KR100490063B1

KR100490063B1 - 공기조화기및그제어방법

Info

Publication number: KR100490063B1
Application number: KR1019970019135A
Authority: KR
Inventors: 도모미 다까하시; 아쯔시 이따가끼; 히로끼 이가라시
Original assignee: 가부시키가이샤 후지쯔 제네랄
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-05-17
Publication date: 2005-09-15
Also published as: AU736897B2; JP3736590B2; EG22659A; DE69723624D1; DE69723624T2; US5906107A; AU2008297A; CN1153020C; CN1171520A; KR19980069773A; TW332248B; ID17671A; EP0819896B1; EP0819896A3; IN192214B; JPH1082567A; EP0819896A2; MY118501A; ES2203753T3

Abstract

본 발명에 따른 공기조화기는 압축기(10), 사방밸브(12). 실외열교환기(13), 감압기(14) 및 실내열교환기(15)를 주배관(11)상에 순차접속하여 구성되는 냉방사이클회로를 구비하고, 상기 주배관(11)은 상기 실내열교환기(15)내에서 적어도 상부측냉매유로(20)와 하부측냉매유로(30)로 분기되어 있으며, 상기 상부측 냉매유로(20))상에는 저능력냉방작동사에 닫혀지는 개폐밸브(16)가 설치되어 있고, 이에 의해, 한기를 느끼지 않게 하면서, 완만한 냉방작동 및 제습작동을 가능하게 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난방작동모드 및 냉방작동모드 외에 실온을 설정온도 가까이 유지한 상태의 완만한 냉방작동을 행하는 완만 냉방작동모드나 현재의 실온을 거의 유지한 상태로 습기의 제거를 행하는 완만 제습작동모드를 구비한 공기조화기에 관한 것이다.

공기조화기에는, 크게 나누어 실내기와 실외기를 분리한 분리형과, 실내기와 실외기를 동일의 하우징내에 수납한 일체형이 있는데 어느쪽의 형식으로도 압축기, 사방(four-way)밸브, 실외열교환기, 감압기(팽창밸브) 및 실내 열교환기를 주배관을 사이에 두고 순차접속하게 되는 히트펌프식의 냉동사이클회로를 구비하고 있다.

이 냉동사이클은, 그 사방밸브를 절환함으로써, 난방작동모드와 냉방작동모드에 가역적으로 사용되는데, 최근에는, 실내열교환기는 그 열교환기능을 향상시키고, 소비전력을 감소시키기 위해 대형화되는 경향이 있다. 또, 실내 열교환기의 냉매유로를 복수로 분기하여, 냉방작동시 및 난방작동시의 열교환 효율을 높이는 것도 행하여 지고 있다.

이것에 의하여, 공기조화기는 예를 들면, 강, 중, 약 냉방모드 및 제습모드(통상, 실질적인 약냉방 모드라고 함)등과 같이 복수의 작동모드로 설정할 수 있다.

제습모드시에는 실내기측의 송풍팬을 제어하는 간헐작동에 의한 대책을 꾀하고 있으나, 이러한 방법은 제습이 충분히 행하여지지 않는다는 문제가 있다. 또, 실내열교환기의 냉매유로에 팽창밸브를 개재시켜 이른바 재가열 제습작동을 행하는 방법도 알려져 있지만, 이 경우에는 냉매유로를 분기할 수 없게 되기 때문에, 냉매 유로를 분기하는 것에 비하여, 냉방작동시 및 냉방작동시의 열교환 효율이 악화된다.

따라서, 예를 들면, 특허평 8-105646호 공보에는, 도 16에 도시된 바와 같은 구성이 제안되어 있다. 실내기하우징(1)의 전면에 설치되어 있는 공기흡입구(2)와 대응하는 하우징내에 실내열교환기(2)를 설치하고, 하우징의 배면측에 송풍팬(5)을 설치하여, 이 송풍팬(5)에 의해 공기흡입구(2)를 통해 실내공기를 하우징으로 흡수하고, 실내열교환기(4)로 열교환된 공기를 하우징(1)의 전면 하부의 공기취출구(3)로부터 불어낸다. 실내열교환기(4)는 실내열교환기(4)의 거의 중앙의 입구측으로 부터 상방을 향하여 연장된 제1냉매관(9a)과, 하방을 향하여 연장된 제2냉매관(9b)으로 분지된 냉매유로관(9)을 갖는다. 이들 양 냉매관(9a, 9b)의 각 출구측은 실내열교환기(4)의 외측에 설치되어 있는 연결부(9c)에 연결되어 있다. 제2냉매관(9b)에 개폐밸브(10)를 설치하고, 실온이 설정온도에 근접한 시점에서, 개폐밸브(10)를 닫는 구성을 하고 있다.

상기 구성에 따르면, 냉방작동중에 실온이 설정온도에 가까이 이르면, 개폐밸브(10)가 오프되고, 냉매는 제1냉매관(9a)으로 흐르게 된다. 따라서, 냉풍출력이 반감하고, 실온의 저하가 완만하게 된다. 실내열교환기(4)의 상부에서 응축으로 생긴 드레인 물이 실내열교환기(4)의 하부로 흘러내리고, 드레인 물이 실내열교환기(4)의 하부를 소통하는 공기에 의해 기화되기 때문에, 실내의 과도한 건조가 방지된다.

