KR100773803B1 - 공기조화기의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기조화기의 압축기 비상 제어 방법은, 복수개의 압축기 중 일부의 고장시 고장 난 압축기를 대신하여 고장나지 않는 압축기를 백 업 구동하므로, 압축기의 일부 고장에 따른 공기조화기의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

공기조화기, 압축기, 백 업 구동, 제어부, 스위치, 디스플레이, 인버터압축기, 정속압축기

Description

공기조화기의 제어 방법{Control method of air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 적용된 공기조화기의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 적용된 공기조화기의 내부 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 일 실시예가 도시된 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 다른 실시예가 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1~12: 실내기 21: 메인 실외기

22: 제 1 서브 실외기 23: 제 2 서브 실외기

30,40: 냉매 배관 62: 인버터압축기

63: 정속압축기 66: 온도센서

67; 압력센서 120: 제어부

130: 스위치 140: 디스플레이

본 발명은 공기조화기의 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 복수개의 압축기 중 일부의 고장시 고장 안 난 압축기를 대신하여 백 업 구동하는 공기조화기의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어진 냉동 사이클 장치를 이용하여 실내를 냉방 혹은 난방 시키는 장치이다.

최근에는, 공기조화기가 점차 대용량화 또는 멀티화되면서 상기 압축기가 2개 이상이 장착되고, 실내 부하조건에 따라 압축기의 구동 대수를 조절하는 것에 의해 압축기의 구동의 소비 전력을 줄이고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는 복수개의 압축기 중 일부의 고장시, 고장 안난 압축기만 구동되거나 공기조화기의 전체가 작동되지 않으므로 냉방/난방 성능이 저하되거나 공기조화기 전체에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개의 압축기 중 일부의 고장에 의해 공기조화기 전체를 작동시키지 않는 것을 막고, 공기조화기의 신뢰성을 높일 수 있는 공기조화기의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법은, 운전되는 실내기 용량의 합에 대응하여 복수개의 압축기를 미리 정해진 조합으로 구동하고, 복수개의 압축기 중 일부의 고장을 판단하는 판단단계와; 상기 판단 단계에서 복수개의 압축기 중 일부가 고장인 것으로 판단되면, 고장 난 압축기를 대신하여 고장 나지 않는 압축기를 백 업 구동하는 백 업 구동 단계를 포함하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서, 상기 판단 단계는, 압축기의 토출 온도가 설정 온도 범위를 벗어나는 조건과, 압축기의 토출 압력이 설정 압력 범위를 벗어나는 조건 중 적어도 하나의 조건이 만족되면, 해당 압축기를 고장으로 판단하고, 상기 백 업 구동 단계는, 상기 판단단계에서 판단된 고장을 디스플레이를 통해 디스플레이한다.

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이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 적용된 공기조화기의 개략도이다.

도 1에 도시된 공기조화기는, 건물의 실내에 설치되는 복수개의 실내기(1~12)와, 복수개의 실외기(21)(22)(23)와, 상기 복수개의 실내기(1~12)와 복수개의 실외기(21)(22)(23)를 연결하는 냉매배관(30)(40)으로 구성된다.

상기 복수개의 실외기(21)(22)(23)는 실내기(1~12)에서 요구되는 냉/난방 용량에 따라 압축기(미도시)의 구동 개수가 결정된다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 적용된 공기조화기의 내부 구성도이다.

상기 실내기(1~12)의 각각은 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기(51)와, 상기 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함하여 구성된다.

상기 실내기(1~12)는 냉매 배관(30)(40)이 병렬로 연결된다.

상기 실외기(21)(22)(23)은 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 실외기(21)와, 제 1, 2 서브 실외기(22)(23)로 구성된다.

상기 메인 실외기(21)는, 실내기(1~12)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만이 통과하는 어큐뮬레이터(61)와, 상기 어큐뮬레이터(61)를 통과한 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)와, 상기 압축기(62)(63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 상기 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)와, 상기 실외열교환기(70) 근처에 설치되어 실외 공기를 상기 실외열교환기(70)로 송풍시키는 실외송풍기(72)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 메인 실외기(21)에 설치된 압축기(62)(63)는, 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 인버터압축기(62)와, 냉매의 압축용량이 일정한 정속압축기(63)로 이루어진다.

