KR840000043Y1 - 공기조화기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기조화기의 제어장치

제1도는 종래의 타이머 제어장치가 부착된 공기조화기의 전기계통의 블록도.

제2도는 본 고안에 의한 공기조화기의 타이머 제어장치의 회로도.

제3도는 각부(各部)신호의 파형도.

제4도는 압축기 또는 팬의 운전을 제어하는 제어회로의 회로도이다.

본 고안은 공기조화기(air conditioning unit)의 제어장치에 관한 것이다. 제1도는 종래의 타이머 제어장치가 부착된 공기조화기의 전기계통의 블록도로서, 상용(商用)전원(1)에는 타이머(2)가 접속되며 그 타이머(2)에는 팬(fan)(3)과 실내의 온도를 검지(檢知)하는 더어모스탯(thermostat)(4)이 접속되어 있으며 그 더어모스탯(4)에는 압축기(5)가 접속되어있다.

이 공기조화기는 타이머(2)에 의해 운전을 정지할 때까지의 시간이나 운전을 정지하는 시각이 설정되어 그 설정된 시간 또한 시각이 되면 타이머(2)는 스위치(2a)가 열려 팬(3) 및 압축기(5)의 운전이 정지된다. 또, 압축기(5)는 타이머(2)의 스위치(2a)가 닫혀있는 경우에 더어모스탯(4)의 스위치(4a)에 의해 제어되어, 실온(室溫)이 높아져 스위치(4a)가 닫히면 압축기(5)는 운전을 개시하고, 실온이 낮아져 스위치(4a)가 열리면 운전을 정지한다.

상기한 타이머(2)는 통상 공기 조화기의 사용자가 취침하는 경우에 사용되는 데, 사용자가 잠들때까지는 실내의 온도를 괘적하게 유지시켜 주며, 또한 사용자가 잠든후에 사용자가 스위치를 열지 않아도 자동적으로 스위치가 열려 공기조화기의 운전을 정지하도록 하기 위해 설치되어 있다.

그러나 이러한 종래의 공기조화기는 사용자에게 있어서 그다지 편리하지 못했으며 다음과 같은 결점이 있었다. 즉, 실온의 기온이 상승했을 때 타이머(2)에 의해 공기조화기의운전이 정지된 후에는 실온이 상승하기 때문에, 사용자가 편안하게 잠들수 없었으며 이와 같은 경우에는 실온을 내려주기 위해 다시 타이머(2)를 설정해 놓지 않으면 안되었던 것이다. 타이머(2)의 설정시간을 길게해 두면 장시간 동안 실온을 쾌적하게 보전할 수 있지만, 실외의 기온이낮은 경우에 있어서는 필요 이상으로 공기조화기를 동작시키게 되므로 쓸데없는 전력이 소비되며 실온이 지나치게 저하하는 경우도 있다. 사용자가 실외의 기온이나 실온의 변화를 예상하여 타이머(2)의 설정시간을 선정해두면 쾌적한 실온을 유지할 수 있지만 이와같은 예상은 매우곤란하다.

그리고 일본국 공개실용신안 실개소 50-110953호「냉방기의 제어장치」에는 냉방기의 압축기용 모우터와 그 모우터를 ON, OFF 제어하는 제어부를 구비하여, 취침후에 작동하는 한시(限時) 기구(타이머)에 의해 제어부가 ON, OFF 하여 작동실내의 온도를 자동적으로 또한 단계적으로 고온도점으로 이행하도록한 냉방기의 제어장치가 나타내져 있다. 그러나 이 냉방기의 제어장치에 의하면 냉방기의 운전이 개시되는 온도가 단계적으로 절환되어 자동적으로 고온도점으로 이행하므로 실온이 필요 이상으로 낮은 온도로 유지되지 않으며, 또한 제어장치는 항상 작동되고 있기 때문에 제1도에 나타낸 종래예에서와 같이 사용자가 다시 타이머를 설정해야하는 불편함은 없다.

