KR100705669B1

KR100705669B1 - 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법

Info

Publication number: KR100705669B1
Application number: KR1020060018971A
Authority: KR
Inventors: 권순석
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-04-09

Abstract

본 발명은 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 관한 것으로, 흡입구로부터 흡입되는 저온,저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출하는 압축기와, 실외 온도를 감지하는 제상센서와, 상기 제상센서로부터 온도정보를 제공받고 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법으로서, 상기 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계; 및 상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 상기 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

히트펌프 공기조화기, 제상모드, 제어방법.

Description

히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법{Method for controlling defrosting mode in heat pump air-conditioner}

도 1은 일반적인 히트펌프 공기조화기의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이고,

도 2는 일반적인 히트펌프 공기조화기의 제어구조를 개략적으로 도시한 블록도이며,

도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법을 도시한 플로우챠트이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1; 압축기 2; 사방밸브

3; 실내측 열교환기 4; 실내측 열교환기의 송풍기

5; 팽창기구 6; 실외측 열교환기

7; 실외측 열교환기의 풍기 8; 어큐뮬레이터

10; 제어부 20; 제상센서

본 발명은 히트펌프 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열은 고온측에서 저온측으로는 자연히 이동하지만 저온측에서 고온측으로 열을 이동시키려면 외부에서 어떤 작용을 가하여야 한다. 이것이 히트펌프의 작용이다.

히트펌프 공기조화기는 냉매의 압축-응축-감압-증발로 이루어지는 냉동사이클로 이행되는 열에 대한 운반 메커니즘(mechanism)을 가역적으로 사용하여 냉방과 냉동을 겸하는 것이다.

종래의 냉난방 겸용 히트펌프 공기조화기 구성은 도 1과 같이 압축기(1), 사방밸브(2), 실내측 열교환기(3) 및 그의 송풍기(4), 팽창기구(5), 실외측 열교환기(6) 및 그의 송풍기(7), 어큐뮬레이터(accumulator: 8)로 구성된다.

압축기(1)는 흡입구(1b)와 토출구(1a)를 가지며 흡입구(1b)로부터 흡입되는 저온저압(低溫低壓) 기체상태의 냉매(冷媒)를 압축하여 고온고압(高溫高壓) 기체상태로 토출구(1a)를 통해 토출해 낸다.

사방밸브(2)는 압축기(1)의 토출구(1a)와 흡입구(1b)를 실내측 열교환기(3)와 실외측 열교환기(6)로 각각 연결시키는 두 개의 독립된 통로(2a,2b)를 가지며 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전의 모드(mode)에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작된다.

실내측 열교환기(3; heat exchanger)는 실내에 위치되며, 냉방운전 모드에서는 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키는 증발기(evaporator)역할을 하고, 난방운전 모드에서는 고온고압 기체상태의 냉매를 상온(常溫)고압 액체상태로 응축시키는 응축기(condenser)의 역할을 하여, 냉매의 엔탈피(enthalpy) 변화에 대응하여 주변 공기와 열교환하는 작용을 한다.

실내측 송풍기(4)는 실내측 열교환기(3)의 증발기 또는 응축기로서의 열교환 작용을 촉진시키는 동시에 실내에 필요한 냉풍 또는 온풍을 발생시키도록 작동된다.

팽창기구(5)는 실내측 열교환기(3)와 실외측 열교환기(6) 사이에 연결되어 어느 일측에서 이송되어 오는 상온고압 액체상태 냉매를 저온저압의 액체상태로 감압하는 모세관(capillary)이다.

실외측 열교환기(6)는 상기 실내측 열교환기(3)와는 반대로 실외측에 위치되며, 냉방운전시는 응축기로서, 난방운전시는 증발기로서 주변공기와의 열교환 작용을 한다.

다음으로 실외측 송풍기(7)는 실외측 열교환기(6)의 열교환(응축기 또는 증발기로서의) 작용을 촉진시키도록 작동된다.

어큐뮬레이터(8)는 사방밸브(2)로부터 유입되는 냉매 중에서 액체상태로 남아있는 냉매를 걸러줌과 동시에 오일을 압축기(1) 측으로 공급하는 역할을 한다.

