KR100504884B1 - 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 복수의 소용량 압축기를 이용하는 공기조화기에 있어서, 각각의 압축기의 토출구에 설치되어 압축기의 큰 토출압력으로부터 압축기를 보호하는 고압스위치를 제거하고, 실외온도와 실외배관온도에 따라 압축기의 운전 용량을 가변 제어하여, 압축기의 큰 토출압력을 저하시킴으로써, 지속적인 냉방운전을 실현하여 공조성능을 향상시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 4대의 소용량 압축기를 구비하여, 공조 부하에 따라 4대의 소용량 압축기를 개별 운전제어하는 공기조화기에 있어서, 실외배관온도를 검출하는 실외배관온도센서와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서와; 압축기의 동작/정지의 기준이 되는 실외 기준온도와 실외배관기준온도 및 각 압축기의 운전정지 기준시간이 저장되는 메모리와; 상기 실외배관온도와 실외온도를, 각기 실외배관기준온도와 실외기준온도와 비교하여 압축기를 정지시키고, 실외배관온도와 압축기 정지시간을 실외배관기준온도와 운전정지 기준시간과 비교하여 운전시키도록 제어하는 일련의 동작을 모든 압축기에 대하여 순차적으로 적용하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치 및 방법{AIRCOOLING OVERLOAD DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR AIR CONDITIONER}

본 발명은 복수개의 소용량 압축기를 이용하는 공기조화기에 관한 것으로, 특히 각각의 압축기의 토출구에 설치되어 압축기의 큰 토출압력으로부터 압축기를 보호하는 고압스위치를 제거하고, 실외온도와 실외배관온도에 따라 압축기의 운전 용량을 가변 제어하여, 압축기의 큰 토출압력을 저하시킴으로써, 지속적인 냉방운전을 실현하여 공조성능을 향상시키도록 한 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적인 냉난방겸용 공기조화기는, 액체가 증발할 때 주위의 열을 흡수하는 현상을 이용하여 냉방작용을 하는 것으로, 냉난방겸용 공기조화기는 냉방과 난방의 경우에 냉매의 순환경로를 반대로 하여 난방운전 시에는 실외의 열을 흡수하여 실내로 방출하게 되고, 냉방운전 시에는 실내의 열을 흡수하여 실외로 방출하게 된다.

난방 운전시 실내열교환기로 유입된 고온 고압의 냉매와 실내 팬에 의해 유입된 실내 공기가 서로 열교환되어 실내 온도가 상승하게 되는데, 만약 실내열교환기내 고온 고압의 냉매와 열교환을 일으키는 실내공기 온도가 높은 경우에 실내 열교환기내 냉매의 온도가 상승하며 냉매온도 상승에 따른 냉난방겸용 공기조화기내의 압력이 상승하게 된다.

이렇게 냉난방겸용 공기조화기의 압력이 일정 한도 이상 상승하게 되면 압축기가 무리를 일으켜 기계적인 손상을 초래하게 된다.

종래에는, 압축기보호장치(OLP)가 구비된 공기조화기의 경우에, 외기 온도가 특정온도 보다 높거나 실외 열교환기에 먼지가 있는 경우에, 응축압력이 상승하고, 압축기 토출온도가 특정온도 이상으로 상승하여 압축기보호장치(OLP)가 작동하게 되는데, 이러한 경우에 압축기보호장치(OLP)가 복원되기 전에는 실내에 차가운 바람을 공급할 수 없게 되어 쾌적감이 저하된다.

또한, 상기 압축기보호장치(OLP)는, 압축기 전체의 온도가 상승하여 다시 작동되는 경우에도, 복원되기 위해서 압축기 온도가 저하되야 하는데, 대략 25분 이상의 시간이 걸리게 되므로 그 시간동안 냉방운전을 수행하지 못하여 고객에가 안정된 냉방을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 고압스위치를 압축기의 토출부에 설치하여 설정된 압력 이상으로 토출압력이 상승하게 되면 압축기를 자동으로 정지하고 수분후에 다시 압축기를 기동시키도록 하는데, 이와같이 고압스위치를 구비한 공기조화기를 첨부한 도1을 참조하여 설명한다.

