KR101229345B1 - 멀티형 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우 공기조화기의 냉방성능을 보정하는 멀티형 공기조화기의 제어방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 냉방운전 중인 복수의 실내기 각각이 해당 실내기의 열교환기 입구온도로 해당 실내기의 과열도를 제어하는 단계; 주기적으로 상기 복수의 실내기 각각의 열교환기 입구온도들의 평균을 산출하고, 기준시간동안 상기 평균의 변동폭이 기준값 이하인지 판단하는 단계;상기 평균의 변동폭이 기준값 이하이면 상기 복수의 실내기 각각의 열교환기 입구온도들에 대한 평균을 산출하고, 상기 평균에 대한 상기 복수의 실내기 각각의 열교환기 입구온도들의 모든 편차가 기준값 이가 아닌 것이 하나라도 있으면 상기 복수의 실내기 각각이 해당 실내기의 열교환기 입구온도를 보정값으로 변경하는 단계를 포함한다.

멀티형 공기조화기, 과열도, 배관

Description

멀티형 공기조화기의 제어방법{Controlling method of multi type air conditioning}

본 발명은 멀티형 공기 조화기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우 멀티형 공기조화기의 냉방성능을 보정하는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방을 수행하기 위한 목적으로 사용되는 장치로서, 실내기 및 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의하여 냉방 또는 난방작용을 수행하게 되며, 공기조화기의 냉방 또는 난방작용은 그 냉매의 순환방향에 따라 결정된다.

공기조화기는 하나의 실외기에 하나의 실내기를 설치하는 것이 일반적이다.

그런데, 최근에는 하나 또는 하나 이상의 실외기에 다양한 형태와 용량을 갖는 복수의 실내기를 연결하여 학교나 회사, 그리고 빌딩과 같이 분리된 공간에 대하여 각각 냉방 또는 난방운전을 수행하는 멀티형 공기조화기(Multi-system air conditioner)에 대한 사용자의 요구가 증가 추세에 있다. 이때, 실외기는 복수 실 내기의 총 용량에 비례하는 용량으로 구성된다.

멀티형 공기조화기는 설치 환경 및 배관계통에 따라 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있을 수 있으며, 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 총길이가 길어지는 것이 의례적이다.

실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 총길이가 긴 경우 배관 내에서 압력손실이 발생하여 압축기 흡입압력이 상승하면서 증발온도가 상승하게 된다. 이에 따라, 멀티형 공기조화기의 냉방성능이 저하되는 문제점이 있다. 그리고 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우 복수의 실내기가 동일종류 및 동일용량의 실내기라도 증발능력의 차이가 발생하는 문제점이 있다.

한편, 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 총길이가 긴 경우의 문제점을 해결하기 위해, 대한민국 공개특허공보 제2005-0075101호에서는 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이가 긴 경우 압축기의 주파수를 보정하는 멀티형 공기조화기의 냉매 량 조절방법이 제시되고 있다.

그러나, 전술되는 대한민국 공개특허공보 제20005-0075101호에서는 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우의 문제점을 해결하는 방법이 제시되지 않고 있다

따라서, 본 발명의 목적은 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우 멀티형 공기조화기의 냉방성능을 보정할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공함에 있다.

상기되는 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티형 공기조화의 제어방법은 냉방운전 중인 복수의 실내기 각각이 해당 실내기의 열교환기 입구온도로 해당 실내기의 과열도를 제어하는 단계; 주기적으로 상기 복수의 실내기 각각의 열교환기 입구온도들의 평균을 산출하고, 기준시간동안 상기 평균의 변동폭이 기준값 이하인지 판단하는 단계;상기 평균의 변동폭이 기준값 이하이면 상기 복수의 실내기의 각각의 실내열교환기 입구온도들에 대한 평균을 산출하고, 상기 평균에 대한 상기 복수의 실내기의 실내열교환기 입구온도 각각의 편차 모두가 기준값 이하가 아닌 것이 하나라도 있으면 상기 복수의 실내기 각각이 상기 해당 실내기의 열교환기 입구온도를 보정값으로 변경하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 보정값은 상기 복수의 실내기의 열교환기 입구온도들 중 가장 낮은 온도이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어방법에 의하여, 실외기와 복수의 실내기들 각각을 연결하는 배관들의 길이차이가 있는 경우 멀티형 공기조화기의 냉방성능이 보정되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부되는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 통하여 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기(1)는 실내에 설치되어 공기조화를 수행하는 복수의 실내기(50)와, 복수의 실내기(50)에 냉방을 위한 냉매 또는 난방을 냉매를 제공하는 실외기(10) 및 실외기(10)에서 제공되는 냉매가 복수의 실내기(50)로 이동되도록 하는 유로를 제공하는 배관(200)을 포함한다.

