KR100988616B1 - 공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기 시동시에 인버터 압축기가 저압으로 급격히 낮아져 장시간 예열상태로 대기후 운전되는 것을 방지하는 공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 인버터 압축기, 정속압축기와 초기 운전시 인버터 압축기의 주파수의 상승을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어, 제품의 설치 후의 시운전시나 아침과 같이 기온이 낮은 시에 압축기 시스템을 가동하는 경우 초기 기동 후에 인버터 압축기의 주파수를 상승시킬 때에 일정 주파수까지 제한하여 상승시킴으로써, 가전제품이 장시간 예열상태가 되어 정상운전이 불가능하게 되는 것을 방지하고 신속하게 정상 운전에 이르게 하는 신뢰성이 향상된 공기조화기의 압축기 시스템을 제공하는 효과가 있다.

공기조화기, 압축기, 인버터 압축기, 정속 압축기, 예열상태, 저압

Description

공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어 방법 { Compressure System And Method For The Same }

도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기가 도시된 개략 사시도,

도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 구성이 도시된 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법이 도시된 순서도,

도 4 는 종래의 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 제어부 200 : 인버터 압축기

300 : 정속 압축기 400 : 실외기

500 : 실내기

본 발명은 공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 초기 시동시에 인버터 압축기가 고주파수로 운전되는 경우, 저압으로 급강하되고 저압 제한제어에 해당되어 장시간 예열상태로 대기후 운전되는 것을 방지하는 공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래의 공기조화기의 압축기 시스템을 살펴보면 다음과 같다.

종래의 공기조화기의 압축기 시스템에서는 압축기의 회전수를 다양한 속도로 제어하여 냉방출력과 전기소모를 최적화 할 수 있는 인버터 압축기를 사용하는데, 이는 인버터 압축기를 사용하지 않은 시스템은, 정격전압 220V(60Hz)를 인가받아 일정한 회전속도로 작동하고 일정한 냉방출력을 유지함으로써 불필요한 전력을 소모하기 때문이다.

인버터 압축기는 온도가 낮아지면 압축기 모터의 회전수를 자동으로 줄여 전력소모를 최소화할 수 있으므로 인버터 압축기를 사용하지 않은 가전제품과 비교하면 20%에서 30%가량의 전력소모량을 줄일 수 있다. 이러한 인버터 압축기를 사용한 압축기 시스템은 냉장고와 에어컨 등에서 절전형 가전제품에 사용된다.

도 4는 종래의 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법이 도시된 순서도 이다.

종래의 공기조화기의 압축기 시스템은, 인버터 압축기를 기동한 후(S1), 상기 인버터 압축기를 최대주파수까지 상승시켜 가동하게 된다(S2). 그 후, 인버터 압축기의 주파수를 초기 기동시의 주파수까지 낮추고 정속 압축기를 시동한다(S3). 정속 압축기는 부하의 증가와 감소에 따라 on과 off가 되며, 인버터 압축기를 필요에 따라 정상 주파수내에서 증가 또는 감소시킴으로써 필요한 냉방출력을 얻을 수 있다(S4).

그러나 종래의 공기조화기의 압축기 시스템은, 제품을 새로 설치한 후의 시운전시나, 아침이나 외부 기온이 낮은 때에 인버터 압축기를 고주파수에서 가동하게 되면, 저압으로 급강하하여 저압 제한 제어에 걸리게 된다. 이렇게 저압 제한 제어에 걸리게 된 인버터 압축기는 장시간 예열 상태로 대기하여 정상적인 운전을 수행할 수 없으므로 공기조화기의 사용이 불가능한 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초기 기동 후 인버터 압축기의 주파수를 상승시킬 때에 안정 주파수까지 제한함으로써, 저압으로 급강하하는 것을 방지하고 가전제품이 장시간 예열상태로 되어 가동이 불가능하게 되는 것을 방지함으로써 신속하게 정상 운전에 이를 수 있게 하여 제품의 신뢰성이 향상된 공기조화기의 압축기 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 정상 주파수 범위 내에서 변화되는 주파수로 동작하는 인버터 압축기; 부하의 증감에 따라 가동되는 하나 이상의 정속 압축기; 및 초기 기동 시, 상기 인버터 압축기의 주파수를 최대 주파수의 일정 퍼센티지(%)로 한정시킨 일정 주파수까지로 제한하여 상승시켜 운전하는 제어부; 를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법은 인버터 압축기와 하나 이상의 정속 압축기를 구비한 공기조화기에서 상기 인버터 압축기를 초기 기동하는 경우, 상기 인버터 압축기를 초기 주파수로 구동하는 단계; 상기 인버터 압축기의 주파수를 최대 주파수의 일정 퍼센티지(%)로 한정시킨 일정 주파수까지로 제한하여 상승시키는 단계; 상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 일정 주파수에 도달하는 경우, 상기 정속 압축기를 동작시키는 단계; 및 상기 인버터 압축기의 주파수를 제한하지 않고 정상 주파수 범위 내에서 제어하는 단계를 포함하는 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 구성이 도시된 구성도이다.

