KR0158996B1 - 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 멀티 에어콘의 2실 이상의 운전시에 정격 이상의 주파수에서 압축기 운전시, 발생되는 전력 증가분을 소정의 설정온도에 도달되면 강제로 정격이하의 스텝별 주파수로 압축기를 운전시키도록 한 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 전원라인(LL) 소정위치에 설치된 변류기(CT)와, 상기 변류기(CT)의 감지전압을 DC전압으로 정류하기 위한 정류부(70)와, 주파수 카운터(90)의 제어단(91)을 통한 제어신호에 의해 스위칭되는 오프모듈(80)과, 상기 마이콤(20)의 제어단(21)을 통한 제어신호에 의해 상기 오프모듈(80)을 스위칭하기 위한 제어신호를 출력하고, 이와 동시에 설정된 압축기 운전주파수에 해당하는 전압을 생성하여 상기 마이콤의 입력단(22)으로 입력시키기 위한 주파수 카운터(90)로 구성된다. 이와 같이 구성되어 마이콤의 제어에 의해 초기온도와 설정온도의 중간온도에 도달되면 초기에는 60Hz로, 그 다음에는 45Hz, 30Hz순의 스텝별로 운전되도록 하여 필요이상의 주파수운전을 통한 에너지 소모를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

인버터 밀티 에어콘의 소비전력 절감장치 및 그 제어방법

제1도는 일반적인 인버터 멀티 에어콘의 구성블록도.

제2도는 본 발명의 인버터 멀티 에어콘의 구성블록도.

제3도는 본 발명에 의한 마이콤의 제어플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11∼13 : 실내기 11a∼13a : 온도 및 습도센서

20 : 마이콤 30 : PWM(Pulse Width Modulation) 제어부

40 : 전원부 50 : 3상 인버터

60 : 압축기 70 : 정류부

80 : 오프모듈 90 : 주파수 카운터

CT : 변류기 LL : 전원라인

본 발명은 인버터 멀티 에어콘에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인버터 멀티 에어콘의 2실 이상 운전시에 정격 이상의 주파수에서 압축기 운전시, 발생되는 전력 증가분을 소정의 설정온도에 도달되면 강제로 정격이하의 스텝별 주파수로 압축기를 운전시키도록 하여 소비전력을 절감시킬 수 있도록 한 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 멀티 에어콘은 인버터형과 넌인버터형으로 구분되는바, 넌인버터형 멀티 에어콘의 경우, 2실 운전시에 정격주파수로 동작하도록 적당하게 설계되어 있기 때문에, 2실 운전시에는 2실 운전에 비하여 각 실의 토출능력이 약 85%정도가 되고, 3실 운전시에는 각 실별 토출능력이 1실 운전대비 60%정도의 토출능력을 발휘한다.

반면에, 인버터형 멀티 에어콘의 경우, 1실 운전시는 실내온도, 습도, 실외온도 등의 운전주파수 설정환경에 따라 30Hz∼90Hz 또는 120Hz까지 설정하여 운전하고, 2실 이상의 운전시에는 각 실별 정상능력을 발휘하기 위하여 통상 정격 이상의 운전주파수로 운전한다.

즉, 넌인버터형의 멀티 에어콘은 2실 내지 3실에서 각 실별 토출능력이 80∼60%정도 밖에 내지 못하지만, 인버터의 멀티 에어콘의 경우, 토출능력을 100%로 끌어 올리기 위해 졍격(60Hz)이상의 주파수로 압축기를 운전시킨다.

제1도는 일반적인 인버터 멀티 에어콘의 구성도로서, 각 실내기(11∼13)에 설치된 각 온도 및 습도센서(11a∼13a)의 데이타가 마이콤(20)에 입력되도록 연결되고, 또한 미도시된 실외의 온도센서의 데이타 및 낮·밤 감지센서의 데이타가 상기 마이콤(20)에 입력되도록 연결되며, 상기 마이콤(20)의 출력신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(30)에 입력되도록 연결되고, 이 제어부(30)의 신호가 전원부(40)와 연결된 3상 인버터(50)를 제어하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 인버터 멀티 에어콘에 있어서, 1실 운전시에 실내 또는 실외의 온도 및 습도가 매우 높다고 가정할 경우, 운전되고 있는 실내에 설치된 온도 및 습도센서의 높은 온도 및 습도에 해당하는 신호가 마이콤(20)에 입력되고, 이와 동시에 미도시된 실외의 온도센서 및 낮·밤 감지센서의 높은 온도 및 습도에 해당하는 실외온도 신호 및 낮·밤 감지 데이타가 마이콤(20)에 입력되면, 이들 각 데이타에 해당되는 기 설정된 전압이 마이콤(20)의 출력단을 통해 PWM제어부(30)에 입력된다.

