KR100502937B1 - 공기조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

공기조화기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 고정된 능력의 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기에서 실내기의 능력을 가변시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기조화기는 제 1 및 제 2 실내기와 실외기, 제어부를 포함한다. 제 1 실내기는 적어도 하나가 구비되며, 제 1 냉방 능력을 제공한다. 제 2 실내기는 기준 냉방 능력을 제공하는 제 1 증발기 및 추가 냉방 능력을 제공하는 제 2 증발기를 구비한다. 실외기는 제 1 냉방 능력과 기준 냉방 능력의 합에 대응하는 크기의 압축 능력을 갖는다. 제어부는 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하지 않는 동안, 제 2 실내기에서 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 요구되면 제 1 및 제 2 증발기 모두를 통해 냉방이 이루어지도록 함으로써 제 2 실내기에서 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 제공되도록 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 하나의 실외기에 복수개의 실내기가 구비되는 멀티형 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기의 기본적인 구성은 크게 실내기와 실외기로 구분할 수 있다. 냉방의 경우, 실외기는 실외 공기와 냉매의 열 교환을 통해 냉매의 온도를 떨어뜨리고, 실내기는 저온의 냉매와 실내 공기와의 열 교환을 통해 실내 공기를 냉각시킨다. 이를 위해 실내기에는 실내 공기를 순환시키기 위한 팬과 실내 공기와의 열 교환을 위한 열 교환기가 구비된다. 팬에 의해 순환되는 공기는 먼저 공기 흡입구를 통해 흡입된 후 열 교환기에서 열 교환이 이루어져서 공기 토출구를 통해 실내 공간으로 토출된다.
공기조화기는 설치 형태에 따라 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결되는 기본형과, 하나의 실외기에 복수개의 실내기가 연결되는 멀티형이 있다. 기본형은 주로 가정용으로 사용되며, 멀티형은 대형 건물 등에 빌트인 형식으로 설치되어 건물의 옥상 등에 대형 실외기를 설치하고, 건물 내부의 각 구간마다 별도의 실내기가 설치되어 공기조화가 이루어진다.
기본형의 경우 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결된 구성을 갖기 때문에 실내의 어느 한곳에만 실내기가 설치되어 냉방을 실시하기 때문에 다수의 거주자가 여러 개의 방에 나누어 거주하는 경우에는 모든 거주자에게 충분한 냉방 능력을 제공할 수 없다. 또 이와 같은 문제는 대형 건물에 설치되는 빌트인 형식의 공기조화기 시스템에서도 충분히 고려할 필요가 있다.
본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 고정된 능력의 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기에서 실내기의 능력을 가변시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기조화기는 제 1 및 제 2 실내기와 실외기, 제어부를 포함한다. 제 1 실내기는 적어도 하나가 구비되며, 제 1 냉방 능력을 제공한다. 제 2 실내기는 기준 냉방 능력을 제공하는 제 1 증발기 및 추가 냉방 능력을 제공하는 제 2 증발기를 구비한다. 실외기는 제 1 냉방 능력과 기준 냉방 능력의 합에 대응하는 크기의 압축 능력을 갖는다. 제어부는 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하지 않는 동안, 제 2 실내기에서 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 요구되면 제 1 및 제 2 증발기 모두를 통해 냉방이 이루어지도록 함으로써 제 2 실내기에서 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 제공되도록 한다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법을 수행하기 위한 공기조화기는 제 1 및 제 2 실내기와 실외기, 제어부를 포함한다. 제 1 실내기는 적어도 하나가 구비되며, 제 1 냉방 능력을 제공한다. 제 2 실내기는 기준 냉방 능력을 제공하는 제 1 증발기 및 추가 냉방 능력을 제공하는 제 2 증발기를 구비한다. 실외기는 제 1 냉방 능력과 기준 냉방 능력의 합에 대응하는 크기의 압축 능력을 갖는다. 이와 같은 공기조화기의 제어 방법은 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하는지를 판별하고, 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하지 않고 또 제 2 실내기에서 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 요구되면 제 1 및 제 2 증발기 모두를 통해 냉방이 이루어지도록 한다.
