KR100429986B1 - 히트펌프 에어컨의 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트펌프 에어컨의 운전방법에 관한 것으로, 종래에는 난방 운전시 실외측 열교환기에 형성된 서리를 제거하는 제상 운전 과정에서 서리를 융해하는 시간과 융해된 융해수가 방출되는 모든 시간에 압축기가 작동하게 됨으로써 소비전력을 증가시키는 단점이 있었는 바, 본 발명은 제상운전 과정에서 서리가 융해된 융해수가 방출되는 시간에 압축기의 작동을 멈추게 함으로써 압축기의 운전시간을 단축시킴에 따른 소비전력을 감소시켜 에너지의 소비를 줄임과 더불어 사용자의 사용부담을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

히트펌프 에어컨의 운전방법

본 발명은 냉방 및 난방 겸용으로 사용할 수 있는 히트펌프 에어컨의 운전방법에 관한 것으로, 특히 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 히트펌프의 운전방법에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클장치는, 도1 에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 내부로 열을 방출하는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 변화된 고온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 팽창기구(3)와, 상기 팽창기구(3)에서 변화된 저온저압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다. 그리고 각 구성요소들은 냉매관에 의해 연결되어 있다.

상기 냉동사이클장치는 냉장고나 에어컨 등에 적용되며, 증발기(4)에서 외부의 열을 흡수하는 것과 응축기(2)에서 외부에 열을 방출하는 것을 이용하여 식품을 신선하게 보관하거나 실내를 냉/난방시켜 실내환경을 쾌적하게 유지하게 된다.

도 2는 상기 냉동사이클장치를 적용한 히트펌프 에어컨의 냉동사이클장치를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 히트펌프 에어컨은 인가되는 전류에 의해 작동하여 냉매를 압축하는 압축기(1)에 이어 사방변(5)이 연결되고, 이 사방변(5)의 일측에 실외측 열교환기(2;응축기)가 연결되며, 이 실외측 열교환기(2)에 이어 팽창기구(3)이 연결되고, 이 팽창기구(3)에 이어 실내측 열교환기(4; 증발기)가 연결되며, 이 실내측 열교환기(4)는 상기 사방변(5)의 다른 일측에 연결되며 상기 사방변(5)의 또다른 일측은 압축기(1)와 연결되어 이루어진다.

또한, 상기 실외측 열교환기(2)의 측부에는 실외팬(6)이 설치되고, 실내측 열교환기(4)의 측부에는 실내팬(7)이 설치되어 있다.

상기한 바와 같은 히트펌프 에어컨은 상기 사방변(5)의 방향을 변환시키면서 실내에 설치되는 실내측 열교환기(4;증발기)의 역할을 변환시켜 실내를 냉/난방시키게 된다.

상기한 바와 같은 히트펌프 에어컨의 난방 운전시는 압축기(1)의 작동에 의해 냉매가 화살표 A의 흐름 방향에 따라 압축기(1) - 사방변(5) - 실내측 열교환기(4) - 팽창기구(3) - 실외측 열교환기(2) - 사방변(5) - 압축기의 순서를 거치면서 진행되어 실내측 열교환기(4)가 응축기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 더운 공기를 실내로 토출시켜 실내를 난방상태로 유지하게 된다. 그리고 냉방 운전시에는 사방변(5)의 방향을 변환시켜 냉매의 흐름이 화살표 B에 따라 흐르도록 하여 실내측 열교환기(4)가 증발기의 역할을 하면서 실내측 열교환기(4)에서 열교환되는 차가운 공기를 실내로 토출시켜 실내를 냉방상태로 유지하게 된다.

한편, 상기 히트펌프 에어컨의 난방 운전은 보통 겨울철에 이루어지는데, 상기 히트펌프 에어컨의 난방 운전시 일정 시간이 경과하게 되면, 증발기의 역할을 하게 되는 실외측 열교환기(2)의 표면에 서리가 형성되는 착상이 발생되어 실외측 열교환기(2)가 외부로 부터 열을 흡수하는 열교환 능력이 저하됨으로써, 도 3에 도시한 바와 같이, 효율을 떨어뜨리게 된다.

따라서 상기 실외측 열교환기(2)에 서리가 발생하게 되면, 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전을 하게 되며, 상기 제상 운전은 냉매의 흐름을 절환시켜 실외측 열교환기(2)를 일정 시간 응축기로 작용하도록 함으로써 응축기로 작용시 발생되는 열로 실외측 열교환기(2)에 형성된 서리를 융해시켜 제거하게 되며, 이 일정 시간의 제상 운전이 끝나게 되면 냉매의 흐름을 절환시켜 다시 증발기의 기능을 하게 된다. 상기 전체 제상운전 시간은 실외측 열교환기(2)에 형성된 서리의 정도에 따라 달라지는데, 서리가 형성된 양은 보통 시간에 따른 응축온도나 증발온도의 변화율로 결정되는며 최소 제상 시간이 특정시간(예를 들어 9분)이상이 소요된다. 상기 제상운전 과정에서 실제로 제상을 하는데 소요되는시간은 전체 제상시간의 1/4 정도 소요되며, 나머지 시간은 제상된 융해수가 완전히 방출되는데 시간이 소요된다. 예를 들어 전체 제상시간이 12분 일 경우 서리를 융해시키는데 소요되는 시간은 3분 정도이며, 나머지 9분 정도의 시간이 서리가 융해된 융해수가 방출되는데 소요되는 시간이다.

