KR102600975B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

개시된 발명은 실내 온도 또는 실내 습도에 기초하여 공기조화기에 마련된 미세 구멍을 통해 저속으로 냉방을 수행함으로써 사용자가 공기조화기의 냉방 풍속을 느끼지 않도록 하면서도 실내의 쾌적 온도 또는 습도를 유지시킴과 동시에 공기조화기 표면의 결로 발생을 방지할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 기술이다.
일 실시예에 따른 공기조화기는, 복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기, 상기 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬, 복수의 블레이드홀이 마련되며, 상기 아웃렛을 개폐하는 토출블레이드 및 상기 아웃렛이 폐쇄되면 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되고, 실내의 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하면 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 제어부를 포함한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and control method thereof}
개시된 발명은 공기조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 토출 방법을 달리하는 공기조화기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
공기조화기는 냉동 사이클을 이용하여 인간이 활동하기 알맞게 실내 공기를 쾌적하게 유지하는 장치이다. 공기조화기는 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환 후 이를 실내로 토출하는 반복 작용에 의해 실내를 냉방시키거나, 반대 작용에 의해 실내를 난방시킬 수 있다.
공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 정방향 또는 역방향으로 순환하는 냉각 사이클에 의해 실내를 냉방 또는 난방시킬 수 있다. 압축기는 고온고압의 기체 상태의 냉매를 제공하고, 응축기는 상온 고압의 액체 상태의 냉매를 제공한다. 팽창밸브는 상온 고압의 액체상태의 냉매를 감압시키고, 증발기는 감압된 냉매를 저온의 기체 상태로 증발시킨다.
공기조화기는 실외기와 실내기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실외기와 실내기가 일체로 설치되는 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다.
실외기와 실내기가 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기의 경우, 일반적으로 압축기 및 응축기(실외열교환기)가 실외기에 구비되고, 증발기(실내열교환기)가 실내기에 구비된다. 냉매는 실내기와 실외기를 연결하는 배관을 통해 실외기와 실내기를 순환하며 유동할 수 있다. 또한, 분리형 공기조화기의 실내기는 패널 내부로 흡입된 공기를 열교환시키는 열교환기와, 실내의 공기를 패널 내부로 흡입하고 흡입된 공기를 다시 실내로 송풍시키는 송풍팬을 구비한다. 종래의 공기조화기의 실내기는 열교환기를 최소화하고, 송풍팬의 RPM을 올려 풍속 및 풍량을 최대화하는 형태로 제작되었다. 이에 따라 토출온도가 낮아지고, 토출공기는 좁고 긴 유로를 형성하여 실내공간으로 토출되었다.
최근에는 공기조화기의 토출구를 통한 공기의 토출 속도를 최대한 낮게 하여 공기조화기의 냉방 풍속을 거의 느낄 수 없게 하면서 실내의 쾌적 온도를 유지할 수 있는 공기조화기에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 공기조화기의 결로 발생을 방지하는 기술에 관한 연구도 행해지고 있다.
개시된 발명은 실내 온도 또는 실내 습도에 기초하여 공기조화기에 마련된 미세 구멍을 통해 저속으로 냉방을 수행함으로써 사용자가 공기조화기의 냉방 풍속을 느끼지 않도록 하면서도 실내의 쾌적 온도 또는 습도를 유지시킴과 동시에 공기조화기 표면의 결로 발생을 방지할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기는,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기, 상기 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬, 복수의 블레이드홀이 마련되며, 상기 아웃렛을 개폐하는 토출블레이드 및 상기 아웃렛이 폐쇄되면 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되고, 실내의 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하면 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내의 상대 습도가 미리 설정된 제 1상대 습도 이상이고 미리 설정된 제 2상대 습도 미만이면 상기 압축기의 주파수를 제 1주파수로 감소시키는 제 1운전 모드로 냉방을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내의 상대 습도 및 실내 온도에 기초하여 상기 압축기의 제 1주파수를 산출하고, 상기 제 1주파수는, 상기 실내의 상대 습도 및 실내 온도가 변경됨에 따라 미리 정해진 범위 내에서 변경할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내의 상대 습도가 미리 설정된 제 2상대 습도 이상이면 상기 압축기의 주파수를 제 2주파수로 감소시키는 제 2운전 모드로 냉방을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제 2주파수는, 상기 제 1주파수보다 낮은 주파수이며, 미리 정해진 값으로 고정된 주파수일 수 있다.
또한, 상기 제 2상대 습도는 상기 제 1상대 습도보다 높은 값일 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기가 상기 아웃렛으로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 압축기의 주파수를 제 3주파수로 증가시키는 제 3운전 모드로 냉방을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 개방된 아웃렛으로 토출되는 공기의 토출 속도가 증가하도록 상기 송풍팬의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 실내의 습도를 감지하여 상대 습도에 대한 정보를 획득하는 습도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실내의 온도를 감지하는 온도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬 및 복수의 블레이드홀이 마련되는 토출블레이드를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 아웃렛을 폐쇄하고, 상기 아웃렛이 폐쇄되면 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되고, 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되는 경우, 실내의 상대 습도 및 실내 온도를 감지하고, 상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하면 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것은, 상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 제 1상대 습도 이상이고 미리 설정된 제 2상대 습도 미만이면 상기 압축기의 주파수를 제 1주파수로 감소시키는 제 1운전 모드로 냉방을 제어할 수 있다.
또한, 상기 감지된 상대 습도 및 실내 온도에 기초하여 상기 압축기의 제 1주파수를 산출하는 것을 더 포함하고, 상기 제 1주파수는, 상기 감지된 상대 습도 및 실내 온도가 변경됨에 따라 미리 정해진 범위 내에서 변경되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것은, 상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 제 2상대 습도 이상이면 상기 압축기의 주파수를 제 2주파수로 감소시키는 제 2운전 모드로 냉방을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2주파수는, 상기 제 1주파수보다 낮은 주파수이며, 미리 정해진 값으로 고정된 주파수일 수 있다.
또한, 상기 제 2상대 습도는 상기 제 1상대 습도보다 높은 값일 수 있다.
또한, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기가 상기 아웃렛으로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 압축기의 주파수를 제 3주파수로 증가시키는 제 3운전 모드로 냉방을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 개방된 아웃렛으로 토출되는 공기의 토출 속도가 증가하도록 송풍팬의 회전 속도를 증가시키는 것을 더 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기는,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기, 상기 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬, 복수의 블레이드홀이 마련되며, 상기 아웃렛을 개폐하는 토출블레이드 및 상기 아웃렛을 폐쇄하여 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 명령이 입력되면 미리 정해진 압축기의 주파수 및 미리 정해진 상기 송풍팬의 회전 속도에 기초하여 제 1냉방 운전을 제어하고, 상기 제 1냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 실내 온도가 미리 정해진 값을 초과하면 제 2냉방 운전으로 전환하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내 온도가 상기 미리 정해진 값 이하이면 상기 제 1냉방 운전이 유지되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내 온도가 상기 미리 정해진 값을 초과하면 상기 압축기의 주파수가 상기 미리 정해진 주파수보다 증가된 제 2냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내 온도가 상기 미리 정해진 값을 초과하면 상기 송풍팬의 회전 속도가 상기 미리 정해진 회전 속도보다 증가된 제 2냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제 2냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 상기 실내 온도가 미리 정해진 값 이하이면 상기 제 1냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 아웃렛을 폐쇄하여 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 제어 명령을 입력 받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실내의 온도를 감지하는 온도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1냉방 운전 및 상기 제 2냉방 운전은, 상기 아웃렛이 폐쇄되고 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되는 냉방 운전인 것을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬 및 복수의 블레이드홀이 마련되는 토출블레이드를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 아웃렛을 폐쇄하여 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 명령을 입력 받고, 상기 아웃렛을 폐쇄하고, 상기 아웃렛이 폐쇄되면 미리 정해진 압축기의 주파수 및 미리 정해진 상기 송풍팬의 회전 속도에 기초하여 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 제 1냉방 운전을 제어하고, 상기 제 1냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 실내 온도를 감지하고, 상기 감지된 실내 온도가 미리 정해진 값을 초과하면 제 2냉방 운전으로 전환하는 것을 포함한다.
또한, 상기 감지된 실내 온도가 상기 미리 정해진 값 이하이면 상기 제 1냉방 운전이 유지되도록 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2냉방 운전으로 전환하는 것은, 상기 감지된 실내 온도가 상기 미리 정해진 값을 초과하면 상기 압축기의 주파수가 상기 미리 정해진 주파수보다 증가된 제 2냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2냉방 운전으로 전환하는 것은, 상기 감지된 실내 온도가 상기 미리 정해진 값을 초과하면 상기 송풍팬의 회전 속도가 상기 미리 정해진 회전 속도보다 증가된 제 2냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 상기 실내 온도를 감지하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 감지된 상기 실내 온도가 미리 정해진 값 이하이면 상기 제 1냉방 운전으로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기는,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기, 상기 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬, 복수의 블레이드홀이 마련되며, 상기 아웃렛을 개폐하는 토출블레이드 및 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기를 상기 아웃렛으로 토출시키는 직접 냉방 운전을 제어하고, 실내 온도가 미리 설정된 값에 도달하면 상기 아웃렛을 폐쇄하여 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 간접 냉방 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 간접 냉방 운전을 제어하여 상기 실내 온도를 상기 미리 설정된 값으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 직접 냉방 운전 수행 중 상기 실내 온도가 미리 정해진 제 1설정값에 도달하면 상기 실내의 습기를 제거하는 제습 운전을 진행하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내 온도가 미리 정해진 제 2설정값에 도달하면 상기 간접 냉방 운전을 수행하여 상기 실내 온도를 상기 제 2설정값으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 실내의 온도를 감지하는 온도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은,
복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬 및 복수의 블레이드홀이 마련되는 토출블레이드를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기를 상기 아웃렛으로 토출시키는 직접 냉방 운전을 제어하고, 실내 온도를 감지하고, 상기 감지된 실내 온도가 미리 설정된 값에 도달하면 상기 아웃렛을 폐쇄하고, 상기 아웃렛이 폐쇄되면 상기 열교환된 공기를 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출시키는 간접 냉방 운전을 제어하는 것을 포함한다.
