KR100637672B1 - 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 공기조화기의 초기 기동시 냉매싸이클의 안정속도를 증가시켜서 빠른 시간내에 안정적으로 냉방이 이루어질 수 있도록 하는 공기조화기를 마련하고 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기와, 상기 압축기의 토출부에 설치되어 냉매의 토출온도를 측정하는 토출온도센서와, 열교환기와, 상기 열교환기에 근접하게 설치된 실외팬과, 전자팽창밸브를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기를 구동하여 냉매를 압축하는 압축기 구동단계와, 상기 토출온도 센서가 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 온도를 판단하는 토출온도판단단계와, 상기 압축기가 구동된 이후에 상기 냉매의 토출온도에 따라서 상기 실외팬을 구동시키는 실외팬 구동단계와, 상기 토출온도센서에서 감지된 냉매의 토출온도에 따라서 상기 전자팽창밸브의 개도를 조절하는 전자팽창밸브 개도조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 제어방법{Control Method of Air conditioner}

제1도는 본 발명에 의한 공기조화기의 냉매싸이클의 개략도이다.

제2도는 본 발명에 의한 공기조화기의 블록선도이다.

제3도는 본 발명에 의한 공기조화기의 제어흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 실외기 12: 압축기

14: 냉매토출온도센서 18: 실외팬

20: 실외열교환기 22: 전자팽창밸브

26: 제어부 30: 실내기

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서 상세하게는 공기조화기의 초기 기동시 냉매싸이클의 안정속도를 증가시켜서 빠른 시간내에 안정적으로 냉방이 이루어질 수 있도록 하는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와, 응축기, 그리고 냉매 팽창장치와 증발기 등이 냉매관에 의해 서로 연결되어 폐회로를 형성하는 냉동사이클에서 폐회로를 순 환하는 냉매가 기화 또는 액화됨으로써 이루어지는 흡열작용과 발열작용을 이용하여 주위를 냉방 또는 난방시키는 장치이다.

그리고 실내기와 실외기의 분리여부에 따라서 일체형 공기조화기와 분리형 공기조화기로 분류되는데 본 발명은 분리형 공기조화기에 속하며, 이러한 공기조화기의 실외기에는 압축기와, 실외팬, 열교환기 및 팽창장치가 설치되어 있다.

종래의 공기조화기를 초기에 기동하는 경우에는 미국특허 US5,319,942에 개시된 바와 같이 실외기의 압축기의 구동작용과 압축기로부터 토출되는 냉매를 공기와 열교환기 상에서 열교환 하기 위한 실외팬의 구동작용이 동시에 일어나던지, 혹은 한국특허공개 1998-84537에 개시된 바와 같이 실외팬이 먼저 구동하고 그 다음에 압축기가 구동하는 방식을 취하였다.

그런데 이와 같이 실외팬과 압축기가 동시에 작동하거나 실외팬이 먼저 작용하는 경우 압축기 구동초기의 냉매의 토출온도과 관련하여 냉매싸이클이 불안해지고 정상냉방작동을 하는데에 시간이 지연되는 문제점이 있었다.

즉, 최근에 들어와 냉매의 팽창장치를 기존의 모세관에서 전자팽창밸브로 대체하여 사용하고 있는바, 이 전자팽창밸브는 냉매의 토출온도에 따라서 그 개도를 조정함으로써 냉매의 양을 조절할 수 있는데, 압축기가 예열되기 전에는 냉매의 온도가 낮아 전자팽창밸브의 개도가 일정하게 유지되지 못하고 과도하게 되는 오버슈트가 일어나거나 개도가 과소하게 되는 언더슈트가 일어나게 되며, 일정한 시간이 지나서야 비로소 개도가 적절하게 조정됨으로써 실내기 쪽에서 정상적인 냉방작용을 수행하는데 비교적 많은 시간이 소요되었던 문제가 있었던 것이다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기조화기의 초기 기동시 냉매싸이클의 안정속도를 증가시켜서 빠른 시간내에 안정적으로 냉방작동이 이루어질 수 있도록 하는 공기조화기를 마련하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와, 상기 압축기의 토출부에 설치되어 냉매의 토출온도를 측정하는 토출온도센서와, 열교환기와, 상기 열교환기에 근접하게 설치된 실외팬과, 전자팽창밸브를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

