KR101710941B1 - Method for detecting shortage of refrigerant in heat pump system - Google Patents

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KR101710941B1
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김민수
류진우
홍성빈
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서울대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for determining the amount of a refrigerant in a heat pump system. The method can be used to determine whether the refrigerant is low by comparing a difference between the air suction temperature of an evaporator and the temperature of refrigerant pipes in the evaporator with a set temperature. The method also can also be used to determine the current amount of the filled refrigerant in a system from data stored in a database in advance regarding a change in the difference between the air suction temperature of an evaporator and the temperature of refrigerant pipes in the evaporator by manually reducing an opening degree of an expansion valve, thereby enabling a user or a manager to check whether an appropriate amount of the refrigerant is accurately filled in the system. The method also enables the current refrigerant amount in the system to be checked and predicts a refrigerant leakage more quickly to modify a control operation or increase the amount of the refrigerant filled therein, thereby preventing degradation of the system performance in advance.

Description

히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법{Method for detecting shortage of refrigerant in heat pump system}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for determining the amount of refrigerant in a heat pump system,

본 발명은 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템의 내부에 적정 수준의 냉매량이 충전되어 있는지 보다 정확하게 판단할 수 있는 히트펌프 시스템의 냉매량 부족 판단방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for determining a refrigerant amount in a heat pump system, and more particularly, to a method for determining a refrigerant amount insufficiency in a heat pump system, which can more accurately determine whether an appropriate level of refrigerant is charged in a system.

일반적으로 히트펌프는, 압축기, 증발기, 팽창밸브 및 응축기를 포함하고, 냉매 사이클에 따라 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 히트펌프 시스템 내에서 냉매량이 부족할 경우 시스템의 성능이 크게 저하되고, 더 심할 경우 파손의 위험이 있다.Generally, a heat pump includes a compressor, an evaporator, an expansion valve, and a condenser, and is a device for cooling or heating an indoor space according to a refrigerant cycle. If the amount of refrigerant in the heat pump system is insufficient, the performance of the system is greatly deteriorated, and in the worst case, there is a risk of breakage.

종래에는, 히트펌프 시스템의 정상 운전 도중에 온도 정보를 이용하여 냉매의 누설을 판단하고 있다. 즉, 측정된 온도 정보가 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우 냉매의 누설이 있다고 판단한다. Conventionally, the leakage of the refrigerant is judged by using the temperature information during normal operation of the heat pump system. That is, when the measured temperature information is out of the predetermined range, it is determined that the refrigerant leaks.

그러나, 종래의 방법은, 냉매의 누설량이 비교적 많은 양일 경우에만 누설 판단이 가능한 문제점이 있다. 또한, 시스템내 냉매량이 부족할 경우 시스템의 정상 작동을 위해 팽창밸브를 자동으로 제어하게 되므로, 측정된 온도 정보가 미리 설정된 범위를 벗어나지 않게 되어 냉매의 누설을 판단할 수 없게 하는 문제점이 있다. However, the conventional method has a problem that leakage can be determined only when the leakage amount of the refrigerant is relatively large. In addition, when the amount of refrigerant in the system is insufficient, the expansion valve is automatically controlled for normal operation of the system, so that the measured temperature information does not deviate from a preset range, making it impossible to determine the leakage of the refrigerant.

한국공개특허 10-2007-0013826Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0013826

본 발명의 목적은, 보다 정확하게 시스템 내 충전된 냉매량을 판단할 수 있는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a method for judging the amount of refrigerant in a heat pump system which can more accurately determine the amount of refrigerant charged in the system.

