KR100715996B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈방식 실외기의 공기조화기에서 각 압축기의 소비전력을 측정하고 이를 통해 압축기의 운전우선순위를 일정기간마다 작성하여 소비전력을 절감하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기조화기는 복수의 압축기를 구비하는 복수의 실외기와, 상기 각 압축기의 소비전력을 측정하기 위해 상기 각 실외기에 설치되는 소비전력측정부와, 상기 복수개의 실외기 중 어느 하나에 마련되고 각 실외기를 연결하는 통신리인으로 전송된 상기 각 압축기의 소비전력을 이용하여 상기 복수의 압축기의 운전우선순위를 설정하는 제어부를 포함한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Airconditioner and its Control Method}

도 1은 종래의 공기조화기의 실외기와 각 압축기의 운전순위를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기의 구성을 나타내는 개략도.

도 3는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

11a~d : 실외기 30a~d : 압축기

20 : 통신라인 45 : 제어부

47a~d : 소비전력측정부

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모듈방식 실외기의 공기조화기에서 각 압축기의 소비전력을 측정하고 이를 통해 압축기의 운전우선순위를 일정기간마다 작성하여 소비전력을 절감하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내기, 실외기 및 그 사이를 순환하는 냉매를 포 함하는 장치로서 냉매가 액화할 때 주위에 열을 방출하고 기화할 때 주변의 열을 흡수하는 성질을 이용하여 일정 공간을 냉방 또는 난방하는 장치를 말한다.

공기조화기는 1대의 실내기와 1대의 실외기로 이루어지는 것이 일반적이나 복수의 압축기를 구비한 대용량의 실외기와 복수의 실내기를 구비하는 멀티타입의 공기조화기도 많이 보급되고 있다. 최근에는 대용량의 실외기를 단일배관에 여러대를 설치하여 다수의 실내기와 연결하여 냉방 또는 난방능력을 극대화하는 모듈타입의 공기조화기가 학교, 빌딩 등에 주로 설치되고 있다.

모듈타입의 공기조화기의 실외기는 통상 설치되는 실내기의 대수 및 설치환경 등의 요인에 따라 실외기의 대수 및 각 실외기에 마련되는 압축기의 수가 다양하게 결정된다. 복수의 실외기 중 메인 실외기에는 용량가변형 압축기를 포함하여 압축기가 설치된다. 용량가변형 압축기는 용량고정형 압축기와의 조합을 통해 최대 냉난방용량까지 거의 연속적으로 이어지는 용량의 가변이 가능하다.

운전개시신호에 따라 실외기가 기동할 때에는 항상 메인 실외기의 용량가변형 압축기를 먼저 동작시킨다. 이는 최대 냉난방용량의 연속적인 가변을 위함이다. 이후 요구 부하량이 커짐에 따라 다른 압축기를 추가 동작시키는데 대한민국 공개특허공보 제2004-91357호에 개시되어 있듯이 종래의 멀티형 공기조화기의 압축기 제어방법은 부하의 증가에 따라 일정하게 정해진 순서대로 압축기를 운전한다.

도 1은 종래의 공기조화기의 실외기와 각 압축기의 운전순위를 나타내는 개략도이다. 종래의 공기조화기는 복수의 압축기(30a~d)를 구비하는 복수의 실외기(11a~d)와 각 실외기를 연결하는 통신라인(20)과 냉매의 흡입 및 토출배관(15)( 17)을 포함하여 구성된다. 복수의 실외기 중 제어부(35)가 마련된 메인 실외기(11a)에는 용량가변형 압축기를 포함하여 복수의 압축기(30a)가 설치된다. 압축기의 내부에 있는 숫자는 부하에 따라 추가 동작하는 압축기의 순서를 나타내는 것이다.

