KR20230153185A - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

공기 조화기 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230153185A
KR20230153185A KR1020220053109A KR20220053109A KR20230153185A KR 20230153185 A KR20230153185 A KR 20230153185A KR 1020220053109 A KR1020220053109 A KR 1020220053109A KR 20220053109 A KR20220053109 A KR 20220053109A KR 20230153185 A KR20230153185 A KR 20230153185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
operating frequency
compressor
air
air conditioner
Prior art date
Application number
KR1020220053109A
Other languages
English (en)
Inventor
김태우
오승원
김대희
김민석
김영훈
박승준
성준규
손선희
윤영욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020220053109A priority Critical patent/KR20230153185A/ko
Priority to PCT/KR2023/003418 priority patent/WO2023210962A1/ko
Publication of KR20230153185A publication Critical patent/KR20230153185A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/20—Feedback from users
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21172—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the inlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21173—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

개시된 일 측면에 따른 공기 조화기는 냉매를 압축하는 압축기와 실내 공기와 냉매 사이의 열교환이 수행되는 실내 열교환기와 열교환이 완료된 공기의 토출 온도를 측정하는 토출 온도 센서와 실내 열교환기에 흡입되는 실내 공기의 흡입 온도를 측정하는 흡입 온도 센서와 사용자로부터 목표 온도를 입력 받는 입력부와 흡입 온도와 목표 온도를 비교하여 압축기의 동작 주파수를 조절하고, 상기 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 발명은 사용자의 체감 온도를 고려하는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 냉매의 증발 및 응축에서 생기는 열의 이동을 이용하여 공기를 냉각 또는 가열하고, 냉각 또는 가열된 공기를 토출시켜 실내 공간의 공기를 조화시키는 기기이다. 공기 조화기는 냉방 운전 또는 난방 운전 시, 압축기와 실내 열교환기와 실외 열교환기를 통해 냉매를 순환시킴으로써 공기를 냉각 또는 가열할 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 실내 공기를 흡입하는 흡입부와 흡입된 공기를 열 교환시키는 열 교환기와 열 교환된 공기를 토출하는 토출부 등으로 구성된다. 공기 조화기는 사용자가 설정한 목표 온도를 목표로 하여 압축기를 제어하며, 구체적으로, 흡입부에서 측정한 흡입 온도와 사용자가 설정한 목표 온도 간의 차이에 기초하여 압축기의 주파수를 제어한다.
토출부에서 토출되는 공기의 온도는 사용자가 체감할 수 있음에도 불구하고, 상술한 흡입 온도와 목표 온도 간의 차이에 따라 압축기를 작동시키거나 중단시키면 사용자가 설정한 목표 온도와 예상한 체감 온도 간의 차이가 발생할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은 흡입 온도 이외에도 토출 온도를 압축기 제어에 반영하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 공기 조화기는 냉매를 압축하는 압축기; 실내 공기와 상기 냉매 사이의 열교환이 수행되는 실내 열교환기; 상기 열교환이 완료된 공기의 토출 온도를 측정하는 토출 온도 센서; 상기 실내 열교환기에 흡입되는 실내 공기의 흡입 온도를 측정하는 흡입 온도 센서; 사용자로부터 목표 온도를 입력 받는 입력부; 및 상기 흡입 온도와 상기 목표 온도를 비교하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하고, 상기 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 흡입 온도에 기초하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하거나 상기 압축기를 중지시키되, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달한 후에 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 압축기를 중지시키는 대신에 상기 작동 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 상승하고, 상기 토출 온도가 미리 정해진 제1 온도에 도달하면 상기 제2 동작 주파수를 증가된 제3 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제3 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 하강하고, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 제3 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 기준 온도는 미리 정해진 냉방 기준 온도이다.
상기 제어부는, 상기 제2 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 하강하고, 상기 토출 온도가 미리 정해진 제2 온도에 도달하면 상기 제2 동작 주파수를 증가된 제4 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제4 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 상승하고, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 제4 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 기준 온도는 미리 정해진 난방 기준 온도이다.
상기 제어부는, 냉방 운전 또는 난방 운전이 시작되면 동작 주파수가 상기 제1 동작 주파수까지 증가하도록 상기 압축기를 제어하고, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달하면 상기 제1 동작 주파수로 유지할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 동작 주파수가 상기 제1 동작 주파수로 증가하는 구간에서 미리 정해진 퍼지 테이블에 기초하여 상기 동작 주파수를 제어할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 공기 조화기의 제어 방법은 냉매를 압축하는 압축기, 실내 공기와 상기 냉매 사이의 열교환이 수행되는 실내 열교환기, 토출 온도를 측정하는 토출 온도 센서, 흡입 온도를 측정하는 흡입 온도 센서 및 사용자로부터 목표 온도를 입력 받는 입력부를 포함하는 공기 조화기에 의해, 사용자로부터 상기 목표 온도를 입력 받는 단계; 상기 흡입 온도 및 상기 토출 온도를 획득하는 단계; 상기 흡입 온도와 상기 목표 온도를 비교하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하고, 상기 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 상기 압축기의 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 단계;가 수행된다.
상기 압축기를 제어하는 단계는, 상기 흡입 온도에 기초하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하거나 상기 압축기를 중지시키되, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달한 후에 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 압축기를 중지시키는 대신에 상기 작동 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 압축기를 제어하는 단계는, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 기준 온도는, 실내 열교환기의 사이즈 중 공기 조화기의 송풍 능력 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 실내 온도인 흡입 온도 이외에도 공기 조화기에서 토출되는 공기의 온도를 압축기 제어에 반영함으로써 사용자가 설정한 목표 온도와 체감 온도 간의 격차를 최소화할 수 있다.
또한, 개시된 발명의 일 측면에 따르면 공기 조화기의 냉방 운전 및 난방 운전이 종료될 때까지 일관된 체감 온도를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공기 조화기가 난방 운전 또는 냉방 운전을 수행할 때 냉매의 흐름을 보여준다.
도 3은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 분해도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 단면도로서, 제1 유로를 통한 공기의 흐름을 보여준다.
도 5는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 단면도로서, 제2 유로 및 제3 유로를 통한 공기의 흐름을 보여준다.
도 6은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 순서도이다.
도 8 내지 도 10은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전 시 압축기의 동작 주파수와 토출 온도 간의 관계를 도시한다.
도 11은 다른 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 순서도이다.
도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전 시 압축기의 동작 주파수와 토출 온도 간의 관계를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 공기 조화기와 종래의 공기 조화기 간의 압축기 제어의 차이를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 개시된 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 외관도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 공기 조화기가 난방 운전 또는 냉방 운전을 수행할 때 냉매의 흐름을 보여준다. 도 3은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 분해도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 단면도로서, 제1 유로를 통한 공기의 흐름을 보여준다. 도 5는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 단면도로서, 제2 유로 및 제3 유로를 통한 공기의 흐름을 보여준다.
도 1을 참조하면, 공기 조화기(1)는 실외 공간에 마련되어 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외기(1a)와, 실내 공간에 마련되어 실내 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 실내기(1b)를 포함한다. 실외기(1a)는 공기 조화 공간 밖에 위치할 수 있으며, 실내기(1b)는 공기 조화 공간 내에 위치할 수 있다. 공기 조화 공간은 공기 조화기(1)에 의하여 냉방 또는 난방되는 공간을 나타낸다. 예를 들면, 실외기(1a)는 건물의 외부에 배치될 수 있고, 실내기(1b)는 거실 또는 사무실과 같이 벽에 의하여 외부와 분리된 공간 내에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 공기 조화기(1)는 실내기(1b)와 실외기(1a) 간 냉매를 순환시키기 위한 냉매 유로를 포함한다. 냉매는 냉매 유로를 따라 실내기(1b)와 실외기(1a)를 순환하며, 상태 변화(예를 들어, 기체에서 액체로 상태 변화, 액체에서 기체로 상태 변화)를 통해 열을 흡수하거나 열을 방출할 수 있다. 공기 조화기(1)는 실외기(1a)와 실내기(2b) 사이를 연결하고 액상 냉매가 유동하는 통로가 되는 액관(P1)과, 기상 냉매가 유동하는 통로가 되는 가스관(P2)을 포함한다. 액관(P1)과 가스관(P2)은 실외기(1a) 및 실내기(1b) 내부로 연장된다.
