KR100680616B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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조일용
김경훈
이석호
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Abstract

본 발명에 의한 공기조화기는, 시스템에 구비되는 냉매 유동로를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프(300)가 연결되고, 냉매 유동로에 구비되는 다수의 밸브(101)(120)(140)(145)(170)(180)의 개폐 동작을 제어하는 제어장치(40)를 포함하며, 제어장치(40)는 시스템의 진공모드가 선택되면 다수의 밸브(101)(120)(140)(145)(170)(180)를 모두 개방시킨다. 이러한 본 발명에 의하면, 시스템에 진공펌프(300)를 연결한 후, 간단한 스위치 조작을 통해 시스템 내부의 모든 밸브를 개방함으로써 냉매 유동로의 전 영역이 공기 유동이 가능하게 연결되기 때문에, 진공펌프(300)를 통해 냉매 유동로의 전 영역을 진공상태로 만들 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and the controlling method}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 요부 구성을 발췌하여 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 제어방법을 나타낸 제어 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10...공통 액관 20...공통 가스관
30...균유관 40...제어장치
50...진공모드 스위치 100...실외기
101...솔레노이드밸브 102...체크밸브
110,115...압축기 120...사방밸브
130...열교환기 140,145...팽창밸브
150...액분리기 160...브릿지 회로
170...액관 서비스 밸브 180...가스관 서비스 밸브
190...균유관 서비스 밸브 200...실내기
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템에 구비되는 냉매 유동로를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프가 연결되는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 냉동사이클을 이용하여 실내 공기를 조화하는 장치로, 실외에 설치되는 실외기와 실내에 설치되는 실내기로 이루어진다.
실외기는 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기와, 응축기에 실외공기를 강제로 송풍시키는 송풍팬을 포함하여 이루어진다.
그리고, 실내기는 냉매와 실내공기와의 열교환이 이루어지는 증발기와, 증발기와 공기의 열교환이 원활하게 이루어지도록 실내공기를 강제로 송풍시키는 송풍장치를 포함한다.
이와 같은 기본적인 구성으로 이루어지는 공기조화기에 있어서, 실내기는 벽면에 고정되는 벽걸이형과, 실내 천정에 설치되는 천정형과, 실내 바닥에 직립 설치되는 스탠드형이 있다.
근래에는 하나의 실외기와 다수의 실내기를 연결하거나, 다수의 실외기를 하나의 공통 배관으로 연결하고 이에 다수의 실내기를 연결하는 소위 멀티형 공기조화기가 개발되어 보급되고 있다.
이와 같은 압축 냉매를 이용하는 여러 가지 공기조화기는 공통적으로 냉매가 유동하는 냉매 유동로에 수분이나 공기 등의 불응축 가스가 존재할 경우, 압축기에 손상이 발생되거나 시스템 운전이 불안정하게 된다. 따라서, 시스템 내부를 순환하는 냉매 중에 불응축 가스가 섞이지 않도록 주의해야 한다.
이를 위해, 공기조화기를 생산하는 단계에서는 시스템에 장착된 냉매 주입구(charging port)를 통해서 시스템 내부를 진공상태로 만든 후 냉매를 주입하게 되고, 시스템이 설치된 이후에는 시스템의 서비스 밸브(service valve)에 진공펌프를 연결하여 시스템 내부를 진공상태로 만든 후 냉매를 주입하게 된다.
그런데, 공기조화기의 경우 실외기 간의 냉매 역류를 방지하거나 냉매의 유동을 조절하기 위한 각종 밸브가 냉매 유동로에 설치되어 냉매 유동로 중 밸브에 의해 막히는 영역이 존재하기 때문에, 진공펌프를 작동시킬 때 냉매 유동로 영역 중에서 진공상태가 되지 못하는 영역이 존재하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서비스 밸브에 진공펌프를 연결하여 냉매 유동로를 진공상태로 만들 때, 냉매 유동로에 설치되어 있는 다수의 밸브를 모두 개방시킴으로써 냉매 유동로의 모든 영역을 완전한 진공상태로 만들 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기는, 시스템에 구비되는 냉매 유동로를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프가 연결되고, 상기 냉매 유동로에 구비되는 다수의 밸브의 개폐 동작을 제어하는 제어장치를 포함하며, 상기 제어 장치는 상기 시스템의 진공모드가 선택되면 상기 다수의 밸브를 모두 개방시킨다.
