KR100468916B1 - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

공기 조화기 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100468916B1
KR100468916B1 KR10-2002-0023991A KR20020023991A KR100468916B1 KR 100468916 B1 KR100468916 B1 KR 100468916B1 KR 20020023991 A KR20020023991 A KR 20020023991A KR 100468916 B1 KR100468916 B1 KR 100468916B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
time
drive
temperature
air conditioner
Prior art date
Application number
KR10-2002-0023991A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030085762A (ko
Inventor
김종문
이재권
정재효
김승철
박윤철
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2002-0023991A priority Critical patent/KR100468916B1/ko
Priority to US10/237,128 priority patent/US6755040B2/en
Priority to CNB021457433A priority patent/CN100472143C/zh
Publication of KR20030085762A publication Critical patent/KR20030085762A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100468916B1 publication Critical patent/KR100468916B1/ko

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025Motor control arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/26Problems to be solved characterised by the startup of the refrigeration cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/27Problems to be solved characterised by the stop of the refrigeration cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/022Compressor control for multi-stage operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/17Speeds
    • F25B2700/171Speeds of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2104Temperatures of an indoor room or compartment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2106Temperatures of fresh outdoor air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/002Lubrication
    • F25B31/004Lubrication oil recirculating arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 휴지 상태에 있는 능력 가변형 압축기가 재가동될 때 압축기의 휴지 시간이 미리 설정된 시간보다 크면 압축기를 최대 능력으로 구동시켜서 이때 발생하는 열 및 최대 냉매 순환 유속의 증가에 의해 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 강제로 압축기 밖으로 토출시킴으로써, 잔류 액 냉매를 가열하기 위한 별도의 히터를 구비하지 않고도 압축기의 잔류 액 냉매를 모두 토출시킬 수 있도록 한다. 따라서 히터를 구비하지 않으므로 설계 및 생산이 용이하고, 생산 비용을 낮추며 제품의 유지 보수에 따른 추가 비용이 저감된다.

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 특히 능력 가변형 압축기를 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기는 냉매와 공기의 열 교환을 통해 실내 온도를 조절하는 장치로서, 실내 열 교환기와 실외 열 교환기, 압축기 등으로 구성된다. 실내 열 교환기가 실내 공기로부터 빼앗은 열을 실외 열 교환기에서 외부 공기와의 열 교환을 통해 방출함으로써 실내 공기의 냉방이 이루어지며, 난방은 외부 공기로부터 빼앗은 열을 실내 공기와의 열 교환을 통해 방출함으로써 이루어진다.
도 1a는 일반적인 공기 조화기의 실외기를 나타낸 블록도이다. 도 1a에 나타낸 바와 같이, 냉방 운전 모드에서 실내기(114)를 통과한 냉매는 사방 밸브(106)를 통해 압축기(104)에 유입된다. 압축기(104)는 유입된 냉매를 압축하여 고온·고압으로 변환하여 토출한다. 압축기(104)의 토출 냉매는 사방 밸브(106)를 통해 실외 열 교환기(110)로 유입된다. 실외 열 교환기(110)를 통과한 냉매는 다시 실내기(114)로 유입된다.
압축기(104)의 내부에는 오일이 존재하며 이 오일로부터 윤활 작용을 얻는다. 압축기(104)가 동작할 때, 소량의 오일이 고온의 냉매와 함께 토출된다. 이 때 토출되는 오일이 냉매 순환 경로(즉, 냉매관)를 따라 순환하면서 실외기(102)와 실내기(114)에서의 열전달 효과를 저감시킬 수 있고 특히 토유량이 많은 경우 압축기의 신뢰성에 영향을 줄 수 있으므로 오일 분리기(108)를 통해 냉매와 오일을 분리한다. 압축기(104)의 토출구 측에 설치된 오일 분리기(108)의 압력이 압축기(104)의 흡입구 측 압력보다 더 높기 때문에, 오일 분리기(108)에서 냉매와분리된 오일은 다시 압축기(104)로 재공급된다.
여러 개의 실내기를 구비한 멀티 시스템의 경우, 실내기의 수와 용량에 따라 다수 개의 압축기가 구비될 수 있다. 즉 멀티 시스템에서는 실내기를 모두 구동하는데 필요한 충분한 용량의 압축기를 구비해야 한다. 그러나 상황에 따라 전체 실내기 가운데 단지 일부만을 구동하는 경우도 있으므로, 실외기의 관점에서는 실외기가 구동해야 할 부하의 크기가 가변적이라고 할 수 있다. 따라서 능력 가변형 압축기를 구비하고, 부하의 요구에 따라 압축기의 능력을 가변시키면 보다 효율적으로 멀티 시스템을 운영할 수 있다.
