KR101212689B1 - 멀티 에어컨 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 압축기의 토출 온도와 응축 온도를 측정하여, 측정된 온도의 크기를 비교하여 액압축 상태를 판단하고, 상기 판단결과가 포함된 데이터를 상기 실내기로 전송하는 실외기와, 상기 실외기에서 액압축 상태로 판단되면, 목표 과열도가 상승되도록 실내기 팽창 밸브를 제어하는 하나 이상의 실내기를 포함하여 구성되어, 상기 실외기에서 압축기의 액압축 상태 여부 판단이 용이하며, 판단 결과에 따라 제어 신호를 상기 실내기로 전송하여 상기 실내기에서 제어함으로서, 상기 압축기의 내부로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 냉매 과봉입으로 인한 압축기의 손상을 방지하여 압축기를 보호 운전함으로서 보다 쾌적한 냉/난방 동작이 수행될 수 있어 사용자의 편의성을 증진 시킬 수 있는 효과가 있다.

멀티 에어컨, 압축기, 토출 온도, 응축 온도, 액압축

Description

멀티 에어컨 및 그 제어방법{Multi Air Conditioner refrigerant incoming prevent controling system and its control method}

도 1 은 종래 기술에 따른 멀티 에어컨의 구성이 도시된 사시도,

도 2 는 종래 기술에 따른 멀티 사이클의 구성이 도시된 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 구성이 도시된 사시도,

도 4 는 본 발명에 다른 멀티 사이클의 구성이 도시된 구성도,

도 5 는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어 시스템의 구성이 도시된 블록도,

도 6 은 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어시스템의 제어 방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 실외기 110 : 감지부

120 : 메모리 130 : 제어부

131 : 액압축 판단부 132 : 데이터 처리부

200 : 실내기

본 발명은 멀티 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 특히 실외기 압축기의 토출 온도 응축온도를 측정하고, 상기 측정된 온도의 크기를 비교하여 액압축 상태를 판단하며, 상기 액압축 상태로 판단된 경우 목표 과열도가 상승되도록 실내기 팽창 밸브를 제어하는 제어 신호를 전송하는 멀티 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것이다.

도 1 은 종래 기술에 따른 멀티 에어컨의 구성이 도시된 사시도이고, 도 2 는 종래 기술에 따른 멀티 사이클의 구성이 도시된 구성도이다.

종래 기술에 따른 멀티 에어컨은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 실외기(1)(2)(3)와 복수개의 실내기가 냉매배관을 통해 연결되고, 상기 실외기(1)(2)(3)는 상기 실내기의 부하에 대응하여 적어도 하나 이상이 구동된다.

여기서, 상기 실외기(1)는 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(4)와, 상기 어큐뮬레이터(4)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(5)(6)와, 상기 압축기(5)(6)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(7)와, 상기 사방밸브(7)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(8)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 압축기(5)(6)는 냉매의 압축 용량을 가변시켜 토출할 수 있는 인버터압축기(5)와, 일정용량의 냉매만을 토출하는 정속압축기(6)로 구성되고, 나머지 실외기(2)(3)는 상기 실외기(1)와 달리 2개의 정속압축기(6)가 설치된다.

특히, 상기 실외기(1)의 전체 냉매 압축 용량에서 상기 인버터압축기(5)는 전체의 70%를 담당하고, 상기 정속압축기(6)는 나머지 30%를 담당한다.

여기서, 종래 멀티 에어컨에서 실외기의 작동순서를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 복수개의 실내기 중 어느 하나가 구동되는 경우 상기 인버터압축기(5)가 구비된 제 1 실외기(1)가 구동되고, 상기 실내기에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가될 경우 그에 대응하여 나머지 압축기(6) 또는 실외기(2)(3)가 구동된다.

즉, 상기 인버터압축기(5)는 어떤 실내기가 구동되더라도 가장 먼저 구동되어 실내기의 냉/난방 부하에 대응하도록 구성된다.

그리고, 상기 실내기에서 요구되는 냉/난방 부하가 상기 인버터압축기(5)를 초과하는 경우, 상기 제 1 실외기(1)의 정속압축기(6) 또는 나머지 실외기(2)(3) 중의 정속압축기(6)가 구동되어 상기 인버터압축기(5)의 압축용량을 대체하고, 상기 인버터압축기(5)는 최저 압축용량으로 다운되며, 실내기의 냉/난방 용량이 보다 더 증가되는 경우 다시 상기 인버터압축기(5)가 상기 냉/난방 용량에 대응하여 다시 압축용량을 증가시킨다.

