KR20140102322A

KR20140102322A - 공기조화장치

Info

Publication number: KR20140102322A
Application number: KR1020147020688A
Authority: KR
Inventors: 신 히가시야마; 히로시 도오마에; 신야 오오츠키; 마사키 오카우치
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-08-21
Also published as: BR112014015000A2; JP2013137116A; JP5382105B2; EP2803917A1; AU2012359824B2; KR101438349B1; EP2803917A4; WO2013099199A1; AU2012359824A1; EP2803917B1; US20150008762A1; CN104024754B; US8987947B2; CN104024754A

Abstract

공기조화장치는, 전력배선(L)과 신호선(S)과 공통선(N)이 실외기와 실내기 사이에 접속된다. 실내기는, 실내측 제어회로(23)에 의해 신호선(S)과 전력배선(L)을 접속하는 온(ON) 상태와 비(非)접속으로 하는 오프(OFF) 상태가 되는 릴레이(K2R)를 가지고, 실외기는 실외측 제어회로(13)에 의해 실외측 제어회로(13)를 교류전원(40)에 접속하는 온 상태와 신호선(S)에 접속하는 오프 상태로 되는 릴레이(K13R)를 갖는다. 릴레이(K13R)가 오프 상태에서 릴레이(K2R)가 온 상태가 되고, 실외측 제어회로(13)가 기동하면 릴레이(K13R)가 온 상태가 된 후, 릴레이(K2R)가 오프 상태가 되어 실외기가 기동된다.

Description

공기조화장치{AIR CONDITIONING DEVICE}

본 발명은, 공기조화장치에 관하며, 특히 공기조화장치의 대기전력 저감대책에 관한 것이다.

공기조화장치에는, 실외기와 실내기가, 전원선, 신호를 전송하는 신호선, 및 교류송전과 신호전송에 공용되는 공통선의 3선으로 연결되어 있는 것이 있다. 그리고, 이와 같은 공기조화장치에는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이, 대기전력을 저감하는 목적으로, 운전대기 시에는 실외기 제어회로로의 전력공급을 차단하는 것이 있다.

구체적으로, 특허문헌 1의 공기조화장치는, 실외기 제어부와 주(主)전원과의 접속을 개폐하는 실외측 릴레이(relay)와, 이 실외측 릴레이를 구동하는 릴레이 구동부가 실외기에 설치되고, 릴레이 구동부로 구동전력을 공급하는 구동전원과, 이 구동전원과 릴레이 구동부와의 접속을 개폐하는 실내측 릴레이가 실내기에 설치되어 있다. 운전 대기상태로 이행할 시, 실내측 릴레이가 전환되고, 이에 따라 구동전원으로부터 구동전력이 신호선을 개재하여 릴레이 구동부로 공급된다. 릴레이 구동부로 구동전력이 공급되면, 릴레이 구동부에 의해 실외측 릴레이가 주전원과 실내기 제어부와의 접속을 차단하도록 전환된다. 이에 따라, 실내기 제어부로의 전력공급이 차단된다.

일본 특허공개 2010-54065호 공보

그러나, 상술한 바와 같은 공기조화장치에서는, 운전대기 시에, 구동전원으로부터 릴레이 구동부로 전력이 공급된 상태로 되어 있으므로, 실외기, 나아가 장치 전체의 대기전력 저감을 충분히 도모하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 공기조화장치의 대기전력 저감을 충분히 도모하는 데 있다.

제 1 발명은, 교류전원(40)으로부터의 교류전력을 송전하는 전력배선(L)과, 신호를 전송하는 신호선(S)과, 상기 교류전력의 송전과 상기 신호의 전송에 공용되는 공통선(N)이 실외기(10)와 실내기(20) 사이에 접속된 공기조화장치를 대상으로 한다. 그리고, 상기 실내기(20)는, 실내측 제어회로(23)와, 이 실내측 제어회로(23)에 의해, 상기 신호선(S)과 상기 전력배선(L)을 접속하는 온(ON) 상태와 비(非)접속으로 하는 오프(OFF) 상태로 전환하는 제 1 스위치(K2R)를 가지고, 상기 실외기(10)는, 실외측 제어회로(13)와, 이 실외측 제어회로(13)에 의해, 이 실외측 제어회로(13)를 상기 교류전원(40)에 접속하는 온 상태와 상기 신호선(S)에 접속하는 오프 상태로 전환하는 제 2 스위치(K13R)를 갖는 것이다.

상기 제 1 발명에서는, 제 2 스위치(K13R)가 오프 상태에서 제 1 스위치(K2R)를 온 상태로 함으로써, 교류전원(40)의 전력이 신호선(S)을 개재하여 실외측 제어회로(13)로 공급된다. 이에 따라, 실외측 제어회로(13)가 기동하고, 제 2 스위치(K13R)가 온 상태로 전환됨으로써, 교류전원(40)으로부터 전력이 실외측 제어회로(13)로 공급된다. 또한, 제 1 스위치(K2R) 및 제 2 스위칭(K13R)를 오프 상태로 함으로써, 교류전원(40)으로부터 실외측 제어회로(13)로의 전력공급이 차단된다.

제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 실내측 제어회로(23) 및 실외측 제어회로(13)는, 상기 제 2 스위치(K13R)가 오프 상태에서 상기 제 1 스위치(K2R)를 온 상태로 전환하고, 상기 실외측 제어회로(13)가 기동하면 상기 제 2 스위치(K13R)를 온 상태로 전환한 후에, 상기 제 1 스위치(K2R)를 오프 상태로 전환하여 상기 실외기(10)를 기동시킨다.

상기 제 2 발명에서는, 실외기(10)를 기동할 시, 먼저, 제 2 스위치(K13R)가 오프 상태에서 제 1 스위치(K2R)가 온 상태로 전환된다. 이에 따라, 교류전원(40)의 전력이 신호선(S)을 개재하여 실외측 제어회로(13)로 공급되고, 이 실외측 제어회로(13)가 기동한다. 이렇게 하면, 제 2 스위치(K13R)가 온 상태로 전환되고, 그 후에, 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환되어, 실외기(10)가 기동한다.