능력 가변형 압축기는 회전식 압축기와 왕복동 압축기가 대표적이다. 회전식 압축기는 인버터를 통해 모터의 속도를 제어하여 압축기의 능력을 가변시킨다. 왕복동 압축기는 하나의 크랭크샤프트에 두 개 이상의 피스톤을 연결하고, 크랭크샤프트의 정방향 또는 역방향 회전을 통해 하나의 실린더만을 구동하거나 두 개의 실린더 모두를 구동함으로써 압축기의 능력을 가변한다.
도 1b는 일반적인 공기 조화기에서 사용되는 능력 가변형 왕복동 압축기의 구조를 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 1b에 나타낸 바와 같이, 실린더(156a)와 피스톤(158a)이 하나의 압축단을 구성하고, 또 다른 실린더(156b)와 피스톤(158b)이 또 다른 압축단을 구성한다. 각각의 피스톤(158a)(158b)은 크랭크샤프트(152)에 결합된다. 크랭크샤프트(152)는 모터(154)에 의해 회전 운동을 하는데, 이 회전 운동이 피스톤(158a)(158b)에 전달되면서 직선 왕복 운동으로 변환된다. 크랭크샤프트(152) 이외에도 편심체 등을 이용하여 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 바꿀 수 있다. 이와 같은 피스톤(158a)(158b)의 직선 왕복 운동에 의해 실린더(156a)(156b) 내에 유입된 냉매의 압축이 이루어지고, 압축된 냉매는 압축기(104)의 외부로 토출된다.
그러나 가동 중이던 압축기(104)가 장시간 정지하여 방치될 때 배관 중의 액냉매가 압축기(104) 내부로 이동하여 압축기(104) 내에 오일과 냉매가 공존하게 된다. 압축기(104)가 가동 중일 때의 온도보다 낮은 저온에서, 압축기(104) 내부의 잔류 냉매는 압축기(104) 내부의 아래쪽으로 이동하고 오일은 위쪽으로 이동하는 유분리 현상이 발생한다. 이와 같은 유분리 현상이 발생하는 경우에 압축기(104)가 초기 기동하면 아래쪽의 잔류 냉매 때문에 압축기(104)의 아래쪽으로부터 오일 대신 액냉매가 공급되어 압축기(104)에 오일이 충분히 공급되지 않아 오일에 의한 원활한 윤활 작용을 기대할 수 없다.
이를 해결하기 위하여 종래의 공기 조화기에서는 실린더(156a)(156b)의 하부에 설치된 히터(160a)(160b)가 사용된다. 히터(160a)(160b)는 압축기(104)가 동작하지 않는 동안 압축기(104) 내부의 잔류 냉매를 가열하여 기화시킴으로써 압축기(104) 내부의 냉매가 외부로 토출되도록 하여 압축기(104)에는 항상 오일만 존재하게 한다.
따라서 이러한 히터의 장착에 따른 생산 비용 및 제조 단가가 상승하며, 판매된 제품의 유지 보수에도 추가 비용이 발생한다. 뿐만 아니라 히터에 장애가 발생하면 이 장애에 의한 영향으로부터 압축기를 보호할 장치가 마련되지 않아 압축기의 동작을 신뢰할 수 없게 된다.
본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법은, 능력 가변형 압축기가 휴지 상태에서 재가동될 때 압축기의 휴지 시간이 미리 설정된 기준 시간보다 크면 압축기를 최대 능력으로 구동시켜 모터에서 발생하는 열과 냉매 순환량을 증가시켜 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 빠른 시간 내에 토출되도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1a는 일반적인 공기 조화기의 블록도.
도 1b는 공기 조화기에서 사용되는 능력 가변형 왕복동 압축기의 구조를 도식적으로 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 개념을 나타낸 블록도.
