KR20110026308A

KR20110026308A - 공기 조화기 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR20110026308A
Application number: KR1020090084149A
Authority: KR
Inventors: 임남식; 김형섭; 유옥선
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-03-15
Also published as: KR101677610B1

Abstract

공기 조화기 및 그의 제어 방법이 개시된다. 본 발명은, 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 실외기가 용이하게 대기운전 상태로 진입하거나 일반운전 상태로 복귀할 수 있도록 하고, 대기운전 시의 소비전력을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은, 실외기 내에 전원 차단 유닛을 구비하여 상기 실외기에 전력을 공급하거나 차단하도록 함으로써 대기운전을 수행할 수 있고, 대기운전 상태에서의 소비전력을 줄일 수 있고, 대기운전 상태에서 작은 소비전력으로 동작하는 별도의 제어기를 구비함으로써 실외기를 운전하는 상기 실외기의 주 제어기에 입력되는 전원을 차단할 수 있고, 이에 따라 상기 실외기가 대기운전을 수행할 수 있다.

공기 조화기, 대기 전력, 전류 검출

Description

공기 조화기 및 그의 제어 방법{AIR CONDITIONER AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 공기 조화기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 대기운전을 수행하고, 대기운전 시에 소비전력을 절약할 수 있는 공기 조화기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 고온고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 이송된 고온고압의 냉매가스를 주변의 공기와 열교환하여 저온 고압의 액체 냉매상태로 변화시키는 응축기와, 상기 응축기에서 액체 상태로 변화되어 이송된 냉매를 저온 저압의 액체 및 기체 상태로 감압하는 팽창밸브 또는 모세관에서 이송된 저온 저압의 냉매를 통과시키면서 증발되어 주변의 열을 빼앗아 외부온도를 낮은 온도로 유지하는 증발기와, 상기 증발기에서 냉각된 공기를 실내로 토출시키는 송풍용팬과, 상기 증발기에서 기화된 냉매가스로부터 액체 상태의 냉매를 여과하여 다시 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(Accumulator)를 포함하여 구성된다.

공기 조화기는 실내기, 실외기, 제어장치, 및 연결관 등 구성의 종류와 개수에 따라 구분되는데, 하나의 실내기와 실외기로 구성된 RAC(Room Air Conditioner), 하나의 실외기와 하나 또는 둘 이상의 실내기로 구성되는 PAC(Package Air Conditioner), 하나의 실외기와 하나 이상의 실내기와 덕트(duct)로 구성된 유니터리 공기 조화기(Unitary Air Conditioner), 하나 이상의 실외기와 하나 이상의 실내기와 중앙 제어 장치로 구성된 멀티 공기 조화기(Multi Air Conditioner) 등이 그것이다.

일반적으로 압축기, 응축기가 실외기 내에 구성되고 증발기, 송풍팬, 및 제어부는 실내기 내에 구비된다. 공기 조화기의 제어는 일반적으로 실내기를 통해 이루어지고, 실외기는 연결된 실내기의 상태정보를 모니터링하여 연결된 실내기로 냉매가 분배 및 순환되도록 제어한다. 이러한 공기 조화기는 냉매를 순환하여 공기조화를 수행하는 특성상 사용 전력량이 타가전기기에 비해 상당하고 따라서 이로 인한 관리비용이 상당하다.

한편, 최근 지구 온난화 대책의 일환으로서 각종 가전기기에 대한 에너지 절약에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 에너지 절약과 관련하여 공기 조화기를 비롯한 각종 가전기기는 대기 중의 소비전력을 절약하는 절전기술의 개발이 요구되고 있다. 일반적으로 공기 조화기는 대기운전과 일반운전으로 구분할 수 있는데, 사용자 등의 명령에 따라 공기 조화를 수행하는 일반운전뿐만 아니라 대기운전 상태에서도 사용자 등의 명령 등을 수신할 수 있도록 항상 전력이 공급된 상태를 유지하여야 한다. 상기 대기운전 상태에서의 소비전력을 간략히 대기전력이라 한다. 상기 대기전력을 완전히 없애기 위해서는 사용자 등이 전원플러그를 콘센트로부터 완전히 분리하여야 하는 불편함이 있다.

