KR20190023609A - 압축기 동작 차단 회로 - Google Patents

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Abstract

압축기 동작 차단 회로가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로는, 릴레이를 포함하고 상기 릴레이가 온 되면 압축기에 전원을 공급하는 압축기 전원 공급부, 상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 마이컴, 상기 릴레이에 전원을 인가하는 릴레이 전원 공급부, 및, 냉매의 압력에 기초하여 상기 릴레이에 인가되는 전원을 차단하는 스위칭부를 포함한다.

Description

압축기 동작 차단 회로{CIRCUIT FOR BLOCKING OPERATION OF COMPRESSOR}
본 발명은, 냉매의 압력 상승시 하드웨어적으로 전원 공급을 차단할 수 있는 압축기 동작 차단 회로에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동기기, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등의 일부분으로 사용된다.
공기 조화기는 압축기로 냉매를 압축시킨 후 압축된 냉매가 기화하면서 발생되는 열 교환을 통하여 공기를 냉각하는 장치이다.
공기 조화기에는 다양한 냉매가 사용될 수 있으며, 최근에는 환경 오염을 최소화 하기 위한 친환경 냉매가 등장하고 있다.
한편 이러한 친환경 냉매의 경우 가연성으로 인한 폭발의 위험성 때문에 안전에 대한 규격이 강화되고 있다.
공기 조화기의 화재를 방지하기 위한 기술로는, 한국 등록 특허 KR 10-1323135 B1에서 소개하고 있다.
다만 위 특허 문헌은 냉매의 온도를 측정하고 화염 발생시 냉매를 분출하여 화재를 예방하는 것으로, 온도 측정을 통한 소프트웨어 적인 처리 방법을 제시할 뿐 하드웨어적인 해결책은 제시 못하고 있으며, 가연성 냉매 분출시 화재를 증폭시키는 문제점이 있었다.
본 발명은, 압축기의 압력 상승시 하드웨어적으로 전원 공급을 차단할 수 있는 압축기 동작 차단 회로의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 압력 이상 여부를 신속하게 외부로 알릴 수 있는 압축기 동작 차단 회로의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로는, 릴레이에 인가되는 전원을 차단할 수 있는 압력 스위치를 포함하고, 냉매의 압력이 기준값보다 큰 경우 압력 스위치가 동작함으로써 압축기에 공급되는 전원을 차단한다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 회로는, 릴레이 전원 공급부, 압력 스위치를 따라 흐르는 전류 패쓰에 압력 스위칭 상태 감지부를 연결하고, 압력 스위치의 오프(off) 시 에러 정보를 전송한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 압력에 기초한 압력 스위치의 개폐라는 하드웨어적 제어방법을 통하여 압축기의 동작을 중단시킬 수 있는 바, R32 등의 친환경 냉매 사용시 요구되는 안전 규격을 충족시킬 수 있으며, 마이컴, 압력 센서, 온도 센서 등의 고장에도 불구하고 압축기의 동작을 중단시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따르면, 압력 스위치의 개폐 여부에 기초하여 이상 상태를 나타내는 메시지를 출력함으로써, 공기 조화기의 동작 중단이 고장이 아니라 냉매 압력 감소를 위한 정상 동작임을 사용자에게 알릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 압축기 동작 차단 회로의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로의 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른, 압력 스위치 상태 감지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 압력 스위치 상태 감지부가 결합된 형태의 압축기 동작 차단 회로를 설명하기 위한 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.
본 명세서에 개시되는 압축기 동작 차단 회로는 공기 조화기에 적용될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 본 명세서에 개시되는 압축기 동작 차단 회로는 냉장고 등 냉매를 압축하기 위한 압축기를 포함하는 모든 기기에 적용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내기(10), 상기 실내기(10)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(20), 실내기(10)와 연결되는 리모컨(미도시), 그리고 실내기(10) 및 실외기(20)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다.
제어기(미도시)는 실내기(10) 및 실외기(20)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어할 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어 등을 수행할 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함되는 구조일 수 있다.
공기조화기(100)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기, 덕트형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다.
실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
실외기(20)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(10)로 냉매를 공급한다. 실외기(20)는 제어기(미도시) 또는 실내기(10)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기(10)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기(20)에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다.
실내기(10)는 실외기(20)에 연결되어, 냉매를 공급받아 공조 대상으로 냉온 또는 열온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실내 열교환기와, 실내기팬, 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함할 수 있다.
