KR20160017689A

KR20160017689A - 착상 감지 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20160017689A
Application number: KR1020140098333A
Authority: KR
Inventors: 전창덕
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2016-02-17
Also published as: KR101638928B1

Abstract

냉동시스템을 다습, 저온의 환경 조건에서 운전 시 증발기 코일에 발생하는 서리를 감지할 수 있는 착상 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 착상 감지 장치의 감지 센서의 출력 신호의 기울기로 제상 회로의 구동 여부를 결정함으로써 착상 감지 장치의 센서 표면이 외부 오염물질로 인해 오염되어 센서 출력이 저하되더라도 제상 회로를 확실히 구동할 수 있고, 오염에 무관한 센서를 추가함으로써 센서 사용에 따른 노화 현상에 의해 발생하는 센서 출력 저하를 감지하여 센서의 교체 주기를 용이하게 판단할 수 있어 착상 감지 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

Description

착상 감지 장치 및 제어 방법 {Frost detecting device and control method}

본 발명은 냉동시스템을 다습, 저온의 환경 조건에서 운전 시 증발기 코일에 발생하는 서리를 감지할 수 있는 착상 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감지 센서 표면이 더러워지거나 사용에 따른 노화현상에 의해 센서 출력 저하가 일어나는 경우에도 증발기 코일에 발생하는 서리의 유무를 정확하게 감지하고 제상회로의 작동 시점과 종료 시점을 정확하게 판별할 수 있는 착상 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.

냉동 시스템은 냉동사이클에 따라 냉매를 순환시켜 정해진 공간의 온도를 낮추는 장치이다.

여기서, 냉동사이클은 냉매를 압축, 응축, 팽창, 기화의 4단계로 변화시키는 것으로, 이를 위해서는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등이 구비되어 있어야 한다. 즉, 압축기의 운전을 통해 기체 상태인 냉매를 압축시켜 응축기로 보내면 압축된 냉매는 응축기에서 주위의 공기와 열교환되어 냉각되고, 이 때 냉각에 의해 액체 상태로 된 냉매가 팽창밸브에서 유량이 조정되면서 증발기로 분사되면 급팽창되어 기화되고 이에 따라 증발기에서 주위로부터 열을 흡수하여 저장실 또는 실내 등의 내부 공간으로 냉기를 공급하여 그 공간을 냉각시킨다. 그리고 증발기에서 기체 상태로 된 냉매는 다시 압축기로 유입된 후 압축되어 액체 상태가 되면서 위와 같은 냉동사이클을 반복한다.

이때 냉동사이클을 통해 내부 공간의 열을 흡수하여 내부 공간을 냉각시키는 증발기 표면온도는 내부 공간 공기의 온도에 비하여 상대적으로 낮고, 이로 인하여 증발기 표면에는 상대적으로 고온, 습윤인 내부 공간의 공기로부터 응축된 수분이 달라붙게 되어 서리가 착상된다. 이렇게 증발기 표면에 착상된 서리는 시간이 지남에 따라 점점 두꺼워지고, 이로 인해 증발기를 통과하는 냉기의 열교환 효율이 떨어져 냉각 효율이 저하되고 과다한 전력 소모가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 압축기의 운전시간을 누적하고 누적된 운전시간이 일정 시간을 경과하면 증발기 주변에 설치된 가열부를 동작시켜 증발기에 착상된 서리를 제거하는 제상운전을 수행하였다. 그러나 이러한 제상운전은 증발기에 착상된 실제 서리의 양과 무관하게 압축기의 운전시간에 기반하여 수행함으로써, 증발기에 착상된 서리를 효율적으로 제거하는데 한계가 있었다.

이에 따라, 제상히터의 구동을 효율적으로 제어하기 위해 증발기의 서리 착상 양을 직접 감지하는 서리 착상 감지 장치가 개발되었다.

