KR20200074800A - 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치는 외부전원과 연결된 실내기 및 상기 실내기와 연결된 제1 전원라인 및 제2 전원라인을 통해 상기 외부전원을 공급받고, 상기 실내기와 연결된 통신라인을 통해 상기 실내기와 데이터 통신을 수행하는 실외기를 포함하고, 상기 실외기는 상기 제1 및 제2 전원라인의 절환을 통해 상기 제1 전원라인의 전압과 상기 제2 전원라인의 전압 중 더 낮은 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 이용하여 상기 실내기와 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치{AIR CONDITIONER FOR PREVENTING COMMUNICATION NOISE BETWEEN INDOOR UNIT AND OUTDOOR UNIT}

본 발명은 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치에 관한 것이다.

일반적인 공기 조화 장치는 냉매를 압축 및 열교환하는 실외기와, 실외기로부터 공급된 냉매를 이용하여 실내로 냉온의 공기를 토출하는 실내기로 구성된다.

이러한 실내기와 실외기 사이에는 전력 라인 및 통신 라인이 설치된다. 이에 따라, 실내기가 외부전원에 연결되는 경우에는 실외기는 전력 라인을 통해 외부전원을 공급받아 동작한다. 또한, 실외기는 전력 라인을 통해 공급된 외부전원을 이용하여 데이터 송수신에 필요한 일정 전압을 생성하고, 생성된 일정 전압에 데이터를 실어 통신 라인에 송신함으로써 실내기와 데이터 통신을 수행한다.

데이터 통신 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 외부전원이 220[V]의 상용교류전원인 경우 실외기는 전력 라인을 통해 공급되는 외부전원 중 중성선(neutral line)에서 공급되는 전압(예컨대, 0[V])과 일정한 전위차를 갖는 전압을 생성하고, 생성된 전압에 데이터를 실어 데이터를 송수신한다.

이러한 방식에서, 전원 라인과 외부전원의 활선(live line) 및 중성선이 반대로 결선되면, 실외기는 데이터 통신을 위해 활선에서 공급되는 전압(예컨대, 220[V])과 일정한 전위차를 갖는 전압을 생성하게 된다.

이 경우, 데이터 통신을 위한 전압의 크기가 매우 커지게 되며, 생성된 전압의 크기가 통신 라인의 절연전압에 근접하거나 절연전압을 초과하게 되면 실내기와 실외기 사이에서 송수신되는 신호에 노이즈가 발생하거나 데이터 통신 자체가 불가능하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 외부전원의 양단과 연결된 각 전원라인에 인가되는 전압의 크기에 기초하여 전원라인을 절환하는 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 통신율에 기초하여 외부전원의 양단과 연결된 전원라인을 절환하는 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실외기는 제1 및 제2 전원라인의 절환을 통해 제1 전원라인의 전압과 제2 전원라인의 전압 중 더 낮은 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 이용하여 데이터 통신을 수행함으로써, 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실외기는 제2 전원라인의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압이 생성될 때, 제2 전원라인의 전압이 제1 전원라인의 전압보다 높으면 실내기에 절환 요청 신호를 송신하고, 실내기는 절환 요청 신호에 따라 제1 및 제2 전원라인을 절환함으로써, 외부전원의 양단과 연결된 각 전원라인에 인가되는 전압의 크기에 기초하여 전원라인을 절환할 수 있다.

또한, 본 발명의 실외기는 요청 신호 송신 횟수에 대한 응답 신호 수신 횟수의 비인 통신율이 기준 통신율 미만이면 실내기에 절환 요청 신호를 송신하고, 실내기는 절환 요청 신호에 따라 제1 및 제2 전원라인을 절환함으로써, 통신율에 기초하여 외부전원의 양단과 연결된 전원라인을 절환할 수 있다.

본 발명에 의하면 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지함으로써, 실내기와 실외기 사이에 절연전압이 낮은 통신라인이 설치되더라도 통신 품질을 보장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 외부전원의 양단과 연결된 각 전원라인에 인가되는 전압을 비교하여 전원라인을 절환하거나, 통신율에 기초하여 외부전원의 양단과 연결된 전원라인을 절환함으로써, 실내기와 실외기 간의 데이터 통신을 위한 통신전압을 낮게 유지할 수 있고, 이에 따라 데이터 통신의 노이즈를 저감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 실내기와 실외기 사이의 냉매 이동을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1에 도시된 실외기와 실내기의 내부 블록도.
도 4는 도 1에 도시된 실내기와 실내기 간의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 4에 도시된 실내기와 실외기의 내부 회로를 도시한 도면.
도 6은 실외기가 두 전원라인의 전압 비교 결과에 따라 통신전압을 생성하여 데이터 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 7은 실외기가 실내기와의 통신율에 따라 두 전원라인을 절환하는 과정을 설명하기 위한 순서도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명은 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지하는 공기 조화 장치에 관한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치를 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 실내기와 실외기 사이의 냉매 이동을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 실외기와 실내기의 내부 블록도이다. 도 4는 도 1에 도시된 실내기와 실내기 간의 제어 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 실내기와 실외기의 내부 회로를 도시한 도면이다.

