KR101166203B1 - 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법은 냉방 및 난방 운전시, 1, 2 압축기 중 하나의 고장 발생시 일정 용량까지 안정적으로 동작되도록, 본 발명은 일정 용량의 냉매를 압축하는 제1 압축기와 냉매 압축 용량의 가변이 가능한 제2 압축기를 동작시키는 압축기 구동부와, 상기 제2 압축기 토출측의 온도를 측정하는 온도 감지부 및 상기 온도에 기초하여, 상기 제2 압축기의 고장 유무를 판단하고, 상기 제2 압축기가 고장인 경우 상기 제1 압축기로 비상 운전되도록 상기 압축기 구동부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 멀티형 공기조화기를 제공한다.

비상운전, 제1, 2 압축기

Description

멀티형 공기조화기 및 그 제어방법{Multi-Type Air conditioner and the controlling method}

도 1 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 구동부를 나타내는 블록도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 압축기 구동부 110: 온도 감지부

120: 컨트롤러

본 발명은 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉방 및 난방 운전시, 1, 2 압축기 중 하나의 고장 발생시 일정 용량까지 안정적으로 동작하는 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

특히, 최근에는 하나의 실외기를 통해 복수개의 실내기를 작동시키는 멀티형 공기조화기의 사용이 증가되고 있다.

그래서 멀티형 공기조화기의 실외기는 적은 양의 냉매를 압축시킬 경우 복수 개의 압축기 중 적은 용량의 압축기만을 구동시키고, 많은 양의 냉매를 압축시킬 경우 큰 용량의 압축기를 구동시키거나 복수 개의 압축기 전부를 구동시키게 된다.

종래 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 냉방 및 난방 운전시 저압의 냉매를 고온, 고압의 냉매로 토출하는 제1, 2 압축기를 포함하고, 냉방 및 난방 운전시 일정 용량까지는 상기 제1 압축기로 동작되고, 부하 용량이 증가하는 경우 상기 제2 압축기가 동작시켜, 냉방 및 난방 운전을 한다.

그러나, 종래 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 제2 압축기 고장 발생시, 부하 용량의 증가로 인한 대응이 어렵고, 운전 상태가 불안정해지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 냉방 및 난방 운전시, 1, 2 압축기 중 하나의 고장 발생시 일정 용량까지 안정적으로 동작하는 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 일정 용량의 냉매를 압축하는 제1 압축기; 냉매 압축 용량의 가변이 가능한 제2 압축기; 상기 제1 압축기와 제2 압축기를 구동시키는 압축기 구동부; 상기 제2 압축기 토출측의 온도를 측정하는 온도 감지부; 및 상기 압축기 구동부에 의한 제2 압축기의 구동시, 상기 제2 압축기의 동작 전 토출측 제1 온도와 제2 압축기 구동 이후 소정 시간 경과되었을 때의 토출측 제2 온도의 차가 소정치 미만이면, 상기 제1 압축기가 비상 운전되도록 상기 압축기 구동부를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 일정 용량의 냉매를 압축하는 제1 압축기와 냉매 압축 용량의 가변이 가능한 제2 압축기 중 상기 제2 압축기가 구동되는 단계; 상기 제2 압축기의 토출측 온도를 측정하는 단계; 상기 제2 압축기의 구동시, 상기 제2 압축기의 동작 전 토출측 제1 온도와 제2 압축기 구동 이후 소정 시간 경과되었을 때의 토출측 제2 온도의 차가 소정치 미만이면, 상기 제1 압축기를 비상운전하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 복수개의 실내기와 연결되는 복수개의 실외기를 포함하며, 상기 복수개의 실외기는 복수개의 압축기를 포함한다. 여기서, 복수개의 압축기는 2개의 압축기를 구비하는 것으로 설명한다.

본 발명의 멀티형 공기조화기는 복수개의 실내기(11, 12, 13, 14)와, 복수개의 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되는 실외기(21, 22)을 포함한다.

