KR100733321B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 제 1 압축기 구동 중, 냉방 및 난방 부하의 상승여부에 기초하여 제 2 압축기의 구동시키는 경우, 제 2 압축기 구동 전에 전자 팽창밸브의 개도값을 변경하여 제 2 압축기가 구동되도록 제어명령에 대한 구동실패 없이 정확하게 구동되도록 함으로써, 제 2 압축기의 구동실패로 인한 전력소모가 감소되고, 제품의 편리성이 향상되는 효과가 있다.
제 1 압축기, 제 2 압축기, 전자 팽창밸브, 개도값

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioning and the controlling method}
도 1 은 종래 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 간략도,
도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 간략도,
도 3 는 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성요소에 공급되는 펄스가 도시된 파형도,
도 4 은 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 블록도,
도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법의 구성이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 제 1 압축기 12: 제 2 압축기
14: 실외 열교환기 16: 전자 팽창밸브
18: 실내 열교환기 20: 어큐뮬레이터
22: 사방밸브 40: 측정부
50: 압축기 구동부 60: 전자 팽창밸브 구동부
70: 실외팬 구동부 80: 제어부
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 적어도 하나의 압축기 사용 중, 난방 및 냉방 부하 상승으로 인한 정지되어 있는 적어도 하나의 압축기를 안정적으로 구동시킬 수 있도록, 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하는 적어도 하나의 압축기에 공급되는 유량이 조절되는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
도 1 은 종래 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 간략도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래 발명에 따른 공기조화기는 냉방 운전시를 기준으로 하여 설명하면, 냉매를 고온, 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기(2)와, 압축기(2)를 통과한 냉매를 중온, 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외 열교환기(4)와, 실외 열교환기(4)를 통과한 냉매를 저온, 저압의 냉매로 팽창시키는 전자 팽창밸브(6)와, 전자 팽창밸브(6)를 통과한 냉매를 저온, 저압의 기체 냉매로 증발시키는 실내 열교환기(8)와, 압축기(2)의 선단에 설치되어 액체 냉매를 걸러주는 어큐뮬레이터(9)와, 압축기(2)의 후단에 설치되어 냉방 및 난방시 냉매의 흐름을 절환해 주는 사방밸브(7)를 포함한다.
상기와 같이 공기조화기는 냉매가 압축기(2), 실외 열교환기(4), 전자 팽창 밸브(6), 실내 열교환기(8)를 순환되도록 하며, 냉방시 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(8)는 각각 응축기와 증발기 역할을 수행하는 반면, 난방시 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(8)는 각각 증발기와 응축기 역할을 수행한다.
한편, 전자 팽창밸브(6)는 냉방 및 난방 부하에 따라 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 냉매관의 개도값이 스텝모터에 의해 조절되며, 보통 압축기(2)가 구동되는 경우, 전자 팽창밸브(6)는 닫힌 상태의 개도값을 가지도록 조절된다.
그러나, 종래 발명에 따른 공기조화기는 전자 팽창밸브가 압축기 재구동 되기전 압축기의 압력 평형시간을 저감시기키 위해 완전 열린 개방상태의 개도값을 가지도록 조절되고, 압축기가 재구동되면 닫힌 상태의 개도값으로 조절되기 때문에 전자 팽창밸브의 조절 시간이 길어지며, 압축기의 재구동되는데 소요되는 시간이 길어지거나, 재구동에 실패하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비하여, 제 1 압축기 구동 중에 냉방 및 난방 부하가 상승되면 제 2 압축기 구동전 소정시간 동안 전자 팽창밸브의 동작을 정지시키고 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하도록 하여, 제 2 압축기가 구동되는데 소요되는 시간이 줄고, 제 2 압축기의 구동실패를 방지하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 전자 팽창밸브가 설정 개도값에 따라 조절되어, 상기 제 1 압축기로 냉매를 공급하는 단계와, 상기 제 1 압축기 구동 중 상기 제 2 압축기가 구동되도록, 소정시간(T) 동안 상기 전자 팽창밸브를 정지시키는 단계와, 상기 소정시간(T) 중, 상기 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하는 단계와, 상기 제 2 압축기가 구동되면, 상기 전자 팽창밸브가 변경된 개도값에 기초하여, 상기 전자 팽창밸브가 동작되어 냉매의 유량을 조절하고 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기로 냉매를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 간략도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 냉방 운전인 경우, 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)와, 실외 열교환기(14)와, 전자 팽창밸브(16)과, 실내 열교환기(18)과, 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)의 선단에 설치되어 흡입되는 냉매로부터 액체 냉매를 걸러주는 어큐뮬레이터(20)와, 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)의 후단에 설치되어 냉방 및 난방 시 냉매의 흐름을 절환해주는 사방밸브(22)를 포함한다.
여기서, 공기조화기는 냉방시 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18)가 각각 응축기와 증발기 역할을 수행하고, 난방시 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18)가 각각 증발기와 응축기 역할을 수행한다.
제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)는 용량이 동일하거나 서로 다른 용량이며, 냉방 및 난방 부하에 따라 선택적으로 구동될 수 있다.
