KR0152115B1 - 공기조화기의 제상제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제상제어방법에 관한 것으로, 압축기 및 실외열교환기를 구비하고 난방운전을 수행하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 운전시 운전시간을 카운터하는 시간카운터단계와, 상기 실외열교환기의 배관온도를 감지하는 배관온도감지단계와, 상기 단계에서 압축기 운전시간 및 실외배관온도에 따라 상기 실외열교환기의 착상여부를 판별하는 착상판별단계와, 상기 단계에서 착상이라고 판별되면 압축기를 구동하여 제상운전을 개시한다음 실외온도를 감지하는 실외온도감지단계와, 상기 단계에서의 실외온도에 따라 산출된 제상운전시간동안 상기 압축기의 구동시간을 카운터하여 제상운전을 수행하는 제상운전단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 제상제어방법

제1도는 일반적인 공기조화기의 냉·난방싸이클도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 제상장치의 제어블록도.

제3a도및 제3b도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어 동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 운전조작수단 20 : 직류전원수단

30 : 제어수단 40 : 실내배관온도감지수단

50 : 실내배관온도감지수단 60 : 실외온도감지수단

70 : 실외팬모터구동수단 80 : 사방밸브구동수단

90 : 압축기구동수단 100 : 타이머수단

110 : 송풍팬구동수단

본 발명은 실외배관의 온도변화에 따른 제상운전시에 감지된 실외온도에 따라 최적의 제상시간을 산출하여 실외열교환기에 착상된 성에를 완전히 제거함으로써 난방효율을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 제상제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉난방을 겸하여 사용하는 인버터에어콘(이하, 공기조화기라 한다)에서 난방의 경우는 제1도의 실선(→)으로 도시한 바와 같이, 제어수단에 의해 사방밸브(81)를 제어하여 냉매가 압축기(91), 사방밸브(81), 실내열교환기(41), 모세관(93), 실외열교환기(51), 사방밸브(81), 압축기(91)순으로 순환되도록 한다.

반면, 냉방의 경우는 제1도의 점선(--)으로 도시한 바와 같이, 상기 제어수단에 의해 사방밸브(81)를 제어하여 냉매가 압축기(91), 사방밸브(81), 실외열교환기(51), 모세관(93), 실내열교환기(41), 사방밸브(81), 압축기(91)순으로 순환되도록 한다.

상기와 같은 냉난방겸용의 공기조화기에 있어서 난방운전이 일정시간 수행되면, 실외팬(51a)에 의해 송풍되는 공기를 실외열교환기(51)에서 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각시킬때에 외부로 배출되는 냉기에 의해 상기 실외열교환기(51)에 성에가 착상되고, 이 착상된 성에가 시간이 지날수록 두터운 얼음으로 되어 상기 실외열교환기(51)의 열교환능력이 저하될뿐만 아니라, 압축기(91)의 무리한 운전으로 기기가 손상된다는 문제점이 있었다.

이에, 종래의 공기조화기에 있어서는 이를 해결하기 위해 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실내열교환기(41)의 배관온도를 감지하면서 압축기(91)의 운전시간을 카운터하여 그 감지된 실내배관온도와 압축기(91)의 운전시간이 제어수단에 미리 설정된 제상운전조건에 일치하면, 실외열교환기(51)에 성에가 착상되었다고 판단한다.

상기 실외열교환기(51)에 성에가 착상되었다고 판단되면, 상기 제어수단에 의해 사방밸브(81)을 제어하여 냉매가 압축기(91), 사방밸브(81), 실외열교환기(51), 모세관(93), 실내열교환기(41), 사방밸브(81), 압축기(91)순으로 순환되는 냉방싸이클을 형성함으로써 실외열교환기(51)에 착상된 성에를 제거하기위한 제상운전을 수행하기 시작한다.

