KR20110079032A - Ac power conversion, power air conditioners - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실내의 공기조화를 행하는 공기조화기에 관한것이며 더 상세하게는 태양광을 에너지원으로서 발전하여 이발전전력을 상용전원으로서 공급하는 태양전지(100)를 구비한 태양광발전장치부착 공기조화기에 관한것이다.실내의 공기조화를 행하는 공기조화기는 냉매와 열교환을 행하므로서 예를 들면 '난방모드', '냉방모드', '건조모드' 및 설정온도와 운전개시시의 실온과를 비교해서 난방모드와 냉방모드와의 어느것인가를 자동적으로 선택하는 '자동운전모드'등의 각 운전모드로 동작하도록 되어있다.The present invention relates to an air conditioner that performs air conditioning indoors, and more particularly, to an air conditioner equipped with a photovoltaic device having a solar cell (100) for generating solar power as an energy source and supplying the generated power as a commercial power source. An air conditioner that performs air conditioning in a room conducts heat exchange with a refrigerant, for example, heating mode, cooling mode, drying mode, and comparing the set temperature with the room temperature at the start of operation. It operates in each operation mode such as 'automatic operation mode' which automatically selects one of the mode and cooling mode.
또 이와같은 공기조화기에서는 부속의 원격제어장치에의한 원격조작에의해 운전/정지, 운전모드의 설정, 운전조건의설정등의 각종 동작설정이 가능하게되어있다.In such an air conditioner, various operation settings, such as operation / stop, operation mode setting, operation condition setting, etc., can be made by remote operation by an attached remote control device.
상기한 공기조화기에는 전원으로서 태양에너지를 이용한 소위 태양광공기조화기가 개발되어있다. 이 태양광공기조화기에서는 태양전지(100)로 흡수한 태양광에 의해 발생하는 전력을 공기조화기의 전원으로서 이용하도록되어있다.In the air conditioner, a so-called solar air conditioner using solar energy as a power source has been developed. In this solar air conditioner, electric power generated by sunlight absorbed by the
또 이와같은 태양광공기조화기에서는 발전하는 전력이 기후나 시각에 좌우되기때문에 종래로부터 사용되고있는 상용전원과 병용하고있다.그리고 태양광에의한 발전량에 따라 태양광에의한 발전전력과 상용전원을 사용한 전력의 사용배분을 제어해서 안정된 공기조화운전을 확보할수있게하고있다.그런데 상기한 구성의 태양광공기조화기에서는 태양광에의한 발전전력을 태양광공기조화기에밖에는 이용할수가없기때문에 이 태양광공기조화기의 운전이 정지하고있는때등 발전능력이 있는데도불구하고 이 태양광에의한 전력을유효하게 이용할수있는것은 아니였다.In the solar air conditioner, the power generated is dependent on the climate and time of day, so it is used in combination with commercial power sources that have been used in the past. In order to ensure stable air conditioning operation by controlling the distribution of electric power using the above-mentioned power source, the solar air conditioner of the above-described configuration can only use the generated power generated by solar power for the solar air conditioner. Even when the solar air conditioner was stopped, the power generated by the solar power could not be used effectively despite the power generation capability.
이때문에 태양광공기조화기에서 발전한 전력을 일반의 상용전원에 공급하려고하는 제안이 이루어졌다.이와같은 태양광공기조화기는 태양광에의해 발전한 전력을 일단 상용전원으로서 공급하고 태양광에의해 발전한 전력과 합해진 상용전원을 사용하도록한 전원공급시스템이 구성된것이다.이것에의해 태양광에의한 발전전력을 유효하게 이용 할수가있다.그러나 태양광에의해 발전한 전력을 상용전원으로서 공급하는때에 공급한 전력량을 알기위해서는 고가의 측정기를필요로한다.For this reason, a proposal has been made to supply power generated by solar air conditioners to general commercial power sources. Such solar air conditioners supply power generated by solar power as commercial power and have been developed by solar power. The power supply system is designed to use the commercial power combined with the electric power, which makes it possible to effectively use the power generated by the solar power, but when supplying the power generated by the solar power as the commercial power supply. In order to know the amount of power, expensive meters are needed.