본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 실외기(102)에 다수의 실내기들(104a-104d)이 냉매관(106a-106d)을 통해 연결되고, 각각의 냉매관(106a-106d)에는 전자팽창밸브(108a-108d)가 마련되어 냉매관(106a-106d)을 통해 흐르는 냉매의 압력을 조절한다.
실내기들(104a-104d)은 소용량인 6평형 실내기(104a-104c)와 대용량인 15평형 실내기(104d)로 구성된다. 이는 각각의 실내기들(104a-104d)이 설치될 장소의 면적에 따라 적절한 냉방을 실시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 각 실내기가 설치되는 장소가 모두 동일한 면적을 갖는다고는 할 수 없는데, 예를 들면, 가정의 경우 대체로 거실의 넓이가 가장 넓고, 그 다음이 안방, 작은 방 등의 순서가 된다. 또한 거실은 모든 거주자가 공동으로 사용하는 장소로서 거주자의 활동이 가장 활발하게 이루어지는 장소이기도 하다. 이와 같은 특징 때문에 거실과 같은 넓은 공간에는 대용량 실내기(104d)를 설치하고, 안방이나 작은 방과 같은 상대적으로 협소한 장소에는 비교적 작은 용량의 소용량 실내기(104a-104c)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우 실외기(102)에 마련되는 압축기(도 2 참조)는 세 개의 소용량 실내기(104a-104c)에서 요구하는 최대 냉방 능력(6평형x3=18평형)과 대용량 실내기(104d)에서 요구하는 냉방 능력(15평형)을 모두 제공하는데 필요한 용량(18평형+15평형=33평형)의 것을 채택한다. 더 큰 용량의 압축기를 채용하면 제조 원가가 상승하기 때문에 불필요하게 큰 용량의 압축기 채택은 배제되어야 마땅하다.
도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에서, 대용량 실내기(104d)에는 기준 냉방 능력을 제공하는 15평형의 기준 증발기(110) 외에 추가 냉방 능력을 제공하기 위한 보조 증발기(112)도 함께 마련된다. 이 보조 증발기(112)와 기준 증발기(110)를 모두 이용하면 기준 증발기(110)가 제공하는 기준 냉방 능력(15평형)을 초과하는 19평형에 해당되는 냉방 능력을 제공할 수 있다. 보조 증발기(112)를 이용한 냉방은 솔레노이드 밸브(112a)를 개방함으로써 이루어진다.
단, 실외기(102)의 용량이 최대 33평형에 해당되는 냉방 능력으로 제한되어 있으므로 세 개의 소용량 실내기들9104a-104c)들 가운데 적어도 하나는 운전하지 않아야 한다. 즉, 세 개의 소용량 실내기들(104a-104c) 가운데 적어도 하나가 운전하지 않는 동안에 대용량 실내기(104d)의 기준 냉방 능력(15평형)을 초과하는 냉방 능력이 요구되면, 운전하지 않는 소용량 실내기에 할당된 용량을 대용량 실내기(104d)의 보조 증발기(112)에 차용함으로써 대용량 실내기(104d)의 냉방 능력을 기준 냉방 능력 이상으로 향상시킨다.