그러나, 이러한 종래의 멀티 에어컨은 단배관 멀티의 경우 냉방 운전 시 실내기 팽창밸브로 인해 냉매의 유량과 열교환기의 입출구 과열도를 조절하는데, 이때 실내 과열도가 만족하더라도 냉매 과봉입 시 실외기 압축기의 액압축 상태를 판 단하기 어려우며, 상기 실외기 압축기에 냉매가 유입 될 경우 상기 압축기가 손상되어 정상적인 운전이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 압축기의 토출 온도, 응축온도를 측정하여 상기 측정된 온도의 크기를 비교하여 액압축 상태를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 실내기 팽창 밸브를 제어하는 제어 신호를 상기 실내기로 전송함으로서, 냉매의 과봉입으로 인한 압축기의 액압축 상태를 방지하는 멀티 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티 에어컨은 압축기와 사방 밸브와 실외 열교환기와 실외 전자팽창밸브가 구비되고, 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 작으면, 목표과열도를 재설정하는 실외기와; 실내 전자팽창밸브와 실내 열교환기가 각각 구비되고 상기 재설정된 목표과열도에 따라 실내 전자팽창밸브를 제어하는 복수개의 실내기를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 제어방법은 압축기와 사방 밸브와 실외 열교환기와 실외 전자팽창밸브가 구비된 실외기에 실내 전자팽창밸브와 실내 열교환기가 구비된 실내기가 복수개 연결된 멀티 에어컨의 제어방법에 있어서, 냉방 운전시, 압축기의 토출온도를 감지하는 감지 단계와; 상기 단계에서 감지된 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 미만이면, 목표 과열도를 재설정하고, 재설정된 목표과열도에 따라 상기 실내 전자팽창밸브를 제어하는 제어 단계를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 3 은 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 구성이 도시된 사시도이고, 도 4 는 본 발명에 다른 멀티 사이클의 구성이 도시된 구성도이다.

본 발명에 따른 멀티 에어컨은 도 3 또는 도 4에 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 연결되며, 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)에 설치된 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 제 1, 2, 3 실 외기(21)(22)(23)로 구성되고, 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 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열 교환시키는 실외 열교환기(70)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제 1 실외기(21)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 상기 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)의 흡입측에 연결된다.

더불어, 상기 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63)(67) 사이에는 상기 압축기(62)(63)(67)에서 토출된 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(107)가 설치된다.

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 상 기 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 상기 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.

그리고, 상기 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 상기 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관(30)에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 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, 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.

도 5 는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어 시스템의 구성이 도시된 블록도이고, 도 6 은 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어시스템의 제어 방법이 도시된 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 압축기의 토출 온도와 응축 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도의 크기를 비교하여 상기 압축기의 액압축 상태를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 제어 신호를 생성하여 상기 실내기로 전송하는 실외기(100)와, 상기 실외기(100)를 통해 전송된 제어 신호에 따라 전자 팽창 밸브를 제어하는 하나 이상의 실내기(200)를 포함하여 구성된다.

상기 실외기는 압축기의 토출 온도, 응축 온도를 감지하는 다수의 센서가 구비된 감지부(110)와, 상기 압축기의 액압축 상태를 판단하기 위한 설정 온도 데이터 값을 저장하는 메모리(120)와, 상기 감지부(110)를 통해 측정된 토출 온도와 응축 온도의 크기를 비교하여 액압축 상태를 판단하여 판단 결과에 따라 제어 신호를 생성하여 전송하는 제어부(130)를 포함하여 구성된다.

상기 감지부(110)는 상기 압축기의 토출측과 흡입측에 각각 온도 센서가 구비되어 토출 온도와 응축 온도를 감지한다.

상기 감지부(110)는 상기 압축기에 구비된 온도 센서를 통해 지속적으로 토출 온도 또는 응축 온도를 감지한다.

상기 메모리(120)는 상기 압축기의 액압축 상태를 판단하기 위한 온도 데이터 값과 상기 압축기 상태가 액압축 상태로 판단된 경우 목표 과열도를 변경하기 위한 온도 데이터 값이 설정되어 저장된다.

이때, 상기 메모리(120)는 상기 압축기의 액압축 상태를 판단하는 온도 데이터 값을 15 ℃로 설정하여 저장된다.

또한, 상기 메모리(120)는 상기 압축기가 액압축 상태일 경우 목표 과열도를 변경하기 위한 온도 데이터 값을 4 ℃로 설정하여 저장된다.

상기 제어부(130)는 상기 감지부(110)를 통해 측정된 토출 온도와, 응축 온 도의 크기를 비교하여 상기 압축기의 액압축 상태를 판단하는 액압축 판단부(131)와, 상기 액압축 판단부(131)에 의해 판단된 결과에 따라 목표 과열도를 변경 또는 유지하고, 상기 실내기의 제어 신호를 생성하여 상기 실내기로 전송한다.

상기 액압축 판단부(131)는 상기 감지부(110)를 통해 측정된 토출 온도와 상기 메로리(120)에 저장된 설정 온도 값과 응축 온도의 합인 제 1 온도의 크기를 비교한다. 예를 들어, 상기 액압축 판단부(131)는 상기 감지된 토출 온도와 응축 온도에 설정된 기준 온도 15℃의 합인 제 1 온도의 크기를 비교한다.

또한, 상기 액압축 판단부(131)는 상기 감지된 토출 온도와 상기 제 1 온도의 크기 비교에 따라 상기 압축기의 액압축 상태를 판단한다. 예를 들어, 상기 감지된 토출 온도가 상기 제 1 온도 미만일 경우 상기 압축기가 액압축 상태임을 판단하고, 상기 토출 온도가 제 1 온도와 동일 또는 초과 할 경우에는 상기 압축기가 정상 상태로 판단한다.

상기 데이터 처리부(132)는 상기 액압축 판단부(131)를 통해 판단된 결과에 따라 목표 과열도를 유지 또는 변경하여 상기 실내기의 전자 팽창 밸브를 제어하도록 하는 제어 신호를 생성한다.

예를 들어, 상기 데이터 처리부(132)는 상기 액압축 판단부(131)를 통해 상기 압축기가 액압축 상태로 판단된 경우 상기 목표 과열도을 변경하여 상기 실내기의 전자 팽창 밸브를 제어하는 제어 신호를 생성한다.

이때, 상기 데이터 처리부(132)는 상기 목표 과열도에 설정된 기준 온도 4 ℃를 상승시켜 상기 목표 과열도를 변경한다. 예를 들어, 상기 액압축 판단부(131) 를 통해 상기 토출 온도가 제 1 온도보다 미만일 경우 상기 토출 온도를 상승시켜 제어하기 위해 상기 토출 온도에 설정 기준 온도(4℃)를 더 상승시켜 목표 과열도를 변경한다.

또한, 상기 데이터 처리부(132)는 상기 압축기가 액압축 상태로 판단되어 생성된 제어 신호를 상기 실내기(200)로 전송한다.

반면에, 상기 데이터 처리부(132)는 상기 액압축 판단부(131)를 통해 압축기가 정상 상태로 판단된 경우 상기 실내기(200)로부터 목표 과열도를 유지하여 상기 실내기(200)의 전자 팽창 밸브가 제어되도록 상기 제어 신호 전송을 중단한다.

상기 실내기(200)는 상기 전자 팽창 밸브(미도시)가 구비되며 상기 전자 팽창 밸브를 통해 상기 실내기의 냉매 유량과 목표 가열도를 제어한다.

또한, 상기 실내기(200)는 상기 데이터 처리부(132)로부터 전송된 제어 신호에 따라 상기 목표 과열도에서 4 ℃를 상승시켜 동작되도록 상기 전자 팽창 밸브를 제어하여 냉매의 과봉입을 방지한다.

상기 실내기(200)는 상기 데이터 처리부(132)로부터 제어 신호가 전송되지 않을 경우에는 지속적으로 상기 목표 과열도를 유지하여 동작시킴으로서 냉매의 과봉입을 방지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 6 은 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어시스템의 제어 방법이 도시된 순서도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 압축기의 구비된 온도 센서에 의해 토출 온도, 응축 온도를 측정한다.(S1) 예를 들어 상기 압축기의 토출측와 흡입측에 각각 온도 센서가 구비되어 지속적으로 토출 온도와 응축온도를 측정한다.