도 2b는 본 발명에 따른 공기 조화기를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
104, 204 : 압축기
108, 256 : 오일 분리기
152 : 크랭크샤프트
156a, 156b : 실린더
158a, 158b : 피스톤
160a, 160b : 히터
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기는 능력 가변형 압축기와 휴지 시간 검출부, 제어부를 포함하여 이루어진다. 휴지시간 검출부는 압축기의 휴지 시간을 검출한다. 제어부는 휴지 시간이 기준 시간보다 크면 압축기를 최대 능력으로 일정 시간 동안 구동하는 압축기 전치 구동을 실시한 다음 압축기의 부하가 요구하는 크기의 요구 능력으로 구동시킨다.본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 상기 압축기의 휴지 시간과 상기 압축기가 설치되어 있는 실외의 온도에 따라 미리 결정되는 시간 동안 상기 압축기를 전치 구동하고, 사용자의 선택에 따른 시간 동안 상기 압축기를 정상 구동하도록 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예를 도 2a 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 2a는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 개념을 나타낸 블록도이다. 도 2a에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 조화기에서 제어부(208)는 휴지시간 검출부(210)로부터 제공되는 휴지 시간(ts) 데이터에 따라 모터(204c)를 제어하여 압축기(204)를 구동한다.
휴지시간 검출부(210)는 압축기(204)의 휴지 시간(ts)을 측정하여 그 값을 제어부(208)에 제공한다. 휴지시간 검출부(210)는 압축기(204)의 정지 시점(휴지시간 시작)부터 압축기(204)의 가동되는 시점(휴지시간 종료)까지의 시간을 압축기(204)의 휴지 시간(ts)으로 판정한다.
제어부(208)에 내장된 메모리 또는 별도의 데이터 저장 장치에는 압축기(204)의 휴지 시간(ts)의 대소를 판단하기 위한 기준 시간(tr)의 데이터 및 압축기 전치 구동 시간에 대한 데이터가 저장된다. 기준 시간(tr)은, 압축기가 정지한 후 배관 내의 액냉매가 압축기(204)에 다량으로 유입될 수 있는 조건이다. 즉 압축기(204)의 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)보다 작으면 오일의 정상적인 윤활 작용을 충분히 기대할 수 있고, 반대로 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)보다 크면 오일의 정상적인 윤활 작용을 기대할 수 없다.
압축기 전치 구동 시간은, 휴지 상태에서 재가동되는 압축기(204) 내부의 잔류 액 냉매가 모두 토출되고 냉매와 같이 토출되었던 오일이 압축기로 다시 돌아오는데 소요되는 시간보다 길어야 한다. 즉, 제품 개발 단계에서 휴지 시간(ts)을 다양하게 변화시키면서 이에 따른 잔류 액 냉매 토출에 소요되는 시간을 측정하고, 이를 압축기 전치 구동 시간으로 설정한다. 이 압축기 전치 구동 시간의 데이터를 제어부(208)의 내장 메모리 또는 별도의 데이터 저장 수단에 참조 테이블(lookup table)로 저장해 둔 다음, 실제 공기 조화기 운전 시에 제어부(208)가 이 참조 테이블의 데이터를 참조하여 다양한 휴지 시간(ts)에 대한 적절한 압축기 전치 구동시간을 선택하도록 한다. 이와 같은 압축기 전치 구동 시간은 압축기(204)의 휴지 시간(ts)에 비례하고, 실외 온도에는 반비례한다. 즉, 휴지 시간(ts)이 증가 할수록 압축기 전치 구동 시간도 증가하고, 또 실외 온도가 감소할수록 압축기 전치 구동 시간은 증가한다.
만약, 압축기(204)의 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)보다 작으면 별도의 압축기 전치 구동을 거치지 않고 곧바로 부하가 요구하는 크기의 요구 능력을 발생시키도록 압축기(204)를 구동시킨다. 이 경우 압축기(204)의 휴지 시간(ts)이 그다지 길지 않은 경우로서, 압축기(204) 내부의 잔류 액 냉매의 양이 그리 많지 않다.
이와 달리, 압축기(204)의 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)보다 크거나 같으면 압축기(204)의 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b) 모두를 일정시간 동안 동시에 구동하는 압축기 전치 구동을 실시한 다음, 압축기(204)의 잔류 액 냉매가 모두 토출되었다고 판단되면 비로소 부하가 요구하는 크기의 요구 능력을 발생시키도록 한다. 이 경우는 압축기(204)의 휴지 시간(ts)이 다소 길어서 압축기(204) 내부의 잔류 액 냉매량이 너무 많고, 또 잔류 액 냉매와 오일의 유분리 현상이 현저하여 오일의 정상적인 윤활 작용을 기대할 수 없는 경우이므로 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b)을 모두 구동시켜 잔류 액 냉매를 토출시키는 것이다.제 1 압축 단(204a)은 제 1 실린더와 제 1 피스톤에 해당되고, 제 2 압축단은 제 2 실린더와 제 2 피스톤에 해당된다. 제 1 및 제 2 피스톤은 압축기(204)의 크랭크샤프트나 모터(204c)에 연결된다. 제 1 및 제 2 피스톤 가운데 하나는 모터(204c)의 크랭크샤프트에 의해 선택적으로 회전하게 된다.