이에 의하면, 시스템에 진공펌프를 연결한 후, 간단한 스위치 조작을 통해 시스템 내부의 모든 밸브를 개방함으로써 냉매 유동로의 전 영역이 공기 유동이 가능하게 연결되기 때문에, 진공펌프를 통해 냉매 유동로의 전 영역을 진공상태로 만들 수 있다.
본 발명에 의한 공기조화기는, 사용자 조작을 위해 상기 제어장치에 연결되는 진공모드 스위치를 더 포함하며, 상기 진공모드 스위치가 ON되면 상기 제어장치가 상기 시스템의 진공모드가 선택된 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 시스템의 일측에는 상기 진공펌프가 연결되는 서비스 밸브가 구비될 수 있다.
또한, 상기 실외기 및 상기 실내기는 각각 복수로 구비되며, 상기 각 실외기 및 상기 각 실내기는 공통 액관 및 공통 가스관을 통해 서로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법은, 적어도 하나의 실외기와 적어도 하나의 실내기가 연결되어 하나의 시스템을 이루는 공기조화기의 제어방법으로, 상기 시스템의 진공모드가 선택되었는지 판단하는 단계와, 상기 시스템의 진공모드가 선택된 경우 상기 시스템이 운전 중인지 판단하는 단계와, 상기 시스템이 운전 중이 아닐 경우 상기 시스템의 냉매 유동로에 구비되는 모든 밸브를 개방하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 시스템의 진공모드 선택은 상기 시스템에 구비되는 진공모드 스위치의 ON/OFF 조작을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명에 의한 공기조화기의 제어방법은, 상기 시스템의 진공모드가 선택된 후 상기 시스템이 운전 중인 경우 오류를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 모든 밸브의 개방 후 상기 시스템의 진공모드해제가 선택되었는지 판단하는 단계와, 상기 시스템의 진공모드해제가 선택된 경우 상기 모든 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기 및 그 제어방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 요부 구성을 발췌하여 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기의 제어방법을 나타낸 제어 순서도이다.
도 1에 나타내 보인 것과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기는, 복수의 실외기(100)와 복수의 실내기(200)가 공통 액관(10) 및 공통 가스관(20)으로 연결되어 하나의 시스템을 이룬다.
각 실외기(100)는 한 쌍의 압축기(110)(115)와, 냉/난방 운전에 따라 냉매의 유동 경로를 변환시켜주는 사방밸브(120)와, 냉매의 열교환이 이루어지는 열교환기(130)와, 냉매를 단열 팽창시켜주는 팽창밸브(140)(145)와, 각 압축기(110)(115)로 유입되는 냉매 중에 액상 냉매를 분리시키는 액분리기(150)와, 서로 다른 실외기(100)로부터 냉매가 역류되어 유입되는 것을 방지하기 위해 솔레노이드밸브(101) 및 체크밸브(102)로 이루어지는 브릿지 회로(160)와, 시스템 내부에서 냉매가 유동하는 냉매 유동로를 진공상태로 만들어 주기 위한 진공펌프(300)가 연결되는 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 각 구성 부품들 사이에는 배관들이 연결되어 각 구성 부품들 사이에 냉매가 유동할 수 있는 냉매 유동로를 형성하고, 이 냉매 유동로에는 냉매의 유동 방향 또는 냉매의 유동량 등 냉매의 유동에 관계되는 인자들을 제어하기 위한 체크밸브(102) 및 솔레노이드밸브(101)가 복수로 설치된다.