이때, 상기 압축기(91)의 변화하는 소비전류를 전류감지센서에서 감지하여 그 감지된 소비전류가 상기 제어수단에 미리 설정된 제상운전해제조건에 일치하면, 상기 실외열교환기(51)에 착상된 성에가 완전히 제거되었다고 판단하면서 제상운전을 정지한다.

그런데, 이와 같은 제상운전방식에 있어서는 실제로 성에가 착상되는 실외열교환기의 상태를 제어수단에 기설정된 제상운전조건에 따라 실내기에서 단지 유추함으로써 상기 실외열교환기의 착상상태를 정확하게 감지할 수 없기 때문에 상기 압축기의 불필요한 운전시간이 발생할뿐만 아니라, 일정시간의 제상운전완료후에도 상기 실외열교환기에 착상된 성에가 완전히 제거되지 못하여 실외열교환기의 열교환능력이 저하됨으로써 이에 따른 난방효율의 저하로 소비전력이 상승한다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 난방운전시 제상운전조건이 발생하면, 무조건 제상운전을 수행함으로써 제상운전중에는 난방효율이 떨어질뿐만 아니라, 상기 실외열교환기에 착상된 성에로 인해 실외열교환기의 동결현상이 발생하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 실외열교환기의 변화하는 배관온도를 감지하여 제상운전여부를 판단함은 물론, 상기 실외배관온도에 따른 제상운전시에 감지된 실외온도에 따라 최적의 제상시간을 산출하여 실외열교환기에 착상된 성에를 완전히 제거함으로써 압축기의 무리한 운전을 방지할 수 있을뿐만 아니라, 난방효율을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 제상제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어방법은 압축기 및 실외열교환기를 구비하고 난방운전을 수행하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 운전시간을 카운터하는 시간카운터단계와, 상기 실외열교환기의 배관온도를 감지하는 배관온도감지단계와, 상기 단계에서 압축기 운전시간 및 실외배관온도에 따라 상기 실외열교환기의 착상여부를 판별하는 착상판별단계와, 상기 단계에서 착상이라고 판별되면 압축기를 구동하여 제상운전을 개시한다음 실외온도를 감지하는 실외온도감지단계와, 상기 단계에서의 실외온도에 따라 산출된 제상운전시간동안 상기 압축기의 구동시간을 카운터하여 제상운전을 수행하는 제상운전단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에 도시한 바와 같이, 공기조화기의 난방시에는 압축기(91)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 사방밸브(81)를 통해 실내열교환기(41)에 유입되면, 송풍팬(41a)에 의해 송풍되는 공기를 상온의 냉각수 또는 공기에 의해 열교환하여 상온고압의 냉매로 냉각시킴에 따라 생성된 온풍을 실내로 토출해서 난방을 행한다.

상기 실내열교환기(41)에서 액화된 냉매는 모세관(93)을 통과하면서 저온저압의 냉매로 감압된다.

이에 따라, 실외열교환기(51)에서는 상기 모세관(93)에서 감압된 저온저압의 냉매를 받아서 실외팬(51a)에 의해 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각하고, 상기 실외열교환기(51)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 상기 사방밸브(81)를 통해 다시 압축기(91)로 흡입되어 제1도의 실선(→)과 같이 반복순환되는 난방싸이클을 형성한다.

한편, 상기 공기조화기의 냉방시에는 압축기(91)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 사방밸브(81)를 통해 실외열교환기(51)에 유입되면, 실외팬(51a)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 냉매를 냉각시켜 액화한다.

상기 실외열교환기(51)에서 액화된 냉매는 모세관(93)을 통과하면서 저온저압의 액체냉매로 감압된다.

이에 따라, 실내열교환기(41)에서는 상기 모세관(93)에서 감압된 저온저압의 액체냉매를 받아 송풍팬(41a)에 의해 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하므로써 발생된 냉풍을 실내로 토출해서 냉방을 행하고, 상기 실내열교환기(41)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 상기 사방밸브(81)를 통해 다시 압축기(91)로 흡입되어 제1도의 점선(--)과 같이 반복순환되는 냉방싸이클을 형성한다.