또한, 상기 간접 냉방 운전을 제어하는 것은, 상기 감지된 실내 온도를 상기 미리 설정된 값으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 직접 냉방 운전 수행 중 상기 실내 온도가 미리 정해진 제 1설정값에 도달하면 상기 실내의 습기를 제거하는 제습 운전을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 간접 냉방 운전을 제어하는 것은, 상기 감지된 실내 온도가 미리 정해진 제 2설정값에 도달하면 상기 간접 냉방 운전을 수행하여 상기 실내 온도를 상기 제 2설정값으로 유지시키는 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 의하면, 공기조화기에 마련된 미세 구멍을 통해 저속으로 냉방을 수행함으로써 사용자에게 공기조화기의 냉기가 닿지 않도록 하고 실내의 쾌적 온도 또는 습도를 유지함과 동시에 공기조화기에 발생할 수 있는 결로를 방지할 수 있다.
또한, 실내 온도 또는 실내 습도를 실시간으로 감지하고 그에 기초하여 공기조화기의 운전 모드를 결정함으로써 효과적인 냉방을 구현할 수 있다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A의 확대도이다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 정면도이다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 동작에 관한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따라 실내 온도를 감지하여 냉방 운전 모드를 변경하는 공기조화기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 공기조화기가 실내 온도의 변화에 기초하여 운전 모드를 변경하는 것을 도시한 그래프이다.
도 10 내지 도 11은 도 9에 따른 공기조화기의 운전 모드 변경에 대한 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 공기조화기의 냉방 운전 중에 결로가 발생하는 원리를 나타낸 개념도이다.
도 13은 공기조화기의 냉방 운전 진행 중에 실내의 상대 습도가 변경되는 것을 도시한 것이다.
도 14는 일 실시예에 따른 공기조화기의 결로 방지 제어방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도 면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람 직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 이러한 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 공기조화기 및 그 제어방법을 후술된 실시예들에 따라 상세하게 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
기존의 공기조화기의 실내기는 열교환기를 최소화하고, 송풍팬의 RPM을 올려 풍속 및 풍량을 최대화하는 형태로 제작되었다. 이에 따라 토출온도가 낮아지고, 토출공기는 좁고 긴 유로를 형성하여 실내공간으로 토출되었다.
사용자가 토출공기에 직접 닿는 경우, 추위와 불쾌감을 느낄 수 있고, 반면에 토출공기에 접하지 않는 경우 더위 및 불쾌감을 느끼는 문제점이 있었다.
또한, 빠른 풍속의 구현을 위해 송풍팬의 RPM을 높이면 소음이 증가하는 문제가 있었다. 송풍팬을 사용하지 않고 공기를 조화시키는 복사 공기조화기의 경우에는 송풍팬을 사용하는 공기조화기와 동일한 능력을 내기 위해서는 큰 패널을 필요로 한다. 또한 냉방속도 또한 매우 느리고, 시공비가 많이 발생하는 문제점이 있었다.
공기조화기는 그 외관을 이루는 하우징의 내부로 흡입된 공기를 열교환시키는 열교환기와, 실내의 공기를 하우징 내부로 흡입하고 흡입된 공기를 다시 실내로 송풍시키는 송풍팬을 구비할 수 있다.
그러나 송풍팬에 의해 공기가 유동하는 경우, 공기조화된 공기는 하우징의 토출구를 통해 직접 대상물을 향해 토출되게 된다. 이 경우 대상물은 공기조화된 공기가 직접적으로 닿게 되는 등, 국부적인 냉방 또는 난방 때문에 불쾌감을 느낄 수 있게 된다.
후술하는 실시예에 의하면, 공기조화기의 냉방 운전을 기준으로 하여 설명하나, 개시된 발명의 실시예는 공기조화기의 난방 운전에도 적용될 수 있음은 물론이다.
공기조화기를 이루는 냉동사이클은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 이루어져 있다. 냉동사이클은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 일련의 과정을 　하고, 고온의 공기가 저온의 냉매와 열교환 후 저온의 공기를 실내로 공급한다.
압축기는 냉매가스를 고온 고압의 상태로 압축하여 배출하며, 배출된 냉매가스는 응축기로 유입된다. 응축기는 압축된 냉매를 액상으로 응축하고, 응축과정을 통해 주위로 열을 방출하게 된다. 팽창밸브는 응축기에서 응축된 고온 고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시킨다. 증발기는 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시킨다. 증발기는 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각 물체와 열교환에 의하여 냉동효과를 달성하고, 저온 저압 상의 냉매가스를 압축기로 복귀시킨다. 이러한 사이클을 통해 실내공간의 공기 온도를 조절할 수 있다.
공기조화기의 실외기는 냉동사이클 중 압축기, 실외 열교환기로 이루어진 부분을 말한다. 팽창밸브는 실내기나 실외기 중 어느 한 곳에 있을 수 있고, 실내 열교환기는 공기조화기의 실내기에 있다.
개시된 발명은 실내공간을 냉방시키는 공기조화기에 대한 것으로, 실외 열교환기는 응축기로, 실내 열교환기는 증발기로 역할한다. 이하, 편의상 실내 열교환기를 포함하는 실내기를 공기조화기라 하고, 실내 열교환기를 열교환기라 한다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A의 확대도이고, 도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 정면도이며, 도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 단면도이다.
공기조화기(1)는 인렛(12)과, 아웃렛(14)을 갖는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기(40)와, 하우징(10)의 내부 또는 외부로 공기를 순환시키는 송풍팬(45)을 포함한다.
본 실시예에서 예를 드는 공기조화기(1)는 벽면에 설치되는 벽걸이형 공기조화기(1)이나, 이에 한정되지 않는다.
하우징(10)은 공기조화기(1)의 전체적인 외관을 형성하도록 형성될 수 있다. 하우징(10)은 복수의 토출홀(22)을 갖는 토출플레이트(20)를 포함할 수 있다. 복수의 토출홀(22)은 아웃렛(14)과는 구별될 수 있다. 복수의 토출홀(22)은 도 2와 같이 토출플레이트(20)에 분포되며 그 너비가 아웃렛(14)보다 작도록 구성될 수 있다. 또한 복수의 토출홀(22)을 통해 이후 설명하는 제 2 유로(75b)를 유동하는 공기가 하우징(10)의 외부로 토출될 수 있게 된다. 복수의 토출홀(22)은 도 2와 같이 일정간격 이격되도록 분포될 수 도 있으나, 이에 한정되지 않고 토출플레이트(20)의 특정영역에 집중하여 분포될 수도 있다. 복수의 토출홀(22) 및 이후의 설명하는 복수의 블레이드홀(56) 등으로 공기를 토출시킴으로서, 하우징(10)의 외부로 공기를 저속으로 토출시킬 수 있게 된다. 이를 통해 사용자는 직접풍을 맞지 않되, 공기조화의 목적을 이룰 수 있어서 사용자의 만족감을 향상시킬 수 있다.
하우징(10)은 아웃렛형성부(15)에 의해 형성되는 아웃렛(14)을 갖는 전면패널과, 전면패널의 후방에 배치되는 후면패널(24)과, 전면패널과 후면패널(24) 사이에 마련되는 한 쌍의 측면패널(25)과, 인렛(12)이 형성되며 한 쌍의 측면패널(25)의 상부에 마련되는 상부패널(26)과, 한 쌍의 측면패널(25)의 하부에 마련되는 하부패널(27)을 포함할 수 있다. 아웃렛(14)과 인렛(12)은 각각 전면패널과 상부패널(26)에 마련되는 것을 예로 드나, 이에 한정되지는 않는다. 전면패널은 앞서 설명한 토출플레이트(20)와 동일한 구성일 수 있다. 상부패널(26)에는 인렛(12)으로 공기를 가이드하는 인렛가이드(13)가 마련될 수 있다. 인렛가이드(13)는 복수개가 하우징(10)의 길이방향을 따라 나란하게 형성될 수 있다.
공기조화기(1)는 아웃렛(14)을 개폐하는 토출블레이드(50)를 포함할 수 있다. 토출블레이드(50)는 하우징(10)에 회전가능하게 마련된다. 자세하게는 토출플레이트(20)에 대해 블레이드축(59)을 중심으로 회전가능하게 마련될 수 있다. 블레이드축(59)은 토출플레이트(20)의 내면에 위치할 수 있다.
