KR100347899B1 - 공기조화기의인버터압축기제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 인버터 압축기의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 실내공기온도와 실외공기온도를 이용하여 시스템을 무리 없이 운전할 수 있는 최고 운전주파수를 결정하고 사용자의 입력에 의한 설정온도와 실내온도와의 차이에 의해 최고운전주파수의 일정비율로 목표운전주파수를 결정하여 운전하므로 실내외의 환경의 변화에 의한 부하변동에 능동적으로 대응하여 압축기를 효율적이고 안정적으로 운전할 수 있는 공기조화기의 인버터 압축기의 제어방법(Invert compressor controlling method for air conditioner)에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내공기온도와 실외공기온도를 감지한 후 표준 상태와 비교하여 최대 효율을 낼 수 있는 압축기의 최고운전주파수를 설정하고, 실제의 실내온도와 설정온도의 차이값을 이용하여 상기 최고운전주파수를 넘지 않는 범위에서 상기 압축기가 최적의 상태로 구동될 수 있도록 목표운전주파수를 결정하여 압축기를 구동하도록 하고 있다.

Description

공기조화기의 인버터 압축기 제어방법

본 발명은 공기조화기의 인버터 압축기의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 실내공기온도와 실외공기온도를 이용하여 시스템을 무리 없이 운전할 수 있는 최고운전주파수를 결정하고 사용자의 입력에 의한 설정온도와 실내온도와의 차이에 의해 최고운전주파수의 일정비율로 목표운전주파수를 결정하여 운전하므로 실내외의환경의 변화에 의한 부하변동에 능동적으로 대응하여 압축기를 효율적이고 안정적으로 운전할 수 있는 공기조화기의 인버터 압축기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 공기조화를 목적으로 한 기계로서, 실내의 냉난방이 주된 사용목적이고, 부가적으로 제습, 청정 등의 기능을 갖춘 모델도 많이 있다.

공기조화기는 개략적으로, 실내외 열 교환기와, 모세관, 사방밸브, 압축기,응측기로 된 냉동 시스템이 구비되는데, 상기 압축기는 냉매를 압축하는 장치로서그 회전수는 압축기에 적용되는 전원의 주파수에 의해 결정된다.

상기에서, 상기 압축기에 적용되는 전원의 주파수를 변화시킬 수 있다면 상기 압축기의 회전수를 변화시킬 수 있으므로 냉매유량을 자유자재로 변화시켜 공기조화기의 능력 그 자체를 직접 제어할 수 있다.

상기와 같이 수파수를 변화시겨 압축기의 회전수를 변화시킬 수 있는 압축기를 인버터 압축기라 한다.

따라서, 상기 인버터 압축기는 급전 전압이나 주파수를 바꿈으로써 그 회전수를 변화시켜 공기조화기의 능력을 제어할 수 있는 것으로서, 고속회전하여 설정 온도에 도달하는 시간이 짧게 걸리고, 온도 조절을 압축기의 회전수의 연속 변화로하기 때문에 실내온도의 변동이 적은 동시에 동력손실의 기회가 적어져 효율이 향상되며, 난방운전시 실외 열 교환기에 맺혀서 난방능력을 저하시키는 서리를 압축기를 고속회진시킴으로써 단시간 내에 제거하여 난방운전을 효율적으로 할 수 있고, 시동시 압축기를 저속 회전시킴으로써 시동전류가 적게 소모되는 장점이 있다.

참조된 도면, 도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도이다.

종래의 냉난방을 위한 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이 실내측에 설치되어 냉방시에는 증발기로 동작하고 난방시에는 응축기로 동작하는 실내 열 교환기(1)와, 상기 실내 열 교환기(1)의 후방에 설치되어 상기 실내 열 교환기(1)의 열 교환을 돕도록 공기의 유동을 발생시키는 실내 팬(fan)(2)과, 실내에 설치되어 실내공기의 온도를 감지하는 실내온도 감지센서(3)로 구성된다.

