KR101028094B1

KR101028094B1 - 비상전원이 구비된 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101028094B1
Application number: KR1020090011456A
Authority: KR
Inventors: 박근수; 김성일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2011-04-08
Also published as: KR20100092192A

Abstract

본 발명은 비상전원이 구비된 공기조화기에 관한 것으로서, 실내기로 공급되는 전원에 이상이 발생되어 복수의 실내기 중 일부 실내기가 정상적으로 동작되지 않는 경우, 비상전원을 이용하여 실내기로 전원을 공급함으로써, 정상적으로 종료되지 않은 실내기를 동작시키고, 정상 종료되도록 하여, 동작되지 않는 실내기로의 불필요한 냉매의 유입을 방지하고, 냉매 누출로 인하여 냉매의 압력이 저하되는 것을 막음과 동시에 실외기의 소손을 방지하는 효과가 있다.

공기조화기, 비상전원, 통신선, SMPS, 보조전원

Description

비상전원이 구비된 공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and controlling method thereof}

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 실내기로 공급되는 전원이 차단되는 경우 비상전원을 이용하여 냉매의 유입을 방지하는 비상전원이 구비된 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 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.

공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.

공기조화기는 냉방용으로만 사용되는 냉방 전용 공기조화기와, 냉/난방 겸용으로 사용될 수 있는 히트 펌프식 공기조화기로 구분될 수 있으며, 최근에는 복수 개의 실외기와 복수 개의 실내기가 시리즈로 연결된 멀티형 공기조화기가 널리 사용되고 있다.

이러한 공기조화기는 설치 위치에 따라, 복수 개의 실외기 및 복수 개의 실내기에 각각 공급되는 전원이 다른 경로로 제공 될 수 있다.

이때, 일부 실내기로의 전원 공급에 이상이 발생되는 경우, 실내기가 정상적으로 동작종료 되지 않고 냉매 유입이 차단되기 전에 전원공급이 차단되어 동작되지 않는 실내기로 냉매가 유입되는 될 수 있으며 이로 인하여 다른 실내기 또는 실외기가 손상되는 문제가 발생될 수 있다.

예를 들어 정전 또는 누전으로 인하여 일부 실내기가 동작정지 되고, 다른 실내기 또는 실외기는 정상 동작되는 경우 동작되지 않는 실내기로 냉매가 유입되고, 그로인하여 냉매의 압력이 저하되어 압축기 효율이 저하될 뿐 아니라, 실외기의 압축기 또는 모터가 소손되는 문제가 발생된다.

본 발명의 목적은 실내기로 공급되는 전원에 이상이 발생되거나 전원이 차단되어 복수의 실내기 중 일부 실내기가 동작 정지되는 경우, 다른 실내기 또는 실외기가 정상 동작되는 중에, 비상전원을 이용하여 정지된 실내기가 동작되도록 함으로써 동작 정지된 실내기로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 그에 따른 공기조화기 의 소손을 방지하는 비상전원이 구비된 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 비상전원이 구비된 공기조화기는 복수의 실내기; 상기 복수의 실내기로 냉매를 공급하고, 연결된 통신선을 이용하여 데이터를 송수신하는 실외기; 및 상기 복수의 실내기에 각각 개별 연결되고, 상기 복수의 실내기 중 적어도 하나의 실내기로 공급되는 메인전원에 이상이 있는 경우, 상기 통신선에 포함된 전원성분을 이용하여 상기 실내기로 비상전원을 공급하는 보조전원장치를 포함하고, 상기 보조전원장치는, 상기 통신선의 전원성분으로부터, 상기 실내기가 동작하는데 필요한 크기의 전압으로 비상전원을 생성하는 보조전원부; 상기 메인전원부 및 상기 제어부에 연결되어, 메인전원이 차단되면 상기 보조전원부의 비상전원을 상기 실내기로 공급하는 전원조절부; 및 상기 비상전원을 분압하여, 비상전원이 공급됨을 알리는 신호를 상기 제어부로 인가하는 전압분배부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 메인전원을 공급받아, 설정된 운전모드에 대응하여 실내기가 운전하는 단계; 운전 중 보조전원장치로부터 입력된 비상전원이 공급됨을 알리는 신호를 감지하는 단계; 통신선에 포함된 전원성분을 이용하는 상기 보조전원장치로부터 공급되는 비상전원을 이용하여, 비상운전 설정에 따라 운전종료, 운전모드 변경 및 운전유지 중 적어도 하나로 비상운전을 수행하는 단계; 및 상기 비상운전 중, 상기 메인전원의 이상 및 비상운전에 대한 정보가 포함된 데이터를 실외기로 전송하는 단계;를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비상전원이 구비된 공기조화기 및 그 제어방법은 실내기로 공급되는 전원에 이상이 발생되거나 전원이 차단되는 경우, 실내기로 비상전원을 공급하여 실내기가 동작하거나 정상적으로 종료되도록 함으로써, 동작되지 않는 실내기로의 불필요한 냉매의 유입을 방지하고, 냉매의 압력 저하 또는 부하 변동으로 인하여 다른 실내기 또는 실외기가 영향을 받지 않도록 함으로써, 운전 효율의 저하 및 기기의 손상을 방지하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 구성도이다.

