KR100608132B1 - 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 복수대의 실외 유니트(A), (B)는 적어도 2대의 실외 유니트(A), (B)의 능력을 다르게 구성하고, 사용되는 실외 열교환기(13), (13b)의 능력에서 운전되는 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)을 운전하는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시하여, 상기 실내 유니트(2), (3)의 운전상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트(A), (B)의 총능력보다 작아진 경우에 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기 (11), (12), (31), (32), (33)를 운전시키는 제어부를 설치한다. 따라서, 부분 부하 운전되는 경우, 실외 열교환기를 효율적으로 이용하여 압축기가 효율적으로 운전되도록 하여 불필요한 소비 에너지를 절감시키는데 기여할 수 있다.

Description

공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법{An air conditioner and a driving method of the an conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기를 나타낸 개략적인 전체 구성도이다.

도 2는 공기조화기의 개략 블록도이다.

<부호의 설명>

1: 공기조화기

2, 3: 실내 유니트

11, 12, 31, 32, 33: 압축기

13, 13b: 실외 열교환기

A, B: 실외 유니트

본 발명은 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법에 관한 것으로, 특히 복수대의 실외 유니트 및 실내 유니트로 이루어지는 멀티 방식의 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법에 관한 것이다.

종래부터 복수대의 압축기와 한 대의 실외 열교환기를 갖는 실외 유니트를 복수대 구비함과 동시에 실내 열교환기를 갖는 실내 유니트를 복수대 구비한 멀티 방식의 공기조화기가 제공되고 있다(특개평 10-281577호 공보 참조). 이러한 공기조화기에는 그 실외 유니트 내에 사방밸브 등을 설치하여, 그 사방밸브 등에 의해 작동 매체(이하, 냉매라고 한다)가 흐르는 방향을 전환함으로써, 실외 열교환기를 응축기로 또한 실내 열교환기를 증발기로서 기능하게 하는 냉방운전과, 이와는 반대로 실외 열교환기를 증발기로 또한 실내 열교환기를 응축기로서 기능하게 하는 난방운전이 가능하도록 구성되어 있다.

이러한 종류의 공기조화기의 냉방운전 및 난방운전은 실내 유니트의 운전상태에 따라 공조부하가 크게 변화하기 때문에, 그 변화에 따라 운전이 이루어진다. 즉, 모든 실내 유니트가 운전되고 실내의 공기 온도가 극단적으로 높거나 낮은 경우에는, 공기조화기에 부가되는 공조부하가 커지게 된다. 이를 받아들여, 상기 실외 유니트는 탑재되는 모든 압축기를 운전하고 가능한 한 많은 냉매를 순환시켜서 실내 유니트의 실내 열교환기에 의해 실내에서 냉방 효과 혹은 난방 효과를 거두게 된다. 이러한 경우, 공기조화기는 풀가동으로 운전되고, 상기 풀가동 운전에 의해 이루어지는 실내의 냉방효과 및 난방효과는 상기 실외 유니트의 총능력에 의존하게 된다.

그러나, 상기 공기조화기에 부가된 공조부하의 크기는, 실내 유니트의 운전 상태에 따라 변화한다. 즉, 실내의 온도가 냉방 운전에서는 내려가고 난방 운전에서는 올라감으로써 혹은 실내의 온도가 실내 유니트의 조작자의 희망하는 온도가 됨으로써, 복수대의 실내 유니트 중 일부 실내 유니트가 약운전으로 진행되거나 정 지하게 된다. 이를 받아들여, 공기조화기에 부가된 공조부하는 그 때까지의 공조부하보다 감소하게 된다.

이와 같이, 부가된 공조부하가 작아지면, 상기 실외 유니트는 상기 서술한 풀가동 운전에서 부분 부하 운전으로, 즉 탑재되는 일부 압축기의 운전이 정지되는 운전으로 전환하게 된다. 결국, 상기 실외 유니트에 탑재되는 상기 압축기를 이용하여 단순히 냉매를 순환시키는 것뿐만 아니라 부가된 공조부하에 따라 적절히 조정된 냉매를 순환시키게 된다. 이러한 경우에는, 각 실외 유니트에 탑재되는 상기 실외 열교환기의 능력을 고려하지 않고 운전되는 상기 압축기의 조합을 결정하며, 그 결정에 따라 각 실외 유니트가 운전되는 경우에는 소비 에너지가 불필요하게 낭비되는 문제가 발생한다.

