KR20130033847A - 공기 조화기의 제어 장치, 이를 포함한 공기 조화기 및 자가 진단 방법 - Google Patents

공기 조화기의 제어 장치, 이를 포함한 공기 조화기 및 자가 진단 방법 Download PDF

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Abstract

공기 조화기의 제어 장치, 이를 포함한 공기 조화기 및 자가 진단 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예들은 제품 설치 시에 내장된 기능들을 자동으로 점검하여 문제 발생 요인을 미리 제거함으로써 사용자 등의 불편을 없앨 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 실내기 및 실외기를 구성하는 유닛들에 대하여 설치 시의 불량 원인을 즉시 확인하여 설치 불량을 줄이고, 시스템의 안정성을 제고한다.

Description

공기 조화기의 제어 장치, 이를 포함한 공기 조화기 및 자가 진단 방법{CONTROLLING APPRATUS, AIR CONDITIONER HAVING THE APPARATUS, AND SELF TESTING METHOD OF THE AIR CONDITIONER}
본 발명은 자가 진단 기능을 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기 조화기는 고온고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 이송된 고온고압의 냉매가스를 주변의 공기와 열 교환하여 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 토출하는 송풍용 팬과, 상기 증발기에서 기화된 냉매가스로부터 액체 상태의 냉매를 여과하여 다시 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(Accumulator), 및 에어컨의 전체적인 구동을 제어하는 제어부로 구성된다.
한편, 공기 조화기는 실내기, 실외기, 제어장치, 및 연결관 등 구성의 종류와 개수에 따라 구분되는데, 하나의 실내기와 실외기로 구성된 RAC(Rotary Air Conditioner), 하나의 실외기와 하나 이상의 실내기와 덕트(duct)로 구성된 유니터리 공기 조화기(Unitary Air Conditioner), 하나 이상의 실외기와 하나 이상의 실내기와 중앙제어장치로 구성된 멀티 에어컨(Multi Air Conditioner) 등이 그것이다. 또, 공기 조화기는 실내기와 실외기가 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합 된 일체형 공기조화기와, 벽에 장착되도록 구성된 벽걸이형 공기조화기 및 액자형 공기조화기와, 거실에 세울 수 있도록 구성된 슬림형 공기조화기와, 하나의 실내기를 구동시킬 수 있는 용량으로 구성되어 가정집과 같이 좁은 장소에서 이용되도록 구성된 싱글형 공기조화기로 더 구분될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 제품 설치 시에 내장된 기능들을 자동으로 점검할 수 있는 공기 조화기의 제어 장치, 및 이를 구비한 공기 조화기를 제공하는 데에 일 목적이 있다.
본 발명의 실시 예들은 공기 조화기의 문제 발생 요인을 미리 진단할 수 있는 공기 조화기의 자가 진단 방법을 제공함에 일 목적이 있다.
