KR100300581B1 - Cold and heat cycle controll method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉난방사이클의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 운전을 시작하게 되면 증발측의 입구공기온도를 감지하여 그에 따라 팽창밸브의 초기 개도를 조절한 다음 압축기를 동작시키게 함으로써 초기환경에 대응하여 운전이 가능한 동시에 초기운전효율이 향상되는 냉난방사이클의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a heating / cooling cycle. In particular, when the operation is started, the operation is performed in response to the initial environment by sensing the inlet air temperature on the evaporation side and adjusting the initial opening of the expansion valve and then operating the compressor. The present invention relates to a control method of a heating / cooling cycle in which initial operation efficiency is improved at the same time.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명은 증발기의 입구온도를 감지하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 감지된 증발기의 입구공기온도에 따라 상기 압축기의 기동운전부하가 저감되도록 상기 팽창밸브의 초기 개도를 조절하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에서 팽창밸브의 초기 개도가 완료되면 압축기의 구동이 개시되는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 상기 압축기의 구동이 개시된 후, 운전정지신호가 인가되었는지를 감지하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 운전정지신호가 인가되었으면 상기 압축기의 구동을 종료시키는 제 5 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is the first step of detecting the inlet temperature of the evaporator and the expansion to reduce the starting operation load of the compressor according to the inlet air temperature of the evaporator detected in the first step A second step of adjusting the initial opening degree of the valve, a third step of starting driving of the compressor when the initial opening degree of the expansion valve is completed in the second step, and after driving of the compressor is started in the third step, And a fourth step of detecting whether a stop signal is applied, and a fifth step of terminating driving of the compressor when the operation stop signal is applied in the fourth step.
Description
본 발명은 냉난방사이클의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 운전을 시작하게되면 증발측의 입구공기온도를 감지하여 그에 따라 팽창밸브의 초기 개도를 조절한 다음 압축기를 동작시키게 함으로써 초기환경에 대응하여 운전이 가능한 동시에 초기운전효율이 향상되는 냉난방사이클의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a heating / cooling cycle. In particular, when the operation starts, the operation is performed in response to the initial environment by sensing the inlet air temperature on the evaporation side and adjusting the initial opening of the expansion valve and then operating the compressor. The present invention relates to a control method of a heating / cooling cycle in which initial operation efficiency is improved at the same time.
일반적으로, 공기조화기는 냉방 또는 난방을 주된 목적으로 사용되고, 부가적으로 제습이나 공기정화 기능 등을 갖춘 것이 있다. 이때, 공기조화기가 냉난방을 위하여 사용되는 경우 냉매를 증발시키기 위한 팽창밸브가 설치되어 있는데, 전자팽창밸브는 보통 스텝 모터(stepping motor)를 사용하여 제어부의 구동신호에 따라 스텝 모터가 회전하면 팽창밸브의 개도가 변화하여 통과되는 냉매의 유량을 변화시키는 것이 가능하다.In general, an air conditioner is used for the main purpose of cooling or heating, and additionally, a dehumidification or air purifying function is provided. At this time, when the air conditioner is used for cooling and heating, an expansion valve is installed to evaporate the refrigerant. The electronic expansion valve is an expansion valve when the step motor rotates according to the driving signal of the control unit using a stepping motor. It is possible to change the flow rate of the refrigerant passing through the opening degree of.
상기한 바와 같이 팽창밸브의 개도를 변화시키게 되면, 통과되는 냉매의 유량이 변하게 되고, 그에 따라 증발기로 유입되는 냉매의 유량이 변화되어 증발기의 온도가 변화되게 되고 전체 사이클이 변화하게 된다.As described above, when the opening degree of the expansion valve is changed, the flow rate of the refrigerant passing through is changed, so that the flow rate of the refrigerant flowing into the evaporator is changed to change the temperature of the evaporator and the entire cycle is changed.
