KR100285836B1 - 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 공기조화기 제어방법은 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하도록 한 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 마이컴의 제어에 의하여 압축기의 회전 속도가 조절되는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법에 있어서, 실외온도에 따라 압축기 운전 주파수의 상승 또는 하강 속도를 가변 조절하도록 하되, 상기 실외온도가 소정온도 이상이 아닐 경우에는 압축기 운전 주파수를 기준속도에 따라 상승되도록 하고, 상기 실외온도가 소정온도 이상일 경우에는 압축기 운전 주파수를 기준속도 이하의 속도에 따라 상승되도록 조절한다. 또한, 상기 실외온도가 과부하 온도 이상일 경우에는 압축기를 오프시키도록 하며 아울러, 상기 과부하 온도는 상기 소정온도 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 따라서, 실외온도에 따라 압축기의 운전 주파수를 가변 제어함으로써, 압축기의 운전 효율이 상승되고, 또한 압축기의 과부하 및 기타 전장품의 부품 소손을 방지하게 된다.

Description

인버터형 공기조화기의 운전 제어방법

본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하도록 한 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매 사이클을 이용하여 실내의 냉방 또는 난방 목적으로 사용되는 장치로서, 통상의 액체는 압력을 일정하게 하고 온도를 올리면 기화하고, 또 이렇게 기화된 기체는 압력을 일정하게 하고 온도를 내리면 액화하는 성질을 가지고 있다. 따라서, 상기 액체가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며, 액화할 때에 그 열을 방출함으로써 냉방 및 난방의 열교환 작용을 수행하게 되는 것이다. 상술한 냉매 사이클은 압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기로 구성되며, 통상 압축기를 구동시켜 상기 각 부로 냉매를 순환시킨다.

최근에는 컨버터(Converter) 및 인버터(Inverter)를 공기조화기에 장착하여 압축기의 회전 주파수를 제어함으로써 공기조화기의 냉방능력을 가변시키는 인버터형 공기조화기가 사용되고 있다. 여기서, 상술한 컨버터는 상용전원(AC 220V/60Hz)을 입력받아 직류로 변환하여 상용의 주파수에서 직류(DC)로 정류시키는 것이며, 인버터는 이 직류를 원하는 교류의 전압/주파수로 재 변환시키는 장치를 말한다.

도 1에는 이와 같은 일반적인 인버터형 공기조화기의 제어 블록도가 도시되어 있다. 이에 의하면, 실내기(10)측에는 실내온도센서(11), 실내팬 모터(12), 마이컴(13), 리모컨 수신부(14), 데이터 통신부(16) 및 리모컨(15)이 마련된다. 상기 리모컨(15)은 사용자의 명령을 입력하여 상기 리모컨 수신부(14)로 송신하고, 이 리모컨 수신부(14)는 입력된 신호를 마이컴(13)에 인가한다. 마이컴(13)은 이 신호에 따라 실내팬 모터(12), 후술할 실외팬 모터(23) 및 압축기(29) 등의 부하를 구동시킨다. 이때, 상기 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)는 실외기(20) 측에 마련되며, 따라서 마이컴(13)은 상기 데이터 통신부(16)를 통하여 그 제어신호를 실외기(20) 측에 송신한다. 또한, 상기 실내온도센서(11)는 실내의 온도를 감지하여 상기 마이컴(13)에 인가하며, 따라서 마이컴(13)은 감지된 실내온도에 따라 냉/난방 운전 상태를 가변 조절한다.

한편, 실외기(20) 측에는 실외온도센서(21), 전류검출센서(22), 실외팬모터(23), 마이컴(24) 및 데이터통신부(25)가 마련된다. 상기 마이컴(24)은 데이터 통신부(25)로부터 수신된 실내기(10) 측의 신호를 입력하고, 이에 따라 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)를 구동시킨다. 여기서, 실외온도센서(21)는 실외온도를 감지하고, 전류검출센서(22)는 압축기(29) 구동에 따른 전류를 검출하여 각각 마이컴(24)에 인가하며, 이에 따라 마이컴(24)은 상기와 같이 검출된 온도 및 전류변화에 따라 압축기(29)의 과부하 상태를 결정한다.

또한, 상용전원(AC)을 입력받아 직류로 변환하여 상용의 주파수에서 직류(DC)로 정류시키는 컨버터(26), 이 직류를 원하는 교류의 전압/주파수로 재 변환시키는 인버터(27)가 마련되며, 이 인버터(27)는 상기 마이컴(24)에 의하여 출력 주파수가 제어된다. 또한 구동부(28)는 상기 인버터(27)에 의해 주파수 변환된 교류를 이용하여 압축기(29)를 구동시킨다.