도1은 일반적인 공기조화기의 시스템이 도시된 구성도로서, 압축기(1)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 실외열교환기(2,3)를 지나면서 중온 고압의 냉매로 응축된후, 팽창장치(4)를 통과하면서 저온저압의 냉매로 된다.

상기 팽창장치(4)를 통과한 냉매는 실내열교환기(5)를 지나면서 기체 상태의 냉매로 증발된후, 흡입배관(6)을 지나 압축기(1)로 흡입된다.

이때, 상기 압축기 토출부에 설치된 고압스위치(7)는, 설정된 압력 이상으로 토출압력이 상승하게 되면 압축기(1)를 자동으로 정지시키고, 3분후 재기동하게 된다.

이러한 고압스위치를, 도2와 같이 4개의 소용량 압축기를 적용하는 공기조화기에 설치하는 경우에, 그 고압스위치가 4개의 압축기 토출구에 부착되어, 그 압축기 토출구 압력에 따라 수시로 작동하게 되면, 냉방운전시간이 단축되어 냉방능력이 저하되고, 잦은 압축기의 온/오프에 따라 압축기의 수명이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 4대의 소용량 압축기를 이용하는 공기조화기에 있어서, 각각의 압축기의 토출구에 설치되어 압축기의 큰 토출압력으로부터 압축기를 보호하는 고압스위치를 제거하고, 실외온도와 실외배관온도에 따라 압축기의 운전 용량을 가변 제어하여, 압축기의 큰 토출압력을 저하시킴으로써, 지속적인 냉방운전을 실현하여 공조성능을 향상시키도록 한 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 4대의 소용량 압축기를 구비하여, 공조 부하에 따라 4대의 소용량 압축기를 개별 운전제어하는 공기조화기에 있어서, 실외배관온도를 검출하는 실외배관온도센서와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서와; 압축기의 동작/정지의 기준이 되는 실외 기준온도와 실외배관기준온도 및 각 압축기의 운전정지 기준시간이 저장되는 메모리와; 상기 실외배관온도와 실외온도를, 각기 실외배관기준온도와 실외기준온도와 비교하여 압축기를 정지시키고, 실외배관온도와 압축기 정지시간을 실외배관기준온도와 운전정지 기준시간과 비교하여 운전시키도록 제어하는 일련의 동작을 모든 압축기에 대하여 순차적으로 적용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 4대의 소용량 압축기를 구비하는 공기조화기에 있어서, 사용자에 의해, 냉방운전이 선택되면, 4대의 소용량 압축기를 동작시켜 냉방운전하는 과정과; 상기 냉방운전중에, 실외의 냉방부하를 판단하는 과정과; 상기 판단 결과, 냉방부하가 기준 냉방부하보다 크면 순차적으로 소용량 압축기 하나를 정지시키고 3대의 압축기로만 운전하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명은, 도2에 도시된 4개의 압축기(1~4)를 구비한 공기조화기에 적용되는 것임을 밝히는 바이다.

도3은 본 발명 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치에 대한 실시예의 구성을 보인 개략도이다.

도3에 도시한 바와같이, 실외배관온도를 검출하는 실외배관온도센서(100)와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서(200)와; 4개의 압축기(1~4)에 대한 동작/정지의 기준이 되는 실외 기준온도와 실외배관기준온도 및 각 압축기(1~4)의 운전정지 기준시간이 저장되는 메모리(400)와; 상기 실외배관온도와 실외온도를, 각기 실외배관기준온도와 실외기준온도와 비교하여 하나의 압축기(1~4)를 정지시키고, 실외배관온도와 압축기 정지시간을 실외배관기준온도와 운전정지 기준시간과 비교하여 그 하나의 압축기(1~4)를 운전시키도록 제어하는 일련의 동작을 4대의 압축기(1~4)에 대하여 순차적으로 적용하는 제어부(300)로 구성한다.

도4는 본 발명 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법에 대한 실시예의 동작을 보인 흐름도이다.