도 6은 실외기가 두 전원라인의 전압 비교 결과에 따라 통신전압을 생성하여 데이터 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다. 또한, 도 7은 실외기가 실내기와의 통신율에 따라 두 전원라인을 절환하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치(100)는 실내기(10) 및 실외기(20)를 포함할 수 있다. 본 발명의 공기 조화 장치(100)는 실내기(10)와 실외기(20)를 이용하여 공기 조화 기능을 수행하는 임의의 장치로서, 환기 장치, 공기 청정 장치, 가습 장치, 냉난방 장치 등일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 공기 조화 장치(100)가 냉난방 장치인 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

한편, 도 1에서는 실외기(20)와 실내기(10)가 일대일로 연결된 것으로 도시되어 있으나, 하나의 실외기(20)에는 복수의 실내기(10)가 연결될 수 있다. 또한, 도 1에서는 실내기(10)가 스탠드형으로 도시되어 있으나, 실내기(10)는 벽걸이형, 천장형 등 임의의 위치에 설치되는 다양한 종류의 실내기(10)일 수 있다.

실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하고, 압축된 냉매와 실외 공기를 열교환할 수 있고, 실내기(10)는 실외기(20)로부터 공급된 냉매를 이용하여 실내로 냉온의 공기를 토출할 수 있다.

도 2를 참조하면, 실내에 배치되는 실내기(10)는 냉난방 기능의 수행을 위해 실내측 열교환기(108) 및 실내 송풍기(109)를 포함할 수 있다. 여기서 실내 송풍기(109)는 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진하는 실내팬(109a)과, 실내팬(109a)을 회전시키는 실내 전동기(109b)로 구성될 수 있다.

한편, 실외에 배치되는 실외기(20)는 냉매를 압축하는 압축기(102), 압축된 냉매를 방열시키는 실외측 열교환기(104)를 포함할 수 있고, 실외측 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진하는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 실외 전동기(105b)로 구성되는 실외 송풍기(105)를 포함할 수 있다. 또한, 실외기(20)는 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기구(106), 압축된 냉매의 유로를 절환하는 냉난방 절환밸브(111) 및 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력을 가진 냉매를 압축기(102)로 공급하는 어큐뮬레이터(103)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 실내기(10) 및 실외기(20)의 내부 구성요소는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

실외기(20)는 전술한 구성요소들을 통해 냉매의 압축 및 열교환 동작을 수행한 후 실내기(10)로 냉매를 공급할 수 있고, 실내기(10)는 실외기(20)로부터 공급된 냉매를 열교환하여 실내로 냉온의 공기를 토출할 수 있다.

실내기(10)와 실외기(20) 간의 냉매 순환 사이클에 관한 내용은 당해 기술분야에서 일반적으로 알려진 내용이므로, 본 명세서에서는 더 이상의 자세한 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 실내기(10)와 실외기(20)의 내부 제어 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 실내기(10)는 실내기 통신부(120a), 제1 메모리(140a), 실내기 제어부(170a), 출력부(550), 입력부(110), 디스플레이(180) 및 절환 스위치부(190a)를 포함할 수 있다. 또한, 실내기(10)는 도 2에 도시된 실내팬(109a)을 구동하기 위한 실내팬 구동부(127a)를 더 포함할 수 있다.

실내기 통신부(120a)는 통신라인(630)을 통해 실외기(20)와 신호를 교환하여 실내기(10)에 입력되는 사용자 명령을 실외기(20)에 제공할 수 있다. 여기서, 통신라인(630)은 실내기(10)와 실외기(20)를 물리적으로 연결하는 선로일 수 있고, 통신라인(630)을 통한 실내기(10)와 실외기(20) 간의 데이터 통신에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.

또한, 실내기 통신부(120a)는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있고, 무선 통신 모듈을 통해 외부의 무선 단말과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 일 예에서, 본 발명의 공기 조화 장치(100)가 빌딩 등에 구비되는 경우, 실내기 통신부(120a)는 무선 통신 모듈을 통해 복수의 공기 조화 장치(100)를 관리하는 중앙 관리 서버와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 다른 예에서, 본 발명의 공기 조화 장치(100)가 가정에 구비되는 경우, 실내기 통신부(120a)는 가정용 엑세스 포인트(Access Point; AP), 리모컨, 사용자 단말 등과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.

제1 메모리(140a)에는 실내기 제어부(170a)의 처리 또는 제어를 위한 다양한 프로그램과, 실내기(10) 전반의 동작 제어를 위한 다양한 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 제1 메모리(140a)에는 실내기(10)의 내부 구성요소들을 제어하는데 필요한 기준 데이터, 실외기(20)를 원격으로 제어하는데 필요한 기준 데이터, 실내기 통신부(120a)를 통해 송수신되는 데이터 등이 저장될 수 있다.

