KR20120090375A - 공기조화기의 필터 오염 감지방법 - Google Patents

공기조화기의 필터 오염 감지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기의 필터 오염 감지방법에 관한 것으로서, 특히, 공기조화기가 작동되면, 실내 열교환기의 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 감지하는 제1단계와, 상기 제1단계에 의하여 감지된 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 근거로 냉방 운전시에는 냉매의 과열도를 판단하고, 난방 운전시에는 냉매의 과냉도를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계에 의하여 판단된 냉매의 과열도 및 과냉도 중 어느 하나의 결과값에 따라 실내와 상기 실내 열교환기 사이에 이물질을 걸러내기 위하여 배치된 공기 필터의 오염 여부를 결정하는 제3단계를 포함하여 구성됨으로써, 필터의 오염 시기를 정확하게 감지할 수 있고, 사용자로 하여금 필터의 교체를 알림으로써 보다 쾌적한 주거 환경을 갖도록 하는 이점을 제공한다.

Description

공기조화기의 필터 오염 감지방법{Method sensing pollusion of filter in air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 필터 오염 감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공기조화기의 누적된 작동시간에 관계없이 실질적으로 공기 필터의 오염도를 감지함으로써, 보다 효율적으로 공기조화기를 운전시킬 수 있는 공기조화기의 필터 오염 감지방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 실내에 배치되어 실내를 냉/난방시킴과 아울러 실내 공기를 정화시키는 역할을 한다.
실내를 냉/난방시키는 기능은 냉매를 순환시켜 소정의 냉동사이클을 구현한 다음, 실내 열교환기와 실내 공기를 열교환시킴으로써 이루어지고, 실내 공기를 정화시키는 것은 실내 열교환기와의 열교환을 위해 실내 공기가 실내기 내부로 유입될 때 공기 필터를 이용하여 실내 공기 중의 이물질을 걸러줌으로써 간접적으로 공기 정화를 시도하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는, 실내 공기를 정화시키기 위해 공기 필터를 실내기에 설치하는데, 공기조화기의 사용기간이 오래될수록 실내 공기 중의 이물질이 상기 공기 필터에 걸러져 필터로써의 기능을 수행하지 못할 정도로 오염되는 경우가 있다. 이와 같은 필터의 오염 상태에서는 오히려 공기조화기의 열교환 기능을 저해함은 물론 동일한 열교환 성능을 발휘하기 위해 보다 많은 전력소모를 초래하는 문제점이 있다.
종래에는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공기조화기의 총 운전시간을 적산한 다음, 공기조화기가 소정 시간 이상 운전되었다고 판단하면, 소비자에게 상기 공기 필터가 오염되었음을 알리도록 하였으나, 실내 마다 먼지 또는 이물질 등의 양이 다름에도 불구하고 필터 오염 여부를 동일하게 경고함으로써 실제 상기 공기 필터를 교환하지 않아도 되는 경우에도 경고 메세지를 표시하고, 공기 필터를 교환하여야 하는 경우에도 경고 메세지를 표시하지 않는 경우가 많아 실질적으로 공기 필터의 오염 여부를 감지하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기조화기의 누적된 작동시간에 관계없이 실질적으로 공기 필터의 오염도를 감지함으로써, 보다 효율적으로 공기조화기를 운전시킬 수 있는 공기조화기의 필터 오염 감지방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예는, 공기조화기가 작동되면, 실내 열교환기의 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 감지하는 제1단계와, 상기 제1단계에 의하여 감지된 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 근거로 냉방 운전시에는 냉매의 과열도를 판단하고, 난방 운전시에는 냉매의 과냉도를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계에 의하여 판단된 냉매의 과열도 및 과냉도 중 어느 하나의 결과값에 따라 실내와 상기 실내 열교환기 사이에 이물질을 걸러내기 위하여 배치된 공기 필터의 오염 여부를 결정하는 제3단계를 포함한다.
여기서, 상기 제3단계에 의하여 판단되는 상기 공기 필터의 오염 여부는 상기 제2단계에서 판단되는 상기 냉매의 과열도 및 상기 냉매의 과냉도를 이용한 하기 수학식에 의하여 계산될 수 있다.
[수학식 1]
공기 필터의 오염도 =
Figure pat00001
[수학식 2]
공기 필터의 오염도 =
Figure pat00002
상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에서,