각 실외기(100)에는 이들 실외기(100)를 서로 연결하는 공통 액관(10) 및 공통 가스관(20)이 연결되는 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)가 각각 설치된다. 복수의 실외기(100) 중에서 어느 하나의 실외기(100)의 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)에는 시스템의 서비스시, 시스템의 냉매 유동로 내부를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프(300)가 착탈 가능하게 연결된다. 진공펌프(300)는 통상 두 개의 배관(301)(302)을 구비하며, 하나의 배관(301)은 액관 서비스 밸브(170)에, 나머지 하나의 배관(302)은 가스관 서비스 밸브(180)에 각각 연결된다.
또한, 각 실외기(100)에는 균유관 서비스 밸브(190)가 각각 구비되며, 이들 각각의 균유관 서비스 밸브(190)는 균유관(30)을 통해 서로 연결된다. 균유관(30)은 각 실외기(100)의 균유관 서비스 밸브(190)를 통해 각 실외기(100)의 압축기(110)(115)를 서로 연결하는 내부 균유관(30)과 연결됨으로써, 시스템의 모든 압축기(110)(115)의 윤활유가 균등하게 분배될 수 있도록 한다.
각 실내기(200)는 통상의 실내기(200)와 다를 바 없는 것으로, 열교환기(미도시)와 송풍장치(미도시)를 구비한다.
이와 같은 실외기(100)와 실내기(200) 이외에, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기는 도 2에 나타내 보인 것과 같이, 시스템의 내부에 구비되는 밸브들의 개폐동작 등 시스템의 전반적인 동작을 제어하는 제어장치(40)와, 사용자 조작을 위한 진공모드 스위치(50)와, 시스템의 작동 상태 등의 정보를 표시해주는 표시장치(60)를 구비한다.
제어장치(40)는 진공모드 스위치(50)가 ON/OFF되는 것에 의해 시스템을 진공모드 또는 진공모드해제로 전환시킨다. 제어장치(40)는, 진공모드 스위치(50)가 ON되면 시스템 내부의 제어 가능한 모든 밸브들을 개방하여 시스템을 진공모드로 전환시키고, 진공모드 스위치(50)가 OFF되면 제어 가능한 모든 밸브들을 폐쇄하여 시스템을 진공모드해제로 전환시킨다.
표시장치(60)는 시스템이 진공모드로 전환되었는지, 진공모드해제로 전환되었는지, 또는 오류가 발생되었는지에 대한 시스템의 전반적인 상태를 표시해준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 공기조화기 및 그 제어방법에 대하여 설명한다.
시스템이 일반모드로 냉방 운전하는 경우, 각 실외기(100)의 한 쌍의 압축기(110)(115)에서 압축된 냉매는 사방밸브(120)를 통과하여 열교환기(130)와 팽창밸브(140)(145)를 통과한 후, 공통 액관(10)을 통해 각 실내기(200)로 유동한다.
각 실내기(200)로 공급된 냉매는 각 실내기(200)의 열교환기에서 실내 공기 와 열교환된 후 공통 가스관(20)을 통해 각 실외기(100)로 유입되고, 각 실외기(100)로 유입되는 냉매는 사방밸브(120)를 통과하여 액분리기(150)를 거쳐 한 쌍의 압축기(110)(115)로 공급된다.
반대로, 시스템이 난방 운전하는 경우, 각 실외기(100)의 한 쌍의 압축기(110)(115)에서 압축된 고온고압의 냉매는 사방밸브(120)를 통과하여 실외기(100) 외부로 유동하여 공통 가스관(20)을 통해 각 실내기(200)로 공급된다.
각 실내기(200)로 공급된 냉매는 각 실내기(200)의 열교환기를 통과하면서 실내 공기와 열교환된 후, 공통 액관(10)을 따라 유동하여 다시 각 실외기(100)로 유입된다. 각 실외기(100)로 유입되는 냉매는 팽창밸브(140)(145) 및 열교환기(130)를 통과한 후 사방밸브(120)에서 액분리기(150)로 유동하고, 액분리기(150)를 거친 냉매는 다시 압축기(110)(115)로 공급된다.
그 밖의 실외기(100) 및 실내기(200)의 동작은 통상의 것과 다를 바 없으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.
한편, 시스템의 점검 및 서비스시 시스템에 냉매를 충전하는 경우, 진공펌프(300)의 각 배관(301)(302)이 하나의 실외기(100)의 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)에 각각 연결된다.