이와 같이, 설정온도 가까이로 제2냉매관(9b)측의 개폐밸브(10)를 닫음으로 써, 냉풍출력이 반감되기는 하지만, 드레인 물이 실내열교환기(4)의 하부에서 기화되기 때문에, 실질적인 제습효과는 더 이상 기대할 수 없다. 따라서, 실내를 제습할 경우에는 개폐밸브(10)가 열리게 되므로, 이 선행 기술에 있어서도, 실온이 너무 저하되어 버린다고 하는 문제는 여전히 해결되지 않고 있다.

본 발명은, 전술한 종래의 공기조화기의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 제1 목적은, 실온을 거의 저하시키지 않고, 즉, 한기를 느끼게끔 하지 않으면서 제습을 가능하게 하여 실내의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

본발명의 제2목적은, 실온을 설정온도 가까이 유지한 상태로 제습을 행하는 완만 냉방작동모드 및 현재 온도를 거의 유지한 상태로의 제습을 행하는 완만 제습 작동모드를 실현하는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기위해, 본 발명은, 압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 감압기 및 실내열교환기를 주배관상에 순차접속하여 구성되는 냉동사이클회로를 구비하고, 상기 주배관은 상기 실내열교환기내에서 적어도 상부측와 하부측 냉매유로로 분기되어 있고, 상기 상부측 냉매유로에는, 저능력 냉방작동시에 닫히는 개폐밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

여기에서, 저능력 냉방작동시라는 함은, 압축기의 작동주파수가 저하되고, 실내열교환기의 냉매유로내의 압력이 높아져도 이미 현재의 감지가능한 열변화만으로 되고, 냉방(제습)능력을 실질적으로 기대할 수 없는 상태의 때를 말한다. 본 발명에 따르면, 이 저능력 냉방작동시에 개폐밸브가 닫혀, 하부측의 냉매유로만으로 냉매가 통하기 때문에, 실내열교환기의 열교환율이 손상되지 않고, 따라서, 실온을 거의 저하시키지 않는 냉방 또는 제습을 행할 수 있다.

게다가, 실내열교환기의 상부측으로부터 그 하부측으로 드레인 물이 떨어지지 않기 때문에, 배출하는 공기가 습하지 않으며, 이에 따라 상대적으로 습기가 적은 건조하고 쾌적한 환경이 얻어진다. 본 명세서에서는, 한기를 억제하면서 쾌적한 건조 조건을 얻을 수 있는 냉방작동 및 제습작동을 종래의 냉방작동 및 제습작동과 구별하기 위해 완만 냉방작동, 완만 제습작동이라 칭한다.

개폐밸브의 설치위치는, 상부측 냉매유로에 있어서 입구측 부분 혹은 출구측 부분의 어느쪽도 괜찮지만, 출구측 부분에 설치하면, 상부측 냉매유로내에 냉매가 체류해버리기 때문에, 입구측에 설치하는 것이 바람직하다.

또, 이 완만 냉방 및 완만 제습시에 실온을 과도하게 냉각하지 않게 하기 위해서는, 상부측 냉매유로는 그 유로길이가 하부측 냉매 유로보다도 길게 설치되어 있는 것이 바람직하다.

그런데, 개폐밸브의 폐쇄시, 실내 열교환기의 상부측을 통과한 공기와, 그 하부측을 통과한 공기와의 사이에 온도차가 있기 때문에, 송풍팬 및 그들의 공기가 합류하는 실내 열교환기의 하단부에는 응축이 일어날 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 실내열교환기의 하단측에 대응하는 하부측 냉매유로의 배관 길이를 다른 부분 보다도 짧게 하여, 그 하단부에서의 냉각능력을 다른 부분에 비하여 작게 하도록 하고 있다.

이 경우, 하부측 냉매유로의 배관길이가 짧게 설치된 부분은 상부측 냉매유로의 일부분을 실내 열교환기의 하단측으로 안내함으로써 보충하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 개폐밸브를 개방하여 행하는 통상의 냉방작동 및 난방작동시의 열교환 효율이 저하되지 않는다.

상기 제2목적을 실현시키기 위해, 본 발명은, 압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 감압기 및 실내 열교환기를 주배관상에 순차접속하여 구성되는 냉동사이클회로와, 온도센서 및 설정온도 검출부로부터의 신호에 따라 상기 냉동사이클회로를 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 주배관은 상기 실내열교환기에서 적어도 상부측과 하부측 냉매유로로 분기되어 있고, 그 상부측 냉매유로상에는 저용량 냉방 작동시 폐쇄되는 개폐밸브가 설치되어 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 냉방작동모드 및 난방작동모드 외에, 실온을 설정온도 가까이 유지한 상태로 완만한 냉방작동을 행하는 완만 냉방작동모드를 가지고, 상기 제어부는 상기 완만 냉방 작동모드 선택시에 상기 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하고 있다.

완만 냉방 작동모드가 선택되면, 제어부는 설정온도를 기준으로 소정의 온도폭을 갖는 복수의 온도영역을 설정하고, 실온이 설정온도 이하의 완만 냉방 온도영역에 소정시간 체재시, 개폐밸브가 닫혀진다. 또한, 압축기의 작동주파수가 냉방 능력을 발휘할 수 없을 만큼 낮은 작동주파수인 조건하에서는 개폐밸브가 폐쇄되는 것이 바람직하다.

감압기가 전자식(electronic)팽창밸브로 구성되는 경우에는, 개폐밸브 폐쇄시에, 제어부에 의해 그 전자식팽창밸브의 냉각능력을 높이도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 개폐밸브가 전자기식(electromagnetic)밸브로 구성된 경우, 실온이 완만냉방온도영역 보다도 저하될 때에는, 제어부로부터 압축기 정지신호를 송출하고, 소정 시간이 지난 후, 전자기식팽창밸브로 에너지 공급을 중단하여 개폐밸브를 개방하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 소비전력을 감소시키고, 전자기식팽창 밸브의 가열을 방지할 수 있다.