상기 제 3 발명은, 상기 제 2 발명에 있어서, 상기 실내기(20)는, 실내기 전송회로(21)를 가지고, 상기 실외기(10)는, 상기 신호선(S)을 개재하여 상기 실내기 전송회로(21)와 신호의 수수(授受)를 행하는 실외기 전송회로(11)와, 이 실외기 전송회로(11)와 상기 신호선(S)을 접속하는 온 상태와 비(非)접속으로 하는 오프 상태로 전환하는 제 3 스위치(K14R)를 갖는다. 그리고, 상기 실외측 제어회로(13)는, 상기 실외기(10)를 기동시킬 시, 상기 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환한 후에 상기 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 전환한다.

상기 제 3 발명에서는, 실외기(10)의 기동 시, 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환된 후에 제 3 스위치(K14R)가 온 상태로 전환되므로, 교류전원(40)의 교류전류가 신호선(S)을 개재하여 실외기 전송회로(11)로 흐르는 것을 저지할 수 있다.

제 4 발명은, 상기 제 3 발명에 있어서, 상기 실외측 제어회로(13)는, 상기 실외기(10)를 기동시킬 시, 상기 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환되고 나서 소정시간이 경과하면, 상기 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 전환한다.

상기 제 4 발명에서는, 실외기(10)의 기동 시, 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환되고 나서 충분한 시간이 경과한 후에 제 3 스위치(K14R)가 온 상태가 되므로, 교류전류가 실외기 전송회로(11)로 흐르는 것을 확실하게 저지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 제 1 스위치(K2R)를 온 상태로 함으로써 실외측 제어회로(13)를 기동시키고, 그 후, 제 2 스위치(K13R)를 온 상태로 함으로써 교류전원(40)으로부터의 전력이 실외측 제어회로(13)로 공급되는 상태로 할 수 있다. 이에 따라, 실외기(10)를 기동시킬 수 있다. 그리고, 제 1 스위치(K2R) 및 제 2 스위치(K13R)를 오프 상태로 함으로써, 교류전원(40)으로부터 실외측 제어회로(13)로의 전력공급을 차단할 수 있다. 이에 따라, 실외기(10)의 대기전력을 충분히 저감시킬 수 있다.

또, 제 2 발명에 의하면, 제 1 스위치(K2R)를 온 상태로 한 후에 제 2 스위치(K13R)를 온 상태로 함으로써, 확실하게 교류전원(40)의 전력을 신호선(S)을 개재하여 실외측 제어회로(13)로 공급하여 실외측 제어회로(13)를 기동시킬 수 있고, 그 후, 교류전원(40)의 전력을 실외측 제어회로(13)로 공급할 수 있다. 계속해서, 제 1 스위치(K2R)를 오프 상태로 함으로써, 신호선(S)에 교류전원(40)의 전류가 흐르는 것을 저지할 수 있다. 이상에 따라, 확실하게 실외기(10)를 기동시킬 수 있다.

또한, 제 3 발명에 의하면, 제 1 스위치(K2R)를 오프 상태로 한 후에 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 하므로, 교류전원(40)의 교류전류가 신호선(S)을 개재하여 실외기 전송회로(11)로 흐르는 것을 저지할 수 있다. 따라서, 실외기(10)의 기동 시, 실외기 전송회로(11)를 보호할 수 있다.

또, 제 4 발명에 의하면, 제 1 스위치(K2R)를 오프 상태로 하고 나서 소정시간이 경과하면, 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 하므로, 실외기(10)의 기동 시, 실외기 전송회로(11)를 확실하게 보호할 수 있다.

도 1은, 실시형태에 관한 공기조화장치의 전장(電裝)계통의 블록도이다.
도 2는, 실시형태에 관한 공기조화장치의 상태 천이도(遷移圖)이다.
도 3은, 상태 천이에 있어서 각 릴레이의 동작을 나타내는 타임차트이다.
도 4는, 평활 콘덴서에 충전되는 회로가 형성된 시점의 각 릴레이의 상태를 나타내는 도이다.
도 5는, 충전상태로의 이행이 완료된 후 각 릴레이의 상태를 나타내는 도이다.
도 6은, 웨잇(wait)상태로의 이행완료 시의 각 릴레이의 상태를 나타내는 도이다.
도 7은, 운전상태에 있어서 각 릴레이의 상태를 나타내는 도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 그리고, 이하의 실시형태는, 본질적으로 바람직한 예시이고, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도의 범위를 제한하는 것을 의도하는 것은 아니다.

<전체구성>

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 공기조화장치(1)의 전장계통의 블록도이다. 공기조화장치(1)는, 도 1에 나타내듯이, 실외기(10), 실내기(20) 및 리모트 콘트롤러(30)를 구비한다. 그리고, 도시는 생략하나, 실외기(10)는, 전동 압축기, 실외 열교환기, 실외 팬, 팽창밸브 등의 기기가 설치되고, 실내기(20)에는, 실내 열교환기, 실내 팬 등의 기기가 설치된다. 공기조화장치(1)에서는, 이들의 기기에 의해, 냉동 사이클을 행하는 냉매회로(도시는 생략)가 구성된다.

공기조화장치(1)에서는, 실외기(10)에서, 상용(商用)의 교류전원(40)으로부터 교류(이 예에서는 200V의 3상교류)를 수전(受電)하여 실외기(10) 내의 회로와 상기 전동 압축기의 전력으로써 이용하는 외에, 이 3상 교류의 2상분을 실내기(20)에 급전(給電)하도록 된다. 또, 실외기(10)와 실내기(20)와의 사이에서는, 실내기(20)측으로부터 실외기(10)를 제어하는 등의 목적으로, 신호의 통신을 행하도록 된다. 이로써, 공기조화장치(1)에서는, 교류전원(40)으로부터의 교류전력을 송전하는 전력배선(L)과, 상기 신호를 전송하는 신호선(S)과, 상기 교류전력의 송전과 상기 신호의 전송에 공용되는 공통선(N)과의 3선(내외배선)이 실외기(10)와 실내기(20)와의 사이에 설치된다.

