KR100337992B1 - 공기조화기의과부하운전에따른제상운전제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 공기조화기를 제어하도록 하는 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하고 미리 설정된 기준배관온도와 비교하여 그 결과에 따라 제상운전을 수행하는 공기조화기의 제상운전 제어방법에 있어서, 난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하는 단계; 실외팬이 온/오프상태를 체크하는 단계; 상기 실외팬의 온/오프 상태에 따라 검출된 상기 실외배관온도를 각각 서로 다른 기준배관온도로 비교하는 단계; 및 상기 비교단계에서 상기 실외배관온도가 서로 다른 상기 기준배관온도 이하일 경우 제상운전을 수행하는 단계를 포함한다.

따라서, 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 공기조화기를 제어하되, 과부하운전에 따른 실외팬 오프시 상승된 실외배관온도와 실제 외기온도와의 오차를 보정하여 정확한 제상운전을 수행하게 되므로 난방 성능의 저하 및 운전 효율의 저하를 방지할 수 있다.

Description

공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법

본 발명은 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기조화기의 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 제어하도록 하는 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방 목적으로 사용되는 장치로서, 통상의 열교환 작용을 수행하는 냉동사이클이 적용된다. 여기서 상기한 열교환 작용이라 함은, 액체는 압력을 일정하게 하고 온도를 올리면 기화하고, 또 이렇게 기화된 기체는 압력을 일정하게 하고 온도를 내리면 액화하게 되는데, 여기서 상기 액체가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며, 액화할 때에 그 열을 방출함으로써 냉방 또는 난방 작용을 수행하게 되는 것을 말한다.

한편, 이와 같은 냉동사이클이 적용된 공기조화기는 운전 효율을 상승시키기 위한 다양한 방법의 제어운전을 수행하게 되며 특히, 난방운전시 실외열교환기의 표면에 성에가 발생하여 열교환 효율을 저하시키게 되며, 이때 통상은 냉동사이클을 역순환(냉방운전)시킴으로써 실외열교환기로 열을 방출하게 하는 제상운전을 수행한다. 또한, 실내열교환기의 온도가 상승할 경우 압축기의 토출온도가 상승하여 과부하가 발생되므로 이를 방지하기 위한 과부하운전을 수행한다.

도 1에는 상기와 같은 일반적인 공기조화기를 나타낸 제어 블록도가 도시되어 있으며, 도 2a 및 2b는 종래 공기조화기의 운전 제어방법을 나타낸 순서도로서, 도 2a에는 과부하운전방법이, 도 2b에는 제상운전방법이 각각 도시되어 있다.

도 1에 의하면, 실외기(20)와 실내기(10)는 소정 거리로 이격/설치되는데, 통상 실외기(20)는 실외측에, 실내기(10)는 방 또는 거실 등의 실내측에 설치된다.

또한, 실외기(20)에 마련된 압축기(25) 및 실외열교환기(22)와, 실내기(10)에 마련된 모세관(12) 및 실내열교환기(11)는 그 내부로 냉매가 순환되는 냉매관(15)을 통하여 하나의 냉동사이클을 이루며, 상기 압축기(25) 근방의 냉매관(15)에는 4웨이 밸브(24)가 형성된다. 이 4웨이 밸브(24)는 냉매 순환 방향을 조절하여 난방운전 또는 냉방운전(제상운전) 상태를 전환할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 압축기(25)는 냉매를 고온고압으로 압축하고, 실외열교환기(22)는 상기 고온/고압의 냉매를 유입하여 이 냉매가 가진 열을 외부로 방열시켜 저온/저압의 액냉매 상태로 응축시킨다. 또한, 상기 모세관(12)은 상기 실외열교환기(22)의 액냉매를 유입하여 이를 감압시킴으로써 저온/저압의 냉매로 변환시키고, 실내열교환기(11)는 이 모세관(12)에서 유입된 액체냉매를 증발시켜 주위의 열을 흡수함으로써 냉방운전을 수행한다. 또한, 상기 실내열교환기(11)를 거친 냉매는 상기 압축기(25)로 재 유입되어 압축된 후 상기한 냉동사이클을 계속 순환하도록 구성된다. 아울러, 난방운전시에는 4웨이 밸브(24)를 통하여 상기한 냉매사이클을 역순환시킨다.