예를 들어, 가정 내에서 다수의 방문객을 접대하는 경우, 손님을 포함한 대부분의 거주자가 거실에 모여 있는 경우에는 안방이나 작은 방에 설치된 소용량 실내기(104a-104c)는 이용하지 않고 거실에 설치된 대용량 실내기(104d)만을 이용하게 된다. 특히 기존의 거주자 외에 다수의 방문객이 있기 때문에 큰 냉방 능력이 요구되는 하절기에는 대용량 실내기(104d)만으로는 부족할 수 있다. 이때 사용하지 않는 소용량 실내기(104a-104c)의 냉방 능력을 차용하여 보조 증발기(112)를 통해 추가 냉방을 실시하면, 대용량 실내기(104d)의 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력을 제공하여 사용자의 요구에 적절히 대응할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 나타낸 공기조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(202)는 입력부(204)를 통해 사용자의 냉방 요구 신호를 수신하고, 압축기(206)를 가동하여 냉방 운전을 실시한다. 냉방 운전을 실시할 때 사용자의 요구(설정)에 따라 소용량 실내기(104a-104c)와 대용량 실내기(104) 가운데 일부 또는 전부를 선택적으로 제어한다. 제어부(202)에 의해 수행되는 대용량 실내기(104d)의 제어에는 앞서 도 1에 나타낸 솔레노이드 밸브(112a)의 개폐도 포함된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 다른 멀티형 공기조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 입력부(204)를 통해 사용자의 냉방 요구 신호가 수신되면 압축기(206)의 운전을 개시하여 냉방 운전을 실시한다(302). 소용량 실내기들(104a-104c)이 모두 운전하는 경우에는(304) 도 1에서 나타낸 보조 증발기(112)의 솔레노이드 밸브(112a)를 폐쇄하여 추가 냉방이 이루어지지 않도록 한다(314). 이처럼 적어도 하나의 소용량 실내기들(104a-104c)이 운전하지 않는 상태에서 대용량 실내기(104d)가 운전하고(306), 또 대용량 실내기(104d)의 보조 증발기(112)를 통한 추가 냉방이 요구되면(308) 보조 증발기(112)의 솔레노이드 밸브(112a)를 개방하여 보조 증발기(112)를 통한 추가 냉방이 이루어지도록 한다(309). 실내 온도가 목표 온도에 도달하면(310) 압축기(206)의 운전을 정지시키고 보조 증발기(112)의 솔레노이드 밸브(112a)를 폐쇄한다(314). 단계 306과 308에서, 대용량 실내기(104d)의 운전이 필요치 않거나 추가 냉방이 필요치 않은 경우에도 보조 증발기(112)의 솔레노이드 밸브(112a)를 폐쇄한다. 제어부(202)가 소용량 실내기들(104a-104c) 가운데 적어도 하나가 운전하지 않는지를 먼저 확인하는 것은, 대용량 실내기(104d)의 보조 증발기(112)를 운전하기 위한 압축기(206)의 여유 용량이 확보되었는지를 판별하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 운전하지 않는 소용량 실내기에 할당된 냉방 용량을 차용하여 대용량 실내기에 마련된 보조 증발기를 추가로 이용함으로써 고정된 능력의 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기에서 실내기의 능력을 상향 가변시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 나타낸 공기조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 다른 멀티형 공기조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
102 : 실외기
104a-104c : 소용량 실내기
104d : 대용량 실내기
108a-108d : 전자팽창밸브
110 : 기준 증발기
112 : 보조 증발기
112a : 솔레노이드 밸브

Claims (5)

  1. 제 1 냉방 능력을 제공하는 적어도 하나의 제 1 실내기와;
    기준 냉방 능력을 제공하는 제 1 증발기 및 추가 냉방 능력을 제공하는 제 2 증발기를 구비하는 제 2 실내기와;
    상기 제 1 냉방 능력과 상기 기준 냉방 능력의 합에 대응하는 크기의 압축 능력을 가진 실외기와;
    상기 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하지 않는 동안, 상기 제 2 실내기에서 상기 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 요구되면 상기 제 1 및 제 2 증발기 모두를 통해 냉방이 이루어지도록 함으로써 상기 제 2 실내기에서 상기 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 제공되도록 하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하는 동안에는 상기 제 2 실내기의 상기 제 1 증발기만을 통해서 냉방이 이루어지는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 실내기의 제 2 증발기를 통해 제공되는 추가 냉방 능력은 상기 제 1 실내기에서 제공되는 상기 제 1 냉방 능력보다 작거나 같은 공기조화기.
  4. 제 1 냉방 능력을 제공하는 적어도 하나의 제 1 실내기와, 기준 냉방 능력을 제공하는 제 1 증발기 및 추가 냉방 능력을 제공하는 제 2 증발기를 구비하는 제 2 실내기와, 상기 제 1 냉방 능력과 상기 기준 냉방 능력의 합에 대응하는 크기의 압축 능력을 가진 실외기를 포함하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 실내기의 운전 상태를 판별하고;
    상기 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하지 않고 또 상기 제 2 실내기에서 상기 기준 냉방 능력을 초과하는 냉방 능력이 요구되면 상기 제 1 및 제 2 증발기 모두를 통해 냉방이 이루어지도록 하는 공기조화기의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 실내기가 운전하는 동안에는 상기 제 2 실내기의 상기 제 1 증발기만을 통해서 냉방이 이루어지도록 하는 공기조화기의 제어 방법.
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