KR100511279B1 - 동시형 멀티공기조화기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 정속 압축기와 인버터 압축기를 채용한 동시형 멀티공기조화기에 있어, 검출부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 인버터/정속 압축기를 온/오프하여 얻은 토출/흡입 압력과 비교하여 근사한 토출/흡입압력으로 운전함으로써, 사이클을 안정화 시킬수 있도록 한 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 정속 압축기와 인버터 압축기를 구비하여 냉난방을 동시에 수행하는 동시형 멀티 공기조화기에 있어서, 부하를 검출하여 기 설정된 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 선정하는 제1 단계와; 상기 인버터 압축기를 최대주파수로 소정시간 운전하여 그에 따른 제1 토출/흡입 압력을 검출하고, 소정시간후 정속압축기와 인버터 압축기를 최소주파수로 동시에 소정시간 운전하여 그에 따른 제2 토출/흡입 압력을 검출하는 제2 단계와; 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차를 계산하여 오차가 작은 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하고, 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차가 동일한 경우에 대해서는 상기 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

동시형 멀티공기조화기의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING SIMULTANEOUS MULTI-TYPE AIR CONDITIONER}

본 발명은 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 정속 압축기와 인버터 압축기를 채용한 동시형 멀티공기조화기에 있어, 검출부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 인버터/정속 압축기를 온/오프하여 얻은 토출/흡입 압력과 비교하여 근사한 토출/흡입압력으로 운전함으로써, 사이클을 안정화 시킬수 있도록 한 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는, 주거공간, 레스토랑, 또는 사무실 등의 실내 공간을 냉방 또는 난방시키기 위한 장치로서, 오늘날에는 다수의 룸으로 구획된 실내공간을 보다 효율적으로 냉방 또는 난방시키기 위해 각 룸을 냉방 또는 난방운전시키는 멀티공기조화기의 개발이 지속적으로 이루어지고 있는 추세에 있다.

특히, 이러한 멀티공기조화기는, 한 대의 실외기에 다수대의 실내기가 연결되어 각각의 실내기가 각 룸에 설치되는 형태로 이루어져, 난방과 냉방 중 어느 하나의 운전모드로 동작되어 실내를 공기조화시키게 된다.

그러나, 실내에 구획된 여러 룸 중, 어느 룸은 난방이 필요하고 다른 어느 룸은 냉방이 필요한 경우에 있어서도 냉방모드 혹은 난방모드로 기기가 일률적으로 운전되기 때문에, 이러한 요구에 대응하지 못하는 한계가 있었다.

예를 들어, 빌딩에 있어서는, 룸의 위치나 시간에 따라서 온도차가 발생되는 곳이 있게 되는데, 즉 빌딩의 북측면 룸은 난방을 필요로 하게 되는 반면, 남측면 룸은 햇빛 때문에 냉방을 필요로 하게 되는데, 이러한 요구에 기기가 대응하지 못하는 한계가 있었다.

또한, 전산실을 갖춘 경우에 있어서도, 여름철뿐만 아니라 겨울철에도 전산설비의 발열부하를 해결하기 위하여 항상 냉방을 필요로 하게 되는데, 이러한 요구에 기기가 대응하지 못하는 한계가 있었다.

결국, 이러한 필요성에 따라, 냉방과 난방을 동시에 수행하여 각 룸을 개별적으로 공기조화시킬 수 있는 즉, 난방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 난방모드가 작동되도록 하고 이와 동시에 냉방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 냉방모드가 작동되도록 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기가 개발되었다.

도 1은 종래 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 실외기(A)와 분배기(B) 그리고 다수개의 실내기(C)로 크게 이루어지며, 상기 실외기(A)에는 압축기(1)와 실외열교환기(2) 등이 내설되고, 상기 분배기(B)에는 고압 및 저압의 냉매를 안내하는 제1~제3 고압 배관(20a~20c), 제1~제3 저압 배관(40a~40c)과 제4~제6 저압 배관(21a~21c) 및 제1~제3 고압 밸브(30a~30c) 및 제1~제3 저압 밸브(31a~31c)가 내설되며, 상기 각 실내기(C)에는 제1~제3 실내열교환기(C1~C3)와 전자팽창밸브(61a~61c) 등이 각각 내설되어 이루어진다.

도 1의 동작은 실외기(A)로부터 유입된 냉매를 냉방전실ㆍ난방전실ㆍ냉방주체동시ㆍ난방주체동시 운전조건에 따라 사방밸브(4)를 절환시켜 선택적으로 분배기(B)를 통해 상기 다수개의 실내기(C)에 분배한다.