실외기(10)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(12)와, 압축기(12)에서 압축된 고온고압 기상의 냉매의 흐름방향을 운전모드(냉방 또는 난방)에 따라 압축기(12)에서 압축된 고온고압 기상 냉매의 흐름방향을 운전모드(냉방 또는 난방)에 따라 조절하는 사방밸브(14)와, 압축기(12)에서 압축된 고온고압의 기상 냉매를 전달받아 실외공기와 열교환하는 실외열교환기(16)와, 실외열교환기(16)에서 열교환이 이루어지도록 실외팬(18)을 회전하는 실외팬 모터(20) 및 실외기(10)를 전반적으로 제어하는 실외기 제어부(30)를 포함한다.

복수의 실내기(50) 각각은 실외기(10)로부터 냉매를 제공받아 실내공기와 열 교환이 이루어지도록 하는 실내열교환기(52)와, 실내열교환기(52)의 일측에 설치되어 실내공기가 실내열교환기(52)를 강제적으로 통과하도록 하는 실내송풍팬(54)과 실내송풍팬(54)을 회전하는 실내송풍팬모터(56)와, 실내열교환기(52)의 입구측에 제공되어 실내열교환기 입구온도를 감지하기 위한 실내열교환기 입구온도센서(64)와, 실내열교환기(52)의 출구측에 제공되어 실내열교환기 출구온도를 감지하기 위한 실내열교환기 출구온도센서(64)와, 실내열교환기(52)의 입구측에 제공되어 액상의 냉매를 팽창하는 실내전동변(58) 및 실내기(50)를 전반적으로 제어하는 실내기 제어부(100)를 포함한다.

복수의 배관(200) 각각은 제1 서브배관(210)과 제2 서브배관(220)으로 이루어져, 실외기(10)와 복수의 실내기(50)들 각각을 연결한다. 다시 말하면, 공기조화기(1)가 냉방운전을 수행하는 경우를 기준으로, 제 1 서브배관(210)은 실내열교환기(52)의 출구와 압축기(12)의 흡입부를 연결하고, 제 2 서브배관(220)은 실내열교환기(52)의 입구와 실외열교환기(16)의 출구를 연결한다. 이러한 배관(200)은 멀티형 공기조화기(1)가 냉방운전을 수행하는 경우, 냉매가 압축기(12)-> 실외열교환기(16)-> 실내전동변(58)-> 실내열교환기(52)-> 압축기(12)를 순환하도록 하는 유로를 제공한다.

실외기제어부(30)의 출력측에는 압축기모터(35)를 구동하는 압축기구동부(31)와 사방밸브(14)를 구동하는 사방밸브구동부(32)와 실외팬모터(20)를 구동하는 실외팬모터구동부(33)가 제공된다. 그리고 실외기제어부(30)는 복수의 실내기제어부(100)와 통신적으로 연결된다.

복수의 실내기제어부(100) 각각은 그 입력측에 실내열교환기 입구온도센서(62)와 실내열교환기 출구온도센서(64)가 제공되고, 출력측에 실내팬모터(56)를 구동하는 실내팬모터구동부(110)와 실내전동변(58)을 구동하는 실내전동변 구동부(120)가 제공된다.

이하에서는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 멀티형 공기조화기(1)에 전원이 인가되어(301) 공기조화기(1)가 냉방운전을 수행하면(301), 운전 중인 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구와 출구온도를 이용하여 해당 실내기(50)를 과열도 제어한다(302).

다시 말하면, 운전 중인 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도센서(62)와 실내열교환기 출구온도센서(64)로부터 입력되는 해당 실내기(50)의 실내열교환기(52)의 입구온도와 출구온도 차이 값을 산출한다. 그리고 운전 중인 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기(52)의 입구온도와 출구온도 차이 값이 과열도 목표 값보다 작으면 해당 실내기(50)의 해당 실내기(50)의 실내 전동변 구동부(120)에 제어신호를 공급하여 해당 실내기(50)의 실내 전동변(58)의 개도가 작아지도록 하고, 해당 실내기(50)의 실내열교환기(52)의 입구온도와 출구온도 차이 값이 과열도 목표 값보다 크면 해당 실내기(50)의 실내전동변 구동부(120)에 제어신호를 공급하여 해당 실내기(50)의 실내전동변(58)의 개도가 커지도록 한다.

한편, 운전 중인 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 후술되는 303단계 ~ 306 단계의 결과에 따라, 상기되는 302단계를 유지하거나 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 보정값으로 변경하여 과열도 제어를 수행한다.

303단계 ~ 306단계를 설명하면, 실외기제어부(30)는 주기적으로 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균을 산출 및 저장한다(303). 다시 말하면, 실외기제어부(30)는 주기적으로 복수의 실내기 제어부(100)들 각각이 감지하는 해당 실내기(50)의 실내열교환기(52)의 입구온도를 수신하여 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균을 산출하고 이를 저장한다.

그 다음, 실외기제어부(30)는 기준시간 동안 입구온도평균의 변동폭이 제1 기준 값 이하인가를 판단한다(304).

이때에, 실외기제어부(30)는 기준시간 동안 입구온도평균의 변동폭이 제1 기준 값 이하가 아니면 복수의 실내기제어부(100)에 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 이용하여 과열도 제어 유지신호를 보내면서 상기되는 302단계 및 그 이후의 단계를 수행한다. 이에 따라, 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 이용하여 해당 실내기(50)에 대한 과열도 제어를 유지한다.

