KR20140029599A

KR20140029599A - 공기 조화기 및 이의 제어 장치

Info

Publication number: KR20140029599A
Application number: KR1020120094507A
Authority: KR
Inventors: 심호진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-11
Also published as: KR101376624B1

Abstract

공기 조화기가 개시된다. 본 발명의 실시 예들은, 이상 전압을 감지하는 수단을 내장함으로써 별도의 장치를 구비할 필요가 없게 한다. 본 발명의 실시 예들은, 내장된 전원 공급 유닛, 즉 SMPS의 변압기에 하나의 코일을 정 권선하여 입력 전압을 감지함으로써 부품의 사용을 최소화한다. 또, 본 발명의 실시 예들은, 이상 전압에 따라 운전을 제어하거나, 전원을 차단하거나, 압축기의 구동을 제어함으로써 시스템의 안정성을 제고한다.

Description

공기 조화기 및 이의 제어 장치{AIR CONDITIONER AND CONTROLLING APPARATUS THEREOF}

본 발명은 입력 전원의 이상을 감지하는 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 이송된 고온고압의 냉매를 주변의 공기와 열 교환하여 저온 고압의 액체 상태로 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 공기 조화기의 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 삽입된 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.

공기 조화기는 입력되는 전원을 변환하여 압축기 등 공기 조화기를 구성하는 각 유닛들이 동작하도록 하는데, 입력 전압이 불안정하여 일정 범위의 정격 전압을 제공하지 못하는 경우에는 공기 조화기가 오동작할 수 있다.

특히, 중동이나 아프리카와 전압 변동(voltage fluctuation)이 심한 지역, 또는 자가 발전기를 운용하는 지역에서는 전압 강하(voltage dropping) 현상이 순간적으로 일어나서, 압축기와 같은 부품에 손상을 주는 경우가 많다.

또한, 공기 조화기는 일반적으로 입력 전원에 대하여 기본적으로 과전압 등을 차단하는 보호 회로를 구비한다. 그러나, 보호 회로를 손상시키는 과전압이 공급될 수 있으므로 별도의 전원 차단기를 구비할 필요가 있다. 또한, 저전압 공급으로 인하여 일정한 전압이 공급되지 않는 경우에도 부품 손상을 야기할 수 있다.

일반적인 공기 조화기는, 과전압 차단 수단이 실내기의 외부에 별도 외장품으로 연결되어 있고, 이상 전압이 공급되었을 경우 실내기와 실외기로 공급되는 전원 자체를 차단하기 때문에, 팬의 작동까지 정지하여 실외기 내부가 순간적으로 과열되는 현상이 발생할 수 있다. 특허문헌 1은 교류 전원 감지 회로를 별도로 구비하여 이상 전압 발생 시에 압축기의 구동을 정지하도록 하였다.

(특허문헌 1) KR10-2010-0117911 A

본 발명의 실시 예들은, 간단한 회로 구성을 통해 입력 전원 전압을 실시간으로 감지하여 과전압 또는 저전압과 같은 이상 전압을 판단하고, 이에 따라 운전되는 공기 조화기를 제공하는 데에 일 목적이 있다.

본 발명의 실시 예들은, 이상 전압의 입력 시에 전원을 차단하거나 압축기의 구동을 제어하는 공기 조화기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

일 실시 예에 따른 공기 조화기는, 변압기를 구비하고, 상기 변압기의 1차 측에 입력된 입력 전압을 하나 이상의 구동 전압들로 변환하여 공급하는 전원 공급 유닛과, 상기 입력 전압의 상태를 감지하는 전압 상태 감지 유닛과, 상기 구동 전압들을 공급받고, 공기 조화기의 운전을 제어하는 운전 제어 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 전압 상태 감지 유닛은, 상기 전원 공급 유닛의 2차 측에 구비되고, 상기 입력 전압의 상태에 따른 감지 신호를 상기 운전 제어 유닛에 출력한다.

