KR100261809B1 - 히트펌프에어컨의운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트펌프 에어컨의 운전제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 에어컨이 설치된 주변 공간의 온도가 상승하여 과부하가 걸리게 되면 압축기의 토출온도를 측정하고 이를 비교함에 의해 실외측 열교환기를 열교환시키는 실외팬의 풍량을 조절하여 시스템을 안정적이고 지속적으로 운전할 수 있도록 함으로써 사용자로 하여금 주변온도 변화에 관계없이 지속적으로 사용할 수 있게 되어 사용자의 편리성과 더불어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

히트펌프 에어컨의 운전제어방법{CONTROLLING METHOD OF HEAT PUMP AIR-CONDITIONER}

본 발명은 히트펌프 에어컨의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 실내외 온도의 상승으로 인하여 과부하가 발생시 시스템이 안정적인 상태로 지속적으로 작동할 수 있도록 한 히트펌프 에어컨의 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클장치는, 도1 에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 내부로 열을 방출하는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 변화된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 팽창기구(3)와, 상기 팽창기구(3)에서 변화된 저온저압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다. 그리고 각 구성요소들은 냉매관(P)에 의해 연결되어 있다.

상기 냉동사이클장치는 냉장고나 에어컨 등에 적용되며, 증발기(4)에서 외부의 열을 흡수하는 것과 응축기(2)에서 외부에 열을 방출하는 것을 이용하여 식품을 신선하게 보관하거나 실내를 냉/난방시켜 실내환경을 쾌적하게 유지하게 된다.

도 2는 상기 냉동사이클장치를 적용하여 냉방과 난방을 동시에 할 수 있는 히트펌프 에어컨의 냉동사이클장치를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 히트펌프 에어컨은 인가되는 전류에 의해 작동하여 냉매를 압축하는 압축기(1)에 이어 사방변(5)이 연결되고, 이 사방변(5)의 일측에 실외측 열교환기(2;응축기)가 연결되며, 이 실외측 열교환기(2)에 이어 팽창기구(3)가 연결되고, 이 팽창기구(3)에 이어 실내측 열교환기(4; 증발기)가 연결되며, 이 실내측 열교환기(4)는 상기 사방변(5)의 다른 일측에 연결되며 상기 사방변(5)의 또다른 일측은 압축기(1)와 연결되어 이루어진다.

또한, 상기 실외측 열교환기(2)의 측부에는 실외팬(6)이 설치되고, 실내측 열교환기(4)의 측부에는 실내팬(7)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 히트펌프 에어컨은 상기 사방변(5)의 방향을 변환시키면서 실내에 설치되는 실내측 열교환기(4;증발기)의 역할을 변환시켜 실내를 냉/난방시키게 된다.

상기한 바와 같은 히트펌프 에어컨의 난방 운전시는 압축기(1)의 작동에 의해 냉매가 화살표 A의 흐름 방향에 따라 압축기(1) - 사방변(5) - 실내측 열교환기(4) - 팽창기구(3) - 실외측 열교환기(2) - 사방변(5) - 압축기의 순서를 거치면서 진행되어 실내측 열교환기(4)가 응축기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 더운 공기를 실내로 토출시켜 실내를 난방상태로 유지하게 된다. 그리고 냉방 운전시에는 사방변(5)의 방향을 변환시켜 냉매의 흐름 방향을 난방 운전시의 역방향으로(화살표 B) 흐르도록 하여 실내측 열교환기(4)가 증발기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 차가운 공기를 실내로 토출시켜 실내를 냉방상태로 유지하게 된다.

한편, 상기 히트펌프 에어컨은 냉방운전중 실외온도가 높아 응축 및 토출 온도가 상승하여 과부하가 발생 할 경우, 종래에는 실내외 풍량제어 같은 사이클 제어를 특별히 하지 않고 압축기의 단자를 구성하는 오우버 로드 프로텍터(OLP;OVER LOAD PROTECTOR)를 오프(OFF)로 작동시켜 압축기를 정지시키는 방법으로 시스템을 보호하거나 과부하시 압축기(1)의 토출온도가 너무 높지 않도록 조절하고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 과부하시 사이클 운전을 제어하는 방법은 이상기온으로 실내외 온도가 높이 올라가는 경우 시스템의 고압측이 상승하여 압축기나 실내,외측 열교환기(2,4)에 이상이 발생할 우려가 크며, 또한 설정온도 이상으로 온도가 상승하게 되면 오우버 로드 프로텍터의 작동에 의해 압축기의 작동이 멈춰 사이클의 운전이 멈추게 됨으로써 실내외 온도가 고온시 냉방운전이 더 필요로함에도 불구하고 운전상태가 정지되어 사용자의 욕구를 충족시켜 주지 못하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 운전중 실내외 온도의 상승으로 인하여 과부하가 발생시 시스템이 안정적인 상태로 지속적으로 작동할 수 있도록 한 히트펌프 에어컨의 운전제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉동사이클장치를 구성하는 주요 구성부품을 중심으로 도시한 구성회로도,

도 2는 일반적인 히트펌프 에어컨을 구성하는 냉동사이클장치의 주요 구성부품을 중심으로 도시한 구성회로도,

도 3은 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법을 도시한 순서도,

도 4는 히트펌프 에어컨의 P - H 선도,

도 5는 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법을 이루기 위한 히트펌프 에어컨을 구성하는 냉동사이클장치의 주요 구성부품을 중심으로 도시한 구성회로도,

도 6은 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법에서 냉방 과부하시 실외팬의 풍량제어 상태를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법에서 난방 과부하시 실외팬의 풍량제어 상태를 도시한 그래프.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 압축기 6 ; 실외팬

