KR101485845B1

KR101485845B1 - 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법

Info

Publication number: KR101485845B1
Application number: KR20080051927A
Authority: KR
Inventors: 임병국; 김하나
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2015-01-23
Also published as: KR20090125881A

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 실내기 중 난방 운전하는 실내기에 있어서, 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하여 적절한 시기에 실내기를 써모 온/오프 할 수 있는 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 하나의 실외기에 복수의 실내기를 연결한 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 있어서, 복수의 실내기 중 운전 중인 실내기의 운전모드를 판단하여 난방운전인 경우, 운전 실내기가 써모 오프되는지 판단하고, 운전 실내기가 써모 오프되면, 난방운전시간에 따라 가변되는 보상온도를 이용하여 감지 실내온도를 보상하고, 보상된 실내온도와 설정온도를 비교하여 운전 실내기의 써모 온 여부를 판단한다.

Description

멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법{HEATING DRIVING CONTROL METHOD FOR MULTI AIR CONDITIONER}

본 발명은 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 실내기 중 난방 운전하는 실내기에 있어서, 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하는 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 관한 것이다.

멀티형 공기조화기는 하나의 실외기와 다수의 실내기를 포함한다. 실외기는 압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 실외팬 및 전동팽창밸브를 구비하고, 각 실내기는 실내팬 및 실내열교환기를 구비한다. 이러한 멀티형 공기조화기에서 난방운전을 하는 경우, 압축기에서 유출된 고온고압의 냉매는 사방밸브, 실내열교환기 및 전동팽창밸브를 통과한 후 실외열교환기를 거쳐 다시 압축기로 재순환된다.

이러한 난방운전 시 정지 중인 실내기측 전동팽창밸브의 개도를 닫을 경우, 냉매의 흐름이 막혀 냉매는 정체하게 되고, 정체된 냉매는 포화온도보다 낮은 외부온도에 의해 액화되면서 압력이 낮아지게 된다. 이에 따라 정지된 실내기로 냉매가 유입되면서 운전 중인 실내기 측에는 냉매 부족현상이 발생되기 때문에 정지 중인 실내기측 전동팽창밸브를 최소한의 개도로 열어 냉매의 흐름이 개방되도록 하였다.

한편, 종래에는 난방운전 시 실내온도가 설정온도에 미달하는 실내기의 써모 온(Thermo ON) 시 실내기측 전동팽창밸브를 열어 냉매흐름을 소통시키고, 실내온도가 설정온도에 도달하는 실내기의 써모 오프(Thermo OFF) 시 실내기측 전동팽창밸브를 닫아 실내열교환기로의 냉매흐름을 차단시켰다. 실내기의 써모 온 시에는 도 1에 도시된 바와 같이, 실내온도센서(실내열교환기측에 장착)에서 감지한 실내온도(A 영역의 온도)는 실내열교환기에서 방출되는 복사열 및 난방운전 시 따뜻한 공기가 상부에 모이고 차가운 공기는 바닥에 깔리는 대류현상에 의하여 사용자가 거주하는 곳의 온도(B 영역의 온도)보다 높게 검출되는 것을 알 수 있었다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 실내온도센서에서 감지한 실내온도가 사용자가 거주하는 곳의 온도와 동일하게 추종되도록 실내온도에서 소정온도 낮게 보정하여 실내온도를 새로 산출하고, 새로 산출된 실내온도를 이용하여 실내기의 써모 온/오프 여부를 판단하였다.

그러나, 실내기를 써모 오프 하는 경우에는 도 1b에 도시된 바와 같이, 정지된 실내기측 실내열교환기로 최소한의 냉매가 공급되어 풍속이 약하게 발생되기 때문에 A영역의 온도와 B영역의 온도 차가 실내기가 써모 온 되는 경우보다 더 심하게 벌어지며 특히, 운전 중인 실내기를 써모 오프 하는 경우에는 실내기측 전동팽창밸브를 최소한의 개도로 열기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이, 응축열로 인해 온도가 천천히 낮아지게 되어 실내온도(P1℃)를 소정온도(H℃) 낮게 보정(P2℃=P1℃-H℃)하여도 실내온도(P2℃)는 사용자가 거주하는 곳(P3℃)의 온도보다 높게 측 정되는 문제점이 있었다.