특히, 큰 용량의 공기 조화기를 사용하거나 복수의 실내기를 사용하는 실외기 전원인가 방식의 공기 조화기는 실내기에 입력되는 사용자 등의 명령에 따라 실외기로의 전원이 차단되면, 실내기에 입력되는 사용자 등의 명령에 따라 실외기에 다시 전원을 공급하여 일반운전 상태로 복귀하는 데에 어려움이 있다. 또한, 종래 기술에 따른 실외기 전원 인가 방식의 공기 조화기에 있어서, 실외기의 전원이 차단된 대기운전 상태에서 실내기에 입력되는 사용자 등의 명령을 수신하기 위해서는 일반운전 상태에서와 같은 전력을 소비하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실외기 내에 전원 차단 유닛을 구비하여 상기 실외기에 전력을 공급하거나 차단하도록 함으로써 대기운전을 수행할 수 있는 공기 조화기 및 그의 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.

본 발명은 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 대기운전 상태를 판단하여 대기운전을 수행할 수 있는 공기 조화기 및 그의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기는, 운전명령을 근거로 실외기를 운전하는 제1 제어기와, 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전류를 근거로 대기운전 상태를 판단하여 외부 전원과 상기 제1 제어기를 연결 또는 차단하는 제2 제어기를 포함하고, 일반운전 또는 대기운전을 수행하는 실외기와, 상기 운전명령을 입력받아 상기 실외기에 전송하고, 공기 조화를 수행하는 하나 이상의 실내기를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 공기 조화기에 있어서, 상기 제1 제어기는, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실외기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제1 전원 유닛과, 상기 운전명령을 근거로 제어 신호를 생성하여 상기 실외기를 운전하는 제1 제어 유닛과, 상기 운전명령을 수신하여 상기 제1 제어 유닛에 전달하는 제1 통신 유닛 을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제1 제어기는, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제1 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제1 통신 전원 유닛을 더 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 공기 조화기에 있어서, 상기 제2 제어기는, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제2 제어기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 전원 유닛과, 상기 제2 전원 유닛과 연결되고, 상기 외부 전원과 상기 제1 전원 유닛의 사이에 구비되어 상기 제1 제어기에 전원을 인가하거나, 또는 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하는 전원 차단 유닛과, 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 전류 검출 유닛과, 상기 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 상기 전원 차단 유닛을 구동하는 제2 제어 유닛을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 전류 검출 유닛은, 내부코일을 구비하고, 상기 내부코일의 자장 변화에 따라 상기 실내기 입력 전류를 검출하는 고주파 변류기(Current Transformer)를 포함한다. 또한, 상기 전류 검출 유닛은, 상기 실내기 입력 전류의 검출 제한 값을 설정하는 검출전류 제한 회로를 더 포함한다. 상기 제2 제어기는, 상기 운전명령을 수신하여 상기 제2 제어 유닛에 전달하는 제2 통신 유닛과, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제2 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 통신 전원 유닛을 더 포함하여 구성된다. 상기 제2 제어 유닛은, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 전원 차단 유닛을 턴오프하여 상기 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 한다.

본 발명에 따른 공기 조화기에 있어서, 상기 실내기는, 상기 외부 전원의 입 력전압을 상기 실내기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 실내기 전원 유닛과, 상기 운전명령에 따라 실내기를 운전하는 실내기 제어 유닛과, 상기 실외기에 상기 운전명령을 전송하는 실내기 통신 유닛을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 실내기는, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실내기 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 실내기 통신 전원 유닛을 더 포함하여 구성된다. 상기 실내기는, 사용자로부터 상기 운전명령을 입력받는 입력 유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 실내기는, 원격 제어기로부터 상기 운전명령을 수신하는 원격 제어 수신 유닛을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 실외기의 제1 제어기 및 제2 제어기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제1 단계와, 실내기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제2 단계와, 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 제3 단계와, 상기 검출된 실내기 입력 전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하는 제4 단계와, 상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계를 포함하여 구성된다. 상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계는, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류보다 크면, 상기 제1 제어기가 상기 운전명령에 따라 공기 조화를 수행하고, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 제2 제어기가 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하여 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 한다. 또한, 상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계는, 제2 제어기가 전원 차단 유닛을 턴오프하는 과정과, 제1 제어기의 전원을 차단하는 과정을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법은, 실외기 내에 전원 차단 유닛을 구비하여 상기 실외기에 전력을 공급하거나 차단하도록 함으로써 대기운전을 수행할 수 있고, 대기운전 상태에서의 소비전력을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법은, 대기운전 상태에서 작은 소비전력으로 동작하는 별도의 제어기를 구비함으로써 실외기를 운전하는 상기 실외기의 주 제어기에 입력되는 전원을 차단할 수 있고, 이에 따라 상기 실외기가 대기운전을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법은, 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 실외기가 용이하게 대기운전 상태로 진입하거나 일반운전 상태로 복귀할 수 있도록 하고, 대기운전 시의 소비전력을 절감할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법을 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기는, 운전명령을 근거로 실외기 를 운전하는 제1 제어기(110)와, 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전류를 근거로 대기운전 상태를 판단하여 외부 전원과 상기 제1 제어기를 연결 또는 차단하는 제2 제어기(120)를 포함하고, 일반운전 또는 대기운전을 수행하는 실외기(100)와, 상기 운전명령을 입력받아 상기 실외기에 전송하고, 공기 조화를 수행하는 하나 이상의 실내기(200)를 포함하여 구성된다.