한국등록특허공보 제10-1375012호에는 히트펌프의 실외기 코일에 발생하는 서리의 착상 여부를 감지하기 위해 광을 투사하는 발광부와 반사되는 광을 받아들이는 수광부가 실외기 코일 번방에 설치되어 발광부에서 투사된 빛을 수광부가 대부분 흡수할 수 있도록 하여 정확하게 착상 정도를 판단할 수 있는 착상 감지 장치에 관한 것으로 측정된 센서의 출력 전압을 설정된 상승문턱전압 및 하강문턱전압과 비교하여 제상회로를 시작하거나 종료하는 방법을 게시하고 있다.

하지만, 상기의 기술은 사용자가 설정 문턱 전압을 변경할 수 있으나 한번 설정하면 재설정할 때까지 문턱전압이 일정한 값으로 고정되는 고정 문턱전압 방식(fixed threshold voltage method)이다. 외부 오염물질에 의해 광센서 표면이 더러워지면 발광부 및 수광부 출력 전압이 낮아지게 된다. 또한 사용에 따른 장치 노화에 의해 자연스런 출력 전압의 저하도 발생한다. 이때 광센서의 수광부의 최대 출력 전압이 설정한 상승문턱전압 이하가 되면 제상 회로 제어에 문제가 발생한다.

따라서, 광센서 출력전압의 저하가 일어날 경우 이에 대응하여 문턱전압을 장치 스스로 교정(calibration)하는 기술적 방법, 즉 부동 문턱전압 방식(floating threshold voltage method)의 제상 제어 수단이 필요하다.

한국등록특허공보 제 10-1375012호 (공개일 : 2013.12.31.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 문턱전압 값을 일정한 값으로 고정시키지 않고, 여러 가지 원인들로 인해 장치 초기 출하 시보다 수광부의 최대 출력 전압이 달라졌을 때 이러한 변화에 대응하여 문턱전압 값을 스스로 새로운 값으로 수정, 설정하는 착상 감지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광센서를 이용하는 최적의 제상 제어 전략(defrosting control strategy)을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 광센서의 교체 주기를 쉽게 판단할 수 있는 착상 감지 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 착상 감지 장치는, 실외기 코일에 광을 투사하는 복수개의 발광부와, 상기 복수개의 발광부의 중심에 설치되어 상기 실외기 코일 표면 또는 서리에 의해 반사되는 광을 수광하는 수광부를 포함하는 측정 광센서부와 측정 광센서부의 출력신호를 기초로 문턱전압을 변경하고 변경된 문턱전압과 출력신호를 비교하여 제상 구동 여부를 결정하는 제어부 및 제어부의 신호를 입력받아 제상 장치를 구동하는 제상회로부를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 장치는, 한 개 이상의 발광부와 한 개 이상의 수광부를 포함하는 센서부와, 투명 아크릴 박스를 포함하며, 인위적인 신호를 출력시키는 기준 광센서부를 더 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 장치는, 제어부가 수광부에서 출력되는 전압 신호가 상승하는 경우 제상회로를 구동하기 위한 상승 문턱 전압값을 가변적으로 설정이 가능한 상승 문턱 전압 설정부와, 수광부에서 출력되는 전압 신호가 하강하는 경우 제상회로를 정지시키기 위한 하강 문턱 전압값을 가변적으로 설정이 가능한 하강 문턱 전압 설정부 및, 상승 문턱 전압값 및 하강 문턱 전압값에 따라 제상회로를 구동 여부를 결정하는 제상 제어 전략 설정부를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 장치는, 수광부에서 출력되는 출력 전압의 시간에 따른 변화율에 따라 상승 문턱 전압값과 하강 문턱 전압값을 설정하는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따른 착상 감지 방법은, 측정 광센서부에서 실외기 코일 표면 또는 서리에 의해 반사되는 광을 수광하여 출력 전압을 출력하는 단계와, 출력 전압의 시간에 따른 변화율에 따라 제상회로를 구동시키기 위한 상승 문턱 전압값 및 하강 문턱 전압값을 가변적으로 설정하는 단계와 출력 전압과 상승 문턱 전압값 및 하강 문턱 전압값을 비교하여 제상 제어 전략을 설정하는 단계 및, 제상 제어 전략에 따라 제상 회로에 구동 신호 또는 정지 신호를 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 방법은, 출력 전압의 시간에 따른 변화율의 변화에 따라 상승 문턱 전압값과 하강 문턱 전압값을 가변적으로 설정하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 방법의 제상 제어 전략은 출력 전압이 상승 문턱 전압 도달 후 일정 시간이 경과할 때, 제상 회로에 구동 신호를 출력하고, 출력 전압이 하강 문턱 전압 도달 후 일정 시간이 경과할 때, 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 방법의 제상 제어 전략은 출력 전압이 상승 문턱 전압 도달 후 출력 전압의 변화가 설정값 이내에서 일정 시간 지속될 때, 제상 회로에 구동 신호를 출력하고, 출력 전압이 하강 문턱 전압 도달 후 출력 전압의 변화가 설정값 이내에서 일정 시간 지속될 때, 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 방법의 제상 제어 전략은 출력 전압이 상승 문턱 전압 도달 후 출력 전압의 시간에 따른 기울기 변화가 설정값 이내에서 일정 시간 지속될 때, 제상 회로에 구동 신호를 출력하고, 출력 전압이 하강 문턱 전압 도달 후 출력 전압의 시간에 따른 기울기 변화가 설정값 이내에서 일정 시간 지속될 때, 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 것을 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따른 착상 감지 방법의 제상 제어 전략은 출력 전압이 상승 문턱 전압 도달 후 냉매의 온도가 일정 온도가 되는 시점에서 제상 회로에 구동 신호를 출력하고, 출력 전압이 하강 문턱 전압 도달 후 냉매의 온도가 일정 온도가 되는 시점에서 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 것을 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 착상 감지 장치는 광센서 출력 전압의 저하가 일어날 경우 이에 대응하여 자동적으로 제상회로의 작동 시점 및 종료 시점을 교정함으로써, 정확하고 신속하게 제상회로의 작동 시점과 종료 시점을 정확하게 판별할 수 있어, 오제상(mal-defrosting) 현상 방지는 물론 최적의 제상 사이클 운전이 가능하다.