즉, 공기조화기가 부분 부하 운전으로 전환되어 운전하는 경우, 사용되는 압축기 및 사용되는 실외 열교환기를 적절히 선택하여 이용할 수 있으나, 이 때, 가능한 한 효율적으로 실외 열교환기를 이용하여 실외 유니트에 구비된 압축기를 운전시키는 것이 바람직하다. 즉, 병렬로 접속되는 열교환기가 동일한 능력인 경우에는, 그 열교환기에 대해 냉매를 순환시키는 압축기의 능력이 작아질수록 냉매는 효율적으로 열교환된다. 마찬가지로, 병렬로 접속되는 압축기가 동일한 능력인 경우에는, 가능한 한 큰 열교환기를 사용하도록 압축기를 운전하면 냉매가 효율적으로 열교환을 실시한다. 이러한 점을 고려하여 실외 유니트를 운전해야 한다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 복수대의 실외 유 니트 및 실내 유니트로 이루어진 멀티 방식의 공기조화기를 상술할 바와 같이 부분 부하 운전하는 경우, 실외 열교환기를 효율적으로 사용하여 압축기의 효율을 높일 수 있는 운전을 실시하도록 하고, 불필요한 소비 에너지를 절감하는데 기여하는 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하기와 같은 수단의 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법을 제공한다.

즉, 제1항에 따른 발명은, 복수대의 압축기와 실외 열교환기를 갖는 실외 유니트를 복수대 구비함과 동시에 복수대의 실내 유니트를 구비한 멀티 방식의 공기조화기에 있어서, 상기 실외 유니트는 그 복수대 중 적어도 2대의 실외 유니트의 능력을 다르게 구성하고, 사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기를 운전하는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시하여, 상기 실내 유니트의 운전상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다 작아졌을 경우에, 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기를 운전시키는 제어부를 마련한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기에 있어서, 실내 유니트의 운전 상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다 작아지는, 이른바 부분 부하 운전으로 전환되어 운전하는 경우, 순위 결정 처리에 의해 결정된 순위에 따라 압축기가 운전된다. 여기서, 상기 순위 결정 처리에 의해 결정되는 순위는, 사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 압축기 에 부가되는 순위이다. 결국, 실외 열교환기의 능력을 최대한으로 이용하고, 압축기를 고효율의 운전 상태로 운전함으로써 압축기에 공급되는 전력량이 가능한 한 작아지도록 압축기에 운전하는 순위가 부가되게 된다. 따라서, 열교환기를 낭비없이 이용하여 냉매의 열교환을 실시하여, 따라서 압축기의 운전에 공급되는 전력을 줄일 수가 있다.

제2항에 기재된 발명은, 상기 제1항에 기재된 공기조화기에 있어서 상기 압축기가 가변속 압축기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기에 있어서, 복수대의 압축기 중 하나 혹은 전부가 가변속으로 능력을 변화시킬 수가 있다. 즉, 상기 압축기의 능력 한계까지 순조롭게 능력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 복수대의 압축기 중 한 대가 가변속 압축기이면 상기 가변속 압축기와 다른 정속 압축기를 조합하여 이용함으로써 시스템의 능력 한계까지 순조롭게 능력을 변화시킬 수 있다. 따라서, 압축기의 능력을 세밀하게 설정할 수 있어서, 증발압력 및 응축압력을 원하는 값으로 쉽게 제어할 수 있을 뿐 아니라 압축기에 불필요하게 전력을 공급할 필요가 없어진다. 또한, 압축기 한 대만을 가변속 압축기로 하지 않고 복수대 혹은 전부를 가변속 압축기로 했을 경우, 압축 능력을 더욱 세밀하게 제어할 수 있어서 제어성이 향상된다.

청구항3에 기재된 발명은, 복수대의 압축기와 실외 열교환기를 갖는 실외 유니트를 복수대 구비함과 동시에 실내 유니트를 복수대 구비하며, 상기 복수의 실외 유니트 중 적어도 2 대의 실외 유니트의 능력을 다르게 구성한 공기조화기의 운전 방법에 있어서, 사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력 을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기를 운전하는 순위를 결정하는 순위 결정 처리를 실시하여, 상기 실내 유니트의 운전 상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다도 작아졌을 경우, 상기 순위 결정 처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기를 운전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법에 있어서, 실내 유니트의 운전 상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다 작아지는, 이른바 부분 부하 운전으로 전환하여 운전되는 경우, 순위 결정 처리에 의해 결정된 순위에 따라 압축기가 운전된다. 여기서, 상기 순위 결정 처리에 의해 결정되는 순위는, 사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 압축기에 부가되는 순위이다. 즉, 실외 열교환기의 능력을 최대한으로 이용하여 압축기를 고효율의 운전 상태에서 운전하게 함으로써, 압축기에 공급되는 전력량이 가능한 한 작아지도록 압축기에 운전 순위를 부여하게 된다. 따라서, 열교환기를 낭비없이 이용하여 냉매의 열교환을 실시하고, 이에 따라 압축기의 운전에 공급되는 전력을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법의 실시형태를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 개략적인 전체 구성도, 도 2는 공기조화기의 개략적인 블록도이다.

