KR20220095970A - 공기조화기 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기 및 그 동작 방법은, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal) 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신함으로써, 안전성과 효율성을 모두 향상할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 동작 방법{Air conditioner and method for operating the same}

본 발명은 공기조화기 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실외기 유닛과 실내기 유닛이 더 효율적으로 통신할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해, 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로써, 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다.

일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 구체적으로, 공기조화기는 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열 교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.

공기조화기 내 실외기, 실내기 등 유닛들은, 건물단위 또는 소그룹 단위로 상호 연결되어, 데이터를 송수신하며, 송수신되는 데이터를 통해 각 유닛의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있다. 따라서, 유닛 간 통신에 대한 다양한 기술들이 제안되고 있다.

선행문헌(한국 공개특허공보 10-2011-0108738호(2011년 10월 06일))는, 실내외기간 배관을 통해 AC 통신 신호를 보내 통신하고, 이러한 AC 통신 신호를 검출하는 장비를 기술하고 있다. 실내외기 통신을 위해 보내는 AC 통신 신호가 무선 통신처럼 공기중에 방사되기 때문에 검출이 가능하다. 실내외기간 AC 통신은 실내외기가 한 세트(set)만 있는 현장에서는 문제가 없지만 다수의 세트가 있는 현장에서는 방사로 인해 상호간의 신호를 구분하기 어렵다. 그룹화를 할려고 해도 그룹화 절차 시 신호 방사 및 간섭으로 인해 그룹화가 어렵다. AC 통신을 사용하면, 사전에 통신 그룹화를 위해 사용자가 일일히 실내외기 통신보드에 주소를 설정해 주어야 하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은, 서로 다른 방식의 신호를 사용하여 안전성과 효율성을 모두 향상할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, DC 신호 및 AC 주파수 신호를 상황에 맞게 사용함으로써고 통신 효율을 향상할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 저비용으로, 통신 성능 및 확장성 측면에서 장점이 있는 통신 구조를 가지는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에 의해서 이해될 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기 및 그 동작 방법은, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal) 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신함으로써, 안전성과 효율성을 모두 향상할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기는, 하나 이상의 실외기, 및, 상기 실외기에 유선 통신선으로 연결되는 복수의 실내기를 포함하고, 상기 실외기 및 상기 복수의 실내기는, 각각, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal) 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈은, 다른 유닛과 신호를 송수신하는 통신 커넥터, 상기 통신 커넥터에 병렬로 연결되어, 각각, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 처리하는 DC 신호부와 AC 신호부, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 구분하여 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 DC 신호부는, 상기 통신 커넥터를 통하여 수신되는 신호에서 AC 성분을 제거하는 로우 패스 필터(low pass filter), 상기 차동 신호를 송수신하는 차동 신호 송수신기(transceiver), 상기 로우 패스 필터와 상기 차동 신호 송수신기 사이에 배치되는 포토 커플러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 AC 신호부는, 상기 통신 커넥터를 통하여 수신되는 신호에서 DC 성분을 제거하는 트랜스, 상기 AC 주파수 신호를 송수신하는 AC 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 실외기와 상기 실내기는 주소 할당 과정에서 상기 차동 신호로 통신할 수 있다.

또한, 상기 실외기는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기 대수와 동일하면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행할 수 있다.

또한, 상기 실외기는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기 대수를 판별하여 주소가 할당된 실내기 대수와 다르면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행할 수 있다.

상기 실외기는, 상기 실내기로 제어 데이터를 상기 차동 신호로 송신할 수 있다.

상기 실외기는, 상기 실내기의 펌웨어 업데이트 데이터는 상기 AC 주파수 신호로 송신하고, 상기 실내기의 제어 데이터는 상기 차동 신호로 송신할 수 있다.

상기 실외기는, 상기 차동 신호의 송수신에 이상이 발생한 경우에, 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신으로, 상기 실내기와 데이터를 송수신할 수 있다.