따라서, 써모 오프 된 실내기를 적절한 시기에 써모 온 할 수 없었으며, 실내기가 적절한 시기에 써모 온/오프 되지 않아 사용자의 불만이 가중되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 복수의 실내기 중 난방 운전하는 실내기에 있어서, 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하여 적절한 시기에 실내기를 써모 온/오프 할 수 있는 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하나의 실외기에 복수의 실내기를 연결한 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 있어서, 복수의 실내기 중 운전 중인 실내기의 운전모드를 판단하여 난방운전인 경우, 운전 실내기가 써모 오프되는지 판단하고, 운전 실내기가 써모 오프되면, 난방운전시간에 따라 가변되는 보상온도를 이용하여 감지 실내온도를 보상하고, 보상된 실내온도와 설정온도를 비교하여 운전 실내기의 써모 온 여부를 판단한다.

여기서, 보상온도는 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하기 위한 온도인 것을 특징으로 한다.

또한, 보상온도는 난방운전시간에 따라 증가되는 온도인 것을 특징으로 한다.

그리고, 감지 실내온도의 보상 시 감지 실내온도에서 보상온도를 감산하여 감지 실내온도를 보상한다.

덧붙여, 보상온도는 복수 개이며, 복수 개의 보상온도 중 적어도 하나의 보 상온도는 난방운전시간에 따라 가변되는 온도인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 따르면, 복수의 실내기 중 난방 운전하는 실내기에 있어서, 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하여 적절한 시기에 실내기를 써모 온/오프 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 실내기가 적절한 시기에 써모 온/오프되기 때문에 사용자가 거주하는 곳의 온도가 쾌적하게 유지되어 사용자에게 만족감을 줄 수 있는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 유로도로서 멀티형 공기조화기는 통상의 냉매사이클을 형성하는 하나의 실외기(10)와, 실외기(10)에 연결되어 실내 냉난방을 행하는 복수의 실내기(50,60)를 구비하며, 복수의 실내기(50,60)와 실외기(10) 사이에는 냉매배관이 설치된다.

실외기(10)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 압축기(12)와, 압축기(12)에서 압축된 고온고압의 기체냉매가 흐르는 방향을 운전모드(냉방운전 또는 난방운전)에 따라 조절하는 사방밸브(14)와, 압축기(12)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 전달받아 실외공기와 열교환하는 실외열교환기(16)와, 실외열교환기(16)에서 열교환이 이루어지도록 실외팬모터(20)에 의해 실외공기를 강제 송풍시키는 실외팬(18)과, 냉매 유량을 조절하면서 열교환된 냉매를 감압 팽창시키는 실외전동변(22)을 포함한다.

압축기(12)의 흡입측에는 압축기(12)에 유입되는 냉매를 완전 기체상태의 가스로 변환시키는 어큐뮬레이터(24)가 설치되고, 압축기(12)의 하단측에는 오일 유동성, 압축기(12) 바닥온도 등을 운전조건에 양호하게 만들기 위해 압축기(12)의 하단을 가열하는 히터(26)가 설치된다.

제1 및 제2 실내기(50,60)는 냉매를 전달받아 실내공기와 열교환하는 제1 및 제2 실내열교환기(52,62)와, 제1 및 제2 실내열교환기(52,62)에서 열교환이 이루어지도록 제1 및 제2 실내팬모터(54,64)에 의해 실내공기를 강제 송풍시키는 제1 및 제2 실내팬(56,66)과, 제1 및 제2 실내열교환기(52,62)로 흐르는 냉매 흐름을 조절하는 제1 및 제2 실내전동변(58,68)을 포함한다.

