KR100667977B1

KR100667977B1 - 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100667977B1
Application number: KR1020000002951A
Authority: KR
Inventors: 김창범; 강병식
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2007-01-15
Also published as: KR20010076426A

Abstract

본 발명은 인버터 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기에 흐르는 냉매의 흐름량을 조절하여, 전운전주파수 대역에서 에너지 효율이 최대가 되도록 제어하는 팽창변제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 팽창변제어장치는, 운전사이클에 흐르는 냉매량을 최대 적절하게 조절하기 위해서, 배관온도와 공기온도, 압축기 전류를 이용해서 효율계수가 최대가 되도록 팽창변의 개도를 제어한다.

냉매량 제어

Description

인버터 공기조화기의 팽창변제어장치 및 방법{Method and device for control capillary tube in inverter air conditioner}

도 1은 종래, 인버터 공기조화기의 구성도,

도 2는 종래, 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기에서 압축기 전류를 검출하기 위한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치의 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어방법을 도시하는 동작 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30,46 : 열교환기 32,48 : 온도센서

34,50 : 배관센서 38 : 사방변

40 : 압축기 42 : 팽창변

56 : 배관온도감지부 58 : 공기온도감지부

60 : 효율계수연산부 62 : 압축기전류감지부

64 : 컨트롤러 66 : 냉매유량제어부

본 발명은 인버터 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기에 흐르는 냉매의 흐름량을 조절하여, 전운전주파수 대역에서 에너지 효율이 최대가 되도록 제어하는 팽창변제어장치 및 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 장치이다. 이를 테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로 조절하고, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절한다. 또한, 공기조화기는 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다. 이렇게 공기조화기와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들은 높은 에너지 사용 효율과 성능 향상 및 사용에 편리한 제품을 요구하게 되었다.

또한, 가정과 회사에서 그리고 공장에서 가전제품 및 전자기기들의 사용이 확대되면서 많은 나라와 기구에서는 제품의 사용 규격을 여러가지 방면에서 규제시키고 있다. 일 예로, 국제 고조파 규제를 들 수 있는데, 이것은 제품의 사용이 이루어질때 발생되는 고조파가 주변기기에 미치는 영향을 일정치로 한정한 것이다.

이러한 요구 조건에 부합하여 개발된 것이 인버터 공기조화기이다. 상기 인버터 공기조화기는 압축기의 운전주파수를 가변 제어하며, 높은 역률 개선으로 인한 국제 고조파 규제 규격을 만족시키면서, 제조비용을 절감할 수 있고, 또한 보다 높은 성능을 제공하고 있다.

도 1은 종래 인버터 공기조화기의 구성도이다.

일반적으로 인버터 공기조화기는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 실내측과 실외측으로 구성된다. 상기 실내측에는 팬(4) 및 열교환기(2)가 구성되어, 난방운전시에는 따뜻한 바람을 토출하며, 냉방운전시에는 차가운 바람을 토출한다. 그리고 실외측은, 팬(6), 열교환기(10), 압축기(8) 및 사방변(16) 등을 포함하고 있으며, 난방운전시에는 차가운 바람을 외부로 토출하고, 냉방운전시에는 따뜻한 바람을 외부로 토출한다. 그리고 부호 14는 압축기(8)로부터 토출되는 냉매의 온도를 검출하기 위한 토출배관센서이고, 부호 12는 흐르는 냉매량의 제어를 위한 팽창변이다. 그리고 사방변(16)은, 냉방운전 또는 난방운전시의 냉매 흐름방향을 제어하기 위한 구성이다.

상기 구성으로 이루어진 인버터 공기조화기의 난방운전은, 상기 실내측 열교환기(2)에 고압고온의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 열교환기(2)를 순환하는 공기에 열을 방출하여, 실내측으로 따뜻한 바람이 토출되므로서 이루어진다. 그리고 실외측 열교환기(10)는 상기 동작과 반대의 동작을 수행한다.