상기 통신 모듈은, 상기 실외기 또는 상기 실내기의 전장보드에 연결되는 커넥터를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal)를 사용하여 주소 할당을 시작하는 단계, 및, 상기 주소 할당이 완료되면, 실외기가 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호를 사용하여, 연결된 실내기 대수를 판별하는 단계를 포함하고, 상기 연결된 실내기 대수를 판별하는 단계는, 상기 실외기는, 연결된 실내기로 상기 AC 주파수 신호를 송신하고, 수신되는 응답 신호의 개수로 상기 연결된 실내기 대수를 판별할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 상기 응답 신호를 송신한 실내기 대수가 상기 주소가 할당된 실내기 대수와 다른 경우에, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 상기 응답 신호를 송신한 실내기 대수가 상기 주소가 할당된 실내기 대수와 동일한 경우에, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 상기 실외기와 상기 실내기가, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실외기 및 상기 실내기는, 각각, 상황에 따라, 상기 차동 신호 또는 상기 AC 주파수 신호 또는 상기 합성 신호를 송수신하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.

상기 실외기는, 상기 실내기로 제어 데이터를 상기 차동 신호로 송신하고, 상기 실내기의 펌웨어 업데이트 데이터는 상기 AC 주파수 신호로 송신하고, 상기 실내기의 제어 데이터는 상기 차동 신호로 송신할 수 있다.

또한, 상기 실외기는, 상기 차동 신호의 송수신에 이상이 발생한 경우에, 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신으로, 상기 실내기와 데이터를 송수신할 수 있다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 서로 다른 방식의 신호를 사용하여 안전성과 효율성을 모두 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, DC 신호 및 AC 주파수 신호를 상황에 맞게 사용함으로써고 통신 효율을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 저비용으로, 통신 성능 및 확장성 측면에서 장점이 있는 통신 구조를 구현할 수 있다.

한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 모듈의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 통신 구조를 예시하는 도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호들을 예시하는 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 9 와 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법에 관련된 설명에 참조되는 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.

한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기(50)는, 대형의 공기조화기(50)로서, 복수의 실내기(30), 복수의 실내기(30)에 연결되는 복수의 실외기(20), 복수의 실내기(30) 각각과 연결되는 리모컨(41 내지 45), 그리고 복수의 실내기(30) 및 실외기(20)를 제어하는 중앙제어기(10)를 포함할 수 있다.

중앙제어기(10)는 복수의 실내기(31 내지 36) 및 복수의 실외기(21, 22)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어한다. 이때, 중앙제어기(10)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전 설정, 잠금 설정, 스케줄제어, 그룹제어 등을 수행할 수 있다.

공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 천장형 공기조화기를 예로 설명한다. 또한, 공기조화기는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.

실외기(21, 22)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기 (미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.

실외기(21, 22)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31 내지 35)로 냉매를 공급한다.

실외기(21, 22)는 중앙제어기(10) 또는 실내기(31 내지 35)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다.

이때, 실외기(21, 22)는 복수의 실외기가, 각각 연결된 실내기로 각각 냉매를 공급하는 것을 기본으로 하여 설명하나, 실외기 및 실내기의 연결구조에 따라 복수의 실외기가 상호 연결되어 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수도 있다.

실내기(31 내지 35)는 복수의 실외기(21, 22) 중 어느 하나에 연결되어, 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31 내지 35)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창 밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.

이때, 실외기(21, 22) 및 실내기(31 내지 35)는 유선 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 실외기 및 실내기는 중앙제어기(10)와 별도의 통신선으로 연결되어 중앙제어기(10)의 제어에 따라 동작한다.

리모컨(41 내지 45)은 실내기에 각각 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신하며, 경우에 따라 복수의 실내기에 하나의 리모컨이 연결되어 하나의 리모컨 입력을 통해 복수의 실내기의 설정이 변경될 수 있다.

또한, 리모컨(41 내지 45)은 내부에 온도감지센서를 포함할 수 있다.

도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(30)와 실외기(20)로 구분된다.

실내기(30)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 냉방 시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방 시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.

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 촉진 시키는 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.

한편, 도 2에서는 실내기(30)와 실외기(20)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 모듈의 제어 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실외기(20)와 실내기(30)는, 각각 통신 모듈(300)을 포함하여, 상호간에 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 통신 모듈(300)은, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal) 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신할 수 있다.

