KR0162399B1 - 공기조화기의 제습운전 제어방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기의 제습운전 제어방법 및 장치에 관한 것으로, 종래에는 실외 온도변화에 따른 실외측 응축열량을 제어할 수 없어서 실내/실외의 온도차이가 작거나 같아지는 환경의 경우, 실외측의 온도가 낮아 응축시켜주는 열교환량이 커지기 때문에 제습온 제2감압장치 출구측의 온도는 -2.7℃, -12.0℃로 급격히 낮아져 실내 열교환기 입구 및 열교환기가 동결되어 버리기 때문에 제습효과가 급격히 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 어떠한 환경에서도 증발온도를 설정한 최저온도와 최고온도 사이에서 관리할 수 있도록 하여 제습효과가 변함이 없고 탈월한 제습능력을 발휘할 수 있도록 한다.

Description

공기조화기의 제습운전 제어방법 및 장치
제1도는 종래 공기조화기의 냉방운전시 냉매회로도.
제2도는 종래 공기조화기의 제습운전시 냉매회로도.
제3도는 제1도및 제2도에서 공기조화기의 냉방/제습운전 구동회로도.
제4도는 종래 공기조화기의 제습운전 흐름도.
제5도는 실내/실외 온도변화에 따른 제2감압장치 출구측 온도를 표시하여 주는 도표.
제6도 및 제7도는 본 발명 공기조화기의 제습운전 제어장치 구성도.
제8도는 온도에 따른 습도우선 제어영역을 보여주는 설명도.
제9도는 실외환경 변화에 따른 제2감압장치 출구온도 제어특성도.
제10도는 본 발명 공기조화기의 제습운전 제어방법에 대한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 2 : 실외 열교환기
3 : 4방밸브 4 : 제1감압장치
5 : 체크밸브1 6 : 재열 열교환기
7 : 실내 열교환기 8 : 제2감압장치
9 : 체브밸브2 11 : 실내팬
12 : 실외팬 13 : 실내온도 검출용 써어미스타
14 : 실외온도 검출용 써어미스타
본 발명은 공기조화기에서 실온을 유지하며 제습을 하는 제습운전 제어방법에 관한 것으로, 특히 실·내외 온습도 환경이 변하더라도 항시 최적의 정온제습을 구현할 수 있도록 한 공기조화기의 제습운전 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 공기조화기의 냉방/제습운전시 냉매회로는, 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 냉방시 압축기(1)로 부터 토출되는 냉매가 실외 열교환기(2)에서 열교환되고, 상기 실외 열교환기(2)에서 열교환되어 토출되는 냉매유로가 냉방기능시 ③→①, ④→②로 형성되고 제습기능시 ①→②, ③→④로 형성되도록 하는 4방밸브(3)와 상기 실외 열교환기(2)에서 열교환되어 토출되는 냉매를 감압시키는 제1감압장치(4)와, 냉매를 냉방시 상기 제1감압장치(4)로만 강제적으로 흐르도록 하는 체크밸브1(5)과, 실내 열교환기(7) 및 재열 열교환기(6)와 병렬로 연결하고 상기 실내 열교환기(7)로 부터의 냉매를 감압시키는 제2감압장치(8)와, 제습시 냉매가 상기 제2감압장치(8)로만 흐르도록 하는 체크밸브2(9)와, 상기 실내 열교환기(7)의 열을 식히는 실내팬(11)과, 상기 실외 열교환기(2)의 열을 식히는 실외팬(12)으로 구성된다.
그리고, 제습운전시 공기조화기의 회로구성은, 제3도에 도시된 바와같이, 실내측의 온도를 온도센서를 통해 검출하는 온도검출부(20)와, 상기 온도검출부(20)를 통해 검출되어진 온도를 판단하여 냉방운전 혹은 제습운전을 판정하고 그에따른 제어신호를 출력함과 아울러 제습운전시간을 내부의 타이머를 이용하여 카운트하는 마이크로컴퓨터(21)와, 상기 마이크로컴퓨터(21)의 제어출력에 따른 4방밸브(3)을 절환하는 릴레이(22)로 구성된다.
이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 제4도의 흐름도에 의거하여 살표보면 다음과 같다.