도 1 와 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 크게 실외기(400)와 실내기(500)로 구성된다.

실외기(400)는 초기 운전시 인버터 압축기의 주파수를 일정주파수까지 제한하여 상승시켜 운전하는 제어부(100), 상기 압축기 제어부에 의해 제어되는 인버터 압축기(200)와 한 개 또는 그 이상의 개수인 정속 압축기(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(100)는 가전제품에서 필요로 하는 압축기의 압력을 산정하고, 상기 인버터 압축기(200)와 상기 정속 압축기(300)의 on, off를 판단하며 상기 인버터 압축기(200)의 주파수 조절하여 제어 명령을 하달함으로써 상기 인버터 압축기(200)와 상기 정속 압축기(300)가 가동 되도록 한다.

상기 인버터 압축기(200)는 상기 제어부(100)에 의해 제어된다. 상기 제어부(100)로부터 전달된 명령이 상기 인버터 압축기(200)에 전달되고 그에 따라 가동과 주파수 조절이 이루어진다.

상기 정속 압축기(300)는 부하가 증가하면 상기 제어부(100)의 가동 명령에 따라 가동된다. 이때, 본 발명에 따른 압축기 시스템은 상기 정속 압축기가(300) 한 개 또는 그 이상으로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 시스템의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 시스템의 제어방법이 도시된 순서도이다.

상기 제어부(100)가 상기 인버터 압축기(200)가 기동하기 위한 명령신호를 내린 후, 인버터 압축기(200)를 초기 주파수로 설정하여 기동한다(S101). 상기 인버터 압축기의 최대 주파수가 100Hz인 경우 초기 주파수는 최대 주파수의 약 30%인 30Hz로 설정한다.

이때, 상기 제어부(100)는 상기 인버터 압축기(200)와 상기 정속 압축기(300)의 이전 동작신호를 체크하여 파악하고 있어야 하는데, 이는 다음 제어에 의한 동작을 결정하는 근거로 사용하여 상기 제어부(100)에서 상기 인버터 압축기(200)와 상기 정속 압축기(300)에 전달할 제어신호가 무엇인가를 판단하고 결정하기 위해서이다.

이렇게 기동된 상기 인버터 압축기(200)를 최대주파수의 일정 퍼센티지로 한 정시킨 일정주파수까지 상승시킨다(S102). 종래의 발명이 상기 인버터 압축기(200)의 최대주파수를 최대로 상승시키는 데에 반해, 본 발명에 따른 압축기 시스템은 최대주파수의 일정 퍼센티지로 한정시킨 일정주파수까지만 상승시킴으로써, 제품을 설치한 후 시운전시나 아침과 같이 외부 기온이 낮을 시에 상기 인버터 압축기가 바로 높은 주파수로 가동되어 저압으로 급강하되는 현상을 막아, 가전제품이 장시간 예열상태로 대기하여 정상 가동이 불가능해지는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 일정주파수는 최대주파수가 100Hz인 경우 최대주파수의 약 80%인 80Hz로 설정한다.

이후, 상기 제어부(100)의 제어 신호에 따라 상기 인버터 압축기(200)의 주파수를 초기 기동시의 주파수로 낮추고(S103), 부하의 정도에 따라 한 대 또는 여러 대의 상기 정속 압축기(300)를 on 하여 가동한다(S104). 이는 외부 기온환경에 따라 변경되는 부하에 대응하기 위한 것으로서 가동되는 상기 정속 압축기(200)의 개수를 조절하여 부하의 변화에 대응한다.

상기 제어부(100)의 제어에 따라 상기 정속 압축기(200)가 on 되면(S104), 상기 제어부(100)가 상기 인버터 압축기(200)의 운전을 제어하여(S105), 압축기 시스템에서 필요로 하는 목표 고압에 도달하였는가를 판단하는 과정을 거치게되고 상기 인버터 압축기(200)의 주파수를 정상범위 내에서 증가 또는 감소시켜 목표 고압에 도달하게 된다(S106).