상기 제 1,2 서브 실외기(22)(23)는 냉매의 압축용량이 일정한 정속압축기(63)가 복수개 설치되고, 상기 복수개의 정속압축기(63) 이외의 어큐뮬레이터(61), 사방밸브(65), 실외열교환기(70), 실내송풍기(72)를 포함하는 구성은 메인 실외기(21)와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 상기 제 1,2 서브 실외기(22)(23)에 두 개의 정속압축기(63)가 설치된 것으로 한정하여 설명한다.

여기서, 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62) 및 정속압축기(63)와, 제 1 서브 실외기(22)의 복수개 정속압축기(63)와, 제 2 실외기(23)의 복수개 정속압축기(63)는, 냉매 배관(30)(40)이 병렬로 연결되고, 상기 실내기(1~12)의 운전 용량의 합에 대응하여 미리 정해진 조합으로 구동된다.

한편, 상기 압축기(62)(63)와 상기 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)의 흡입측에 연결된다.

더불어 상기 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63) 사이에는 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매의 온도를 감지하는 온도센서(66)와, 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(67)가 설치된다.

특히, 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 상기 오일분리기(64)와 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관 사이를 연결하는 오일 회수관(68)과, 상기 오일 회수관(68)에 설치된 모세관(69)을 통해 압축기(62)(63)에 공급함으로서 상기 압축기(62)(63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다.

그리고, 상기 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 상기 실내기(1~12)로 안내하는 냉매배관(30)에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 상 기 압축기(62)(63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)와, 상기 냉매배관(30) 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(110)가 설치된다.

여기서, 상기 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 상기 실외열교환기(70)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 상기 실외열교환기(70)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.

도 2에 도시된 참조 부호 120은 실내기(1~12)와 통신하거나 다른 실외기와 통신하면서 각각의 실외기(21)(22)(23)를 제어하도록 제어부이다.

도 2에 도시된 참조 부호 130은 고장난 압축기 등을 입력하거나 각각의 실외기(21)(22)(23)의 각종 조작을 입력하도록 각각의 실외기(21)(22)(23)에 설치된 스위치이다.

도 2에 도시된 참조 부호 140은 고장난 압축기를 표시하거나 모든 압축기의 구동 정지를 표시하거나 각각의 실외기(21)(22)(23)의 각종 운전 정보를 표시하도록 각각의 실외기(21)(22)(23)에 설치된 디스플레이이다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 작동과정을 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저 상기 공기조화기가 냉/난방 운전되면, 각 실내기(1~12)의 운전여부를 판단하고, 운전되는 실내기(1~12)에서 요구되는 냉/난방 부하의 양을 합산하여 총 냉/난방 용량을 판단한다.

그런 다음, 상기 실내기(1~12)에서 요구되는 총 냉/난방 부하에 대응하여 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)와, 상기 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기(63)와, 상기 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압축기(63)를 구동시키되, 미리 정해진 조합에 따라 일부만을 선택적으로 구동시키거나 그 전부를 구동시킨다.

상기 인버터압축기(62)가 5마력까지 출력할 수 있고, 정속압축기(63)의 각각이 5마력을 출력하여 상기 공기조화기가 총 30마력을 갖는 경우를 예로 들어 설명하면, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 8마력이면, 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 복수개의 정속압축기(63)들 중에서 어느 하나의 압축기(63)를 미리 정해진 조합에 의해 선택하고, 이후 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)를 3마력으로 구동시키고, 선택된 정속압축기(63)를 구동시킨다.

즉, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)만을 구동시키고, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)만 구동시키며, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 2 서브 실외기(23)의 어느 하나의 정속압축기(63)만 구동시킨다. 이하, 기타의 경우에 대한 상세한 설 명은 생략한다.

