KR100379273B1 - 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법 - Google Patents

에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직블레이드의 위치를 제어하여 토출 풍량의 증가를 통해 과부하를 해소할 수 있도록 한 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 제어방법은 실내기의 열교환기 온도가 과부하온도(T1) 이상인지 여부를 판단하여 과부하온도(T1)보다 낮으면, 난방 운전이 계속 진행되는 단계(S1 단계)와; 과부하온도(T1)보다 높게 되면, 수직블레이드의 위치를 판단하여 수직블레이드가 정면 상태이면, 송풍팬의 알피엠(rpm)을 높이거나 실외기 팬을 오프시키는 단계(S6 단계)로 진행되는 단계(S2 단계)와; 수직블레이드가 측면 상태이면, 스텝핑 모터를 작동하여 수직블레이드가 정면 상태로 위치하도록 제어하는 단계(S3 단계)와; 상기 수직블레이드를 정면 위치로 제어된 상태에서 열교환기의 온도 변화를 감지하여 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이를 유지하는 지 판단하고, 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이에 위치하면, 현 상태를 유지하면서 열교환기의 온도를 지속적으로 감지하는 단계(S4 단계)와; 상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이를 벗어난 경우, 이 감지된 온도가 보정온도(T2) 미만인 경우에는 초기 난방운전 상태로 돌아가 상기한 단계들을 반복하고, 과부하온도(T1)보다 클 경우에는 상기한 S6 단계로 실행되는 단계(S5 단계)로 이루어진 것이다.

Description

에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법{Overload control method in process of heating operating of air conditioner }
본 발명은 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 운전시 과부하가 발생할 경우에 있어서, 수직블레이드를 제어하여 토출 풍량의 증가를 통해 실내기의 열교환기에서 응축이 보다 효과적으로 일어나게 함으로써 과부하를 해소할 수 있도록 한 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방 겸용 에어컨은 계절에 따라 선택적으로 사무실, 방 또는 건물내부와 같이 밀폐된 실내공간으로 냉풍 또는 열풍을 공급하여 활동에 적합한 온도를 유지할 수 있도록 하고 있다.
여기서, 도 1은 종래 냉난방 겸용 에어컨의 실내기를 도시한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 에어컨 실내기 본체(1)의 상부에는 실내공기를 흡입하는 흡입구(2)가 형성되어 있고, 하부에는 에어컨 내부에서 열교환기(5)에 의해 냉각 또는 가열(이하 "열교환"이라 한다)된 공기가 토출되는 토출구(3)가 형성되어 있으며, 상기 본체(1)의 내측 중앙에는 상기 흡입구(2)를 통해 실내공기를 흡입하고 상기 토출구(3)를 통해 열교환된 공기를 토출시키는 송풍팬(4)이 장착되어 있다.
그리고, 상기 실내기의 토출구(3)에는 열교환된 공기의 토출 방향을 가변시키기 위한 수직블레이드(6)와 열교환된 공기의 토출 방향을 가변시킴과 동시에 토출구(3)를 폐쇄시키는 수평블레이드(7)가 각각 형성되어 있다.
이때, 상기 토출구(3)의 개폐는 사용자의 수동 조작에 의해 조절되거나 스텝핑 모터(도시 안됨)에 의해 자동으로 상기 수평블레이드(7)의 각도를 조절할 수 있도록 구성되어 열교환된 공기의 토출 방향을 조절함과 동시에 토출구(3)를 폐쇄할 수 있도록 되어 있고, 상기 수직블레이드(6)도 적어도 하나 이상 구비된 스텝핑 모터(8)에 의해 자동으로 토출각을 제어하여 풍량 및 토출 방향을 조절할 수 있도록 되어 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 종래 냉난방 겸용 에어컨으로 난방 운전을 할 경우에 있어서, 난방 과부하는 주로 실외온도가 20℃이상이거나 실내기의 수직블레이드(6)가 측면으로 위치하고 있어 토출되는 풍량이 매우 떨어지거나 송풍팬(4)의 알피엠(rpm)이 낮을 때 일어나게 된다.