여기서, 복수개의 실내기(11, 12, 13, 14)와 실외기(21, 22)는 냉매배관을 통해 연결되며, 실외기(21, 22)는 실내기(11, 12, 13, 14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 실내기(11, 12, 13, 14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 실외기(21, 22)의 작동 개수 및 실외기(21, 22)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.

여기서, 실내기(11, 12, 13, 14)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열 교환기(51)와, 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함한다.

실외기(21, 22)는 실내기(11, 12, 13, 14)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(61)와, 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 제1, 2 압축기(62, 63)와, 압축기(62, 63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함한다.

여기서, 실외기(21, 22)에는 제1 압축기(63)와 제2 압축기(62)가 구비되고, 제2 압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 제1 압축기(63)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.

한편, 제1, 2 압축기(62, 63)와 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 오일분리기(64)는 제1, 2 압축기(62, 63)의 흡입측에 연결된다.

특히, 오일분리기(64)는 제1, 2 압축기(62, 63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 제1, 2 압축기(62, 63)에 공급함으로서, 제1, 2 압축기(62, 63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고, 오일분리기(64)와 제1, 2 압축기(62, 63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.

그리고, 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 실외 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 제1, 2 압축기(62, 63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.

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

여기서, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)는 내부에 스텝 모터(미도시)가 구비되며, 마이컴(미도시)로부터 제어를 받아 동작한다.

이때, 냉방, 난방 시, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)의 상기 스텝 모터는 각각 상기 마이컴의 제어에 따라 동작한다.

도 2 는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 구동부를 나타내는 블록도이다.

도 1 및 2 을 참조하면, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 제1, 2 압축기(63, 62)를 동작시키는 압축기 구동부(100)와, 제2 압축기(62)의 토출측 온도를 감지하는 온도 감지부(110) 및 온도 감지부(110)로부터 제2 압축기(22)의 토출측 온도에 기초하여 제2 압축기(62)의 고장 유무를 판단하는 컨트롤러(120)를 포함한다.

압축기 구동부(100)는 냉방 및 난방 운전에 따라 냉/난방 운전 사이클로 제1, 2 압축기(63, 62)를 동작시키며, 각각의 운전 사이클에 따른 부하 용량에 기초하여 제1, 2 압축기(63, 62)를 동시에 또는 각각 운전시킨다.

온도 감지부(110)는 냉/난방 사이클 동작시 부하 용량이 증가하여 제2 압축기(62)가 될 때, 제2 압축기(62)의 동작전 토출측 온도, 즉 제1 온도를 감지하여 컨트롤러(120)로 전달한다.

또한, 온도 감지부(110)는 제2 압축기(62)가 소정 시간 동작되면, 제2 압축기(62)의 토출측 온도, 즉 제2 온도를 감지하여 컨트롤러(120)로 전달한다.

여기서, 컨트롤러(120)는 온도 감지부(110)로 상기 소정 시간 경과 후 상기 제2 온도를 감지하도록 제어신호를 공급한다.

컨트롤러(120)는 온도 감지부(110)로부터 전달되는 상기 제1, 2 온도를 기초하여, 제2 압축기(62)의 고장 유무를 판단한다.

즉, 컨트롤러(120)는 제2 압축기(62)의 고장 유무를 판단하기 위해, 상기 제1, 2 온도의 온도차와 설정된 소정치(T)를 비교한다.

여기서, 컨트롤러(120)는 상기 제1, 2 온도의 온도차가 상기 설정된 소정치(T) 이상이면 제2 압축기(62)가 정상 동작되는 것으로 판단하고, 상기 제1, 2 온도의 온도차가 상기 설정된 소정치(T) 이하이면, 제2 압축기(62)가 정상 동작되지 않으므로 고장으로 판단한다.

즉, 상기 설정된 소정치(T)는 제1, 2 온도의 온도차가 10% 내지 30% 인 것이 바람직하며, 상기 소정 시간은 5분 내지 30 인 것이 바람직하다.

