KR20070073528A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

이온발생장치를 이용하여 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 없앨 수 있도록 함으로써 더욱 청정한 공기를 공급할 수 있게 한 공기조화기 및 그 제어방법을 제공한다. 이온발생장치는 공기 토출구와 인접한 캐비닛의 내부에 설치되고, 내부 순환덕트는 캐비닛의 전면패널의 내면에 설치되며 그 상단과 하단에는 상부댐퍼와 하부댐퍼가 설치된다. 열교환기 표면을 제균할 때에는 흡입구와 토출구를 폐쇄하고 내부 순환덕트의 양단을 개방한 후 이온발생장치를 오존이 발생되게 작동시킴과 함께 일정시간 송풍팬을 동작시키면 열교환기의 표면 뿐만 아니라 캐비닛의 내부를 제균시킬 수 있게 된다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air Conditioner and Control Method Thereof}

도 1은 열교환기의 표면을 제균하기 위해 이온발생장치와 내부 순환덕트를 구비한 본 발명에 따른 공기조화기의 외관 사시도이다.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 취해진 단면도로서 실내를 냉방 또는 난방시키기 위해 내부 순환덕트가 폐쇄된 것을 보인 도면이다.

도 3은 도 2에 대응하는 도면으로서 열교환기의 표면을 제균하기 위해 내부 순환덕트가 개방된 것을 보인 도면이다.

도 4는 열교환기의 표면을 제균하기 위한 공기조화기의 제어 흐름도를 보인 것이다.

도 5는 이온발생장치에서 오존을 방출시키기 위한 오존발생 전압의 영역과 이온을 방출시키기 위한 이온발생 전압의 영역을 대략적으로 보인 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1: 캐비닛 14,15: 토출구 개폐부재

16: 흡입구 개폐부재 20: 이온발생장치

21: 송풍팬 23: 열교환기

30: 내부 순환덕트 31: 상부댐퍼

32: 하부댐퍼

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 실내공기에 포함된 부유균을 살균시키기 위해 설치된 이온발생장치를 이용하여 열교환기의 표면에 부착된 바이러스와 세균 등을 없앨 수 있도록 함으로써 실내공간으로 더욱 깨끗한 공기를 공급할 수 있게 한 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기조화기는 실내공간을 쾌적하게 유지하기 위해 실내공기를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 공기조화기에 이온발생장치를 설치하게 되면 실내공기에 포함된 부유균을 제균시킬 수 있게 되는데, 이러한 이온발생장치가 설치된 공기조화기의 일례로는 대한민국 등록실용신안공보 실0124290호가 있다.

이 공기조화기는 실내공기를 강제 순환시키기 위한 송풍팬, 강제 순환되는 실내공기와 열교환하여 실내공기가 냉각 또는 가열되게 하는 열교환기, 그리고 다량의 음이온을 방출시켜서 열교환기를 통과한 공기에 혼합되게 하는 음이온 발생장치를 갖추고 있다.

따라서 이 공기조화기는 송풍팬이 작동하면 실내공기가 유입되어 열교환기를 거쳐서 냉각 또는 가열된 후 음이온 발생장치에서 방출되는 음이온과 함께 다시 실내공간으로 배출되어서 실내를 쾌적한 온도로 유지함과 동시에 공기를 깨끗하게 한다.

그러나 상기와 같은 종래의 공기조화기는 냉방운전 시 실내공기가 낮은 표면 온도를 가진 열교환기와 열교환하는 과정에서 열교환기의 표면에 응축수가 발생하게 되며, 또한 공기 중에 포함되어 부유하는 바이러스나 곰팡이, 또는 박테리아 등이 축축한 열교환기의 표면에 부착되어 번식하게 되며, 이에 따라 열교환기를 통과하는 공기를 재오염시켜서 음이온 발생장치의 작용효과를 떨어뜨리게 되는 문제점을 갖게 된다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내공기에 포함된 바이러스와 세균 등을 살균시키기 위해 설치된 이온발생장치를 이용하여 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 없앨 수 있도록 함으로써 더욱 청정한 공기를 공급할 수 있게 한 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 흡입구와 토출구가 형성된 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 설치된 송풍팬과 열교환기, 각각 상기 흡입구와 토출구를 개폐하기 위한 흡입구 개폐부재와 토출구 개폐부재를 포함하는 공기조화기에 있어서,