일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 장치는, 하나 이상의 입력수단을 구비하고, 자가 진단 명령을 입력받는 입력부와, 구동 신호에 따라 실내기 또는 실외기를 구성하는 유닛들을 구동하는 구동부와, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 유닛들의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하거나 또는 구동 결과를 감지하여 동작 정보를 출력하는 감지부와, 상기 자가 진단 명령에 따라 상기 구동 신호를 발생하고, 상기 상태 정보 또는 상기 동작 정보를 근거로 상기 유닛들을 진단하는 제어부를 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 공기 조화기는, 실외기와, 상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기와, 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비되고, 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비된 유닛들의 상태 정보 또는 동작 정보를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 제어 장치를 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 따른 공기 조화기의 자가 진단 방법은, 실외기와, 상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기를 포함하는 공기 조화기에 있어서, 자가 진단 명령을 입력받는 단계와, 상기 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기를 구성하는 유닛들을 구동하는 단계와, 상기 유닛들의 상태 또는 구동 결과를 감지하는 단계와, 상기 상태 및 상기 구동 결과를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예들은 제품 설치 시에 내장된 기능들을 자동으로 점검하여 문제 발생 요인을 미리 제거함으로써 사용자 등의 불편을 없앨 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 설치 시의 불량 원인을 즉시 확인하여 설치 불량을 줄이고, 시스템의 안정성을 제고한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기 조화기를 보인 사시도;
도 2는 도 1의 공기 조화기의 구성을 개략적으로 보인 도;
도 3은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 장치를 개략적으로 보인 블록도; 및
도 4 및 도 5는 실시 예들에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 공기 조화기는 실내기(200)와, 실외기(300)를 포함하고, 실내기(200)와 실외기(300)는 냉매 배관을 통해 연결된다. 도 1에서는 스탠드형 공기 조화기의 사시도를 개시하였으나, 벽걸이형, 천장형뿐만 아니라 멀티 공기 조화기에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 공기 조화기는, 실외기(300)와, 상기 실외기(300)와 냉매 배관(400)으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기(200)와, 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비되고, 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비된 유닛들의 상태 정보 또는 동작 정보를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 제어 장치(100)를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 실내기(200)는, 냉매와 실내 공기를 열 교환하는 실내 열교환기(210)와, 상기 실외기로부터 공급된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(미도시)와, 실내 팬(미도시)을 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 실외기(300)는, 상기 냉매를 압축하는 압축기(320)와, 상기 냉매를 실외 공기와 열 교환하는 실외 열교환기(310)와, 상기 냉매가 상기 실외 열교환기(310) 또는 상기 실내 열교환기(210)로 토출되도록 연결하는 사방밸브(330)와, 액체 상태의 냉매를 여과하여 기체 상태의 냉매를 상기 압축기에 공급하는 어큐뮬레이터(340)와, 실외 팬(미도시)을 포함하여 구성된다. 압축기(320)는 정속 압축기(321)와 인버터 압축기(323)로 구분되어 포함될 수 있다. 또, 실외기(300)는, 인버터 압축기(323)와 사방 밸브(330) 사이에 배치되어 유동되는 냉매 중 오일을 분리시키는 오일분리장치를 포함할 수 있다.
사방 밸브(330)는 냉매의 유동 흐름을 전환시켜 정속 압축기(321, 322) 및 인버터 압축기(323)에서 토출된 냉매를 실외 열 교환기(310) 또는 실내 열 교환기(210)에 공급하도록 냉방 또는 난방 사이클이 구동되도록 한다.
어큐뮬레이터(340)는 사방 밸브(330)에서 토출된 냉매를 공급받아 정속 압축기(321) 또는 인버터 압축기(323)에 기체 상태의 냉매만을 공급한다.
정속 압축기(321)는 일정한 양의 냉매를 압축하여 토출하고, 인버터 압축기(323)는 소정의 범위 내에서 냉매의 압축량을 조절하여 토출하는 것이 가능하다. 특히, 정속 압축기(321) 및 인버터 압축기(323)는 제어 장치에 의해 어느 하나 또는 모두 구동되는 것이 가능하고, 정속 압축기(321) 및 인버터 압축기(323) 중 어느 하나만 구동될 경우 다른 하나의 압축기로 냉매가 유입되는 것을 방지하기 위해 정속 압축기 및 인버터 압축기의 토출측 냉매배관에는 각각 체크 밸브가 설치될 수 있다. 그리고, 어큐뮬레이터(340)와, 정속 압축기(321) 및 인버터 압축기(323)는 연결관을 통해 연결된다.
