KR100561943B1 - 전동팽창밸브의 제어방법 - Google Patents

Abstract

복수의 실내유니트를 구비하였을 때의 전동팽창밸브의 제어를 간략화한다.

공기조화기는, 목표 배출온도에 기초하여 PI 연산에 의해 각 전동팽창밸브의 제어스텝을 설정한다(스텝 230, 232, 250, 252).

그 다음에, 냉방모드에서는, 각 실내유니트에 대한 냉매배관온도(굵은관 온도)를 판독하여, 냉매배관온도의 편차에 의거하여 각 전동팽창밸브의 개방도의 보정량을 설정한다(스텝 234∼240).

또, 난방모드에서는, 각 실내유니트의 코일온도를 판독하여, 코일온도의 차에 의거하여 각 전동팽창밸브의 보정량을 설정한다(스텝 254∼258).

이와같이 설정한 보정량에 의거하여 제어스텝을 보정하여(스텝 242, 260), 각 전동팽창밸브를 보정한 제어스텝이 되도록 조작한다.

Description

전동팽창밸브의 제어방법 {CONTROL METHOD FOR ELECTRO-DRIVE EXPANSION VALVE}

도 1은, 본 실시형태에 적용한 멀티형 공기조화기의 일예를 나타내는 개략구성도.

도 2는, 본 실시형태에 적용한 공기조화기의 냉동사이클의 일예를 나타내는 개략구성도.

도 3은, 실내유니트의 전기회로의 개략구성을 나타내는 블록도.

도 4는, 실외유니트의 전기회로의 개략구성을 나타내는 블록도.

도 5는, 흐름도.

도 6(a)는 냉방모드에서의 각 전동팽창밸브 제어스텝의 설정의 개략을 나타내는 흐름도, (b)는 난방모드에서의 각 전동팽창밸브 제어스텝의 설정의 개략을 나타내는 흐름도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10. 공기조화기

12(12A, 12B) 실내유니트

14. 실외유니트

16A. 냉매배관(굵은관)

18. 열교환기

26. 압축기(콤프레셔)

36(36A, 36B). 전동팽창밸브

86. 열교온도센서(코일온도 검출센서)

98. 마이컴(마이크로 컴퓨터)

150(150A, 150B). 냉매온도센서(냉매온도 검출수단)

본 발명은, 한 대의 실외유니트에 복수대의 실내유니트가 접속되는 공기조화기의 실외유니트에 설치되어, 각각의 실내유니트로의 냉매유량을 조정하는 전동팽창밸브의 제어방법에 관한 것이다.

실내를 공기조화시키는 공기조화기(이하, 공조기라고도 함)에서는, 실내유니트와 실외유니트 사이에서 형성되어 있는 냉동사이클중의 냉매의 순환에 의해 실내유니트로부터 분출하는 공기의 온도를 조절하고 있다.

이때, 공조기에서는, 냉동사이클중에 전동팽창밸브를 설치하여 압축기로부터 토출되는 냉매온도의 목표온도인 목표 배출온도를 설정하고, 이 목표배출온도에 기초하여 전동팽창밸브의 개방도를 제어하므로서 냉매의 유량을 조정하고 있다.

이와같은 공조기에는, 한 대의 실외유니트에 복수대의 실내유니트가 접속되는 이른바 멀티형이 있다.

상기 멀티형의 공조기에서는, 복수의 실내유니트의 각각에 대하여 전동팽창밸브를 설치해서 각각의 실내유니트에로의 냉매의 유량을 조정하고 있다.

그러나, 이와같은 종래의 공조기에서는, 목표배출온도에 기초하여 전체의 냉매유량을 조정하는 전동팽창밸브에 부가하여, 개개의 실내유니트에로의 냉매의 분배유량을 조정하는 전동팽창밸브가 설치되어 있기 때문에, 개개의 실내유니트의 요 구에 대응하는 공기조화 능력을 얻기 위한 전동팽창밸브의 개방도의 제어가 복잡하게 되어 있다.

본 발명은, 상기의 현상을 감안하여 이루어진 것으로서, 한 대의 실외유니트에 대하여 복수대의 실내유니트가 접속되는 공기조화기에 있어서, 전동팽창밸브의 제어가 간략하게 되는 전동팽창밸브의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 적어도 압축기와, 전동팽창밸브와, 열교환기를 갖는 실외유니트 및 적어도 열교환기를 갖는 복수의 실내유니트를 냉동사이클이 성립되도록 냉매배관으로 접속함과 동시에, 피공조실내로 분출하는 공기와 냉동사이클중에 순환되는 냉매 사이에서 열 교환을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 복수의 실내유니트의 각각에 대응하여 실외유니트에 설치되고, 대응하는 실내유니트에로의 냉매의 유량을 조정하는 전동팽창밸브의 제어방법으로서, 상기 각각의 전동팽창밸브의 개방도를 압축기로부터 토출되는 냉매온도의 목표치인 목표 배출온도에 기초하여 설정함과 동시에, 냉매온도 검출수단에 의하여 상기 복수 실내유니트의 열교환기의 각각을 통과하여 실외유니트로 되돌려지는 냉매온도를 검출하며, 적어도 어느 하나의 실내유니트의 냉매온도를 기준으로 하여 복수 실내유니트의 각각의 냉매온도의 편차를 구하고, 그 편차에 따라 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 목표 배출온도에 기초하여, 복수의 실내유니트의 각각에 대응하고 있는 전동팽창밸브의 개방도를 설정한다.

이와 함께, 각각의 실내유니트에 대응하는 굵은 냉매배관의 냉매온도에 기초하여, 실내유니트의 각각에 대응하여 설치되어 있는 전동팽창밸브의 개방도를 보정한다.