본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법은, 냉매량 판단 모드로 운전이 시작되면, 증발기로 흡입되는 공기의 흡입 온도와 상기 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차를 미리 설정된 설정 온도차와 비교하는 단계와; 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 시스템의 냉매 누설량이 미리 설정된 설정 비율 이상인 냉매량 부족상태로 판단하고, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이 될 때까지 상기 팽창 밸브의 개도를 감소시켜, 상기 팽창 밸브의 개도와 상기 시스템의 냉매 충전량에 따른 상기 공기 흡입 온도와 상기 냉매 배관 온도의 온도차 변화에 대해 미리 저장된 데이터베이스로부터 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만일 때 상기 팽창 밸브의 개도에 따른 상기 시스템의 냉매 충전량을 판단하는 냉매량 판단 단계를 포함한다.The method for determining the amount of refrigerant in the heat pump system according to the present invention comprises the steps of comparing the temperature difference between the suction temperature of the air sucked into the evaporator and the refrigerant pipe temperature in the evaporator, ; And when the temperature difference is less than the set temperature difference, it is determined that the refrigerant leakage amount of the system is equal to or higher than a predetermined set ratio, and if the temperature difference is equal to or greater than the set temperature difference, The opening degree of the expansion valve and the temperature difference between the air intake temperature and the refrigerant pipe temperature in accordance with the opening degree of the expansion valve and the refrigerant charge amount of the system are preliminarily stored in advance to the opening degree of the expansion valve when the temperature difference is less than the set temperature difference. And determining a refrigerant charge amount of the system according to the detected amount of the refrigerant.

본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법은, 냉매량 판단 모드로 운전이 시작되면, 증발기로 흡입되는 공기 흡입 온도와 상기 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차를 미리 설정된 설정 온도차와 비교하는 단계와; 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 시스템의 냉매 누설량이 미리 설정된 설정 비율 이상인 냉매량 부족상태로 판단하고, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 시스템의 냉매 충전량을 판단하는 냉매량 판단단계를 포함하고, 상기 냉매량 판단단계는, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 팽창밸브의 개도를 미리 설정된 비율만큼 감소시키는 과정과, 상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후 미리 설정된 설정시간동안 운전한 이후 상기 온도차를 다시 측정하고, 측정된 온도차를 상기 설정 온도차와 비교하는 과정과, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 상기 팽창 밸브의 개도와 상기 시스템의 냉매 충전량에 따른 상기 공기 흡입 온도와 상기 냉매 배관 온도의 온도차 변화에 대해 미리 저장된 데이터베이스로부터 상기 팽창밸브의 개도에 따른 상기 시스템의 냉매 충전량을 판단하는 과정과, 상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후, 측정된 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 팽창밸브의 개도를 다시 상기 비율만큼 다시 감소시키는 과정과, 상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후 미리 설정된 설정시간동안 운전한 이후 상기 온도차를 다시 측정하고, 측정된 온도차를 상기 설정 온도차와 비교하는 과정과, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 상기 데이터베이스로부터 상기 팽창밸브의 개도에 따른 상기 시스템의 냉매 충전량을 판단하는 과정과, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이고, 상기 팽창밸브의 개도가 미리 설정된 최저 개도 이상이면 상기 과정들을 다시 반복 수행하고, 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이고, 상기 팽창밸브의 개도가 상기 최저 개도 미만이면, 상기 냉매 충전량이 정상이라고 판단하고 냉매량 판단 모드를 종료하는 과정을 포함한다.A method of determining the amount of refrigerant in a heat pump system according to the present invention includes comparing a temperature difference between an air intake temperature sucked into an evaporator and a refrigerant pipe temperature inside the evaporator to a predetermined set temperature difference when operation starts in a refrigerant quantity determination mode; And a coolant amount determining step of determining a coolant charge amount of the system if the temperature difference is less than the set temperature difference and determining a coolant amount insufficient amount of the system coolant leakage amount if the temperature difference is not less than the set temperature difference, Wherein the step of determining the amount of refrigerant includes the steps of decreasing the opening degree of the expansion valve by a predetermined ratio when the temperature difference is equal to or greater than the preset temperature difference, And comparing the measured temperature difference with the set temperature difference; and when the temperature difference is less than the set temperature difference, calculating a difference between the opening degree of the expansion valve and the refrigerant charge amount of the system, From a database that is pre-stored for changes Determining a refrigerant charge amount of the system according to an opening degree of the expansion valve; and decreasing the opening degree of the expansion valve, if the measured temperature difference is equal to or greater than the set temperature difference, Measuring the temperature difference again after operating the expansion valve for a predetermined set time after reducing the opening of the expansion valve and comparing the measured temperature difference with the set temperature difference; and if the temperature difference is less than the set temperature difference Determining a refrigerant charge amount of the system according to the degree of opening of the expansion valve from the database; and repeating the above steps if the temperature difference is equal to or greater than the preset temperature difference and the opening degree of the expansion valve is equal to or greater than a predetermined minimum opening degree , The temperature difference is equal to or greater than the set temperature difference, And determining that the coolant charge amount is normal and terminating the coolant amount determination mode if the opening degree is less than the minimum opening degree.

