KR100455189B1 - 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치는, 복수의 실내유니트와, 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치에 있어서, 상기 복수의 실내유니트중 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하는 부하량 산출부와; 상기 부하량 산출부에 의해 산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반미만인 경우 상기 인버터 압축기를 구동하고 절반이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동하는 제1운전모드와, 상기 부하량 산출부에 의해 산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 정속형 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제2운전모드중 어느 하나의 운전모드로 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 정속형 압축기의 구동시간은 증대시키고 인버터 압축기의 구동시간은 단축시켜 인버터 압축기의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법{CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR COMPRESSOR OF MULTI TYPE AIR CONDITIONER}
본 발명은, 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정속형 압축기의 구동시간은 증대시키고 인버터 압축기의 구동시간은 단축시켜 인버터 압축기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 방, 거실 또는 사무실, 영업점포 등의 공간내에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 한 장치이다.
이러한 공기조화기는 유니트의 구성에 따라 냉동사이클을 이루는 구성부품을 단일의 케이스에 수납한 일체형 공기조화기와, 그 구성부품을 실내에 배치되는 실내유니트와 실외에 배치되는 실외유니트에 각각 수납되도록 한 분리형 공기조화기로 구별된다.
분리형 공기조화기중에는 복수의 실내공간을 냉방 또는 난방할 수 있도록 복수의 실내유니트를 구비한 다실형 또는 멀티형(이하 멀티형으로 표기함) 공기조화기가 있다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클 구성도이고, 도 2는 도 1의 멀티형 공기조화기의 부하별 압축기의 운전방법을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 멀티형 공기조화기는, 실내에 배치되어 냉방작용을 수행하는실내열교환기(11a~11c)를 구비한 복수의 실내유니트(10)와, 실외에 배치되는 실외유니트(20)를 구비하고 있다.
실외유니트(20)는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 케이싱의 내부에 배치되는 인버터 압축기(21) 및 정속형 압축기(23)와, 압축된 냉매를 방열시키는 실외열교환기(27)와, 실외열교환기(27)의 일측에 배치되어 실외열교환기(27)를 냉각시킴으로써 냉매의 방열을 촉진시키는 냉각팬(29)을 구비하고 있다.
냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 실외열교환기(27)의 하류측에는 메인전자팽창밸브(12)가 구비되어 있으며, 메인전자팽창밸브(12)의 하류측에는 냉매가 해당 실내열교환기(11a~11c)로 유입되기 전 감압팽창될 수 있도록 하는 전자팽창밸브(13a~13c)가 각각 구비되어 있다. 각 실내열교환기(11a~11c)의 출구측에는 온도를 감지할 수 있도록 온도감지센서(25)가 구비되어 있다.
한편, 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)는 전 실내유니트(10)의 최대 냉방부하의 합계의 절반(50%)에 각각 대응되는 냉동능력을 구비하도록 형성되어 있다. 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)의 각 토출측은 실외열교환기(27)의 유입전에서 상호 합류되어 있으며, 합류영역에는 각 압축기(21,23)로부터 압축되어 토출된 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 온도감지센서(25)가 구비되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 도시 않은 제어부는 운전중인 실내유니트(10)의 냉방부하의 합계가 각 실내유니트(10)의 최대 냉방부하의 합계의 절반(50%)이하인 경우, 냉방부하에 적절하게 대응할 수 있게 인버터 압축기(21)를 구동하여 운전중인 실내유니트(10)로 냉매가 제공될 수 있도록 한다.
운전중인 실내유니트(10)의 냉방부하의 합계가 각 실내유니트(10)의 최대 냉방부하의 합계의 절반(50%)을 초과하게 되는 경우에는, 정속형 압축기(23)를 구동시킴과 아울러 초과되는 냉방부하에 대응되게 인버터 압축기(21)를 구동하여 운전중인 실내유니트(10)에 냉매가 제공될 수 있도록 한다.
