KR100519321B1 - 공기 조화기의 제습 운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제습 운전시 초기 시점에 발생하는 과전류를 방지하여 공기 조화기의 운전전류를 보다 안정화시킬 수 있도록 한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법에 관한 것으로, 히터를 장착한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법에 있어서, 사용자에 의해 제습 운전이 선택되면 압축기를 온(On)시켜 제습 운전을 시작하는 단계; 제습 운전 시작 후 기 설정시간 경과 여부를 판단하는 단계; 그리고, 상기 설정시간이 경과하면 압축기를 온 시킨 상태에서 히터를 온 시켜 제습 운전을 수행하는 단계로 이루어지는데 그 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 압축기가 온 되는 초기 시점에 히터를 오프시켜 줌으로써 초기 피크 전류를 감소시켜 공기 조화기의 과전류 위험을 회피할 수 있다.

Description

공기 조화기의 제습 운전 제어방법{Control Method for Dehumidify of Air Conditioner}

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 특히 제습 운전시 공기 조화기의 운전전류를 보다 안정화시키기 위한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기는 폐회로를 순환하면서 상변화의 과정을 겪는 열교환 매체와 주변 대기와의 열교환 과정을 이용하여 실내를 냉, 난방하는 기계장치로 구성되어, 여름철에 실내의 더운 공기를 냉방시키는 에어컨과, 겨울철에 실내의 찬 공기를 난방시키는 온풍기로 사용되는 냉/난방 장치를 일컫는다.

최근에는, 상기의 냉방기능과 난방기능 뿐 아니라 제습 기능을 갖는 공기 조화기가 개발되어 시판되고 있다.

이하, 제습 기능을 구비한 공기 조화기를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 공기 조화기의 전체 구성을 나타낸 개략도이다.

일반적인 공기 조화기는 도시한 바와 같이, 실내 열교환기(3)에서 토출되는 저온, 저압의 냉매증기를 흡입하여 이를 압축함으로써 고온, 고압의 증기로 만드는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 토출된 고온, 고압의 냉매 증기의 열을 물 또는 공기 중에 방출시키고 고압의 포화액으로 변화시키는 실외 열교환기(2)와, 상기 실외 열교환기(2)에서 토출된 고압의 포화액을 팽창장치(4)를 통해 저온, 저압의 냉매로 흡입하여 이를 증발시켜 액분이 없는 포화증기로 만드는 실내 열교환기(3)와, 난방 모드 또는 냉방 모드에 따라 상기 냉매의 흐름을 조절하는 사방변(8)과, 제습 운전시 고압의 냉매를 그대로 실내 열교환기(3)로 토출하기 위한 이방변(B1)과, 제습 운전시 실내 열교환기(3)에서 토출되는 건조 공기를 가열하여 실내로 분출하기 위한 히터(9)로 구성된다.

여기서, 상기 실내 열교환기(3)는 제습 운전시 고압의 액과 가스가 혼합된 냉매를 흡입하여 열을 방출시켜 고압의 액체를 토출하는 제 1 열교환기(3-1)와, 상기 제 1 열교환기(3-1)의 고압의 액체를 저압의 액체로 강하시키는 팽창장치(5)와, 상기 팽창장치(5)를 통해 저압의 액과 가스가 혼합된 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 액분이 없는 저온/저압의 냉매를 토출하는 제 2 열교환기(3-2)와, 상기 제 1 열교환기(3-1)에서 토출되는 고압의 액체가 직접 제 2 열교환기(3-2)로 토출되는 것을 차단하는 이방변(B2)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 공기 조화기의 동작을 설명한다.

먼저, 난방 모드시 압축기(1)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 사방변(8)을 지나 실내 열교환기(3)로 유입되어 응축된 후 팽창장치(4)를 지나면서 저온 저압의 냉매로 된다.

그리고, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내공기가 상기 실내 열교환기(3)의 표면을 통과하면서 열교환되어 뜨거운 공기가 실내로 분출하게 되고 이로 인해 실내의 온도를 상승시킨다.

이때, 제 1 열교환기(3-1)와 제 2 열교환기(3-2) 사이의 이방변(B2)을 오픈시켜 상기 실내 열교환기(3)가 응축기로서 동작하도록 한다.