실내기 제어부(170a)는 실내기(10) 내의 각 구성요소들의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 실내기 제어부(170a)는 실외기(20)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 실내기(10)의 동작을 제어할 수 있고, 실내기(10)의 동작 상태를 디스플레이(180)를 통해 출력할 수도 있으며, 실내기 통신부(120a)를 통한 데이터 송수신 동작을 제어할 수도 있다.

입력부(110)는 사용자 명령(예컨대, 설정(희망)온도)을 입력받기 위해 설치된 복수의 버튼 또는 터치스크린으로 구성될 수 있으며 실내기(10)의 외면에 설치될 수 있다.

실내팬 구동부(127a)는 실내팬(109a) 구동을 위한 임의의 회로를 구비할 수 있고, 해당 회로를 통해 실내 송풍기(109)를 구동할 수 있다. 보다 구체적으로, 실내팬 구동부(127a)는 실내기 제어부(170a)의 제어에 따라 실내 송풍기(109)에 구동 전원을 공급하여 실내팬(109a)의 회전 동작 및 회전 속도를 제어할 수 있다.

실내팬(109a)은 실내팬 구동부(127a)에 의해 회전하여 실내측 열교환기(108)에 의한 냉매의 방열을 촉진시킴으로써 냉온의 공기를 실내로 토출할 수 있다.

디스플레이(180)는 실내기(10)의 외면에 설치되는 임의의 표시 수단으로 구성될 수 있다. 디스플레이(180)는 실내기(10)의 동작 상태를 시각적으로 표시할 수 있고 후술하는 이상 발생 신호를 시각적으로 출력할 수도 있다.

출력부(550)는 실내기(10)에 설치되는 스피커, 부저(buzzer) 등으로 구성될 수 있다. 출력부(550)는 실내기(10)의 동작 상태를 청각적으로 출력할 수 있고 후술하는 이상 발생 신호를 청각적으로 출력할 수도 있다.

한편, 전술한 구성요소 외에 실내기(10)는 절환 스위치부(190a)를 더 포함할 수 있는데, 절환 스위치부(190a)에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.

다시 도 3을 참조하면, 실외기(20)는 실외기 통신부(120b), 제2 메모리(140b), 실외기 제어부(170b), 표시부(510) 및 전압 측정부(210)를 포함할 수 있고, 도 2에 도시된 압축기(102)와 실외 송풍기(105)를 각각 구동하기 위한 인버터(220) 및 실외팬 구동부(127b)를 더 포함할 수 있다.

실외기 통신부(120b)는 통신라인(630)을 통해 실내기(10)와 신호를 교환하여 실내기(10)로부터 사용자 명령을 제공받을 수 있다. 또한, 실내기 통신부(120a)와 마찬가지로 실외기 통신부(120b)도 무선 통신 모듈을 포함할 수 있고, 무선 통신 모듈을 통해 외부의 무선 단말과 데이터 통신을 수행할 수 있다.

제2 메모리(140b)에는 실외기 제어부(170b)의 처리 또는 제어를 위한 다양한 프로그램과, 실외기(20) 전반의 동작 제어를 위한 다양한 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 제2 메모리(140b)에는 실외기(20)의 내부 구성요소들을 제어하는데 필요한 기준 데이터, 인버터(220)의 동작 제어를 위한 제어 데이터, 실외팬 구동부(127b)의 동작 제어를 위한 제어 데이터, 실외기 통신부(120b)를 통해 송수신되는 데이터 등이 저장될 수 있다.

실외기 제어부(170b)는 제2 메모리(140b)에 저장된 데이터와 실내기(10)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 압축기(102)와 실외팬 구동부(127b)를 제어하는 제어 신호를 각각 생성할 수 있고, 생성된 제어 신호를 인버터(220)와 실외팬 구동부(127b)에 각각 제공할 수 있다. 이에 따라, 인버터(220)는 제어 신호에 따라 압축기(102)에 구동 전원을 제공할 수 있고, 실외팬 구동부(127b)는 제어 신호에 따라 실외 송풍기(105)에 구동 전원을 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, 인버터(220)는 전력 변환을 위한 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있고, 각 스위칭 소자는 실외기 제어부(170b)로부터 제공된 제어 신호에 따라 스위칭하여 압축기(102)에 구동 전원을 공급함으로써, 압축기(102)의 구동 및 구동 속도를 제어할 수 있다.

또한, 실외팬 구동부(127b)는 실외 송풍기(105)의 구동을 위한 임의의 회로를 포함할 수 있고, 해당 회로는 실외기 제어부(170b)로부터 제공된 제어 신호에 따라 동작하여 실외 송풍기(105)에 구동 전원을 공급함으로써, 실외팬(105a)의 회전 동작 및 회전 속도를 제어할 수 있다.

실외팬(105a)은 실외팬 구동부(127b)에 의해 회전하여 압축기(102)에서 공급된 냉매가 실외측 열교환기(104)로 유입되어 실외 공기와 열교환되도록 실외 공기를 흡입할 수 있고, 열교환된 공기를 실외로 토출할 수 있다.