한편, 본 제어방법에 따르면, 실온이 설정온도를 초과하는 온도영역에 소정시간 체재할 경우, 제어부에 의해 개폐밸브가 개방된다. 이에 따라, 압축기의 작동주파수가 통상의 냉방작동모드시의 주파수로 복귀된다.

또한, 공기조화기의 냉동사이클이 급속냉방작동시인 경우에는, 실온이 급속 냉방작동의 설정온도 가까이 도달하기 까지는 완만 냉방작동모드는 실행되지 않는다.

또, 상기 제2의 목적을 실현하기 위해, 본 발명은, 압축기, 사방밸브, 실외 열교환기, 감압기 및 실내 열교환기를 주배관상에 순차접속하여 이루어지는 냉동사이클회로와, 온도센서 및 설정온도검출부로부터의 신호에 따라 상기 냉동사이클회로를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 주배관은 상기 실내열교환기내에서 적어도 상부측과 하부측 냉매유로로 분기되어 있고, 그 상부측 냉매유로에는 저용량 냉방 작동시 폐쇄되는 개폐밸브가 설치되어 있는 공기조화기에 있어서, 냉방작동모드 및 난방작동모드 외에, 실온을 설정온도 가까이로 유지한 상태에서 완만하게 실온을 냉각하는 완만 냉각모드와, 현재의 실온을 거의 유지한 상태로 제습작동을 행하는 완만 제습작동모드를 가지며, 상기 제어부는 완만 냉방작동모드시에 상기 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하고 있다.

이 완만 제습작동모드가 선택되면, 제어부는, 그 시점의 실온을 기준으로 한 소정의 온도폭을 갖는 복수의 온도영역과, 각 온도영역마다 압축기의 작동주파수를 설정하고, 실온이 체재하고 있는 온도영역의 작동주파수로 압축기를 구동되게 된다.

이 경우, 온도영역의 온도폭 및 압축기의 작동주파수는, 기준외기온도를 기준으로 하여 다르게 설정하는 것이 압축기의 제어(예를 들면, 브러시레스(brushless)모터의 위치검출)면에서 바람직하다. 이 제어방법에 의하면, 실제의 외기온도가 기준외기 온도보다도 높은 경우의 온도폭은, 낮은 경우의 온도폭 보다도 크게 된다.

또한, 압축기의 제어면에서, 온도영역의 변경에 의한 압축기의 작동주파수의 절환은, 소정의 대기 시간을 두고 실행하는 것이 바람직하다.

<발명의실시형태>

본 발명의 상기의 특징 및 다른 특징과 잇점은, 이하의 첨부도면을 참조하여 설명하는 실시예에 의해 보다 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기를 도시하고 있다. 공기조화기는 압축기(10)를 구비하고 있고, 압축기(10)에는 냉동사이클 회로가 연결되어 있다. 냉동사이클회로는 주냉매유로(주배관)(11)상에 주배관(11)을 냉방작동용과 난방작동용으로 변환하는 사방밸브(12), 실외열교환기(13), 감압기(14) 및 실내열교환기(15)가 순차접속되어 있다.

즉, 냉방작동시에는 도시된 실선에 나타나듯이, 실외열교환기(13) → 감압기(14) → 실내열교환기(15)로 냉매가 흐르고, 난방작동시에는 도시한 쇄선으로 나타나듯이, 실내열교환기(15) → 감압기(14) → 실외열교환기(13)로 냉매가 흐르게 되는데, 이 경우, 주배관(11)은 실내열교환기(15)내에 있어서 상부측냉매유로(20)와 하부측냉매유로(30)로 분기되어 있다.

그리고, 이 상부측 냉매유로(20)에는 개폐밸브(16)가 설치되어 있다. 이 실시예에 있어서, 개폐밸브(16)는 냉방작동시에 있어서 냉매입구측에 설치되어도 좋지만, 이것과 달리, 개폐밸브(16)를 냉매 출구측에 설치해도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 개폐밸브로서 전자기식(electromagnetic)밸브가 사용되고 있다.

도 2에는, 상기 실내열교환기(15)를 수납한 실내유니트(40)의 내부구조가 도시되어 있고, 도 3에는 실내유니트(40)로부터 분리된 실내열교환기(15)가 도시되어 있다.

실내유니트(40)는 거의 직방체상을 이루는 하우징(14)을 구비하고, 이 전면 및 상면에는 각각 공기를 흡입하기 위한 전면 흡입구(42)와 상면 흡입구(43)가 형성되어 있다. 이 하우징(41)내에 있어서, 실내열교환기(15)는 그 전면흡입구(42)와 상면흡입구(43)를 따라 배치되어 있는데, 실내열교환기(15)는 하우징(41)을 보다 소형화하기 위해, 실내열교환기(15)의 핀은 3개의 핀군으로 분할되어 있다.

즉, 실내열교환기(15)는 전면흡입구(42)를 향하여 배치된 제1핀군(151)과, 제1핀군(151)의 상면으로부터 상면흡입구(43)의 거의 중앙으로 비스듬하게 상방으로 경사배치된 제2핀군(152)과, 제2핀군(152)의 상단부로부터 하우징(41)의 후벽부로 비스듬하게 하방으로 경사배치된 제3핀군(153)으로 이루어지고, 제2핀군(152)과 제3핀군(153)은 역V자 형으로 배치되어 있다.

