KR20180007202A - 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 동작방법 - Google Patents

덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치는, 상기 팬 모터와 연결되어 상기 팬 모터에 입력되는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 전류에 대응하는 정압을 저장하는 저장부; 및 상기 덕트형 공기조화기가 운전되는 경우 상기 전류를 감지하도록 상기 전류 감지부를 제어하고, 상기 저장부를 참조하여 판단한 상기 전류에 대응하는 상기 정압에 기초하여 상기 팬 모터를 구동시키는 모터 제어부를 포함한다.

Description

덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 동작방법{APPARATUS FOR CONTROLLING FAN MOTOR OF A DUCT TYPE AIR CONDITIONER AND OPERATING METHOD OF THEREOF}
본 발명은 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전류를 측정하여 팬 모터의 정압 및 풍량을 제어할 수 있는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 실내공기를 용도 및 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하게 하는 가전기기이다. 공기조화기는 일정한 공간을 사용자가 활동하기에 알맞은 온도와 습도 및 기류 분포로 조절하거나, 공기속에 부유하는 먼지 등의 이물질을 제거한다.
공기조화기는 실내기와 실외기의 분리 여부에 따라, 실내기와 실외기가 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기가 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 분류될 수 있다. 또한, 공기조화기의 용량에 따라, 하나의 실내기를 구동시킬 수 있는 용량으로 좁은 장소에서 이용하도록 구성된 싱글형 공기조화기와, 사업장에서 사용할 수 있도록 대용량으로 구성되는 중대형 공기조화기 및 다수개의 실내기를 충분히 구동시킬 수 있는 용량으로 구성되는 멀티형 공기조화기 등으로 분류될 수 있다.
여기서, 분리형 공기조화기는 실내에 설치되어 공조 공간 내부로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 실내기와, 실내기에서 충분한 열 교환 동작이 이루어질 수 있도록 냉매의 압축 및 팽창 등을 수행하는 실외기로 구성된다. 이 경우, 분리형 공기조화기는 더욱 세부적으로 실내기가 설치되는 위치 또는 형상에 따라, 액자형, 벽걸이형, 스탠드형, 천장 덕트형 및 덕트형 등으로 분류될 수 있다.
덕트형 공기조화기는 실내기를 천장 또는 벽에 매립하여 설치하며, 공조된 공기를 덕트를 통하여 실내로 토출시킨다. 그러나, 덕트형 공기조화기의 경우, 실내기의 설치 조건에 따라 덕트의 형상과 길이가 다르고, 이에 따라 실내기의 정압은 달라질 수 있다. 또한, 실내기의 정압에 따라, 풍량 세기에 대응하는 팬 모터의 RPM이 달라진다. 따라서, 이러한 설치 구조의 차이에 따라 동일한 조건으로 팬 모터를 구동하더라도, 실제 발생하는 풍량은 각각 다르게 나타날 수 있다.
따라서, 기존의 공기조화기에서는 덕트 안에 정압 센서를 설치하고, 공기조화기의 운전 시 정압 센서를 통하여 측정한 정압에 기초하여 모터의 속도를 변화시켜 원하는 풍량을 발생하도록 하고 있다.