또한, 실외측에 설치되어 냉방시에는 응축기로 동작하고 난방시에는 증발기로 동작하는 실외 열 교환기(4)와, 상기 실외 열 교환기(4)의 열 교환을 돕도록 공기의 유동을 발생시키는 실의 팬(fan)(5)과, 상기 실내 팬(2) 및 실외 팬(5)을 구동하는 모터(미도시)와, 저온 저압의 가스 냉매를 흡입하여 고온 고압의 가스냉매로 토출하는 압축기(6)와, 냉방운전과 난방운전에 따라 냉매의 이동방향을 절환하는 사방밸브(7)와, 냉매가 이동되면서 팽창되는 모세관(8)과, 사용자의 입력과 상기 실내온도 감지센서(3)로부터 입력을 받아 상기 압축기(6)의 운전과 상기 사방밸브(7)의 전환을 제어하는 제어부(미도시)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 난방운전을 선택한 경우에는, 상기 실내온도 감지센서(3)에서 감지된 실내공기의 온도와 사용자가 입력 설정한 설정온도와의 차이에 의해 상기 압축기(6)의 운전주파수가 결정되고, 상기 사방밸브(7)가 절환되어 난방운전에적합하도록 냉매의 이동방항을 조절하게 된다.

그 후, 상기 압축기(6)에시 압축된 고온 고압의 가스상태의 냉매가 상기 실내 열 교환기(1)를 통과하면서 응축되어 실내로 열을 방열하고 고압, 중온의 액체상태의 냉매로 변환된 후, 상기 모세관(8)을 통과하면서 팽창되어 저온, 저압의 기체와 액체의 혼합상태로 되어 상기 실외 열 교환기(4)로 이송되며, 상기 실외 열 교환기(4)로 이송된 냉매는 실외공기로부터 열을 흡수하면서 증발되어 저온, 저압의 가스 상태의 냉매로 되어 상기 압축기(6)로 흡입된다.

상기 압축기(6)로 흡입된 저온, 저압의 가스 냉매는 다시 고온, 고압의 가스 냉매로 압축된 후 토출되는 사이클의 반복 수행하여 실내로 계속적으로 열을 공급하게 된다.

상기에서, 실내온도가 설정온도에 가까워지면 상기 압축기(6)의 운전주파수를 떨어뜨리고, 일정온도 이상 실내온도가 설정온도보다 높아지면 상기 압축기(6)의 운전이 정지되도록 상기 제어부가 상기 압축기(6)를 제어한다.

한편, 사용자가 냉방운전을 선택한 경우에는, 난방운전의 경우와 마찬가지로실내온도와, 설정온도와의 차이에 의해 운전주파수가 결정되고 상기 사방밸브(7)가냉방운전으로 절환된 후, 상기 압축기(6)에서 토출되는 고온 고압의 냉매가 상기 실외 열 교환기(4)를 통과하며 열을 방출하고 상기 모세관(8)을 통과하면서 팽창되어 상기 실내 열 교환기(1)로 이송되며, 상기 실내 열 교환기(1)에서 실내공기의열을 흡수하면서 증발된 후 다시 상기 압축기(6)로 흡입되어 압축되는 사이클을 반복 수행함으로써 실내의 온도를 떨어뜨리게 된다.

상기에서, 실내온도가 설정온도에 가까워지면 운전주파수를 떨어뜨리고, 실내온도가 설정온도보다 일정치 이상 낮아지면 상기 압축기(6)의 운전을 정지하도록제어부가 제어한다.

또한, 종래의 공기조화기의 냉동사이클에서 사이클을 이루는 구성요소들의 규격은 냉난방 표준상태에 맞추어 설계되는데, 상기에서 표준상태란 것은 냉방시에는 실내온도가 27℃이고 실외온도는 35℃이며, 난방시에는 실내온도가 20℃이고 실외온도가 7℃로 정해져 있는 상태이다.

그러나, 종래의 공기조화기는 실제 운전환경과는 큰 차이가 있을 수 있는 표준상태를 기준으로 설계되어 운전되고 있다.

따라서, 종래의 공기조화기는 실제의 운전환경을 고려하지 않고 실내온도와설정온도 및 이미 설정되어 있는 표준상태에 따라 상기 압축기(6)의 운전주파수가결정되어 운전되기 때문에 냉난방 사이클의 최적점에서 운전되기가 힘들어 고효율로 운전될 수 없고, 그에 따라 과부하조건이나 기타 외부의 부하변동에 능동적으로대응할 수 없게 되어 과전류로 인한 전원 소자의 소손이나 운전중 과열로 인한 상기 압축기(6)의 정지 또는 소손을 가져와 전체시스템이 마비되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실내공기온도와 실외공기온도를 이용하여 효율이 최대인 최적주파수를 결정하고 사용자에 의한 설정온도와 실내온도와의 차이에 의해 최적주파수의 일정비율로 목표 운전주파수가 결정되어 압축기를 운전하게 되므로 실내외의 부하변동에 능동적으로 대응하여 전체 시스템의 운전을 효율적이고 안정적으로 할 수 있는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 일부구성요소인 제어부의 구성 블록도.