따라서, 사이클의 외부환경과 압축기 운전주파수 등의 사이클 변화요소에 대응하여 팽창밸브의 개도를 변경함으로써 최적의 상태로 운전을 할 수 있다.Therefore, it is possible to operate in an optimal state by changing the opening degree of the expansion valve in response to cycle change factors such as the cycle environment and the compressor operating frequency.
참조된 도면, 도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 냉방운전시의 동작도이고, 도 2는 종래기술에 의한 공기조화기의 난방운전시의 동작도이다.Referring to FIG. 1, FIG. 1 is an operation diagram during a cooling operation of an air conditioner according to the prior art, and FIG. 2 is an operation diagram during heating operation of an air conditioner according to the prior art.
종래의 냉난방기로 사용되는 공기조화기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 냉방운전에서는 증발기로 동작되고 난방운전에서는 응축기로 동작되는 실내 열 교환기(1)와, 상기 실내 열 교환기(1)와 실내공기의 열 교환이 잘 진행되도록 실내공기의 유동을 발생시키는 실내 팬(2)과, 실외에 설치되어 냉방운전에서는 응축기로 동작되고 난방운전에서는 증발기로 동작되는 실외 열 교환기(3)와, 실외 열 교환기(3)와 실외공기의 열 교환이 잘 이루어지도록 실외공기의 유동을 발생시키는 실외 팬(4)과, 응축된 냉매가 잘 증발되어 팽창될 수 있도록 상기 실내 열 교환기(1)와 상기 실외 열 교환기(3) 사이에 설치된 팽창밸브(5)와, 실외측에 설치되어 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 바꾸어 주는 압축기(6)와, 냉방운전시에는 상기 압축기(6)로부터 토출되는 고온고압의 가스가 상기 실내 열 교환기(1)로 이동되도록 하고 난방운전시에는 상기 실외 열 교환기(3)로 이동되도록 냉매가스의 이동을 절환시키는 사방밸브(7)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, an air conditioner used as a conventional air conditioner includes an indoor heat exchanger 1 that operates as an evaporator in a cooling operation and a condenser in a heating operation, and an indoor heat exchanger 1 and an interior. An indoor fan (2) for generating a flow of indoor air so that the heat exchange of the air proceeds well, an outdoor heat exchanger (3) installed outdoors to operate as a condenser in a cooling operation and an evaporator in a heating operation, and an outdoor heat An outdoor fan (4) generating a flow of outdoor air to facilitate heat exchange between the exchanger (3) and the outdoor air, and the indoor heat exchanger (1) and the outdoor heat so that the condensed refrigerant can evaporate and expand. Expansion valve (5) provided between the exchanger (3), a compressor (6) installed on the outside to convert the low-temperature low-pressure refrigerant gas into a high-temperature high-pressure refrigerant gas, and from the compressor (6) during cooling operation It consists of a four-way valve (7) for switching the movement of the refrigerant gas to be moved to the indoor heat exchanger (1) and the high temperature and high pressure gas is discharged to the indoor heat exchanger (3) during the heating operation.