다른 실시 예에 따른 공기 조화기는, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기와, 상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되고, 공기 조화를 수행하는 실내기와, 상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비되고, 운전 명령을 근거로 상기 실외기 또는 상기 실내기를 운전하는 제어 장치를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어 장치는, 상기 공기 조화기의 입력 전압을 상기 공기 조화기를 구동하기 위한 하나 이상의 구동 전압들로 변환하는 변압기의 2차 측에 정 권선되고, 상기 입력 전압의 상태에 따른 감지 신호를 출력하는 전압 상태 감지 유닛과, 상기 감지 신호를 근거로 상기 입력 전압의 상태를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 공기 조화기의 운전을 제어하는 운전 제어 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 실시 예들에 있어서, 상기 변압기는, 상기 1차 측에 구비되고, 상기 입력 전압을 입력받는 1차 코일과, 상기 2차 측에 구비되고, 상기 1차 코일과 역 권선되며, 상기 구동 전압들을 출력하는 2차 코일을 포함하여 구성된다. 또, 상기 전압 상태 감지 유닛은, 상기 1차 코일과 정 권선되는 전압 변환 코일을 포함하여 구성된다.

상기 실시 예들은, 상기 1차 코일에 연결되고, 스위칭 신호에 따라 개폐되어 상기 입력 전압을 상기 구동 전압들로 변환하도록 하는 스위치를 더 포함하여 구성된다. 또, 상기 전압 상태 감지 유닛은, 상기 스위치가 턴-온 되면 턴-온 되고, 상기 스위치가 턴-오프 되면 턴-오프 되는 다이오드를 더 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시 예들은, 이상 전압을 감지하는 수단을 내장함으로써 별도의 장치를 구비할 필요가 없게 되어 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은, 내장된 전원 공급 유닛, 즉 SMPS의 변압기에 하나의 코일을 부가적으로 권선하여 입력 전압을 감지함으로써 부품의 사용을 최소화하여 비용을 절감하고, 용이하게 제조할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시 예들은, 이상 전압에 따라 운전을 제어하거나, 전원을 차단하거나, 압축기의 구동을 제어함으로써 시스템의 안정성을 제고한다.

도 1은 본 발명의 실시 예들이 적용될 공기 조화기의 구성을 개략적으로 보인 도;
도 2는 도 1의 공기 조화기의 구성을 개략적으로 보인 도;
도 3은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 장치를 보인 도;
도 4는 도 3의 제어 장치를 구체적으로 보인 회로도;
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 공기 조화기의 제어 방법; 및
도 7은 도 6에 의해 구동되는 압축기의 상태를 보인 그래프이다.

도 1을 참조하면, 공기 조화기는, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기(20)와, 상기 실외기(20)와 냉매 배관으로 연결되고, 공기 조화를 수행하는 실내기(10)와, 상기 실외기(20) 또는 상기 실내기(10)에 구비되고, 운전 명령을 근거로 상기 실외기 또는 상기 실내기를 운전하는 제어 장치를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하여 공기 조화기의 구성을 간단히 설명한다.

도 2를 참조하면, 실내기(10)는 냉매와 실내 공기를 열 교환하는 실내 열교환기(11)와, 상기 실외기로부터 공급된 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(미도시)와, 실내 팬(미도시)을 포함하여 구성된다.

실외기(20)는 상기 냉매를 압축하는 압축기(22)와, 상기 냉매를 실외 공기와 열 교환하는 실외 열교환기(21)와, 상기 냉매가 상기 실외 열교환기(21) 또는 상기 실내 열교환기(11)로 토출되도록 연결하는 사방밸브(23)와, 액체 상태의 냉매를 여과하여 기체 상태의 냉매를 상기 압축기에 공급하는 어큐뮬레이터(24)와, 실외 팬(미도시)을 포함하여 구성된다.

사방 밸브(23)는 냉매의 유동 흐름을 전환시켜 압축기(22)에서 토출된 냉매를 실외 열 교환기(21) 또는 실내 열 교환기(11)에 공급하도록 냉방 또는 난방 사이클이 구동되도록 한다.