상기와 같은 싸이클에 의해 냉·난방을 행하도록 제어하는 장치가 제2도와 같은바, 제2도에 있어서, 운전조작수단(10)은 사용자가 원하는 공기조화기의 운전기능(냉방, 난방, 제습 및 송풍운전 등)을 입력하도록 다수의 기능키를 상기 공기조화기의 콘트롤판넬 및 리모콘에 구비하고 있고, 직류전원수단(20)은 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 입력받아 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로에 출력한다.

그리고, 제어수단(30)은 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기을 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(10)에 의해 입력된 운전조건에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 공조운전을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(30)은 후술하는 실외온도감지수단에 의해 감지된 실외온도(To) 및 실외배관온도감지수단에 의해 감지된 실외열교환기(51)의 배관온도(T)에 따라 압축기(91)의 운전시간을 산출한다.

또한, 실내배관온도감지수단(40)은 상기 공기조화기의 운전시에 변화하는 실내열교환기(41)의 배관온도 즉, 상기 실내열교환기(41)를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 제어수단(30)에 출력하고, 실외배관온도감지수단(50)은 상기 공기조화기의 운전시에 변화하는 실외열교환기(51)의 배관온도(T) 즉, 상기 실외열교환기(51)를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 제어수단(30)에 출력한다.

또, 실외온도감지수단(60)은 상기 공기조화기의 운전시에 변화하는 실외온도(To)를 감지하여 그 감지데이타를 상기 제어수단(30)에 출력하고, 실외팬모터구동수단(70)은 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 실외팬모터(71)를 구동제어한다.

또한 도면에 있어서, 사방밸브구동수단(80)은 상기 운전조작수단(10)에 의해 입력된 운전조건에 따라 냉매가 순환되는 냉·난방싸이클을 변화시켜 상기 공기조화기의 냉방 또는 난방운전을 수행하도록 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(81)를 구동제어하고, 압축기구동수단(90)은 상기 실외온도감지수단(60)에 의해 감지된 실외온도(To) 및 상기 실외배관온도감지수단(50)에 의해 감지된 실외열교환기(51)의 배관온도(T)를 입력받은 상기 제어수단(30)에서 산출된 운전시간에 따라 제상운전을 수행하도록 압축기(91)를 구동제어한다.

그리고, 타이머수단(100)은 상기 공기조화기의 운전시에 압축기(91)의 구동시간, 배관온도감지시간, 제상운전시간을 카운터하도록 상기 제어수단(30)에 내장되어 있는 타이머이고, 송풍팬구동수단(110)은 상기 제어수단(30)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 상기 실내열교환기(41)에서 열교환된 온풍을 실내로 송풍하도록 송풍팬(41a)을 구동제어 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 제상제어방법의 작용효과를 설명한다.

제3a도 및 제3b도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어 동작순서를 도시한 플로우챠트이다. 제3a도 및 제3b도에서 S는 스텝(Step)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 직류전원수단(20)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터의 상용교류전원을 입력받아 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동수단 및 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 스텝 S1에서는 상기 직류전원수단(20)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(30)에서 입력받아 상기 공기조화기를 초기화시키고, 스텝 S2에서는 운전조작수단(10)에 의해 공기조화기의 난방운전신호가 상기 제어수단(30)에 입력되었는지를 판별한다.

상기 스텝 S2에서의 판별결과, 난방운전신호가 입력되지 않은 경우(No일 경우)에는 상기 공기조화기를 운전대기 상태로 유지하고, 난방운전신호가 입력된 경우(Yes일 경우)에는 상기 공기조화기의 난방운전을 수행하기위해 사방밸브(81)를 제어해야 하므로 스텝 S3에서는 상기 제어수단(30)으로부터 사방밸브(81)를 제어하기 위한 제어신호를 사방밸브구동수단(80)에 출력한다.