오일분리장치는 체크 밸브와 인버터 압축기(323) 사이에 설치되는 오일분리기(324)와, 오일분리기(324)와 인버터 압축기(323)의 사이에 설치되어 오일분리기(324)에서 분리된 오일을 바이패스시키는 모세관(325) 및 솔레노이드밸브(326)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 모세관(323b)은 오일분리기(323a) 측에 설치되고, 솔레노이드밸브는 인버터 압축기(323)의 입력 측에 설치된다. 솔레노이드밸브는 제어 장치(100)에 의해 제어되어 소정 주기로 개폐됨으로써 오일분리기(324)에서 분리된 오일이 인버터 압축기(323)의 입력 측으로 유입되도록 한다. 일반적으로 정속 압축기(321)의 용량은 인버터 압축기(323)의 용량보다 크고, 인버터 압축기(323)는 냉방 및 난방 운전 시, 실내 부하 용량에 기초하여 초기에 구동된다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 제어 장치(100)는, 하나 이상의 입력수단을 구비하고, 자가 진단 명령을 입력받는 입력부(140)와, 구동 신호에 따라 실내기 또는 실외기를 구성하는 유닛들을 구동하는 구동부(120)와, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 유닛들의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하거나 또는 구동 결과를 감지하여 동작 정보를 출력하는 감지부(130)와, 상기 자가 진단 명령에 따라 상기 구동 신호를 발생하고, 상기 상태 정보 또는 상기 동작 정보를 근거로 상기 유닛들을 진단하는 제어부(110)를 포함하여 구성된다. 구동 결과 또는 상태 감지 결과에 따른 기준 값들은 기종 또는 구성에 따라 달리 설정될 수 있으므로, 구체적인 데이터는 생략한다.
입력부(140)는 하나 이상의 버튼, 스위치 등을 구비하고, 사용자 등으로부터 설정 명령, 운전 명령 등을 입력받는다. 입력부(140)는 자가 진단 명령을 입력받는 별도의 키, 버튼 등을 더 구비할 수 있다.
구동부(120)는, 상기 압축기를 구동하는 압축기 구동부(121), 상기 실외 팬 또는 상기 실내 팬을 구동하는 팬 구동부(122), 및 상기 밸브들을 구동하는 밸브 구동부(123) 중 하나 이상의 구동부를 포함한다. 압축기 구동부(121)는 제어부(110)의 제어 명령에 대응하여 압축기 구동 신호를 압축기(320)에 인가하고, 압축기의 운전 주파수 등을 제어한다. 팬 구동부(122)는 제어부(110)의 제어 명령에 대응하여 실외 팬이나 실내 팬이 회전되도록 팬 모터를 구동한다. 밸브 구동부(123)는 제어부(110)의 명령에 따라 적어도 하나의 밸브의 개폐를 제어하고, 필요에 따라 밸브의 개도량을 제어한다.
감지부(130)는, 상기 압축기(320)로 유입되는 냉매, 상기 압축기(320)로부터 토출되는 냉매의 압력, 및 상기 냉매 배관(400)의 압력을 감지하는 압력 센서(131)를 포함한다. 또, 감지부는 냉매 배관 온도, 상기 압축기로 유입되는 냉매 온도, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매 온도, 실내 온도, 실외 온도를 감지하는 온도 센서(132)를 더 포함한다. 또, 감지부는 상기 압축기, 상기 실외 팬 또는 상기 실내 팬을 회전시키는 모터의 회전 속도를 감지하는 회전 속도 센서(133), 상기 실내기 또는 상기 실외기에 인가되는 입력 전원의 전압, 상기 압축기에 인가되는 전압을 감지하는 전압 센서(134), 상기 실내기 또는 상기 실외기에 인가되는 입력 전원의 전류, 상기 압축기에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서(135) 중 하나 이상의 센서를 더 포함한다.
상기 제어 장치(100)는, 상기 자가 진단 명령의 수행에 필요한 진단 알고리즘 및 하나 이상의 데이터를 저장하는 저장부(160)를 더 포함하여 구성된다. 저장부(160)는 EEPROM 등의 메모리를 구비하고, 실외기 및 실내기 운전, 실내 팬 제어, 밸브 제어 등에 필요한 데이터를 저장하고, 운전 정보, 상태 정보를 저장한다. 또, 저장부(160)는 자가 진단 결과를 더 저장할 수 있다.