그러나, 덕트 내부로 공기와 함께 먼지가 유입되게 되어, 정압 센서가 제대로 작동하지 않는 경우가 빈번하게 발생한다. 나아가, 정압 센서를 사용함으로써 공기조화기의 제조 단가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 전류 감지를 통해 공기조화기의 정압을 제어하고, 현재 정압에 맞는 풍량의 RPM으로 자동 제어할 수 있는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치 및 이의 동작방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 정압 조건에 따라 팬 모터의 RPM을 능동적으로 제어함으로써, 사용자에게 쾌적한 실내 공조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치는, 상기 팬 모터와 연결되어 상기 팬 모터에 입력되는 전류를 감지하는 전류 감지부; 상기 전류에 대응하는 정압을 저장하는 저장부; 및 상기 덕트형 공기조화기가 운전되는 경우 상기 전류를 감지하도록 상기 전류 감지부를 제어하고, 상기 저장부를 참조하여 판단한 상기 전류에 대응하는 상기 정압에 기초하여 상기 팬 모터를 구동시키는 모터 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법은, 전류에 대응하는 정압을 저장하는 단계; 와 팬 모터와 연결되어, 상기 덕트형 공기조화기가 운전되는 경우 상기 팬 모터에 입력되는 전류를 감지하는 단계; 와 상기 전류에 대응하는 상기 정압을 판단하는 단계; 및 상기 정압에 기초하여 상기 팬 모터를 구동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 필드에서의 현재 정압에 맞는 RPM으로 실내 팬을 구동함으로써, 현장에서의 설치조건에 따라 광범위하게 달라지는 정압 조건에 능동적으로 대응하여 쾌적한 실내 공조를 수행할 수 있다.
이에 의해, 공장 출하 시의 정압 값을 변경하지 않을 경우, 실제 필드에서 정압이 낮을 경우 발생할 수 있는 제품 소손 또는 소음의 발생, 실제 필드에서 정압이 높을 경우 발생할 수 있는 냉/난방 약을 방지할 수 있다.
또한, 필드에서 정압을 수동으로 측정한 후 유선 리모컨에서 수동으로 그 정압에 맞는 RPM으로 설정을 하던 기존과 달리, 본 발명에 의하면 자동으로 해당 RPM으로 운전할 수 있어 공기조화기의 설치가 용이하고, 마이컴 내부에 입력되어 있는 정압에 맞는 RPM으로 공기조화기를 자동 운전함으로써 설치 시간을 감소시킬 수 있다.
나아가, 기존에 사용하던 고가의 정압 센서 대신 저가의 회로 구성을 사용하게 되어, 공기조화기의 제품 단가가 인하되는 효과가 있다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 실내기의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 팬 모터 제어장치의 회로도에서의 전류 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 제어를 위해 사용되는 데이터를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 제어과정을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 덕트형 공기조화기(100)는 실외기(110)와 실내기(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 실외기(110)와 실내기(120)는 냉매배관으로 연결되어 있다.
실외기(110)는 실내기(120)의 공기조화상태를 관리할 수 있다. 구체적으로, 실외기(110)는 냉매배관을 통하여 실내기(120)로 냉매를 공급하고, 실내기(120)를 통하여 순환되는 냉매의 흐름을 제어할 수 있다. 이를 위해, 실외기(110)는 적어도 하나의 압축기(미도시), 어큐뮬레이터(accumulator)(미도시), 실외 열 교환기(미도시) 및 실외기 팬(미도시)을 포함할 수 있다. 압축기(미도시)는 유입되는 냉매를 압축하여 고압의 기체냉매를 토출한다. 어큐뮬레이터(미도시)는 냉매로부터 기체냉매와 액체냉매를 분리해내고, 기화되지 않은 액체냉매가 압축기(미도시)로 유입되는 것을 방지한다. 실외 열 교환기(미도시)는 외부 공기와의 열 교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되게 한다. 실외기 팬(미도시)은 실외 열 교환기(미도시)의 열 교환을 보다 원활하게 하기 위하여, 실외 열 교환기(미도시)로 공기를 유입하고 열 교환된 공기를 외부로 토출한다.