도 3에 나타나듯이, 주배관(11)은 제2핀군(152)의 거의 중앙부분에서 두 개로 분기되고, 그 일방의 배관은 상부측냉매유로(20)로서 제2핀군(152)으로부터 제3핀군(153)에 걸쳐 삽입 설치되어 있는 동시에 상부측 냉매유로(20)의 분기부 가까이에 전자기식밸브(16)가 형성되어 있다.

또, 분기된 타방의 배관은 하부측냉매유로(30)로서 제1핀군(151)내로 삽입설치되어 있다. 또한, 양 냉매유로(20, 30)의 각 출구는 실내열교환기(15)의 외측에서 합류한 후, 사방밸브(12)로 복귀하는데, 도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이, 상부측냉매유로(20)의 배관길이는 하부측냉매유로(30)의 배관 길이 보다도 길게 되어있다.

하우징(41)의 전면하방의 모서리부에는, 풍향판(44)이 회전가능하게 부착된 공기취출구(45)가 형성되어 있고, 실내열교환기(15)로부터 이 공기취출구(45)에 이르는 공기통로내제는 송풍팬(46)이 배치되어 있다. 이 송풍팬(46)에 의해, 전면흡입구(42) 및 상면흡입구(43)를 통해 실내공기가 하우징(41)내에 흡입되고, 실내열교환기(15)에 의해 열교환된 후, 공기취출구(45)를 통해 송출된다.

냉방작동에 의해 실온이 설정온도 가까이 도달하면, 제어부에 의해 압축기(10)의 작동주파수를 내려 저능력냉방작동으로 되는데, 이 때, 전자기식밸브(16)를 닫아, 하부측냉매유로(30)로만 냉매가 흐르도록 함으로써, 실내열교환기(15)의 열교환 효율을 손상하지 않고, 따라서 실온을 거의 저하시키지 않고도 냉방 흑은 제습을 행할 수 있다.

게다가, 본발명에 따르면, 실내열교환기(15)의 상부측의 제2 및 제3핀군(152, 153)으로부터 하부측으로 드레인 물이 적하하지 않기 때문에, 취출공기가 습하지 않고, 이것에 의해 습기가 적은 건조하고 쾌적한 환경이 얻어지게 된다.

그런데, 상기와 같이 전자기식밸브(16)가 닫혀진 상태에서는, 실내열교환기(15)의 상부측의 제2 및 제3핀군(152, 153)을 통과한 공기와 하부측의 제1핀군을 통과한 공기간에는 온도차가 있기 때문에, 송풍팬(46)과 공기가 합류하는 실내열교환기(15)의 하단부 A에 이슬이 맺힐 우려가 있다.

이것을 방지하기 위한 기본적인 아이디어로서, 실내열교환기(15)의 하단측에서 하부측 냉매유로(30)의 배관 길이를 다른 부분보다도 작게 하여, 하단부 A의 냉각능력을 다른 부분에 비하여 작게하는 것이다. 이와 같이 하면, 전자기식밸브(16)를 개방한 상태에서 냉각 또는 난방작동시에, 실내열교환기(15)의 열교환 효율이 전체적으로 불가피하게 저하된다.

본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상부측 냉매유로(20)의 일부분(201)을 제1핀군(151)의 하부측에 안내함으로써, 하부측 냉매유로(30)의 배관길이가 짧아진 부분을 보충하고 있다. 이 배열에 따라, 전자기식밸브(16)의 개방상태에서, 실내 열교환기(15)의 전체가 열교환에 기여하게 되기 때문에, 통상의 냉방작동 및 난방작동시의 열교환능력이 저하되지 않는다.

다음에는, 본 공기조화기의 완만 냉방 작동모드시 및 완만 제습 작동모드시의 제어방법에 대하여 설명한다. 도 5는 공기조화기의 기본적인 제어블록도이고, 본 실시예에 따르면, 원격제어장치(50)에 의해, 각종 작동모드나 설정온도가 설정 가능하게 되어 있다. 실내기 제어유니트(60)는, 그 원격신호를 수신하는 설정온도센서(61) 및 실온센서(62)로부터의 실온신호를 검출하는 온도센서(63)와, 이들의 검출신호에 따른 각종 제어동작을 행하는 실내측 중앙제어부(64)와, 전자기식밸브(16)를 온/오프 구동하는 전자기식밸브드라이브회로(65)를 구비하고 있다.

실내측의 중앙제어부(64)는, CPU(중앙처리장치) 혹은 MPU(마이크로프로세서)로 구성되어 있고, 설정온도검출부(61) 및 실온센서(62)로부터의 신호에 따라 압축기(10)의 작동주파수를 설정하는 동시에 감압기(전자기식팽창밸브)(14)를 제어하기 위한 팽창밸브 비트신호를 생성한다.

한편, 실외기의 컨트롤유니트(70)측에는, 상기 실내측 중앙제어부(64)로부터의 압축기 작동주파수 신호에 따라 압축기(10)를 구동하는 압축기 드라이브 회로(71)와, 흡입센서(72)로부터의 압축기 흡입측 온도신호를 검출하는 흡입온도센서(73)와, 감압기(전자기식팽창밸브)(14)를 구동하는 팽창밸브 드라이브회로(74)와, 상기 흡입온도센서(73)로부터의 온도신호 및 상기 실내측 중앙제어부(64)로부터의 팽창밸브비트신호에 따른 팽창밸브드라이브회로(74)를 제어하는 실외측의 중앙제어부(75)가 형성되어 있다.