그러나 일본국 공개 실용신안실개소 50-110953호 공보에 기재된「냉방기의 제어장치」에 있어서는 항상 제어장치가 작동상태에 있다. 따라서 통상 팬의 운전이 계속되어 압축기가 운전될 가능성이 없는 경우에도 팬의 운전이 계속되어 불필요하게 팬의 운전이 행해지므로 그 전력소비가 많은 결점이 있었다.

본 고안의 목적은 상기한 종래기술의 결점을 제거하고, 한번 타이머를 세트해 놓으면 타이머에 의해 공기 조화기의 운전이 정지되며, 또한 실온이 상승한 경우에는 다시 실온을 쾌적한 온도로 유지시키고, 실온이 저하한 경우에는 팬의 운전을 정지시켜 전력의 소비량을 절약할 수 있는 공기조화기의 제어장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 제어장치에 있어서는 타이머에 의해 공기조화기의 운전이 정지한 후 실온이 상승한 경우에 있어서, 실온의 상승폭이 어느 일정값을 초과한 경우에 다시 자동적으로 공기조화기의 운전을 재개하여 실온을 쾌적한 상태로 유지한다. 또한 이 경우의 실온은 타이머가 설정되어 있는 시간의 실온보다도 약간 높게 설정되어 취침하는데 적당한 온도로 유지된다. 실온이 저하하여 사용자가 충분하게 안면할 수 있는 온도가 되면 압축기는 물론 팬의 운전도 정지된다.

이하 본 고안의 실시예를 설명한다.

제2도는 본 고안에 의한 공기조화기의 타이머 제어장치의회로도, 제3도는 각부(各部)의 신호파형도이다.

본 고안의 제어장치의 주요부는 온도검출기(40), 타이머(41), 비교회로(42), 실온저하검출회로(43)로 구성되어 있다. 온도검출기(40)는 더어미스터(6) 및 가변저항기(7) 등으로 구성되어 있으며, 더어미스터(6)는 실온(T)을 검지하여 실온(T)의 변화를 전압(E)의 변화로 변환시킨다.

가변저항기(7)는 실온(T)의 변화에 따라 변하는 전압(E)을 조정하기 위해 설치되어 있으며 공기조화기가 운전되고 있는 상태에서의 실온(T)은 이 가변저항기(7)에 의해 설정된다. 이 실온검출전압(E)은 비교회로(42)에 공급되어 비교기(8)의 (+) 입력단자에 입력된다.

비교회로(42)의 비교기(8)의 (-) 입력단자에는 저항(9)과 저항(20)에 의해 분압(分壓)되는 기준전압(Va)이 부여되어 있으며, 전압(E)과 전압(Va)은 비교기(8)에서 비교된다. 이경우 트랜지스터(11)는 차단 상태에 있게 된다.

실온(T)이 어느 일정한 온도(T₁)를 초과하지 않고 온도(T₁)부근의 온도로 보존하려는 경우, 전압(E)은 실온(T)이 온도(T₁)에 있어서 전압(Va)과 같은 전압이 되도록 가변저항기(7)에 의해 조정되어 있다. 따라서 실온(T)이 온도(T₁) 보다도 낮은 경우는 더어미스터(6)의 저항값이 커지며 비교기(8)의 (+) 입력단자의 전압(E)이 전압(Va)보다 낮아져 비교기(8)의 출력신호(a)가 저레벨(L)이 된다.

실온이 상승하여 온도(T₁)를 초과하면 전압(E)은 전압(Va) 보다 높아져 비교기(8)의 출력신호(a)는 고레벨(H)이 된다. 비교기(8)의 출력신호(a)는 압축기(5)에 공급되어 있으며 그 출력신호(a)의 레벨이 고레벨(H)이 되면 공기조화기는 운전을 개시하여 실온이 저하한다.