실외기(1a)는 냉매를 압축하는 압축기(170), 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외 열교환기(32), 냉방 운전 또는 난방 운전에 기초하여 압축기(170)에 의해 압축된 냉매를 실외 열교환기(32) 또는 실내 열교환기(30)로 안내하는 사방 밸브(180), 냉매를 감압하는 팽창 밸브(190), 증발되지 못한 액상 냉매가 압축기(170)로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(175)를 포함한다.
압축기(170)는 외부 전원으로부터 전기에너지를 공급받아 동작할 수 있다. 압축기(170)는 압축기 모터(미도시)를 포함하고, 압축기 모터의 회전력을 이용하여 저압의 기상 냉매를 고압으로 압축한다.
사방 밸브(180)는 냉방 운전 시 압축기(170)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(32)로 안내하고, 난방 운전 시 압축기(170)에서 압축된 냉매를 실내기(1b)로 안내한다.
실외 열교환기(32)는 냉방 운전 시 압축기(170)에서 압축된 냉매를 응축하고, 난방 운전 시 실내기(1b)에서 감압된응축된 냉매를 증발시킨다. 실외 열교환기(32)는 냉매가 통과하는 실외 열교환기 냉매관(미도시)과 실외 공기가 접촉하는 표면적을 넓히기 위한 실외 열교환기 냉각핀(미도시)을 포함할 수 있다. 실외 열교환기 냉매관(미도시)과 실외 공기가 접촉하는 표면적이 넓어지면 냉매와 실외 공기 사이의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
실외 송풍팬(162)은 실외 열교환기(32)의 주변에 마련되어 실외 공기를 실외 열교환기(32)로 유동시킬 수 있다. 실외 송풍팬(162)은 열교환 전의 실외 공기를 실외 열교환기(32)로 송풍시킴과 동시에 열교환된 공기를 실외로 송풍시킬 수 있다.
팽창 밸브(190)는 냉매를 감압할 뿐만 아니라 실외 열교환기(32)에서 충분한 열교환이 이루어지도록 실외 열교환기(32)에 제공되는 냉매의 양을 조절할 수도 있다. 구체적으로, 팽창 밸브(190)는 냉매가 좁은 유로를 통과하면 외부와의 열교환없이도 압력이 감소하는 냉매의 교축(throttling) 작용을 이용하여 냉매를 감압한다. 팽창 밸브(190)를 통과하는 냉매의 양을 조절하기 위하여 개도 조절이 가능한 전자식 팽창 밸브(electronic expansion valve, EEV)가 사용될 수 있다.
실내기(1b)는 실내 열교환기(30)와 송풍팬 어셈블리(160)를 포함할 수 있다. 실내 열교환기(30)는 실내 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행한다. 송풍팬 어셈블리(160)는 실내 공기를 실내 열교환기(30)로 유동시킬 수 있다. 송풍팬 어셈블리(160)는 복수의 실내 송풍팬들(161, 162, 163)을 포함할 수 있다.
실내 열교환기(30)는 냉방 운전 시 저압의 액상 냉매를 증발시키고, 난방 운전 시 고압의 기상 냉매를 응축한다. 실내 열교환기(30)는 실외기(1a)의 실외 열교환기(32)와 마찬가지로 냉매가 통과하는 실내 열교환기 냉매관(미도시)과 냉매와 실내 공기 사이의 열교환 효율을 향상시키기 위한 실내 열교환기 냉각핀(미도시)을 포함한다.
송풍팬 어셈블리(160)는 실내 열교환기(30)의 주변에 마련되어 실내 공기를 실내 열교환기(30)로 송풍시킬 수 있다. 실내 열교환기(30)는 실내 공기와 열교환을 수행할 수 있다. 송풍팬 어셈블리(160)는 열교환 전의 실내 공기를 실내 열교환기(30)로 송풍시킴과 동시에 열교환된 공기를 실내로 송풍시킬 수 있다.
냉방 운전 시, 냉매는 실외 열교환기(32)에서 열을 방출하고, 실내 열교환기(30)에서 열을 흡수할 수 있다. 즉, 냉방 운전 시 압축기(170)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(180)를 거쳐 실외 열교환기(32)로 먼저 공급된 후 실내 열교환기(30)로 공급될 수 있다. 이 경우, 실외 열교환기(32)는, 냉매를 응축시키는 응축기로 동작할 수 있으며, 실내 열교환기(30)는, 냉매를 증발시키는 증발기로 동작할 수 있다.
냉방 운전 시, 압축기(170)에서 토출되는 고온 고압의 기상 냉매는 실외 열교환기(32)로 이동하고, 실외 열교환기(32)에서 응축된 액상 혹은 액상에 가까운 냉매는 팽창 밸브(190)에서 팽창되어 감압되며, 팽창 밸브(190)를 통과한 이상(Two-phase) 냉매는 실내 열교환기(30)로 이동한다. 실내 열교환기(30)로 유입된 냉매는 공기와 열교환하여 증발된다. 따라서 열교환된 공기의 온도가 내려가고 실내기(1b)의 외부로 냉기가 토출된다.
난방 운전 시, 냉매는 실내 열교환기(30)에서 열을 방출하고, 실외 열교환기(32)에서 열을 흡수할 수 있다. 즉, 난방 운전 시 압축기(170)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(180)를 거쳐 실내 열교환기(30)로 먼저 공급된 후 실외 열교환기(32)로 공급될 수 있다. 이 경우, 실내 열교환기(30)는, 냉매를 응축시키는 응축기로 동작할 수 있으며, 실외 열교환기(32)는, 냉매를 증발시키는 증발기로 동작할 수 있다.
난방 운전 시, 압축기(170)에서 토출되는 고온 고압의 기상 냉매는 실내 열교환기(30)로 이동하고, 실내 열교환기(30)를 통과하는 고온 고압의 기상 냉매는 저온 건조한 공기와 열교환 한다. 냉매는 액상 혹은 액상에 가까운 냉매로 응축되면서 열을 방출하고, 공기가 열을 흡수함으로써 실내기(1b)의 외부로 온기가 토출된다.
이하 실내기(1b)의 구조에 대하여 자세히 설명한다.
도 1과, 도 3을 참조하면, 실내기(1b)는 외관을 형성하는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부 또는 외부로 공기를 순환시키는 송풍팬 어셈블리(160)와, 하우징(10)의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 실내 열교환기(30)를 포함할 수 있다. 하우징(10)은 '실내기 하우징'으로 호칭될 수도 있다.
하우징(10)은 송풍팬 어셈블리(160) 및 열교환기(30)가 장착되는 바디 케이스(11)와, 바디 케이스(11)의 전면을 커버하는 전면 패널(40)을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(10)은 제1 유입구(12), 제2 유입구(15), 메인 배출구(17) 및 가이드 배출구(13, 14)를 포함할 수 있다.
바디 케이스(11)는 실내기(1b)의 후면, 좌측면, 우측면, 상면 및 저면을 형성할 수 있다. 바디 케이스(11)의 전면은 개방되며, 개방된 전면은 바디 케이스 개구(11a)를 형성할 수 있다. 바디 케이스 개구(11a)는 제1 프레임(16), 제2 프레임(53), 지지프레임(17a) 및 전면 패널(40)에 의해 커버될 수 있다.
전면 패널(40)은 제1 프레임(16)에 의해 하우징(10)과 결합될 수 있다. 전면 패널(40)은 복수의 홀(42)을 포함하는 배출 영역(41)과 복수의 홀(42)이 형성되지 않은 차단 영역(43)을 포함할 수 있다. 복수의 홀(42)은 전면 패널(40)을 관통할 수 있다. 복수의 홀(42)은 전면 패널(40)의 전체 영역에 균일하게 분포될 수 있다. 메인 배출구(17)를 통과하는 열교환된 공기는 복수의 홀(42)을 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다. 복수의 홀(42)을 통해 토출되는 열교환된 공기의 이동 속도는 가이드 배출구(13, 14)을 통해 배출되는 공기의 이동 속도보다 상대적으로 느릴 수 있다. 차단 영역(43)에는 홀이 마련되지 않으므로 공기는 차단 영역(43)을 통과할 수 없다.
제1 프레임(16)은 바디 케이스(11)의 전면, 즉, 바디 케이스 개구(11a)에 결합될 수 있다. 제2 프레임(53)은 제1 프레임(16)의 전면에 결합될 수 있다. 지지프레임(17a)은 제1 프레임(16)과 제2 프레임(53) 사이에 배치되고, 제1 프레임(16)과 제2 프레임(53)을 지지할 수 있다. 제1 프레임(16)과 전면 패널(40)은 바디 케이스(11)로부터 분리 가능할 수 있다.