전자 팽창밸브(16)는 스텝모터(미도시)의 작동에 따라 냉매관의 개도값이 소정 범위 내에서 조절되며, 상기 스텝모터에 의해 조절되어 냉매의 유량을 조절하여 냉방 및 난방 부하의 변동에 신속하게 대처할 수 있다.
도 3 는 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성요소에 공급되는 펄스가 도시된 파형도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 제 1 압축기(10) 구동중, 냉방 및 난방 부하의 상승으로 인하여 제 2 압축기(12)가 구동되기 전 소정시간(T)에 대한 펄스 파형도이다.
제 1 시간(T1)은 제 2 압축기(12)의 구동 전, 제 1 펄스(F1)을 기초하여 전자 팽창밸브(16)가 정지되는 구간이며, 이때, 제 2 압축기(12) 구동을 판단하는 시간구간이다.
제 2 시간(T2)는 상기 제 1 펄스(F1)가 종료된 후, 측정된 실외온도와 설정온도를 비교하여, 측정된 상기 실외온도가 상기 설정온도 이하인 경우에 제 2 펄스(F2)를 통해 실외팬이 정지되는 시간구간이다.
제 3 시간(T3)는 상기 제 2 펄스(F3)이후, 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값을 변경하는 제 3 펄스(F3)가 전달되며, 이때, 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값이 변경되는 시간구간이며, 제 2 압축기(12) 및 상기 실외팬이 구동되는 시간구간이다.
도 4 은 본 발명에 따른 공기조화기의 일부 구성이 도시된 블록도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 실외온도를 검출하는 온도센서를 구비하는 측정부(40)와, 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)를 구동시키는 압축기 구동부(50)와, 전자 팽창밸브(16)를 구동하여 개도를 조절하는 전자 팽창밸브 구동부(60)와, 실외팬(미도시)을 구동시키는 실외팬 구동부(70)와, 냉방 및 난방 부하의 변동에 기초하여, 전자 팽창밸브 구동부(60)로 개도값이 조절되도록 제어하는 제어부(80)를 포함한다.
측정부(40)는 실외 온도를 감지하고, 제어부(80)로 전달한다.
압축기 구동부(50)는 냉방 및 난방 부하의 변동에 따라 제어부(80)의 제어에 따라 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)를 구동시킨다. 여기서, 압축기 구동부(50)는 공기조화기 운전 초기에 제1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 하나를 구동시키도록 제어한다.
전자 팽창밸브 구동부(60)는 제어부(80)의 제어명령에 기초하여, 전자 팽창밸브(16)로 공급되는 전원을 조절하여, 냉매관의 개도를 조절하도록 한다. 이때, 전자 팽창밸브 구동부(60)는 설정된 개도값을 변경하여 냉매관의 개도를 조절하는 것이다.
실외팬 구동부(70)는 측정부(40)에서 측정된 상기 실외온도가 설정온도 이하인 경우, 제어부(80)로부터 제어명령을 전달받고, 상기 실외팬의 구동을 조절한다.
제어부(80)는 냉방 및 난방 부하의 상승여부를 판별하며, 측정부(40)를 통해 측정되는 상기 실외온도와 상기 설정온도를 비교한다. 이때, 제어부(80)는 상기 실외온도가 상기 설정온도 이상일 경우, 실외팬 구동부(70)로 상기 실외팬 구동에 대한 제어명령을 전달하지 않는다. 또한, 제어부(80)는 상기 실외온도가 상기 설정온도 이하일 경우, 실외팬 구동부(70)로 상기 실외팬의 현재 상태를 기초하여 반대로 조절되도록 한다.
여기서, 제어부(80)는 압축기 구동부(50)로 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 적어도 하나가 구동되도록 하며, 여기서, 냉방 및 난방 부하가 상승되면 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)를 모두 구동시키도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(80)는 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)가 모두 구동되도록 할 경우, 전자 팽창밸브 구동부(60)로 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값이 변경되도록 제어명령을 전달한다.
제어부(80)는 전자 팽창밸브 구동부(60)로 소정시간(T) 동안 상기 설정 개도값이 변경되도록 하며, 이때, 상기 소정시간(T)은 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 어느 하나의 구동 판단을 위한 제 1 시간(T1)과, 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값을 변경하는 제 2 시간(T2)와, 전자 팽창밸브(16)의 변경된 개도값에 기초하여, 전자 팽창밸브(16)가 동작을 시작하는 제 3 시간(T3)이다.
여기서, 제어부(80)는 상기 소정시간(T) 동안, 전자 팽창밸브(16) 및 실외팬의 구동을 제어하며, 상기 소정시간(T) 전에 구동중인 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 어느 하나는 연속적으로 구동시키도록 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 전원이 입되고, 제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 어느 하나가 구동된다(S100).
여기서, 제어부(80)는 전원이 입력되고 설정 입력된 명령에 기초하여, 냉방 및 난방을 위해 압축기 구동부(50)으로 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 어느 하나가 구동되도록 제어한다. 또한, 제어부(80)는 전자 팽창밸브 구동부(60)로 전자 팽창밸브(16)가 설정 개도값에 기초하여 냉매관을 개도하도록 제어한다.