상기 공기 토출구와 인접한 상기 캐비닛의 내부에는 이온발생장치가 설치되고, 상기 캐비닛의 전면패널의 내면에는 상기 캐비닛 안의 공기가 상기 송풍팬과 이온발생장치의 작동에 의해 상기 캐비닛의 내부에서 순환되게 하기 위한 내부 순환덕트가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 내부 순환덕트의 상단과 하단에는 각각 상기 흡입구 개폐부재와 토출구 개폐부재와 반대로 동작하게 되는 상부댐퍼와 하부댐퍼가 설치된다.

상기 이온발생장치는 인가되는 고전압의 크기에 따라 상기 토출구를 통해 실내공간으로 이온을 방출시키는 이온 발생모드와, 상기 내부 순환덕트를 통한 공기의 내부순환을 통해 상기 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 제균하는 오존 발생모드로 작동하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 발명은 캐비닛에 마련된 흡입구 및 토출구 개폐부재, 상기 캐비닛의 내면에 설치된 내부 순환덕트의 양단을 개폐하는 한 쌍의 댐퍼, 상기 캐비닛의 내부에 설치된 이온발생장치와 송풍팬과 열교환기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

상기 흡입구 및 토출구 개폐부재는 폐쇄하고 상기 한 쌍의 댐퍼는 개방하며, 상기 이온발생장치를 오존 발생모드가 되도록 작동시키며, 상기 송풍팬을 일정시간 작동시켜서 상기 캐비닛의 내부에서 상기 내부 순환덕트를 통해 공기가 순환하게 함으로써 상기 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 제균시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 상기 이온발생장치를 작동시키기 전에 일정시간 동안 상기 송풍팬을 작동시켜서 상기 열교환기의 표면에서 수분이 증발되게 하는 수분 증발과정을 더 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 상기 열교환기 표면의 제균이 끝나면 상기 캐비닛의 내부에 잔존하는 오존을 제거하기 위한 시간을 확보하기 위해 일정시간 동안 상기 공기조화기가 정상적으로 작동하지 않게 지체시키는 과정을 더 포함한다.

바람직하게, 상기 지체시간의 종료는 제균 종료 알람에 의해 사용자에게 알리게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 열교환기의 표면을 제균하기 위해 이온발생장치와 내부 순환덕트를 구비한 본 발명에 따른 공기조화기의 외관을 보인 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 박스형상을 가져서 외관을 형성하게 되는 캐비닛(1)이 실내의 적절한 장소에 세워져서 배치됨으로써 실내를 냉방 또는 난방시키게 된다.

캐비닛(1)의 전면패널(2)의 상부와 캐비닛(1)의 양 측면패널(3)의 상부에는 토출구(11)(12)가 마련되고, 캐비닛(1)의 양 측면패널(3)의 하부에는 흡입구(13)가 마련되어서 실내공간의 공기가 캐비닛(1)의 내부를 통해 순환할 수 있게 한다.

전면패널(2)의 상부에 마련된 토출구(11)에는 상하로 슬라이드 이동하여 토출구(11)를 개폐하는 토출구 개폐부재(14)가 설치되고, 양 측면패널(3)의 상부에 마련된 토출구(12)에는 전후방향으로 회동하여 토출구(12)를 개폐하는 토출구 개폐부재(15)가 설치된다. 또한, 양 측면패널(3)의 하부에 마련된 흡입구(13)에는 전후방향으로 회동하여 흡입구(13)를 개폐하는 흡입구 개폐부재(16)가 설치된다.