표시부(510)는 실외기(20)의 동작 상태를 시각적으로 출력하기 위한 LED(Light Emitting Diode) 등으로 구성될 수 있다. 표시부(510)는 실외기(20)의 동작 상태에 따라 서로 다른 색의 빛을 출력할 수도 있으며, 서로 다른 점멸 패턴으로 빛을 출력할 수도 있다.

한편, 실내기 제어부(170a)는 전압 측정부(210)를 통해 제1 전원라인(610) 및 제2 전원라인(620)에 인가되는 전압을 각각 식별할 수 있는데, 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 전원라인(610, 620) 및 통신라인(630)을 통한 실내기(10)와 실외기(20) 간의 연결 관계 및 데이터 통신 수행 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

실내기(10)는 외부전원(400)과 연결될 수 있다. 여기서 외부전원(400)은 교류 전원으로서 활선(live line)과 중성선(neutral line)을 통해 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 외부전원(400)이 220[V], 60[Hz]의 교류 전원일 때, 외부전원(400)은 활선을 통해 220[V]의 전압을 공급할 수 있고, 중성선을 통해 0[V]의 전압을 공급할 수 있다.

실외기(20)는 실내기(10)의 제1 전원단자(L1) 및 실외기(20)의 제2 전원단자(L2) 사이에 연결된 제1 전원라인(610)과, 실내기(10)의 제1 중성단자(N1) 및 실외기(20)의 제2 중성단자(N2) 사이에 연결된 제2 전원라인(620)을 통해 외부전원(400)을 공급받을 수 있다.

실외기(20)는 위와 같이 공급된 외부전원(400)을 직류전원으로 변환하는 컨버터(230)와, 컨버터(230)에 의해 변환된 직류전원을 저장하는 DC 링크 커패시터를 더 포함할 수 있다. 한편, 전술한 인버터(220)는 DC 링크 커패시터에 저장된 직류전원을 압축기(102)를 구동하기 위한 구동 전류로 변환하여 출력할 수 있다.

컨버터(230)는 임의의 AC-DC 전력 변환 회로를 포함하여 구성될 수 있고, 예컨대, 다이오드 브릿지(diode bridge)로 구성될 수 있다.

인버터(220)는 임의의 DC-AC 전력 변환 회로를 포함하여 구성될 수 있고, 예컨대, 직류전원을 3상 구동 전류로 변환하기 위해 각 상에 대해 한 쌍을 이루는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자로 구성될 수 있다.

한편, 실외기(20)는 실내기(10)의 제1 통신단자(C1) 및 실외기(20)의 제2 통신단자(C2) 사이에 연결된 통신라인(630)을 통해 실내기(10)와 데이터 통신을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 실내기(10)는 외부전원(400)의 양단과 연결될 수 있고, 실외기(20)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 통해 실내기(10)와 연결될 수 있다. 실내기(10)는 외부전원(400)의 양단을 통해 전원을 직접 공급받을 수 있고, 실외기(20)는 실내기(10)로부터 연장 형성된 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 통해 전원을 공급받을 수 있다.

제1 및 제2 전원라인(610, 620)은 외부전원(400)의 활선과 중성선에 각각 결선될 수 있다. 예컨대, 제1 전원라인(610)이 외부전원(400)의 활선과 결선된 경우 제2 전원라인(620)은 외부전원(400)의 중성선과 결선될 수 있다. 반대로, 제1 전원라인(610)이 외부전원(400)의 중성선과 결선된 경우 제1 전원라인(610)은 외부전원(400)의 활선과 결선될 수 있다.

실내기(10)와 실외기(20)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 통해 공급되는 외부전원(400)을 이용하여 도 3에서 설명한 내부 다양한 구성요소들을 구동 및 제어할 수 있다.

한편, 실내기(10)와 실외기(20)는 상호 데이터 통신을 위해 일정한 크기를 갖는 통신전압을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로, 실내기(10)와 실외기(20)는 일정한 크기를 갖는 통신전압에 데이터를 실어 송신함으로써 상호 데이터 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 실내기(10)와 실외기(20)를 연결하는 통신라인(630)에는 기본적으로 일정한 크기의 통신전압이 인가될 수 있다.

이러한 통신전압은 외부전원(400)에 기초하여 생성될 수 있다. 보다 구체적으로, 실외기(20)는 외부전원(400)이 공급되는 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 중 미리 설정된 어느 한 전원라인을 통해 공급되는 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다.

예를 들어, 실외기(20)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 중 제2 전원라인(620)을 통해 공급되는 전압을 이용하여 통신전압을 생성할 수 있고, 220[v]의 교류 전원인 외부전원(400)의 활선과 중성선은 각각 제1 및 제2 전원라인(610, 620)에 결선될 수 있다. 이상적인 경우, 활선을 통해 제1 전원라인(610)으로 공급되는 전압(Vl)은 220[V]이고, 중성선을 통해 제2 전원라인(620)으로 공급되는 전압(Vn)은 0[V]일 수 있다.