실내기(120)는 냉매의 순환에 따라 발생하는 냉온의 공기를 실내로 토출할 수 있다. 이를 위해, 실내기(120)는 팽창밸브(미도시), 실내 열 교환기(미도시) 및 실내기 팬(미도시)을 포함할 수 있다. 팽창밸브(미도시)는 연결된 실외기(110)로부터 공급되는 냉매를 팽창시킨다. 실내 열 교환기(미도시)는 냉매와 실내공기 간에 열을 교환시킨다. 실내기 팬(미도시)은, 실내공기는 실내 열 교환기(미도시)로 유입되게 하고, 열교환된 공기는 실내로 토출되게 한다. 예를 들어, 저온 저압의 액체 냉매가 실내기(120)에 유입되면, 상기 액체 냉매는 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발 현상이 일어나 스스로는 기화되고, 실내 공기의 온도는 떨어지게 되어 실내 냉방이 수행될 수 있다.
실시 예에 따라, 덕트형 공기조화기(100)는 실외기(110) 및 실내기(120)의 동작을 제어하는 중앙제어기(미도시), 냉매배관을 통하여 실외기(110) 또는 실내기(120)에 냉매를 배분하는 분배기(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 덕트형 공기조화기(100)에 포함되는 실내기(120)는 천장이나 벽에 설치될 수 있다. 구체적으로, 실내기(120)는 천장이나 벽면 내부의 사이 공간에 매립된 형태로 설치될 수 있다. 실내기(120)는 실내 공기를 흡입하거나 공조된 공기를 실내로 토출하는 덕트(124, 125)를 포함할 수 있다. 이 경우, 덕트형 공기조화기(100)는 실내 내부 공간을 차지하지 않고 벽면 내부 공간에 위치하므로, 실내 공간의 활용도를 높일 수 있다. 실내기(120)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 실내기의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기(100)의 실내기(120)는 열 교환기(121), 팬 모터(122), 실내 팬(123), 흡입 덕트(124), 공급 덕트(125) 및 본체(126)를 포함하여 구성될 수 있다.
본체(126)는 실내기(120)의 외관을 형성한다. 이러한 본체(126)는 벽면에 직접 부착되어 고정되거나, 벽면 사이 공간에 와이어 등에 의해 고정될 수 있다. 본체(126) 내부에 형성된 공간에는 열 교환기(121)와 팬 모터(122) 및 실내 팬(123)이 실장될 수 있다.
열 교환기(121)는 실내기(120)로 유입된 공기를 열 교환시킨다. 이를 위해, 열 교환기(121)는 본체(126) 내부의 공기 흡입구(미도시) 측에 연결된다. 열 교환기(121)는 공기 흡입구(미도시)에서 본체(126) 내부로 유입되는 공기를 열 교환함으로써 공기를 냉각하거나 가열시킬 수 있다.
팬 모터(122)는 회전될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 팬 모터(122)는 브러시리스 직류 모터(BLDC 모터)일 수 있다. 브러시리스 직류 모터는 일반적으로 회전자에는 계자를, 고정자에는 전기자 권선을 설치하고, 센서를 이용하여 권선의 전류방향을 결정하는 모터로서, 전류의 방향전환은 3상 또는 4상 인버터를 이용한다. 브러시리스 직류 모터는 저속 및 고속에서 토크가 비교적 높고 고속회전도 가능하며, 반도체 소자로 코일 전류를 구동하기 때문에 수명이 매우 길고 소음과 잡음을 거의 발생시키지 않는다. 또한, 후술하는 모터 제어부(304)에서 직접 속도조절을 할 수 있으므로 환기 장치 등 공기조화기(100)의 팬 모터(122)로서 적합하다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 팬 모터(122)는 DC 브러쉬 모터, PMSM(Permanent Magnet Syncronous Motor), 동기 모터(Syncronous Motor), 유도전동기(Induction Motor), 릴럭턴스 모터(Reluctance Motor), 스테핑 모터(Stepping Motor), 초음파 모터(Ultrasonic Motor) 및 리니어 모터(Linear Motor) 등으로 구현될 수도 있다.
팬 모터(122)는 실내 팬(123)을 구동할 수 있다. 이를 위해, 팬 모터(122)에는 실내 팬(123)이 장착될 수 있다. 이 경우, 팬 모터(122)는 실내 팬(123)에 회전에 의한 구동력을 제공할 수 있다.