토출블레이드(50)는 아웃렛(14)을 폐쇄하는 폐쇄위치(50b)와, 아웃렛(14)을 개방하며 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기를 아웃렛(14)으로 토출되는 공기의 방향을 제어하는 가이드위치(50a)를 이동하도록 마련될 수 있다. 가이드위치(50a)는 토출블레이드(50)가 아웃렛(14)을 개방하여, 아웃렛(14)을 통해 토출되는 공기를 가이드하는 위치로서, 토출블레이드(50)가 토출되는 공기의 방향을 제어하기 위한 일정각도범위에서의 위치이다. 공기조화기(1)는 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)와 폐쇄위치(50b)간을 이동함으로서, 송풍팬(45)으로부터 토출플레이트(20) 또는 아웃렛(14)으로의 공기유동을 제어할 수 있다. 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있을 때는 아웃렛(14)의 개방과, 토출플레이트(20)로의 공기유동을 막는 동작이 함께 이루어질 수 있다. 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있을 때는 아웃렛(14)의 폐쇄와, 토출플레이트(20)로의 공기유동을 막는 동작에 대한 해제가 함께 이루어질 수 있다.
공기조화기(1)는 토출블레이드(50)의 내측에서 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기의 방향을 제어하는 보조블레이드(70)를 포함할 수 있다. 토출블레이드(50)는 송풍되는 공기를 상하방향으로 제어하며, 보조블레이드(70)는 송풍되는 공기를 좌우방향으로 제어할 수 있다. 보조블레이드(70)는 적어도 하나가 마련될 수 있으며, 본 실시예에서는 좌우방향으로 상호간에 이격되는 복수의 보조블레이드(70)가 구비된다. 복수의 보조블레이드(70)는 아웃렛(14)의 길이방향을 따라 배열될 수 있다. 보조블레이드(70)는 토출블레이드(50)의 내측에 위치하여, 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있을 때는 외부에 노출되지 않도록 구성된다.
보조블레이드(70)의 측부에는 센서수신부(미도시)가 마련될 수 있다. 센서수신부는 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있을 때, 토출블레이드(50)에 의해 덮일 수 있다. 센서수신부가 토출블레이드(50)에 의해 덮이더라도, 토출블레이드(50)에 형성되는 복수의 토출홀(22)을 통해 신호를 감지하여 제어부(100, 도 5참고)로 신호를 전달하여 공기조화기(1)를 동작할 수 있게 된다.
도 5 및 도 6은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 동작에 관한 도면이다.
도 5 및 도 6에 개시된 공기조화기(1)의 동작은 도 4를 참고하여 설명한다.
열교환기(40)는 하우징(10)의 내부에 배치되며, 인렛(12)으로부터 아웃렛(14)로의 공기 이동경로상에 배치될 수 있다. 열교환기(40)는 인렛(12)으로 유입되는 공기로부터 열을 흡수하거나, 공기로 열을 전달하도록 구성된다. 열교환기(40)의 하부에는 열교환기(40)에 응축되는 수분이 고일 수 있도록 드레인패널(42)이 구비될 수 있다. 드레인패널(42)은 도시하지 않았으나, 하우징(10)의 외부로 연결되는 드레인호스와 연결되어, 하우징(10)의 외부로 응축되는 수분을 배출할 수 있다.
송풍팬(45)은 하우징(10)의 내부에 배치된다. 송풍팬(45)은 인렛(12)으로부터 아웃렛(14) 또는 토출플레이트(20) 로 공기가 유동하게 공기를 송풍하도록 구성된다. 송풍팬(45)은 하우징(10)의 길이방향과 동일한 길이방향을 갖는 크로스플로우팬일 수 있다.
공기조화기(1)는 유로가이드(74)를 포함할 수 있다. 유로가이드(74)는 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기를 가이드하도록 구성된다.
유로가이드(74)는 제 1 유로가이드(76)와, 제 2 유로가이드(78)를 포함할 수 있다.
제 1 유로가이드(76)는 송풍팬(45)으로부터 아웃렛(14)으로 공기가 유동하는 제 1 유로(75a)를 형성하도록 마련된다. 제 1 유로(75a)는 아웃렛(14)과 연결될 수 있다. 아웃렛(14)은 제 1 유로가이드(76)의 단부에 위치할 수 있다. 아웃렛(14)은 제 1 유로가이드(76)에 의해 가이드되는 공기 이동경로의 연장선상에 위치할 수 있다.
제 2 유로가이드(78)는 제 2 유로(75b)를 형성하도록 마련된다. 제 2 유로(75b)는 복수의 토출홀(22)과 연결될 수 있다. 자세하게는 제 2 유로(75b)는 제 2 유로가이드(78)와, 토출플레이트(20)의 내면에 의해 형성되며, 제 2 유로(75b)를 유동하는 공기는 토출플레이트(20)의 복수의 토출홀(22)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출될 수 있다. 제 2 유로(75b)는 제 1 유로(75a)로부터 분기되며, 복수의 토출홀(22)로 공기가 유동한다. 제 1 유로가이드(76)에는 가이드개구(77)가 형성되어, 제 1 유로(75a)를 유동하는 공기가 제 2 유로(75b)로 유동할 수 있게 된다. 제 2 유로가이드(78)의 배면에는 앞서 설명한 드레인패널(42)이 구비될 수 있다.
제 2 유로가이드(78)는 곡면가이드(79)를 포함할 수 있다. 곡면가이드(79)는 토출블레이드(50)의 회전을 고려하여 곡면으로 형성될 수 있다. 곡면가이드(79)는 이후 설명하는 토출블레이드(50)의 유로도어부(54)의 회전공간(79a)을 형성할 수 있다. 회전공간(79a)은 제 2 유로(75b)의 일부를 형성함과 동시에 유로도어부(54)가 회전할 수 있는 공간이다. 곡면가이드(79) 내측에 형성되는 회전공간(79a)에 의해, 토출블레이드(50)는 곡면가이드(79)에 간섭되지 않고 회전할 수 있게 된다.
토출블레이드(50)는 가이드위치(50a)와 폐쇄위치(50b)를 회전이동 할 수 있다. 토출블레이드(50)는 제 1, 2 유로(75a, 75b)를 선택적으로 가로막도록 동작할 수 있다. 토출블레이드(50)는 폐쇄위치(50b)일 때, 아웃렛(14)을 폐쇄할 수 있다. 또한 토출블레이드(50)는 폐쇄위치(50b)에서 센서수신부(72)도 덮도록 구성되어, 외부에서 하우징(10)의 내부구성이 노출되지 않도록 할 수 있다.
블레이드몸체(52)와 복수의 블레이드홀(56)을 포함할 수 있다.
블레이드몸체(52)는 블레이드축(59)을 중심으로 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 블레이드몸체(52)는 아웃렛(14)과 대응되도록 구성될 수 있다. 블레이드몸체(52)는 대략 플레이트의 형상을 가지고 형성될 수 있다. 복수의 블레이드 홀은 블레이드몸체(52)에 분포되며, 그 너비가 아웃렛(14)보다 작도록 구성될 수 있다. 또한 복수의 블레이드홀(56)을 통해 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있더라도 토출블레이드(50)를 통해 하우징(10)의 외부로 공기가 토출될 수 있게 된다. 복수의 블레이드홀(56)과 토출플레이트(20)의 복수의 토출홀(22)은 동일한 크기, 동일한 모양으로 형성될 수도 있으며, 다른 크기 다른 모양으로 형성될 수도 있다.
블레이드몸체(52)는 가이드부(53)와, 유로도어부(54)를 포함할 수 있다. 가이드부(53)와 유로도어부(54)는 일체로 형성될 수 있다.
가이드부(53)는 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있을 때, 송풍팬(45)으로부터 송풍되어 아웃렛(14)으로 토출되는 공기의 방향을 제어하도록 마련된다. 가이드부(53)는 블레이드축(59)을 중심으로 하는 회전각도에 따라 하우징(10)의 외부로 토출되는 공기의 방향을 변화시킬 수 있다.
유로도어부(54)는 가이드부(53)로부터 연장형성되며, 가이드위치(50a)에서 제 2 유로(75b)를 유동하는 공기를 가로막도록 마련된다. 유로도어부(54)는 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있을 때, 곡면가이드(79)가 형성하는 회전공간(79a)을 이동하도록 구성된다. 즉, 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있을 때, 유로도어부(54)로 제 2 유로(75b)를 가로막도록 구성된다. 가이드위치(50a)에서는 가이드부(53)는 하우징(10)의 외부로 이동하며, 상대적으로 유로도어부(54)는 하우징(10)의 내부로 이동하게 된다.
이하는 개시된 발명의 공기조화기의 동작에 관하여 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
먼저 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있는 경우에 대해서 설명한다.
도 4와 같이 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있을 때는, 아웃렛(14)은 토출블레이드(50)에 의해 폐쇄되며, 제 2 유로(75b)는 개방된다. 그러므로 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기는 제 1, 2 유로(75a, 75b)를 통해 유동하여, 토출플레이트(20)의 복수의 토출홀(22)과, 토출블레이드(50)의 복수의 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출되게 된다.
토출홀(22)과 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10) 외부로 토출되는 경우에는, 공기가 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 마련된 복수의 토출구멍을 지나며 풍속이 저감되어, 저속으로 외부로 토출될 수 있다. 이러한 구성을 통해 사용자가 쾌적함을 느끼는 풍속으로 실내를 냉방 또는 난방을 할 수 있다.
다음으로 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있는 경우에 대해서 설명한다.
도 5, 6과 같이 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있을 때는, 아웃렛(14)은 개방되며, 제 2 유로(75b)는 유로도어부(54)에 의해 가로막히게 된다. 즉, 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기는 제 1 유로(75a)를 통해서만 유동할 수 있게 된다.
그러므로 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기는 제 1 유로(75a)를 따라 유동하여, 아웃렛(14)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출되게 된다.