제1 프레임(16)은 메인 배출구(17)를 포함할 수 있다. 메인 배출구(17)는 하우징(10)의 전방에 배치될 수 있다. 메인 배출구(17)는 제1 프레임(16)을 관통할 수 있다. 메인 배출구(17)는 제1 프레임(16)의 상부에 형성될 수 있다. 메인 배출구(17)는 제1 유입구(12)와 마주하도록 배치될 수 있다. 하우징(10)의 내부에서 열교환된 공기는 메인 배출구(17)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다. 메인 배출구(17)는 제1 유입구(12)를 통해 유입된 공기를 배출할 수 있다.
메인 배출구(17)가 형성된 제1 프레임(16)의 일 부분에는 전면 패널(40)을 지지하는 지지프레임(17a)이 결합될 수 있다. 지지프레임(17a)은 메인 배출구(17)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 지지프레임(17a)은 전면 패널(40)의 배면을 지지할 수 있다.
바디 케이스(11)에 형성되는 제1 유입구(12)는 바디 케이스(11)의 배면을 관통할 수 있다. 제1 유입구(12)는 바디 케이스(11)의 배면의 상부에 형성될 수 있다. 제1 유입구(12)를 통해 외부 공기는 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다.
제1 유입구(12)는 적어도 하나 마련될 수 있고, 설계에 따라 어려 개로 마련될 수 있다. 제1 유입구(12)의 형상은 사각형일 수 있다. 제1 유입구(12)의 형상은 설계에 따라 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
제2 유입구(15)는 바디 케이스(11)의 배면을 관통하고, 바디 케이스(11)의 배면의 하부에 형성될 수 있다. 제2 유입구(15)는 제1 유입구(12)의 하측에 형성될 수 있다. 제2 유입구(15)를 통해 외부 공기가 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 제2 유입구(15)의 개수와 형상은 설계에 따라 다양하게 마련될 수 있다.
제1 프레임(16)은 전면 패널(40)과 함께 가이드 배출구(13, 14)를 형성할 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)와 동일한 면에 형성될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)에 인접하게 배치될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)와 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)의 좌측 및/또는 우측에 형성될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)의 좌측에 배치되는 제1 가이드 배출구(13)와, 메인 배출구(17)의 우측에 배치되는 제2 가이드 배출구(14)를 포함할 수 있다.
가이드 배출구(13, 14)는 바디 케이스(11)의 상하 방향을 따라 연장될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 메인 배출구(17)의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다. 하우징(10)의 내부에서 열교환되지 않은 공기는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)는 제2 유입구(15)를 통해 유입된 공기를 배출할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 가이드 배출구(13, 14)는 가이드 배출구(13, 14)에서 배출되는 공기를 메인 배출구(17)에서 배출되는 공기와 혼합시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 가이드 배출구(13, 14)를 형성하는 제1 프레임(16)의 일 부분에는 가이드 배출구(13, 14)에서 배출되는 공기가 메인 배출구(17)에서 배출되는 공기와 혼합되도록 가이드 배출구(13, 14)에서 배출되는 공기를 가이드하는 가이드 곡면부(13a, 14a)를 포함할 수 있다.
가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기는 가이드 곡면부(13a, 14a)를 따라 메인 배출구(17)에서 배출되는 공기와 혼합될 수 있는 방향으로 배출될 수 있다. 가이드 곡면부(13a, 14a)는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기를 메인 배출구(17)를 통해 배출되는 공기와 대략 동일한 방향으로 배출되도록 가이드할 수 있다. 가이드 곡면부(13a, 14a)는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기를 전방으로 가이드하도록 마련될 수 있다.
가이드 배출구(13, 14) 상에는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기를 가이드하기 위한 블레이드(61, 62)가 마련될 수 있다. 블레이드(61, 62)는 가이드 배출구(13, 14)의 길이 방향을 따라 연속해서 배치될 수 있다. 제1 가이드 배출구(13)에는 제1 블레이드(61)가 배치될 수 있으며, 제2 가이드 배출구(14)에는 제2 블레이드(62)가 배치될 수 있다.
제1 유입구(12)와 메인 배출구(17)를 연결하는 공기의 유로를 제1 유로(S1)라 하고, 제2 유입구(15)와 제1 가이드 배출구(13)를 연결하는 공기의 유로를 제2 유로(S2)라 하며, 제2 유입구(15)와 제2 가이드 배출구(14)를 연결하는 공기의 유로를 제3 유로(S3)라고 한다. 제1 유로(S1)는 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3)와 구획될 수 있다. 실내기(1b) 내부에서 제1 유로(S1)를 따라 흐르는 공기는 실내기(1b) 내부에서 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3)를 따라 흐르는 공기와 섞이지 않을 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3)는 일부 구간이 겹칠 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3)에서, 제2 유입구(15)로부터 서큘러 팬(165)까지의 구간이 공통될 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 하우징(10)의 내부에는 제1 유로(S1)와 제2 유로(S2)를 구획하는 제1 덕트(18)가 배치될 수 있다. 제1 덕트(18)는 송풍팬 어셈블리(160)의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 덕트(18)는 상하 방향을 따라 연장될 수 있다. 제1 덕트(18)는 서큘러 팬(165)과 연통될 수 있다. 제1 덕트(18)는 서큘러 팬(165)의 팬 배출구(165a)와 연통될 수 있다. 제1 덕트(18)는 서큘러 팬(165)에 의해 유동하는 공기의 일부를 제1 가이드 배출구(13)로 안내할 수 있다. 제1 덕트(18)에는 서큘러 팬(165)로부터 유입되는 공기의 이물질을 필터링할 수 있도록 제1 덕트 필터(미도시)가 마련될 수 있다.
하우징(10)의 내부에는 제1 유로(S1)와 제3 유로(S3)를 구획하는 제2 덕트(19)가 배치될 수 있다. 제2 덕트(19)는 송풍팬 어셈블리(160)의 우측에 배치될 수 있다. 제2 덕트(19)는 상하 방향을 따라 연장될 수 있다. 제2 덕트(19)는 서큘러 팬(165)과 연통될 수 있다. 제2 덕트(19)는 서큘러 팬(165)의 팬 배출구(165a)와 연통될 수 있다. 제2 덕트(19)는 서큘러 팬(165)에 의해 유동하는 공기의 일부를 제2 가이드 배출구(14)로 안내할 수 있다. 제2 덕트(19)에는 서큘러 팬(165)로부터 유입되는 공기의 이물질을 필터링할 수 있도록 제2 덕트 필터(19a)가 마련될 수 있다.
실내 열교환기(30)와 열교환된 공기는 메인 배출구(17)를 통해 배출될 수 있고, 열교환기(30)를 거치지 않은 공기는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출될 수 있다. 즉, 가이드 배출구(13, 14)는 열교환되지 않은 공기를 배출하도록 마련될 수 있다. 실내 열교환기(30)가 제1 유로(S1) 상에 배치되므로, 메인 배출구(17)를 통해 배출되는 공기는 열교환된 공기일 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에는 실내 열교환기(30)가 배치되지 않으므로, 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기는 열교환되지 않은 공기일 수 있다.
다른 실시예로서, 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에도 열교환기(미도시)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 바디 케이스(11)의 수용공간(11b)에도 열교환기(미도시)가 마련될 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에도 열교환기(미도시)가 배치되면, 가이드 배출구(13, 14)를 통해서도 열교환된 공기가 배출될 수 있다.
바디 케이스(11)의 수용공간(11b)에는 전장품들(미도시)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 공기 조화기(1)의 구동에 필요한 구동 회로 및/또는 제어 회로가 배치될 수 있다. 또한, 수용공간(11b)에는 서큘러 팬(165)이 배치될 수 있다.
서큘러 팬(165)은 송풍팬 어셈블리(160)와 독립적으로 구동할 수 있다. 서큘러 팬(165)의 회전 속도는 송풍팬 어셈블리(160)에 포함되는 복수의 송풍팬들(161, 162, 163) 각각의 회전 속도와 상이할 수 있다.
송풍팬 어셈블리(160)는 제1 유입구(12)부터 메인 배출구(17)로 이어지는 제1 유로(S1) 상에 배치될 수 있다. 송풍팬 어셈블리(160)의 동작에 의해 공기는 제1 유입구(12)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 제1 유입구(12)를 통해 유입된 공기는 제1 유로(S1)를 따라 이동하여 메인 배출구(17)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다.
