KR100624808B1 - 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법 - Google Patents

냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법은, 난방 전실 운전 및 난방 주체 운전시에는 압축기 흡입측과 연결된 저압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하고; 냉방 전실 운전 및 냉방 주체 운전시에는 압축기 토출측과 연결된 고압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하는 것을 특징으로 함으로써, 냉난방 동시형 에어컨의 제어 작동 상태를 정확히 판단하여 보다 신뢰성 있는 냉난방 작동이 가능하도록 하는 효과가 있다.
동시형, 냉난방, 압축기, 흡입 압력, 토출 압력, 실외 열교환기 온도, 사방 밸브

Description

냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법{Method judging change-fail of 4-way-valve in simultaneous heating and cooling type air-conditioner}
도 1은 일반적인 냉난방 동시형 에어컨이 도시된 구성도,
도 2는 냉난방 동시형 에어컨의 난방 전실 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면,
도 3은 냉난방 동시형 에어컨의 난방 주체 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면,
도 4는 냉난방 동시형 에어컨의 냉방 전실 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면,
도 5는 냉난방 동시형 에어컨의 냉방 주체 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압축기 2 : 실외 열교환기
3 : 사방 밸브 8 : 축압기
10 : 실외 열교환기 온도 센서 20, 20a, 20b, 20c : 고압 배관
21, 21a, 21b, 21c : 저압 배관 22, 22a, 22b, 22c : 액관
30a, 30b, 30c : 고압 밸브 31a, 31b, 31c : 저압 밸브
50a, 50b, 50c : 실내 열교환기 61a, 61b, 61c : 전자팽창밸브
본 발명은 냉난방 동시형 에어컨에 관한 것으로서, 특히 냉방 운전과 난방 운전을 동시에 실행할 수 있는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방 동시형 에어컨은 멀티 에어컨의 일종으로, 냉방과 난방을 동시에 수행하여 각 룸을 개별적으로 냉방 또는 난방시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 냉난방 동시형 에어컨은 난방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 난방모드가 작동되도록 하고 이와 동시에 냉방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 냉방모드가 작동되도록 구성된다.
도 1은 일반적인 냉난방 동시형 에어컨에 도시된 구성도이다.
이에 도시한 바와 같이 크게 실외기(A)와 분배기(B) 그리고 다수개의 실내기(C)로 크게 이루어진다.
상기 실외기(A)에는 압축기(1)와 실외열교환기(2), 사방밸브(3), 축압기(8) 등이 구비된다.
상기 분배기(B)에는 상기 실외기(A)와 실내기(C) 사이에 냉매가 유동하는 고압 배관(20,20a~20c), 저압 배관(21,21a~21c)과 액관(22,22a~22c)이 통과하고, 상기 배관상에는 고압 밸브(30a~30c) 및 저압 밸브(31a~31c)들이 설치된다.
상기 각 실내기(C)에는 각 실내열교환기(50a~50c)와 전자팽창밸브(61a~61c) 등이 각각 구비된다.
이와 같은 냉난방 동시형 에어컨은 냉방전실??난방전실??냉방주체동시??난방주체동시 운전조건에 따라 실외기(A)로부터 유입된 냉매를 사방밸브(4) 및 고압 밸브(30a~30c) 및 저압 밸브(31a~31c)를 절환시켜 선택적으로 분배기(B)를 통해 상기 다수개의 실내기(C)에 분배하면서 냉난방을 실시하게 된다.
그러나, 상기와 같은 냉난방 동시형 에어컨은 일반 멀티형 히트펌프 에어컨과 다르게 운전 조건 변경을 위해 작동되는 사방 밸브(3)의 절환이 실패해도 압축기(1)를 중심으로 고압측과 저압측의 압력차가 벌어지게 되므로 사방 밸브(3)의 절환 실패를 판단하기 어려운 문제점이 있다.
즉, 일반 멀티형 히트 펌프 에어컨에서 냉방에서 난방, 난방에서 냉방으로 모드를 변경하는 과정에서 사방 밸브의 절환이 실패하는 경우에는 해당 유니트의 고,저압 차이가 벌어지지 않으므로, 이때 사방 밸브의 절환실패 판단을 하게 되고, 이후, 절환 실패 복구 동작이 이루어진다.
하지만, 냉난방 동시형 에어컨의 경우에는 사방밸브(3)의 절환이 실패하여도, 고,저압 차이가 발생하게 되므로, 상기 멀티형 히터 펌프 에어컨에서와 같이 고압 배관과 저압 배관 사이의 고저압차에 의해 절환 실패를 판단하기 어렵다.