또 태양광발전장치에 발전상태를 표시시키는 기능을 갖게해도 이 태양광발전장치가 옥외에 있기때문에 간단히 발전상태를 확인 할수 있는 것은 아니었다.종래의 발전장치는 비교적 대전력의 발전을 행하기때문에 이 발전한 전력을 관리ㆍ제어하기위한 장치 자체도 비교적 대형으로 되어있었다.이에 대해 일반가정에서 사용하는 공기조화기는 소형화가 도모되고있고 이와같은 공기조화기와 일체로되어있는 태양광발전장치가 대형화하고있으면 설치가 곤란해지는일이있다.또 이와같은 태양광발전장치에 있어서도 발전한 전력을 상용전원과 주파수, 전압, 위상을 정확히 일치시킬필요가 있고 또한 태양광발전장치의 과부하를 방지 하기 위해 상용전원의 정전을 정확히 검출할필요가있다.이들 검출과 제어를 개별로행는것은 태양광발전장치의 구성을 복잡하게함과 동시에 장치가 대형화 하게된다.또 태양광발전장치를 상용전원을 사용해서 제어하면 정전등이 생긴때에 동작이 정지해버려서 태양광발전장치의 적절한 자가감시가 불가능하게된다.또 예를들면 공기조화상태를 항상 소정온도 또는 습도로 해두고싶은 방이 있는경우에 기후나 시간에의해 상용전원의 소비전력이 변화하여 전기료를 예측할수없고 생각지도않은 비용지출이 되는경우가있다.In addition, even if the solar power generator had a function of displaying the power generation status, it was not possible to simply check the power generation status because the solar power generator was outdoors. The device itself for managing and controlling the generated power was also relatively large. On the other hand, the air conditioner used in the general household is being miniaturized, and if the solar power generation unit integrated with such an air conditioner is enlarged, it is installed. In addition, in such a photovoltaic device, it is necessary to match the generated power with the frequency, voltage, and phase of the commercial power supply accurately, and to prevent the power outage of the commercial power supply to prevent overload of the photovoltaic device. It is necessary to detect them correctly, and to perform these detection and control separately, it is necessary to configure the photovoltaic device. At the same time, the size of the device is increased, and control of the photovoltaic device using a commercial power source stops the operation when a power failure occurs, making it impossible to properly monitor the photovoltaic device. For example, if there is a room where you want to keep the air condition at a certain temperature or humidity at all times, the power consumption of the commercial power source may change depending on the climate or time, resulting in unpredictable and unexpected expenses.
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본발명의 다른 목적은 간단한 구성으로 소형화를 가능하게함과 동시에 출력전력의 적절한 관리와 장치의 보호를 가능하게하는 태양광발전장치를 제공하는데있다.본발명의 또 다른 목적은 간단한 구성으로 상용전원의 정전시에도 적절한 동작 감시가 가능하며 안정된 교류전력을출력할수있는 태양광발전장치를 제공하는데있다.본발명의 또다른 목적은 상용전원과 주파수, 전압을 일치시키는것은 물론 상용전원으로 출력시키는 교류전력과 상용전원과의 위상을 일치시킨 적절한 전력을 출력시킬수있는 태양광발전장치를 제공하는데있다.본발명의 또다른 목적은 간단한 구성으로 신속하고 또한 고정밀도로 정전 즉 상용전원공 시스템의 단독운전의 유무를 검출할수있는 태양에너지에의한 상용전원공급장치를 제공하는데있다.본발명의 또다른 목적은 실용적범위내의 태양전지(100)의 설치로 장시간 운전을 계속해도 상용전력의 소비를 근소하게 억제할수있는 상용전원공급기능부착공기조화기를 제공하는데있다.Another object of the present invention is to provide a photovoltaic device that enables the miniaturization in a simple configuration, and at the same time enables the proper management of the output power and the protection of the device. The present invention provides a photovoltaic device capable of monitoring the proper operation even in the event of a power failure and outputting stable AC power. Another object of the present invention is to match the frequency and voltage with a commercial power source, as well as to output a commercial power source. The present invention provides a photovoltaic device capable of outputting proper power in accordance with the phase of a commercial power supply. It is to provide a commercial power supply by solar energy which can detect There is provided an aspect in a practical range that can continue operating for a long period of time even marginally suppress consumption of commercial power to the installation of the