도 7은 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 공기조화기(1)는 공기조화기(1)의 운전을 제어하는 제어부(100), 사용자로부터 공기조화기(1)의 운전에 관한 제어 명령 또는 공기조화기(1)의 운전에 필요한 데이터를 입력 받는 입력부(110), 공기조화기(1)가 위치하는 실내의 온도를 검출하는 온도 감지 센서(120), 공기조화기(1)가 위치하는 실내의 습도를 검출하는 습도 감지 센서(130), 공기조화기(1)의 동작과 관련된 데이터를 외부 서버와 송수신하는 통신부(140), 공기조화기(1)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 저장부(150)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 공기조화기(1)에 대한 동작 명령을 입력 받기 위한 버튼형 스위치, 멤브레인 스위치 또는 터치 패널 등을 포함할 수 있다. 다만, 공기조화기(1)에 대한 동작 및 운전 명령을 입력받고, 공기조화기(1)의 동작 정보를 표시하는 원격제어기(미도시)를 포함할 수 있으므로 공기조화기(1)의 입력부(110)는 공기조화기(1)의 전원을 공급하는 전원 버튼(미도시) 만을 포함하더라도 무방하다.
입력부(110)는 사용자에 의해서 요청되는 운전모드(예를 들어, 강, 중, 약, 터보 등의 풍속모드 또는 풍량모드, 자동모드 또는 수동모드, 냉방, 제습, 송풍, 난방, 쾌적제어 모드 등의 기능모드 등)와 운전의 시작 또는 정지, 희망온도, 설정풍향 등을 입력할 수 있도록 하는 구성으로, 데이터 입력을 위해 공기조화기(1)에 구비된 하우징(10) 또는 리모컨의 다수의 키를 포함할 수 있다. 또한, 입력부(110)는 사용자로부터 공기조화기(1)가 위치하는 영역의 실내 온도 및 실내 습도 중 적어도 하나에 관한 정보를 입력받을 수 있다.
즉, 사용자는 입력부(110)를 통해 공기조화기(1)가 위치하는 영역의 실내 온도에 대한 희망 온도를 설정할 수 있고, 실내 습도에 대한 희망 습도를 설정할 수 있다. 공기조화기(1)의 운전에 의하여 감지된 실내 온도 또는 실내 습도가 변경되는 경우 사용자는 입력부(110)를 통해 새로운 희망 온도 또는 희망 습도를 설정할 수 있다.
또한, 입력부(110)는 공기조화기(1)에 포함된 아웃렛(14)를 통한 냉방 운전 및 토출홀(22)과 블레이드홀(56)을 통한 냉방 운전에 관한 운전 주기, 운전 형태, 운전 시간 등에 관한 데이터를 입력 받을 수 있다.
제어부(100)는 입력부(110), 온도 감지 센서(120), 습도 감지 센서(130), 저장부(150)와 전기적으로 연결되어 공기조화기(1)의 전반적인 운전과 관련된 명령 및 데이터를 송수신할 수 있다. 제어부(100)의 출력측에는 송풍팬(45) 및 토출블레이드(50)가 전기적으로 연결되어 열교환된 공기가 공기조화기(1)의 외부로 토출되는 것을 제어할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 송풍팬(45)과 연결된 구동모터(미도시)를 제어하여 송풍팬(45)의 온/오프 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 제어부(100)는 사용자가 선택한 운전 모드에 상응하는 송풍팬(45)의 온/오프 및 회전 속도가 제어되도록 구동모터(미도시) 각각에 제어 명령을 전달할 수 있다.
또한, 제어부(100)는 아웃렛(14)을 개폐하도록 마련된 토출블레이드(50)를 제어할 수 있다.
제어부(100)는 온도 감지 센서(120)가 감지한 실내 온도를 사용자로부터 입력 받아 저장되어 있는 희망 온도와 비교하고, 습도 감지 센서(130)가 감지한 실내 온도를 사용자로부터 입력 받아 저장되어 있는 희망 습도와 비교하여 아웃렛(14)의 개폐 여부를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(100)는 온도 감지 센서(120) 및 습도 감지 센서(130)에 의해 감지된 현재 실내의 온도 또는 습도를 기초로 송풍팬(45)의 회전 속도를 가변 제어할 수 있다. 이 때, 현재 실내의 온도 또는 습도 이외에도 사용자로부터 입력 받은 풍속모드 또는 풍량모드에 대한 정보를 추가로 반영할 수 있다.
먼저, 제어부(100)는 현재 감지된 실내 온도 또는 습도가 사용자가 입력한 희망 온도 또는 희망 습도 이하인 경우 송풍팬(45)의 회전 속도를 현재 실내 팬의 회전 속도보다 저속으로 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제어부(100)는 송풍팬(45)의 회전 속도를 제어할 때, 현재 감지된 실내 온도 또는 습도 이외에도 현재의 풍속모드 또는 풍량모드를 더 반영할 수 있는데, 이 때 송풍팬(45)의 회전속도 기준은, 예를 들어, 현재의 풍속모드 및 현재의 실내 온도에 따라 각각 매칭되어 기 저장된 송풍팬(45) 회전 속도의 기준을 의미하는 것으로, 제어부(100)는 현재 감지된 실내 온도와 현재의 풍속 모드에 매칭되는 송풍팬(45) 회전 속도를 추출하여 구동모터(미도시)로 제어 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 현재 풍속 모드가 최저 회전 속도인 미풍 모드인 경우, 제어부(100)는 송풍팬(45)의 회전속도를 현재 회전 속도보다 저속 제어하도록 하는 제어 신호를 구동 모터로 전달할 수 있다. 이 때, 미풍 모드는 사용자가 설정할 수 있는 풍속모드 중 송풍팬(45)의 최저 회전 속도를 의미하는 것으로, 온도 감지 센서(120) 및 습도 감지 센서(130)가 감지한 실내 온도 또는 실내 습도가 희망 온도 또는 희망 습도 이하인 경우에는 제어부(100)는 상기 최저 회전 속도보다 더 저속으로 송풍팬(45)의 회전 속도를 가변하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(100)는 온도 감지 센서(120) 및 습도 감지 센서(130)에 의해 감지된 실내 온도 또는 실내 습도에 기초하여 압축기(60)에 대한 주파수를 변경하여 공기조화기(1)의 냉매량을 변경할 수도 있다.
이와 같은 제어부(100)는 공기조화기(1)의 동작과 관련된 모든 연산을 수행하는 단일의 범용 프로세서를 포함하거나, 또는 통신과 관련된 연산만을 수행하는 통신 프로세서, 제어 동작과 관련된 연산만을 수행하는 제어 프로세서 등과 같이 특화된 연산을 수행하는 프로세서를 포함할 수도 있다.
공기조화기(1)는 공기조화기(1)가 위치하는 영역의 실내 온도를 감지하는 온도 감지 센서(120) 및 실내 습도를 감지하는 습도 감지 센서(130)를 포함할 수 있다.
온도 감지 센서(120)는 공기조화기(1)가 위치하는 실내 공간의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 또한, 온도 감지 센서(120)는 공기조화기(1)로 흡입되는 실내 공기온도를 감지하는 흡입온도센서 또는 공기조화기(1)로부터 토출되는 공기온도를 감지하는 토출온도센서를 더 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고, 실내 온도를 감지할 수 있는 위치라면 어디든지 추가 가능하다. 이와 같은 온도 감지 센서(120)는 온도에 따라 전기적 저항이 변화하는 써미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
습도 감지 센서(130)는 공기조화기(1)가 위치하는 실내 공간의 습도를 감지하고, 감지된 습도에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 또한, 습도 감지 센서(130)는 실내 공간의 습도를 감지하여 상대 습도(relative humidity)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 습도 감지센서(410)도 공기조화기(1)에 있어서, 실내 습도를 감지할 수 있는 위치라면 어디든지 추가 가능하다.
통신부(140)는 네트워크를 통해 외부 서버로부터 공기조화기(1)의 동작 및 제어와 관련된 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 사용자가 입력부(110)를 통해 공기조화기(1)의 동작 및 제어 명령을 직접 입력하는 것 이외에도 외부 서버로부터 공기조화기(1)의 동작 및 제어 명령에 대한 정보를 직접 수신할 수 있다.
또한, 통신부(140)는 일 실시예에 따른 공기조화기(1)에 결로가 생성되는 것을 방지하기 위하여 사용자가 입력할 수 있는 데이터를 외부 서버로부터 수신할 수 있으며, 주기적으로 업데이트된 데이터가 공기조화기(1)의 제어에 적용될 수 있도록 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 저장부(150)에 저장될 수 있는 각종 데이터가 통신부(140)를 통해 외부 서버에 저장될 수도 있다.
저장부(150)는 공기조화기(1)의 운전 및 제어와 관련된 각종 데이터를 저장하는 구성으로 사용자에 의해서 요청되는 운전모드(예를 들어, 강, 중, 약, 터보 등의 풍속모드 또는 풍량모드, 자동모드 또는 수동모드, 냉방, 제습, 송풍, 난방, 쾌적제어 모드 등의 기능모드 등)와 운전의 시작 또는 정지, 희망온도, 설정풍향을 비롯한 각종 설정 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 사용자로부터 입력 받은 공기조화기(1)가 위치하는 실내의 희망 온도 및 희망 습도 중 적어도 하나에 관한 정보를 저장할 수 있다. 저장부(150)는 공기조화기(1)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 영구적으로 저장하기 위한 자기 디스크, 반도체 디스크 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 공기조화기(1)가 동작하는 과정에서 생성될 수 있는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.