본 발명은, 증발기의 공기 흡입 온도와 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 차이를 설정 온도와 비교하여 냉매 부족 여부를 판단할 뿐만 아니라, 팽창 밸브의 개도를 인위적으로 감소시킴으로써 증발기의 공기 흡입 온도와 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차 변화에 대해 미리 저장된 데이터베이스로부터 시스템의 현재 상태의 냉매 충전량을 판단할 수 있으므로, 사용자 또는 관리자가 시스템 내에 적정 수준의 냉매량이 충전되어 있는지 보다 민감하고 정확하게 확인할 수 있다. The present invention is not only to judge whether refrigerant is insufficient by comparing the difference between the air intake temperature of the evaporator and the refrigerant piping temperature inside the evaporator to the set temperature, and artificially reduces the opening degree of the expansion valve, It is possible to determine the refrigerant charge amount in the current state of the system from the database stored in advance with respect to the temperature difference change of the refrigerant piping temperature of the refrigerant pipeline. Thus, the user or the manager can more accurately and accurately confirm whether or not the proper amount of refrigerant is charged in the system.

또한, 시스템의 현재 냉매량을 확인할 수 있기 때문에, 냉매 누설을 보다 빠르게 예측하여 냉매량을 충전하거나 제어를 수정하여, 시스템 성능의 저하를 미리 예방할 수 있다. Further, since the present amount of refrigerant in the system can be confirmed, the leakage of the refrigerant can be predicted more quickly to charge the amount of the refrigerant or correct the control, thereby preventing deterioration of system performance in advance.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 제어 구성이 도시된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 냉매량 판단 방법이 도시된 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터베이스에 저장된 팽창밸브의 개도와 냉매 충전량에 따른 증발기의 공기 흡입 온도와 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a block diagram showing a control structure of a heat pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for determining the amount of refrigerant in a heat pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing changes in the temperature difference between the air intake temperature of the evaporator and the refrigerant pipe temperature inside the evaporator according to the opening degree of the expansion valve and the refrigerant charge amount stored in the database according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 제어 구성이 도시된 블록도이다. 1 is a block diagram showing a control structure of a heat pump according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프는, 압축기(30), 응축기(미도시), 팽창밸브(40), 증발기(미도시), 센서부(20), 표시부(50) 및 제어부(10)를 포함한다. 1, a heat pump according to an embodiment of the present invention includes a compressor 30, a condenser (not shown), an expansion valve 40, an evaporator (not shown), a sensor unit 20, a display unit 50, And a control unit 10.

상기 센서부(20)는, 상기 증발기(미도시)로 흡입되는 공기의 공기 흡입 온도(Te,a)를 감지하는 센서와, 상기 증발기(미도시)의 내부의 냉매 온도를 감지하기 위해 상기 증발기 내부의 냉매 배관 온도(Te,r)를 감지하는 센서를 포함한다. The sensor unit 20 includes a sensor for detecting the air intake temperature Te of the air sucked into the evaporator (not shown), and a sensor for sensing the temperature of the refrigerant in the evaporator (not shown) And a sensor for sensing the refrigerant pipe temperature (Te, r) inside.

상기 표시부(50)는, 상기 시스템 내부의 냉매량을 출력한다. 상기 표시부(50)는, 상기 시스템의 운전 정보, 상기 센서부(20)의 센서 정보, 상기 팽창밸브(40)의 개도 정보를 출력하는 것도 물론 가능하다. 상기 시스템의 운전 정보는, 상기 시스템이 일반 운전 모드인지 냉매량을 판단하는 냉매량 판단 모드인지에 대한 정보를 포함한다.The display unit 50 outputs the amount of refrigerant in the system. The display unit 50 may also output the operation information of the system, the sensor information of the sensor unit 20, and the opening information of the expansion valve 40. The operation information of the system includes information on whether the system is in a normal operation mode or a refrigerant amount determination mode in which the amount of refrigerant is determined.