그러나 상기 제상운전 과정에서 실제로 제상이 이루어지는 시간 이외에 융해수가 배출되는 시간에도 압축기의 운전이 계속적으로 이루어지게 됨으로써 불필요한 압축기의 운전이 이루어져 소비전력을 증가시키는 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한 히트펌프의 운전방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉동사이클장치의 주요부품을 개략적으로 도시한 부품 구성도,

도 2는 일반적인 히트펌프 에어컨을 구성하는 주요부품을 개략적으로 도시한 구성도,

도 3은 상기 히트펌프 에어컨의 난방운전시 증발기 서리증가에 따른 사이클의 변화를 도시한 압력 - 엔탈피 선도,

도 4는 상기 히트펌프 에어컨의 제상시간 동안의 사간에 따른 융해수 배출율을 도시한 그래프,

도 5는 본 발명의 히트펌프 에어컨의 운전방법을 도시한 순서도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 ; 압축기 2 ; 실외측 열교환기

3 ; 팽창기구 4 ; 실내측 열교환기

5 ; 사방변

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 압축기와, 상기 압축기에 연결되는 사방변과, 상기 사방변과 연결되는 실외측 열교환기와, 상기 실외측 열교환기에 연결되는 팽창기구와, 상기 팽창기구에 연결되는 실내측 열교환기를 포함하여 구성되며, 상기 실내측 열교환기는 상기 사방면과 연결됨과 더불어 상기 사방변은 상기 압축기와 연결되어 이루어진 냉동사이클장치를 구비한 히트펌프 에어컨에 있어서; 상기 압축기의 작동에 의해 난방운전이 진행되는 단계와, 상기 난방운전이 일정 시간 지속되어 실외측 열교환기에 서리가 형성되면 상기 사방변이 절환됨에 의해 제상운전이 진행되어 실외측 열교환기에 형성된 서리를 융해시키는 단계와, 상기 실외측 열교환기의 서리가 융해되면 상기 압축기의 작동을 멈추고 일정 시간 융해수를 방출시키는 단계와, 일정 시간 상기 융해수가 방출된 다음 사방변을 절환시킴과 더불어 압축기를 재작동시켜 난방운전을 하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 히트펌프 에어컨의 운전방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 히트펌프 에어컨 운전방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 히트펌프 에어컨의 구성은 종래와 같이, 압축기와 상기 압축기에 연결되는 사방변(5)과, 상기 사방변(5)과 연결되는 실외측 열교환기(2)와, 상기 실외측 열교환기(2)에 연결되는 팽창기구(3)와, 상기 팽창기구(3)에 연결되는 실내측 열교환기(4)를 포함하여 구성되며, 상기 실내측 열교환기(4)는 상기 사방면과 연결됨과 더불어 상기 사방변(5)은 상기 압축기와 연결되어 이루어진 냉동사이클장치를 포함하여 구성된다.

그리고, 그 운전 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 압축기의 작동에 의해 난방운전이 진행되는 단계와, 상기 난방운전이 일정 시간 지속되어 실외측 열교환기(2)에 서리가 형성되면 상기 사방변(5)이 절환됨에 의해 제상운전이 진행되어 실외측 열교환기(2)에 형성된 서리를 융해시키는 단계가 진행된다. 상기 난방운전은 압축기(1) - 사방변(5) - 실내측 열교환기(4) - 팽창기구(3) - 실외측 열교환기(2) - 사방변(5) - 압축기(1)의 순서를 거치면서 진행되도록 사방변(5)의 방향을 조절한다. 이때 실내측 열교환기(4)는 응축기의 역할을 하게 되어 실내로 더운 공기를 내보내게 된다.

그리고 이어 상기 실외측 열교환기(2)의 서리가 융해되면 상기 압축기의 작동을 멈추고 일정 시간 융해수를 방출시키는 단계가 진행된다.

그리고 일정 시간 상기 융해수가 방출된 다음 사방변(5)을 절환시킴과 더불어 압축기를 재작동시켜 난방운전을 하는 단계가 진행된다. 이 단계는 실외측 열교환기(2)에 형성된 서리가 융해된 융해수가 모두 방출된 후 진행된다.

상기한 바와 같은 과정을 반복함에 의해 에어컨이 작동하면서 실내를 난방상태로 유지하게 되며, 이과정에서 실외측 열교환기(2)에 서리가 형성되는 것을 적절하게 제거하면서 동작하게 되어 사이클의 효율을 높이게 되며, 또한 융해수가 방출되는 시간에 압축기의 작동을 정지기킴으로써 소비전력을 줄이게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은, 본 발명에 의한 히트펌프 에어컨의 운전방법은 제상운전 과정에서 서리가 융해된 융해수가 방출되는 시간에 압축기의 작동을 멈추게 됨으로써 압축기의 운전시간을 단축시킴에 따른 소비전력을 감소시키게 되어 사용자의 사용부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 압축기와, 상기 압축기에 연결되는 사방변과, 상기 사방변과 연결되는 실외측 열교환기와, 상기 실외측 열교환기에 연결되는 팽창기구와, 상기 팽창기구에 연결되는 실내측 열교환기를 포함하여 구성되며, 상기 실내측 열교환기는 상기 사방면과 연결됨과 더불어 상기 사방변은 상기 압축기와 연결되어 이루어진 냉동사이클장치를 구비한 히트펌프 에어컨에 있어서; 상기 압축기의 작동에 의해 난방운전이 진행되는 단계와, 상기 난방운전이 일정 시간 지속되어 실외측 열교환기에 서리가 형성되면 상기 사방변이 절환됨에 의해 제상운전이 진행되어 실외측 열교환기에 형성된 서리를 융해시키는 단계와, 상기 실외측 열교환기의 서리가 융해되면 상기 압축기의 작동을 멈추고 일정 시간 융해수를 방출시키는 단계와, 일정 시간 상기 융해수가 방출된 다음 사방변을 절환시킴과 더불어 압축기를 재작동시켜 난방운전을 하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 히트펌프 에어컨의 운전방법.

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