도 7 및 도 8에는, 냉방작동시의 작동흐름도가 도시되어 있다. 통상의 냉방 작동모드시에는 스텝 SC1과 같이, 실내측 중앙제어부(64)는 전자기식밸브(16)를 OFF로, 팽창밸브비트신호를 [H]로 설정한다. 스텝 SC2에서, 원격제어장치(50)로부터의 완만 냉방작동모드가 수신되면, 실내측의 중앙제어부(64)는, 설정온도검출부(61)에서 검출된 그 때의 설정온도 Ts를 기준으로서 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 실온제어용의 온도영역과, 그 각 온도영역에서의 압축기 작동주파수를 설정 한다(스텝 SC3).

본 실시예에 있어서, 실온하강기의 경우에는, Ts + 1.5를 초과한 온도영역을 X영역(14코드, 작동주파수 57Hz), Ts + 1.5 ~ Ts - 1.0의 범위의 온도영역을 F영역(4~13까지의 사이의 임의의 가변코드, 작동주파수 가변Hz), Ts - 1.0 ∼ Ts -2.0의 범위의 온도영역을 G영역(3코드, 작동주파수 15Hz), Ts - 2.0보다 낮은 온도 영역을 Y영역(0코드, 작동주파수 0Hz)으로 하고 있다.

이에 대하여, 실온상승시의 경우에는, Ts + 2.0을 넘은 온도영역을 X영역, Ts + 2.0 ∼ Ts - 0.5의 범위의 온도영역을 F영역 , Ts - 0.5 ∼Ts - 1.5의 범위의 온도영역을 G영역, Ts - 1.5 보다 낮은 온도영역을 Y영역으로 하고 있다. 또한, 압축기의 작동코드 및 작동주파수는 실온 하강시와 같다.

계속하여 스텝 SC4에서, 중앙제어부(64)는 실온 경사 무시 제어동작중, 이른바 급속냉방제어동작중인지를 판단하고, YES이면 다음 단계의 스텝 SC5에서 실온이 F영역 이하이고, 또한, 압축기(10)의 작동주파수가 예를 들면 7코드 이하인지를 판단한다. NO의 경우에는 스텝 SC4로 되돌아 가고, YES이면 스텝 SC6에서 5분 타이머를 스타트 한다.

스텝 SC7에서, 중앙제어부(64)는 5분이 경과할 때까지 스텝 SC8을 실행하여, 압축기(10)의 작동주파수가 8코드이상으로 상승하는지를 판단한다. YES, 즉 주파수 상승의 경우에는, 스텝 SC9에서 5분 타이머를 리셋한 후, 스텝 SC4로 되돌아 간다. 이와 같이, 급속냉방작동중의 완만 냉방작동모드로 된 경우에는, 실온이 F영역 이하이고. 또, 압축기(10)의 작동주파수가 7코드이하가 되는 상태가 5분간 지속된다.

압축기(10)의 작동주파수가 8코드이상으로 상승하지 않고 5분이 경과하면, 중앙제어부(64)는 스텝 SC10에서 5분 타이머를 리셋한 후, 스텝 SC12로 점프하여, 전자기식밸브드라이브회로(65)와 실외측중앙제어부(75)로 전자기식밸브비트신호[L]를 송출하고, 스텝 SC13에서 전자기식밸브(16)를 온, 즉, [닫힘]으로 하여, 하부측 냉매유로(30)로만 냉매가 흐르게 하고, 또, 실외기측에 있어서는 팽창밸브드라이브 회로(74)에 의해 전자기식팽창밸브(14)의 능력이 높아지고, 완만 냉방작동상태로 된다.

한편, 스텝 SC4에 있어서, 급속냉방제어작동이 아닌 NO의 경우에, 중앙제어부(64)는 스텝 SC11을 수행하여 스텝 SC5와 마찬가지로 실온이 F영역 이하이고, 또한, 압축기(10)의 작동주파수가 7코드이하인지를 판단하고, YES의 경우에는 스텝 SC12에서 전자기식팽창밸브(14)를 제어하는 팽창밸브비트신호[L]를 출력하고, NO일 경우에는 스텝 SC4로 되돌아 간다.

이 완만 냉방작동상태에 있어서 실온이 Y영역까지 저하하면, 실내측중앙제어부(64)는 압축기드라이브회로(71)에 압축기(10)를 정지시키는 0코드 신호를 송출한다. 스텝 SC15에서, 0 신호가 검출되면, 스텝 SC15에서 20분타이머를 스타트하고, 스텝 SC16에서 20분이 경과할 때까지 스텝 SC17을 실행하여, 1코드 이상의 작동주파수가 송출되는지를 판단한다.

스텝 SC17에서 판단 결과, YES이면, 즉 1코드이상의 작동주파수가 송출되면, 스텝 SC18을 실행하여 20분 타이머를 리셋하고, 스텝 SC14로 되돌아 간다. 20분 사이에 1코드이상의 작동주파수가 송출되지 않는 경우에는, 스텝 SC18에서 전자기식밸브(16)를 OFF(열림)로 한 후, 스텝 SC19에서 20분 타이머를 리셋하고, 스텝 SC4로 되돌아 간다.

한편, 스텝 SC14에 있어서, 0코드신호가 송출되지 않는 NO의 경우에, 중앙제어부(64)는 스텝 SC20을 실행하여 실온이 X영역까지 상승하는지를 판단한다. NO의 경우에는, 스텝 SC14로 되돌아 가고, YES의 경우에는, 스텝 SC21에서 30분 타이머를 스타트한다. 그리고, 스텝 SC22에서 30분 경과하기까지의 사이에, 실온이 X영역 이하로 내려가는가를 판단하고(스텝 SC23), YES의 경우에는 스텝 SC24에서 30분 타이머를 리셋하고, 스텝 SC14로 되돌아 간다.