실내 팬(123)은 공기를 흡입시키거나 토출시킨다. 이를 위해, 실내 팬(123)은 팬 모터(122)에 연결되어, 팬 모터(122)의 회전에 대응하여 회전할 수 있다.
실내 팬(123)은 본체(126) 내부의 공기 토출구(미도시) 측에 구비될 수 있다. 실내 팬(123)은 실내 공기를 본체(126) 내부로 흡입시켜 열 교환 시킨 후, 다시 공기 토출구(미도시)를 통해 실내로 토출되도록 공기를 유동시킬 수 있다.
덕트(124, 125)는 본체(126)에 연결되어, 본체(126) 내부와 실내를 연통시켜 공기를 안내하는 역할을 수행한다. 덕트(124, 125)는 흡입 덕트(124)와 토출 덕트(125)를 포함할 수 있다.
흡입 덕트(124)는 실내로부터 유입되는 공기를 본체(126) 내부로 안내한다. 이러한 흡입 덕트(124)는 본체(126) 내부에 실장되는 공기 흡입구(미도시)에 연결될 수 있다. 흡입 덕트(124)에는 실내에서 흡입되는 공기에 포함된 이물질을 제거하는 필터(미도시)가 구비될 수 있다.
토출 덕트(125)는 본체(126) 내부에서 공조되어 토출되는 공기를 실내로 안내한다. 이러한 토출 덕트(125)는 본체(126) 내부에 실장되는 공기 토출구(미도시)에 연결될 수 있다.
여기서, 공기 흡입구(미도시)와 공기 토출구(미도시)는 각각 본체(126)의 서로 다른 면에 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 구성을 도시한 블록도이다.
팬 모터 제어장치(300)는 전원부(301), 전류 감지부(302), 저장부(303) 및 모터 제어부(304)를 포함할 수 있다.
전원부(301)는 팬 모터 제어장치(300)에 동작전원을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원부(301)는 공기조화기(100)가 운전되는 경우, 모터 제어부(304)에 전원을 공급할 수 있다. 이 경우, 모터 제어부(304)에 공급되는 전원은 교류 전원일 수 있다.
모터 제어부(304)는 팬 모터 제어장치(300)에 연결된 팬 모터(122)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 모터 제어부(304)는 풍량을 조절하기 위하여, 팬 모터(122)의 속도를 가변 시킬 수 있다. 이를 위해, 팬 모터(122)는 속도 가변이 가능한 모터로 구현될 수 있다.
전류 감지부(302)는 팬 모터(122)에 입력되는 전류를 측정할 수 있다. 이를 위해, 전류 감지부(302)는 팬 모터(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 공기조화기(100)가 초기 운전을 시작하는 경우, 전류 감지부(302)는 팬 모터(122)에 흐르는 전류를 검출하여 이에 대한 정보를 모터 제어부(304)에 제공할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 전류 감지부(302)는 전류를 감지하기 위하여, SHUNT 저항을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 팬 모터 제어장치(300)는 모터 제어부(304)를 통하여 팬 모터(122)를 제어함으로써 실내 팬(123)을 구동시킬 수 있다. 이를 위해, 팬 모터(122)에는 실내 팬(123)이 장착되어 팬 모터(122)의 회전에 따라 회전될 수 있다.
저장부(303)는 팬 모터(122)의 입력전류에 대응하는 정압 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(303)는 각 정압별 필요 풍량 데이터(예를 들어, RPM)를 저장할 수 있다. 이러한 데이터들은 실험적으로 결정될 수 있다.
이를 위해, 저장부(303)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
저장부(303)에 저장되는 데이터들에 대해서는 도 6a와 도 6b를 참조하여 후술한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 회로도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기(100)의 팬 모터 제어장치(400)는 회로 형태로 구현될 수 있다.