비교기(8)의 출력단자와 (+) 입력단자 간에는 저항(21)이 접속되어 있으며 출력신호(a)가 궤환(feedback) 되어 있다. 따라서 실온이 상승하여 온도(T₁)를 초과하면 전압(E)이 기준전압(Va) 보다 높아져 비교기(8)의 출력신호(a)가 고레벨(H)이 됨과 동시에 전압(E)은 기준전압(Va)보다도 어느 정해진 전압(ΔE)만큼 상승한다. 실온검출전압(E)이 강제적으로 ΔE 만큼 높아졌기 때문에 실온이 저하하여 다시 온도(T₁) 보다 낮아져도 비교기(8)의 출력신호(a)는 저레벨(L)이 되지 않으며 전압(ΔE)에 대응하는 온도(ΔT₁) 만큼 다시 실온이 저하한 후 출력신호(a)는 저레벨(L)이 된다.

궤환저항(21)이 설치되어 있지 않은 경우에는 실온이 온도(T₁)를 초과하면 출력신호(a)는 고레벨(H)이 되고 실온이 온도(T₁)이하가 되면 출력신호(a)는 저레벨(L)이 되며 가끔 신호(a)의 상태가반전(反轉)된다. 또 온도검출전압(E)으로 혼합하는 약간의 노이즈(noise)에 의해서도 출력신호(a)의 상태가 반전되어 바람직하지 못하다.

제2도에 있어서, 시각(to₁),(to₃)에 있어서 실온(T)이 온도(T₁)를 초과하면 비교기(8)의 출력신호(a)는 고레벨(H)이 되고, 시각(to₁),(to₃)에 있어서 실온(T)이 온도(T₁) 보다 ΔT₁만큼 저하하면 출력신호(a)는 저레벨(L)이 된다. 통상적으로는 이 상태가 반복되고 있으며 출력신호(a)가 고레벨(H)인 경우에는 압축기(5)의 운전이 행해져 실내의 온도(T)는 저하하고, 출력신호가 저레벨(L)인 경우에는 압축기(5)의 운전은 정지한다.

시각(to)에 있어서 사용자가 취침할 때 타이머 동작신호(c)에 의해 타이머(41)가 세트된 후 예정된 시간(tc)이 경과하면 타이머(41)의 출력신호(d)는 시각(t₁)에 있어서 고레벨(H)이 된다. 출력신호(d)는 인버터(12)를 경유하여 비교회로(42)에 공급되며 또한 실온저하검출회로(43)에도 공급되어 있다.

출력신호(d)가 인버터(12)를 거쳐 비교회로(42)에 공급되면 비교회로(42)의 트랜지스터(11)는 도통(導通)하여 저항(10)이 저항(9)에 대해 병열로 접속된다. 여기서 트랜지스터(11)는 스위치로 동작하고 있다.

따라서 비교기(8)의 기준전압(Va)이 상승한다. 기준전압(Va)이 상승하면 실온(T)이 온도(T₁)를 초과하여도 비교기(8)의 출력신호(a)는 고레벨(H)로 되지 않기 때문에 압축기(5)의 운전은 행해지지 않는다.

따라서 일반적으로 시간(tc)이 경과하면 공기조화기의 운전은 정지된다. 상기한 바와 같이 실외의 기온이 높은 경우에 있어서 실온(T)은 일반적으로 상승한다. 본 발명의 공기조화기에 있어서는 시각(t₂)에서 실온(T)이 온도(T₂)를 초과하면 비교기(8)의 출력신호(a)가 고레벨(H)이 되어 압축기(5)의 운전이 재개된다.

온도(T₂)의 선택은 저항(10)을 적당하게 선택하는 것에 의해 행해지며 취침시는 인간의 활동량이 감소하므로 온도(T₂)가 높게 선택되어온도 T₂-T₁=3℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 시각(t₂)이후에는 실온(T)이 온도(T₂)이하로 유지되도록 반복되어 공기조화기의 운전은 행해진다.

즉, 실온(T)이 온도(T₂)보다도 ΔT₂만큼 저하되면 비교기(8)의 출력신호(a)는 저레벨(L)이 되어압축기(5)의 운전은 정지되며, 실온(T)이 온도(T₂)를 초과하면 출력신호(a)는 고레벨(H)이 압축기(5)의 운전은 행해진다.