어큐뮬레이터(24)는 사방 밸브(23)에서 토출된 냉매를 공급받아 압축기(22)에 기체 상태의 냉매만을 공급한다.

여기서, 압축기(22)는 정속 압축기(22a)이다. 정속 압축기(22a)는 일정한 양의 냉매를 압축하여 토출한다. 정속 압축기(22a)의 토출측 냉매배관에는 냉매가 유입되는 것을 방지하기 위해 체크 밸브(22b)가 설치될 수 있다. 그리고, 어큐뮬레이터(24)와, 압축기(22)는 연결관을 통해 연결된다. 인버터 압축기를 사용하는 경우에는, 인버터 제어를 위해 전압 감지 장치가 별도로 구비될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제어 장치는, 전원 공급 유닛(100)과, 전압 상태 감지 유닛(200)과, 운전 제어 유닛(300)을 포함하여 구성된다.

전압 공급 유닛(100)은, 변압기(110)를 구비하고, 상기 변압기(110)의 1차 측에 입력된 입력 전압을 하나 이상의 구동 전압들로 변환하여 공급한다. 여기서, 전원 공급 유닛(100)은, 다른 전원 변환 장치일 수 있으나, 스위칭 모드 파워 서플라이(Switching Mode Power Supply; SMPS)일 수 있다.

도 3 또는 도 4를 참조하면, 변압기(110)는, 1차 측에 구비되고 입력 전압을 입력받는 1차 코일(111)과, 2차 측에 구비되고 1차 코일(111)과 역 권선되며, 상기 구동 전압들을 출력하는 2차 코일(112)을 포함하여 구성된다. 이 경우, 전압 공급 유닛(100)은, 플라이백(flyback) 형태의 SMPS이다.

전원 공급 유닛(100)은, 변압기(110)의 1차 측에 구비되고, 스위칭 신호에 따라 개폐되어 입력 전압을 구동 전압들로 변환하도록 하는 스위치(120)를 더 포함한다. 즉, 스위치(120)는 1차 코일(111)의 하단에 직렬 연결된다.

스위치(120)의 동작에 따라 역 권선된 2차 코일에 구동 전압이 발생한다. 도 4를 참조하면, 스위치(120)가 턴-오프되면, 역 권선된 2차 코일(112)에 의해 다이오드(D2)가 턴-온되어 커패시터(C2)에 에너지가 축적된다. 반대로, 스위치(120)가 턴-온되면, 다이오드(D2)가 턴-오프되어 커패시터(C2)에 저장되어 있던 에너지가 인덕터(L1) 및 커패시터(C3)를 통해 구동 전압으로 출력된다.

전압 상태 감지 유닛(200)은, 입력 전압의 상태를 감지한다. 전압 상태 감지 유닛(200)은, 전원 공급 유닛(100)의 2차 측에 구비되고, 입력 전압의 상태에 따른 감지 신호를 운전 제어 유닛(300)에 출력한다.

운전 제어 유닛(300)은, 전압 공급 유닛(100)을 통해 출력된 구동 전압들을 공급받고, 운전 명령에 따라 공기 조화기의 운전을 제어한다. 여기서, 구동 전압들은, 직류 전압 3.3V, 5V, 12V 등이다. 운전 제어 유닛(300)은, 컨트롤 패널의 형태로 실내기 내의 전장부에 구비될 수 있다.

제어 장치는, 실내기(10)에 구비되고, 입력 전압의 상태 및/또는 입력 전압의 상태에 따른 메시지를 출력하는 전압 상태 출력 유닛(400)을 더 포함할 수 있다. 전압 상태 출력 유닛(400)은 디스플레이부와 알림부로 나누어 구성될 수 있다.