본 발명의 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 실내로 냉온의 공기를 토출하는 실내기(30), 실내기와 연결되는 실외기(20) 등의 유닛을 복수로 포함한다. 또한, 공기조화기는 실내기(30)에 연결되어 실내기로 동작명령을 입력하는 로컬제어기(미도시) 또는 복수의 유닛에 연결되어 그 동작을 제어하고 모니터링 하는 원격제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 공기조화기에 포함되는 유닛은 실내기 및 실외기가 구비되는 것을 예로 하여 설명하나, 공기청정유닛, 환기유닛, 가습유닛, 제습유닛, 히터와 같은 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기는 시스템 공기조화기인 것을 예로 하여 설명하나, 공기조화기의 일 예 일뿐 복수의 실내기가 연결되는 경우 스탠드형 또는 벽걸이형에도 적용될 수 있음을 명시한다.

실내기(30)(31 내지 33)는 실내 공간에 적어도 하나 설치되어, 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(30)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내팬(미도시), 실외기로부터 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어구성을 포함하며, 또한 사용자 명령이 입력되는 입력부 및 동작상태가 표시되는 출력부를 더 포함할 수 있다.

실외기(20)는 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어, 냉매를 압축하거나, 열교환하여 공기조화기의 운전상태에 따라 실내기로 냉매를 공급한다. 실외기는 복수의 실내기가 연결될 수 있으며, 경우에 따라 실외기가 복수로 상호 연결될 수 있으며 각 실외기가 연결된 실내기로 냉매를 공급하거나, 복수의 실외기가 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수 있다. 복수의 실외기가 복수의 실내기로 냉매를 공급하는 경우, 공기조화기를 분배기(미도시)를 더 포함할 수 있으며 실외기의 냉매는 분배기를 통해 각 실내기로 전달된다.

실외기(20)는 복수의 실내기(31 내지 36) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변된다.

실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시), 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시), 실외팬(미도시), 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시), 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력, 압축기로 공급되는 냉매의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하고, 냉매배관에 연결되어 냉매온도를 측정하는 온도센서를 포함한다. 그 외 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

실내기에 연결되는 로컬제어기는 실내기(30)에 연결되어, 연결된 실내기의 동작 상태를 표시하고, 입력되는 데이터에 대응하는 제어명령을 실내기로 전송한다. 이때, 로컬제어기는 실내기와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 통신방식 에 따라 일방향 또는 양방향 통신이 가능하다. 또한, 원격제어기는 복수의 유닛에 연결되어 그 동작을 제어할 뿐 아니라, 각 유닛의 동작 스케줄을 설정하고 설정된 스케줄에 따라 동작되도록 제어한다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3 실내기(31 내지 33)가 실외기에 연결되어, 전원(11)으로부터 배분된 전원을 공급하는 전원장치(12)에 연결되어 동작전원을 공급받는다. 제 1 내지 제 3 실내기(31 내지 33)은 냉매배관(70)으로 연결될 뿐 아니라 통신선(80)으로 상호 연결된다.

또한, 도 1의 (b)와 같이,실외기(20)와, 복수의 실내기(30)는 설치되는 장소 또는 설치 형태에 따라 동일한 전원을 공급받아 동작되거나 또는 각각 상이한 전원으로 동작될 수 있다. 제 1 내지 제 6 실내기(I)는 실외기(20)와 냉매배관(70)으로 연결되어 냉매를 공급받아 냉매의 흐름에 따라 냉방 또는 난방 운전을 수행하고, 각각 실외기(20)와 통신선(80)으로 연결되어 소정의 통신방식에 따라 데이터를 송수신한다.

예를 들어 제 1 실내기 내지 제 3 실내기(31 내지 33)는 실외기(20)와 동일한 전원선(11)으로 연결되어 제 1 전원장치(12)로부터 전원을 공급받아 동작되고, 제 4 내지 제 6 실내기(34 내지 36)는 실외기(20)와 상이한 전원선(13)에 연결되어 제 2 전원장치(14)로부터 공급되는 전원으로 동작된다.

이때, 제 1 전원장치(12)와, 제 2 전원장치(14)는 각각 상이한 상용전원선에 연결되어 각 전원선에서의 전원을 분배하여 실외기 또는 실내기로 공급한다. 이때, 제 1 및 제 2 전원장치(12,14)로부터 공기조화기로 공급되는 전원은 3상의 상용전 원이다. 제 1 전원장치(12)에 이상이 발생되거나 정전되더라도 제 2 전원장치(14)는 제 1 전원장치(12)와 별도로 동작되며 상호 영향을 주지 않는다.

제 1 내지 제 6 실내기(31 내지 36) 및 실외기(20)는 각각 보조전원장치(40)와 연결되며, 이때, 보조전원장치(40)는 실외기와 실내기간의 통신선에 연결되어 각각의 실외기 또는 실내기에 연결된다. 통신선(80)은 제 1 내지 제 6 실내기(31 내지 36)의 전원연결에 관계없이, 연결된다.

이때, 보조전원장치(40)는 제 1 내지 제 6 실내기(31 내지 36) 및 실외기(20) 중 어느 하나로 공급되는 메인 전원이 차단되는 경우 통신선(80)에 흐르는 전원을 이용하여 연결된 실내기 또는 실외기로 비상전원을 공급한다.