실외기 및 실내기는 제어기(미도시)와 별도의 통신선으로 연결되어 제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(10)에 연결되어, 실내기(10)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(10)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때, 리모컨(미도시)은 실내기(10)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신한다. 이를 위해, 리모컨(미도시)은 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 리모컨(미도시)을 통해 목표 온도를 입력할 수 있다. 이경우, 리모컨(미도시)은 목표 온도에 대한 사용자 입력을 수신하고, 제어기(미도시)로 전송한다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(10)와 실외기(20)로 구분된다.
실외기(20)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다.
또한 실외기(20)는, 후술하는 압축기 동작 차단 회로(300)를 포함할 수 있다.
실내기(10)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다.
실내측 열교환기(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다.
압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 도 2에서는 실내기(10)와 실외기(20)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로는, R32냉매가 적용된 공기 조화기에 사용될 수 있다.
R32 냉매는 메틸렌플로라이드(CH2F2)로써, 환경 친화적인 냉매로 기존 냉매 대비 에너지 효율 5~10%, 냉각 능력 10%를 높이는 장점이 있으나, 가연성이라는 단점이 있다.
따라서 R32 냉매 사용시 연소 또는 폭발에 유의하여야 한다.
따라서 유럽의 안전 규격은, R32 냉매 사용시 압축기 용량에 따라 압력 스위치를 반드시 안전장치로 적용해야 하며, 공기 조화기 내 압력이 이상(abnormal) 상태로 상승할 경우, 압력 스위치의 동작뿐만 아니라 하드웨어적으로 압축기가 동작을 멈출 때까지 안전상태를 유지할 수 있도록 규제하고 있다.
따라서 압축기를 마이컴의 제어에 의해 소프트웨어적으로 정지시키는 것뿐만 아니라, 마이컴의 제어와는 관계 없이 하드웨어적으로 정지시킬 필요성이 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 압축기 동작 차단 회로의 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로는, 전원 입력부(310), 압축기 전원 공급부(320), 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 압력 스위치 상태 감지부(350) 및 마이컴(360)을 포함할 수 있다.
전원 입력부(310)는 전원 회로로 구성될 수 있으며, 외부로부터 AC 전원을 전달받아 압축기 전원 공급부(320)에 공급할 수 있다.
압축기 전원 공급부(320)는 압축기에 전원을 공급할 수 있다. 여기서 압축기에 전원을 공급한다는 것의 의미는, 압축기에 직접 전원을 공급하는 것뿐만 아니라, 다른 장치를 통하여 압축기에 전원을 공급하는 것까지 포함할 수 있다.
예를 들어 압축기 전원 공급부(320)는 압축기 구동부에 전원을 공급할 수 있다. 여기서 압축기 구동부는 컨버터와 인버터를 포함할 수 있다. 이 경우 압축기 전원 공급부(320)는 컨버터의 전원을 충전할 수 있으며, 인버터는 충전된 전원을 이용하여 압축기에 전원을 공급할 수 있다.
한편 압축기 전원 공급부(320)는 릴레이(Relay)(321)를 포함할 수 있다. 또한 압축기 전원 공급부(320)는 릴레이가 온(on) 되면 압축기에 전원을 공급할 수 있다. 반대로 릴레이가 오프(off)되면, 압축기 전원 공급부(320)는 압축기에 대한 전원 공급을 중단할 수 있다.
릴레이 전원 공급부(330)는 릴레이(321)에 전원을 인가할 수 있다. 구체적으로 전류 패쓰가 형성되면, 릴레이 전원 공급부(330)는 릴레이 내부의 코일에 전원을 공급할 수 있다. 여기서 릴레이 전원 공급부(330)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)로 구성될 수 있다.
릴레이(321)는 전원이 공급되지 않는 경우 오프(off) 상태를 유지할 수 있으며, 릴레이 전원 공급부(330)가 릴레이(321)에 전원을 인가함에 따라 릴레이(321)는 온(on) 될 수 있다.
스위칭부(340)는 릴레이에 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
구체적으로 스위칭부(340)는 냉매의 압력을 측정할 수 있으며, 압력 스위치를 포함할 수 있다. 여기서 압력 스위치는 냉매의 압력에 기초하여, 릴레이에 전원이 인가되도록 스위칭 온(on) 되거나 릴레이에 인가되는 전원이 차단되도록 스위칭 오프(off)될 수 있다.
더욱 구체적으로 스위칭부(340)는 압축기 내부의 냉매의 압력을 측정할 수 있다.
