KR100225640B1

KR100225640B1 - 공기조화기의 제상제어방법

Info

Publication number: KR100225640B1
Application number: KR1019970028367A
Authority: KR
Inventors: 최귀주
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-10-15
Also published as: CN1204029A; CN1112548C; KR19990004291A; JPH1123112A; US5931009A

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제상제어방법에 관한 것으로써, 압축기 및 실내팬의 구동에 따라 실내열교환기에서 열교환된 온풍을 토출하여 난방운전을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 제상운전을 개시하는 방법은, 상기 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 실외열교환기의 온도, 실외온도를 감지하고, 압축기의 운전시간을 카운터하는 단계와, 상기 실외온도대비 실외열교환기 온도가 소정시간동안 일정온도 이하이고 상기 압축기의 운전시간이 소정시간 이상이면 압축기 및 사방밸브를 구동하여 실외기에 착상된 성에를 제거하는 제상단계로 구성되어 있으며, 상기 제상단계는 실외온도가 -13℃일 때 실외열교환기 온도가 -13℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하거나 또는 실외온도가 -1℃일 때 실외열교환기 온도가 -6℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하면 제상운전을 개시함으로서, 실외열교환기 온도, 실외온도 및 압축기 운전시간을 비교판단하여 확실한 성에 착상시에만 제상운전을 수행하므로 난방효율을 향상시킬 수 있다.

Description

공기조화기의 제상제어방법

본 발명은 냉난방운전을 수행하는 인버터 공기조화기에 관한 것으로, 특히 공기조화기의 난방운전시 실외열교환기 온도와 실외온도 및 압축기의 운전시간을 비교하여 실외기의 상에착상여부를 정확히 판단하므로 효율적인 제상운전을 수행하는 공기조화기의 제상제어방법에 관한 것이다.

종래의 공기조화기는 제1도 및 제2도에 도시한 바와같이, 실내공기가 흡입되는 다수의 흡입구(3)가 형성된 흡입그릴부재(5)가 실내기본체(1;이하, 본체라 한다)의 전면하부에 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 냉풍 또는 온풍으로 열교환된 공기를 실내로 토출하는 토출구(7)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(7)에는 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 상하풍향날개(9)와 좌우로 조절하는 좌우풍향날개(11)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면에는 실내기의 외관을 미려하게 함과 동시에 내장물을 보호하는 커버부재(13)가 고착되어 있으며, 상기 커버부재(13)의 하측부에는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 운전의 시작/정지, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량 및 풍향 등을 조절하는 조작부(15)가 구비되어 있다.

제2도에 도시한 바와같이, 상기 흡입그릴부재(5)의 내측에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기에 부유하는 먼지등의 이물질을 필터링하는 필터부재(17)가 설치되어 있고, 상기 필터부재(17)의 내측에는 상기 필터부재(17)에 의해 필터링 된 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환시키도록 일자형상의 실내열교환기(19)가 설치되어 있다.

또, 상기 실내열교환기(19)의 상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(7)를 통해 실내로 토출하도록 실내팬모터(21)의 구동에 따라 회전하는 블로워팬(23;이하, 실내팬이라 한다)이 설치되어 있고, 상기 실내팬(23)의 외측에는 상기 실내팬(23)을 카바함과 동시에 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(7)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(25)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기가 냉난방을 겸하여 사용하는 인버터에어콘인 경우, 난방시에는 사방밸브(31)가 온되어 냉매가 도3의 점선(--＞)으로 도시한 바와같이, 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(37)→ 팽창밸브(33)→ 난방용 팽창밸브(34)→ 실외열교환기(35)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39) 순으로 순환되도록 한다.

반면, 냉방시에는 사방밸브(31)가 오프되어 냉매가 도3의 실선(→ )으로 도시한 바와같이, 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실외열교환기(35)→ 한방향밸브(36)→ 팽창밸브(33)→ 실내열교환기(37)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39)순으로 순환되도록 한다

이때, 사방밸브(31)는 오프시에 실선(→ )으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절하고, 온시에는 점선(--＞)으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절한다.