송풍팬 어셈블리(160)는 적어도 하나의 송풍팬을 포함할 수 있다. 예를 들면, 송풍팬 어셈블리(160)는 제1 송풍팬(161), 제2 송풍팬(162) 및 제3 송풍팬(163)을 포함할 수 있다. 도 3에서 3개의 송풍팬들(161, 162, 163)이 마련되는 것으로 예시되어 있으나, 송풍팬 어셈블리(160)는 2개의 송풍팬들을 포함할 수도 있으며, 설계에 따라 다양한 개수의 송풍팬들을 포함할 수 있다.
제1 송풍팬(161), 제2 송풍팬(162) 및 제3 송풍팬(163)은 실내기 하우징(10)의 상하 방향으로 배치될 수 있다. 송풍팬 어셈블리(160)에서 제1 송풍팬(161)은 가장 아래에 배치되고, 제3 송풍팬(163)은 가장 위에 배치되며, 제2 송풍팬(162)은 제1 송풍팬(161)과 제3 송풍팬(162) 사이에 배치될 수 있다. 제1 송풍팬(161), 제2 송풍팬(162) 및 제3 송풍팬(163)은 동일한 구조를 가질 수 있다.
송풍팬들(161, 162, 163)은 각각 축류 팬 또는 사류 팬을 포함할 수 있다. 이외에도, 송풍팬들(161, 162, 163)은 하우징(10)의 외부로부터 유입되는 공기를 다시 하우징(10)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 형태 및/또는 종류의 팬으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 송풍팬들(161, 162, 163)은 크로스팬, 터보팬 또는 시로코팬일 수 있다.
서큘러 팬(165)은 제2 유입구(15)로부터 가이드 배출구(13, 14)로 이어지는 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에 배치될 수 있다. 공기는 서큘러 팬(165)에 의해 제2 유입구(15)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 제2 유입구(15)를 통해 유입된 공기의 일부는, 제2 유로(S2)를 따라 이동하여 제1 가이드 배출구(13)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출되거나, 제3 유로(S3)를 따라 이동하여 제2 가이드 배출구(14)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다.
실내 열교환기(30)는 송풍팬 어셈블리(160)와 제1 유입구(12) 사이에 배치될 수 있다. 실내 열교환기(30)는 제1 유로(S1) 상에 배치될 수 있다. 실내 열교환기(30)는 제1 유입구(12)를 통해 유입된 공기로부터 열을 흡수하거나, 제1 유입구(12)를 통해 유입된 공기로 열을 전달할 수 있다. 실내 열교환기(30)는 튜브와, 튜브에 결합되는 헤더를 포함할 수 있다. 다만, 실내 열교환기(30)의 종류는 이에 한정되지 않는다.
실내기(1b)는 바디 케이스(11)의 제1 유입구(12)가 형성된 일 부분에 결합되는 제1 흡입그릴(51)을 포함할 수 있다. 제1 흡입그릴(51)은 제1 유입구(12)를 통해 이물질이 유입되지 않도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 제1 흡입그릴(51)은 복수의 슬릿 또는 홀을 포함할 수 있다. 제1 흡입그릴(51)은 제1 유입구(12)를 커버하도록 마련될 수 있다.
실내기(1b)는 바디 케이스(11)의 제2 유입구(15)가 형성된 일 부분에 결합되는 제2 흡입그릴(52)을 포함할 수 있다. 제2 흡입그릴(52)은 제2 유입구(15)를 통해 이물질이 유입되지 않도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 제2 흡입그릴(52)은 복수의 슬릿 또는 홀을 포함할 수 있다. 제2 흡입그릴(52)은 제2 유입구(15)를 커버하도록 마련될 수 있다.
실내기(1b)는 제1 프레임(16)의 일 부분에 결합되는 제2 프레임(53)을 포함할 수 있다. 제2 프레임(53)은 지지프레임(17a)에 장착될 수 있다. 제2 프레임(53)은 메인 배출구(17)를 통해 이물질이 배출되지 않도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 제2 프레임(53)은 복수의 슬릿 또는 홀을 포함할 수 있다. 제2 프레임(53)은 메인 배출구(17)를 커버하도록 마련될 수 있다.
실내기(1b)는 분배 장치(55)를 포함할 수 있다. 분배 장치(55)는 하우징(10)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 분배 장치(55)는 바디 케이스(11)의 수용공간(11b)에 배치될 수 있다. 분배 장치(55)는 서큘러 팬(165)의 팬 배출구(165a)에 인접하게 배치될 수 있다. 분배 장치(55)는 제2 유입구(15)를 통해 유입되는 공기가 제1 가이드 배출구(13) 및 제2 가이드 배출구(14)를 향해 분기되는 일 부분에 배치될 수 있다. 분배 장치(55)는 제1 유입구(12)와 제2 유입구(15) 사이에 배치될 수 있다. 분배 장치(55)는 서큘러 팬(165)이 송풍하는 공기를 제1 덕트(18) 및 제2 덕트(19)로 분배하도록 구성될 수 있다. 분배 장치(55)는 제1 가이드 배출구(13) 및 제2 가이드 배출구(14)를 통해 배출되는 공기의 유량을 조절하도록 구성될 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 공기 조화기(1)는 메인 배출구(17)를 통해 열교환된 공기를 배출하는 제1 모드로 구동할 수 있다. 제1 모드에서 송풍팬 어셈블리(160)의 동작에 의해 외부의 공기가 제1 유입구(12)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입되고, 유입된 공기는 열교환기(30)를 통과하며 열교환될 수 있다. 열교환된 공기는 메인 배출구(17)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다. 열교환된 공기는 전면 패널(40)의 복수의 홀(42)을 지나면서 풍속이 저감될 수 있다. 이러한 구성에 따라 사용자가 쾌적함을 느끼는 풍속으로 실내를 냉방 또는 난방할 수 있게 된다. 제1 모드에서는 서큘러 팬(165)이 구동하지 않으므로, 가이드 배출구(13, 14)를 통해서는 공기가 배출되지 않는다.
도 5를 다시 참조하면, 공기 조화기(1)는 가이드 배출구(13, 14)를 통해 열교환되지 않은 공기를 배출하는 제2 모드로 구동할 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에는 열교환기가 배치되지 않으므로, 실내기(1b)는 실내 공기를 순환시킬 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)에는 가이드 곡면부(13a, 14a)가 마련되어 있으므로, 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기는 실내기(1b)의 전방으로 배출될 수 있다. 가이드 배출구(13, 14) 상에는 블레이드(61, 62)가 마련되어 있으므로, 공기는 전방을 향해 더 멀리 송풍될 수 있다.
서큘러 팬(165)이 구동함에 따라, 하우징(10)의 외부 공기는 제2 유입구(15)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 하우징(10)의 내부로 유입된 공기는 서큘러 팬(165)을 통과한 후, 제1 유로(S1)의 양 측에 각각 형성된 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3)로 이동할 수 있다. 제2 유로(S2) 및 제3 유로(S3) 상에서 공기는 상측으로 이동한 후, 가이드 배출구(13, 14)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다. 이때, 공기는 가이드 곡면부(13a, 14a)를 따라 공기 조화기(1)의 전방으로 가이드될 수 있다.
제2 모드에서 송풍팬 어셈블리(160)는 구동하지 않으므로, 메인 배출구(17)를 통해서는 공기가 배출되지 않는다. 즉, 제2 모드에서 공기 조화기(1)는 열교환되지 않은 공기를 송풍하므로, 단순히 실내 공기를 순환시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 공기 조화기(1)는 메인 배출구(17)를 통해 열교환된 공기를 배출하고, 가이드 배출구(13, 14)를 통해 열교환되지 않은 공기를 배출하는 제3 모드로 구동할 수 있다. 공기 조화기(1)는 제1 모드로 구동할 때보다 제3 모드로 구동할 때 냉기 또는 온기를 더 멀리까지 이동시킬 수 있다.
공기 조화기(1)가 제3 모드로 구동할 때, 메인 배출구(17)를 통해 배출된 냉기 또는 온기와 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출된 공기는 혼합될 수 있다. 아울러, 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출되는 공기는 메인 배출구(17)를 통해 배출되는 열교환된 공기보다 상대적으로 빠른 속도로 이동할 수 있다. 가이드 배출구(13, 14)를 통해 배출된 공기는 메인 배출구(17)를 통해 배출된 열교환된 공기를 더 멀리까지 이동시킬 수 있다. 이러한 구성에 따라, 공기 조화기(1)는 열교환된 공기와 실내 공기가 혼합된 쾌적한 냉기 또는 온기를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 블록도이다.
