KR100795605B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 공기조화기는 실외기를 가지며, 상기 실외기는, 열교환기와; 열교환기를 수용하는 케이싱과; 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬과; 송풍팬의 둘레를 감싸며 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스와; 벨마우스에 장착되는 히터를 포함한다. 이에 의하여, 실외기의 송풍팬의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 공기조화기를 제공한다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기의 조립상태를 도시한 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 실외기 10 : 케이싱
20 : 커버부재 21 : 팬가이드
25 : 상부커버 30 : 송풍팬
31 : 블레이드 33 구동모터
40 : 벨마우스 50 : 히터
60 : 온도감지부
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외기의 구조를 개선한 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 소정의 냉매를 압축, 응축 및 증발시키는 냉각사이클을 적용하여 냉매의 증발에 따른 냉매와 주위공기와의 열교환을 통하여 발생하는 찬 공기를 팬을 이용하여 실내로 토출하는 냉방기기로 주로 이용하였다. 공기조화기는 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 변화시키는 압축기와, 주변으로 열을 방출하면서 고온 고압의 기체 냉매를 액상으로 응축시키는 응축기와, 응축기에 의해 응축된 냉매를 기체와 액체가 혼합된 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 팽창기구와, 주변을 열을 흡수하여 냉매를 기체 상태로 증발시키는 증발기와, 응축기 및 증발기 측으로 공기를 송풍하는 실외 송풍기 및 실내 송풍기와, 상기 각 구성요소들을 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서, 증발기와 실내 송풍기는 실내에 배치되는 실내기이며, 압축기와, 응축기와, 팽창기구와, 실외 송풍기는 실외에 배치되는 실외기이다.
최근에는 이러한 냉각사이클을 역으로 적용하여 냉매의 압축, 증발 및 응축 사이클을 이용하여 냉매의 응축에 따른 냉매와 주위 공기와의 열교환을 통하여 발생하는 더운 공기를 송풍팬을 이용하여 실내로 토출함으로써 난방 기능을 가진 냉난방 겸용 공기조화기가 보급되고 있다. 이러한 냉난방 겸용 공기조화기는 실외 공기가 찬 겨울에는 주로 난방용으로 구동된다.
그러나, 실외 공기가 영하권으로 하락하거나 눈이 오면 실외기의 실외 송풍기의 주변에 성에가 착상되어 송풍팬이 구동되지 않는 경우가 종종 발생하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 실외기의 송풍팬의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실외기의 송풍팬의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 실외기를 갖는 공기조화기에 있어서, 상기 실외기는, 열교환기와; 상기 열교환기를 수용하는 케이싱과; 상기 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬과; 상기 송풍팬의 둘레를 감싸며 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스와; 상기 벨마우스에 장착되는 히터를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 실외기는 상기 케이싱 내부의 온도를 감지하는 온도감지부와; 상기 송풍팬에 전원공급후 소정 시간이 경과한 이후에 상기 송풍팬의 회전수(RPM)이 설정된 최소회전수(RPM) 이하이면 상기 송풍팬의 구동을 정지시키고, 상기 온도감지부에서 감지된 온도가 설정된 제상온도 이하이면 상기 히터를 소정시간 동안 구동시키는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 다른 목적은 열교환기와, 상기 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬과, 상기 송풍팬의 둘레를 감싸며 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스를 갖는 실외기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 송풍팬에 전원공급후 소정 시간이 경과한 이후에 상기 송풍팬의 회전수(RPM)을 측정하는 단계와; 상기 측정된 회전수(RPM)이 설정된 최소회전수(RPM)이하이면 상기 송풍팬 의 구동을 정지하는 단계와; 상기 벨마우스의 온도가 설정된 제상온도 이하이면 상기 벨마우스를 가열하는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 공기조화기의 실외기(1)는 압축기(미도시)와, 열교환기(미도시)와, 압축기 및 열교환기를 수용하는 케이싱(10)과, 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬(30)과, 송풍팬(30)의 둘레를 감싸며 송풍팬(30)에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스(40)와, 벨마우스(40)에 장착되는 히터(50)를 포함한다.
설명에 앞서, 압축기와 열교환기는 일반적으로 공지된 구조와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다. 여기서, 열교환기는 공기조화기를 냉방운전시 증발기의 역할을 하며, 공기조화기의 난방운전시 응축기의 역할을 한다.
케이싱(10)은 본 실시예에서 상측이 개구된 사각통 형상으로 마련된다. 케이싱(10)의 내부에는 압축기와 열교환기가 수용되어 있다. 케이싱(10)의 일측면에는 외부의 공기가 케이싱 내부로 유입되는 공기유입부(13)가 형성되어 있다. 케이싱(10)의 상부면에는 송풍팬(30)과 벨마우스(40)가 장착되도록 개구되어 있다. 즉, 송풍팬(30)이 회전하게 되면, 외부의 공기가 공기유입부(13)로 유입되어 열교환기를 통과한 후 상측으로 토출되어 외부의 공기와 열교환기가 상호 열교환 할 수 있게 된다.