이하 도 8 내지 도 14를 참조하여, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(1)의 동작 및 제어방법을 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따라 실내 온도를 감지하여 냉방 운전 모드를 변경하는 공기조화기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
전술한 바와 같이, 공기조화기(1)의 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 있는 경우에는 아웃렛(14)이 개방되어 열교환된 공기가 아웃렛(14)을 통해 하우징 외부로 토출될 수 있다. 즉, 아웃렛(14)을 통해 공기가 토출되면 공기조화기(1)의 냉방 능력은 증가하므로 실내 온도를 빠른 시간 내에 효과적으로 낮출 수 있다. 다만, 아웃렛(14)을 통해 토출되는 냉기가 사용자에게 직접 닿게 되므로 사용자는 입력부(110)를 통해 공기조화기(1)에 대한 제어 명령을 입력하여 아웃렛(14)을 통한 냉방이 아닌 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통한 냉방이 수행되도록 할 수 있다.
즉, 사용자는 입력부(110) 또는 리모컨을 조작하여 공기조화기(1)의 아웃렛(14)을 폐쇄하고 열교환된 공기를 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)로 토출시키도록 하는 제어 명령을 입력할 수 있고, 입력된 명령은 제어부(100)가 수신할 수 있다(200).
제어부(100)는 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)로 이동하도록 제어하여 아웃렛(14)을 폐쇄할 수 있고(205), 아웃렛(14)이 폐쇄되면 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기는 제 1, 2유로(75a, 75b)를 통해 유동하여 토출플레이트(20)에 마련된 복수의 토출홀(22) 및 토출블레이드(50)에 마련된 복수의 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출될 수 있다.
즉, 제어부(100)는 미리 정해진 압축기(60)의 주파수 및 미리 정해진 송풍팬(45)의 회전 속도에 기초하여 열교환된 공기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)로 토출되도록 제어하는데 이 때, 수행되는 공기조화기(1)의 냉방 운전을 이하 '제 1냉방 운전'으로 정의하여 설명한다.
제어부(100)는 공기조화기(1)가 제 1냉방 운전을 수행하도록(210) 제어할 수 있는데, 제 1냉방 운전은 미리 정해진 압축기(60)의 주파수 및 미리 정해진 송풍팬(45)의 회전 속도로 냉방이 수행된다.
예를 들어, 제 1냉방 운전에 대한 압축기(60)의 주파수 및 송풍팬(45)의 회전 속도는 실내 온도를 24℃ 내지 25℃로 유지시키기 위한 값으로 설정되어 저장부(150)에 저장되어 있을 수 있고, 제어부(100)는 공기조화기(1)의 아웃렛(14)이 폐쇄되어 제 1냉방 운전이 시작되면, 미리 설정되어 있는 주파수 값 및 회전속도 값에 기초하여 압축기(60) 및 송풍팬(45)을 제어할 수 있다.
제 1냉방 운전 수행 중에 제어부(100)는 미리 정해진 시간이 경과했는지 판단할 수 있고(215), 제 1냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간 경과 후 온도 감지 센서(120)는 실내 온도를 감지할 수 있다(220).
제어부(100)는 온도 감지 센서(120)가 감지한 실내의 현재 온도를 저장부(150)에 미리 저장된 값과 비교할 수 있고(225), 비교 결과 실내 온도가 미리 정해진 값을 초과하면 압축기(60)의 주파수 및 송풍팬(45)의 회전 속도가 제 1냉방 운전의 경우보다 증가된 값에 기초하여 공기조화기(1)가 제 2냉방 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(230).
즉, 공기조화기(1)의 아웃렛(14)이 폐쇄되고 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)로 열교환된 공기가 토출되는 제 1냉방 운전이 수행되면, 미리 정해진 압축기(60)의 주파수 및 미리 정해진 송풍팬(45)의 회전 속도에 기초한 냉방이 수행되어 실내의 온도가 미리 설정된 값으로 유지되어야 한다. 그러나, 실내의 다른 부하 등의 이유로 실내 온도가 미리 설정된 값으로 유지되지 않거나, 실내 온도가 낮아지지 않는 경우 제어부(100)는 공기조화기(1)의 운전을 제 2냉방 운전으로 전환하는 제어 신호를 송출할 수 있다.
반면, 온도 감지 센서(120)가 감지한 실내의 현재 온도가 미리 정해진 값 이하이면 제어부(100)는 현재 공기조화기(1)의 제 1냉방 운전이 유지되도록 제어할 수 있다.
제 2냉방 운전은 압축기(60)의 주파수가 제 1냉방 운전에서의 압축기(60) 주파수보다 크고, 송풍팬(45)의 회전 속도도 제 1냉방 운전에서의 송풍기(45) 회전속도보다 빠르므로 제 2냉방 운전의 냉방 능력이 제 1냉방 운전에서보다 증가한다.
제 2냉방 운전에서의 압축기(60) 주파수 및 송풍팬(45) 회전 속도에 대한 데이터는 저장부(150)에 미리 저장되어 있을 수 있고, 제 2냉방 운전이 수행되면 실내 온도가 제 1냉방 운전에서보다 빠른 시간 내에 낮아질 수 있다.
제어부(100)는 제 2냉방 운전 시작 시점으로부터 미리 정해진 시간이 경과했는지 판단할 수 있고(235), 미리 정해진 시간이 경과한 경우 온도 감지 센서(120)는 실내 온도를 감지할 수 있다(240).
제어부(100)는 온도 감지 센서(120)의 감지 결과에 기초하여 실내 온도가 미리 정해진 값 이하인지 판단할 수 있고(245), 판단 결과 현재 실내 온도가 미리 정해진 값 이하이면 압축기(60)의 주파수 및 송풍팬(45)의 회전 속도를 감소시켜 제 1냉방 운전이 수행되도록 제어할 수 있다(250).
이 때, 미리 정해진 값은 제 1냉방 운전을 통해 실내 온도를 유지시키기 위한 온도이며, 제 2냉방 운전을 통해 실내 온도가 미리 정해진 값 이하로 낮아지면 제 2냉방 운전을 정지하고 제 1냉방 운전을 통해 실내 온도를 쾌적하게 유지할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 공기조화기(1)는 제어부(100)의 통제에 기초하여, 실내 온도를 미리 정해진 주기에 따라 감지하며 감지 결과에 따라 압축기(60)의 주파수 및 송풍팬(45)의 회전 속도를 제어하여 냉방 운전 모드를 변경할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 공기조화기가 실내 온도의 변화에 기초하여 운전 모드를 변경하는 것을 도시한 그래프이며, 도 10 내지 도 11은 도 9에 따른 공기조화기의 운전 모드 변경에 대한 제어방법을 도시한 순서도이다.
일 실시예에 따른 공기조화기(1)는 제어부(100)의 제어에 기초하여 운전 모드가 자동으로 변경될 수 있다. 즉, 사용자는 입력부(110)를 통해 공기조화기(1)의 실내 온도에 따른 운전 모드에 대한 정보를 입력할 수 있고, 실내의 희망 온도 또는 쾌적 온도에 대한 정보를 입력할 수 있다. 입력된 정보는 저장부(150)에 저장되어 제어부(100)가 공기조화기(1)의 냉방 운전을 제어하는데 사용될 수 있다.
도 9를 참고하면, 현재 실내 온도가 TR인 경우에 공기조화기(1)는 아웃렛(14)을 개방하여 열교환된 공기를 아웃렛(14)으로 토출시키는 직접 냉방 운전(C1)을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 아웃렛(14)이 개방되어 열교환된 공기가 아웃렛(14)으로 토출되면 공기조화기(1)의 냉방 능력은 증가하며 실내 온도가 상대적으로 빠른 시간 안에 낮아질 수 있다. 단, 아웃렛(14)을 통해 토출되는 냉기가 사용자에게 직접 닿게 되는 문제가 있다.
아웃렛(14)을 개방하고 열교환된 공기를 아웃렛(14)으로 토출시키는 냉방 운전을 이하 '직접 냉방 운전(C1)'으로 정의하여 설명한다.
공기조화기(1)의 직접 냉방 운전(C1)이 수행되면 실내 온도는 TR에서 T1까지 낮아질 수 있는데, 제어부(100)는 공기조화기(1)의 직접 냉방 운전(C1)을 제어하여 현재 실내 온도가 T1이 되도록 냉방할 수 있다. 도 9에는 설명의 편의를 위해서 시간에 따른 온도 그래프를 직선으로 도시하였으나, 실내 온도가 변하는 그래프의 형태는 제한이 없으며 실내에 위치하는 다른 부하 또는 외부적인 요인들에 의해 온도 그래프가 곡선으로 형성될 수 있다.
제어부(100)는 실내 온도가 T1에 도달하면 공기조화기(1)가 제습 운전(C2)을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다. 공기조화기(1)의 제습 운전(C2)은 사용자의 설정에 따라 추가될 수도 있고 제외될 수도 있다.
제어부(100)는 실내 온도가 T1에 도달하면 제습을 수행하기 위해 압축기(60)를 구동시켜 열교환기(40)의 온도를 노점온도 이하로 낮출 수 있다. 제어부(100)는 증발기 온도 센서에서 감지한 온도에 기초하여 열교환기(40)의 온도가 노점온도 이하로 내려가는지 결정할 수 있고, 실내기의 흡입구를 통해 유입된 습기를 포함한 공기는 노점온도 이하로 냉각된 열교환기(40)를 거치면서 온도가 낮아지게 된다. 공기의 온도가 노점온도 이하로 떨어지면, 공기 중의 습기가 물로 변하여 공기로부터 제거될 수 있고, 이렇게 습기가 제거된 공기는 송풍팬(45)에 의해 다시 실내로 토출된다. 이와 같은 과정을 거치면서 실내의 습도가 감소될 수 있다. 공기조화기(1)는 실내 습도가 사용자가 쾌적함을 느낄 수 있도록 결정된 미리 정해진 범위에 포함되도록 압축기(60)를 동작시켜 냉매를 순환시키고, 송풍팬(45)을 구동시킬 수 있다.