이러한, 상기 동시형 멀티공기조화기는 냉방전실ㆍ난방전실ㆍ냉방주체동시ㆍ난방주체동시 운전조건에 따라 냉매의 흐름을 달리함과 아울러, 실외기(A)를 통해 각각의 룸에 위치한 실내기(C)로 유입되는 배관전단의 분배기(B)에 제1~제3 고압 밸브(30a~30c), 제1~3저압 밸브(31a~31c)를 두어, 운전조건에 따라 상기 고압, 저압밸브의 개폐를 제어한다.

상술한 동시형 멀티공기조화기의 동작은 부하 검출에 따라 도 2와 같은 파형도에 의해 압축기(2)를 제어하게 된다.

즉, 이에 도시한 바와 같이 실내기 용량 전체를 100%로 봤을때 50%를 기준으로 50%이하에서는 정속 압축기를 오프(off)하고, 검출부하에 따라 인버터 압축기의 인가주파수를 40Hz~120Hz까지 가변하며 실내기 용량에 대응하여 운전한다.

그리고, 실내기 용량이 50%이상에서는 정속 압축기를 온(on)시킴과 동시에 인버터(Inverter) 압축기의 인가주파수를 40Hz~120Hz까지 가변하며 검출부하에 따라 실내기 용량에 대응하여 운전한다.

이러한 동작중 도 3의 목표압력에 따른 압축기 제어방법을 보인 예시도와 같이 검출된 부하, 즉, 목표 압력[토출압력(Pd) 또는 흡입압력(Ps)]에 따라 제어를 하게 되는데, 이때, 상기 목표 압력에 도달하기 위해서 인버터 압축기의 120Hz운전구간부터 인버터 압축기의 40Hz와 정속 압축기 운전영역을 헌팅(Hunting)하며 정속 및 인버터 압축기를 제어하게 된다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 동시형 멀티공기조화기의 압축기 제어방법은 냉방에서 요구하는 토출 압력(Pd)과 난방에서 요구하는 흡입 압력(Ps)에 따라 제어를 하다보면 인버터 압축기의 120Hz와 인버터 압축기의 40Hz와 정속 압축기 동시 운전의 비교적 큰 냉력의 두 운전영역 사이에서는 인버터 압축기의 120Hz운전영역과 인버터 압축기의 40Hz와 정속 압축기 운전영역을 헌팅하며 압축기를 제어함으로써, 주파수 상승과 하강이 반복되어 사이클이 안정되지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 상기 인버터 압축기의 최대 주파수와 인버터 압축기의 최소 주파수와 정속 압축기 동시 운전시의 토출/흡입 압력과 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 비교하여 상기 목표 토출/흡입 압력에 가장 가까운 토출/흡입 압력으로 운전함으로써, 주파수 상승과 하강을 방지하며 이로 인해 안정된 사이클로 부하에 대응운전을 할 수 있도록 한 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정속 압축기와 인버터 압축기를 구비하여 냉난방을 동시에 수행하는 동시형 멀티 공기조화기에 있어서, 부하를 검출하여 기 설정된 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 선정하는 제1 단계와; 상기 인버터 압축기를 최대주파수로 소정시간 운전하여 그에 따른 제1 토출/흡입 압력을 검출하고, 소정시간후 정속압축기와 인버터 압축기를 최소주파수로 동시에 소정시간 운전하여 그에 따른 제2 토출/흡입 압력을 검출하는 제2 단계와; 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차를 계산하여 오차가 작은 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하고, 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차가 동일한 경우에 대해서는 상기 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

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

도 4는 본 발명 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 보인 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 정속 압축기와 인버터 압축기를 구비하여 냉난방을 동시에 수행하는 동시형 멀티 공기조화기에 있어서, 부하를 검출하여 기 설정된 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 선정하는 제1 단계와; 상기 인버터 압축기를 최대주파수로 소정시간 운전하여 그에 따른 제1 토출/흡입 압력을 검출하고, 소정시간후 정속압축기와 인버터 압축기를 최소주파수로 동시에 소정시간 운전하여 그에 따른 제2 토출/흡입 압력을 검출하는 제2 단계와; 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차를 계산하여 오차가 작은 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하고, 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차가 동일한 경우에 대해서는 상기 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 사용자가 선택한 냉/난방에 따른 부하를 검출하고, 부하에 대응하여 토출/흡입 압력을 저장해놓은 테이블로부터 상기 검출 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 읽어온다.

이후, 본 발명 동시형 멀티공기조화기에 구비된 인버터 압축기의 최대 주파수인 120Hz로 소정시간(5분)동안 운전을 실시한다.

이는 인버터 압축기의 인가주파수가 120Hz일때의 토출/흡입 압력(이하, 제1 토출/흡입 압력이라 표기함)을 알기 위함이다.