이후, 실외 열교환기(2)는 상기 저온 저압의 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 기체 상태의 냉매를 토출하고, 압축기(1)는 상기 실외 열교환기(2)에서 토출되는 기체 상태의 냉매를 흡입하여 이를 고온 고압의 냉매로 압축하는데 이러한 동작을 반복 수행하여 난방 운전을 수행한다.

그리고, 냉방 모드시, 압축기(1)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 사방변(8)을 지나 실외 열교환기(2)로 유입되어 응축된 후 팽창장치(4)를 지나면서 저온 저압의 냉매로 된다.

이후, 실내 열교환기(3)는 상기 저온 저압의 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 기체 상태의 냉매를 토출하고 상기 압축기(1)는 실내 열교환기(3)에서 토출되는 기체 상태의 냉매를 흡입하여 이를 다시 고온 고압의 냉매로 압축한다.

이때, 상기 제 1 열교환기(3-1)와 제 2 열교환기(3-2) 사이의 이방변(B2)을 오픈시켜 그 실내 열교환기(3)가 증발기로서 동작하도록 한다.

여기서, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내 공기가 상기 실내 열교환기(3)의 차가워진 표면을 통과하면서 열교환되어 차가운 공기가 실내로 분출하게 되고 이로 인해 실내의 온도를 하강시킨다.

한편, 제습 모드시 압축기(1)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 사방변(8)을 지나 실외 열교환기(2)로 유입되는데, 이때 실외팬(6)은 작은 회전수로 회전하므로 고온 고압의 냉매는 거의 냉각되지 않은 상태로 이방변(B1)을 통과하여 그대로 실내 열교환기(3)로 유입된다.

이후, 상기 실내 열교환기(3)는 내부의 이방변(B2)을 차단하여 제 1 열교환기(3-1)와 제 2 열교환기(3-2)로 분리하여 사용한다.

즉, 상기 제 1 열교환기(3-1)는 고압의 액과 가스가 혼합된 냉기를 흡입하여 열을 방출시켜 고압의 액체를 토출하고, 상기 제 2 열교환기(3-2)는 제 1 열교환기(3-1)에서 토출되는 고압의 액체를 상기 팽창장치(5)를 통해 저압의 액체로 흡입하여 이를 증발시켜 액분이 없는 저온 저압의 냉매로 토출한다.

이때, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내 공기가 상기 실내 열교환기(3)를 지나 열교환되면서 습기가 제거되고, 상기 습기가 제거된 건조 공기는 히터(9)를 거쳐 가열된 후 실내로 분출된다.

이하, 제습 운전시 실내 온도가 떨어지는 문제를 해결하기 위해 히터를 장착한 공기 조화기에 있어 제습 운전 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 사용자에 의해 제습 운전이 선택되면(S1) 압축기(1)와 히터(9)를 동시에 온(On) 시켜(S2) 제습 운전을 시작한다.

제습 운전이 수행되고 있는 동안 현재의 실내 온도를 주기적으로 체크하여 압축기(1)와 히터(9)의 온/오프 동작을 제어한다.

다시 말해, 현재의 실내 온도가 설정온도(T)에서 0.5℃만큼 감소하면 히터(9)의 온 상태를 유지한 상태에서 압축기(1)를 오프(Off) 시켜(S3, S4), 제습 운전을 수행한다.

한편, 현재의 실내 온도가 설정온도(T)에서 0.5℃만큼 증가하면 히터(9)의 온 상태를 유지한 상태에서 압축기(1)를 다시 온(On) 시킨다(S5, S6).

상술한 과정(S3~S6)을 반복 수행하면서 제습 운전을 지속한다.

도 3은 제습 운전시 온도 제어특성과 습도 제어특성을 나타낸 것이고, 도 4는 압축기(1)와 히터(9) 구동에 따른 공기 조화기의 운전전류 특성을 나타낸 것이다.

종래 기술에 따른 제습 운전 제어방법은, 소정의 온도 범위(설정온도 ±0.5℃)에서 상기 압축기(1)의 온/오프를 반복 제어함으로써 도 3에 도시한 바와 같이 온도 제어 특성에 비례하여 소정 범위의 제습 효과를 얻게 된다.