종래에는 이와 같이 각 압축기가 구동되는 순서가 정해져 있어 각 실외기가 설치되는 곳의 실외온도, 습도 등의 환경의 차이에 의한 각 압축기의 소비전력의 차이와 무관하게 각 압축기가 구동됨에 따라 불필요한 전력을 낭비하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각 압축기의 소비전력을 고려하여 부하에 따라 실외기를 운전하여 소비전력을 절감하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기는 복수의 압축기를 구비하는 복수의 실외기와, 상기 각 압축기의 소비전력을 측정하기 위해 상기 각 실외기에 설치되는 소비전력측정부와, 상기 복수개의 실외기 중 어느 하나에 마련되고 각 실외기를 연결하는 통신리인으로 전송된 상기 각 압축기의 소비전력을 이용하여 상기 복수의 압축기의 운전우선순위를 설정하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 소비전력측정부는 상기 각 압축기로 인가되는 전류의 양을 이용 하여 각 압축기의 소비전력을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 각 압축기의 운전우선순위를 설정하기 위한 소비전력을 측정운전을 미리 설정된 일정기간마다 수행하도록 상기 복수의 실외기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 각 압축기의 상기 운전우선순위는 미리 설정된 일정기간이 지나기 전에는 변경하지 않는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기의 제어방법은 복수의 압축기를 구비하는 복수의 실외기를 포함하는 공기조화기의 운전방법에 있어서, 상기 각 압축기의 소비전력을 측정하여 상기 각 압축기의 운전우선순위를 작성하고 상기 운전우선순위에 따라 상기 압축기를 운전하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 압축기의 운전우선순위를 작성하기 위해 미리 설정된 일정기간마다 상기 각 압축기의 소비전력을 측정하는 운전을 수행하도록 상기 복수의 실외기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 각 압축기의 상기 운전우선순위는 미리 설정된 일정기간이 지나기 전에는 변경하지 않는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기의 구성을 나타내는 개략도이다. 본 발명에 따른 공기조화기는 복수의 압축기(30a~d)를 구비하는 복수의 실외기(11a~d)와 각 실외기를 연결하는 통신라인(20)과 냉매의 흡입 및 토출배관(15)( 17)을 포함하여 구성됨은 종래와 같다. 또한, 종래와 마찬가지로 복수의 실외기 중 제어부(45)가 마련된 메인 실외기(11a)에는 용량가변형 압축기를 포함하여 복수의 압축기(30a)가 설치된다.

각 실외기(11a~d)에 설치되는 복수의 압축기(30a~d)는 메인 실외기에 설치되는 ①로 표시된 용량가변형 압축기를 제외하고 통상 용량고정형 압축기로 구성된다.

각 실외기(11a~d)에는 각 압축기(30a~d)의 운전시 소비전력을 측정하기 위한 소비전력측정부(47a~d)가 설치된다.

이상과 같은 구성에 의한 본 발명의 공기조화기의 동작을 설명하면 메인 실외기(11a)를 포함하는 각 실외기(11b~d)는 메인 실외기(11a)에 마련된 제어부(45)의 제어에 따라 동작한다. 실내기(미도시)에 운전개시신호가 입력되면 제어부(45)에 실외기의 구동신호가 전달되게 된다. 제어부(45)는 각 압축기를 운전우선순위에 따라 구동하게 되는데 이를 설정하기 위해 제어부(45)는 메인 실외기(11a)의 용량가변형 압축기를 제외한 나머지 압축기를 순차구동하도록 제어한다. 각 압축기가 순차구동되는 동안 각 실외기(11a~d)에 마련된 소비전력측정부(47a~d)는 각 압축기에 인가되는 전류를 측정하여 각 압축기가 소비하는 전력을 측정한다.

각 압축기의 측정된 소비전력은 제어부(45)로 통신라인(20)을 통해 메인 실외기(11a)의 제어부(45)로 전달된다. 모든 압축기의 소비전력의 측정이 끝나면 제어부(45)는 소비전력이 작은 순서로 압축기의 운전우선순위를 설정한다.

실외기의 운전명령이 입력되면 제어부(45)는 메인 실외기(11a)의 용량가변형 압축기(①)를 우선 구동하고 이후 필요한 냉난방부하량이 증가함에 따라 추가로 운전되는 압축기는 저장부(미도시)에서 설정된 압축기의 운전우선순위에 의해 구동제어한다.