이하에서 상기 제1 제어기는 주 제어기이고, 상기 제2 제어기는 상기 실외기가 대기운전 상태에서 동작하는 보조 제어기, 즉 스탠바이 제어기이다.

상기 제1 제어기(110)는, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실외기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제1 전원 유닛(111)과, 상기 운전명령을 근거로 제어 신호를 생성하여 상기 실외기를 운전하는 제1 제어 유닛(112)과, 상기 운전명령을 수신하여 상기 제1 제어 유닛에 전달하는 제1 통신 유닛(113)을 포함하여 구성된다.

상기 제1 전원 유닛(111)은 상용 교류 전원을 입력받아 상기 실외기(100)를 구성하는 회로, 유닛 등을 구동하는 직류 전압을 출력한다. 상기 제1 전원 유닛(111)으로는 일반적으로 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply; SMPS)를 사용한다. 상기 스위치 모드 파워 서플라이는 외부 전원(300)의 교류 전압을 정류 및 평활화하여 직류 전압으로 변환하고, 이 직류 전압을 고주파 변압기를 이용하여 실외기에 필요한 구동전압들을 생성한다. 일반적으로 공기 조화기는 5V, 12V, 15V 등의 직류 전압을 사용한다.

상기 제1 제어 유닛(112)은 상기 제1 전원 유닛(111)을 통해 생성된 구동전 압을 입력받고, 실내기(200)에 입력된 사용자 등의 운전명령을 근거로 실외기를 운전한다.

상기 제1 통신 유닛(113)은 일반적으로 RS-232, RS-422, RS-485 등의 직렬 통신 방식, 인터넷, 인트라넷 등의 유선 통신 방식이나, RF(Radio Frequency), 적외선통신(Infrared; IR), 블루투스(Bluetooth), 무선 LAN 방식 등의 무선 통신 방식을 사용하여 상기 실내기(200)와 정보를 상호 교환한다.

상기 제2 제어기(120)는, 상기 외부 전원(300)의 입력전압을 상기 제2 제어기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 전원 유닛(121)과, 상기 제2 전원 유닛(121)과 연결되고, 상기 외부 전원과 상기 제1 전원 유닛(111)의 사이에 구비되어 상기 제1 제어기(100)에 전원을 인가하거나, 또는 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하는 전원 차단 유닛(125)과, 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 전류 검출 유닛(130)과, 상기 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 상기 전원 차단 유닛을 구동하는 제2 제어 유닛(122)을 포함하여 구성된다.

상기 제2 전원 유닛(121)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 외부 전원(300)과 연결되고, 상기 외부 전원의 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 변환 유닛(121a)과, 상기 변환 유닛(121a)과 연결되고, 상기 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛(121b)과, 상기 평활 유닛(121b)과 연결되고, 상기 평활화된 직류 전압을 강압하여 상기 제2 제어 유닛(122)의 구동 전압으로 변환하는 비절연 강압형 컨버터(121c)를 포함하여 구성된다.