EEV pulse는 팽창기구의 진동 주파수이고,
Figure pat00003
는 실내 공기의 온도이며, 는 냉방시 상기 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 유입측 온도이고,
Figure pat00005
는 냉방시 상기 실내 열교환기로부터 토출되는 냉매의 토출측 온도임.
또한, 상기 수학식들로부터 계산된 공기 필터의 오염도가 설정값 이하로 떨어지면 공기 필터가 오염된 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.
그리고, 상기 수학식들로부터 계산된 공기 필터의 오염도가 설정값 이하로 떨어지면, 상기 실내기 또는 상기 실내기를 무선으로 조작하는 리모트 콘트롤러에 필터의 오염을 경고하는 필터 오염 경고단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터 오염 경고단계와 동시에 소정시간 수행되고, 상기 공기 필터가 오염되었다고 판단되면, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창기구에 의한 팽창도를 조절하는 팽창 조절단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 공기조화기의 총 운전시간을 적산한 적산 시간에 관계없이 실질적으로 공기 필터의 오염도를 감지할 수 있으므로 사용자로 하여금 공기 필터의 적정 교환시기를 정확하게 알릴 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 사용자의 사용환경에 맞도록 공기 필터의 교환 여부를 가늠할 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 냉매의 실내 열교환기에 대한 유출입부의 온도(즉, 냉매의 과열도 및 과냉도)를 이용하여 공기 필터의 오염 여부를 감지하기 때문에 보다 더 정확한 신뢰성을 부여하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 공기 필터를 적정 시기에 교체할 수 있으므로 불필요한 소비전력의 소모를 방지할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 실내 냉방시 실내 열교환기를 유동하는 냉매의 흐름을 나타낸 냉매 흐름 구성도이고,
도 2는 실내 난방시 실내 열교환기를 유동하는 냉매의 흐름을 나타낸 냉매 흐름 구성도이며,
도 3은 도 1에 따른 실내 냉방시 공기 필터의 오염을 감지한 후 팽창기구를 제어하는 순서를 나타낸 블럭도이고,
도 4는 도 2에 따른 실내 난방시 공기 필터의 오염을 감지한 후 팽창기구를 제어하는 순서를 나타낸 블럭도이다.
이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 실내 냉방시 실내 열교환기를 유동하는 냉매의 흐름을 나타낸 냉매 흐름 구성도이고, 도 2는 실내 난방시 실내 열교환기를 유동하는 냉매의 흐름을 나타낸 냉매 흐름 구성도이며, 도 3은 도 1에 따른 실내 냉방시 공기 필터의 오염을 감지한 후 팽창밸브를 제어하는 순서를 나타낸 블럭도이고, 도 4는 도 2에 따른 실내 난방시 공기 필터의 오염을 감지한 후 팽창밸브를 제어하는 순서를 나타낸 블럭도이다.
본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예는, 공기조화기가 작동되면, 실내 열교환기(10)의 배관입구(20) 온도 및 배관출구(30) 온도를 감지하는 제1단계와, 상기 제1단계에 의하여 감지된 배관입구(20) 온도 및 배관출구(30) 온도를 근거로 냉방 운전시에는 냉매의 과열도를 판단하고, 난방 운전시에는 냉매의 과냉도를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계에 의하여 판단된 냉매의 과열도 및 과냉도 중 어느 하나의 결과값에 따라 실내와 상기 실내 열교환기(10) 사이에 이물질을 걸러내기 위하여 배치된 공기 필터의 오염 여부를 결정하는 제3단계를 포함한다.
배관입구(20) 및 배관출구(30)는 압축기에 의하여 압축되어 각각 실내 열교환기(10)를 통과하면서 증발 또는 응축되는 냉매가 통과하기 위한 입구부 또는 출구부로써, 배관입구(20) 및 배관출구(30)에는 각각 실내 열교환기(10)를 관통하기 전의 냉매 온도 및 실내 열교환기(10)를 관통한 후의 냉매 온도를 측정하기 위한 배관입구 온도센서(40) 및 배관출구 온도센서(50)가 구비된다.
실제로 배관입구(20) 및 배관출구(30)는 냉방 모드 및 난방 모드 운전시 냉매의 흐름이 뒤바뀌기 때문에 이하에서는 설명의 편의를 위하여 냉방 모드 운전시 냉매가 실내 열교환기(10)로 유입되는 부분을 냉매의 배관입구(20)라 칭하여 설명하고, 냉방 모드 운전시 냉매가 실내 열교환기(10)로부터 유출되는 부분을 냉매의 배관출구(30)라 칭하여 설명하며, 배관입구 온도센서(40)에 의하여 감지되는 냉매의 배관입구(20)의 냉매 온도는
Figure pat00006
로 사용하기로 하고, 배관출구 온도센서(50)에 의하여 감지되는 냉매의 배관출구(30)의 냉매 온도는