공기조화기(1)가 제습 운전(C2)을 수행하면 냉방이 수반되므로 실내 온도가 T1에서 T2로 낮아질 수 있다.
제어부(100)는 실내 온도가 T2에 도달하면 공기조화기(1)가 간접 냉방 운전(C3)을 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, 처음 온도가 TR이었던 실내 온도가 직접 냉방 운전(C1) 및 제습 운전(C2)에 의해 T2까지 낮아지면 제어부(100)는 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 위치하도록 제어하여 아웃렛(14)이 폐쇄되고 송풍팬(45)으로부터 송풍되는 공기가 복수의 토출홀(22) 및 복수의 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출되도록 제어할 수 있다.
이하, 아웃렛(14)을 폐쇄하고 열교환된 공기를 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)로 토출시키는 냉방 운전을 '간접 냉방 운전(C3)'으로 정의하여 설명한다.
공기조화기(1)의 간접 냉방 운전(C3)이 수행되면, 열교환된 공기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 지나 토출되며 풍속이 저감되어, 저속으로 외부로 토출된다. 즉, 개방된 아웃렛(14)을 통해 공기를 토출하는 경우보다 냉방 능력이 저감되므로 실내 온도를 간접 냉방 운전(C3)을 시작하는 시점의 온도인 T2로 유지시킬 수 있다. 이러한 동작을 통해 사용자에게 공기가 직접 닿지 않도록 하면서도 쾌적감을 느끼는 실내 온도로 냉방을 구현할 수 있다.
도 9에는 도시되지 않았으나, 온도 감지 센서(120)는 공기조화기(1)의 냉방 운전 수행 중에 실시간 또는 미리 정해진 주기에 기초하여 실내 온도를 감지할 수 있고, 제어부(100)는 감지된 온도를 미리 설정된 값과 비교하여 공기조화기(1)의 냉방 운전 모드의 변경 여부를 결정할 수 있다.
즉, 공기조화기(1)가 간접 냉방 운전(C3) 수행 중에 온도 감지 센서(120)에 의해 감지된 실내 온도가 미리 정해진 값보다 높은 경우에 제어부(100)는 아웃렛(14)이 개방되도록 토출블레이드(50)를 제어하여, 열교환된 공기가 아웃렛(14)을 통해 외부로 토출되도록 제어할 수 있고, 공기조화기(1)는 제어부(100)의 제어에 따라 직접 냉방 운전(C1)을 수행할 수 있다.
제어부(100)는 공기조화기(1)의 냉방 운전 중에 온도 감지 센서(120)에 의해 감지된 실내 온도에 기초하여 공기조화기(1)의 냉방 운전 모드를 변경할 수 있으며, 실내의 온도를 미리 설정된 값으로 쾌적하게 유지시킬 수 있다.
도 10을 참고하면, 제어부(100)는 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 위치하도록 제어하여 아웃렛(14)을 개방할 수 있다(300). 아웃렛(14)이 개방되면 공기조화기(1)는 제어부(100)의 제어에 기초하여 열교환된 공기를 아웃렛(14)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출시키는 직접 냉방 운전을 수행할 수 있다(305).
공기조화기(1)의 직접 냉방 운전이 수행되면 실내 온도는 직접 냉방 운전 시작보다 낮아지게 되고, 온도 감지 센서(120)는 실내 온도를 감지할 수 있다(310). 제어부(100)는 온도 감지 센서(120)에 의해 감지된 실내 온도가 미리 설정된 값에 도달했는지 판단하여(315), 미리 설정된 값에 도달한 경우에는 토출블레이드(50)를 제어하여 아웃렛(14)을 폐쇄할 수 있다(320).
아웃렛(14)이 폐쇄되면, 공기조화기(1)는 제어부(100)의 제어에 따라 열교환된 공기를 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10) 외부로 토출시키는 간접 냉방 운전을 수행할 수 있고(325), 간접 냉방 운전이 수행되면 열교환된 공기가 사용자에게 직접 닿지 않도록 하면서도 실내 온도를 미리 정해진 값으로 쾌적하게 유지시킬 수 있다.
도 11을 참고하면, 제어부(100)는 토출블레이드(500)가 가이드위치(50a)에 위치하도록 제어하여 아웃렛(14)를 개방할 수 있다(400). 아웃렛(14)이 개방되면 공기조화기(1)는 제어부(100)의 제어에 기초하여 열교환된 공기를 아웃렛(14)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출시키는 직접 냉방 운전을 수행할 수 있다(405).
공기조화기(1)의 직접 냉방 운전이 수행되면 실내 온도는 직접 냉방 운전 시작보다 낮아지게 되고, 온도 감지 센서(120)는 실내 온도를 감지할 수 있다(410).
제어부(100)는 온도 감지 센서(120)에 의해 감지된 실내 온도가 미리 정해진 제 1설정값에 도달했는지 판단할 수 있고(415), 판단 결과 실내 온도가 제 1설정값에 도달한 경우에는 공기조화기(1)는 제습 운전을 수행할 수 있다(420). 반면, 실내 온도가 제 1설정값에 도달하지 않은 경우 공기조화기(1)는 계속 직접 냉방 운전을 수행한다.
이 때, 미리 정해진 제 1설정값은 도 9에서 설명한 온도 T1에 해당하며, 제 1설정값은 사용자에 의해 미리 결정되어 저장부(150)에 저장되어 있을 수 있다.
공기조화기(1)가 제습 운전을 수행하면 공기 중의 습기가 제거되고, 냉방이 수반되어 실내 온도가 낮아지므로 온도 감지 센서(120)는 제습 운전 진행 중에 실내 온도를 감지할 수 있다(425).
제어부(100)는 온도 감지 센서(120)에 의해 감지된 실내 온도가 미리 정해진 제 2설정값에 도달했는지 판단할 수 있고(430), 판단 결과 실내 온도가 제 2설정값에 도달한 경우에는 공기조화기(1)가 간접 냉방 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(435). 반면, 실내 온도가 제 2설정값에 도달하지 않은 경우 공기조화기(1)는 계속 제습 운전을 수행한다.
이 때, 미리 정해진 제 2설정값은 도 9에서 설명한 온도 T2에 해당하며, 제 2설정값은 사용자에 의해 미리 결정되어 저장부(150)에 저장되어 있을 수 있다.
공기조화기(1)의 간접 냉방 운전이 수행되면, 열교환된 공기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 지나 토출되며 풍속이 저감되어, 저속으로 외부로 토출되고, 실내 온도가 간접 냉방 운전 시작 시점의 온도인 T2로 유지될 수 있다.
도 12는 공기조화기의 냉방 운전 중에 결로가 발생하는 원리를 나타낸 개념도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(100)의 제어에 따라 토출블레이드(50)가 폐쇄위치(50b)에 있는 경우에는 아웃렛(14)은 토출블레이드(50)에 의해 폐쇄되며, 제 2유로(75b)는 개방된다. 따라서, 열교환된 공기는 제 1, 2유로(75a, 75b)를 통해 유동하여, 복수의 토출홀(22) 및 복수의 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10)의 외부로 토출된다.
열교환된 공기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통해 토출되면 미리 설정된 값으로 실내 온도를 유지시킬 수 있고, 저속으로 냉기가 토출되어 사용자가 쾌적하게 느낄 수 있다.
이와 같이, 냉방이 진행되면 열교환된 냉기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통해 외부로 계속 토출되므로 공기조화기(1)의 하우징(10) 외부의 온도와 하우징(10) 내부의 온도차이로 인해 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50) 표면에 결로가 발생할 수 있다.
결로(condensation)란, 수증기를 함유하고 있는 공기가 노점온도(dew point temperature) 이하로 냉각되는 경우 공기 중의 수증기가 액화하여 이슬로 맺히는 현상을 의미하며 표면 결로와 내부 결로로 나뉠 수 있다. 즉, 어떤 물체의 표면에 있어서, 물체 내부의 온도가 노점온도 이하로 되었을 때, 물체의 표면에 접해 있는 공기 중의 수증기가 액체로 변해 이슬로 맺히는 현상을 의미한다. 이 때, 노점온도는 공기 중의 수증기가 액화하여 이슬로 맺히는 경우의 온도를 의미한다.
이 때, 공기 중에 수증기가 많이 함유되어 있을수록 결로가 많이 발생할 수 있는데, 실내의 상대 습도가 높을수록 공기중에 포함된 수증기의 양이 많으므로 결로가 많이 발생할 수 있다.
도 12를 참고하여 결로의 발생 원리를 설명하면, 하우징(10) 외부 영역을 A 영역이라 하고 하우징(10) 내부 영역을 B 영역이라 할 때, 예를 들어 하우징(10) 외부 영역(A)의 실내 온도가 26℃ ~ 29℃인 경우, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50) 표면에 인접한 부분의 공기의 온도는 26℃ ~ 29℃에 해당할 수 있다.
