KR100551964B1 - 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기와, 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 감소하기 위한 전자 냉각기, 및 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도에 따라 상기 전자 냉각기를 제어하는 냉각기 제어 유니트를 포함하고, 압축기를 구동하는 도중 압축기에 흡입되는 냉매의 온도가 설정된 온도 범위 내에서 변화하도록 전자 냉각기를 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 전자 냉각기를 제어하여 압축기의 흡입 냉매가스의 온도를 적절하게 유지하므로 압축기를 충실하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 냉동 사이클에 악영향을 미치지 않기 때문에 공기 조화기의 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치 및 방법{COMPRESSOR PROTECTION APPARATS USING A ELECTRIC COONILG DEVICE AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따라 전자 냉각기를 적용한 공기 조화기의 구성을 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따라 마이컴이 전자 냉각기를 제어하는 구성의 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따라 전자 냉각기를 제어하는 동작을 나타낸 순서도이다.

도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따라 바이메탈스위치를 이용하여 전자 냉각기를 제어하는 구성의 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

A : 실외기

B : 실내기

1,3 : 압축기

4,5 : 토출온도센서

16 : 흡입온도센서

17 : 전자냉각기

본 발명은 전자냉각기를 이용한 압축기 보호 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기 흡입측에 설치한 전자 냉각기를 이용하여 압축기를 보호할 수 있도록 한 전자냉각기를 이용한 압축기 보호 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

공기 조화기는 실외기와 실내기로 이루어진다. 실외기는 저온 저압의 냉매가스를 압축하여 고온 고압의 냉매가스를 토출하기 위한 압축기를 구비한다.

압축기에 흡입되는 냉매가스의 온도가 높게 되면 토출 냉매가스의 온도가 지나치게 상승하고, 이로 인하여 압축기의 구성 부품이 열화되거나 오일의 탄화 현상을 유발한다.

이에 따라 기존에는 응축기에 의해 응축된 냉매를 이용하여 압축기의 흡입 냉매의 온도를 낮추는 방법, 압축기의 용량을 감소하는 방법, 실외팬의 회전수를 증가시켜 응축기의 응축압력을 낮추는 방법, 및 팽창밸브의 개도를 조절하여 냉동 사이클의 과열도를 낮추는 방법 등을 적용하였다.

그러나 기존의 방법들은 압축기의 흡입 냉매의 온도 조절에만 주안점을 두고 냉동 사이클에 직접 변화를 주기 때문에 공기 조화기의 성능을 저하시키는 악영향을 일으키는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 전자 냉각기를 제어하여 압축기의 흡입 가스의 온도를 적절 하게 유지함으로써 압축기를 보호할 수 있도록 한 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기; 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 감소하기 위한 전자 냉각기; 및 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도에 따라 상기 전자 냉각기를 제어하는 냉각기 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기의 흡입 배관에 마련한 전자 냉각기를 이용하여 압축기를 보호하기 위한 방법에 있어서, 상기 압축기를 구동하는 도중 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도가 설정된 온도 범위 내에서 변화하도록 상기 전자 냉각기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 공기 조화기의 실외기(A)와 실내기(B)는 냉매관에 의해 연결된다.

실외기에 병렬 연결된 복수 압축기(1)(2)를 설치한다. 제1압축기(1)는 능력이 고정되고 제2압축기(2)는 PWM 밸브(3)를 제어하여 능력을 가변할 수 있다. 복수 압축기의 토출측은 토출배관(6)에 공통 연결되고, 흡입측은 가스배관(13)의 중도에 설치한 어큐뮬레이터(14)에 연결된 흡입 배관에 공통 연결된다.

압축기(1)(2)에서 토출된 냉매는 사방밸브(9)를 거쳐 응축기(12)에 보내지 고, 응축기(12)에 의해 응축된 냉매는 실내기(B)의 팽창밸브(18) 및 증발기(19)를 거친 후, 실외기측 가스배관(13)에 의해 어큐뮬레이터(14)를 경유하여 압축기(1)(2)에 흡입되고, 이후 냉매 순환이 계속 이루어진다.

압축기의 토출배관(6)과 흡입측 가스배관(13) 사이를 연결하는 바이패스 라인의 중도에 바이패스밸브(11)를 설치하며, 이 바이패스밸브는 토출되는 고온 가스를 흡입측으로 바이패스한다.