이때, 예를 들면 냉방모드에서는, 가장 온도가 낮은 냉매온도를 기준온도로 하고, 이 기준온도에 대한 각 실내유니트의 냉매온도의 편차를 연산하여, 이 편차에 기초하여 냉매온도가 거의 동일하게 되도록 개개의 전동팽창밸브의 개방도를 보정한다.

이에 의해, 냉동사이클중을 순환하는 냉매의 유량과 복수의 실내유니트 각각에로의 냉매유량을 조정하여, 각각의 실내유니트에서 적절히 피공조실의 냉방을 행할 수가 있다.

이와같은 구성의 본 발명에서는, 상기 복수의 실내유니트 각각에 대하여 상기 편차의 변화량을 산출하고, 그 산출결과를 포함하여 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것이 보다 바람직하다.

이에 의해, 보다 적절히 개개의 전동팽창밸브의 개방도 보정이 가능하게 된다.

또, 본 발명은, 적어도 압축기와, 전동팽창밸브와, 열교환기를 갖는 실외유니트 및 적어도 열교환기를 갖는 복수의 실내유니트를 냉동사이클이 성립되도록 냉매배관으로 접속함과 동시에, 피공조실내로 분출하는 공기와 냉동사이클중에 순환되는 냉매 사이에서 열 교환을 행하는 공기조화기에 있어서, 상기 복수의 실내유니트의 각각에 대응하여 실외유니트에 설치되고, 대응하는 실내유니트에로의 냉매의 유량을 조정하는 전동팽창밸브의 제어방법으로서, 상기 각각의 전동팽창밸브의 개방도를 압축기로부터 토출되는 냉매온도의 목표치인 목표 배출온도에 기초하여 설정함과 동시에, 상기 복수의 실내유니트의 각각에 설치한 코일온도 검출수단에 의해 열교환기의 코일온도를 검출하고 적어도 어느 하나의 실내유니트의 코일온도를 기준으로 하여 각각의 실내유니트의 코일온도의 편차를 구하고, 그 편차에 따라 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 목표 배출온도에 기초하여 복수의 실내유니트의 각각에 대응하고 있는 전동팽창밸브의 개방도를 설정함과 동시에, 각각의 실내유니트의 열교환기의 온도(코일온도)에 기초하여, 실내유니트의 각각에 대응하여 설치되어 있는 전동팽창밸브의 개방도를 보정한다.

이때, 예를 들면 난방모드에서는, 가장 온도가 낮은 코일온도를 기준온도로 하고, 이 기준온도에 대한 각 실내유니트의 코일온도의 편차를 연산하여, 이 편차에 기초하여 코일온도가 거의 동일하게 되도록 개개의 전동팽창밸브의 개방도를 보정한다.

이에 의해, 냉동사이클중에 순환되는 냉매의 유량과 복수의 실내유니트 각각에로의 냉매유량을 조정하여, 개개의 실내유니트에서 피공조실내를 적절히 난방할 수가 있게 된다.

이와같이, 본 발명에서는, 복수의 실내유니트의 각각에 대응하는 전동팽창밸브에 의해, 각각의 실내유니트에로의 냉매유량을 조정할 수 있게 됨과 동시에, 냉동사이클중에 순환되는 냉매유량의 조정도 할수 있게 되므로, 냉매유량을 조정하기 위해 별도로 전동팽창밸브를 설치할 필요가 없게 되어, 멀티형 공기조화기의 전동팽창밸브의 수를 삭감할 수가 있게 된다.

(실시예)

이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1 및 도 2에는, 본 실시형태에 적용시킨 공기조화기[공조기(10)이라고도 함]의 개략구성을 나타내고 있다.

공조기(10)은, 복수대(본 실시형태에서는 일예로서 2대)의 실내유니트(12)와 1대의 실외유니트(14)에 의해 구성되어 있는 멀티형으로 되어 있다.

또한, 이하의 설명에서는, 2대의 실내유니트(12)를 구별할 때에는, 실내유니트(12A),(12B)로 설명한다.

각각의 실내유니트(12)와 실외유니트(14)의 사이는, 냉매를 순환시키는 굵은관의 냉매배관(16A)와 가는관의 냉매배관(16B)로 접속되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 각각의 실내유니트(12)에는 열교환기(18)이 설치되어 있으며, 냉매배관(16A),(16B)의 각각의 한 끝이 이 열교환기(18)에 접속되어 있다.

실외유니트(14)에는, 쌍으로 되어 있는 밸브(20A),(20B)가 실내유니트(12)의 대수에 대응한 수 만큼 설치되어 있다.

냉매배관(16A)의 다른 끝은, 실외유니트(14)의 밸브(20A)에 접속되어 있다.

이 밸브(20A)는, 실외유니트(14)내에서 연결되고, 또한 머플러(22A)를 통해서 4방밸브(4방향밸브)(24)에 접속되어 있다.

4방밸브(24)에는, 압축기(26)의 흡인측에 접속되어 있는 축압기(28) 및 압축기(26)의 토출측에 접속되어 있는 머플러(22B)가 각각 접속되어 있다.

또, 실외유니트(14)에는 열교환기(30)이 설치되어 있다.

이 열교환기(30)은, 한쪽이 4방밸브(24)에 접속되고, 다른 쪽에 모세관(32)이 접속되어 있다.

모세관(32)에는, 스트레이너(34) 및 모듈레이터(38)이 접속되어 있으며, 모듈레이터(38)의 끝이 분기되어 각각의 밸브(20B)에 접속되어 있다.

냉매배관(16B)의 다른 끝은 밸브(20B)에 접속되어 있으며, 이에 의해 실내유니트(12)와 실외유니트(14)의 사이에 냉동사이클을 형성하는 냉매의 밀폐된 순환로가 구성되어 있다.

