KR100565997B1 - 멀티 에어컨의 압축기 토출온도 제어방법 - Google Patents

멀티 에어컨의 압축기 토출온도 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 실내기들을 구비하는 멀티에어컨에 있어서, 에어컨 가동 후 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하면 압축기 운전주파수를 하강시켜 압축기의 토출온도를 제어하면서 압축기 운전주파수가 최소운전주파수로 하강할 경우에 목표과열도를 하강시켜 압축기의 토출온도를 제어함으로써, 실내기 운전 조합 및 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기 부하증가 또는 시스템내 냉매량 누설 등으로 발생되는 인버터형 압축기 토출온도의 과도한 상승을 방지하고자 하는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법에 관한 것이다.
멀티 에어컨, 인버터 압축기, 목표과열도, 운전주파수, 토출 온도.

Description

멀티 에어컨의 압축기 토출온도 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING EXHAUSTED TEMPERATURE BY COMPRESSOR OF MULTI TYPE AIR-CONDITIONER}
도 1은 본 발명을 구현하기 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어시스템을 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따라 멀티 에어컨의 압축기 토출온도 제어방법을 설명하기 위한 흐름도
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 압축기 15 : 압축기 토출온도센서
20 : 실외열교환기 30 : 전자팽창밸브
40 : 실내열교환기 41 : 실내열교환기 입구온도센서
42 : 실내열교환기 출구온도센서 100 : 마이컴
본 발명은 인버터형 압축기를 적용한 다수개의 실내기들을 구비하는 멀티에어컨에 있어서, 에어컨 가동 후 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하면 압축기 운전주파수를 하강시켜 압축기의 토출온도를 제어하면서 압축기 운전주파수가 최소운전주파수로 하강할 경우에 목표과열도를 하강시켜 압축기의 토출온도를 제어함으로써, 실내기 운전 조합 및 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기 부하증가 또는 시스템내 냉매량 누설 등으로 발생되는 인버터형 압축기 토출온도의 과도한 상승을 방지하고자 하는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인버터형 압축기는 고온 고압의 기체냉매를 토출시키고, 실외열교환기를 거쳐서 방열되어 저온고압의 액냉매로 응축되어진다. 실외열교환기를 거쳐서 응축된 액냉매는 단일 배관을 흘러서 각 실내기의 전자팽창밸브를 통과하여 저온저압의 액냉매로 다시 감압되고, 각 실내열교환기를 거쳐서 각 실내의 열에너지를 흡수하여 고온저압의 기체냉매가 되어 인버터형 압축기로 재 흡입되고, 동일한 사이클을 반복 수행하게 된다.
이때 인버터형 압축기는 운전 주파수를 가변하여 압축기의 회전수 제어를 가능하게 하여 압축실 내부의 일량을 가변하여 토출되는 냉매가스의 유량을 가변으로 조작 가능하게 한다. 일반적인 인버터형 에어컨은 운전 주파수를 변화시키기 위해서 인버터 압축기 구동드라이버를 구비하고 각 실내기간 전자팽창밸브를 통해서 효 율적인 냉매유량제어를 실현하기 위해서 각 실내열교환기 입출구 사이에는 온도 센서를 구비하고 있다.
그리고 각 실내외기는 마이컴을 통한 실내외 통신을 통해서 각 실내외 흡입온도 등을 통합 송수신하여 각 실내기의 운전 상태를 판단하고 그에 따라서 실외기에서 압축기 운전 주파수 및 전자팽창밸브의 개도를 제어하게끔 한다.
여기서 일반적인 전자팽창밸브의 개도량 제어는 냉매유량을 예측하는 수단으로써 각 실내 열교환기 입출구의 온도센서를 이용하여 입출구 온도차의 기준치를 특정 온도값으로 설정하여 기준치보다 낮으면 개도량을 감소시키고, 실내 열교환기 입출구 온도차가 기준치보다 높으면 개도량을 늘려서 냉매유량을 최적으로 제어하게 된다.