송풍팬(30)은 블레이드(31)와, 블레이드(31)에 회전력을 제공하는 구동모터(33)를 포함한다. 블레이드(31)는 케이싱(10) 내부의 공기를 상향 토출하도록 배 치된다. 그리고, 송풍팬(30)의 구동모터(33)는 회전속도가 가변될 수 있도록 마련된다.
벨마우스(40)는 송풍팬(30)의 둘레를 감싸며, 송풍팬(30)에 의해 송풍되는 공기를 안내한다. 벨마우스(40)는 송풍팬(30)의 둘레를 감싸도록 상하측이 개구된 원통형상으로 마련된다. 벨마우스(40)는 케이싱(10)의 상측 개구에 장착된다. 여기서, 벨마우스(40)의 내경은 블레이드(31)의 외경과 비슷하게 마련된다. 자세히 설명하면, 벨마우스(40)의 내주면과 블레이드(31)의 외주 사이에 간격이 적을수록 송풍팬(30)의 성능은 향상되므로, 벨마우스(40)의 내주면과 블레이드(31)의 외주 사이의 간격을 좁게 형성한다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기(1)의 케이싱(10)의 상측 개구에는 상측 개구를 커버하며, 송풍팬(30)에 의해 송풍된 케이싱(10) 내부의 공기가 외부로 토출되는 공기유출구(23)가 형성되어 있는 커버부재(20)가 장착되어 있다.
커버부재(20)는 복수의 공기유출구(23)가 형성되어 있으며, 벨마우스(40)의 상측 개구에 장착되는 팬가이드(21)와, 벨마우스(40)의 외주를 따라 마련되어 벨마우스(40)와 케이싱(10)의 측벽 사이의 공간을 커버하며 팬가이드(21)를 지지하는 상부커버(25)를 포함한다.
팬가이드(21)는 벨마우스(40)의 상측 개구에 장착된다. 팬가이드(21)는 이물질 등이 케이싱(10) 내부로 유입되는 것을 방지하도록 매쉬 형상의 공기유출구(23)를 가진다. 여기서, 공기유출구(23)의 형상은 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다. 그리고, 팬가이드(21)는 상부커버(25)에 착탈 가능하게 장착된다.
상부커버(25)는 벨마우스(40)와 케이싱(10)의 측벽 사이의 공간을 커버한다. 전술한 바와 같이, 상부커버(25)에는 팬가이드(21)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 상부커버(25)는 케이싱(10)에 착탈 가능하게 장착되어 있다. 이에, 케이싱(10) 내부에 수용되어 있는 압축기, 열교환기 및 송풍팬(30) 및 벨마우스(40) 등을 분리 또는 수리할 수 있게 된다.
히터(50)는 벨마우스(40)에 장착되어 송풍팬(30) 주변을 가열한다. 히터(50)는 벨마우스(40)의 외주면 장착되는 것이 바람직하다. 히터(50)는 다양하게 마련될 수 있다. 예를 들면, 히터(50)는 코일히터로 마련될 수도 있으며, 코드히터로 마련될 수도 있으며, 벨트히터로 마련될 수도 있다. 히터(50)는 벨마우스(40)의 외주에 장착된다고 전술하였으나, 이에 한정되지 않고 벨마우스(40)의 성형시 매설될 수도 있으며, 벨마우스(40)의 내주에 장착될 수도 있음은 물론이다. 히터(50)의 가열온도는 벨마우스(40)가 변형되지 않을 정도의 열이면 충분하다. 한편, 히터(50)는 사용자에 의해 수동으로 작동될 수도 있으며, 제어부(미도시)의 제어에 의하여 자동으로 작동될 수도 있다. 본 실시예에서는 히터(50)의 구동은 제어부에 의하여 제어된다.
한편, 케이싱(10)에는 송풍팬(30)의 주변온도를 감지하는 온도감지부(60)가 장착되어 있다. 온도감지부(60)는 히터(50)의 구동을 제어하는 기초로 활용되며, 벨마우스(40)에 장착될 수도 있고, 케이싱(10)의 내부에 장착될 수도 있으며, 케이싱(10)의 외부에 장착될 수도 있다.
본 발명에 따른 공기조화기는 송풍팬(30) 및 히터(50)의 구동을 제어하는 제 어부를 더 포함한다. 제어부는 설정된 운전조건에 따라 송풍팬(30)의 구동을 제어한다. 여기서, 제어부는 설정된 운전조건에 따라 송풍팬(30)의 회전속도를 제어할 수 있다. 그리고, 제어부는 송풍팬(30)에 전원공급 후 소정 시간이 경과한 이후에 송풍팬(30)의 회전수(RPM)가 설정된 최소회전수(RPM) 이하이면 송풍팬(30)의 구동을 정지시킨다. 그리고, 송풍팬(30)의 구동을 정지시킨 후, 온도감지부(60)에서 감지된 온도가 설정된 제상온도 이하이면 히터(50)를 소정시간 동안 구동시킨다.
