KR100585693B1 - 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법에 관한 것으로, 종래에는 실내팬을 구동할지를 결정하는 실내 배관 온도의 임계치가 적절하지 못하면 실내로 찬바람을 배출하는 일이 발생하거나 실내팬 구동을 결정하는 실내 배관 온도가 높게 설정된 경우 급격한 응축 온도 상승으로 인해 압축기가 파손되는 일이 발생하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 초기 난방 운전 제어에서 압축기의 이전 상태에 대응하여 다수의 실내배관 온도 임계치를 설정하는 단계와; 압축기의 이전 상태를 판단하여 상기 다수의 실내배관 온도 임계치 중 하나의 임계치를 선택하는 단계와; 현재 실내 배관 온도가 상기 선택된 하나의 임계치 이상이면 실내팬을 온하거나 상기 선택된 하나의 임계치 미만이면 실내팬을 오프하는 단계를 포함하여 이루어져 따뜻한 바람을 실내로 배출하여 사용자에게 쾌적함을 제공하고, 급격한 응축 온도의 상승을 사전에 막아 압축기가 파손되지 않는 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.

Description

히트 펌프의 초기 난방 제어 방법{HOT START CONTROL METHOD FOR HEAT PUMP}

도 1은 종래 히트 펌프의 난방 구성을 보인 블록도.

도 2는 종래 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법의 동작 흐름도.

도 3은 도 2의 초기 난방 제어 방법에서 압축기 토출 온도에 관계없이 실내 배관 온도에 따라 실내팬이 온/오프되는 영역을 보인 예시도.

도 4는 도 2의 초기 난방 제어 방법에서 실내 배관 온도의 임계치가 높을 경우 압축기의 토출 온도에 따라 압축기가 파손되는 영역을 보인 예시도.

도 5는 본 발명을 설명하기 위한 히트 펌프의 난방 구성을 보인 블록도.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법의 동작 흐름도.

도 7은 도 6의 초기 난방 제어 방법에서 압축기 토출 온도, 실내 배관 온도의 변화에 따른 실내팬이 온/오프되는 영역을 보인 예시도.

본 발명은 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법에 관한 것으로, 특히 초기 난방 운전시 압축기의 토출 온도가 상승함을 방지하여 압축기가 파손되지 않게 한 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법에 관한 것이다.

종래 히트 펌프는 실내 열교환기를 응축기로 사용하여 뜨거운 응축열을 실내로 배출하여 난방한다. 실내 열교환기는 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축하여 뜨거운 응축열을 배출한다. 히트 펌프는 실내팬을 구동하여 실내 열교환기에 공기 순환을 보조한다. 실내팬은 난기를 실내로 배출하여 난방한다.

도 1은 종래 히트 펌프의 난방 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉매를 압축하는 압축기(13)와; 압축된 냉매를 실내 열교환기(14)로 이송하고 실외 열교환기(11)로부터 냉매를 이송하는 사방 밸브(12)와; 상기 압축된 냉매를 응축하여 뜨거운 응축열을 배출하는 실내 열교환기(14)와; 상기 실내 열교환기(14)의 공기 순환을 보조하는 실내팬(16)과; 냉매의 흐름 압력을 조절하는 팽창 장치(15)와; 냉매를 증발하여 차가운 표면을 유지하는 실외 열교환기(11)와; 실내 열교환기(14)의 실내 배관 온도를 검출하여 소정 온도 이상이면 실내팬(16)을 구동하여 난방 제어하는 난방 제어기(17)로 구성된다.

히트 펌프는 압축기(13)로 냉매를 압축하고, 압축된 냉매의 응축열을 실내 열교환기(14)를 통해 실내로 배출한다. 히트 펌프는 난방 제어시 사방 밸브(12)의 냉매 흐름을 제어하여 실내 열교환기(14)를 응축기로 사용하고, 실외 열교환기(11)를 증발기로 사용한다. 실내 열교환기(14)는 뜨거운 응축열을 배출하여 실내를 난방한다.

난방 제어기(17)는 실내 열교환기(14)의 실내 배관 온도를 검출하여 소정 온도 이상인지를 판단한다. 실내 배관 온도가 소정 온도 이상이면 난방 제어기(17)는 실내팬(16)을 구동하여 실내 열교환기(14)에 공기 흐름을 보조한다. 실내팬(16)은 실내로 따뜻한 공기를 배출하여 난방한다.

도 2는 종래 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 난방 운전 제어에서 압축기를 운전하고 실내 배관 온도를 검출하는 단계와; 상기 검출한 실내 배관 온도가 소정 온도 이상인지를 판단하는 단계와; 상기 판단 결과, 소정 온도 이상이면 실내팬을 구동하여 실내를 난방 제어하는 단계로 이루어진다.

