KR101153420B1 - 에어컨의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컨의 제어 방법에 관한 것으로 압축기의 비정상 운전 상태를 감지하여 목표 과열도를 가변시켜줌으로써 안정적인 시스템이 유지되도록 한 것이다. 즉, 압축기의 토출온도를 감지하여 온도가 기준값보다 높을 경우 목표 과열도를 낮추어 주고, 압축기의 토출온도가 기준값보다 낮을 경우 목표 과열도를 높여주어 시스템을 안정화시켜 압축기를 보호한다.

에어컨, 압축기, 목표 과열도, 토출온도, 제어

Description

에어컨의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING AIR-CONDITIONER}

본 발명은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기의 비정상 운전 상태를 감지하여 목표 과열도를 가변시켜줌으로써 안정적인 시스템이 유지되도록 한 에어컨의 제어 방법에 관한 것이다.

에어컨은 일반적으로 냉매를 압축하는 압축기, 냉방시 냉매가 증발하여 차가운 표면을 유지하는 실내 증발기, 냉방시 냉매를 응축하여 뜨거운 응축열을 배출하는 응축기, 냉매의 흐름 압력을 조절하는 팽창기구, 그리고 이들을 연결시켜 주는 배관으로 이루어지고, 사용자가 설정한 냉방온도, 외기온도와 실내의 현재온도 등을 기초로 하여 마이크로 프로세서 등에 의해 소정의 냉동 사이클을 수행하는 공조 시스템이다.

일반적으로 에어컨의 냉동사이클은 인버터형 압축기에서 고온 고압의 기체냉매를 토출시키고, 실외열교환기를 거쳐서 방열되어 저온고압의 액냉매로 응축되어진다. 이후 실외열교환기를 거쳐서 응축된 액냉매는 단일 배관을 흘러서 각 실내기 의 전자팽창밸브를 통과하여 저온저압의 액냉매로 다시 감압되고, 각 실내열교환기를 거쳐서 각 실내의 열에너지를 흡수하여 고온저압의 기체냉매가 되어 인버터형 압축기로 재 흡입되고, 동일한 사이클을 반복 수행하게 된다.

이때 인버터형 압축기는 운전 주파수를 변화시켜 압축기의 회전수 제어가 가능하기 때문에 압축실 내부의 일량을 가변시킴으로써 토출되는 냉매가스의 유량을 가변적으로 조작할 수 있다. 일반적인 인버터형 에어컨은 운전 주파수를 변화시키기 위해서 인버터 압축기 구동드라이버를 구비하고 각 실내기간 전자팽창밸브를 통해서 효율적인 냉매유량제어를 실현하기 위해서 각 실내열교환기 입출구 사이에 온도 센서를 구비하고 있다.

그리고 마이컴에서는 각 실내외 흡입온도 등을 통합 송수신하여 각 실내기의 운전 상태를 판단하고, 그에 따라서 실외기에서 압축기 운전 주파수 및 전자팽창밸브의 개도를 제어하게끔 한다.

여기서 일반적인 전자팽창밸브의 개도량 제어는 냉매유량을 예측하는 수단으로써 각 실내 열교환기 입출구의 온도센서를 이용하여 입출구 온도차의 기준치를 특정 온도값으로 설정하여 기준치보다 낮으면 개도량을 감소시키고, 실내 열교환기 입출구 온도차가 기준치보다 높으면 개도량을 늘려서 냉매유량을 최적으로 제어하게 된다.

전술한 내용은 본 발명의 배경기술의 이해를 위해서 기재한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