도 4는 본 발명에 의한 압축기의 제어 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

51 ; 압축기 52 ; 실내 열 교환기 53 ; 실외 열 교환기

54 ; 전자팽창 밸브 55 ; 실외온도 감지센서 56 ; 실내온도 감지센서

57 ; 실외 팬 58 ; 실내 팬 59 ; 사방 밸브

60 ; 제어부 61 ; 마이콤 62 ; 키 입력부

63 ; 구동 드라이브 Fd ; 목표운전주파수 Fmax ; 최고운전주파수

Fmim ; 최저운전주파수 Fsh ; 난방표준상태의 최고주파수

Fsr ; 냉방표준상태의 최고주파수 k ; 일정계수

α1, α2, α3 ; 보정치

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내공기온도와 실외공기온도를 각각 감지하는 외부환경 감지단계와, 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 외부환경을 이미 설정된 표준상태의 냉방운전 및 난방운전과 각각 비교하는 비교단계와, 상기 비교단계에서 외부환경과 표준상태를 비교하여 얻어진 비교치를 기준으로 최고의 효율을 낼 수 있는 최고운전주파수를 산정하는 최고운전주파수 산정단계로 구성되어 압축기가 최대 효율을 낼 수 있는 운전주파수를 설정하는 최고운전주파수 결정단계와; 실제 실내에서 감지된 실내온도에서 사용자가 입력한 설정온도를 뺀 값을 차이값으로 연산하는 연산단계와, 상기 연산단계에 연산된 차이값을 기준으로 냉방운전모드 및 난방운전모드에 따라 각기 다른 목표운전주파수를 설정하는 목표운전주파수 산정단계로 구성되어 상기 최고운전주파수 결정단계에서 설정된 최고운전주파수를 넘지 않는 범위에서 상기 압축기가 최적의 상태로 구동될 수 있도록 하는 목표운전주파수 결정단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선 참조된 도면, 도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 일부구성요소인 제어부의 구성 불록도이며, 도 4는 본 발명에 의한 압축기의 제어 순서도이다.

본 발명에 의한 공기조화기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기체상태의 냉매가 흡입되어 고온고압의 기체상태의 냉매로 압축되는 압축기(51)와, 냉방시에는 증발기로 동작하고 난방시에는 응축기로 동작하는 실내 열 교환기(52)와, 냉방시에는 응축기로 동작하고 난방시에는 증발기로 동작하는 실외 열 교환기(53)와, 냉매가 증발되어 주위로부터 열을 흡수할 수 있도록 냉매를 팽창시키는 전자팽창 밸브(54)와, 실외에 설치되어 실외의 온도를 감지하는 실외공기 온도센서(55)와, 실내에 설치되어 실내의 온도를 감지하는 실내공기 온도센서(56)와, 상기 실외 열교환기(53)의 후방에 설치되어 열 교환을 돕도록 실외공기의 유동을 발생시키는 실외 팬(57)과, 상기 실내 열 교환기(52)의 후방에 설치되어 열 교환을 돕도록 실내공기의 유동을 발생시키는 실내 팬(58)과, 상기 실외 팬(57) 및 실내 팬(58)에 회전동력을 공급하는 모터(미도시)와, 냉방운전모드와 난방운전모드에 따라 냉매의 이동방향을 결정하는 사방 밸브(59)와, 공기조화기의 동작을 제어하는 제어부(60)로 구성된다.

여기서, 상기 제어부(60)는 상기 실외공기 온도센서(55) 및 실내공기 온도센서(56)로부터 실외온도와 실내온도에 대한 자료를 입력받는 동시에 사용자가 입력하는 냉난방모드와 설정온도에 따라 상기 압축기(5l)를 구동하는 구동 드라이브 (63) 및 사방 밸브(59)를 제어하게 된다.

상기에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 공기조화기는 종래 기술에 의한 공기조화기와 마찬가지로 냉난방모드에 따라 냉매이동이 반대방향으로 이동되도록 동작하게 된다.