도 1에 있어서, 화살표는 냉매의 흐름을 표시하는데, 실선은 냉방운전시를 표현하고, 점선은 난방운전시의 각 냉매 흐름을 나타낸다.

냉방운전과 난방운전 모드는 사용자의 선택에 따른 사방밸브(2)의 절환으로 바뀌며 그때 냉매의 흐름도 바뀌게 된다.

도 1의 상태는 사방밸브(2)가 냉방운전 모드로 절환된 경우이다.

즉, 냉방운전 모드에서 냉매는 압축기(1)에서 토출된 후 사방밸브(2)를 경유하여 실외측 열교환기(6)로 이송되고, 실외측 열교환기(6)로부터 팽창기구(5)를 통해 실내측 열교환기(3)로 이송된 후 어큐뮬레이터(8)를 거쳐 압축기(1)로 흡입된다. 난방운전 모드로 바뀌면 냉매의 흐름은 냉방운전시와 거꾸로(점선 화살표 방향으로) 된다.

난방운전 모드에 있어서, 실외측 열교환기(6)로 유입되는 냉매는 액체상태이다. 액체상태의 냉매가 기체상태로 증발하는데 필요한 열은 외부의 공기로부터 취해진다.

따라서 외기온도가 낮아지면 증발작용이 원활하지 않게 되고 이에 따라 실내측 열교환기(6)로 유입되는 냉매에는 액체 성분이 증가하게 되어 난방능력이 크게 저하된다.

실질적으로 외기온도가 물이 어는 0℃ 이하로 내려가면 실외측 열교환기(6)에 성에가 부착되면서 난방운전이 거의 불가한 상태로되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 난방모드에서 다시 냉방모드로 일정시간 동안 역가동시키게 되는 제상모드를 가지도록 설계되였다. 이와 같이, 제상모드로 전환되면 실외측 열교환기(6)에 부착된 성에를 제거할 수 있다.

종래기술에 따른 히트펌프 공기조화기의 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이난방운전 모드의 누적시간이 60분 경과 되고 난 후에 제상센서(20)에서 감지한 온 도정보를 제공받은 제어부(10)가 상기 온도정보와 기설정된 온도정보를 비교하였을 때, 상기 제상센서(20)에서 감지된 온도정보가 기설정된 온도정보 이하일 경우에 제상운전 모드로 전환하게 된다.

하지만 상기와 같은 방식으로 제상모드를 제어하게 되므로서, 실외측 열교환기(6)에 성에가 부착됨, 즉 실외측 열교환기(6)의 결빙여부와 관계없이 제상운전 모드로 전환할 수 있기 때문에, 외기온도가 낮으면 습도가 적어 결빙이 적게 발생됨에도 불구하고 빈번한 제상운전 모드를 실시하여 난방효율을 크게 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 불필요하게 제상운전 모드로 전환되는 것을 줄여 제품의 내구성을 향상시키고 난방효율을 극대화시키도록 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 흡입구로부터 흡입되는 저온,저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출하는 압축기와, 실외 온도를 감지하는 제상센서와, 상기 제상센서로부터 온도정보를 제공받고 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법으로서, 상기 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계; 및 상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 상기 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 제2단계를 포함하며, 상기 제2단계는, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t1 이상인지를 상기 제어부에서 판단하는 제2-1단계; 제2-1단계에서 판단한 결과가 t1 이상일 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t2 시점에서 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T1과, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T3 이하로 하강했는지를 판단하는 제2-2단계; 제2-2단계에서 판단한 결과가 T3 이하로 하강했을 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t3 이상인지를 판단하는 제2-3단계; 제2-3단계에서 판단한 결과가 t3 이상일 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t2 시점에서 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T1과, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T4 이하로 하강했는지를 판단하는 제2-4단계; 제2-4단계에서 판단한 결과가 T4 이하로 하강했을 경우, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2 가 T5 이하인지를 판단하는 제2-5단계; 및 제2-5단계에서 판단한 결과가 T5 이하일 경우, 제상운전 모드로 전환하는 제2-6단계로 이루어지며, 상기 2-1단계에서 압축기의 구동 누적시간이 t1 이하라면 상기 2-3단계로 이동하고, 상기 제2-2단계에서 온도변화의 폭이 T3 이상이라면 상기 2-6단계로 이동하고, 상기 제2-3단계에서 압축기의 구동 누적시간이 t3 이하라면 상기 2-5단계로 이동하고, 상기 제2-4단계에서 상기 온도변화 폭이 T4 이상이라면 상기 2-6단계로 이동하고, 상기 제2-5단계에서 T5 이상이라면 상기 2-1단계로 이동하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법을 제공한다.