이처럼 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b)이 모두 구동되면 압축기(204)가 최대 용량으로 운전되므로 압축기 내부에서 액냉매가 기화하는 속도가 최대가 되어압축기 내의 액냉매는 빠른 속도로 토출된다. 압축기(204)에서 잔류 액 냉매가 모두 토출되었다고 판단되면 제어부(208)는 부하가 요구하는 크기의 요구 능력을 발생시키도록 일부 압축단만을 구동하고 나머지 압축단은 정지시킨다. 이 때 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b) 내부의 잔류 액 냉매는 거의 모두 토출된 상태이므로 압축기(204) 내부의 오일로부터 충분한 윤활 작용을 기대할 수 있다.
사용자 설정 온도는 사용자의 희망 온도이며, 공기 조화기의 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 직접 설정하는 온도이다. 본 발명에 따른 공기 조화기에서의 실내 온도와 사용자 설정 온도의 비교는 다음과 같은 조건에서 이루어진다. 즉, 사용자 설정 온도의 상온 측과 하온 측에 약간씩의 오차 허용 범위를 두고 실내 온도가 이 오차 허용 범위 내에 있으면 실내 온도와 사용자 설정 온도가 동일한 것으로 간주하여 공기 조화기가 가동하지 않고, 반대로 이 오차 허용 범위를 벗어나면 실내 온도가 사용자 설정 온도를 벗어난 것으로 간주하여 공기 조화기를 가동시킨다.사용자 인터페이스와 실내 온도 검출부(214), 제어부(208)가 사용자가 선택한 목표 온도와 비교하기 위한 실내 온도와 사용자가 선택한 목표 온도를 수신함으로써 압축기(204)의 부하가 요구하는 능력에 따른 압축기(204)의 요구 능력 값을 수신하는 신호 수신부를 형성한다. 이 수신부로부터의 신호에 따라 제어부는 압축기(204)의 휴지 시간(ts) 또는 실외 온도에 다른 압축기의 전치 구동이 완료된 후 사용자의 선택과 실내기(254)의 수에 따른 필요 용량으로 압축기(204)의 정상 구동을 실시한다.
도 2b는 본 발명에 따른 공기 조화기의 블록도로이다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 실내기(254)를 통과한 냉매는 사방 밸브(258)를 통해 압축기(204)에 유입된다. 압축기(204)는 유입된 냉매를 압축하여 고온·고압으로 변환하여 토출한다. 압축기(204)의 토출 냉매는 사방 밸브(258)를 통해 실외 열 교환기(260)로 유입된다. 실외 열 교환기(260)를 통과한 냉매는 다시 실내기(254)로 유입된다.
실외 온도가 매우 낮을 때 압축기(204)가 장시간 휴지 상태에 있다가 재가동되면 낮은 실외 공기로 인하여 압축기(204)에 액 냉매가 유입될 수 있다. 따라서 압축기(204)에 액 냉매가 유입될 가능성이 높은 실외 온도를 실험을 통해 획득하여 기준 온도로 정한다. 이 상태에서 압축기 전치 구동을 실시하여 압축기(204) 내부의 온도를 충분히 상승시킨 다음 단속 밸브(262)를 개방하여 압축기(204)에 냉매가 유입될 수 있도록 한다. 이때 압축기(204)에 액 냉매가 유입되더라도 압축기 전치 구동에 의해 압축기(204)의 내부 온도가 충분히 상승한 상태이므로 액 냉매가 유입되어도 문제되지 않는다. 실외 온도는 실외 온도 검출부(206)를 통해 측정된다.따라서, 실외 온도 검출부(206)와 휴지 시간 검출부(210), 모터 회전 검출부(212)가 냉매 유입 검출부를 형성하고, 이 냉매 유입 검출부는 실외 온도와 휴지 시간(ts)을 검출함으로써 냉매 순환관을 통한 압축기(204)로의 냉매 유입을 검출한다. 제어부(208)는 냉매 유입 검출부의 검출 신호로부터 압축기(204)에 냉매 순환관을 통한 냉매 유입 가능성이 있음을 판별하고 압축기(204)의 정상 구동에 앞서 전치 구동을 실시한다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기의 운전이 시작되면(S300) 실외 온도와 기준 온도를 비교한다(S302). 