이 예에서는, 전력배선(L)은, 실외기(10)에서 교류전원(40)의 R상에 접속되고, 공통선(N)은, 실외기(10)에서 교류전원(40)의 S상에 접속된다. 즉, 실내기(20)는, 교류전원(40)의 R상 및 S상에 접속되어 단상교류가 공급된다. 신호선(S)은, 상기 신호의 송수신 외에, 후술하는 바와 같이, 교류전력의 송전에도 사용된다. 때문에, 신호선(S)은, 송전전력에 따른 전류용량을 갖는 배선부재를 채용한다. 본 실시형태에서는, 전력배선(L) 및 공통선(N)과 동일 배선부재를 신호선(S)에 이용한다.

<실외기(10)>

실외기(10)는, 전장(電裝)계통으로서, 제 1 실외측 전원회로(14), 제 2 실외측 전원회로(12), 실외기 전송회로(11), 실외측 제어회로(13), 릴레이(K13R, K14R, K15R)를 구비한다.

-제 1 실외측 전원회로(14)-

제 1 실외측 전원회로(14)는, 교류전원(40)으로부터 수전(受電)한 3상 교류를 직류로 변환하고, 이른바 인텔리전트 파워모듈(Intelligent Power Module, 도면 중에는 "IPM"으로 약기)과 실외 팬 모터에 공급한다. 그리고, 인텔리전트 파워모듈은, 입력된 직류를 소정의 주파수 및 전압의 교류로 변환하고, 상기 전동 압축기의 모터에 급전(給電)한다. 이 예에서는, 제 1 실외측 전원회로(14)는, 노이즈 필터(14a), 2개의 메인 릴레이(14b), 2개의 다이오드 브리지 회로(14c), 리엑터(14d) 및 평활 콘덴서(14e)를 구비한다.

노이즈 필터(14a)는, 콘텐서와 코일로 형성된다. 2개의 메인 릴레이(14b)는, 상기 3상 교류의 R상, T상의 공급라인에 각각 설치된다. 이들의 메인 릴레이(14b)는, 이른바, A접점 릴레이로 구성된다. 상세하게는, 메인 릴레이(14b)는, 하나의 고정접점과, 하나의 가동접점을 가지고, 이 메인 릴레이(14b)의 코일에 통전하면, 이들 접점이 접속상태(온)가 된다. 2개의 다이오드 브리지 회로(14c) 중, 한쪽은, 상기 3상 교류의 R상 및 S상을 입력으로 하고, 다른 한쪽은 상기 3상 교류의 S상 및 T상을 입력으로 하며, 입력된 교류를 각각 전파 정류한다. 이들의 다이오드 브리지 회로(14c)의 출력은, 리엑터(14d)를 개재하여 평활 콘덴서(14e)에 입력되고, 평활 콘덴서(14e)로 평활화된다. 평활 콘덴서(14e)로 평활화된 직류는, 상기 인텔리전트 파워모듈과 실외 팬 모터에 공급된다.

-제 2 실외측 전원회로(12)-

제 2 실외측 전원회로(12)는, 상기 3상 교류의 R상 및 S상의 2상을 직류(이 예에서는 5V)로 변환하고, 실외측 제어회로(13)에 공급한다. 이 예에서는, 제 2 실외측 전원회로(12)는, 다이오드 브리지 회로(12a), 평활 콘덴서(12b) 및 스위칭 전원(12c)을 구비한다. 다이오드 브리지 회로(12a)는, 한쪽의 입력이, 나중에 후술하는 릴레이(K13R)에 접속되고, 다른 한쪽의 입력이, 상기 3상 교류의 S상에 접속된다. 다이오드 브리지 회로(12a)의 출력은, 평활 콘덴서(12b)로 평활화된 후에, 스위칭 전원(12c)에 입력된다. 스위칭 전원(12c)은, 예를 들어 DC-DC 컨버터로 구성되고, 입력된 직류를 소정의 전압(5V)으로 변환하여 실외측 제어회로(13)에 출력한다.

-실외기 전송회로(11)-

실외기 전송회로(11)는, 실내기 전송회로(21)와의 사이에서 신호의 통신을 실행한다. 이 통신에서는, 신호선(S)과 공통선(N) 사이의 전위차에 기초하여 하이레벨 및 로우레벨의 2값의 디지털 신호의 통신을 실행한다. 실내기 전송회로(21) 내의 통신회로(도시는 생략)는, 일단(一端)이 공통선(N)에 접속되고, 통신회로의 타단(他端)은 릴레이(K14R)를 개재하여 신호선(S)에 접속된다.

-릴레이(K13R)-

릴레이(K13R)는, 제 2 실외측 전원회로(12)로의 교류공급의 경로를 전환하는 릴레이이고, 본 발명에 관한 제 2 스위치를 구성한다. 릴레이(K13R)는, 이른바, C접점 릴레이로 구성된다. 상세하게는, 릴레이(K13R)는, 2개의 고정 접점과, 1개의 가동 접점을 가지고, 이 릴레이(K13R)의 코일에 통전되지 않은 경우(오프 상태)는, 한쪽의 고정 접점(이하, 노멀 클로즈(Normal Close) 접점이라 부름)과 가동 접점이 접속되고, 이 코일에 통전되면(온 상태), 다른 한쪽의 고정 접점(이하, 노멀 오픈(Normal Open) 접점이라 부름)과 가동 접점이 접속된다. 릴레이(K13R)의 전환(코일로의 통전의 유무)은, 실외측 제어회로(13)가 제어한다.