상기와 같이 구성된 냉난방겸용의 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘이나 조작부(15)를 조작하여 원하는 운전모드(예를들면, 난방)를 선택한다음 운전키를 온시키면, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)를 비교하여 설정온도((Ts)가 실내온도(Tr)보다 높은 경우 설정온드(Ts)와 실내온도(TR)의 차에 따라 압축기(39)의 운전주파수를 결정하여 압축기(39)를 구동시킨다.

상기 압축기(39)가 구동되면, 냉매가 도3의 점선(--＞)으로 도시한 바와같이, 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(33)→ 난방용 팽창밸브(34)→ 실외열교환기(19)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 가열되기 시작하는데, 이때에 변화하는 실내열교환기(19)의 온도에 따라 실내팬(23)의 구동을 제어한다.

만약, 실내열교환기(19)의 온도가 일정온도(약, 27℃) 미만이면, 실내팬(23)을 정지시켜 난방초기시 실내로 냉풍이 토출되는 것을 방지하고, 실내열교환기(19)의 온도가 일정온도(약, 27℃) 이상이면, 실내팬(23)을 구동시킨다.

상기 실내팬(23)이 구동되면, 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 실내열교환기(19)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 온풍으로 열교환되고, 실내열교환기(19)에서 열교환된 온풍은 상부로 안내되어 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 온풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내 난방을 수행한다.

상기와 같은 난방싸이클에 따라 실내열교환기(19)에서 열교환된 온풍은 상부로 안내되어 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 온풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내난방을 수행한다.

상기와 같이 난방운전이 일정시간 수행되면, 외부에서 송풍되는 공기를 실외열교환기(35)에서 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각시킬때에 외부로 배출되는 냉기에 의해 상기 실외열교환기(35)에 성에가 착상되고, 이 착상된 성에가 시간이 지날수록 두터운 얼음으로 되어 상기 실외열교환기(35)의 열교환능력이 저하될뿐만 아니라, 이에 따른 난방효율의 저하로 소비전력이 상승한다는 문제점이 있었다.

또한, 상기 실외열교환기(35)에 착상된 성에로 인해 실외열교환기(35)의 결빙현상이 발생하여 압축기(39) 고장의 원인이 되었다.

이에, 종래의 공기조화기에 있어서는, 이를 방지하기 위해 상기 공기조화기의 난방운전시 압축기(39)가 동작하여 30분이 경과한 시점이후부터 실외열교환(35)의 배관온도(Top)를 도시되지 않은 배관온도센서에 의해 감지하여 실외배관온도(Top)의 온도변화속도를 측정한다음 온도변화속도가 일정속도이상이면, 실외기에 성에가 착상되는 제상조건이라고 판단하여 실외팬(37)과 실내팬(23)을 정지시켜 난방운전을 중지하면서 사방밸브(31)를 정지시켜 공기조화기를 냉방운전으로 전환한다.

이에 따라, 냉매가 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실외열교환기(35)→ 한방향밸브(36)→ 팽창밸브(33)→실내열교환기(19)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39)순으로 순환되는 냉방싸이클을 형성함으로서 실외열교환기(35)가 가열되기 시작하므로 실외열교환기(35)에 착상된 성에를 제거하는 제상운전을 수행한다.

그런데, 이와같은 종래의 제상운전방식에 있어서는, 제상조건을 판단하기위해 실외열교환기(35)의 온도변화속도를 측정해야 하므로 배관온도센서의 정밀도가 높아야 하기 때문에 센서의 단가가 상승하고, 온도를 검출하는 속도가 빨라야 하고 실외열교환기(35)만의 온도를 감지하기 때문에 실외기의 성에 착상여부를 정확하게 판단할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난방운전시 실외열교환기 온도, 실외온도 및 압축기 운전시간을 비교 판단하여 확실한 성에 착상시에만 제상운전을 수행하므로 난방효율을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 제상제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어방법은, 압축기 및 실내팬의 구동에 따라 실내열교환기에서 열교환된 온풍을 토출하여 난방운전을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 제상운전을 개시하는 방법은, 상기 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 실외열교환기의 온도, 실외온도를 감지하고, 압축기의 운전시간을 카운터하는 단계와, 상기 실외온도 대비 실외열교환기 온도가 소정시간동안 일정온도 이하이고 상기 압축기의 운전시간이 소정시간 이상이면 압축기 및 사방밸브를 구동하여 실외기에 착상된 성에를 제거하는 제상단계로 구성되어 있으며, 상기 제상단계는 실외온도가 -13℃일 때 실외열교환기 온도가 -13℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하거나 또는 실외온도가 -1℃일 때 실외열교환기 온도가 -6℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하면 제상운전을 개시하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도,