상기와 같이 구성된 공기조화기의 동작은, 먼저 냉방운전의 경우에는 상기 압축기(6)로부터 토출되는 냉매가 상기 실외 열 교환기(3)로 이동되도록 상기 사방밸브(7)가 절환되고, 상기 팽창밸브(7)의 개도가 임의의 값으로 고정된 상태에서 상기 압축기(6)가 구동되어 상기 실내 열 교환기(1)에서는 냉매가스가 증발되고 상기 실외 열 교환기(3)에서는 냉매가스가 응축됨으로써 실내공기의 온도를 하강시키게 된다. 그리고, 난방운전의 경우에는 상기 사방밸브(7)가 상기 압축기(6)로부터 토출되는 냉매가 상기 실내 열 교환기(1)로 이동되도록 절환되고, 냉방운전과 마찬가지로 상기 팽창밸브(5)의 개도가 임의의 값으로 고정된 상태에서 상기 압축기(6)가 구동되어 상기 실외 열 교환기(3)에서는 냉매가스가 증발되고 상기 실내 열 교환기(1)에서는 냉매가스가 응축됨으로써 실내공기의 온도를 상승시키게 된다.In the operation of the air conditioner configured as described above, in the case of a cooling operation, the four-way valve 7 is switched so that the refrigerant discharged from the compressor 6 is moved to the outdoor heat exchanger 3, and the expansion valve The compressor 6 is driven while the opening degree of (7) is fixed to an arbitrary value so that the refrigerant gas is evaporated in the indoor heat exchanger (1) and the refrigerant gas is condensed in the outdoor heat exchanger (3). Will lower the temperature. In the heating operation, the four-way valve 7 is switched so that the refrigerant discharged from the compressor 6 is moved to the indoor heat exchanger 1, and the opening degree of the expansion valve 5 is changed as in the cooling operation. The compressor 6 is driven at a fixed value so that the refrigerant gas is evaporated in the outdoor heat exchanger 3 and the refrigerant gas is condensed in the indoor heat exchanger 1 to increase the temperature of the indoor air. .
그 후, 냉난방운전이 시작되면 통상적으로 증발기의 배관온도, 상기 압축기(6)에서 토출되는 냉매의 토출온도 등에 따라 상기 팽창밸브(7)의 개도를 조절하게 된다.After that, when the heating and cooling operation is started, the opening degree of the expansion valve 7 is generally adjusted according to the piping temperature of the evaporator, the discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor 6, and the like.
참고로, 상기 팽창밸브(7)의 개도 범위가 0에서 500pulse인 경우에는 보통 냉방운전의 경우에는 초기 개도가 170pulse로, 난방운전의 경우에는 120pulse로 고정된 값을 사용한다.For reference, when the opening degree range of the expansion valve 7 is 0 to 500 pulses, the initial opening degree is 170 pulses in the case of a cooling operation, and a fixed value of 120 pulses is used in the heating operation.
그러나, 종래의 공기조화기는 상기 압축기(6)를 구동하기 전에 주위의 환경을 고려하지 않은 상태에서 냉난방운전시에 각각 임의의 고정된 값을 상기 팽창밸브(7)의 개도로 정하기 때문에 외부환경요소에 의한 상기 압축기(6)의 초기운전부하에 능동적으로 대응할 수 없는 문제점이 있다.However, since the conventional air conditioner determines each of the fixed values at the opening degree of the expansion valve 7 during the heating and cooling operation without considering the surrounding environment before driving the compressor 6, the external environmental element There is a problem that can not actively cope with the initial operating load of the compressor (6).
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉난방운전 초기에 증발기 입구공기의 온도를 감지하여 그 온도에 따라 팽창밸브의 초기 개도를 결정함으로써 압축기의 기동초기부하를 저감시킬 수 있는 냉난방사이클의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, it is possible to reduce the initial starting load of the compressor by detecting the temperature of the evaporator inlet air at the beginning of the heating and cooling operation to determine the initial opening of the expansion valve according to the temperature The purpose of the present invention is to provide a method of controlling a heating / cooling cycle.
