KR100480139B1 - 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티형 히트펌프에 관한 것으로, 특히 각 실내기에 구비된 전자팽창밸브의 제어를 통해 배관온도가 영하로 떨어지기전에 미리 전자팽창 밸브를 개도를 제어하여 상기 배관온도가 영하로 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 한 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 다수의 실내기로 구비되어 냉방운전을 수행하는 멀티형 히트펌프에 있어서, 상기 냉방운전중, 각 실내기의 배관온도를 검출하는 제1 단계와; 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하인가를 판단하여 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도이상이면 정시제어를 통한 전자팽창밸브의 정시제어개도로 배관온도를 조절하는 제2 단계와; 상기 판단결과, 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하면, 제2 설정온도 이하인가를 판단하여, 상기 제2 설정온도 이하이면 제1 소정시간마다 제1 기준개도로 전자팽창 밸브를 열고, 상기 제2 설정온도 이상이면 제2 소정시간마다 제2 기준개도로 상기 전자팽창 밸브를 열어 배관온도를 조절하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법{METHOD FOR CONTROLLING LINEAR EXPANSION VALVE OF MUTI-TYPE HEAT PUMP}

본 발명은 멀티형 히트펌프에 관한 것으로, 특히 각 실내기에 구비된 전자팽창밸브의 제어를 통해 배관온도가 영하로 떨어지기전에 미리 전자팽창 밸브를 개도를 제어하여 상기 배관온도가 영하로 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 한 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 히트 펌프는 증발기 및 응축기 등이 구비되어 냉방 장치로 사용할 수 있는 동시에 냉동 사이클의 냉매 흐름을 반대로 하여 난방 장치로도 사용할 수 있도록 이루어진 장치이다.

이와 같은 히트 펌프 중에서도 하나의 실외기에 여러 대의 실내기가 연결된 것이 멀티형 히트 펌프이다.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티형 히트 펌프가 도시된 구성도로서, 하나의 실외기(10)에 여러 대의 실내기(21~26)가 냉매 배관(L)을 통해 연결되어 있다.

즉, 상기 실외기(10)에는 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기(11)와, 냉매의 흐름을 정방향 또는 역방향으로 절환시키는사방 밸브(15)와; 냉방시에는 응축기로 난방시에는 증발기로 사용되는 실외 열교환기(16)와; 상기 여러 대의 실내기(20)로 통하는 냉매 배관(L)상에 각각 설치된 다수개의 전자팽창 밸브(LEV; Linear Expansion Valve)(18)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 압축기(11)의 출구 쪽에는 냉매에 섞인 오일을 분리할 수 있도록 오일 분리기(12)가 설치되어 있고, 여기서 분리된 오일은 오일 회수 배관의 모세관(13)을 통해 어큐뮬레이터(14)의 입구쪽으로 회수된 후 다시 압축기(11)로 공급되도록구성되어 있다.

특히, 상기한 사방 밸브(15)는 압축기(11)로부터 토출된 냉매가 냉방시에는 실외 열교환기(16)쪽으로 순환할 수 있도록 절환되고, 난방시에는 실내기(20)측으로 순환할 수 있도록 절환하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 실외기(10)에 다수의 냉매 배관(L)으로 연결되어 있는 실내기(20)는 상기 실외 열교환기(16)와 반대로냉방시에는 증발기로 사용되고, 난방시에는 응축기로 사용된다.

그리고, 상기 실내기(21~26)는 상기 실외기(10)의 내측에서 분기되는 냉매 배관(L)과 각각의 내외부 연결용 서비스 밸브(19)를 통해 연결되며, 각각의 냉매 배관(L)상에는 냉난방을 원하는 실내에만 냉매가 공급되도록 제어할수 있는 온/오프 밸브(17)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 온/오프 밸브(17)는 상기한 전자팽창 밸브(18)와 반대쪽에 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 멀티형 히트 펌프의 냉방 운전시 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 냉방 운전시에는 압축기(11)에서 토출된 냉매 가스가 오일 분리기(12)에서 오일과 분리되며, 이렇게 분리된 냉매가스는 사방 밸브(15)를 지나 실외열교환기(16)로 유입된 후, 각각의 전자팽창 밸브(18)를 거치면서 저온 저압의 냉매 상태로변화되어 각각의 실내기(21~26)로 유입된다.

물론, 상기 온/오프 밸브(17)가 개방된 냉매 라인(L)과 실내기(20)에만 냉매가 유동하게 되어 선택적으로 실내를 냉방할수 있게 된다.