도4에 도시한 바와같이, 사용자에 의해, 냉방운전이 선택되면, 4대의 소용량 압축기(1~4)를 동작시켜 냉방운전하는 단계(SP1,SP2))과; 상기 냉방운전중에, 실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 제1 압축기(1)를 오프시켜 3대의 압축기(2~4)로만 운전하는 단계(SP3,SP4)와; 상기 제1 압축기(1)가 오프된후, 운전정지 기준시간이 경과되고 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 제1 압축기(1)를 온시켜 4대의 압축기(1~4)로 운전하는 단계(SP5,SP6)와; 상술한 단계를 나머지 압축기(2~3)에 대하여 순차적으로 적용하는 단계(SP7~SP18)로 이루어지며,이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

여기서, 일반적인 냉방동작은 종래와 동일하므로 생략한다.

먼저, 메모리(400)에, 냉방과부하 운전제어를 위한 파라미터들을 실험에 의해 기저장하는데, 즉 상기 4개의 압축기(1~4)에 대한 동작/정지의 기준이 되는 실외 기준온도와 실외배관 기준온도 및 각 압축기(1~4)의 운전정지 기준시간이 저장된다.

이런 상태에서, 사용자의 의해 냉방운전이 선택되면, 제어부(300)는 모든 압축기(1~4)를 동작시켜 냉방운전을 수행하면서, 실외배관온도센서(100)와 실외온도센서(200)로부터 실외배관온도와 실외온도를 입력받는다.

그 다음, 상기 제어부(300)는 상기 실외배관온도 및 실외온도를, 메모리 (400)에 기저장된 실외배관 기준온도 및 실외기준온도와 각각 비교하여, 그 실외배관온도 및 실외온도가 실외배관 기준온도 및 실외 기준온도 보다 크면 제1 압축기 (1)를 정지시키고,다른 제2~제4 압축기(2~4)로만 냉방운전을 실행하도록 제어한다.

이후, 상기 제어부(300)는, 실외배관온도가 실외배관기준온도보다 작아지고, 상기 제1 압축기(1) 정지시간이, 메모리(400)에 기저장된 운전정지기준시간 보다 커지면, 다시 제1 압축기(1)를 운전시켜 제1~제4 압축기(1~4)로 냉방운전을 실행하도록 제어한다.

이때, 상기 제어부(300)는, 상기 제1 압축기(1)에 적용한 제어를, 제2~제4 압축기(2~3)에도 동일하게 적용한다.

보다 상세하게, 도4를 참조하여 본 발명을 설명하면, 사용자에 의해, 냉방운전이 선택되면, 4대의 소용량 압축기(1~4)를 동작시켜 냉방운전을 실행한다 (SP1,SP2).

그 다음, 상기 냉방운전중에, 실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 제1 압축기(1)를 오프시켜 3대의 압축기(2~4)로만 운전한다 (SP3,SP4).

그 다음, 상기 제1 압축기(1)가 오프된후, 그 제1 압축기(1) 오프시간이 운전정지 기준시간을 경과하고, 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 상기 제1 압축기(1)를 온시켜 4대의 압축기(1~4)로 운전한다(SP5,SP6)

그 다음, 상기 냉방운전중에, 실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 제2 압축기(2)를 오프시켜 3대의 압축기(1,3,4)로만 운전한다 (SP7,SP8).

그 다음, 상기 제2 압축기(2)가 오프된후, 그 제2 압축기(2) 오프시간이 운전정지 기준시간을 경과하고, 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 상기 제2 압축기(2)를 온시켜 4대의 압축기(1~4)로 운전한다(SP9,SP10)

그 다음, 상기 냉방운전중에, 실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 제3 압축기(3)를 오프시켜 3대의 압축기(1,2,4)로만 운전한다(SP11,SP12).

그 다음, 상기 제3 압축기(3)가 오프된후, 그 제3 압축기(3) 오프시간이 운전정지 기준시간을 경과하고, 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 상기 제3 압축기(3)를 온시켜 4대의 압축기(1~4)로 운전한다(SP13,SP14)

그 다음, 상기 냉방운전중에, 실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 제4 압축기(4)를 오프시켜 3대의 압축기(1~3)로만 운전한다 (SP15,SP16).