물론 실외의 기온이 낮아 실온(T)이 온도(T₂)를 초과하지 알으면 공기조화기의 운전은 행해지지 않으며 시각(t₁) 이후는 팬(3)의 운전도 정지되어 있다. 이러한 수단에 관해서는 후술한다. 실외의 기온이 저하하게 되면 일반적으로 실온(T)도 저하하게된다. 통상 야간에 있어서 실외의 기온이 저하하여 다시 상승하는 것은 아니므로, 본 고안에 있어서는 실온(T)이 온도(T₃)까지 저하한 경우에, 팬(3) 또는 공기조화기의 운전은 완전히 정지된다.

실온저하 검출회로(43)는 실온(T)이 온도(T₃)까지 저하한 경우에, 팬(3) 또는 공기조화기의 운전을 완전히 정지시키는 신호를 발생하는 회로로서, AND 게이트(13)에는 비교기(8)의 출력신호(a)와 타이머(41)의 출력신호(d)가 공급되어 있으며 출력신호(a)와 출력신호(d)가 고레벨(H)이 된 경우, 리세트세트 플립플롭(Reset-Set Flip-Flop 이하 R-SF/라표시한다)(15)을 세트한다.

제3도에 있어서는 시각(t₂)에 있어서 R-SF/F(15)는 세트되어 고레벨(H)의 출력신호(f)를 발생하여 AND 게이트(14)에 공급한다. AND게이트(14)에는 비교회로(42)에 설치된 제2의 비교기(16)의 출력신호(b)가 공급되어 있다. 비교기(16)는 온도(T₃)를 검지하기 위해 설치되어 있으며 저항(23),(24)에서 부여되는 기준전압(Vb)이 (+) 입력단자에 공급되어 있으므로, 실온(T)이 온도(T₃) 보다 높아지면 저레벨(L)의 출력신호(b)를 발생하고 실온(T)이 온도(T₃)보다 낮아지면 고레벨(H)의 출력신호를 발생한다. 따라서 시각(t₃)에 있어서 비교기(16)의 출력신호(b)가 고레벨(H)이 되면 이때 출력신호(f)는 고레벨(H)이기 때문에 AND게이트(14)의 출력신호(g)는 고레벨(H)이 된다.

이 고레벨(H)의 출력신호(g)에 의해 예를들면, 공기조화기의 전원이 차단되어 시각(t₃)에서 시간(Δt)경과 후 공기조화기의 운전은 완전히 정지된다.

R-S F/F(15)의 리세트단자에는 신호(i)가 공급되어 있으며 이 신호(i)는 공기조화기의 전원이 투입된 때만 공급되는 초기 설정신호로 전원이 투입된 때 R-SF/F(15)이 리세트된다. 다음에 팬 운전 정지회로(44)에 관해 설명한다. 팬 운전정지회게(44)는 시각(t₁)에서 시각(t₂)까지의 사이 및 시각(t₃)이 후에 팬(3)의 운전을 정지하기 위한 회로로서, 운전정지회로(44)에는 타이머의 출력신호(d), R-SF/F(15)의 출력신호(f) 및 실온저하 검출회로(43)의 출력신호(g)가 공급되어 있으며 출력신호(h)에 의해 팬(3)을 제어한다.

팬 운전정지회로(44)의 주요부는 배타적 OR 게이트(17)의 AND 게이트(19)이며, 타이머(41)의 출력신호(d)가 고레벨(H), R-SF/F(15)의 출력신호(f)가 저레벨(L)의 경우에 팬운전정지회로(44)의 출력신호(h)는 저레벨(L)이 되어 시각(t₁)에서 시각(t₂)까지의 사이에서 팬(3)의 운전은 금지되고 시각(t₂)에 있어서 출력신호(f)가 고레벨(H)이 되면 팬(3)의 운전은 재개된다.

시각(t₃)에 있어서 실온저하검출회로(43)의 출력신호(g)가 고레벨(H)이 되면 팬운전정지회로(44)의 출력신호의 레벨은 저레벨(L)이 되어팬의 운전은 금지된다. 그리고 인버터(18),(22)는 출력신호(f) 및 출력신호(g)의 극성(極性)을 반전(反轉) 하기위해 삽입되어 있다. 다음에 압축기(5), 팬(3)의 운전을 제어하는 제어회로에 관하여 제4도를 참조하여 설명한다.