본 발명에 따른 공기조화기(1)는, 도 1의 개략적인 전체 구성도에 나타낸 바와 같이, 복수대(도시된 것은 2대 뿐)의 실내 유니트(2), (3)가 병렬로 접속되어 설치됨과 동시에 상기 복수대의 실내 유니트(2), (3)에 대해 병렬로 설치된 적절한 조정밸브(T)를 통해 2대의 실외 유니트(제1 실외 유니트(A), 제2 실외 유니트(B))가 설치된다. 상기 실내 유니트(2), (3)는 그 내부에 실내 열교환기(2a), (3a)가 설치되어, 상기 실내 열교환기(2a), (3a)가 증발기 혹은 응축기가 되어 냉매가 냉방 또는 난방의 효과를 거둘 수 있도록 한다.

상기 제1실외 유니트(A) 및 제2실외 유니트(B) 중 제1실외 유니트(A)는 냉매를 압축하는 2대의 압축기(11), (12)를 구비함과 동시에 상기 냉매를 외기와 접촉시켜서 열교환시키는 1대의 실외 열교환기(13)를 구비하고 있다. 또한, 상기 실외 열교환기(13)의 근처에는 상기 실외 열교환기(13) 내의 냉매가 외기와 적절하게 열교환되도록 상기 실외 열교환기(13)로 외기를 보내는 실외팬(40)이 설치되어 있다. 상기 압축기 (11), (12)는 각각 병렬이 되도록 접속된다. 상기 병렬로 접속된 압축기(11), (12)는 상기 병렬 접속이 합류되고 상기 냉매가 토출되는 토출구(23)에서 오일분리기(14), 사방밸브(19)를 통해 상기 실외 열교환기(13)와 접속된다. 그리고, 상기 실외 열교환기(13)는 팽창밸브(15)를 통해 잉여 냉매를 저장하는 레시버 탱크(16)와 접속되어 있다.

또한, 상기 압축기(11), (12)는 교류 전류에 의해 일정 속도로 운전되도록 구성하여도 무방하며, 또한 적절한 인버터를 설치하여 속도를 가변시켜 운전되도록 구성하여도 무방하다. 여기서, 본 발명에 따른 압축기의 능력은 상기 실내 열교환기(2a), (3a), 상기 실외 열교환기(13) 등으로 구성되는 냉동 사이클 안에서 냉매를 순환시키는 능력을 의미하며, 압축기의 운전 주파수, 기통 용적 및 운전 압력에 좌우된다. 단, 상기 순위결정처리에 이용하는 압축기의 능력으로는 그 압축기의 정 격 능력을 사용한다. 또한, 본 발명에 있어서 실외 열교환기의 능력은 상기 실외 열교환기(13)가 외기와 냉매 간의 열교환을 실시하는 능력, 즉 응축기로서 이용하는 경우에는 냉매가 가진 열을 외기 측으로 방열하는 능력, 증발기로서 이용하는 경우에는 외기가 가진 열을 냉매 측으로 흡열하는 능력을 나타내며, 열교환기의 형상, 열교환기를 통과하는 풍량 즉, 상기 실외팬(40)의 매초마다의 회전수에 좌우된다. 단, 상기 순위결정처리에 이용하는 열교환기 능력으로는 그 열교환기의 정격 능력을 사용한다.

상기 레시버 탱크(16)는 각종 조정밸브(T)를 통해 상기 실내 유니트(2), (3)의 액측 접속구(2b), (3b)와 접속된다. 또한, 상기 오일분리기(14)와 상기 실외열교환기(13)의 사이에는 상기 압축기(11), (12)의 토출구(23)에서 토출되는 냉매의 압력을 검지하는 고압압력센서(17)가 설치되어 있다. 상기 고압압력센서(17)는 상기 공기조화기(1)가 난방운전시 그 검지값이 원하는 값을 유지하도록 상기 압축기(11), (12) 등의 기기를 제어할 때 이용된다.