이때, 컨트롤러(120)는 제2 압축기(62)가 고장으로 판단되는 경우, 제1 압축기(63)를 비상운전시킨다.

여기서, 컨트롤러(120)는 냉/난방 사이클로 운전되는 경우, 부하 용량이 증 가하는 경우 설정된 압력 또는 온도 범위에 기초하여 제1 압축기(63)의 온/오프에 대해 압축기 구동부(100)로 온/오프 신호를 전달한다.

즉, 컨트롤러(120)는 제1 압축기(63)의 정격 용량에 압력 및 온도 범위가 미리 설정되어 있으며, 부하 용량의 증가로 인한 제1 압축기(63)의 동작을 제어하여 비상운전을 시행한다.

여기서, 컨트롤러(120)는 부하 용량의 증가로 인해 제1 압축기(63)가 상기 설정된 압력 또는 온도 범위에 속하는 경우, 압축기 구동부(100)로 제1 압축기(63)의 동작을 정지하는 상기 오프 신호를 전달한다.

또한, 컨트롤러(120)는 부하 용량의 증가로 인해 제1 압축기(63)가 상기 설정된 압력 또는 온도 범위에 속하지 않는 경우, 압축기 구동부(100)로 제1 압축기(63)를 정상동작하는 상기 온 신호를 전달한다.

따라서, 본 발명은 제2 압축기 고장 시, 제1 압축기를 일정 용량으로 비상운전되도록 제어하여 냉방 및 난방 운전에 대한 사용자의 편의성이 향상된다. 또한, 본 발명은 제1, 2 압축기로 설명하였으나, 그 이상의 압축기를 포함하는 경우에도 적용 가능하다.

도 3 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.

도 2 및 도 3 을 참조하면, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 냉방 및 난방 운전시 냉/난방 사이클로 운전되도록 제2 압축기를 동작시킨다(S100).

즉, 컨트롤러(120)는 냉/난방 사이클 운전 시 부하 용량이 증가하여 제2 압 축기(62)를 동작되도록 압축기 구동부(100)를 제어한다.

상기 제2 압축기 동작 전 토출측 온도를 감지하고, 소정 시간 동작 후 토출측 온도를 재측정한다(S110).

즉, 온도 감지부(110)는 컨트롤러(120)의 제어에 의해 제2 압축기(62) 동작 전 토출측 온도, 즉 제1 온도를 감지하고, 소정 시간 제2 압축기(62)가 동작 된 후 토출측 온도, 즉 제2 온도를 감지한다.

상기 제2 압축기 동작 전,후의 토출측 온도의 온도차와 설정된 소정치(T)를 비교하여 상기 제2 압축기의 고장 유무를 판단하고(S120), 상기 제2 압축기가 정상이면 계속하여 정상운전시키고(S130), 상기 제2 압축기가 고장인 경우 상기 제1 압축기를 비상운전시킨다(S140).

즉, 컨트롤러(120)는 상기 제1, 2 온도의 온도차와 설정된 소정치(T)를 비교하여, 상기 제1, 2 온도의 온도차가 상기 설정된 소정치(T) 이상인 경우 제2 압축기(62)가 정상동작되는 것으로 판단하여 압축기 구동부(100)로 제2 압축기(62)를 동작시키도록 제어한다.

또한, 컨트롤러(120)는 상기 제1, 2 온도의 온도차가 상기 설정된 소정치(T) 이하인 경우 제2 압축기(62)를 고장으로 판단하여 압축기 구동부(100)로 제2 압축기(62)를 정지되도록 제어하고, 비상운전이 되도록 제1 압축기(63)를 동작시킨다.

상기 제1 압축기 동작 후 냉/난방 운전 사이클에 따른 부하 용량을 증가되면, 상기 부하 용량에 따른 상기 제1 압축기의 압력 또는 온도 범위인지를 판단하고(S142), 상기 판단 결과가 상기 제1 압축기의 압력 또는 온도 범위에 속하는 경 우 제1 압축기를 정지시키고, 상기 제1 압축기의 압력 또는 온도 범위에 속하지 않는 경우 제1 압축기를 동작시킨다(S144).