따라서, 상기와 같이 난방 과부하가 걸리면, 종래에는 실내기의 열교환기(5)에서 응축이 원활하게 이루어지도록 하기 위해서 송풍팬(4)의 알피엠(rpm)을 올리거나 실외기의 열교환량을 감소시키기 위하여 실외기의 팬을 오프(off)시키는 방법을 주로 사용하고 있었다.
그러나, 상기 과부하 해소를 위해 송풍팬(4)의 알피엠(rpm)을 높일 경우에는 소음이 증가하는 문제점이 있었다.
이에 종래에는 상기 과부하 해소 방법 중 가장 효과가 뛰어난 실외기 팬(도시 안됨)을 오프시키는 방법을 주로 사용하고 있다.
즉, 실외기 팬을 오프시켜 제어하는 방법은 도 2에 도시한 바와 같이, 난방운전 중 실내 열교환기의 중앙부 온도가 실외기 팬 오프(off) 온도(t1;난방 공간 크기에 따른 에어컨 성능에 의해 설정온도가 달라진다.) 이상이면 실외기 팬이 오프되는 단계와(S1-S3), 이후 실내 열교환기의 중앙부 온도가 실외기 팬 온(on) 온도(t2) 이하이면 실외기 팬을 온(on)시키는 단계(S4-S5)로 이루어지는 것으로, 이의 동작과정을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
난방운전 중 실내 열교환기의 중앙부 온도가 기 설정온도인 t1 이상이 되면 실외기 팬을 오프시켜 제품의 부하를 줄여 압력이나 전류치가 더 이상 상승하지 않도록 한다.
또한, 상기 실외기 팬이 오프된 상태에서 일정시간이 지나면 실내 열교환기의 중앙부 온도가 낮아지고, 아울러 실내로 토출되는 공기의 온도도 저하되며, 상기 토출공기가 너무 하강하지 않도록 하여 설정된 열교환기의 중앙부 온도 t2가 되면 다시 실외기 팬이 동작하는 난방운전을 반복하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 실외기 팬을 오프하여 확실하게 과부하를 해소하기 전에 사용할 수 있는 제어방법으로, 본 발명의 목적은 종래 실내기의 송풍팬 알피엠을 높여서 과부하를 해소할 때 고려해야할 소음 문제를 사전에 감안하고, 송풍팬의 알피엠을 높여 토출 풍량을 증가시키는 것처럼 수직블레이드의 위치를 제어하여 보다 쉽게 토출 풍량 증가의 효과를 얻을 수 있음으로써 과부하를 해소할 수 있도록 한 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 냉난방 겸용 에어컨의 실내기를 도시한 단면도,
도 2는 종래 에어컨의 난방운전 중 과부하를 제어하기 위한 제어방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 에어컨의 난방 운전 중 과부하 해소를 위한 제어방법을 도시한 순서도,
도 4는 송풍팬의 알피엠(rpm) 변화와 수직블레이드의 위치변화에 따른 풍량의 변화를 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
1 : 실내기 본체 2 : 흡입구
3 : 토출구 4 : 송풍팬
5 : 열교환기 6 : 수직블레이드
7 : 수평블레이드 8 : 스텝핑 모터
T1 : 과부하온도 T2 : 보정온도
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법은, 난방 운전이 진행 중에 실내기의 열교환기 온도를 온도센서가 감지하여 과부하온도(T1) 이상인지 여부를 판단하고, 과부하온도(T1)보다 낮으면, 현재 진행 중인 난방 운전이 지속적으로 이루어지는 단계(S1 단계)와; 상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 높게 되면, 수직블레이드의 현재 위치 상태 즉, 수직블레이드의 토출 각도를 감지하여 감지된 수직블레이드의 위치가 정면(완전히 개방된 상태) 혹은 측면(정면을 제외한 모든 상태) 상태로 있는 지 판단하고, 수직블레이드가 정면 상태이면, 실내기 송풍팬의 알피엠(rpm)을 높이거나 또는 