종래의 에어컨은 압축기의 토출온도에 관계없이 현재 과열도를 목표 과열도에 이르도록 제어하여 실내외 온도 조건 상승으로 인한 압축기의 부하가 증가하게 된다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서 압축기의 비정상 운전상태를 감지하여 목표 과열도를 가변시켜줌으로써 안정적인 시스템이 유지되도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 제어 방법은 에어컨 동작 후 냉방 과열도를 설정하는 단계; 에어컨 동작 후 제 1 설정시간의 경과 여부를 판단하는 단계; 제 1 설정시간이 경과된 경우 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단하는 단계; 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부에 따라 목표 과열도를 변경하거나 유지하는 단계; 및 목표 과열도를 변경하고 제 2 설정시간이 경과한 경우 상기 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단하는 단계로 리턴하는 단계를 포함하고, 상기 목표 과열도를 변경하는 단계는 상기 목표 과열도 변경 조건이, 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상인 경우 기준 목표 과열도를 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 에어컨 동작은 실내기의 전자팽창밸브 정상제어운전 영역이 압축기 운전과 관계없이 상한값 450펄스, 하한값 250펄스의 전자팽창밸브 개도값을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 에어컨은 멀티에어컨인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제 1 설정시간은 10분 내지 20분인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 목표 과열도 변경 조건은 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상으로 설정된 누적 횟수 이상 검출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 목표 과열도 변경 조건은 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하로 설정된 누적 횟수 이상 검출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 설정된 연속 시간은 1분 50초 내지 2분 10초이고 상기 설정된 누적 횟수는 5회인 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에서 목표 과열도를 변경하는 단계는 목표 과열도 변경 조건이, 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하인 경우 기준 목표 과열도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제 2 설정시간은 온도 검출 시간의 4배 내지 6배인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 온도 검출 시간은 120초인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 실외 온도 변경에 따른 기준 목표 과열도 변화시 기준 목표 과열 도 변화량만큼 변경된 목표 과열도 값에서 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어컨의 제어 방법은 종래 발명과 달리 압축기의 토출온도를 감지하여 온도가 기준값보다 높을 경우 목표 과열도를 낮추어 주고, 압축기의 토출온도가 기준값보다 낮을 경우 목표 과열도를 높여주어 시스템을 안정화시켜 압축기를 보호하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에어컨의 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 에어컨의 제어 시스템을 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 실외기에 대응하여 다수개의 실내기들을 구비하는 에어컨에 있어서, 고온저압의 기체 냉매를 고온고압의 기체 냉매로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도를 측정하기 위한 압축기토출온도센서(15)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 고온고압의 기체 냉매를 저온고압의 액체 냉매로 응축시키는 실외열교환기(20)와, 상기 실외열교환기(20)를 거친 저온고압의 액체 냉매를 감압하기 위해 다수개의 실내기들에 위치한 전자팽창밸브(30)와, 상기 전자팽창밸브(30)를 통한 저온저압의 액체 냉매를 기화시킴으로써 실내의 온도를 낮추기 위한 실내열교환기(40)와, 상기 실내열교환기(40)의 입구온도를 측정하기 위한 제 1 온도센서(41)와, 상기 실내열교환기(40)의 출구온도를 측정하기 위한 제 2 온도센서(42)와, 상기 실내열교환기(40)의 입출구 온도차와 상기 압축기(10) 토출온도에 따라 목표과열도를 조절하여 압축기(10)를 제어하기 위한 마이컴(100)을 포함하여 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 에어컨이 동작되면 마이컴(100)에서는 목표 과열도 제어를 위한 냉방 과열도를 설정한다(S200). 냉방 과열도 설정은 도 3을 통해 상세하게 설명한다.

마이컴(100)에서는 에어컨의 동작 후 제 1 설정시간(t1)의 경과 여부를 판단하고(S210), 제 1 설정시간(t1)이 경과된 경우 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단한다(S220).

제 1 설정시간(t1)이 경과되지 않은 경우 제 1 설정시간(t1)의 경과 여부를 판단하는 단계(S210)로 리턴한다.

여기에서 상기 에어컨은 실내기가 여러 개인 멀티에어컨일 수 있다.

제 1 설정시간(t1)은 예를 들어, 18분 내지 22분과 같은 에어컨이 동작하여 안정 상태로 돌입하였다고 판단되는 시간일 수 있다.

목표 과열도 변경 조건이 충족된 경우 마이컴(100)에서는 목표 과열도를 변경하고(S240), 변경 조건이 충족되지 않은 경우 목표 과열도를 유지한다(S230).

목표 과열도 변경 조건은 검출된 압축기(10) 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 설정된 누적 횟수 이상 검출되는지에 따라 충족되는데, 여기에서 설정된 연속 시간은 1분 50초 내지 2분 10초이고 설정된 누적 횟수는 5회일 수 있다.

예를 들어, 압축기(10)의 토출온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상으로 설정된 누적 횟수 이상 검출되면 목표 과열도 변경 조건이 충족되고, 압축기(10)의 토출온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하로 설정된 누적 횟수 이상 검출된 경우도 목표 과열도 변경 조건이 충족된 경우이다.

목표 과열도를 변경하는 단계(S240)는 구체적으로 압축기(10)의 토출온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상으로 설정된 누적 횟수 이상 검출되는 경우 기준 목표 과열도를 감소시키고, 압축기(10)의 토출온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하로 설정된 누적 횟수 이상 검출된 경우 기준 목표 과열도를 증가시키는 단계일 수 있다.