상기 제어부(10)는, 상기 압축기(30)의 운전, 상기 팽창 밸브(40)의 개도 및 상기 표시부(50)의 작동을 제어한다. 또한, 상기 제어부(10)는, 데이터베이스(12)를 포함한다. The controller 10 controls the operation of the compressor 30, the opening of the expansion valve 40, and the operation of the display unit 50. In addition, the control unit 10 includes a database 12.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터베이스에 저장된 팽창밸브의 개도와 냉매 충전량에 따른 증발기의 공기 흡입 온도와 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차 변화를 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing changes in the temperature difference between the air intake temperature of the evaporator and the refrigerant pipe temperature inside the evaporator according to the opening degree of the expansion valve and the refrigerant charge amount stored in the database according to the embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 데이터베이스(12)는, 상기 팽창 밸브(40)의 개도와 상기 시스템의 냉매 충전량에 따른 상기 증발기의 공기 흡입 온도(Te,a)와 냉매 배관 온도(Te,r)의 차이인 온도차(ΔT)의 변화가 미리 저장된다. 상기 데이터베이스(12)는 실험 등에 의해 미리 구해진다.
Referring to FIG. 3, the database 12 compares the opening degree of the expansion valve 40, the air intake temperature Te, a of the evaporator with the refrigerant charge amount of the system, and the refrigerant piping temperature Te A change in temperature difference DELTA T, which is a difference, is stored in advance. The database 12 is obtained in advance by experiments or the like.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 냉매량 판단 방법이 도시된 순서도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for determining the amount of refrigerant in a heat pump according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 냉매량 판단 방법은 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a method for determining the amount of refrigerant in a heat pump according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 냉매량 판단모드를 시작한다. 상기 냉매량 판단모드는 일반 운전 모드와는 별도로 추가로 설정된다. 상기 냉매량 판단모드는, 사용자나 관리자가 선택에 의해 수행되는 것도 가능하고, 상기 제어부(10)가 주기적으로 수행하는 것도 가능하다. 여기서, 냉매량은 시스템 내부의 냉매 충전량과 냉매 누설량을 포함한다. 상기 냉매 충전량과 냉매 누설량은 각각 비율로 표시되고, 냉매 충전량을 알면 냉매 누설량을 계산할 수 있다.First, the refrigerant amount determination mode is started. The refrigerant amount determination mode is additionally set separately from the normal operation mode. The refrigerant quantity determination mode may be performed by a user or an administrator, and the controller 10 may periodically perform the mode. Here, the refrigerant amount includes the refrigerant charge amount and the refrigerant leakage amount in the system. The coolant charge amount and the coolant leakage amount are respectively expressed as a ratio, and if the coolant charge amount is known, the coolant leakage amount can be calculated.

상기 냉매량 판단모드를 시작하면, 현재의 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 저장한다.(S1) 이하, 본 실시예에서는, 상기 냉매량 판단모드를 시작한 시점에서 상기 팽창 밸브(40)의 개도가 100%인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 냉매량 판단모드를 시작한 시점에서의 개도는 임의의 값이며 어느 값이든 가능하다.(S1) Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that the opening degree of the expansion valve 40 is 100 when the refrigerant amount determination mode is started, %. However, the present invention is not limited to this, and the degree of opening at the time of starting the refrigerant amount determination mode may be any value and may be any value.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 저장한 이후, 미리 설정된 설정 시간동안 운전한다.(S2)After storing the opening degree of the expansion valve 40, the operation is performed for a predetermined set time (S2)

이후, 상기 증발기의 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 증발기의 냉매 배관 온도(Te,r)를 각각 측정한다. (S3)Then, the air intake temperature (Te, a) of the evaporator and the refrigerant pipe temperature (Te, r) of the evaporator are respectively measured. (S3)