스텝 SC22에서 실온이 X영역 아래로 내려가지 않고 시간이 다 경과하면, 스텝 SC25에서 전자기식밸브(16)를 OFF(열림)하고, 다음 단계의 스텝 SC26에서 실내측중앙제어부(64)는 전자기식밸브드라이브회로(65)와 실외측 중앙제어부(75)로 팽창밸브비트신호[H]를 송출한다. 그리고, 스텝 SC27에서, 30분 타이머를 리셋하고, 스텝 SC28에서 3분간의 대기 시간 경과 후, 스텝 SC4로 되돌아 간다.

또한, 원격제어장치(50)로부터 완만 냉방작동의 해제신호가 송출되면, 도 9의 흐름도에 도시된 바와 같이, 실내측중앙제어부(64)는 압축기드라이브회로(71)에 압축기(10)를 정지시키는 0코드신호를 발신한 후, 전자기식밸브(16)를 OFF시키고, 팽창밸브비트신호를 [H]로 한 후, 원격제어장치(50)를 설정하여 작동을 수행한다.

다음으로, 완만 제습 작동모드시의 동작을 설명한다. 도 11의 흐름도에 도시된 바와 같이, 이 완한 제습 작동모드가 선택되기 전의 스텝 SD2에 있어서는, 중앙제어부(64)는 전자기식밸브(16)를 OFF하고, 또, 팽창밸브비트신호를 H로 설정한다.

스텝 SD2에서, 원격제어장치(50)로부터 완만 제습작동모드가 수신되었는지를 판단하고, 수신된 경우, 실내측의 중앙제어부(64)는, 스텝 SD3에서 전자기식밸브드라이브(65)와 실외측 중앙제어부(75)로 팽창밸브비트신호 [L]를 송출하고, 스텝 SD4에서, 온도검출부(63)에서 검출된 실온 Tr과, 외기온도 To에 따라, 도 10에 도시된 바와 같이, 실온제어용의 온도영역과 이들 각 온도영역에서의 압축기작동주파수를 설정한다.

즉, 본 실시예에 있어서는, 설정온도 Ts를 Ts = Tr - 1.0으로 하고, 외기온도 To가 30℃보다 높은 경우에는 A모드로 하고, Ts를 넘은 온도영역을 A영역(4코드, 작동주파수18Hz), Ts ∼ Ts - 2.0의 범위의 온도영역을 B영역(3코드, 작동주파수15Hz), Ts - 2.0보다 낮은 온도영역을 E영역(0코드, 압축기OFF)로 하고 있다.

이에 대하여, 외기온도 To가 30℃보다 낮은 경우에는 B모드로 하고, Ts를 넘은 온도영역을 A영역 (4코드, 작동주파수18Hz), Ts ∼ Ts - 1.0의 범위의 온도영역을 B영역(3코드, 작동주파수15Hz), Ts - 1.0 ∼ Ts - 1.5의 범위의 온도영역을 C영역(2코드, 작동주파수 12Hz), Ts - 1.5 ∼ Ts - 3.0의 범위의 온도영역을 D영역(1 코드, 작동주파수 9Hz), Ts - 3.0보다 낮은 온도영역을 F영역(0코드, 압축기OFF)로 하고 있다.

그리고, 스텝 SD5에서, 중앙제어부(6)는 완만 제습동작신호의 입력이 1회째인지를 판단하고, YES(1회째)이면, 스텝 SD6에서 3분 타이머를 스타트하고, 스텝 SD7에서 압축기 드라이브회로(71)에 압축기(10)의 작동주파수를 15Hz로 하는 3코드 신호를 송출한다.

계속하여, 스텝 SD8에서 전자기식밸브(16)를 ON(담힘)으로 한 후, 스텝 SD11로 점프한다. 또한, 각 온도영역의 변환대기시간을 3분으로 하고 있기 때문에, 스텝 SD6에서 3분 타이머를 기동시킨다.

스텝 SD5에서 NO의 경우에, 중앙제어부(64)는 SD9에서 압축기(10)가 ON인지를 판단하고, ON이면, 다음의 스텝 SD10에서 외기온도를 검출하고, 그 외기온도에 따라 온도영역을 설정하는 동시에, 3분 타이머를 스타트한다.

그리고, 스텝 SD11에서 3분이 경과된 것을 확인한 후, 중앙제어부(64)는 스텝 SD12에서 다시 외기온도를 검출하고, 다음 단계의 스텝 SD13에서 온도영역이 B모드인지를 판단한다. B 모드가 이니면, 도 12의 스텝 SD20이하의 A모드 제어를 실행한다.

이에 대하여, 스텝SD 13에서 YES(B모드)라고 판단한 경우에, 중앙제어부(64)는 스텝 SD14에서 30분간 B모드 상태를 지속하고 있는지를 판단하고, NO의 경우에는 도 12의 스텝 SD20이하의 A모드제어를 실행하고, YES의 경우에는 도 13의 B모드 제어를 실행한다.

