KR100194110B1 - 공기조화기의 압축기 주파수 천이속도 가변방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터에 의한 가변능력형 압축기 운전주파수 속도를 가변하여 진동 및 소음을 방지하고 직류피크발생과 총합전류상승을 방지하기 위한 것으로, 외부명령이나 부하상태에 따라 압축기 운전주파수를 엎/다운시킬지 판단하고 엎조건일 경우 저주파수 대역에서 주파수 상승속도를 증가하고 고주파수 대역에서는 감소시키며, 다운조건일 경우에는 고주파수 대역에서 주파수 하강속도를 증가시키고 저주파 대역에서 주파수 상승속도를 감소시키도록 데이터를 저장하고, 엎/다운 조건에 따른 해당 주파수 대역에서 상기 데이터에 상응하는 주파수로 천이되게 제어한다.

Description

공기조화기의 압축기 주파수 천이속도 가변방법

본 발명은 공기조화기의 압축기 운전주파수 제어방법에 관한 것으로, 특히 압축기 운전주파수의 엎/다운시 주파수대역에 따라 천이속도를 가변하도록 하는 공기조화기의 압축기 주파수 천이속도 가변방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기적으로 교류를 직류로 순변환하거나 반대로 직류를 교류로 역변환하는 장치를 컨버터 또는 인버터라 한다.

공조기에서 말하는 인버터란 컨버터를 포함한 것으로, 주파수를 조절하여 압축기의 회전수를 조절하고 나아가서 냉.난방 능력을 제어하는 것으로 주파수 변환장치라고 말한다.

통상적인 인버터 공조기는 일정한 교류전압을 정류를 통해 직류로 변환한 후 다시 교류로 변환하여 냉방 부하조건에 따라 주파수를 변환시키는 것으로, 일예로 압축기에 적용할 경우 주파수 변화에 따라 회전수가 변하면서 냉방 능력을 가변시킬 수 있게 되며, 아울러 저소비 전력의 절전냉방 운전이 가능하게 된다.

이와 같이 인버터 공조기는 부하에 따라 주파수를 변화시킬 수 있기 때문에 실내온도를 급히 올리거나(난방시), 급히 내려서(냉방시) 설정온도까지 도달하는 시간을 단축시킬 수 있으며, 부하의 정지가 거의 없기 때문에 실온의 변화를 최소온도 대역에서 정밀하게 유지할 수 있고, 최저 주파수로 일단 기동한 후 점차 고속으로 변속되기 때문에 기동전류가 운전전류 보다도 낮아 기동시 다른 전기제품에 미치는 영향이 없으며, 아울러 일반 공조기에 비해 전력 손실이 적다.

일예로 일반적인 인버터 공조기는 크게 실내기(100)와, 실외기(200)로 구분되며, 상기 실내기(100)는 실내온도를 감지하는 실내온도센서(110)와, 실내열교환기에 의해 열교환된 저온의 기류를 실내로 송풍하기 위한 실내팬모터(120)와, 실내팬 모터제어, 온도 연산 및 타이머 기능 등이 구비되어 설정된 프로그램에 따라 부하를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 실내마이컴(130)으로 구성되며; 상기 실외기(200)는 실외온도를 감지하는 실외온도센서(210)와, 실외열교환기를 냉각시켜 열교환 효율을 높이기 위한 실외팬모터(220)와, 상기 실내마이컴(130)의 제어신호에 의해 인버터 출력주파수를 제어하는 실외마이컴(230)과, 상기 실외마이컴(230)의 제어신호에 의해 압축기를 구동시키는 TR구동부(240)와, 상기 TR구동부(240)의 구동에 따라 A/D컨버터(250)를 통해 상용전원(AC)이 순변환된 직류전원을 다시 교류로 전환하여 압축기를 구동하는 인버터부(260)와, 상기 인버터부(260)에서 인가된 교류전원에 의해 냉각싸이클의 냉매를 강제적으로 압축하여 순환시키는 압축기(270)와 과부하 상승에 따라 변환하는 전압과 전류를 검출하는 직류피크 검출부(280) 및 과전류검출부(290)로 구성되어 소정의 프로그램에 의해 시스템을 제어함으로써 냉.난방 공조를 행하게 된다.

이와 같이 구성된 공기조화기는 압축기의 운전주파수를 엎시키거나 다운시킬 때 항상 1초당 2Hz의 속도로 엎/다운되도록 세팅되어 있다.

그러나 이러한 방법은 주파수 엎시에 주운전주파수 대역이 아닌 주파수를 경유할 때 즉, 초기 압축기 구동시 저주파수에서 일정한 속도로 상승하기 때문에 소음 및 진동이 발생하고, 반대로 주파수를 다운시킬 때는 냉매 압력차에 의해 직류피크가 발생하거나 총합전류가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 특히 압축기 주파수를 엎시킬 경우 진동 및 소음이 발생하는 저주파대역에서는 주파수 천이속도를 급변시켜 신속히 정상운전에 도달할 수 있도록 하고, 반대로 주파수를 다운시킬 경우에는 주파수 천이속도가 서서히 감소되게 제어하여 압축기 시스템을 보호할 수 있도록 하는 공기조화기의 주파수 천이속도 가변방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 인버터 압축기와, 상기 압축기의 운전주파수를 소정의 출력전압과 운전주파수의 비로 제어하는 인버터와, 상기 인버터에 공기조화 부하에 따른 가변주파수 제어명령을 부여하는 제어수단이 구비된 공기조화장치에 있어서, 외부명령이나 부하상태에 따라 압축기 운전주파수를 엎/다운시킬지 판단하고 업조건일 경우 저주파수 대역에서 주파수 상승속도를 증가하고 고주파수 대역에서는 주파수 증가속도를 감소시키며, 다운조건일 경우에는 고주파수 대역에서 주파수 하강속도를 증가시키고 저주파수 대역에서 주파수 하강속도를 감소시키도록 데이터를 저장하고, 엎/다운 조건에 따른 해당 주파수 대역에서 상기 데이터에 상응하는 주파수로 천이되게 제어함을 특징으로 한다.

