 감지한 온도에 따라 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기에 설치된 복수의 실내팬의 고장여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 감지한 온도를 미리 설정된 제1기준온도와 비교하고, 상기 감지한 온도가 모두 상기 제1기준온도 미만인 경우 상기 복수의 실내팬이 고장 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 감지한 온도 중 적어도 하나 이상이 상기 제1기준온도 이상인 경우 상기 감지한 온도의 온도차를 산출하고, 상기 온도차를 미리 설정된 제2기준온도와 비교하고, 상기 온도차가 상기 제2기준온도 이하일 경우 상기 복수의 실내팬이 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 온도차가 상기 제2기준온도 초과일 경우 상기 복수의 실내팬 중 상기 감지한 온도가 낮은 측의 실내팬이 고장 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한 적어도 하나 이상의 실내열교환기를 거쳐 열교환된 공기를 적어도 하나 이상의 토출구를 통해 토출시키는 천정형 공기 조화기에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기의 온도를 각각 측정하는 복수의 실내열교환기 온도센서와, 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기에 설치되는 복수의 실내팬과, 상기 복수의 실내열교환기 온도센서에서 감지한 온도에 따라 상기 복수의 실내팬의 고장여부를 감지하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 천정형 공기 조화기는 실내기(10)는 천정에 매립된 상태로 설치되어 그 하면이 개방된 상자형의 캐비닛(12)과, 상기 캐비닛(12)의 하면 개방부를 덮도록 캐비닛(12)의 하단에 설치되는 천정패널(14)을 구비한다.
상기 천정패널(14)의 중앙에는 실내공기가 흡입되는 흡입구(16)가 형성되고, 상기 흡입구(16)의 양측 외곽쪽에는 흡입된 공기가 열교환되어 다시 실내로 토출되도록 제1 및 제2토출구(18a, 18b)가 형성되며, 상기 제1 및 제2토출구(18a, 18b)에는 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절날개(20a, 20b)가 설치된다.
상기 캐비닛(12)의 내부에는 흡입된 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환시키는 제1 및 제2 실내열교환기(22a, 22b)가 대칭형상으로 흡입구(16)의 후측에 두 개 설치되고, 상기 제1 및 제2 실내열교환기(22a, 22b)의 후측에는 흡입구(16)를 통해 공기를 흡입하고 열교환된 공기를 제1 및 제2 토출구(18a, 18b)를 통해 토출시키는 제1 및 제2 크로스 플로우(cross flow) 실내팬(24a, 24b)이 두 개 설치되며, 상기 제1 및 제2 실내열교환기(22a, 22b)에는 각각의 실내열교환기(22a, 22b) 온도를 감지하는 제1 및 제2 실내열교환기 온도센서(26a, 26b)가 설치된다.
또한 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 발명의 일실시예에 따른 천정형 공기 조화기는 통상의 냉매 사이클을 형성하는 실외기(50)와, 상기 실외기(50)에 연결되 어 실내 냉난방을 행하는 실내기(10)를 구비하며, 실내기(10)와 실외기(50) 사이에는 냉매배관이 설치된다.
실외기(50)는 냉매를 압축하는 압축기(52)와, 압축기(52)에서 토출되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 사방밸브(54)와, 압축기(52)에서 압축된 냉매를 전달 받아 외부공기와 열 교환하는 실외 열 교환기(56)와, 실외 열 교환기(56)로 강제송풍 하는 실외팬(58)과, 실외팬(58)을 회전시키는 실외팬 모터(60)를 포함한다.
또한 실외기(50)는 냉방운전 시에는 폐쇄되고 난방운전 시에는 개도를 조절하여 냉매를 팽창시키는 실외 전동변(62)과, 실외 전동변(62)에 병렬로 설치되어 냉방운전 시에만 냉매를 우회 시키는 체크밸브(64)와, 냉매를 가스상태로 압축기에 전달하기 위한 어큐뮬레이터(66)를 포함한다.
한편, 실내기(10)는 도 1 및 도 2에 설명한 것 이외에 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)을 회전시키는 제 1 및 제 2 실내팬 모터(28a, 28b)를 더 포함한다.
또한, 제 1 및 제 2 실내 열 교환기(22a, 22b)에 연결된 배관 중에서 냉방운전 시 냉매가 흡입되는 배관에는 냉매를 팽창시키는 실내 전동변(32)이 설치되고 ,냉방운전 시 제 1 및 제 2 실내 열 교환기(22a, 22b)에서 배출된 냉매가 흐르는 배관에는 실내기(10) 자체에 고장이 발생하거나 실내기(10) 및 실외기(50) 사이에 통신이상이 발생되면 자동으로 또는 마이컴(70)의 제어명령에 의해 제 1 및 제 2 실내 열 교환기(22a, 22b)를 흐르는 냉매의 흐름을 조절하는 냉매조절밸브(30)가 설치된다.