실외 온도가 기준 온도보다 높으면 압축기(204)는 부하가 요구하는 크기의 요구 능력 구동을 실시하여(S304) 냉방 또는 난방이 이루어지도록 한다. 실외 온도 감시 단계(S302)에서 만약 실외 온도가 기준 온도보다 낮으면 먼저 단속 밸브(262)를 완전히 폐쇄한 다음(S316) 구비된 모든 압축단을 구동하는 압축기 전치 구동 단계(S318)를 일정 시간 동안 실시하고 압축기의 요구 능력 구동 단계(S304)를 수행한다. 실내 온도 감시 단계(S306)에서 실내 온도가 사용자 설정 온도에 도달하면 가동 중인 압축기(204)를 정지시키고(S308) 정지된 압축기(204)의 휴지 시간(ts)을 카운트한다(S310). 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b)이 모두 정지되어 있는 휴지 시간(ts) 동안 실내 온도를 감시하여(S312) 실내 온도가 사용자 설정 온도에서 벗어나면 그 시점까지의 휴지 시간(ts)과 기준 시간(tr)을 서로 비교한다(S314). 만약 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)보다 작거나 같으면 압축기(204) 내부의 오일은 충분한 윤활 작용을 기대할 수 있는 상태이므로 곧바로 부하가 요구하는 크기의 요구 능력 구동을 실시한다(S304). 이와 달리 휴지 시간(ts)이 기준 시간(tr)을 초과하는 경우에는 압축기(204) 내부의 오일은 정상적인 윤활 작용을 기대할 수 없는 상태이므로 제 1 및 제 2 압축단(204a)(204b) 모두를 일정시간 동안 동시에 구동하는 압축기 전치 구동을 실시한다(S318). 압축기 전치 구동이 완료되면 부하가 요구하는 크기의 요구 능력 구동을 실시하여(S304) 냉방 또는 난방을 수행함으로써 실내 온도가 제 2 설정 온도 범위 내에 도달할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 공기 조화기의 또 다른 실시예를 들면, 휴지시간 검출부(210)는 제어부(208)에서 출력되는 모터 구동 신호가 비활성화 되는(inactivated) 것으로부터 압축기(204)의 정지 시점에 대한 정보를 취하고, 실내온도 검출부(214)로부터 실내 온도가 사용자 설정 온도의 범위를 벗어나 압축기(204)의 가동이 요구되는 시점에 대한 정보를 취하여 이 정보들로부터 압축기(204)의 휴지 시간(ts)을 검출하도록 할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명에 따른 공기 조화기의 제 1 실시예(도 2 참조)에서는 모터(204c)의 회전 상태를 검출하여 압축기(204)의 정지 시점에 대한 정보를 취하였는데, 이 경우에는 모터(204)의 정확한 정지 시점을 검출할 수는 있으나 별도의 모터 회전 검출부(212)가 더 필요하다. 이와 달리 본 발명에 따른 공기 조화기의 또 다른 실시예에서는 제어부(208)에서 출력되는 모터 구동 신호가 비활성화 되는 시점과 모터(204c)의 실제 정지 시점 사이에 작은 오차가 있을 수 있으나 모터(204c)의 회전 상태를 검출하기 위한 별도의 장치가 필요치 않으므로 본 발명에 따른 공기 조화기의 구조가 더욱 단순해진다.
본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법은, 휴지 상태에 있는 능력 가변형 압축기가 재가동될 때 압축기의 휴지 시간이 미리 설정된 값보다 크면 압축기를 최대 능력으로 구동시켜 순환 유량을 증가시키고 또한 압축기 모터에서 발생하는 열을 이용하여 압축기에 남아있는 잔류 액 냉매를 증발시킴으로 해서 강제로 압축기 밖으로 토출시킬 수 있도록 한다. 따라서 히터를 구비하지 않으므로 설계 및 생산이 용이하고, 생산 비용을 낮추며 제품의 유지 보수에 따른 추가 비용이 저감된다.