이에 반하여, 기준시간 동안 입구온도평균의 변동폭이 제1 기준 값 이하이면, 실외기제어부(30)는 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(100)들의 길이차이 유무 확인 및 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결 하는 배관(100)들의 길이차이에 대한 보정의 필요성을 판단하기 위해 후술되는 305 단계 및 306 단계를 수행한다.

다시 말하면, 실외기제어부(30)는 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균을 산출한다(305).

그 다음, 실외기제어부(30)는 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균에 대한 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들을 산출한다(306).

이어서, 실외기제어부(30)는 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들 모두가 제2 기준값 이하인가를 판단한다(307).

한편, 상기되는 305단계 내지 307단계를 수행하여 복수의 실내기(50)와 실외기(10)를 각각 연결하는 배관(100)들의 길이차이를 판단하는 근거는 실내기(50)와 실외기(10)를 연결하는 배관(100)의 길이가 길수록 실내열교환기(64)의 입구측 온도가 상승한다는 데에 있다. 다시 말하면, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 압축기(12)의 압축기흡입부(401)과 실내열교환기(52)를 연결하는 배관(210)의 길이(L)가 길수록 압축기흡입부(401)와 실내열교환기(52)의 입구(52a)의 압력차가 증가하게 되고, 이렇게 증가하는 압축기흡입부(401)와 실내열교환기(52)의 입구(52a)의 압력차에 비례하여 실내열교환기(52)의 입구(52a)의 온도가 상승한다. 즉, 실내열교환기(52)의 입구온도는 압축기 흡입부(401)와 실내열교환기(52)를 연결하는 배관(210)의 길이(L)를 반영한다.

따라서, 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입 구온도평균에 대한 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들은 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(210)들의 길이차이를 의미하고, 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균에 대한 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들 모두가 제2 기준값 이하가 아니면 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(210)들의 길이차이에 대한 보정의 필요성이 있는 것을 의미하게 된다.

상기되는 307단계에서 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균에 대한 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들 모두가 제2 기준 값 이하이면, 실외기제어부(30)는 복수의 실내기제어부(100)에 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 이용한 과열도 제어 유지신호를 보내면서 상기되는 302 단계 및 그 이후의 단계를 수행한다. 이에 따라, 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 이용한 과열도 제어를 유지한다.

이에 반하여, 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도들의 입구온도평균에 대한 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기(52) 입구온도 각각의 편차들 모두가 제2 기준 값 이하가 아니면, 복수의 실내기제어부(100)에 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 보정 값으로 변경한 과열도 제어 수행 신호를 보내면서 상기되는 303단계 및 그 이후의 단계를 수행한다. 이에 따라, 복수의 실내기 제어부(100) 각각은 해당 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도를 보정 값으로 변경하여 해당 실내기(50)를 과열도 제어한다(308). 여기서, 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(210)들 중 긴 길이를 가지는 배관에 의해 연결되는 실내기(50)의 실내열교환기(52)에 흐르는 냉매 량이 증가되도록 하기 위해, 보정값은 운전 중인 복수의 실내기(50)의 실내열교환기 입구온도들 중 가장 낮은 온도가 된다. 다시 말하면, 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(210)들 중 긴 길이를 가지는 배관에 의해 연결되는 실내기(50)의 실내열교환기(52)의 입구온도와 출구온도의 편차가 증가되도록 함으로써, 실외기(10)와 복수의 실내기(50) 각각을 연결하는 배관(210)들 중 긴 길이를 가지는 배관에 의해 연결되는 실내기(50)의 실내열교환기(52)를 흐르는 냉매 량이 증가되도록 한다. 이에 따라, 멀티형 공기조화기(1)의 냉방성능이 보정된다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기 조화기의 냉매 유로를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어계통을 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어수순을 나타낸 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공기 조화기의 복수의 실내기와 실외기를 각각 연결하는 배관들의 길이차이를 판단하는 근거를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30: 실외기제어부 100: 실내기제어부

200: 배관

Claims (2)

1. 냉방운전 중인 복수의 실내기 각각이 해당 실내기의 열교환기 입구온도로 해당 실내기의 과열도를 제어하는 단계;

   주기적으로 상기 복수의 실내기 각각의 실내열교환기 입구온도의 평균을 산출하고, 기준시간동안 상기 입구온도의 평균변동폭이 기준값 이하인지 판단하는 단계;

   상기 입구온도의 평균변동폭이 기준값 이하이면 상기 복수의 실내기의 실내열교환기 입구온도의 평균을 산출하고, 상기 입구온도의 평균에 대한 상기 복수의 실내기의 실내열교환기 입구온도의 편차가 기준값 이하가 아닌 것이 하나라도 있으면 상기 복수의 실내기 각각이 상기 해당 실내기의 실내열교환기 입구온도를 보정값으로 변경하여 해당 실내기의 과열도를 제어하는 단계를 포함하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 보정값은 상기 복수의 실내기의 열교환기 입구온도들 중 가장 낮은 온도인 멀티형 공기조화기의 제어방법.

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