KR100779539B1 - 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법 - Google Patents

히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에 관한 것으로, 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계; 상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 제2단계; 설정된 시간 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 상기 제상센서에서 감지한 온도가 설정된 온도 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제하는 제3단계; 및 상기 제상운전 모드를 해제하고 난방운전 모드로 재전환하기 전에 실외측 열교환기의 송풍기를 일정시간 가동시켜 상기 실외측 열교환기의 수분을 증발시키는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 실외측 열교환기에 부착된 성에를 제거와 더불어 남은 수분까지 완전히 제거하여 난방효율을 극대화시키는 우수한 효과가 있다.
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 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제어구조를 개략적으로 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법을 도시한 플로우챠트이며,
도 4는 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법에서 각 구성요소들의 온/오프상태를 도시한 테이블이다.
(도면의 주요구성에 대한 부호의 설명)
1: 압축기 2: 사방밸브
7: 실외측 열교환기의 송풍기 10: 제어부
20: 제상센서
본 발명은 히트펌프 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 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 메커니즘을 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.
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.
히트펌프 공기조화기는 난방운전 모드에 있어서, 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.
그러나 이러한 종래기술은 실외측 열교환기(6)에 부착된 성에를 제거했다 하더라도 성에 제거 후에 남는 수분까지 완전히 제거하지는 못하기 때문에, 난방운전으로 전환된 후 얼마되지 않아서 다시 실외측 열교환기(6)에 수분이 응결되면서 성에가 부착되는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 실외측 열교환기에 부착된 성에를 제거와 더불어 남은 수분까지 완전히 제거하여 난방효율을 극대화하도록 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법은, 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계; 상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 상기 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환 하는 제2단계; 설정된 시간 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 상기 제상센서에서 감지한 온도가 설정된 온도 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제하는 제3단계; 및 상기 제상운전 모드를 해제하고 난방운전 모드로 재전환하기 전에 실외측 열교환기의 송풍기를 일정시간 가동시켜 상기 실외측 열교환기의 수분을 증발시키는 제4단계를 포함한다.
상기 난방운전 모드에서 제상운전 모드로 전환되는 일정시간 전에 사방밸브를 오프상태로 전환시키는 제1-1단계를 더 포함한다.
상기 제상운전 모드해제 후 난방운전 모드로 재전환되는 일정시간 전에 사방밸브를 온상태로 전환시키는 제3-1단계를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
히트펌프 공기조화기는 종래기술(도 1 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 널리 공지된 기술이므로, 여기서는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명과 밀접한 관련이 있는 압축기(1), 사방밸브(2), 실외측 열교환기의 송풍기(7)와 더불어, 제상센서(20), 제어부(10)를 위주로 설명될 것이다.
상기 압축기(1)는 흡입구로부터 흡입되는 저온,저압 기체 상태의 냉매를 압 축하여 고온, 고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출하는 것이고, 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 조작되는 것이고, 실내측 송풍기(4)는 실내측 열교환기(3)의 증발기 또는 응축기로서의 열교환 작용을 촉진시키는 동시에 실내에 필요한 냉풍 또는 온풍을 발생시키도록 작동되는 것이고, 제상센서(20)는 실외 온도를 감지하는 것이며, 제어부(10)는 상기 제상센서(20)로부터 온도정보를 제공받고 상기 압축기(1)를 제어하는 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법은 제1단계(S10), 제2단계(S20), 제3단계(S30), 및 제4단계(S40)를 포함한다.
먼저, 제1단계(S10)는 압축기(1)를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 것이다. 이 제1단계(S10)에서는 압축기(1), 사방밸브(2), 및 실외측 열교환기의 송풍기(7)를 온상태로 유지한다.
상기 난방운전 모드에서 제상운전 모드로 전환되는 일정시간 전에 사방밸브(2)를 오프상태로 전환시키는 제1-1단계(S11)를 더 포함한다.
이 제1-1단계(S11)에서는 압축기(1) 및 실외측 열교환기의 송풍기(7)가 오프상태이고, 사방밸브(2)는 제상운전 모드로 전환되기 6초 전, 바꿔 말하면 난방운전 모드가 해제된 54초 후에 온상태를 유지한다.
상기 제2단계(S20)는 압축기(1)의 구동 누적시간, 압축기(1)의 구동 누적시 간에 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.
도면에 상세하게 도시되지 않았지만, 제2단계(S20)를 예를 들어 설명하면 하기와 같다. 제2단계(S20)는 2-1단계 내지 2-6단계로 이루어진다.
먼저, 2-1단계는 압축기(1)의 구동 누적시간이 t1(예를 들면, 90분) 이상인지를 제어부(10)에서 판단하는 것이다.
이 2-1단계에서 압축기(1)의 구동 누적시간이 t1 이상이 아니라면 하기한 2-3단계로 이동한다.