상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)를 미리 설정된 설정 온도차와 비교한다.(S4) 여기서, 상기 설정 온도차는 5℃인 것으로 예를 들어 설명한다. 냉매량이 정상인 경우에는, 상기 증발기의 중간 지점에서 냉매가 다 증발하지 않으므로 상기 공기 흡입 온도와 상기 냉매 배관 온도의 차이가 상기 설정 온도차 이상을 유지한다. 한편, 냉매가 누설되어 냉매량이 부족한 경우, 상기 증발기의 중간 지점에서 냉매가 거의 다 증발하게 되므로, 상기 공기 흡입 온도와 상기 냉매 배관 온도의 차이가 상기 설정 온도차 미만으로 줄어들게 된다. The temperature difference T between the air intake temperature Te and the refrigerant piping temperature Te is compared with a predetermined set temperature difference S4. do. When the amount of refrigerant is normal, since the refrigerant does not evaporate at the intermediate point of the evaporator, the difference between the air intake temperature and the refrigerant pipe temperature is maintained above the set temperature difference. On the other hand, when the amount of the refrigerant is insufficient due to the leakage of the refrigerant, the refrigerant is almost evaporated at the intermediate point of the evaporator, so that the difference between the air intake temperature and the refrigerant pipe temperature is reduced to less than the set temperature difference.

도 3을 참조하면, 상기 팽창 밸브(40)의 개도가 100%일 때, 상기 설정 온도차가 5℃미만이면(A), 상기 시스템 내의 냉매 충전량이 약 50%이하로 나타난다.Referring to FIG. 3, when the opening degree of the expansion valve 40 is 100%, when the set temperature difference is less than 5 ° C (A), the refrigerant charge amount in the system is about 50% or less.

상기 제어부(10)는, 상기에서 측정된 온도차(ΔT)가 상기 설정 온도차인 5℃ 미만이면, 상기 시스템 내부의 냉매 충전량이 약 50%이하므로, 냉매 누설량이 50% 이상이라고 판단한다.(S5) 즉, 상기에서 측정된 온도차(ΔT)가 상기 설정 온도차인 5℃ 미만이면, 냉매 누설량이 50% 이상인 냉매가 매우 부족한 상태로 판단한다. The controller 10 determines that the refrigerant leakage amount is equal to or greater than 50% because the refrigerant charge amount in the system is less than about 50% when the temperature difference T measured above is less than the set temperature difference of 5 DEG C. That is, if the measured temperature difference? T is less than the preset temperature difference of 5 占 폚, it is determined that the refrigerant having the refrigerant leakage amount of 50% or more is very insufficient.

상기 제어부(10)는, 상기 냉매가 매우 부족 상태로 판단되면, 상기 표시부(50)를 통해 상기 냉매 충전량과 냉매 누설량 중 적어도 하나를 출력한다.(S6) The control unit 10 outputs at least one of the refrigerant charge amount and the refrigerant leakage amount through the display unit 50 when it is determined that the refrigerant is very low.

이후, 상기 제어부(10)는, 상기 냉매량 판단 모드를 종료한다.(S7)Thereafter, the control unit 10 ends the refrigerant amount determination mode. (S7)

따라서, 사용자나 관리자는 출력된 냉매 누설량을 확인하고, 냉매 충전 실시 등의 후속 조치를 취할 수 있다. Therefore, the user or the manager can confirm the amount of refrigerant leakage outputted, and take follow-up measures such as the execution of the refrigerant charge and the like.

한편, 상기에서 측정된 온도차(ΔT)가 상기 설정 온도차인 5℃이상이면, 상기 냉매 누설량이 50% 미만이다.On the other hand, if the temperature difference? T measured above is equal to or higher than the set temperature difference of 5 占 폚, the refrigerant leakage amount is less than 50%.

상기 냉매 누설량이 50% 미만인 경우, 상기 시스템 내부의 냉매 충전량을 예측하기 위하여, 상기 온도차(ΔT)가 상기 설정 온도차 미만이 될 때까지 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 단계별로 감소시킨다.(S7) 즉, 본 발명에서는, 상기 냉매 누설량이 50% 이상인 상태는 아니더라도 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 감소시키면서 냉매 누설량을 보다 더 민감하게 판단함으로써, 상기 시스템 내부의 냉매 충전량을 예측하여 냉매 누설로 인한 문제점을 미리 예방할 수 있다. When the refrigerant leakage amount is less than 50%, the opening degree of the expansion valve 40 is decreased step by step until the temperature difference? T becomes less than the set temperature difference in order to predict the refrigerant charge amount in the system. (S7 That is, according to the present invention, even if the refrigerant leakage amount is not more than 50%, the refrigerant leakage amount is determined more sensitively while the opening degree of the expansion valve 40 is reduced, Can be prevented in advance.