도 4를 참조하면, 팬 모터 제어장치(400)는 인쇄회로기판에 복수개의 부품이 집적된 PCBA(Printed Circuit Board Assembly)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 팬 모터 제어장치(400)는 메인 PCBA(410)와 서브 PCBA(420)로 구성될 수 있다.
메인 PCBA(410)는, 메인 PCBA(410)에 실장된 부품들에 전원을 공급하는 전원부(411), 팬 모터(413)에 입력되는 입력전류를 감지하는 전류 감지부(412), 공기조화기(100)의 운전 시 구동되는 팬 모터(413), 팬 모터(413)에 연결되어 팬 모터(413)의 구동에 대응하여 회전하는 실내 팬(414) 및 팬 모터(413)에 입력되는 입력전류와 이에 대응하는 정압에 대한 데이터를 저장하는 저장부(415)를 포함할 수 있다. 여기서, 전류 감지부(412)는 전류를 감지하기 위하여, SHUNT 저항을 포함할 수 있다.
한편, 팬 모터(413)와 실내 팬(414) 및 저장부(415)는 서브 PCBA(420) 에 실장되는 대신, 별도의 PCB에 집적되어 메인 PCBA(410) 및 서브 PCBA(420)와 연결될 수도 있다.
서브 PCBA(420)는 서브 PCBA(420)에 실장된 부품들에 전원을 공급하는 전원부(421), Micom(424)을 구동시키는 OSC(422), AC 신호를 DC 신호로 변환하는 스위치인 SMPS(423), 메인 PCBA(410)와 통신을 수행하여 신호를 송수신하는 포토 커플러(425) 및 전류 감지부(412)가 감지한 전류값을 증폭하는 OP Amp(426)를 포함할 수 있다.
공기조화기(100)가 초기 운전을 시작하면, 전류 감지부(412)는 SHUNT 저항에 걸리는 모터 전류 값을 감지한다. 여기서, 모터 전류 값은 팬 모터(413)에 입력되는 입력전류를 의미할 수 있다. 전류 감지부(412)는 모터 전류 값을 OP Amp(426)에 전송한다.
OP Amp(426)는 수신한 모터 전류 값을 증폭한다. 전류 감지부(412)가 감지한 전류 값은 제어를 위한 판단이나 연산을 하기에는 그 값이 너무 작으므로, OP Amp(426)에 의해 전류 값을 증폭하여 사용한다.
Micom(424)은 OP Amp(426)에 의해 증폭된 전류 값을 읽어 들이고, 이에 기초하여 전류에 대응하는 정압을 판단한다. 이 경우, 포토 커플러(425)에 의한 통신을 수행함으로써, Micom(424)은 정압에 맞는 RPM으로 팬 모터(413)를 자동 제어한다.
도 5는 도 4에 도시된 팬 모터 제어장치의 회로도에서 전류 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전류 감지부(412)는 SHUNT 저항(510)을 포함한다. 회로 구성에 따라, 전류 감지부(412)는 복수개의 SHUNT 저항(510)을 포함할 수 있다. 이 경우, 전류 감지부(412)는 SHUNT 저항(510)에 걸리는 모터 전류 값을 감지한다. 모터 전류 값은 OP Amp(426)의 입력신호로 입력되어 OP Amp(426)에 의해 증폭된다(520). 증폭된 전류값은 Micom(424)에 연결되는 출력단(530)으로 출력된다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 제어를 위해 사용되는 데이터를 도시한 도면이다.
덕트형 공기조화기의 최초 개발 시, 공기조화기와 실내기의 용량 및 풍량에 기초하여 전류와 이에 대응하는 정압 간의 관계, 정압과 이에 대응하는 RPM간의 관계에 대한 데이터를 도출할 수 있다. 여기서, 이러한 데이터는 시험에 의해 도출될 수 있다.
도 6a는 전류와 이에 대응하는 정압 간의 관계를 도시한 표이다. 도 6a에 도시된 데이터는 다음과 같이 얻어진다. 우선, 출하 시 공기조화기(100)를 소정 정압으로 구동하고, 이 경우 공기조화기(100)의 팬 모터(122)에 입력되는 전류를 측정한다. 여기서, 소정 정압은 공기조화기(100)의 용량과 설치 환경 및 사용 태양에 기초하여 샘플링 된 정압으로서, 복수 개의 정압을 포함할 수 있다. 이로부터 공기조화기(100)를 구동하는 정압과 팬 모터(122)에 입력되는 전류 간의 관계를 얻을 수 있다.
한편, 복수개의 소정 정압 각각에 대하여 이러한 작업을 계속한다. 이에 의해, 복수개의 정압 각각으로 공기조화기(100)를 구동했을 때, 팬 모터(122)에 입력되는 각각의 전류 값을 획득할 수 있다.
획득한 데이터, 즉 소정 정압과 이에 대응하는 전류값에 기초하여, 임의의 정압에 대응하는 전류 값을 예측할 수 있다. 도 6a를 참조하면, 6 정압에 각각 80 RPM, 85 RPM 및 91 RPM으로 구동한 경우의 실측 전류값(601), 15 정압에 105 RPM으로 구동한 경우의 실측 전류값(602) 및 25 정압에 105 RPM으로 구동한 경우의 실측 전류값(603)이 측정된다. 구체적으로, 공기조화기(100)가 6 정압으로 구동되는 경우에 있어서, RPM이 80일 때의 전류 값은 1005mA이고, RPM이 85일 때의 전류 값은 1146mA이고, RPM이 91일 때의 전류 값은 1280mA이다.
이로부터 다른 임의의 정압 및 RPM 값의 조합에 대응하는 전류 값을 예측할 수 있다. 도 6a에서 상기 실측 전류 값들(601, 602, 603)을 제외한 나머지 데이터들은 모두 실측 값이 아닌 예측된 값들이다.
이에 의해, 공기조화기(100)가 운전을 시작하여 팬 모터(122)를 구동하는 경우, 전류 감지부(302)는 모터 전류를 측정하고, 도 6a에 도시된 표를 참조하여 측정된 모터 전류를 이를 대응하는 정압으로 변환할 수 있다.
도 6b는 정압과 이에 대응하는 RPM 간의 관계를 도시한 표이다. 표의 첫 번째 열(610)은 설정 정압 값을 나타낸다. 구체적으로, 설정 정압값은 공기조화기(100)가 초기 운전을 시작하는 경우 구동되는 정압 값일 수 있다.
표의 첫 번째 행(620)은 각각의 설정 정압 값에 대응하는 팬 모터(122)의 정압 및 RPM을 나타낸다. 구체적으로, 각각의 설정 정압 값으로 공기조화기(100)가 운전되는 경우, 이에 대응하는 팬 모터(122)의 정압 및 RPM을 도시한다. 이러한 데이터는 다음과 같은 과정으로 도출될 수 있다.
먼저, 최소 정압 조건에서 최대 사용 가능한 RPM을 확정한다. 일 실시 예에 의하면, 저전압, 즉, 정격전압 대비 -20%인 조건에서의, 최대사용가능 RPM을 확정할 수 있다. 또한, 최대 정압 조건에서 최대 사용 가능한 RPM 확정한다. 일 실시 예에 의하면, 과전압, 즉, 정격전압 대비 +20%인 조건에서의, 최대사용가능 RPM을 확정할 수 있다. 이 경우, 공장 출하 정압 조건에서 최대사용가능 RPM을 확정한다. 구체적으로, 정격전압 조건에서 최대사용가능 RPM을 확정할 수 있다. 각 정압별 최대사용 RPM을 검토한 후, 각 요구 풍량에 맞는 강풍, 중풍 및 약풍의 RPM을 확정한 후 저장부(303)에 저장한다.
각 정압별 강풍 기준으로 팬 모터(122)단의 전류값을 측정한다. 이러한 측정값들은 데이터베이스화하여 저장부(303)에 저장할 수 있다.
이 경우, 도 6b에 도시된 표를 참조하여, 공기조화기(100)는 소정 정압으로 구동되는 경우의 팬 모터(122)의 필요 풍량, 즉 RPM 값을 구할 수 있다.
한편, 도 6a 및 도 6b에 도시된 데이터들은 덕트형 공기조화기(100)의 최초 개발 시 시험에 의해 측정 및 예측되어 저장부(303)에 저장될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 제어과정을 도시한 도면이다.
공기조화기(100)의 제품 출하 시, 각 정압별 RPM을 설정한다(S701).
공기조화기(100)는 운전이 시작되면(S702), 모터 제어부(304)에 의해 팬 모터(122)를 구동한다. 이에 의해, 팬 모터(122)에 장착된 실내 팬(123)이 회전된다.
공기조화기(100)의 전류 감지부(302)는 팬 모터(122)에 입력되는 모터 전류를 감지한다(S703). 이러한 모터 전류는 팬 모터(122)의 입력전류, 운전전류 등을 포함할 수 있다.
공기조화기(100)의 전류 감지부(302)는 모터 전류에 대응하는 현재 정압을 판단한다(S704). 구체적으로, 전류 감지부(302)는 도 6a에서 설명한 바와 같은 전류와 이에 대응하는 정압 간의 관계를 참조하여, 감지된 모터 전류에 대응하는 현재 정압을 판단할 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 전류 감지부(302) 대신 모터 제어부(304)가 모터 전류에 대응하는 현재 정압을 판단할 수도 있다.
공기조화기(100)의 모터 제어부(304)는 현재 정압이 공장 출하 정압과 다른지 판단한다(S705).
만일, 현재 정압이 공장 출하 정압과 다른 경우(S705-Yes), 모터 제어부(304)는 감지된 변경 전류에 대응하는 RPM을 확인한다(S706). 이 경우, 모터 제어부(304)는 해당 RPM으로 팬 모터(122)를 제어한다(S707).
한편, S705 단계에서 현재 정압이 공장 출하 정압과 같은 경우(S705-No), 모터 제어부(304)는 계속 현재 RPM으로 팬 모터(122)를 제어한다(S716).
팬 모터(122)의 제어에 의하여, 실내 팬(123)이 구동된다(S708).
이에 의하면, 필드에 맞는 정압 및 RPM으로 실내 팬(123)을 구동함으로써, 현장에서의 설치조건에 따라 광범위하게 달라지는 정압 조건에 능동적으로 대응하여 쾌적한 실내 공조를 수행할 수 있다.
기존에는 정압 센서에 의하여 정압을 측정하고, 이에 기초하여 정압 및 RPM 조건을 변경하였다. 그러나, 본 발명에 따른 공기조화기(100)는 기존과 달리 팬 모터(122)의 RPM(풍량)을 측정하는 정압 센서가 없다. 대신, 공기조화기(100)는 제품 출하 시 실측 및 예측에 의하여 전류에 대응하는 정압을 도출한 후, 향후 운전 시 팬 모터(122)의 입력 전류를 감지한 후 상기 전류와 정압 간 관계에 기초하여 입력 전류에 대응하는 정압을 도출한다. 이에 기초하여, 공기조화기(100)의 정압 및 RPM을 제어하게 된다.
이에 의하면, 정압 센서를 사용하지 않고도 측정된 전류 값에 기초한 공기조화기(100)의 제어를 수행할 수 있다.
만일, 공장 출하 시의 정압 값을 변경하지 않을 경우, 실제 필드에서 정압이 낮을 경우에는 제품 소손 또는 소음이 발생할 우려가 있고 실제 필드에서 정압이 높을 경우에는 냉/난방약이 발생할 가능성이 있다. 그러나, 본 발명에 의하면 이와 같은 문제점이 해소된다.
또한, 기존에는 필드에서 정압을 수동으로 측정한 후 유선 리모컨에서 수동으로 그 정압에 맞는 RPM으로 설정을 해야 했지만, 본 발명에 의하면 자동으로 해당 RPM으로 운전할 수 있어 공기조화기(100)의 설치가 용이해진다.
나아가, 마이컴 내부에 입력되어 있는 정압에 맞는 RPM으로 자동 운전함으로써 공기조화기(100)의 설치 시간을 감소시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 송신)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 공기조화기 110: 실외기
120: 실내기 121: 열 교환기
122, 413: 팬 모터 123, 414: 실내 팬
124: 흡입 덕트 125: 공급 덕트
126: 본체 300: 팬 모터 제어장치
301, 411, 421: 전원부 302, 412: 전류 감지부
303, 415: 저장부 304: 모터 제어부
410: 메인 PCBA 420: 서브 PCBA
424: Micom 422: OSC
423: SMPS 425: 포토 커플러
426: OP Amp

Claims (13)

  1. 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치에 있어서,
    상기 팬 모터와 연결되어 상기 팬 모터에 입력되는 전류를 감지하는 전류 감지부;
    상기 전류에 대응하는 정압을 저장하는 저장부; 및
    상기 덕트형 공기조화기가 운전되는 경우 상기 전류를 감지하도록 상기 전류 감지부를 제어하고, 상기 저장부를 참조하여 판단한 상기 전류에 대응하는 상기 정압에 기초하여 상기 팬 모터를 구동시키는 모터 제어부를 포함하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팬 모터는 브러시리스 직류 모터인 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전류 감지부는, SHUNT 저항을 포함하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류에 대응하는 상기 정압은,
    적어도 하나의 제1 정압에 대응하는 전류값을 측정하고, 이에 기초하여 적어도 하나의 제2 정압에 대응하는 전류값을 예측하는 것에 의해 설정되는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 정압에 대응하는 RPM을 저장하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모터 제어부는,
    상기 전류 감지부가 감지한 상기 전류에 대응하는 제1정압을 판단하고, 상기 제1정압이 상기 공기조화기의 공장출하 시의 정압인 제2정압과 다른 경우, 상기 제1정압 및 상기 제1정압에 대응하는 RPM에 기초하여 상기 팬 모터를 구동하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전류 감지부는, 상기 팬 모터와 전기적으로 연결되는 회로로 구성되는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치.
  8. 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법에 있어서,
    전류에 대응하는 정압을 저장하는 단계;
    팬 모터와 연결되어, 상기 덕트형 공기조화기가 운전되는 경우 상기 팬 모터에 입력되는 전류를 감지하는 단계;
    상기 전류에 대응하는 상기 정압을 판단하는 단계; 및
    상기 정압에 기초하여 상기 팬 모터를 구동시키는 단계를 포함하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 팬 모터는 브러시리스 직류 모터인 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
  10. 제8항에 있어서,
    SHUNT 저항에 의하여 상기 전류를 감지하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전류에 대응하는 상기 정압은,
    적어도 하나의 제1 정압에 대응하는 전류값을 측정하고, 이에 기초하여 적어도 하나의 제2 정압에 대응하는 전류값을 예측하는 것에 의해 설정되는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 정압에 대응하는 RPM을 저장하는 단계를 더 포함하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
  13. 제8항에 있어서,
    감지된 상기 전류에 대응하는 제1정압을 판단하고, 상기 제1정압이 상기 공기조화기의 공장출하 시의 정압인 제2정압과 다른 경우, 상기 제1정압 및 상기 제1정압에 대응하는 RPM에 기초하여 상기 팬 모터를 구동하는 덕트형 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 동작방법.
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