이를 통해 소비전력이 적은 순서로 각 압축기가 구동됨에 따라 소비전력이 절감됨을 알 수 있다. 이후 실외기의 추가설치 또는 설치횐경 등의 변화가 발생하면 이에 대응하기 위해 각 압축기의 운전우선순위의 설정을 위한 각 압축기의 소비전력 측정운전을 일정한 기간마다 수행할 필요가 있다. 다만, 너무 잦은 측정운전은 모든 압축기를 순차운전하면서 수행됨에 따라 소비전력을 오히려 증가시키는 문제가 생긴다. 따라서 실험을 통해 운전우선순위의 적절한 변경기간(T)을 설정하는 것이 필요하다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 사용자가 리모콘 등을 통해 실내기의 운전신호를 입력하면(S310단계) 메인 실외기(11a)의 제어부(45)에 실외기의 운전명령이 전달된다.(S320단계) 실외기의 운전명령에 따라 제어부(45)는 우선 메인 실외기(11a)의 압축기(30a) 중 용량가변형 압축기(①)를 구동한다. 이후 저장부(미도시)를 검색하여 압축기의 운전우선순위의 변경이 미리 설정된 일정기간(T)내에 있었는지를 체크한다.(S330단계) 이는 잦은 우선순위의 변경은 소비전력이 오히려 증가하기 때문임은 앞서와 같다. 압축기의 운전우선순위의 변경이 일정기간(T)내에 없었던 경우 운전우선순위의 설정 내지 변경을 위해 용량가변형 압축기를 제외한 모든 압축기를 순차적으로 운전한다.(S340단계) 모든 압축기를 순차구동하면서 소비전력측정부(47a~d)는 각 압축기의 소비전력을 측 정하여 제어부(45)로 전달한다.(S350단계) 모든 압축기의 소비전력이 측정되어 제어부(45)로 전달되면 제어부(45)는 압축기의 운전우선순위를 결정하여 저장부(미도시)에 저장한다.(S360단계) 이후 제어부(45)는 요구부하량이 증가함에 따라 추가 운전되는 압축기를 운전우선순위에 따라 차례로 구동제어한다.(S370단계)

만약 앞서 S330단계에서 일정기간(T)에 운전우선순위의 변경이 있었던 경우 제어부(45)는 저장부(미도시)에 저장된 기존의 운전우선순위에 따라 각 실외기의 압축기를 구동제어한다.(S380단계)

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 각 압축기의 소비전력을 측정하여 소비전력이 적은 순서로 운전우선순위를 설정하고 요구 부하량이 증가됨에 따라 추가 운전되는 압축기를 우선순위에 의해 구동제어하므로 소비되는 전력이 절감되어 전기사용을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 일정기간마다 우선순위를 변경하므로 설치환경 등의 변화에도 지속적으로 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 복수의 압축기를 구비하는 복수의 실외기와,

   상기 각 압축기의 소비전력을 측정하기 위해 상기 각 실외기에 설치되는 소비전력측정부와,

   상기 복수개의 실외기 중 어느 하나에 마련되고 각 실외기를 연결하는 통신리인으로 전송된 상기 각 압축기의 소비전력을 이용하여 상기 복수의 압축기의 운전우선순위를 설정하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소비전력측정부는 상기 각 압축기로 인가되는 전류의 양을 이용하여 각 압축기의 소비전력을 측정하는 것이 특징인 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 각 압축기의 운전우선순위를 설정하기 위한 소비전력을 측정운전을 미리 설정된 일정기간마다 수행하도록 상기 복수의 실외기를 제어하는 것이 특징인 공기조화기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는 각 압축기의 상기 운전우선순위는 미리 설정된 일정기간이 지 나기 전에는 변경하지 않는 것이 특징인 공기조화기.
5. 복수의 압축기를 구비하는 복수의 실외기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   상기 각 압축기의 소비전력을 측정하여 상기 각 압축기의 운전우선순위를 작성하고 상기 운전우선순위에 따라 상기 압축기를 운전하는 것이 특징인 공기조화기의 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 각 압축기의 운전우선순위를 작성하기 위해 미리 설정된 일정기간마다 상기 각 압축기의 소비전력을 측정하는 운전을 수행하도록 상기 복수의 실외기를 제어하는 것이 특징인 공기조화기의 제어방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   각 압축기의 상기 운전우선순위는 미리 설정된 일정기간이 지나기 전에는 변경하지 않는 것이 특징인 공기조화기의 제어방법.

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