공기조화기(1)의 냉방 운전에 의해 열교환된 냉기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통해 토출되는 경우에는 냉기가 하우징(10) 내부 영역(B)에 위치하므로 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)는 열교환된 냉기의 온도에 대응하여 실내 공기의 온도보다 낮은 온도로 유지될 수 있고, 따라서 열교환된 공기의 온도가 20℃인 경우 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도도 20℃로 유지될 수 있다.
즉, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도가 20℃이고, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 인접한 공기의 온도가 26℃ ~ 29℃인 경우, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 표면에 결로가 발생하는 노점 온도는 대략 23℃정도로 정해질 수 있다.
토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 인접한 26℃ ~ 29℃의 실내 공기가 20℃의 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 접촉하는 경우, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도가 노점온도인 23℃ 이하에 해당하므로 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 표면에 결로가 발생할 수 있다. 또한, 하우징(10) 외부 영역(A)의 상대 습도가 높을수록 결로가 많이 발생할 수 있다.
이러한 결로는 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 이슬로 맺히게 되어 공기조화기(1)의 구조적 결함을 유발할 수 있다.
따라서, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(1)의 제어부(100)는 현재 실내의 상대 습도가 어느 정도인지에 따라 압축기(60)의 주파수를 제어하여 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 발생하는 결로를 방지하는 제어방법을 개시한다.
도 13은 공기조화기의 냉방 운전 진행 중에 실내의 상대 습도가 변경되는 것을 도시한 것이고, 도 14는 일 실시예에 따른 공기조화기의 결로 방지 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12에서 전술한 바와 같이, 공기조화기(1)의 아웃렛(14)이 폐쇄되면 열교환된 공기가 복수의 토출홀(22) 및 복수의 블레이드홀(56)을 통해 하우징(10) 외부로 토출되는 냉방 운전이 수행된다(505).
공기조화기(1)의 냉방 운전이 수행되는 동안에도 실내 온도 및 실내 습도는 변경될 수 있으므로 온도 감지 센서(120)는 실내의 온도를 실시간으로 감지할 수 있고, 습도 감지 센서(130)는 실내의 습도를 실시간으로 감지하여 상대 습도에 대한 정보를 획득할 수 있다(510).
도 13에 도시된 바와 같이, 아웃렛(14)이 폐쇄되고 열교환된 공기가 토출홀(22) 및 블레이드홀(56)을 통해 토출되는 냉방 운전이 시작되고, t1 시간이 경과하는 동안 실내의 상대 습도는 증가할 수 있다. 실내의 상대 습도가 증가하는 원인은 공기조화기(1)의 냉방 운전 중에 외부의 열 부하가 실내로 유입되는 등 다양한 원인이 있을 수 있다.
제어부(100)는 습도 감지 센서(130)에 의해 감지된 실내의 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하는지 판단할 수 있는데, 구체적으로 현재 감지된 실내의 상대 습도가 미리 설정된 제 1상대 습도(h1) 이상이고 미리 설정된 제 2상대 습도(h2) 미만인지 판단할 수 있다(515).
이 때, 도 13에 도시된 바와 같이 제 2상대 습도(h2)는 제 1상대 습도(h1) 값보다 큰 값에 해당하는데, 예를 들어, 제 1상대 습도(h1)가 60% 이고 제 2상대 습도(h2)가 70%일 수 있다.
전술한 바와 같이, 실내의 상대 습도가 높은 경우에는 공기 중에 포함된 수증기의 양이 많으므로 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 결로가 많이 발생할 수 있다. 따라서, 실내의 상대 습도가 미리 설정된 습도 범위 내에 해당하는 경우 결로 발생을 방지해야 할 필요성이 있다.
제어부(100)의 판단 결과, 현재 감지된 실내의 상대 습도가 제 1상대 습도(h1) 이상이고 제 2상대 습도(h2) 미만의 범위에 해당하면 압축기(60)의 주파수를 제 1주파수로 감소시켜 공기조화기(1)가 제 1운전 모드(R1)로 냉방 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.
이 때, 압축기(60)가 제어되는 제 1주파수는 공기조화기(1)가 현재 냉방 운전을 수행하고 있는 주파수보다 낮은 주파수에 해당한다. 또한, 제 1주파수는 결로발생을 방지하면서도 실내 온도를 쾌적하게 유지할 수 있도록 미리 설정된 주파수 범위 내에서 변경될 수 있다.
제어부(100)는 순환 냉매량이 미리 정해진 기준량 이하가 되도록 압축기(60)의 주파수를 제어할 수 있고, 순환 냉매량의 감소에 따라 하우징(10) 내부 영역(B)에 위치하는 냉기의 온도가 올라가면 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도가 노점온도보다 높아지게 되므로 결로 발생이 방지될 수 있다.
제어부(100)는 압축기(60)의 주파수를 제어하기 위해, 온도 감지 센서(120)가 감지한 실내의 현재 온도 및 습도 감지 센서(130)가 감지한 실내의 현재 상대 습도에 기초하여 압축기(60)의 제 1주파수를 산출할 수 있다(520).
제어부(100)는 산출된 제 1주파수에 기초하여, 압축기(60)의 주파수를 제 1주파수로 감소시키는 제 1운전 모드(R1)로 공기조화기(1)의 냉방을 제어할 수 있다(525).
즉, 제어부(100)는 사용자가 미리 설정한 주파수 산출 식에 기초하여 제 1주파수를 산출할 수 있는데, 공기조화기(1)의 냉방 운전 중에도 실내의 온도 및 상대 습도는 계속 변동되므로, 제어부(100)는 온도 감지 센서(120) 및 습도 감지 센서(130)가 감지한 실내의 현재 온도 및 상대 습도를 주파수 산출 식에 대입하여 현재 실내의 온도 및 상대 습도 하에서 공기조화기(1)에 결로가 발생하지 않도록 압축기(60)를 제어할 제 1주파수를 산출할 수 있다.
제 1주파수를 산출할 수 있는 산출 식은 다양한 실시예가 존재할 수 있는데, 예를 들어 수학식 1과 같은 식에 의해 제어부(100)는 제 1주파수를 산출할 수 있다.
이 때, α, β, r 는 미리 설정된 상수이고, TR은 온도 감지 센서(120)가 감지한 실내의 현재 온도, RH는 습도 감지 센서(130)가 감지한 실내의 현재 상대 습도를 의미한다.
제어부(100)는 감지된 실내의 현재 온도 및 실내의 상대 습도에 기초하여, 압축기(60)의 제 1주파수를 산출한 뒤, 산출된 제 1주파수로 압축기(60)를 제어하여 하우징(10) 내부 영역(B)에 위치하는 냉기의 온도를 높일 수 있다.
예를 들어, 실내 온도가 24℃이고, 실내 상대 습도가 50%인 경우에는, 압축기(60)의 주파수가 45Hz 정도로 공기조화기(1)의 냉방 운전이 수행되나, 실내의 상대 습도가 증가하여 65%인 경우에는, 수학식 1의 산출 식에 따라 산출된 제 1주파수는 25Hz 정도에 해당하므로 더 낮아진 주파수로 압축기(60)를 제어할 수 있다. 즉, 현재의 실내 온도가 동일하더라도 실내의 상대습도가 얼마인지에 따라 제어되는 압축기(60)의 주파수가 달라질 수 있다. 다시 말해, 압축기(60)의 제 1주파수는 실내의 상대 습도 및 실내 온도가 변경됨에 따라 미리 정해진 범위 내에서 변경될 수 있다.
제어부(100)는 습도 감지 센서(130)에 의해 감지된 실내의 상대 습도가 미리 설정된 제 2상대 습도(h2) 이상인지 판단할 수 있고(530), 판단 결과, 현재 실내의 상대 습도가 제 2상대 습도(h2) 이상이면 압축기(60)의 주파수를 제 2주파수로 감소시켜 공기조화기(1)가 제 2운전 모드(R2)로 냉방을 수행하도록 제어할 수 있다(535).
즉, 공기조화기(1)가 제 1운전 모드(R1)로 냉방을 수행하는 경우에도 실내의 상대 습도는 증가할 수 있다. 도 13에서는 공기조화기(1)의 냉방 운전 수행 중에 실내의 상대 습도가 순차적으로 증가하여 제 1상대 습도(h1)이 되고, 제 2상대 습도(h2)가 되는 것으로 도시되어 있으나, 실내의 상대 습도는 순차적으로 증가하지 않을 수 있고 바로 제 2상대 습도(h2)에 도달하거나 그 이상의 습도가 될 수 있다.
즉, 공기조화기(1)의 냉방 운전 수행 중에 외부의 열 부하 등의 요인으로 실내의 상대 습도는 계속 변경될 수 있다.
실내의 상대 습도가 제 2상대 습도(h2) 이상의 범위에 해당하면, 제어부(100)는 압축기(60)의 주파수를 제 1주파수 보다 낮은 제 2주파수로 변경하여 제 2운전 모드(R1)로 냉방 운전을 제어할 수 있다.
실내의 상대 습도가 제 2상대 습도(h2) 이상에 해당하면, 공기 중에 포함된 수증기가 상대적으로 더 많으므로 압축기(60)의 주파수를 제 1주파수로 제어하여 하우징(10) 내부 영역(B)에 위치하는 냉기의 온도를 올리더라도 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 발생하는 결로를 방지할 수 없다.
따라서, 제어부(100)는 미리 설정된 제 2주파수로 압축기(60)를 제어할 수 있으며, 제 2주파수는 제 1주파수보다 낮은 값에 해당하며 제 1주파수와 달리 미리 정해진 값으로 고정되어 있는 값이다. 또한, 압축기(60)의 제 2주파수는 공기조화기(1)의 냉방 운전이 가능한 최소 주파수일 수 있다.