이와 같이 구성된 실외기(10)와 실내기(50,60)를 가지는 멀티형 공기조화기에서 난방운전인 경우에는 사방밸브(14)가 온 되어 냉매가 도 3의 화살표 방향을 따라 압축기(12)→사방밸브(14)→제1 또는 제2 실내열교환기(52,62)→제 1 또는 제2 실내전동변(58,68)→실외전동변(22)→실외열교환기(16)→사방밸브(14)→어큐뮬레이터(24)→압축기(12) 순으로 순환되는 냉매사이클을 형성한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 제어 구성도로서 신호입력부(100), 실내온도센서(110), 제어부(120), 저장부(130), 압축기 구동부(140), 실외팬모터 구동부(150), 실내팬모터 구동부(160), 히터구동부(170) 및 밸브구동부(180)를 포함하여 구성된다.

신호입력부(100)는 사용자가 선택하는 운전모드(냉방운전 또는 난방운전)와 설정온도, 설정풍량, 설정풍향 등의 운전정보를 입력하도록 조작부 등으로 구성되 고, 실내온도센서(110)는 실내열교환기(52,62) 측에 설치되어 실내온도를 감지한다.

제어부(120)는 실내온도센서(110)에서 감지된 실내온도가 미리 정해진 설정온도에 도달하는 써모 오프 시 실내기(50,60)를 작동 정지시키고 실내온도가 설정온도에 미달하는 써모 온 시 실내기(50,60)를 작동시킨다. 이때, 제어부(120)는 실내기(50,60)가 써모 오프되는 동안에 밸브구동부(170)를 이용하여 실내전동변(58,68)을 최소한의 개도로 개방한다.

또한, 제어부(120)는 복수의 실내기(50,60) 중 운전 중인 실내기의 운전모드를 판단하여 난방운전인 경우, 운전 실내기가 써모 오프되는지 판단하고, 운전 실내기가 써모 오프되면, 난방운전시간에 따라 가변되는 보상온도를 이용하여 감지 실내온도를 보상한다. 즉, 제어부(120)는 감지 실내온도의 보상 시 실내온도센서(110)에서 감지된 실내온도에서 보상온도를 감산하여 감지 실내온도를 보상하는데, 예를 들어 실내온도센서(110)에서 감지한 실내온도가 15℃, 보상온도가 3℃이면, 보상된 실내온도는 감지 실내온도(15℃)와 보상온도(3℃)의 차인 12℃(15℃-3℃=12℃)이다.

여기서, 보상온도란 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하기 위한 온도로서 운전 실내기의 써모 오프 시 실내온도센서(110)에서 감지한 온도와 체감 실내온도(즉, 사용자가 거주하는 장소의 실내온도)가 난방운전시간에 따라 벌어진다는 점에 착안하여 실험을 통해 측정된 온도이다. 이때, 보상온도는 난방운전시간에 따라 증가되며, 복수 개로 이루어질 수 있 다.

그리고, 제어부(120)는 보상된 실내온도와 설정온도를 비교하여 운전 실내기의 써모 온 여부를 판단한다. 즉, 제어부(120)는 보상된 실내온도가 설정온도에 미달하는지 판단하여 보상된 실내온도가 설정온도에 미달하면 운전 실내기를 써모 온 한다.

저장부(130)는 실험결과를 통해 측정된 보상온도를 저장하며, 보상온도가 복수 개일 경우, 난방운전시간에 상응하는 복수 개의 보상온도를 모두 저장한다. 이러한 저장부(103)는 디램(DRAM), 에스디램(SDRAM), 알디엠(RDRAM), 디디알램(DDRAM), 에스램(SRAM)과 같이 보상온도를 저장할 수 있는 소정의 저장매체인 것이 바람직하며, 보상온도는 실내기의 종류 및 특성과 사용자가 거주하는 곳의 크기 및 주변환경에 따라 다양한 값을 가진다.

압축기구동부(140)는 제어부(120)의 압축기 제어신호에 따라 압축기(12)의 구동을 제어하고, 실외팬모터 구동부(150)는 제어부(120)의 실외팬제어신호에 따라 실외 팬 모터(20)의 구동을 제어하며, 실내팬모터 구동부(160)는 제어부(120)의 실내팬제어신호에 따라 실내 팬 모터(54,64)의 구동을 제어한다.

