KR100836821B1 - 대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대기전력을 절감시킴과 동시에 오동작 방지 및 공기조화기의 설치성이 향상되도록 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 실내기와 실외기에 전원을 공급하는 전원부, 실외기 전원의 온/오프를 제어하는 실내기 제어부와 실내기 제어부의 제어에 따라 실외기의 전원을 온시키기 위해 고주파 신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부를 포함하는 실내기 및 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호로 전원을 온시키기 위한 전원보조부와 전원보조부를 통해 전원이 온(ON)되면 실내기와 통신선을 통해 통신을 개시하도록 제어하는 실외기 제어부와 실외기 제어부의 온/오프를 제어하는 실외기 인버터부를 포함하는 실외기를 포함한다.
따라서, 본 발명은 대기모드 시에 실내기만을 온시켜 대기전력을 절감시킴과 동시에 고주파 신호로 실내기와 실외기 간 통신함으로써 노이즈에 의한 오동작 방지 및 연락 배선 연결선을 없애 설치성이 향상된다.
Figure R1020070016861
대기전력, 고주파 신호, 하이 패스 필터

Description

대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법{Air conditioner system for reducing electric power on waiting mode and operating method thereof}
도 1은 종래기술의 분리형 공기조화기 시스템을 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 구성을 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
200: 전원부 300: 실내기
400: 실외기 310: 고주파 신호 발생부
320: 실내기 제어부 330: 실내 통신 절환 릴레이
340: 통신부 410: 실외기 인버터부
420: 압축기 430: 팬
440: 실내기 제어부 450: 전원보조부
460: SMPS 470: 통신부
480: 실외 통신 절환 릴레이
본 발명은 대기전력 절감 공기조화기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기전력을 절감시킴과 동시에 고주파 신호로 실내기와 실외기 간 통신함으로써 노이즈에 의한 오동작 방지 및 연락 배선 연결선을 없애 설치성이 향상되도록 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 대기모드와 운전모드로 구분되어 동작한다.
여기서, 운전모드는 사용자의 명령에 의해 공기조화를 수행하는 동작모드이며, 이 경우 운전자는 공기조화기에 구비된 강제운전입력부를 이용해 공기조화기의 동작을 직접 제어하거나 리모컨 등을 이용하여 공기조화기를 원격 제어할 수 있다.
또한, 공기조화기가 운전모드로 동작하는 경우 당연히 전력을 소모하여 공기조화를 수행하겠지만, 대기모드로 동작하는 경우에는 리모컨에 의해 언제든지 명령을 수신 가능하도록 항상 전원이 공급된 상태로 대기하여야 한다. 이와 같은 대기 상태에서 소비되는 전력을 대기전력이라 한다.
그러나, 이러한 대기전력 상태에서도 전력이 소모된다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 기술로는 일본공개특허 제2000-111123호(이하 '종래기술'이라 한다)의 분리형 공기조화기를 들 수 있다.
도 1은 종래기술의 분리형 공기조화기 시스템을 나타낸 회로도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술의 분리형 공기조화기 시스템은 대기전력을 절감시키기 위해 실외기(120)의 전원라인(L01, L02)에 릴레이(MR2)를 두어 실외기 제어부(126)에 접촉한다.
여기서, 릴레이(MR2)를 열어두고 실외기 제어부(126)이 정지되어 있을 때, 실내 제어부에 의한 기동제어로 실내기(110)측부터 신호전달 연락배선(Lcs)를 통해 실외기(120)의 릴레이(MR2)의 구동코일(MR2c)에 여자전력을 공급해, 릴레이(MR2) 접점을 온(ON)하고 실외기 제어부(126)을 기동시킨다.
이에 따라, 종래기술은 대기전력을 절감시킬 수 있지만, 실외기 제어부(126) 기동용으로 신호전달 연락 배선(Lcs)를 사용함으로써 공기조화기의 설치성이 나빠지는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 전원라인을 이용한 AC 통신방식으로 릴레이를 구동할 수 있는 충분한 전류가 공급되는데 반해, 만약 RS485 등의 직렬 통신을 이용하는 경우에는 전압이 5V로 낮기 때문에, 릴레이를 구동할 수 있는 충분한 전류가 공급되지 않는다는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 AC 전원라인을 이용하고 있기 때문에, 낙뢰 등과 같은 노이즈에 의해 릴레이가 온(ON)되어 오동작할 확률이 높다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 대기모드 시 실내기만 온시키고 실외기는 오프시켜 대기전력을 절감하는 동시에 실내기에 고주파 신호 발생기를 구비하여 고주파 신호로 실내기와 실외기간 통신함으로써 낙뢰 등과 같은 노이즈에 의한 오동작 확률을 줄일 수 있도록 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 실내기와 실외기간 고주파 신호로 통신할 때, 종래의 통신선을 이용하여 통신함으로써 공기조화기의 설치성이 나빠지지 않도록 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 또다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 동작방법은 메인 전원부가 온이 되면 실내기는 온이 되고 실외기는 오프되는 대기모드가 되고, 대기모드에서 실외기를 동작시키기 위해 동작모드로 들어가면 실내기의 제어부에서는 실외기의 전원을 제어하기 위한 고주파 신호 발생부를 제어하여 고주파 신호를 발생시키고, 고주파 신호는 복수 개의 통신선을 통해 실외기로 전송되어 실외기의 전원을 온시킨다.