제4도에 있어서 압축기(5) 또는 팬(3)은 부하(35)로서 상용전원(34)에 접속되어 계전기(33)의 접점(33b)에 의해 ON, OFF 된다. 계전기(33)의 접점(33b)은 코일(33a)에 전류가 흐르면 닫히며 전류가 차단되면 열린다. 코일(33a)에 흐르는 전류는 트랜지스터(31)에 의해ON, OFF 되며 트랜지스터(31)는 스위치로서 동작하고 있다.

단자(31)에는 비교회로(42)의 출력신호(a) 또는 팬운전정지회로(44)의 출력신호(h)가 공급되어 있으며 단자(32)에는 직류전압이 공급되어 있다. 예를들면, 시각(t₂)에 있어서 출력신호(h)가 고레벨(H)이 되면 트랜지스터(31)에 전류가 흘러 계전기(33)의 접점(33b)이 닫혀 부하(35)에 전류가 흐른다. 또 시각(t₃)에 있어서 출력 신호가 저레벨(L)이 되면 접점(33b)은 열리며 부하(35)를 흐르는 전류는 차단된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 공기조화기의 제어장치는 미리 설정한 타이머에 의해 공기조화기의 운전이 정지한 후 실온이 어느 일정한 온도로 상승하면 다시 공기조화기 가운전을 재개하므로 사용자가 다시 타이머를 설정할 필요가 없다. 또, 이 경우에 실온은 취침하는데 약간 높게 유지되어 있다. 또 실외의 기온이 저하하여 실온도 저하면 팬의 운전은 정지되기 때문에 불필요한 전력의 소비를 막을 수 있다.

Claims (1)

1. 압축기와, 팬과, 실온을 검출하여 실온의 변화에 따라 변화하는 공기 신호를 출력하는 온도검출회로와 입력이 가해진 시각으로 부터 일정한 시간이 경과하면 출력신호를 발생하여 이 출력신호를 팬에 전달하여 팬의 운전을 정지하는 타이머 회로와, 온도검출회로의 출력신호가 입력되어 이 신호를 기준전압과 비교하여 실온이 상기의 기준전압에 대응하는 온도를 초과한 경우에 압축기의 운전을 허용하는 신호를 발생하고, 또 실온이 기준전압에 대응하는 온도에서 예정된 온도만큼 저하하면 압축기의 운전을 정지하는 신호를 발생하여 압축기에 전달하는 제1의비교기와, 타이머회로에 접속되어 타이머 회로가 출력신호를 발생하기 전에는 임의로 설정할 수 있는 제1의 기준온도에 대응한 기준전압을 상기한 기전전압으로서 제1의 비교기에 공급하고, 타이머회로가 출력신호를 발생한 후에는 제1의 기준온도보다 높은 제2의 기준온도에 대응하는 제2의 기준전압을 상기 기준전압으로서 제1의 비교기에 공급하는 스위치 수단등을 구비하여 상기 압축기가 제1의 비교기의 출력신호에 의해 운전이 제어되는 공기 조화기에 있어서, 온도검출회로의 출력신호(a)가 도입되어 이 신호를 제2의 기준온도(T₂) 보다 낮은 제3의 기준온도(T₃)에 대응하는 제3의 기준전압과 비교하는 제2의 비교기(16)와, 제1, 제2의 비교기(8),(16)의 출력신호(a),(b) 및 타이머회로(41)에 접속되어 타이머 회로의 출력신호(d)가 도입된 후이거나, 또는 제1의 비교기(8)에서 압축기(5)의 운전을 허용하는 신호가 도입된 후 제2의 비교기(16)에서 공급된 신호에 의해 팬(3) 및 압축기(5)의 운전을 완전히 정지시키는 출력신호를 발생하는 실온저하 검출회로(43)등을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어장치.