KR101199382B1 - 공기 조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매의 소음을 줄일 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 고온 고압의 기상 냉매를 응축시키는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽찰밸브를 경유한 냉매를 증발시키는 증발기를 갖는 실내기, 그리고 상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 제어장치를 포함하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 팽창밸브의 개방속도를 제어함으로써 공기조화기의 운전시 발생되는 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

공기조화기, 팽창밸브, 유동소음

Description

공기 조화기 및 그 제어방법{Air-conditioner and Controlling Method for the same}

도 1은 종래 공기조화기에서 발생되는 소음을 나타내는 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 구비되는 팽창밸브를 제어하기 위한 주요구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기에서 발생되는 소음을 나타내는 그래프.

도 5는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20, 30: 팽창밸브 12, 22, 32: 증발기

41: 압축기 42: 4방밸브

43: 응축기 51: 제1 냉매관

52: 제2 냉매관 53: 제3 냉매관

60: 신호 발생장치 70: 제어장치

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소음을 줄일 수 있 는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 과정을 수행함에 따라 실내 공간을 냉방 또는/및 난방시키는 장치이다.

공기조화기는 실외기와 상기 실외기에 연결되는 실내기를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 공기조화기는 실외기에 1대의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화기와, 실외기에 다수대의 실내기가 연결되는 멀티 공기조화기로 구분된다.

또한, 공기조화기는 냉매사이클을 일 방향으로만 가동하여 실내에 냉기만을 공급하도록 냉각 시스템과, 냉매사이클을 양방향으로 선택적으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉난방 시스템으로 구분된다.

상기 공기조화기는 기본적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 구성되는 냉동사이클을 형성한다. 상기 압축기에서 압축된 기체 냉매는 응축기로 유입되어 액체 냉매로 상변화를 하게 된다. 상기 응축기에서 냉매가 상변화를 하면서 외부로 열을 방출하게 된다. 이후에 응축기에서 배출되는 냉매는 팽창밸브를 거치면서 팽창되고 증발기로 유입된다. 증발기로 유입된 액체 냉매는 기체 냉매로 상변화를 하게 된다. 마찬가지로, 상기 냉매는 증발기에서 상변화를 하면서 외부의 열을 흡수하게 된다.

공기조화기는 일반적으로 실내공간을 냉/난방시키기 위한 냉/난방 운전모드, 상기 공기조화기의 냉/난방운전에 의하여 발생되는 서리를 제거하기 위한 제상운전모드, 그리고 냉매와 함께 유동하는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 갖는다.

상기 공기조화기의 냉/난방 운전모드, 오일회수 운전모드, 그리고 제상운전모드의 경우에 팽창밸브의 개도는 일정한 값으로 지정되어 있다. 즉, 종래 공기조화기의 팽창밸브는 상기 공기조화기의 운전모드와 관계없이 일정한 개도를 유지하게 된다.

여기서, 상기 공기조화기의 냉/난방 운전모드에서 발생하는 송풍소음 및 운전소음은 사람의 귀에 익숙한 소음이기 때문에 사용자가 상기 소음에 대하여 민감하게 반응하지 않게 된다.

반면, 상기 공기조화기가 오일회수 운전모드 및 제상운전모드로 운전되는 경우에 발생되는 냉매유동소음은 사람의 귀에 거슬리는 주파수를 갖게 된다. 특히, 팽창밸브를 통과하는 지점에서 냉매의 유동에 의한 소음은 증가하게 된다.

도 1에 도시된 그래프는 상기 공기조화기의 오일회수 운전모드 및 제상운전모드에서 발생하는 소음을 나타낸다.

상기 오일회수 운전모드와 제상운전모드가 운전되는 운전초기에 발생하는 유동소음에는 두개의 피크값(P10, P20)이 존재하게 된다. 즉, 상기 피크값을 갖는 주파수는 사람의 귀에 거슬리는 주파수로서 사용자에게 민감하게 들리게 된다.