그리고, 상기 각각의 실내기(20)에서 증발된 냉매 가스는 실내 공기와 열교환된 후, 개방된 온/오프 밸브(17)와 사방 밸브(15)를 통해 어큐뮬레이터(14)로 유입되며, 그 어큐뮬레이터(14)로 유입된 냉매 가스는 압축기(11)로 흡입되면서 순환하게 된다.

이러한, 냉방 운전시, 압축기(11)의 운전주파수가 상승에 따라 상기 실내기(20)의 전자팽창 밸브(18)의 개도를 많이 열어주는데, 이는 상기 냉방 운전시 실내기 배관온도가 0도 이하로 떨어지면 냉매배관(L)에 결빙이 생기기 때문에 상기 전자팽창 밸브(18)의 개도를 제어하여 이를 해결한다.

도 2는 종래 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브 제어방법을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 상술한 냉방운전시, 온도센서(도시생략)에 의해 감지된 상기 각각의 실내기(20)의 냉매 배관(L)의 배관온도가 영하인가를 판단하여 상기 배관온도가 영하가 아닌 영상이면 마이컴(도시생략)은 정시제어신호를 출력하고, 그 정시제어신호에 의해 전자팽창 밸브(18)를 제어함으로써, 상기 냉매 배관(L)의 배관온도를 일정하게 맞추기 위한 정시제어를 수행한다.

그러나, 상기 판단결과, 상기 온도센서를 통해 감지된 상기 냉매 배관(L)의 배관온도가 영하이면 상기 마이컴은 그에 따른 상기 전자팽창 밸브(18)의 제어신호를 출력하고, 그 제어신호에 의해 상기 전자팽창 밸브(18)는 전체 개도의 3/4정도를 순간적으로 열어 냉매를 많이 흐르게 함으로써, 상기 낮은 배관온도를 일정 영상온도까지 올린후 다시 상기 정시제어를 수행한다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 방법은 전자팽창 밸브의 개도를 순간적으로 열개됨으로써, 많이 열린 전자팽창 밸브쪽으로 많은 냉매가 흘러서 정상운전중이던 실내기로의 냉매량이 줄어드는 제어의 어려움과, 이로인해 냉방 사이클에 교란이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 전자팽창 밸브의 순간적인 열림에 의해, 많은 냉매가 흘러 냉매유동소음의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 냉매배관의 배관온도가 영하로 떨어지기 전에 미리 배관온도가 낮아지면 그에 따라 전자팽창 밸브의 개도를 제어하여 배관온도가 영하로 떨어지는 것을 사전에 방지할 수 있도록 함으로써, 순간적인 상기 전자팽창 밸브의 열림에 따른 냉방 사이클의 교란 및 소음없이 배관에 생길 수 있는 결빙현상을 막을 수 있도록 한 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉방운전을 수행하는 멀티형 히트펌프에 있어서, 다수의 실내기로 구비되어 냉방운전을 수행하는 멀티형 히트펌프에 있어서, 상기 냉방운전중, 각 실내기의 배관온도를 검출하는 제1 단계와; 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하인가를 판단하여 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도이상이면 정시제어를 통한 전자팽창밸브의 정시제어개도로 배관온도를 조절하는 제2 단계와; 상기 판단결과, 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하면, 제2 설정온도 이하인가를 판단하여, 상기 제2 설정온도 이하이면 제1 소정시간마다 제1 기준개도로 전자팽창 밸브를 열고, 상기 제2 설정온도 이상이면 제2 소정시간마다 제2 기준개도로 상기 전자팽창 밸브를 열어 배관온도를 조절하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법을 보인 흐름도로서, 다수의 실내기로 구비되어 냉방운전을 수행하는 멀티형 히트펌프에 있어서, 상기 냉방운전중, 각 실내기의 배관온도를 검출하는 제1 단계와; 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하인가를 판단하여 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도이상이면 정시제어를 통한 전자팽창밸브의 정시제어개도로 배관온도를 조절하는 제2 단계와; 상기 판단결과, 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하면, 제2 설정온도 이하인가를 판단하여, 상기 제2 설정온도 이하이면 제1 소정시간마다 제1 기준개도로 전자팽창 밸브를 열고, 상기 제2 설정온도 이상이면 제2 소정시간마다 제2 기준개도로 상기 전자팽창 밸브를 열어 배관온도를 조절하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 후술하는 본 발명의 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브의 제어는 마이컴의 제어신호에 의해 이루어지는 것으로, 상기 제어신호를 출력하는 주체의 마이컴은 이하 생략하며 설명한다.

먼저, 멀티형 히트펌프는 각 룸의 실내기를 설정온도로 유지시키며 냉방운전을 실시한다.