예를 들어, 실외기(20)와 실내기(30)의 통신 모듈(300)은, 안전성이 중요한 데이터는 DC 신호 기반의 차동 신호로 송수신하고, 용량이 커 속도가 중요한 데이터는 AC 주파수 신호로 송수신할 수 있다. 또한, 상기 통신 모듈(300)은, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 이용하여, 복수의 데이터를 송수신할 수 있다.

공기조화기는, 하나 이상의 실외기(20)가 복수의 실내기(30)와 연결되는 제품 특성상, 1:N 통신이 가능해야 한다. 또한, 실외기(20), 복수의 실내기(30)는 서로 떨어져 있으므로 긴 통신 거리를 가져야한다. 이로 인해 긴 통신 거리를 가지고 있는 2Wire 차동 통신(485, CAN)이 많이 사용되고 있다.

현재 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 기술이 발전하고 있는 상황에서 공기조화기도 새로운 기능이 필요함에 따라 통신 속도 증가에 대한 요구가 생기고 있다. 그러나 DC 기반의 차동 통신은 통신 속도를 올릴 경우 통신 신호 펄스가 뭉개지면서 통신이 불가능해지기에 통신 속도를 올리기에는 기술적으로 어렵다. 차동 통신으로는 실내외기 제품의 펌웨어를 업데이트하기에는 통신 속도가 느리다. 또한 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 기술의 발전함에 따라 통신 패킷 사이즈가 커지는 것을 대응하기 어렵다. DC 통신(485 통신)은 한 패킷이 256바이트이하인 것이 이상적이다. 256바이트 이상이면 패킷 오류확률이 높아진다.

반대로 AC 기반의 주파수 통신은 통신 속도는 올릴 수 있지만 신호 방사로 인한 공기조화기 유닛(20, 30)의 통신 그룹화가 어렵다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차동 통신과 주파수 통신을 합쳐 2Wire 통신을 그대로 사용하면서 통신 속도를 올리고 그룹화할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 통신 모듈(300)은, 다른 유닛과 신호를 송수신하는 통신 커넥터(310), 상기 통신 커넥터(310)에 병렬로 연결되어, 각각, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 처리하는 DC 신호부(320)와 AC 신호부(330), 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 구분하여 처리하는 제어부(340)를 포함할 수 있다.

상기 통신 커넥터(310)는, 상기 차동 신호 또는 상기 AC 주파수 신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 통신 커넥터(310)는, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 병합하여 송신하거나 병합된 신호를 수신할 수 있다.

상기 제어부(340)는, 통신 모듈(300)의 전반적인 동작을 제어하는 호스트 마이컴 유닛(Host MCU)일 수 있다.

상기 제어부(340)는, 485, CAN 등 차동 신호 및/또는 AC 주파수 신호로 송신할 데이터를 구분할 수 있다.

상기 DC 신호부(320)는, 송수신되는 차동 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 DC 신호부(320)는, RS-485 통신 방식에 따른 차동 신호를 처리할 수 있다. RS-485 통신 방식은, 두 선의 전위차를 이용하여 데이터를 송수신하는 차동모드(differential mode) 신호 전송방식을 이용하며, 두 선의 전위차가 제1 기준 값 이상이면 논리 값인 1을, 두 선의 전위차가 제2 기준 값 이하이면 논리 값인 0을 의미할 수 있다.

상기 DC 신호부(320)는, 상기 통신 커넥터(310)를 통하여 수신되는 신호에서 AC 성분을 제거하는 로우 패스 필터(low pass filter, 321), 상기 차동 신호를 송수신하는 차동 신호 송수신기(323), 상기 로우 패스 필터(321)와 상기 차동 신호 송수신기(323) 사이에 배치되는 포토 커플러(322)를 포함할 수 있다.

상기 통신 커넥터(310)는, DC 신호, AC 주파수 신호, 병합 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 상기 DC 신호부(320)는, 상기 로우 패스 필터(321)를 통해 고주파 AC 신호를 제거한 후 DC 신호를 처리할 수 있다.

상기 차동 신호 송수신기(323)는, 예를 들어, 485 송수신기(transceiver)일 수 있다.

상기 포토 커플러(322)는, 485 송수신기 등 상기 차동 신호 송수신기(323)를 보호하고 전압 레벨을 보상할 수 있다.