제2도는 제1도의 종단면도,

제3도는 일반적인 공기조화기의 냉ㆍ난방싸이클도,

제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 제상장치의 제어블록도,

제5a도 내지 제5c도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어 동작순서를 도시한 플로우챠트,

제6도 본 발명에 의한 실외온도대비 실외열교환기 온도의 제상감지 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

31 : 사방밸브 35 : 실외열교환기

37 : 실외팬 39 : 압축기

104 : 제어수단 106 : 실내온도감지수단

108 : 실내습도감지수단 110 : 실내배관온도감지수단

112 : 실외온도감지수단 114 : 실외습도감지수단

116 : 실외배관온도감지수단 120 : 풍향조절수단

122 : 압축기구동수단 124 : 실외팬모터구동수단

126 : 실내팬모터구동수단 128 : 사방밸브구동수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 신호수신수단(102)은 사용자가 원하는 공기조화기의 운전조건(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량(강풍, 약풍, 미풍 등) 및 풍향, 설정온도(Ts), 공기조화기의 운전/정지를 입력하도록 도시되지 않은 리모콘의 키조작에 따라 리모콘으로부터 송신되는 적외선신호를 수신하는 광수신부이다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 신호수신수단(102)에 의해 수신된 적외선 신호에 따라 사용자가 선택한 운전조건을 판단하여 공기조화기의 전체적인 동작을 제어함은 물론, 상기 실외열교환기(35)의 온도, 실외온도 및 압축기(39)의 운전누적시간에 따라 실외기의 성에착상여부를 판단하여 제상운전을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(104)은 실외기에 설치되어 압축기(39), 실외팬(37) 및 사방밸브(31)를 구동제어하는 실외기마이컴과, 실내기에 설치되어 실내팬(23), 풍향날개(9,11)를 구동제어하는 실내기마이컴과, 상기 실외기 및 실내기마이컴사이에 코드화시킨 통신신호를 상대쪽에 서로 입출력하도록 실외기 및 실내기사이에 연결한 통신케이블을 구비하고 있다.

실내온도감지수단(106)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts)로 실내온도를 제어하여 상기 공기조화기의 난방운전을 수행하도록 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하고, 실내습도감지수단(110)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 습도(Hr)를 감지하며, 실내배관온도감지수단(110)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실내열교환기(19)의 배관온도 즉, 상기 실내열교환기(19)를 통과하는 냉매온도를 감지한다.

실외온도감지수단(112)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실외공기의 온도(To)를 감지하고, 실외습도감지수단(114)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실외공기의 습도(Ho)를 감지하며, 실외배관온도감지수단(116)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실외열교환기(35)의 배관온도 즉, 상기 실외열교환기(35)를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 제어수단(104)에 출력한다.

또한, 풍향조절수단(120)은 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기가 방안 전체에 골고루 확산되도록 토출공기의 방향을 상하 및 좌우조절하는 풍향모터(121)를 구동제어하고, 압축기구동수단(122)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(39)를 구동제어한다.

실외팬모터구동수단(124)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts)와 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실외열교환기(35)에서 열교환된 공기를 실외로 송풍하도록 실외팬모터(12)의 회전수를 제어하여 실외팬(37)을 구동제어하고, 실내팬모터구동수단(126)은 상기 운전조작수단(20)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실내열교환기(37)에서 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 송풍하도록 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동제어한다.