도 6을 참조하면, 공기 조화기(1)는 입력부(110), 통신부(120), 흡입 온도 센서(130), 토출 온도 센서(140), 제어부(150), 송풍팬 어셈블리(160), 서큘러 팬(165), 압축기(170), 사방 밸브(180) 및 팽창 밸브(190)를 포함할 수 있다.
입력부(110), 통신부(120), 흡입 온도 센서(130), 토출 온도 센서(140), 제어부(150) 및 송풍팬 어셈블리(160)는 실내기(1b) 내에 마련될 수 있다. 또한, 실내기(1b)는 서큘러 팬(165)을 포함할 수 있다. 압축기(170), 사방 밸브(180) 및 팽창 밸브(190)는 실외기(1a)에 포함될 수 있다. 제어부(150)는 공기 조화기(1)의 구성 요소들과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성 요소들의 동작을 제어할 수 있다. 실외기(1a)도 프로세서를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 사용자로부터 공기 조화기(1)의 동작과 관련된 사용자 입력을 획득할 수 있다. 또한, 입력부(110)는 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 제어부(150)로 전송할 수 있다. 제어부(150)는 입력부(110)로부터 전송된 전기적 신호에 기초하여 공기 조화기(1)의 동작을 제어할 수 있다.
입력부(110)는 실내기(1b)의 하우징(10) 상에 마련되는 복수의 버튼들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)는 냉방 운전 또는 난방 운전을 선택하기 위한 운전 모드 버튼, 실내(공조 공간)의 목표 온도를 설정하기 위한 온도 버튼, 바람의 방향을 설정하기 위한 풍향 버튼 및/또는 바람의 세기(팬의 회전 속도)를 설정하기 위한 풍량 버튼을 포함할 수 있다.
입력부(110)는 사용자로부터 냉방 운전 또는 난방 운전을 선택하기 위한 입력을 받을 수 있고, 냉방 운전 또는 난방 운전 시 사용자가 원하는 목표 온도를 입력 받을 수 있다. 제어부(150)는 입력부(110)로부터 입력된 목표 온도에 따라 압축기 용량 제어를 수행하며, 후술하는 다양한 실시예에 의한 압축기(170) 제어가 수행된다.
통신부(120)는 공기 조화 공간에 별도로 마련되는 액세스 포인트(access point, AP)(미도시)와 통신을 수행할 수 있으며, 액세스 포인트를 통하여 네트워크와 연결될 수 있다. 통신부(120)는 액세스 포인트를 통해 사용자 단말 장치(예를 들면, 스마트폰)와 통신을 수행할 수 있다. 통신부(120)는 액세스 포인트에 접속된 사용자 단말 장치의 정보를 수신할 수 있으며, 사용자 단말 장치의 정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다. 또한, 통신부(120)는 사용자 단말 장치로부터 사용자 단말 장치의 위치 정보(예를 들면, GPS(global positioning system) 신호)를 수신할 수 있으며, 수신된 위치 정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다. 이를 위해, 통신부(120)는 이미 공지된 유선 통신 모듈 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
흡입 온도 센서(130)와 토출 온도 센서(140)는 공기 조화기(1)의 다양한 위치 각각에 적어도 하나로 마련될 수 있다.
흡입 온도 센서(130)는 실내 공기인 흡입 온도를 측정할 수 있다. 흡입 온도 센서(130)는 내기(1b)가 배치된 실내 공간의 온도를 측정할 수 있는 위치 및 제1 유입구(12)와 제2 유입구(15)로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 위치에 마련될 수 있다(도 3 참조). 흡입 온도 센서(130)에 의해 측정된 전기적 신호는 제어부(150)에 전달되어 목표 온도와의 비교를 통해 압축기 용량 제어에 이용된다.
토출 온도 센서(140)는 실내기(1b)에서 토출되는 공기의 토출 온도를 측정할 수 있다. 토출 온도 센서(140)는 실내 열교환기(30)를 통과하면서 열교환된 공기의 온도를 측정할 수 있다. 토출 온도 센서(140)는 실내 열교환기(30)를 통해 열교환 된 후 실내 공간에 토출되는 공기의 온도를 측정하도록, 실내기 하우징(10)의 전면 패널(40) 또는 메인 배출구(170)에 마련되거나, 실내 열교환기(30)의 일 부분(예를 들면, 실내 열교환기(30)의 전면)에 배치될 수 있다(도 3 참조). 토출 온도 센서(140)에 의해 측정된 전기적 신호는 제어부(150)에 전달되어 기준 온도와의 비교를 통해 압축기 용량 제어에 이용된다.
흡입 온도 센서(130) 및 토출 온도 센서(140) 이외에도 실내 열교환기(30) 측에는 별도의 온도 센서(미도시)가 마련되어 응축되는 냉매의 응축 온도를 검출할 수 도 있다.
상술한 각각의 온도 센서들은 온도에 따라 전기적 저항 값이 변화하는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
제어부(150)는 공기 조화기(1)의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 인스트럭션 및 데이터를 기억 및/또는 저장하는 메모리(152)를 포함하고, 메모리(152)에 기억 및/또는 저장된 프로그램, 인스트럭션 및 데이터에 기초하여 공기 조화기(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 프로세서(151)를 포함할 수 있다. 제어부(150)는 프로세서(151)와 메모리(152)가 실장된 제어 회로로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(150)는 복수의 프로세서와 복수의 메모리를 포함할 수 있다.
메모리(152)는, 공기 조화기(1)의 동작에 필요한 각종 정보를 기억/저장할 수 있다. 메모리(152)는, 공기 조화기(1)의 동작에 필요한 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다.
메모리(152)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리와, 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(151)는 메모리(152)에 저장된 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램에 기초하여 공기 조화기(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(151)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(151)는 메모리(152)로부터 제공된 프로그램 및/또는 인스트럭션에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 메모리(152)와 프로세서(151)는 하나의 제어 회로로 구현되거나 복수의 회로로 구현될 수 있다.
압축기(170)는, 제어부(150)의 제어 신호에 응답하여, 압축기(170), 사방 밸브(180), 실외 열교환기(32), 팽창 밸브(190) 및 실내 열교환기(30)를 포함하는 냉매 순환 회로 상에서 냉매를 순환시킬 수 있다. 구체적으로, 압축기(170)는 기체 상태의 냉매를 압축하고, 고온/고압의 기체 냉매를 토출할 수 있다. 또한, 압축기(170)는, 냉방과 난방이 필요하지 않은 송풍 운전에서 동작하지 않을 수 있다.
압축기(170)는 압축 용량이 일정하게 유지되는 정속 압축기 및/또는 압축 용량이 가변되는 인버터 압축기를 포함할 수 있다. 압축기(170)가 인버터 압축기일 경우, 제어부(150)는 흡입 온도 및/또는 토출 온도에 기초하여 동작 주파수를 조절할 수 있다. 이 때, 제어부(150)는 실내 열교환기(30)에 의해 냉각되는 공기의 온도가 목표 온도를 추종하도록 주기적으로 압축기(170)의 동작 주파수를 조절하는 퍼지(Fuzzy) 제어를 수행할 수 있다. 퍼지 제어는 미리 저장된 퍼지 테이블을 이용하여 동작 주파수에 대한 조절값을 결정할 수 있다. 제어부(150)는 퍼지 테이블을 참조하여 동작 주파수의 증가량 또는 감소량을 결정할 수 있다.
사방 밸브(180)는, 제어부(150)의 제어 하에, 압축기(170)로부터 토출되는 냉매의 순환 방향을 전환할 수 있다. 구체적으로, 사방 밸브(180)는, 냉방 운전 시에는 압축기(170)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(32)로 안내하고, 난방 운전 시에는 압축기(170)에서 압축된 냉매를 실내 열교환기(30)로 안내한다.
팽창 밸브(190)는 냉매를 감압할 수 있다. 또한, 팽창 밸브(190)는 실외 열교환기(32) 또는 실내 열교환기(30)에서 충분한 열교환이 이루어지도록 공급되는 냉매의 양을 조절할 수도 있다. 팽창 밸브(190)는 냉매가 좁은 유로를 통과하면서 압력이 감소하는 냉매의 교축(throttling) 작용을 이용하여 냉매를 감압한다. 팽창 밸브(190)는 전기 신호에 의해 개도량을 제어할 수 있는 전자식 팽창 밸브(Electric Expansion Valve)로 구현될 수 있다.