따라서, 상기 사방밸브구동수단(80)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 사방밸브(81)를 구동시킴으로써 냉매가 압축기(91), 사방밸브(81), 실내열교환기(41), 모세관(93), 실외열교환기(51), 사방밸브(81), 압축기(91)순으로 순환되도록 한다.

이때, 스텝 S4에서는 상기 제어수단(30)으로부터 송풍팬(41a)을 구동하기 위한 제어신호를 송풍팬구동수단(110)에 출력한다.

따라서, 상기 송풍팬구동수단(110)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 송풍팬(41a)을 구동하여 실내공기를 흡입함과 동시에 실내열교환기(41)에서 열교환된 따뜻한 공기(이하, 온풍이라 한다)를 실내로 토출시켜 공기조화기의 난방운전을 시작한다.

이어서, 스텝 S5에서는 상기 스텝 S4에서의 송풍팬(41a)구동후에 타이머수단(100)에서 시간을 카운터하여 소정시간(압축기를 보호하기위한 지연시간; 약, 3분정도)이 경과하였는지를 판별하여, 소정시간이 경과하지 않은 경우(No일 경우)에는 소정시간이 경과할 때까지 상기 스텝 S4로 복귀하여 송풍팬(41a)만을 구동시킨다.

상기 스텝 S5에서의 판별결과, 소정시간이 경과한 경우(Yes일 경우)에는 소비전류가 일정하여 압축기(91)를 구동시켜도 상기 압축기(91)에 무리가 없으므로 스텝 S6에서는 상기 제어수단(30)에서 압축기(91)를 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(90)에 출력한다.

이때, 상기 제어수단(30)에서는 상기 운전조작수단(10)에 의해 사용자가 설정한 온도와 도시되지 않은 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도의 차에 따라 압축기(91)의 운전시간을 제어한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(90)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 압축기(91)를 구동시키고, 스텝 S7에서는 상기 운전조작수단(10)에 의해 사용자가 선택한 운전기능에 맞게 실내열교환기(41)에서 열교환된 온풍을 실내로 토출시켜 실내공기조화를 하게 된다.

이어서, 스텝 S8에서는 상기 압축기(91)의 구동후에 타이머수단(100)에서 시간을 카운터하여 일정시간(Ts; 공기조화기의 난방운전시, KS난방규격에서 한정한 85%이상의 난방효율을 유지하기위한 난방운전시간)이 경과하였는지를 판별하여, 일정시간(Ts)이 경과하지 않은 경우(No일 경우)에는 일정시간(Ts)이 경과할때까지 난방운전을 수행하면서 계속해서 시간을 카운터한다.

상기 스텝 S8에서의 판별결과, 일정시간(Ts)이 경과한 경우(Yes일 경우)에는 실외배관온도(T) 및 실외온도(To)에 따른 제상운전조건을 체크해야하므로 스텝 S9로 나아가서 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실외열교환기(51)의 배관온도(T)를 실외배관온도감지수단(50)에서 감지하여 상기 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 스텝 S10에서는 상기 실외배관온도감지수단(50)에 의해 감지된 실외배관온도(T)가 상기 제어수단(30)에 미리 설정되어 있는 배관설정온도(Tts; 난방운전시, 실외열교환기에 성에가 착상되기 시작하여 동결현상이 발생하는 배관온도)보다 작은가를 판별한다.

상기 스텝 S10에서의 판별결과, 상기 제어수단(30)에서 판별된 실외배관온도(T)가 배관설정온도(Tts)보다 작지 않은 경우(No일 경우)에는 상기 실외열교환기(51)에 성에가 착상되지 않은 상태이므로 상기 스텝 S9로 복귀하여 실외배관온도감지수단(50)에 의해 실외배관온도(T)를 계속해서 감지하면서 스텝 S9이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝 S10에서의 판별결과, 상기 제어수단(30)에서 판별된 실외배관온도(T)가 배관설정온도(Tts)보다 작은 경우(Yes일 경우)에는 상기 실외열교환기(51)에 성에가 착상되는 상태이므로 상기 공기조화기의 제상운전을 수행하기위해 스텝 S11에서는 상기 제어수단(30)에서 사방밸브(81)를 제어하기위한 제어신호를 사방밸브구동수단(80)에 출력한다.