A모드 제어시에는, 우선, 스텝 SD20에 있어서 B영역인지를 판단하고, YES이면 스텝 SD21에서 3코드 신호를 발신하여, 압축기(10)의 작동주파수를 10∼15Hz로 설정한다. 그리고, 스텝 SD22에서 3분타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

스텝 SD20에서 NO의 경우에는, 스텝 SD23에서 온도 영역이 E영역인지 판단하고, YES이면 스텝 SD24에서 3분 타이머를 리셋하고 압축기(10)를 OFF시킨다. 또, 스텝 SD23에서 E영역이 아니라고 판단한 경우에는, 스텝 SD25에서 실내측중앙제어부(64)는 4코드신호를 송출하고, 압축기(10)의 작동주파수를 A영역의 18Hz로 설정한다. 그리고, 스텝 SD26에서 3분 타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

B모드 제어시에, 중앙제어부(64)는 우선, 스텝 SD30에서 B영역인가 판단하고, YES이면, 스텝 SD31에서 3코드신호를 송출하고, 압축기(10)의 작동주파수를 10~15Hz로 설정한다. 그리고, 스텝SD32에서 3분 타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

스텝 SD30에서 NO의 경우에, 중앙제어부(64)는 스텝 SD33에서 C영역인지 판단하고, YES이면, 스텝 SD34에서 실내측중앙제어부(64)로부터 2코드 신호를 송출하고, 압축기(10)의 작동주파수를 10∼12Hz로 설정한다. 그리고, 스텝 SD35에서 3분 타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

스텝 SD33에서 NO의 경우에, 실내측 중앙제어부(64)는 스텝 SD36에서 D영역인지 판단하고, YES이면, 스텝 SD37에서 1코드 신호를 송출하고, 압축기(10)의 작동주파수를 10∼9Hz로 설정한다. 그리고, 스텝 SD38에서 3분 타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

스텝 SD36에서 NO의 경우에, 중앙제어부(64)는 스텝 SD39에서 영역영역인지를 판단하고, YES이면, 스텝 SD40에서 3분 타이머를 리셋하는 동시에, 압축기(10)를 OFF시킨다. 또한, 스텝 SD39에서 F영역이 아니라고 판단한 경우에는, 스텝 SD41에서 4코드 신호를 송출하고, 압축기(10)의 작동주파수를 A영역의 18Hz로 설정한다. 그리고, 스텝 SD42에서 3분 타이머를 리셋하고, 스텝 SD9로 되돌아 간다.

또한, 앞선 도 11중의 스텝 SD9에서, 중앙제어부(64)는 압축기(10)가 ON상태가 아니라고 판단한 경우에는 도 14의 스텝 SD50에 있어서, 압축기(10)가 ON했는지를 판단하고, 여전히 NO일 경우에는 스텝SD10으로 돌아 간다. 이에 대하여, 압축기(10)가 ON인 경우에는, 스텝 SD51에서 외기온도를 검출하고, 이 검출된 외기온도에 따라 온도영역을 설정하는 동시에 3분 타이머를 스타트시킨다. 그리고, 스텝 SD52에서 전자기식밸브(16)를 ON(닫힘)시킨 후, 스텝 SD12로 되돌아 간다.

도 15는 A모드 제어시의 E영역의 경우 및 B모드제어시의 F영역의 경우에 있어서, 압축기(10)의 OFF제어를 도시하고 있다. 우선, 스텝 SD60에서, 실내측중앙제어부(64)는 압축기(10)을 OFF하는 0코드를 송출한 후, 스텝 SD61에서 E영역 혹은 F영역에 소정시간(이 실시예에서는 3분 타이머의 연속에 의한 20분간)체재하고 있는가를 판단한다.

그 결과, NO이면 스텝 SD9로 되돌아 가고, YES이면 스텝 SD62에서 전자기식밸브(16)를 OFF(열림)시킨 후, 상기 20분 타이머를 리셋한 후, 스텝 SD9로 되돌아간다.

또, 이 완만 제습작동모드의 종료는, 원격제어장치(50)로부터의 종료신호의 수신에 응답하여, 도 9의 흐름도와 같은 방식으로 수행한다.

이와 같이, 본 발명의 완만 제습작동모드에 의하면, 그 작동모드를 수신한 시점의 실온을 거의 내리지 않고도 제습을 행할 수 있다. 따라서, 특히 취침시 등에 있어서 효과적이고, 한기를 억제한 건강한 제습이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 압축기의 작동주파수가 낮은 경우에, 이른바 약냉방작동시에는, 후부측의 냉매유로로만 냉매가 통하기 때문에, 실내열교환기의 열교환 효율이 손상되지 않고, 따라서, 실온을 거의 저하시키지 않고도 냉방 혹은 제습을 행할 수 있다. 이 경우에 있어서, 실내열교환기의 상부측으로부터 그 하부측으로 드레인 물이 적하하지 않기 때문에, 취출공기가 가습되지 않고, 이에 의해 상대적으로 습기가 적은 건조하고 쾌적한 환경이 얻어지게 된다.

또, 완만 냉방 작동모드시에는, 그 설정온도를 기준으로 한 온도영역이 설정되고, 그 온도영역 범위내에서 냉방작동이 계속되기 때문에, 피부에 한기를 느끼지 않을 정도의 냉방작동이 가능하게 된다.

또, 완만 제습 작동모드에서는, 그 때의 실온을 기준으로 한 온도영역이 설정되기 때문에, 상기 완만 냉방 작동모드 보다도 실온을 더욱 저하시키지 않고도 제습작동을 행할 수 있다. 따라서, 취침시에 있어서 특히 효과적이고, 한기를 느끼는 것을 억제한 건강한 제습이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 공기조화기의 기본적인 냉동사이클회로를 나타낸 모식도,

도 2는 본 발명에 따른 실내유니트의 내부구조를 나타낸 단면도,

도 3은 상기 실내유니트내의 실내열교환기를 나타낸 모식도,

도 4는 상기 실내열교환기의 변형예를 나타낸 모식도,

도 5는 본 발명의 공기조화기의 기본적인 회로의 제어블록도,

도 6은 본 발명의 제어방법에 있어서, 완만 냉방작동모드시에 설정되는 온도 영역의 설명도,

도 7및 도 8은 상기 완만 냉방작동모드의 동작 흐름도,

도 9는 상기 완만 냉방작동모드 해제시의 동작 흐름도,

도 10은 본 발명의 제어방법에 있어서, 완만 제습작동모드시에 설정되는 온도영역의 설명도,

도 11 내지 도 15는 상기 완만 제습작동모드의 동작흐름도,

도 16은 종래예로서의 공기조화기의 실내유니트의 내부구조를 나타낸 단면도이다.

