KR100543332B1 - Air conditioner and control method thereof - Google Patents
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Abstract
공기조화기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 압축기의 토출 냉매를 흡입 측으로 바이패스시킴으로써 과도한 냉난방 및 결로 현상을 방지하고 또 실외 온도의 저온 구간에서의 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기조화기는 실내기와 압축기, 실외 열교환기, 모세관, 바이패스 장치, 제어부를 포함한다. 압축기는 냉매를 압축시키기 위한 것이고, 실외 열교환기는 압축기에서 토출되는 압축된 냉매와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 한다. 모세관은 실외 열교환기에서 실내기로 공급되는 냉매를 감압시킨다. 바이패스 장치는 압축기에서 토출되는 냉매를 압축기의 흡입 측으로 바이패스 시키기 위한 것으로서, 압축기의 흡입 측과 토출 측 사이에 마련된다. 제어부는 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 바이패스 장치를 개방하여 압축기의 토출 냉매가 압축기의 흡입 측으로 바이패스 되도록 제어한다. An air conditioner and a control method thereof are disclosed. The air conditioner and the control method according to the present invention prevent excessive cooling and heating and condensation by bypassing the discharge refrigerant of the compressor to the suction side according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature, The purpose is to ensure reliability. An air conditioner according to the present invention for this purpose includes an indoor unit and a compressor, an outdoor heat exchanger, a capillary tube, a bypass device, and a control unit. The compressor is for compressing the refrigerant, and the outdoor heat exchanger allows heat exchange between the compressed refrigerant discharged from the compressor and the outdoor air. The capillary tube depressurizes the refrigerant supplied to the indoor unit from the outdoor heat exchanger. The bypass device is for bypassing the refrigerant discharged from the compressor to the suction side of the compressor, and is provided between the suction side and the discharge side of the compressor. The control unit controls the discharge refrigerant of the compressor to be bypassed to the suction side of the compressor by opening the bypass device according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클을 나타낸 도면. 1 is a view showing a refrigerant cycle of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 나타낸 공기조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도. FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the air conditioner shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 바이패스 밸브 개폐 특성을 나타낸 그래프. Figure 3 is a graph showing the bypass valve opening and closing characteristics of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도. Figure 4 is a flow chart showing a control method of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
102 : 실외기 102: outdoor unit
104 : 룸형 실내기 104: room type indoor unit
106 : 패키지형 실내기 106: package indoor unit
108 : 압축기 108: compressor
108a : 토출 측 108a: discharge side
108b : 흡입 측 108b: suction side
112 : 바이패스 밸브 112: bypass valve
114 : 솔레노이드 밸브 114: Solenoid Valve
116 : 전자 팽창 밸브 116: Electronic Expansion Valve
118 : 모세관 118: capillary
302 : 실외 온도 변화 곡선 302: outdoor temperature change curve
304 : 바이패스 밸브 개방 구간 304: bypass valve opening section
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 다수의 실내기를 구비하는 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to a multi-type air conditioner having a plurality of indoor units and a control method thereof.
공기조화기는 실내 온도를 낮추는 냉방 기능 또는 실내 온도를 높이는 난방 기능을 수행하는데, 냉방 기능과 난방 기능을 겸한 모델도 있다. 사용자가 공기조화기의 제어 패널 또는 리모콘 등에 마련되는 입력 장치를 통해 희망하는 운전 조건을 설정하면, 공기조화기의 제어부는 이 설정 조건에 따라 공기조화기의 전반적인 동작을 제어하여 해당 운전 모드에 따른 운전을 실시한다. An air conditioner performs a cooling function that lowers the room temperature or a heating function that raises the room temperature. Some models combine a cooling function and a heating function. When the user sets a desired operating condition through an input device provided in the control panel or the remote controller of the air conditioner, the controller of the air conditioner controls the overall operation of the air conditioner according to the setting condition, Carry out driving.