제1 및 제2토출온도센서(4)(5)는 제1압축기(1)와 제2압축기(2)의 토출측에 설치되어 각각 토출 냉매가스의 온도를 감지하고, 감지한 토출 냉매가스의 온도에 상응한 온도 감지 신호를 후술하는 마이컴에 제공한다.

흡입온도센서(16)는 복수 압축기의 흡입측에 연결되는 가스 배관(13)의 중도에 설치되어 압축기에 흡입되는 냉매가스의 온도를 감지하고, 감지한 흡입 냉매가스의 온도에 상응한 온도 감지 신호를 후술하는 마이컴에 제공한다.

또 토출배관(6)에 토출냉매의 압력을 감지하는 고압센서(7)와 냉매 압력이 과도할 때 압축기를 정지하기 위한 고압스위치(8)를 설치하고, 가스배관(13)에 흡입냉매의 압력을 감지하는 저압센서(15)를 설치한다.

본 발명에 따른 전자 냉각기(17)는 압축기의 흡입배관에 마련한다.

전자 냉각기(17)는 흡열부와 발열부로 이루어진다. 이 전자 냉각기는 구동전원을 공급받은 경우 흡열부에서 냉매와 열교환하고 발열부를 통해 발산함으로써 흡입 냉매의 온도를 감소시키는 역할을 한다.

본 발명은 압축기에 흡입되는 냉매온도가 적정 온도 범위를 벗어나면 전자 냉각기를 제어하는 냉각기 제어 유니트를 구비한다.

냉각기 제어 유니트는, 도 2와 같이, 제1 및 제2토출온도센서(4)(5)와 흡입온도센서(6), 저압센서(15), 그리고 마이컴(20)으로 구성한다.

마이컴(20)은 복수 압축기를 포함하여 냉각운전을 수행하기 위한 각 부의 동작을 제어한다. 특히, 마이컴(20)은 토출온도센서(4)(5)와 흡입온도센서(16) 그리고 저압센서(15)에 의해 제공되는 토출 냉매가스의 온도와 흡입 냉매가스의 온도 및 압력을 총체적으로 고려하여 전자 냉각기를 제어한다.

이러한 마이컴의 제어 동작을 도 3에 따라 설명한다.

먼저, 공기 조화기를 운전하기 위한 명령에 따라 마이컴(20)은 복수 압축기를 구동한다(101).

압축기를 구동하는 도중, 마이컴(20)은 센서(4)(5)(16)로부터 온도 감지 신호를 제공받아 압축기의 토출 냉매가스의 온도(To)와 흡입 냉매가스의 온도(Ti)를 감지한다(103).

마이컴은 감지한 토출 냉매가스의 온도(To)가 제1설정온도(R1) 보다 크고 흡입 냉매가스의 온도(Ti)가 제2설정온도(R2) 보다 큰지를 판단하고(105), 그 판단 결과 토출 냉매가스의 온도가 제1설정온도보다 크고 흡입 냉매가스의 온도가 제2설정온도보다 크지 않으면 전자 냉각기를 정지하고(104), 계속 토출 냉매가스와 흡입 냉매 가스의 온도를 감지하기 위해 동작 103으로 돌아간다.

동작 105의 판단 결과 토출 냉매가스의 온도가 제1설정온도보다 크고 흡입 냉매가스의 온도가 제2설정온도보다 크면, 마이컴(20)은 흡입 냉매가스의 온도를 감소시키기 위해 전자 냉각기(17)를 구동한다(107). 이에 따라 전자 냉각기의 흡열부에서 흡입 냉매가스와 열교환되고 발열부에서 열발산이 이루어짐에 따라 흡입되는 냉매가스의 온도가 감소한다.

이때, 마이컴(20)은 저압센서(15)에 의해 감지한 흡입 냉매의 압력 감지 신호를 제공받아 흡입 냉매가스의 압력을 감지하고(109), 감지한 흡입 냉매가스의 압력에 기초하여 냉매 포화온도를 산출하며(111), 산출한 냉매 포화온도와 감지한 흡입 냉매가스의 온도를 비교하며, 그 비교 결과 전자 냉각기에 의한 열교환이 과도하여 흡입 냉매가스의 온도가 지나치게 낮아진 경우로서 압축기에서 액압축을 유발할 수 있는 경우에는 전자 냉각기를 정지시키며, 이와 달리 액압축이 발생하지 않는 조건 하에서는 전자 냉각기를 구동한다(113).