또한, 상기 각각의 실외열교환기(22) 및 실내열교환기(11) 쪽으로 공기를 송풍시켜 원활한 열교환작용이 이루어지도록 하는 실외팬(21) 및 실내팬(13)이 마련되며, 아울러 이 실외팬(21) 및 실내팬(13)과, 상기한 압축기(25) 및 4웨이 밸브(24)의 구동 상태를 제어하는 제어부(30)가 마련되고, 상기 실내열교환기(11)및 실외열교환기(22) 근방의 냉매관(15)에는 각각의 실내배관온도센서(14) 및 실외배관온도센서(23)가 마련되며, 각각 검출된 실내 및 실외배관온도를 상기 제어부(30)에 인가하도록 구성된다.

또한, 도 3에는 온도에 따른 과부하운전시 실외팬 및 압축기의 온/오프 상태를 나타낸 도면이 도시되어 있으며, 첨부된 도면들을 통하여 상기와 같이 구성된 종래 공기조화기의 운전 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 난방운전을 수행하기 위하여 제어부(30)는 실내팬(13), 압축기(25), 실외팬(21) 및 4웨이 밸브(24)를 온시켜 난방운전을 수행하게 된다(S101).

여기서, 압축기(25)는 냉매를 고온고압으로 압축하고, 이렇게 압축된 냉매는 4웨이 밸브(24)를 거쳐 실내열교환기(11)로 순환된 후 저온의 액냉매 상태로 응축된다(도 1의 점선방향 화살표 참조). 즉, 상기 실내팬(13)의 회전에 의하여 실내 공기가 상기 실내열교환기(11) 쪽으로 송풍됨으로써, 그 내부로 순환되는 냉매의 높은 열이 주변으로 방열되어 응축되고, 이 열은 실내로 송풍되어 난방작용을 수행하게 된다.

또한, 상기 실내열교환기(11)를 거치면서 응축된 냉매는 모세관(12)으로 유입되며 이 모세관(12)을 거치면서 감압되어 저온/저압의 냉매로 변환된다. 또한, 상기 모세관(12)을 거친 저온/저압의 냉매는 실외기(20)의 실외열교환기(22)로 유입되고, 이 실외열교환기(22)는 액체냉매를 증발시켜 주위의 열을 흡수하도록 한다. 따라서, 상기 실외팬(21)의 회전에 의하여 송풍되는 실외공기는실외열교환기(22)를 거치면서 그 내부의 저온/저압의 냉매와 열교환되고, 이렇게 냉각된 공기는 다시 실외로 토출된다.

이와 같은 상태에서 제어부(30)는 실내배관온도센서(14)를 통하여 실내배관온도를 검출하고(S102), 이 실내배관온도가 제 1기준 온도(예로서, 55℃) 이상인가를 판단한다. 따라서, 상기 실내배관온도가 제 1기준 온도 이상일 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 실외팬(21)을 오프시켜 열교환을 줄임으로써 압축기(25)의 토출 압력 및 그 온도를 낮춘다(S103∼S104).

또한, 이와 같은 상태에서도 계속 실내배관의 온도가 상승될 경우 즉, 실내배관온도가 제 2기준 온도(예로서, 60℃) 이상인가를 판단한다. 따라서, 상기 실내배관온도가 제 2기준 온도 이상일 경우 도 3에 도시된 바와 같이 실외팬(21)이 오프된 상태에서 압축기(25)를 더 오프시켜, 그 토출 압력 및 온도를 더욱 낮추기 위한 과부하 제어를 수행한다(S105∼S106).

이와 같이 실외팬(21) 및 압축기(25)가 오프된 상태를 소정시간(예로서, 3분)이상 유지시킴으로써, 실내배관온도가 서서히 낮아지게 되고, 그 후에는 다시 상기 압축기(25) 및 실외팬(21)을 온시켜 통상적인 난방운전 상태로 복귀한다(S107∼S110).

한편, 상기와 같은 통상적인 난방운전은 겨울철에 실시되며, 이때 실외는 매우 낮은 온도를 유지하게 되고, 이 같은 상태에서 장시간 동안 열교환을 수행할 경우 실외열교환기(22) 표면에 성에가 발생함으로써 그 열교환 성능이 저하됨과 아울러 난방능력도 떨어지게 된다. 따라서, 상기 실외열교환기(22)의 표면에 발생된 성에를 제거할 필요가 있으며, 이때에는 통상 상기한 냉동사이클을 역순환시켜 제상운전을 수행한다.