또한, 도 2는 종래의 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법을 나타낸 순서도로서, 이를 참조하여 종래 인버터형 공기조화기의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 냉방 또는 난방운전을 하기 위하여 리모콘(15)을 조작하면, 실내기(10)의 리모콘 수신부(14)는 이 신호를 수신하여 마이컴(13)에 인가한다. 따라서, 실내기(10)의 마이컴(13)은 운전개시 명령인가를 판단하고, 운전개시 명령일 경우 실내팬 모터(12)를 구동시킴과 아울러 실외기(20)에 설치된 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)를 구동시키기 위한 제어신호를 데이터 통신부(16)에 인가한다. 또한, 실외기(20)의 마이컴(24)은 데이터 통신부(25)로부터 수신된 실내기(10) 측의 신호를 입력하고, 이에 따라 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)를 구동시킴으로써 냉방 또는 난방운전이 수행된다(S101~S104).

이러한 상태에서 실외기(20)의 마이컴(24)은 실외온도센서(21)를 통하여 실외온도를 검출하고, 실외온도가 과부하온도 이상인가를 비교/판단한다. 이때, 실외온도가 과부하온도 이상이 될 경우에는 압축기(29)를 오프시킴으로써 상기 압축기(29) 및 기타 전장품을 과부하로부터 보호하게 된다(S105~S107).

또한, 실내기(10)의 마이컴(13)은 실내온도센서(11)를 통하여 실내온도를 검출하며, 실내온도가 사용자에 의해 미리 설정된 희망온도에 도달하였을 경우 실외팬 모터(23), 실내팬 모터(12) 및 압축기(29) 등의 부하를 정지시킴으로써 냉방 또는 난방운전을 종료한다(S108~S111).

한편, 상술한 바와 같은 인버터형 공기조화기의 압축기(29)는 그 회전 주파수가 증가 또는 감소됨으로써 공기조화기의 냉방 또는 난방능력을 가변시키게 된다. 즉, 컨버터(26)는 상용전원(AC)을 입력받아 직류로 변환하여 상용의 주파수에서 직류(DC)로 정류시키고, 인버터(27)는 이 직류를 원하는 교류의 전압/주파수로 재 변환시켜 구동부(28)에 인가하는데 이때, 마이컴(24)에 의하여 그 출력 주파수가 제어된다. 따라서, 구동부(28)는 상기 인버터(27)의 출력 주파수에 따라 압축기(29)의 회전 주파수를 제어하게 되며, 아울러 마이컴(24)에 미리 설정된 주파수의 증/감주기에 따라 압축기(29)의 회전속도가 증가 또는 감소하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법은, 실외온도가 과부하 온도 이상으로 상승될 경우에는 압축기가 오프되어 상기 압축기 및 기타 전장품을 과부하로부터 보호하게 되나, 실외온도가 과부하 온도 이상은 아니지만 이에 근접할 정도로 높은 온도이고, 이와 동시에 압축기의 회전 주파수가 미리 설정된 주기에 따라 상승될 경우가 발생하며, 이때에는 종래의 제어방법으로는 압축기의 동작을 정지시킬 수 없으며 아울러 회전 주파수가 계속 상승하게 됨으로 이에 따른 과부하 및 부품 소손이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 실외온도에 따라 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하도록 한 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법을 제공함에 있다.

제1도는 일반적인 인버터형 공기조화기를 나타낸 제어 블록도.

제2도는 종래의 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법을 나타낸 순서도,

제3도는 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 실내기 12 : 실내팬 모터

13, 24 : 마이컴 20 : 실외기

21 : 실외온도센서 23 : 실외팬 모터

29 : 압축기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법은, 마이컴의 제어에 의하여 압축기의 회전 속도가 조절되는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법에 있어서, 실외온도에 따라 압축기 운전 주파수의 상승 또는 하강 속도를 가변 조절하도록 하되, 상기 실외온도가 설정된 기준 온도 미만 이면, 압축기 운전 주파수를 설정된 기준상승속도에 따라 상승되도록 제어하고, 상기 실외온도가 상기 기준온도 이상일 경우에는 압축기 운전 주파수를 상기 기준상승속도 보다 낮게 설정된 지연 상승속도에 따라 상승되도록 조절한다.

또한, 상기 실외온도가 상기 기준온도 보다 높게 설정된 과부하 온도에 도달하면 압축기를 오프시키도록 한다.

따라서, 실외온도에 따라 압축기의 운전 주파수를 가변 제어함으로써, 압축기의 운전효율이 상승되고, 또한 압축기의 과부하 및 기타 전장품의 부품 소손을 방지하게 된다.

도 3에는 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도가 도시되어 있으며 이하, 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 종래와 동일한 구성요소는 동일부호로서 설명한다.