공기조화기의 기본적인 구성은 크게 실내기와 실외기로 구분할 수 있다. 냉방의 경우, 실외기는 실외 공기와 냉매의 열교환을 통해 냉매의 온도를 떨어뜨리고, 실내기는 저온의 냉매와 실내 공기와의 열교환을 통해 실내 공기를 냉각시킨다. 이를 위해 실내기에는 실내 공기를 순환시키기 위한 팬과 실내 공기와의 열교환을 위한 열교환기가 구비된다. 팬에 의해 순환되는 공기는 먼저 공기 흡입구를 통해 흡입된 후 열교환기에서 열교환이 이루어져서 공기 토출구를 통해 실내 공간으로 토출된다. The basic configuration of the air conditioner can be largely divided into indoor and outdoor. In the case of cooling, the outdoor unit drops the temperature of the refrigerant through heat exchange between the outdoor air and the refrigerant, and the indoor unit cools the indoor air through heat exchange between the low temperature refrigerant and the indoor air. To this end, the indoor unit includes a fan for circulating indoor air and a heat exchanger for heat exchange between the indoor air. The air circulated by the fan is first sucked through the air inlet and then heat exchanged in the heat exchanger to be discharged into the indoor space through the air outlet.
공기조화기는 설치 형태에 따라 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결되는 기 본형과, 하나의 실외기에 복수개의 실내기가 연결되는 멀티형이 있다. 멀티형은 일반적으로 규모가 큰 건물 등에서 여러 구역에 개별적인 냉난방을 실시하기 위한 시스템이다. The air conditioner has a basic type in which one indoor unit is connected to one outdoor unit and a multi type in which a plurality of indoor units are connected to one outdoor unit according to the installation form. Multi-type is generally a system for individual heating and cooling in various areas in a large building.
멀티형 공기조화기의 경우에는 냉난방 구역의 크기에 따라 대용량의 패키지형 실내기를 설치하여 운용하거나, 상대적으로 작은 용량의 룸형 실내기를 설치하여 운용한다. 또 냉난방 부하의 변동에 대처하기 위해 압축 용량이 가변되는 가변 용량 압축기를 사용하게 되는데, 비록 가변 용량 압축기라 할지라도 작은 용량의 룸형 실내기가 단독으로 운전하는 경우와 모든 실내기가 운전하는 대용량의 경우에 모두 대응하지 못하기 때문에 룸형 실내기를 단독으로 운전하는 경우에는 과도 냉방 또는 과도 난방이 이루어질 수 있다. 이와 같은 과도한 냉난방은 곧 불필요한 전력 소모를 초래할 뿐만 아니라, 결로 현상을 유발하고 저온에서의 신뢰성을 떨어뜨리는 원인이 된다. In the case of a multi-type air conditioner, a large-capacity packaged indoor unit is installed and operated according to the size of the heating and cooling zone, or a relatively small room-type indoor unit is operated. In order to cope with fluctuations in heating and cooling loads, a variable capacity compressor having a variable compression capacity is used. Even in the case of a variable capacity compressor, a small capacity room type indoor unit operates alone and a large capacity in which all indoor units operate. Since it does not correspond to all, when the room type indoor unit is operated alone, excessive cooling or excessive heating can be made. Excessive heating and cooling not only causes unnecessary power consumption, but also causes condensation and lowers reliability at low temperatures.
본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 압축기의 토출 냉매를 흡입 측으로 바이패스시킴으로써 과도한 냉난방 및 결로 현상을 방지하고 또 실외 온도의 저온 구간에서의 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. The air conditioner and the control method according to the present invention prevent excessive cooling and heating and condensation by bypassing the discharge refrigerant of the compressor to the suction side according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature, The purpose is to ensure reliability.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기조화기는 실내기와 압축기, 실외 열교환기, 모세관, 바이패스 장치, 제어부를 포함한다. 압축기는 냉매를 압축시키기 위한 것이고, 실외 열교환기는 압축기에서 토출되는 압축된 냉매와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 한다. 모세관은 실외 열교환기에서 실내기로 공급되는 냉매를 감압시킨다. 바이패스 장치는 압축기에서 토출되는 냉매를 압축기의 흡입 측으로 바이패스 시키기 위한 것으로서, 압축기의 흡입 측과 토출 측 사이에 마련된다. 제어부는 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 바이패스 장치를 개방하여 압축기의 토출 냉매가 압축기의 흡입 측으로 바이패스 되도록 제어한다. An air conditioner according to the present invention for this purpose includes an indoor unit and a compressor, an outdoor heat exchanger, a capillary tube, a bypass device, and a control unit. The compressor is for compressing the refrigerant, and the outdoor heat exchanger allows heat exchange between the compressed refrigerant discharged from the compressor and the outdoor air. The capillary tube depressurizes the refrigerant supplied to the indoor unit from the outdoor heat exchanger. The bypass device is for bypassing the refrigerant discharged from the compressor to the suction side of the compressor, and is provided between the suction side and the discharge side of the compressor. The control unit controls the discharge refrigerant of the compressor to be bypassed to the suction side of the compressor by opening the bypass device according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature.