삭제

아울러, t4 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 상기 제상센서에서 감지한 온도가 T6 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제하는 것이 바람직하다.

상기 제2-1 내지 제2-5단계로 진행 중 상기 제상센서에서 감지한 온도가 T7 이하일 경우 상기 2-6단계로 전환하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 히트펌프 공기조화기는 종래기술(도 1 및 도 2 참조)에서도 이미 설명한 바와 같이 압축기(1), 사방밸브(2), 실내측 열교환기(3) 및 그의 송풍기(4), 팽창기구(5), 실외측 열교환기(6) 및 그의 송풍기(7), 어큐뮬레이터(accumulator:8), 제어부, 제상센서 등으로 이루어지며, 이들의 구성은 이미 종래기술에서 설명된 것이므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.

하기된 설명에서는 본 발명과 밀접한 관련이 있는 압축기(1), 제상센서(20), 제어부(10)를 위주로 설명될 것이다.

상기 압축기(1)는 흡입구로부터 흡입되는 저온,저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출하는 것이고, 제상센서(20)는 실외 온도를 감지하는 것이며, 제어부(10)는 상기 제상센서(20)로부터 온도정보를 제공받고 상기 압축기(1)를 제어하는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법은 제1단계(S10)와 제2단계(S21 내지 S26)를 포함한다.

먼저, 제1단계(S10)는 압축기(1)를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 것이 다.

제2단계(S21 내지 S26)는 압축기(1)의 구동 누적시간, 압축기(1)의 구동 누적시간에 따른 제상센서(20)에서 감지한 제상온도, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 것이다.

구체적으로, 제2단계(S21 내지 S26)는 2-1단계 내지 2-6단계(S21 내지 S26)로 이루어진다.

2-1단계(S21)는 압축기(1)의 구동 누적시간이 t1 이상인지를 제어부(10)에서 판단하는 것이다.

예를 들면, t1은 90분 정도이다.

이 2-1단계(S21)에서 압축기(1)의 구동 누적시간이 t1 이하라면 하기한 2-3단계(S23)로 이동한다.

제2-2단계(S22)는 제2-1단계(S21)에서 판단한 결과가 t1 이상일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t2 시점에서 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T3 이하로 하강했는지를 판단하는 것이다.

예를 들면, 제2-1단계(S22)에서 판단한 결과가 90분 이상일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 60분 시점에서 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 5℃ 이하로 하강했는지를 판단한다.

상기 온도변화의 폭이 T3 이상이라면 하기한 2-6단계(S26)로 이동한다.

제2-3단계(S23)는 제2-2단계(S22)에서 판단한 결과가 T3 이하로 하강했을 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t3 이상인지를 판단하는 것이다.

예를 들면, 제2-2단계(S22)에서 판단한 결과가 5℃ 이하일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 60분 이상인지를 판단한다.

압축기(1)의 구동 누적시간이 t3 이하라면 2-5단계(S25)로 이동한다.

2-4단계(S24)는 제2-3단계(S23)에서 판단한 결과가 t3 이상일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t2 시점에서 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T4 이하로 하강했는지를 판단하는 것이다.

예를 들면, 제2-3단계(S23)에서 판단한 결과가 60분 이상일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 60분 시점에서 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 8℃ 이하로 하강했는지를 판단한다.

상기 온도변화 폭이 T4 이상이라면 하기한 2-6단계(S26)로 이동한다.