PWM제어부(30)에 입력된 마이콤(20)의 출력전압에 의해 PWM제어부(30)에서는 해당 펄스폭으로 변조되고, 이 변조된 펄스에 의해 3상 인버터(50)를 제어하여 압축기(60)의 속도를 제어하게 되는데 이때의 운전주파수는 통상 정격주파수를 넘어 최고주파수인 120Hz까지 도달하기 때문에 소비전력은 증가하게 된다.

이에 더해 2실 또는 그 이상의 운전시에는, 각 실별로 정상능력을 발휘하기 위하여 항상 정격주파수인 60Hz 이상의 주파수로 압축기를 운전시켜야 하기 때문에 1실 운전보다도 더욱 소비전력이 증가하게 된다.

즉, 넌인버터형 멀티 에어콘의 경우에는 압축기의 압축능력이 제한된 상태이기 때문에 즉, 정격주파수만으로 운전해야하기 때문에 1실 운전대비 토출능력(압축기의 운전능력)이 실내기의 사용수에 따라 점차 감소하여 정상적인 토출능력이 나오지 않게 되는 반면에, 인버터형 멀티 에어콘인 경우에는 각 실의 능력을 정상적으로 낼 수 있도록 압축기의 운전주파수를 정격보다 높게 사용하기 때문에 소비전력이 증가하게 되어 에너지 절감에 역행하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 인버터 멀티 에어콘의 2실 이상 운전시에 정격 이상의 주파수에서 압축기 운전시, 발생되는 전력 증가분을 소정의 설정온도에 도달되면 강제로 정격이하의 스텝별 주파수로 압축기를 운전시키도록 하여 소비전력을 절감시킬 수 있도록 한 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 각 실내기에 설치된 각 온도 및 습도센서의 데이타가 마이콤에 입력되도록 연결되고, 또한 실외의 온도센서의 데이타 및 낮·밤 감지센서의 데이타가 상기 마이콤에 입력되도록 연결된 인버터 멀티 에어콘에 있어서, 전원라인 소정위치에 설치된 변류기와; 상기 변류기의 감지전압을 DC전압으로 정류하기 위한 정류부와; 주파수 카운터를 통한 제어신호에 의해 스위칭되는 오프모듈과; 마이콤의 제어신호에 의해 상기 오프모듈을 스위칭하기 위한 제어신호를 출력하고, 이와 동시에 마이콤의 제어신호에 따라 설정된 압축기 운전주파수에 해당하는 전압을 생성하여 상기 마이콤의 입력단으로 입력시키기 위한 주파수 카운터를 구비하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치에 있다.

전술한 본 발명의 마이콤의 제어방법에 있어서, 상기 변류기에서 감지된 전압에 해당하는 운전주파수를 스텝별로 설정하는 설정과정과; 운전되는 실내기의 온도 및 습도센서를 체크하여 감지되는 실제온도와 설정온도의 중간온도에 도달되었는가를 판단하는 판단과정과; 판단하여 도달되었으면 초기에 주파수 카운터에 제어신호를 출력하여 오프모듈을 차단하고, 이후 정격주파수로 압축기를 운전한 다음, 온도가 현재온도와 설정온도의 중간에 도달되면 반복하여 다음 스텝별 설정 주파수에 해당하는 신호전압을 마이콤의 입력단에 출력하도록 하는 실행과정을 거치도록 함으로서 달성된다.

이하, 본 발명에 의한 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 인버터 멀티 에어콘의 구성도가 도시되어 있다. 제2도에 있어서, 제1도와 동일한 참조부호는 같은 부품을 표시하므로 이들에 대한 중복설명은 생략하고, 본 발명의 필수구성요소만을 설명한다.

제2도를 보면, 각 실내기(11∼13)에 설치된 각 온도 및 습도센서(11a∼13a)의 데이타가 마이콤(20)에 입력되도록 연결되고, 또한 실외의 온도센서의 데이타 및 낮·밤 감지센서의 데이타가 상기 마이콤(20)에 입력되도록 연결된 인버터 멀티 에어콘에 있어서, 전원라인(LL) 소정위치에 설치된 변류기(CT)와, 상기 변류기(CT)의 감지전압을 DC전압을 정류하기 위한 정류부(70)와, 주파수 카운터(90)의 제어단(91)을 통한 제어신호에 의해 스위칭되는 오프모듈(80)과, 상기 마이콘(20)의 제어단(21)을 통한 제어신호에 의해 상기 오프모듈(80)을 스위칭하기 위한 제어신호를 출력하고, 이와 동시에 설정된 압축기 운전주파수에 해당하는 전압을 생성하여 상기 마이콤의 입력단(22)으로 입력시키기 위한 주파수 카운터(90)로 구성된다.