캐비닛(1)의 내부에는 이온발생장치(20)(도 2 참조)와 내부 순환덕트(30)가 설치되는데, 캐비닛(1)의 내부구조에 대해서는 도 2와 도 3을 참조하여 이하에서 설명한다.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 취해진 단면도로서 실내를 냉방 또는 난방시키기 위해 내부 순환덕트가 폐쇄된 것을 보인 도면이고, 도 3은 도 2에 대응하는 도면으로서 열교환기의 표면을 제균하기 위해 내부 순환덕트가 개방된 것을 보인 도면이며, 도 5는 이온발생장치에서 오존을 방출시키기 위한 오존발생 전압의 영역과 이온을 방출시키기 위한 이온발생 전압의 영역을 대략적으로 보인 그래프이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 캐비닛(1)의 내부에서 흡입구(13)와 인접한 위치에는 실내공기를 캐비닛(1)의 내부를 통해 강제 순환시키기 위한 송풍팬(21)과 구동모터(22)가 설치되고, 토출구(11)(12)에 인접한 위치에는 송풍팬(21)에 의해 유동하는 공기와 열교환하여 공기를 냉각 또는 가열시키기 위한 열교환기(23)가 설치된다.

이온발생장치(20)는 캐비닛(1)의 상단에 설치되어 열교환기(23)를 통과하여 열교환된 공기에 다량의 이온을 발생시켜서 실내공간으로 방출시키게 한다. 물론, 이온발생장치(20)의 설치위치는 적절한 고정구조가 마련된다면 캐비닛(1)의 내부에서 토출구(11)에 인접되게 설치하거나 다른 적당한 위치에 설치되게 할 수도 있다.

내부 순환덕트(30)는 토출구(11)의 하부에서 전면패널(2)의 하단부까지 연장하도록 전면패널(2)의 내면에 수직으로 배치된다. 내부 순환덕트(30)의 개방된 상단과 하단에는 각각 상부댐퍼(31)와 하부댐퍼(32)가 상하방향으로 회동될 수 있게 설치되어 내부 순환덕트(30)를 개방시키거나 폐쇄시키게 된다.

이온발생장치(20)는 대기압 하에서 플라즈마 방전에 의해 이온을 발생시키게 되는 MPI(Micro Plasma Ion) 타입의 이온발생장치로 이루어져서 침상전극과 세라믹 전극(미도시)을 구비한다. 세라믹 전극에서는 이온 발생모드로 되는 크기(도 5 참조)의 플러스 성분의 고전압의 작용에 따라 플라즈마 방전이 발생하여 공기중의 수분(H2O)이 전리되어 수소이온(H+)이 발생하게 되고, 침상전극에서는 이온 발생모드로 되는 크기의 마이너스 성분의 고전압의 작용에 따라 플라즈마 방전이 발생하여 공기 중으로 다량의 전자가 방출되게 되며, 공기 중으로 방출된 다량의 전자는 매우 불안정하므로 산소분자(O2)에 포착되어 슈퍼옥사이드 아니온(O2-)을 형성하게 된다.

세라믹 전극에 의해 발생된 수소이온은 침상전극에서 방출된 전자와 결합하여 수소원자가 됨으로써 이온발생장치(20)에서는 최종적으로 수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온이 배출되게 된다.

이 수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온에 의해 인체에 유해한 활성산소가 중화됨과 동시에 공기 중에 부유하는 바이러스와 곰팡이 등의 원인균이 제거됨으로써 공기 중에 인체에 유해한 양이온을 방출시키지 않은 채로 공기를 살균시키게 된다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이온발생장치(20)에 인가되는 고전압의 크기를 이온 발생모드 시의 고전압의 크기보다 더 크게 하면 이온발생장치(20)에서 이온이 방출되는 대신에 살균력이 매우 높은 오존이 방출되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이, 실내공기를 냉각 또는 가열시켜서 실내를 냉방 또는 난방시키기 위해 상부덕트(31)와 하부덕트(32)에 의해 공기 순환덕트(30)의 상단과 하단이 폐쇄되게 하고, 토출 구 개폐부재(14)(15)와 흡입구 개폐부재(16)에 의해 토출구(11)(12)와 흡입구(13)가 개방되게 한 후 구동모터(22)에 의해 송풍팬(21)을 고속 회전시킴과 함께 이온발생장치(20)를 이온 발생모드로 하여 작동시키면(이 때 실외에 설치된 실외기도 함께 작동하게 된다), 실내의 공기가 흡입구(13)를 통해 캐비닛(1)의 내부로 유입되어 열교환기(23)를 거쳐서 열교환된 후 이온발생장치(20)에서 방출되는 이온과 혼합되어 토출구(11)(12)를 통해 다시 실내로 배출되어서 공기 중에 부유하는 각종 세균을 제균시킴과 동시에 실내를 냉방 또는 난방시키게 된다. 즉, 공기조화기는 실내공기가 캐비닛(1)의 내부를 통해 순환하게 되는 외부 순환모드로 작동하게 된다.