이와 같은 구성의 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법은 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 바이패스 장치를 개방하여 압축기의 토출 냉매가 압축기의 흡입 측으로 바이패스 되도록 제어한다. The control method of the air conditioner according to the present invention having such a configuration controls the discharge refrigerant of the compressor to be bypassed to the suction side of the compressor by opening the bypass device according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 실외기(102)에 룸형 실내기(104)와 패키지형 실내기(106)가 냉매관을 통해 연결된다. 실외기(102)의 압축기(108)에서 토출되는 압축된 냉매는 실외 열교환기(110)에서 실외 공기와 열교환이 이루어진 다음 전자 팽창 밸브(116)에 의해 감압되어 패키지형 실내기(106)로 공급된다. 또 실외 열교환기(110)를 통과한 냉매는 모세관(118)에 의해 감압되어 룸형 실내기(104)로 공급된다. 압축기(108)의 토출 측(108a)과 흡입 측(108b) 사이에는 바이패스 밸브(112)가 마련된다. 이 바이패스 밸브(112)가 개방되면 압축기(108)의 토출 냉매의 일부가 압축기(108)의 흡입 측(108b)으로 바이패스되어 실외 열교환기(110)에 공급되는 냉매의 양이 감소하게 된다. 이는 곧 바이패스 밸브(112)가 개방되면 각 실내기(104 또는 106)로 공급되는 냉매의 양이 감소함을 의미한다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에서는 룸형 실내기(104)로 공급되는 냉매를 감압시키기 위해 모세관(118)을 이용하는데, 모세관(118)은 전자 팽창 밸브에 비해 가격이 낮고 유지 보수가 용이하며, 제어를 위한 통신이 불필요하기 때문에 시스템의 설계 및 운용에 있어서 매우 효율적이다. Referring to Figures 1 to 4 a preferred embodiment of the present invention made as described above are as follows. 1 is a view showing a refrigerant cycle of the air conditioner according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a room type
냉방 운전 시, 전자 팽창 밸브(116)의 개도는 패키지형 실내기(106)에서 요구되는 냉방 능력에 따라 조절되지만, 모세관(118) 전 단의 솔레노이드 밸브(114)는 룸형 실내기(104)에서 요구되는 냉방 능력과는 무관하게 완전 개방된다. 이와 같은 구조 때문에 모세관(118)에서는 일정한 크기의 감압이 이루어지는데, 압축기(108)의 압축 능력이 룸형 실내기(104)의 최대 열교환 능력을 초과하면 과도한 냉방과 결로 현상이 빚어지고, 실외 온도의 저온 구간에서는 냉매 온도가 지나치게 낮아져 압축기(108)에 결빙 등의 문제가 발생할 여지가 있으므로, 바이패스 밸브(112) 를 통해 압축기(102)의 토출 냉매를 흡입 측(108b)으로 바이패스 시킴으로써 이와 같은 문제가 발생하지 않도록 한다. In the cooling operation, the opening degree of the
도 2는 도 1에 나타낸 공기조화기의 제어 계통을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(202)의 입력단에는 실외 온도를 검출하기 위한 온도 검출부(212)가 연결된다. 제어부(202)의 출력단에는 압축기 구동부(204)와 솔레노이드 밸브 구동부(206), 바이패스 밸브 구동부(208), 전자 팽창 밸브 구동부(210)가 연결되며, 각각 압축기(108)와 솔레노이드 밸브(114), 바이패스 밸브(112), 전자 팽창 밸브(116)를 구동한다. 제어부(202)는 실외 온도의 변화에 따라 바이패스 밸 브(112) 개방하여 압축기(102)의 토출 냉매가 압축기(102)의 흡입 측(108b)으로 바이패스 되도록 제어하는데, 이를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the air conditioner shown in FIG. 1. As shown in FIG. 2, a
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 바이패스 밸브 개폐 특성을 나타낸 그래프로서, 실외 온도 변화 곡선(302)과 바이패스 밸브 개방 구간(304) 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 실외 온도가 하강 추세일 때 실외 온도가 제 1 설정 온도(예를 들면 28℃)에 도달하면 바이패스 밸브(112)를 개방하여 압축기(108)에서 토출되는 냉매가 흡입 측(108b)으로 바이패스 되도록 하고, 실외 온도가 상승 추세일 때 실외 온도가 제 2 설정 온도(예를 들면 30℃)에 도달하면 바이패스 밸브(112)를 폐쇄한다. 3 is a graph illustrating the opening and closing characteristics of the bypass valve of the air conditioner according to the exemplary embodiment of the present invention, and illustrates a relationship between the outdoor