상기 AC 신호부(330)는, 상기 통신 커넥터(310)를 통하여 수신되는 신호에서 DC 성분을 제거하는 트랜스(331), 상기 AC 주파수 신호를 송수신하는 AC 송수신기(transceiver, 332))를 포함하는 공기조화기.

상기 통신 커넥터(310)는, DC 신호, AC 주파수 신호, 병합 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 상기 AC 신호부(330)는, 트랜스(331)의 코일을 통하여 DC 성분을 제거한 후, AC 주파수 신호를 처리할 수 있다.

AC 신호 송수신기(332)는, AC 신호에 대한 통신 프레임 및 네트워크 관장할 수 있다. 따라서, AC 신호 송수신기(332)는, 송수신기의 역할과 AC 신호를 처리하는 마이컴 유닛(MCU)의 역할을 수행할 수 있다.

한편, 상기 통신 모듈(300)은, 상기 실외기(20) 또는 상기 실내기(30)의 전장보드에 연결되는 커넥터(350)를 더 할 수 있다.

통신 모듈(300)은, 차동 신호와 주파수 신호를 더하고 상호간 간섭을 방지할 수 있다. 통신 모듈(300)은 차동 신호 송수신하는 DC 신호부(320) 중 프론트 부분에는 주파수 신호를 제거하기 위한 1Mhz 이하의 로우 패스 필터(321)를 연결하고 포토 커플러(322)를 통해 485 트랜시버 IC(323)를 보호할 수 있다.

주파수 신호를 송수신하는 AC 신호부(330)의 프론트 부분에는 차동 신호를 제거하기 위해 트랜스(331)로 구성하여 주파수 트랜시버(332)에 DC 성분의 신호가 인가되지 않도록 한다.

통신 모듈(300)은, DC 신호부(320)의 차동 신호와 AC 신호부(330)의 주파수 신호를 더한다. 오프셋(offset)이 되기 때문에 따로 회로 구성없이 신호 라인을 합치면 두신호를 더할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 통신 구조를 예시하는 도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호들을 예시하는 도이다.

도 4를 참조하면, 실외기(20)는, 전원부, 구동부, 메인 제어부 등이 실장되는 실외기 전장보드(400a)와 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다.

상기 실외기 전장보드(400a)는 상기 통신 모듈(300)의 실외기 커넥터(350)를 통하여 연결될 수 있다. 상기 통신 모듈(300)은, 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이, DC 신호부(320)와 AC 신호부(330)를 포함하여, 차동 신호와 AC 주파수 신호를 처리할 수 있다. 한편, 상기 통신 모듈(300)은, 전원 공급을 위한 전원부(360)를 더 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 실내기(30)는, 전원부, 구동부, 메인 제어부 등이 실장되는 실내기 전장보드(400b1, 400b2)와 통신 모듈(300)을 포함할 수 있다.

상기 실내기 전장보드(400b1, 400b2)는 상기 통신 모듈(300)의 실내기 커넥터(350)를 통하여 연결될 수 있다. 상기 통신 모듈(300)은, 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이, DC 신호부(320)와 AC 신호부(330)를 포함하여, 차동 신호와 AC 주파수 신호를 처리할 수 있다. 한편, 상기 통신 모듈(300)은, 전원 공급을 위한 전원부(360)를 더 포함할 수 있다.

상기 통신 모듈(300)은, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 이용하여, 복수의 데이터를 송수신할 수 있다. 도 5는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 합쳐져 통신 커넥터(310)를 통하여 송수신되는 병합 신호의 일례를 도시한 것이다.

DC 신호부(320)의 로우 패스 필터(321)는, 통신 커넥터(310)를 통하여 수신되는 합성 신호에서 AC 신호를 제거하여 도 6과 같은 DC 신호를 출력할 수 있다.

AC 신호부(330)의 트랜스(331)는, 통신 커넥터(310)를 통하여 수신되는 합성 신호에서 DC 신호를 제거하여 도 7과 같은 AC 신호를 출력할 수 있다.