여기서, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 미리 저장된 개도인 100%에서 70%로 감소시키는 것으로 예를 들어 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 100%로부터 미리 설정된 개도 비율인 70%로 감소시키는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 100%로부터 10%씩 또는 다른 비율만큼씩 감소시키는 것도 가능하다.Here, the opening degree of the expansion valve 40 is reduced from 100% to 70% of the stored opening degree, for example. In the present embodiment, the opening degree of the expansion valve 40 is reduced from 100% to 70%, which is a predetermined opening ratio. However, the present invention is not limited to this, By 10% or by a different ratio.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로 감소시킨 이후, 현재의 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 저장한다. After the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 70%, the opening degree of the present expansion valve 40 is stored.

상기 팽창 밸브(40)의 개도 70%로 한 상태에서 상기 설정 시간동안 운전한 이후 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)를 각각 측정한다. 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)를 상기 설정 온도차와 비교한다. The air intake temperature Te and a and the refrigerant pipe temperature Te and r are measured after the valve has been operated for the set time with the opening degree of the expansion valve 40 being 70% The temperature difference (? T) between the air intake temperature (Te, a) and the refrigerant pipe temperature (Te, r) is compared with the preset temperature difference.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 감소시키면, 상기 증발기로 유입되는 냉매량이 줄어들게 되므로 상기 증발기 내부가 과열된다. 따라서, 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)가 이전보다 감소된다. When the opening degree of the expansion valve (40) is reduced, the amount of the refrigerant flowing into the evaporator is reduced, so that the inside of the evaporator is overheated. Therefore, the temperature difference T between the air intake temperature Te, a and the refrigerant pipe temperature Te, r is reduced.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로 감소시킨 이후, 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)가 5℃미만이 되면, 상기 데이터베이스로부터 상기 시스템 내부의 냉매 충전량을 구한다.When the temperature difference T between the air intake temperature Te and the refrigerant piping temperature Te and r becomes less than 5 ° C after the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 70% The refrigerant charge amount in the system is obtained.

도 3을 참조하면, 상기 팽창 밸브(40)의 개도가 70%이고 상기 온도차(ΔT)가 5℃미만일 때, 상기 시스템 내부의 냉매 충전량이 70%임을 알 수 있다. 상기 냉매 충전량이 70%이면, 냉매 누설량이 30%라고 판단할 수 있다. Referring to FIG. 3, when the opening degree of the expansion valve 40 is 70% and the temperature difference? T is less than 5 ° C, it can be seen that the refrigerant charge amount in the system is 70%. If the refrigerant charge amount is 70%, it can be determined that the refrigerant leakage amount is 30%.

상기 제어부(10)는, 상기와 같이 판단된 냉매 충전량 또는 냉매 누설량을 상기 표시부(50)를 통해 출력한 후, 상기 냉매량 판단 모드를 종료한다.The control unit 10 outputs the coolant charge amount or the coolant leakage amount determined as described above through the display unit 50, and then ends the coolant amount determination mode.

따라서, 사용자나 관리자는, 현재 냉매량이 50%이상 누설된 상태는 아니더라도 시스템 내부의 현재 냉매량을 확인하여 냉매 누설량을 보다 민감하게 판단함으로써, 추후 냉매 누설을 보다 빠르게 예측하여 필요에 따라 냉매량을 충전하거나 시스템의 제어를 수정할 수 있다. Therefore, the user or the manager can determine the refrigerant leakage amount more sensitively by checking the present refrigerant amount in the system even if the present refrigerant amount is not leaked by 50% or more, so that the refrigerant leakage can be predicted later and the refrigerant amount can be charged The control of the system can be modified.

한편, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로 감소시킨 이후, 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)가 5℃ 이상이면, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 더 감소시킨다.If the temperature difference DELTA T between the air intake temperature Te and the refrigerant piping temperature Te and r is 5 DEG C or more after the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 70% Thereby further reducing the opening degree of the valve 40.