또, 실외유니트(14)내에서, 밸브(20B)를 향하여 분기된 각각의 배관의 중간부에는 전동팽창밸브(36A),(36B)가 설치되어 있으며, 전동팽창밸브(36)의 개방도에 따라 각각의 실내유니트(12)의 열교환기(18)내를 순환하는 냉매의 유량이 조정되도록 되어 있다.

또한, 전동팽창밸브(36A),(36B)를 특별히 구분하지 않을 때에는, 전동팽창밸브(36)으로 한다.

공조기(10)은, 압축기(26)이 구동되면 냉동사이클중을 냉매가 순환된다.

도 2에서, 화살표로 난방운전시(난방모드)와 냉방 또는 제습운전시(냉방모드)의 냉매의 흐름을 나타내는 바와 같이, 공조기(10)은, 4방밸브(24)의 전환에 의해 운전모드가 냉방모드(제습모드를 포함하여)와 난방모드로 전환되어, 전동팽창밸 브(36A),(36B)의 밸브개방도를 제어하므로서, 실내유니트(12A),(12B)의 각각의 열교환기(18)에서의 냉매의 증발온도가 조정된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 실내유니트(12)는 흡입구(46)과 분출구(50)이 형성된 케이싱(42)를 구비하고, 이 케이싱(42)의 이면에 설치되어 있는 도시하지 않은 베이스판에 의해 피공조실의 벽면 등에 소정의 높이로 고정된다.

케이싱(42)내에는, 열교환기(18)과 함께 크로스플로우팬(도시생략)이 배치되어 있으며, 이 크로스플로우팬의 작동에 의해 실내의 공기가 흡입구(46)으로부터 케이싱(42)내로 흡인된다.

케이싱(42)내로 흡인된 공기는, 열교환기(18)을 통과한 후, 분출구(50)으로부터 실내로 배출된다.

이 공기는, 열교환기(18)을 통과하므로서, 열교환기(18)내를 순환하는 냉매와의 사이에서 열 교환이 이루어져, 실내를 공조하는 온도가 조절된 공기(공조풍)로 된다.

실내유니트(12)의 분출구(50)에는, 상하 플랩(54)와 좌우 플랩(도시생략)이 설치되어 있어, 이 좌우 플랩과 상하 플랩(54)에 의해 분출구(50)으로부터 분출되는 공조풍의 방향이 변경된다.

공조기(10)에서는, 상하 플랩(54)의 내측으로 설치되어 있는 좌우 플랩이 수동으로 방향변경이 되도록 되어 있으며, 주로 상하 플랩(54)의 방향을 제어하므로서 분출구(50)으로부터 분출하는 공조풍의 풍향을 제어하고 있다.

또한, 실내유니트(12)는, 상하 플랩(54)와 함께 좌우 플랩의 방향을 제어하 는 것이라도 좋다.

또, 실내유니트(12A),(12B)는 동일한 구조라도 좋으나, 열교환기(18)을 구비한 것이라면 구조가 상이한 것이라도 좋다.

도 3에는, 실내유니트(12)의 개략구성의 일예를 나타내고 있다.

이 실내유니트(12)에는, 전원기판(56) 및 제어기판(58)이 설치되어 있다.

전원기판(56)에는, 모터전원(62), 제어회로전원(64), 시리얼전원(66) 및 구동회로(68)이 설치되어 있으며, 공조기(10)을 운전하기 위한 전력(예를들면 단상100V의 교류전력)이 공급되도록 되어 있다.

또, 제어기판(58)에는, 시리얼회로(70), 구동회로(72)와 함께 마이컴(마이크로 컴퓨터)(74)가 설치되어 있다.

전원기판(56)의 구동회로(68)에는, 상기한 크로스플로우팬을 구동시키는 팬 모터(76)(예를들면, DC브러시레스 모터)가 접속되어 있으며, 제어기판(58)에 설치되어 있는 마이컴(74)로부터의 제어신호에 대응하여 모터전원(62)로부터 구동전력을 공급한다.

이때, 마이컴(74)는, 구동회로(68)로부터의 출력전압을 12V∼36V의 범위로 256스텝에서 변화시켜서 제어하여, 실내유니트(12)의 분출구(50)으로부터 분출되는 공조풍의 풍량을 조정한다.

또, 제어기판(58)의 구동회로(72)에는, 상하 플랩(54)를 조작하는 상하 플랩모터(78)이 접속되어 있다.

상하 플랩모터(78)은, 마이컴(74)의 제어신호에 따라 작동되어 상하 플랩(54)를 조작한다.

이에 의해, 실내유니트(12)의 분출구(50)으로부터 소망하는 영역을 향해서 공조풍이 분출된다.

또, 마이컴(74)에는, 실내온도를 검출하는 실온센서(84) 및 열교환기(18)의 코일온도를 검출하는 열교온도센서(86)이 접속되며, 또한 제어기판(58)에 설치되어 있는 서비스LED 및 운전전환스위치(88)이 접속되어 있다.

운전전환스위치(88)은,「통상운전과」과 유지보수시 등에 행하는「시험운전」과의 전환 및 공조기(10)의 운전을 정지하는「정지」로 전환된다.

공조기(10)은, 운전전환스위치(88)을「통상운전」으로 설정하여 사용된다.

이에 의해, 접점(88A)가 닫혀져서 실내유니트(12)에로의 운전용 전력이 공급된다.

또, 운전전환스위치(88)을「정지」에 위치하게 하므로서, 접점(88A)가 개방되어 실내유니트(12)에로의 전력공급이 정지된다.

또한, 서비스LED는, 유지보수시에 점등조작하는 것에 의해 보수원에게 자기진단결과를 알리도록 되어 있다.

실내유니트(12)에는, 실외유니트(14)에로의 배선이 접속되는 단자판(90)이 설치되어 있다.

이 단자판(90)의 터미널(90A),(90B),(90C)에는, 실외유니트(14)로부터 실내유니트(12)에로의 전력공급용의 배선 및 시리얼통신용의 배선이 접속 가능하게 되어 있다.