또한 도면에 있어서, 사방밸브구동수단(128)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전조건(냉방 또는 난방)에 따라 냉매의 흐름을 변환시키도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(31)를 온/오프구동제어하고, 표시수단(130)은 상기 제어수단(104)의 제어에 따라 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 제상운전/제상완료를 표시하는 제상표시램프를 온/오프시킴은 물론, 상기 공기조화기의 운전상태를 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 제상제어방법의 작용효과를 설명한다.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 제5a도 내지 제5c도에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(104)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 도시되지 않은 리모콘을 조작하여 원하는 운전조건(예를 들면, 난방)과 설정온도(Ts), 설정풍량 및 설정풍향을 입력한다음 운전키를 누르면, 리모콘에서는 키입력에 해당하는 원격제어신호를 소정의 프로토콜에 의해 부호화하고, 이렇게 부호화된 신호를 변조하여 적외선신호를 발신한다.

상기 리모콘에서 적외선신호가 발신되면, 신호수신수단(102)에서는 이를 수신하여 전기신호로 변환하고, 이 변환된 전기신호를 복조하여 운전조건과 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)를 제어수단(104)에 입력시킨다.

이에 따라, 스텝S2에서 제어수단(104)은 상기 운전조작수단(102)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S2이하의 동작을 반복 수행한다.

상기 스텝S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝S3으로 나아가서 제어수단(104)은 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전조건이 난방운전인가를 판별하여, 난방운전이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S31로 나아가서 상기 공기조화기의 냉방 또는 제습운전을 수행하면서 상기 스텝S3으로 복귀하여 스텝S3이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S3에서의 판별결과, 난방운전인 경우(YES일 경우)에는 공기조화기의 난방운전을 수행하기위해 스텝S4에서 제어수단(104)은 사방밸브(31)를 제어하기 위한 제어신호를 사방밸브구동수단(128)에 출력한다.

따라서, 상기 사방밸브구동수단(128)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 사방밸브(31)를 온시킴으로써 냉매가 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(33)→ 난방용 팽창밸브(34)→ 실외열교환기(35)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39)순으로 순환되도록 한다.

이때, 스텝S5에서는 실내열교환기(19)의 온도(Tip)를 실내배관온도감지수단(110)에서 감지하면, 제어수단(104)에서는 실내배관온도감지수단(110)에 의해 감지된 실내배관온도(Tip)의 아날로그데이타를 입력받아 디지털로 변환하여 실내배관온도(Tip)가 소정온도(Tl;난방초기시 냉풍토출을 방지하는 예열배관온도, 약 27℃)이하인가를 판별한다.

상기 스텝S5에서의 판별결과, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(Tl)이하인 경우(YES일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출될 수 있는 온도조건이라고 판단하여 실내팬(23)을 구동시키지 않고 실외기를 먼저 구동시켜 실내열교환기(19)를 가열시키도록 스텝S6으로 나아가서 제어수단(104)은 실외기의 운전조건인가를 판별한다.

실외기의 운전조건이라 함은, 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)가 사용자가 설정한 온도(Ts)보다 작은 경우이다.

상기 스텝S6에서의 판별결과, 실외기의 운전조건이 아닌 경우(NO일 경우)에는 운전동작을 대기하면서 상기 스텝S4로 복귀하여 스텝S4이하의 동작을 반복수행하고, 실외기의 운전조건인 경우(YES일 경우)에는 스텝S7로 나아가서 제어수단(104)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기(39)의 운전 주파수와 실외팬모터(125)의 회전수를 결정하여 압축기(39)와 실외팬(37)을 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(122)과 실외팬모터구동수단(124)에 출력한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(122)에서는, 제어수단(104)에서 결정된 운전주파수에 따라 압축기(39)를 구동시키고, 실외팬모터구동수단(124)에서는 제어수단(104)에서 결정된 회전수에 따라 실외팬(37)을 구동시킨다.