한편, 상기 병렬로 접속된 압축기(11), (12)는 그 병렬 접속이 합류되고 상기 냉매가 흡입되는 흡입구(24)에서 액분리기(18)와 접속된다. 또한, 상기 액분리기(18)는 사방밸브(19) 및 조정밸브(T)를 통해서 상기 실내 유니트(2), (3)의 가스측 접속구(2c), (3c)와 접속된다. 또한, 상기 압축기(11), (12)의 흡입구(24)와 상기 액분리기(18) 간에는 상기 압축기(11), (12)의 흡입구(24)에서 흡입되는 냉매의 압력을 검지하는 저압압력센서(20)가 설치되어 있다. 상기 저압압력센서(20)는 상기 공기조화기(1)가 난방 운전시 그 검지값이 원하는 값을 유지하도록 상기 압축기 (11), (12) 등의 기기를 제어할 때 이용된다. 또한, 상기 실외 유니트(A)에 있어서, 상기 액분리기 (18)와 상기 압축기(11), (12)의 흡입구(24) 사이와, 상기 팽창밸브(15)와 상기 레시버 탱크의 사이에는 적절하게 개폐 가능한 가변조정밸브(21), (22)가 설치되어 있다.

상기 제2실외 유니트(B)는 상기 제1실외 유니트(A)와, 설치되는 압축기의 수가 각기 다르도록 구성되며, 실외 열교환기(13b)는 상기 설치되는 압축기의 수에 따라 냉매의 열교환 능력을 갖도록 구성된다. 그리고, 그 외의 구성은 상기 제1실외 유니트(A)와 동일하게 구성된다. 즉, 상기 제1실외 유니트(A)에서는 2대의 압축기(11), (12)가 병렬로 접속되도록 구성하였으나, 상기 제2실외 유니트(B)에서는 3대의 압축기(31), (32), (33)가 병렬로 접속되도록 구성되어 있다. 또한, 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 능력은 동일한 능력으로 구성되어 있다. 또한, 상기 제1실외 유니트(A)의 실외 열교환기(13)는 압축기 2대의 능력에 적합한 열교환기였으나, 상기 제2실외 유니트(B)의 실외 열교환기(13b)는 압축기 3대의 능력에 적합한 열교환기이다.

따라서, 상기 제1실외 유니트(A)와 제2실외 유니트(B)는 설치되는 압축기의 수가 다르기 때문에, 실외 유니트 자체의 능력도 다르게 구성된다. 즉, 상기 압축기 한 대의 능력은 5Kw이므로 2대의 압축기가 설치되는 제1실외 유니트(A)의 능력을 10kW라고 한다면, 3대의 압축기가 설치되는 제2실외 유니트(B)의 능력은 15kW 가 된다. 또한, 상기 제2실외 유니트(B)에 있어서, 상기 제1실외 유니트(A)와 동일하게 구성되는 부분에 대해서는 상기 제1실외 유니트(A)와 동일한 부호(부호의 끝 부분에b를 부가한다)를 부여하고, 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 저압압력센서(20), (20b) 및 고압압력센서(17), (17b)는 실외 유니트(A), (B)에 각각 설치되도록 구성하였으나, 상기 공기조화기 (1)에서는, 실외 유니트(A), (B)의 양 센서가 모두 동일한 압력을 표시하도록 고려하여 각 유니트 내의 배관 등을 구성하였다. 즉, 상기 압력 센서가 구비되는 실외 유니트는 각각 다른 실외 유니트로 취급되지만 검지되는 압력은 동일한 값을 나타낸다. 따라서, 후술하는 저압압력센서(20) 및 저압압력센서(20b)에 의해 검지되는 압력과, 고압압력센서(17) 및 고압압력센서(17b)에 의해 검지되는 압력은 어느 쪽이든 한 쪽에서 검지된 압력값을 이용하면 된다.

이어서, 상기와 같이 구성된 공기조화기(1)에서 이루어지는 제어방법에 대해, 공기조화기(1) 내에서 송수신되는 제어신호의 입출력을 블록도로 나타내어 설명함과 동시에 공기조화기(1)가 실시하는 제어 처리에 대해 설명하기로 한다.