상기 비절연 강압형 컨버터(121c)는, 상기 평활화된 직류 전압을 공급하거나 차단하여 펄스 전압을 공급하는 스위칭부(S1)와, 상기 펄스 전압을 평활화하여 상기 제2 제어 유닛의 구동 전압을 출력하는 필터부(L2, C2)와, 상기 필터부와 회로를 형성하는 환류다이오드(D1)와, 일정 주기에 따라 상기 스위칭부를 개폐하는 구동부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 제2 전원 유닛(121)은 상기 외부 전원(300)으로부터 상용 교류 전원을 인가받고, 상기 외부 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 정류 및 필터링한다. 상기 정류 및 필터링된 직류 전압은 311V 정도의 고압이므로, 상기 제2 전원 유닛(121)은 상기 비절연 강압형 컨버터(121c)를 통해 상기 제2 제어기가 구동전압으로 사용하기 위해 강압한다. 즉, 상기 비절연 강압형 컨버터(121c)는 일정 주기에 따라 상기 구동부로부터 출력되는 스위칭 신호를 근거로 입력된 직류 전압을 펄스 전압의 형태로 만들고, 상기 펄스 전압을 필터부를 통해 평활화하여 상기 제2 제어기(120)의 구동전압을 생성한다. 일반적으로 상기 제2 제어 유닛(122)의 구동전압으로는 직류 5V, 상기 전원 차단 유닛(125)의 구동 전압으로는 직류 12V를 사용한다. 상기 환류다이오드(D1)는 상기 스위칭부(S1)가 턴오프될 때 상기 필터부와 폐회로를 형성하여 상기 구동전압을 일정하게 되도록 한다.

상기 전원 차단 유닛(125)은 상기 제2 전원 유닛(121)에 연결되어 구동전압을 입력받는다. 또한, 상기 전원 차단 유닛(125)은 상기 외부 전원(300)과 상기 제1 전원 유닛(111)의 사이에 구비되고, 상기 제2 제어 유닛(122)의 제어 신호를 근거로 상기 외부 전원(300)과 상기 제1 전원 유닛(111)을 연결하여 상기 제1 제어기(110)에 전원을 인가하거나, 또는 상기 외부 전원과 상기 제1 전원 유닛의 연결 을 분리하여 상기 제1 제어기(110)에 입력되는 전원을 차단한다.

상기 전원 차단 유닛(125)으로는 릴레이(Relay), 트라이악(TRIAC) 등의 기계적 또는 전자적 스위칭 소자를 사용할 수 있다. 특히 트라이악은 2개의 실리콘 제어 정류기(SCR)가 병렬로 접속된 것과 동일한 기능을 수행하는 양방향 사이리스터로서, 전자적 소자이므로, 이를 이용하면 소비전력을 더 절감할 수 있다.

상기 전류 검출 유닛(130)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 내부코일을 구비하고, 상기 내부코일의 자장 변화에 따라 상기 실내기 입력 전류를 검출하는 고주파 변류기(Current Transformer)(131)를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 전류 검출 유닛(130)은, 상기 실내기 입력 전류의 검출 제한 값을 설정하는 검출전류 제한 회로(132a, 132b)를 더 포함하여 구성된다. 상기 검출전류 제한 회로는 다이오드와 저항으로 구성되어 실내기에 입력되는 전류를 검출함에 있어서 그 검출 전류의 크기를 일정 크기의 작은 전류로 제한한다.

상기 제 2 제어 유닛(122)은 상기 제2 전원 유닛(121)과 연결되어 전원을 입력받고, 상기 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 상기 전원 차단 유닛(125)을 개폐하는 제어 신호를 출력하여 상기 외부 전원(300)과 상기 제1 전원 유닛(111) 사이의 회로를 연결하거나, 또는 분리한다. 상기 제2 제어 유닛(122)은 상기 운전명령을 근거로도 상기 전원 차단 유닛(125)을 개폐할 수 있다. 상기 제2 제어 유닛(122)은, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 전원 차단 유닛(125)을 턴오프하여 상기 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 한다.

도 2를 참조하면, 상기 제2 제어기(120)는, 상기 운전명령을 수신하여 상기 제2 제어 유닛(122)에 전달하는 제2 통신 유닛(123)과, 상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제2 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 통신 전원 유닛(124)을 더 포함하여 구성된다.