즉, 제 1 내지 6 실내기(31 내지 36) 중 적어도 하나의 실내기로 공급되는 전원이, 정전, 전원장치 이상, 전원선 이상과 같은 원인에 의해 차단되는 경우, 해당 실내기에 연결된 보조전원장치(40)는 통신선으로부터 전원성분을 분리하여 비상전원을 공급한다. 보조전원장치(40)는 실내기로 공급되는 메인전원이 차단되는 경우, 오결선된 경우, 메인전원선이 끊어진 경우 중 적어도 하나의 경우 실내기로 비상전원을 공급한다.

특히, 다른 실내기 또는 실외기는 정상적으로 전원이 공급되어 동작되는 상태인 경우, 전원이 차단된 실내기는 메인전원이 차단되더라도 보조전원장치(40)로부터 공급되는 비상전원을 이용하여 동작되거나, 정상적으로 운전을 종료한다. 이때, 실내기는 운전 종료 시, 전원이상으로 인한 운전종료에 대한 데이터를 실외기(20)로 전송할 수 있다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기 및 보조전원장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.

실내기(30)는 전술한 바와 같이, 실내 열교환기, 실내팬, 팽창밸브를 포함하며, 메인전원부(120), 통신부(170), 구동부(130), 입력부(140), 출력부(150), 데이터부(160), 그리고 실내기 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

그 외, 온도를 감지하는 온도센서가 적어도 하나 포함되어 실내기로 흡입되거나 토출되는 공기의 온도, 실내 열교환기로 흡입되는 냉매의 배관온도, 실내 열교환기에서 토출되는 냉매의 배관온도를 감지하여 제어부(110)로 인가한다. 또한, 압력을 감지하는 압력센서가 적어도 하나 포함되어, 실내열교환기로 유입되는 냉매의 압력, 실내열교환기에서 토출되는 냉매의 압력과 같이, 냉매배관의 압력을 감지하여 제어부(110)로 인가한다.

메인전원부(120)는 전원장치(12)로부터 공급되는 상용전원을 정류 및 평활하여 공기조화기의 각 구성에 필요한 동작전원을 공급한다. 메인전원부(120)는 제어부(110) 뿐 아니라, 동작전원이 필요한 밸브, 모터, 출력부, 입력부로도 전원을 공급하며, 각각의 구성은 동작전원을 그대로 사용하는 것이 아니라, 필요한 동작전원의 형태 또는 크기에 대응하여 변환하여 사용 할 수 있다.

또한, 메인전원부(120)는 3상의 상용전원의 역률 여부를 감지하여 이상전원 여부를 감지한다.

구동부(130)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여, 실내팬, 팽창밸브를 포함한 적어도 하나의 밸브를 제어한다. 즉, 구동부(130)는 실내팬을 회전 동작시키는 모터로 인가되는 전압 또는 전류를 제어하고 동작명령을 인가하여 그 구동을 제어하고, 팽창밸브의 개폐 여부 또는 개도 정도를 제어한다. 특히, 제어부(110)에 의해 비상운전에 따른 밸브 제어명령이 입력되면, 외부로부터 냉매가 유입되지 않도록, 밸브를 닫힘 조작한다.

입력부(140)는 적어도 하나의 스위치, 버튼을 포함하거나, 또는 터치조작 가능한 터치키, 터치패드 또는 터치스크린으로 구성될 수 있으며, 버튼조작 또는 터치입력을 통해 데이터를 입력받는다. 입력부(200)는 공기조화기의 운전설정, 운전모드 등에 대한 데이터를 입력받아, 제어부(110)로 인가한다.

출력부(150)는 입력부(140)의 데이터 입력을 위한 실내기의 메뉴화면을 출력하고, 입력부(140)를 통해 입력되는 데이터, 통신부(170)를 통해 다른 실내기 또는 실외기로부터 수신되는 데이터를 출력한다. 또한, 출력부(150)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 공기조화기가 동작됨에 따라 동작상태 또는 에러정보를 출력한다.

출력부(150)는 문자, 숫자 또는 이미지를 출력하는 표시수단을 포함하며, 효과음, 경고음, 음성안내 등의 소정 소리를 출력하는 음향출력수단, 점등 또는 점멸되거나 발광색에 따라 동작정보를 나타내는 상태등 중 적어도 하나를 포함한다. 이때, 표시수단은 실내기 본체의 전면, 전면 패널의 상단, 상부 토출구의 하단 등과 같이 사용자가 표시내용을 확인하기 용이하도록 위치된다.

데이터부(160)는 실내기 운전에 사용되는 제어데이터, 출력부(150)를 통해 출력되는 메뉴화면데이터, 효과음데이터, 실내기의 운전상태데이터, 실외기(20) 또는 다른 실내기로부터 수신되는 데이터가 저장된다.

통신부(170)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여, 소정의 통신 방식에 따라 실외기(20), 다른 실내기 또는 로컬제어기와 같은 다른 유닛과 데이터를 송수신한다. 이때, 통신부(170)는 통신방식이 상이한 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여, 실외기 및 실내기와의 통신, 로컬제어기와의 통신에 각각 상이한 통신방식을 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다.

특히, 통신부(170)는 실외기(30) 및 다른 실내기(30)와 연결되는 통신선(80)이 보조전원장치(40)에 연결되고, 보조전원장치(40)와 연결되어, 실외기(20), 다른 실내기의 데이터를 수신한다.

이때, 통신부(170)는 보조전원장치(40)를 통해 통신선(80)에 연결되기는 하나, 보조전원장치(40)는 송수신되는 데이터에는 관여하지 않으므로, 보조전원장치(40)와 관계없이 데이터를 송수신한다.