태양발전장치부착 공기조화기인 공기조화기을 나타내고 있다.이 공기조화기는 실내장치와 실외장치를 구비하고있고 원격제어스위치로부터 송출 되는 조작신호(예를들면 적외선을 사용한 신호)를 실내장치에의해 수신하고 이 수신신호에 따라 온도, 풍량, 풍향이 설정됨과 동시에 이 설정에 기초한「난방」「냉방」 「제습」(건조)등의 각종운전모드에 의한 공기조화운전 및 정지를 행하도록되어있 다.또 이 공기조화기의 실외장치에는 태양광을 흡수해서 전기에너지로 변환하는 태양전 지가 접속되어있다.이 태양전지(100)에 의해 발생된 전기에너지(이하「발전전력」이라 칭한다)는 실외장치에 부착된 상용전원공급장치(이하「상용전원공급장치」이라 칭한다)에 입력되 도록 되어있고 이 상용전원공급장치과 태양전지(100)에의해 태양광발전장치 이 구성되어있다. The air conditioner, which is an air conditioner with a solar power generator, has an indoor unit and an outdoor unit, and receives an operation signal (for example, a signal using infrared rays) transmitted from a remote control switch by the indoor unit. Temperature, air volume, and wind direction are set according to the received signal, and air conditioning operation and stop by various operation modes such as "heating", "cooling", "dehumidification" (drying) based on this setting are performed. The outdoor device of the air conditioner is connected to a solar cell that absorbs sunlight and converts it into electrical energy. The electrical energy generated by the solar cell 100 (hereinafter referred to as “generation power”) is connected to the outdoor device. The commercial power supply (hereinafter referred to as "commercial power supply") is attached to the attached commercial power supply and the photovoltaic device by the
상용전원이 정전되어도 전원부에는 전력이 공급되기때문에 장치의 내부는 적절히 제어ㆍ감시가 가능해진다.또 축전지나 전원의 전환등이 불필요하게되기때문에 구성이 극히 간단해진다Since the power supply is supplied to the power supply even when the commercial power supply is out of power, the inside of the device can be properly controlled and monitored, and the configuration is extremely simple since no switching of the battery or power is required.
이 상용전원공급장치은 공기조화기의 실내장치 실외장치가 정지중에도 상용전원공급장치은 동작하고 야간등의 상용전원공급장치이 정지하고있는때라도 실내장치, 실외장치는 공기조화운전이 가능하게되 어 있다.우선 공기조화기의 실내장치 및 실외장치에대해 설명한다.제2도에 나타내고있는바와같이 공기조화기의 실내장치 와 실외장치와의 사이에는 냉매를 순환시키는 굵은관의 냉매배관와 세관의 냉매배관가 설치되어있고 각각의 일단이 실내장치내의 열교환기에 접속되어있다.실외장치에는 한쪽의 냉매배관의 타단 이 밸브에 접속되어있다.이 밸브는 머플러를 거쳐서 4방향밸브에 접속되어있다.또 4방향밸브에는 축압기, 압축기, 및 머플러가 연결된 관로의 양측이 접속되고 다시또 열교환기 의 한쪽에 접속되어있다.또 열교환기 의 다른쪽에는 모세관, 스트레이너, 밸브를 거쳐서 냉매배관의 타단이 접속되어있다. 또 머플러(30B)와 4방향밸브의 사이와 열교환기 과 모세관의 사이는 전자밸브를 거쳐서 접속되어있다.이것에의해 실내장치와 실외장치와의 사이에 밀폐된 냉매순 환로 즉 냉동주기가 형성되어있고 4방향밸브의 전환과 전자밸브의 개폐에의해 운전모드가 냉방모드, 난방모드, 또는 제습(건조)모드로 전환된다. 실내장치에는 전원기판(38), 제어기판이 설치되어있다.전원기판(38)에는 공기조화기의 작동용의 교류전력이 공급되게되어 있고 실내장치내의 각종 전동기를 구동시키는 전력을 출력시키는 전동기전원, 제어회로용의 전력을 출력시키는 제어회로전원, 직렬회로용의 전력을 출력시키는 직렬회로전원이 설치되어있다.제어기판은 직렬회로, 각 종전동기를 구동시키는 구동회로 및 직 렬회로, 구동회로가 접속되고 공기조화기의 작동을 제어하는 마이크로컴퓨터를 구비하고있고 구동회로에는 실내 로 향해서 바람을 분출하는 크로스플로우팬(도시생략)를 구동시키는 팬전동기(DC브러시레스전동기) 실외장치에의 전원회로의 접점을 개폐하는 파워리레이, 풍향을 조절 하는 플랩전동기가 접속되어있다.