상기 제2 통신 유닛(123)은 일반적으로 RS-232, RS-422, RS-485 등의 직렬 통신 방식, 인터넷, 인트라넷 등의 유선 통신 방식이나, RF(Radio Frequency), 적외선통신(Infrared; IR), 블루투스(Bluetooth), 무선 LAN 방식 등의 무선 통신 방식을 사용하여 상기 실내기(200)와 정보를 상호 교환한다.

상기 제2 통신 전원 유닛(124)은, 상기 외부 전원과 연결되고, 상기 외부 전원의 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 변환 유닛(124a)과, 상기 변환 유닛(124a)과 연결되고, 상기 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛(124b)과, 상기 평활 유닛(124b)과 연결되고, 상기 평활화된 직류 전압을 강압하여 상기 제2 통신 유닛(123)의 구동 전압으로 변환하는 비절연 강압형 컨버터(124c)를 포함하여 구성된다.

상기 비절연 강압형 컨버터(124c)는, 상기 평활화된 직류 전압을 공급하거나 차단하여 펄스 전압을 공급하는 스위칭부(S1)와, 상기 펄스 전압을 평활화하여 상기 제2 통신 유닛의 구동 전압을 출력하는 필터부(L2, C2)와, 상기 필터부와 회로를 형성하는 환류다이오드(D1)와, 일정 주기에 따라 상기 스위칭부(S1)를 개폐하는 구동부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 제2 통신 전원 유닛(124)은 상기 외부 전원(300)으로부터 상용 교류 전 원을 인가받고, 상기 외부 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 정류 및 필터링한다. 상기 정류 및 필터링된 직류 전압은 311V 정도의 고압이므로, 상기 제2 통신 전원 유닛(124)은 상기 비절연 강압형 컨버터(124c)를 통해 상기 제2 통신 유닛(123)이 구동전압으로 사용하기 위해 강압한다. 즉, 상기 비절연 강압형 컨버터(124c)는 일정 주기에 따라 상기 구동부로부터 출력되는 스위칭 신호를 근거로 입력된 직류 전압을 펄스 전압의 형태로 만들고, 상기 펄스 전압을 필터부를 통해 평활화하여 상기 제2 통신 유닛(123)의 구동전압을 생성한다. 일반적으로 상기 제2 통신 유닛(123)의 구동전압으로는 직류 72V를 사용한다. 상기 환류다이오드(D1)는 상기 스위칭부(S1)가 턴오프될 때 상기 필터부와 폐회로를 형성하여 상기 구동전압을 일정하게 되도록 한다.

상기 실내기(200)는, 상기 외부 전원(300)의 입력전압을 상기 실내기(200)의 구동전압으로 변환하여 출력하는 실내기 전원 유닛(210)과, 상기 운전명령에 따라 실내기를 운전하는 실내기 제어 유닛(220)과, 상기 실외기에 상기 운전명령을 전송하는 실내기 통신 유닛(230)을 포함하여 구성된다.

상기 실내기(200)는, 사용자로부터 상기 운전명령을 입력받는 입력 유닛(250)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 실내기(200)는, 원격 제어기로부터 상기 운전명령을 수신하는 원격 제어 수신 유닛(260)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 실내기 전원 유닛(210)은 상용 교류 전원을 입력받아 상기 실내기(200)를 구성하는 회로, 유닛 등을 구동하는 직류 전압을 출력한다. 일반적으로 상기 실내기 전원 유닛(210)으로는 상기 제1 전원 유닛(111)과 같이 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-Mode Power Supply; SMPS)를 사용한다. 물론 SMPS 이외에 다른 종류의 AC-DC 변환 장치를 사용할 수 있다. 상기 스위치 모드 파워 서플라이는 외부 전원(300)의 교류 전압을 정류 및 평활화하여 직류 전압으로 변환하고, 이 직류 전압을 고주파 변압기를 이용하여 실내기에 필요한 구동전압들을 생성한다. 일반적으로 공기 조화기는 5V, 12V, 15V 등의 직류 전압을 사용한다.