히트 펌프는 압축기를 구동하여 냉매를 압축하고, 실내 배관 온도인 응축 온도를 검출하여 실내팬을 언제 구동할지를 판단한다. 실내 배관 온도가 소정 온도 이상이면 히트 펌프는 실내팬을 구동하여 실내 열교환기에 공기 순환을 보조한다. 히트 펌프는 실내팬으로 실내에 난기를 제공하여 실내 온도를 높인다.

그러나, 압축기를 상당 기간 동안 가동하지 않은 경우에 히트 펌프가 실내팬을 가동하면 응축 온도가 낮아져 찬바람을 실내로 배출하여 사용자에게 불쾌감을 줄 수 있다. 도 3은 초기 난방 제어 방법에서 압축기 토출 온도에 관계없이 실내 배관 온도에 따라 실내팬이 온/오프되는 영역을 보인 예시도이다. 실내팬을 구동할지를 결정하는 실내 배관 온도의 임계치가 적절하지 못하면 실내로 찬바람을 배출하는 일이 발생한다.

또한, 찬바람 배출을 막기 위해 실내 배관 온도의 임계치를 높게 설정한 경우 압축기가 오프된지 몇 분 이내에 압축기를 구동하면 급격한 응축 온도 상승으로 인해 압축기가 파손되는 문제점이 있다. 도 4는 실내 배관 온도의 임계치가 높을 경우 압축기의 토출 온도에 따라 압축기가 파손되는 영역을 보인 예시도이다. 실내팬 구동을 결정하는 실내 배관 온도가 높게 설정된 경우 급격한 응축 온도 상승으로 인해 압축기가 파손되는 영역을 설명한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 실내 배관 온도 대 압축기 토출 온도를 비교 판단하여 실내팬을 온/오프 제어하여 찬바람이 배출되지 않고 압축기의 파손도 방지할 수 있도록 한 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 초기 난방 운전 제어에서 압축기의 이전 상태에 대응하여 다수의 실내배관 온도 임계치를 설정하는 단계와;

압축기의 이전 상태를 판단하여 상기 다수의 실내배관 온도 임계치 중 하나의 임계치를 선택하는 단계와;

현재 실내 배관 온도가 상기 선택된 하나의 임계치 이상이면 실내팬을 온하거나 상기 선택된 하나의 임계치 미만이면 실내팬을 오프하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명을 설명하기 위한 히트 펌프의 난방 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 냉매를 압축하는 압축기(53)와; 압축된 냉매를 실내 열교환기(54)로 이송하고 실외 열교환기(51)로부터 냉매를 이송하는 사방 밸브(52)와; 상기 압축된 냉매를 응축하여 뜨거운 응축열을 배출하는 실내 열교환기(54)와; 상기 실내 열교환기(54)의 공기 순환을 보조하는 실내팬(56)과; 냉매의 흐름 압력을 조절하는 팽창 장치(55)와; 냉매를 증발하여 차가운 표면을 유지하는 실외 열교환기(51)와; 상기 실내 열교환기(54)의 실내 배관 온도와 압축기(53)의 토출 온도를 검출하여 소정 임계치와 비교 판단하여 상기 실내팬(56)을 온/오프 제어하는 난방 제어기(57)로 구성된다.

실내 열교환기(54)는 실내 배관 온도를 검출하는 온도 센서(18)를 구비하고, 압축기(53)는 냉매의 토출 온도를 검출하는 온도 센서(59)를 구비한다. 실내 배관 온도는 실내 열교환기(54)가 응축기로 동작할 때 응축 온도이고, 토출 온도는 압축기(53)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기(54)로 이송될 때 냉매 온도이다.

난방 제어기(57)는 실내 배관 온도, 토출 온도를 검출하고 소정 임계치와 비교 판단하여 실내팬(56)을 온/오프시킬지를 결정한다. 실내 배관 온도의 소정 임계치는 압축기(53)의 토출 온도 범위에 따라 각기 다른 값을 갖고, 실내팬(56)의 온/오프를 결정하는데 사용된다. 토출 온도의 소정 임계치는 압축기(53)의 이전 운전 상태를 판단하는데 사용된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 초기 난방 운전 제어에서 압축기의 토출 온도가 α도 초과이고, 실내 배관 온도가 γ도 초과인지를 판단하여 참이면 실내팬을 구동하는 단계와; 실내 배관 온도가 β도 초과인지를 판단하여 참이면 실내팬을 구동하는 단계로 이루어진다.

토출 온도의 소정 임계치인 α도는 압축기의 이전 운전 상태를 판단하는 기준이다. 검출한 토출 온도가 α도보다 작으면 압축기는 이전에 동작하지 않은 경우이고, α도보다 크면 압축기는 이전에 동작한 경우이다.

히트 펌프는 압축기의 토출 온도와 α도를 비교 판단하여 압축기의 이전 운전 상태를 판단한다. 압축기의 이전 운전 상태가 결정되면 히트 펌프는 실내 배관 온도와 소정 임계치를 비교 판단한다. 압축기가 이전에 동작한 경우에는 실내 배관 온도의 소정 임계치로 γ도를 사용하고, 압축기가 이전에 동작하지 않은 경우에는 실내 배관 온도의 소정 임계치로 β도를 사용한다.