본 실시예에서는, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%에서 50%로 감소시키는 것으로 예를 들어 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로부터 미리 설정된 개도 비율인 50%로 감소시키는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로부터 10%씩 또는 다른 비율만큼씩 감소시키는 것도 가능하다.In the present embodiment, for example, the opening degree of the expansion valve 40 is reduced from 70% to 50%. In the present embodiment, the opening degree of the expansion valve 40 is reduced from 70% to a predetermined opening ratio of 50%. However, the present invention is not limited to this, By 10% or by a different ratio.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 50%로 감소시킨 이후, 현재의 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 저장한다. After the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 50%, the opening degree of the present expansion valve 40 is stored.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 70%로 한 상태에서 상기 설정 시간동안 운전한 이후 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)를 각각 다시 측정한다. 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)를 상기 설정 온도차와 비교한다. The air intake temperature Te, a and the refrigerant pipe temperature Te, r are measured again after the operation for the set time period with the opening degree of the expansion valve 40 at 70%. The temperature difference (? T) between the air intake temperature (Te, a) and the refrigerant pipe temperature (Te, r) is compared with the preset temperature difference.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 50%로 감소시키면, 상기 증발기로 유입되는 냉매량이 보다 줄어들게 되므로 상기 증발기 내부가 보다 과열된다. 따라서, 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)가 보다 감소된다. When the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 50%, the amount of refrigerant flowing into the evaporator is further reduced, so that the inside of the evaporator is further heated. Therefore, the temperature difference? T between the air intake temperature Te, a and the refrigerant pipe temperature Te, r is further reduced.

상기 팽창 밸브(40)의 개도를 50%로 감소시킨 이후, 상기 공기 흡입 온도(Te,a)와 상기 냉매 배관 온도(Te,r)의 온도차(ΔT)가 상기 5℃ 미만이 되면, 상기 데이터베이스로부터 상기 시스템 내부의 냉매 충전량을 구한다.If the temperature difference T between the air intake temperature Te and the refrigerant piping temperature Te and r is less than 5 ° C after the opening degree of the expansion valve 40 is reduced to 50% The amount of refrigerant charged in the system is obtained.

도 3을 참조하면, 상기 팽창 밸브(40)의 개도가 50%이고 상기 온도차(ΔT)가 5℃미만일 때, 상기 시스템 내부의 냉매 충전량이 85%인 것을 알 수 있다. 상기 냉매 충전량이 85%이면, 냉매 누설량이 15%라고 판단할 수 있다. Referring to FIG. 3, when the opening degree of the expansion valve 40 is 50% and the temperature difference? T is less than 5 占 폚, it can be seen that the refrigerant charge amount in the system is 85%. If the refrigerant charge amount is 85%, it can be determined that the refrigerant leakage amount is 15%.

상기 제어부(10)는 상기 냉매 충전량과 상기 냉매 누설량 중 적어도 하나를 상기 표시부(50)를 통해 출력한 후, 상기 냉매량 판단 모드를 중지한다. The control unit 10 outputs at least one of the refrigerant charge amount and the refrigerant leakage amount through the display unit 50 and then stops the refrigerant amount determination mode.

따라서, 사용자나 관리자는, 현재 냉매량이 50%이상 누설된 상태가 아니더라도 시스템 내부의 현재 냉매량을 확인함으로써, 추후 냉매 누설을 보다 빠르게 예측하여 필요에 따라 냉매량을 충전하거나 시스템의 제어를 수정할 수 있다. Therefore, the user or the manager can predict the refrigerant leakage more quickly at a later time by checking the current refrigerant amount in the system, even if the refrigerant amount is not leaked by 50% or more at present, and can charge the refrigerant amount or adjust the control of the system if necessary.

상기와 같은 방법으로, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 인위적으로 감소시켜, 상기 증발기의 과열도를 증가시킴으로써, 상기 데이터베이스로부터 시스템 내부의 현재 냉매 충전량을 구할 수 있다. 즉, 냉매 누설량이 50% 이상인 상태가 아니더라도 현재의 냉매 충전량을 판단하고 확인할 수 있다.By increasing the degree of superheat of the evaporator by artificially reducing the opening degree of the expansion valve 40 in the same manner as described above, the present refrigerant charge amount in the system can be obtained from the database. That is, even if the refrigerant leakage amount is not 50% or more, the current refrigerant charge amount can be judged and confirmed.

한편, 상기 팽창 밸브(40)의 개도를 감소시킬 때, 상기 팽창 밸브(40)의 개도와 미리 설정된 최저 개도를 비교한다.(S8) 여기서, 상기 최저 개도는 50%인 것으로 예를 들어 설명한다.Meanwhile, when the opening degree of the expansion valve 40 is reduced, the opening degree of the expansion valve 40 is compared with a predetermined minimum opening degree. (S8) Here, the minimum opening degree is 50% .