따라서, 도 2b에 도시된 바와 같이 난방운전이 복귀된 상태에서 제어부(30)는 실외배관온도센서(23)를 통하여 실외열교환기(22) 근방의 실외배관온도를 검출(S111), 일정온도 이하인가를 판단함과 아울러 이 실외배관온도가 일정온도 이하이고, 그 경과시간이 소정시간(예로서 60분)이상일 경우 제상운전을 수행하게 된다(S112∼S115).

여기서, 제어부(30)는 4웨이 밸브(25)를 오프시킴으로써 냉매의 순환방향을 반대로 전환시켜(도 1의 실선방향 화살표 참조) 제상운전을 수행함으로써, 실내열교환기(11)에서는 열흡수 작용이, 실외열교환기(22)에서는 방열 작용이 이루어져 상기 실외열교환기(22) 표면의 성에가 제거되는 것이다.

이후, 제상운전이 소정시간(예로서 9분) 이상 경과하게 되면, 제어부(30)는 4웨이 밸브(24)를 온시켜 냉매사이클을 정상 상태로 순환시킴으로써 제상운전을 종료하고 통상적인 난방운전 상태로 복귀한다(S116∼S118).

그러나, 이와 같은 종래 공기조화기의 운전 제어방법에 있어서, 상술한 과부하운전방법 및 제상운전방법이 상호 연관성 없이 각각 개별적으로 수행됨으로써, 예로서 과부하운전에 의하여 실외팬이 오프된 상태(도 3의 B구간 참조)에서 제상운전이 수행될 경우에는, 실외열교환기의 열교환이 줄어들게 되어 실외배관온도가 상승하게 됨에도 불구하고, 통상시의 기준 배관온도(제 3기준온도)와 비교/판단하여 제상운전을 수행하게 되므로 그 오차에 의하여 정확한 제상운전을 수행할 수 없게된다. 즉, 실제의 실외기온이 매우 낮아 제상운전을 수행하여야 하나, 실외팬 오프시 상승된 실외배관온도를 검출하게 되어 제상운전을 수행하지 않으므로, 실외열교환기의 열교환 효율이 저하되며 이에 따라 난방 성능 및 운전 효율 등이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 공기조화기의 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 제어하도록 함으로써, 난방 성능의 저하 및 운전 효율의 저하를 방지하는 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 공기조화기를 나타낸 제어 블록도,

도 2a 및 2b는 종래 공기조화기의 운전 제어방법을 나타낸 순서도로서,

도 2a는 과부하운전방법을 나타낸 순서도,

도 2b는 제상운전방법을 나타낸 순서도이다.

도 3은 온도에 따른 과부하운전시 실외팬 및 압축기의 온/오프 상태를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 실내기 11 : 실내열교환기

13 : 실내팬 14 : 실내배관온도센서

15 : 냉매관 20 : 실외기

21 : 실외팬 22 :실외열교환기

23 : 실외배관온도센서 24 : 4웨이 밸브

25 : 압축기 30 : 제어부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하고 미리 설정된 기준배관온도와 비교하여 그 결과에 따라 제상운전을 수행하는 공기조화기의 제상운전 제어방법에 있어서, 난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하는 단계와, 실외팬의 온/오프 상태를 체크하는 단계와, 상기 실외팬의 온/오프 상태에 따라 검출된 각각의 상기 실외배관온도를 서로 다른 기준배관온도로 비교하는 단계 및 상기 비교단계에서 상기 실외팬의 온/오프 상태에 따라 검출된 각각의 상기 실외배관온도가 서로 다른 상기 기준배관온도 이하일 경우 제상운전을 수행하는 단계를 포함한다.

바람직하기로는, 상기 실외팬이 오프되어 있지 않을 경우에는 상기 현재 검출된 실외배관온도와 상기 기준배관온도를 비교하며, 상기 실외팬이 오프되어 있을경우에는 상기 현재 검출된 실외배관온도와 상기 기준배관온도에 소정온도를 가산한 온도를 비교하도록 한다.

따라서, 각각 개별적으로 제어되던 공기조화기의 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 제어하되, 과부하운전에 따른 실외팬 오프시 상승된 실외배관온도와 실제 외기온도와의 오차를 보정하여 정확한 제상운전을 수행하게 되므로 난방 성능의 저하 및 운전 효율의 저하를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 종래와 동일한 구성요소는 동일부호로서 설명한다.

도 4에는 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도가 도시되어 있다.