그리고 냉방운전시에는 상기 실내측 열교환기(2)에 저온고압의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 열교환기(2)를 순환하는 공기에 포함된 열을 흡수하므로서, 실내측으로 차가운 바람이 토출된다. 그리고 실외측 열교환기(10)는 상기 동작과 반대의 동작을 수행한다.

한편, 냉방운전 또는 난방운전이 수행될 때, 에너지 사용 효율을 높이기 위 해서는 운전 효율을 높여야만 한다. 상기 운전효율은, 운전사이클 상에 흐르는 냉매량이 적절한가에 따라서 결정된다. 상기 운전사이클 상에 흐르는 냉매량은 팽창변(12)의 개도에 의해서 결정된다.

종래 인버터 공기조화기에서 상기 냉매량의 제어는 토출배관센서(14)의 검출온도에 의해서 제어되었다.

도 2는 종래 인버터 공기조화기의 팽창변 제어를 위한 구성도이다.

다음은 도 2를 참조하여, 종래 인버터 공기조화기의 냉매량 제어 과정에 대해서 설명한다.

압축기(8)로부터 토출되는 냉매의 온도는 토출배관센서(14)에서 검출된다. 상기 토출배관센서(14)에서 검출된 압축기 토출 냉매의 온도는 압축기토출온도감지부(18)를 통해서 전기적신호로 변환된 후, 컨트롤러(20)에 입력된다.

상기 컨트롤러(20)는, 상기 토출배관센서(14)에서 검출된 냉매의 온도를 기설정되어 있는 최적운전효율상태에서의 온도값과 비교한다.

상기 압축기(8)는 일정한 운전속도로 유입되는 냉매를 압축하여 토출한다. 따라서 상기 압축기(8)에서 압축되는 냉매량이 적을수록 상기 압축기(8)의 압축율은 높아지게 되고, 결과적으로 토출온도가 높게 된다. 상대적으로 상기 압축기(8)에서 압축되는 냉매량이 많은 경우에는 상기 압축기(8)의 압축율이 낮아지면서 토출되는 냉매의 온도는 낮게 된다.

이러한 냉매량의 제어가 필요한 것는 열교환기의 열교환치 때문이다. 즉, 상기 팽창변(12)의 개구가 증가되었을때, 상기 냉매의 응축을 수행하는 열교환기( 난방시는 실내측의 열교환기이고, 냉방시는 실외측의 열교환기)에 흐르는 냉매량이 많아지면서 상대적으로 적은 열교환이 이루어진다.

또한, 상기 팽창변(12)의 개구가 감소되었을때, 상기 냉매의 응축을 수행하는 열교환기에 흐르는 냉매량이 적어지면서 상대적으로 많은 열교환이 이루어진다. 따라서 이 경우의 응축기 측의 냉매는 과열된 상태가 되는 것이다.

따라서 컨트롤러(20)는 최적운전효율상태에서의 온도값보다 검출온도가 크면, 운전사이클 상에 흐르는 냉매량이 적다고 판단한다. 따라서 이 경우에는 흐르는 냉매량을 더 많게 조절하기 위해서 팽창변(12)의 개도를 증가시키는 제어를 수행한다. 그리고 최적운전효율상태에서의 온도값보다 상기 토출배관센서(14)의 검출온도가 작으면, 운전사이클 상에 흐르는 냉매량이 많다고 판단한다. 따라서 이 경우에는 흐르는 냉매량을 작게 조절하기 위해서 팽창변(12)의 개도를 감소시키는 제어를 수행한다.

이러한 과정으로 상기 컨트롤러(20)는, 상기 토출배관센서(14)로부터 검출되는 압축기토출냉매온도가 최적운전효율상태에서의 온도값과 같은 상태가 되도록, 상기 팽창변(12)의 개도를 제어하는 신호를 출력한다. 상기 컨트롤러(20)에서 출력되는 팽창변의 개도 제어신호에 따라서 냉매유량제어부(22)는, 냉매유량제어장치 (24)인 팽창변의 개도를 증가시키거나 또는 감소시키게 되는 것이다.

즉, 종래의 인버터 공기조화기는, 압축기(8)로부터 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 토출배관센서(14)의 검출온도에 기초하여, 상기 팽창변(12)의 개도를 증가하거나 감소시키는 제어를 수행하여, 운전사이클 상에 흐르는 냉매량을 적절하게 제어하고자 하고 있다.

그러나 이러한 방법의 제어는, 각 운전영역에서 정확하게 최대효율점 운전을 할 수 없고, 대략적인 최대효율점 근방에서 운전이 제어된다. 특히, 외부요인에 의해서 압축기의 부하가 갑자기 변화되었을때, 이것에 대한 신속한 대응이 이루어지지 못하므로서, 전체적인 운전효율을 저하시키는 문제점이 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 인버터 공기조화기의 전운전주파수 대역에서 운전효율이 최대가 되도록 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인버터 공기지화기의 전운전주파수 대역에서 운전효율이 최대가 되도록 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 팽창변제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치는, 난방 또는 냉방 운전에 따라 실내측 열교환기 또는 실외측 열교환기에서 냉매와 공기 사이에 열교환이 이루어질 때, 흡입공기온도와 토출공기온도차를 검출하기 위한 온도차검출수단과; 압축기의 선전류를 검출하기 위한 전류검출수단과; 상기 난방 또는 냉방 운전사이클 상에 흐르는 냉매흐름통로의 개도를 조절하는 팽창변과; 상기 온도차검출수단의 검출값과 상기 전류검출수단의 검출값의 비를 이용하여, 상기 팽창변의 개도를 제어하는 냉매유량제어수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 온도차검출수단은, 상기 열교환기의 배관온도를 검출하기 위한 배관온도센서와; 상기 열교환기 측의 공기온도를 검출하기 위한 온도센서와; 상기 두 온도센서의 검출값의 차를 산출하는 연산수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 배관온도센서는 응축기 측의 배관온도를 검출하고, 상기 온도센서는 응축기 측의 공기온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 냉매유량제어수단은, 상기 흡입공기온도와 토출공기온도차를 상기 전류값으로 나눗셈 연산하고, 그 값이 최고치가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어방법은, 팽창변의 개도를 조절하는 팽창변 개도조절단계와; 상기 팽창변의 개도가 조절된 상태에서, 난방 또는 냉방 운전에 따라 실내측 열교환기 또는 실외측 열교환기 내부의 배관온도, 공기온도, 압축기의 전류를 검출하는 검출단계와; 상기 실내측 또는 실외측 열교환기 내부의 배관온도와 상기 실내 또는 실외 공기온도의 차를 전류값으로 나눗셈 연산하여 효율계수를 산출하는 연산단계와; 상기 산출된 효율계수가 유지하도록 팽창변의 개도를 제어하는 제어단계를 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치 및 방법에 대해서 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 구성도이다.

본 발명의 인버터 공기조화기는, 실내측에 구성되는 열교환기(46) 내부의 배관온도를 검출하기 위한 실내배관센서(50)를 포함하고 있다. 그리고 실내공기를 검출하기 위한 온도센서(48)를 포함하고 있다. 또한, 실내 공기를 상기 열교환기(46)의 배관에 순환되도록 하는 팬(44)이 구성되고 있다.

본 발명의 인버터 공기조화기의 실외측은 고온고압의 냉매를 발생하는 압축기(40)와, 냉방운전 또는 난방운전에 따라서 상기 압축기(40)에서 발생된 냉매의 흐름 방향을 제어하는 사방변(38)과, 상기 운전 사이클 상에서 흐르는 냉매의 양을 조절하는 팽창변(42)과, 실외팬(36) 및 실외 열교환기(30)를 포함하고 있다. 또한, 상기 열교환기(30)에 구성된 배관의 온도를 검출하기 위한 실외배관센서(34)와, 상기 실외공기의 온도를 검출하기 위한 온도센서(32)를 포함하고 있다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명의 인버터 공기조화기 냉난방 제어는 다음의 과정으로 이루어진다.

인버터 공기조화기는 제어기(도시하지 않음)의 제어하에 사방변(38)을 제어해서 난방운전사이클을 형성한다. 이때, 압축기(40)로부터 발생된 고온고압의 냉매가 순환되면서 실내측의 열교환기(46)는 온풍을 토출하고, 실외측의 열교환기(30)는 냉풍을 토출한다.

또한, 상기 공기조화기는 제어기(도시하지 않음)의 제어하에 사방변(38)을 제어해서 냉방운전사이클을 형성한다. 이때, 압축기(40)로부터 발생된 고온고압의 냉매가 순환되면서 실내측의 열교환기(46)는 냉풍을 토출하고, 실외측의 열교환기(30)는 온풍을 토출한다.

이와 같은 냉방운전 또는 난방운전이 수행될 때, 각 운전상태에서 에너지 효율이 최고가 되도록 제어하는 것은, 사이클을 순환하는 냉매량에 의해서 이루어진다.

즉, 상기 팽창변(42)의 개구가 증가되었을때, 상기 냉매의 응축을 수행하는 열교환기(난방시는 실내측의 열교환기이고, 냉방시는 실외측의 열교환기)에 흐르는 냉매량이 많아지면서 상대적으로 적은 열교환이 이루어진다. 또한, 상기 팽창변(42)의 개구가 감소되었을때, 상기 냉매의 응축을 수행하는 열교환기에 흐르는 냉매량이 적어지면서 상대적으로 많은 열교환이 이루어진다. 따라서 이 경우의 응축기 측의 냉매는 과열된 상태가 되는 것이다.

이와 같이, 응축기(열교환기)에서 발생되는 열교환량은 결과적으로 에너지 효율을 나타내므로, 상기 사이클 상에 흐르는 냉매량이 에너지 효율에 직접적인 연관을 갖게 되는 것이다.

다음은 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치의 블럭도이다.

본 발명의 팽창변제어장치는, 응축기(난방시는 실내측의 열교환기이고, 냉방시는 실외측의 열교환기)의 배관온도와 응축측 공기온도, 그리고 압축기의 전류를 이용해서 현재 운전 상태에서의 최고 효율을 산출하도록 하고 있다.

따라서 난방시에는 실내배관센서(50)를 통해서 검출한 실내배관온도를 배관온도감지부(56)에서 입력하여 전기적신호로 변환한다. 그리고 공기온도감지부(58)는, 온도센서(48)로부터 검출한 실내온도를 입력하고 전기적신호로 변환하여 출력한다.

또한, 냉방시에는 실외배관센서(34)를 통해서 검출한 실외배관온도를 배관온 도감지부(56)에서 입력하여 전기적신호로 변환한다. 그리고 공기온도감지부(58)는, 온도센서(32)로부터 검출한 실외온도를 입력하고 전기적신호로 변환하여 출력한다.

즉, 응축기의 배관온도에 따른 전기적신호는 배관온도감지부(56)에서 출력되고, 응축기 측의 공기온도에 따른 전기적신호는 공기온도감지부(58)에서 출력된다. 상기 출력신호들은 효율계수연산부(60)에 입력된다.

또한, 압축기선전류감지부(62)는, 압축기(40)에 흐르는 전류량에 따른 전기적신호를 효율계수연산부(60)에 출력하기 위한 구성이다.

상기 압축기(40)의 선전류 감지는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 압축기구동회로(54)에서 압축기(40) 측으로 공급되는 한상 전원단에 전류 트랜스(52)를 연결하고, 상기 전류 트랜스(52)로부터 압축기의 선전류를 검출하고 있다. 상기 전류 트랜스(52)에서 검출된 압축기의 선전류는, 상기 압축기선전류감지부(62)에서 전기적신호로 변환되어져 효율계수연산부(60)에 입력된다.

상기 효율계수연산부(60)는, 상기 세가지 조건신호를 입력하고, 현재 운전상태에 따른 최적의 효율치를 산출한다. 그리고 컨트롤러(64)는, 상기 효율계수연산부(60)에서 산출한 효율계수가 가장 높은 상태가 유지될 수 있도록 냉매유량제어부(66)를 통하여 냉매유량제어장치(42)인 팽창변(42)의 개도를 조절한다.

그리고 본 발명의 실시예에서는 상기 효율계수연산부(60)와 컨트롤러(64)를 구분해서 표시하고 있지만, 마이크로컴퓨터와 같이 연산이 가능하고 시스템의 제어 가 가능한 제어수단을 이용할 경우, 상기 두 구성은 하나의 장치로 이용될 수 있다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치의 동작과정에 대해서 설명한다.

도 6은, 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팽창변제어를 위한 동작 흐름도이다.

인버터 공기조화기의 에너지 효율(Energy Efficiency Ratio)은 다음과 같이 결정된다.

에너지 효율 = m * ΔT * CP / W ..............(식1)

상기 식1에서 m은 풍량이고, ΔT는 흡입공기온도와 토출공기온도차이며, CP는 공기비열이고, W는 소비전력이다.

따라서 식1에서 에너지 효율을 결정하는 풍량(m)과, 공기비열(CP)은 변하지 않는 상수라고 했을때, 변하는 것은 흡입공기온도와 토출공기온도차인 ΔT이다. 그리고 소비전력(W) 역시, 압축기 운전주파수가 증가하거나 부하조건이 증가하면 그에 따라서 압축기에 흐르는 전류값도 증가하므로, 상기 소비전력(W)은 전류값과 비례관계에 있다.

따라서 효율계수는, 다음의 식 2와 같이 결정된다.

효율계수 = ΔT / 전류값 ...............(식2)

따라서 상기 ΔT를 응축측배관온도차(응축배관온도 - 응축측 공기온도)라고 정의하면, 상기 온도차가 클수록 열교환이 잘 이루어져 시스템의 효율은 높아지게 된다. 이때 압축기에 흐르는 전류가 작을수록 시스템 전체의 효율은 높아진다. 결과적으로 본 발명은 상기 응축측배관온도차 / 전류값의 비가 최대가 될 수 있는 조건, 즉, 응축배관온도차가 많이 발생하도록 하거나 또는 전류가 적게 흐르도록 하는 조건으로 팽창변의 개도를 적절하게 제어하는 것이다.

또한, 상기 ΔT를 증발측배관온도차(증발배관온도-증발측 공기온도)라고 정의한 경우에 있어서는, 상기 배관온도감지부(56)는, 증발기의 배관온도를 검출한 신호를 출력하고, 상기 공기온도감지부(58)는 증발기 측의 공기온도를 검출한 신호를 출력하여, 상기 ΔT를 산출할 수도 있다.

즉, 본 발명에서는 열교환기에 흡입되는 공기온도와 토출되는 공기온도차를, 열교환기의 배관온도와 열교환측 공기온도를 이용해서 산출하고 있는 것이다.

도 6은, 이러한 조건에 따라서 팽창변의 개도를 조절하고 있다.

압축기(40)에 3상 전원이 공급되면서 초기 운전이 시작되면(제 100 단계), 컨트롤러(64)는, 일정초기개도로 팽창변(42)의 개도를 조절하는 신호를 출력한다(제 103 단계).

이 신호에 의해서 냉매유량제어부(66)는, 팽창변(42)을 일정초기개도로 조절시킨다. 상기 제 103 단계에 의해서 상기 팽창변(42)은 일정초기개도로 열리고, 이렇게 열린 개구를 통해서 운전사이클 상에 흐르는 냉매량이 제어된다.

운전사이클 상에서 냉매가 흐르기 시작하면, 실내측 및 실외측 열교환기(46,30)에서 흐르는 냉매와 공기사이에 열교환이 이루어지면서 냉방 또는 난방운전이 이루어진다.

이러한 동작이 수행될 때, 배관온도감지부(56)는, 응축동작이 수행되는 열교환기로부터 배관온도를 전달받아 전기적신호로 변환해서 효율계수연산부(60)에 출력한다(제 106 단계).

그리고 공기온도감지부(58)는, 응축측 공기온도를 검출한 온도센서로부터 공기온도를 전달받아 전기적신호로 변환한 후, 효율계수연산부(60)에 출력한다(제 109 단계).

또한, 전류 트랜스(52)는, 상기 압축기(40)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류를 압축기선전류감지부(62)에 출력한다. 상기 압축기선전류감지부(62)는, 입력된 전류에 비례하는 신호로서 효율계수연산부(60)에 출력한다(제 112 단계).

상기 효율계수연산부(60)는, 입력된 세가지 전기적신호를 디지탈신호로 변환하고, 상기 식 2에 따른 비교효율계수(δ)를 산출한다(제 115 단계). 상기 제 115 단계의 비교효율계수는, 검출한 배관온도에서 공기온도를 감산한 후, 그 값을 전류값으로 나눗셈 연산하여 얻어진다.

상기 효율계수연산부(60)에서 비교효율계수(δ)의 산출이 완료되면(제 118 단계), 컨트롤러(64)는 팽창변(42)의 개도를 +1만큼 증가시켜 열리는 개도는 조절한다(제 121 단계).

상기 제 121 단계에 의해서 팽창변(42)의 개도가 상기 제 103 단계보다 더 열리면, 운전사이클 상에 흐르는 냉매량이 더 많아지게 된다.

이러한 제어상태에서 상기 효율계수연산부(60)는, 상기 배관온도감지부(56)와 공기온도감지부(58) 그리고 압축기선전류감지부(62)로부터 출력되는 세가지 신 호를 이용하여 계산효율계수(η)를 산출한다.

즉, 제 124 단계는, 배관온도감지부(56)로부터 응축측 배관온도를 검출하고, 제 127 단계는 응축측 공기온도를 검출한다. 그리고 제 129 단계는, 압축기의 선전류를 감지한다. 이렇게 검출된 세가지 값을 이용해서 제 130 단계는, 배관온도에서 공기온도를 감산하고, 감산된 값을 전류값으로 나눗셈 연산하여 계산효율계수를 산출한다.

상기 제 115 단계와 제 130 단계에 의해서 비교효율계수(δ)와 계산효율계수(η)가 산출되었다. 이때, 두 효율계수는, 팽창변(42)의 개도를 각기 다르게 조절하고 있다.

따라서 제 133 단계는, 상기 두번의 과정에 거쳐서 얻어진 효율계수를 비교하고 있다. 만일, 계산효율계수가 비교효율계수보다 더 높은 경우, 시스템의 효율이 좋아지고 있는 방향으로 가고 있다고 컨트롤러(64)는 판단한다. 따라서 상기 계산효율계수(η)를 비교효율계수(δ)로 대체한다(제 142 단계).

그리고 컨트롤러(64)는, 팽창변(42)의 개도를 다시 +1만큼 증가시켜서 열림을 조절한다(제 145 단계). 상기 제 145 단계의 조절로 상기 팽창변(42)를 통과하는 냉매량은 더욱 많아졌다.

이후, 제 124 단계로 리턴해서, 다시 계산효율계수(η)를 산출하는 과정을 반복수행한다. 따라서 상기 제 124 단계에서 제 145 단계까지의 반복수행은, 계산효율계수가 비교효율계수보다 더 큰 기간동안 계속해서 이루어진다.

이렇게 상기 제 124 단계 내지 제 145 단계의 반복 수행이 계속되다가, 비교 효율계수와 계산효율계수가 같아지면(제 139 단계), 시스템의 효율이 변동이 없는 안전상태이다. 따라서 팽창변(42)의 개도를 현재 상태로 유지하여 운전하면서 계속해서 계산효율계수를 구하는 루틴을 수행한다.

그리고 어느 시점에서 계산효율계수가 비교효율계수보다 작아지면, 팽창변(42)의 개도를 -1만큼 감소시키고(제 136 단계), 계속적으로 계산효율계수를 계산하여 비교효율계수와 비교하는 작업을 수행한다. 따라서 시스템이 최대효율점에서 운전되도록 팽창변(42)의 개도를 +1 또는 -1만큼 증가/감소시키면서 압축기(40)의 운전을 제어한다.

즉, 본 발명은 응축배관온도에서 응축측 공기온도를 감산한 응축배관온도차와 압축기의 한상에 흐르는 선전류와의 비를 이용해서, 이 값이 최대가 되도록 팽창변의 개도를 제어한다. 따라서 시스템의 전운전영역에서 에너지 효율비가 항상 최대인 시점에서 운전이 제어되는 것이 가능하다.

또한, 증발기 측에서도 다른 외부 요인이 작용하지 않는다면, 증발배관온도에서 증발측 공기온도를 감산한 증발배관온도차와 압축기의 한상에 흐르는 선전류와의 비를 이용해서 팽창변의 개도를 제어하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 인버터 공기조화기의 전운전주파수 대역에서 에너지 효율을 최대로 하여 운전을 제어하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명은 에너지 사용 효율을 최대로 높이게 되어, 환경보호 및 에너지 사용을 극대화시 킬 수 있는 잇점이 있다. 또한, 제품의 에너지 사용 효율이 최대치가 되므로서, 소비자로하여금 구매욕을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

난방 또는 냉방 운전에 따라 실내측 열교환기 또는 실외측 열교환기에서 냉매와 공기 사이에 열교환이 이루어질 때, 흡입공기온도와 토출공기온도차를 검출하기 위한 온도차검출수단과;

압축기의 선전류를 검출하기 위한 전류검출수단과;

상기 난방 또는 냉방 운전사이클 상에 흐르는 냉매흐름통로의 개도를 조절하는 팽창변과;

상기 온도차검출수단의 검출값과 상기 전류검출수단의 검출값의 비를 이용하여, 상기 팽창변의 개도를 제어하는 냉매유량제어수단을 포함하여 구성되는 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 온도차검출수단은,

상기 열교환기의 배관온도를 검출하기 위한 배관온도센서와,

상기 열교환기 측의 공기온도를 검출하는 온도센서와,

상기 두 온도센서의 검출값의 차를 산출하는 연산수단을 포함하여 구성되는 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치.
제 2항에 있어서,

상기 배관온도센서는 응축기 측의 배관온도를 검출하고,

상기 온도센서는 응축기 측의 공기온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉매유량제어수단은, 상기 흡입공기온도와 토출공기온도차를 상기 전류값으로 나눗셈 연산하고, 그 값이 최고치가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 팽창변제어장치.
팽창변의 개도를 조절하는 팽창변 개도조절단계와;

상기 팽창변의 개도가 조절된 상태에서, 난방 또는 냉방 운전에 따라 실내측 열교환기 또는 실외측 열교환기 내부의 배관온도, 공기온도, 압축기의 전류를 검출하는 검출단계와;

상기 실내측 또는 실외측 열교환기 내부의 배관온도와 상기 실내 또는 실외 공기온도의 차를 전류값으로 나눗셈 연산하여 효율계수를 산출하는 연산단계와;

상기 산출된 효율계수가 유지하도록 팽창변의 개도를 제어하는 제어단계를 포함하여 구성되는 인버터 공기조화기의 팽창변제어방법.