상기 실내기 통신 유닛(230)은 상기 제1 통신 유닛(113)이나 상기 제2 통신 유닛(123)과 마찬가지로 RS-232, RS-422, RS-485 등의 직렬 통신 방식, 인터넷, 인트라넷 등의 유선 통신 방식이나, RF(Radio Frequency), 적외선통신(Infrared; IR), 블루투스(Bluetooth), 무선 LAN 방식 등의 무선 통신 방식을 사용하여 상기 실외기(100)와 정보를 상호 교환한다.

초기 구동시에 상기 제2 제어 유닛(121)은 상기 전원 차단 유닛(125)을 턴온하여 실외기가 상기 외부 전원(300)으로부터 전원을 인가받도록 한다. 상기 제1 전원 유닛(111)과 상기 제1 통신 전원 유닛(114)이 상기 외부 전원(300)과 연결된다. 또한, 상기 실내기 전원 유닛(210)과 상기 실내기 통신 전원 유닛(240)도 상기 외부 전원(300)과 연결되어 상용 교류 전원을 인가받는다. 상기 제1 통신 유닛(113)은 상기 실내기 통신 유닛(230)과 연결되어 상기 입력 유닛(250)이나 원격 제어 수신 유닛(260)을 통해 실내기(200)에 입력된 사용자 등의 운전명령을 수신한다. 상기 제1 통신 유닛(113)이 수신한 운전명령을 상기 제1 제어 유닛(112)에 전달하면, 상기 제1 제어 유닛(112)은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전한다. 상기 운전명령이 냉방, 난방, 송풍 등의 일반 운전 명령이나, 온도 조절, 방향 조절 등의 설정 변경 명령이면, 상기 실내기(200)에 입력되는 전류가 기준 전류보다 커지게 되고, 상기 제1 제어 유닛(112)은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전하고, 실내기(200)에 냉매를 공급한다.

상기 운전명령이 운전 정지 명령이나 전원 차단 명령이면, 상기 실내기(200)는 상기 입력된 운전명령에 따라 자체적으로 대기운전 상태로 진입하고, 상기 실내기(200)의 소비전력을 최소화하도록 한다. 이때, 상기 전류 검출 유닛(130)은 상기 실내기(200)에 입력되는 전류를 검출하고, 상기 제2 제어 유닛(121)은 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면 상기 전원 차단 유닛(125)을 턴오프하여 상기 실외기의 제1 제어기(110)에 인가되는 전원을 차단한다. 물론 상기 제2 제어 유닛(121)은 미리 일정 시간을 설정하고, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면 미리 설정된 일정 시간이 지난 후, 상기 전원 차단 유닛(125)을 턴오프할 수 있다.

대기운전 상태에서, 상기 실내기(200)에 입력된 운전명령이 냉방, 난방, 송풍 등의 일반 운전 명령이나, 온도 조절, 방향 조절 등의 설정 변경 명령 등 대기 운전 해제 명령이면, 먼저 실내기(200)가 대기운전 상태에서 벗어나고, 실내기에 입력되는 전류의 양이 증가하게 된다. 이때, 상기 제2 제어 유닛(122)은 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류보다 커지면, 상기 전원 차단 유닛(125)을 턴온하여 상기 외부 전원(300)과 상기 제1 전원 유닛(111)이 연결되게 한다. 상기 제1 전원 유닛(111)은 인가된 외부 전원을 변환하여 상기 제1 제어 유닛(112)에 입력한다. 상기 제1 제어 유닛(112)은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전하고, 실내기(200)에 냉매를 공급한다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 실외기의 제1 제어기 및 제2 제어기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제1 단계와, 실내기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제2 단계와, 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 제3 단계와, 실외기가 상기 실내기 입력 전류를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제4 단계를 포함하여 구성된다. 이하, 장치의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조한다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 단계(S100)와, 상기 검출된 실내기 입력 전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하는 단계(S110)와, 상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 단계(S120 이하)로 구성된다.

상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계는, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류보다 크면, 상기 제1 제어기가 상기 운전명령에 따라 공기 조화를 수행하고, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 제2 제어기가 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하여 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 한다.

또한, 상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계는, 제2 제어기가 전원 차단 유닛을 턴오프하는 과정(S150)과, 제1 제어기의 전원을 차단하는 과정(S160)을 포함하여 구성된다.

