KR100502308B1 - 멀티 에어컨의 바이패스 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

저압의 가스냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통한 고압의 가스냉매를 액화시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기를 통한 고압의 액냉매를 감압시키는 전자팽창밸브와, 상기 전자팽창밸브를 통한 저압의 액냉매를 기화시키는 실내열교환기를 포함하고, 하나의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 갖는 멀티에어컨에 있어서, 상기 압축기의 토출가스를 상기 압축기의 흡입구로 바이패스 시키기 위한 솔레노이드 밸브와, 상기 압축기와 상기 솔레노이드 밸브를 연결시켜주기 위한 바이패스관과, 상기 실내열교환기의 입구온도와 출구온도간의 차이 값 및 운전중인 실내기 수를 판단하여 솔레노이드 밸브의 개폐여부를 제어하는 제어부를 더 장착함으로써, 실내기 운전 조합 변화에 의한 압축기 운전 주파수 감소로 야기되는 압축기 흡입압력 저하를 방지할 수 있고, 일시적인 유량감소로 야기되는 압축기 소손을 사전에 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 급격한 냉매유량 변화를 사전에 방지하여 전자전자팽창밸브의 안정적인 시스템 제어를 도모할 수 있도록 하는 멀티에어컨의 바이패스 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

멀티 에어컨의 바이패스 장치 및 그 제어방법{BY-PASS APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF MULTI TYPE AIR-CONDITIONER THEREOF}

본 발명은 멀티에어컨의 압축기의 압력제어에 관한 것으로, 특히 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통한 고압의 가스냉매를 액화시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기를 통한 고압의 액냉매를 감압시키는 전자팽창밸브와, 상기 전자팽창밸브를 통한 저압의 액냉매를 기화시키는 실내열교환기를 포함하고, 하나의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 갖는 멀티에어컨에 있어서, 상기 실내기들의 운전 조합 변화시에, 상기 솔레노이드 밸브를 통해 상기 압축기에서 토출되는 고온 고압의 가스를 상기 압축기의 흡입구로 바이패스 시킴으로써, 일시적인 압력저하현상을 방지해 압축기 소손을 사전에 차단하고, 적정한 냉매유량 변화를 꾀해 시스템의 안정을 도모하는 멀티에어컨의 압축기 토출가스 바이패스 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 멀티에어컨은 고온저압의 기체냉매를 압축기에 의해 고온고압의 가스냉매로 압축하고, 상기 압축기에 의해 압축된 고온고압의 가스냉매는 실외열교환기를 거쳐 방열됨으로써 저온고압의 액냉매로 응축되어지고, 상기에서 응축된 저온고압의 액체냉매는 단일 배관을 흘러서 각 실내기들의 전자전자팽창밸브를 통과하여 저온 저압의 액냉매로 다시 감압되고, 각 실내열교환기를 거쳐 각 실내의 열에너지를 흡수함으로써 고온저압의 과열된 가스냉매가 되어 상기 압축기로 재 흡입되는 냉동 사이클을 형성한다.

또한, 일반적으로 멀티 에어컨은 다수개의 실내기들이 모두 운전되는 경우와 최소용량의 실내기 한 대만이 운전되는 경우에 실내기의 용량차이가 발생되므로 대부분 압축기의 용량조절이 가능한 인버터형 압축기를 사용하고 있다.

따라서, 실내기들의 운전대수가 많아지면, 압축기의 운전 주파수는 상승하게 되고, 사용자의 운전 중지 명령 또는 실내 설정온도 도달이 이루어지면 해당 실내기들의 전자팽창밸브는 냉매의 유량을 차단하고자 완전히 닫히게 된다.

그럼으로 인해, 멀티에어컨에서 실내기들의 운전 대수가 많다가 동시에 여러 실내기들의 전자팽창밸브가 차단되는 경우, 즉 실내기 운전대수가 급격히 감소되는 경우에는 인버터 압축기의 운전 주파수는 운전하고 있던 시점에서 급격하게 하강하게 된다.

그러나, 개도량 제어를 하고 있던 운전 중인 실내기의 전자팽창밸브는 급격한 냉매 유량변화에 대응하지 못하기 때문에 실내 열교환기 입구온도는 낮고, 출구온도는 과도하게 상승하는 현상이 발생한다.

이후 전자팽창밸브는 실내열교환기의 출구온도와 입구온도의 차를 특정 기준치로 제어하기 위해서 개도량을 증가시키나 다소의 시간이 걸리게 되어 일시적으로 압축기 흡입압력이 과도하게 감소하는 경향을 보이게 되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 가동되고 있는 실내기 수가 많다가 각 방의 사용자들에 의해서 또는 실내 설정온도 도달로 인해 순간적으로 소수의 실내기를 제외하고 모두 꺼질 때 발생되는 운전 주파수의 급격한 하강 시에, 흔히 일어나는 시스템상의 압력저하에 의한 순간적인 시스템 손실을 방지하는 멀티에어컨의 바이패스 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통한 고압의 가스냉매를 액화시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기를 통한 고압의 액냉매를 감압시키는 전자팽창밸브와, 상기 전자팽창밸브를 통한 저압의 액냉매를 기화시키는 실내열교환기를 포함하여 이루어지고, 하나의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 갖는 멀티에어컨에 있어서,