즉, 상기 공기조화기(1)는 도2에 나타낸 바와 같이 크게 주제어부(50)와 부제어부(60)로 나누어지며, 상기 주제어부(50)는 시스템 감시장치(51)와 시스템 컨트롤 마이콤(주제어장치)(55)으로 이루어진다. 상기 시스템 감시장치(51)는 조작 신호 및 검지 신호를 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)으로 송신하는 장치로서, 구체적으로는 운전 조작기, 고압압력센서(17), 저압압력센서(20) 등이 포함된다. 또한, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)는 각종 송신된 내용에 기초하여 해당 작업을 처리 실시하고, 공기조화기(1)를 구성하는 각 기기에 부제어장치(61), (62)를 통해 간접적으로 각종 제어 신호를 송신한다.

상기 운전조작기는 실내의 온도를 원하는 온도로 조정하고 싶은 경우에 공기조화기(1)의 운전을 설정하는 기기이다. 따라서, 원하는 실온으로 설정된 운전 조작 신호가 상기 운전조작기에서 상기 시스템 컨트롤 마이컴 (주제어장치)(55)으로 송신되어 공기조화기(1)가 운전된다. 여기서, 공기조화기(1)에 부가된 공조부하는 실내의 온도나 실내 유니트의 운전 상황에 따라 변화한다. 상기 공조부하의 변화에 따라서 공기조화기(1)가 운전될 때의 냉매의 압력값이 변화하므로, 구체적으로는 상기 고압압력센서(17) 및 상기 저압압력센서(20)에 의해 검지된 냉매의 압력신호를 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)으로 송신하고, 그 값을 이용해 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33) 등의 기기를 제어하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 냉방 운전시 실내의 온도가 높은 경우, 실내 열교환기(2a), (3a)에 의한 냉매의 증발량이 많아져서 냉매의 증발 압력이 높아지면, 실내 유니트(2), (3)에서 나오는 공기의 온도가 올라간다. 즉, 냉방 효과가 낮아지므로 원하는 증발 압력을 유지하기 위해 압축기가 추가된다. 또한, 역으로 난방 운전시 실내 온도가 낮은 경우, 실내 열교환기(2a), (3a)에 의한 냉매의 응축량이 많아져서 냉매의 응축 압력이 내려가면, 실내 유니트(2), (3)에서 나오는 공기의 온도가 낮아진다. 즉, 난방 효과가 약해지므로 원하는 응축 압력을 유지하기 위해 압축기가 추가된다.

부제어부(60)는 각 실외 유니트(A), (B)마다 구비되는 부제어장치(61), (62), 상기 부제어장치(61)에 접속되는 압축기(11), (12), 실외팽창밸브(15) 및 실외팬(40)으로 구성됨과 동시에 상기 부제어장치(62)에 접속되는 압축기 (31), (32), (33), 실외 팽창밸브(15b) 및 실외팬(40b)으로 구성된다. 상기 부제어장치 (61), (62)는 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)에서 송신된 제어신호에 기초하여, 접속되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33), 실외팽창밸브(15), (15b), 실외팬(40), (40b)를 제어한다. 또한, 상기 부제어장치(61), (62)는 상기 공기조화기(1)의 초기 설정의 일부가 되는 순위결정처리에 있어서, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)에 원하는 정보, 즉 기기 번호, 기기 코드 등을 송신하는 부분을 담당하고 있다. 또한, 기기 번호는 공기조화기(1)를 구성하는 각 유니트를 식별하기 위해 이용되며, 기기 코드는 각 유니트의 능력을 식별하기 위해 이용된다. 또한, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)은 기기 코드에 대응하여 그 유니트의 능력, 탑재 압축기의 수 및 그 능력의 데이터 일람 즉, 기기 코드표를 갖고 있다. 따라서, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)은 공기조화기를 구성하는 각 부제어장치에서 기기 번호 및 기기 코드를 수신함으로써 각 유니트의 능력 즉 실외 열교환기의 능력, 압축기의 수 및 그 능력을 각각 개별적으로 인식할 수 있다.

이어서, 상기와 같이 구성된 공기조화기(1)가 실시하는 순위결정처리에 대해 설명하기로 한다. 즉, 공기조화기(1)의 전원이 켜지면, 초기 설정의 일부인 순위결정처리가 이루어진다. 상기 순위결정처리는 우선 실외 유니트 (A), (B)에 각각 구비되는 부제어장치(61), (62)가 기기 번호 및 기기 코드를 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)으로 송신한다. 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)은 각 기기 코드에 대응하는 기기 데이터를 가지고 있으며, 상기 기기 데이터는 상기 유니트의 능력, 탑재되는 실외 열교환기의 능력, 탑재되는 압축기의 수 및 능력에 대 한 정보를 갖는다. 따라서, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)은 시스템을 구성하는 모든 부제어장치에서 기기 번호 및 기기 코드를 수신함으로써 시스템의 구성을 특정화할 수 있다.