상기 압축기를 구동하여 냉매를 압축하는 압축기 구동단계와,

상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 온도를 판단하는 토출온도판단단계와,

상기 압축기가 구동된 이후에 상기 냉매의 토출온도에 따라서 상기 실외팬을 구동시키는 실외팬 구동단계와,

상기 토출온도센서에서 감지된 냉매의 토출온도에 따라서 상기 전자팽창밸브의 개도를 조절하는 전자팽창밸브 개도조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실외팬 구동단계에서 상기 실외팬은 상기 토출온도 센서에서 감지한 냉매의 토출온도가 설정한 기준온도 이상이 되는 경우에 구동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자팽창밸브 개도조정단계에서 상기 전자팽창밸브의 개도는 상기 토출온도 센서에서 감지한 냉매의 토출온도가 기 설정한 기준온도 이상이 되는 경우에 그 개도를 토출온도에 맞춰서 조정하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기조화기의 실외기(10)와 실내기(30)로 나뉘게 되며, 상기 실외기(10)와 상기 실내기(30)는 구리로 만들어진 냉매배관(24)에 의하여 연결된다.

상기 실외기(10)에는 냉매를 압축하며 철을 주재료로 하여 제조된 압축기(12)와, 상기 압축기(12)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지하는 냉매토출온도센서(14)와, 상기 공기조화기가 냉방 또는 난방 작용을 할 수 있도록 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 흐름을 변환시킬 수 있는 사방밸브(16)와, 상기 냉매를 실외공기와 열교환 하는 실외열교환기(18) 및 상기 실외열교환기(18)에서 원활하게 열교환이 일어날 수 있도록 실외의 공기를 상기 실외열교환기(18)쪽으로 흡입시킨 뒤 외부로 토출시키는 실외팬(18)이 설치되어 있다.

또한, 상기 실외열교환기(18)와 연결되어 상기 공기조화기가 냉방작용을 하는 경우 냉매를 팽창시키되 냉매의 유량조절이 가능한 전자팽창밸브(22)도 상기 실외기(10)에 설치된다.

그리고, 상기 실내기(30)에는 냉매를 실내의 공기와 열교환 시키는 실내열교환기(32) 및 상기 실내열교환기(32)쪽으로 실내공기를 흡입시키고 열교환된 공기를 다시 실내로 토출시키는 실내팬(34)이 설치된다.

도2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 공기조화기의 작동을 제어하는 제어부 (26)의 입력단에는 상기 공기조화기의 전원을 단속하는 전원부(13)가 연결되어 사용자의 전원의 입력에 따라 공기조화기를 ON/OFF할 수 있다.

또한, 상기 제어부(26)의 다른 입력단에는 상기 냉매토출온도센서(14)가 연결됨으로써, 상기 압축기(12)에서 토출되는 냉매의 온도가 상기 냉매토출온도센서(14)에 의하여 감지된후 상기 제어부(26)로 전달되고, 이 때 상기 제어부(26)에서는 냉매의 토출온도가 적절한지 여부를 판단하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제어부(26)의 출력단에는 상기 압축기(12)를 구동하기 위한 압축기 구동부(11)와, 상기 실외팬(18)을 구동하기 위한 실외팬구동부(17) 및 상기 전자팽창밸브(22)의 개도를 조정하기 위한 전자팽창밸브구동부(21)가 연결된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작동에 대하여 알아보기로 하겠다.

도1과 도3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 공기조화기가 냉방작용을 하는 경우에 있어서, 사용자가 전원을 작동시키면(S101) 상기 압축기(12)가 냉매를 압축하기 위하여 압축작동을 하게 된다(S102).

이때 상기 압축기(12)에 의하여 압축되어 토출되는 냉매의 온도는 상기 냉매토출온도센서(14)에 의하여 감지가 되고, 상기 제어부(미도시)에서는 이러한 냉매의 토출온도가 이미 설정되어 있는 기준온도, 즉, 다시 말하면, 냉매싸이클이 안정적으로 될 수 있고 상기 전자팽창밸브(22)의 개도가 안정적으로 유지될 수 있는 냉매의 예열온도에 이르렀는지 여부를 판단하는 단계를 거치게 된다(S103).

이러한 냉매의 토출온도판단단계(S103)에서 냉매가 적절한 정도로 예열되지 못하여 그 기준온도에 이르지 못한 경우에는 상기 실외팬(18)이 회전하지 아니하고, 계속적으로 상기 압축기(12)를 구동시켜 냉매를 압축하면서 예열을 시켜 기준온도까지 이르게 하고, 만약에 냉매의 토출온도가 기준온도에 이른 경우에는 비로소 상기 실외팬(18)을 회전시켜서 상기 실외열교환기(20)에서 본격적인 열교환이 일어나게 된다(S104).