Claims (41)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 능력 가변형 압축기를 구비하는 공기 조화기에 있어서,
    상기 압축기의 액냉매 유입을 검출하는 단계와;
    상기 액냉매 유입 검출 결과를 통해 상기 압축기에 액냉매가 유입된 것으로 판단되면 상기 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 토출시키기 위한 상기 압축기의 전치 구동을 수행하는 단계와;
    상기 부하가 요구하는 압축기 능력 값에 따라 상기 압축기의 요구 능력 구동을 수행하는 단계를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 액냉매 유입 검출 단계는,
    상기 압축기의 정지 시점과 재가동 시점 사이의 휴지 시간을 검출하는 단계인 공기 조화기의 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 액냉매 유입 검출 단계는,
    상기 휴지 시간이 미리 설정된 기준 시간보다 크면 상기 압축기에 액냉매가 유입된 것으로 판단하는 공기 조화기의 제어 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 압축기의 전치 구동은,
    상기 전치 구동 시간을 상기 휴지 시간에 비례하도록 미리 설정하여 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 액냉매 유입 검출 단계는,
    상기 압축기가 설치되어 있는 실외의 온도를 검출하도록 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 액냉매 유입 검출 단계는,
    상기 실외 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 크면 상기 압축기에 액냉매가 유입된 것으로 판단하도록 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 압축기의 전치 구동은,
    상기 실외 온도에 반비례하도록 상기 전치 구동 시간을 미리 설정하여 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 실외 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮으면 상기 압축기에 냉매가 유입되지 않도록 한 상태에서 상기 압축기 전치 구동을 수행하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 능력 가변형 압축기를 구비하고 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 냉매관을 구비하는 공기 조화기에 있어서,
    상기 압축기가 설치되어 있는 실외의 온도를 측정하여 상기 실외 온도가 미리 설정된 기준 온도보다 낮으면 상기 냉매관을 통한 상기 압축기로의 냉매 유입을 차단하도록 상기 냉매관을 제어하는 단계와;
    상기 압축기의 냉매 유입이 차단된 상태에서 상기 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 토출시키기 위한 상기 압축기의 전치 구동을 수행하는 단계와;
    상기 압축기 전치 구동 단계를 수행한 다음 상기 압축기의 냉매 유입을 허용하고 상기 압축기의 부하가 요구하는 크기의 요구 능력 구동을 수행하는 단계를 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 압축기의 전치 구동은,
    상기 실외 온도에 반비례하도록 상기 전치 구동 시간을 미리 설정하는 공기 조화기의 제어 방법.
  25. 실내기와 실외기, 상기 실내기 및 실외기에 연결되는 압축기를 구비하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서,
    목표 온도를 나타내는 사용자 선택 신호를 입력받고;
    상기 압축기의 정지 시점과 재가동 시점 사이의 휴지 시간과 적어도 하나의 실외 온도를 검출하며;
    상기 사용자 선택 신호가 기준 시간 값과 다를 때 상기 실외 온도와 상기 휴지 시간 가운데 하나에 따라 전치 구동 시간 동안 상기 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 토출시키기 위하여 상기 압축기를 전치 구동하고;
    상기 압축기의 전치 구동이 실시된 후 상기 사용자 선택 신호에 따라 상기 압축기를 정상 구동하는 공기 조화기의 제어 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 공기 조화기가 상기 실내기와 실외기 가운데 어느 하나와 상기 압축기 사이에 연결되는 단속 밸브를 구비하고, 상기 압축기를 전치 구동하며;
    상기 압축기를 전치 구동하기 전에 상기 실외 온도가 미리 설정된 기준 온도 값보다 낮으면 상기 단속 밸브를 폐쇄하고;
    상기 압축기의 전치 구동이 완료되면 상기 단속 밸브를 개방하는 공기 조화기의 제어 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 압축기가 실린더를 포함하고;