목표 과열도를 변경(S240)한 후, 마이컴(100)에서는 제 2 설정시간(t2)이 경과(S250)한 후 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단하는 단계(S220)로 리턴 한다.

여기에서 제 2 설정시간(t2)은 온도 검출시간의 4배 내지 6배일 수 있다. 온도 검출시간은 사용자가 임의로 정할 수 있고 일 실시예에서 120초일 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에서 목표 과열도 변화제어 중에 실외 온도 변경에 따른 기준 과열도 변화시 기준 목표 과열도 변화량만큼 변경된 목표 과열도 값에서 변경시킬 수 있다.

일 실시예에서 실내기의 전자팽창밸브(30) 정상운전 영역은 압축기(10) 운전과 관계없이 상한값 450펄스, 하한값 250펄스의 전자팽창밸브(30) 개도값을 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 에어컨의 과열도 제어 방법을 설명하기 위한 기본 흐름도이다.

에어컨의 동작 후 과열도 제어가 시작되면, 증발기 파이프 온도(THE)와 압축기(10) 흡입 파이프 온도(TS)가 입력된다(S300).

마이컴(100)에서는 입력받은 증발기 파이프 온도(THE)와 압축기(10) 흡입 파이프 온도(THS)를 기초로 현재 냉방 과열도(ESH)를 계산하고(S310), 과열도 오차(Ep)를 구한다.

여기에서 냉방 과열도(ESH)는 가스관 파이프 온도(TS)에서 증발기 파이프 온도(THE)를 뺀 값을 의미하고, 과열도 오차(Ep)는 냉방 과열도(ESH)에서 기준 목표 과열도(TSH)를 뺀 값을 의미한다.

마이컴(100)에서는 과열도 오차(Ep)를 토대로 제어 정수 테이블을 활용하여 PI 제어를 통해 압축기(10)를 제어한다(S320).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 목표 과열도를 나타낸 표이다.

일 실시예에서 실외기 흡입 공기 온도(To)가 25도 미만이고, 운전 중인 해당 실내기 흡입 공기 온도(TiA, TiB)가 하나라도 27도를 초과하면 표에 나타난 기준 목표 과열도의 값을 2씩 감소시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 에어컨의 과열도 제어 방법을 설명하기 위한 기본 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 목표 과열도를 나타낸 표이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 압축기 15 : 압축기 토출 온도 센서

20 : 실외 열교환기 30 : 전자 팽창 밸브

40 : 실내 열교환기 41 : 제 1 온도센서

42 : 제 2 온도센서 100 : 마이컴

Claims (12)

1. 에어컨 동작 후 냉방 과열도를 설정하는 단계;

   상기 에어컨 동작 후 제 1 설정시간의 경과 여부를 판단하는 단계;

   상기 제 1 설정시간이 경과된 경우 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단하는 단계;

   상기 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부에 따라 목표 과열도를 변경하거나 유지하는 단계; 및

   상기 목표 과열도를 변경하고 제 2 설정시간이 경과한 경우 상기 목표 과열도 변경 조건의 충족 여부를 판단하는 단계로 리턴하는 단계를 포함하고,

   상기 목표 과열도를 변경하는 단계는

   상기 목표 과열도 변경 조건이, 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상인 경우 기준 목표 과열도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 에어컨 동작은

   실내기의 전자팽창밸브 정상제어운전 영역이 압축기 운전과 관계없이 상한값 450펄스, 하한값 250펄스의 전자팽창밸브 개도값을 갖는 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어컨은

   멀티에어컨인 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 설정시간은

   10분 내지 20분인 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 목표 과열도 변경 조건은

   검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 93도 내지 97도 이상으로 설정된 누적 횟수 이상 검출되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 목표 과열도 변경 조건은

   검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하로 설정된 누적 횟수 이상 검출되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 설정된 연속 시간은 1분 50초 내지 2분 10초이고 상기 설정된 누적 횟 수는 5회인 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 상기 목표 과열도를 변경하는 단계는

   상기 목표 과열도 변경 조건이, 검출된 압축기 토출 파이프 온도가 설정된 연속 시간 동안 48도 내지 52도 이하인 경우 기준 목표 과열도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 설정시간은

    온도 검출 시간의 4배 내지 6배인 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 온도 검출 시간은

    120초인 것을 특징으로 하는 에어컨의 제어 방법.
12. 제 1항에 있어서,

    실외 온도 변경에 따른 기준 목표 과열도 변화시 기준 목표 과열도 변화량만큼 변경된 목표 과열도 값에서 변경시키는 단계를 더 포함하는 에어컨의 제어 방법.

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