이러한 단계가 필요한 이유는 상기 압축기(12)의 주 재료는 철이고, 상기 냉매배관(24)의 주재료는 구리로 만들어져 양자의 비열의 차가 크게 되며, 상기 압축기(12)의 초기구동시에는 상기 압축기(12)가 예열되지 아니하고 냉각되어 있는 상태이므로 압축작용을 하여도 바로 냉매가 예열되지 않는 상태이기 때문이다.

한편, 상기의 실외팬 구동단계(S104) 이후에는 기준온도를 만족한 냉매의 토출온도에 맞추어서 상기 전자팽창밸브(22)의 개도가 조정되는데, 이때의 개도는 이미 냉매가 적절하게 예열이 되어서 그 온도가 어느정도 일정하게 유지되고 있기 때문에, 냉매의 온도가 극심하게 변함으로써 발생할 수 있는 개도의 오버슈트나 언더슈트를 최대한 방지하여 개도 조정시간을 감소시킬 수 있다(S105).

따라서, 상기 전자팽창밸브(22)의 개도가 일정하게 유지된 상태로 상기 실내기(30)방향으로 유입되는 냉매의 양이 일정하게 유지되어 본 발명의 공기조화기의 냉매싸이클이 안정적인 상태로 될 수 있는 것이다.

그리고, 이후 사용자가 운전종료를 선택하였는지 여부를 판단하여 운전종료가 선택되었다면 선택된 대로 공기조화기의 작동을 정지하게 되고, 그렇지 아니하다면 이미 설정된 운전상태대로 공기조화작용을 하면 되는 것이다(S106).

이와 같은 본 발명에 의하면, 압축기와 실외팬이 동시에 작동하거나 혹은 실외팬이 먼저 작동하고 그 후에 압축기가 작동함으로써 발생할 수 있는 냉매싸이클의 초기작동상태에서의 불안정을 제거할 수 있다.

즉, 팽창장치로서 전자팽창밸브를 사용하는 공기조화기에 있어서, 냉매가 일정수준의 온도까지 예열되지 않은 상태에서 실외팬이 회전을 하여 열교환기에서 열교환이 이루어진 뒤에 팽창장치에서 팽창이 이루어 지게되는 경우에는 전자팽창밸브가 지나치게 개방되는 오버슈트가 일어나서 실외기 쪽으로 과도한 냉매가 유입되는 결과가 일어나거나 혹은 그 개도가 과소하게 되는 언더슈트가 발생하여 실내기로 유입되어야 하는 냉매의 양보다 적은 양이 투입되어 제대로 된 냉방능력을 구현할 수 없다는 문제점이 있었는데, 본 발명에 의하면 압축기를 실외팬보다 먼저 구동하고 냉매의 토출온도가 일정한 수준에 이르러서만 실외팬을 회전시킨다음 그 온도에 따라서 전자팽창밸브의 개도를 조절함으로써 구동초기에 냉매싸이클이 안정하게 되는데 소요되는 시간을 줄일 수 있게 되어 냉매싸이클의 안정속도를 가속화 시킬 수 있게 된 것이다.

Claims (3)

1. 압축기와, 상기 압축기의 토출부에 설치되어 냉매의 토출온도를 측정하는 토출온도센서와, 열교환기와, 상기 열교환기에 근접하게 설치된 실외팬과, 전자팽창밸브를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   상기 압축기를 구동하여 냉매를 압축하는 압축기 구동단계와,

   상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 온도를 판단하는 토출온도판단단계와,

   상기 압축기가 구동된 이후에 상기 냉매의 토출온도에 따라서 상기 실외팬을 구동시키는 실외팬 구동단계와,

   상기 토출온도센서에서 감지된 냉매의 토출온도에 따라서 상기 전자팽창밸브의 개도를 조절하는 전자팽창밸브 개도조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실외팬 구동단계에서 상기 실외팬은 상기 토출온도 센서에서 감지한 냉매의 토출온도가 설정한 기준온도 이상이 되는 경우에 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전자팽창밸브 개도조정단계에서 상기 전자팽창밸브의 개도는 상기 토출 온도 센서에서 감지한 냉매의 토출온도가 기 설정한 기준온도 이상이 되는 경우에 그 개도를 토출온도에 맞춰서 조정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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