KR20080013033A - 공기조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은, 스텝모터의 회전에 의해 냉매 공급을 위한 개도가 조절되며 상기 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호를 발생시키는 팽창밸브, 팽창밸브의 스텝모터의 구동을 위한 구동펄스를 인가하는 구동부 및 상기 완료신호의 발생시에 상기 구동부로부터 상기 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스의 수를 비교하여 상기 스텝모터의 이상여부를 판단하는 마이컴으로 구성되어, 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호가 발생되고 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스 전원의 수를 비교하여 스텝모터의 이상여부를 판단함으로써, 팽창밸브의 스텝모터의 구동의 이상 발생여부를 자동으로 감지하여 편리성과 신뢰도를 향상시킨 공기조화기를 제공하는 장점이 있다.
공기조화기, 팽창밸브, 전자팽창밸브, 스텝모터, 개도 레벨, 냉매

Description

공기조화기 및 그 제어 방법 { Air-conditioner and controlling method for the same }
도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도,
도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기의 블록도,
도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기의 보다 상세한 회로도,
도 3 은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 도시된 도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 팽창밸브 104: 스텝모터
108 : 감지부 110 : 구동부
120 : 마이컴
본 발명은 팽창밸브의 스텝모터의 구동의 이상 발생여부를 자동으로 감지할 수 있는 공기조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 소정의 냉매를 압축, 증발 및 응축시킴으로써 냉매의 증발에 따른 주위 공기와의 열교환을 통하여 발생하는 찬공기를 팬을 이용하여 실내로 토출하는 냉방기기로 주로 사용되어 왔다.
공기조화기는 냉매와의 열교환으로 공기를 냉방 또는 난방하는 실내 열교환기, 상기 실내 열교환기가 냉방기로 작용하는 경우 냉매가 응축되는 응축기로 작용하고 실내 열교환기가 난방기로 작용하는 경우 냉매가 증발되는 증발기로 작용하는 실외 열교환기, 실내 열교환기 또는 실외 열교환기로 고온 고압의 기체 냉매를 공급하기 위해 저온 저압의 기체 냉매를 압축하는 압축기, 및 실내 열교환기와 실외 열교환기의 사이에 설치되어 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다.
특히, 스텝모터를 채용한 팽창밸브의 경우에는 모터의 연속적인 좌우 회전을 니들밸브의 직선운동으로 변환하여 밸브의 개도를 조절하게 된다.
그러나, 종래의 공기조화기는 팽창밸브의 스텝모터에 이상이 발생한 경우에, 이를 검출하기 위한 수단이 구비되어 있지 않아서 스텝 모터의 정상 작동 여부를 감지하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 팽창밸브의 스텝모터의 구동의 이상 발생여부를 자동으로 감지하여 편리성과 신뢰도를 향상시킨 공기조화기 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는, 스텝모터의 회전에 의해 냉매 공급을 위한 개도가 조절되며 상기 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호를 발생시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브의 스텝모터의 구동을 위한 구동펄스를 인가하는 구동부, 및 상기 완료신호의 발생시에 상기 구동부로부터 상기 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스의 수를 비교하여 상기 스텝모터의 이상여부를 판단하는 마이컴을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법은, 팽창밸브가 스텝모터의 회전에 의해 냉매 공급을 위한 개도가 조절되며 상기 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호가 발생되는 단계 및 상기 사이클 완료신호가 발생되면 상기 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스 전원의 수를 비교하여 상기 스텝모터의 이상여부를 판단하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 복수개의 실내기(11)(12)(13)(14)와, 실내기(11)(12)(13)(14)와 연결되는 실외기(21)(22)을 포함한다.
여기서, 실내기(11)(12)(13)(14)와 실외기(21)(22)는 냉매배관을 통해 연결되며, 실외기(21)(22)는 실내기(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 실내기(11)(12)(13)(14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 실외기(21)(22)의 작동 개수 및 실외기(21)(22)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.
여기서, 실내기(11)(12)(13)(14)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기(51)와, 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함한다.
실외기(21)(22)는 실내기(11)(12)(13)(14)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(61)와, 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)와, 압축기(62)(63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함한다.
여기서, 실외기(21)(22)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 인버터압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 정속압축기(63)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.
한편, 압축기(62)(63)와 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 오일분리기(64)는 압축기(62)(63)의 흡입측에 연결된다.
특히, 오일분리기(64)는 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하 고, 상기 분리된 오일은 압축기(62)(63)에 공급함으로서, 압축기(62)(63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고, 오일분리기(64)와 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.
그리고, 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 실외 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 압축기(62)(63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.
여기서, 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 실외열교환기(70)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 실외열교환기(70)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.
여기서, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)는 내부에 스텝 모터(미도시)가 구비되며, 마이컴(미도시)로부터 제어를 받아 동작한다.
이때, 냉방, 난방 시, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)의 상기 스텝 모터는 각각 상기 마이컴의 제어에 따라 동작한다.
도 2 은 본 발명에 따른 공기조화기의 블록도이며, 도 3 는 본 발명에 따른 공기조화기의 보다 상세한 회로도이다.
도 2 과 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 공급하는 팽창밸브(100), 팽창밸브에 구동전원을 인가하는 구동부(110), 및 팽창밸브 의 이상여부를 판단하는 마이컴(120)을 포함한다.