냉방시 압축기(1)로 부터 토출되는 냉매를 실외 열교환기(2)로 유입시키면, 그 냉매는 상기 실외 열교환기(2)에서 열교환이 이루어져서 4방밸브(3)로 전달된다.
이때 제3도의 온도검출부(20)는 실내측의 온도를 검출하는 온도센서로 부터 감지되는 온도를 전달받아 마이크로컴퓨터(21)로 출력하게 되면, 상기 마이크로컴퓨터(21)는 그 전달된 온도가 27℃ 이상이면 냉방운전으로 판정하고 27℃ 이하이면 제습운전으로 판정한 후 그 판정된 운전결과에 따른 릴레이 구동신호를 릴레이(22)로 보낸다.
상기 릴레이(22)의 구동에 의해 4방밸브(3)가 냉방 기능시에는 제1도에서와 같이 ③→①, ④→②의 냉매유로가 형성되고, 제습 기능시에는 제2도에서오 같이 ①→②, ③→④의 냉매유로가 형성된다.
그러면, 냉방기능에 대하여 제1도에 의거하여 살펴보면, 4방밸브(3)의 ③→① 냉매유로를 통해 압축기(1), 실외 열교환기(2) 및 4방밸브(3)의 ④→②유로를 거쳐 제1감압장치(4)에 냉매가 전달되면, 상기 제1감압장치(4)는 전달된 냉매를 감압시켜 실내 열교환기(7)로 전달한다.
이때 체크밸브1(5)는 냉방시에만 냉매를 상기 제1감압장치(4)로 강제흐르도록 한다.
상기 실내 열교환기(7)로 전달된 냉매는 그 실내 열교환기(7)에서 열교환이 이루어지고, 다시 재열 열교환기(6)에서 재차 열교환이 이루어진 다음 언급한 바와같이 4방밸브(3)의 ③→① 냉매유로를 거쳐 압축기(1)에 전달된다.
여기서, 제2감압장치(8)는 제습시에 체크밸브2(9)가 실내 열교환기(7)로 부터의 냉매를 강제적으로 흐르도록 할 경우 전달받아 감압하고, 냉방시에는 감압하지 않는다.
이상에서와 같은 소정시간동안 수행한 후 종료한다.
그리고 제습기능에 대하여는 제3도에 의거하여 살펴보면, 마이크로컴퓨터(21)에 의해 4방밸브(3)가 ①→②, ③→④의 냉매유로가 형성된다.
즉, 압축기(1)로 부터 토출되는 냉매는 상기 4방밸브(3)의 ①→② 냉매유로를 통하고, 다시 제1감압장치(4)를 거쳐 실내 열교환기(7)로 전달한다.
상기 제1감압장치(4)를 거쳐 전달된 냉매는 실내 열교환기(7)에서 열교환되어 토출하게 되면 체크밸브2(9)에서 강제적으로 제2감압장치(8)로 흐르도록 하여 그 강제적으로 흐른 냉매를 제2감압장치(8)에서 감압시켜 재열 열교환기(6)로 전달하면, 상기 재열 열교환기(6)에서 재차 열교환이 되어 4방밸브(3)로 전달한다.
그러면 상기 4방밸브(3)의 ③→④유로를 거쳐 실외 열교환기(2)를 거쳐 압축기(1)로 전달된다.
이때 마이크로컴퓨터(21)는 릴레이(22)를 구동하여 4방밸브(3)를 ①→②, ③→④ 냉매유로를 형성시킨 후 제습운전시간을 그 내부의 타이머를 이용하여 일정시간(Ti) 강제운전 후 일정시간(T0) 강제정지시키고, 다시 일정시간(Ti) 강제운전시키고 일정시간(T0) 강제정지시키는 동작을 반복하여 실내의 온습도를 제어한다.
이상에서와 같은 제습운전에 대하여 제4도에 의거하여 다시한면 살펴보면, 마이크로컴퓨터(21)는 제습운전스위치가 온되면 실내온도를 체크하여 27℃이상이면 냉방운전을 행하도록 하고, 27℃이하이면 제습운전으로 판정한다.