이와 같이 마이컴(20)의 제어에 따라 압축기에 흡입되는 냉매의 온도가 적정한 범위 내에서 변화하므로 압축기를 충실하게 보호할 수 있다.

전술한 실시 예에서와 같이 마이컴의 제어를 받지 않고 압축기의 흡입 냉매가스의 온도에 따라 전원을 스위치하는 바이메탈 스위치(bimetal switch)를 이용하여 전자 냉각기를 제어하는 방식을 도 4에 따라 설명한다.

도 4를 참고하여, 전원부(21)는 구동전원을 바이메탈스위치(22)에 제공하며,바이메탈 스위치(22)는 구동전원을 전자냉각기(17)에 인가한다. 바이메탈 스위치(22)는 흡입 냉매가스의 온도에 따라 작동할 수 있도록 압축기의 흡입 배관에 마련한다.

압축기를 구동하는 도중, 흡입 냉매가스의 온도가 설정온도 보다 크면 바이메 탈스위치(22)가 오프됨에 따라 전원부(21)의 구동전원을 차단하여 전자 냉각기(17)를 정지시킨다. 한편 흡입 냉매가스의 온도가 설정온도 보다 크지 않으면 바이메탈스위치(22)는 온됨에 따라 전자 냉각기에 구동전원을 인가하여 전자 냉각기를 구동한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 전자 냉각기를 제어하여 압축기의 흡입 냉매가스의 온도를 적절하게 유지하므로 압축기를 충실하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 냉동 사이클에 악영향을 미치지 않기 때문에 공기 조화기의 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 압축기;

   상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 감소하기 위한 전자 냉각기; 및

   상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도에 따라 상기 전자 냉각기를 제어하는 냉각기 제어 유니트를 포함하며,

   상기 냉각기 제어 유니트는 온도센서를 이용하여 감지한 상기 냉매의 온도가 설정온도보다 크면 상기 전자 냉각기를 구동하는 마이컴과, 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 압력을 감지하기 위한 저압센서를 더 포함하고,

   상기 마이컴은 상기 저압센서에 의해 감지한 냉매 압력에 따라 냉매의 포화온도를 산출하고, 산출한 냉매의 포화온도와 상기 온도센서에 의해 감지한 냉매온도를 비교하며, 비교결과에 따라 상기 전자냉각기를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 온도센서는 상기 압축기에서 토출하는 냉매의 온도를 감지하기 위한 토출온도센서와 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도를 감지하기 위한 흡입온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 냉각기 제어 유니트는 상기 전자 냉각기를 구동하기 위한 구동전원을 공급하는 전원부와, 상기 전원부와 상기 전자 냉각기 사이에 연결되어 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도에 따라 상기 구동전원을 스위치하는 바이메탈 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 바이메탈 스위치는 상기 압축기의 흡입 배관에 마련하는 것을 특징으로 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 장치.
7. 압축기의 흡입 배관에 마련한 전자 냉각기를 이용하여 압축기를 보호하기 위한 방법에 있어서,

   상기 압축기를 구동하는 도중 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 온도가 설정된 온도 범위 내에서 변화하도록 상기 전자 냉각기를 제어하며,

   상기 전자 냉각기의 제어는, 상기 압축기에서 토출하는 냉매의 온도와 흡입되는 냉매의 온도를 감지하고, 감지한 토출 냉매온도 및 흡입 냉매온도가 설정온도보다 크면 상기 전자 냉각기를 구동하는 것을 특징으로 하는 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 방법.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서, 상기 전자 냉각기의 제어는, 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 압력을 감지하고, 감지한 냉매 압력에 따라 냉매의 포화온도를 산출하고, 산출한 냉매의 포화온도와 감지한 냉매온도를 비교하며, 비교결과에 따라 상기 전자냉각기를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 냉각기를 이용한 압축기 보호 방법.

Images