제2-2단계는 제2-1단계에서 판단한 결과가 t1(예를 들면, 90분) 이하일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t2(예를 들면, 60분) 시점에서 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 C1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 C2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 C3(예를 들면, 5℃) 이하로 하강했는지를 판단하는 것이다. 상기 온도변화의 폭이 C3 이하로 하강하지 않았다면 하기한 2-6단계로 이동한다.
제2-3단계는 제2-2단계에서 판단한 결과가 C3(예를 들면, 5℃) 이하로 하강했을 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t3(예를 들면, 60분) 이상인지를 판단하는 것이다. 압축기(1)의 구동 누적시간이 t3 이상이 아니라면 2-5단계로 이동한다.
2-4단계는 제2-3단계에서 판단한 결과가 t3(예를 들면, 60분) 이상일 경우, 압축기(1)의 구동 누적시간이 t2(예를 들면, 60분) 시점에서 제상센서(20)에서 감 지한 제상온도 C1과, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 C2를 서로 비교하여 그 온도변화 폭이 C4(예를 들면, 8℃) 이하로 하강했는지를 판단하는 것이다. 상기 온도변화 폭이 C4 이하로 하강하지 않았다면 하기한 2-6단계로 이동한다.
제2-5단계는 2-4단계에서 판단한 결과가 C4(예를 들면, 8℃) 이하일 경우, 압축기(1)의 구동중 제상센서(20)에서 감지한 제상온도 C2 가 C5(예를 들면, -16℃) 이하인지를 판단하는 것이다. 상기 C5 이하가 아니라면 2-1단계로 이동한다.
제2-6단계는 제2-5단계에서 판단한 결과가 C5(예를 들면, -16℃) 이하일 경우, 제상운전 모드로 전환하는 것이다. 상기 제2-1 내지 제2-5단계로 진행 중 제상센서(20)에서 감지한 온도가 C7(예를 들면, -16℃) 이하일 경우 상기 2-6단계로 전환하는 것이 바람직하다.
상기 제3단계(S30)는 설정된 시간 즉 t4(예를 들면, 10분) 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 제상센서(20)에서 감지한 온도가 설정된 온도 C6(예를 들면, 12℃) 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제한다.
한편, 제4단계(S40)는 상기 제상운전 모드를 해제하고 난방운전 모드로 재전환하기 전에 실외측 열교환기의 송풍기(7)를 일정시간 가동시켜 상기 실외측 열교환기(6)의 수분을 증발시키는 것이다.
이 경우, 실외측 열교환기의 송풍기(7)는 온상태를 유지하고, 압축기(1) 및 사방밸브(2)는 오프상태를 유지한다. 이 실외측 열교환기의 송풍기(7)의 온상태는 대략 36초 정도 유지된다.
상기 제상운전 모드해제 후 난방운전 모드로 재전환되는 일정시간 전에 사방밸브를 온상태로 전환시키는 제4-1단계(S41)를 더 포함한다.
즉, 사방밸브(2)는 난방운전 모드로 재전환되기 6초 전, 바꿔 말하면 제상운전 모드가 해제된 30초 후에 온상태를 유지한다.
이 후에 난방운전 모드를 실시한다(S50).
상기한 바와 같이 본 발명은, 제상운전 모드를 해제하고 난방운전 모드로 재전환하기 전에 실외측 열교환기의 송풍기를 일정시간 가동시켜 상기 실외측 열교환기에 부착된 성에를 제거와 더불어 남은 수분까지 완전히 제거하기 때문에, 난방효율을 극대화할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 압축기를 구동시켜 난방운전 모드를 실시하는 제1단계;
    상기 압축기의 구동 누적시간, 상기 압축기의 구동 누적시간에 따른 상기 제상센서에서 감지한 제상온도, 상기 압축기의 구동중 제상센서에서 감지한 제상온도를 제공받아 비교하고 그 결과를 산출하여 제상운전 모드에 만족할 경우 제상운전 모드로 전환하는 제2단계;
    설정된 시간 이상의 시간 동안 제상운전 모드를 실시하였거나 상기 제상센서에서 감지한 온도가 설정된 온도 이상일 경우에는 제상운전 모드를 해제하는 제3단계; 및
    상기 제상운전 모드를 해제하고 난방운전 모드로 재전환하기 전에 실외측 열교환기의 송풍기를 일정시간 가동시켜 상기 실외측 열교환기의 수분을 증발시키는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 난방운전 모드에서 제상운전 모드로 전환되는 일정시간 전에 사방밸브를 오프상태로 전환시키는 제1-1단계를 더 포함하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제상운전 모드해제 후 난방운전 모드로 재전환되는 일정시간 전에 사방밸브를 온상태로 전환시키는 제3-1단계를 더 포함하는 히트펌프 공기조화기의 제상모드 제어방법.
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