Figure pat00007
로 사용하기로 한다.
본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예는 종래 무조건적으로 공기조화기의 총 운전시간을 적산한 후 공기조화기의 필터 오염 여부를 알리는 종래 기술과는 달리, 각 운전 모드 별 운전시 냉매의 과열도 또는 과냉도를 근거로 판단하는 바, 실제 필터의 오염여부를 더욱 더 정확하게 경고할 수 있는 이점이 있다.
먼저, 냉방 모드 운전시의 경우 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예를 도 1 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
공기조화기가 냉방 모드로 운전되면, 운전과 동시에 필터를 통하여 실내 공기가 순환되면서 이물질이 걸러지게 되어 필터의 오염이 시작된다. 그러면 실제로 실내기의 풍량이 감소하게 되는데, 이때, 공기조화기의 실내기 과열도를 이용한 하기하는 수식 1에 의하여 필터의 오염 여부를 판단하고, 이 결과값이 설정값 이하로 될 경우 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법에 의하여 필터가 오염되었다고 판단하게 된다.
여기서,
[수학식 1]
공기 필터의 오염도 =
Figure pat00008
이고,
EEV pulse는 실내 열교환기(10)의 진동 주파수이고,
Figure pat00009
는 실내 공기의 온도이며, 는 냉방시 상기 실내 열교환기(10)로 유입되는 냉매의 유입측 온도이다.
이와 같은 [수학식 1]을 이용하여 필터가 오염되었다고 판단될 경우 공기조화기의 실내기는 팽창밸브(60)를 조절하여 실내 열교환기(10)의 냉매 배관입구(20) 온도를 하강시키게 된다.
다음으로, 난방 모드 운전시의 경우 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예를 도 2 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
공기조화기가 난방 모드로 운전되면, 냉방 모드 운전시와 마찬가지로 필터가 오염되기 시작하면서 실제로 실내기의 풍량이 감소하게 되는데, 이때, 공기조화기의 실내기 과냉도를 이용한 하기하는 수식 2에 의하여 필터의 오염 여부를 판단하고, 이 결과값이 설정값 이하로 될 경우 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법에 의하여 필터가 오염되었다고 판단하게 된다.
여기서,
[수학식 2]
공기 필터의 오염도 =
Figure pat00011
이고,
EEV pulse는 실내 열교환기(10)의 진동 주파수이고,
Figure pat00012
는 실내 공기의 온도이며,
Figure pat00013
는 냉방시 상기 실내 열교환기(10)로 유입되는 냉매의 유입측 온도이고,
Figure pat00014
는 냉방시 상기 실내 열교환기(10)로부터 토출되는 냉매의 토출측 온도이다.
이와 같은 [수학식 2]를 이용하여 필터가 오염되었다고 판단될 경우 공기조화기의 실내기는 팽창밸브(60)를 조절하여 실내 열교환기(10)의 입구 온도 및 출구온도를 하강시키게 된다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 상기 수학식들로부터 계산된 공기 필터의 오염도가 설정값 이하로 떨어지면, 상기 실내기 또는 상기 실내기를 무선으로 조작하는 리모트 콘트롤러에 필터의 오염을 경고하는 필터 오염 경고단계를 더 포함할 수 있다.
필터 오염 경고단계는, 실제로 실내기에 배치되어 공기조화기의 작동 상태를 시각적으로 보여주는 디스플레이부나, 리모트 콘트롤러에 배치되어 리모트 콘트롤러의 작동 상태 및 공기조화기의 작동 상태를 시각적으로 보여주는 디스플레이부 중 어느 하나에 아이콘의 형태 등으로 표시하여 줌으로써 경고할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 상술한 바와 같이, 공기조화기의 필터가 오염되었다고 판단되면 필터의 오염을 감지하는 것에서 더 나아가, 필터 오염 경고단계와 동시에 소정시간 수행되도록 설정되고, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(60)에 의한 팽창도를 조절하는 팽창 조절단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법은, 실제로 공기조화기의 필터의 오염도와 가장 관련 있는 냉매의 과열도 및 과냉도를 체크하여 사용자에게 경고하여 주기 때문에 필터의 정확한 교체시기를 가늠케 함은 물론, 실내기 필터의 오염 정도를 스마트하게 감지할 수 있는 방법을 제공한다.
이상, 본 발명에 따른 공기조화기의 필터 오염 감지방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다. 따라서, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 실내 열교환기 20: 배관입구
30: 배관출구 40: 배관입구 온도센서
50: 배관출구 온도센서 60: 팽창밸브