송풍팬 어셈블리(160)는 복수의 송풍팬들(161, 162, 163)을 포함할 수 있다. 복수의 송풍팬들(161, 162, 163)은 실내 열교환기(30)에서 열교환된 공기를 실내기(1b)의 외부로 유동시킬 수 있다. 송풍팬 어셈블리(160)가 구동함에 따라, 외부 공기는 제1 유입구(12)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 하우징(10)의 내부로 유입된 공기는 실내 열교환기(30)를 통과하면서 실내 열교환기(30)를 흐르는 냉매와 열교환 한다. 실내 열교환기(30)에 의해 열교환된 공기는 송풍팬 어셈블리(160)를 지나 제1 프레임(16)의 메인 배출구(17)와 전면 패널(40)의 복수의 홀(42)을 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다.
송풍팬 어셈블리(160)에 포함되는 복수의 송풍팬들(161, 162, 163)은 제어부(150)의 제어 하에 동작할 수 있다. 복수의 송풍팬들(161, 162, 163) 각각은 팬 모터를 포함하고, 팬 모터에 의해 생성되는 동력을 이용하여 회전할 수 있다. 복수의 송풍팬들(161, 162, 163)은 냉방 운전 또는 난방 운전 시 동작할 수 있다.
서큘러 팬(165)은, 외부 공기를 실내기 하우징(10) 내부로 유입시키고, 유입된 공기를 가이드 배출구(13, 14)를 통하여 실내기(1b)의 외부로 배출할 수 있다. 서큘러 팬(165)의 동작에 의해, 공기는 제2 유입구(15)를 통해 하우징(10)의 내부로 유입될 수 있다. 제2 유입구(15)를 통해 유입된 공기의 일부는 제2 유로(S2)를 따라 이동하여 제1 가이드 배출구(13)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출되거나, 제3 유로(S3)를 따라 이동하여 제2 가이드 배출구(14)를 통해 하우징(10)의 외부로 배출될 수 있다.
서큘러 팬(165)은 제어부(150)의 제어 하에 동작할 수 있다. 서큘러 팬(165)은 팬 모터를 포함하고, 팬 모터에 의해 생성되는 동력을 이용하여 회전할 수 있다. 예를 들어, 서큘러 팬(165)은 냉방 운전 또는 난방 운전 시 동작할 수 있다. 서큘러 팬(165)은 냉방과 난방이 요구되지 않는 송풍 운전 시에도 동작할 수 있다.
이상에서는 개시된 발명에 따른 공기 조화기(1)의 구성 및 각 구성의 동작들에 대해 설명하였다. 이하에서는, 상술한 구성들을 토대로 하여 냉방 운전 또는 난방 운전 시에 수행되는 압축기 용량 제어를 설명한다.
이하의 설명에서 참조되는 기준 온도는 토출 온도와의 관계에서 압축기(170)를 제어하기 위해 미리 정해놓은 온도를 가리킨다. 기준 온도는 목표 온도와 다른 개념으로써, 냉방 운전 또는 난방 운전 중에 열교환 후 토출되는 공기 온도의 하한 또는 상한에 해당할 수 있다. 기준 온도는 공기 조화기(1)의 성능에 따라 결정되는 수치에 해당하며 실내기(1b)의 크기, 열교환기(30)의 사이즈 및 송풍팬 어셈블리(160)의 송풍 능력에 따라 다양한 값을 가질 수 있다. 냉방 및 난방을 동시에 수행할 수 있는 공기 조화기(1)는 냉방 기준 온도와 난방 기준 온도 각각이 별도로 설정될 수 있다. 예를 들어, 냉방 기준 온도는 약 8 ℃에 의할 수 있고, 난방 기준 온도는 약 40 ℃에 의할 수 있다. 전술한 바와 같이, 냉방 기준 온도 및 난방 기준 온도 각각은 공기 조화기(1)의 각 구성들의 성능에 의해 다양한 값을 가질 수 있다.
도 7 내지 도 14에서 참조되는 용어인 제1 동작 주파수 내지 제4 동작 주파수는 하나의 실시예의 범위에서 서로 다른 동작 주파수 임을 구분하기 위한 것이며, 서로 관련된 수치를 의미하지 않음에 유의한다.
도 7은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 순서도이고, 도 8 내지 도 10은 일 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전 시 압축기의 동작 주파수와 토출 온도 간의 관계를 도시한다.
도 7을 참조하면, 제어부(150)는 입력부(110)를 통해 냉방 운전 모드에 대한 입력과 냉방 운전 모드에서의 목표 온도를 수신하면(701), 실내 공기의 온도가 목표 온도에 도달하도록 압축기(170)를 작동시킨다(702). 제어부(150)는 압축기(170)의 동작 주파수를 일정한 주기마다 증가시켜 흡입 온도가 목표 온도에 도달하도록 하거나, 퍼지 테이블에 따라 흡입 온도가 목표 온도를 추종하도록 퍼지 제어를 수행할 수 있다. 도 8을 참조하면, 냉방 운전이 개시되면 압축기(170)의 동작 주파수가 T0 지점까지 증가된다. 이 때, T0는 흡입 온도가 목표 온도에 도달한 시점에 해당하여 압축기의 동작 주파수를 더 이상 증가시키지 않는 시점에 해당할 수 있다.
제어부(150)는 흡입 온도 센서(130) 및 토출 온도 센서(140)를 통해 측정된 흡입 온도와 토출 온도를 지속적으로 획득한다(703).
원칙적으로, 제어부(150)는 실내 공기의 온도인 흡입 온도가 사용자가 설정한 목표 온도에 도달하였을 때(704), 압축기(170)의 작동을 중지시킨다(705). 이 경우, 압축기(170)는 일시적으로 동작이 중지되며, 흡입 온도는 목표 온도에 도달하여 일정 시간 동안은 목표 온도를 유지하지만, 압축기(170)의 작동이 중지된 상태에서 토출 온도는 사용자가 원하는 목표 온도와의 차이가 발생한다. 따라서, 사용자가 원하는 일관적인 체감 온도를 제공할 수 없다.
따라서, 개시된 발명은 흡입 온도보다 토출 온도와 기준 온도 간에 비교를 우선적인 기준으로 하여 압축기(170)를 제어한다.
제어부(150)는 흡입 온도가 목표 온도에 도달하지 않은 경우, 압축기 용량 제어(퍼지 제어)를 수행한다(706). 제어부(150)는 퍼지 제어를 수행함으로써, 흡입 온도가 목표 온도를 추종하도록 동작 주파수를 조절할 수 있다.
제어부(150)는 상기 퍼지 제어에 따라 흡입 온도가 목표온도를 추종하도록 동작 주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 제어부(150)은 상기 용량 제어를 하는 중에 토출 온도와 냉방 기준 온도 간의 비교를 수행한다. 제어부(150)는 토출 온도가 냉방 기준 온도에 도달하면(707), 압축기의 동작 주파수가 감소되도록 제어한다(708). 제어부(150)는 토출 온도가 기준 온도에 도달한 것을 감지하면 압축기(170)의 작동을 중지시키는 대신에 압축기(170)의 동작 주파수를 감소시킨다. 이 때, 압축기(170)는 작동이 중지되지 않고, 감소된 동작 주파수를 유지하여 작동되므로, 토출 온도가 급격히 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 목표 온도 도달에 의한 공기 조화기(1)의 일시적인 중지 상태에서도 적당한 토출 냉기를 사용자에게 제공하여 일관된 체감 온도를 제공할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 흡입 온도가 목표 온도에 도달하는 시점(TO)부터, 일정 시간 동안 동작 주파수를 유지하고, 동작 주파수가 유지되는 중에 토출 온도가 냉방 기준 온도에 도달하면(T1, 도 8 참조) 동작 주파수를 감소시킬 수 있다. 토출 온도가 기준 온도에 도달하기 직전에 동작 주파수가 제1 동작 주파수이면, 토출 온도가 기준 온도에 도달한 직후에 동작 주파수는 제2 동작 주파수일 수 있다. 제어부(150)는 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지할 수 있다.
한편, 제2 동작 주파수는 토출 온도 및 흡입 온도를 하강시키기에는 부족한 압축기(170)의 주파수로써 압축기(150)가 제2 동작 주파수에 의할 경우 토출 온도가 급격히 상승하는 것만을 방지할 수 있다. 따라서, 압축기(170)가 제2 동작 주파수에 의해 작동되는 중에 토출 온도는 상승한다.