이에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예의 작용을 살펴보면, 난방운전이 수행되는 상태하에서 제어부(30)는 실외열교환기(22) 근방의 냉매관(15)에 마련된 실외배관온도센서(23)를 통하여 실외배관온도를 검출한다(S201). 이후, 상기 제어부(30)는 과부하운전에 의하여 실외팬(21)이 오프되었는가를 비교/판단한다(S203). 여기서, 상기한 과부하운전에 따른 실외팬(21) 및 압축기(25)의 온/오프 작용은 종래 기술을 통하여 상세히 설명한 바와 같음으로 그 세세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 상기 실외팬(21)이 오프되어 있을 경우에는 상기 현재 검출된 실외배관온도와 상기 기준배관온도에 소정온도(ΔT℃)를 가산한 온도를 비교하는 한편,상기 실외팬(21)이 오프되어 있지 않을 경우에는 상기 현재 검출된 실외배관온도와 상기 기준배관온도를 비교하도록 한다.

즉, 실외팬(21)이 온되어 있는 상태에서는 현재 검출된 실외배관온도를 미리 설정된 기준배관온도와 비교하여도 그 오차가 발생하지 않게 되나, 실외팬(21)이 오프되어 있는 상태에서는 이 영향으로 실외배관온도가 상승되므로 실제 실외온도와의 오차가 발생한다. 예로서, 실외온도가 -1℃일 때 제상운전에 돌입한다고 가정하면, 통상시 실외배관온도는 상기 실외온도의 영향을 받아 대략 -1℃ 또는 근방의 온도가 유지되고 이 온도에 따라 제상운전에 돌입한다. 그러나, 실외팬(21)이 오프되어 있을 경우에는 그 영향으로 실외온도가 -1℃ 이하로 낮아지더라도 실외배관온도가 -1℃ 이상의 높은 온도를 유지하게 된다. 따라서, 본 발명은 실외팬(21)이 오프되었을 경우 상기 현재 검출된 실외배관온도와 상기 기준배관온도에 소정온도(ΔT℃)를 가산한 온도를 비교함으로써, 상술한 바와 같은 오차를 보정하게 된다.

따라서, 상기와 같이 비교된 각각의 실외배관온도가 각각 상기 서로 다른 기준배관온도, 즉 상기 기준배관온도 또는 상기 기준배관온도에 소정온도(ΔT℃)를 가산한 온도 이하이고, 그 경과시간이 소정시간(예로서 60분)이상일 경우 제상운전을 수행하게 된다(S204∼S208).

여기서, 제어부(30)는 4웨이 밸브(25)를 오프시킴으로써 냉매의 순환방향을 반대로 전환시켜 제상운전을 수행함으로써, 실내열교환기(11)에서는 열흡수 작용이, 실외열교환기(22)에서는 방열 작용이 이루어져 상기 실외열교환기(22) 표면의성에가 제거되는 것이다(도 1의 실선방향 화살표 참조).

이후, 제상운전이 소정시간(예로서 9분) 이상 경과하게 되면, 제어부(30)는 4웨이 밸브(24)를 온시켜 냉매사이클을 정상 상태로 순환시킴으로써 제상운전을 종료하고 통상적인 난방운전 상태로 복귀한다(S109∼S111).

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법에 의하면, 종래 각각 개별적으로 제어되던 공기조화기의 과부하운전과 제상운전을 상호 관련하여 제어하되, 과부하운전에 따른 실외팬 오프시 이의 영향으로 상승된 실외배관온도와 실제 외기온도와의 오차를 보정하여 정확한 제상운전을 수행하게 되므로 난방 성능의 저하 및 운전 효율의 저하를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하고 미리 설정된 기준배관온도와 비교하여 그 결과에 따라 제상운전을 수행하는 공기조화기의 제상운전 제어방법에 있어서,

   난방운전 수행중 실외배관온도를 검출하는 단계;

   실외팬의 온/오프 상태를 체크하는 단계;

   상기 실외팬의 온/오프 상태에 따라 검출된 각각의 상기 실외배관온도를 서로 다른 기준배관온도로 비교하는 단계; 및

   상기 비교단계에서 상기 실외팬의 상태에 따라 검출된 각각의 상기 실외배관온도가 서로 다른 상기 기준배관온도 이하일 경우 제상운전을 수행하는 단계가 포함된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비교단계는 상기 실외팬이 온 상태인 경우에 검출된 상기 실외배관온도를 상기 기준배관온도와 비교하며, 상기 실외팬이 오프 상태인 경우에 검출된 상기 실외배관온도를 상기 기준배관온도에 소정온도가 가산된 온도와 비교하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 과부하운전에 따른 제상운전 제어방법.