상술한 과정에 의해 얻어진 상기 제1 토출/흡입 압력은 저장되며, 상기 인버터 압축기에 최소 주파수인 40Hz를 인가하고 정속압축기를 소정시간(5분)동안 동시에 운전하여 그때의 토출/흡입 압력(이하, 제2 토출/흡입 압력이라 표기함)을 저장한다.

이에 따라, 상기 목표 토출/흡입 압력이 제1, 제2 토출/흡입 압력 사이의 압력인가를 판단한다.

상기 판단결과, 상기 목표 토출/흡입 압력이 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력사이의 압력이 아니면 기존의 부하에 따른 정속/인버터 압축기의 운전을 실시한다.

한편, 상기 판단결과 도 5와 같이 상기 목표 토출/흡입 압력이 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력 사이의 압력이면 상기 제1 토출/흡입 압력에 목표 토출/흡입 압력을 감산하여 제1 오차(α)를 구하고, 상기 제2 토출/흡입 압력에 목표 토출/흡입 압력을 감산하여 제2 오차(β)를 구한다.

그러면, 상기 제1 오차(α)가 제2 오차(β)보다 작은가를 판단하여 작으면 인버터 압축기에 120Hz를 인가하여 제1 토출/흡입 압력으로 운전을 실시한다.

그러나, 상기 판단결과 상기 제1 오차(α)가 제2 오차(β)보다 크면, 상기 인버터 압축기에 40Hz와 정속 압축기를 동시에 운전하여 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시한다.또한, 상기 도 4에는 도시를 생략하였지만, 상기 제1 오차(α)와 제2 오차(β)의 대소를 비교한 결과, 상기 제1 오차(α)와 제2 오차(β)가 동일한 경우에도, 상기 제1 오차(α)가 제2 오차(β)보다 큰 상태일때와 동일한 운전 즉, 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시한다.

이와 같이 상기 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전중 실내기의 온/오프, 실외온도 변화등의 외부영향이 발생하면 상기 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력운전을 중지하며 상기한 과정을 반복하여 목표 토출/흡입 압력에 가장 근사한 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시한다.

본 발명의 동시형 멀티공기조화기의 제어방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 상기 인버터 압축기의 최대 주파수와 인버터 압축기의 최소 주파수와 정속 압축기 동시 운전시의 토출/흡입 압력과 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 비교하여 상기 목표 토출/흡입 압력에 가장 가까운 토출/흡입 압력으로 운전함으로써, 주파수 상승과 하강을 방지하고 안정된 사이클로 부하 대응 운전을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 구성을 보인 예시도.

도 2는 종래 동시형 멀티 공기조화기의 압축기 운전을 보인 예시도.

도 3은 종래 동시형 멀티 공기조화기의 목표압력에 따른 압축기 제어방법을 보인 예시도.

도 4는 본 발명 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 보인 흐름도.

도 5는 본 발명 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 보인 예시도.

Claims (6)

1. 정속 압축기와 인버터 압축기를 구비하여 냉난방을 동시에 수행하는 동시형 멀티 공기조화기에 있어서,

   부하를 검출하여 기 설정된 부하에 따른 목표 토출/흡입 압력을 선정하는 제1 단계와;

   상기 인버터 압축기를 최대주파수로 소정시간 운전하여 그에 따른 제1 토출/흡입 압력을 검출하고, 소정시간후 정속압축기와 인버터 압축기를 최소주파수로 동시에 소정시간 운전하여 그에 따른 제2 토출/흡입 압력을 검출하는 제2 단계와;

   상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차를 계산하여 오차가 작은 제1 토출/흡입 압력 또는 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하고, 상기 제1, 제2 토출/흡입 압력과 목표 토출/흡입 압력과의 오차가 동일한 경우에 대해서는 상기 제2 토출/흡입 압력으로 운전을 실시하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 목표 토출/흡입 압력은 부하에 따른 토출/흡입 압력으로 테이블화 되어 기 저장된 것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 단계는 상기 목표 토출/흡입 압력이 인버터 압축기의 최대주파수 운전시의 제1 토출/흡입 압력과 그 인버터 압축기의 최소주파수와 정속 압축기가 동시 운전시의 제2 토출/흡입 압력 사이값인가를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
4. 제1 항에 있어서, 상기 인버터 압축기의 최대주파수는 120Hz인것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 인버터 압축기의 최소주파수는 40Hz인것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제3 단계는 제1, 제2 토출/흡입 압력으로 운전중 실내기의 온/오프, 실외온도 변화등의 외부 영향이 판단되면 제1 단계를 복귀하는 것을 특징으로 하는 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.