따라서, 냉난방 동시형 에어컨에서 보다 정확한 제어 작동을 위해서는 고,저압 차이가 아닌 다른 방법으로 사방 밸브 절환 실패를 판단할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사방 밸브 절환시에 실외 열교환기의 온도와 고압측 및 저압측의 온도를 비교하여 사방 밸브의 절환을 판단함으로써 냉난방 동시형 에어컨의 제어 작동 상태를 정확히 판단하여 보다 신뢰성 있는 냉난방 작동이 가능하도록 하는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법은, 난방 전실 운전 및 난방 주체 운전시에는 압축기 흡입측과 연결된 저압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하고, 냉방 전실 운전 및 냉방 주체 운전시에는 압축기 토출측과 연결된 고압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하는 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 난방 전실 운전 및 난방 주체 운전시에는 압축기(1) 흡입측과 연결된 저압 배관(21)의 냉매 온도와, 실외 열교환기(2)의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브(3)의 절환 실패로 판단한다.
그리고 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 냉방 전실 운전 및 냉방 주체 운전시에는 압축기(1) 토출측과 연결된 고압 배관(20)의 냉매 온도와, 실외 열교환기(2)의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브(3)의 절환 실패로 판단한다.
여기서, 상기 저압 배관(21)의 냉매 온도는 압축기(1)의 흡입 압력을 환산하여 계산된 온도이다. 즉, 압축기(1)의 흡입측 냉매 라인에 설치된 흡입 압력 센서(P1)에서 감지된 냉매의 압력을, 압력 변화에 따른 온도 변화량의 기준치를 마련하여 압력값을 온도값으로 환산하여 온도를 계산하는 것이다.
또한, 상기 고압 배관(20)의 냉매 온도도 상기와 같은 방법으로 토출 압력센서(P2)에서 감지된 압력값을 환산하여 얻어진 값을 이용한다.
물론, 상기와 같이 압력 센서(P1)(P2)를 이용하지 않고 압축기(1)의 흡입측과 토출측에 직접 온도 센서를 설치하여 온도를 감지하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 실외 열교환기(2)의 냉매 온도는 실외 열교환기 온도 센서(10) 에서 감지된 온도를 이용한다.
이와 같은 본 발명의 사방밸브(3) 절환 판단 방법을 도 2 내지 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 냉난방 동시형 에어컨의 난방 전실 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면이다.
난방 전실 운전시에는 도 2를 참고하면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20) 쪽으로 유동한 다음, 개방된 고압 밸브(30a,30b,30c)를 통과하여 각 실의 실내 열교환기(50a, 50b, 50c)를 거치면서 실내를 난방하게 되고, 이후, 팽창 밸브(65), 실외 열교환기(2), 사방밸브(3), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 흡입된다.
하지만, 사방 밸브(3)의 절환이 잘못되면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20)과 함께 실외 열교환기(2) 쪽 배관으로 냉매가 유동하는 한편, 압축기(1)의 흡입쪽인 저압 배관(21) 쪽에는 냉매가 유동하지 않으면서 압력이 현저하게 떨어지게 된다.
이 때, 압축기(1)의 흡입 쪽인 저압 배관(21) 쪽에서 환산한 증발온도와 실외 열교환기(2)의 온도와의 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에는 사방밸브(3) 절환 실패로 판단하게 된다.
즉, 사방밸브(3)의 절환이 정상적으로 이루어지면, 압축기(1)의 흡입 쪽 저압 배관(21) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 상기 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되므로, 냉매의 온도차가 많이 발생하지 않게 되나, 사방밸브(3)의 절환이 실패되면, 압축기(1) 흡입 쪽 저압 배관(21) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브를 통해 상호 연결되지 않으므로, 온도차이가 발생되고, 이 온도차를 이용하여 사방밸브(3)의 절환 실패를 판단하게 된다.
도 3은 냉난방 동시형 에어컨의 난방 주체 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면이다.
난방 주체 운전시에는 도 3을 참고하면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20) 쪽으로 유동한 다음, 개방된 두 실의 고압 밸브(30a, 30b)를 통과하여 두 실의 실내 열교환기(50a,50b)를 거치면서 실내를 난방하게 되고, 이후, 실외 열교환기(2), 사방밸브(3), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 흡입된다. 또한, 상기 두 실의 실내 열교환기(50a,50b)를 거친 냉매 중 일부는 액관(22)을 통해 한 실의 팽창 밸브(61c) 및 실내 열교환기(50c)를 거치면서 실내를 냉방하고, 이후, 저압 밸브(31c), 저압 배관(21), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 흡입된다.
하지만, 사방 밸브의 절환이 잘못되면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20)과 함께 실외 열교환기(2) 쪽 배관으로 냉매가 유동하면서 냉방 주체로의 운전이 이루어지게 된다.
이 때에도, 압축기(1)의 흡입 쪽인 저압 배관(21) 쪽에서 환산한 증발온도와 실외 열교환기(2) 온도와의 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에는 사방밸브(3) 절환 실패로 판단하게 된다.