가령 실내온도가 27℃이하이면 제습운전으로 판정하고, 실내온도가 27℃ 가까이에 도달할 수 있도록 타이머1에 의해 공기조화기를 3분간 정지시킨다.
그런다음 제습을 위한 제습유로가 형성되어 있는지를 체크한다.
체크 결과 상기 4방밸브 절환이 이루어지지 않았으면 4방밸브 절환을 수행하고, 절환되었으면 내부 타이머2에 의해 의해 일정시간(Ti=2분) 동안 압축기와 팬을 이용하는 강제 제습운전을 실행하고, 상기 일정시간(Ti)이 경과하고 나면 일정시간(T0) 동안 공기조화기를 강제 정지시킨다.
이상에서와 같은 강제 제습운전과 강제 정지동작을 반복하여 실내의 온습도를 제어한다.
그러나 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 실외 온도변화에 따른 실외측 응축열량을 제어할 수 없어서 제5도에 도시한 도표에서와 같이 실내/실외의 온도차이가 작거나 같아지는 환경의 경우, 예를들면, 실외측 29℃, 실내측 27℃ 혹은 국내 장마철 환경인 실외측 25℃, 실내측 25℃의 환경의 경우 실외측의 온도가 낮아 응축시켜주는 열교환량이 커지기 때문에 제습용 제2감압장치 출구측의 온도는 -2.7℃, -12.0℃로 급격히 낮아져 실내 열교환기 입구나 열교환기가 동결되어 버리기 때문에 제습효과가 급격히 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 어떠한 환경에서도 증발온도를 설정한 최저온도와 최고온도 사이에서 관리할 수 있도록 하여 제습효과가 변함이 없고 탁월한 제습능력을 발휘할 수 있도록 한 공기조화기의 제습운전 제어방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 공기조화기의 제습운전 제어방법은, 제10도에 도시한 바와같이, 실내온도를 체크하여 27℃ 이상이면 냉방운전, 27℃ 이하이면 제습운전을 수행하도록 하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 제습운전시 일정시간동안 정지한 후 4방밸브를 절환한 후 강제 제습운전과 강제 정지동작을 순차적으로 수행하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 강제 제습운전시 제2감압장치 출구온도를 체크하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 체크한 제2감압장치 출구온도가 미리 설정되어 있는 최고온도와 최저온도 보다 각각 높으면 실외기 팬을 온하고, 각각 낮으면 실외기 팬을 오프하는 동작을 반복하여 운전하는 제4단계로 이루어진다.
상기 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 공기조화기의 제습운전 제어장치 구성은, 제6도 및 제7도에 도시한 바와같이, 냉방/제습시 압축기(1)로부터 토출되는 냉매가 실외 열교환기(2)에서 열교환되고, 상기 실외 열교환기(2)에서 열교환되어 토출되는 냉매유로를 냉방기능시 ③→①, ④→②로 제습기능시 ①→②, ③→④로 형성토록 하는 4방밸브(3)와, 상기 실외 열교환기(2)에서 열교환되어 토출되는 냉매를 감압시키는 제1감압장치(4)와, 실내측의 온도를 검출하는 실내온도 검출용 써어미스타(13)와, 상기 제1감압장치(4)로부터 토출되는 냉매를 냉방시 상기 제1감압장치(4)로만 강제적으로 흐르도록 하는 체크밸브1(5)과, 실내 열교환기(7) 및 재열 열교환기(6)와 병렬로 연결하고 상기 실내 열교환기(7)로 부터의 냉매를 감압시키는 제2감압장치(8)와, 상기 제2감압장치(8)의 출구온도를 검출하는 써어미스타(14)와, 상기 실내 열교환기(7)로 부터 토출되는 냉매를 제습시 상기 제2감압장치(8)로만 흐르도록 하는 체크밸브2(9)와, 상기 실내열 교환기(7)의 열을 식히는 실내팬(11)과, 상기 실외 열교환기(2)의 열을 식히는 실외팬(12)과, 상기 써어미스타(13)(14)를 통해 전달된 온도에 따라 릴레이를 구동하여 실외기팬(12) 및 압축기(1)와 4방밸브(3)의 구동을 제어하는 마이크로컴퓨터(21)로 구성한다.