이 때, 실외기(20)는 제2 전원라인(620)을 통해 공급되는 전압(0[V])과 기준 전위차(예컨대, 72[V])를 갖는 72[V]의 통신전압을 생성할 수 있다.

제2 전원라인(620)의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하기 위해, 실외기(20)에는 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620) 사이의 전압을 분배하는 방식을 이용할 수도 있고, 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620) 사이의 전압을 감압하는 방식을 이용할 수도 있다. 이를 위해, 실외기(20)에는 전압 분배 회로 또는 벅 컨버터(Buck converter)가 구비될 수 있다.

이 외에도, 실외기(20)에는 전원라인에서 인가되는 전압과 기준 전위차를 갖는 전압을 생성하기 위해, 당해 기술분야에서 알려진 다양한 회로가 구비될 수 있다.

앞서 언급한 통신전압 생성 방식에서, 제1 및 제2 전원라인(610, 620)이 외부전원(400)의 활선 및 중성선과 반대로 결선되면, 실외기(20)는 활선을 통해 제2 전원라인(620)으로 공급되는 220[V]의 전압과 기준 전위차(예컨대, 72[V])를 갖는 292[V]의 통신전압을 생성할 수 있다.

이 경우, 통신전압의 크기는 통신라인(630)의 절연전압에 근접하게 되거나 절연전압을 초과할 수 있고, 이에 따라 실내기(10)와 실외기(20) 사이에서 송수신되는 데이터에 노이즈가 발생하거나 데이터 통신 자체가 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해, 본 발명의 실외기(20)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)의 절환을 통해 제1 전원라인(610)의 전압과 제2 전원라인(620)의 전압 중 더 낮은 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 이용하여 실내기(10)와 데이터 통신을 수행할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 전원라인(610, 620)이 절환되지 않은 상태에서의 제1 전원라인(610) 및 제2 전원라인(620)의 전압을 각각 제1 전원전압 및 제2 전원전압으로 정의하도록 하며, 실외기(20)가 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 중에서 제2 전원라인(620)을 통해 인가되는 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

먼저, 실외기(20)가 제1 전원라인(610)의 전압과 제2 전원라인(620)의 전압의 크기 비교를 통해 전원라인을 절환하는 과정을 설명하도록 한다.

실외기(20)는 제2 전원전압이 제1 전원전압보다 낮으면 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 절환하지 않은 상태에서 제2 전원전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다.

반면에, 실외기(20)는 제1 전원전압이 제2 전원전압보다 낮으면 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 절환할 수 있다. 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620)이 절환되면, 제1 전원라인(610)에는 제2 전원전압이 인가될 수 있고, 제2 전원라인(620)에는 제1 전원전압이 인가될 수 있다. 이 때, 실외기(20)는 제2 전원라인(620)에 인가되는 제1 전원전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다.

실외기(20)는 제1 전원전압과 제2 전원전압을 각각 측정하고, 측정 결과에 따라 제1 및 제2 전원라인(610, 620)의 절환 여부를 결정할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 실외기(20)에 구비된 전압 측정부(210)는 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620)에 각각 접속되어 제1 전원전압 및 제2 전원전압을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5를 참조하면 전압 측정부(210)는 제1 전원라인(610)과 접지단(G)에 인가되는 접지전압(0[V]) 간의 전위차를 통해 제1 전원전압을 측정할 수 있다. 또한, 전압 측정부(210)는 제2 전원라인(620)과 접지전압 간의 전위차를 통해 제2 전원전압을 측정할 수 있다.

실외기 제어부(170b)는 전압 측정부(210)를 통해 제1 전원전압 및 제2 전원전압을 식별하고, 식별된 두 전압의 크기를 비교할 수 있다. 비교 결과, 제1 전원전압이 제2 전원전압보다 높으면 실외기 제어부(170b)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)의 절환이 필요하지 않다고 결정할 수 있다. 반면, 제2 전원전압이 제1 전원전압보다 높으면 실외기 제어부(170b)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)의 절환이 필요하다고 결정할 수 있다.

실외기 제어부(170b)에 의해 절환이 필요하다고 결정된 경우, 제1 전원라인(610)에 연결되어 있던 외부전원(400)의 일단은 제2 전원라인(620)에 연결될 수 있고, 제2 전원라인(620)에 연결되어 있던 외부전원(400)의 타단은 제1 전원라인(610)에 연결될 수 있다.

실외기(20)가 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 중 제2 전원라인(620)의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 때, 전술한 바와 같이 제2 전원라인(620)의 전압이 제1 전원라인(610)의 전압보다 높으면 실외기(20)는 실내기(10)에 절환 요청 신호를 송신할 수 있다.

이 때, 실내기(10)는 절환 요청 신호에 따라 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620)을 절환할 수 있다. 다시 말해, 전원라인의 절환은 실외기(20)의 요청 신호에 따라 실내기(10) 내부에서 수행될 수 있다.