도시된 바에 의하면, 사용자는 냉방 또는 난방운전을 하기 위하여 리모콘(15)을 조작하고, 실내기의 리모콘 수신부(14)는 이 신호를 수신하여 마이컴(13)에 인가한다. 따라서, 실내기(10)의 마이컴(13)은 운전개시 명령인가를 판단하고, 운전개시 명령일 경우 실내팬 모터(12)를 구동시킴과 아울러 실외기(20)에 설치된 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)를 구동시키기 위한 제어신호를 데이터 통신부(16)에 인가한다. 또한, 실외기(20)의 마이컴(24)은 데이터 통신부(26)로부터 수신된 실내기(10) 측의 신호를 입력하고, 이에 따라 실외팬 모터(23) 및 압축기(29)를 구동시킴으로써 냉방 또는 난방운전이 수행된다(S201~S204).

여기서, 상기 압축기(29)는 그 운전 주파수가 증가 또는 감소됨으로써 공기 조화기의 냉방 또는 난방능력을 가변시키게 된다. 즉, 컨버터(26)는 상용전원을 입력받아 직류로 변환하여 상용의 주파수에서 직류(DC)로 정류시키고, 인버터(27)는 이 직류를 원하는 교류의 전압/주파수로 재 변환시켜 구동부에 인가하는데, 이때, 마이컴(24)에 의하여 그 출력 주파수가 제어된다. 따라서, 구동부(28)는 상기 인버터(27)의 출력 주파수에 따라 압축기(29)의 회전 주파수를 제어하게 된다.

또한, 실외기(20)의 마이컴(24)은 실외온도센서(21)를 통하여 실외온도를 검출하고, 이 실외온도에 따라 압축기 운전 주파수의 상승 또는 하강 속도를 가변 조절하도록 한다. 즉, 상기 실외온도가 설정된 기준온도 미만일 경우에는 압축기 운전 주파수를 기준상승 속도에 따라 상승되도록 하고, 상기 실외온도가 상기 기준온도 이상일 경우에는 압축기 운전 주파수를 기준상승속도 보다 낮게 설정된 지연 상승속도에 따라 상승되도록 조절하는 것이다(S205~S208).

여기서, 도시된 바람직한 실시예에서는 기준온도는 40℃ 정도로 설정되었고, 압축기 운전 주파수의 기준상승속도는 2초당 1Hz 상승되는 속도, 지연 상승속도는 4초당 1Hz 상승되는 속도로 설정되었다. 도시된 본 발명의 실시예에 의하면, 실외 온도가 40℃ 미만일 경우에는 압축기 운전 주파수를 1Hz/2sec의 속도에 따라 상승되도록 하고, 실외온도가 40℃ 이상일 경우에는 압축기 운전 주파수를 1Hz/4sec의 속도에 따라 상승되도록 함으로써, 실외의 온도가 높을 경우에는 상대적으로 압축기 운전 주파수의 상승속도를 낮게 설정한다.

이후, 마이컴(24)은 실외온도가 과부하온도 이상인가를 비교/판단한다. 이때, 실외온도가 과부하온도 이상이 될 경우에는 압축기(29)를 오프시킴으로써 상기 압축기(29) 및 기타 전장품을 과부하로부터 보호하게 되며, 아울러, 상기 과부하 온도는 상기 기준 온도(40℃) 보다 높게 설정되는 것이 바람직하다(S209~S210).

또한, 실내기(10)의 마이컴(13)은 실내온도센서(11)를 통하여 실내온도를 검출하며, 실내온도가 사용자에 의해 미리 설정된 희망온도에 도달하였을 경우 실내팬 모터(12), 실외팬 모터(23) 및 압축기(29) 등의 부하를 정지시킴으로써 냉방 또는 난방운전을 종료한다(S211~S214).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 압축기 운전 제어 방법에 의하면 실외온도에 따라 압축기의 운전 주파수를 가변 제어함으로써, 압축기의 운전효율이 상승되는 효과가 있다.

또한, 압축기의 과부하 및 기타 전장품의 부품 소손을 방지하게 되는 다른 효과도 있다.

Claims (3)

1. 마이컴의 제어에 의하여 압축기의 회전 속도가 조절되는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법에 있어서, 실외온도를 검출하는 단계와; 실내온도가 설정된 온도에 도달하도록 상기 압축기를 운전하되, 검출된 상기 실외온도가 설정된 기준온도 미만 이면 상기 압축기의 운전주파수를 설정된 기준 상승속도에 따라 상승되도록 제어하고, 상기 실외온도가 상기 기준온도 이상이면 상기 압축기의 운전주파수를 상기 기준 상승속도 보다 낮게 설정된 지연 상승속도에 따라 상승되도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 실외온도가 상기 기준온도 보다 높게 설정된 과부하 온도에 도달하면, 상기 압축기를 오프시키는 단계;를 더 포함 하는 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 과부하 온도는 상기 소정온도 이상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기의 운전 제어방법.