제3도는 본 발명에 의한 마이콤의 제어플로우챠트로서, 전원라인(LL) 소정위치에 설치된 변류기(CT)의 감지신호에 해당하는 운전주파수를 미도시된 메모리에 각각 스텝별로 설정하는 단계(S1)를 거쳐, 운전되고 있는 실내기의 초기온도(A)를 체크하고(S2), 사용자가 미도시된 온도조절기를 통해 설정한 설정온도까지 도달되도록 기존 온/습도 데이타에 따라 정격이상으로 운전시킨다(S3).

이후 현재 실내기의 온도가 초기온도(A)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하고(S4), 도달되었으면 변류기(CT)의 감지신호에 해당하는 운전주파수로 운전하는 것을 차단하기 위하여 주파수 카운터(90)의 제어단(91)을 통해 오프모듈(80)을 차단시키는 신호를 출력하고(S5), 주파수 카운터(90)의 출려단(92)을 통해 정격주파수(60Hz)에 해당하는 신호가 출력하도록 한다(S6).

이후, 운전되고 있는 실내기의 현재온다(C)를 체크하고(S7), 설정온도(B)에 도달되도록 정격주파수로 운전시킨 다음(S8), 지금온도가 이전온도(C)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하여(S9), 도달되었으면, 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 정격주파수 다음 스텝별 주파수(예를들어 45Hz)에 해당하는 신호를 출력하도록 한다(S10).

다음 운전되고 있는 실내기의 현재온도(D)를 체크하고(S11), 설정온도(B)에 도달되도록 정격주파수 다음 스텝별 주파수로 운전시킨 다음(S12), 지금온도가 이전온도(D)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하여(S13), 도달되었으면, 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 상기 스텝별 주파수(예를들어 45Hz) 다음 스텝별 주파수(예를들어 30Hz)에 해당하는 신호를 출력하도록(S14) 하는 단계를 거치도록 이루어진다.

전술한 바와 같은 본 발명의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

실내기(11∼13) 전부를 운전한다고 가정하면, 초기 운전시에는 사용자가 미도시된 온도조절기를 통해 설정한 설정온도에 따라 기존 온도 및 습도센서(11a∼13a)를 통한 데이타에 의해 압축기를 운전하게 되는데 이때의 운전주파수는 통상 정격주파수를 넘어 최고치인 120Hz까지 운전주파수가 변환되어 운전하게 된다.

이때 변류기(CT)를 통해 감지되는 교류전압은 정류부(70)를 통해 정류 및 평활되어 DC전압으로 변환되고 이 전압은 마이콤(20)의 입력단(22)으로 인가되어 감지된 전압에 해당하는 운전주파수(이때는 정격주파수이상이 됨)로 PWM제어부(30)에 제어신호를 출력하게 된다.

이와 같이 되면 마이콤(20)의 출력전압에 의해 PWM제어부(30)에서는 해당 펄스폭으로 변조되고, 이 변조된 펄스에 의해 3상 인버터(50)를 제어하여 압축기(60)의 속도를 제어하게 된다.

이후 압축기(60)가 작동하여 각 실내기(11∼13)의 온도가 초기 감지된 온도(A)와 사용자가 설정한 온도(B)의 중간온도에 도달하게 되면, 마이콤(20)의 제어단(21)으로 제어신호를 출력하여 주파수 카운터(90)의 제어단(91)을 통해 오프모듈(80)을 오프시키는 제어신호를 출력하도록 하고, 이와 동시에 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 정격주파수(60Hz)의 데이타를 마이콤(20)의 입력단(22)으로 입력시키게 된다.

이때 마이콤(20)은 미도시된 메모리에 현재의 온도(C)를 체크하여 저장시키고, 압축기(60)는 정격주파수로 운전하게 된다.

이와 같이 운전되는 동안 시간이 흐르게 되고, 각 실내기(11∼13)의 온도는 점차 낮아지게 되면, 메모리에 저장된 온도(C)와 사용자가 설정한 온도(B)의 중간온도에 도달하게 되면, 마이콤(20)의 제어단(21)으로 제어신호를 출력하여 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 정격 주파수(60Hz)의 다음 스텝별 주파수(예를 들어 45Hz)의 데이타를 마이콤(20)의 입력단(22)으로 입력시키게 된다.