    상기 압축기의 전치 구동이 상기 단속 밸브가 폐쇄되어 있는 동안 상기 실린더의 냉매를 상기 실내기와 상기 실외기 가운데 어느 하나로 배출하는 공기 조화기의 제어 방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 압축기 전치 구동은,
    상기 실내기가 설치되어 있는 실내의 온도를 검출하고;
    상기 검출된 실내 온도를 상기 사용자 선택 신호의 목표 온도와 비교하고, 상기 압축기의 휴지 시간을 기준 시간과 비교하도록 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 압축기 전치 구동은,
    상기 실외 온도와 기준 온도를 비교하고;
    상기 휴지 시간과 기준 시간을 비교하도록 이루어지는 공기 조화기의 제어 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 공기 조화기가 상기 압축기를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부를 포함하고;
    상기 제어부로부터 발생하는 상기 제어 신호를 통해 상기 휴지 시간을 검출하여 상기 압축기 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 압축기가 모터와 상기 모터를 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어부를 포함하고;
    상기 제어 신호에 의해 동작하는 상기 모터의 동작 상태를 통해 상기 휴지 시간을 검출하여 상기 압축기 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  32. 제 25 항에 있어서,
    상기 압축기가 다수의 압축단을 갖고;
    상기 적어도 두 개의 압축단을 구동하여 상기 압축기 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 공기 조화기가 다수의 시간 값을 저장하는 메모리를 구비하고;
    상기 실외 온도와 상기 휴지 시간에 따라 상기 다수의 시간 값 가운데 하나를 상기 전치 구동 시간으로서 선택하여 상기 압축기 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 공기 조화기가 다수의 휴지 시간 값을 저장하는 제 2 메모리를 구비하고;
    룩 업 테이블을 형성하도록 휴지 시간들에 대응하는 상기 시간 값들을 미리 설정하여 상기 압축기의 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  35. 제 25 항에 있어서,
    냉매가 상기 압축기에서 상기 실내기 또는 실외기로 토출되어 다시 상기 압축기에 도달하기까지의 순환 시간보다 상기 전치 구동 시간이 더 크거나 같게 설정하여 상기 압축기의 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  36. 제 25 항에 있어서,
    상기 압축기가 최대 용량으로 구동하며, 상기 압축기의 부하가 요구하는 용량이 상기 최대 용량보다 작거나 같고;
    상기 압축기를 최대 용량으로 구동하여 상기 압축기의 전치 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 사용자 선택 신호에 따른 상기 압축기의 부하가 요구하는 크기의 요구 능력 구동을 수행하여 상기 정상 구동을 실시하는 공기 조화기의 제어 방법.
  38. 실내기와 실외기, 압축기를 구비하는 공기 조화기에 있어서,
    상기 실외기가 설치되어 있는 실외의 온도를 검출하는 실외 온도 검출부와;
    상기 실내기가 설치되어 있는 실내의 온도를 검출하는 실내 온도 검출부와;
    상기 압축기의 정지 시점과 재가동 시점 사이의 시간을 나타내는 휴지 시간을 검출하는 휴지 시간 검출부와;
    기준 시간과 기준 온도를 저장하고, 목표 온도를 나타내는 사용자 선택 신호를 수신하며, 상기 실외 온도가 휴지 시간 가운데 적어도 하나에 따라 결정되는 휴지 시간 동안 상기 압축기에 남아 있는 잔류 액 냉매를 토출시키기 위한 상기 압축기를 전치 구동하고, 상기 압축기의 전치 구동이 완료되면 상기 실외 온도와 상기 목표 온도에 따라 상기 압축기를 정상 구동하는 제어부를 포함하는 공기 조화기.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 전치 구동 시간은 냉매가 상기 압축기에서 상기 실내기 또는 실외기로 토출되어 다시 상기 압축기에 도달하기까지의 순환 시간보다 상기 전치 구동 시간이 더 크거나 같은 공기 조화기.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어부가 다수의 시간 값을 저장하는 메모리를 구비하고, 상기 실외 온도와 상기 휴지 시간에 따라 상기 다수의 시간 값 가운데 하나를 상기 전치 구동 시간으로서 선택하여 상기 압축기 전치 구동을 실시하는 공기 조화기.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어부가 최대 용량으로 상기 압축기를 전치 구동하고 상기 사용자 선택 신호의 목표 온도에 따라 요구되는 능력으로 상기 압축기를 정상 구동하며, 상기 요구 능력이 상기 최대 능력보다 작거나 같은 공기 조화기.