그리고, 공기조화기의 냉방/제습운전 회로는 종래에서와 같이 제3도에 도시한 바와같다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제습기능운전시 제3도에서와 같이 마이크로컴퓨터(21)에 의해 4방밸브(3)가 ①→②, ③→④의 유로가 형성됨에 따라 압축기(1)로 부터 토출되는 냉매는 상기 4방밸브(3)의 ①→②유로를 통해 제1감압장치(4)에서 감압되어 실내 열교환기(7)로 전달한다.
상기 제1감압장치(4)에서 감압된 냉매는 실내 열교환기(7)에서 열교환되어 토출하게 되면 체크밸브2(9)에서 강제적으로 제2감압장치(8)로 흐르도록 하여 그 강제적으로 흐른 냉매를 제2감압장치(8)에서 감압시켜 재열 열교환기(6)로 전달하면, 상기 재열 열교환기(6)에서 재차 열교환이 되어 4방밸브(3)로 전달한다.
그러면 상기 4방밸브(3)의 ③→④유로를 거쳐 실외 열교환기(2)를 거쳐 압축기(1)로 전달된다.
이때 실내측에 설치된 실내온도 검출용 써어미스타(13)가 실내측의 온도를 검출하여 마이크로컴퓨터(21)로 전달하게 되는데, 그 실내측의 상태가 제8도에서와 같이 불쾌감을 주는 온열요소의 온·습도중에서 27℃이상에서는 불쾌요소가 온도이므로 온도를 내리는 냉방운전기능을 수행하고, 27℃ 이하에서는 불쾌요소가 습도이므로 습도를 내리는 제습운전을 수행토록 판단한다.
판단결과 제습운전이 필요하다고 판단할 경우 실내온도가 27℃ 도달한 후 상기 마이크로컴퓨터(21)는 내부의 타이머1을 동작시켜 소정시간동안 공기조화기를 정지시킨 후 제습유로를 갖추도록 릴레이(22)를 통해 4방밸브(3)로 신호를 보낸다.
4방밸브(3)가 절환되어 제습유로를 갖춘다음 강제제습운전을 실행하도록 하는데, 이때 상기 마이크로컴퓨터(21)는 그 내부의 타이머2를 동작시켜 일정시간(Ti) 동안 압축기(1), 실외팬(12)을 온시키고 실내팬(11)은 설정된 풍량으로 강제 제습운전을 실행한다.
상기 강제 제습운전을 시간동안 Ti시간동안 실행한 다음에는 압축기(1)와 실내팬(11)은 오프시키고, 실외팬(12)은 온시켜 강제 정지동작을 일정시간(To) 동안 수행한다.
그리고, 상기 강제 제습운전을 행할 때, 마이크로컴퓨터는 실외온도 검출용 써어미스타(15)로부터 제2감압장치(8) 출구온도를 체크한다.
이때 실외측의 환경이 낮아지는 경우 실외응축열량이 커져서 제2감압장치(8) 출구측의 온도가 급격히 낮아져 실외온도 검출용 써어미스타(14)에 검출되는 온도가 최저온도(Td)에 이를 경우 마이크로컴퓨터(21)는 릴레이(22)를 구동하여 실외기팬(12)을 오프시킨다.
그리고, 상기 제2감압장치(8)를 출구측의 온도는 점차 상승하여 최저온도(Td) 이상이 되면 다시 실외팬(12)을 온시킨다.
계속해서 온도가 상승하여 최고온도(Tu) 보다 약간 낮은 온도에 도달하면 릴레이(22)룰 구동하여 +실외팬(12)을 오프시킨다.
그러면 다시 온도가 더 상승하여 최고온도(Tu)에 이르게 되면 다시 실외팬(12)을 온시킨다.
이에따라 점차 온도는 내려가 다시 최저온도(Td)에 이르고 이와같은 동작을 반복하여 운전하도록 한다.
상기에서 최저온도(Td)는 -1℃, 최고온도(Tu)는 3℃로 설정하여 운전하였을 경우 제 9 도에서와 제어특성이 나타나게 된다.