상기와 같은 인버터형 압축기를 구비한 멀티에어컨의 압축기 토출온도 과승을 방지하기 위하여, 토출온도가 특정온도(x℃)이상이 되면 마이컴에 의하여 압축기는 주파수를 n㎐ 하강시키고, T초가 지나면 다시 토출온도를 감시하여 토출온도가 특정온도(x℃)이상인지 미만인지를 판단하여 n㎐를 하강 또는 상승시키게 된다.
따라서, 냉매 누설 및 유량 감소, 과부하 운전 등에 의한 압축기의 과열을 방지하기 위해서 상기와 같은 제어방법을 쓰게 되는데 이는, 운전중인 시스템의 순간적인 손실이나, 운전 초기에 발생되는 초기 냉매 유량감소에 의해 발생되는 순간적인 압축기의 과열인데도 불구하고, 주파수를 하강시키는 등의 지나친 시스템의 간섭으로 인해 불필요할 만큼 압축기의 운전 주파수를 제어함으로써, 시스템의 정상운전에 도움이 되지 않는다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인버터형 압축기를 적용하는 멀티 에어컨에 있어, 실내기 운전 조합 및 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기 부하 증가 또는 시스템내 냉매량 누설 등으로 발생되는 인버터형 압축기 토출온도의 과도한 상승을 효율적으로 방지하여 압축기 내부 코일의 절연파괴를 방지할 뿐만 아니라 신뢰성을 도모하고 시스템 냉매 누설여부를 진단할 수 있도록 한다는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 하나의 실외기에 다수개의 실내기들을 구비한 멀티에어컨에 있어서, 에어컨 가동 후 압축기 토출온도를 측정하여 상기 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하는지 판단하는 제1단계와, 상기 판단에 따라 압축기 속도를 하강 및 상승시키고 압축기 속도 하강회수를 가감하는 제2단계와, 상기 압축기 속도 하강 및 상승에 따라 에어컨 운전 후 제1단계로 반복하면서 압축기 운전주파수를 판단하는 제3단계와, 상기에서 압축기 운전주파수를 판단한 결과에 따라 압축기 운전주파수가 최소운전주파수에 도달하면 목표과열도를 하강시켜 목표과열도 하강회수를 증가시키는 제4단계와, 제4단계 후 증가된 목표과열도 하강회수가 목표과열도 하강회수의 기준 최대치에 도달하기 전까지 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하는지 판단하여 목표과열도 하강회수를 증감시키는 제5단계와, 제4단계 후 증가된 목표과열도 하강회수가 목표과열도 하강회수의 기준 최대치에 도달한 경우 압축기를 정지시키고 에러코드를 출력하는 제6단계를 포함하여 이루어지는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 목표과열도 하강회수의 기준 최대치는 3회임을 특징으로 한다.
또한, 압축기의 에러코드 출력은 실내기 디스플레이를 이용하거나 실외기 컨트롤에 LED 램프를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 1은 본 발명을 구현하기 위한 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어시스템을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 하나의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 구비하는 멀티에어컨에 있어서, 고온저압의 기체냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도를 측정하기 위한 압축기토출온도센서(15)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 저온고압의 액체냉매로 응축시키는 실외열교환기(20)와, 상기 실외열교환기(20)를 거친 저온고압의 액체냉매를 감압하기 위해 다수개의 실내기들에 위치한 전자팽창밸브(30)와, 상기 전자팽창밸브(30)를 통한 저온저압의 액체냉매를 기화시킴으로써 실내의 온도를 낮추기 위한 실내열교환기(40)와, 상기 실내열교환기(40)의 입구온도를 측정하기 위한 실내열교환기 입구온도센서(41)와, 상기 실내열교환기의 출구온도를 측정하기 위한 실내열교환기 출구온도센서(42)와, 상기 실내열교환기의 입출구 온도차와 상기 압축기(10) 토출온도에 따라 목표과열도 및 압축기(10) 운전주파수를 조절하여 압축기(10)를 제어하기 위한 마이컴(100)을 포함하여 이루어진다.
위와 같이 이루어진 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법을 도2를 통해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 압축기(10) 운전이 시작(S10)되면 압축기(10) 토출온도 감지를 시작하게 된다(S20).
이에 따라 에어컨 가동 후, 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nsec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하는지 판단하여(S30), 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nsec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하는 경우 압축기(10)의 속도를 하강시키기 위하여 압축기(10) 속도하강 신호를 입력함에 따라 압축기(10)속도 하강회수(n)는 1회 증가하게 된다(S40).
반면에, 상기 판단(S30) 후 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하지 않는다면 압축기(10) 속도 하강회수(n)를 1회 감소시키게 된다(S45).
상기에서 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지한다는 것은 압축기(10)가 과열상태라는 것이므로 이에 따라 압축기(10) 속도 하강회수(n)를 증가시킴으로써 압축기(10) 운전 주파수를 감소시키려 하는 것이다.
반면에 상기에서 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하지 않으면 압축기(10)가 과열상태가 아니므로 압축기(10) 속도 하강회수(n)를 감소시킴으로써 압축기(10) 운전 주파수를 제어하게 된다.
즉, 단계(S40) 및 단계(S45)를 거쳐 변화된 압축기(10)속도 하강회수(n)에 따라 현재 압축기(10) 운전 주파수(D)를 검출하게 되는데, 이는 설정된 기준주파수(T)에서 압축기(10) 속도하강 회수(n)와 하강 주파수 단위(k)를 곱한 값을 제함으로써 이루어진다(S50).
상기 단계(S50)에 따라 검출된 현재 구동중인 압축기(10)의 운전 주파수(D)가 최소운전주파수(L)와 같은지 판단한(S60) 뒤, 실행되는 압축기(10)의 운전주파수(D)가 최소운전주파수(L)로 운행되고 있어도 압축기(10)의 토출온도가 특정온도(X℃) 이하로 내려가지 않는다면, 압축기(10) 운전주파수의 가변만으로 압축기(10)의 과열을 해소할 수 없다고 판단하여, 목표과열도 하강회수(Nt)를 증가시킴으로써 압축기(10) 토출온도를 제어하게 되는 것이다(S70).
상기 단계(S70) 후 목표과열도 하강회수(Nt)가 목표과열도 하강회수(Nt)의 기준 최대치(3회)에 도달하였는지 판단하여(S80), 상기 판단 결과 목표과열도 하강회수(Nt)가 목표과열도 하강회수(Nt)의 기준 최대치(3회)에 도달하였다면 압축기(10)가 고장났다고 판다됨에 따라 압축기(10)의 운전을 종료시키고(S85), 압축기(10)의 고장을 알리는 에러코드를 출력하게 된다(S89).
반면에, 상기 단계(S80)의 판단 결과 목표과열도 하강회수(Nt)가 목표과열도 하강회수(Nt)의 목표과열도 하강회수(Nt)의 기준 최대치(3회)에 도달하지 않았다면 다시 한 번 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec)동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하는지 판단함으로써, 목표과열도 하강회수(Nt)의 가변으로 압축기(10)의 과열상태가 해결되었는지 판단하게 되는 것이다(S90).
상기 단계(S90)의 판단 결과 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec) 동안 특정온도(X℃) 이상을 유지한다면 다시 목표과열도 하강회수(Nt)를 증가시키는 단계(S70)으로 리턴되고, 반면에 단계(S90)의 판단 결과 압축기(10) 토출온도가 일정시간(nSec) 동안 특정온도(X℃) 이상을 유지하지 않는다면 목표과열도 하강회수(Nt)를 감소시킴으로써 압축기(10)의 토출온도를 제어하고자 한다(S100).
상기 단계(S100) 후 목표과열도 하강회수(Nt)가 0회가 되었는지 판단하여(S110), 상기 단계(S110)의 판단 결과 목표과열도 하강회수(Nt)가 1회 이상이라면 단계(S90)으로 리턴하게 되고, 반면에 단계(S110)의 판단 결과 목표과열도 하강회수(Nt)가 0회가 되었다면 목표과열도 하강이 이루어지지 않은 것과 같으므로 원 목표 과열도로 복귀하고(S120), 단계(S45)로 리턴함으로써 압축기(10)의 토출온도를 제어하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 멀티에어컨의 압축기 토출 온도 제어방법은 실내기 운전 조합 및 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기 부하 증가시 발생되는 압축기의 토출온도 상승으로 인한 압축기의 내부 코일 전열파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템 내 냉매량 누설 등으로 발생되는 인버터형 압축기 토출온도의 과도 한 상승을 사전에 차단할 수 있다.
또한, 압축기 고장시 에러코드를 출력함으로써 에어컨의 고장진단이 용이하게 이루어진다는 이점이 있는 것이다.
본 발명에 따른 멀티에어컨의 압축기 토출 온도 제어방법은 실내기 운전 조합 및 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기 부하 증가시 발생되는 압축기의 토출온도 상승으로 인한 압축기의 내부 코일 전열파괴를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 시스템 내 냉매량 누설 등으로 발생되는 인버터형 압축기의 토출온도의 과도한 상승을 사전에 차단할 수 있는 이점이 있다.
또한, 압축기 고장시 에러코드를 출력함으로써 에어컨의 고장진단이 용이하게 이루어지는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 에어컨 가동 후, 압축기 토출온도의 감지를 시작하는 제1단계와,
    상기 제1단계에 따라 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하는지 판단하는 제2단계와,
    상기 제2단계의 판단 결과 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하면 압축기 속도하강 회수를 증가시키는 제3단계와,
    상기 제3단계의 판단 결과 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하지 않으면 압축기 속도하강 회수를 감소시키는 제4단계와,
    상기 제3단계 또는 제4단계를 거쳐 변화된 압축기 속도하강 회수에 따라 현재 압축기 운전주파수를 계산하는 제5단계와,
    상기 제5단계 후 현재 압축기 운전주파수가 최소운전주파수에 도달했는지 판단하는 제6단계와,
    상기 제6단계의 판단 결과 현재 압축기 운전주파수가 최소운전주파수에 도달했다면 목표과열도 하강회수를 증가시키는 제7단계와,
    상기 제6단계의 판단 결과 현재 압축기 운전주파수가 최소운전주파수에 도달하지 않았다면 제2단계로 리턴하는 제8단계와,
    상기 제7단계 후 증가된 목표과열도 하강회수가 목표과열도 하강회수의 기준 최대치에 도달했는지 판단하는 제9단계와,
    상기 제9단계의 판단 결과 목표과열도 하강회수가 목표과열도 하강회수의 기준 최대치에 도달했다면 압축기를 정지시키고 압축기 고장을 알리는 에러코드를 출력하는 제10단계와,
    상기 제9단계의 판단 결과 목표과열도 하강회수가 목표과열도 하강회수의 기준 최대치에 도달하지 않았다면 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하는지 다시 한 번 판단하는 제11단계와,
    상기 제11단계의 판단 결과 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지한다면 목표과열도 하강회수를 계속해서 증가시키는 제12단계와,
    상기 제11단계의 판단 결과 압축기 토출온도가 일정시간동안 특정온도 이상을 유지하지 않는다면 목표과열도 하강회수를 감소시키는 제13단계와,
    상기 제13단계 후 목표과열도 하강회수가 0회인지를 판단하는 제14단계와,
    상기 제14단계의 판단 결과, 목표과열도 하강회수가 1회 이상이면 상기 제11단계로 리턴되고, 상기 목표과열도 하강회수가 0회이면 상기 목표과열도를 초기 상태로 복귀하여 상기 제4단계로 리턴하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 목표과열도의 하강은 0.5도 또는 1도의 제어단위로 함을 특징으로 하는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 목표과열도 하강회수의 기준 최대치는 3회로 하는 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 압축기 고장의 출력은 실내기 디스플레이를 이용하거나 실외기 컨트롤에 LED 램프를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 압축기 토출온도 제어방법.
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