도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 냉방운전시의 동작도,1 is an operation of the air conditioner of the prior art in the cooling operation,
도 2는 종래기술에 의한 공기조화기의 난방운전시의 동작도,2 is an operation of the heating operation of the air conditioner according to the prior art,
도 3은 본 발명에 의한 팽창밸브의 초기 개도 설정에 관한 블록도,3 is a block diagram for setting an initial opening degree of an expansion valve according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 팽창밸브의 초기 개도 설정에 관한 순서도이다.Figure 4 is a flow chart related to the initial opening degree setting of the expansion valve according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
Cv: 팽창밸브의 지름 fn: 실험상수C v : Diameter of expansion valve f n : Experimental constant
Nf: 초기 개도 Nmin: 팽창밸브의 최소 개도N f : Initial opening N min : Minimum opening of expansion valve
Tie: 증발기의 입구공기온도,T ie : inlet air temperature of the evaporator,
본 발명은 본 발명은 증발기의 입구온도를 감지하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에서 감지된 증발기의 입구공기온도에 따라 상기 압축기의 기동운전부하가 저감되도록 상기 팽창밸브의 초기 개도를 조절하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에서 팽창밸브의 초기 개도가 완료되면 압축기의 구동이 개시되는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계에서 상기 압축기의 구동이 개시된 후, 운전정지신호가 인가되었는지를 감지하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에서 운전정지신호가 인가되었으면 상기 압축기의 구동을 종료시키는 제 5 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention is to adjust the initial opening degree of the expansion valve to reduce the starting operation load of the compressor according to the first step of detecting the inlet temperature of the evaporator, and the inlet air temperature of the evaporator detected in the first step In the second step, when the initial opening degree of the expansion valve is completed in the second step, the third step of starting the drive of the compressor, and after the start of the compressor in the third step, it is detected whether the operation stop signal is applied And a fifth step of terminating the drive of the compressor when the operation stop signal is applied in the fourth step.
여기서, 상기 제 4 단계는 운전정지신호가 인가되지 않았으면 상기 제 1 단계로 귀환되어 순환되는 것을 특징으로 한다.Here, the fourth step is characterized in that the cycle is returned to the first step if the operation stop signal is not applied.
이하, 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선 참조된 도면, 도 3은 본 발명에 의한 팽창밸브의 초기 개도 설정에 관한 블록도, 도 4는 본 발명에 의한 팽창밸브의 초기 개도 설정에 관한 순서도이다.본 발명에 의한 냉난방사이클은 냉매를 고온, 고압으로 압축시켜 냉매의 순환을 유발시키는 압축기(58)와, 상기 압축기(58)에서 압축된 냉매를 냉방운전일 경우에는 실외 열교환기로, 난방운전일 경우에는 실내 열교환기로 순환시키는 사방밸브와, 상기 사방밸브를 거쳐 유입된 냉매를 실외 공기 및 실내 공기와 열 교환시켜 열 전달을 이루는 실외 열교환기 및 실내 열교환기와, 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기를 지나 유입된 냉매를 저압의 상태로 변화시키는 팽창밸브(56)와, 상기 증발기의 입구 온도 상태에 따라 상기 팽창밸브(56)의 개도를 결정하는 제어부(54) 등을 포함하여 구성된다.본 발명에 의한 냉난방사이클의 제어방법은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 공기 조화기에 전원이 공급되면 증발기, 즉 냉방운전의 경우에는 실내 열 교환기, 난방운전의 경우에는 실외 열 교환기에 해당하는 증발기에 설치된 온도감지센서(52)에 의해 증발기 입구 온도를 감지하는 제 1 단계(70)와, 상기 제 1 단계(70)에서 측정된 증발기 입구의 온도를 제어부(54)로 출력하면 입력된 신호에 따라 상기 팽창밸브(56)의 개도를 결정하여 상기 팽창밸브(56)의 초기 개도가 이루어지는 제 2 단계(72)와, 상기 팽창밸브(56)의 초기 개도가 이루어지면 압축기(58)의 구동이 개시되는 제 3 단계(74)와, 상기 압축기(58)의 구동이 개시되어 공기 조화기의 운전이 이루어지면 운전/정지 스위치(52)가 조작되었는지를 감지하는 제 4 단계(76)와, 상기 제 4 단계에서 운전정지신호가 입력되었으면 상기 압축기(58)의 구동은 정지시켜 냉매의 순환을 정지시키는 제 5 단계(78)로 구성된다.3 is a block diagram of an initial opening degree setting of an expansion valve according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart of an initial opening degree setting of an expansion valve according to the present invention. Compressor 58 for compressing the refrigerant at a high temperature and high pressure to induce circulation of the refrigerant, and a four-way valve for circulating the refrigerant compressed by the