제어부(150)는 토출 온도가 계속적으로 상승하는 것을 방지하기 위해, 압축기(170)의 동작 주파수가 증가되도록 제어한다. 제어부(150)는 제2 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 토출 온도가 상승하여 미리 정해진 제1 온도에 도달(T2, 도 8 참조)하면 제2 동작 주파수를 제3 동작 주파수로 증가시키고, 압축기(170)의 동작 주파수를 제3 동작 주파수를 유지시킬 수 있다. 여기서, 미리 정해진 제1 온도는 냉방 기준 온도 보다 일정 수준만큼 높은 온도로써 사용자가 토출 온도의 변화를 감지하지 않을 수 있는 기준에 근거한다. 토출 온도는 다시 기준 온도를 향해 하강한다.
상술한 과정에 의해 사용자가 토출 온도에 대한 변화를 느끼지 못하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(150)는 제3 동작 주파수에 의해 압축기(170)가 작동되는 구간에서 토출 온도가 하강하고, 토출 온도가 미리 정해진 제1 온도에서 기준 온도로 도달(T3, 도 8 참조)하면 제3 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지시킬 수 있다.
도 9를 참조하면, 냉방 운전 시, 제어부(150)는 토출 온도가 냉방 기준 온도보다 1 ℃ 이하만큼 낮은 경우 동작 주파수를 제1 레벨만큼 감소시키고, 토출 온도가 냉방 기준 온도보다 1 ℃ 초과로 낮은 경우 제1 레벨보다 큰 제2 레벨만큼 동작 주파수가 감소되도록 압축기(170)를 제어한다. 또한, 제어부(150)는 토출 온도가 냉방 기준 온도보다 1 ℃ 이하만큼 큰 경우 동작 주파수를 유지하여 토출 온도가 기준 온도에 근접하도록 압축기(170)를 제어할 수 있다. 도 10을 참조하면, 일 예에 따른 토출 온도와 동작 주파수 감소량에 대한 정량적인 관계가 도시되어 있다. 다만, 도 10에 도시된 수치는 일 예에 불과하며, 공기 조화기(1)의 각 구성에 성능 및 제작 단계의 설정에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 순서도이고, 도 12 내지 도 14는 일 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전 시 압축기의 동작 주파수와 토출 온도 간의 관계를 도시한다.
도 11을 참조하면, 제어부(150)는 입력부(110)를 통해 난방 운전 모드에 대한 입력과 난방 운전 모드에서의 목표 온도를 수신하면(1101), 실내 공기의 온도가 목표 온도에 도달하도록 압축기(170)를 작동시킨다(1102). 제어부(150)는 압축기(170)의 동작 주파수를 일정한 주기마다 증가시켜 흡입 온도가 목표 온도에 도달하도록 하거나, 퍼지 테이블에 따라 흡입 온도가 목표 온도를 추종하도록 퍼지 제어를 수행할 수 있다. 도 12를 참조하면, 난방 운전이 개시되면 압축기(170)의 동작 주파수가 TO 지점까지 증가된다. 이 때, TO는 흡입 온도가 목표 온도에 도달한 시점에 해당하여 압축기의 동작 주파수를 더 이상 증가시키지 않는 시점에 해당할 수 있다.
제어부(150)는 흡입 온도 센서(130) 및 토출 온도 센서(140)를 통해 측정된 흡입 온도와 토출 온도를 지속적으로 획득한다(1103).
원칙적으로, 제어부(150)는 난방 운전 모드에서 실내 공기의 온도인 흡입 온도가 사용자가 설정한 목표 온도에 도달하였을 때(1104), 압축기(170)의 작동을 중지시킨다(1105). 이 경우, 압축기(170)는 일시적으로 동작이 중지되고, 흡입 온도는 목표 온도에 도달하여 일정 시간 동안은 목표 온도를 유지하지만, 압축기(170)의 작동이 중지된 상태에서 토출 온도는 사용자가 원하는 목표 온도와의 차이가 발생한다. 따라서, 사용자가 원하는 일관적인 체감 온도를 제공할 수 없다.
따라서, 냉방 운전 모드와 같이 난방 운전 모드에서도, 토출 온도와 기준 온도 간에 비교를 흡입 온도 보다 우선적인 기준으로 하여 압축기(170)를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 흡입 온도가 목표 온도에 도달하지 않은 경우, 압축기 용량 제어(퍼지 제어)를 수행한다(1106). 제어부(150)는 퍼지 제어를 수행함으로써, 흡입 온도가 목표 온도를 추종하도록 동작 주파수를 조절할 수 있다.
제어부(150)는 상기 퍼지 제어에 따라 흡입 온도가 목표온도를 추종하도록 동작 주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 제어부(150)은 상기 용량 제어를 하는 중에 토출 온도와 난방 기준 온도 간의 비교를 수행한다. 제어부(150)는 토출 온도가 난방 기준 온도에 도달하면(1107), 압축기의 동작 주파수가 감소되도록 제어한다(1108). 제어부(150)는 토출 온도가 기준 온도에 도달한 것을 감지하면 압축기(170)의 작동을 중지시키는 대신에 압축기(170)의 동작 주파수를 감소시킨다. 이 때, 압축기(170)는 작동이 중지되지 않고, 감소된 동작 주파수를 유지하여 작동되므로, 토출 온도가 급격히 하강하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 목표 온도 도달에 의한 공기 조화기(1)의 일시적인 중지 상태에서도 적당한 토출 온기를 사용자에게 제공하여 일관된 체감 온도를 제공할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 흡입 온도가 목표 온도에 도달하면(TO), 일정 시간 동안 동작 주파수를 유지하고, 동작 주파수가 유지되는 중에 토출 온도가 난방 기준 온도에 도달하면(T1, 도 12 참조) 동작 주파수를 감소시킬 수 있다. 토출 온도가 기준 온도에 도달하기 직전에 동작 주파수가 제1 동작 주파수이면, 토출 온도가 기준 온도에 도달한 직후에 동작 주파수는 제2 동작 주파수일 수 있다. 제어부(150)는 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지할 수 있다.
한편, 제2 동작 주파수는 토출 온도 및 흡입 온도를 상승시키기에는 부족한 압축기(170)의 동작 주파수로써 압축기(150)가 제2 동작 주파수에 의할 경우 토출 온도가 급격히 하강하는 것만을 방지할 수 있다. 따라서, 압축기(170)가 제2 동작 주파수에 의해 작동되는 중에 토출 온도는 하강한다.
제어부(150)는 토출 온도가 계속적으로 하강하는 것을 방지하기 위해, 압축기(170)의 동작 주파수가 증가되도록 제어한다. 제어부(150)는 제2 동작 주파수에 의해 압축기(170)가 작동되는 구간에서 토출 온도가 하강하여 미리 정해진 제2 온도에 도달(T2, 도 12 참조)하면 제2 동작 주파수를 제4 동작 주파수로 증가시키고, 압축기(170)의 동작 주파수를 제4 동작 주파수를 유지시킬 수 있다. 여기서, 미리 정해진 제2 온도는 난방 기준 온도 보다 일정 수준만큼 낮은 온도로써 사용자가 토출 온도의 변화를 감지하지 않을 수 있는 기준에 근거한다. 토출 온도는 다시 기준 온도를 향해 상승한다.
상술한 과정에 의해 사용자가 토출 온도에 대한 변화를 느끼지 못하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(150)는 제4 동작 주파수에 의해 압축기(170)가 작동되는 구간에서 토출 온도가 상승하고, 토출 온도가 미리 정해진 제2 온도에서 기준 온도로 도달(T3, 도 12 참조)하면 제4 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지시킬 수 있다.