구동회로는 전동기전원으로부터 공급되는 직류전압을 마이크로컴퓨터로부터의 신호에 따라 변경하여 팬전동기의 회전수, 즉 크 로스플로우팬에의해 실내장치로부터 분출되는 송풍량을 조절하고있다.예를들면 팬전동기에의 공급전압을 12V∼36V 의 범위에서 256단계로 변화시키므로서 송풍량을 극히 미세하게조절할수있게 되어있다. 이때 마이크로컴퓨터는 플랩전동기를 필요에 따라 제어해서 실내정치로부터의 풍량과 함께 풍향도 제어하고있다.또 마이크로컴퓨터에는 LED등에의해 공기조화기 의 작동상태, 운전모드를 표시함과 동시에 원격제어스위치의 송수신회로가 설치된 표시기판, 플로워센서 및 광센서가 설치된 센서기판, 자기진단스위치 자기진단 LED와 함께 운전전환스위치가 설치된 스위치기판(72), 실온을 검출하는 실온센서 및 열교환기내의 온도를 검출하는 열교환기온도센서가 접속되어있다.제4도에 나타 내는바와같이 실외장치에는 정류회로과 제어기판이 설치되어있고 단자가 각각 실내장치의 단자에 통신선 와 전원선(제1도참조)에의해 접속되어 전력의 공급을 받음 과 동시에 실내장치와 의 사이에서 마이크로컴퓨터로부터의 제어신호에 따른 직렬신호의 송수신이 행해지고 압축기에 공급하는 교류전력의 주파수(예를들면 18Hz∼ 150Hz의사이)의제어, 각기기의 동작제어를 행하도록 되어있다.이 제어기판에는 직렬회로이 설치되어있고 실내장치의 직렬회로와의 사이에서 직렬신호의 송수신을 행하도 록되어있다.또 제어기판에는 노이즈를 제거하는 복수의 노이즈필터 압축기를 구동시키는 인버터회로에 전력을 공급하는 스위칭전원 및 마이크로컴 퓨터가 설치되어있다.공기조화기에서는 인버터회로로부터 출력되는 압축기를 구동시키는 주파수를 가변시키므로서 압축기의 회전수를 변화시켜서 냉난방능력을 조절하도 록되어있다.또 제어기판에는 실외장치내의 4방향밸브, 전자밸브이 접속되어있고 4방향밸브의 전환, 및 전자밸브의 개폐를 해서 운전모드의 전환을 행하도록 되어있다. 또 제어기판에는 열교환기 의 팬전동기및 팬전동기콘덴서 가 접속되어있고 제어기판의 마이크로컴퓨터에는 외기온도를 검출하는 외기온도서미스터 , 열교환 기 내의 온도를 검출하는 코일온도서미스터, 압축기의 온도를 검출하는 압축기서미스터가 접속되어있고 팬전동기의 동작, 압축기의운전상태 및 외기온도의 검출을 행 하면서 압축기를 구동시키 도록되어있다.제15A도에 나타내는바와같이 공기조화기의 운전조작을 행하는 원격제어스위치는 내부에 송신부와 온도센서등이 설치되고 표면 에 공기조화기의 운전상태를 표시하는 표시부 및 운전조작을 행하기위한 스위치부이 설치되어있다.스위치부는 개폐커버의 표면측에 운전/정지버튼와 함께 간단한 조작을 행 하는 각종스위치가 설치되어있다. 또 제15B도에 나타내는바와같이 원격제어스위치의 스위치부에는 개폐커버를 개방하므로서 노출되는각종의 버튼스위치가 설치되어있다. 이들 버튼스위치에는 운전/정지버튼, 운전전환버튼 , 온도설정을 행하는 온도버튼, 풍향조절용의 풍향버튼, 풍량조절용의 풍량버튼, 타이 머의 전환용의 타이머버튼 타이머설정용의 개시시각버튼, 종료시각버튼 , 시각설정버튼 등이 설치되고 공기조화기의 사소한운 전설정이 가능하게되어있다.이 스위치부에는 다음에 설명하는 상용전원공급장치의 동작상태를 표시부에 표시하기위한 표시전환버튼 이 설치되어있다. 그런데 제5도에 나타내는바와같이 태양광발전장치 의 상용전원공급장치내에는 인버터회로 , 마이크로컴퓨터 에의해 구성되어있고 태양전지(100)에서 발전된 전력이 인버터회 로 에 공급되도록 되어있다.또 이 상용전원공급장치에는 태양전지(100)의 발전상태를 검출하기위한 발전전류검출부 및 발전전압검출부 와 상용전원과의 계열적접속을 판단 하기위한 계열정전검출부 및 계열전원검출부 를 구비하고있고 이들은 스위칭전원 로부터 동작용의 전력이 공급되도록 되어있다. 태양광을 흡수하는 태양전지(100)는 복수의 모듈을 틀에 설치해서 건물의 지붕등의 태양광에 쬐어지는 장소에 설치하게되어있다.이 태양전지(100)에서 태양광을 변환해서 얻어진 발전전력은 인버터회로 에 공급된다.즉 태양전지(100)에서는 복수의 모듈에의해 소정전압의 직류전력을 발생시키고있고 이 직류전력이 인버터회로 에 공급된다. 인버터회로 에서는 마이크로컴퓨터 로부터 공급되는 스위칭신호에 따라 서 직류전력을 상용전원과같은 주파수(예를들면 50Hz 또는 60Hz)의 교류[이 인버터회로 의 출력은 예를들면 톱날상파] 로 변환하는 역할을 갖고있다.이 인버터회로 에서 교류로 변환된 전력은 변압기 를 거쳐서 상용 전원에 공급된다.이때 인버 터회로 로부터 출력된 교류전력은 변압기 를 통과하므로서 직류성분의 삭제를 행하고있다.또 변압기 과 상용전원의 접속점에는 병렬차단도체 이 설치되 어있고 태양광발전장치 또는 상용전원의어느것인가에 이상이 발생한때에 이 병렬차단도체 에의해 상용전원공급장치과 상용전원을 차단하도록하고있다.The commercial power supply unit can operate the air conditioner indoors and outdoor units even when the indoor unit outdoor unit of the air conditioner is stopped while the commercial power supply unit is running and the commercial power supply unit such as night is stopped. The indoor and outdoor devices of the air conditioner will be described. As shown in FIG. 2, a thick pipe refrigerant pipe and a custom pipe refrigerant pipe are installed between the indoor device and the outdoor device of the air conditioner. Each end is connected to a heat exchanger in the indoor unit. The other end of one refrigerant pipe is connected to the valve in the outdoor unit. The valve is connected to a four-way valve via a muffler. Both sides of the pipe connected to