제어부(110)는 입력부(140)를 통해 입력되는 운전모드 또는 설정에 대응하여 내기가 지정된 모드로 동작되도록 하고, 통신부(170)를 통해 실외기의 구동을 요청한다.

제어부(110)는 입력부(140), 출력부(150) 및 통신부(170)를 통한 데이터의 입출력을 제어하고, 각 구성이 지정된 동작을 수행하도록 제어명령을 인가한다. 제어부(110)는 설정에 따라 실내팬, 실내열교환기, 밸브가 동작되도록 제어명령을 구동부(130)로 인가하고, 입력되는 데이터가 데이터부(160)에 저장되도록 할 뿐 아니 라, 실내기의 동작상태 또는 에러정보가 출력부(150)를 통해 출력되도록 제어한다.

제어부(110)는 정상 동작 상태에서 메인전원부(120)로부터 소정 크기의 동작전원을 공급받아 동작되며, 메인전원부(120)로부터 동작전원이 공급되지 않는 경우에는 보조전원장치(40)와 연결되어 비상전원을 공급받아 동작된다. 이때 제어부(110)는 제 2 연결선(92)을 통해 보조전원장치(40)로부터 비상전원이 공급되는데, 제어부(110)에 의해 전원공급이 선택되는 것이 아니라, 보조전원장치(40)에 의해 메인전원 이상 시 즉시 보조전원이 공급된다.

제어부(110)는 보조전원장치(40)와 연결된 제 3 연결선(93)을 통해 비상전원이 공급됨을 감지한다.

제어부(110)는 보조전원장치(40)로부터 비상전원이 공급되는 경우에는, 마지막 운전설정에 대한 정보를 데이터부(160)에 저장하고, 메인전원의 이상에 대한 데이터를 통신부(170)를 통해 실외기(20)로 전송되도록 한다.

또한, 제어부(110)는 냉매가 실내기로 유입되지 않도록 실외기로부터 공급되는 냉매가 차단되도록 구동부(130)로 제어명령을 인가하여, 구동부(130)에 의해 밸브가 닫힘 조작되도록 하고, 이후 운전을 종료한다.

경우에 따라, 제어부(110)는 비상전원이 공급되는 경우, 비상전원을 이용하여 기존 운전을 유지 하거나, 운전모드를 또는 대기모드 또는 송풍모드로 전환하여 실내기가 동작되도록 할 수 있다.

제어부(110)는 운전종료하거나 운전모드를 변경하는 경우, 운전종료 또는 운전모드 변경에 따른 데이터를 실외기(20)로 전송한다.

실내기(30)는 상기와 같이 보조전원장치(40)의 비상전원을 이용하여 실내기의 동작을 제어 함으로써, 비상정지되지 않고 운전을 유지 또는 변경하거나 운전종료할 수 있다.

보조전원장치(40)는 실외기(20) 또는 실내기(30) 각각에 연결되어, 각 유잇으로 공급되는 메인전원에 이상이 발생된 경우, 메인 전원에 이상이 있는 유닛으로 비상전원을 공급한다.

보조전원장치(40)는 실외기(20)와 실내기(30) 상호간의 데이터 송수신을 위한 통신선(80)에 연결되어, 통신선(80)에 흐르는 전원을 분리하여 비상전원을 공급한다. 그에 따라 보조전원장치(40)는 전술한 바와 같이 데이터의 흐름에는 관여하지 않으며 통신부(170)와 연결되어 데이터가 통신부(170)로 인가되도록 한다.

보조전원장치(40)는 실내기(30)의 메인전원부(120) 및 제어부(110)와 연결되어, 메인전원부(120)를 통해 제어부(110)로 공급되는 메인전원에 이상이 있는 경우 즉시 보조전원을 제어부(110)로 공급한다.

여기서, 보조전원장치(40)는 제 1 연결선(91)이 메인전원부(120)와 연결되고, 제 2 연결선(92)은 메인전원부(120) 및 제어부(110)와 연결되며, 제 3 연결선(93)은 제어부(110)에 연결된다. 이때, 제 1 연결선(91)은 접지되고, 제 2 연결선(92)을 통해 보조전원장치(40)가 메인전원의 이상을 감지함과 동시에 실내기(30)로 비상전원을 공급하며, 제 3 연결선(93)을 통해 비상전원이 공급됨을 실내기(30)로 알린다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기 및 보조전원장치의 또 다른 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.

실내기 및 보조전원장치의 다른 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 통신부가 실내기의 외부에 구비되는 외장형 형태로써, 보조전원장치 내에 구비된다.

실내기는 메인전원부(1200, 제어부(110), 구동부(130), 입력부(140), 출력부(150), 데이터부(160)를 포함하며, 외부에 구비된 통신부(40b)와 연결되는 연결부(180)를 더 포함한다.

이때, 실내기 및 보조전원장치의 다른 실시예는 전술한 도 2의 실내기와 동일한 구성에 대하여, 동일한 명칭 및 동일한 도면부호를 사용하였으며, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

연결부(180)는 외부에 구비되는 통신부(40b)와 연결되어, 통신부로부터 데이터를 입력받아 제어부(110)로 인가하고, 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 전송할 데이터를 통신부(40b)로 인가한다.

보조전원장치(40)는 보조전원공급부(40a), 통신부(40b)를 포함하며, 보조전원공급부(40a) 및 통신부(40b)에 각각 통신선(80)이 연결된다.