상기와 같이 일정시간 동안 이온발생장치(20)가 이온 발생모드로 작동하여 실내공기를 깨끗하게 함과 동시에 공기조화기가 실내를 냉방시키게 되면 열교환기(23)의 표면에 응축수가 발생하여 축축하게 되고 각종 세균이 부착되어 번식하게 된다.

이러한 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 공기조화기는 내부 순환모드로 작동하여 열교환기(23)의 표면에 부착된 각종 세균을 살균시키는 내부 순환모드로 작동하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기조화기가 내부 순환모드로 작동할 때에는 상부덕트(31)와 하부덕트(32)에 의해 공기 순환덕트(30)의 상단과 하단이 개방되게 하고, 토출구 개폐부재(14)(15)와 흡입구 개폐부재(16)에 의해 토출구(11)(12)와 흡입구(13)가 폐쇄되게 한 후 구동모터(22)에 의해 송풍팬(21)을 저속 회전시킴과 함께 이온발생장치(20)를 오존 발생모드로 하여 작동시키면(이 때 실외에 설치된 실외기는 작동을 멈추게 된다), 공기조화기는 실내공기가 캐비닛(1)의 내부로 유입되지 않고 캐비닛(1)의 내부공기만 캐비닛(1)의 내부에서 순환하게 되어 이온발생장치(20)에서 방출되는 다량의 오존이 내부공기와 함께 캐비닛(1)의 내부를 순환하게 된다. 따라서 캐비닛(1)의 내부가 전체적으로 오존의 살균력에 의해 소독됨은 물론, 열교환기(23)의 표면에 부착되어 번식하게 되는 각종 세균이 오존의 살균력에 의해 집중적으로 제균되어서 캐비닛(1)의 내부가 청결하게 된다.

다음에는 상기와 같은 구조를 가진 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법에 대해 열교환기의 표면을 제균하기 위한 공기조화기의 제어 흐름도를 보인 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일정시간 공기조화기를 작동한 후 응축수가 응결되어 있는 열교환기(23)의 표면을 제균시키기 위해 제어부(미도시)의 제어를 통해서 열교환기 제균모드를 시작하게 되면 먼저 공기조화기는 실외기의 작동이 정지되고 송풍팬(21)이 작동되어 열교환기(23)의 표면에 응결된 응축수를 증발시키는 증발모드로 동작하게 된다.

송풍팬(21)의 작동시간이 열교환기(23)의 표면의 응축수를 증발시키기 위해 설정된 시간을 넘게 되면 송풍팬(21)을 정지시킨 후 공기조화기가 내부 순환모드로 동작되게 하여 열교환기(23)의 표면을 제균시키는 과정이 진행된다.

공기조화기가 내부 순환모드로 동작하기 위해 흡입구(13)와 토출구(11)(12)는 흡입구 개폐부재(16)와 토출구 개폐부재(14)(15)에 의해 폐쇄되고, 내부 순환덕 트(30)는 상부댐퍼(31)와 하부댐퍼(32)에 의해 개방되게 된다.

또한, 이온발생장치(20)를 오존발생 모드로 작동하게 하여 이온발생장치(20)에서 다량의 오존이 방출될 수 있게 하고, 송풍팬(21)을 저속 회전되게 작동시키게 되면 공기조화기가 내부 순환모드로 동작하게 된다.

즉, 상기와 같이 공기조화기가 내부 순환모드로 동작하게 되면 캐비닛(1) 내부의 공기가 송풍팬(21)에 의해 캐비닛(1)의 내부에서 강제 순환하게 됨에 따라 캐비닛(1)의 상부에서 이온발생장치(20)에서 발생되는 오존과 혼합된 후 내부 순환덕트(30)를 통과하게 된다.

오존이 혼합된 공기는 송풍팬(21)을 거쳐서 열교환기(23)를 통과하게 되면서 열교환기(23)의 표면에 부착되어 있는 각종 세균을 살균시키게 된다. 물론, 오존이 포함된 공기가 캐비닛(1)의 내부를 순환하면서 캐비닛(1)의 전 내부공간에서 오존의 살균력에 의한 제균작용이 이루어지게 된다.