특히, 본 발명의 제어구성은 도 3을 참고하여 설명하면, 상기 실내공기 온도센서(56)와 실외공기 온도센서(55)가 감지한 온도값을 마이콤(61)에서 읽어 들이고 상기 마이콤(61)은 이 값을 바탕으로 연산하여 최고운전주파수(Fmax)를 연산하고, 키 입력부(62)를 통하여 사용자가 입력한 설정온도값과 실내공기온도값을 비교하여 상기 최고운전주파수(Fmax)의 범위 내에서 최적의 운전주파수인 목표운전주파수(Fd)를 결정하여 압축기 구동 드라이브(63)를 구동함으로써 상기 압축기(51)를 최적의 주파수로 구동한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법올 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법은 최대 효율을 낼 수 있는 압축기의 최고운전주파수를 결정하는 최고운전주파수 결정단계와, 상기 최고운전주파수를 넘지 않는 범위에서 상기 압축기가 최적의 상태로 구동될 수 있도록 냉방운전모드 및 난방운전모드에 따라 각각 목표운전주파수를 설정하는 목표운전주파수 산정단계로 구성된다.

상기 최고운전주파수 결정단계는 실내공기온도와 실외공기온도를 각각 감지하는 외부환경 감지단계(102)와, 상기 외부환경 감지단계(102)에서 감지된 외부환경을 이미 설정된 표준상태의 냉방운전 및 난방운전과 각각 비교하는 비교단계(104)와, 상기 비교단계(104)에서 외부환경과 표준상태를 비교하여 얻어진 비교치를 기준으로 최고의 효율을 낼 수 있는 최고운전주파수를 산정하는 최고운전주파수 산정단계(106)로 이루어지고, 상기 목표주파수 산정단계는 사용자가 입력한 설정온도와 감지된 실내온도의 차이를 연산하는 연산단계(108)와, 상기 연산단계에 연산된 차이값을 기준으로 냉방운전모드 및 난방운전모드에 따라 각각 목표운전주파수를 설정단계(110)로 구성된다.

여기서, 상기 비교단계(104)는 냉방운전의 경우에는 냉방표준상태의 실내/외 온도의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내/외 온도의 합을 뺀 값을 비교치로 산출하고, 난방운전의 경우에는 난방표준상태의 실내/외 온도의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내/외 온도의 합을 뺀 것을 비교치로 산출한다. 또, 상기 연산단계(108)의 차이값은 실제 감지된 실내온도에서 설정온도를 뺀 값을 의미한다.

아울러, 상기 최고운전주파수 산정단계는 상기 비교단계에서 산출된 비교치가 영(zero) 이상이면 압축기에 과부하가 걸리지 않은 것으로 판단하고, 상기 비교치가 영(zero) 미만이면 압축기에 과부하가 걸리는 것으로 판단하는 과부하 판단단계와, 상기 과부하 판단단계에서 과부하로 판단되면 이미 설정된 표준상태의 최고 주파수보다 작은 주파수를 최고운전주파수로 결정하고 과부하 상태가 아닌 것으로 판단되면 표준상태의 최고주파수를 최고운전주파수로 결정하는 주파수 보정단계로 이루어진다.

여기서, 상기 주파수 보정단계는 냉방운전시 상기 비교치가 영(zero) 이상이면 냉방표준상태의 최고주파수를 최고운전주파수로 결정하고 영(zero) 미만인 경우에는 냉방표준상태의 최고주파수에서 상기 비교치에 1보다 작은 수의 제 1주파수변환상수를 곱하여 뺀 주파수를 최고운전주파수로 결정하며;

난방운전시 상기 비교치가 영(zero) 이상이면 난방표준상태의 최고주파수에 상기 비교치에 1보다 큰 수의 제 2주파수변환상수를 곱한 값을 더하여 최고운전주파수로 결정하고, 상기 비교치가 영(zero) 미만이면 상기 난방표준상태의 최고주파수에서 상기 비교치에 1보다 작은 수의 제 3주파수변환상수를 곱한 주파수를 최고 운전주파수로 결정한다.

상기된 본 발명의 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법을 구체적인 예로서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 실내공기 온도센서(56)와 실외공기 온도센서(55)가 감지한 온도에 대한 자료가 상기 제어부(60)에 입력되면, 상기 압축기(51)에 무리가 가지 않는최고운전주파수(Fmax)를 결정하게 된다.