이때 마이콤(20)은 미도시된 메모리에 현재의 온도(D)를 체크하여 저장시키고, 압축기(60)는 정격주파수의 다음 스텝별 주파수인 45Hz로 운전하게 된다.

이후, 운전되는 동안 시간이 흐르게 되고, 각 실내기(11∼13)의 온도는 점차 낮아지게 되어 메모리에 저장된 온도(D)와 사용자가 설정한 온도(B)의 중간온도에 도달하게 되면, 마이콤(20)의 제어단(21)으로 제어신호를 출력하여 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 그 다음 스텝별 주파수(예를 들어 30Hz)의 데이타를 마이콤(20)의 입력단(22)으로 입력시키게 되고, 압축기(60)는 그 다음 스텝별 주파수인 30Hz로 운전하게 된다.

한편, 전술한 본 발명은 종래에 설치된 온도센서를 통해 현재온도와 설정온도를 비교하여 주파수를 설정하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 습도센서를 이용하여 비교하는 것도 동일하게 적용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의한 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치는 각 스텝별 설정온도 셋트에 따라 초기는 실내온도가 높으므로 정격주파수이상 최대 120Hz까지로 변환하여 운전시키므로 초기에는 일반적인 인버터 멀티 에어콘의 소비전력은 동일하지만 초기온도와 설정온도의 중간온도에 도달되면 정격 주파수인 60Hz로 운전시키고 점차 온도가 하강되면 45Hz, 30Hz순으로 운전되도록 함으로써, 필요이상의 주파수운전을 통한 에너지 소모를 미연에 방지하여 에너지 절약차원의 정부시책에도 일조할 수 있는 다대한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 각 실내기에 설치된 각 온도 및 습도센서의 데이타가 마이콤에 입력되도록 연결되고, 또한 실외의 온도센서의 데이타 및 낮·밤 감지센서의 데이타가 상기 마이콤에 입력되도록 연결된 인버터 멀티 에어콘에 있어서, 전원라인 소정위치에 설치된 변류기와; 상기 변류기의 감지전압을 DC전압으로 정류하기 위한 정류부와; 주파수 카운터를 통한 제어신호에 의해 스위칭되는 오프모듈과; 마이콤의 제어신호에 의해 상기 오프모듈을 스위칭하기 위한 제어신호를 출력하고, 이와 동시에 마이콤의 제어신호에 따라 설정된 압축기 운전주파수에 해당하는 전압을 생성하여 상기 마이콤의 입력단으로 입력시키기 위한 주파수 카운터로 구성됨을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감장치.
2. 변류기에서 감지된 전압에 해당하는 운전주파수를 스텝별로 설정하는 설정과정과; 운전되는 설내기의 온도센서를 체크하여 감지되는 실제온도와 설정온도의 중간온도에 도달되었는가를 판단하는 판단과정과; 판단하여 도달되었으면 초기에 주파수 카운터에 제어신호를 출력하여 오프모듈을 차단하고, 이후 정격주파수로 압축기를 운전한 다음, 온도가 현재온도와 설정온도의 중간에 도달되면 반복하여 다음 스텝별 설정 주파수에 해당하는 신호전압을 마이콤의 입력단에 출력하도록 하는 실행과정을 거치도록 함을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 판단과정은, 현재 실내기의 온도가 초기온도(A)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하는 단계(S4)와; 지금온도가 이전온도(C)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하는 단계(S9)와; 지금온도가 이전온도(D)와 설정온도(B)의 중간온도에 도달되었는가를 판단하는 단계(S13)를 포함함을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 실행과정은, 단계 S4에서 도달되었으면, 변류기(CT)의 감지신호에 해당하는 운전주파수로 운전하는 것을 차단하기 위하여 주파수 카운터(90)의 제어단(91)을 통해 오프모듈(80)을 차단시키는 신호를 출력하는 단계(S5)와, 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 정격주파수에 해당하는 신호가 출력하도록 하는 단계(S6)와; 단계 S9에서 도달되었으면, 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 졍격주파수 다음 스텝별 주파수에 해당하는 신호를 출력하도록 하는 단계(S10)와; 단계 S13에서 도달되었으면, 주파수 카운터(90)의 출력단(92)을 통해 그 다음 스텝별 주파수에 해당하는 신호를 출력하도록 하는 단계(S14)를 포함함을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 정격주파수는 60Hz임을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 다음 스텝별 주파수는 45Hz임을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 그 다음 스텝별 주파수는 30Hz임을 특징으로 하는 인버터 멀티 에어콘의 소비전력 절감 제어방법.