상기 냉매의 유동에 의한 소음은 소비자의 주요 불만사항이 되었고, 이로 인하여 제품의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 유동소음을 저감시키기 위하여 팽창밸브의 주변에 머플러나 스트레이너(Strainer)와 같은 소음저감장치를 설치할 수도 있지만, 상기 소음저감장치의 추가적인 설치는 공기조화기의 설치비용을 증가시키게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 냉매의 유동소음을 줄일 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉매의 유동소음을 줄이기 위하여 소요되는 비용을 줄일 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고온 고압의 기상 냉매를 응축시키는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽찰밸브를 경유한 냉매를 증발시키는 증발기를 갖는 실내기, 그리고 상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 제어장치를 포함하는 공기조화기를 제공한다.

상기 공기조화기는 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 신호발생장치를 더 포함할 수 있다.

상기 실내기의 운전모드는 실내공간을 냉난방하기 위한 냉난방 운전모드, 상기 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전모드, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 포함할 수 있다.

상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 팽창밸브의 개방 속도는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 팽창밸브의 개방속도는 해당 운전모드 중에서 가변적인 것이 바람직하다.

상기 공기조화기가 냉난방 운전모드로 운전될 때 팽창밸브의 개방속도는 상 기 오일회수 운전모드 및 상기 제상 운전모드로 운전될 때 팽창밸브의 개방속도보다 빠른 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 공기조화기의 작동을 위한 운전모드를 선택하는 단계, 그리고 상기 선택된 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법을 제공한다.

상기 공기조화기의 제어방법은 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하기 위한 제어신호를 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 운전모드를 선택하는 단계는 실내공간을 냉난방하기 위한 냉난방 운전모드, 상기 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전모, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 포함하는 운전모드 중 어느 하나를 선택하는 것이 바람직하다.

상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계는 상기 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도를 다르게 제어할 수 있다. 또한, 상기 각각의 운전모드에서 상기 개방속도는 가변적일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 설명한다.

상기 공기조화기는 실외에 설치되는 실외기(40), 상기 실외기와 대응되는 최소한 한 개 이상의 실내기(A,B,C) 그리고 상기 실내기와 실외기를 연결하는 최소한 한 개 이상의 냉매배관(51,52,53)을 포함하여 구성된다.

상기 A실, B실 및 C실 실내기들은 각각 제1 냉매배관(51), 제2냉매배관(52), 제3 냉매배관(53)을 통하여 하나의 실외기(40)와 연결된다. 상기 실내기들은 필요에 따라 동시에 냉/난방이 되거나, 일부는 냉방운전 되고 나머지는 난방운전 될 수도 있다.

상기 실외기(40)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축시키는 압축기(41)가 설치되고, 상기 압축기는 고온 고압으로 압축된 기체 냉매의 흐름을 변환시키는 사방밸브(42)와 연결된다. 상기 사방밸브(42)는 공기조화기의 운전 조건(냉방 또는 난방)에 따라 상기 냉매의 흐름을 변환시키게 된다.

그리고, 상기 사방밸브(42)는 고온 고압으로 압축된 기체 냉매를 저온 고압의 액상 냉매로 응축시키는 응축기(43)와 연결된다. 상기 응축기(43)의 주변에는 상기 냉매와 공기의 열교환이 원활히 이루어지도록 하는 실외 송풍팬(44)이 설치된다. 상기 실외 송풍팬(44)는 실외의 공기를 흡입하여 상기 응축기(43)로 송풍함으로써 냉매의 상태가 변화되도록 한다.

상기 응축기(43)는 냉매의 온도를 조절하여 냉방 운전시 냉매의 과열도를 조절하는 팽창밸브(10, 20, 30)와 연결된다. 구체적으로, 상기 응축기(43)은 메인 냉매관(45)을 통하여 상기 팽창밸브(10,20,30)과 연결된다. 또한, 상기 메인 냉매관(45)은 각각의 실내기와 연결된 제1 냉매관(51), 제2 냉매관(52) 그리고 제3 냉매관(53)으로 분지된다.

