KR100556770B1 - 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법에 관한 것으로, 인체 순응시간에 맞추어 인버터 압축기의 운전주파수를 가변함으로써, 절전 및 쾌적 냉방을 구현할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템에 있어서, 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 기설정한 다음, 인버터 압축기의 운전주파수를 제1 운전주파수로 운전시키면서 실내온도와 희망온도의 차이값을 제1 상한 가변치와 비교하는 제1 과정과; 상기 비교결과, 실내온도와 희망온도의 차이값이 제1 상한 가변치 이하이면 인버터 압축기의 운전주파수를 낮추어서 일정시간 운전시킨후, 실내온도와 희망온도의 차이를 제1 하한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제2 상한 및 제2 하한 가변치를 재설정한후 제1 운전주파수로 운전하는 제2 과정과; 상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전시킨 다음, 실내온도와 희망온도의 차이를, 상기 재설정한 제2 상한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제3 상한 및 제3 하한 가변치를 재설정한후 상기 제2 과정으로 궤환하는 제3 과정으로 이루어진다.

Description

인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전제어방법{AIR COOLING DRIVING CONTROL METHOD FOR AIR CONDITIONER EQUIPPED WITH INVERTER COMPRESSOR AND REGULAR VELOCITY COMPRESSOR}
도1은 종래 2개의 압축기를 적용한 공조시스템의 구성을 보인 개략도.
도2는 종래 4개의 압축기를 적용한 공조시스템의 구성을 보인 개략도.
도3은 종래 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전제어방법에 대한 동작을 보인 파형도.
도4는 본 발명 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전제어방법에 대한 동작 흐름도.
본 발명은 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템에 관한 것으로, 특히 인체 순응시간에 맞추어 인버터 압축기의 운전주파수를 가변함으로써, 절전 및 쾌적 냉방을 구현할 수 있도록 한 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기에서 고온ㆍ고압으로 압축된 냉매의 냉각사 이클을 이용하여 실내를 냉방시키는 장치이다.
한편, 2개의 압축기를 갖는 공기조화기는 상기 각각의 압축기가 냉방부하에 따라 선택적으로 작동되어 상기 압축기를 구동시키는 구성은 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 압축기를 갖는 공기조화기는 선택적으로 작동되어 냉매의 압축량을 변화시키기 위한 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20)와; 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(1)와; 상기 응축기(1)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(2)와; 상기 팽창팰브(2)에서 팽창된 냉매와 실내의 공기가 열교환되는 증발기(3)로 이루어진다.
먼저, 상기 도 1의 제1 압축기(10)는 소용량 압축기, 제2 압축기(20)는 대용량 압축기라는 가정하에서 설명하기로 한다.
상기 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20) 각각의 흡입관(11, 21) 및 토출관 (12, 22)은 흡입호스(30)에서 분기된 호스(31, 32)와 토출호스(40)에서 분기된 호스(41, 42)에 의해 각각 연결된다.
상기 각각의 분기된 호스(31, 32, 41, 42)에는 수동 또는 마이콤 등의 제어수단에 의해 선택적으로 개폐되는 흡기밸브(33, 34) 및 토출밸브(43, 44)가 각각 연결된다.
이와 같이 구성된 4개의 압축기를 갖는 공기조화기는 냉방부하에 따라 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20)가 선택적으로 작동되어 그 냉동사이클을 수행한다.
즉, 냉방부하가 작은 경우에는 제1 압축기(20)만 작동되고, 냉방부하가 큰 경우에는 제2 압축기(10)만 작동되며, 냉방부하가 더욱 큰 경우에는 제1, 제2 압축기(10, 20) 모두가 작동되어 냉방에 필요한 냉매의 압축량을 변화시키는 것이다.
한편, 냉매가 사이클을 수행하기 위해 제1 압축기(10) 또는 제2 압축기(20)에서 압축될 때, 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20) 내에 있는 윤활유가 냉매와 섞여 토출된 후 상기 냉매와 함께 사이클을 수행한 후 어큐물레이터(accumulator)(도시생략)를 거쳐 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20)로 재흡입된다.
최근에는, 도2와 같이, 압축기를 4개 적용한 공조시스템이 사용되고 있는데, 일반적인 동작을 상기 도1과 동일하고, 다만 압축기의 용량을 20/20/30/30 또는 동일용량의 압축기를 사용한다.