이때, 스텝S8에서는 압축기(39)의 구동에 의한 냉매의 순환시에 가열되는 실내열교환기(19)의 온도(Tip)를 실내배관온도감지수단(110)에서 감지하면, 제어수단(104)에서는 실내배관온도감지수단(110)에 의해 감지된 실내배관온도(Tip)가 소정온도(Tl)이상인가를 판별하여, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(Tl) 이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출될 수 있는 온도조건이라고 판단하여 상기 스텝S7로 복귀하여 스텝S7이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S8에서의 판별결과, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(Tl)이상인 경우(YES일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출되지 않는 온도조건이라고 판단하여 스텝S9로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬(23)을 구동하기위한 제어신호를 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

이에 따라, 실내팬모터구동수단(126)은 설정풍량에 따라 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동시킨다.

상기 실내팬(23)이 구동되면, 스텝S10에서는 압축기(39)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 사방밸브(31)를 통해 실내열교환기(19)에 유입되고, 실내열교환기(19)에서는 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실내팬(23)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 상온고압의 냉매로 냉각시킴에 따라 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 온풍으로 열교환된다.

상기 실내열교환기(19)에서 온풍이 열교환된 공기는 상부로 이동되어 토출구(7)에 회동가능케 설치된 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향 각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내를 난방시킨다.

이때, 상기 실내열교환기(19)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 팽창밸브(33)와 난방용 팽창밸브(34)를 통과하면서 저온저압의 무상냉매로 감압되어 실외열교환기(35)에 유입된다.

따라서, 상기 실외열교환기(35)에서는 팽창밸브(33)와 난방용 팽창밸브(34)에서 감압된 저온저압의 무상냉매를 받아서 실외팬(37)에 의해 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각하고, 상기 실외열교환기(35)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 사방밸브(31)를 통해 다시 압축기(39)로 흡입되면서 도3의 점선(--＞)으로 도시한 바와같이, 반복순환하는 난방싸이클을 형성하면서 실내난방을 수행한다.

상기와 같이, 난방운전이 일정시간 수행되면, 실외팬(37)에 의해 송풍되는 공기를 실외열교환기(35)에서 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각시킬 때에 외부로 배출되는 냉기에 의해 실외열교환기(35)의 표면에 성에가 착상되고, 이 착상된 성에가 시간이 지날수록 두터운 얼음으로 되어 실외기의 결빙현상이 발생한다.

이에 따라, 실외기의 성에착상여부를 감지하기 위해 실외열교환기(35)의 온도(Top), 실외온도(To) 및 압축기(39)의 운전시간에 따른 제상조건을 판단해야 하므로 스텝S11에서는 압축기(39) 운전인가를 판별하여, 상기 압축기(39) 운전이 아닌 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S10으로 복귀하여 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S11에서의 판별결과, 압축기(39) 운전인 경우(YES일 경우)에는 스텝S12로 나아가서 제어수단(104)은 내장되어 있는 타이머에 의해 압축기(39)의 운전시간을 카운터하기 시작하고, 스텝S13으로 나아가서 압축기(39) 운전에 따른 난방운전시에 변화하는 실외열교환기(35)의 온도(Top)를 실외배관온도감지수단(116)에서 감지하고, 스텝S14에서는 난방운전시에 변화하는 실외공기의 온도(To)를 실외온도감지수단(112)에서 감지한다.

따라서, 스텝S15에서는 실외온도(To)에 따른 실외열교환기(35)의 온도변화를 나타낸 실외온도(To)대비 실외배관온도(Top)가 도6에 도시된 L1라인 이하(예를 들면, 실외온도 -13℃일 때 실외배관온도 -13℃이하 또는 실외온도 -1℃일 때 실외배관온도 -6℃이하)인가를 판별하여, L1라인 이하인 경우(YES일 경우)에는 스텝S16으로 나아가서 L1라인 이하로 소정시간(t1;실외기에 성에가 착상되는 시간, 약 20분)이 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S16에서의 판별결과, 소정시간(t1)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되지 않은 상태라고 판단하여 스텝S17로 나아가서 실외온도(To)대비 실외배관온도(Top)가 도6에 도시된 L2라인 이하(예를들면, 실외온도 -13℃일 때 실외배관온도 -14℃이하 또는 실외온도 -1℃일 때 실외배관온도 -7℃이하)인가를 판별한다.