상기 팽창밸브(10, 20, 30)는 각 실내기(A,B,C)의 운전조건에 따라 각각의 실내 공간을 선택적으로 냉방/난방 시키도록 냉매의 분배 및 냉매의 흐름을 조절한 다.

상기 팽창밸브(10, 20, 30)는 공기조화기의 제어장치(미도시)에 의하여 제어되며, 상기 응축기(43)에서 냉각 응축된 저온 고압의 액상 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 역할을 한다.

또한, 상기 팽창밸브(10,20,30)는 공기조화기의 운전모드에 따라 다르게 제어된다. 구체적으로, 공기조화기가 실내공간을 냉난방하기 위하여 냉난방 운전모드로 운전되는 경우, 상기 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위하여 제상 운전모드로 운전되는 경우, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위하여 오일회수 운전모드로 운전되는 경우에 팽창밸브의 개방정도, 개방속도 등이 달라진다.

예를 들면, 상기 공기조화기가 냉난방 운전모드로 운전될 때 팽창밸브(10,20,30)의 개방속도는 상기 오일회수 운전모드 및 상기 제상 운전모드로 운전될 때 팽창밸브의 개방속도보다 빠르게 설정될 수 있다. 물론, 상기 팽창밸브의 개방속도, 개방정도 등은 해당 운전모드 운전중에도 가변적으로 제어될 수 있다.

한편, 실내기(A,B,C)에는 냉방 운전시 팽창밸브(10, 20, 30)를 통과한 저온 저압의 냉매를 증발시키면서 저온 저압의 기체 냉매로 변환시키는 증발기 (12,22,32)가 설치된다. 그리고, 상기 실내기에는 상기 증발기(12,22,32)에서 열교환이 원활히 이루어지도록 실내공기를 순환시키는 실내 송풍팬(13,23,33)이 각각 설치되어 있다.

그리고, 상기 제1, 제2 및 제3 냉매관의 일측에는 상기 냉매배관의 상태를 측정할 수 있는 측정센서(미도시)가 설치될 수도 있다. 상기 측정센서(미도시)는 상기 냉매배관의 표면온도를 측정하는 온도센서로서 공기조화기의 제어장치(미도시)와 연결된다. 상기 공기조화기의 제어장치(미도시)는 상기 온도센서에서 측정되는 데이터를 기초로 상기 실내기의 운전상태를 판단하게 된다.

물론, 상기 측정센서로는 압축기의 일측에 설치되는 압력센서가 사용될 수도 있다. 상기 압력센서는 상기 압축기의 흡입압력을 측정하고, 공기조화기의 제어장치(미도시)와 연결된다. 그리고, 상기 공기조화기의 제어장치는 상기 압력센서에서 측정된 데이터를 기초로 상기 실내기의 운전상태를 판단하게 된다. 또한, 상기 온도센서와 압력센서가 모두 설치되어 상기 실내기의 운전상태를 판단할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기에 있어서, A실, B실, C실 실내기가 냉방 운전이면, 도 2에 도시된 실선 화살표 방향으로 냉매싸이클이 이루어진다.

먼저, 상기 실외기(40)의 압축기(41)로부터 토출된 고온 고압의 기체 냉매가 사방밸브(42)를 통해 응축기(43)에 유입된다. 그리고, 상기 응축기(43)로 유입된 냉매는 실외 송풍팬에 의하여 유입되는 공기와 열교환을 하여 응축된다.

다음으로, 상기 응축기(43)에서 응축된 저온 고압의 액상 냉매는 팽창밸브(10, 20, 30)로 유입된다. 그러면, 상기 팽창밸브(10, 20, 30)는 각 실내기(A,B,C)의 운전 조건에 따라 운전 실내기로 냉매를 분배하고, 비운전 실내기로의 냉매흐름을 차단하게 된다.

상기 팽창밸브(10, 20, 30)로 유입된 냉매는 저온 저압의 냉매로 팽창되어 실내기(A,B,C)내에 각각 설치된 증발기(12,22,32)로 유입된다.