히터구동부(170)는 제어부(120)의 히터제어신호에 따라 압축기(12)의 하단측에 설치된 히터(26)의 구동을 제어하고, 밸브구동부(180)는 제어부의 밸브제어신호에 따라 사방밸브(14), 실외전동변(22), 제1 및 제2 실내전동변(58,68)의 구동을 제어한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어 방법에 대하여 상세하게 설명하도록 하며, 이때, 제1 및 제2 보상온도로 구성된 보상온도를 기준으로 하여 설명하도록 한다.

도 6을 참조하면, 복수의 실내기 중 운전 중인 실내기가 현재 난방운전인지 판단한다(600).

600단계에서 난방운전으로 판단되면, 제어부(120)는 실내온도센서(110)에서 실내온도(T1℃)를 감지한다(601).

601단계에서 실내온도(T1℃)를 감지한 후, 제어부(120)는 운전 실내기가 써모 오프되는지 판단하기 위해 실내온도(T1℃)가 미리 정해진 설정온도에 도달하는지 판단한다(602).

602단계에서의 판단결과 실내온도(T1℃)가 설정온도에 도달하면, 제어부(120)는 운전 실내기를 써모 오프(즉, 운전 실내기의 작동을 정지)한다(603). 이때, 제어부(120)는 밸브구동부(180)를 통해 운전 실내기의 실내전동변(58,68)을 최소한의 개도로 개방한다.

다음으로, 운전 실내기의 써모 온 여부를 판단하기 위해 실내온도센서(110)에서는 실내온도(T1℃)를 감지(604)하고, 제어부(120)는 감지된 실내온도(T1℃)에서 제1 보상온도(F1℃)를 감산하여 실내온도(T1℃)를 보상한다. 즉, 제어부(120)는 감지 실내온도(T1℃)에서 제1 보상온도(F1℃)를 감산하여 실내온도(T1℃)를 보상한 온도인 제1 실내온도(T2℃)를 검출한다(605). 여기서, 제1 보상온도(F1℃)는 운전 실내기가 써모 오프 되면, 응축열에 의해 실내온도가 천천히 낮아지는 현상으로 인해 감지 실내온도와 체감 실내온도가 난방운전시간에 따라 증가하는 상태를 고려하 여 난방운전시간에 따라 증가된 값을 가진다.

그리고, 검출된 제1 실내온도(T2℃)에서 제2 보상온도(F2℃)를 더 감산하여 최종적으로 제2 실내온도(T3℃)를 검출한다(606). 이때, 제2 보상온도(F2℃)는 도 1의 A 영역의 평균온도와 B 영역의 평균온도의 차로서 실험을 통해 수치화한 데이터이다.

606단계를 수행한 후, 제2 실내온도(T3℃)가 설정온도보다 낮은지 판단(607)하여 제2 실내온도(T3℃)가 설정온도보다 낮지 않으면, 실내온도(T1℃)를 다시 감지(604)하고, 감지된 실내온도(T1℃)에서 제1 보상온도(F1℃)를 감산하여 제1 실내온도(T2℃)를 다시 검출한다(605). 이때, 제1 보상온도는 최초 605단계의 제1 보상온도보다 소정온도 증가된 온도이며, 만약 저장부(130)에 난방운전시간이 1초 증가할 때마다 1℃씩 증가된 값을 갖는 제1 보상온도가 저장되어 있다면, 현재 제1 보상온도는 최초 제1 보상온도보다 1℃ 증가된 온도이다.

그 후, 제1 실내온도(T2℃)에서 제2 보상온도(F2℃)를 감산(606)하여 검출된 제2 실내온도(T3℃)를 이용하여 운전 실내기의 써모 온 여부를 다시 판단한다(607).

607단계에서 제2 실내온도(T3℃)가 설정온도보다 낮으면, 운전 실내기를 써모 온 한다(608).

그 다음, 운전 실내기의 써모 오프 여부를 판단하기 위해 실내온도센서(110)에서 실내온도를 감지(609)하고, 제어부(120)는 감지된 실내온도에서 제2 보상온도(F2℃)를 감산하여 제3 실내온도를 검출한다(610).