제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 어느 하나가 구동 중, 냉방 및 난방 부하의 상승여부를 판별한다(S105).
여기서, 제어부(80)는 압축기 구동부(50)로 제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 어느 하나를 구동시키도록 제어하는 중, 냉방 및 난방 부하의 상승여부를 판별한다.
상기 전자 팽창밸브 및 상기 실외팬을 소정시간(T)동안 제어하며, 제 1 시간(T1)동안 냉방 및 난방 부하의 상승에 따라 제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 정지된 제 1 압축기 및 제 2 압축기의 구동을 판단한다(S110).
여기서, 제어부(80)는 상기 소정시간(T) 중 상기 제 1 시간(T1)에 구동되지 않는 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 중 어느 하나의 구동을 판단하도록 실외팬 구동부(60)로 전달하며, 이때 전자 팽창밸브(16)가 정지되도록 제어한다.
이때, 전자 팽창밸브 구동부(70)는 제어부(80)를 통해 전달되는 제 1 펄스(F1)에 의해 전자 팽창밸브(16)의 구동을 정지시킨다.
방 및 난방 부하가 상승되는 경우 실외온도를 측정하고, 측정된 상기 실외온도와 설정온도를 비교하고, 실외팬의 구동을 제어한다(S115).
이때, 제어부(80)는 측정된 상기 실외온도가 상기 설정온도 이상일 경우, 실외팬 구동부(70)로 실외팬 구동을 지속시키고, 측정된 상기 실외온도가 상기 설정온도 이하일 경우, 실외팬 구동부(70)로 상기 실외팬의 구동을 정지하도록 제어명령을 전달한다.
제 2 시간(T2) 동안, 제 2 펄스(F2)를 전달받고 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값을 변경한다(S120).
여기서, 제어부(80)는 전자 팽창밸브 구동부(70)로 상기 제 2 시간(T2)에 상기 제 2 펄스(F2)를 전달하여, 전자 팽창밸브(16)의 설정 개도값을 변경하도록 제어한다.
이때, 실외팬 구동부(80)는 상기 제 2 펄스(F2)가 끝나는 시점에서 실외팬의 구동을 정지 및 구동시킨다.
제 3 시간(T3) 동안, 전자 팽창밸브(16)의 변경된 개도값에 기초된 제 3 펄스(F3)를 전달하여 전자 팽창밸브(16)를 구동시킨다(S125).
여기서, 제어부(80)는 상기 제 3 시간(T3) 동안, 전자 팽창밸브(16)의 변경된 상기 개도값에 기초하여, 상기 제 3 펄스를 전자 팽창밸브 구동부(70)로 전달한다. 이때, 제어부(80)는 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12) 를 모두 구동시키도록 압축기 구동부(40)로 제어 명령을 전달하며, 실외팬 구동부(80)로 정지된 상기 실외팬가 구동되도록 제어한다.
이때, 전자 팽창밸브 구동부(70)는 제 3 펄스(F3)에 기초하여, 전자 팽창밸브(16)를 구동시켜 제 1 압축기(10) 및 제 2 압축기(12)로 공급되는 냉매의 양이 조절되도록 냉매관의 개도를 조절한다.
이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 어느 하나가 구동되는 중, 냉방 및 난방 부하가 상승되어 정지된 제 1 압축기 및 제 2 압축기 중 어느 하나를 구동시킴에 있어, 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하여 제어함으로써 정지된 압축기의 구동이 실패되지 않도록 함으로써, 사용자가 제품을 사용하는데 편리함이 향상되고, 압축기 구동 실패로 인한 전력소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    전자 팽창밸브가 설정 개도값에 따라 조절되어, 상기 제 1 압축기로 냉매를 공급하는 단계와;
    상기 제 1 압축기 구동 중 상기 제 2 압축기가 구동되도록, 소정시간(T) 동안 상기 전자 팽창밸브를 정지시키는 단계와;
    상기 소정시간(T) 중, 상기 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하는 단계와;
    상기 제 2 압축기가 구동되면, 상기 전자 팽창밸브가 변경된 개도값에 기초하여, 상기 전자 팽창밸브가 동작되어 냉매의 유량을 조절하고 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기로 냉매를 공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정시간(T) 동안, 실외 온도가 설정온도(F) 이하인 경우, 실외팬을 오프 시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소정시간(T)는 상기 제 2 압축기의 구동 판단을 위한 제 1 시간(T1)과, 상기 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하는 제 2 시간(T2)와, 상기 전자 팽창밸브의 변경된 개도값에 기초하여, 상기 전자 팽창밸브가 동작을 시작하는 제 3 시간(T3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 시간(T1) 동안 제 1 펄스로 상기 제 2 압축기의 구동을 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 시간(T2) 동안, 제 2 펄스로 상기 전자 팽창밸브의 설정 개도값을 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 시간(T3)에 상기 전자 팽창밸브가 변경된 개도값에 기초하여, 동작되고 상기 제 2 압축기가 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 압축기가 구동되면, 상기 전자 팽창밸브가 변경된 개도값에 따라 지속되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스는 냉방 및 난방 부하의 상승에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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