상기 압축기의 토출가스를 상기 압축기의 흡입구로 바이패스 시키기 위한 솔레노이드 밸브와, 상기 압축기와 상기 솔레노이드 밸브를 연결시켜주기 위한 바이패스관과, 상기 실내열교환기의 입구온도와 출구온도간의 차이 값 및 운전중인 실내기 수를 판단하여 솔레노이드 밸브의 개폐여부를 제어하는 제어부를 더 장착한 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 바이패스 장치를 제공하고 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

도 1은 본 발명에 의한 멀티 에어컨의 바이패스 장치를 나타내기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 종래 멀티에어컨이 이미 포함하는 구성요인, 실외기(25)의 내부에 설치되어 실내기(45)의 운전대수에 따라 운전주파수를 달리하는 인버터 압축기(10)와, 상기 인버터 압축기(10)에서 배출된 고온 고압의 기체냉매를 주변 공기와의 열교환을 통해 저온고압의 액체 상태로 변환시키는 실외열교환기(20)가 있고, 상기 실외열교환기(20)의 배출구에 연결되어 다수개의 실내기(45)들에는 저온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 압력 강하시키는 전자팽창밸브(30)와, 저온저압의 액체냉매를 고온저압의 기체냉매로 기화시키는 실내열교환기(40)가 있고, 상기 실내열교환기(40)의 입구 온도를 측정하기 위한 열교환기 입구온도 센서(41) 및 실내열교환기(40)의 출구온도를 측정하기 위한 열교환기 출구온도 센서(42)와, 실내기(45)의 운전여부를 판단하기 위한 전자팽창밸브(30)를 포함하고 있다.

또한, 본 발명은 상기 인버터 압축기(10)에서 나오는 고온고압의 토출가스를 인버터 압축기의(10) 흡입구로 바이패스 시키기 위한 솔레노이드 밸브(11)와, 상기 인버터 압축기(10)와 상기 솔레노이드 밸브(11)를 연결시켜주기 위한 바이패스관(15)과, 상기 실내열교환기(40)의 입구온도와 출구온도간의 차이값을 계산하고 하나의 실외기(25)와 각각의 실내기(45)들간에 통신을 통하여 운전중인 실내기(45) 수를 측정함으로써 솔레노이드 밸브(11)의 개폐여부를 제어하는 제어부(100)을 더 포함하여 이루어진다는 것을 그 구성상 특징으로 한다.

본 발명에 따라, 위와 같이 이루어진 멀티에어컨의 바이패스 제어방법을 도2을 통하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

시스템 운전 중에(S10), 운전중인 실내기(45) 수가 몇 대 인지 검출하여(S20), 상기 운전중인 실내기(45) 수가 전체 실내기(45) 수의 몇 퍼센트를 차지하는지 계산하고(S30), 상기 계산 값이 20%(제1설정값) 미만으로 떨어지는지를 판단하게 된다(S40).

상기에서 운전중인 실내기(45) 수가 몇 대인지 검출시에, 실내기(45)의 운전여부는 전자팽창밸브(30)의 개폐여부에 따라 판단됨을 특징으로 한다.

즉, 전자팽창밸브(30)가 열려있으면 실내기(45)가 구동되고 있는 것이고, 전자팽창밸브(30)가 닫혀있으면 실내기(45) 또한 구동되지 않는 것이다.

여기서 20%는 임의의 선정값으로, 인버터 압축기(10)의 운전 주파수가 급감하는 시점으로 간주한다.

상기 판단 값이 20%(제1설정값) 미만이면 인버터 압축기(10)의 운전주파수가 급격하게 감소되고 운전중인 실내기(45)들의 전자팽창밸브(30)는 급격한 냉매유량 변화에 대응하지 못하여, 실내열교환기(40)의 입구온도는 낮고 출구온도는 과도하게 상승하는 현상이 발생한다.

이후, 운전중인 실내기(45)들의 전자팽창밸브(30)는 실내열교환기(40)의 입구온도와 출구온도간의 차를 특정기준치로 제어하기 위하여 개도량을 증가시키나, 다소의 시간이 걸리게 되어 순간적으로 인버터 압축기(10)의 흡입압력이 과도하게 감소하게 된다.

따라서, 이러한 순간적인 인버터 압축기(10)의 압력저하현상을 방지하고자 운전중인 실내기(45) 수가 전체 실내기(45) 수의 20% 미만이면, 솔레노이드 밸브(11)를 열어 인버터 압축기(10) 출구에서 나오는 토출가스를 인버터 압축기(10)의 흡입구로 바이패스 시키기 시작한다(S50).

반면에, 운전중인 실내기(45) 수가 전체 실내기(45) 수의 20% 이상이면, 단계(S20)으로 리턴하여 운전중인 실내기(45) 수를 계속해서 체크한다.