실외기 및 실내기에 외부 전원을 연결하여 초기 구동한 다음, 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출한다(S100). 제1 통신 유닛은 실내기 통신 유닛과 연결되어 상기 입력 유닛이나 원격 제어 수신 유닛을 통해 실내기에 입력된 사용자 등의 운전명령을 수신한다. 상기 제1 통신 유닛이 수신한 운전명령을 제1 제어 유닛에 전달하면, 상기 제1 제어 유닛(112)은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전한다. 상기 운전명령이 냉방, 난방, 송풍 등의 일반 운전 명령이나, 온도 조절, 방향 조절 등의 설정 변경 명령이면, 상기 실내기에 입력되는 전류가 기준 전류보다 커지게 되고(S120 이하), 상기 제1 제어 유닛은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전하고, 실내기에 냉매를 공급한다.

상기 운전명령이 운전 정지 명령이나 전원 차단 명령이면, 상기 실내기는 상기 입력된 운전명령에 따라 자체적으로 대기운전 상태로 진입하고, 상기 실내기 소비전력을 최소화하도록 한다. 이때, 상기 전류 검출 유닛은 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하고(S100), 상기 제2 제어 유닛은 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면(S150 이하) 상기 전원 차단 유닛을 턴오프하여(S150) 상기 실외기의 제1 제어기에 인가되는 전원을 차단한다(S160). 물론 상기 제2 제어 유닛은 미리 일정 시간을 설정하고, 상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면 미리 설정된 일정 시간이 지난 후, 상기 전원 차단 유닛을 턴오프할 수 있다.

대기운전 상태에서, 상기 실내기에 입력된 운전명령이 냉방, 난방, 송풍 등의 일반 운전 명령이나, 온도 조절, 방향 조절 등의 설정 변경 명령 등 대기 운전 해제 명령이면, 먼저 실내기가 대기운전 상태에서 벗어나고, 실내기에 입력되는 전 류의 양이 증가하게 된다. 이때, 상기 제2 제어 유닛은 상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류보다 커지면(S120 이하), 상기 전원 차단 유닛을 턴온하여(S120) 상기 외부 전원과 상기 제1 전원 유닛이 연결되게 한다(S130). 상기 제1 전원 유닛은 인가된 외부 전원을 변환하여 상기 제1 제어 유닛에 입력한다. 상기 제1 제어 유닛은 상기 운전명령을 근거로 실외기를 운전하고, 실내기에 냉매를 공급한다(S140).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법은, 실외기 내에 전원 차단 유닛을 구비하여 상기 실외기에 전력을 공급하거나 차단하도록 함으로써 대기운전을 수행할 수 있고, 대기운전 상태에서의 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그의 제어 방법은, 대기운전 상태에서 작은 소비전력으로 동작하는 별도의 제어기를 구비함으로써 실외기를 운전하는 상기 실외기의 주 제어기에 입력되는 전원을 차단할 수 있고, 이에 따라 상기 실외기가 대기운전을 수행할 수 있고, 특히 실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 실외기가 용이하게 대기운전 상태로 진입하거나 일반운전 상태로 복귀할 수 있도록 하고, 대기운전 시의 소비전력을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;

도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 보인 블록도;

도 3은 본 발명에서 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 전류 검출 유닛의 구성으로 개략적으로 보인 블록도;

도 4는 본 발명에서 제2 전원 유닛 및 제2 통신 전원 유닛의 세부 구성을 개략적으로 보인 블록도;

도 5는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

Claims

운전명령을 근거로 실외기를 운전하는 제1 제어기와,

실내기에 입력되는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전류를 근거로 대기운전 상태를 판단하여 외부 전원과 상기 제1 제어기를 연결 또는 차단하는 제2 제어기,를 포함하고,

일반운전 또는 대기운전을 수행하는 실외기; 및

상기 운전명령을 입력받아 상기 실외기에 전송하고, 공기 조화를 수행하는 하나 이상의 실내기;를 포함하는 공기 조화기.
제1 항에 있어서, 상기 제1 제어기는,

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실외기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제1 전원 유닛;

상기 운전명령을 근거로 제어 신호를 생성하여 상기 실외기를 운전하는 제1 제어 유닛; 및

상기 운전명령을 수신하여 상기 제1 제어 유닛에 전달하는 제1 통신 유닛;을 포함하는 공기 조화기.
제2 항에 있어서, 상기 제1 제어기는,

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제1 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제1 통신 전원 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.
제1 항에 있어서, 상기 제2 제어기는,