디스플레이부는, 이상 전압 발생을 화면에 표시하거나, 이에 따른 공기 조화기의 운전 상태를 표시할 수 있다. 기본적으로 디스플레이부는 실내기(10) 및/또는 실외기(20)의 동작 상태를 보여준다. 컨트롤 패널에는 운전 명령을 직접 입력받는 입력부가 더 구비될 수 있다. 알림부는 이상 전압이 감지되거나 이상 전압에 의해 압축기가 정지될 때, 이를 소리 등으로 알려준다.

도 3을 참조하면, 공기 조화기는 입력 교류 전원(40)을 직류 전원으로 변환하는 정류 유닛(50)을 더 포함할 수 있다. 정류 유닛(50)은 정류 회로(51)와 평활 회로(52)로 구분될 수 있다. 정류 회로(51)는 일반적으로 네 개의 다이오드로 이루어진 풀-브리지 다이오드로 이루어진다. 정류 회로(51)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 평활 회로(52)는 커패시터와 이의 조합으로 이루어지는데, 정류 회로(51)가 변환한 직류 전원을 평활화하고 저장한다. 예를 들어, 입력 교류 전원(40)으로 220V AC가 입력되는 경우에, 평활 회로(52)에는 DC 310V 정도가 인가된다. 평활 회로(52)에 걸리는 전압을 V_dc로 표시할 수 있다. 다른 예로, 입력 교류 전원 대신 직류 전원, 예를 들어 배터리, 태양광 발전 장치, 연료 전지 등이 연결될 수 있다. 전원 공급 유닛(100)은 정류 유닛(50)의 후단, 즉 평활 회로(52)의 후단에 연결된다.

도 3 또는 도 4를 참조하면, 전압 상태 감지 유닛(200)은, 변압기(110)의 1차 코일(111)과 정 권선되는 전압 변환 코일(210)을 포함하여 구성된다. 또, 도 4를 참조하면, 전압 상태 감지 유닛(200)은, 스위치(120)가 턴-온 되면 턴-온 되고,스위치(120)가 턴-오프 되면 턴-오프 되는 다이오드(220, D1)를 더 포함하여 구성된다.

또, 전압 상태 감지 유닛(200)은, 다이오드(220)의 후단에 연결되고, 다이오드가 턴-온 되면 입력 전압에 비례하는 전압을 감지하는 전압 감지부(230)를 더 포함한다. 전압 상태 감지 유닛(200)은, 감지 전압을 일정 레벨의 감지 신호로 분배하는 전압 분배부(240)를 더 포함하여 구성된다.

스위치(120)가 턴-온되면, 정 권선된 전압 변환 코일(210)에 의해 다이오드(D1)가 턴-온되고, 전압 감지부(230)에 에너지가 축적된다. 전압 감지부(230)에는 초기 리플(또는 rising)을 억제하는 저항(R1)이 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 1차 코일의 권선수가 N_p이고, 전압 변환 코일(210)의 권선수가 N_s이면, 스위치 턴-온 시에 전압 감지부(230)에 걸리는 전압 V_o는 V_dc * N_s / N_p와 같다.

반면, 스위치(120)가 턴-오프되면 다이오드(D1)가 턴-오프되어 전압 감지부(230)에 저장되었던 에너지가 전압 분배부(240)로 출력된다. 전압 분배부(240)는 복수의 저항들로 이루어진다. 감지 신호 값은 저항 R2와 R3의 비에 의해 결정될 수 있다. 전압 분배부(240)는 감지 신호를 입력받는 운전 제어 유닛(300)에 따라 V_o를 분배하여 감지 신호를 출력한다.

전압 감지부(230) 및 전압 분배부(240)를 구성하는 소자들, 즉 커패시터, 저항의 조합이나 각 소자들의 용량은 입력 전압이나 운전 제어 유닛에 따라 달라질 수 있다.

운전 제어 유닛(300)은, 전압 분배부(240)로부터 출력되는 감지 신호의 전압 값에 따라 입력 교류 전원(40)으로부터 입력된 교류 전압 값을 룩업 테이블(look-up table)로 저장할 수 있다. 예를 들어, 감지 신호의 값이 2.29V라면, AC 220V가 입력된 것으로 결정될 수 있다. 따라서, 운전 제어 유닛(300)은, 감지 신호의 값으로 입력 교류 전압 또는 평활 회로에 걸리는 입력 전압을 예측할 수 있고, 이상 전압을 감지할 수 있다.