마이컴(74) 및 전원회로(56)의 시리얼전원(66)에 접속되어 있는 시리얼회로(70)은 터미널(90B),(90C)를 통하여 실외유니트(14)로 접속되도록 되어 있으며, 이에 의해 실내유니트(12)와 실외유니트(14)와의 사이에서 시리얼 통신이 가능하게 되어 있다.

한편, 마이컴(74)에는, 표시기판(82)가 접속되어 있다.

이 표시기판(82)는, 운전표시용의 표시LED 등이 설치된 표시부와 도시하지 않은 리모콘 스위치로부터 송출되는 조작신호를 수신하는 수광소자를 구비한 수광부가 설치되어 있다.

이에 의해, 공조기(10)에서는, 리모콘스위치의 조작에 의해 실내유니트(12)와 실외유니트(14) 사이에서 시리얼통신을 행하면서, 실내가 리모콘스위치에 의해 설정된 공조 상태로 되도록 공조운전을 한다.

도 4에는, 실외유니트(14)의 개략구성을 나타내고 있다.

실외유니트(14)는, 단자판(92)가 설치되고, 이 단자판(92)의 터미널(92A),(92B),(92C) 가운데 터미널(92B),(92C)에 시리얼통신용 배선이 접속된다.

또, 실외유니트(14)에는, 터미널(90A),(90B)를 통해서 운전전력이 공급된다.

이 실외유니트(14)에는 정류기판(94), 제어기판(96)이 설치되어 있으며, 제어기판(96)에는, 마이컴(98)과 함께 노이즈필터(100A),(100B),(100C), 시리얼회로(102) 및 스위칭전원(104) 등이 설치되어 있다.

정류기판(94)는, 노이즈필터(100A)를 통해서 공급되는 전력을 정류하고, 노 이즈필터(100B),(100C)를 평활화하여 스위칭전원(104)로 출력한다.

스위칭전원(104)에는, 마이컴(98)과 함께 인버터회로(106)이 접속되어 있으며, 마이컴(98)로부터 출력되는 제어신호에 따른 주파수의 전력을 인버터회로(106)으로부터 압축기모터(108)로 출력하여, 압축기(26)을 회전구동시키도록 되어 있다.

또한, 마이컴(98)은, 인버터회로(106)으로부터 출력되는 전력의 주파수가 OFF(0Hz) 또는 14Hz 이상의 소정의 범위(상한은 운전전류 등에 의해 제한)로 되도록 제어하고 있으며, 이에 의해 압축기모터(108), 즉 압축기(26)의 회전수(운전주파수)가 변경되어, 압축기(26)의 능력[공조기(10)의 냉·난방능력]이 제어된다.

이 제어기판(96)에는, 4방밸브(24) 및 열교환기(30)을 냉각시키기 위한 도시하지 않은 팬을 구동하는 팬모터(110), 팬모터 콘덴서(110A)가 접속되어 있다.

마이컴(98)은, 운전모드에 따라 4방밸브(24)를 전환시킴과 동시에, 실내유니트(12)로부터의 제어신호 및 후에 설명하는 각종 센서의 검출결과에 기초하여, 팬모터(110)의 온/오프(ON/OFF) 및 압축기모터(108)[압축기(26)]의 회전수 등을 제어하도록 되어 있다.

한편, 실외유니트(14)에 설치되어 있는 전동팽창밸브(36A),(36B)의 각각은, 마이컴(98)에 접속되고, 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개폐가 마이컴(98)로 제어되도록 되어 있다.

전동팽창밸브(36A),(36B)에는, 도시하지 않은 스테핑모터가 설치되어 있으며, 이 스테핑모터의 구동에 의하여 개폐된다.

마이컴(98)은, 이 스테핑모터를 예를들면 512스텝(제어스텝은, 0∼511)의 범 위에서 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도[전폐(全閉)에서 전개(全開)]의 범위)를 제어하도록 되어 있다.

또, 실외유니트(14)에는, 외기온도를 검출하는 외기온도센서(112), 열교환기(30)의 냉매코일의 온도를 검출하는 코일온도센서(114), 압축기(26)의 온도를 검출하는 압축기온도센서(116)과 함께, 냉매온도센서(150A),(150B),(152A),(152B)가 설치되어 있으며, 이들 센서가 마이컴(98)에 접속되어 있다.

냉매온도센서(150A),(150B)[특별히 구분하지 않을 때에는, 냉매온도센서(150)으로 한다.]는, 굵은관의 냉매배관(16A),(16B)의 온도(냉매온도)를 검출하도록 되어 있으며, 냉매온도센서(152A),(152B)[특별히 구분하지 않을 때에는, 냉매온도센서(152)로 한다.]는 가는관의 냉매배관(16B)의 온도(냉매온도)를 검출하도록 되어 있다.

또, 마이컴(98)에는, 실내유니트(12A),(12B)의 각각에 설치되어 있는 열교온도센서(86)이 검출하는 열교환기(18)의 온도가 코일온도로서, 시리얼통신에 의하여 입력되도록 되어 있다.

공조기(10)에서는, 실내유니트(12A),(12B)의 운전이 개시되면, 실내유니트(12A),(12B)의 마이컴(74)가 실내온도와 설정온도 등에 기초하여 요구하는 공조능력에 따라 압축기(26)의 운전주파수를 설정하고, 설정한 운전주파수로 압축기(26)을 구동시키도록 실외유니트(14)가 동작한다.

이때, 실외유니트(14)의 마이컴(98)에서는, 실내유니트(12A),(12B)에 대응하 고 있는 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 제어하여, 실내유니트(12A),(12B)의 공조능력을 조정하도록 되어 있다.

또한, 공조기(10)의 기본적 동작은, 종래 공지의 멀티형 공조기와 동일하며, 따라서, 본 실시의 형태에서는, 공조기(10)의 기본적 동작의 상세한 설명은 생략한다.