공기조화기에서 사용되고 있는 차동 통신은 통신 속도를 증가시키기에는 물리적인 한계가 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 차동 통신 DC 신호에 주파수통신인 AC 신호를 더해서 차동 통신 및 AC 통신이 모두 가능하다. 이에 따라, 기존 차동 통신과의 호환성을 가지면서도 상황에 따라 기존보다 100배 빠른 통신 속도를 제공할 수 있다. 또한, 1(실외기) : N(실내기)의 데이지 체인(Daisy Chain) 토폴로지 구조 등 종래 설치 방법 및 배선 방법을 변경없이 사용할 수 있다

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다,

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal)를 사용하여 주소 할당(Auto Addressing)을 수행할 수 있다(S810).

실내외기(20, 30) 통신 배선이 완료되고, 전원이 공급되고 있는 상황에서, 작업자가 실외기(20) 주소 할당(Auto Addressing) 버튼을 누르면, 주소 할당 절차가 시작될 수 있다. 주소 할당 절차는, 배선된 실내기(30)들의 고유 어드레스를 확인하고 통신을 위한 네트워크 어드레스를 할당하는 절차를 말한다.

주소 할당 절차의 일례를 살펴보면, 먼저, 실외기(20)의 통신 모듈(300)은, 연결이 확인된 실내기(30)들에 대하여 임시주소를 할당한다. 임시주소는 연결이 확인된 순서에 따라 할당될 수 있고, 연결확인중에 수신되는 유닛의 정보에 대응하여 할당될 수 있다. 실외기(20)의 통신 모듈(300)은, 실외기(20)의 주소 또한 임시로 할당한다.

실내외기(20,30)의 통신 모듈(300)들은, 각각 임시주소를 바탕으로 상호 통신을 시작한다.

실외기(20)의 통신 모듈(300)은, 실외기의 제어부(미도시)로부터 획득되는 제품번호와 임시주소를 이용하여 실외기 주소를 설정할 수 있다. 여기서, 제품번호는 유닛의 고유번호, 시리얼번호, 맥어드레스 등이 사용될 수 있다. 제품번호를 바탕으로 새로운 실외기 주소를 설정할 수 있고, 또한, 임시주소를 제품번호와 매칭하거나, 또는 제품번호와 임시주소를 결합하여 실외기 주소를 설정할 수 있다.

실내기(30)들의 통신 모듈(300)도 각각 동일한 방식으로 실내기 주소를 설정할 수도 있다. 이후, 실내기(30)의 통신 모듈(300)들은 실외기(20)로 실내기주소를 전송한다.

실외기(20)는 수신되는 실내기주소를 저장하고, 모든 유닛에 대한 주소 설정이 완료되면, 주소 설정을 완료할 수 있다(S820). 모든 유닛에 대한 주소 설정이 완료되면, 유닛들은 임시주소를 폐기할 수 있다.

상기 주소 할당이 완료되면(S820), 실외기(20)가 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호를 사용하여, 연결된 실내기 대수를 판별할 수 있다(S830),

상기 연결된 실내기 대수를 판별하는 단계는, 상기 실외기(20)가, 연결된 실내기(30)로 상기 AC 주파수 신호를 송신하고, 수신되는 응답 신호의 개수로 상기 연결된 실내기(30) 대수를 판별할 수 있다.

상기 응답 신호를 송신한 실내기(30) 대수가 상기 주소가 할당된 실내기(30) 대수와 동일한 경우에(S840), 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행할 수 있다(S850).

즉, 신호의 간섭, 오류 없이, 차동 신호로 안정적인 주소 할당 과정을 완료하고, AC 주파수 신호의 응답에도 이상이 없다면 상기 차동 통신과 상기 주파수 통신을 상황별로 자유롭게 선택/조합하여 사용할 수 있다.

만약, 상기 실외기(20)는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기(30) 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기(30) 대수와 다르면(S840), 상기 AC 주파수 신호 송신 및 응답 신호 수신 확인을 통한 연결된 실내기 대수 확인 과정(S830)을 소정 횟수 반복할 수 있다(S860).

기설정된 소정 횟수 반복에도 불구하고 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기(30) 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기(30) 대수와 다르면(S840, S860), 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행할 수 있다. 즉, 상기 주파수 통신의 간섭, 오류가 있는 상황이므로, 차동 통신만을 사용할 수 있다.