상기 스텝S17에서의 판별결과, L2라인 이하가 아닌 경우에는(NO일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S11로 복귀하여 스텝S11의 동작을 반복 수행하고, L2라인 이하인 경우(YES일 경우)에는 스텝S18로 나아가서 L2라인 이하로 소정시간(t2;약 3분)이 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S18에서의 판별결과, 소정시간(t2)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S11로 복귀하여 스텝S11이하의 동작을 반복수행하고, 소정시간(t2)이 경과한 경우(YES일 경우)에는 스텝S19로 나아가서 제어수단(104)은 카운터 압축기(39)의 운전시간이 소정시간(t3;약 35분)이 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S19에서의 판별결과, 소정시간(t3)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S11로 복귀하여 스텝S11이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S19에서의 판별결과, 소정시간(t3)이 경과한 경우(YES일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되는 제상조건이라고 판단하여 공기조화기의 제상운전을 수행하기위해 스텝S20에서 제어수단(104)은 제상운전시간을 카운터하기 시작하고, 스텝S21로 나아가서 압축기(39)의 운전주파수를 65㎐로 변경시킨다.

따라서, 스텝S22에서는 압축기(39)의 운전주파수가 65㎐로 변경되었는지를 판별하여, 65㎐로 변경되지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S20으로 복귀하여 스텝S20이하의 동작을 반복수행하고, 65㎐로 변경된 경우(YES일 경우)에는 스텝S23으로 나아가서 제어수단(104)은 실외팬모터(125)와 실내팬모터(21)를 정지하기 위한 제어신호를 실외팬모터구동수단(124)과 실내팬모터구동수단(126)에 출력함과 동시에 사방밸브(31)를 제어하기위한 제어신호를 사방밸브구동수단(128)에 출력한다.

이에 따라, 상기 실외팬모터구동수단(124)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 실외팬모터(125)를 정지시켜 실외팬(37)의 구동을 정지하고, 실내팬모터구동수단(126)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 실내팬모터(21)를 정지시켜 실내팬(23)의 구동을 정지하며, 사방밸브구동수단(128)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 사방밸브(31)를 오프시켜 냉매의 흐름을 냉방싸이클로 전환시킨다.

이때, 스텝S24에서는 압축기(39)의 운전주파수를 제상운전에 맞게 80㎐로 변경시키고, 스텝S25에서는 사방밸브(31)의 오프에 따라 냉매가 압축기(39)→ 사방밸브(31)→ 실외열교환기(35)→ 한방향밸브(36)→ 팽창밸브(33)→ 실내열교환기(19)→ 사방밸브(31)→ 압축기(39)순으로 순환되는 냉방싸이클을 형성함으로서 실외열교환기(35)가 가열되기 시작하므로 실외열교환기(35)에 착상된 성에를 제거하는 제상운전을 수행한다.

상기와 같이 제상운전이 일정시간 수행되면, 실외열교환기(35)에 착상된 성에가 제거되므로 실외열교환기(35)의 온도(Top)에 따른 제상완료조건을 체크해야 하므로 스텝S26에서는 제상운전시에 변화하는 실외열교환기(35)의 온도(Top)를 실외배관온도감지수단(110)에서 감지하여 소정온도(T2;제상운전시 실외기에 착상된 성에가 제거되는 배관온도, 약 12℃)이상인가를 판별한다.

상기 스텝S26에서의 판별결과, 실외배관온도(Top)가 소정온도(T2)이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 실외기에 착상된 성에가 제거되지 않은 상태라고 판단하여 스텝S27로 나아가서 제어수단(104)은 카운터한 제상운전시간이 소정시간(t4;약 12분)을 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S27에서의 판별결과, 소정시간(t4)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 실외기에 착상된 성에가 제거되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S23로 복귀하여 스텝S23이하의 동작을 반복수행하고, 소정시간(t4)이 경과한 경우(YES일 경우)에는 실외기에 착상된 성에가 제거된 상태라고 판단하여 스텝S28로 나아가서 제어수단(104)은 압축기(39)를 정지하기위한 제어신호를 압축기구동수단(122)에 출력한다.