그런데, 공조기(10)에서는, 압축기(26)으로부터 토출되는 냉매의 온도인 배출온도의 목표치(목표 배출온도)를 설정하고, 이 목표 배출온도에 기초하여 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 설정한다.

이때, 실내유니트(12A),(12B)의 운전상태에 기초하여 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 조정하므로서, 실내유니트(12A),(12B)의 각각에서 소망하는 공조능력이 얻어질 수 있도록 되어 있다.

또한, 목표 배출온도는, 종래 공지의 임의의 방법으로 연산하여 설정할 수가 있으며, 또, 연산한 목표 배출온도를 외기온도나 실내유니트(12)의 코일온도, 배출온도, 압축기(26)에 흡인되는 냉매의 온도인 섹션온도 등에 기초하여 보정하는 것이라도 되며, 본 실시형태에서는 그 상세한 설명은 생략한다.

한편, 공조기(10)에서는, 실외유니트(14)에 설치되어 있는 마이컴(98)이 냉매온도센서(150A),(150B) 및 냉매온도센서(152A),(152B)에 의해 검출하는 배관온도에 기초하여 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 보정하도록 하고 있다.

이하에, 실내유니트(12)마다 설치되어 있는 전동팽창밸브(36)[본 실시형태에서는 전동팽창밸브(36A),(36B)]의 제어를 설명한다.

공조기(10)에서는, 목표 배출온도에 기초한 냉매유량이 얻어지도록 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 설정한다.

이때, 쌍방의 실내유니트(12A),(12B)가 서모－온(thermo－on)상태에 있으면, 전동팽창밸브(36A),(36B)의 각각이 소정의 개방도(목표 배출온도에 대응한 개방도)가 되도록 설정된다.

또, 실내유니트(12)의 어느것인가 적어도 한쪽이 서모－오프(thermo－off)하였을 때에는, 해당하는 실내유니트(12)에 대응하는 전동팽창밸브(36)이 닫혀진다.

한편, 공조기(10)에서는, 전동팽창밸브(36A),(36B)의 각각의 보정량(보정스텝의 수) Vb〔x〕[전동팽창밸브(36A)가 Kb〔x〕＝ Kb〔a〕, 전동팽창밸브(36B)가 Kb〔x〕＝ Kb〔b〕]를 설정하고, 전동팽창밸브(36A),(36B)에 대하여 설정한 보정량 Kb〔a〕, kb〔b〕에 기초하여, 전동팽창밸브(36A),(36B)의개방도를 보정하도록 하고 있다.

이에 의해, 냉동사이클 전체의 냉매유량을 조정하는 전동팽창밸브를 사용하지 않고, 각각의 실내유니트(12)가 소망하는 공조상태로 되도록 하고 있다.

냉방모드에서의 보정량 Vb〔x〕는, 다음의 (1)식에 기초하여 연산하고 있다.

Vb〔x〕＝ Kbr×(Sah×4＋Hef×k) / 4 … (1)

단, Kbr은 압축기의 운전능력에 기초한 변수로 하고 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 보정량 Vb〔x〕를 결정할 때에 냉매온도의 기준으로서 냉매온도센서(150)(152A, 152B)에 의해 검출하는 냉매배관온도중에서 가장 낮은 냉매배관온도 min(굵은관 온도)를 사용하고 있으며, Hef는 보정하는 전동팽창 밸브(36)이 접속되어 있는 굵은관 온도와 min(굵은관 온도)의 차이인 편차 D를, D ＝ (굵은관 온도) － min(굵은관 온도)로 하였을 때의 편차 D에 의거한 보정량이며,

D ＝ 0 일때, Hef ＝ － ∑D / 2

D ＞ 0 일때, Hef ＝ D － 1 로 하고 있다.

또, 기준온도에 의해, D ＜ 0 으로 되었을 때에는, Hef ＝ D＋1로 하고 있다.

또한, ∑D는, 실내유니트(12)의 편차 D의 총화로 하고 있다.

또, Sah는, 금회의 편차 D와 전회의 편차 Dm의 차를 △D로 하였을 때의 편차 D의 변화량에 기초하는 보정량으로 하고 있다.

Sah ＝ △D ＝ D － Dm

또한, k는 편차의 총화 ∑D에 따른 계수이며,

2 ＜ ∑D

10 일때, k ＝ 3

10 ＜ ∑D 일때, k ＝ 5 로 하고 있다.

즉, 공조기(10)에서는, 각각의 실내유니트(12)의 냉매배관(굵은관)온도의 편차 D 및 전회의 편차 Dm과 금회의 편차 D의 차, 즉, 편차 D의 변화량에 기초하여 각각의 전동팽창밸브(36)의 보정량 Vb〔x〕를 연산하고 있다.

공조기(10)에서는, 이와같이 하여 전동팽창밸브(36A),(36B)의 각각에 대하여 보정량 Vb〔a〕, Vb〔b〕를 설정하고, 목표 배출온도 등에 기초하여 설정한 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 보정한다.

이에 의해, 각각의 실내유니트(12)가 접속되어 있는 냉매배관온도가 거의 동일하게 되도록 전동팽창밸브(36)의 개방도가 제어되도록 되어 있다.

한편, 난방모드에서는, 보정하는 전동팽창밸브(36)에 접속되어 있는 실내유니트의 열교환기의 온도인 코일온도 T－coil 가운데, 가장 낮은 코일온도 min(T－coil)을 기준으로 하여, 이 기준으로 하는 코일온도min(T－coil)과 각 실내유니트(12)의 코일온도 T－coil의 편차 Hec를 연산하고 있다[(2)식 참조].