이때, 상기 냉방운전으로 온도가 떨어진 상기 각 실내기의 냉매배관의 배관온도를 검출하는 온도센서를 통해 검출된 배관온도가 3도 이하인지를 판단하여, 상기 배관온도가 3도 이상이면 상기 냉매배관의 배관온도를 일정하게 맞추기 위해 2분마다 정시제어를 실시하고, 상기 온도센서를 통해 검출한 상기 배관온도가 3도 이하이면 배관온도가 1도 이하인가를 판단하게 된다.

상기 판단결과, 상기 배관온도가 1도 이하이면 상기 배관온도가 냉매배관에 결빙이 생길수 있는 영하 온도로 내려가기 전에 그 냉매배관의 온도를 일정 온도로 상승시키기 위해 상기 정시제어를 하는 시간을 1분으로 단축하여 빠른 시간안에 배관온도를 상승시킨다.

이때, 전자팽창 밸브의 개도는 제1 기준개도로 제어되는데, 그 제1 기준개도는 정시제어시의 상기 전자팽창 밸브의 개도값에 일정개도값을 가산하여 나온 결과값으로서, 다음과 같은 개도값을 갖는다.

즉, 상기 제1 기준개도값은 정시 제어에 의한 전자팽창 밸브의 개도값에 전체 전자팽창 밸브의 개도의 3%(60개도)를 가산한 개도값으로 전자팽창밸브의 개도를 제어함으로써, 빠른 시간안에 배관온도가 일정온도로 상승할 수 있다.

그러나, 상기 판단결과, 상기 배관온도가 1도 이상이면 상기 배관온도가 1도 이하일때보다 냉매배관에 결빙이 생길수 있는 영하 온도와는 다소 온도차가 있으므로, 정시제어를 하는 시간을 2분으로 하여 상기 전자팽창 밸브를 제2 기준개도로 제어한다.

즉, 상기 제2 기준개도값은 정시 제어에 의한 전자팽창 밸브의 개도값에 전체 전자팽창 밸브의 개도의 1.5%(30개도)를 가산한 개도값으로 전자팽창밸브의 개도를 제어함으로써, 빠른 시간안에 배관온도가 일정온도로 상승할 수 있다.

따라서, 본 발명의 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법은 배관온도가 영하로 떨어지는 것을 사전에 미리 방지하기 위해, 소정온도를 설정하여 그 소정온도에 따라 제1, 제2 기준 개도로 전자팽창 밸브의 개도를 제어함으로써, 각 실내기에 연결된 냉매배관의 배관온도가 영하로 떨어지는것을 방지한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 냉매배관의 배관온도가 영하로 떨어지기 전에 미리 배관온도가 낮아지면 그에 따라 전자팽창 밸브의 개도를 제어하여 배관온도가 영하로 떨어지는 것을 사전에 방지할 수 있도록 함으로써, 순간적인 상기 전자팽창 밸브의 열림에 따른 냉방 사이클의 교란 및 소음없이 배관에 생길 수 있는 결빙현상을 막고, 이에 효율적인 냉방운전을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티형 히트 펌프가 도시된 구성도.

도 2는 종래 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법을 보인 흐름도.

도 3은 본 발명의 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법을 보인 흐름도.

Claims (5)

1. 다수의 실내기로 구비되어 냉방운전을 수행하는 멀티형 히트펌프에 있어서,

   상기 냉방운전중, 각 실내기의 배관온도를 검출하는 제1 단계와;

   상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하인가를 판단하여 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도이상이면 정시제어를 통한 전자팽창밸브의 정시제어개도로 배관온도를 조절하는 제2 단계와;

   상기 판단결과, 상기 검출된 배관온도가 제1 설정온도 이하면, 제2 설정온도 이하인가를 판단하여, 상기 제2 설정온도 이하이면 제1 소정시간마다 제1 기준개도로 전자팽창 밸브를 열고, 상기 제2 설정온도 이상이면 제2 소정시간마다 제2 기준개도로 상기 전자팽창 밸브를 열어 배관온도를 조절하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 설정온도는 3℃인 것을 특징으로 하는 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 설정온도는 1℃인 것을 특징으로 하는 멀티형 히트펌프의 전자팽창 밸브제어방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 기준개도는 정시제어에 의한 전자팽창 밸브의 개도에 그 전자팽창 밸브의 전체 개도의 1.5%를 더한 것을 특징으로 하는 멀티형 히트 펌프의 전자팽창 밸브제어방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 기준개도는 정시제어에 의한 전자팽창 밸브의 개도에 그 전자팽창 밸브의 전체 개도의 3%를 더한 것을 특징으로 하는 멀티형 히트 펌프의 전자팽창 밸브제어방법.