그리고, 냉매의 압력이 기준값보다 작은경우, 스위칭부(340)는 스위칭 온(on) 상태를 유지할 수 있다. 이 경우 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류패쓰가 형성되어 릴레이(321)에 전원이 공급될 수 있다.
또한 냉매의 압력이 기준값보다 크면, 스위칭부(340)는 스위칭 오프(off)될 수 있다. 스위칭부(340)가 스위칭 오프(off)되는 경우, 스위칭부(340)가 오픈 됨으로써 상기 전류패쓰가 차단될 수 있다. 이에 따라 릴레이(321)에 대한 전원 공급이 중단될 수 있다.
압력 스위치 상태 감지부(350)는, 상기 전류 패쓰에 연결되어, 압력 스위치의 온/오프를 판단하기 위한 신호를 출력할 수 있다.
구체적으로 상기 전류 패쓰가 형성되면, 압력 스위치 상태 감지부(350)는 제1 신호를 마이컴에 출력할 수 있다. 또한 상기 전류 패쓰가 차단되면, 압력 스위치 상태 감지부(350)는 제2 신호를 마이컴에 출력할 수 있다.
한편, 압력 스위치 상태 감지부(350)는 전류 패쓰에 연결되는 발광 소자 및 마이컴(360)에 연결되는 수광 소자를 포함하는 포토 커플러(Photo Coupler)일 수 있다.
마이컴(360)은 압축기 동작 차단 회로의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
또한 마이컴(360)는 릴레이(321)의 온/오프를 제어할 수 있다.
구체적으로 마이컴(360)은, 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력함으로써, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰를 형성할 수 있다.
또한 마이컴(360)은, 압력 스위치 상태 감지부(350)로부터 수신되는 신호에 기초하여 압력 스위치의 온/오프를 판단할 수 있다.
한편, 마이컴(360)은 통신부(미도시)를 포함할 수 있으며, 외부와 데이터를 송/수신할 수 있다.
한편, 압력 스위치가 오프된 것으로 판단되면, 마이컴(360)은 외부로 오류 보고를 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로의 회로도이다.
전원 입력부(310)는 전원 회로로 구성될 수 있으며, 외부로부터 AC 전원을 전달받아 압축기 전원 공급부(320)에 공급할 수 있다.
압축기 전원 공급부(320)는, 릴레이(321), 제2 릴레이(322) 및 버퍼 IC(323)를 포함할 수 있다.
여기서 릴레이(321)는 파워 릴레이(Power Relay), 제2 릴레이(322)는 스타트 릴레이(Start Relay)일 수 있다.
스타트 릴레이(Start Relay)는 압축기가 초기 기동을 할 때 초기 충전을 위하여 사용되는 릴레이일 수 있으며, 파워 릴레이(Power Relay)는 압축기의 운전 중 압축기에 전원을 공급하기 위하여 사용되는 릴레이일 수 있다.
구체적으로 압축기의 초기 기동시, 스타트 릴레이(Start Relay)가 온(on) 될 수 있다. 이 경우 스타트 릴레이(Start Relay)와 직렬로 연결된 저항에 의하여 돌입 전류가 제한되며, 이에 따라 부품 소손이 방지될 수 있다.
한편, 스타트 릴레이(Start Relay)를 통하여 전원이 공급됨으로써, 압축기 구동부의 DC 링크 전압이 상승할 수 있다.
한편, 압축기 전원 공급부(320)로 인가되는 전압과 DC 링크 전압과의 전압차가 줄어든 경우, 파워 릴레이(Power Relay)가 온(on) 될 수 있다.
이 경우 DC 링크 전압은 더 상승하며, 인버터는 충전된 DC 링크 전압을 이용하여 압축기를 구동할 수 있다.
한편, 스위칭부(340)는 압력 스위치 커넥터(341) 및 압력 스위치(342)를 포함할 수 있다.
스위칭부(340)는 릴레이 전원 공급부(300) 및 릴레이(321)와 직렬로 연결될 수 있다.
구체적으로, 압력 스위치(342)의 일단은 릴레이 전원 공급부(330)에 연결될 수 있으며, 압력 스위치(342)의 타단은 릴레이(321)에 연결될 수 있다.
압력 스위치 커넥터(341)는 압력 측정 지점에 연결되어 냉매의 압력을 측정할 수 있으며, 냉매의 압력에 기초하여 압력 스위치(342)가 개폐될 수 있다.