또한, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 14마력이면, 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 복수개의 정속압축기(63)들 중에서 두개의 압축기(63)를 미리 정해진 조합에 의해 선택하고, 이후 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)를 3마력으로 구동시키고, 선택된 두 개의 정속압축기(63)를 구동시킨다.

즉, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)만을 구동시키고, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(23)의 어느 하나의 정속압축기(63)만을 구동시키며, 이하, 기타의 경우에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 22마력이면, 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 복수개의 정속압축기(63)들 중에서 네 개의 압축기(63)를 미리 정해진 조합에 의해 선택하고, 이후 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)를 2마력으로 구동시키고, 선택된 네 개의 정속압축기(63)를 구동시킨다.

즉, 상기 미리 정해진 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기(63)와, 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 압축기(63)인 경우, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)만을 구동시키며, 이하, 기타의 경우에 대한 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 복수개의 정속압축기(63)는 일정한 순번에 의해 교대로 작동되게 할 수 있다.

한편, 상기 공기조화기는, 상기 압축기들(62)(63) 중에서 일부가 고장이면, 원래의 조합에서 고장난 압축기를 빼고, 고장나지 않는 다른 압축기를 고장난 압축기 대신에 조합에 넣고, 상기 새로운 조합으로 압축기(62)(63)를 백 업 구동시키는 비상 제어를 실시한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 일 실시예가 도시된 순서도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 압축기(62)(63) 중 일부의 고장을 판단한다.(S1)

상기 압축기(62)(63)의 고장은, 구동되는 압축기의 온도센서(66)에서 감지된 압축기(62)(63)의 토출 온도가 설정 온도 범위를 벗어나거나, 구동되는 압축기의 압력 센서(67)에서 감지된 토출 압력이 설정 압력 범위를 벗어나면, 그 압축기를 고장으로 판단한다.

상기 판단 결과, 복수개의 압축기(62)(63) 중 일부가 고장인 것으로 감지되면, 고장 난 압축기를 대신하여 고장나지 않는 압축기를 백 업 구동한다.(S2)

예를 들어, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 8마력이고, 미리 정해진 압축기의 운전 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)인 경우, 상기 판단 결과에서 메인 시외기(21)의 정속압축기(63)가 고장인 것으로 판단되면, 상기 고장난 정속압축기를 대신하여 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기 중 어느 하나의 정속압축기(63)를 새로운 운전 조합에 넣고, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)를 구동시킨다.

상기와 같은 구동시, 상기 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기도 역시 고장인 것으로 판단되면, 고장나지 않은 다른 정속압축기 즉, 제 1 서브 실외기(22)의 다른 정속압축기와 제 2 서브 실외기(22)의 두 정속압축기 중 어느 하나를 선택하여 새로운 운전 조합에 넣고, 그에 따라 압축기들을 구동시킨다.

다른 예로, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 25마력이고, 미리 정해진 압축기의 운전 조합이 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기(22)의 두 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압축기(63)인 경우, 상기 판단 결과에서 상기 복수개의 정속압축기(63) 들 중에서 어느 하나가 고장인 것으로 판단되면, 상기 고장난 정속압축기를 대신하여 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)를 새로운 운전 조합에 넣고, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 고장 안 난 정속압축기(63)와, 제 2 서브 실외기(23)의 두 정속압 축기(63)를 구동시킨다.

또 다른 예로, 실내기(1~12)에서 요구되는 부하가 15마력이고, 미리 정해진 압축기의 운전 조합이 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(23)의 어느 하나의 정속압축기(63)인 경우, 상기 판단 결과에서 상기 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 제 1 서브 실외기(22)의 어느 하나의 정속압축기(63)와 제 2 서브 실외기(23)의 어느 하나의 정속압축기(63)가 모두 고장인 것으로 판단되면, 상기 고장난 인버터압축기와 고장난 정속압축기를 대신하여 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기의 다른 정속압축기(63)와, 제 2 서브 실외기의 다른 정속압축기(63)를 새로운 운전 조합에 넣고, 메인 실외기(21)의 정속압축기(63)와 제 1 서브 실외기의 다른 정속압축기(63)와, 제 2 서브 실외기의 다른 정속압축기(63)를 구동시킨다.