차동 통신의 느린 통신 속도를 해결하고자 물리층을 주파수 통신으로만 바꾸기에는 어려움 점이 있다. 바로 주소 할당 절차에서 실내외기간 통신을 하기 위해 주소를 할당해야하는데, 방사가 일어나 의도하는 않는 실내외기가 그룹화가 될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차동 통신과 주파수 통신을 혼용해서 사용하는 것이 단점을 보완할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 먼저 차동 통신으로 주소 할당을 수행하고 주파수 통신으로 연결된 실내기 개수를 파악하여 두개가 동일한 숫자를 가지고 있으면 차동 통신과 주파수 통신을 동시에 수행한다. 실내기 갯수가 서로 다르다면 기존 검증된 차동 통신만으로 실내외기간 통신을 진행한다. 상기와 같은 절차로 차동 통신과 주파수 통신을 동시에 수행할 수 있을 결우 기존 차동통신의 단점인 통신 속도를 보완할 수 있다.

한편, 상기 실외기(20) 및 상기 실내기(30)는, 각각, 상황에 따라, 상기 차동 신호 또는 상기 AC 주파수 신호 또는 상기 합성 신호를 송수신할 수 있다.

도 9 와 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법에 관련된 설명에 참조되는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 통신 모듈(300)은, 상황에 따라, 상기 차동 신호 또는 상기 AC 주파수 신호 또는 상기 합성 신호를 사용할 수 있다.

예를 들어, 상기 실외기(20)와 상기 실내기(30)는 주소 할당 과정(Auto addressing)에서 상기 차동 신호로 통신할 수 있다. 이후, 상기 실외기(20)는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기(30) 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기(30) 대수와 동일하면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행할 수 있다.

즉, 신호의 간섭, 오류 없이, 차동 신호로 안정적인 주소 할당 과정을 완료하고, AC 주파수 신호의 응답에도 이상이 없다면 상기 차동 통신과 상기 주파수 통신을 상황별로 자유롭게 선택/조합하여 사용할 수 있다.

만약, 상기 실외기(20)는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기(30) 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기(30) 대수와 다르면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행할 수 있다. 즉, 주소 할당된 대수와 상기 AC 주파수 신호를 읍답하는 실내기(30) 대수가 불일치하면, 상기 주파수 통신의 간섭, 오류가 있는 상황이므로, 차동 통신만을 사용할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 실외기(20)는, 상기 실내기(30)로 제어 데이터를 상기 차동 신호로 송할 수 있다. 이에 따라, 상기 실외기(20)는, 제어 데이터를 제어 대상 실내기(30)로 정확하게 송신할 수 있다.

상기 실외기(20)는, 상기 차동 신호의 송수신에 이상이 발생한 경우에, 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신으로, 상기 실내기(30)와 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 어느 한 통신 방식에 이상이 있으면, 다른 통신 방식을 백업용으로 사용할 수 있다.

예를 들어, 기본적인 제어데어터 송수신은 차동 통신에 기반하고, DC 신호부(320)의 하드웨어적인 문제 또는 통신선의 단락이 발생할 경우, AC 통신을 이중화(백업) 통신 라인으로 활용하여 기존 제어통신 및 업데이트를 수행할 수 있다.

상기 실외기(20)는, 상기 실내기(30)의 펌웨어 업데이트 데이터는 상기 AC 주파수 신호로 송신하고, 상기 실내기(30)의 제어 데이터는 상기 차동 신호로 송신할 수 있다. 데이터 용량이 큰 펌웨어 업데이트 데이터는 차동 신호로 송신하기 어려우므로, 상기 AC 주파수 신호를 사용할 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 실외기(20)는, 상기 실내기(30)의 펌웨어 업데이트 데이터를 실은 AC 주파수 신호와 상기 실내기(30)의 제어 데이터를 실은 차동 신호로 병합한 합성 신호를 송신할 수 있다.

차동 통신의 통신 속도의 한계 및 통신 중인 상황에서 실내외기(20, 30) 간 펌웨어 업데이트가 어려웠다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, AC 통신을 활용하여 기존 통신을 유지하면서 빠른 속도로 업데이트가 가능하다.

기존 공기조화기에서 사용되고 있는 차동통신은 통신 속도가 10Kbps 이내였다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 속도를 최소 1Mbps 확보할 수 있다.