다음으로, 검출된 제3 실내온도가 설정온도에 도달하는지 판단(611)하여 제1 실내온도가 설정온도에 도달하면, 운전 실내기(50,60)를 써모 오프 한다(612).

상술한 내용을 정리하면, 복수의 실내기 중 운전 중인 실내기가 난방운전일 경우, 제어부(120)는 운전 실내기가 써모 오프되는 경우, 운전 실내기를 적절한 시기에 써모 온 하기 위해 실내온도센서(110)에서 감지한 실내온도(T1℃)에서 미리 저장된 제1 보상온도(F1℃)를 감산하여 제1 실내온도를 검출한다. 그리고, 제어부(120)는 검출된 제1 실내온도(T2℃=T1℃-F1℃)에서 제2 보상온도(F2℃)를 더 감산하여 최종적으로 제2 실내온도(T3℃=T1℃-F1℃-F2℃)를 검출하고, 검출된 제2 실내온도(T3℃)와 설정온도를 비교하여 운전 실내기의 써모 온 여부를 적절하게 판단한다.

도 7은 개선 전과 개선 후에 따른 실내온도의 변화를 보여주는 결과그래프로서, 도 7을 참조하면, 설정온도가 21℃일 경우, 개선 전에는 체감 실내온도(즉, 사용자가 거주하는 곳)의 평균온도는 19.4℃로 운전 실내기가 써모 온 되지 않고 써모 오프된 상태를 계속 유지하고 있으나, 개선 후에는 운전 실내기가 6분 간격으로 써모 오프되는 것을 볼 수 있다.

또한, 설정온도가 24℃일 경우, 개선 전에는 운전 실내기가 14분 간격으로 써모 오프되고, 감지 실내온도가 대략 5℃의 간격으로 크게 움직이나, 개선 후에는 감지 실내온도의 간격이 대략 3℃ 정도로 좁아지고 운전 실내기가 3분 간격으로 써모 오프되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도 차를 보상하여 운전 실내기의 써모 온/오프 여부를 적절하게 판단할 수 있게 된다.

도 1a는 운전 실내기의 써모 온 시 공기의 흐름을 보여주는 그래프이다.

도 1b는 운전 실내기의 써모 오프 시 공기의 흐름을 보여주는 그래프이다.

도 2는 종래에 따른 실내온도센서에서 감지한 실내온도, 실내온도를 보정한 온도 및 사용자가 거주하는 곳의 온도를 보여주는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 유로도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 제어 구성도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 실내온도센서에서 감지한 실내온도, 실내온도를 보상한 제1 실내온도, 제1 실내온도를 보상한 제2 실내온도 및 사용자가 거주하는 곳의 온도를 보여주는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어과정을 보여주는 제어흐름도이다.

도 7은 개선 전과 개선 후에 따른 실내온도의 변화를 보여주는 결과그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100...신호입력부 110...실내온도센서

120...제어부 130...저장부

140...압축기 구동부 150...실외팬모터 구동부

160...실내팬모터 구동부 170...히터구동부

180...밸브구동부

Claims

하나의 실외기에 복수의 실내기를 연결한 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법에 있어서,

상기 복수의 실내기 중 운전 중인 실내기의 운전모드를 판단하여 난방운전인 경우, 상기 운전 실내기가 써모 오프되는지 판단하고,

상기 운전 실내기가 써모 오프되면, 난방운전시간에 따라 가변되는 보상온도를 이용하여 감지 실내온도를 보상하고,

상기 보상된 실내온도와 설정온도를 비교하여 상기 운전 실내기의 써모 온 여부를 판단하는 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보상온도는,

상기 난방운전시간에 따라 변화하는 감지 실내온도와 체감 실내온도의 차를 보상하기 위한 온도인 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보상온도는,

상기 난방운전시간에 따라 증가되는 온도인 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 감지 실내온도의 보상 시 상기 감지 실내온도에서 상기 보상온도를 감산하여 상기 감지 실내온도를 보상하는 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 보상온도는,

복수 개이며,

상기 복수 개의 보상온도 중 적어도 하나의 보상온도는 난방운전시간에 따라 가변되는 온도인 멀티형 공기조화기의 난방운전 제어방법.