보조전원공급부(40a)는 통신선(80)의 전원성분을 이용하여 실내기로 비상전원을 공급하고, 통신부(40b)는 통신선(80)의 데이터성분을 추출하여 실내기로 수신데이터가 인가되도록 하고 실내기의 데이터가 통신선(80)을 통해 전송되도록 한다. 경우에 따라, 보조전원장치(40)는 통신선(80)의 전원성분과 데이터 성분을 분리하는 전원추출부가 별도로 더 포함될 수 있다.

보조전원공급부(40a)는 실내기의 메인전원부(120) 및 제어부(110)에 연결되 며, 메인전원부(120)를 통해 제어부(110)로 공급되는 메인전원에 이상이 있는 경우 즉시 보조전원을 제어부(110)로 공급한다.

전술한 도 2에서와 같이, 보조전원공급부(40a)는 제 1 연결선(91)이 메인전원부(120)와 연결되고, 제 연결선(92)은 메인전원부(120) 및 제어부(110)와 연결되며, 제 3 연결선(93)은 제어부(110)에 연결된다.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 보조전원장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 4를 참조하면, 보조전원장치(40)는 보조전원부(41), 전압분배부(42), 전원조절부(43)를 포함한다. 이때, 전술한 도 2의 보조전원장치의 다른 실시예의 경우, 보조전원부(41), 전압분배부(42), 전원조절부(43)는 보조전원공급부(40a)에 포함된다.

보조전원부(41)는 통신선(80)으로부터 전원성분을 분리하고, 데이터 성분은 실내기의 통신부(170)로 전달한다. 이때, 통신선(80)에는 통신방식에 따라, 40V 내지 220V의 전원성분이 포함된다.

보조전원부(41)는 SMPS(switching mode power supply)를 포함하며, 입력된 교류전원을 직류전원으로 변경하고, 직류전원을 스위칭하여 교류전원으로 변환하며, 고주파 트랜스를 이용하여 사용하고자 하는 특정 전압대로 전압의 크기를 변환한 후, 다시 정류하여 일정 크기의 직류전원을 생성한다.

보조전원부(41)는 제 3 포트(P3)가 전압분배부(42)와 연결되고, 제 4 포트(P4)가 전원조절부(43)로 각각 연결되어, 생성된 일정 크기의 직류 전원을 공급 한다. 이때, 보조전원부(41)는 메인전원부의 메인전원의 전압보다 0.5V 내지 2V 낮은 크기의 전압으로 비상전원을 생성한다.

전압분배부(42)는 제 1 연결선(91)으로 메인전원부(120)의 제 1 포트(P1)에 연결되며, 접지된다. 또한, 전압분배부(42)는 제 3 연결선(93)으로 제어부(110)의 제6 포트(P6)에 연결된다.

전원조절부(43)는 보조전원부(41)에 연결되는 일단이 전압분배부(42)에 연결되고, 제 2 연결선으로 메인전원부의 제2 포트(P2)에 연결됨과 동시에 제어부(110)의 제 5 포트(P5)에 연결된다.

이때, 메인전원부(120)는 전술한 바와 같이, 제 2 포트(P2)가 제어부(110)에 연결됨과 동시에 전원조절부(43)에 연결되는데, 메인전원부(120)에서 제어부 또는 실내기의 다른 구성으로 인가되는 전압은 약 12V의 직류전압이고, 보조전원부(41)로부터 전원조절(43)로 인가되는 전압은 12V미만으로, 약 11V가 된다.

전원조절부(43)는 메인전원부(120)에서 제어부로 12V의 전압이 인가되는 경우, 보조전원부(41) 측의 전압이 11V로 메인전원부(120) 측의 전압보다 낮으므로, 전압차에 따라 보조전원부(41)의 전원을 제어부(110)로 공급하지 않는다.

전원조절부(43)는 메인전원부(120)로부터 제어부(110)로의 전원이 공급되지 않으면, 보조전원부(41) 측의 전압이 더 높아지므로 보조전원부(41)의 전원이 제어부(110)로 공급된다.

전원조절부(43)는 메인전원부(120)의 전원이 끊어지면 즉시 보조전원부(41)의 전원을 공급하므로, 제어부(110)는 보조전원부(41)의 비상전원을 공급받아 지속 적으로 동작된다.

또한, 전원조절루(43)는 메인전원부(120)의 전원이 정상 복귀되어 제어부(110)로 공급되는 경우 보조전원부(41)의 전원공급을 차단한다.

이때, 전압분배부(42)는 보조전원부(11)로부터 출력된 전원을 전압분배하여 제어부(110)로 인가함으로써, 비상전원이 공급됨 제어부(110)가 감지 할 수 있도록 한다.

전압분배부(42)는 복수의 저항 및 다이오드를 포함한다.

예를 들어, 전압분배부(42)는 제 1 저항(R1), 제 2 저항(R2)과, 제너다이오드(Z1)를 포함하여, 보조전원부(41)로부터 출력된 전원의 전압 크기를 조절한다.

제 1 저항(R1)은 일단이 보조전원부(41)의 제 4포트(P4) 및 전원조절부(43)에 연결되고, 타단이 제 2 저항(R2) 및 제너다이오드(Z1)에 연결된다.