한편, 절환이 필요하다고 판단된 경우에는 통신전압의 크기 증가로 인해 실내기(10) 및 실외기(20) 사이에서 송신되는 데이터에 노이즈가 발생할 수 있다. 노이즈를 최소화하기 위해 실외기(20)는 통신라인(630)이 지원하는 최저 통신속도로 절환 요청 신호를 송신할 수 있다.

절환 요청 신호가 수신되면 실내기(10)는 제1 전원라인(610)에 연결되어 있던 외부전원(400)의 일단을 제2 전원라인(620)에 연결할 수 있고, 제2 전원라인(620)에 연결되어 있던 외부전원(400)의 타단을 제1 전원라인(610)에 연결할 수 있다.

보다 구체적으로, 실내기(10)는 외부전원(400)의 양단을 제1 전원라인(610) 및 제2 전원라인(620)에 선택적으로 연결하는 절환 스위치부(190a)를 포함하고, 절환 요청 신호에 따라 절환 스위치부(190a)를 제어하여 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620)을 절환할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 실내기(10)는 외부전원(400)의 양단과 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 사이에 구비된 절환 스위치부(190a)를 포함할 수 있다. 실내기(10)는 실외기(20)로부터 절환 요청 신호가 수신되면, 절환 스위치부(190a)를 제어하여 외부전원(400)의 양단을 제1 및 제2 전원라인(610, 620)에 순서대로 연결하거나, 외부전원(400)의 양단을 제1 및 제2 전원라인(610, 620)에 교차 연결할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 절환 스위치부(190a)는 제1 전원라인(610)의 일단에 구비되어 제1 전원라인(610)을 외부전원(400)의 일단 또는 타단에 선택적으로 연결하는 제1 스위치(191)와, 제2 전원라인(620)의 일단에 구비되어 제2 전원라인(620)을 외부전원(400)의 일단 또는 타단에 선택적으로 연결하는 제2 스위치(192)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 스위치(191, 192)는 회로를 개폐하는 임의의 소자로 구성될 수 있다. 예를 들어 제1 및 제2 스위치(191, 192)는 릴레이(relay)일 수 있다.

실내기 통신부(120a)는 실외기(20)로부터 절환 요청 신호를 수신하여 실내기 제어부(170a)로 제공할 수 있다. 실내기 제어부(170a)는 절환 요청 신호에 대응하는 제어 신호를 제1 및 제2 스위치(191, 192)에 대해 각각 생성하여 각 스위치에 제공할 수 있다. 각 스위치는 제어 신호에 따라 동작하여 제1 및 제2 전원회로를 절환할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 실내기(10)에서 연장되는 전원 플러그를 외부전원(400)에 반대로 결선하면, 제1 전원라인(610)에는 외부전원(400)의 중성선이 결선될 수 있고 제2 전원라인(620)에는 외부전원(400)의 활선이 결선될 수 있다.

실외기(20)는 전술한 전압 측정부(210)를 통해 제2 전원라인(620)에 인가되는 제2 전원전압의 크기가 제1 전원라인(610)에 인가되는 제1 전원전압의 크기보다 큰 것을 식별할 수 있고, 이에 따라 실내기(10)에 절환 요청 신호를 송신할 수 있다.

실내기(10)는 실외기(20)로부터 수신된 절환 요청 신호에 따라 절환 스위치부(190a)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 제1 스위치(191)가 제어 신호에 따라 절환됨으로써 제1 전원라인(610)은 외부전원(400)의 활선과 결선될 수 있고, 제2 스위치(192)가 제어 신호에 따라 절환됨으로써 제2 전원라인(620)은 외부전원(400)의 중성선과 결선될 수 있다.

이후, 실외기(20)는 제2 전원라인(620)의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다. 다시 말해, 실외기(20)는 외부전원(400)의 활선 및 중성선 중 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 중성선의 전압을 이용하여 통신전압을 생성할 수 있다. 이에 따라, 통신전압은 통신라인(630)의 절연전압에 비해 매우 낮게 유지될 수 있고, 실내기(10) 및 실외기(20) 간의 데이터 통신에 발생하는 노이즈가 현저히 감소할 수 있다.

다음으로, 실외기(20)가 통신라인(630)에 대한 통신율에 기초하여 전원라인을 절환하는 과정을 설명하도록 한다.

실외기(20)는 요청 신호 송신 횟수에 대한 응답 신호 수신 횟수의 비에 기초하여 통신율을 결정하고, 결정된 통신율에 따라 제1 및 제2 전원라인(610, 620)의 절환 여부를 결정할 수 있다.

보다 구체적으로, 실외기(20)는 통신라인(630)에 대한 통신율이 기준 통신율 이상이면 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 절환하지 않은 상태에서 제2 전원전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다. 반면에, 실외기(20)는 통신율이 기준 통신율 미만이면 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 절환한 후 제2 전원전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 수 있다. 여기서 기준 통신율은 통신 상태가 정상인지 불량인지를 결정하기 위한 기준으로서, 사용자에 의해 임의의 값으로 설정될 수 있고, 예컨대 90%로 설정될 수 있다.