도 1a, 도 1b 는 종래 기술에 따른 착상 감지 장치에 적용된 광센서의 출력 신호를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 제어부의 구성을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 상승 문턱 전압과 하강 문턱 전압이 재설정되는 방식에 대한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 상승 문턱 전압이 재설정되어 측정 광센서부에서 출력되는 전압을 측정한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 기준 광센서부의 구성을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 설치에 대한 예시도이다.
도 8은 실외기 코일에 착상되는 서리의 두께에 따라 본 발명의 서리 착상 감지 장치의 측정 광센서부에서 출력되는 전압을 측정한 예시도이다.
도9는 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 동작 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 착상 감지 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도 1a는 기존 발명에 따른 착상 감지 장치의 광센서의 표면이 오염되지 않았을 경우의 출력신호를 도시한 것이고, 도 1b는 광센서의 표면이 오염되었을 경우의 출력신호를 도시한 것이다. 외부 오염물질에 의해 광센서의 표면이 오염되면 오염되지 않은 상태의 광센서에 비해 발광부 및 수광부 출력 전압이 저하되어 제상회로 제어에 문제가 발생할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착상 감지 장치(2)를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면 착상 감지 장치(2)는 기준 광센서부(21), 측정 광센서부(22), 제어부(23) 및 제상회로(24)를 포함한다.

기준 광센서부(21)는 인위적인 출력신호를 제어부(23)에 전달함으로써 센서의 교체 주기를 결정할 수 있도록 하며, 측정 광센서부(22)는 실외기 코일 주변에 서리가 착상되는 것을 감지하여 제어부(23)에 신호를 전달해줌으로써, 제상회로(24)에서 미리 설정된 제상제어전략에 따라 제상을 실시할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(23)는 측정 광센서부(22)에서 출력된 출력전압 신호와 미리 설정된 제상제어전략에 따라 제상구동여부를 결정하여 제상회로(24)에 제상 구동 신호 또는 제상 중지 신호를 전달하고, 기준 광센서부(21)에서 출력된 출력전압 신호에 따라 센서 교체 주기를 결정하는 역할을 한다.