제 2 저항(R2)은 상기와 같이 제 1 저항(R1)에 일단이 연결되고, 타단이 보조전원부(41)의 제 3 포트(P3) 및 제어다이오드(Z1)에 연결된다.

제어다이오드(Z1)는 제 2 저항(R2)에 병렬 연결되고, 일단이 보조전원부(41)의 제 3 포트(P3)에 연결됨과 동시에 제 1 연결선(91)을 통해 메인전원부(120)에 연결되며, 접지된다. 제너다이오드(Z1)는 타단이 제 1 저항과 연결됨과 동시에 제 3 연결선(93)을 통해 제어부(110)의 제 6 포트(P6)에 연결된다.

전압분배부(42)는 제 1 저항(R1)과 제 2 저항(R2)의 저항 크기 비율에 따라 보조전원부(41)로부터 출력된 전원을 분압하여, 일정크기의 전압이 제어부(110)로 인가되도록 하여, 비상전원이 공급됨을 제어부(110)로 전달한다.

전원조절부(43)는 적어도 하나의 다이오드를 포함하여, 일단이 보조전원부(41)의 제 4 포트(P4) 및 제 1 저항(R1)에 연결되고, 타단이 제 2 연결선(92)을 통해 메인전원부(120)의 제 2 포트(P2) 및 제어부(110)의 제 5 포트(P5)(Vcc)에 연결된다.

전원조절부(43)는 양극(애노드)가 보조전원부(41) 및 전압분배부(42)에 연결되고, 음극(캐소드)가 메인전원부(120) 및 제어부(110)에 연결되므로, 다이오드의 특성에 따라, 메인전원부(120) 측의 전원이 보조전원부(110)로 흐르지 않도록 역류를 차단하고, 메인전원부(120)의 전원공급 상태에 대응하여 보조전원부(41)의 비상전원이 제어부(110)로 공급되도록 한다(Vcc).

즉, 메인전원부(120)로부터 제어부(110)로 정상적으로 전원이 공급되는 경우, 제1 접점(P7)의 전압은 약 12V이고, 보조전원부(41) 측의 제 2 접점은 약 11V이므로 전압차에 의해 전원조절부(43)의 양극으로부터 음극으로 전류가 흐르지 않으나, 메인전원부(120)로부터 전원공급이 중단되면, 그 전압차에 따라 양극의 전압이 음극의 전압보다 높아지므로, 보조전원제어부(110)로 전원이 제어부(110)로 공급된다(Vcc).

보조전원부(41)의 비상전원이 제어부(110)로 공급되는 경우, 제어부(110)는 제 6포트(P6)(Vcont)에 인가되는 전압에 따라, 메인전원이 이상이 발생되어 비상전원이 보조전원장치(40)로부터 공급되는 것을 감지한다.

그에 따라 제어부(110)는 비상전원을 이용하여 소정시간 운전상태를 유지하되, 구동부(130)를 제어하여 밸브가 닫힘조작되도록 하고 실내기가 운전종료되도록 한다.

또한, 제어부(110)는 비상전원을 이용하여 운전상태를 유지하거나, 운전모드를 대기모드 또는 송풍모드로 전환하여 변경된 운전모드로 실내기가 동작되도록 제어할 수 있다. 제어부(110)는 전원이상에 따른 데이터를 실외기(20)로 전송하고, 경우에 따라 외부로 전원 이상으로 인한 비상운전에 대한 데이터를 전송할 수 있다. 특히 제어부(110)는 운전모드를 변경하거나 운전 종료하는 경우 그에 따른 동작정보를 실외기(20)로 전송한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기의 비상전원 공급에 따른 비상운전 방법의 동작설명에 참조되는 순서도이다.

상기와 같이 보조전원장치(40)로부터 실내기(30)로 비상전원이 공급됨에 따라 실내기는 비상 정지되지 않고 정상적으로 운전을 종료할 수 있고, 경우에 따라 운전을 유지하거나 운전모드를 변경하여 동작되는데, 그에 따른 실내기의 동작은 다음과 같다.

소정 운전모드에 따라 실내기가 운전되는 중(S410), 제어부(110)는 메인전원부(120)를 통해 공급되는 메인전원을 이용하여 동작된다. 이때, 제어부(110)의 제 5포트(P5)를 통해 일정 크기의 동작전압(Vcc)이 입력된다.

제어부(110)는 운전 중, 제 6포트(P6)로부터 제어전압(Vcont)을 감지하고(S420), 제어전압이 설정값인 경우(S430), 메인전원에 이상이 발생된 것을 감지하고 보조전원장치(40)로부터 비상전원이 공급되는 것으로 판단한다(S440). 경우에 따라, 제어부(110)는 제어전압이 설정값 또는 그 이상인 경우, 또는 제 5포트(P5)의 동작전압과의 차이가 일정크기 이상인 경우 메인전원에 문제가 있어 비상전원이 공급됨을 감지할 수 있다.

제어부(110)는 비상전원이 공급됨에 따라, 데이터부(160)에 저장된 비상운전설정을 호출한다(S450).

실내기는 비상운전설정에 대응하여, 운전종료, 운전모드 변경 및 운전유지 중 어느 하나를 수행한다.

비상전원이 공급되는 경우 운전이 종료되도록 설정된 경우(S460), 제어부는 구동부(130)로 밸브 및 실내팬 제어에 따른 제어명령을 인가한다. 이때, 실내기는 비상전원 공급에 따른 비상운전 설정이 존재하지 않는 경우에는 운전종료를 기본설정으로 하여 동작된다.