이때, 고주파 신호가 실외기로 전송된 후, 실외기에서는 하이 패스 필터를 통해 고주파 신호를 취출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템은 실내기와 실외기에 전원을 공급하는 전원부, 실외기 전원의 온/오프를 제어하는 실내기 제어부와 실내기 제어부의 제어에 따라 실외기의 전원을 온시키기 위해 고주파 신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부를 포함하는 실내기 및 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호로 전원을 온시키기 위한 전원보조부와 전원보조부를 통해 전원이 온되면 실내기와 통신선을 통해 통신을 개시하도록 제어하는 실외기 제어부와 실외기 제어부의 온/오프를 제어하는 실외기 인버터부를 포함하는 실외기를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 실내기는 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호와 실외기와의 통신신호를 절환시키기 위한 실내 통신 릴레이를 더 포함할 수 있다.
또한, 실외기의 전원보조부는 실내기의 고주파 발생 신호부에서 발생되는 고주파 신호를 취출하는 하이 패스 필터(High Pass Filter)와 전원을 온시키기 위한 포토 트라이악 커플러(Photo Triac Coupler) 및 전원을 온 시키기 위해 인가된 전압이 220V인지를 감지하는 220V 감지부를 포함할 수 있으며, 이때, 포토 트라이악 커플러는 병렬 접속된 전원을 온 시키기 위한 릴레이를 더 포함할 수 있다.
또한, 실외기는 전원보조부에서 취출된 고주파 신호와 실내기와의 통신신호를 절환시키기 위한 실외 통신 릴레이를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 실내기와 실외기 간의 통신은 RS-485 통신규격을 기반으로 할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 구성을 나타낸 구성도 및 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템은 압축기의 구동이 인버터 타입인 공기조화기로 실내기(300)와 실외기(400)에 전원을 공급하는 전원부(200), 실외기(400) 전원의 온/오프를 제어하는 실내기 제어부(320)와 실내기 제어부(320)의 제어에 따라 실외기(400)의 전원을 온시키기 위해 고주파 신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부(310)와 고주파 신호 발생부(310)에서 발생되는 고주파 신호와 실외기(400)와의 통신신호를 절환시키기 위한 실내 통신 절환 릴레이(330) 및 실외기(400)와 통신선(F1, F2)를 통해 통신하기 위한 통신부(340)를 포함하여 구성될 수 있는 실내기(300) 및 실내기(300)의 고주 파 신호 발생부(310)에서 발생되는 고주파 신호로 전원을 온시키기 위한 전원보조부(450)와 전원보조부(450)를 통해 전원이 온되면 실내기(300)와 통신선(F1, F2)를 통해 통신을 개시하도록 제어하는 실외기 제어부(440)와 실외기 제어부(440)의 온/오프를 제어하는 실외기 인버터부(410)와 실외기 인버터부(410)로부터의 전력으로 구동되는 압축기(420)와 팬(430) 그리고, 상기 실외기 인버터부(410)와 전원보조부(450)에 전원을 공급하는 장치인 SMPS(Switching Mode Power Supply, 460) 및 실내기(300)와 통신선(F1, F2)를 통해 통신하기 위한 통신부(470)를 포함하여 구성될 수 있는 실외기(400)를 포함할 수 있다.
이때, 실외기 인버터부(410)는 실외기 제어부(440)의 제어로 인해 온/오프되는 릴레이(411)와 릴레이(411)가 온됨으로써 입력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터(412)를 포함할 수 있다.
또한, 실외기(400)의 전원보조부(450)는 실내기(300)의 고주파 신호 발생부(310)로부터 발생되는 고주파 신호를 취출하는 하이 패스 필터(High Pass Filter, 451)와 SMPS(460) 전원 스위치인 포토 트라이악 커플러(Photo Triac Coupler, 452)와 포토 트라이악 커플러(452)와 병렬 접속되어 전원을 온시키기 위한 전원 릴레이(453) 및 공급된 전원이 220V인지를 감지하는 220V 감지부(454)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 시스템의 동작방법을 살펴보면 다음 도 4와 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 살펴보면, 전원부(200)에서 전원이 공급되면(S510) 일단 실외기(400)는 오프되고, 실내기(300)만 온이 되는 대기모드 상태에 들어간다(S520).
이러한 대기모드 상태에서 실외기(400)를 동작시키기 위한 동작모드로 들어가면 실내기 제어부(320)에서는 고주파 신호 발생부(310)를 제어하여 1KHz정도의 고주파 신호를 발생시키도록 하여 12V의 고주파 신호를 통신선(F1, F2)를 통해 실외기(400)로 보낸다(S530).