이 외에 사용자가 선택하는 운전모드(냉방 또는 난방운전 등)와 설정온도, 설정풍량, 설정풍향 등의 운전정보를 입력하는 키 입력부(72)와, 실내팬(24a, 24b)의 고장 여부 등 천정형 공기 조화기의 각종 정보를 LED 화면에 표시해주는 디스플레이부(74)와, 천정형 공기 조화기 전체 시스템을 제어하는 마이컴(70)이 설치된다.
이와 같이 구성된 천정형 공기조화기가 냉난방을 겸하여 사용하는 경우, 냉방 시에는 압축기(52)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매가 냉방운전 모드에 따라 연결위치가 절환 된 사방밸브(54)를 거쳐 실외열교환기(56)로 유입하게 된다. 실외열교환기(56)에서는 고온고압의 냉매를 상온고압의 액체상태로 응축시키고, 상온고압의 액체 냉매는 실내 전동변(62)을 거치면서 감압팽창 되어 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)로 유입하게 된다. 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)에서는 실내공기로부터 열을 빼앗아서 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시킨 후 압축기(52)로 전달해주는 냉방 사이클을 수행하게 된다.
반면, 난방 시에는 이와 반대방향으로 순환되는 냉매 사이클을 형성한다.
상기와 같은 냉매 사이클을 형성하는 냉난방겸용의 천정형 공기 조화기에 있어서, 사용자가 원하는 운전모드(냉방 또는 난방)와 설정온도, 설정풍량 등 운전정보가 키 입력부(72)를 통해 마이컴(70)에 입력되면 마이컴(70)은 선택된 운전조건에 따라 사방밸브(54)를 제어해서 사방밸브(54)가 냉방 또는 난방 사이클로 전환되도록 제어하고, 압축기(52)를 구동 시켜 냉방 또는 난방운전을 수행하게 된다.
이러한 냉난방운전이 정상적으로 수행되기 위해서는 각 장치들에 고장이 생기지 않고 정상상태를 유지하는 것이 필요하므로 그에 따라 각 장치들의 고장여부 를 주기적으로 감지해야 한다. 그 중 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)에 고장이 발생하면 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)에서 열교환이 제대로 이루어 지지 않아 전체 냉매 사이클에 문제가 발생하게 된다.
따라서 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)이 정상작동 하는지의 여부를 주기적으로 감지하게 된다. 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)을 구동하는 제 1 및 제 2 실내팬 모터(28a, 28b)에 이상이 발생하면 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)이 정상적으로 회전하지 못하고 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)에서는 냉매의 열교환이 이루어지지 못하여 냉방운전의 경우 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도가 하강하게 된다. 통상 정상적인 냉방운전에서 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)는 5℃ 정도의 온도를 유지하게 되는데, 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)의 고장으로 열교환이 이루어지지 않을 경우 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도는 -10℃ 이하로 떨어지게 된다. 이와 같이 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도로 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)의 고장여부를 감지할 수 있는 것이다.
이하 냉방운전 시 천정형 공기 조화기의 실내팬 고장여부를 감지하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저 사용자가 키 입력부(72)를 통해 입력한 운전신호에 따라 운전이 시작되면 마이컴(70)에서는 현재의 운전모드가 냉방 또는 제습운전모드에 해당하는지를 판단한다.(S100) 난방운전모드의 경우 냉방 또는 제습운전모드와 다른 온도조건으로 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)의 고장여부를 감지해야 하기 때문이다.
냉방 또는 제습운전모드로 운전되고 있다고 판단되면, 제 1 및 제 2 실내열교환기 온도센서(26a, 26b)는 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도(T1, T2)를 감지하고, 감지한 온도를 마이컴(70)으로 출력해 준다.(S110)
마이컴(70)에서는 제1 실내열교환기(22a)의 온도(T1) 또는 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)가 -55℃ 미만인지의 여부를 판단한다. -55℃는 온도센서(26a, 26b)에 에러가 발생하지 않고 정상적으로 기능을 수행할 수 있는 한계온도로, 제 1 또는 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도(T1 or T2)가 -55℃ 미만으로 감지되었다면 온도센서(26a, 26b)에 에러가 발생한 것으로 볼 수 있기 때문에 마이컴(70)은 디스플레이부(74)를 제어하여 제 1 및 제 2 실내열교환기 온도센서(26a, 26b)가 에러(ERROR)상태 임을 표시해준다.(S121)
제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도(T1, T2)가 -55℃ 이상이라면 제 1 실내열 교환기(22a)의 온도(T1)와 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)가 모두 -10℃ 미만인지의 여부를 판단한다.(S130)
판단결과 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도(T1 and T2)가 모두 -10℃ 미만이라면 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)이 정상적으로 회전되지 않아 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)에서 열교환이 제대로 이루어지지 않고 있는 것이므로 마이컴(70)은 디스플레이부(74)를 제어하여 제 1 및 제 2 실내팬(24a, 24b)이 에러(ERROR)상태 임을 표시해준다.(S131)
한편 제 1 실내열교환기(22a)의 온도(T1)와 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2) 중 하나 이상이 -10℃ 이상이라면 제 1 실내열교환기(22a)의 온도(T1)와 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)의 차의 절대값(│T1-T2│)을 산출하여 그 절대값이 20℃을 초과하는지의 여부를 판단한다.(S140) 정상적인 냉방운전이 수행되고 있다면 양 실내열교환기(22a, 22b)의 온도가 거의 비슷하게 유지되게 되므로, 실내열교환기(22a, 22b)의 온도차가 20℃를 초과하는 것으로 판단된다면 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b) 중 어느 하나에서 정상적인 열교환이 이루어지지 않는 것으로 해당 실내팬(24a or 24b)에 문제가 발생한 것으로 볼 수 있기 때문이다.