그런데, 이러한 종래의 멀티형 공기조화기에 있어서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 운전중인 실내유니트(10)의 냉방부하의 합계가 전 실내유니트(10)의 최대 냉방부하의 합계의 절반까지는 인버터 압축기(21)를 구동하여 대응하고, 운전중인 실내유니트(10)의 냉방부하의 합계가 전 실내유니트(10)의 최대 냉방부하의 합계의 절반을 초과하게 되는 경우에는 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)를 동시에 구동하도록 되어 있어, 인버터 압축기(21)의 구동시간이 상대적으로 증가하게 되고 이에 기인하여 정속형 압축기(23)에 비해 비교적 고가인 인버터 압축기(21)의 수명이 단축된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 정속형 압축기의 구동시간은 증대시키고 인버터 압축기의 구동시간은 단축시켜 인버터 압축기의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클 구성도,
도 2는 도 1의 멀티형 공기조화기의 부하별 압축기의 운전방법을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치의 제어블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치의 제2운전모드의 부하별 압축기 운전패턴을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 실내유니트 11a~11c : 실내열교환기
21 : 인버터 압축기 23 : 정속형 압축기
31 : 부하량 산출부 32 : 모드별 운전시간 산출부
33 : 제어부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 실내유니트와, 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치에 있어서, 상기 복수의 실내유니트중 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하는 부하량 산출부와;상기 부하량 산출부에 의해 산출된 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반미만인 경우 상기 인버터 압축기를 구동하고 절반이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동하는 제1운전모드와, 상기 부하량 산출부에 의해 산출된 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 정속형 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제2운전모드중 어느 하나로 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기의 운전모드별 운전시간을 산출하는 모드별운전시간산출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1운전모드 및 상기 제2운전모드중 운전된 해당 운전모드로 운전된 시간이 소정 시간을 경과하면 상기 제1운전모드 및 제2운전모드중 다른 운전모드로 운전되도록 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 복수의 실내유니트와, 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법에 있어서, 상기 실내유니트중 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하는 단계와; 상기 산출된 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 인버터 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 상기 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제1운전모드와, 상기 산출된 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 정속형압축기를 구동시키고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제2운전모드중 어느 하나의 운전모드로 운전되도록 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법이 제공된다.
여기서, 상기 제1운전모드 및 제2운전모드중 운전중인 해당 운전모드의 운전시간이 소정 시간을 경과한 경우, 다른 운전모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치의 제어블럭도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치의 제2운전모드의 부하별 압축기 운전패턴을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 멀티형 공기조화기는, 복수의 실내 공간에 각각 배치되는 복수의 실내유니트(10)와, 실외에 배치되며 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)를 구비한 실외유니트(20)를 구비하고 있다.
인버터 압축기(21) 및 정속형 압축기(23)는 각각 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2)에 대응되는 냉동능력을 구비하도록 형성되어 있다.
한편, 본 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치는, 제어프로그램이 내장된 마이컴등의 형태로 구성되는 제어부(33)와, 운전중인 실내유니트(10)의 냉방부하의 합계를 산출하는 부하량 산출부(31)와, 운전모드별 운전시간 및 누적운전시간(ti)을 산출하는 모드별 운전시간 산출부(32)를 구비하고 있다.
제어부(33)에는 인버터 압축기(21)의 구동시간이 억제될 수 있도록 부하량 산출부(31)에 의해 산출된 냉방부하의 합계(q)와 모드별 운전시간 산출부(32)에 의해 산출된 누적운전시간(ti) 및 부하량 산출부(31)에 의해 산출된 냉방부하의 합계(q)에 기초하여 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)를 각각 제어할 수 있도록 부하량 산출부(31)와, 모드별 운전시간 산출부(32)와, 인버터 압축기(21) 및 정속형 압축기(23)가 각각 전기적으로 연결되어 있다.