여기서, 팽창밸브(100)는 도 1 에 도시된 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)를 포함한다.
또한, 팽창밸브(100)는 스텝모터(104)를 포함하여 구성되어, 스텝모터(104)의 구동에 의해 냉매의 공급을 위한 개도 레벨이 조절되며, 스텝모터(104)에는 감지부(108)가 설치되어 스텝모터(110)의 1회전시 마다 사이클 완료신호를 발생시킨다.
팽창밸브(100)는 내부의 스텝모터(104)의 좌우 회전 운동을 니들밸브의 직선운동으로 변환하여 냉매를 공급을 위한 개도 레벨을 조절할 수 있다.
특히, 스텝모터(104)의 구동을 위한 전원은 구동부(110)로부터 인가되는데, 구동부(110)의 구성은 도 3 에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
구동부(110)는 제 1 트랜지스터(Q1), 제 2 트랜지스터(Q2), 제 3 트랜지스터(Q3), 및 제 4 트랜지스터(Q4)가 동작되어 스텝모터(104)의 구동을 위한 전원 펄스를 인가한다.
스텝모터(104)는 구동부(110)에서 인가되는 전원 펄스에 의해 구동되어 냉매의 공급을 위한 개도 레벨이 조절된다.
또한, 스텝모터(104)에는 감지부(108)가 설치되어 스텝모터(104)의 1회전시 마다 사이클 완료 신호를 발생시킨다.
이때, 감지부(108)는 포토 커플러(Photo Coupler)로 구성되어 스텝모터(104)의 고정자 및 회전자에 설치되어 스텝모터(104)의 1회전시 마다 사이클 완료 신호 를 발생시킬 수 있다.
마이컴(120)은 구동부(110)로부터 스텝모터(104)에 구동전원이 인가되도록 제어한다.
또한, 마이컴(120)은 스텝모터(104)에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수를 측정할 수 있고, 스텝모터(104)에서 실제의 구동 펄스의 수를 검출해 낼 수 있다.
마이컴(120)은 감지부(108)로부터 사이클 완료 신호를 전달받고, 마이컴(120)의 제어에 의해 구동부(110)로부터 스텝모터(104)에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터(104)에서 검출된 구동 펄스의 수를 비교한다.
마이컴(120)은 스텝모터(104)에서 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터(104)에서 검출된 구동 펄스의 수가 일치하는 경우에는 스텝모터(104)가 정상이며 팽창밸브(100)가 정상 작동하는 것으로 판단하며, 스텝모터(104)에서 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터(104)에서 검출된 구동 펄스의 수가 일치하지 않는 경우에는 스텝모터(104)가 정상적으로 동작하지 못하여 팽창밸브(100)에 이상이 발생한 것으로 판단한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 3 은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 스텝모터의 구동을 위한 구동펄스가 인가되어 모터가 구동되고(S100), 스텝모터 구동의 1 사이클이 완료되면 이것을 감지부에서 감 지하여 1 사이클 완료 신호가 발생된다(S210, S220).
이때, 감지부는 완료 신호를 발생시키기 위하여 포토 커플러로 형성될 수 있다.
스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터에서 검출된 구동 펄스의 수가 일치하는가의 여부를 비교한다(S230).
스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터에서 검출된 구동 펄스의 수가 일치하는 경우에는, 스텝모터가 정상이므로 팽창밸브가 정상 작동하는 것으로 판단하며(S240), 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 스텝모터에서 검출된 구동 펄스의 수가 일치하지 않는 경우, 스텝모터가 정상적으로 동작하지 못하여 팽창밸브에 이상이 발생한 것으로 판단한다(S245).
이후에, 스텝모터의 구동이 종료되면 감지부에서 사이클 완료의 감지를 중단한다(S150).
이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 제어 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은, 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호가 발생되고 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스 전원의 수를 비교하여 스텝모터의 이상여부를 판단함으로써, 팽창밸브의 스텝모터의 구동의 이상 발생여부를 자동으로 감지하여 편리성과 신뢰도를 향상시킨 공기조화기를 제공하는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 스텝모터의 회전에 의해 냉매 공급을 위한 개도가 조절되며, 상기 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호를 발생시키는 팽창밸브;
    상기 팽창밸브의 스텝모터의 구동을 위한 구동펄스를 인가하는 구동부; 및
    상기 완료신호의 발생시에, 상기 구동부로부터 상기 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스의 수를 비교하여 상기 스텝모터의 이상여부를 판단하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 팽창밸브는 상기 완료신호의 발생 여부를 감지할 수 있는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 스텝모터의 고정자 및 회전자에 설치되는 포토 커플러(Photo coupler)인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 팽창밸브가 스텝모터의 회전에 의해 냉매 공급을 위한 개도가 조절되며, 상기 스탭모터의 1회전시 마다 사이클 완료신호가 발생되는 단계; 및
    상기 사이클 완료신호가 발생되면, 상기 스텝모터에 인가되도록 명령한 명령 펄스의 수와 실제로 검출된 구동 펄스 전원의 수를 비교하여 상기 스텝모터의 이상여부를 판단하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 완료신호는 상기 스텝모터의 고정자 및 회전자에 설치한 포토 커플러에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어 방법.
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