compressor 58 to an outdoor heat exchanger in a cooling operation and an indoor heat exchanger in a heating operation. And an outdoor heat exchanger and an indoor heat exchanger for exchanging heat with the refrigerant introduced through the four-way valve with outdoor air and indoor air, and changing the refrigerant introduced through the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger to a low pressure state. The expansion valve 56 and the control part 54 etc. which determine the opening degree of the expansion valve 56 according to the inlet temperature state of the evaporator are comprised. As shown in FIGS. 3 and 4, the control method of the cooling / heating cycle by light is an evaporator when power is supplied to the air conditioner, that is, an indoor heat exchanger in the case of cooling operation and an outdoor heat exchanger in the case of heating operation. The first step (70) for detecting the evaporator inlet temperature by the temperature sensor 52 installed in the and the temperature of the evaporator inlet measured in the first step 70 to the control unit 54 to the input signal Accordingly, when the opening degree of the expansion valve 56 is determined and the initial opening degree of the expansion valve 56 is formed, and the initial opening degree of the expansion valve 56 is made, driving of the compressor 58 is performed. A third step (74) to be started, a fourth step (76) of detecting whether the operation / stop switch (52) has been operated when the operation of the compressor (58) is started to operate the air conditioner; In operation 4, operation stop signal is input. If consists of a fifth step (78) for stopping the drive is still circulating in the refrigerant of the compressor (58).
상기 제 2 단계에서 상기 제어부(54)는 증발기의 입구 온도가 입력되면 아래의 식에 따라 팽창밸브의 초기 개도(Nf)를 결정한다.In the second step, when the inlet temperature of the evaporator is input, the controller 54 determines the initial opening degree N f of the expansion valve according to the following equation.
Nf= Cv* fn* Tie+ Nmin N f = C v * f n * T ie + N min
여기서, Nf는 초기 개도,Where N f is the initial opening degree,
Cv는 팽창밸브의 지름,C v is the diameter of the expansion valve,
fn는 실험상수,f n is the experimental constant,
Tie는 증발기의 입구공기온도,T ie is the inlet air temperature of the evaporator,
Nmin은 팽창밸브의 최소 개도를 각각 나타낸다.N min represents the minimum opening degree of the expansion valve, respectively.
그 후, 상기 제어부(54)는 계산된 상기 팽창밸브(56)의 초기 개도(Nf)에 따라 상기 팽창밸브(56)의 개도를 제어하게 된다.상기와 같이 상기 팽창밸브(56)의 초기 개도(Nf)가 결정되면, 압축기(58)가 동작하게 되고, 그 이후 상기 팽창밸브(56)의 개도는 조건별로 동작하게 된다.Thereafter, the controller 54 controls the opening degree of the expansion valve 56 according to the calculated initial opening degree N f of the expansion valve 56. When the opening degree N f is determined, the compressor 58 is operated, and then the opening degree of the expansion valve 56 is operated for each condition.
상기 제 4 단계(76)는 운전정지신호가 인가되지 않았으면 상기 제 1 단계(70)로 귀환되어 순환되는 것을 특징으로 한다.The fourth step 76 is characterized in that the cycle is returned to the first step 70 if the operation stop signal is not applied.
이와 같이, 본 발명에 의한 냉난방사이클의 제어방법은 상기 압축기 기동 전에 상기 증발기의 입구공기온도(Tie)에 따라 상기 팽창밸브의 초기 개도(Nf)를 조절함으로 상기 압축기의 초기 기동운전부하가 저감되는 효과를 제공한다.As described above, in the control method of the heating and cooling cycle according to the present invention, the initial starting operation load of the compressor is adjusted by adjusting the initial opening degree (N f ) of the expansion valve according to the inlet air temperature (T ie ) of the evaporator before starting the compressor. To provide a reduced effect.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20100531 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |