KR101192344B1

KR101192344B1 - 멀티형 공기조화기의 제어방법

Info

Publication number: KR101192344B1
Application number: KR1020060135228A
Authority: KR
Inventors: 김주상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-10-18
Also published as: KR20080060764A

Abstract

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 제어방법은 등엔트로피 선도에 의해 계산된 압축기의 기준 토출온도(Td)와 측정된 토출온도(T)를 비교하여 멀티형 공기조화기의 운전 상황에 적절한 최적의 최저흡입과열도(SH)를 설정함으로서, 냉매의 액압축을 방지하여 압축기의 효과적으로 보호할 뿐만 아니라 운전 상황에 맞게 적절히 선택된 최저흡입과열도(SH)를 통해 실내에 공급되는 냉매의 유량이 급격히 감소되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

멀티형 공기조화기의 제어방법{Control process of multi-type air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기의 구성도이고,

도 3은 도 2에 도시된 멀티형 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11, 12, 13, 14 : 실내기 21, 22, 23 : 실외기

51 : 실내열교환기 54 : 실내 전자팽창밸브

61 : 어큐뮬레이터 62 : 인버터 압축기

63 : 정속압축기 64 : 오일분리기

65 : 사방밸브 66 : 모세관

70 : 실외열교환기 74 : 실외 전자팽창밸브

80 : 과냉각장치 90 : 리퀴드 인젝션장치

107, 109 : 압력센서 108 : 온도센서

본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매의 토출온도(T)에 따라 최적의 최저흡입과열도를 설정할 수 있는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

멀티형 공기조화기는 하나 또는 그 이상의 실외기에 복수개의 실내기가 연결되어 작동되는 것으로서, 적어도 어느 하나의 실내기가 작동될 경우, 상기 실외기는 이에 따른 부하를 계산하여 상기 작동되는 실내기에 냉매를 공급하게된다.

여기서 상기 실외기는 복수개의 실내기에 충분한 양의 냉매를 공급하기 위해 대용량의 압축기가 사용되고, 상기 압축기는 실내의 부하에 따라 냉매의 압축용량이 변동되는 인버터 압축기와 일정량이 압축용량을 갖는 정속압축기로 구성된다.

또한 멀티형 공기조화기의 실외기는 상기 인버터 압축기와 상기 정속압축기로 구성되거나, 복수개의 상기 정속압축기로 구성될 수 있다.

본 발명은 냉매의 토출온도(T)에 따라 최적의 최저흡입과열도를 각각 설정하여 압축기를 효과적으로 보호하고 실내에 공급되는 냉매의 유량을 최대로 확보할 수 있는 멀티형 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 압축기의 토출온도(T)를 감지하는 단계와; 소정량의 흡입과열도 및 등엔트로피선도를 이용하여 상기 소정량의 흡입과열도에 대한 기준 토출온도(Td)를 계산하는 단계와; 상기 감지된 토출온도(T)와 상기 계산된 기준 토출온도(Td)를 비교하는 토출온도 비교단계와; 상기 토출온도 비교단계의 결과에 따라 각각의 최저흡입과열도(SH)를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 토출온도 비교단계에서, 상기 기준 토출온도(Td)가 상기 감지된 토출온도(T)보다 작은 경우의 최저흡입과열도(SH) B는, 상기 기준 토출온도(Td)가 상기 감지된 토출온도(T)보다 큰 경우의 최저흡입과열도(SH) C보다 작게 설정될 수 있다.

또한, 상기 토출온도 비교단계는

Td + A < T

의 비교식으로 구성되고, 상기 A는 상수로 구성될 수 있다.

한편, 실외 전자팽창밸브를 포함하는 실외기를 더 포함하여 구성되고, 상기 각 최저흡입과열도(SH)에 따라 상기 실외 전자팽창밸브의 개도량을 제어할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하 게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기의 구성도이다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 건물의 실내에 설치되는 다수개의 실내기(11)(12)(13)(14)와, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에 연결되는 실외기(21)(22)(23)로 구성되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)와 상기 실외기(21)(22)(23)는 냉매배관(30)(40)을 통해 연결된다.

그리고 상기 실외기(21)(22)(23)는 상기 실내기(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 상기 실외기(21)(22)(23)의 작동 개수 및 상기 실외기(21)(22)(23)에 배치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.

여기서 상기 실내기(11)(12)(13)(14)는 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.

그리고 상기 실외기(21)(22)(23)는 도 2에 도시된 바와 같이 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(61)와, 상기 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)(67)와, 상기 압축기(62)(63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 상기 사방 밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함하여 구성된다.

여기서 제 1 실외기(21)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 제 2, 3 실외기(22)(23)에는 정속압축기(67)만이 복수개 구비되며, 상기 인버터압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 상기 정속압축기(63)(67)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.

더불어 상기 인버터압축기(62)는 상기 제 1 실외기(21) 압축용량의 70%를 담당하고, 상기 제 1 실외기(21)에 설치된 정속압축기(63)는 나머지 30%를 담당하며, 나머지 실외기(22)(23)의 정속압축기(67)는 각각 50%의 압축용량을 담당한다.

한편, 상기 압축기(62)(63)와 상기 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매와 함께 이동되던 오일을 분리하여 상기 압축기(62)(63)의 냉매 유입 측에 분리된 오일을 공급하게 배치된다.

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

또한, 상기 압축기(62)(63)의 흡입/토출 측에는 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(107)(109)가 각각 배치되고, 본 실시예에서는 상기 사방밸브(65)와 연결된 배관에 상기 압력센서(107)(109)가 각각 배치된다.

그리고 상기 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 상기 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관(30)에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 실외 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)기로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 상기 압축기(62)(63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.

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

한편 상기 실외 전자팽창밸브(74)가 설치된 냉매배관(30)에는 냉방 시 상기 실외 전자팽창밸브(74)를 통해 이동되는 냉매의 원활한 이동을 위해 우회 유로가 형성되되, 상기 우회 유로에는 체크밸브가 배치되어 난방 시 냉매가 상기 실외 전자팽창밸브(74)로 이동되게 한다.

그리고 냉매배관(30")에는 상기 냉매배관(30") 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(110)가 설치되고, 상기 드라이어(110)를 통과하는 냉매는 상기 냉매배관(30")에서 바이패스 되어 상기 실내열교환기(51) 측으로 유동된다.

이하, 본 발명에 따른 실외기의 작동과정을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 실내기 중 적어도 어느 하나가 작동되면, 멀티형 공기조화기의 제어부는 희망온도와 설정온도의 온도 차 및 실외온도와 실내온도의 온도차 등을 고려하여 실내기(11)(12)(13)(14)의 부하를 계산한다.

그리고 상기 실내기의 부하에 따라 상기 실외기(21)(22)(23)의 작동 개수가 결정되고, 상기 제어부는 상기 실외기(21)(22)(23)를 작동시킨다.

그래서 상기 실외기(21)(22)(23)가 작동되면, 상기 실외기(21)(22)(23)에 배치된 압축기(62)(63)(67)가 상기 계산된 부하에 따라 작동된다.

그리고 상기 압축기(62)(63)(67) 중 적어도 어느 하나가 작동되고, 상기 작동되는 압축기가 정상적인 목표압력에 도달되면(S10), 상기 제어부는 상기 작동되는 압축기의 토출온도(T)를 감지한다.(S20)

상기 단계(S20)에서 상기 목표압력은 압축기의 토출 측에 배치된 압력센서(107)를 통해 감지되고, 상기 토출온도(T)는 상기 압축기의 토출 측에 배치된 온도센서(108)를 통해 감지된다.

한편, 상기 작동되는 압축기가 상기 목표압력에 도달되면, 상기 작동되는 압축기의 흡/토출 측의 압력센서(107)(109)를 통해 상기 압축기의 흡/토출 압력을 감지하고(S30), 상기 감지된 흡/토출 압력을 통해 압축기 과열도를 위한 기준 토출온도(Td)를 계산한다.(S40)

본 실시예에서 상기 기준 토출온도(Td)는 흡입과열도를 0.1℃로 가정하고, 감지된 상기 흡/토출 압력을 등엔트로비 선도(isoentropic line)에 대입하여 구한 값이다.

여기서 상기 토출온도(Td)를 구하는 방법은 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 기술 내용이므로 자세한 설명을 생략한다.

또한, 상기 기준 토출온도(Td)에서 가정된 흡입과열도 0.1℃는 실외기의 조건에 따라 다양하게 적용될 수 있다.

이후, 상기 제어부는 상기 계산된 기준 토출온도(Td)와 감지된 토출온도(T)를 비교하는 단계(S50)를 수행한다.

본 실시예에서 토출온도 비교단계(S50)의 비교식은

Td + A < T

이고, 상기 A는 상수이다.

그래서 상기 토출온도 비교단계(S50)의 비교식을 만족하는 경우 및 상기 비교식을 만족하지 못하는 경우에 따라 각각 최저흡입과열도(SH)를 결정한다.

그래서 상기 토출온도 비교단계(S50)의 비교식을 만족하는 경우, 상기 최저흡입과열도(SH)=B 이고(S60), 상기 비교식을 만족하지 못하는 경우 상기 최저흡입과열도(SH) = C 이다.(S70)

특히 본 실시예에서 상기 최저흡입과열도(SH) B는 0.5℃이고, C는 1.5℃이다.

여기서 상기 토출온도 비교단계(S50)의 비교식을 검토해본다.

상기 계산된 기준 토출온도(Td)보다 상기 측정된 토출온도(T)가 더 큰 조건을 만족한다는 것은, 압축기가 배치된 외부환경 또는 압축기의 예열 상태 등에 의 해 상기 압축기에서 토출된 냉매의 온도가 충분히 가열된 것을 의미하고, 이 경우, 상기 최저흡입과열도(SH)를 적게 유지하더라도 상기 냉매의 최저흡입과열도(SH)가 충분히 유지될 수 있는 경우이다.

그래서 상기 비교식을 만족하는 경우에는 최저흡입과열도(SH)를 0.5℃로 작게 설정하여도 무방하다.

반면에, 상기 비교식를 만족하지 못하는 경우는, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 토출온도(T)가 상기 기준 토출온도(Td)보다 낮은 경우, 이고, 이 경우에는 외부환경 또는 기타의 조건에 의해 상기 최저흡입과열도(SH)가 충분히 확보될 수 없는 경우이기 때문에, 상기 최저흡입과열도(SH)를 1.5℃로 B(0.5℃) 보다 크게 설정한다.

이후, 상기 제어부는 상기 결정된 최저흡입과열도(SH) B, C에 따라 상기 실외기의 전자팽창밸브(LEV, 74)를 제어한다.(S80)(S90)

즉, 상기 설정된 최저흡입과열도(SH)와 압축기의 토출온도(T', T")를 비교하여, 상기 최저흡입과열도(SH)보다 상기 압축기의 토출온도(T', T")가 더 큰 경우, 실외 전자팽창밸브(74)의 설정을 그대로 유지시킨다.(S100)

반면에, 상기 설정된 최저흡입과열도(SH)와 압축기의 토출온도(T', T")를 비교하여, 상기 최저흡입과열도(SH)가 상기 압축기의 토출온도(T', T")보다 작은 경우, 상기 실외 전자팽창밸브(74)의 개도량을 제어한다. (S110)

이 경우, 상기 실외 전자팽창밸브(74)의 개도량 제어를 통해 상기 압축기에서 토출된 냉매의 유량을 감소시키면, 상기 압축기 토출 측의 온도가 상승되면서 상기 압축기의 최저흡입과열도(SH)를 충족시키게 된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 기준 토출온도(Td)와 토출온도(T)의 비교를 통해 각기 다른 최저흡입과열도(SH) B, C를 설정하기 때문에, 멀티형 공기조화기의 실내기에 공급되는 냉매의 유량의 적절히 확보할 뿐만 아니라, 압축기를 효과적으로 보호할 수 있다.

더불어 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 제어방법은 등엔트로피 선도에 의해 계산된 압축기의 기준 토출온도(Td)와 측정된 토출온도(T)를 비교하여 멀티형 공기조화기의 운전 상황에 적절한 최적의 최저흡입과열도(SH)를 설정함으로서, 냉매의 액압축을 방지하여 압축기의 효과적으로 보호하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 제어방법은 운전 상황에 맞게 적절히 선택된 최저흡입과열도(SH)를 통해 실내에 공급되는 냉매의 유량이 급격히 감소되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims

압축기의 토출온도(T)를 감지하는 단계와;

소정량의 흡입과열도 및 등엔트로피선도를 이용하여 상기 소정량의 흡입과열도에 대한 기준 토출온도(Td)를 계산하는 단계와;

상기 감지된 토출온도(T)와 상기 계산된 기준 토출온도(Td)를 비교하는 토출온도 비교단계와;

상기 토출온도 비교단계의 결과에 따라 각각의 최저흡입과열도(SH)를 설정하는 단계를 포함하고,

상기 토출온도 비교단계에서, 상기 기준 토출온도(Td)가 상기 감지된 토출온도(T)보다 작은 경우의 최저흡입과열도(SH) B는,

상기 기준 토출온도(Td)가 상기 감지된 토출온도(T)보다 큰 경우의 최저흡입과열도(SH) C보다 작게 설정되는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 토출온도 비교단계는

Td + A < T

의 비교식으로 구성되고, 상기 A는 상수인 멀티형 공기조화기의 제어방법.
청구항 1에 있어서,

실외 전자팽창밸브를 포함하는 실외기를 더 포함하여 구성되고,

상기 각 최저흡입과열도(SH)에 따라 상기 실외 전자팽창밸브의 개도량을 제어하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.