그 다음, 상기 제4 압축기(4)가 오프된후, 그 제4 압축기(4) 오프시간이 운전정지 기준시간을 경과하고, 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 상기 제4 압축기(4)를 온시켜 4대의 압축기(1~4)로 운전한다(SP17,SP18)

이때, 상술한 바와같이 동작하는 중에, 시스템 정지신호가 입력되면, 모든 압축기(1~4)를 정지시킨후, 냉방과부하 운전제어를 초기화시킨다.

다시 말해서,본 발명은 실외온도와 실외배관온도가 각기 일정 기준온도이상이면 운전중인 압축기의 용량을 줄이고, 실외배관온도가 일정 기준 온도 이하가 되면 운전중인 압축기의 용량을 이전 상태로 증가시켜, 냉방 운전시간을 증가시킴과 아울러 압축기 용량 가변시, 압축기를 교대로 운전시킴으로써 압축기의 운전수명을 증가시킨다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 4대의 소용량 압축기를 이용하는 공기조화기에 있어서, 각각의 압축기의 토출구에 설치되어 압축기의 큰 토출압력으로부터 압축기를 보호하는 고압스위치를 제거하고, 실외온도와 실외배관온도에 따라 압축기의 운전 용량을 가변 제어하여, 압축기의 큰 토출압력을 저하시킴으로써, 지속적인 냉방운전을 실현하여 공조성능을 향상시키는 효과가 있다.

도1은 일반적인 공기조화기의 시스템이 도시된 구성도.

도2는 4개의 소용량 압축기가 구비된 공기조화기의 시스템을 보인 구성도.

도3은 본 발명 공기조화기의 과부하 운전제어장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 공기조화기의 과부하 운전제어방법에 대한 실시예의 구성을 보인 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:실외배관 온도센서 200:실외온도센서

300:제어부 400:메모리

Claims (6)

1. 4대의 소용량 압축기를 구비하여, 공조 부하에 따라 4대의 소용량 압축기를 개별 운전제어하는 공기조화기에 있어서,

   실외배관온도를 검출하는 실외배관온도센서와;

   실외온도를 검출하는 실외온도센서와;

   압축기의 동작/정지의 기준이 되는 실외 기준온도와 실외배관기준온도 및 각 압축기의 운전정지 기준시간이 저장되는 메모리와;

   상기 실외배관온도와 실외온도를, 각기 실외배관기준온도와 실외기준온도와 비교하여 압축기를 정지시키고, 실외배관온도와 압축기 정지시간을 실외배관기준온도와 운전정지 기준시간과 비교하여 운전시키도록 제어하는 일련의 동작을 모든 압축기에 대하여 순차적으로 적용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 제어부는,

   실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 크고, 실외온도가 실외기준온도보다 크면, 임의의 압축기 하나를 정지시키고, 나머지 3대의 압축기로 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어장치
3. 4대의 소용량 압축기를 구비하는 공기조화기에 있어서,

   사용자에 의해, 냉방운전이 선택되면, 4대의 소용량 압축기를 동작시켜 냉방운전하는 과정과;

   상기 냉방운전중에, 실외의 냉방부하를 판단하는 과정과;

   상기 판단 결과, 냉방부하가 기준 냉방부하보다 크면 순차적으로 소용량 압축기 하나를 정지시키고 3대의 압축기로만 운전하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법.
4. 제 3항에 있어서, 냉방부하는, 실외온도와 실외배관온도를 기설정한 실외기준온도와 실외배관기준온도를 비교하여 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법.
5. 제 3항에 있어서, 냉방부하가 기준 냉방부하보다 크면 순차적으로 소용량 압축기 하나를 정지시키고 3대의 압축기로만 운전하는 과정은,

   실외온도와 실외배관온도가, 실외기준온도와 실외배관 기준온도보다 크면 첫번째 압축기를 오프시켜 3대의 압축기로만 운전하는 단계와;

   상기 첫번째 압축기가 오프된후, 운전정지 기준시간이 경과되고 실외배관온도가 실외배관 기준온도보다 작아지면, 다시 첫번째 압축기를 온시켜 4대의 압축기로 운전하는 단계와;

   상술한 단계를 나머지 압축기에 대하여 순차적으로 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법.
6. 제3 항에 있어서, 시스템 정지신호가 입력되면, 모든 압축기를 정지시킨후, 냉방과부하 운전제어를 초기화시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방과부하 운전제어방법.