구체적으로 냉매의 압력이 기준 값보다 작은 경우에는 압력 스위치(342)가 스위칭 온(on)되며, 냉매의 압력이 기준 값 보다 큰 경우에는 압력 스위치(342)가 스위칭 오프(off)될 수 있다.
아래에서는, 정상 상태의 동작 및 비정상 상태(이상 상태)의 동작에 대해서 설명한다.
여기서 정상 상태란 냉매의 압력이 기준 값보다 작은 경우로써 안정성에 문제가 없는 상태를 의미하며, 비정상 상태(이상 상태)란 냉매의 압력이 기준 값 보다 커서 압축기의 동작을 중지시켜야 하는 상태를 의미할 수 있다.
여기서 냉매의 압력은, 압축기 내부의 압력을 측정하는 방식으로 측정이 가능하다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 공기 조화기 내에서 냉매의 압력을 측정할 수 있는 곳이면 어느 지점이든 측정이 가능하다. 다만 측정 지점에 따라서 상기 기준 값은 상이해질 수 있다.
먼저 정상 상태에서의 압축기 동작 차단 회로의 동작에 대해서 설명한다.
현 상태는 냉매의 압력이 기준 값 보다 작은 정상 상태이기 때문에, 압력 스위치(342)가 스위칭 온(on) 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라 압력 스위치(342)는 쇼트되어, 릴레이(321)와 릴레이 전원 공급부(330)를 연결할 수 있다.
한편, 마이컴(360)은 릴레이(321)의 온/오프를 제어할 수 있다. 구체적으로 마이컴(360)은 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력할 수 있다.
그리고 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호가 출력되면, 릴레이 전원 공급부(330)에서 릴레이(321)에 전원을 공급할 수 있는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
구체적으로 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호가 출력되면, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)의 패쓰는 그라운드에 연결될 수 있다. 이에 따라 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
이 경우, 릴레이 전원 공급부(330)와 그라운드 간의 전위 차에 따라, 전류패쓰를 통하여 전류가 흐를 수 있다. 이에 따라 릴레이(321)에 전원이 공급되어 릴레이(321)는 온(on)될 수 있다.
예를 들어 릴레이(321)를 온 하기 위한 하이(high) 신호가 마이컴(360)으로부터 출력되면 상기 전류 패쓰가 형성되며, 릴레이 전원 공급부(330)의 15V 전원이 릴레이 코일(Relay Coil)에 인가될 수 있다.
이에 따라 릴레이(321)가 온(on)되면, AC 전원은 압축기 전원 공급부(320)를 통하여 압축기로 공급될 수 있다.
한편, 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성된다는 것의 의미는, 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 릴레이(321)가 전기적으로 연결되어 전위차의 발생에 따라 전류가 흐를 수 있다는 의미일 수 있다.
따라서, 도 4에서는 스위칭부(340)가 릴레이 전원 공급부(330)와 릴레이(321) 사이에 배치되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어 스위칭부(340)는 릴레이(321)와 그라운드 사이에 연결될 수 있다.
즉, 스위칭부(340) 는, 릴레이 전원 공급부(330) 및 릴레이(321)와 함께 직렬로 연결되면 될 뿐, 그 위치는 무방하다.
다음은, 정상 상태에서 동작하는 중, 냉매의 압력이 높아져서 비정상 상태로 전환된 경우의 압축기 동작 차단 회로의 동작에 대해서 설명한다.
정상 상태에서는, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성되어 있으며, 이에 따라 릴레이(321)에 전원이 공급되고 있는 상태이다.
한편, 냉매의 압력이 기준 값 보다 높은 이상(abnormal) 상태(=비 정상 상태)가 되면, 압력 스위치(342)는 스위칭 오프(off)될 수 있다.
이 경우 압력 스위치(342)는 오픈되며, 이에 따라 상기 형성된 전류 패쓰는 차단될 수 있다. 즉, 릴레이(321)와 릴레이 전원 공급부(330)와의 연결이 차단될 수 있다.
이 경우, 릴레이 전원 공급부(330)에서 릴레이 코일에 공급되는 전원이 차단될 수 있다. 예를 들어 릴레이 전원 공급부(330)에서 릴레이 코일에 공급하던 15V의 전원이 자동으로 차단될 수 있다.
이에 따라 릴레이(321)는 오프(off)될 수 있으며, 압축기 전원 공급부(320)를 통한 전원 공급은 차단될 수 있다.