상기 측정된 토출 온도와 응축 온도와 설정된 기준 온도 15 ℃의 합인 제 1 온도의 크기를 비교하여 상기 압축기의 액압축 상태를 판단한다.(S2) 예를 들어, 상기 측정된 토출 온도가 상기 제 1 온도보다 미만 일 경우 상기 압축기의 상태를 액압축 상태로 판단하고, 상기 토출 온도가 상기 제 1 온도와 동일 또는 초과 할 경우에는 상기 압축기의 상태를 정상 상태로 판단된다.

상기 판단된 결과가 정상 상태로 판단된 경우 목표 과열도로 유지한다.(S3) 예를 들어, 상기 정상 상태로 판단된 경우 상기 실내기의 전자 팽창 밸브를 통해 상기 실내기의 목표 과열도로 지속적으로 유지한다.

상기 판단 결과에 액압축 상태로 판단된 경우 상기 실내기의 목표 과열도에 설정된 기준 온도를 상승시켜 변경하고, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 실내기로 전송한다.(S4) 예를 들어, 상기 액압축 상태로 판단된 경우 상기 목표 과열도에 기준 온도 4℃를 상승시켜 상기 압축기의 토출 온도를 높이도록 상기 목표 과열도를 변경하여, 상기 실내기를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 상기 실내기로 전송한다.

상기 실내기로 전송된 제어 신호에 따라 상기 실내기의 전자 팽창 밸브를 동작시켜 변경된 목표 과열도로 유지되도록 한다.(S5) 예를 들어, 상기 전송된 제어 신호에 따라 실내기의 전자 팽창 밸브를 제어함으로서, 상기 압축기의 토출 온도가 응축 온도보다 높게 되어 상기 압축기의 내부에 냉매가 유입되는 액압축 상태와 냉매 과봉입 상태 등을 방지한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어 시스템 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 액압축 방지 제어 시스템 및 그 제어방법은 압축기에 토출측와 흡입측에 각각 온도 센서가 구비되어 토출 온도와 응축 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도의 크기를 비교하여 액압축 상태를 판단하여, 상기 액압축 상태로 판단된 경우 목표 과열도가 상승하도록 실내기 팽창 밸브를 제어하는 제어 신호를 상기 실내기로 전송함으로서, 상기 실외기에서 압축기의 액압축 상태 여부 판단이 용이하며, 판단 결과에 따라 제어 신호를 상기 실내기로 전송하여 상기 실내기에서 제어함으로서, 상기 압축기의 내부로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 냉매 과봉입으로 인한 압축기의 손상을 방지하여 압축기를 보호 운전함으로서 보다 쾌적한 냉/난방 동작이 수행될 수 있어 사용자의 편의성을 증진 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 압축기와 사방 밸브와 실외 열교환기와 실외 전자팽창밸브가 구비되고, 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 작으면, 목표과열도를 재설정하는 실외기와;

   실내 전자팽창밸브와 실내 열교환기가 각각 구비되고 상기 재설정된 목표과열도에 따라 실내 전자팽창밸브를 제어하는 복수개의 실내기를 포함하고,

   상기 제 1 온도는 응축온도와 설정된 기준온도의 합이고,

   상기 실외기는 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 작으면, 목표과열도를 상승시키는 멀티 에어컨.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 실외기는 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 크거나 같으면, 목표과열도를 유지하고,

   상기 실내기는 상기 실내 전자팽창밸브를 유지된 목표과열도로 제어하는 멀티 에어컨.
3. 삭제
4. 압축기와 사방 밸브와 실외 열교환기와 실외 전자팽창밸브가 구비된 실외기에 실내 전자팽창밸브와 실내 열교환기가 구비된 실내기가 복수개 연결된 멀티 에어컨의 제어방법에 있어서,

   냉방 운전시, 압축기의 토출온도를 감지하는 감지 단계와;

   상기 단계에서 감지된 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 미만이면, 목표 과열도를 재설정하고, 재설정된 목표과열도에 따라 상기 실내 전자팽창밸브를 제어하는 제어 단계를 포함하고,

   상기 감지단계는 응축 온도를 더 감지하고,

   상기 제 1 온도는 응축 온도와 설정된 기준온도의 합이며,

   상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 작으면, 목표과열도는 상승되게 재설정되는 멀티 에어컨의 제어방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제어 단계는 상기 압축기의 토출온도가 제 1 온도 보다 크거나 같으면, 목표 과열도를 유지하고, 유지된 목표 과열도에 따라 상기 실내 전자팽창밸브를 제어하는 멀티 에어컨의 제어방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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