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소시키는 단계(S6 단계)로 넘어가는 단계(S2 단계)와; 상기 수직블레이드가 측면 상태이면, 스텝핑 모터를 작동하여 자동으로 수직블레이드가 정면 상태로 위치하도록 제어하는 단계(S3 단계)와; 상기 수직블레이드를 정면 위치로 보내진 상태에서 열교환기의 온도 변화를 감지하여 이 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 난방 운전에 적정한 온도인 보정온도(T2) 사이를 유지하는 지 판단하고, 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이에 위치하게 되면, 현 상태로 지속적인 난방운전을 유지하면서 열교환기의 온도를 지속적으로 감지하는 단계(S4 단계)와; 상기 S4 단계에서 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이를 벗어난 경우, 이 감지된 온도가 보정온도(T2) 미만인 경우에는 초기 난방운전 상태로 돌아가 상기한 단계들을 반복하도록 실행되고, 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 클 경우에는 실내기의 송풍팬 알피엠(rpm)을 높이거나 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소하는 단계(S6 단계)로 실행되는 단계(S5 단계)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 에어컨의 난방 운전 중 과부하 해소를 위한 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 송풍팬의 알피엠 변화와 수직블레이드의 위치변화에 따른 풍량의 변화를 나타낸 그래프이다.
이때, 본 발명을 설명하기 위한 냉난방 에어컨의 구성은 종래 기술에서 설명한 것과 동일하므로, 여기서는 본 발명에서 언급하는 에어컨의 구성에 대한 설명은 도 1을 따르고, 본 발명에 따른 에어컨의 난방 운전 중 과부하 제어방법에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 에어컨의 난방 운전 중 과부하 제어방법은 종래 실외기 팬을 오프하여 확실하게 과부하를 해소시키기 전 단계에서 사용할 수 있는 제어방법이다.
여기서, 통상적인 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
상기 냉난방 겸용 에어컨의 난방 운전이 시작되면, 실내기의 열교환기(5)에서 응축이 일어나면서 흡입구(2)를 통해 흡입된 실내공기와의 사이에서 열교환이 일어나고, 이에 흡입된 실내공기가 가열된다.
이렇게 열교환되어 가열된 실내공기는 토출구(3)를 통해 토출되어 실내공기와 섞이면서 실내 평균온도를 높이고, 이와 같은 과정이 반복되면서 난방이 이루어지는 것이다.
그리고, 상기와 같이 난방 운전이 일어나는 과정 중에 열교환기(5)의 온도가 통상적인 열교환 온도 이상으로 상승하게되면 과부하가 발생하게 되는 바, 이처럼 과부하가 발생할 경우 이를 해소시켜야 한다.
본 발명의 제어방법은 상기와 같은 열교환기(5)의 온도 상승에 따른 과부하가 발생했을 때 적용된다.
즉, 본 발명은 실내기의 토출구(3)에 구비되어 있는 수직블레이드(6)의 위치 제어를 통해 토출 풍량의 증가 효과를 얻어내어 열교환기(5)의 응축 효율을 높임으로써, 과부하를 해소시키는 제어방법이다.
도 4에는 송풍팬의 알피엠(rpm)과 수직블레이드의 위치에 따른 풍량의 변화를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.
도 4의 그래프에 도시된 바와 같이, 수직블레이드(6)가 측면으로 위치하고 있을 때 보다 정면으로 위치할 때가 훨씬 많은 풍량의 증가를 가져옴을 알 수 있다.