소정 임계치 α도는 압축기의 이전 운전 상태를 판단하는 기준이므로 압축기가 운전하고 난 후의 압축기의 토출 온도를 검출하여 정하고, 소정 임계치 β도는 압축기가 동작하지 않은 상태에서 압축기가 동작하여 따뜻한 바람을 배출할 때의 실내 배관 온도를 검출하여 정하고, 소정 임계치 γ도는 압축기가 이전에 동작한 다음 다시 압축기가 동작하여 따뜻한 바람을 배출할 때의 실내 배관 온도를 검출하여 정한다.

소정 임계치 β도는 소정 임계치 γ도에 비해 크다. 히트 펌프가 압축기를 상당 기간동안 기동하지 않은 경우에 따뜻한 바람을 실내로 배출해야 하므로 β도는 γ도에 비해 크게 설정되어야 한다.

압축기가 이전에 동작하지 않은 경우에는 히트 펌프는 실내 배관 온도의 소 정 임계치로 β도를 사용한다. 실내 배관 온도가 β도를 초과하면 히트 펌프는 실내팬을 구동하여 실내 열교환기에 공기 흐름을 보조한다.

그리고, 압축기가 이전에 동작한 경우에는 히트 펌프는 실내 배관 온도의 소정 임계치로 γ도를 사용한다. 실내 배관 온도가 γ도를 초과하면 히트 펌프는 실내팬을 구동하여 실내 열교환기에 공기 흐름을 보조한다.

도 7은 도 6의 초기 난방 제어 방법에서 압축기 토출 온도, 실내 배관 온도의 변화에 따른 실내팬이 온/오프되는 영역을 보인 예시도이다.

실내 배관 온도 대 압축기의 토출 온도 분포에 따라 실내팬이 온되는 영역과 오프되는 영역이 구분된다. 실내팬이 온되는 영역과 오프되는 영역은 실내 배관 온도의 소정 임계치 β, γ도와 토출 온도의 소정 임계치 α도를 경계로 나누어진다. 실내팬 오프 영역은 실내로 따뜻한 바람을 배출하지 않는 영역이고, 실내팬 온 영역은 실내로 따뜻한 바람을 배출하는 영역이다.

히트 펌프는 찬바람을 배출할 수 있는 영역에 대해 실내팬 오프로 제어하여 실내로 찬바람이 배출되는 것을 방지한다. 그리고, 급격한 응축 온도 상승으로 인해 압축기가 파손되는 영역에 대해 실내팬을 온으로 제어하여 실내로 따뜻한 바람이 배출하여 압축기 파손을 방지한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 압축기를 상당 기간동안 구동하지 않은 경우 실내팬의 구동 온도를 높혀 난방 제어함으로써 따뜻한 바람을 실내로 배출하여 사용자에게 쾌적함을 제공하는 효과가 있다.

또한, 압축기를 오프된지 몇 분 이내에 다시 압축기를 구동하는 경우 실내팬의 구동 온도를 낮추어 난방 제어함으로써 급격한 응축 온도의 상승을 사전에 막아 압축기가 파손되지 않는 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 초기 난방 운전 제어에서 압축기의 이전 상태에 대응하여 다수의 실내배관 온도 임계치를 설정하는 단계와;

   압축기의 이전 상태를 판단하여 상기 다수의 실내배관 온도 임계치 중 하나의 임계치를 선택하는 단계와;

   현재 실내 배관 온도가 상기 선택된 하나의 임계치 이상이면 실내팬을 온하거나 상기 선택된 하나의 임계치 미만이면 실내팬을 오프하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압축기의 이전 상태를 판단하는 단계는

   압축기의 이전 상태를 구분하기 위한 토출 온도 임계치를 설정하는 단계와;

   압축기의 현재 토출 온도와 상기 토출 온도 임계치를 비교하여 압축기의 이전 상태가 정지 상태, 또는 운전 상태인지를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 토출 온도 임계치는

   운전한 다음 정지한 압축기의 토출 온도로 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 실내 배관 온도 임계치 중 하나의 임계치를 선택하는 단계는

   압축기의 이전 상태가 정지 상태이면 다수의 실내 배관 온도 임계치 중 상기 정지 상태에 대응한 제1임계치를 선택하는 단계와;

   압축기의 이전 상태가 운전 상태이면 다수의 실내 배관 온도 임계치 중 상기 운전 상태에 대응한 제2임계치를 선택하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1임계치는

   이전 동작 상태가 정지 상태에서 동작한 압축기에 의해 따뜻한 바람을 배출할 때의 실내 배관 온도로 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 제2임계치는

   이전 동작 상태가 운전 상태에서 동작한 압축기에 의해 따뜻한 바람을 배출할 때의 실내 배관 온도로 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 펌프의 초기 난방 제어 방법.

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