(Hec ＝ T－coil － min T－coil) … (2)

여기서, Hec ＞ 1 (℃) 일때, 코일온도의 높은쪽의 보정량 Vb〔x〕는,

Vb[x]＝ Kbd × (－1) … (3)

코일온도의 낮은쪽의 보정량 Vb[x]는,

Vb〔x〕＝ Kbd × Hec … (4)

단, Kbd는, 압축기(26)의 회전수에 의해서 정해지는 난방모드에서의 공조능력(난방능력)으로 하고 있다.

또, Hec

1 일 때에는,

Vb〔x〕＝ 0 으로 하고 있다.

즉, 공조기(10)에서는, 코일온도 T－coil의 편차 Hec가 소정의 범위(예를들면, 1℃ 이내) 일 때는, 전동팽창밸브(36)의 개방도의 보정을 행하지 않는 불감대로 하여, 편차 Hec가 소정의 범위를 초과하면, 코일온도 T－coil이 거의 동일하게 되도록 전동팽창밸브(36)의 개방도를 보정하도록 하고 있다.

또한, 공조기(10)에서는, 전동팽창밸브(36)을, 전폐와 전개의 사이를 511스 텝으로 제어하고 있으며, 전동팽창밸브(36)의 개방도의 설정은, 서모－온 하고 있는 실내유니트(12)에 대한 전동팽창밸브(36)에 대해서만 행하고, 정지 또는 서모－오프 하고 있는 실내유니트(12)의 전동팽창밸브(36)은 미리 설정한 개방도가 되도록 하고 있다.

한편, 공조기(10)에서는, 운전을 개시하고 나서 소정의 시간 동안은, 초기제어를 행하고, 초기제어가 종료하면, 통상제어로 이행한다.

초기제어가 종료한 후의 통상제어에서는, 목표 배출온도에 기초하여 PI 연산에 의해 제어스텝을 설정하고, 이 설정된 제어스텝을 보정량 Vb〔x〕에 기초하여 보정해서, 각 전동팽창밸브(36)으로 출력한다.

초기제어는, 공조기(10)[적어도 어느 하나의 실내유니트(12)]의 운전이 개시되었을 때에는 물론, 운전모드가 변경되었을 때 등에 실행이 개시된다.

이 초기제어중의 출력스텝 Os는, 예를들면 (5)식에 의해 설정할 수가 있다.

Os ＝ Freq × A ＋ Kx ＋ S … (5)

단, Freq는, 압축기(26)의 운전주파수, A는 운전모드 및 운전대수에 대응하여 미리 설정하고 있는 경사, Kx는 운전모드 및 운전대수에 대응하여 미리 설정하고 있는 정수이며, 상기 경사 A와, 정수 Kx의 일예를 표1에 나타내고 있다.

운전대수 (서모-온대수)	냉 방 모 드		난 방 모 드
	A	Kx	A	Kx
1 대	0.96	226	0.98	66
2 대	0.51	238	1.20	30

또, S는, 보정치이며, 전회의 서모－온 때의 PI제어에 의한 최후의 보정치 압축기온도, 압축기(26)의 운전주파수, 실내유니트(12)의 운전대수, 운전모드의 변경유무 등에 기초하여 설정되며 공조기(10)이 정지하였을 때에는 클리어된다(S＝0).

즉, 초기제어중에는, 운전하고 있는 실내유니트(12)의 각 전동팽창밸브(36)의 개방도가 거의 일정하게 되도록 제어하는 것을 기본으로 하고 있다.

또한, 초기제어에 있어서, 예를들면, 2대의 실내유니트(12)의 코일온도 T－coil의 온도차가 소정의 온도를 초과하였을 때에는, 코일온도 T－coil이 높은 실내유니트(12)의 전동팽창밸브(36)의 제어스텝을 소정치(예를들면 10스텝) 만큼 내리도록 하고 있다.

이하에 본 실시형태의 작용을 설명한다.

공조기(10)에서는, 도시하지 않은 리모콘스위치의 조작에 의해 복수의 실내유니트(12)의 어느 것인가 적어도 한 대의 운전조작이 행하여지면, 운전 조작된 실내유니트(12)로부터의 신호에 기초하여 실외유니트(14)가 동작한다.

이 실외유니트(14)에서는, 운전조작된 실내유니트(12)로부터의 신호에 기초하여 압축기(26)의 운전주파수를 설정하여 압축기모터(108)을 동작시킨다.

이와함께, 실외유니트(14)에서는, 목표 배출온도를 설정하고, 압축기(26)의 토출측의 냉매온도가 목표 배출온도가 되도록 전동팽창밸브(36)을 조작한다.

이에 의해, 공조기(10)에서는, 운전 조작된 실내유니트(12)에 의해, 이 실내유니트(12)가 설치되어 있는 피공조실내가 소망하는 공조상태가 되도록 운전된다.

그런데, 공조기(10)에서는, 복수의 실내유니트(12)의 각각에 대응하여 설치 되어 있는 전동팽창밸브(36)을 제어하므로서, 전체의 냉매유량과 함께, 각각의 실내유니트(12)에로의 냉매유량을 제어하도록 하고 있다.

여기에서, 도 5에 나타내는 흐름도를 참조하면서, 전동팽창밸브(36)의 제어(제어스텝의 설정)를 설명한다.

이 흐름도는, 적어도 어느것인가 한 대의 실내유니트(12)의 운전이 지령되어, 실외유니트(14)가 운전을 개시하므로서 실행되며, 최초의 스텝(200)에서는 운전모드가 냉방모드로 되어 있는지 여부를 확인한다.

이에 의해, 냉방모드로 설정되고, 스텝(200)에서 긍정으로 판정되면 스텝(202)로 이행하여, 냉방모드에서의 전동팽창밸브(36)의 제어를 개시한다.

또, 난방모드로 설정되어 있을 때에는, 스텝(200)에서 부정판정되어 스텝(204)로 이행하여, 4방밸브(24)를 조작하여 난방모드로 이행함과 동시에, 난방모드에서의 전동팽창밸브(36)의 초기제어를 개시한다.