판단결과 그 값(│T1-T2│)이 20℃ 이하라면 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도차가 크지 않고 양쪽 모두 -10℃ 이상의 온도를 유지하는 것으로 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)에서 정상적인 열교환이 이루어 진다고 보아 마이컴(70)은 디스플레이부(74)를 제어하여 제 1 및 제 2실내팬(24a, 24b)이 정상 상태임을 표시해준다.(S141)
한편 140단계의 판단결과 그 값(│T1-T2│)이 20℃을 초과한다면 제 1 실내열교환기(22a)의 온도(T1)가 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)보다 높은지의 여부를 판단하여 어떤 실내팬(24a or 24b)에 고장이 발생하였는지의 여부를 판단한다.(S150) 실내팬이 정상작동 하지 않는 측이 열교환이 제대로 이루어지지 않아 실내열교환기의 온도가 낮게 측정될 것이다.
150단계의 판단결과 제 1 실내열교환기(22a)의 온도(T1)가 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)보다 높다면 제 2 실내열교환기(22b)에서 열교환이 제대로 이루어지지 않는 것이므로 마이컴(70)은 디스플레이부(74)를 제어하여 제 2 실내팬(24b)이 에러(ERROR) 상태임을 표시해준다.(S151)
반면 150단계의 판단결과 제 1 실내열교환기(22a)의 온도(T1)가 제 2 실내열교환기(22b)의 온도(T2)보다 낮다면 제 1 실내열교환기(22a)에서 열교환이 제대로 이루어지지 않는 것이므로 마이컴(70)은 디스플레이부(74)를 제어하여 제 1 실내팬(24a)이 에러(ERROR) 상태임을 표시해준다.(S152)
이와 같이 제 1 및 제 2 실내열교환기(22a, 22b)의 온도를 측정함으로써 제 1및 제 2 실내팬(24a, 24b)의 고장여부를 감지할 수 있으며, 천정형 공기 조화기가 난방운전을 수행할 경우에는 제 5도에서 제시한 온도조건만 다르게 설정하여 동일한 방법으로 실내팬의 고장여부를 감지할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 실내팬 모터의 종류와 실내팬의 피드백(Feed-back)신호에 관계없이 실내열교환기의 온도만을 이용하여 실내팬의 고장여부를 손쉽게 감지할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 적어도 하나 이상의 실내열교환기를 거쳐 열교환된 공기를 적어도 하나 이상의 토출구를 통해 토출시키는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기의 온도를 감지하고,
    감지한 온도에 따라 상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기에 설치된 복수의 실내팬의 고장여부를 감지하는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지한 온도를 미리 설정된 제1기준온도와 비교하고,
    상기 감지한 온도가 모두 상기 제1기준온도 미만인 경우 상기 복수의 실내팬이 고장 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 감지한 온도 중 적어도 하나 이상이 상기 제1기준온도 이상인 경우 상기 감지한 온도의 온도차를 산출하고,
    상기 온도차를 미리 설정된 제2기준온도와 비교하고,
    상기 온도차가 상기 제2기준온도 이하일 경우 상기 복수의 실내팬이 정상 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 온도차가 상기 제2기준온도 초과일 경우 상기 복수의 실내팬 중 상기 감지한 온도가 낮은 측의 실내팬이 고장 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 천정형 공기 조화기의 고장감지방법.
  5. 적어도 하나 이상의 실내열교환기를 거쳐 열교환된 공기를 적어도 하나 이상의 토출구를 통해 토출시키는 천정형 공기 조화기에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기의 온도를 각각 측정하는 복수의 실내열교환기 온도센서와,
    상기 적어도 하나 이상의 실내열교환기에 설치되는 복수의 실내팬과,
    상기 복수의 실내열교환기 온도센서에서 감지한 온도에 따라 상기 복수의 실내팬의 고장여부를 감지하는 제어부를 구비하는 천정형 공기 조화기.
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