이때, 제어장치(40)는 대기 상태에 있으면서(S10), 진공모드 스위치(50)가 조작되어 ON되는지 판단한다(S20). 진공모드 스위치(50)가 ON된 경우 제어장치(40)는 시스템이 운전되고 있는지 판단하고(S30), 시스템이 정지된 경우 시스템 내부의 모든 밸브(101)(120)(140)(145)(170)(180)를 개방하여(S40) 시스템을 진공모드로 전환한다. 만약, 진공모드 스위치(50)가 ON되었는데 시스템이 작동 중이라면 제어장치(40)는 표시장치(60)를 통해 오류를 표시한다(S50).
진공펌프(300)는 시스템이 진공모드로 전환된 후 작동된다. 이때, 시스템 내부의 모든 밸브가 개방되어 냉매 유동로의 모든 영역이 진공펌프(300)가 연결된 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)와 공기 유동이 가능하게 연결된 상태이므로, 진공펌프(300)가 작동되면 냉매 유동로의 모든 영역이 진공상태가 된다.
진공펌프(300)가 작동되는 동안 제어장치(40)는 대기하면서(S60), 진공모드 스위치(50)가 OFF되는지 판단한다(S70). 시스템의 냉매 유동로가 진공상태로 되고 냉매가 충전된 후 사용자 조작에 의해 진공모드 스위치(50)가 OFF되면, 제어장치(40)는 개방된 모든 밸브(101)(120)(140)(145)(170)(180)를 닫고 시스템을 리셋시켜(S80) 시스템을 진공모드해제로 전환시킨다.
시스템이 진공모드해제로 전환된 후에는 냉방 운전 또는 난방 운전으로 정상 운전될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 설명하기 위해, 복수의 실외기(100)와, 복수의 실내기(200)가 공통 액관(10) 및 공통 가스관(20)으로 연결되어 하나의 시스템을 이루는 소위 멀티형 공기조화기를 예로 들었으나, 본 발명은 하나의 실외기와 하나의 실내기로 이루어진 공기조화기에도 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서 진공모드 스위치(50)는 생략될 수 있고, 이 경우 진공펌프(300)가 액관 서비스 밸브(170) 및 가스관 서비스 밸브(180)에 연결되는 것 을 감지할 수 있는 센서가 설치될 수 있다. 제어장치(40)는 센서로부터 신호를 수신하여 시스템을 진공모드로 전환할 것인지, 진공모드해제로 전환할 것인지 판단할 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같은 본 발명에 의하면, 시스템 내부의 냉매 유동로를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프를 시스템에 연결한 후, 간단한 스위치 조작을 통해 냉매 유동로에 설치된 모든 밸브를 개방하여 냉매 유동로의 전 영역을 공기 유동이 가능하게 연결시킬 수 있다. 이 상태에서 진공펌프를 작동시키면 냉매 유동로의 전 영역을 완전한 진공상태로 만들 수 있기 때문에, 냉매 유동로에 수분이나 공기 등의 불응축 가스가 없이 냉매만을 충전할 수 있다.
따라서, 시스템의 운전이 안정적으로 이루어지며, 압축기와 같은 구성 부품이 손상되는 종래의 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 도면화되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로
한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서
다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 시스템에 냉매 유동로가 구비되는 공기조화기를 제어하기 위한 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 시스템의 진공모드가 선택되었는지 판단하는 단계와, 상기 시스템의 진공모드가 선택된 경우 상기 시스템이 운전 중인지 판단하는 단계와, 상기 시스템이 운전 중이 아닐 경우 상기 냉매 유동로에 구비되는 모든 밸브를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템의 진공모드 선택은 상기 시스템에 구비되는 진공모드 스위치의 ON/OFF 조작을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 시스템의 진공모드가 선택된 후 상기 시스템이 운전 중인 경우 오류를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 모든 밸브의 개방 후 상기 시스템의 진공모드해제가 선택되었는지 판단하는 단계와, 상기 시스템의 진공모드해제가 선택된 경우 상기 모든 밸브를 폐쇄하 는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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