도 3은 도 2에 도시한 제어부(23)의 구성을 보다 자세히 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면 제어부(23)는 측정 광센서부(22)의 출력신호의 시간에 따른 변화율을 기초로 문턱전압값을 가변적으로 설정하는 문턱전압설정부(231)와 제상회로의 구동여부를 결정하는 제상제어전략설정부(232)를 포함한다. 또한, 문턱전압설정부는 제상회로에 구동신호를 전달하기 위한 기준점인 상승문턱전압(Vt)을 설정하는 상승문턱전압설정부(2311)와 제상회로에 중지신호를 전달하기 위한 기준점인 하강문턱전압(Vb)을 설정하는 하강문턱전압설정부(2312)를 포함한다.

상승문턱전압설정부(2311)은 측정 광센서부(22)에서 출력되는 전압 신호가 상승하는 경우, 즉 실외기 코일에 서리가 착상 및 발달하는 경우 제상회로(24)를 구동하기 위한 상승 문턱 전압(Vt)을 가변적으로 설정한다. 상승문턱전압설정부(2311)는 측정 광센서부(22)에서 출력되는 전압 신호의 시간 대비 변화율을 측정하여 상승 문턱 전압(Vt)을 가변적으로 설정할 수 있다.

하강문턱전압설정부(2312)는 측정 광센서부에서 출력되는 출력 전압 신호가 하강하는 경우, 즉 실외기 코일에 착상된 서리가 없어지는 경우 제상회로(24)를 정지시키기 위한 하강 문턱 전압(Vb)을 가변적으로 설정한다. 하강문턱전압설정부(2312)은 측정 광센서부(22)에서 출력되는 전압 신호의 시간 대비 변화율을 측정하여 하강 문턱 전압(Vb)을 가변적으로 설정할 수 있다.

제상제어전략설정부(232)는 측정 광센서부(22)에서 출력되는 출력 신호와 문턱전압값을 상호 비교하여 미리 정해진 제상제어전략에 따라 출력부(2324)에 구동신호를 전달하는 역할을 하는 구동예비설정부(2321), 출력부(2324)에 정지신호를 전달하는 역할을 하는 정지예비설정부(2322), 기준 광센서부(21)에서 출력되는 출력 신호의 세기를 분석하여 센서의 교체 주기를 결정하는 주기결정부(2323) 및 구동예비설정부(2321) 또는 정지예비설정부(2322)에서 입력된 구동신호 또는 정지신호를 제상회로(24)에 전달하는 출력부(2324)로 구성된다.

제상 제어 전략으로는 후술하는 네 가지 방식을 사용할 수 있다.

측정 광센서부(22)에서 출력되는 전압 신호(이하 ‘출력신호’라 함.)가 상승문턱전압(Vt)에 도달한 후 일정 시간이 경과할 때 제상 회로에 구동 신호를 출력하고, 출력신호가 하강문턱전압(Vb)에 도달한 후 일정 시간이 경과할 때 제상 회로에 정지 신호를 출력할 수 있다.

또한, 출력신호가 상승문턱전압(Vt)에 도달한 후 출력신호의 변화가 설정값이내에서 일정시간 지속될 때 제상회로에 구동 신호를 출력하고, 출력신호가 하강문턱전압(Vb)에 도달한 후 출력신호의 변화가 설정값 이내에서 일정시간 지속될 때 제상회로에 정지 신호를 출력할 수 있다.

또한, 출력신호가 상승문턱전압(Vt)에 도달한 후 출력신호의 기울기의 변화가 설정값 이내에서 일정시간 지속될 때 제상회로에 구동 신호를 출력하고, 출력신호가 하강문턱전압(Vb)에 도달한 후 출력신호의 기울기의 변화가 설정값 이내에서 일정기간 지속될 때 제상회로에 정지 신호를 출력할 수 있다.

또한, 출력신호가 상승문턱전압(Vt)에 도달한 후 냉매의 온도가 일정 온도가 되는 시점에 제상회로에 구동 신호를 출력하고, 출력신호가 하강문턱전압(Vb)에 도달한 후 냉매의 온도가 일정 온도가 되는 시점에 제상회로에 정지 신호를 출력할 수 있다.