이러한 방법에 의하면, 본 발명은 초기 압축기 기동시 저주파수대역에서 주파수속도를 급변하여 진동 및 소음을 방지하고 아울러 정상적인 공조시작 시간을 단축할 수 있고, 압축기 운전중 다운시킬 경우에는 주파수 속도를 감소시켜 시스템을 보호할 수 있다.

제1도는 일반적인 공기조화기 시스템을 보인 블럭회로도.

제2도는 본 발명의 압축기 운전주파수 가변방법을 설명하기 위한 순서도.

제3도는 압축기 운전주파수에 따른 주파수 천이를 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

230 : 실외마이컴 240 : TR구동부

260 : 인버터부 270 : 압축기

290 : 과전류검출부

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 공기조화기는 종래의 기술구성과 동일하며 압축기 운전주파수 속도 가변방법에 있어서, 종래방법과 구별된다.

즉, 본 발명은 제2도의 순서도와 같이 압축기가 초기 기동인지 운전중인지를 판단(S1)하게 되는데, 만약 압축기를 초기 기동시킬 경우에는 최소주파수 대역까지 압축기 주파수 속도를 6.25Hz/초의 속도로 천이폭이 크도록 상승(S2-S3)시키고 최소주파수 대역에 도달하면 동일 주파수 대역에서 약 2분간 운전(S4-S5)한다.

일예로 압축기 최소운전주파수 대역이 35Hz라 가정하면, 1초당 6.25Hz씩 상승시켜 최소운전주파수 대역까지 약 5.5초의 짧은 시간에 도달되게 함으로써 진동 및 소음을 방지하게 된다.

이후 임의의 운전주파수 대역까지 6.25Hz/초의 속도로 상승(S6-S7)시키고, 상기 운전주파수 대역에 도달하면 1.2Hz/초의 속도로 목표주파수까지 주파수 속도를 완만히 상승(S8-S9)시킨다.

한편, 압축기 운전주파수 엎조건은 압축기 초기기동이나 또는 최소운전주파수에서 목표주파수로의 상승일 수 있고, 반대로 다운조건은 압축기 기동중에 시스템을 정지하거나 또는 과부하 방지를 위해 일시적인 다운현상일 수도 있기 때문에 마이컴에서는 압축기 운전중인지를 판단하고 아울러 주파수 엎/다운 조건을 판단(S10)한다.

만약 기동중인 압축기 운전주파수를 엎시켜야 할 상황이면 그 시점의 운전주파수를 판단(S11)하게 되는데 통상 압축기가 기동중일 경우에는 최소운전주파 보다 높은 주파수 대역에서 운전하게 된다. 따라서 이때의 냉매는 안정된 상태이기 때문에 목표주파수까지 주파수 상승속도를 1.2Hz/초씩 서서히 상승시키게 된다.

반대로, 스텝10에서 압축기 운전주파수를 하강시켜야 할 경우 하강시켜야 할 시점의 운전주파수를 판단(S16)하고, 그에 따른 해당 주파수로 하강 속도를 제어한다.

만약, 현재주파수가 최소주파수이거나 또는 최소주파수 보다 높은 임의의 주파수(난방:48Hz, 냉방:59Hz)일 경우 그 주파수 부터는 저주파 대역을 통과하기 때문에 1.2Hz/초의 속도로 서서히 운전주파수를 하강(S17-S19)시킨다.

그리고 고주파 대역인 목표주파수에서 하강시키고자 할 경우에는 2.4Hz/초의 속도로 임의의 주파수대역에 도달할 때 까지 하강(S12)시키고, 이 시점부터 동일 주파수로 약2분간 운전(S22-S23)시킨 후 1.2Hz/초의 속도로 저주파수 대역을 통과(S24-S25)시킨다.

즉, 운전주파수를 하강시킬 경우 고주파수 대역에서는 하강속도를 빨리하고, 저주파수 대역을 통과할 때는 하강속도를 완만히 유지시킴으로써 하강시 발생할 수 있는 직류피크발생이나 또는 총합전류의 상승을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 저주파대역에서는 주파수 천이속도를 빨리하고 반대로 주파수를 다운시킬 경우에는 주파수 천이속도가 서서히 감소되게 제어함으로써 초기 기동시에는 진동 및 소음을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 쾌적한 환경에 도달하는 시간을 단축할 수 있고, 아울러 주파수를 다운시킬 경우에는 직류피크발생이나 총합전류의 상승을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 인버터 압축기와, 상기 압축기의 운전주파수를 소정의 출력전압과 운전주파수의 비로 제어하는 인버터와, 상기 인버터에 공기조화 부하에 따른 가변주파수 제어명령을 부여하는 제어수단이 구비된 공기조화기에 있어서, 외부명령이나 부하상태에 따라 압축기 운전주파수를 엎/다운시킬지 판단하고 업조건일 경우, 저주파수 대역에서 주파수 상승속도를 고주파수 대역에서는 주파수 증가속도를 감소시키며, 다운조건일 경우에는 고주파수 대역에서 주파수 하강속도를 증가시키고 저주파수 대역에서 주파수 하강속도를 감소시키도록 제어함을 특징으로 하는 공기조화기 압축기 주파수 천이속도 가변방법.