이와같이 하여, 공조기(10)은, 미리 설정되어 있는 시간동안, 초기제어를 행하고, 초기제어가 종료한 것을 스텝(206)(냉방모드일 때) 또는 스텝(208)(난방모드일 때)에서 확인하면, 스텝(210) 또는 스텝(212)로 이행하여 통상제어를 개시한다.

또, 스텝(214),(216)에서는, 운전모드가 변경되었는지 여부를 확인하고, 운전모드가 변경되었을 때[스텝(214) 또는 스텝(216)에서 긍정판정]에는, 스텝(200)으로 이행하여, 운전모드의 확인을 한 후에, 초기제어를 개시한다.

또, 스텝(218),(220)에서는, 공조기(10)의 정지가 지시되었는지의 여부를 확인하고 있으며, 공조기(10)의 모든 실내유니트(12)가 정지하여 스텝(218) 또는 스 텝(220)에서 긍정판정 되므로서, 스텝(222)로 이행하여 전동팽창밸브(36)의 제어를 종료한다.

여기에서, 공조기(10)이 냉방모드로 운전되고 있을 때의 전동팽창밸브(36)의 통상제어를 도 6(a)에 나타내는 흐름도를 참조하여 설명한다.

또한, 초기제어중에는, 종래 공지의 방법에 의해 전동팽창밸브의 개방도의 제어를 하여도 좋으므로, 본 실시형태에서는 상세한 설명을 생략한다.

도 6(a)에 나타내는 흐름도는, 도 5의 흐름도에서 스텝(210)으로 이행하여 냉방모드에서의 전동팽창밸브의 제어를 행할 때에, 소정의 시간간격으로 실행되며, 최초의 스텝(230)에서는, 목표 배출온도를 연산하고, 다음 스텝(232)에서는, 연산한 목표 배출온도에 기초하여 PI연산에 의해 서모－온 하고 있는 전동팽창밸브(36)의 개방도의 제어스텝을 설정한다.

그 다음, 스텝(234)에서는, 서모－온 하고 있는 실내유니트(12)에 대응하는 냉매배관온도를 냉매온도센서(150)(150A, 150B)에 의해서 검출하여 판독하고, 다음 스텝(236)에서, 예를들면 가장 낮은 냉매배관온도min(T)를 기준으로 하여 각 전동팽창밸브(36)에 대응하는 냉매배관온도의 편차를 연산하여, 편차 D에 의거하는 보정량 Hef를 설정한다.

또, 스텝(238)에서는, 연산한 편차 D의 변화량을 연산하여, 편차 D의 변화량에 의거하는 보정량 Sah를 설정한다.

다음의 스텝(240)에서는, 각 전동팽창밸브(36)에 대한 보정량 Hef, 보정량 Sah 및 실외유니트(14)의 공조능력 Kbr로부터, 제어스텝의 보정량 Vb〔x〕를 (1)식 에 기초하여 연산하고, 스텝(242)에서, 목표 배출온도에 의해서 설정한 제어스텝을 보정량 Vb〔x〕로 보정하고, 각 전동팽창밸브(36)의 제어스텝을 설정한다.

공조기(10)에서는, 이와같이하여 설정된 제어스텝을, 출력스텝으로 하여 각 전동팽창밸브(36)으로 출력하고, 각각의 전동팽창밸브(36)의 밸브개방도를 조작 한다(스텝244).

이에 의해서, 공조기(10)에서는, 냉방모드로 운전하고 있을 때에, 실내유니트(12)의 냉매배관온도, 즉, 굵은관의 냉매배관(16A)를 통과하여 압축기(26)으로 리턴되는 냉매온도가 거의 동일하게 되도록 제어된다.

따라서, 냉방모드로 운전하고 있을 때의, 개개의 실내유니트(12)에로의 냉매유량을 조정하면서, 냉동사이클중을 순환하는 냉매 유량의 조정도 할 수가 있다.

한편, 도 6(b)에는, 공조기(10)이 난방모드로 운전하고 있을 때의 전동팽창밸브(36)의 통상제어를 나타내고 있다.

이 흐름도는, 도 5의 흐름도에서 스텝(212)로 이행하는 것으로, 소정의 시간간격으로 실행된다.

최초의 스텝(250)에서는, 목표 배출온도를 연산하고, 다음의 스텝(252)에서는, 연산한 목표 배출온도에 기초하여 PI연산에 의해 서모－온 하고 있는 전동팽창밸브(36)의 개방도의 제어스텝을 설정한다.

그다음, 스텝(254)에서는, 서모－온 하고 있는 실내유니트(12)의 열교온도센서(86)에 의해서 검출된 코일온도 T－coil을 판독하여, 다음 스텝(256)에서, 예를들면 가장 낮은 코일온도 min(T－coil)을 기준으로 하여 각 전동팽창밸브(36)에 대 응하는 코일온도 T－coil의 편차 Hec를 연산한다.

다음의 스텝(258)에서는, 각 전동팽창밸브(36)에 대한 편차 Hec와 실외유니트(14)의 공조능력 Kbd로부터 제어스텝의 보정량 Vb〔x〕를 연산하고, 스텝(260)에서 목표 배출온도에 의해서 설정한 제어스텝을 보정량 Vb〔x〕로 보정하여, 각 전동팽창밸브(36)의 제어스텝을 설정한다.

공조기(10)은, 난방모드에 있어서도 설정된 제어스텝을, 각 전동팽창밸브(36)으로 출력하므로서(스텝(262)), 각각의 전동팽창밸브(36)의 밸브개방도를 조작하고 있다.

이에 의해, 난방모드에서는, 각 실내유니트(12)의 코일온도 T－coil이 거의 일정하게 되도록 각각의 실내유니트(12)에 대응하여 설치되어 있는전동팽창밸브(36)이 제어된다.

따라서, 공조기(10)에서는, 난방모드로 운전하고 있을 때의, 개개의 실내유니트(12)에로의 냉매유량을 조정하면서, 냉동사이클중을 순환하는 냉매 유량의 조정도 할 수가 있다.

이와같이, 공조기(10)에서는, 전동팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를 목표 배출온도에 기초하여 설정하므로서 냉동사이클중을 순환하는 냉매유량의 조정도 하므로, 종래의 냉동사이클중에 순환되는 냉매의 유량을 조정하기 위하여 별도로 설치되어 있는 전동팽창밸브가 필요 없게 되기 때문에, 부품수의 삭감이 가능하게 된다.

또, 공조기(10)에서는, 실내유니트(12A),(12B)의 각각에 대응하고 있는 전동 팽창밸브(36A),(36B)의 개방도를, 목표 배출온도에 기초하여 설정함과 동시에, 실내유니트(12A),(12B)를 통과한 냉매온도 내지 실내유니트(12A),(12B)의 열교환기(18)의 온도인 코일온도 T－coil에 기초하여 보정하고, 보정한 제어스텝에 기초하여 각각의 전동팽창밸브(36A),(36B)를 조작하는 간단한 제어로서, 실내유니트(12A),(12B)의 공조능력을 소정의 능력으로 유지할 수가 있다.

또한, 이상 설명한 본 실시형태는, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

예를들면, 본 발명에서는, 냉매배관온도 및 코일온도의 기준온도로서 가장 낮은 온도를 사용하였으나, 가장 높은 온도나 어느 한 대의 실내유니트의 온도를 사용하여도 좋다.

또, 본 발명이 적용되는 공기조화기는, 냉동사이클중을 순환하는 냉매에 의해서 냉·난방을 하는 것에 한정되지 않으며, 냉동사이클중을 순환하는 냉매에 의해서 냉방만을 행하는 냉방전용의 공기조화기라도 좋고, 또, 온수를 사용하여 행하는 소위 온수공조기라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 실내유니트 마다의 냉매온도 내지 코일온도에 기초하여, 각각의 실내유니트에 대응하여 설치되어 있는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것에 의하여, 각각의 실내유니트에로의 냉매유량을 조정할 수가 있으며, 동시에, 냉동사이클중을 순환하는 냉매유량의 조정도 하게 되므로, 냉매유량을 조정하기 위해 별도로 전동팽창밸브를 설치할 필요가 없게 되어, 멀티형의 공기조화기의 전동팽창밸브의 수를 삭감 할 수가 있게 된다.

또, 본 발명에 의하여, 전동팽창밸브의 제어가 극히 용이하게 된다는 뛰어난 효과를 얻게 된다.

Claims (5)

1. 적어도 압축기와, 전동팽창밸브와, 열교환기를 갖는 실외유니트 및 적어도 열교환기를 갖는 복수의 실내유니트를 냉동사이클이 성립되도록 냉매배관으로 접속함과 동시에, 피공조실내로 배출되는 공기와 냉동사이클중에 순환되는 냉매의 사이에서 열교환을 행하는 공기조화기에 있어서,

   상기 복수의 실내유니트의 각각에 대응하여 실외유니트에 설치되며, 대응하는 실내유니트에로의 냉매의 유량을 조정하는 전동팽창밸브의 제어방법으로서,

   상기 각각의 전동팽창밸브의 개방도를 압축기로부터 토출되는 냉매온도의 목표치인 목표 배출온도에 기초하여 설정함과 동시에,

   냉매온도 검출수단에 의해 상기 복수 실내유니트의 열교환기의 각각을 통과하여 실외유니트로 되돌려지는 냉매온도를 검출하고,

   적어도 어느 하나의 실내유니트의 냉매온도를 기준으로 하여 복수 실내유니트의 각각의 냉매온도의 편차를 구하며,

   상기 편차에 따라 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것을 특징으로 하는 전동팽창밸브의 제어방법.
2. 제1항에 잇어서,

   상기 복수의 실내유니트의 각각에 대하여 상기 편차의 변화량을 산출하고, 그 산출결과를 포함하여 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것을 특징으로 하는 전동팽창밸브의 제어방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전동팽창밸브의 개방도의 보정을 피공조실을 냉방하는 냉방모드시에 행하는 것을 특징으로 하는 전동팽창밸브의 제어방법.
4. 적어도 압축기와, 전동팽창밸브와, 열교환기를 갖는 실외유니트 및 적어도 열교환기를 갖는 복수의 실내유니트를 냉동사이클이 성립되도록 냉매배관으로 접속함과 동시에, 피공조실내로 배출되는 공기와 냉동사이클중에 순환되는 냉매의 사이에서 열교환을 행하는 공기조화기에 있어서,

   상기 복수의 실내유니트의 각각에 대응하여 실외유니트에 설치되며, 대응하는 실내유니트에로의 냉매의 유량을 조정하는 전동팽창밸브의 제어방법으로서,

   상기 각각의 전동팽창밸브의 개방도를 압축기로부터 토출되는 냉매온도의 목표치인 목표 배출온도에 기초하여 설정함과 동시에,

   상기 복수의 실내유니트의 각각에 설치한 코일온도 검출수단에 의해 열교환기의 코일온도를 검출하고,

   적어도 어느 하나의 실내유니트의 코일온도를 기준으로 하여 각각의 실내유니트의 코일온도의 편차를 구하며, 그 편차에 따라 각각의 실내유니트에 대응하는 전동팽창밸브의 개방도를 보정하는 것을 특징으로 하는 전동팽창밸브의 제어방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전동팽창밸브의 개방도의 보정을 피공조실을 난방하는 난방모드시에 행하는 것을 특징으로 하는 전동팽창밸브의 제어방법.

Images