문턱전압을 고정하는 방식, 즉 고정 문턱전압 방식의 경우 측정 광센서부(22)의 출력전압이 상승문턱전압보다 높아지면 제상회로를 가동하게 된다. 이 때, 측정 광센서부(22)의 출력전압이 상승문턱전압보다 높아진 후 어느 시점에 제상을 시작할지는 냉동시스템 제조사 또는 사용자의 제상 제어 전략에 따라 달라진다. 이는 하강문턱전압보다 낮아진 후 어느 시점에 제상을 중지할지를 결정하는 경우에도 마찬가지이다. 그러나 종래 기술에 따른 고정문턱전압 방식의 경우 도 1(b)에 도시된 바와 같이 오염 등과 같은 이유들로 인해 최대 출력전압이 상승문턱전압 이하로 저하되었을 때 제상회로 동작이 불가능하게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 출력전압 저하에 대응하여 상승문턱전압을 수정하여 재설정하는 것이 필요하다.

도 4는 상승문턱전압(Vt)과 하강문턱전압(Vb)이 재설정되는 방식에 대한 예시도이다. 출력전압 곡선에서 곡선의 기울기가 양의 기울기에서 0에 근접한 기울기로 변하는 점을 상승문턱전압으로 재설정하고, 출력전압 곡선의 기울기가 음의 기울기에서 0에 근접한 기울기로 변하는 점을 하강문턱전압으로 재설정하면 출력전압이 저하되어도 그에 대응되는 문턱전압을 자동으로 재설정 할 수 있게 된다.

도 5는 측정 광센서부(22)의 출력전압 저하에 대응하여 미리 설정된 상승문턱전압(Vt)의 값이 수정되어 다른 상승문턱전압(Vt1)으로 재설정되었을 예시도이다. 이 경우 출력전압이 저하되어도 상승문턱전압이 재설정됨으로써 제상회로의 제어에 문제가 발생하지 않음을 알 수 있다.

도 6은 기준 광센서부(21)의 구성을 도시한다. 기준 광센서부(21)는 발광부(2111)와 수광부(2112)로 구성된 센서부(211)와 외부 오염 물질로부터 센서부(211)를 보호하기 위한 투명 박스(212)를 포함한다. 투명 박스(212)는 주변의 빛은 통과시키지만 오염 물질의 유입을 차단하여 센서부(211)의 발광부(2111)와 수광부(2112)의 표면을 오염으로부터 보호하는 역할을 한다. 투명 박스의 재질로는 Acryl, Polycarbonate (PC), Polyether Sulfone (PES), Polyethylene terephthalate (PET) 등과 같은 투명 플라스틱 또는 투명 유리와 같이 투명한 재질을 사용할 수 있다. 기준 광센서 전방에는 반사판(213)이 설치되어 있어 발광부에서 나오는 광을 측정한 수광부의 출력 전압이 항상 최대가 될 수 있도록 한다. 반사판(213)은 발광부에서 나오는 광을 수광부로 전달해주는 역할을 한다. 따라서, 출력전압 값의 저하는 센서의 사용에 따른 노화에 의한 영향에만 종속될 뿐 오염에 의한 영향을 받지 않게 되므로, 기준 광센서부의 출력 신호를 통해 센서의 노화 정도를 파악할 수 있게 됨으로써 교체 주기를 용이하게 파악할 수 있어 사후 관리가 용이해진다.

도 7은 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 설치에 대한 예시도이다. 기준 광센서부(21)와 측정 광센서부(22)를 포함한다. 여기서 기준 광센서부(21)는 실외기 프레임(6)에 장착된 제 1 지지브래킷(61)에 장착된다. 측정 광센서부(22)는 착상이 안정적으로 발생하는 실외기 코일휜(72) 및 코일튜브(73) 전방의 실외기 프레임(6)에 장착된 제 2 지지브래킷(62)에 장착된다.