상기 단계(S50) 후 각 실내기(45)들의 열교환기 입구온도 센서(41) 및 열교환기 출구온도 센서(42)를 통해, 운전중인 실내기(45)들의 실내열교환기(40) 입구온도와 출구온도를 검출하고(S60), 상기 운전중인 실내기(45)들의 실내열교환기 입구온도와 출구온도간의 차이값이 특정 기준치(n℃)보다 작은지를 판단하여(S70), 상기 판단 후 운전중인 실내기(45) 중 하나라도 그 실내열교환기(40)의 입구온도와 출구온도간의 차이값(|입구온도-출구온도|)이 특정 기준치(n℃)보다 작다면 솔레노이드 밸브(11)를 닫는다(S80).

위에서 실내열교환기(40)의 입구온도와 출구온도간의 차이값이란 절대값을 말한다.

또한 상기에서, 실내열교환기(40)의 입구온도와 출구온도간의 차이가 특정기준치(n℃)보다 작게 된다는 의미는 인버터 압축기(10) 주파수 변화 초기의 시스템내 냉매유량 감소가 해제되고 있는 것으로 간주할 수 있고, 운전중인 실내기(45) 중 어느 하나라도로 설정한 것은 유량감소 해제가 시작되고 있음을 의미하므로, 이 때 솔레노이드 밸브를(11) 닫게 되는 것이다.

상기와 같은 방법으로 압축기의 토출가스를 압축기의 흡입구로 바이패스 시킴으로써, 실내기 운전 조합 변화에 의한 인버터 압축기 운전 주파수 감소로 야기되는 인버터 압축기 흡입압력 저하를 방지할 수 있고, 일시적인 유량감소로 야기되는 인버터 압축기 소손을 사전에 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 급격한 냉매유량 변화를 사전에 방지할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 멀티에어컨의 바이패스 장치 및 그 제어방법은 실내기 운전 조합 변화에 의한 인버터 압축기 운전 주파수 감소로 야기되는 인버터 압축기 흡입압력 저하를 방지할 수 있고, 일시적인 유량감소로 야기되는 인버터 압축기 소손을 사전에 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 급격한 냉매유량 변화를 사전에 방지하여 전자팽창밸브의 안정적인 시스템 제어를 도모할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티에어컨의 바이패스 장치를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 의한 멀티에어컨의 바이패스 제어방법을 설명하기 위한 흐름도

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 압축기 11 : 솔레노이드 밸브

15 : 바이패스관 20 : 실외열교환기

25 : 실외기 30 : 전자팽창밸브

40 : 실내열교환기 41 : 열교환기 입구온도 센서

42 : 열교환기 출구온도 센서 45 : 실내기

100 : 제어부

Claims (3)

1. 저압의 가스냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통한 고압의 가스냉매를 액화시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기를 통한 고압의 액냉매를 감압시키는 전자팽창밸브와, 상기 전자팽창밸브를 통한 저압의 액냉매를 기화시키는 실내열교환기를 포함하고, 하나의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 갖는 멀티에어컨에 있어서,

   상기 압축기의 토출가스를 상기 압축기의 흡입구로 바이패스 시키기 위한 솔레노이드 밸브와, 상기 압축기와 상기 솔레노이드 밸브를 연결시켜주기 위한 바이패스관과, 상기 실내열교환기의 입구온도와 출구온도간의 차이 값 및 운전중인 실내기 수를 판단하여 솔레노이드 밸브의 개폐여부를 제어하는 제어부

   을 더 장착한 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 바이패스 장치.
2. 시스템 운전 중에,

   운전중인 실내기 수가 몇 대 인지 검출하는 단계(A)와,

   상기 운전중인 실내기 수가 전체 실내기 수의 몇 퍼센트를 차지하는지 판단하는 단계(B)와,

   상기 판단 값이 제1설정값 미만으로 떨어지는지 판단하는 단계(C)와,

   단계(C)의 판단 값이 제1설정값 미만이면 솔레노이드 밸브를 여는 단계(D)와,

   단계(C)의 판단 값이 제1설정값 이상이면 단계(A)로 리턴하는 단계(E)와,

   단계(D) 후 운전중인 실내기들의 실내열교환기 입구온도와 출구온도를 검출하는 단계(F)와,

   단계(F)를 통해 검출된 값으로 상기 운전중인 실내기들의 실내열교환기 입구온도와 출구온도간의 차이값이 특정 기준치보다 작은지를 판단하는 단계(G)와,

   단계(G)의 판단에 따라 운전중인 실내기들 중 입ㆍ출구온도간의 차이값이 특정 기준치보다 작은 실내기가 하나라도 있다면 솔레노이드 밸브를 닫는 단계(H)와,

   단계(G) 후 운전중인 실내기들 중 입ㆍ출구온도간의 차이값이 특정 기준치보다 작은 실내기가 하나도 없다고 판단되면 단계(F)로 리턴하는 단계(I)

   를 포함하여 이루어지는 멀티에어컨의 바이패스 제어방법.
3. 제 2항에 있어서, 운전중인 실내기 수 판단 시 실내기의 운전여부는 전자팽창밸브의 개폐여부에 따라 판단되는 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 바이패스 제어방법.