the pressure injector, the compressor and the muffler are connected and again connected to one side of the heat exchanger. Has the other end of the refrigerant pipe is connected via a capillary, strainers, valves. In addition, between the muffler 30B and the four-way valve, and between the heat exchanger and the capillary tube, a solenoid valve is connected. This establishes a sealed refrigerant circuit, that is, a refrigeration cycle, between the indoor unit and the outdoor unit. The operation mode is switched to the cooling mode, the heating mode, or the dehumidification (drying) mode by switching the four-way valve and opening and closing the solenoid valve. The indoor device is provided with a power supply board 38 and a control board. The power supply board 38 is supplied with AC power for operating an air conditioner and outputs electric power for driving various electric motors in the indoor device. A control circuit power supply for outputting power for control circuits and a series circuit power supply for outputting power for series circuits are provided. The control board includes a series circuit, a drive circuit for driving each motor and a series circuit, and a drive circuit. And a microcomputer to control the operation of the air conditioner, and the drive circuit includes a fan motor (DC brushless motor) that drives a crossflow fan (not shown) that blows wind toward the interior. The power relay for opening and closing the contacts of the circuit and the flap motor for adjusting the wind direction are connected. In accordance with the signal from the microcomputer, the number of rotations of the fan motor, that is, the amount of air blown out of the indoor unit by the crossflow fan, is controlled. By changing in stages, the air volume can be controlled very finely. At this time, the microcomputer controls the flap motor as necessary to control the wind direction as well as the air flow from the indoor politics. The microcomputer displays the operation status and operation mode of the air conditioner by LED lamps, Display board with transmitting / receiving circuit, sensor board with floor sensor and light sensor, self-diagnosis switch Switch board 72 with operation switching switch together with self-diagnosis LED, room temperature sensor for detecting room temperature and temperature in heat exchanger As shown in Figure 4, the outdoor unit is equipped with a rectifier circuit and a control board, and the terminals are connected to the terminals of the indoor unit by a communication line and a power line (see Fig. 1). Transmission of serial signals according to control signals from the microcomputer between the indoor unit and the power supply at the same time This control is performed to control the frequency of the AC power supplied to the compressor (for example, between 18 Hz and 150 Hz) and to control the operation of each device. The control board is provided with a series circuit and is connected to the series circuit of the indoor device. In addition, the control board is provided with a switching power supply and a microcomputer