제2-5단계(S25)는 2-4단계(S24)에서 판단한 결과가 T4 이하일 경우, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2 가 T5 이하인지를 판단하는 것이다.

예를 들면, 2-4단계(S24)에서 판단한 결과가 8℃ 이하일 경우, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 T2 가 -16℃ 이하인지를 판단한다.

상기 T5 이상이라면 2-1단계(S21)로 이동한다.

제2-6단계(S26)는 제2-5단계(S25)에서 판단한 결과가 T5 이하일 경우, 제상운전 모드로 전환하는 것이다.

예를 들면, 제2-5단계(S25)에서 판단한 결과가 -16℃ 이하일 경우, 제상운전 모드로 전환하는 것이다.

본 발명은 상기 제2-1 내지 제2-5단계(S21 내지 S25)로 진행 중 제상센서(20)에서 감지한 온도가 T7 이하일 경우 상기 2-6단계(S26)로 전환하는 것이 바람직하다.

예를 들면, T7 은 -16℃이다.

한편, t4 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시(S31)하였거나 제상센서(20)에서 감지한 온도가 T6 이상일 경우(S32)에는 제상운전 모드를 해제(S40)하는 것을 더 포함한다.

예를 들면, 10분 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시(S31)하였거나, 제상센서(20)에서 감지한 온도가 12℃ 이상일 경우(S32)에는 제상운전 모드를 해제(S40)한다.

이 후에 난방운전 모드를 실시한다(S50).

본 발명은 상기와 같은 히트펌프 공기조화기의 제상모드를 제어한다면, 불필요하게 제상운전 모드로 전환되는 것을 줄여 제품의 내구성을 향상시키고 난방효율 을 극대화시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 관한 것으로, 압축기의 구동 누적시간, 압축기의 구동 누적시간에 따른 제상센서에서 감지한 제상온도, 압축기의 구동중 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하므로서, 종래의 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 비해 불필요하게 제상운전 모드로 전환되는 것을 줄여 제품의 내구성을 향상시키고 난방효율을 극대화시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims

흡입구로부터 흡입되는 저온,저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온, 고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출하는 압축기와, 실외 온도를 감지하는 제상센서와, 상기 제상센서로부터 온도정보를 제공받고 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법으로서,

상기 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계; 및

상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 상기 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 제2단계를 포함하며,

상기 제2단계는, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t1 이상인지를 상기 제어부에서 판단하는 제2-1단계; 제2-1단계에서 판단한 결과가 t1 이상일 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t2 시점에서 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T1과, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T3 이하로 하강했는지를 판단하는 제2-2단계; 제2-2단계에서 판단한 결과가 T3 이하로 하강했을 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t3 이상인지를 판단하는 제2-3단계; 제2-3단계에서 판단한 결과가 t3 이상일 경우, 상기 압축기의 구동 누적시간이 t2 시점에서 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T1과, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 T4 이하로 하강했는지를 판단하는 제2-4단계; 제2-4단계에서 판단한 결과가 T4 이하로 하강했을 경우, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도 T2 가 T5 이하인지를 판단하는 제2-5단계; 및 제2-5단계에서 판단한 결과가 T5 이하일 경우, 제상운전 모드로 전환하는 제2-6단계로 이루어지며,

상기 2-1단계에서 압축기의 구동 누적시간이 t1 이하라면 상기 2-3단계로 이동하고, 상기 제2-2단계에서 온도변화의 폭이 T3 이상이라면 상기 2-6단계로 이동하고, 상기 제2-3단계에서 압축기의 구동 누적시간이 t3 이하라면 상기 2-5단계로 이동하고, 상기 제2-4단계에서 상기 온도변화 폭이 T4 이상이라면 상기 2-6단계로 이동하고, 상기 제2-5단계에서 T5 이상이라면 상기 2-1단계로 이동하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.
삭제
제 1항에 있어서,

t4 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 상기 제상센서에서 감지한 온도가 T6 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 제2-1 내지 제2-5단계로 진행 중 상기 제상센서에서 감지한 온도가 T7 이하일 경우 상기 2-6단계로 전환하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.