이와 같은 고주파 신호를 받은 실외기(400)에서는 하이 패스 필터(451)를 통해 고주파 신호를 취출한다(S540).
이때, 하이 패스 필터(451)를 사용하는 이유는 오결선 시 220V가 아닌 380V 또는 60Hz 정도의 저주파 신호가 통신단자에 걸리는 경우가 있기 때문에 이러한 저주파 신호의 전력을 절단시키기 위해 사용한다.
이와 같이, 하이 패스 필터(451)를 통해 취출된 고주파 신호는 SMPS(460) 전원 스위치인 포토 트라이악 커플러(452)의 LED를 점등시켜 실외기(400)를 온시킨다(S550).
이때, 포토 트라이악 커플러(452)는 트리거 신호가 들어와 온이 되면 그 다음에는 제로 크로스(Zero-Cross)까지 온 상태를 유지하기 때문에 1KHz 정도의 고주파 신호를 사용해 전원을 온할 수 있다.
이와 같이 실외기(400)가 온이 되면 실외기 제어부(440)가 동작하게 되고, 동시에 인가된 전압이 220V 감지부(454)를 통해 220V인지 380V인지를 확인하여 잘못된 온이 아닌지를 확인한 후(S560), 포토 트라이악 커플러(452)와 병렬 접속된 릴레이(453)와 실외 통신 절환 릴레이(480)를 온시켜, 실외기(400)의 전원을 유지하면서 동시에 실내기(300)와 통신선(F1, F2)를 통해 통신을 개시하도록 한다(S570).
또한, 실내기(300)에서도 실내 통신 절환 릴레이(330)을 온시켜 통신의 개시를 기다리도록 한다.
이때, 실내기(300)와 실외기(400)간의 통신선(F1, F2)은 RS 485 통신규격을 기반으로 하는 것이 바람직할 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 대기전력 절감 공기조화기 시스템은 실내기(300)의 고주파 신호 발생부(310)와 실외기(400)의 하이 패스 필터(451)를 구비하여 고주파 신호를 이용해 공기조화기를 동작시킴으로써 공기조화기의 설치성이 나빠지지 않고, 대기모드 시 실외기(400)를 오프시킴으로써 대기전력을 절감시킬 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 대기전력 절감 공기조화기 시스템은 실내기의 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호로 통신선을 통해 실내기에서 실외기의 온/오프를 제어함으로써 연락 배선 수를 늘릴 필요가 없어 설치성이 향상될 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 대기모드 시에는 실내기만 온시키고, 실외기는 오프시키기 때문에 대기전력을 절감시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 실외기에 하이 패스 필터(451)를 구비하여 고주파 신호만을 취출하여 동작시킴으로써 낙뢰 등과 같은 노이즈에 의한 오작동을 방지할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 메인 전원부가 온이 되면 실내기는 온이 되고 실외기는 오프되는 대기모드가 되고,
    상기 대기모드에서 상기 실외기를 동작시키기 위해 동작모드로 들어가면 상기 실내기의 제어부에서는 상기 실외기의 전원을 제어하기 위한 고주파 신호 발생부를 제어하여 고주파 신호를 발생시키고,
    상기 고주파 신호는 복수 개의 통신선을 통해 상기 실외기로 전송되어 상기 실외기의 전원을 온시키는 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 동작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고주파 신호가 실외기로 전송된 후, 상기 실외기에서는 하이 패스 필터를 통해 상기 고주파 신호를 취출하는 것을 특징으로 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템의 동작방법.
  3. 실내기와 실외기에 전원을 공급하는 메인 전원부;
    상기 실외기 전원의 온/오프를 제어하는 실내기 제어부와 상기 실내기 제어부의 제어에 따라 상기 실외기의 전원을 온시키기 위해 고주파 신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부를 포함하는 실내기; 및
    상기 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호로 전원을 온시키기 위한 전원보조부와 상기 전원보조부를 통해 전원이 온(ON)되면 상기 실내기와 통신선을 통해 통신을 개시하도록 제어하는 실외기 제어부와 상기 실외기 제어부의 온/오프를 제어하는 실외기 인버터부를 포함하는 실외기;
    를 포함하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실내기는 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호와 상기 실외기와의 통신신호를 절환시키기 위한 실내 통신 절환 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외기의 전원보조부는 상기 실내기의 고주파 신호 발생부에서 발생되는 고주파 신호를 취출하는 하이 패스 필터(High Pass Filter)와 전원을 온시키기 위한 포토 트라이악 커플러(Photo Triac Coupler) 및 전원을 온 시키기 위해 인가된 전압이 220V 인지 감지하는 220V 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 전력절감 공기조화기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 포토 트라이악 커플러는 병렬 접속된 전원을 온 시키기 위한 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외기는 상기 전원보조부에서 취출된 고주파 신호와 상기 실내기와의 통신신호를 절환시키기 위한 실외 통신 절환 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 통신선은 RS-485 통신규격을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 대기전력 절감 공기조화기 시스템.
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