이 경우 컨버터 전원의 충전이 중단되게 되며, 이에 따라 압축기는 구동을 중단할 수 있다.
한편, 본 발명은 압축기 구동을 소프트웨어적으로 중단하는 것이 아닌, 하드웨어 적으로 중단하는 것일 수 있다.
구체적으로 마이컴(360)은, 압축기 구동부의 초기 충전이 완료되면, 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력하고 출력을 계속적으로 유지할 수 있다. 또한 마이컴(360)은 냉매의 압력에 대한 정보나 데이터를 수신하지 않을 수 있다.
즉 마이컴(360)은, 냉매의 압력에 관계 없이, 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력하고 상기 신호의 출력을 유지할 수 있다.
한편 마이컴(360)에서 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력하는 동안, 압력 스위치(342)는 냉매의 압력이 기준값 이상이면 스위칭 오프 되어 상기 전류 패쓰를 차단할 수 있다.
즉 마이컴(360)에서 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력함에도 불구하고, 압축기에 공급되는 전원은 압력 스위치(342)의 동작에 의하여 차단될 수 있다.
종래에는 압축기 내부의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 따라 압축기의 동작을 제어하였다. 다만 이러한 방식으로는 냉매의 폭발에 직접적인 원인이 되는 냉매의 압력을 측정할 수 없었으며, 이에 따라 온도를 압력으로 전환하기 위한 계산 과정이 필요하였다.
다만 본 발명은, 냉매의 압력을 직접 측정하고 그 압력에 기초하여 압축기의 동작을 차단함으로써, 폭발 위험에 따라 신속하고 정확하게 압축기의 동작을 중단할 수 있는 장점이 있다.
또한 종래에는 스프트웨어 적인 차단 방법, 즉 센서가 통하여 데이터를 획득하고, 마이컴은 상기 데이터 값에 기초하여 신호 출력을 제어함으로써 압축기의 동작을 중단시켰다.
다만 이러한 소프트웨어 적인 제어는 하드웨어적인 안전 상태 유지를 요구하는 국가들의 안전 규격을 만족시키지 못하며, 마이컴, 압력 센서, 온도 센서 등의 고장에 따른 대처도 불가능한 단점이 있었다.
다만 본 발명은, 압력에 기초한 압력 스위치의 개폐라는 하드웨어적 제어방법을 통하여 압축기의 동작을 중단시킬 수 있는 바, R32 등의 친환경 냉매 사용시 요구되는 안전 규격을 충족시킬 수 있으며, 마이컴, 압력 신서, 온도 센서 등의 고장에도 불구하고 압축기의 동작을 중단시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른, 압력 스위치 상태 감지부를 설명하기 위한 도면이다.
압축기 동작 차단 회로(300)는, 압력 스위치의 온/오프를 판단하기 위한 압력 스위치 상태 감지부(350)를 포함할 수 있다.
여기서 압력 스위치 상태 감지부(350)는, 1차측, 즉 압력 스위치(342)에 연결되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 여기서 발광 소자는, 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
또한 압력 스위치 상태 감지부(350)는, 2차측, 즉 마이컴(370)에 연결되는 수광 소자를 포함할 수 있다. 여기서 수광 소자는, 포토 다이오드, 포토 트렌지스터, 광사이리스터 및 광전자집적회로(OEIC) 중 적어도 하나일 수 있다.
먼저 정상 상태에서의 압력 스위치 상태 감지부의 동작에 대해서 설명한다.
현 상태는 냉매의 압력이 기준 값 보다 작은 정상 상태이기 때문에, 압력 스위치(342)가 스위칭 온(on) 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라 압력 스위치(342)는 쇼트되어, 릴레이 전원 공급부(330)와 발광 소자를 연결할 수 있다.
한편 압력 스위치(342)가 스위칭 온(on) 상태인 경우, 릴레이 전원 공급부(330)에서 발광 소자에 전원을 공급할 수 있는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
구체적으로, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 발광 소자를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
이 경우, 릴레이 전원 공급부(330)와 그라운드 간의 전위 차에 따라, 전류패쓰를 통하여 전류가 흐를 수 있다. 이에 따라 발광 소자에 전원이 공급되어 발광 소자는 빛을 발산할 수 있다.
한편 전류 패쓰가 형성됨에 따라 발광 소자가 빛을 발산하고 수광 소자에서 상기 발산된 빛을 수광하면, 압력 스위치 상태 감지부(350)는 마이컴(370)으로 제1 신호를 출력할 수 있다. 여기서 제1 신호는 하이(high) 신호일 수 있다.