아울러 상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 고장난 압축기(63)를 디스플레이(140)를 통해 디스플레이 한다.(S3)

그리고, 상기 공기조화기의 제어 방법은, 운전 입력된 실내기(1~12)의 총 냉/난방 부하에 대응하는 용량 합이 고장나지 않은 복수개 압축기의 용량 합을 초과하면, 실내기(1~12)만 운전되고 복수개의 압축기(62)(63) 모두를 구동하지 않는다.(S4)(S5)

즉, 냉/난방 능력이 부족한 상태로 공기조화기를 냉/난방 작동시키지 않고, 실내기(1~12)만을 작동시킨다.

실내기(1~12)만의 작동시 실내기(1~12)에서는 더 이상 냉기 혹은 온기가 토출되지 않고, 사용자는 공기조화기의 서비스 필요성을 쉽게 인식하게 된다.

아울러, 상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 모든 압축기(62)(63)의 구동 정지를 디스플레이(140)를 통해 디스플레이 한다.(S6)

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 다른 실시예가 도시된 순서도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법은 도 4에 도시된 바와 같이, 공기조화기를 최초를 설치하는 사람 혹은 수리하는 사람이 스위치(130)를 통해 고장난 압축기를 입력하면, 스위치의 조작을 인식한다.(S1′)

인식된 압축기를 대신하여 고장나지 않는 다른 압축기를 백 업 구동한다.(S2)

상기 고장 나지 않은 압축기의 백 업 구동과 그 이후의 수순은 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 비상 제어 방법 일실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 스위치(130)의 입력과 그에 따른 비상 운전시, 고장난 압축기를 대신하기 위한 새로운 압축기(미도시)가 상기 공기조화기에 설치되기 전까지, 상기 공기조화기는 냉/난방 운전을 실시하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 공기조화기의 제어 방법은, 복수개의 압축기 중 일부의 고장시 고장 난 압축기를 대신하여 고장 나지 않는 압축기를 백 업 구동하므로, 압축기의 일부 고장에 따른 공기조화기의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기의 제어 방법은, 스위치의 조작으로 고장난 압축기를 입력하면, 고장 난 압축기를 대신하여 고장 나지 않는 압축기를 백 업 구동하므로, 고장난 압축기의 교체 전까지 냉/난방을 실시할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기의 제어 방법은, 고장난 압축기를 디스플레이 하므로, 고장난 압축기를 검색하기 위한 별도의 서비스 작업이 불필요하고, 서비스가 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 공기조화기의 제어 방법은, 운전 입력된 실내기의 용량 합이 고장나지 않은 복수개 압축기의 용량 합을 초과하면, 실내기만 운전되고 복수개의 압축기 모두를 구동하지 않으므로, 실내기에서 냉기 혹은 온기가 토출되지 않게 되어, 사용자가 공기조화기의 서비스 필요성을 쉽게 인식할 수 있는 이점이 있고, 냉/난방 능력이 부족한 상태로 공기조화기가 작동될 때 사용자가 느낄 수 있는 공기조화기의 성능에 대한 불신을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

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2. 운전되는 실내기 용량의 합에 대응하여 복수개의 압축기를 미리 정해진 조합으로 구동하고, 복수개의 압축기 중 일부의 고장을 판단하는 판단단계와; 상기 판단 단계에서 복수개의 압축기 중 일부가 고장인 것으로 판단되면, 고장 난 압축기를 대신하여 고장 나지 않는 압축기를 백 업 구동하는 백 업 구동 단계를 포함하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서,

   상기 판단 단계는, 압축기의 토출 온도가 설정 온도 범위를 벗어나는 조건과, 압축기의 토출 압력이 설정 압력 범위를 벗어나는 조건 중 적어도 하나의 조건이 만족되면, 해당 압축기를 고장으로 판단하고,

   상기 백 업 구동 단계는, 상기 판단단계에서 판단된 고장을 디스플레이를 통해 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어 방법.
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