즉, 상기 실외 열교환기(13), (13b)는 각각 그 기기 번호로 특정화되고, 기기 코드에 의해 그 능력이 특정화된다. 또한, 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)는 기기 번호 및 기기 코드에 의해 각각을 특정화하고 그 능력이 특정화된다. 즉, 상기 압축기(11)는 기기 번호(A)의 유니트에 탑재되는 첫번째 압축기로서 특정화되며, 기기 코드표에 의해 그 능력이 특정화된다. 또한, 상기 공기조화기(1)에 있어서 모든 압축기(11), (12), (31), (32), (33)는 동일한 능력이 되도록 구성되고, 상술한 바와 같이 그 능력은 1대당 5kW로 계산된다.

그리고, 상기 실외 열교환기(13), (13b) 및 압축기(11), (12), (31), (32), (33)가 초기설정에 의해 특정화된 후 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)에 각각 운전될 순위를 부여한다. 즉, 사용되는 실외 유니트(A), (B)의 한 쪽 내지는 양쪽의 실외 열교환기(13), (13b)의 능력에서 운전되는 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기가 운전되는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시하고, 상기 실내 유니트(2), (3)의 운전 상태에 따라 부가되는 공조부하에 대해 상기 순위결정처리에 의해 얻어진 순위대로 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)를 운전시킨다. 또한, 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)가 운전되는 순위는, 실내 유니트(2), (3)가 운전 상태 즉 공조부하에 따라 변화하는 운전 압력이 소정의 목표 압력과 일치하도록 압축기의 운전을 차례로 추가 혹은 삭감하는 순위를 의미한다. 이어서, 상기와 같은 순위결정순위에 기초하여 부여된 압축기의 순위에 따라 차례로 추가되어 운전되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 조합에 대해 표1을 참조하여 설명하기로 한다.

< 표1 >

운전하는압축기수	실외 유니트(A)	실외 유니트(B)	운전되는 압축기의 능력/사용되는실외 열교환기의 능력
1대	-	압축기31	0/10 + 5/15
2대	압축기11	압축기31	5/10 + 5/15
3대	압축기11	압축기31,32	5/10 + 10/15
4대	압축기11	압축기31,32,33	5/10 + 15/15
5대	압축기11,12	압축기31,32,33	10/10 + 15/15

상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 운전 대수가 차례로 1대씩 추가되어 운전되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 조합은 상기 표1에 나타낸 바와 같다. 즉, 우선 첫번째 압축기로서 제2실외 유니트(B)의 압축기(31)가 운전된다. 이 때, 사용되는 실외 열교환기(13b)의 능력에서 압축기(31)의 능력을 제외한 값은 5/15가 되어 최소가 된다. 다음 두 번째 압축기로서 제1실외 유니트(A)의 압축기(11)가 운전된다. 이 때, 사용되는 실외 열교환기(13), (13b)의 (냉매열교환) 능력에서 압축기(11), (31)의 냉매압축능력을 제외한 값이 5/10+5/15가 된다. 다음 세 번째 압축기로서 제2실외 유니트(B)의 압축기(32)가 운전된다. 이 때, 사용되는 실외 열교환기(13), (13b)의 (냉매열교환) 능력에서 냉매압축능력을 제외한 값이 5/10+10/15가 된다. 또한, 다음 네 번째 압축기로서 제2실외 유니트(B)의 압축기(33)가 운전된다. 이 때, 사용되는 실외 열교환기(13),(13b)의 (냉매열교환) 능력에서 냉매압축능력을 제외한 값이 5/10+15/15가 된다. 또한, 다음 다섯 번째 압축기로서 나머지 제1실외 유니트(A)의 압축기 (12)가 운전된다. 이 때, 공기조화기 (1)에서 얻어지는 냉방 능력 혹은 난방 능력은 최대가 되며, 공기조화기(1)의 구성에 따라 결정되게 된다.

이와 같이, 표1에서는 운전되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 수와 함께 상기 운전되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 조합이 특정화된다. 또한, 운전되는 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 순위는 상기 공기조화기 (1)의 전원이 켜짐과 동시에 주제어장치(본 발명에서의 제어부에 해당함)인 상기 시스템 컨트롤 마이컴(55)에 의해 순위결정처리로 실시되어 결정된다. 또한, 상기 시스템 컨트롤 마이컴(55)은 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)를 운전시킨다.