도 13을 참조하면, 난방 운전 시, 제어부(150)는 토출 온도가 난방 기준 온도보다 1 ℃ 이하만큼 낮은 경우 동작 주파수를 제1 레벨만큼 감소시키고, 토출 온도가 난방 기준 온도보다 1 ℃ 초과로 낮은 경우 동작 주파수가 유지되도록 압축기(170)를 제어한다. 이는, 동작 주파수를 증가시켜 토출 온도를 목표 온도에 근접하게 하기 위해서이다. 또한, 제어부(150)는 토출 온도가 냉방 기준 온도보다 1 ℃ 이하만큼 큰 경우 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨만큼 동작 주파수를 감소시킬 수 있다. 도 14를 참조하면, 일 예에 따른 토출 온도와 동작 주파수 감소량에 대한 정량적인 관계가 도시되어 있다. 다만, 도 14에 도시된 수치는 일 예에 불과하며, 공기 조화기(1)의 각 구성에 성능 및 제작 단계의 설정에 따라 다른 값을 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 제어부(150)는, 냉방 운전 또는 난방 운전 중 어느 하나가 시작되면, 흡입 온도가 목표 온도에 도달하도록 압축기(170)의 동작 주파수를 조절한다. 이 때, 흡입 온도가 목표 온도에 도달하거나, 흡입 온도가 목표 온도에 도달한 뒤 일정 시간이 경과 된 후에, 토출 온도가 냉방 기준 온도 또는 난방 기준 온도에 도달하면 동작 주파수가 감소되도록 압축기(170)를 제어한다. 제어부(150)는 흡입 온도에 기초하여 압축기(170)의 동작 주파수를 변경(예, 퍼지 제어)하거나 압축기(170)를 중지시킬 수 있다. 예를 들어, 흡입 온도가 사용자가 설정한 목표 온도에 도달하였을 때 또는 목표 온도에 도달한 후 일정 시간이 경과하였을 때 압축기(170)를 중지시킬 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 토출 온도와 기준 온도를 압축기(170)의 중지를 보류시킬 수 있다. 제어부(170)는 흡입 온도가 목표 온도에 도달하거나, 흡입 온도가 목표 온도에 도달한 후에, 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 압축기(170)를 중지시키는 대신에 동작 주파수가 감소되도록 압축기(170)를 제어할 수 있다.
한편, 도 15는 일 실시예에 따른 공기 조화기와 종래의 공기 조화기 간의 압축기 제어의 차이를 도시한다.
도 15는 공기 조화기(1)가 냉방 운전을 수행하는 경우, 종래의 압축기 제어와 본 발명에 따른 압축기 제어 간의 차이점을 나타낸다. 냉방 운전이 시작(0:00:00)된 후로부터 일정 시간 이후(약 0:07:31) 압축기의 동작 주파수의 변화는 동일하다. 그러나, 종래의 압축기 제어에 의할 경우, 흡입 온도가 목표 온도에 도달하면 압축기의 작동이 일시적으로 중지(A)되고(0:10:51~0:17:32), 압축기의 작동이 중지되는 동안의 토출 온도가 상승된다. 이 때, 사용자는 목표 온도와는 다른 체감 온도를 느낄 수 있다.
이와 달리, 본원발명은 흡입 온도가 목표 온도에 도달하여도, 토출 온도와 냉방 기준 온도 간의 비교를 통해, 압축기의 동작 주파수가 변경(B)되어(0:10:51~0:22:32), 토출 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다. 종래의 압축기 제어와 달리 공기 조화기의 토출 온도는 목표 온도와 근사하게 유지되어 사용자는 목표 온도와 동일한 체감 온도를 느낄 수 있다. 전술한 압축기의 작동 주파수 제어 원리는 난방 운전에 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 기록매체는, 비일시적(non-transitory) 기록매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 기록매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 기록매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 기록매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    실내 공기와 상기 냉매 사이의 열교환이 수행되는 실내 열교환기;
    상기 열교환이 완료된 공기의 토출 온도를 측정하는 토출 온도 센서;
    상기 실내 열교환기에 흡입되는 실내 공기의 흡입 온도를 측정하는 흡입 온도 센서;
    사용자로부터 목표 온도를 입력 받는 입력부; 및
    상기 흡입 온도와 상기 목표 온도를 비교하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하고, 상기 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 제어부;를 포함하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 흡입 온도에 기초하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하거나 상기 압축기를 중지시키되, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달한 후에 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 압축기를 중지시키는 대신에 상기 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 공기 조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 상승하고, 상기 토출 온도가 미리 정해진 제1 온도에 도달하면 상기 제2 동작 주파수를 증가된 제3 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 하강하고, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 제3 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기준 온도는 미리 정해진 냉방 기준 온도인 공기 조화기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 하강하고, 상기 토출 온도가 미리 정해진 제2 온도에 도달하면 상기 제2 동작 주파수를 증가된 제4 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제4 동작 주파수에 의해 압축기가 작동되는 구간에서 상기 토출 온도가 상승하고, 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 제4 동작 주파수를 감소된 제2 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 온도는 미리 정해진 난방 기준 온도인 공기 조화기.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    냉방 운전 또는 난방 운전이 시작되면 동작 주파수가 상기 제1 동작 주파수까지 증가하도록 상기 압축기를 제어하고, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달하면 상기 제1 동작 주파수로 유지하는 공기 조화기.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동작 주파수가 상기 제1 동작 주파수로 증가하는 구간에서 미리 정해진 퍼지 테이블에 기초하여 상기 동작 주파수를 제어하는 공기 조화기.
  12. 냉매를 압축하는 압축기, 실내 공기와 상기 냉매 사이의 열교환이 수행되는 실내 열교환기, 토출 온도를 측정하는 토출 온도 센서, 흡입 온도를 측정하는 흡입 온도 센서 및 사용자로부터 목표 온도를 입력 받는 입력부를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서,
    사용자로부터 상기 목표 온도를 입력 받는 단계;
    상기 흡입 온도 및 상기 토출 온도를 획득하는 단계;
    상기 흡입 온도와 상기 목표 온도를 비교하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하고, 상기 토출 온도가 기준 온도에 도달하면 상기 압축기의 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 단계;를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축기를 제어하는 단계는,
    상기 흡입 온도에 기초하여 상기 압축기의 동작 주파수를 조절하거나 상기 압축기를 중지시키되, 상기 흡입 온도가 상기 목표 온도에 도달한 후에 상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 압축기를 중지시키는 대신에 상기 동작 주파수가 감소되도록 상기 압축기를 제어하는 단계;를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압축기를 제어하는 단계는,
    상기 토출 온도가 상기 기준 온도에 도달하면 상기 동작 주파수를 제1 동작 주파수에서 감소된 제2 동작 주파수로 유지하는 단계;를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 기준 온도는,
    실내 열교환기의 사이즈 중 공기 조화기의 송풍 능력 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 공기 조화기의 제어 방법.
KR1020220053109A 2022-04-28 2022-04-28 공기 조화기 및 그 제어 방법 KR20230153185A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220053109A KR20230153185A (ko) 2022-04-28 2022-04-28 공기 조화기 및 그 제어 방법
PCT/KR2023/003418 WO2023210962A1 (ko) 2022-04-28 2023-03-14 공기 조화기 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220053109A KR20230153185A (ko) 2022-04-28 2022-04-28 공기 조화기 및 그 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230153185A true KR20230153185A (ko) 2023-11-06

Family

ID=88519215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220053109A KR20230153185A (ko) 2022-04-28 2022-04-28 공기 조화기 및 그 제어 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230153185A (ko)
WO (1) WO2023210962A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0168186B1 (ko) * 1994-11-10 1999-01-15 김광호 공기조화기의 온도제어장치 및 그 방법
KR20020017086A (ko) * 2000-08-28 2002-03-07 구자홍 공기조화기의 압축기 제어 방법
KR20060029096A (ko) * 2004-09-30 2006-04-04 삼성전자주식회사 공기조화기의 쾌적운전 제어장치 및 그 방법
JP2010261609A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Panasonic Corp 空気調和機
KR20200089046A (ko) * 2019-01-16 2020-07-24 주식회사 위니아딤채 공기조화기 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023210962A1 (ko) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11175052B2 (en) Air conditioner and control method thereof
EP3183509B1 (en) Air conditioner and control method thereof
US10302326B2 (en) Air conditioner with housing having discharge holes and control method thereof
US9927134B2 (en) Air conditioner units having improved make-up air module communication
EP3150943A1 (en) Indoor unit for air conditioner and air conditioner provided with indoor unit
JP6734624B2 (ja) 空気調和装置の室内ユニット
US9841198B2 (en) Air conditioner units having improved make-up air module communication
US20230093074A1 (en) Air conditioner and controlling method thereof
US20170067655A1 (en) Air conditioner units having improved apparatus for providing make-up air
US20210341169A1 (en) Air conditioner and method of controlling the same
KR20210049449A (ko) 공기조화기 및 그 제어방법
US20220404059A1 (en) Air conditioner and controlling method thereof
KR20230153185A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
US20170191720A1 (en) Air Conditioner Units Having Dehumidification Features
US20240280287A1 (en) Air conditioner and control method thereof
KR20220170034A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
KR20240051745A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
KR20240032579A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
US20230204230A1 (en) Air conditioner and control method thereof
US20170191721A1 (en) Air Conditioner Units Having Dehumidification Features
US20220107109A1 (en) Air conditioning system
KR20240026394A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
KR20230135892A (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
JP2023033769A (ja) 空気調和機
JP2022170196A (ja) 空気調和機