즉, 제어부(100)는 압축기(60)의 주파수를 미리 설정된 제 2주파수 값으로 낮춰서 제어함으로써, 압축기(60)의 주파수가 제 1주파수일 경우보다 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도를 더 높게 제어할 수 있다. 제어부(100)는 압축기(60)의 주파수를 제 2주파수로 감소시켜 공기조화기(1)가 제 2운전 모드(R2)로 냉방 운전을 하도록 제어함으로써, 실내의 상대 습도가 제 2상대 습도(h2) 이상인 경우에도 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 결로가 방지하지 않도록 한다.
공기조화기(1)의 제 1운전 모드 또는 제 2운전 모드로 냉방 운전이 수행되는 동안, 온도 감지 센서(120)는 실내 온도를 실시간 또는 미리 정해진 주기에 기초하여 감지할 수 있고 습도 감지 센서(130)는 실내 상대 습도를 실시간 또는 미리 정해진 주기에 기초하여 감지할 수 있다.
제어부(100)는 감지 결과에 따라 공기조화기(1)의 냉방 운전 모드를 제 1운전 모드에서 제 2운전 모드로 또는 제 2운전 모드(R2)에서 제 1운전 모드(R1)로 변경할 수 있고, 감지된 실내 상대 습도가 제 1상대 습도(h1) 미만으로 감소하면 압축기(60)의 주파수를 제 1주파수 이상으로 변경하여 제 1운전 모드도 해제할 수 있다.
제어부(100)는 공기조화기(1)가 제 2운전 모드(R2)로 냉방 운전을 수행한 시간을 판단할 수 있다(540). 즉, 공기조화기(1)가 제 2운전 모드(R2)로 미리 정해진 시간 동안 냉방 운전을 수행한 경우에는 압축기(60)의 주파수가 제 2주파수로 제어되어 순환 냉매량이 미리 정해진 기준량 이하로 냉방 운전이 수행된다. 이 경우, 미리 정해진 시간은 사용자의 설정에 달라질 수 있으며 예를 들어, 제 2운전 모드(R2)가 60분 정도 수행된 경우일 수 있다.
또한, 공기조화기(1)가 제 2운전 모드(R2)로 일정 시간 운전이 수행된 경우에는 실내의 상대 습도가 계속 높은 상태로 유지된 것이므로, 실내 온도가 상대적으로 높고 실내 습도도 높은 불쾌한 조건에 해당할 수 있다.
따라서, 이 경우에 제어부(100)는 공기조화기(1)를 제어하여 냉방 운전 온도를 낮추고 실내 습도를 감소시키도록 해야 한다. 이를 위해 제어부(100)는 토출블레이드(50)가 가이드위치(50a)에 위치하도록 제어하여 아웃렛(14)을 개방하고(545) 열교환된 공기가 아웃렛(14)을 통해 하우징(14)의 외부로 토출되도록 한다.
또한, 제어부(100)는 압축기(60)의 주파수를 제 3주파수로 증가시키고, 송풍팬(45)의 회전 속도를 증가시켜서 공기조화기(1)가 제 3운전 모드로 냉방을 수행하도록 제어할 수 있다(550).
제어부(100)는 압축기(60)의 주파수가 제 1주파수 및 제 2주파수 보다 높은 제 3주파수로 변경되도록 제어하여, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)의 온도가 더 낮아지도록 제어할 수 있다. 즉, 미리 설정된 제 3주파수로 압축기(60)가 동작함으로써 공기조화기(1)의 순환 냉매량이 미리 정해진 기준량 이상으로 냉방 운전이 수행될 수 있다.
또한, 제어부(100)는 미리 정해진 회전 속도로 송풍팬(45)을 제어하여 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 발생할 여지가 있는 결로를 방지할 수 있고, 실내 온도 및 실내 습도를 감소시켜 쾌적한 조건을 유지시킬 수 있다.
이러한 압축기(60)의 제 3주파수 및 송풍팬(45)의 회전 속도는 사용자가 미리 설정하여 저장부(150)에 저장되어 있을 수 있다.
제어부(100)는 아웃렛(14)을 개방하고, 압축기(60)의 주파수를 증가시키고, 송풍팬(45)의 회전속도를 증가시켜서 제 3운전 모드로 냉방을 제어할 수 있고 공기조화기(1)가 제 3운전 모드 수행 중에 실내 온도 및 실내 상대 습도를 감지하여 실내 온도 및 상대 습도가 미리 정해진 값보다 낮아지면 공기조화기(1)의 운전 모드를 변경할 수 있다.
제어부(100)는 실내 온도 및 실내 상대 습도를 실시간으로 감지하여 공기조화기(1)의 운전 모드를 변경할 수 있고, 토출플레이트(20) 및 토출블레이드(50)에 발생할 수 있는 결로를 방지하면서도 실내 온도를 쾌적하게 유지할 수 있다.
1 : 공기조화기
10 : 하우징
14 : 아웃렛
20 : 토출플레이트
22 : 토출홀
45 : 송풍팬
50 : 토출블레이드
56 : 블레이드홀
60 : 압축기
100 : 제어부
110 : 입력부
120 : 온도 감지 센서
130 : 습도 감지 센서
140 : 통신부
150 : 저장부

Claims (43)

  1. 복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열교환하는 열교환기;
    상기 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬;
    복수의 블레이드홀이 마련되며, 상기 아웃렛을 개폐하는 토출블레이드;
    실내의 상대 습도를 감지하는 습도 감지 센서; 및
    상기 아웃렛이 폐쇄하여 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어하고, 상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하면 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 제 1상대 습도 이상 및 미리 설정된 제 2상대 습도 미만이면 상기 압축기의 주파수를 제 1주파수로 감소시키는 제 1운전 모드로 냉방을 제어하고,
    상기 감지된 상대 습도가 상기 미리 설정된 제 2상대 습도 이상이면 상기 압축기의 주파수를 제 2주파수로 감소시키는 제 2운전 모드로 냉방을 제어하고,
    상기 미리 설정된 제 2상대 습도는 상기 미리 설정된 제 1상대 습도보다 높은 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실내의 상대 습도 및 실내 온도에 기초하여 상기 압축기의 제 1주파수를 산출하고,
    상기 제 1주파수는, 상기 실내의 상대 습도 및 실내 온도가 변경됨에 따라 미리 정해진 범위 내에서 변경되는 공기조화기.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2주파수는,
    상기 제 1주파수보다 낮은 주파수이며, 미리 정해진 값으로 고정된 주파수인 공기조화기.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기가 상기 아웃렛으로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어하는 공기조화기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 압축기의 주파수를 제 3주파수로 증가시키는 제 3운전 모드로 냉방을 제어하는 공기조화기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 개방된 아웃렛으로 토출되는 공기의 토출 속도가 증가하도록 상기 송풍팬의 회전 속도를 증가시키는 공기조화기.
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 실내의 온도를 감지하는 온도 감지 센서;를 더 포함하는 공기조화기.
  12. 복수의 토출홀이 마련된 토출플레이트 및 아웃렛을 포함하는 하우징, 열교환된 공기를 상기 토출플레이트 또는 상기 아웃렛으로 토출되도록 유동시키는 송풍팬 및 복수의 블레이드홀이 마련되는 토출블레이드를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 아웃렛을 폐쇄하고;
    상기 아웃렛이 폐쇄하여되면 상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어하고;
    상기 열교환된 공기가 상기 토출홀 및 상기 블레이드홀로 토출되는 경우, 실내의 상대 습도 및 실내 온도를 감지하고; 및
    상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 범위 내의 값에 해당하면 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것;을 포함하고,
    상기 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것은,
    상기 감지된 상대 습도가 미리 설정된 제 1상대 습도 이상 및 상기 미리 설정된 제 1상대 습도보다 높은 미리 설정된 제 2상대 습도 미만이면 상기 압축기의 주파수를 제 1주파수로 감소시키는 제 1운전 모드로 냉방을 제어하는 것; 및
    상기 감지된 상대 습도가 상기 미리 설정된 제 2상대 습도 이상이면 상기 압축기의 주파수를 제 2주파수로 감소시키는 제 2운전 모드로 냉방을 제어하는 것;을 포함하는 공기조화기 제어방법.

  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것은,
    상기 감지된 상대 습도 및 실내 온도에 기초하여 상기 압축기의 상기 제 1주파수를 산출하는 것;을 더 포함하고,
    상기 제 1주파수는, 상기 감지된 상대 습도 및 실내 온도가 변경됨에 따라 미리 정해진 범위 내에서 변경되는 공기조화기 제어방법.
  15. 삭제
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2주파수는,
    상기 제 1주파수보다 낮은 주파수이며, 미리 정해진 값으로 고정된 주파수인 공기조화기 제어방법.
  17. 삭제
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 아웃렛을 개방하여 상기 열교환된 공기가 상기 아웃렛으로 토출되도록 상기 토출블레이드를 제어하는 것;을 더 포함하는 공기조화기 제어방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 압축기의 주파수를 미리 정해진 값으로 감소시키는 것은,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 압축기의 주파수를 제 3주파수로 증가시키는 제 3운전 모드로 냉방을 제어하는 것;을 더 포함하는 공기조화기 제어방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 제 2운전 모드에 의한 냉방이 미리 정해진 시간 동안 수행되면, 상기 개방된 아웃렛으로 토출되는 공기의 토출 속도가 증가하도록 송풍팬의 회전 속도를 증가시키는 것;을 더 포함하는 공기조화기 제어방법.
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