또한, 송풍팬(4)의 알피엠(rpm) 변화와 수직블레이드(6)의 위치변화에 따른 풍량의 증가 추세를 살펴보면, 송풍팬(4)의 알피엠(rpm) 변화 보다 수직블레이드(6)의 위치 변화에 따라 풍량의 변화가 훨씬 더 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 실험적 결과를 바탕으로 수직블레이드(6)의 위치를 제어하여 풍량의 증가를 통한 과부하를 해소할 수 있는 제어방법이다.
이에 본 발명에 따른 과부하 제어방법을 도 3에 도시된 순서도에 의해 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 난방 운전이 진행 중에 실내기의 열교환기(5) 온도를 온도센서가 감지하여 과부하가 일어날 수 있는 것으로 판단되는 과부하온도(T1) 이상인지 여부를 판단한다.(S1 단계)
이때, 상기 과부하온도(T1)는 대략 53℃정도로 설정하는 것이 바람직하나, 이는 에어컨의 성능 및 기타 여러 가지 조건에 의해 2~3℃정도의 오차 범위를 가지고 있다.
만약, 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 낮으면, 현재 진행 중인 난방 운전이 지속적으로 이루어진다.
그리고, 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 높게 되면, 수직블레이드(6)의 현재 위치 상태 즉 토출 각도를 감지하여 수직블레이드(6)가 정면(완전히 개방된 상태) 혹은 측면(정면을 제외한 모든 상태) 상태로 있는 지 판단한다.(S2 단계)
이때, 수직블레이드(6)가 완전히 개방된 정면 상태로 위치하고 있는 상태로 나타나면, 종래의 과부하 제어방법에 따라 실내기의 송풍팬(4) 알피엠(rpm)을 높이던지 혹은 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소하는 단계(S6 단계)로 실행된다.
이는 수직블레이드(6)가 정면 상태로 위치하고 있음에도 과부하가 발생하고 있기 때문에 과부하를 해소하기 위해서는 상기한 종래의 제어 방법을 사용할 수밖에 없기 때문이다.
그리고, 수직블레이드(6)가 측면 상태로 위치하고 있는 것으로 감지되면, 스텝핑 모터(8)를 작동하여 자동으로 정면 상태로 위치하도록 제어한다.(S3 단계)
이와 같이 수직블레이드(6)를 정면 위치로 보낸 상태에서 지속적으로 열교환기(5)의 온도 변화를 감지하고, 이 감지된 온도가 시스템에 무리를 주지 않고 압축기 제품 성능을 보장하면서 난방 운전이 가능한 온도인지를 판단한다.
즉, 상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 난방 운전이 가능한 온도인 보정온도(T2) 사이를 유지하는 지 판단한다.(S4 단계)
여기서, 상기 보정온도(T2)는 대략 47℃로 설정하는 것이 바람직하나, 이 역시 에어컨의 성능 및 기타 여러 가지 조건에 의해 2~3℃정도의 오차 범위를 가지고 있다.
이와 같이 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이에서 온도를 판별하는 이유는 과부하 발생 후 상기 과정을 통해 수직블레이드(6)의 위치를 제어하여 풍량의 증가를 가져와 압축기에 무리를 주는 과부하를 해소하였더라도, 실질적으로 풍량의 증가로 인해 열교환기(5)의 온도가 짧은 시간에 큰 폭으로 떨어지는 것은 아니며, 다만 보정온도(T2)와 과부하온도(T1) 사이에서 에어컨의 난방 운전이 진행되더라도 시스템에 무리를 주지 않기 때문이다.
그리고, 통상적으로 에어컨의 난방 운전시 시스템에 전혀 무리를 주지 않고 정격 구동이 가능한 가장 적절한 온도는 대략 40℃ 정도이다.
이때, 상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이에 위치하게 되면, 현 상태로 지속적인 난방운전을 유지하면서 열교환기(5)의 온도 변화를 지속적으로 감지하여 S4 단계를 반복 실행하게 된다.