그러나, 도 4에 도시한 바와 같이 제습 운전의 초기 시점에 압축기(1)와 히터(9)를 동시에 온(On) 시키고, 히터(9)를 지속적으로 온 시킨 상태에서 압축기(1)의 온/오프를 제어하기 때문에 순간적으로 피크 전류가 발생하게 된다.

이처럼 발생된 피크 전류에 의해 과전류의 위험을 초래할 뿐 아니라 과전류의 발생으로 시스템 손상을 초래하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 제습 운전시 초기 시점에 발생하는 과전류를 방지하여 공기 조화기의 운전전류를 보다 안정화시킬 수 있도록 한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법은 히터를 장착한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법에 있어서, 사용자에 의해 제습 운전이 선택되면 압축기를 온(On)시켜 제습 운전을 시작하는 단계; 제습 운전 시작 후 기 설정시간 경과 여부를 판단하는 단계; 그리고, 상기 설정시간이 경과하면 압축기를 온 시킨 상태에서 히터를 온 시켜 제습 운전을 수행하는 단계로 이루어지는데 특징이 있다.

이때, 상기 제습 운전을 수행하는 동안 주기적으로 제습 운전에 의한 실내 온도를 검출하는 단계와, 상기 검출된 실내 온도가 기 설정온도(T)에서 소정 레벨 감소하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 실내 온도가 설정온도에서 소정 레벨 감소하면 히터를 온 시킨 상태에서 압축기를 오프시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 검출된 실내 온도가 기 설정온도(T)에서 소정 레벨 증가하는지 여부를 판단하는 단계와, 상기 실내 온도가 설정온도에서 소정 레벨 증가하면 히터를 오프 시킴과 동시에 압축기를 온 시키는 단계와, 상기 압축기를 온 시킨 후 설정시간이 경과하면 압축기를 온 시킨 상태에서 히터를 온 시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 설정시간은 상기 압축기를 온 시킨 후 히터를 온 시키기 위한 지연 시간으로 1분 내지 2분인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공기 조화기의 제습 운전 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 먼저, 압축기(1)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 실외 열교환기(2)로 유입되고 이때, 상기 고온 고압의 냉매는 거의 냉각되지 않은 상태로 그대로 실내 열교환기(3)로 유입된다.

그리고, 상기 실내 열교환기(3)에서 고압의 액과 가스가 혼합된 냉기를 흡입하여 열을 방출시켜 고압의 액체를 저압의 액체로 흡입한 후 액분이 없는 저온 저압의 냉매로 토출한다.

이때, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내 공기가 상기 실내 열교환기(3)를 지나 열교환되면서 습기가 제거되고, 상기 습기가 제거된 건조 공기는 히터(9)를 거쳐 가열된 후 실내로 분출되게 된다.

이하, 제습 운전시 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 알고리즘을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다.

본 발명은, 제습 운전시 실내 온도가 저하되는 문제를 해결하기 위해 히터를 장착한 공기 조화기에 있어 압축기(1)와 히터(9)의 구동에 따른 공기 조화기의 운전 전류를 안정화시키는데 특징이 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자에 의해 제습 운전이 선택되면(S10), 히터(9)를 오프 시킨 채 압축기(1)를 온 시켜(S20) 제습 운전을 시작한다.

상기 제습 운전을 시작한 후 기 설정시간이 경과하는지 여부를 판단한다(S30).

상기 판단결과(S30), 제습 운전 시작 후 설정시간이 경과되면 압축기(1)를 온 시킨 상태에서 히터(9)를 온 시킨다(S40).

이때, 상기 설정시간은 압축기(1)를 온 시킨 후 히터(9)를 온 시키기 위한 지연 시간으로 1분 내지 2분으로 설정할 수 있다.

이어서, 제습 운전을 수행하는 동안 주기적으로 제습 운전에 따른 실내 온도를 감지한다.

그리고, 상기 감지된 실내 온도가 기 설정된 온도(T)에서 0.5℃ 이상 감소하는지 여부를 판단한다(S50).

상기 판단결과(S50), 실내 온도가 설정온도(T)에서 0.5℃ 이상 감소하면 히터(9)가 온 된 상태에서 압축기(1)를 오프 시킨다(S60).

또한, 상기 감지된 실내 온도가 설정온도(T)에서 0.5℃ 이상 증가하는지 여부를 판단한다(S70).