상기에서, 상기 최고운전주파수(Fmax)의 결정은 냉난방 표준상태에서 능력이최대로 되는 주파수를 기준으로 냉방과부하조건과 난방과부하조건 및 난방저온조건을 고려하여 결정하게 된다.

또한, 상기 최고운전수주파수(Fmax)를 결정하기 위해서 △t의 개념을 도입하였는데, 냉방 △t와, 난방 △t는 아래와 같이 결정된다.

즉, 냉방△ t=(냉방표준상태의 실내온도와 외기온도의 합)-(현재의 실내온도와 외기온도의 합)으로 결정되고, 난방△ t=(난방표준상태의 실내온도와 외기온도의 합)-(현재의 실내온도와 외기온도의 합)으로 결정되며, 다른 방법으로 냉방운전의 경우에는 냉방표준상태의 실내외 온도의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내외 온도의 합을 뺀 것을 비교치로 하고, 난방운전의 경우에는 난방표준상태의 실내외 온도의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내외 온도의 합을 뺀 것을 비교치로 산출하는 방법도 있다.

여기서, 냉방표준상태의 실내온도는 27℃이고, 난방표준상태의 실내온도는 20℃이고, 외기온도의 합은 상기 실내공기온도 감기센서(56)와 실외공기온도 감지센서(55)에서 감지된 온도의 합이다, 따라서, 상기 냉방△ t 및 난방△ t는 현재의외기 환경을 반영하는 운전 환경지수의 개념을 가지는 것이다.

[표 1]

상기와 같이 냉방△ t와 난방△ t가 정해지면, 상기한 표 1에 나타낸 바와 같이 냉방의 경우에는 냉방△ t가 양수인 경우에는 현재 실내외의 온도의 합이 냉방표준상태의 실내외 온도의 합보다 낮아 운전시 과부하 염려가 없는 상태이므로 이미 설정되어 있는 냉방표준상태의 최고주파수(Fsr)를 그 상태에서의 최고운전주파수(Fmax)로 결정하고, 냉방△ t가 음수인 경우에는 현재 실내외 온도의 합이 냉방표준상태의 실내외 온도의 합보다 높기 때문에 냉방 과부하의 경향을 띠게 되므로 냉방표준상태의 최고주파수(Fsr)에서 실험치인 보정치 α1(0.35)과 절대값△ t를 곱한 값을 빼서 그 값을 최고운전주파수(Fmax)로 결정한다. 즉 △ t가 음수인 경우는 냉방과부하 조건에 가깝기 때문에 공기 조화기 시스템의 보호를 위해 냉방표준상태의 최고주파수(Fsr)보다 낮은 값을 그 상태에서의 최고운전주파수(Fmax)로 결정하게 되는 것이다.

여기서, 냉방 과부하란 압축기가 표준상태에 받는 부하보다 더 큰 부하를 받게 되는 것을 의미한다. 공기 조화기를 작동시키게 되면 현재의 실내온도와 사용자가 키 입력부를 통해 설정한 설정온도와의 차이에 따라 각각 운전주파수를 결정하여 압축기를 구동하는데, 그 온도차가 크면 클수록 빠른 시간 내에 사용자가 설정한 설정온도에 도달하기 위해 높은 운전주파수로 설정되어 운전된다. 그러나, 공기조화기가 작동되는 실제 운전 환경 즉, 실내외 온도 환경이 표준상태보다 높거나 낮을 때 압축기는 표준상태에 받는 부하보다 훨씬 큰 부하를 받게 되는 것을 말하며, 이러한 냉방 과부하는 압축기의 내구성에 악영향을 주게 되므로 냉방 과부하가 발생되지 않도록 압축기의 운전 주파수를 제어해야 하는 것이다.