도 5를 참조하여 공기 조화기의 제어 동작을 설명한다. 정류 유닛(50)은, 입력 교류 전원(40)으로부터 입력된 교류 전압을 직류 전압으로 정류한다(S10, S20). 전원 공급 유닛(100)은 SMPS로서, 변압기(110)와 변압기의 1차 코일(111) 후단에 스위치(120)가 연결된다. 스위치(120)가 턴-오프되면, 변압기의 1차 코일(111)과 역 권선된 2차 코일(112)에 의해 입력 전압이 구동 전압들로 변환된다(S50). 스위치(120)가 턴-온되면, 변환된 구동 전압들이 공기 조화기 내의 각 유닛들로 인가된다. 한편, 스위치(120)가 턴-온되면, 전압 상태 감지 유닛이 입력 전압을 감지한다(S40). 즉, 스위치(120)가 턴-온되면 전압 상태 감지 유닛 내의 다이오드(D1, 220)이 턴-온되고, 변압기의 1차 코일(111)과 정 권선된 전압 변환 코일(210)에 의해 전압 감지부(230)에 입력 전압에 비례하는 전압 값이 축적된다. 스위치(120)가 턴-오프되면, 전압 감지부(230)에 축적된 에너지가 전압 분배부(240)를 거쳐 운전 제어 유닛(300)에 감지 신호로 출력된다.

운전 제어 유닛(300)은 감지 신호를 근거로 이상 전압을 판단한다(S60). 이상 전압은 일정 전압 이상의 과전압이나, 또는 일정 전압 이하의 저전압을 의미한다. 즉, 운전 제어 유닛(300)은, 감지 신호의 크기가 제1 기준 전압(V1) 이하이면 저전압으로 판단하고, 감지 신호의 크기가 제1 기준 전압(V1)보다 큰 제2 기준 전압(V2) 이상이면 고전압으로 판단할 수 있다. 운전 제어 유닛(300)은, 저전압 또는 고전압이면 이상 전압으로 판단한다.

운전 제어 유닛(300)은, 입력 전압의 상태가 이상 전압으로 판단되면, 공기 조화기의 운전을 정지할 수 있다(S70). 예를 들어, 운전 제어 유닛(300)은, 입력 전압의 상태가 이상 전압으로 판단되면, 압축기의 구동을 정지할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

다른 예로, 공기 조화기는 전원 차단 수단을 더 구비할 수 있고, 운전 제어 유닛(300)은 입력 전압의 상태가 이상 전압으로 판단되면, 전원 차단 수단을 이용하여 공기 조화기에 입력되는 전원을 차단하도록 할 수 있다.

도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 운전 초기에는 정격 전압이 입력되는 것을 전제로, 운전 명령에 따라 압축기가 구동된다(S100).

압축기가 구동을 시작할 때부터 실시간으로 전압 상태 감지 유닛(200)은 입력 전압의 상태를 감지하여 감지 신호를 발생한다(S200). 운전 제어 유닛(300)에는 이상 전압의 판단을 위한 제1 기준 전압(V1), 제2 기준 전압(V2)이 미리 설정될 수 있다.

운전 제어 유닛(300)은, 감지 신호의 크기가 제1 기준 전압(V1) 이하이거나, 또는 제2 기준 전압(V2) 이상이면, 압축기의 구동을 정지할 수 있다. 다른 예로, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 운전 제어 유닛(300)은, 감지 신호의 크기가 제1 기준 전압(V1) 이하이거나, 또는 제2 기준 전압(V2) 이상이고, 그 상태가 제1 기준 시간(T1) 동안 지속하면(S300), 압축기의 구동을 정지할 수 있다(S400).