저온 조건은 실내 및 실외 온도가 모두 건구 온도 21℃, 습구 온도 15℃인데, 이 구간에서는 바이패스 밸브(112)를 개방하여 냉매의 순환량을 줄임과 동시에 압축기(108)에서 토출되는 고온의 냉매를 흡입 측(108b)으로 바이패스 시킴으로써 압축기(108)의 결빙을 막아 저온 조건에서도 압축기의 신뢰성을 확보할 수 있도록 한다. 결로 조건은 실내 및 실외 온도가 모두 건구 온도 27℃, 습구 온도 24℃인데, 역시 이 구간에서도 바이패스 밸브(112)를 개방함으로써 결로를 방지할 수 있다. 또 실외 온도가 30℃ 이상이 되면 바이패스 밸브(112)를 폐쇄하는데, 이는 실외 온도가 충분히 높으면 룸형 실내기(104)는 저온 조건 및 결로 조건에서 벗어나기 때문에 토출 냉매를 바이패스시킬 필요가 없기 때문이다. In the low temperature conditions, both the indoor and outdoor temperatures are 21 ° C. in the dry bulb temperature and 15 ° C. in the wet bulb temperature. In this section, the
이와 같은 저온 조건 및 결로 조건에서의 문제는 룸형 실내기(104)가 단독으로 운전하는 경우에 더욱 두드러지게 나타나기 때문에, 룸형 실내기(104)가 단독으로 운전할 때 실외 온도의 변화 추이에 따라 바이패스 밸브(112)를 제어하는데, 이를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. This problem in the low temperature and condensation conditions is more prominent when the room type
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 룸형 실내기(104)가 단독으로 운전하는지를 판별하고(402), 만약 룸형 실내기(104)가 단독으로 운전하는 경우가 아니면 패키지형 실내기(106)의 단독 운전인지를 판별하여(404) 패키지형 실내기(106)를 단독으로 운전하거나(406) 룸형 실내기(104)와 패키지형 실내기(106)를 병행 운전한다(408). 4 is a flowchart illustrating a control method of an air conditioner according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, it is determined whether the room type
룸형 실내기(104)의 단독 운전인 경우(402), 먼저 실외 온도가 저온 구간 또는 결로 구간에 해당되는지를 확인하기 위해 실외 온도를 측정한다(410). 만약 실외 온도가 하강 추세일 때(412), 실외 온도가 28℃에 도달하면(414) 바이패스 밸브(112)를 개방하여 압축기(102)의 토출 냉매가 흡입 측(108b)으로 바이패스 되도록 한다(416). In the case of the single operation of the room type indoor unit 104 (402), the outdoor temperature is first measured to determine whether the outdoor temperature corresponds to a low temperature section or a dew condensation section (410). If the outdoor temperature is falling (412) and the outdoor temperature reaches 28 ° C (414), the
실외 온도가 상승 추세일 때(418), 실외 온도가 30℃에 도달하면 룸형 실내기(104)가 단독으로도 운전하는 경우라도 효율적인 냉방이 이루어질 수 있으므로, 바이패스 밸브(112)를 폐쇄하여 압축기(102)의 토출 냉매가 모두 냉매 사이클을 통해 순환할 수 있도록 한다(422). When the outdoor temperature rises (418), when the outdoor temperature reaches 30 ° C, efficient cooling can be achieved even when the room type
본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어 방법은 실외 온도 및 실외 온도의 변화 추세에 따라 압축기의 토출 냉매를 흡입 측으로 바이패스시킴으로써 과도한 냉난방 및 결로 현상을 방지하고 또 실외 온도의 저온 구간에서의 압축기의 신뢰성을 확보 할 수 있도록 한다. The air conditioner and the control method according to the present invention prevent excessive cooling and heating and condensation by bypassing the discharge refrigerant of the compressor to the suction side according to the change of the outdoor temperature and the outdoor temperature, Ensure reliability.
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