이때, 상기 4개의 압축기중 일부는 인버터 압축기로 하고, 일부는 정속형 압축기로 사용하고 있는데, 이러한 정속형 압축기와 인버터 압축기를 구비한 공조시스템은, 냉방운전시, 도 3과 같이 사용자가 설정한 희망온도의 상한온도 또는 희망온도의 하한온도에 도달하면 정속형 압축기를 온/오프시키거나, 인버터 압축기의 운전주파수를 변경하는 방법을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래 정속형 압축기와 인버터 압축기를 구비한 공조시스템은, 사용자가 원하는 희망온도에서 장시간 유지되면, 즉 인체순응시간이 지나면 오히려 추워짐을 느끼게 되는데, 이러한 인체 순응시간을 염두하지 않아 사용자가 쾌적감을 느끼지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,인체 순응시간에 맞추어 인버터 압축기의 운전주파수를 가변함으로써, 절전 및 쾌적 냉방을 구현할 수 있도록 한 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방 운전 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템에 있어서, 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 기설정한 다음, 인버터 압축기의 운전주파수를 제1 운전주파수로 운전시키면서 실내온도와 희망온도의 차이값을 제1 상한 가변치와 비교하는 제1 과정과; 상기 비교결과, 실내온도와 희망온도의 차이값이 제1 상한 가변치 이하이면 인버터 압축기의 운전주파수를 낮추어서 일정시간 운전시킨후, 실내온도와 희망온도의 차이를 제1 하한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제2 상한 및 제2 하한 가변치를 재설정한후 제1 운전주파수로 운전하는 제2 과정과; 상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전시킨 다음, 실내온도와 희망온도의 차이를, 상기 재설정한 제2 상한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제3 상한 및 제3 하한 가변치를 재설정한후 상기 제2 과정으로 궤환하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방 운전 제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도4는 본 발명 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방 운전 제어방법에 관한 동작흐름도이다.
도4에 도시한 바와같이, 본 발명은 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 기설정하는 과정과; 냉방운전시, 인버터 압축기를 제1 운전 주파수로 운전시키면서, 실내온도와 희망온도 차이가 제1 상한 가변치 이하인지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 상한 가변치 이하이면, 인버터 압축기의 운전주파수를 제2 운전주파수로 감소시켜 운전시키면서, 일정시간이 경과하였는지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과, 인버터 압축기가 제2 운전 주파수로 일정시간 이상 운전되면, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상인지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과,실내 온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이하이고, 인체순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후 제2 운전주파수로 운전하는 과정과; 상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상이고, 인체 순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후, 인버터 압축기를 제1 운전주파수로 운전하는 과정과; 상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전한 다음, 실내온도와 희망온도 차이가 제2 상한 가변치 이상인지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이상이고,인체 순응시간이 경과하면 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제1 운전주파수로 운전하는 과정과; 상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이하이고, 인체 순응시간이 경과하면, 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제2 운전주파수로 운전하는 과정으로 이루어지며, 이와 같은 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저, 본 발명은, 냉방운전시 높았던 실내온도가 떨어져서 사용자가 원하는 희망온도로 장시간 유지되면, 사람들은 오히려 추워짐을 느끼게 되는데, 이러한 인체순응시간을 도입하였음을 밝혀두는 바이다.
우선, 실험에 의해 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 설정한다.
상기 상한 가변치와 하한 가변치는, 희망온도를 중심으로 압축기가 온/오프되는 상하한치로서, 운전시간이 경과함에 따라 일정값(약 0.5도) 만큼 상승한다.
그 다음, 냉방 운전시, 인버터 압축기를 제1 운전 주파수로 운전시키면서, 실내온도와 희망온도 차이가 제1 상한 가변치 이하인지를 판단한다.
상기 판단결과, 상기 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 상한 가변치 이하이면 인버터 압축기의 운전주파수를 제2 운전주파수로 감소시켜 운전시키면서, 일정시간이 경과하였는지를 판단한다.
상기 판단결과, 인버터 압축기가 제2 운전주파수로 일정시간 이상 운전되면, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상인지를 판단한다.
상기 판단결과, 실내 온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이하이고, 인체순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값(약 0.5도)을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후 제2 운전주파수로 운전한다.