실외기(20)는 실내기(10)와의 통신 상태를 확인하기 위해, 요청 신호를 통신 라인을 통해 실내기(10)로 송신할 수 있다. 실내기(10)는 실외기(20)로부터 요청 신호가 수신되면, 제1 메모리(140a)를 참조하여 해당 요청 신호에 대응하는 응답 신호를 실외기(20)로 송신할 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 통신전압의 크기가 통신라인(630)의 절연전압에 인접하면 통신라인(630)을 통해 송수신되는 데이터에는 노이즈가 발생할 수 있다. 이 경우, 노이즈로 인해 실내기 통신부(120a)가 온전한 요청 신호를 수신하지 못할 수 있고, 이에 따라 실외기 통신부(120b)는 응답 신호 자체를 수신하지 못할 수 있다. 또한, 요청 신호가 실내기 통신부(120a)로 수신되더라도, 노이즈로 인해 실외기 통신부(120b)에는 온전한 응답 신호가 수신되지 못할 수 있다.

실외기(20)는 요청 신호의 송신 횟수에 대한 응답 신호의 수신 횟수의 비를 통신율로 결정할 수 있다. 예를 들어, 256번 송신된 요청 신호에 대해 응답 신호가 232번 수신된 경우, 실외기(20)는 통신율을 90.625%로 결정할 수 있다.

실외기(20)가 제2 전원라인(620)의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하는 경우, 제1 전원라인(610)이 외부전원(400)의 활선과 결선되고 제2 전원라인(620)이 외부전원(400)의 중성선과 결선되는 경우, 통신전압의 크기가 낮게 생성되므로 통신율은 높게 결정될 수 있다.

반면에, 제1 전원라인(610)이 외부전원(400)의 중성선과 결선되고 제2 전원라인(620)이 외부전원(400)의 활선과 결선되는 경우, 통신전압의 크기가 높게 생성되므로 통신율은 낮게 결정될 수 있다.

이에 따라, 실외기(20)가 제1 및 제2 전원라인(610, 620) 중 어느 한 라인의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 때, 상술한 방법으로 결정된 통신율이 기준 통신율 미만이면 실외기(20)는 실내기(10)에 절환 요청 신호를 송신할 수 있다.

이 때, 실내기(10)는 절환 요청 신호에 따라 제1 전원라인(610)과 제2 전원라인(620)을 절환할 수 있다. 실내기(10)가 전원라인을 절환하는 내용에 대해서는 도 5를 참조하여 자세히 설명한 바 있으므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 외부전원의 양단과 연결된 각 전원라인에 인가되는 전압을 비교하여 전원라인을 절환하거나, 통신율에 기초하여 외부전원의 양단과 연결된 전원라인을 절환함으로써, 실내기와 실외기 간의 데이터 통신을 위한 통신전압을 낮게 유지할 수 있고, 이에 따라 데이터 통신의 노이즈를 저감할 수 있다.

한편, 실외기(20)가 제2 전원라인(620)의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성할 때, 제2 전원라인(620)의 전압이 제1 전원라인(610)의 전압보다 높으면 이상 발생 신호를 출력할 수 있다.

보다 구체적으로, 실외기 제어부(170b)는 LED로 구성된 표시부(510)를 통해 외부전원(400)의 오결선을 나타내는 이상 발생 신호를 시각적으로 출력할 수 있다. 또한, 실외기(20)는 이상 발생 신호를 실내기(10)로 송신할 수 있고, 실내기(10)는 수신된 이상 발생 신호에 대응하여 외부전원(400)의 오결선을 나타내는 에러 신호를 임의의 표시 수단으로 구성된 디스플레이(180)를 통해 시각적으로 출력할 수도 있고, 스피커나 부저 등으로 구성된 출력부(550)를 통해 청각적으로 출력할 수도 있다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 실외기(20)가 제1 전원라인(610)의 전압과 제2 전원라인(620)의 전압 중 더 낮은 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 이용하여 신호를 송신하는 방법의 일 예시를 설명하도록 한다.

도 6에서는 실외기(20)가 제2 전원라인(620)에 인가되는 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

도 6을 참조하면, 실외기(20)는 전압 검출부를 통해 제1 및 제2 전원전압을 식별하고(S11), 식별된 두 전압의 크기를 비교할 수 있다(S12).

비교 결과, 제1 전원전압이 제2 전원전압 이상이면 실외기(20)는 지속적으로 제1 및 제2 전원전압을 측정할 수 있다(S11). 반면에, 제1 전원전압이 제2 전원전압 미만이면 실외기(20)는 절환 요청 신호를 실내기(10)로 송신할 수 있다(S13).

절환 요청 신호에 따라 실내기(10)는 제1 및 제2 전원라인(610, 620)을 절환할 수 있고, 이에 따라 제1 전원라인(610)에는 제2 전원전압이 인가되고 제2 전원라인(620)에는 제1 전원전압이 인가될 수 있다.

이어서, 실외기(20)는 제2 전원라인(620)에 인가되는 제1 전원전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하고(S14), 생성된 통신전압을 이용하여 실내기(10)와 데이터 통신을 수행할 수 있다(S15).