한편 제1 신호를 검출한 마이컴(370)은, 현재 압력 스위치가 스위칭 온(on)인 상태, 즉 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
다음은 비정상 상태에서의 압력 스위치 상태 감지부의 동작에 대해서 설명한다.
압력 스위치(342)가 스위칭 오프(off) 상태인 경우, 릴레이 전원 공급부(330)에서 발광 소자에 전원을 공급할 수 있는 전류 패쓰가 차단 될 수 있다.
이에 따라 발광 소자에 대한 전원의 공급이 차단되어, 발광 소자는 빛을 발산하지 않을 수 있다.
한편 전류 패쓰가 차단됨에 따라 수광소자에 빛이 수광되지 않으면, 압력 스위치 상태 감지부(350)는 마이컴(370)으로 제2 신호를 출력할 수 있다. 여기서 제2 신호는 로우(low) 신호일 수 있다.
한편 제2 신호를 검출한 마이컴(370)은, 현재 압력 스위치가 스위칭 오프(off)인 상태, 즉 비 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편 비 정상 상태가 감지되면, 마이컴(370)은 외부로 에러 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어 비 정상 상태가 감지되면, 마이컴(370)은 에러 정보를 실내기로 전송할 수 있다. 이 경우 실내기는 수신된 에러 정보에 기초하여 이상 상태를 나타내는 메시지를 출력할 수 있다.
다른 예를 들어 비 정상 상태가 감지되면, 마이컴(370)은 에러 정보를 서비스 업체 측 서버에 전송할 수 있다. 이 경우 서비스 업체는 에러 정보에 기초하여, 고객에게 이상 상태 발생을 통지하거나 공기 조화기의 수리 여부를 결정할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 압력 스위치의 개폐 여부에 기초하여 이상 상태를 나타내는 메시지를 출력함으로써, 공기 조화기의 동작 중단이 고장이 아니라 냉매 압력 감소를 위한 정상 동작임을 사용자에게 알릴 수 있다.
또한 본 발명은, 압력 스위치의 개폐 여부에 기초하여 에러 정보를 서비스 업체에 전송함으로써, 서비스 업체 측에서 공기 조화기의 상태를 파악하고 적절하게 관리할 수 있도록 도울 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 압력 스위치 상태 감지부가 결합된 형태의 압축기 동작 차단 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 도시하는 압축기 동작 차단 회로에는, 도 4 및 도 5에서의 설명이 모두 적용될 수 있다.
또한 도 6에서는 마이컴(360) 및 제2 마이컴(370)이 별도로 존재하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않는다.
구체적으로 본 발명은 하나의 마이컴(360)으로 구성될 수 있으며, 이 경우 하나의 마이컴(360)은 제2 마이컴의 기능을 모두 수행할 수 있다.
예를 들어 압력 스위치 상태 감지부(350)는 마이컴(360)에 연결되어 마이컴(360)에 제1 신호 또는 제2 신호를 출력할 수 있다. 또한 마이컴(360)는 외부로 에러 정보를 전송할 수 있다.
한편, 압력 스위치 상태 감지부(350)는, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰에 연결될 수 있다.
구체적으로 압력 스위치 상태 감지부(350)의 발광 소자는, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰에 병렬로 연결될 수 있다. 다만 이에 한정되지 아니하며, 압력 스위치 상태 감지부(350)의 발광 소자가 상기 전류 패쓰에 직렬로 연결되어도 무방하다.
먼저 정상 상태에서의 압축기 동작 차단 회로의 동작에 대해서 설명한다.
현 상태는 냉매의 압력이 기준 값 보다 작은 정상 상태이기 때문에, 압력 스위치(342)가 스위칭 온(on) 상태로 유지될 수 있다. 이에 따라 압력 스위치(342)는 쇼트되어, 릴레이(321)와 릴레이 전원 공급부(330)를 연결할 수 있다.
한편 마이컴(360)에서 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호가 출력되면, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340), 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
이 경우 릴레이(321)가 온 될 수 있으며, AC 전원은 압축기 전원 공급부(320)를 통하여 압축기로 공급될 수 있다.
또한 압력 스위치 상태 감지부(350)가 상기 전류 패쓰에 연결됨에 따라, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 발광 소자를 따라 흐르는 전류 패쓰가 형성될 수 있다.