도 8은 실외기 표면에서 서리가 성장, 발달한 후 제상 장치에 의해 서리가 제거되는 과정 동안 측정 광센서부(22)의 출력전압을 측정한 예시도이다. 도시한 바와 같이 착상 조건에서 실외기를 가동하면 실외기 코일에 서리가 형성, 성장, 발달됨에 따라 출력 전압이 증가함을 볼 수 있다. 서리가 계속 성장하여 공기가 원활하게 열교환기 휜과 휜 사이를 통과할 수 없을 정도가 되면 출력전압 증가도 매우 완만해져 출력전압 곡선의 기울기가 0에 근접한다. 따라서 특정 출력전압, 즉 상승 문턱 전압(Vt)을 설정하여 출력 전압이 문턱 전압(Vt)에 도달하면 제상 장치가 작동되도록 하여 정확하게 서리를 제거할 수 있다. 실외기 코일의 서리가 제거되면서 출력 전압이 감소하게 된다. 서리가 완전히 녹은 후에 응축수가 완전히 배출되어 열교환기 표면이 마른 표면이 될 때까지 제상이 계속되므로 수광부 출력전압이 최저 수준인 특정 출력 전압으로 유지되는 구간을 볼 수 있다. 상기 특정 출력 전압, 즉 하강 문턱 전압(Vb)을 설정하여 출력 전압이 하강 문턱 전압에 도달하면 제상 장치를 정지시켜 불필요한 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 착상 감지 장치의 동작 흐름도이다.

본 발명에 따른 착상 감지 장치는 전원이 들어오면 측정 광센서부에서 착상 여부를 감지하여 출력전압값을 산출한다.(S911) 제어부에서 출력전압의 시간에 따른 변화율을 산출하여(S912), 기울기가 양의 값을 가지다가 0에 가까운 값을 가지는 점을 상승문턱전압값으로 설정하고 기울기가 음의 값을 가지다가 0에 가까운 값을 가지는 점을 하강문턱전압값으로 설정한다.(S913) 제어부의 제상제어전략설정부에서 미리 정해진 제상제어전략 중 구동전략에 부합한지 검사하여(S914), 부합할 경우 제상회로에 구동신호를 전달하여 제상을 실시하게 된다.(S921) 구동전략에 부합하지 않을 경우 정지 전략에 부합하는지 검사하여(S915), 부합할 경우에는 제상회로에 정지신호를 전달하여 제상을 중단하게 된다.(S922) 구동전략과 정지전략으로는 측정광센서부의 출력전압과 전압문턱값을 비교한 후 시간, 출력전압의 변화량, 출력전압의 변화율 및 냉매의 온도를 추가적인 변수로 사용할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명이 속한 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시 예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

2 : 착상감지장치 21 : 기준광센서부
22 : 측정광센서부 23 : 제어부
24 : 제상회로 231 : 문턱전압설정부
2311 : 상승문턱전압설정부 2312 : 하강문턱전압설정부
232 : 제상제어전략설정부 2321 : 구동예비설정부
2322 : 정지예비설정부 2323 : 주기결정부
2324 : 출력부 6 : 실외기 프레임
61 : 제 1 지지브래킷 62 : 제 2 지지브래킷
72 : 실외기 코일휜 73 : 코일튜브