Claims (5)

  1. 공기조화기가 작동되면, 실내 열교환기의 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 감지하는 제1단계와;
    상기 제1단계에 의하여 감지된 배관입구 온도 및 배관출구 온도를 근거로 냉방 운전시에는 냉매의 과열도를 판단하고, 난방 운전시에는 냉매의 과냉도를 판단하는 제2단계와;
    상기 제2단계에 의하여 판단된 냉매의 과열도 및 과냉도 중 어느 하나의 결과값에 따라 실내와 상기 실내 열교환기 사이에 이물질을 걸러내기 위하여 배치된 공기 필터의 오염 여부를 결정하는 제3단계를 포함하는 공기조화기의 필터 오염 감지방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3단계에 의하여 판단되는 상기 공기 필터의 오염 여부는 상기 제2단계에서 판단되는 상기 냉매의 과열도 및 상기 냉매의 과냉도를 이용한 하기 수학식에 의하여 계산되는 공기조화기의 필터 오염 감지방법.
    [수학식 1]
    공기 필터의 오염도 =
    Figure pat00015

    [수학식 2]
    공기 필터의 오염도 =
    Figure pat00016

    상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에서,
    EEV pulse는 팽창기구의 진동 주파수이고,
    Figure pat00017
    는 실내 공기의 온도이며,
    Figure pat00018
    는 냉방시 상기 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 유입측 온도이고,
    Figure pat00019
    는 냉방시 상기 실내 열교환기로부터 토출되는 냉매의 토출측 온도임.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 수학식들로부터 계산된 공기 필터의 오염도가 설정값 이하로 떨어지면 공기 필터가 오염된 것으로 판단하는 공기조화기의 필터 오염 감지방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 수학식들로부터 계산된 공기 필터의 오염도가 설정값 이하로 떨어지면, 상기 실내기 또는 상기 실내기를 무선으로 조작하는 리모트 콘트롤러에 필터의 오염을 경고하는 필터 오염 경고단계를 더 포함하는 공기조화기의 필터 오염 감지방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 필터 오염 경고단계와 동시에 소정시간 수행되고, 상기 공기 필터가 오염되었다고 판단되면, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창기구에 의한 팽창도를 조절하는 팽창 조절단계를 더 포함하는 공기조화기의 필터 오염 감지방법.






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