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제2 제어기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 전원 유닛;

상기 제2 전원 유닛과 연결되고, 상기 외부 전원과 상기 제1 전원 유닛의 사이에 구비되어 상기 제1 제어기에 전원을 인가하거나, 또는 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하는 전원 차단 유닛;

상기 실내기에 입력되는 전류를 검출하는 전류 검출 유닛; 및

상기 검출된 실내기 입력 전류를 근거로 상기 전원 차단 유닛을 구동하는 제2 제어 유닛;을 포함하는 공기 조화기.
제4 항에 있어서, 상기 전류 검출 유닛은,

내부코일을 구비하고, 상기 내부코일의 자장 변화에 따라 상기 실내기 입력 전류를 검출하는 고주파 변류기(Current Transformer);를 포함하는 공기 조화기.
제5 항에 있어서, 상기 전류 검출 유닛은,

상기 실내기 입력 전류의 검출 제한 값을 설정하는 검출전류 제한 회로;를 더 포함하는 공기 조화기.
제4 항에 있어서, 상기 제2 전원 유닛은,

상기 외부 전원과 연결되고, 상기 외부 전원의 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 변환 유닛;

상기 변환 유닛과 연결되고, 상기 직류 전압을 평활화하는 평활 유닛; 및

상기 평활 유닛과 연결되고, 상기 평활화된 직류 전압을 강압하여 상기 제2 제어 유닛의 구동 전압으로 변환하는 비절연 강압형 컨버터;를 포함하는 공기 조화기.
제7 항에 있어서, 상기 비절연 강압형 컨버터는,

상기 평활화된 직류 전압을 공급하거나 차단하여 펄스 전압을 공급하는 스위칭부;

상기 펄스 전압을 평활화하여 상기 제2 제어 유닛의 구동 전압을 출력하는 필터부;

상기 필터부와 회로를 형성하는 환류다이오드; 및

일정 주기에 따라 상기 스위칭부를 개폐하는 구동부;를 포함하는 공기 조화기.
제4 항에 있어서,

상기 운전명령을 수신하여 상기 제2 제어 유닛에 전달하는 제2 통신 유닛; 및

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 제2 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 제2 통신 전원 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.
제4 항에 있어서, 상기 제2 제어 유닛은,

상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 전원 차단 유닛을 턴오프하여 상기 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실내기는,

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실내기의 구동전압으로 변환하여 출력하는 실내기 전원 유닛;

상기 운전명령에 따라 실내기를 운전하는 실내기 제어 유닛; 및

상기 실외기에 상기 운전명령을 전송하는 실내기 통신 유닛;을 포함하는 공기 조화기.
제11 항에 있어서, 상기 실내기는,

상기 외부 전원의 입력전압을 상기 실내기 통신 유닛의 구동전압으로 변환하여 출력하는 실내기 통신 전원 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.
제11 항에 있어서, 상기 실내기는,

사용자로부터 상기 운전명령을 입력받는 입력 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.
제11 항에 있어서, 상기 실내기는,

원격 제어기로부터 상기 운전명령을 수신하는 원격 제어 수신 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.
실외기의 제1 제어기 및 제2 제어기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제1 단계;

실내기가 외부 전원으로부터 전원을 인가받는 제2 단계;

실내기에 입력되는 전류를 검출하는 제3 단계;

상기 검출된 실내기 입력 전류와 미리 설정된 기준 전류를 비교하는 제4 단계; 및

상기 실외기가 상기 비교 결과를 근거로 대기운전 또는 일반운전을 수행하는 제5 단계;를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
제15 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류보다 크면, 상기 제1 제어기가 상기 운전명령에 따라 공기 조화를 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제15 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

상기 검출된 실내기 입력 전류가 미리 설정된 기준 전류 이하이면, 상기 제2 제어기가 상기 제1 제어기에 입력되는 전원을 차단하여 실외기가 대기운전 상태로 진입하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 방법.
제17 항에 있어서, 상기 제4 단계는,

제2 제어기가 전원 차단 유닛을 턴오프하는 과정; 및

제1 제어기의 전원을 차단하는 과정;을 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.