즉, 컨트롤러(120)는 상기 비상운전으로 제1 압축기(63)를 동작시키는 경우, 냉/난방 사이클에 따른 부하 용량이 증가되는 경우, 제1 압축기(63)의 설정된 압력 또는 온도 범위인지를 판단한다.

여기서, 컨트롤러(120)는 상기 판단 결과가 제1 압축기(63)의 설정된 압력 또는 온도 범위에 속하는 경우, 압축기 구동부(100)로 제1 압축기(63)의 동작을 정지시키는 제1 신호를 공급한다.

또한, 컨트롤러(120)는 상기 판단 결과가 제1 압축기(63)의 설정된 압력 또는 온도 범위에 속하지 않는 경우, 압축기 구동부(100)로 제1 압축기(63)의 동작시키는 제2 신호를 공급한다.

따라서, 제1 압축기(63)는 상기 제1, 2 신호에 기초하여, 동작 및 정지를 하게된다.

본 발명은 제2 압축기의 고장 발생시 비상운전하여 제1 압축기를 일정한 부하 용량에 기초하여 동작시킴으로써, 제1 압축기를 파손하지 않으며 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시 예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

본 발명의 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법은 냉방 및 난방 운전시 제1, 2 압축기 중 제2 압축기의 고장 유무를 판단하고, 제2 압축기가 고장이면 비상운전을 통하여부하 용량의 증가에 따라 제1 압축기를 동작 또는 정지시켜 제2 압축기를 수리하기 전까지 사용자가 제품을 사용하는데 신뢰성 및 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 일정 용량의 냉매를 압축하는 제1 압축기;

   냉매 압축 용량의 가변이 가능한 제2 압축기;

   상기 제1 압축기와 제2 압축기를 구동시키는 압축기 구동부;

   상기 제2 압축기 토출측의 온도를 측정하는 온도 감지부; 및

   상기 압축기 구동부에 의한 제2 압축기의 구동시, 상기 제2 압축기의 동작 전 토출측 제1 온도와 제2 압축기 구동 이후 소정 시간 경과되었을 때의 토출측 제2 온도의 차가 소정치 미만이면, 상기 제1 압축기가 비상 운전되도록 상기 압축기 구동부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 멀티형 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는 제1 압축기의 비상운전시, 설정된 압력 또는 온도 범위에 기초하여 상기 제1 압축기의 온/오프에 대해 상기 압축기 구동부로 온/오프 신호를 전달하는 멀티형 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 컨트롤러는 상기 설정된 압력 또는 온도 범위에 속할 경우, 상기 압축기 구동부로 상기 제1 압축기를 정지하는 오프 신호를 전달하고, 상기 설정된 압력 또는 온도 범위에 속하지 않을 경우, 상기 압축기 구동부로 상기 제1 압축기를 동작하는 온 신호를 전달하는 멀티형 공기조화기.
4. 일정 용량의 냉매를 압축하는 제1 압축기와 냉매 압축 용량의 가변이 가능한 제2 압축기 중 상기 제2 압축기가 구동되는 단계;

   상기 제2 압축기의 토출측 온도를 측정하는 단계;

   상기 제2 압축기의 구동시, 상기 제2 압축기의 동작 전 토출측 제1 온도와 제2 압축기 구동 이후 소정 시간 경과되었을 때의 토출측 제2 온도의 차가 소정치 미만이면, 상기 제1 압축기를 비상운전하는 단계를 포함하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 압축기의 비상운전은 설정된 압력 또는 온도 범위에 기초하여 상기 제1 압축기를 온/오프시키는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 압축기의 비상운전은 상기 설정된 압력 또는 온도 범위에 속할 경우 상기 제1 압축기를 오프시키고, 상기 설정된 용량 또는 온도 범위에 속하지 않는 경우 상기 제1 압축기를 온시키는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
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