이하에서는, 도 7을 참조하여 실외기(20)가 통신율에 기초하여 전원라인의 절환 여부를 결정하는 방법의 일 예시를 설명하도록 한다.

도 7에서는 실외기(20)가 제1 전원라인(610) 및 제2 전원라인(620) 중 어느 하나의 전원라인에 인가되는 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

도 7을 참조하면, 실외기(20)는 현재 생성된 통신전압을 이용하여 실내기(10)에 요청 신호를 송신할 수 있다(S21). 실외기(20)는 요청 신호의 송신 횟수와 기준 횟수를 비교하여(S22) 요청 신호가 기준 횟수와 동일해질 때까지 요청 신호를 계속적으로 송신할 수 있다.

이어서, 실외기(20)는 요청 신호에 대응하는 응답 신호를 실내기(10)로부터 수신하고(S23), 응답 신호의 수신 횟수를 카운트할 수 있다(S24).

요청 신호의 송신 횟수가 기준 횟수가 되면 실외기(20)는 요청 신호의 송신 횟수에 대한 응답 신호의 수신 횟수의 비에 기초하여 통신율을 결정하고(S25), 결정된 통신율을 기준 통신율과 비교할 수 있다(S26).

비교 결과 통신율이 기준 통신율 이상이면 단계(21)의 요청 신호 송신 동작을 계속적으로 수행하고, 통신율이 기준 통신율 미만이면 실내기(10)에 절환 요청 신호를 송신할 수 있다(S27).

절환 요청 신호에 따라 제1 및 제2 전원라인(610, 620)은 절환될 수 있고, 이에 따라 통신전압은 감소할 수 있다. 통신전압이 감소하면 실내기(10)와 실외기(20) 간의 데이터 통신에 발생하는 노이즈가 감소할 수 있고, 통신율을 증가할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 외부전원과 전원라인 간의 잘못된 결선으로 인해 발생하는 실내기와 실외기 간의 통신 노이즈를 방지함으로써, 실내기와 실외기 사이에 절연전압이 낮은 통신라인이 설치되더라도 통신 품질을 보장할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (8)

1. 외부전원과 연결된 실내기; 및
   상기 실내기와 연결된 제1 전원라인 및 제2 전원라인을 통해 상기 외부전원을 공급받고, 상기 실내기와 연결된 통신라인을 통해 상기 실내기와 데이터 통신을 수행하는 실외기를 포함하고,
   상기 실외기는 상기 제1 및 제2 전원라인의 절환을 통해 상기 제1 전원라인의 전압과 상기 제2 전원라인의 전압 중 더 낮은 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 이용하여 상기 실내기와 데이터 통신을 수행하는
   공기 조화 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는
   상기 제1 전원라인의 제1 전원전압과 상기 제2 전원라인의 제2 전원전압을 각각 측정하고, 상기 측정 결과에 따라 상기 제1 및 제2 전원라인의 절환 여부를 결정하는 공기 조화 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는
   상기 제2 전원라인의 전압과 기준 전위차를 갖는 상기 통신전압을 생성하고, 상기 제2 전원라인의 전압이 상기 제1 전원라인의 전압보다 높으면 상기 실내기에 절환 요청 신호를 송신하고,
   상기 실내기는
   상기 절환 요청 신호에 따라 상기 제1 전원라인과 상기 제2 전원라인을 절환하는 공기 조화 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 실내기는
   외부전원의 양단을 상기 제1 전원라인 및 제2 전원라인에 선택적으로 연결하는 절환 스위치부를 포함하고, 상기 절환 요청 신호에 따라 상기 절환 스위치부를 제어하여 상기 제1 전원라인과 상기 제2 전원라인을 절환하는 공기 조화 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 절환 스위치부는
   제1 전원라인을 상기 외부전원의 일단 또는 타단에 선택적으로 연결하는 제1 스위치와,
   상기 제2 전원라인을 상기 외부전원의 일단 또는 타단에 선택적으로 연결하는 제2 스위치를 포함하는 공기 조화 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는
   요청 신호 송신 횟수에 대한 응답 신호 수신 횟수의 비에 기초하여 통신율을 결정하고, 상기 결정된 통신율에 따라 상기 제1 및 제2 전원라인의 절환 여부를 결정하는 공기 조화 장치
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는
   상기 제1 및 제2 전원라인 중 어느 한 라인의 전압과 기준 전위차를 갖는 통신전압을 생성하고, 상기 생성된 통신전압에 기초한 통신율이 기준 통신율 미만이면 상기 실내기에 절환 요청 신호를 송신하고,
   상기 실내기는
   상기 절환 요청 신호에 따라 상기 제1 전원라인과 상기 제2 전원라인을 절환하는 공기 조화 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는
   상기 제2 전원라인의 전압과 기준 전위차를 갖는 상기 통신전압을 생성하고, 상기 제2 전원라인의 전압이 상기 제1 전원라인의 전압보다 높으면 이상 발생 신호를 출력하는 공기 조화 장치.

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