Claims

압축기, 사방(four-way)밸브, 실외열교환기, 감압기 및 실내열교환기를 주배관상에 순차접속하여 구성되는 냉방사이클회로를 구비하고, 상기 주배관은 상기 실내열교환기 내에서 적어도 상부측과 하부측 냉매유로로 분기되어 있으며, 상기 상부측 냉매유로에는, 저능력 냉방작동시에 닫혀지는 개폐밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 개폐밸브는 상기 상부측냉매유로의 냉방작동시의 입구측 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 상부측 냉매유로는 그 유로길이가 하부측 냉매유로보다도 길게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 열교환기의 하단측에는 상기 하부측 냉매유로의 배관길이가 다른 부분 보다도 짧게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제4항에 있어서,

상기 하부측 냉매유로의 배관길이가 짧게 형성된 부분을 보충하기 위해, 상기 상부측 냉매유로의 일부분이 상기 열교환기의 하부측으로 안내되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 감압기 및 실내열교환기를 주배관 상에 순차접속하여 구성되는 냉방사이클회로와, 온도센서 및 설정온도 검출부로부터의 신호에 따라 상기 냉동사이클회로를 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 주배관은 상기 실내열교환기 내에서 적어도 상부측과 하부측 냉매유로로 분기되어 있고, 그 상부측 냉매유로에는 저능력 냉방작동시에 닫혀지는 개폐밸브가 설치되어 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

냉방작동모드 및 난방작동모드 외에, 실온을 설정온도 가까이로 유지한 상태에서 완만한 냉방작동을 행하는 완만 냉방 작동모드를 가지고, 상기 제어부는 상기 완만 냉방 작동모드시에, 상기 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 완만 냉방작동모드 선택시, 상기 제어부는, 설정온도를 기준으로 한 소

정의 온도폭을 갖는 복수의 온도영역을 설정하고, 실온이 설정온도 이하의 완만 냉방 온도영역에서 소정시간 체재할 경우, 상기 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 개폐밸브는 또한, 상기 압축기의 작동주파수가 냉방능력을 발휘할 수 없을 정도로 낮은 조건하에서 닫혀지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 감압기는 전자기식(electromagnetic)팽창밸브로 구성되고, 상기 개폐밸브의 폐쇄시, 상기 제어부는 그 전자기식팽창밸브의 냉방능력을 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제7항에 있어서,

상기 개폐밸브는 전자기식밸브로 구성되고, 상기 실온이 상기 완만 냉방온도영역 이하로 저하될 때에는, 상기 제어부는 압축기 정지신호를 송출하고, 소정시간 경과후에 상기 전자기식팽창밸브로의 에너지 공급을 중단하고, 상기 개폐밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 실온이 설정온도를 넘은 온도영역에 소정시간 체재할 경우에는, 상기 제어부는 상기 개폐밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 개폐밸브의 개방시, 상기 압축기의 작동주파수가 냉방작동모드시의 주파수로 복귀하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 공기조화기의 냉동사이클이 급속냉방작동시인 경우에는, 실온이 그 설정온도 가까이 도달할 때 까지는, 상기 완만 냉방작동모드가 실행되지 않는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 감압기 및 실내열교환기를 주배관상에 순차접속하여 구성되는 냉방사이클회로와, 온도센서 및 설정온도검출부로부터의 신호에 따라 상기 냉동사이클회로를 제어하는 제어부를 구비하며, 상기 주배관은 상기 실내열교환기 내에서 적어도 상부측과 하부측 냉매유로로 분기되어 있고, 그 상부측냉매유로에는 저능력 냉방작동시에 닫혀지는 개폐밸브가 설치되어 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

냉방작동모드 및 난방작동모드 외에, 현재의 실온을 거의 유지한 상태에서 완만한 제습작동을 행하는 완만 제습 작동모드를 가지며, 상기 제어부는 상기 완만 냉각작동모드시에 상기 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제14항에 있어서,

상기 완만 제습작동모드 선택시, 상기 제어부는, 그 시점의 실온을 기준으로 하여 소정의 온도폭을 갖는 다수의 온도영역과, 상기 각 온도영역에 대한 상기 압축기의 작동주파수를 설정하고, 실온이 주로 체재하고 있는 온도영역의 작동주파수로 상기 압축기를 구동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제15항에 있어서,

상기 온도영역의 온도폭 및 상기 압축기의 작동주파수는, 기준 외기 온도를 기준으로 하여 다르게 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제16항에 있어서,

실제의 외기온도가 상기 기준 외기 온도보다도 높은 경우, 상기 온도폭은, 낮은 경우의 온도폭 보다도 큰 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제15항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서,

상기 온도영역의 변경에 의한 상기 압축기의 작동주파수의 변환은, 소정의 대기시간을 두고 실행되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제14항에 있어서,

상기 감압기는 전자기식팽창밸브로 구성되고, 상기 개폐밸브의 폐쇄시, 상기 제어부는 그 전자기식팽창밸브의 능력을 높이도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.