이 예에서는, 릴레이(K13R)의 가동 접점은, 다이오드 브리지 회로(12a)의 입력에 접속된다. 또, 노멀 클로즈 접점은, 신호선(S)에 접속되고, 노멀 오픈 접점은, 상기 3상 교류의 R상에 접속된다. 즉, 릴레이(K13R)의 코일에 통전되지 않은 경우는, 노멀 클로즈 접점과 가동 접점이 접속되고, 다이오드 브리지 회로(12a)의 한쪽의 입력은 신호선(S)에 접속된다. 릴레이(K13R)의 코일에 통전되면, 가동접점과 노멀 오픈 접점이 접속되고, 제 2 실외측 전원회로(12)의 다이오드 브리지 회로(12a)에 교류가 입력되는 상태가 된다. 즉, 릴레이(K13R)는, 실외측 제어회로(13)를 교류전원(40)에 접속하는 온 상태와 신호선(S)에 접속하는 오프 상태로 전환한다.

-릴레이(K14R)-

릴레이(K14R)는, 신호선(S)과 실외기 전송회로(11)와의 접속 및 비접속을 전환하는 릴레이이고, 본 발명에 관한 제 3 스위치를 구성한다. 릴레이(K14R)는, 이른바 A접점 릴레이로 구성되고, 이 코일에 통전하면, 고정접점과 가동접점이 온 상태가 된다. 즉, 릴레이(K14R)는, 실외기 전송회로(11)와 신호선(S)을 접속하는 온 상태와 비접속으로 하는 오프 상태로 전환한다. 릴레이(K14R)의 온 오프는, 실외측 제어회로(13)가 제어한다. 이 예에서는, 릴레이(K14R)는, 가동접점이 신호선(S)에 접속되고, 고정접점이 실외기 전송회로(11) 내의 통신회로(도시는 생략)의 일단에 접속된다. 물론, A접점 릴레이에서는, 입력하는 신호 등과 각 접점의 대응관계는 반대로 하여도 된다.

-릴레이(K15R)-

릴레이(K15R)는, 실외기 전송회로(11)로의 전력공급의 유무를 전환하는 릴레이이다. 릴레이(K15R)는, 이른바 A접점 릴레이로 구성된다. 릴레이(K15R)는, 한쪽의 접점이 실외기 전송회로(11)의 전원공급 노드(node)에 접속되고, 다른 한쪽의 접점이, 상기 3상 교류의 R상에 접속된다. 릴레이(K15R)를 온으로 하면, 실외기 전송회로(11)는 급전되고, 릴레이(K15R)를 오프로 하면, 실외기 전송회로(11)로의 급전이 차단된다. 릴레이(K15R)의 온 오프는, 실외측 제어회로(13)가 제어한다.

-실외측 제어회로(13)-

실외측 제어회로(13)는, 마이크로 컴퓨터와, 이를 동작시키는 프로그램을 격납한 메모리를 포함한다(도시는 생략). 실외측 제어회로(10)는, 예를 들어 실외기 전송회로(11)가 실내기 전송회로(21)로부터 수신한 신호에 따라 상기 전동 압축기 등의 제어를 행하는 외에, 실외기(10) 기동 시의 제어(후술)를 행한다. 실외측 제어회로(13)는, 공기조화장치(1)가 서스펜드(suspend) 상태(후술)인 경우에는, 전력공급이 차단되어 동작을 정지한다.

<실내기(20)>

실내기(20)는, 전장계통으로서, 실내측 전원회로(22), 실내기 전송회로(21), 실내측 제어회로(23), 릴레이(K2R), 제 1 다이오드(D1) 및 제 2 다이오드(D2)를 구비한다.

-실내측 전원회로(22)-

실내측 전원회로(22)는, 노이즈 필터(22a), 다이오드 브리지 회로(22b), 평활 콘덴서(22c) 및 스위칭 전원(22d)을 구비한다. 실내측 전원회로(22)는, 전력배선(L) 및 공통선(N)을 개재하여 교류전원(40)으로부터 공급된 교류를 직류(이 예에서는 5V의 직류)로 변환하고, 실내측 제어회로(23)에 공급한다.

이 예에서는, 노이즈 필터(22a)는 2개의 코일로 형성된다. 다이오드 브리지 회로(22b)는, 노이즈 필터(22a)를 개재하여 전력배선(L) 및 공통선(N)으로부터 입력된 교류를 전파 정류한다. 평활 콘덴서(22c)는, 예를 들어 전해 콘덴서로 형성되고, 다이오드 브리지 회로(22b)의 출력을 평활화한다. 스위칭 전원(22d)은, 예를 들어 DC-DC 컨버터 등으로 구성되고, 평활 콘덴서(22c)가 평활화된 직류를 소정의 전압(5V)으로 변환하여 실내측 제어회로(23)에 출력한다.

-실내기 전송회로(21)-

실내기 전송회로(21)는, 이미 서술한 바와 같이, 실외기 전송회로(11)와의 사이에서 신호의 통신을 실행한다. 이 통신에서는, 신호선(S)과 공통선(N)과의 사이의 전위차에 기초하여, 디지털 신호의 통신을 실행하므로, 실내기 전송회로(21)의 통신회로 일단(一端)은, 제 2 다이오드(D2)를 개재하여 신호선(S)에 접속되고, 통신회로의 타단(他端)은 공통선(N)에 접속된다.

-릴레이(K2R), 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)-

릴레이(K2R)는, 이른바 A접점 릴레이이고, 본 발명에 관한 제 1 스위치를 구성한다. 본 실시형태에서는, 릴레이(K2R)와 제 1 다이오드(D1)는, 실내기(20) 내에 설치되고, 전력배선(L)과 신호선(S)과의 사이에 직렬 접속된다. 보다 상세하게는, 릴레이(K2R)의 가동접점은, 전력배선(L)과 접속되고, 릴레이(K2R)의 고정접점은, 제 1 다이오드(D1)의 캐소드(cathode)에 접속된다. 그리고, 제 1 다이오드(D1)의 애노드(anode)는 신호선(S)에 접속된다.