제어부(33)는, 부하량 산출부(31)에 의해 산출된 운전중이거나 운전될 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 실내유니트(11a~11c)의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2) 미만 인 경우 인버터 압축기(21)를 구동하고 절반(Q/2) 이상인 경우 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)가 동시에 구동되는 제1운전모드(M1)와, 부하량 산출부(31)에 의해 산출된 운전중이거나 운전될 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 실내유니트(11a~11c)의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2) 미만 인 경우, 정속형 압축기(23)를 간헐적으로 구동하여 냉방부하에 대응하고 절반(Q/2) 이상인 경우 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)가 동시에 구동하여 냉방부하에 대응하는 제2운전모드(M2)를 구비하고 있다. 제1운전모드(M1) 및 제2운전모드(M2)에 따른 부하별 압축기 운전패턴은 도 2 및 도 4에 각각 도시되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 먼저 제어부(33)는 운전중이거나 운전될 실내유니트(11a~11c)를 확인하고(S10), 운전모드(Mi,i=1,2) 및 운전 모드별 누적운전시간(ti,i=1,2)을 확인한다(S20). 제1운전모드(M1) 또는 제2운전모드(M2)중 운전중인 운전모드의 누적운전시간(ti)이 해당 운전모드의 설정시간(Ti) 미만(S30) 인 경우, 해당 운전모드(Mi)를 유지하고(S40), 누적운전시간(ti)이 해당 운전모드의 설정시간(Ti) 이상인 경우 운전모드(Mi)를 전환한다(S45). 부연하면, 제1운전모드(M1)로 운전되고 있는 경우 제2운전모드(M2)로 전환하고, 제2운전모드(M2)로 운전중인 경우 제1운전모드(M1)로 전환되도록 한다. 여기서, 해당 운전모드별 설정시간(Ti)은 멀티형 공기조화기의 용량 및 설치장소 등을 고려하여 초기에 적절히 설정할 수 있다.
다음, 제어부(33)는 부하량 산출부(31)를 제어하여 운전중인 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 산출되도록 하고(S50), 산출된 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 전 실내유니트(11a~11c)의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2) 미만이고(S60), 제1운전모드(M1)인 경우(S70), 인버터 압축기(21)가 구동되도록 한다(S75).
그리고, 산출된 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 전 실내유니트(11a~11c)의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2) 미만이고(S60), 운전모드가 제2운전모드(M2)인 경우(S70), 제어부(33)는 정속형 압축기(23)가 간헐적으로 구동되도록 제어한다(S80).
또, 제어부(33)는 산출된 실내유니트(11a~11c)의 냉방부하의 합계(q)가 전 실내유니트(11a~11c)의 최대 냉방부하의 합계(Q)의 절반(Q/2) 이상인 경우(S60), 정속형 압축기(23) 및 인버터 압축기(21)가 동시에 구동되도록 제어한다(S85).
한편, 제어부(33)는 모드별 운전시간 산출부(32)를 제어하여 해당 운전모드로 해당 압축기가 구동된 경우(S75,S80,S85), 해당 운전모드별 누적운전시간(ti)을 각각 산출되도록 한다(S90).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 운전중인 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하고, 산출된 냉방부하의 합계가 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 인버터 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동하는 제1운전모드와, 산출된 냉방부하의 합계가 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 정속형 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동하는 제2운전모드중 어느 하나의 모드로 운전되도록 함으로써, 정속형 압축기의 구동시간은 증대시키고 인버터 압축기의 구동시간은 단축시켜 인버터 압축기의 수명을 연장시킬 수 있는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치 및 제어방법이 제공된다.

Claims (4)

  1. 복수의 실내유니트와, 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치에 있어서,
    상기 복수의 실내유니트중 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하는 부하량 산출부와;
    상기 부하량 산출부에 의해 산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반미만인 경우 상기 인버터 압축기를 구동하고 절반이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동하는 제1운전모드와, 상기 부하량 산출부에 의해 산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 정속형 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제2운전모드중 어느 하나의 운전모드로 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기의 운전모드별 운전시간을 산출하는 모드별운전시간산출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 모드별운전시간산출부에 의해 산출된 상기 제1운전모드 및 상기 제2운전모드중 운전된 해당 운전모드로 운전된 시간이 소정 시간을 경과하면 상기 제1운전모드 및 제2운전모드중 다른 운전모드로 운전되도록 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어장치.
  3. 복수의 실내유니트와, 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법에 있어서,
    상기 실내유니트중 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계를 산출하는 단계와;
    산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 인버터 압축기를 구동하고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 상기 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제1운전모드와, 산출된 상기 운전되는 실내유니트의 냉방부하의 합계가 상기 전 실내유니트의 최대 냉방부하의 합계의 절반 미만인 경우 상기 정속형 압축기를 구동시키고 절반 이상인 경우 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 동시에 구동시키는 제2운전모드중 어느 하나의 운전모드로 운전되도록 상기 정속형 압축기 및 인버터 압축기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1운전모드 및 제2운전모드 중 운전 중인 해당 운전모드의 운전시간을 산출하는 단계와, 상기 제1운전모드 및 제2운전모드 중 운전 중인 해당 운전모드의 운전시간이 소정 시간을 경과한 경우, 다른 운전모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법.
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