또한, 상기한 표 1에 나타낸 바와 같이 난방의 경우는 난방△ t가 양수일 경우 현재 실내외 온도의 합이 난방표준상태의 실내외의 온도의 합보다 낮아서 난방저온조건에 가까우므로 실험에 의한 보정치 α2(2.55)와 절대값 △ t를 곱한 값에 난방표준상태의 최고주파수(Fsh)를 더하여 그 값을 최고운전주파수(Fmax)로 결정하고, 상기 난방△ t가 음수일 경우에는 현재 실내외 온도의 합이 난방표준상태의 실내외 온도의 합보다 높기 때문에 난방 과부하의 경향을 띠게 되므로 난방표준상태의 최고주파수(Fsh)에서 실험에 의한 보정치 α3(0.67)에 절대값 △ t를 곱한 값을빼서 그 값을 최고운전주파수(Fmax)로 결정하게 된다. 즉, △ t가 음수인 경우에는 난방과부하 조건에 가깝기 때문에 공기 조화기 시스템의 보호를 위해 난방표준상태의 최고주파수(Fsh)보다 낮은 주파수가 최고운전주파수(Fmax)로 결정되는 것이다.

여기서 상기 α1, α2, α3은 주파수 변환상수로서 표준상태와 현재의 외기 상태의 차이를 주파수에 대한 수치로 변화하기 위한 보상치를 개념화시킨 것이다.

상기한 바와 같이 상기 압축기(51)를 운전하기 위한 최고운전주파수(Fmax)가결정되고, 사용자가 상기 키 입력부(62)를 통하여 설정온도를 입력하면, 아래에 표시된 표 2와 표 3을 참고하여 그 상태에서 상기 압축기(51)를 최적의 상태와 효율로 운전할 수 있는 목표운전주파수(Fd)를 결정한다.

[표 2]

[도 3]

여기서, 상기한 표 2는 냉방운전의 경우에 사용되는 표이고, 표 3은 난방운전일 경우에 사용되는 표이다.

또한, △ td는 냉난방시에는 실내온도에서 설정온도를 뺀 값이고, Fd는 목표운전주파수를 나타내며, k는 일정계수를 나타내고, 물론 상기 일정계수(k)는 0에서 1사이의 값으로 정해지게 되어 상기 목표운전주파수(Fd)가 상기 최고운전주파수(Fmax)와 공기조화기의 시스템에서 기기에 무리 없이 운전할 수 있는 최저운전주파수(Fmim) 사이에서 결정되게 된다.

상기와 같이 상기 표 2와 표 3에 의해 일정계수(k)가 정해지면, 냉방시에는 냉방표준상태의 최저운전주파수(Fmim)가 40Hz인 경우 상기 목표운전주파수(Fd)는

Fd = 40 + (Fmax - 40) * k의 식으로 결정되고,

난방시에는 난방표준상태의 최저운전주파수(Fmim)가 35Hz인 경우 상기 목표운전주파수(Fd)는

Fd = 35 + (Fmax - 35) * k로 결정된다. 물론 상기에서 일정계수(k)의 값은 냉난방에 따라 상기 표 2 및 표 3에서 구한다.

상기에서, 상기 냉방, 난방상태의 최저운전주파수 40Hz, 30Hz는 기기 특성에따라 다르므로 변경될 수 있으며, 상기 목표운전주파수(Fd)를 구하기 위한 상기의식은 본 발명을 이루기 위한 일 실시예에 불과하므로, 본 발명을 실시함에 있어 상기 최저운전주파수(Fmim)를 고려하지 않고 그 보다 낮은 주파수 대역에서 △ td에따라 상기 목표운전주파수(Fd)가 결정되도록 할 수 있다.

상기와 같이 냉난방의 외부환경의 조건에 따라 목표운전주파수(Fd)가 결정되면 그 목표운전주파수(Fd)에 따라 상기 압축기(51)를 구동하게 되고, 나아가서는 외부환경이 변화하게 되면 그 환경에 맞도록 상기 목표운전주파수(Fd)를 수정하여상기 압축기(51)를 구동하게 된다.

또한, 상기 표 2에서 △ td가 -0.1에서 -0.5 사이인 경우에는, 목표운전주파수(Fd)를 30Hz로 3분간 연장하여 운전한 후, 상기 압축기(51)를 정지하도록 했는데, 그 이유는 오류값에 의하여 상기 압축기(51)를 정지시키게 되는 것을 방지하기위해서이다.

이와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법은 냉난방 운전시 실제 작동 환경에 따라 최고운전주파수(Fmax)가 결정되고, 실내온도와 설정온도의 차이에 의해 상기 최고운전주파수(Fmax)의 일정비율로 상기목표운전주파수(Fd)가 결정되어 압축기를 구동하게 되므로, 실내외의 환경의 변화에 의해 부하가 변동되어 과부하조건이나 저온조건이 되어도 신속하게 다시 상기 최고운전주파수(Fmax)와 목표운전주파수(Fd)를 수정하고, 축기를 최적의 상태로 운전함으로써 공기조화기 전체 시스템을 안정적으로 제어할 수 있다.