릴레이(K2R)는, 전력배선(L)과 신호선(S) 사이의 온 오프를 전환하는 스위치로서 기능한다. 즉, 릴레이(K2R)는, 신호선(S)과 전력배선(L)을 접속하는 온 상태와 비접속으로 하는 오프 상태로 전환한다. 릴레이(K2R)의 온 오프는, 실내측 제어회로(23)가 제어한다. 또, 제 1 다이오드(D1)는, 실내기 전송회로(21)로 유입하는 방향의 교류전원을 저지한다. 그리고, 제 1 다이오드(D1)와 릴레이(K2R)의 위치관계는 반대로 하여도 된다. 즉, 제 1 다이오드(D1)의 캐소드를 전력배선(L)에 접속함과 동시에, 제 1 다이오드(D1)의 애노드를 릴레이(K2R)의 한쪽의 접점에 접속하고, 릴레이(K2R) 다른 한쪽의 접점을 신호선(S)에 접속하도록 하여도 된다.

제 2 다이오드(D2)의 애노드는, 제 1 다이오드(D1)와 신호선(S)의 접속 노드(ND1)에 접속되고, 캐소드는 실내기 전송회로(21)의 신호입력 노드(ND2)에 접속된다. 제 2 다이오드(D2)는, 실내기 전송회로(21)로부터 유출하는 방향의 교류전류를 저지한다. 공기조화장치(1)에서는 공통선(N)이 교류전원(40)의 S상에 접속되므로, 실내기 전송회로(21)와 실외기 전송회로(11)와의 통신신호에는, 이 S상의 교류가 제 2 다이오드(D2)로 반파(半波) 정류되어 중첩된다. 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)는, 본 실시형태의 보호회로의 일례를 구성한다.

-실내측 제어회로(23)-

실내측 제어회로(23)는, 마이크로 컴퓨터와, 이를 동작시키는 프로그램을 격납한 메모리를 포함한다(도시는 생략). 실내측 제어회로(23)는, 리모트 콘트롤러(30)로부터의 지령을 받아, 공기조화장치(1)의 운전상태(후술)를 제어한다. 실내측 제어회로(23)는, 리모트 콘트롤러(30)로부터의 지령을 수신하기 위해, 항상 실내측 전원회로(22)에 의해 급전된다.

<리모트 콘트롤러(30)>

리모트 콘트롤러(30)는, 사용자의 조작을 접수함과 동시에, 사용자의 조작에 따른 신호를 실내측 제어회로(23)에 송신한다. 사용자는, 예를 들어, 리모트 콘트롤러(30)의 운전 버튼을 조작함으로써, 공기조화장치(1)의 운전개시, 운전정지, 설정온도 조정 등을 행할 수 있도록 된다. 리모드 콘트롤러(30)는, 신호선으로 실내측 제어회로(23)와 결선(結線)된, 이른바 와이어드 리모콘(wired remote controller)으로서 구성하여도 되고, 적외선이나 전파를 이용하여 실내측 제어회로(23)와 통신을 실행하는, 이른바 와이어리스 리모콘(wireless remote controller)으로서 구성하여도 된다.

<공기조화장치의 동작>

도 2는, 공기조화장치(1)의 상태 천이도이다. 공기조화장치(1)는, 이하에 설명하는 "서스펜드 상태", "충전상태", "웨잇상태" 및 "운전상태"의 4개 상태를 천이한다. 그리고, 이하에서 대기전력이란 "기기가 비(非)사용 상태, 또는 어떤 입력(명령지시 등)을 기다릴 시에 정상(定常)적으로 소비하고 있는 전력"을 말한다. 구체적으로, 공기조화장치(1)에서는, 리모트 콘트롤러(30)의 입력을 기다리는 데에 필요한 전력이 대기전력이다.

(1)서스펜드 상태

서스펜드 상태란, 실내기(20)에는 전력이 공급되고, 실외기(10)에는 전력이 공급되지 않은 상태이다.

본 실시형태의 서스펜드 상태는, 일례로써, 공기조화장치(1) 전체적으로 소비전력이 최소가 되는 상태가 된다. 구체적으로, 본 실시형태의 서스펜드 상태에서는, 실외기(10)는 전력을 수전하여 이를 실내기(20)로 공급은 하나, 실외기(10) 내부의 각 회로와 상기 전동 압축기 등에는 전력이 공급되지 않은 상태이다. 이와 같이, 서스펜드 상태에서는, 실외기(10)의 각 회로로의 전력공급이 차단되어, 대기전력의 저감을 도모할 수 있다.

한편, 실내기(20)는, 대기전력이 최소가 되는 상태이고, 실내측 제어회로(23)에서 리모트 콘트롤러(30)로부터의 신호수신에 관련하는 부분은, 실내측 전원회로(23)로부터 전력을 받아 동작한다. 그리고, 리모트 콘트롤러(30)도, 대기전력이 최소가 되는 상태이고, 시각표시 등 소정의 표시와 사용자의 버튼 조작의 접수는 가능한 상태가 된다. 또한, 실내기(20) 및 리모트 콘트롤러(30)의 소비전력(대기전력)의 정도는 이에 한정되지 않는다.

(2)충전상태

충전상태란, 실외기(10)에서는, 제 2 실외측 전원회로(12)의 평활 콘덴서(12b)에 충전되는 회로가 형성되고, 실외기 전송회로(11)와 실내기 전송회로(21) 사이의 신호전송이 개시되기까지의 기간의 상태를 말한다. 이 때, 실내기(20)의 전력소비는, 서스펜드 상태와 마찬가지이다.

(3)웨잇상태

웨잇상태란, 운전개시 시에는 상기 충전상태가 끝난 상태이고, 운전정지 시에는 운전상태(후술)로부터 천이하는 상태이고, 모두, 실외기(10)가, 즉시, 운전상태(후술)로 이행 가능한 상태를 말한다. 웨잇상태에서는, 실외기 전송회로(11) 및 실외측 제어회로(13)의 동작도 가능하다. 특히, 운전정지 시의 웨잇상태(운전상태로부터 천이하는 웨잇상태)는, 전동 압축기의 냉매압력을 균등 시키기 위함과, 운전개시 및 운전정지를 반복하는 스케줄 운전이 설정되는 경우 등을 위해 설정되며, 그 시간은 예를 들어 10분이다. 그리고, 실내기(20)의 전력소비는 서스펜드 상태와 마찬가지이다.