운전 제어 유닛(300)은, 압축기의 구동을 정지한 후, 제2 기준 시간(T2)이 지나면 압축기를 다시 구동할 수 있다. 다만, 운전 제어 유닛(300)은, 이상 전압 상태가 해제되는지 여부를 먼저 판단한다(S700).

운전 제어 유닛(300)은, 압축기의 구동을 정지하고 제2 기준 시간(T2)이 지난 후, 감지 신호의 크기가, 제1 기준 전압(V1) 이상이면, 압축기를 다시 구동한다. 또, 운전 제어 유닛(300)은, 압축기의 구동을 정지하고 제2 기준 시간(T2)이 지난 후, 감지 신호의 크기가, 제2 기준 전압(V2) 이하이면, 압축기를 다시 구동한다.

또, 도 7에 도시한 바와 같이, 운전 제어 유닛(300)은, 안정 상태를 정의하기 위한 기준 전압들, 제1 임계 전압(Va)과, 제2 임계 전압(Vb)를 더 포함할 수 있다.

제1 기준 전압(V1), 제2 기준 전압(V2), 제1 임계 전압(Va), 제2 임계 전압(Vb)는 V1<Va<Vb<V2의 관계를 가진다. 제1 기준 전압(V1)과 제1 임계 전압(Va) 사이의 구간은 하위 히스테리시스 구간(bottom hysteresis area)(C)으로 정의할 수 있다. 제2 임계 전압(V2)과 제2 기준 전압(V2) 사이의 구간은 상위 히스테리시스 구간(upper hysteresis area)(B)으로 정의한다. 제1 임계 전압(V1)과 제2 임계 전압(V2) 사이의 구간은, 압축기가 안정적으로 구동할 수 있는 안정 구간(A)으로 정의할 수 있다.

입력 전압 값이 히스테리시스 구간(B,C)에 있는 경우에는 압축기의 구동 조건이 변하지는 않는다. 다시 말하면, 압축기가 구동하고 있는 상태에서 입력 전압 값이 히스테리시스 구간(B,C)에 있을 때에는 압축기의 구동이 정지하지 않는다. 반대로, 압축기가 정지하고 있는 상태에서 입력 전압 값이 히스테리시스 구간(B,C)에 있을 때에는 압축기가 구동하지 않는다.

운전 제어 유닛(300)은, 압축기의 구동을 정지하고 제2 기준 시간(T2)이 지난 후, 감지 신호의 크기가 제1 임계 전압(Va) 이상이고, 그 상태가 제3 기준 시간 (T3)동안 지속하면(S800), 압축기를 다시 구동한다.

또, 운전 제어 유닛(300)은, 압축기의 구동을 정지하고 제2 기준 시간(T2)이 지난 후, 감지 신호의 크기가 제2 임계 전압(Vb) 이하이고, 그 상태가 제4 기준 시간(T4) 동안 지속하면(S800), 압축기를 다시 구동할 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 이상 전압이 감지되지 않으면 압축기 구동 상태가 계속 유지되고, 이상 전압이 감지되면 감지된 순간부터 제1 기준 시간(T1)이 유지되는지 여부를 판단한다(S300). 제1 기준 시간(T1)이 경과하지 않으면, 압축기 구동 상태를 변경하지 아니하고 그대로 유지한다(S500). 제1 기준 시간(T1)이 지나면, 압축기의 구동을 정지한다(S400). 여기서, 제1 기준 시간(T1)은 1초일 수 있다.

압축기 구동이 정지된 순간부터 다시 구동이 시작되기 위해서는 제2 기준 시간(T2)이 경과하여야 한다. 운전 제어 유닛(300)은, 압축기 구동이 정지된 순간부터 제2 기준 시간(T2)이 경과하는지 여부를 판단하여(S600), 경과하지 아니하면 압축기 정지 상태를 계속 유지하고, 경과하면 입력 전압이 안정 구간 내의 전압으로 진입하였는지 여부를 판단한다(S700). 여기서, 제2 기준 시간(T2)은 3분일 수 있다.