그리고, 상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이를 벗어난 경우, 이 벗어난 온도가 보정온도(T2) 미만인지의 여부를 판단한다.(S5 단계)
이때, 상기 S5 단계에서 판별한 온도가 보정온도(T2) 미만인 경우에는 수직블레이드(6)가 정면 상태로 위치함에 따라 풍량 증가로 인해 과부하가 해소된 상태로 판단되면서 열교환기(5)의 온도가 난방 운전에 적정한 보정온도(T2) 미만으로 떨어졌기 때문에 초기 난방운전 상태로 돌아가 상기한 단계들을 반복하도록 실행하게 된다.
또한 상기 S5 단계에서 판별한 온도가 보정온도(T2) 보다 높은 것으로 나타난 경우는 S4 단계를 벗어난 온도가 과부하온도(T1) 보다 높다는 것을 의미하면서 수직블레이드(6)를 정면 상태로 위치하여 풍량을 증가시켰는데도 과부하가 해소되지 않았음을 의미하므로, 과부하 해소를 위해 전술한 S6 단계로 진행되게 된다.
따라서, 상기와 같은 수직블레이드(6)의 위치를 제어하는 방법을 에어컨에 적용하게 되면, 종래 송풍팬(4)의 알피엠(rpm)을 증가시키거나 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소하기 전에 풍량 증가를 통해 과부하를 해소 가능한지 여부가 판별되면서, 본 발명에 따른 제어방법으로 과부하가 해소되지 않을 경우에는 상기한 종래의 제어방법을 통해 과부하를 해소할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 에어컨의 난방 운전 중 과부하 발생 시 수직블레이드의 위치를 제어하여 보다 쉽게 토출 풍량 증가의 효과를 얻어 과부하를 해소함으로써, 종래 실내기의 송풍팬 알피엠을 높여서 과부하를 해소할 때 고려해야할 소음 문제를 미연에 방지할 수 있고, 시스템을 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 난방 운전이 진행 중에 실내기의 열교환기 온도를 온도센서가 감지하여 과부하온도(T1) 이상인지 여부를 판단하고, 과부하온도(T1)보다 낮으면, 현재 진행 중인 난방 운전이 지속적으로 이루어지는 단계(S1 단계)와;
    상기 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 높게 되면, 수직블레이드의 현재 위치 상태 즉, 수직블레이드의 토출 각도를 감지하여 감지된 수직블레이드의 위치가 정면(완전히 개방된 상태) 혹은 측면(정면을 제외한 모든 상태) 상태로 있는지 판단하고, 수직블레이드가 정면 상태이면, 실내기 송풍팬의 알피엠(rpm)을 높이거나 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소시키는 단계(S6 단계)로 넘어가는 단계(S2 단계)와;
    상기 수직블레이드가 측면 상태이면, 스텝핑 모터를 작동하여 자동으로 수직블레이드가 정면 상태로 위치하도록 제어하는 단계(S3 단계)와;
    상기 수직블레이드를 정면 위치로 보내진 상태에서 열교환기의 온도 변화를 감지하여 이 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 난방 운전이 가능한 온도인 보정온도(T2) 사이를 유지하는지 판단하고, 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이에 위치하게 되면, 현 상태로 지속적인 난방운전을 유지하면서 열교환기의 온도를 지속적으로 감지하는 단계(S4 단계)와;
    상기 S4 단계에서 감지된 온도가 과부하온도(T1)와 보정온도(T2) 사이를 벗어난 경우, 이 감지된 온도가 보정온도(T2) 미만인 경우에는 초기 난방운전 상태로 돌아가 상기한 단계들을 반복하도록 실행되고, 감지된 온도가 과부하온도(T1)보다 클 경우에는 실내기의 송풍팬 알피엠(rpm)을 높이거나 실외기 팬을 오프시켜 과부하를 해소하는 단계(S6 단계)로 실행되는 단계(S5 단계)로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨의 난방운전 중 과부하 제어방법.
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