따라서, 상기압축기구동수단(122)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 압축기(39)의 운전을 정지하고, 스텝S29에서 제어수단(104)은 상기 압축기(39)의 운전정지시간이 소정시간(t5;약 30초)을 경과하였는지를 판별하여, 소정시간(t5)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S28로 복귀하여 스텝S28이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S30에서의 판별결과, 소정시간(t5)이 경과한 경우(YES일 경우)에는 스텝S30으로 나아가서 제어수단(104)은 공기조화기의 난방운전을 수행하기위해 압축기(39), 실외팬모터 (125) 및 실내팬모터(21)를 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(122), 실외팬모터구동수단(124) 및 실내팬모터구동수단(126)에 출력함과 동시에 사방밸브(31)를 제어하기 위한 제어신호를 사방밸브구동수단(128)에 출력한다.

이에 따라, 상기 압축기구동수단(122)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 압축기(39)를 구동시키고, 실외팬모터구동수단(124)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 실외팬(37)을 구동시키며, 실내팬모터구동수단(126)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 실내팬(23)을 구동시킴과 동시에 사방밸브구동수단(128)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 사방밸브(31)를 온시켜 냉매의 흐름을 난방싸이클로 전환시킴으로서 난방운전을 수행하면서 상기 스텝S10으로 복귀하여 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S15에서의 판별결과, L1라인 이하가 아닌 경우(NO일 경우)에는 실외기에 성에가 착상되지 않은 상태라고 판단하여 상기 스텝S17로 나아가서 스텝S17이하의 동작을 반복수행하고, 상기 스텝S26에서의 판별결과, 실외배관온도(Top)가 소정온도(T2)이상인 경우(YES일 경우)에는 실외기에 착상된 성에가 제거된 상태라고 판단하여 상기 스텝S28로 나아가서 스텝S28이하의 동작을 반복수행한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 제상제어방법에 의하면, 난방운전시 실외열교환기 온도, 실외온도 및 압축기 운전시간을 비교 판단하여 실외기의 성에착상여부를 정확히 판단하므로 확실한 성에 착상시에만 제상운전을 수행하기 때문에 난방효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims

압축기 및 실내팬의 구동에 따라 실내열교환기에서 열교환된 온풍을 토출하여 난방운전을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 제상운전을 개시하는 방법은, 상기 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 실외열교환기의 온도, 실외온도를 감지하고, 압축기의 운전시간을 카운터하는 단계와, 상기 실외온도대비 실외열교환기 온도가 소정시간동안 일정온도 이하이고 상기 압축기의 운전시간이 소정시간 이상이면 압축기 및 사방밸브를 구동하여 실외기에 착상된 성에를 제거하는 제상단계로 구성되어 있으며, 상기 제상단계는 실외온도가 -13℃일 때 실외열교환기 온도가 -13℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하거나 또는 실외온도가 -1℃일 때 실외열교환기 온도가 -6℃이하로 20분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하면 제상운전을 개시하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제상제어방법.
압축기 및 실내팬의 구동에 따라 실내열교환기에서 열교환된 온풍을 토출하여 난방운전을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 제상운전을 개시하는 방법은, 상기 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 실외열교환기의 온도, 실외온도를 감지하고, 압축기의 운전시간을 카운터하는 단계와, 상기 실외온도대비 실외열교환기 온도가 소정시간동안 일정온도 이하이고 상기 압축기의 운전시간이 소정시간 이상이면 압축기 및 사방밸브를 구동하여 실외기에 착상된 성에를 제거하는 제상단계로 구성되어 있으며, 상기 제상단계는 실외온도가 -13℃일 때 실외열교환기 온도가 -14℃이하로 3분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하거나 또는 실외온도가 -1℃일 때 실외열교환기 온도가 -7℃이하로 3분이상 유지되고 압축기 운전시간이 35분을 경과하면 제상운전을 개시하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제상제어방법.