구동부(130)는 구비되는 밸브가 닫히도록 제어하여 냉매의 흐름을 차단함으로써, 냉매가 유입되지 않도록 하고, 실내팬이 동작정지되도록 한다(S470).

제어부(110)는 메인전원의 이상 발생 및 그에 따른 실내기의 운전종료에 대한 정보가 포함된 데이터를 실외기(20)로 전송한다(S480). 경우에 따라 원격제어기, 로컬제어기로도 전송할 수 있으며, 소정 네트워크를 통해 외부의 단말로 데이터를 전송할 수 있다.

제어부(110)는 상기와 같이 밸브제어 및 데이터 전송 후, 실내기의 운전이 종료되도록 한다(S490).

한편, 비상전원이 공급됨에 따라 운전모드가 변경되도록 설정된 경우(S500), 제어부(110)는 송풍모드 또는 대기모드로 운전모드를 변경한다(S510). 이때, 제어 부(110)는 메인전원의 이상 및 실내기의 운전모드가 변경됨을 알리는 데이터를 실외기(20)로 전송한다(S520).

제어부(110)는 변경된 운전모드에 대응하여 실내기가 동작되도록 구동부(130)로 제어명령을 인가한다. 그에 따라 구동부(130)는 변경된 운전모드에 따라 밸브의 개폐를 제어하고, 실내팬의 회전속도가 가변되도록 제어하여, 변경된 운전모드에 따라 운전을 수행한다(S530). 예를 들어 송풍모드로 변경되는 경우, 밸브는 닫고 실내팬은 설정된 풍량에 따라 회전되도록 하고, 대기모드로 변경되는 경우에는 밸브를 닫힘제어하고 실내팬 또한 동작정지되도록 하되, 운전을 완전히 종료하지 않고 대기상태를 유지한다.

운전종료 및 운전모드 변경이 아닌, 운전상태 유지가 설정되어 있는 경우, 제어부(110)는 비상전원을 이용하여 현 운전상태가 유지되도록 제어하고, 메인전원 이상에 따른 데이터를 실외기(20)로 전송한다(S540). 제어부(110)는 비상전원만으로 동작되기 어려운 경우에는 운전모드를 변경하거나 운전이 종료되도록 제어한다.

따라서 본 발명의 공기조화기 및 그 제어방법은 복수의 실내기 중 일부 실내기로의 공급이 차단되거나, 전원공급에 이상이 발생되는 경우, 즉시 실내기로 비상전원을 공급하여, 운전상태를 유지하거나 전원이상에 대응하여 실내기의 운전모드가 변경되도록 하여, 실내기 동작정지로 인한 실내 기온이 가변되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 실내기가 전원이상으로 인하여 비상정지하지 않고, 비상전원을 이용하여 정상적으로 운전종료되도록 하여, 내기가 동작정지되더라도 정상적은 운전종료 작업을 통해 동작중인 실외기로부터 실내기로 냉매가 유입되거나, 그로인하여 냉매 압력에 이상이 발생하여 다른 동작중인 유닛이 손상되는 것을 방지 할 수 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기 및 그 제어방법은 별도의 감지수단 없이도 보조전원장치의 간단한 회로구성을 통해 메인전원부의 전원공급 이상에 따라 즉시 비상전원을 실내기로 공급할 수 있고, 비상전원이 공급됨을 제어부가 감지할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 구성도,

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기 및 보조전원장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도,

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기 및 보조전원장치의 또 다른 구성을 설명하는데 참조되는 도,

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 보조전원장치의 구성을 설명하는데 참조되는 도,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기의 비상전원 공급에 따른 제어방법의 동작설명에 참조되는 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11, 13: 전력선 12, 14: 전원장치

20: 실외기 30, 31 내지 36: 실내기

40: 보조전원장치 40a: 전원공급부

40b, 170: 통신부 41: 보조전원장치

42: 전압분배부 43: 전원조절부

60: 전원선 70: 냉매배관

80: 통신선

110: 제어부 120: 메인전원부

Claims

복수의 실내기;

상기 복수의 실내기로 냉매를 공급하고, 연결된 통신선을 이용하여 데이터를 송수신하는 실외기; 및

상기 복수의 실내기에 각각 개별 연결되고, 상기 복수의 실내기 중 적어도 하나의 실내기로 공급되는 메인전원에 이상이 있는 경우, 상기 통신선에 포함된 전원성분을 이용하여 상기 실내기로 비상전원을 공급하는 보조전원장치를 포함하고,

상기 보조전원장치는, 상기 통신선의 전원성분으로부터, 상기 실내기가 동작하는데 필요한 크기의 전압으로 비상전원을 생성하는 보조전원부;

상기 메인전원부 및 상기 제어부에 연결되어, 메인전원이 차단되면 상기 보조전원부의 비상전원을 상기 실내기로 공급하는 전원조절부; 및

상기 비상전원을 분압하여, 비상전원이 공급됨을 알리는 신호를 상기 제어부로 인가하는 전압분배부;를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 실내기는, 상용전원을 변환하여 동작을 위한 메인전원을 공급하는 메인전원부;