냉방부하가 큰 경우 제2감압장치(8)의 출구온도가 최고온도(3℃) 이상에서 가동되다가 냉방부하가 작은 장마철의 경우 상기 제2감압장치(8)의 출구온도가 최저온도(-1℃) 이하로 내려가 실외기팬(12)을 오프시키면 제2감압장치 출구온도 즉, 증발온도는 점차 상승하여 최고온도(Tu)에 이르게 되고 그 온도에 이른 후 다시 실외기팬(12)을 온시키면 다시 최저온도(Td)에 이르고 이후 이를 반복하여 운전하도록 함으로써 늘 실외환경과 실내환경이 변하더라도 증발온도는 최저온도(Td)와 최고온도(Tu) 사이에서 관리되어지도록 한다.
이상에서의 동작에 대하여 제어흐름도인 제10도에 의거하여 다시한번 살펴보면, 먼저 실내온도를 체크하여 27℃가 이상이면 실내가 상당히 더운상태이므로 냉방운전을 할 수 있도록 하고, 27℃ 이하이면 타이머1을 구동시켜 일정시간동안 장치를 정지시킨 후 그 시간이 경과하게 되면 4방밸브를 절환하여 제습운전을 위한 제습유로를 형성토록 한다.
상기 제습유로가 형성되면 타이머2를 구동하여 일정시간(Ti) 동안 강제제습운전을 수행하도록 한 후 이 제습운전이 종료되면, 일정시간(Tu) 동안 강제정지 동작을 하도록 한다.
그리고 상기 제습 운전시 제2감압장치(8)의 출구온도를 측정하여 미리설정한 최고온도(Tu) 이상이면 실외기팬(12)을 온하고 미만이면 실외기팬(12)을 오프하며, 또한 최저온도(Td) 이상이면 실외기팬(12)을 온하고 미만이면 실외기팬(12)을 오프하는 동작을 반복하여 어떠한 환경하에서도 설정한 최고온도와 최저온도 사이에서 제습운전을 실행할 수 있도록 한다.
상기에서 최고온도와 최저온도 사이의 증발온도는 0℃에서 10℃ 이하가 적당하다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 어떠한 환경하에서도 증발온도를 설정한 최고온도와 최저온도 사이에서 관리할 수 있어서 제습효과가 변함이 없고 탁월한 제습능력을 발휘할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 실내온도를 체크하여 27℃ 이상이면 냉방운전, 27℃ 이하이면 제습운전을 수행하도록 하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 제습운전시 일정시간동안 정지한 후 4방밸브를 절환한 후 강제 제습운전과 강제 정지동작을 순차적으로 수행하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 강제 제습운전시 제2감압장치 출구온도를 체크하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 체크한 제2감압장치 출구온도가 미리 설정되어 있는 최고온도와 최저온도 보다 각각 높으면 실외기 팬을 온하고, 각각 낮으면 실외기 팬을 오프하는 동작을 반복하여 운전하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제습운전 제어방법.
  2. 냉방/제습시 압축기로부터 부터 토출되는 냉매가 실외 열교환기에서 열교환되고, 상기 실외 열교환기에서 열교환되어 토출되는 냉매유로를 냉방/제습기능시 그 유로를 형성하여 주는 4방밸브와, 상기 실외/실내 열교환기에서 열교환되어 토출되는 냉매를 감압시키는 제1, 제2감압장치와, 상기 실외/실내 열교환기의 온도를 조절하는 실외팬 및 실내팬으로 이루어진 공기조화기에 있어서, 상기 실내 열교환기의 외부에 설치되어 실내측의 온도를 검출하는 실내온도 검출용 써어미스타와, 상기 제2감압장치의 출구측에 설치되어 상기 제2감압장치 출구의 온도를 검출하는 실외온도 검출용 써어미스타와, 사기 써어미스타를 통해 전달된 온도에 따라 실외기 팬과 압축기 및 4방밸브의 구동을 제어하여 제습 및 냉방운전을 수행하도록 하는 마이크로컴퓨터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제습운전 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 제2감압장치 출구온도는 -1℃-3℃의 영역으로 제어하여 실내 열교환기에서의 증발온도를 0℃-10℃의 영역을 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제습운전 제어장치.
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