따라서, 상기 사방밸브구동수단(80)에서는 제어수단(30)의 제어에 따라 사방밸브(81)를 구동하여 냉매가 압축기(91), 사방밸브(81), 실외열교환기(51), 모세관(93), 실내열교환기(41), 사방밸브(81), 압축기(91)순으로 순환되는 냉방싸이클을 형성함으로써 실외열교환기(51)에 착상된 성에를 제거하기위한 제상운전을 수행하기 시작한다.

이때, 스텝 S12에서는 상기 공기조화기의 제상운전시작시에 변화하는 실외온도(To)를 실외온도감지수단(60)에서 감지하여 상기 제어수단(30)에 출력한다.

따라서, 스텝 S13에서는 상기 실외온도감지수단(60)에 의해 감지된 실외온도(To)가 상기 제어수단(30)에 미리 설정되어 있는 실외설정온도(Tos; 착상이 자연적으로 제거될 수 있는 최저실외온도; 약, 0℃)보다 작은가를 판별한다.

상기 스텝 S13에서의 판별결과, 상기 실외온도(To)가 실외설정온도(Tos)보다 작은 경우(Yes일 경우)에는 상기 실외열교환기(51)에 착상된 성에가 자연적으로 제거될 수 없는 온도조건이므로 스텝 S14로 나아가서 상기 제어수단(30)에 설정된 제상운전시간(T1; 약 8분정도)동안 제상운전을 수행한다음 제상운전동작을 종료한다.

한편, 상기 스텝 S13에서의 판별결과, 상기 실외온도(To)가 실외설정온도(Tos)보다 작지 않은 경우(No일 경우)에는 상기 실외열교환기(51)에 착상된 성에가 자연적으로 제거될 수 있는 온도조건이므로 스텝 S15로 나아가서 상기 제어수단(30)에 설정된 제상운전시간(T1)보다 1/3~1/2정도 단축된 시간 약, 2~4분정도의 제상운전시간(T2; 즉, 상기 실외온도(To)와 실외설정온도(Tos)의 차에 따라 상기 제어수단에서 조정된 운전시간)동안 제상운전을 수행한다음 제상운전동작을 종료한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어방법에 의하면, 실외열교환기의 변화하는 배관온도를 감지하여 제상운전여부를 판단함은 물론, 상기 실외배관온도에 따라 제상운전시에 감지된 실외온도에 따라 최적의 제상시간을 산출하여 실외열교환기에 착상된 성에를 완전히 제거함으로써 압축기의 무리한 운전을 방지할 수 있을뿐만 아니라, 난방효율을 향상시킬 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 압축기 및 실외열교환기를 구비하고 난방운전을 행하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 공기조화기의 난방운전시에 상기 압축기의 운전시간을 카운터하는 시간 카운터단계와, 상기 공기조화기의 난방운전시에 실외온도 및 상기 실외열교환기의 배관온도를 감지하는 배관온도감지단계와, 상기 단계에서의 압축기 운전시간 및 실외배관온도에 따라 상기 실외열교환기의 착상여부를 판별하는 착상판별단계와, 상기 착상판별단계에서 실외열교환기의 착상이라고 판별되면 소정시간동안 상기 압축기를 구동하여 제상운전을 개시한다음 실외온도를 감지하는 실외온도감지단계와, 상기 실외온도감지단계에서 감지된 실외온도에 따라 산출된 제상운전시간동안 상기 압축기의 운전시간을 카운터하여 제상운전을 수행하는 제상운전단계로 이루어진 공기조화기의 제상제어방법.