이 경우 발광 소자에 전원이 공급되어 발광 소자는 빛을 발산할 수 있으며, 압력 스위치 상태 감지부(350)에서 출력되는 신호에 기초하여 제2 마이컴(370)은 현재 압력 스위치가 스위칭 온(on)인 상태, 즉 정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
다음은, 정상 상태에서 동작하는 중, 냉매의 압력이 높아져서 비정상 상태로 전환된 경우의 압축기 동작 차단 회로의 동작에 대해서 설명한다.
냉매의 압력이 기준 값 보다 높은 이상(abnormal) 상태(=비 정상 상태)가 되면, 압력 스위치(342)는 스위칭 오프(off)될 수 있다.
이 경우 압력 스위치(342)는 오픈되며, 이에 따라 기 형성된 전류 패쓰는 차단될 수 있다.
구체적으로, 릴레이(321)와 릴레이 전원 공급부(330)와의 연결이 차단될 수 있다. 또한 압력 스위치 상태 감지부(350)와 릴레이 전원 공급부(330)와의 연결이 차단될 수 있다.
이 경우, 릴레이 전원 공급부(330)에서 릴레이 코일에 공급되는 전원이 차단되며, 이에 따라 릴레이(321)는 오프(off)되고, 압축기 전원 공급부(320)를 통한 전원 공급은 차단될 수 있다.
또한 릴레이 전원 공급부(330)에서 압력 스위치 상태 감지부(350) 내 발광 소자에 공급되는 전원이 차단되며, 이에 따라 압력 스위치 상태 감지부(350)는 제2 마이컴(370)으로 제2 신호를 출력할 수 있다. 이 경우 제2 마이컴(370)은 외부로 에러 정보를 전송할 수 있다.
한편, 냉매의 압력이 다시 기준값 보다 작아지는 경우, 압력 스위치는 다시 스위칭 온(on) 상태로 복귀할 수 있다.
이 경우 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 발광 소자를 따라 흐르는 전류 패쓰가 다시 형성될 수 있다, 이 경우 압력 스위치 상태 감지부(350)는 제1 신호를 마이컴(360)에 전송할 수 있다.
한편 제1 신호가 수신되면, 마이컴(360)은 에러 정보의 전송을 중단할 수 있다다. 이 경우 실내기는 이상 상태를 나타내는 메시지의 출력을 중단할 수 있다.
또한 제1 신호가 수신되면, 마이컴(360)은 압축기를 재시동하게 되며, 이에 따라 압축기에 전원이 다시 공급될 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 릴레이 전원 공급부와 릴레이를 흐르는 전류 패쓰에 압력 스위치를 연결하는 간단한 구조 만으로도 압력 상태 이상 발생 시 압축기의 동작을 차단할 수 있으며, 이에 따라 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은, 릴레이 전원 공급부, 스위치 및 릴레이를 흐르는 전류 패쓰에 압력 스위치 감지부를 연결함으로써, 별도의 회로 구성 없이도 에러 정보를 외부로 전송할 수 있는 바, 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
한편, 이하에서는 압축기의 동작 차단 회로(300)의 동작 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 압축기 동작 차단 회로(300)의 동작 방법은, 마이컴(360)이 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력하는 단계, 릴레이 전원 공급부(330)가 릴레이(321)를 온 하기 위하여 릴레이(321)에 전원을 인가하는 단계, 압축기 전원 공급부(320)가, 릴레이가 온 되면 압축기에 전원을 공급하는 단계, 및, 스위칭부(340)가 냉매의 압력에 기초하여 릴레이(321)에 인가되는 전원을 차단하는 단계를 포함한다.
이 경우 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력하는 단계는, 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호를 출력함으로써, 릴레이 전원 공급부(330), 스위칭부(340) 및 릴레이(321)를 따라 흐르는 전류 패쓰를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 압력 스위치(342)는, 릴레이(321)를 온 하기 위한 신호가 출력되는 동안, 냉매의 압력이 기준값 이상이면 스위칭 오프 되어 전류 패쓰를 차단할 수 있다.
한편 압축기의 동작 차단 회로(300)의 동작 방법은, 압력 스위치 상태 감지부(350)가 출력하는 신호에 기초하여 압력 스위치(342)의 온/오프를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 압축기의 동작 차단 회로(300)의 동작 방법은, 전류 패쓰가 형성되면 압력 스위치 상태 감지부(350)가 마이컴(360)에 제1 신호를 출력하고, 전류 패쓰가 차단되면 압력 스위치 상태 감지부(350)가 마이컴(360)에 제2 신호를 출력하는 단계, 및, 마이컴(360)이, 제2 신호가 수신되면 외부로 에러 정보를 전송하는 단계를 포함할 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 있다. 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.