한편, 상기 판단결과, 상기 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상이고, 기 설정된 인체 순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후, 인버터 압축기를 제1 운전주파수로 운전한다.
그 다음, 상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전시킨후, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이상인지를 판단한다.
상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이상이고,인체 순응시간이 경과하면 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제1 운전주파수로 운전한다.
한편, 상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이하이고, 인체 순응시간이 경과하면, 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제2 운전주파수로 운전한다.
다시 말해서, 본 발명은, 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 기설정한 다음, 인버터 압축기의 운전주파수를 제1 운전주파수로 운전시키면서 실내온도와 희망온도의 차이값을 제1 상한 가변치와 비교하고, 그 비교결과, 실내온도와 희망온도의 차이값이 제1 상한 가변치 이하이면 인버터 압축기를 낮추어서 일정시간 운전시킨후, 다시 실내온도와 희망온도의 차이를 제1 하한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제2 상한 및 제2 하한 가변치를 재설정한후 제1 운전주파수로 운전하며, 이렇게 제1 운전주파수로 일정시간 운전시킨 다음, 실내온도와 희망온도의 차이를, 상기 재설정한 제2 상한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제3 상한 및 제3 하한 가변치를 재설정하는 동작을 반복수행하는데, 즉 상기 냉방 또는 난방 사이클이 반복 되었을 때에 인버터 압축기의 저운전주파수 운전 영역을 넓혀주어 절전운전하고, 인체순응시간을 도입하여 쾌적 냉방운전을 실행한다.
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, 인체 순응시간에 맞추어 인버터 압축기의 운전주파수를 가변함으로써, 절전 및 쾌적 냉방을 구현하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 인버터 압축기 및 정속 압축기를 구비한 공조시스템에 있어서,
    제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치를 기설정한 다음,
    인버터 압축기의 운전주파수를 제1 운전주파수로 운전시키면서 실내온도와 희망온도의 차이값을 제1 상한 가변치와 비교하는 제1 과정과;
    상기 비교결과, 실내온도와 희망온도의 차이값이 제1 상한 가변치 이하이면 인버터 압축기의 운전주파수를 낮추어서 일정시간 운전시킨후, 실내온도와 희망온도의 차이를 제1 하한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제2 상한 및 제2 하한 가변치를 재설정한후 제1 운전주파수로 운전하는 제2 과정과;
    상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전시킨 다음, 실내온도와 희망온도의 차이를, 상기 재설정한 제2 상한 가변치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 제3 상한 및 제3 하한 가변치를 재설정한후 상기 제2 과정으로 궤환하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
  2. 제1 항에 있어서, 제2 과정은,
    인버터 압축기가 제2 운전 주파수로 일정시간 이상 운전되면, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상인지를 판단하는 단계와;
    상기 판단결과,실내 온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이하이고, 인체순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후 제2 운전주파수로 운전하는 단계와;
    상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제1 하한 가변치 이상이고, 인체 순응시간이 경과하면 제1 상한 가변치와 제1 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제2 상한 및 하한 가변치를 결정한후, 인버터 압축기를 제1 운전주파수로 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
  3. 제1 항에 있어서, 제3 과정은,
    상기 제1 운전주파수로 일정시간 운전한 다음, 실내온도와 희망온도 차이가 제2 상한 가변치 이상인지를 판단하는 과정과;
    상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이상이고,인체 순응시간이 경과하면 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제1 운전주파수로 운전하는 과정과;
    상기 판단결과, 실내온도와 희망온도의 차이가 제2 상한 가변치 이하이고, 인체 순응시간이 경과하면, 제2 상한 및 하한 가변치에 일정값을 가산하여 제3 상한 및 하한 가변치를 결정하여 제2 운전주파수로 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
  4. 제2 항 또는 제3 항에 있어서, 인체 순응시간은,
    온도가 높아질수록 시간이 길어지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
  5. 제1 항 내지 제3 항중 어느 한항에 있어서, 상한 가변치 및 하한 가변치는,
    운전시간이 경과함에 따라 일정 값 만큼 상승하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 일정값은,
    실험에 의해, '0.5도'로 설정되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기 및 정속형 압축기를 구비한 공조시스템의 냉방운전 제어방법.
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