또한 통신 매체를 주파수 통신으로만 구성한다면 신호 방사로 인하여 주소 할당(Auto Addressing) 과정에서 오동작이 발생할 수 있으나, 오동작 문제를 배선 및 설치 구조 변경 없이 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

20: 실외기
30: 실내기

Claims (19)

1. 하나 이상의 실외기; 및,
   상기 실외기에 유선 통신선으로 연결되는 복수의 실내기;를 포함하고,
   상기 실외기 및 상기 복수의 실내기는, 각각, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal) 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신하는 통신 모듈을 포함하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통신 모듈은,
   다른 유닛과 신호를 송수신하는 통신 커넥터, 상기 통신 커넥터에 병렬로 연결되어, 각각, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 처리하는 DC 신호부와 AC 신호부, 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호를 구분하여 처리하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 DC 신호부는,
   상기 통신 커넥터를 통하여 수신되는 신호에서 AC 성분을 제거하는 로우 패스 필터(low pass filter), 상기 차동 신호를 송수신하는 차동 신호 송수신기(transceiver), 상기 로우 패스 필터와 상기 차동 신호 송수신기 사이에 배치되는 포토 커플러를 포함하는 공기조화기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 AC 신호부는,
   상기 통신 커넥터를 통하여 수신되는 신호에서 DC 성분을 제거하는 트랜스, 상기 AC 주파수 신호를 송수신하는 AC 송수신기(transceiver)를 포함하는 공기조화기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 실외기와 상기 실내기는 주소 할당 과정에서 상기 차동 신호로 통신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 실외기는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기 대수를 파악하여 주소가 할당된 실내기 대수와 동일하면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 실외기는, 상기 AC 주파수 신호로 연결된 실내기 대수를 판별하여 주소가 할당된 실내기 대수와 다르면, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는, 상기 실내기로 제어 데이터를 상기 차동 신호로 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 실외기는, 상기 실내기의 펌웨어 업데이트 데이터는 상기 AC 주파수 신호로 송신하고, 상기 실내기의 제어 데이터는 상기 차동 신호로 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 실외기는, 상기 차동 신호의 송수신에 이상이 발생한 경우에, 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신으로, 상기 실내기와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 통신 모듈은, 상기 실외기 또는 상기 실내기의 전장보드에 연결되는 커넥터를 더 포함하는 공기조화기.
12. 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호(Differential Signal)를 사용하여 주소 할당을 시작하는 단계; 및,
    상기 주소 할당이 완료되면, 실외기가 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호를 사용하여, 연결된 실내기 대수를 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 연결된 실내기 대수를 판별하는 단계는,
    상기 실외기는, 연결된 실내기로 상기 AC 주파수 신호를 송신하고, 수신되는 응답 신호의 개수로 상기 연결된 실내기 대수를 판별하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 응답 신호를 송신한 실내기 대수가 상기 주소가 할당된 실내기 대수와 다른 경우에, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신을 수행하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 응답 신호를 송신한 실내기 대수가 상기 주소가 할당된 실내기 대수와 동일한 경우에, 상기 차동 신호를 사용하는 차동 통신과 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신을 동시 수행하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 실외기와 상기 실내기가, 상황에 따라, 소정 구간 일정한 값을 유지하는 DC 신호 기반의 차동 신호 또는 소정 주파수를 가지는 AC 주파수 신호 또는 상기 차동 신호와 상기 AC 주파수 신호가 병합된 합성 신호를 송수신하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 실외기 및 상기 실내기는, 각각, 상황에 따라, 상기 차동 신호 또는 상기 AC 주파수 신호 또는 상기 합성 신호를 송수신하는 통신 모듈을 포함하는 공기조화기의 동작 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 실외기는, 상기 실내기로 제어 데이터를 상기 차동 신호로 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.
18. 제15항에 있어서,
    상기 실외기는, 상기 실내기의 펌웨어 업데이트 데이터는 상기 AC 주파수 신호로 송신하고, 상기 실내기의 제어 데이터는 상기 차동 신호로 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.
19. 제17항에 있어서,
    상기 실외기는, 상기 차동 신호의 송수신에 이상이 발생한 경우에, 상기 AC 주파수 신호를 사용하는 주파수 통신으로, 상기 실내기와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.
    
    

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