상기 판단결과(S70), 실내 온도가 설정온도(T)에서 0.5℃ 이상 증가하면 히터(9)를 오프 시킴과 동시에 압축기(1)를 온 시킨다(S80).

그리고, 상기 압축기(1)가 온 된 시점에서 상기 설정시간이 경과되는지 여부를 판단한다(S90).

상기 판단결과(S90), 상기 압축기(1)가 온 된 후 설정시간이 경과하면 압축기(1)가 온 된 상태에서 히터(9)를 온 시킨다(S100).

즉, 본 발명은, 압축기(1)가 온 되고 상기 설정시간 경과 후 히터(9)를 온 시킨다.

상술한 과정(S50~S100)을 반복하면서 제습 운전을 수행한다.

도 6은 본 발명의 제습운전 제어 알고리즘에 따른 공기 조화기의 운전전류 특성을 나타낸 것이다.

본 발명은 제습 운전시 압축기(1)를 온 시키는 초기 시점에 히터(9)를 오프 시키고 압축기(1)를 온 시킨 후 소정 시간이 경과하면 히터(9)를 온 시키게 된다. 따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 운전 초기의 피크 전류가 종래(점선 표기된 파형)에 비해 크게 감소하여 공기 조화기의 운전전류가 완화된 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법은 압축기를 온 시키는 시점에 히터를 동시에 온 시키지 않고 소정 시간이 경과한 후 히터를 온 시킴으로써 제습 운전시 초기 시점의 피크 전류를 감소시킬 수 있다.

즉, 압축기가 온 되는 초기 시점에 히터를 오프시켜 줌으로써 초기 피크 전류를 완화시켜 과전류 위험을 회피할 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1은 제습 기능을 구비한 공기 조화기의 일반적인 전체 구성도를 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법을 나타낸 플로우 차트

도 3은 온도 및 습도 제어특성을 나타낸 도면

도 4는 종래의 제습 운전 제어에 따른 압축기와 히터의 운전전류 특성을 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제습 운전 제어방법을 나타낸 플로우 차트

도 6은 본 발명의 제습 운전 제어에 따른 공기 조화기의 운전전류 특성을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 압축기 2: 실외 열교환기

3: 실내 열교환기 4, 5: 팽창장치

6: 실외팬 7: 실내팬

8: 사방변 B1, B2: 이방변

9: 히터

Claims (5)

1. 히터를 장착한 공기 조화기의 제습 운전 제어방법에 있어서,

   사용자에 의해 제습 운전이 선택되면 압축기를 온(On)시켜 제습 운전을 시작하는 단계;

   제습 운전 시작 후 기 설정시간 경과 여부를 판단하는 단계; 그리고,

   상기 설정시간이 경과하면 압축기를 온 시킨 상태에서 히터를 온 시켜 제습 운전을 수행하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공기 조화기의 제습 운전 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제습 운전을 수행하는 동안 주기적으로 제습 운전에 의한 실내 온도를 검출하는 단계와,

   상기 검출된 실내 온도가 기 설정온도(T)에서 소정 레벨 감소하는지 여부를 판단하는 단계와,

   상기 실내 온도가 설정온도에서 소정 레벨 감소하면 히터를 온 시킨 상태에서 압축기를 오프시키는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공기 조화기의 제습 운전 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 검출된 실내 온도가 기 설정온도(T)에서 소정 레벨 증가하는지 여부를 판단하는 단계와,

   상기 실내 온도가 설정온도에서 소정 레벨 증가하면 히터를 오프 시킴과 동시에 압축기를 온 시키는 단계와,

   상기 압축기를 온 시킨 후 설정시간이 경과하면 압축기를 온 시킨 상태에서 히터를 온 시키는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공기 조화기의 제습 운전 제어방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제습 운전을 수행하는 동안 상기 설정온도(T)에서 0.5℃ 감소하면 히터를 온 시킨 상태에서 압축기를 오프시키고,

   상기 설정온도(T)에서 0.5℃ 증가하면 히터를 오프 시킴과 동시에 압축기를 온 시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제습 운전 제어방법.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 설정시간은

   상기 압축기를 온 시킨 후 히터를 온 시키기 위한 지연 시간으로 1분 내지 2분인 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제습 운전 제어방법.