(4)운전상태

운전상태란, 메인 릴레이(14b)를 온으로 하여, 전동 압축기나 실외 팬이 운전 가능한 상태, 또는 운전하고 있는 상태를 말한다. 이른바 결상(open phase) 통전과 서모(thermo) 오프 상태도 이에 해당한다. 그리고, 실내기(20)에서는, 실내 팬 등이 운전상태가 되고, 전력소비는, 상기 각 상태보다 증가한다. 또, 리모트 콘트롤러(30)는, 운전지시 상태(예를 들어, 개개의 운전상태를 표시한 상태)이다.

-공기조화장치(1)의 상태 천이-

공기조화장치(1)에서는, 운전 개시하는 경우에는, 도 2에 실선 화살표로 나타낸 순서로, 서스펜드 상태로부터 운전상태로 천이하고, 운전 정지하는 경우에는, 동일 도에 파선 화살표로 나타내는 순서로, 운전상태로부터 서스펜드 상태로 천이한다. 이하에서는, 일례로써 서스펜드 상태로부터 운전상태까지의 천이에서의 각 릴레이(K2R, K13R, K14R)와 실외측 제어회로(13), 각 전송회로(11, 21)의 동작에 대해 도 3∼도 7을 참조하면서 설명한다.

<서스펜드 상태의 전장계통>

먼저, 서스펜드 상태의 전장계통의 상태를 설명한다. 도 1에서는, 서스펜드 상태의 릴레이의 상태를 나타낸다. 서스펜드 상태에서는, 실외기(10)는, 메인 릴레이(14b)의 코일에는 통전되지 않고, 제 1 실외측 전원회로(14)로부터는 인텔리전트 파워모듈과 실외 팬 모터에 전력이 공급되지 않는다. 또, 도 3에도 나타내듯이, 다른 릴레이(K13R, K14R, K15R)의 코일에도 통전되지 않는다. 따라서, 릴레이(K14R) 및 릴레이(K15R)는 오프 상태이다. 즉, 실외기 전송회로(11)는, 신호선(S)과의 접속이 차단됨과 동시에, 전력의 공급도 차단된다. 또, 릴레이(K13R)는, 노멀 클로즈 접점과 가동접점이 접속된 상태(오프 상태)가 된다. 즉, 제 2 실외측 전원회로(12)의 다이오드 브리지 회로(12a)는, 한쪽의 입력이 신호선(S)에 접속된다. 이 상태에서는 제 2 실외측 전원회로(12)에는 통전되지 않고, 실외측 제어회로(13)로의 급전도 실행되지 않는다. 이상과 같이, 서스펜드 상태에서는, 실외기(10)에서는 대기전력을 없앨 수 있다. 그리고, 도 3에서는, 릴레이(K15R)에 대해서는 생략한다.

서스펜드 상태의 실내기(20)에서는, 도 3에도 나타내듯이, 릴레이(K2R)의 코일에는 통전되지 않고, 오프 상태이다. 즉, 신호선(S)과 전력배선(L)은 전기적으로 비접속 상태이다. 그리고, 이미 서술한 바와 같이, 실내기(20)에서는, 실내측 제어회로(23)에 있어서 리모트 콘트롤러(30)로부터의 신호수신에 관련하는 부분은, 실내측 전원회로(22)로부터 전력을 받아 동작한다.

<서스펜드 상태로부터 충전상태로의 이행>

도 3에 나타내듯이, 서스펜드 상태에 있어서, 예를 들어 사용자가 리모트 콘트롤러(30)의 운전버튼을 온으로 하여, 공기조화장치(10)의 운전개시(예를 들어 냉방운전의 개시)를 지시하면, 소정시간의 경과 후에, 실내측 제어회로(23)는 릴레이(K2R)를 온 상태로 전환한다. 이렇게 하면, 공기조화장치(1)에서는, 상기 3상 교류의 R상으로부터, 전력배선(L), 릴레이(K2R), 제 1 다이오드(D1), 신호선(S) 및 릴레이(K13R)를 개재하여 다이오드 브리지 회로(12a)의 한쪽의 입력에 도달하는 송전경로(설명의 편의상, 기동 시 송전경로라 부름)가 형성된다. 다이오드 브리지 회로(12a)의 다른 쪽의 입력은, 상기 3상 교류의 S상에 접속되므로, 다이오드 브리지 회로(12a)에는, 제 1 다이오드(D1)로 반파 정류된 단상(單相)교류가 공급된다. 즉, 평활 콘덴서(12b)에 충전되는 회로가 형성된 상태가 된다(도 4 참조).

이 때, 상기 3상 교류의 R상의 전위가 S상의 전위보다 높은 경우(즉, R상으로부터 S상에 교류전류가 흐르는 경우)는, 제 1 다이오드(D1)에 의해, 전력배선(L)으로부터 실내기 전송회로(21) 및 실외기(10)로 유입하는 방향의 교류전류가 저지된다. 또, 실내기 전송회로(21)는, 실내측 전원회로(22)를 개재하여 R상과 연결되나, 실내기 전송회로(21)로부터 신호선(S)으로 유출하는 방향의 교류전류는, 제 2 다이오드(D2)에 의해 저지된다.

상기 3상 교류의 S상의 전위가 R상의 전위보다 높은 경우(즉, S상으로부터 R상에 교류전류가 흐르는 경우)는, 다이오드 브리지 회로(12a)에 전류가 흐른다. 이 경우, 실내기 전송회로(21) 내의 통신회로의 일단은 공통선(N)을 개재하여 상기 3상 교류의 S상에 접속되고, 이 통신회로의 타단은, 신호선(S), 릴레이(K13R) 및 다이오드 브리지 회로(12a)를 개재하여, 역시 상기 3상 교류의 S상에 접속된다. 즉, 실내기 전송회로(21)는, 3상교류 중 1상과만 연결된다. 그래서, 신호선(S)을 교류전력의 송전에 이용하여도, 실내기 전송회로(21) 내의 통신회로에, 이 교류전류가 흐르는 일은 없다. 이상과 같이 하여, 실외기 전송회로(11)가 과(過)전압으로부터 보호된다.