상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 순위가 결정된 후, 상기 실외 유니트(A), (B)의 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)은 상기 운전 조작기에 의해 설정된 온도를 실내조작신호로서 수신하여 그 신호에 따라 소정의 압축기수, 예를 들면 압축기 1대의 운전을 시작한다. 이와 동시에 상기 시스템 컨트롤 마이컴(주제어장치)(55)은 상기 고압압력센서(17) 및 상기 저압압력센서(20)에 의해 검지된 냉매의 압력을 압력검지신호로서 수신하여, 그 검지값과 소정의 목표 압력값을 비교하여, 후술하는 처리를 비롯한 각종 적절한 처리를 실시하여 부제어장치(61), (62)로 제어신호를 송신한다.

또한, 상기 목표압력은 냉방운전시 증발압력 즉 저압압력값으로 설정되고, 난방운전시에는 응축압력 즉 고압압력값으로 설정되어 있다. 그리고, 상기 저압압력센서(20) 혹은 상기 고압압력센서(17)에 의한 검지값이 상기 목표압력값이 되도 록 압력기의 운전을 차례로 1대씩 추가하거나 혹은 삭감한다. 즉, 냉방운전에서는 상기 저압압력센서(20)의 검지값이 소정의 목표압력값보다 소정값, 예를 들면 0.05MPa가 높아지면 상기 순위결정처리에서 결정된 순위에 따라 차례로 압축기를 추가한다. 또한, 검지값이 소정의 목표값보다 소정값, 예를 들면 0.05MPa가 낮아지면, 상기 순위결정처리에서 결정된 순위의 반대로 압축기의 운전 대수를 삭감한다. 또한, 난방운전에서는 상기 고압압력센서(17)의 검지값과 소정의 목표압력값에서 상기 압축기와 마찬가지로 증감이 이루어진다. 즉, 검지값이 소정의 목표값보다 0.3MPa 낮아지면 압축기가 추가되고, 높아지면 압축기가 삭감된다. 또한, 실내 유니트(2), (3)의 공조부하가 상기 실외 유니트(A), (B)의 총능력을 초과하는 경우에는 모든 압축기(11), (12), (31), (32), (33)가 풀가동됨은 물론, 냉방운전시에는 상기 저압압력센서의 검지값이 소정의 목표값보다 높아지고, 난방운전시에는 상기 고압압력센서의 검지값이 소정의 목표값보다 낮아진다.

상기와 같은 순위결정처리에 따른 압축기의 운전방법을 실시함으로써, 실외 열교환기의 능력을 효율적으로 활용하여, 압축기를 고효율의 운전상태로 운전함으로써 공기조화기(1)의 효율성을 향상시키게 된다. 즉, 냉방운전에서는 실외 열교환기(13), (13b)가 응축기가 되고 상술한 바와 같이 냉방에서는 증발압력을 일정하게 하여 압축기(11), (12), (31), (32), (33)를 운전하고자 한다. 상기 실외 열교환기(13), (13b)를 효율적으로 사용함으로써 응축압력이 내려가면, 압축기 (11), (12), (31), (32), (33)의 효율성이 향상된다. 즉, 증발압력과 응축압력의 차가 적어짐에 따라 압축기(11), (12), (31), (32), (33)가 하는 일이 줄어들게 되어, 소비되는 에너지도 감소하게 된다. 반대로 난방운전에서는 실외 열교환기(13), (13b)가 증발기가 되고, 상술한 바와 같이 난방에서는 증발압력을 일정하게 하여 압축기(11), (12), (31), (32), (33)를 운전하고자 한다. 상기 실외 열교환기 (13), (13b)를 효율적으로 사용함으로써 증발압력이 올라가면, 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 효율성이 향상된다. 즉, 응축압력과 증발압력의 차가 적어지게 됨에 따라 압축기(11), (12), (31), (32), (33)의 하는 일이 줄어들게 되고, 소비되는 에너지가 감소하게 된다. 따라서, 실외 유니트(A), (B)는 공급되는 전력이 작아지도록 억제하여, 고효율적으로 운전이 이루어지게 된다.