300: 압축기 동작 차단 회로
310: 전원 입력부 320: 압축기 전원 공급부
330: 릴레이 전원 공급부 340: 스위칭부
350: 압력 스위치 상태 감지부 360: 마이컴

Claims (15)

  1. 릴레이를 포함하고, 상기 릴레이가 온 되면 압축기에 전원을 공급하는 압축기 전원 공급부;
    상기 릴레이의 온/오프를 제어하는 마이컴;
    상기 릴레이에 전원을 인가하는 릴레이 전원 공급부; 및
    냉매의 압력에 기초하여 상기 릴레이에 인가되는 전원을 차단하는 스위칭부를 포함하는
    압축기 동작 차단 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 냉매의 압력이 기준값보다 크면 스위칭 오프되는 압력 스위치를 포함하는
    압축기 동작 차단 회로.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력함으로써, 상기 릴레이 전원 공급부, 상기 스위칭부 및 상기 릴레이를 따라 흐르는 전류 패쓰를 형성하는
    압축기 동작 차단 회로.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 압력 스위치는,
    상기 마이컴에서 상기 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력하는 동안, 상기 냉매의 압력이 기준값 이상이면 스위칭 오프 되어 상기 전류 패쓰를 차단하는
    압축기 동작 차단 회로.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 전류 패쓰에 연결되어 상기 압력 스위치의 온/오프를 판단하기 위한 압력 스위치 상태 감지부를 더 포함하는
    압축기 동작 차단 회로.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 압력 스위치 상태 감지부는,
    상기 전류 패스에 연결되는 발광 소자 및 상기 마이컴에 연결되는 수광 소자를 포함하는 포토 커플러인
    압축기 동작 차단 회로.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 압력 스위치 상태 감지부는,
    상기 전류 패쓰가 형성되면 상기 마이컴에 제1 신호를 출력하고, 상기 전류 패쓰가 차단되면 상기 마이컴에 제2 신호를 출력하고,
    상기 마이컴은,
    상기 제2 신호가 수신되면, 외부로 에러 정보를 전송하는
    압축기 동작 차단 회로.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매는,
    R32인
    압축기 동작 차단 회로.
  9. 마이컴이, 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력하는 단계;
    릴레이 전원 공급부가, 상기 릴레이를 온 하기 위하여 상기 릴레이에 전원을 인가하는 단계;
    압축기 전원 공급부가, 상기 릴레이가 온 되면 압축기에 전원을 공급하는 단계; 및
    스위칭부가, 냉매의 압력에 기초하여 상기 릴레이에 인가되는 전원을 차단하는 단계를 포함하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스위칭부는,
    상기 냉매의 압력이 기준값보다 크면 스위칭 오프되는 압력 스위치를 포함하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력하는 단계는,
    상기 릴레이를 온 하기 위한 신호를 출력함으로써, 상기 릴레이 전원 공급부, 상기 스위칭부 및 상기 릴레이를 따라 흐르는 전류 패쓰를 형성하는 단계를 포함하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 압력 스위치는,
    상기 릴레이를 온 하기 위한 신호가 출력되는 동안, 상기 냉매의 압력이 기준값 이상이면 스위칭 오프 되어 상기 전류 패쓰를 차단하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 압축기의 동작 차단 회로는,
    상기 전류 패쓰에 연결되는 압력 스위치 상태 감지부를 포함하고,
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법은,
    상기 압력 스위치 상태 감지부가 출력하는 신호에 기초하여 상기 압력 스위치의 온/오프를 결정하는 단계를 더 포함하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 압력 스위치 상태 감지부는,
    상기 전류 패스에 연결되는 발광 소자 및 상기 마이컴에 연결되는 수광 소자를 포함하는 포토 커플러인
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 전류 패쓰가 형성되면 상기 압력 스위치 상태 감지부가 상기 마이컴에 제1 신호를 출력하고, 상기 전류 패쓰가 차단되면 상기 압력 스위치 상태 감지부가 상기 마이컴에 제2 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 마이컴이, 상기 제2 신호가 수신되면 외부로 에러 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는
    압축기의 동작 차단 회로의 동작 방법.
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