즉, 사방밸브(3)가 정상적으로 절환되면, 압축기(1) 흡입 쪽 저압 배관(21) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되므로, 냉매의 온도차 가 많이 발생하지 않게 되나, 사방밸브(3)의 절환이 실패되면, 압축기(1) 흡입 쪽 저압 배관(21) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 상기 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되지 않으므로, 온도차이가 발생되고, 이 온도차를 이용하여 사방밸브(3) 절환 실패를 판단하게 된다.
도 4는 냉난방 동시형 에어컨의 냉방 전실 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면이다.
냉방 전실 운전시에는 도 4를 참고하면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 실외 열교환기(2)쪽 액관(22)으로 유동한 다음, 각 실의 팽창 밸브(61a, 61b, 61c) 및 실내 열교환기(50a, 50b, 50c)를 거치면서 실내를 냉방하게 되고, 이후, 저압 밸브(31a, 31b, 31c), 저압 배관(21), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 흡입된다.
하지만, 사방 밸브(3)의 절환이 잘못되면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20)쪽으로만 유동하게 되나, 고압 밸브(30a, 30b, 30c)가 모두 닫혀 있기 때문에 고압 배관(20) 쪽 압력이 급격히 상승하게 된다.
이 때, 압축기(1)의 토출 쪽인 고압 배관(20) 쪽에서 환산한 응축온도와 실외 열교환기(2) 온도와의 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에는 사방밸브(3)의 절환 실패로 판단하게 된다.
즉, 사방밸브(3)가 정상적으로 절환되면, 압축기(1)의 토출측인 고압 배관(20) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되므로, 냉매의 온도차가 많이 발생하지 않게 되나, 사방밸브(3)의 절환이 실패되면, 압축기(1) 토출측의 고압 배관(20) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브를 통해 상호 연결되지 않으므로, 온도차이가 발생되고, 이 온도차를 이용하여 사방밸브(3) 절환 실패를 판단하게 된다.
도 5는 냉난방 동시형 에어컨의 냉방 주체 운전시 정상 상태와 실패 상태를 나타낸 도면이다.
냉방 주체 운전시에는 도 5를 참고하면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 실외 열교환기(2)쪽 및 고압 배관(20)으로 유동하게 되는 데, 실외 열교환기(2)를 통과한 냉매는 두 실의 팽창 밸브(61a, 61b) 및 실내 열교환기(50a, 50b)를 거치면서 실내를 냉방하게 되고, 이후, 저압 밸브(31a, 31b), 저압 배관(21), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 흡입된다. 또한, 고압 배관(20) 쪽으로 유동한 냉매는 개방된 고압 밸브(30c)를 통과하여 실내 열교환기(50c)를 거치면서 실내를 난방하고, 상기 두 실내 열교환기(50a, 50b)로 유동하는 냉매와 합류하여 두 냉방을 돕고 압축기(1) 쪽으로 흡입된다.
하지만, 사방 밸브(3)의 절환이 잘못되면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 고압 배관(20)쪽으로만 유동하게 되고, 일부 개방된 고압 밸브(30c) 쪽으로 유입된 후, 한 실의 실내 열교환기(50c)를 거치면서 실내를 난방하게 되면서 난방 주체로 운전이 이루어진다.
이 때, 압축기(1)의 토출 쪽인 고압 배관(20) 쪽에서 환산한 응축온도와 실외 열교환기(2) 온도와의 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 날 경우에는 사방밸브(3) 절환 실패로 판단하게 된다.
즉, 사방밸브(3)가 정상적으로 절환되면, 압축기(1) 토출 쪽 고압 배관(20) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되므로, 냉매의 온도차가 많이 발생하지 않게 되나, 사방밸브(3)의 절환이 실패되면, 압축기(1) 토출측의 고압 배관(20) 쪽과 실외 열교환기(2) 쪽이 사방 밸브(3)를 통해 상호 연결되지 않으므로, 온도차이가 발생되고, 이 온도차를 이용하여 사방밸브(3) 절환 실패를 판단하게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법은 사방 밸브 절환시에 실외 열교환기의 온도와 고압측 및 저압측의 온도를 비교하여 사방 밸브의 절환을 판단하기 때문에 냉난방 동시형 에어컨의 제어 작동 상태를 정확히 판단하여 보다 신뢰성 있는 냉난방 작동이 가능하도록 하는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 난방 전실 운전 및 난방 주체 운전시에는 압축기 흡입측과 연결된 저압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하고,
    냉방 전실 운전 및 냉방 주체 운전시에는 압축기 토출측과 연결된 고압 배관의 냉매 온도와, 실외 열교환기의 냉매 온도 차이를 비교하여 일정 온도 이상 차이가 발생되면, 사방밸브의 절환 실패로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저압 배관의 냉매 온도는 압축기의 흡입 압력을 환산하여 계산된 온도인 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 배관의 냉매 온도는 압축기 토출 압력을 환산하여 계산된 온도인 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기의 냉매 온도는 실외 열교환기 온도 센서에서 감지된 온도인 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 에어컨의 사방밸브 절환 실패 판단 방법.
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