여기서, 상기 압축기(11), (12) 및 압축기(31), (32), (33) 중 상기 실외 유니트(A), (B)에 각각 한 대씩, 예를 들면 인버터와 같은 가변속 압축기로 구성된 경우, 그 한 대의 압축기의 능력을 적절히 변경할 수 있다. 즉, 상기 가변속 압축기의 능력 한계까지 순조롭게 능력을 변화시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 복수대의 압축기 중 한 대가 가변속 압축기이면 상기 가변속 압축기와 다른 정속 압축기를 조합시켜서 이용함으로써 그 실내 유니트(A), (B)의 능력 한계까지 순조롭게 능력을 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 압축기의 능력을 세밀하게 설정할 수 있어서 냉매를 원하는 압력으로 조절하기 쉬울 뿐만 아니라 압축기에 불필요한 전력을 공급할 필요가 없다. 또한, 반드시 가변속 압축기를 한 대로 규정지을 필요는 없으며, 복수대 혹은 전부를 가변속 압축기로 했을 경우에는 압축기의 능력을 더욱 세밀히 제어할 수 있어서 그 제어성이 향상된다.

또한, 상술한 바와 같은 상기 압축기(11), (12), (31), (32), (33)가 인버터 와 같은 가변속 기기로 구성된 경우에도, 상기 저압압력센서(20)/ (20b) 및 고압압력센서(17)/(17b)에 의한 검지압력이 목표압력에 도달하지 않은 경우에는 상기 운전이 그 압축기의 최저 능력값에 기초하여 차례대로 한대씩 압축기의 운전이 추가된다. 또한, 역으로 검지압력이 목표압력을 초과하는 경우에는 상기 압축기의 최고 능력값에 기초하여 차례로 한 대씩 압축기의 운전을 정지시킨다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 선택할 수 있다.

예를 들면, 본 공기조화기(1)의 모든 압축기(11), (12), (31), (32), (33)는 동일한 능력을 가지도록 구성되었으나, 이에 반드시 한정되지는 않으며, 다양한 다른 능력을 갖는 압축기를 조합하여 구성하는 것도 무방하다. 그와 같이 구성되는 경우라도, 상술한 바와 같이 사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 압축기를 운전하는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시하여, 실내 유니트(2), (3)의 운전 상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트(A), (B)의 총능력보다 작아진 경우, 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위를 따라 상기 압축기를 운전시키도록 제어하는 사실에는 변동이 없다.

또한, 상기 공기조화기(1)에서는, 실외 유니트 및 실내 유니트(2), (3)를 2대씩 구성하도록 하였으나 이에 한정되지는 않으며, 적절한 복수 대수로 구성하여도 무방하다. 또한, 상기 실외 유니트(A)에 구비되는 압축기는 2대로 하고 상기 실외 유니트(B)에 구비되는 압축기는 3대로 하였으나 이에 한정되지는 않으며, 적절한 복수 대수로 구성하여도 무방하다. 또한, 상기 복수의 압축기에서는 압축기의 압축 능력을 모두 동일하게 구성되도록 하였으나, 다른 냉매압축능력을 갖는 압축기로 구성되도록 하여도 무방하다.

본 발명에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 운전 방법에 따르면, 복수대의 실외 유니트 및 실내 유니트로 이루어진 멀티 방식의 공기조화기를 상술한 바와 같이 부분 부하 운전하는 경우에 있어서, 실외 열교환기를 효율적으로 이용하여 압축기를 효율적으로 운전할 수 있도록 함으로써 낭비되는 소비 에너지를 절감하는데 기여한다.

Claims (3)

1. 복수대의 압축기와 실외 열교환기를 갖는 실외 유니트를 복수대 구비함과 동시에 복수대의 실내 유니트를 구비한 멀티 방식의 공기조화기에 있어서,

   상기 실외 유니트는 그 복수대 중 적어도 2대의 실외 유니트의 능력을 다르게 구성하고,

   사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기를 운전하는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시하여, 상기 실내 유니트의 운전상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다 작아졌을 경우에, 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기를 운전시키는 제어부를 마련한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기는 가변속 압축기인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 복수대의 압축기와 실외 열교환기를 갖는 실외 유니트를 복수대 구비함과 함께 복수대의 실내 유니트를 구비하고, 상기 복수대의 실외 유니트 중 적어도 2대의 실외 유니트의 능력을 다르게 구성한 공기조화기의 운전방법에 있어서,

   사용되는 실외 열교환기의 능력에서 운전되는 상기 압축기의 능력을 제외한 값이 최소가 되도록 상기 압축기를 운전하는 순위를 결정하는 순위결정처리를 실시 하여, 상기 실내 유니트의 운전 상태에 따라 공조부하가 상기 실외 유니트의 총능력보다 작아졌을 경우에, 상기 순위결정처리에 의해 결정된 순위에 따라 상기 압축기를 운전시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전방법.

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