Claims (6)

1. 실내공기온도와 실외공기온도를 각각 감지하는 외부환경 감지단계와, 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 외부환경을 이미 설정된 표준상태의 냉방운전 및 난방운전과 각각 비교하는 비교단계와, 상기 비교단계에서 외부환경과 표준상태를 비교하여 얻어진 비교치를 기준으로 최고의 효율을 낼 수 있는 최고운전주파수를 산정하는 최고운전주파수 산정단계로 구성되어 압축기가 최대 효율을 낼 수 있는 운전주파수를 설정하는 최고운전주파수 결정단계와;

   실제 실내에서 감지된 실내온도에서 사용자가 입력한 설정온도를 뺀 값을 차이값으로 연산하는 연산단계와, 상기 연산단계에 연산된 차이값을 기준으로 냉방운전모드 및 난방운전모드에 따라 각기 다른 목표운전주파수를 설정하는 목표운전주파수 산정단계로 구성되어 상기 최고운전주파수 결정단계에서 설정된 최고운전주파수를 넘지 않는 범위에서 상기 압축기가 최적의 상태로 구동될 수 있도록 하는 목표운전주파수 결정단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비교단계의 비교치는 냉방운전의 경우에는 냉방표준상태의 실내외 온도 의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내외 온도의 합을 뺀 값으로 하고, 난방운전의 경우에는 난방표준상태의 실내외 온도의 합에서 상기 외부환경 감지단계에서 감지된 실내외 온도의 합을 뺀 값으로 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 최고운전주파수 산정단계는 상기 비교단계의 비교치가 영(zero) 이상이면 압축기에 과부하가 걸리지 않은 것으로 판단하고, 상기 비교치가 영(zero) 미만이면 압축기에 과부하가 걸리는 것으로 판단하는 과부하 판단단계와; 상기 과부하 판단단계에서 과부하로 판단되면 이미 설정된 표준상태의 최고주파수보다 작은 주파수를 최고운전주파수로 결정하고, 과부하 상태가 아닌 것으로 판단되면 표준상태의 최고주파수를 최고운전주파수로 결정하는 주파수 보정단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 주파수 보정단계는 냉방운전시 상기 비교차가 영(zero) 이상이면 냉방표준상태의 최고주파수를 최고운전주파수로 결정하고 영(zero) 미만인 경우에는 냉방표준상태의 최고주파수에서 상기 비교치에 1보다 작은 수의 제 1주파수변환상수를 곱하여 뺀 주파수를 최고운전주파수로 결정하며,

   난방운전시 상기 비교치가 영(zero) 이상이면 난방표준상태의 최고주파수에 상기 비교치에 1보다 큰 수의 제 2주파수변환상수를 곱한 값을 더하여 최고운전주파수로 결정하고, 상기 비교치가 영(zero) 미만이면 상기 난방표준상태의 최고주파수에서 상기 비교치에 1보다 작은 수의 제 3주파수변환상수를 곱한 주파수를 최고운전주파수로 결정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 목표운전주파수 산정단계는 냉방운전인 경우 상기 차이값이 소정 범위를 초과하면 상기 최고운전주파수를 목표운전주파수로 산정하고, 소정 범위 내에 있으면 상기 최고운전주파수에 각 구간별로 정해진 일정계수를 곱하여 산정하며, 소정 범위 미만이면 최저운전주파수로 산정하되 실내온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 압축기가 정지되도록 하고;

   난방운전인 경우 상기 차이값이 소정 범위를 초과하면 압축기가 정지되도록 하고, 소정 범위 내에 있으면 상기 최고운전주파수에 각 구간별로 정해진 일정계수를 곱하여 목표운전주파수를 산정하며, 실내온도가 설정온도보다 낮으면 상기 최고운전주파수를 목표운전주파수로 산정하도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   냉방운전시 실내온도가 설정온도 보다 낮아 압축기를 정지시키는 경우 그 차이값이 소정 범위 내에 있을 경우에는 소정 시간동안 소정의 저주파수로 압축기를 운전한 다음 정지시키도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터 압축기 제어방법.