상기 제어부의 제어명령에 대응하여, 밸브의 개폐 및 실내팬의 동작을 제어하는 구동부; 및

상기 메인전원부 및 상기 보조전원장치에 각각 연결되어, 상기 메인전원부 및 상기 보조전원장치 중 어느 하나로부터 전원을 공급받아 동작하고, 설정된 운전모드에 대응하여 상기 구동부로 제어명령을 인가하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
제 2 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 보조전원장치로부터 비상전원 공급에 따른 신호가 입력되면, 운전종료, 운전모드변경 및 운전유지 중 적어도 하나로 동작되도록 비상운전을 수행하고, 상기 메인전원의 이상 및 비상운전에 대한 정보가 포함된 데이터를 상기 실외기로 전송하는 공기조화기.
제 3 항에 있어서,

상기 제어부는 운전종료로 비상운전이 설정된 경우, 밸브가 닫힘조작되도록 하여 냉매가 유입되는 것을 차단하고, 상기 실내팬이 동작정지되도록 상기 구동부로 제어명령을 인가하는 공기조화기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 전원조절부는 일단이 상기 보조전원부에 연결되고, 타단이 상기 메인전원부 및 상기 제어부에 연결되어, 상기 메인전원부로부터 상기 제어부로 메인전원 공급 시, 상기 메인전원이 상기 보조전원부로 역공급되는 것을 차단하고,

상기 비상전원의 전압과, 상기 메인전원의 전압의 크기 차이에 대응하여, 상기 메인전원의 전압이 상기 비상전원의 전압보다 낮은 경우 상기 비상전원을 상기 실내기로 즉시 공급하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 전압분배부는 복수의 저항을 포함하여, 상기 복수의 저항의 저항값의 크기 비에 따라 상기 비상전원의 전압을 분압하여, 비상전원이 공급됨을 알리는 상기 신호를 상기 제어부로 인가하는 공기조화기.
제 6 항에 있어서,

상기 보조전원부는 상기 메인전원보다 0.5V 내지 2V 낮은 크기의 전압으로 상기 비상전원을 생성하는 공기조화기.
제 6 항에 있어서,

상기 전원조절부는 다이오드를 포함하여, 상기 다이오드의 양극이 상기 보조전원부에 연결되고, 음극이 상기 메인전원부 및 상기 제어부에 연결되며,

상기 메인전원부로부터 상기 제어부로 메인전원 공급시, 상기 메인전원이 상 기 보조전원부로 역공급되는 것을 차단하고, 상기 양극의 메인전원이 상기 제어부로 공급되지 않는 경우, 상기 보조전원을 상기 제어부로 즉시 공급하는 공기조화기.
제 7 항에 있어서,

상기 전압분배부는 복수의 저항 및 다이오드를 포함하여, 상기 복수의 저항의 저항비에 따라 상기 비상전원을 분압하는 공기조화기.
제 2 항에 있어서,

상기 실내기는 상기 보조전원장치와 연결되어, 상기 통신선의 데이터 성분을 추출하여 데이터를 수신하고, 상기 제어부의 제어명령에 대응하여 송신 데이터를 상기 실외기 또는 다른 실내기로 송신하는 통신부를 더 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 보조전원장치는, 상기 통신선의 데이터 성분을 추출하여 수신 데이터를 상기 실내기로 인가하고, 상기 실내기로부터 입력된 송신 데이터를 상기 통신선을 통해 상기 실외기 또는 다른 실내기로 전송하는 통신부를 더 포함하고,

상기 실내기는 상기 보조전원장치와 연결되어, 상기 수신데이터를 상기 제어부로 인가하고, 상기 송신데이터를 상기 통신부로 전달하는 연결부를 더 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 보조전원장치는 상기 실내기로 공급되는 메인전원이 차단되는 경우, 오결선된 경우, 메인전원선이 끊어진 경우 중 적어도 하나의 경우 상기 실내기로 비상전원을 공급하는 공기조화기.
메인전원을 공급받아, 설정된 운전모드에 대응하여 실내기가 운전하는 단계;

운전 중 보조전원장치로부터 입력된 비상전원이 공급됨을 알리는 신호를 감지하는 단계;

통신선에 포함된 전원성분을 이용하는 상기 보조전원장치로부터 공급되는 비상전원을 이용하여, 설정에 따라 운전종료, 운전모드변경 및 운전유지 중 적어도 하나로 비상운전을 수행하는 단계; 및

상기 비상운전 중, 상기 메인전원의 이상 및 비상운전에 대한 정보가 포함된 데이터를 실외기로 전송하는 단계;를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 14 항에 있어서,

상기 비상운전 단계는, 운전종료 설정 시, 유입되는 냉매가 차단되도록 밸브를 닫힘제어하고, 실내팬의 동작을 정지시키고,

상기 데이터 전송 후, 운전을 종료하는 공기조화기의 제어방법.
제 14 항에 있어서,

상기 비상운전 단계는, 운전모드변경 설정 시, 송풍모드 또는 대기모드로 운전모드를 변경하여, 유입되는 냉매가 차단되도록 밸브를 닫힘제어하고, 변경된 운전모드로 운전하는 공기조화기의 제어방법.
제 14 항에 있어서,

상기 비상운전 단계는, 운전 유지 설정 시,

상기 보조전원장치로부터 공급되는 상기 비상전원을 이용하여 운전하고,

상기 비상전원으로 동작이 불가능한 경우 유입되는 냉매가 차단되도록 밸브를 닫힘제어하고 실내팬의 동작을 정지시킨 후 운전을 종료하는 공기조화기의 제어방법.