다음으로, 상기 증발기(12,22,32)로 유입된 냉매는 실내송풍팬 (13,23,33)에 의해 순환되는 실내공기와 열교환을 하게 된다. 즉, 팽창밸브(10, 20, 30)를 통해 팽창된 저온 저압의 냉매는 증발하면서 실내공기의 열을 빼앗아 실내공기를 냉각시킨다.

그리고, 증발기(12,22,32)에서 냉각된 저온 저압의 기체 냉매는 다시 압축기(41)로 유입되며, 상기 압축기에 의하여 고온 고압의 냉매 가스로 변환된다.

반면, A실, B실, C실 실내기가 난방 운전이면, 도 2의 점선화살표 방향으로 냉매사이클이 이루어지게 된다.

먼저, 실외기(40)에 설치된 압축기(41)로부터 토출된 고온 고압의 기체 냉매는 사방밸브(42)를 통해 실내기(A,B,C)내에 각각 설치된 증발기(12,22,32)로 곧바로 유입된다. 그리고, 증발기(12,22,32)로 유입된 냉매는 실내 송풍팬(13,23,33)에 의해 유입되는 공기와 열교환을 하게 된다. 즉, 고온 고압의 기체 냉매는 상온의 실내공기와 열교환을 함으로써 상온 고압의 액체 냉매로 냉각되고, 상온의 실내공기는 고온의 실내공기로 가열된다.

상기 증발기(12,22,32)에서 액화된 냉매는 각 실내기(A,B,C)와 연결된 팽창밸브(10, 20, 30)로 유입된다. 상기 팽창밸브(10, 20, 30)는 냉방운전의 경우에서와 마찬가지로 운전 실내기의 냉매를 분배하고, 비운전 실내기의 냉매흐름을 차단하는 역할을 수행한다.

상기 팽창밸브(10, 20, 30)를 경유한 저온 저압의 냉매는 응축기(43)로 유입 된다. 그리고, 상기 응축기(43)로 유입된 냉매는 실외 송풍팬(44)에 의해 유입되는 실외공기와 열교환을 하게 된다.

이 후에 상기 응축기(43)에서 냉각된 저온 저압의 기체 냉매는 사방밸브(42)를 통해 다시 압축기(41)로 유입되고, 상기 압축기에 의하여 고온 고압의 기상 냉매로 변환된다. 결과적으로, 상기 멀티형 공기조화기는 냉방운전 및 난방운전이 가능하게 된다.

한편, 냉방운전이 일정기간 지속적으로 유지되면 압축기의 흡입압력이 낮아지게 된다. 상기 압축기의 흡입압력이 낮아지게 되면, 실내기와 실외기를 연결하는 냉매배관의 표면온도가 낮아지게 된다. 그러면, 공기 중에 포함된 수분(수증기)가 냉매배관의 표면에 응결된 후 냉매배관의 표면온도 저하로 인하여 상기 수분(수증기)이 결빙되어 서리 등이 발생하는 현상이 발생하게 된다.

상기와 같이 냉매배관의 표면에서 수분(수증기)이 결빙되는 경우에는 냉매와 공기 사이의 열교환이 용이하게 이루어지지 않게 되어 냉매배관 표면에서의 결빙은 점점 심해질 수 있는 위험이 있다.

따라서, 공기조화기에서는 냉매배관의 표면에서 발생된 서리를 해빙시키기 위하여 제상운전을 실시하게 된다. 본 실시예에 따른 제상운전은 실내공간을 난방시키기 위한 난방운전을 통하여 구현될 수 있다.

상기 제상운전은 사용자의 명령에 의하여 실현될 수도 있지만, 공기조화기의 제어장치에 의하여 자동적으로 제어될 수도 있다. 예를 들면, 공기조화기에 설치된 측정센서는 제상운전과 관련된 데이터를 측정하고, 상기 데이터가 제상운전과 관련 된 기준데이터에 해당되면 제어장치는 상기 데이터들을 바탕으로 공기조화기를 제어할 수 있게 된다. 상기 공기조화기의 제상운전과 관련된 데이터는 냉매관의 온도일 수도 있고, 냉매의 증발온도나 압축온도 등이 될 수도 있다.

또한, 공기조화기가 냉난방운전되는 동안에 오일은 냉매와 함께 유동하게 된다. 그러나, 멀티형 공기조화기에서 일부의 실내기가 작동하게 되면 압축기의 압축능력을 낮추어서 작동하게 되고, 이로 인하여 냉매의 유속이 낮아지게 된다. 냉매의 유동속도가 낮아지게 되면 실내기 내부의 오일은 압축기로 유입되지 않게 된다. 그러면, 압축기 내의 오일량이 부족하게 되어 압축기의 수명이 단축되기 때문에 오일을 회수하기 위한 운전이 필요하게 된다.

본 실시예에 따른 오일회수 운전은 압축기의 운전능력을 조절함으로써 가능하게 된다. 예를 들면, 공기조화기의 제어장치는 모든 실내기의 운전여부와 압축기의 전체 운전능력 중에서 현재 사용하고 있는 실내기와 압축기의 운전능력을 파악한다. 이후에 제어장치는 압축기의 운전능력이 미리 설정된 제1 설정값보다 작고, 또한 압축기의 운전시간이 제1 설정시간보다 경과한 경우에는 공기조화기가 오일회수 운전을 하도록 한다. 구체적으로, 제어장치는 오일을 회수하기 위하여 압축기의 운전능력을 제2 설정값에 도달하도록 임의의 시간동안 압축기의 운전능력을 제어함으로써 압축기 내부로 오일을 회수한다.

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 하나의 실내기(C)를 바탕으로 팽창밸브를 제어하기 위한 주요구성을 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기에는 고온 고압의 기상 냉매를 액상냉매로 응축시키기 위한 응축기(43, 도 2참조)가 설치되고, 상기 고온 고압의 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키기 위한 팽창밸브(30)가 설치된다. 또한, 상기 공기조화기에는 상기 팽창밸브(30)를 경유한 냉매를 기상냉매로 증발시키기 위한 증발기(32, 도 2참조)가 설치된다.

상기 응축기에서 유출되는 냉매는 메인 냉매관(45)을 통하여 상기 팽창밸브(30)로 유입되며, 상기 팽창밸브(30)를 경유한 냉매는 제3 냉매관(53)을 통하여 상기 증발기로 유입된다.

상기 팽창밸브(30)에는 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 신호발생장치(60)가 연결된다. 또한, 상기 팽창밸브(30)에는 상기 신호발생장치로부터 발생되는 신호를 바탕으로 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 제어장치(70)가 연결된다.

상기 팽창밸브(30)는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다. 따라서, 상기 팽창밸브는 전기적 신호에 의하여 원격제어가 가능하게 되며, 전기적 신호를 통하여 정밀하게 제어가능 하게 된다. 구체적으로, 상기 신호발생장치(60)에서 가해지는 제어신호에 따라 상기 팽창밸브(30)의 개방속도가 제어된다. 여기서, 신호발생장치(60)에서 생성되는 제어신호는 전기적으로 발생되는 펄스파형이 사용되며, PPS(Pulse Per Second)의 단위를 가진다.

물론, 상기 팽창밸브는 스테핑모터와 니들밸브를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 신호입력부에서 가해지는 펄스파형의 제어신호는 상기 스테핑모터를 구동하게 되고, 상기 스테핑모터의 구동에 의하여 상기 니들밸브를 제어함으로써 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하게 된다.

한편, 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하면, 상기 냉매관에 흐르는 냉매유량이 변하게 된다. 예를 들어, 상기 팽창밸브의 개방속도가 빨라지게 되면, 상기 냉매관을 통과하는 냉매유량이 증가하게 된다. 그리고, 상기 냉매유량이 증가하게 되면 일반적으로 냉매유동에 의한 유동소음은 증가하게 된다.

또한, 상기 팽창밸브의 개방속도가 변하게 되면, 상기 냉매관에 흐르는 냉매의 유동패턴도 달라지게 된다. 상기 응축기를 통과하는 냉매는 액상 냉매와 기상 냉매, 2상 상태의 냉매가 된다. 즉 액상의 냉매 중에 기포가 존재하게 된다.

따라서, 상기 팽창밸브의 개방속도를 변화시키면 냉매의 유동속도 및 유동압력이 변하게 되고, 이로 인하여 상기 기포의 유동이 변하게 된다. 상기 팽창밸브의 개방속도가 빨라지게 되면 기포의 충돌 등이 발생하여 유동패턴이 변하게 되고, 이로 인하여 냉매의 유동소음이 증가하게 된다.

도 4는 단위시간당 입력펄스의 회수(PPS, Pulse Per Second)에 대하여 공기조화기에서 발생하는 소음의 음압레벨(dB)을 나타낸 것이다. 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화기의 오일회수 운전모드에서 발생하는 소음에 대하여 설명한다.

상기 공기조화기의 팽창밸브가 개방되면, 상기 냉매의 유동에 의하여 유동소음이 발생하게 된다. 이때 상기 유동소음에는 음암레벨이 오버슈트(Overshoot)되는 영역이 발생한다.

여기서, 도시된 P20은 종래 공기조화기에서 발생하는 소음의 음암레벨을 의 미한다. 또한, 도시된 P21, P22, P23은 본 실시예에 따른 공기조화기에서 발생되는 소음의 음압레벨을 의미한다.

종래 공기조화기의 팽창밸브에는 신호발생장치에서 생성된 166 PPS(N0)의 제어신호가 일정하게 가해지며, 본 실시 예에 따른 공기조화기의 팽창밸브에는 100 PPS ~ 140 PPS 사이의 전기적 제어신호(N1, N2, N3)가 가해진다. 물론, 상기 팽창밸브에 가해지는 제어신호는 상기 냉매회수 운전모드에 맞게 실험적으로 얻어지는 값이 사용된다.

상기 제어신호가 100 PPS~ 140 PPS로 공급될 때 본 실시예에 따른 공기조화기의 유동소음은 상기 오버슈트(Overshoot)가 발생되는 영역에서 종래 공기조화기의 유동소음보다 최대 5 dB 정도 줄어든다.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화기에 구비된 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 과정을 설명한다.

먼저, 사용자는 운전하고자하는 공기조화기의 운전모드를 선택한다(S10). 구체적으로, 사용자는 실내공간을 냉난방하기 위한 냉난방 운전모드, 상기 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전모드, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 포함하는 운전모드 중 어느 하나를 선택한다.

물론, 사용자가 상기 공기조화기의 운전모드를 직접 선택하지 않고 공기조화기의 제어장치가 운전모드를 선택할 수도 있다. 예를 들면, 공기조화기에는 순환되는 오일량을 감지하는 센서 또는 증발기 주변의 온도를 측정하는 센서가 구비될 수 있다. 그러면, 제어장치는 상기 센서에서 측정된 데이터와 상기 제상운전과 오일회수 운전과 관련된 정상적인 공기조화기의 데이터를 비교하고, 이를 바탕으로 공기조화기의 운전모드를 선택할 수도 있을 것이다.

다음으로, 신호발생장치는 선택된 공기조화기의 운전모드에 따라 설정된 제어신호를 생성시킨다(S20). 상기 신호발생장치에서 발생되는 제어신호는 해당 운전모드에 따라 미리 신호발생장치에 저장되어 있다.

다음으로, 제어장치는 상기 제어신호를 바탕으로 팽창밸브의 개방속도를 제어하게 된다(S30). 즉, 팽창밸브의 개방속도는 상기 공기조화기의 운전모드에 따라서 다르게 제어된다. 예를 들면, 공기조화기의 냉/난방 운전모드에서 팽창밸브의 개방속도는 상기 공기조화기의 제상운전모드 및 오일회수 운전모드에서의 팽창밸브의 개방속도보다 빠르게 설정될 수 있다.

물론, 상기 제어장치는 해당 운전모드의 운전중에 상기 팽창밸브의 개방속도를 가변적으로 제어할 수도 있다. 예를 들면, 제어장치는 팽창밸브를 개방하기 시작한 후 제1 설정시간 동안에는 제1 개방속도로 팽창밸브를 개방하고, 상기 제1 설정시간이 경과한 후 제2 설정시간 동안에는 제2 개방속도로 상기 팽창밸브를 개방할 수도 있다. 물론, 제어장치는 해당 운전모드 전체에 걸쳐서 순간적으로 변화하는 개방속도로 팽창밸브를 개방할 수 있다.

사용자가 운전 중이던 공기조화기의 운전모드를 다른 운전모드로 변환하면(S40), 제어장치는 진행중이던 운전모드를 종료시키고, 선택된 운전모드로 공기조화기를 운전하게 된다. 물론, 제어장치는 상기 팽창밸브를 개방하기 시작한 이후부 터 임의의 설정시간이 경과하면 자동적으로 상기 운전모드를 변환시킬 수도 있다.

이후에는 변환된 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도가 다시 제어된다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상술한 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 공기조화기의 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도를 다르게 제어함으로써 냉매의 유동소음을 줄일 수 있는 이점이 있다.

둘째, 냉매의 유동소음을 줄이기 위한 머플러(Muffler), 스트레이너(Strainer) 등과 같은 별도의 소음저감장치를 설치하지 않음으로써 공기조화기의 운전에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

셋째, 사람의 귀에 거슬리는 유동소음을 줄임으로써 소비자의 불만사항이 해소되고, 제품의 신뢰성이 증가되는 이점이 있다.

Claims (11)

1. 고온 고압의 기상 냉매를 응축시키는 응축기를 갖는 실외기;

   상기 응축기를 통과한 냉매를 저온 저압의 냉매로 팽창시키는 팽창밸브;

   상기 팽창밸브를 경유한 냉매를 증발시키는 증발기를 갖는 실내기;

   상기 증발기 주변의 온도를 측정하는 온도센서;

   공기조화기를 순환하는 오일량을 감지하는 오일량 감지 센서; 그리고,

   상기 온도센서와 상기 오일량 감지 센서에서 측정된 데이터를 정상 공기조화기 데이터와 비교하여, 실내공간을 냉난방하기 위한 냉난방 운전모드, 상기 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전모드, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 선택적으로 수행하며, 상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 제어장치를 포함하며,

   상기 제어장치는 상기 냉난방 운전모드로 운전될 때 상기 팽창밸브의 개방속도를 상기 오일회수 운전모드로 운전될 때 상기 팽창밸브의 개방속도보다 빠르게 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 신호 발생장치를 더 포함하는 공기조화기.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 운전모드에 따라 상기 팽창밸브의 개방 속도는 서로 다른 값을 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 팽창밸브의 개방속도는 해당 운전모드 운전중에 가변적인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 삭제
7. 오일량 감지 센서와 온도센서에서 각각 공기조화기를 순환하는 오일량과 증발기 주변의 온도를 측정하는 단계;

   상기 오일량 감지 센서와 상기 온도센서에서 측정된 데이터를 정상 공기조화기 데이터와 비교하여 냉난방하기 위한 냉난방 운전모드, 실내기의 운전으로 인하여 발생된 서리를 제거하기 위한 제상 운전모드, 그리고 냉매와 함께 순환되는 오일을 회수하기 위한 오일회수 운전모드를 포함하는 운전모드 중 어느 하나를 선택하는 단계;그리고

   상기 선택된 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계를 포함하며,

   상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계는,

   상기 냉난방 운전모드로 운전될 때 상기 팽창밸브의 개방속도를 상기 오일회수 운전모드로 운전될 때 상기 팽창밸브의 개방속도보다 빠르게 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하기 위한 제어신호를 입력하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
9. 삭제
10. 제7항 또는 제8항에 있어서,

    상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계는 상기 운전모드에 따라 팽창밸브의 개방속도를 다르게 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 팽창밸브의 개방속도를 제어하는 단계는 해당 운전모드 운전중에 상기 팽창밸브의 개방속도가 가변적인 값을 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

Images