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사이클을 제어하는 마이컴에 과부하 온도를 설정하여 입력하고 압축기에서 토출되는 토출온도를 감지하여 상기 설정온도와 비교하는 제1 단계와, 상기 감지된 토출온도가 설정된 설정온도보다 높으면 냉방운전 할 경우 실외팬의 풍량이 정상상태보다 증가되도록 실외팬의 회전상태를 한단계 높이고, 난방운전 할 경우 실외팬의 작동을 정지시키는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 상태에서 상기 압축기의 토출온도를 감지하여 설정온도이하가 되면 냉방운전의 경우 실외팬의 풍량을 감소시켜 정상상태로 회전시키고, 난방운전의 경우 실외팬을 정상상태로 작동시키는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 히트펌프 에어컨의 운전제어방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전제어방법은, 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 사이클을 제어하는 마이컴에 과부하 온도를 설정하여 입력한다. 그리고 압축기(1)에서 토출되는 토출온도를 감지하여 상기 설정온도와 비교하는 제1 단계가 진행된다. 그리고 상기 감지된 토출온도가 설정된 설정온도보다 높으면 냉방운전할 경우 실외팬(6)의 풍량이 정상상태보다 증가되도록 실외팬(6)의 회전상태를 한단계 높이고, 난방운전할 경우 실외팬(6)의 작동을 정지시키는 단계를 포함하여 진행된다. 그리고 이어 토출온도를 감지하여 설정된 온도보다 낮게 되면 냉방운전의 경우 실외팬(6)의 속도를 감소시켜 풍량을 줄이게 되고, 난방운전의 경우 실외팬(6)의 작동을 정상상태로 운전시키게 된다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 설정온도가 안정적인 상태인 설정온도 b에 이르게 되면 실외팬의 풍량을 기존의 풍량 상태로 유지하게 되며, 이 상태로 지속되면서 설정온도 a에 이르게 되면 상기한 바와 같은 사이클을 순환하게 된다.

상기 실외팬(6)은 실외측 열교환기(2)에 측부에 설치되어 실외측 열교환기(2)에서의 열교환 효율을 높이게 된다.

상기한 바와 같은 운전제어방법이 진행되기 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 압축기(1)의 토출부에 온도감지센서(8)를 장착하게 된다.

이하, 본 발명의 히트펌프 에어컨 운전제어방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

주위의 온도가 상승으로 에어컨 시스템이 과부하 상태가 되면 압축기(1) 토출부의 온도가 상승된다. 이때 토출온도를 감지하며 이 감지된 온도가 설정된 온도와 비교하여 지나치게 높게 되면, 먼저 냉방운전할 경우, 실외팬(6)의 풍량을 증가시키기 위해 실외팬(6)의 회전속도를 한 단계 높여 실외측 열교환기(응축기 역할)(2)를 보다 냉각시키게 된다. 이 경우, 도 5에 도시한 바와 같은 P - H 선도에서 고압측(응축기측)의 압력선이 아래쪽으로 이동하게 된다. 이 고압측이 아래로 내려가게 되므로 압축기(1) 토출온도는, 도 6에 도시한 바와 같이, 계속 내려가게 된다. 압축기(1)의 토출온도가 b지(도 6)점에 이르면 다시 원래의 실외팬(6) 풍량으로 되돌아 간다. 냉방시 이와 같이 실외팬(6)을 제어하게 되면 과부하 조건이 걸려도 시스템을 정지시킬 필요가 없게 된다.

또한, 감지된 토출온도가 지나치게 높게 되고, 난방운전할 경우, 도 7에서 도시한 바와 같이, 압축기(1)의 토출온도가 설정온도(a지점) 이상되면 기존의 실외팬(6)을 정지시킨다. 실외팬(6)이 정지되면, 도 5의 P - H 선도에서 저압측의 압력선이 아래쪽으로 이동한다. 저압측(증발기측)이 내려가게 되므로 전체 사이클이 아래쪽으로 이동하게 된다. 따라서 난방시 이와 같이 실외팬(6)을 제어하면 과부하 조건이 걸려도 시스템을 정지시키지 않고 안정적으로 운전할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명은 냉/난방 과부하시 에어컨을 이루는 사이클을 하향 안정적으로 운전할 수 있도록 사이클을 매칭(MATCHING)시켜 사이클을 정지시키지 않고 지속적으로 운전할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 히트펌프 에어컨의 운전제어방법은 에어컨이 설치된 주변 공간의 온도가 상승하여 과부하가 걸리게 되면 압축기의 토출온도를 측정하고 이를 비교함에 의해 실외측 열교환기를 열교환시키는 실외팬의 풍량을 조절하여 시스템을 안정적이고 지속적으로 운전할 수 있게 됨으로써 사용자로 하여금 주변온도 변화에 관계없이 지속적으로 사용할 수 있게 되어 사용자의 편리성과 더불어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 사이클을 제어하는 마이컴에 과부하 온도를 설정하여 입력하고 압축기에서 토출되는 토출온도를 감지하여 상기 설정온도와 비교하는 제1 단계와, 상기 감지된 토출온도가 설정된 설정온도보다 높으면 냉방운전 할 경우 실외팬의 풍량이 정상상태보다 증가되도록 실외팬의 회전상태를 한단계 높이고, 난방운전 할 경우 실외팬의 작동을 정지시키는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 상태에서 상기 압축기의 토출온도를 감지하여 설정온도이하가 되면 냉방운전의 경우 실외팬의 풍량을 감소시켜 정상상태로 회전시키고, 난방운전의 경우 실외팬을 정상상태로 작동시키는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 히트펌프 에어컨의 운전제어방법.

Images