Claims

실외기 코일에 광을 투사하는 복수개의 발광부와, 상기 복수개의 발광부의 중심에 설치되어 상기 실외기 코일 표면 또는 서리에 의해 반사되는 광을 수광하는 수광부를 포함하는 측정 광센서부;
상기 측정 광센서부의 출력신호를 기초로 문턱전압을 변경하고 상기 변경된 문턱전압과 상기 출력신호를 비교하여 제상 구동 여부를 결정하는 제어부; 및
상기 제어부의 신호를 입력받아 제상 히터를 구동하는 제상회로부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 수광부에서 출력되는 출력 전압의 시간에 따른 변화율이 양의 값에서 0의 값으로 변하는 점을 상승문턱전압으로 설정하는 상승문턱전압설정부;
상기 수광부에서 출력되는 출력 전압의 시간에 따른 변화율이 음의 값에서 0의 값으로 변하는 점을 하강문턱전압으로 설정하는 하강문턱전압설정부; 및
상기 상승문턱전압 및 하강문턱전압과 상기 출력신호를 비교하여 제상회로의 구동 여부를 결정하는 제상제어전략설정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제상제어전략설정부는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간을 설정하는 구동예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간을 설정하는 정지예비설정부; 및
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 구동예비시간이 경과할 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 정지예비시간이 경과할 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 출력부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상감지장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제상제어전략설정부는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간과 상기 출력 전압의 변화량의 상한인 상한변화량을 설정하는 구동예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간과 상기 출력 전압의 변화량의 상한인 상한변화량을 설정하는 정지예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화량 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화량 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 출력부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제상제어전략설정부는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간과 상기 출력 전압의 변화율의 상한인 상한변화율을 설정하는 구동예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간과 상기 출력 전압의 변화율의 상한인 상한변화율을 설정하는 정지예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화율이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화율이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 출력부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제상제어전략설정부는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 냉매의 구동예비온도를 설정하는 구동예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 냉매의 구동예비온도를 설정하는 정지예비설정부;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 출력부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 측정 광센서부는,
상기 복수개의 발광부 각각으로부터 상기 실외기 코일에 투사되는 광의 투사범위는, 상기 수광부에서 광을 수광하는 수광범위 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 측정 광센서부는,
적외선 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 측정 광센서부는,
상기 실외기 코일 주변의 온도가 낮아지는 경우 최초로 서리가 착상되는 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 착상 감지 장치는,
인위적인 신호를 출력시키는 기준 광센서부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 기준 광센서부의 출력신호를 기초로 센서의 교체주기를 결정하는 주기결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 주기결정부는,
상기 기준 광센서부의 출력신호와 미리 정해진 값을 대비하여 센서 교체 필요 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 기준 광센서부는,
한 개 이상의 발광부와 한 개 이상의 수광부를 포함하는 센서부;
투명 아크릴 박스; 및
상기 발광부 및 상기 수광부 전면에 반사판;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상 감지 장치.
측정 광센서부에서 실외기 코일 표면 또는 서리에 의해 반사되는 광을 수광하여 출력 전압을 출력하는 단계;
상기 출력 전압을 기초로 문턱전압값을 가변적으로 설정하는 단계; 및
상기 변경된 문턱전압값과 상기 출력 전압을 비교하여 제상 구동 여부를 결정하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 문턱전압값을 가변적으로 설정하는 단계는,
상기 출력 전압의 시간에 따른 변화율이 양의 값에서 0의 값으로 변하는 점을 상승 문턱 전압으로 설정하는 단계; 및
상기 출력 전압의 시간에 따른 변화율이 음의 값에서 0의 값으로 변하는 점을 하강 문턱 전압으로 설정하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제상구동여부를 결정하는 단계는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 구동예비시간이 경과할 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 정지예비시간이 경과할 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제상구동여부를 결정하는 단계는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간과 상기 출력 전압의 변화량의 상한인 상한변화량을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간과 상기 출력 전압의 변화량의 상한인 상한변화량을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화량 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화량 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제상구동여부를 결정하는 단계는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압 이상으로 유지되어야 하는 구동예비시간과 상기 출력 전압의 변화율의 상한인 상한변화율을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압 이하로 유지되어야 하는 정지예비시간과 상기 출력 전압의 변화율의 상한인 상한변화율을 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화율이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화율이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 제상구동여부를 결정하는 단계는,
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 구동 신호를 출력하기 전에 상기 냉매의 구동예비온도를 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 정지 신호를 출력하기 전에 상기 냉매의 구동예비온도를 설정하는 단계;
상기 출력 전압이 상기 상승 문턱 전압에 도달한 후 상기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 구동신호를 출력하고, 상기 출력 전압이 상기 하강 문턱 전압에 도달한 후 기 출력 전압의 변화량이 상기 상한변화율 이내에서 상기 구동예비시간동안 유지될 때 상기 제상 회로에 정지 신호를 출력하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 착상 감지 방법은
기준 광센서부에서 인위적인 신호를 출력시키는 단계;
상기 기준 광센서부의 출력신호를 기초로 센서의 교체주기를 결정하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 착상 감지 방법.