상기 제어 장치(100)는, 하나 이상의 출력수단을 구비하고, 상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 출력하는 출력부(150)를 더 포함할 수 있다. 출력부(150)는 각종 데이터, 정보 등을 문자 또는 이미지로 표시하는 표시수단, 음향출력수단 등을 구비한다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하여 공기 조화기의 자가 진단 동작, 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 자가 진단 방법을 설명한다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 자가 진단 방법은, 실외기와, 상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기를 포함하는 공기 조화기에 있어서, 자가 진단 명령을 입력받는 단계(S100)와, 상기 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기를 구성하는 유닛들을 구동하는 단계(S200)와, 상기 유닛들의 상태 또는 구동 결과를 감지하는 단계(S300)와, 상기 상태 및 상기 구동 결과를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 단계(S400)를 포함하여 구성된다. 상기 자가 진단 방법은, 상기 자가 진단 명령의 수행에 필요한 진단 알고리즘 및 하나 이상의 데이터를 저장하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 3을 참조한다. 공기 조화기가 설치 종료되면, 사용자 등은 자가 진단 명령을 입력할 수 있는 별도의 키, 버튼 등을 이용하여 자가 진단 명령을 공기 조화기에 입력한다(S100). 자가 진단 명령이 입력되면, 공기 조화기는 자가 진단 알고리즘에 따라 실외기 또는 실내기에 구비된 유닛들을 차례대로 구동한다(S200).
도 5를 참조하면, 상기 구동하는 단계(S200)는, 난방 모드 및 냉방 모드를 포함하는 운전 모드에 따라 상기 유닛들을 구동한다(S210, S230). 공기 조화기는 난방 모드로 운전 모드를 변환한 다음, 압력 센서, 온도 센서, 회전 속도 센서, 전압 센서, 전류 센서 등의 상태를 감지한다(S311). 또, 공기 조화기는 냉방 모드로 운전 모드를 변환한 다음, 센서들의 상태를 다시 감지한다(S321). 공기 조화기는 난방 모드로 운전 모드를 변환한 다음, 압축기를 구동하는 압축기 구동부, 실외 팬 또는 실내 팬을 구동하는 팬 구동부, 밸브들을 구동하는 밸브 구동부 등을 구동하여 구동부의 상태를 감지한다(S331). 또, 공기 조화기는 냉방 모드로 운전 모드를 변환한 다음 상기 구동부들을 다시 구동하여 상태를 감지할 수 있다.
상기 자가 진단 방법은, 상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 출력하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다. 또, 상기 자가 진단 방법은, 상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 저장하는 단계(S600)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 센서 등의 감지부나, 구동부에 이상이 없으면, 공기 조화기는 설치를 종료하고, 공기 조화기의 전원을 오프한다(S700). 반면, 공기 조화기는 감지부나 구동부에 이상이 있으면, 오류를 화면에 표시하고(S510), 필요에 따라 통신 수단을 통해 사용자 등에게 메시지 등으로 오류를 전송한다. 또, 공기 조화기는 진단 결과를 저장하여 사용자 또는 설치자가 이를 확인할 수 있도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 공기 조화기의 제어 장치, 이를 포함한 공기 조화기 및 자가 진단 방법은, 제품 설치 시에 내장된 기능들을 자동으로 점검하여 문제 발생 요인을 미리 제거함으로써 사용자 등의 불편을 없앨 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 실내기 및 실외기를 구성하는 유닛들에 대하여 설치 시의 불량 원인을 즉시 확인하여 설치 불량을 줄이고, 시스템의 안정성을 제고한다.
100: 제어 장치 200: 실내기
300: 실외기 400: 냉매 배관

Claims (16)

  1. 하나 이상의 입력수단을 구비하고, 자가 진단 명령을 입력받는 입력부;
    구동 신호에 따라 실내기 또는 실외기를 구성하는 유닛들을 구동하는 구동부;
    하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 유닛들의 상태를 감지하여 상태 정보를 출력하거나 또는 구동 결과를 감지하여 동작 정보를 출력하는 감지부; 및
    상기 자가 진단 명령에 따라 상기 구동 신호를 발생하고, 상기 상태 정보 또는 상기 동작 정보를 근거로 상기 유닛들을 진단하는 제어부;를 포함하는 공기 조화기의 제어 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 자가 진단 명령의 수행에 필요한 진단 알고리즘 및 하나 이상의 데이터를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 공기 조화기의 제어 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    하나 이상의 출력수단을 구비하고, 상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 출력하는 출력부;를 더 포함하는 공기 조화기의 제어 장치.