도 3에 나타내듯이, 릴레이(K2R)가 온으로 되면, 평활 콘덴서(12b)의 충전이 개시되고, 스위칭 전원(12c)으로의 입력전압이 서서히 증가되어 간다. 그리고, 스위칭 전원(12c)으로의 입력전압이 안정되면, 스위칭 전원(12c)이 규정의 직류전압(이 예에서는 5V)을 출력할 수 있도록 된다. 즉, 스위칭 전원(12c)이 기동한다. 이에 따라, 실외측 제어회로(13)가 기동한다.

다음에, 기동한 실외측 제어회로(13)는, 그 기동으로부터 소정시간(t1)이 경과하면, 릴레이(K13R)에 통전시키고, 노멀 오픈 접점과 가동접점이 접속하는 온 상태로 전환한다. 이에 따라, 다이오드 브리지 회로(12a)의 한쪽의 입력은, 상기 3상 교류의 R상에, 실외기(10) 내의 송전경로를 개재하여 접속된다. 즉, 실외측 제어회로(13)는, 신호선(S)을 경유하지 않고 교류전원(40)으로부터 전력이 공급된 상태로 전환한다(도 5 참조). 이에 따라, 공기조화장치(1)에서는, 상기 충전상태로의 이행이 완료한다.

또, 실외측 제어회로(13)에는, 타이머(도시 않음)가 설치되고, 이 타이머에 의해 상기 소정시간(t1)이 카운트 된다. 즉, 실외측 제어회로(13)의 타이머는, 실외측 제어회로(13)의 기동과 동시에 카운트를 개시한다. 본 실시형태에 있어서, 상기 소정시간(t1)은 이하의 관점으로 설정된다. 예를 들어, 실외측 제어회로(13)의 기동과 동시에 릴레이(K13R)를 온 상태로 전환하면, 평활 콘덴서(12b)가 충분히 충전되지 않으므로, 릴레이(K13R)의 전환 시에 평활 콘덴서(12b)로부터 스위칭 전원(12c)으로의 입력전압이 저하하고, 최악의 경우, 스위칭 전원(12c)이 정지되어 버린다. 본 실시형태에서는, 실외측 제어회로(13)가 기동하여도 곧바로 릴레이(K13R)를 전환하지 않고, 평활 콘덴서(12b)가 충분히 충전된 후에 릴레이(K13R)를 전환하도록 한다. 따라서, 상기 소정시간(t1)은, 평활 콘덴서(12b)의 충전이 충분하게 되는 데 필요한 시간을 고려하여 설정된다.

<충전상태로부터 웨잇상태로의 이행>

도 3에 나타내듯이, 실내측 제어회로(23)는, 릴레이(K2R)를 온 상태로 전환하고 나서 소정시간(t2)이 경과하면, 이 릴레이(K2R)를 오프 상태로 한다(도 6 참조). 이에 따라, 신호선(S)을 신호의 송수신에 사용할 수 있도록 된다. 실내측 제어회로(23)에는, 타이머(도시 생략)가 설치되고, 이 타이머에 의해 상기 소정시간(t2)이 카운트 된다. 본 실시형태에 있어서, 상기 소정시간(t2)은, 실외측 제어회로(13)가 기동하는 데 충분한 시간이 확보되고, 또한 릴레이(K13R)가 온 상태로 전환한 후가 되도록 설정된다.

다음에, 실외기(10)에 있어서, 실외측 제어회로(13)는, 자기가 기동하고 나서 소정시간(t3)이 경과하면, 릴레이(K15R)를 온 상태로 하여 실외기 전송회로(11)에 전력이 공급된 상태로 함과 동시에, 릴레이(K14R)를 온 상태로 한다. 이렇게 하면, 실외기 전송회로(11) 내의 통신회로가, 신호선(S) 및 공통선(N)을 개재하여 실내기 전송회로(21)와 접속된다(도 6 참조). 이에 따라, 실내기 전송회로(21)는 실외기 전송회로(11)와 송수신 가능한 상태가 된다.

상기 소정시간(t3)은, 상술한 실외측 제어회로(13)의 타이머에 의해 카운트 된다. 소정시간(t3)은, 릴레이(K2R)가 오프 상태로 전환한 후에 릴레이(K14R)가 온 상태가 되도록 설정된다. 릴레이(K2R)가 온 상태인 때에 릴레이(K14R)를 온 상태로 하면, 실내기 전송회로(21)의 통신회로가 신호선(S) 및 전력배선(L)을 개재하여 상기 3상 교류의 S상에 접속되는 상태가 된다. 이렇게 하면, 실내기 전송회로(21)의 통신회로에 이 부품의 정격전류를 초과하는 교류전류가 흘러 버려, 통신회로가 손괴(損壞)된다. 본 실시형태에 의하면, 릴레이(K14R)는 확실하게 릴레이(K2R)가 오프 상태로 전환한 후에 온 상태로 전환되므로, 확실하게 실내기 전송회로(21)를 보호할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 릴레이(K2R)가 오프 상태가 되고 나서 소정시간이 경과하면, 릴레이(K14R)가 온 상태가 된다.

그리고, 실외기 전송회로(11)는, 실외측 제어회로(13)가 기동하고 나서 소정시간(t4)이 경과하면, 실내기 전송회로(21)와 전송을 개시한다. 이 소정시간(t4)도, 실외측 제어회로(13)의 타이머에 의해 카운트 된다.

이상에 의해, 공기조화장치(1)는, 상기 충전상태가 끝난 상태이고, 바로 운전상태로 이행 가능한 상태(즉 웨잇상태)가 된다.