공기조화기의 내부 순환모드 작동시간이 설정시간을 넘게 되면 이온발생장치(20)와 송풍팬(21)의 작동이 정지되고, 내부 순환덕트(30)가 상부덕트(31)와 하부덕트(32)에 의해 폐쇄되어 공기조화기가 실내를 냉방 또는 난방시키게 되는 외부 순환모드로 전환될 수 있게 대기하게 된다.

한편, 공기조화기의 내부 순환모드가 끝나더라도 캐비닛(1)의 내부에는 이온발생장치(20)에서 방출된 오존이 일정시간 동안 잔존하게 되는데, 이를 위해 내부 순환모드의 동작이 끝난 후 일정시간이 지나면 제균 종료 알람이 작동하게 되어 열교환기 제균동작의 완료를 사용자에게 알리게 함으로써 공기조화기의 냉방 또는 난 방동작이 다시 수행되더라도 실내공간으로 오존이 방출되지 않게 한다.

만일 열교환기 표면의 제균 동작 시간을 줄이고자 하면 오존 발생모드 또는 내부 순환모드를 실시하기 전에 송풍팬을 일정시간 작동하여 열교환기의 표면에 응결된 응축수를 증발시키는 증발모드를 수행하지 않고 곧 바로 제균 동작이 되게 작동하면 된다. 즉, 증발모드는 필요에 따라 수행하거나 수행하지 않을 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 이온 발생장치를 이용하여 열교환기 뿐만 아니라 공기조화기의 캐비닛의 내부를 제균시킬 수 있는 구조와 제어동작을 제공할 수 있기 때문에 실내에 더욱 깨끗한 공기를 공급할 수 있게 되어 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

Claims (7)

1. 흡입구와 토출구가 형성된 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 설치된 송풍팬과 열교환기, 각각 상기 흡입구와 토출구를 개폐하기 위한 흡입구 개폐부재와 토출구 개폐부재를 포함하는 공기조화기에 있어서,

   상기 공기 토출구와 인접한 상기 캐비닛의 내부에는 이온발생장치가 설치되고, 상기 캐비닛의 전면패널의 내면에는 상기 캐비닛 안의 공기가 상기 송풍팬과 이온발생장치의 작동에 의해 상기 캐비닛의 내부에서 순환되게 하기 위한 내부 순환덕트가 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 순환덕트의 상단과 하단에는 각각 상기 흡입구 개폐부재와 토출구 개폐부재와 반대로 동작하게 되는 상부댐퍼와 하부댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이온발생장치는 인가되는 고전압의 크기에 따라 상기 토출구를 통해 실내공간으로 이온을 방출시키는 이온 발생모드와, 상기 내부 순환덕트를 통한 공기의 내부순환을 통해 상기 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 제균하는 오존 발생모드로 작동하게 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 캐비닛에 마련된 흡입구 및 토출구 개폐부재, 상기 캐비닛의 내면에 설치된 내부 순환덕트의 양단을 개폐하는 한 쌍의 댐퍼, 상기 캐비닛의 내부에 설치된 이온발생장치와 송풍팬과 열교환기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   상기 흡입구 및 토출구 개폐부재는 폐쇄하고 상기 한 쌍의 댐퍼는 개방하며, 상기 이온발생장치를 오존 발생모드가 되도록 작동시키며, 상기 송풍팬을 일정시간 작동시켜서 상기 캐비닛의 내부에서 상기 내부 순환덕트를 통해 공기가 순환하게 함으로써 상기 열교환기의 표면에 부착된 각종 세균을 제균시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 이온발생장치를 작동시키기 전에 일정시간 동안 상기 송풍팬을 작동시켜서 상기 열교환기의 표면에서 수분이 증발되게 하는 수분 증발과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 열교환기 표면의 제균이 끝나면 상기 캐비닛의 내부에 잔존하는 오존을 제거하기 위한 시간을 확보하기 위해 일정시간 동안 상기 공기조화기가 정상적으로 작동하지 않게 지체시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 지체시간의 종료는 제균 종료 알람에 의해 사용자에게 알리게 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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