압축기 시스템에서 필요로 하는 부하가 감소하였는가를 판단하여(S107), 상기 부하가 감소하였을 경우, 상기 제어부(100)가 상기 정속 압축기(300)를 off 하 여 부하의 감소에 대응하고, 상기 인버터 압축기(200)를 단독으로 운전한다(S108).

또한, 상기 인버터 압축기(200)가 단독으로 운전되는 경우에는 초기 시동시의 주파수부터 최대 주파수까지 필요에 따라 증가 또는 감소시킬 수 있다(S109).

이렇게 상기 제어부(100)의 제어를 통해 상기 인버터 압축기(200)의 초기 시동시의 주파수를 최대주파수의 일정 퍼센티지로 한정시킨 일정 주파수까지로 제한하여, 상기 인버터 압축기(200)가 바로 최대 주파수까지 상승되어 가동되는 경우에 급격히 저압으로 강하되는 것을 사전에 차단하여 비정상적인 예열상태가 장시간 지속되는 것을 방지 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 압축기 시스템 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 압축기 시스템 및 그 제어방법은 제품의 설치 후의 시운전시나 기온이 낮은 아침과 같은 시간에 압축기 시스템을 가동하는 경우 초기 기동 후에 인버터 압축기의 주파수를 상승시킬 때에 일정 주파수까지 제한함으로써, 가전제품이 장시간 예열상태가 되어 정상운전이 불가능하게 되는 것을 방지하고 신속하게 정상 운전에 이르게 하는 신뢰성이 향상된 압축기 시스템을 제공하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 인버터 압축기와 하나 이상의 정속 압축기를 구비한 공기조화기에서 상기 인버터 압축기를 초기 기동하는 경우, 상기 인버터 압축기를 초기 주파수로 구동하는 단계;

   상기 인버터 압축기의 주파수를 최대 주파수의 일정 퍼센티지(%)로 한정시킨 일정 주파수까지로 제한하여 상승시키는 단계;

   상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 일정 주파수에 도달하는 경우, 상기 인버터 압축기의 주파수를 상기 초기 주파수로 낮추고, 부하에 따라 정속 압축기를 동작시키는 단계; 및

   상기 인버터 압축기의 주파수 제한을 해제하고 정상 주파수 범위 내에서 상기 인버터 압축기의 주파수를 제어하는 단계를 포함하는 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 인버터 압축기를 상기 정상 주파수 범위 내에서 제어하는 경우,

   상기 공기조화기의 부하 변화에 따라 상기 인버터 압축기의 주파수를, 상기 초기 주파수부터 상기 최대주파수까지로 변화시킴으로써 상기 정상 주파수 범위 내에서 제어하여, 목표고압에 도달하였는지 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 인버터 압축기를 상기 정상 주파수 범위 내에서 제어하는 경우,

   상기 공기조화기의 부하의 변화에 따라, 상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 초기 주파수로 낮아지면,

   동작 중인 정속 압축기 중 어느 하나를 동작 정지하고 상기 인버터 압축기의 주파수를 상기 정상 주파수 범위 내에서 증가시키는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 인버터 압축기를 상기 정상 주파수 범위 내에서 제어하는 경우,

   상기 공기조화기의 부하 변화에 따라 상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 최대 주파수에 도달하면,

   상기 정속압축기를 동작시키고, 상기 인버터 압축기의 주파수를 상기 초기 주파수로 낮추는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 압축기 시스템의 제어방법.
6. 정상 주파수 범위 내에서 변화되는 주파수로 동작하는 인버터 압축기;

   부하의 증감에 따라 가동되는 하나 이상의 정속 압축기; 및

   초기 기동 시, 상기 인버터 압축기의 주파수를 초기 주파수로 기동한 후,

   상기 인버터 압축기의 주파수를 최대 주파수의 일정 퍼센티지(%)로 한정시킨 일정 주파수까지로 제한하여 상승시켜 운전하고,

   상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 일정 주파수에 도달하면, 상기 인버터 압축기의 주파수를 상기 초기 주파수로 낮추고, 부하에 따라 상기 정속 압축기를 동작시키는 제어부; 를 포함하는 공기조화기.
7. 삭제
8. 제 6항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 일정 주파수에 도달하면, 그 이후 상기 인버터 압축기의 주파수를 제한하지 않고, 상기 정상 주파수 범위 내에서 상기 인버터 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 제어부는 부하가 감소되면 상기 정속 압축기를 동작정지시키고, 상기 인버터 압축기의 주파수를 상기 정상 주파수 범위 내에서 상승시키며,

   상기 인버터 압축기의 주파수가 상기 최대 주파수에 도달하면, 상기 정속 압축기를 가동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 삭제

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