<웨잇상태로부터 운전상태로의 이행>

도 7에 나타내듯이, 웨잇상태로부터 운전상태로 이행할 시에는, 실외측 제어회로(13)는, 2개의 메인 릴레이(14b)를 온으로 한다. 이에 따라, 제 1 실외측 전원회로(14)에 의해, 상기 인텔리전트 파워모듈과 실외 팬 모터에 전력이 공급되어, 전동 압축기 등이 운전상태가 되고, 예를 들어 냉방이 행해진다.

<본 실시형태의 효과>

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 릴레이(K2R)를 온 상태로 함으로써 실외측 제어회로(13)를 기동시키고, 그 후, 릴레이(K13R)를 온 상태로 함으로써 교류전원(40)으로부터의 전력이 실외측 제어회로(13)로 공급되는 상태로 할 수 있다. 이에 따라, 실외기(10)를 기동시킬 수 있다. 또, 서스펜드 상태에서, 릴레이(K2R) 및 릴레이(K13R)를 오프상태로 함으로써, 교류전원(40)으로부터 실외측 제어회로(13)로의 전력공급을 차단할 수 있다. 이에 따라, 실외기(10)의 대기전력을 충분히 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 릴레이(K13R)를 온 상태로 한 후에 릴레이(K2R)를 오프 상태로 하므로, 실외기(10)를 기동시킬 수 있음과 동시에, 신호선(S)에 교류전원(40)의 전류가 흐르는 것을 저지할 수 있다. 즉, 실외기(10)를 기동시킨 후에, 확실하게 신호선(S)에 의한 신호의 수수를 행할 수 있다.

또, 본 실시형태에 의하면, 릴레이(K2R)를 오프 상태로 한 후에 릴레이(K14R)를 온 상태로 하므로, 교류전원(40)의 교류전류가 신호선(S)을 개재하여 실외기 전송회로(11)로 흐르는 것을 저지할 수 있다. 따라서, 실외기(10)의 기동 시, 실외기 전송회로(11)를 보호할 수 있다.

특히, 릴레이(K2R)가 오프 상태가 되고 나서 소정시간이 경과하면, 릴레이(K14R)를 온 상태로 하므로, 교류전원(40)의 교류전류가 실외기 전송회로(11)의 통신회로로 흐르는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 실외기(10)의 기동 시, 실외기 전송회로(11)를 확실하게 보호할 수 있다.

≪그 밖의 실시형태≫

상기 실시형태에서는, 릴레이(K2R)로서 A접점 릴레이인 것을 이용하였으나, C접점 릴레이인 것을 이용하여도 된다. 이 경우, C접점 릴레이는, 실내기(20)에 있어서, 신호선(S)이 전력배선(L)에 접속하는 온 상태와 실내기 전송회로(21)에 접속하는 오프 상태로 전환하도록 구성된다. 이 때, 2개의 다이오드(D1, D2)는 필요 없게 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서, 릴레이(K2R) 대신에 반도체 스위치(예를 들어 트랜지스터 등)를 이용하여도 된다.

또한, 교류전원(40)에는 단상교류를 이용하여도 된다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명은, 공기조화장치로서 유용하다.

1 : 공기조화장치 10 : 실외기
11 : 실외기 전송회로 13 : 실외측 제어회로
20 : 실내기 21 : 실내기 전송회로
23 : 실내측 제어회로 40 ; 교류전원
K2R : 릴레이(제 1 스위치)
K13R : 릴레이(제 2 스위치)
K14R : 릴레이(제 3 스위치)
L : 전력배선 N : 공통선
S : 신호선

Claims

교류전원(40)으로부터의 교류전력을 송전하는 전력배선(L)과, 신호를 전송하는 신호선(S)과, 상기 교류전력의 송전과 상기 신호의 전송에 공용되는 공통선(N)이 실외기(10)와 실내기(20) 사이에 접속된 공기조화장치에 있어서,
상기 실내기(20)는, 실내측 제어회로(23)와, 이 실내측 제어회로(23)에 의해, 상기 신호선(S)과 상기 전력배선(L)을 접속하는 온(ON) 상태와 비(非)접속으로 하는 오프(OFF) 상태로 전환하는 제 1 스위치(K2R)를 가지고,
상기 실외기(10)는, 실외측 제어회로(13)와, 이 실외측 제어회로(13)에 의해, 이 실외측 제어회로(13)를 상기 교류전원(40)에 접속하는 온 상태와 상기 신호선(S)에 접속하는 오프 상태로 전환하는 제 2 스위치(K13R)를 갖는
것을 특징으로 하는 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 실내측 제어회로(23) 및 실외측 제어회로(13)는, 상기 제 2 스위치(K13R)가 오프 상태에서 상기 제 1 스위치(K2R)를 온 상태로 전환하고, 상기 실외측 제어회로(13)가 기동하면 상기 제 2 스위치(K13R)를 온 상태로 전환한 후에, 상기 제 1 스위치(K2R)를 오프 상태로 전환하여 상기 실외기(10)를 기동시키는
것을 특징으로 하는 공기조화장치.
청구항 2에 있어서,
상기 실내기(20)는, 실내기 전송회로(21)를 가지고,
상기 실외기(10)는, 상기 신호선(S)을 개재하여 상기 실내기 전송회로(21)와 신호의 수수(授受)를 행하는 실외기 전송회로(11)와, 이 실외기 전송회로(11)와 상기 신호선(S)을 접속하는 온 상태와 비접속으로 하는 오프 상태로 전환하는 제 3 스위치(K14R)를 가지며,
상기 실외측 제어회로(13)는, 상기 실외기(10)를 기동시킬 시, 상기 제 1 스위치(K2R)가 오프 상태로 전환한 후에 상기 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 전환하는
것을 특징으로 하는 공기조화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 실외측 제어회로(13)는, 상기 실외기(10)를 기동시킬 시, 상기 제 1 스위치(K2R)가 오프상태로 전환되고 나서 소정시간이 경과하면, 상기 제 3 스위치(K14R)를 온 상태로 전환하는
것을 특징으로 하는 공기조화장치.