  4. 실외기;
    상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기; 및
    상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비되고, 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비된 유닛들의 상태 정보 또는 동작 정보를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 제어 장치;를 포함하는 공기 조화기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 실내기는,
    냉매와 실내 공기를 열 교환하는 실내 열교환기;
    상기 실외기로부터 공급된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
    실내 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 실외기는,
    상기 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 냉매를 실외 공기와 열 교환하는 실외 열교환기;
    상기 냉매가 상기 실외 열교환기 또는 상기 실내 열교환기로 토출되도록 연결하는 사방밸브;
    액체 상태의 냉매를 여과하여 기체 상태의 냉매를 상기 압축기에 공급하는 어큐뮬레이터; 및
    실외 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    하나 이상의 입력수단을 구비하고, 상기 자가 진단 명령을 입력받는 입력부;
    구동 신호에 따라 상기 실내기 또는 상기 실외기를 구성하는 상기 유닛들을 구동하는 구동부;
    하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 상태 정보 또는 상기 동작 정보를 출력하는 감지부; 및
    상기 자가 진단 명령에 따라 상기 구동 신호를 발생하고, 상기 상태 정보 또는 상기 동작 정보를 근거로 상기 유닛들을 진단하는 제어부;를 포함하는 공기 조화기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    하나 이상의 출력수단을 구비하고, 상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 출력하는 출력부;를 더 포함하는 공기 조화기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 외부에 전송하는 통신부;를 더 포함하는 공기 조화기.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 압축기를 구동하는 압축기 구동부, 상기 실외 팬 또는 상기 실내 팬을 구동하는 팬 구동부, 및 상기 밸브들을 구동하는 밸브 구동부 중 하나 이상의 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 압축기로 유입되는 냉매, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력, 및 상기 냉매 배관의 압력을 감지하는 압력 센서,
    냉매 배관 온도, 상기 압축기로 유입되는 냉매 온도, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매 온도, 실내 온도, 실외 온도를 감지하는 온도 센서,
    상기 압축기, 상기 실외 팬 또는 상기 실내 팬을 회전시키는 모터의 회전 속도를 감지하는 회전 속도 센서,
    상기 실내기 또는 상기 실외기에 인가되는 입력 전원의 전압, 상기 압축기에 인가되는 전압을 감지하는 전압 센서, 및
    상기 실내기 또는 상기 실외기에 인가되는 입력 전원의 전류, 상기 압축기에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서 중 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 실외기와, 상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되어 공기 조화를 수행하는 실내기를 포함하는 공기 조화기에 있어서,
    자가 진단 명령을 입력받는 단계;
    상기 자가 진단 명령에 따라 상기 실외기 또는 상기 실내기를 구성하는 유닛들을 구동하는 단계;
    상기 유닛들의 상태 또는 구동 결과를 감지하는 단계; 및
    상기 상태 및 상기 구동 결과를 이용하여 상기 유닛들을 진단하는 단계;를 포함하는 공기 조화기의 자가 진단 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 자가 진단 명령의 수행에 필요한 진단 알고리즘 및 하나 이상의 데이터를 저장하는 단계;를 더 포함하는 공기 조화기의 자가 진단 방법.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 출력하는 단계;를 더 포함하는 공기 조화기의 자가 진단 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 자가 진단 명령의 수행 결과를 저장하는 단계;를 더 포함하는 공기 조화기의 자가 진단 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 구동하는 단계는,
    난방 모드 및 냉방 모드를 포함하는 운전 모드에 따라 상기 유닛들을 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 자가 진단 방법.
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