KR10-2002-0023991A 2002-05-01 2002-05-01 공기 조화기 및 그 제어 방법 KR100468916B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0023991A KR100468916B1 (ko) 2002-05-01 2002-05-01 공기 조화기 및 그 제어 방법
US10/237,128 US6755040B2 (en) 2002-05-01 2002-09-09 Air conditioner and control method thereof
CNB021457433A CN100472143C (zh) 2002-05-01 2002-10-08 空调器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0023991A KR100468916B1 (ko) 2002-05-01 2002-05-01 공기 조화기 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030085762A KR20030085762A (ko) 2003-11-07
KR100468916B1 true KR100468916B1 (ko) 2005-02-02

Family

ID=29267910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0023991A KR100468916B1 (ko) 2002-05-01 2002-05-01 공기 조화기 및 그 제어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6755040B2 (ko)
KR (1) KR100468916B1 (ko)
CN (1) CN100472143C (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7836715B2 (en) * 2004-09-20 2010-11-23 Nissan North America, Inc. Air conditioner control logic for compressor noise and torque management
US20080041081A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Bristol Compressors, Inc. System and method for compressor capacity modulation in a heat pump
KR20070018635A (ko) * 2005-08-10 2007-02-14 엘지전자 주식회사 복수의 압축기를 구비한 공기조화기의 운전제어장치 및방법
KR100840250B1 (ko) * 2006-12-27 2008-06-20 주식회사 포스코 용철 제조 방법
US8393170B2 (en) * 2007-08-17 2013-03-12 Sanden Corporation Capacity control system for variable capacity compressor and display device for the system
US8790089B2 (en) 2008-06-29 2014-07-29 Bristol Compressors International, Inc. Compressor speed control system for bearing reliability
US8601828B2 (en) * 2009-04-29 2013-12-10 Bristol Compressors International, Inc. Capacity control systems and methods for a compressor
JP5484930B2 (ja) * 2010-01-25 2014-05-07 三菱重工業株式会社 空気調和機
JP5579556B2 (ja) * 2010-09-28 2014-08-27 三洋電機株式会社 冷却装置
BR112014007624A2 (pt) * 2011-10-03 2017-04-18 Electrolux Home Products Corp Nv método para operar um sistema de refrigeração, e, geladeira
JP6159411B2 (ja) * 2012-11-29 2017-07-05 ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニーJohnson Controls Technology Company 冷媒システム、冷媒システムの制御システム、および冷媒システムの制御方法
CN104180563B (zh) * 2013-05-27 2017-06-20 珠海格力电器股份有限公司 多联机系统制热时的回油方法
US9989286B2 (en) * 2013-12-17 2018-06-05 Lennox Industries Inc. Compressor operation management in air conditioners
CN104730977B (zh) * 2015-02-05 2018-06-01 珠海格力电器股份有限公司 一种存储和读取空调容量码的方法及空调
CN106482412A (zh) * 2016-09-23 2017-03-08 广东美的暖通设备有限公司 热泵机组及其的压缩机的低温启动方法和装置
CN109210810A (zh) 2017-07-04 2019-01-15 开利公司 制冷系统及用于制冷系统的启动控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142140A (ja) * 1983-12-28 1985-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機
JPS62280536A (ja) * 1986-05-30 1987-12-05 Diesel Kiki Co Ltd 冷媒圧縮機の容量制御システム
JPH0667686B2 (ja) * 1987-10-26 1994-08-31 株式会社ゼクセル 車両用空調制御装置
JP2530258B2 (ja) * 1990-12-19 1996-09-04 株式会社ユニシアジェックス 空調装置
US6092993A (en) 1997-08-14 2000-07-25 Bristol Compressors, Inc. Adjustable crankpin throw structure having improved throw stabilizing means
CN1271406C (zh) * 2001-11-20 2006-08-23 爱科来株式会社 分析处理中的不合格判断方法和分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20030205052A1 (en) 2003-11-06
CN100472143C (zh) 2009-03-25
US6755040B2 (en) 2004-06-29
CN1455203A (zh) 2003-11-12
KR20030085762A (ko) 2003-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100468916B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어 방법
US6619062B1 (en) Scroll compressor and air conditioner
US5335507A (en) Control system for an air conditioning/refrigeration system
US7665318B2 (en) Compressor controlling apparatus and method
KR950009396B1 (ko) 냉동 사이클 장치
KR101970522B1 (ko) 공기조화기 및 그 기동제어방법
US6212893B1 (en) Air conditioning systems
JP4765921B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP5324768B2 (ja) 空気調和機
KR100608132B1 (ko) 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법
JP2010048460A (ja) 複数圧縮機に対する均油機能を有した冷凍サイクル装置
JP3732984B2 (ja) 空気調和装置
WO2018146805A1 (ja) 冷凍装置
KR100384516B1 (ko) 공기조화기의 제어 시스템 및 그 제어방법
JP4773681B2 (ja) 圧縮機とその潤滑方法
JPH01312345A (ja) 空気調和機
JPH05322331A (ja) 空気調和装置
JP2614253B2 (ja) 空気調和機
JP2022070152A (ja) 空気調和装置
KR100550557B1 (ko) 공기조화기의 인버터압축기 제어방법
JPH02149790A (ja) ロータリ圧縮機の保護装置
JP2518430B2 (ja) 空気調和機
JP2006010277A (ja) 冷蔵庫
KR100238985B1 (ko) 냉동시스템 및 그 제어방법
JP2003232579A (ja) エンジン駆動式冷凍サイクル装置及び空調装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20081224

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee