KR100677247B1 - 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌딩용 멀티공조기의 난방제어장치 및 방법에 관한 것으로, 난방운전시, 실외온도에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여 압축기의 토출온도을 일정하게 유지시킴으로써, 난방운전의 신뢰성을 향상시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 빌딩용 멀티 공조기에 있어서, 실외열교환기를 통해 흡입되는 냉매를 압축하여 고압으로 만드는 압축기와; 상기 실외열교환기의 전단과 상기 압축기의 전단을 연결하여, 냉매를 상기 압축기의 전단에 공급하는 액냉매 공급관과; 상기 액냉매 공급관의 소정 위치에 설치되어, 제어신호에 의해 액냉매 공급관을 통해 압축기에 공급되는 액냉매량을 조절하는 액냉매 공급용 전자팽창밸브와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서와; 상기 압축기의 토출온도를 검출하는 토출배관온도센서와; 상기 압축기의 토출압을 검출하는 고압센서와; 상기 실외온도를 다수의 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한다.

Description

빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치 및 방법{HEATING ROOM CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR MULTI AIR CONDINTIONER IN BUILDING}

도1은 종래 빌딩용 멀티공조기의 시스템 구성을 보인 개략도.

도2는 본 발명 빌딩용 멀티공조기의 난방제어장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도.

도3은 본 발명 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법에 대한 실시예의 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

1:압축기 2:액냉매 공급배관

3:액냉매 공급용 전자팽창밸브 4:토출배관온도센서

5:고압센서

본 발명은 빌딩용 멀티 공조기에 관한 것으로, 특히 난방운전시, 실외온도에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여 압축기의 토출온도을 일정하게 유지시킴으로써, 난방운전의 신뢰성을 향상시키도록 한 빌딩멀티 공조기의 난방제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 실외기는, 압축기와 실외측열교환기 및 냉매관에 연결되는 밸브등으로 이루어지고, 실내기는 실내측열교환기와 모세관 또는 전자팽창밸브 및 밸브 등으로 이루어지는데, 에어컨은 압축기에 의해 고온고압의 기체상태로 압축된 냉매가 실외측열교환기로 토출되면 실외측열교환기에서는 고온고압으로 압축된 기체냉매를 냉각팬에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 냉매를 강제냉각시켜 액화한다.

이어서 상기 실외측열교환기에서 약 35℃-40℃로 온도가 저하된 고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 모세관을 통과하면서 저온저압의 기체와 액체로 공존하는 냉매로 되어 실내측열교환기에 유입된다.

한편 상기 실내측열교환기로 유입된 냉매는 실내측열교환기를 통과하면서 기화할 때 실내팬에 의해 송풍되는 공기에서 열을 빼앗아 실내공기를 냉각시킨 다음, 그 냉각된 공기(냉풍)를 실내로 토출해서 냉방을 행하고, 상기 실내측열교환기에서 상변화된 저온저압의 기체냉매는 다시 압축기에 의해 흡입되어 반복순환하는 냉동싸이클을 형성한다.

그런데 이와같은 냉동싸이클에 의해 냉방을 수행하는 공기조화기는 하나의 실외기로 하나의 실내기를 제어하여 개별냉방을 수행하기 때문에 여러방을 동시에 냉방시킬 수 없는 결점이 있음은 물론, 다수개의 실내기로 여러방을 냉방할 경우에는 다수개의 실외기를 설치해야 하므로 설치공간을 확보하기가 곤란하고 미관도 좋지 않은 결점이있었다.

이를 해결하기 위해, 멀티형 공기조화기가 개발되었는데,그 멀티형 공조기 는, 도1과 같이 하나의 실외기와 다수의 실내기로 구성된다.

상기 실외기는 냉매가 응축되어 발생되는 열을 방열시키는 응축기,냉매를 압축하여 고압으로 만드는 압축기와, 상기 응축기가 냉각되도록 공기를 유동시키는 송풍장치가 구비된다.

그리고, 상기 실내기는 실내공기를 흡입하여 토출시키는 송풍장치와, 흡입공기를 냉각시키도록 공기유로상에 열교환기가 구비된다.

상술한 멀티형 공조기는,주로 빌딩에 설치되어 사용되는데, 실외기는 부하에 정밀하게 대응하기 위한 인버터형 압축기와 큰 부하에 대응하기 위한 정속형 압축기로 이루어진다.

상기 빌딩용 멀티 공조기는, 실내기의 부하에 따라 압축기를 운전하게 되는데, 그 실내기 부하를 운전중인 압축기의 운전사이클의 압력으로 추정하는데, 실외기는 냉방시 저압,난방시 고압이 일정하게 유지되도록 제어하고, 실내기는 냉방시 과열도 제어, 난방시는 과냉도제어를 수행한다.

상기 난방시, 추운 겨울철에 실외온도가 낮을 때는 충분한 난방능력이 요구되지만, 실외기의 열교환기 사이즈가 충분하지 못하여 적절한 난방을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 한랭지(겨울철) 운전의 경우, 응축온도는 43℃~45℃정도 유지해야 하지만, 낮은 실외온도에 의해 증발온도가 영하 22℃까지 내려가서 난방 사이클이 많이 벌어지는 경우가 발생하는데, 이러한 경우, 압축기에 유입되는 냉매의 유량이 줄어들어 압축기의 토출온도가 상승하고, 이로 인해 난방운전의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 난방운전시, 실외온도에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여 압축기의 토출온도를 일정하게 유지시킴으로써, 난방운전의 신뢰성을 향상시키도록 한 빌딩멀티 공조기의 난방제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,빌딩용 멀티 공조기에 있어서, 실외열교환기를 통해 흡입되는 냉매를 압축하여 고압으로 만드는 압축기와; 상기 실외열교환기의 전단과 상기 압축기의 전단을 연결하여, 냉매를 상기 압축기의 전단에 공급하는 액냉매 공급관과; 상기 액냉매 공급관의 소정 위치에 설치되어, 제어신호에 의해 액냉매 공급관을 통해 압축기에 공급되는 액냉매량을 조절하는 액냉매 공급용 전자팽창밸브와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서와; 상기 압축기의 토출온도를 검출하는 토출배관온도센서와; 상기 압축기의 토출압을 검출하는 고압센서와; 상기 실외온도를 다수의 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 빌딩용 멀티공조기에 있어서,현재 운전모드가 난방모드이면, 실외온도를 검출하여 그 검출온도를 제1 기준온도와 비교하는 과정과; 상기 비교결과, 검출온도가 제1 기준온도보다 작으면 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값 이상인지를 판단하는 과정과; 상기 판단결과, 차이값이 소정값 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격으로 증가시키고, 차이값이 소정값 이하이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브를 일정 개도로 유지시키는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도2에 도시한 바와같이, 본 발명은 실외열교환기를 통해 흡입되는 냉매를 압축하여 고압으로 만드는 압축기(1)와; 상기 실외열교환기의 전단과 상기 압축기(1)의 전단을 연결하여, 냉매를 상기 압축기(1)의 전단에 공급하는 액냉매 공급관(2)과; 상기 액냉매 공급관(2)의 소정 위치에 설치되어, 제어신호에 의해 액냉매 공급관(2)을 통해 압축기(1)에 공급되는 액냉매량을 조절하는 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)와; 실외온도를 검출하는 실외온도센서(미도시)와; 상기 압축기(1)의 토출온도를 검출하는 토출배관온도센서(4)와; 상기 압축기(1)의 토출압을 검출하는 고압센서(5)와; 상기 실외온도를 다수의 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)의 개도를 제어하는 제어부(6)를 구비하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 실외열교환기의 전단과 압축기(1)의 전단을 액냉매 공급관(2)으로 연결하여 액냉매를 압축기(1)에 공급할 수 있도록 한다.

사용자에 의해, 난방운전이 선택되면, 실외온도센서는 실외온도를 검출하여 그 검출된 실외온도를 제어부(6)에 인가한다.

이에 따라, 제어부(6)는 상기 실외온도를 다수의 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)의 개도를 제어하는데, 상기 제어부(6)는 실외온도가 낮을 수록 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)의 개도를 증가시키도록 제어한다.

예들 들어, 실외온도가 -7℃ 이상이면 제어단위 개도를 30펄스,-7.1℃ 에서 -10℃ 사이이면 제어단위개도 40펄스,-10.1에서 -15℃ 사이이면 제어단위개도 50펄스,-15.1℃ 이하이면 제어단위개도 60펄스로 한다.

한편, 상기 제어부(6)는 고압센서(5)의 토출압을 응축온도로 환산하고, 그 응축온도와 토출배관온도센서(4)의 토출온도의 차이를 구하여 그 차이값이 일정값(적어도 20℃이상 ) 이상 되도록 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)의 개도를 증가시키도록 제어한다.

만약, 제어부(6)는 현재 운전모드가 난방모드가 아니면, 압축기(1)의 토출온도가 일정온도(바람직하게는 100℃) 이상인지를 판단하고, 그 판단결과 압축기(1)의 토출온도가 일정온도(바람직하게는 100℃) 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브(3)의 개도를, 일정시간 간격으로 일정 크기씩 강제로 열어서, 압축기(1)의 토출온도 상승을 억제하도록 제어한다.

즉, 본 발명은 난방운전시, 실외온도 및 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여, 증발기에서 증발해야 하는 냉매 를 압축기에서 증발시킴으로써 저압상습을 유도하여 난방시 고온풍을 얻을 수 있고, 아울러 적은 냉매유량으로 인한 토출온도 상승을 방지하여 압축기의 토출온도을 일정하게 유지시키도록 한 것이다.

도3은 본 발명 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법에 대한 실시예의 동작흐름도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 현재 운전모드가 난방모드이면, 실외온도를 검출하여 그 검출온도를 제1 기준온도(-7℃)와 비교하는 과정(SP1,SP2)과; 상기 비교결과, 검출온도가 제1 기준온도(-7℃)보다 작으면 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값(20℃) 이상인지를 판단하는 과정(SP3)과; 상기 판단결과, 차이값이 소정값 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격으로 증가시키고, 차이값이 소정값 이하이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브를 일정 개도로 유지시키는 과정(SP4~SP7)과; 현재 운전모드가 난방모드가 아니면, 압축기 토출온도를 검출하여 그 토출온도가 제2 기준온도보다 크면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 당 강제적으로 조금씩 증가시키면서, 그 토출온도가 제2 기준온보다 작을때까지 오픈시키는 과정 (SP8~SP10)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 현재 운전모드가 난방모드이면(SP1), 실외온도를 검출하여 그 검출온도를 제1 기준온도(-7℃)와 비교한다(SP2).

상기 비교결과, 검출된 실외온도가 제1 기준온도(-7℃)보다 작으면 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값(20℃) 이상인지를 판단한다(SP3).

상기 판단결과, 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값(20℃) 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격으로 증가시키고(SP4),압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값(20℃) 이하이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브를 일정 개도로 유지시키는데(SP5), 이렇게 액냉매 공급용 전자 팽창밸브를 일정개도로 유지시키면서 상기 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값 (15℃) 이하로 떨어지면(SP6), 액냉매 공급용 전자팽창밸브를 닫는다(SP7).

한편, 현재 운전모드가 난방모드가 아니면, 압축기 토출온도를 검출하여 그 토출온도가 제2 기준온도(100℃)보다 크면(SP8) 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격마다 강제적으로 조금씩 증가시키면서(SP9), 그 토출온도가 제3 기준온도 보다(90℃) 작을 때까지 오픈시킨다(SP10).

다시 말해서, 본 발명은 난방운전시, 실외온도 및 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여, 증발기에서 증발해야 하는 냉매를 압축기에서 증발시킴으로써, 저압상습을 유도하여 난방시 고온풍을 얻을 수 있고, 아울러 적은 냉매유량으로 인한 토출온도 상승을 방지하여 압축기의 토출온도을 일정하게 유지시키도록 한 것이다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 난방운전시, 실외온도 및 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값에 따라, 압축기에 유입되는 냉매량을 가변하여 압축기의 토출온도을 일정하게 유지시킴으로써, 난방운전의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 빌딩용 멀티 공조기에 있어서,

   실외열교환기를 통해 흡입되는 냉매를 압축하여 고압으로 만드는 압축기와;

   상기 실외열교환기의 전단과 상기 압축기의 전단을 연결하여, 냉매를 상기 압축기의 전단에 공급하는 액냉매 공급관과;

   상기 액냉매 공급관의 소정 위치에 설치되어, 제어신호에 의해 액냉매 공급관을 통해 압축기에 공급되는 액냉매량을 조절하는 액냉매 공급용 전자팽창밸브와;

   실외온도를 검출하는 실외온도센서와;

   상기 압축기의 토출온도를 검출하는 토출배관온도센서와;

   상기 압축기의 토출압을 검출하는 고압센서와;

   상기 실외온도를 다수의 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 제어하는 제어부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는

   실외온도가 낮을 수록 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티 공조기의 난방

   제어장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   고압센서의 토출압을 응축온도로 환산하고, 그 응축온도와 상기 토출온도의 차이를 구하여 그 차이값이 일정값 이상 되도록 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 제어부는,

   토출온도가 응축온도보다 적어도 20℃ 이상 되도록 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어장치.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   압축기의 토출온도가 일정온도 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를, 일정시간 간격으로 일정 크기씩 강제로 열어서, 압축기의 토출온도 상승을 억제하는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방 제어장치.
6. 빌딩용 멀티공조기에 있어서,

   현재 운전모드가 난방모드이면, 실외온도를 검출하여 그 검출온도를 제1 기준온도와 비교하는 과정과;

   상기 비교결과, 검출온도가 제1 기준온도보다 작으면 압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 소정값 이상인지를 판단하는 과정과;

   상기 판단결과, 차이값이 소정값 이상이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격으로 증가시키고, 차이값이 소정값 이하이면 액냉매 공급용 전 자팽창밸브를 일정 개도로 유지시키는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.
7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 기준온도는,-7℃로 설정되는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.
8. 제6 항에 있어서, 상기 소정값은, 20℃로 설정되는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티 공조기의 난방제어방법.
9. 제6 항에 있어서, 현재 운전모드가 난방모드가 아니면, 압축기 토출온도를 검출하여 그 토출온도가 제2 기준온도보다 크면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 일정시간 간격마다 강제적으로 조금씩 증가시키면서, 그 토출온도가 제3 기준온보다 작을때까지 오픈시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.
10. 제9 항에 있어서,상기 제2 기준온도는 100℃, 상기 제3 기준온도는 90℃로 설정되는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.
11. 제6 항에 있어서, 상기 액냉매 공급용 전자팽창밸브를 일정 개도로 유지시키는 과정은,

    압축기 토출온도와 응축온도의 차이값이 일정값 이하이면 액냉매 공급용 전자팽창밸브의 개도를 클로우즈시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 일정값은,

    15℃로 설정되는 것을 특징으로 하는 빌딩용 멀티공조기의 난방제어방법.

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