그런 다음, 안정 구간 내의 입력 전압으로 공급되는 시간이 제3 기준 시간(T3) 또는 제4 기준 시간(T4) 동안 유지되는지 여부를 판단하고(S800), 제3 기준 시간(T3) 또는 제4 기준 시간(T4) 동안 유지되지 아니하면, 압축기 정지 상태로 유지한다(S900). 반면, 제3 기준 시간(T3) 또는 제4 기준 시간(T4)이 경과되었다고 판단되면 압축기를 다기 구동한다. 이때, 공기 조화기 정지 명령, 즉 전원이 오프되지 않는 경우에 한하여 압축기가 재구동되도록 할 수 있다. 여기서, 제3 기준 시간(T3), 제4 기준 시간(T4)은 각각 30초일 수 있다.

제3 기준 시간(T3) 또는 제4 기준 시간(T4)은 변동 가능하다. 이는, 공기 조화기가 설치되는 지역이나 국가에 따라 공급되는 전압의 안정성에 차이가 있을 수 있다. 전압 공급이 불안정한 지역에서는 기준 시간을 크게 잡고, 저압 공급이 안정한 지역에서는 작게 잡을 수 있다.

도 7을 참조하면, 압축기의 구동이 정지한 시점에서 제2 기준 시간(T2)이 경과하기 전에 입력 전압이 안정 구간에서 제3 기준 시간(T3) 동안 유지되는 상황(a)이 발생할 수 있다. 압축기 정지 후 재구동을 위한 지연시간에 해당하는 제2 기준 시간(T2)가 경과하지 않았기 때문에 무시된다. 이는, 압축기가 정지된 상태에서 재구동하기 위해서는 소정의 시간이 경과한 뒤에 전원이 인가되도록 함으로써 압축기의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 압축기가 정지한 시점 이후에는, 제2 기준 시간(T2)이 반드시 경과할 것을 전제 조건으로 함으로써, 압축기의 소손을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 공기 조화기는, 이상 전압을 감지하는 수단을 내장함으로써 별도의 장치를 구비할 필요가 없게 한다. 본 발명의 실시 예들은, 내장된 전원 공급 유닛, 즉 SMPS의 변압기에 하나의 코일을 정 권선하여 입력 전압을 감지함으로써 부품의 사용을 최소화한다. 또, 본 발명의 실시 예들은, 이상 전압에 따라 운전을 제어하거나, 전원을 차단하거나, 압축기의 구동을 제어함으로써 시스템의 안정성을 제고한다.

10: 실내기 20: 실외기
40: 입력 교류 전원 50: 정류 유닛
100: 전원 공급 유닛 200: 전압 상태 감지 유닛
300: 운전 제어 유닛 400: 전압 상태 출력 유닛