이하에서는 이러한 구성을 포함하는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
우선, 운전조건에 따라 송풍팬(30)에 전원이 인가되면 송풍팬(30)이 구동하기 시작한다(S1). 그리고, 소정 시간이 경과하였는지 판단한다(S3). 여기서, 소정 시간이란 구동모터(33)가 구동을 시작한 후 정상적으로 구동되는데 걸리는 시간으로서, 실험을 통하여 또는 임의로 설정이 가능하며 상황에 따라 가변될 수 있다.
S3단계에서 송풍팬(30)에 전원이 인가되고 소정시간이 경과하였으면, 송풍팬(30)의 구동모터(33)의 회전수(RPM)를 측정한다. 그리고, 측정된 구동모터(33)의 회전수(RPM)와 설정된 최소회전수(RPM)를 비교한다(S5). 여기서, 측정된 구동모터(33)의 회전수(RPM)가 설정된 최소회전수(RPM) 이상이면, 운전조건에 따라 송풍팬(30)의 구동을 제어하게 된다(S7). 한편, 최소회전수(RPM)는 송풍팬(30)의 정상적인 구동회전수(RPM)로서, 실험을 통하여 산출된 것으로서 구동조건에 따라 가변될 수 있다.
한편, S5단계에서 측정된 구동모터(33)의 회전수(RPM)가 설정된 최소회전 수(RPM) 미만이면 온도감지부(60)에서 감지된 온도를 설정된 제상온도와 비교한다(S9). 여기서, 제상온도는 결빙온도로서 대략 0도 이거나, 송풍팬(30)과 벨마우스(40) 사이에 성에가 끼는 영하온도를 말한다. 제상온도는 상황에 따라 가변될 수 있다.
S9단계에서 온도감지부(60)에서 감지된 온도가 설정된 제상온도 이하이면, 히터(50)를 구동시킨다(S11). 히터(50)를 구동시킨 후 소정 시간이 경과하였는지 판단한다(S13). 여기서, 소정 시간이란, 반복적인 실험을 통하여 송풍팬(30)과 벨마우스(40) 사이의 성에를 제거할 수 있는 시간으로서 상황에 따라 가변될 수 있다. S13단계에서 히터(50)를 구동시킨 후 소정시간이 경과하였으면, S1단계로 이동한다.
한편, S1단계 내지 S13단계를 N회 반복 수행한 후에도 송풍팬(30)의 회전수(RPM)가 최소회전수(RPM) 미만인 경우에는 송풍팬(30)과 벨마우스(40) 사이에 성에가 낀 것이 아니라 이물질이 유입되거나 다른 고장으로 판단하고 송풍팬(30) 및 히터(50)의 구동을 정지시키고 고장신호를 사용자에게 인식시키도록 출력할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 송풍팬(30)의 둘레를 감싸며 송풍팬(30)에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스(40)에 장착되는 히터(50)를 마련함으로써, 외부온도가 결빙온도 이하로 떨어지는 경우에도 송풍팬(30)가 벨마우스(40) 사이의 성에를 제거하여 송풍팬(30)의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실외기의 송풍팬의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
Claims (3)
- 실외기를 갖는 공기조화기에 있어서,상기 실외기는,열교환기와;상기 열교환기를 수용하는 케이싱과;상기 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬과;상기 송풍팬의 둘레를 감싸며 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스와;상기 벨마우스에 장착되는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
- 제1항에 있어서,상기 실외기는 상기 케이싱 내부의 온도를 감지하는 온도감지부와;상기 송풍팬에 전원공급후 소정 시간이 경과한 이후에 상기 송풍팬의 회전수가 설정된 최소회전수 이하이면 상기 송풍팬의 구동을 정지시키고, 상기 온도감지부에서 감지된 온도가 설정된 제상온도 이하이면 상기 히터를 소정시간 동안 구동시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
- 열교환기와, 상기 열교환기에 공기를 송풍하는 송풍팬과, 상기 송풍팬의 둘레를 감싸며 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 안내하는 벨마우스를 갖는 실외 기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,상기 송풍팬에 전원공급후 소정 시간이 경과한 이후에 상기 송풍팬의 회전수를 측정하는 단계와;상기 측정된 회전수가 설정된 최소회전수 이하이면 상기 송풍팬의 구동을 정지하는 단계와;상기 벨마우스의 온도가 설정된 제상온도 이하이면 상기 벨마우스를 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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