for supplying power to an inverter circuit for driving a plurality of noise filter compressors for removing noise. By varying the frequency of driving the compressor output from the inverter circuit, it is possible to control the cooling and heating capacity by changing the number of revolutions of the compressor. The control board is connected with a 4-way valve and a solenoid valve in the outdoor device. Switching and opening / closing of the solenoid valve are performed to switch the operation mode. The control board is connected to a fan motor and a fan motor capacitor of the heat exchanger, and the microcomputer of the control board is connected to an outside temperature thermistor for detecting the outside temperature, a coil temperature thermistor for detecting the temperature in the heat exchanger, and a compressor for detecting the temperature of the compressor. The thermistor is connected, and the compressor is operated while detecting the operation of the fan motor, the operation state of the compressor, and the outside air temperature. As shown in Fig. 15A, the remote control switch for operating the air conditioner is internal. The transmitter and the temperature sensor are installed on the surface, and the display unit to display the operation status of the air conditioner is installed on the surface, and the switch unit to perform the operation operation. Various switches are installed. As shown in Fig. 15B, the switch section of the remote control switch is provided with various button switches exposed by opening and closing the cover. These button switches include a start / stop button, an operation switching button, a temperature button for setting a temperature, a wind direction button for adjusting the wind direction, a wind volume button for adjusting the air volume, a timer button for switching the timer, a start time button for setting a timer, and an end time Buttons, time setting buttons, etc. are installed, and minor operation setting of the air conditioner is possible. This switch section is provided with a display switching button for displaying the operation status of the commercial power supply described below on the display section. have. However, as shown in FIG. 5, the commercial power supply of the photovoltaic device is constituted by an inverter circuit and a microcomputer, and the electric power generated by the
도1은 본 발명을 나타내는 개략도1 is a schematic diagram showing the present invention
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KR1020090135983A KR20110079032A (en) | 2009-12-31 | 2009-12-31 | Ac power conversion, power air conditioners |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2009
- 2009-12-31 KR KR1020090135983A patent/KR20110079032A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3410025A4 (en) * | 2016-01-27 | 2019-10-16 | Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. | Outdoor unit for air conditioner |
US10612797B2 (en) | 2016-01-27 | 2020-04-07 | Hitachi-Johnson Controls Air Conditioning, Inc. | Outdoor unit for air conditioner |
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