Claims

변압기를 구비하고, 상기 변압기의 1차 측에 입력된 입력 전압을 하나 이상의 구동 전압들로 변환하여 공급하는 전원 공급 유닛;
상기 입력 전압의 상태를 감지하는 전압 상태 감지 유닛; 및
상기 구동 전압들을 공급받고, 공기 조화기의 운전을 제어하는 운전 제어 유닛;을 포함하고,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 전원 공급 유닛의 2차 측에 구비되고, 상기 입력 전압의 상태에 따른 감지 신호를 상기 운전 제어 유닛에 출력하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 변압기는,
상기 1차 측에 구비되고, 상기 입력 전압을 입력받는 1차 코일; 및
상기 2차 측에 구비되고, 상기 1차 코일과 역 권선되며, 상기 구동 전압들을 출력하는 2차 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 장치.
제2 항에 있어서,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 1차 코일과 정 권선되는 전압 변환 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 장치.
제3 항에 있어서,
상기 전원 공급 유닛은,
상기 1차 측에 구비되고, 스위칭 신호에 따라 개폐되어 상기 입력 전압을 상기 구동 전압들로 변환하도록 하는 스위치;를 더 포함하고,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 스위치가 턴-온 되면 턴-온 되고, 상기 스위치가 턴-오프 되면 턴-오프 되는 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 장치.
제4 항에 있어서,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 다이오드의 후단에 연결되고, 상기 다이오드가 턴-온 되면 상기 입력 전압에 비례하는 전압을 감지하는 전압 감지부; 및
상기 감지 전압을 일정 레벨의 상기 감지 신호로 분배하는 전압 분배부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어 장치.
냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기;
상기 실외기와 냉매 배관으로 연결되고, 공기 조화를 수행하는 실내기; 및
상기 실외기 또는 상기 실내기에 구비되고, 운전 명령을 근거로 상기 실외기 또는 상기 실내기를 운전하는 제어 장치;를 포함하는 공기 조화기에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 공기 조화기의 입력 전압을 상기 공기 조화기를 구동하기 위한 하나 이상의 구동 전압들로 변환하는 변압기의 2차 측에 정 권선되고, 상기 입력 전압의 상태에 따른 감지 신호를 출력하는 전압 상태 감지 유닛; 및
상기 감지 신호를 근거로 상기 입력 전압의 상태를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 공기 조화기의 운전을 제어하는 운전 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제6 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 입력 전압의 상태가 이상 전압으로 판단되면, 상기 압축기의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제7 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 감지 신호의 크기가 제1 기준 전압 이하이면 저전압으로 판단하고,
상기 감지 신호의 크기가 상기 제1 기준 전압보다 큰 제2 기준 전압 이상이면 고전압으로 판단하며,
상기 저전압 또는 상기 고전압이면 상기 이상 전압으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제8 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 감지 신호의 크기가 상기 제1 기준 전압 이하이거나, 또는 상기 제2 기준 전압 이상이고, 그 상태가 제1 기준 시간 동안 지속하면, 상기 압축기의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제8 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 압축기의 구동을 정지한 후, 제2 기준 시간이 지나면 상기 압축기를 다시 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제10 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 압축기의 구동을 정지하고 상기 제2 기준 시간이 지난 후, 상기 감지 신호의 크기가, 상기 제1 기준 전압보다 크고 상기 제2 기준 전압보다 작은 제1 임계 전압 이상이고, 그 상태가 제3 기준 시간 동안 지속하면, 상기 압축기를 다시 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제11 항에 있어서,
상기 운전 제어 유닛은,
상기 압축기의 구동을 정지하고 상기 제2 기준 시간이 지난 후, 상기 감지 신호의 크기가, 상기 제2 기준 전압보다 작고 상기 제1 임계 전압보다 큰 제2 임계 전압 이하이고, 그 상태가 제4 기준 시간 동안 지속하면, 상기 압축기를 다시 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제6 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변압기는,
상기 1차 측에 구비되고, 상기 입력 전압을 입력받는 1차 코일; 및
상기 2차 측에 구비되고, 상기 1차 코일과 역 권선되며, 상기 구동 전압들을 출력하는 2차 코일;을 포함하고,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 1차 코일과 정 권선되는 전압 변환 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제13 항에 있어서,
상기 1차 코일에 연결되고, 스위칭 신호에 따라 개폐되어 상기 입력 전압을 상기 구동 전압들로 변환하도록 하는 스위치;를 더 포함하고,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 스위치가 턴-온 되면 턴-온 되고, 상기 스위치가 턴-오프 되면 턴-오프 되는 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제14 항에 있어서,
상기 전압 상태 감지 유닛은,
상기 다이오드의 후단에 연결되고, 상기 다이오드가 턴-온 되면 상기 입력 전압에 비례하는 전압을 감지하는 전압 감지부; 및
상기 감지 전압을 일정 레벨의 상기 감지 신호로 분배하는 전압 분배부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제6 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실내기에 구비되고, 상기 입력 전압의 상태 및/또는 상기 입력 전압의 상태에 따른 메시지를 출력하는 전압 상태 출력 유닛;을 더 포함하는 공기 조화기.