상기 팽창 밸브(40)의 개도가 50% 미만이면, 상기 냉매량 판단 모드를 중지하고, 냉매 충전량이 정상이라고 판단한다.
If the opening degree of the expansion valve (40) is less than 50%, the refrigerant amount determination mode is stopped and it is determined that the refrigerant charge amount is normal.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 제어부 12; 데이터베이스
20: 센서부 30: 압축기
40: 팽창 밸브 50: 표시부10: control unit 12; Database
20: sensor unit 30: compressor
40: expansion valve 50: display part

Claims (10)

냉매량 판단 모드로 운전이 시작되면, 증발기로 흡입되는 공기의 흡입 온도와 상기 증발기 내부의 냉매 배관 온도의 온도차를 미리 설정된 설정 온도차와 비교하는 단계와;
상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 시스템의 냉매 누설량이 미리 설정된 설정 비율 이상인 냉매량 부족상태로 판단하고,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 냉매 누설량이 상기 설정 비율 미만으로 냉매량 부족상태가 아니라고 판단하나 추후 냉매 누설을 예측하기 위하여 상기 시스템의 현재 냉매 충전량을 판단하는 냉매량 판단단계를 포함하고,
상기 냉매량 판단단계는,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 팽창밸브의 개도를 미리 설정된 비율만큼 감소시켜 상기 증발기 내부의 과열도를 증가시키는 과정과,
상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후 상기 온도차를 다시 측정하고, 측정된 온도차를 상기 설정 온도차와 비교하는 과정과,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 상기 팽창밸브의 개도와 상기 시스템의 냉매 충전량에 따른 상기 온도차의 변화가 미리 저장된 데이터베이스로부터 상기 팽창밸브의 개도에 따른 상기 시스템의 현재 냉매 충전량을 판단하는 과정을 포함하고,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상일 때 상기 팽창밸브의 개도가 미리 설정된 최저 개도 미만이면, 상기 냉매 충전량은 정상이라고 판단하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.Comparing the temperature difference between the suction temperature of the air sucked into the evaporator and the refrigerant pipe temperature inside the evaporator, when the operation is started in the refrigerant quantity determination mode, with a predetermined set temperature difference;
And when the temperature difference is less than the preset temperature difference, it is determined that the refrigerant leakage amount is equal to or higher than a preset ratio,
And a coolant amount determining step of determining a present coolant charge amount of the system to determine that the coolant leakage amount is less than the preset ratio but not the coolant amount insufficient if the temperature difference is greater than or equal to the set temperature difference,
The refrigerant amount determination step may include:
Increasing the degree of superheat in the evaporator by reducing the opening degree of the expansion valve by a predetermined ratio when the temperature difference is equal to or greater than the set temperature difference;
Measuring the temperature difference again after decreasing the opening degree of the expansion valve, and comparing the measured temperature difference with the set temperature difference;
Determining a current refrigerant charge amount of the system according to the opening degree of the expansion valve from a database in which a change in the temperature difference according to the opening degree of the expansion valve and a refrigerant charge amount of the system is preliminarily stored if the temperature difference is less than the set temperature difference and,
And determining that the coolant charge amount is normal if the opening degree of the expansion valve is less than a predetermined minimum opening degree when the temperature difference is equal to or greater than the preset temperature difference. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉매량 판단 단계에서는,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이 될 때까지 상기 팽창밸브의 개도를 미리 설정된 비율만큼씩 단계별로 감소시키는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method according to claim 1,
In the refrigerant amount determination step,
Wherein the opening degree of the expansion valve is decreased step by step by a predetermined ratio until the temperature difference becomes less than the set temperature difference. 청구항 1에 있어서,
상기 냉매량 판단 단계에서는,
상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 후, 미리 설정된 설정 시간동안 운전한 이후에 상기 온도차를 상기 설정 온도차와 비교하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method according to claim 1,
In the refrigerant amount determination step,
And the temperature difference is compared with the set temperature difference after the operation of the expansion valve is reduced for a predetermined set time after the opening degree of the expansion valve is reduced. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 냉매량 판단 단계는,
상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후, 측정된 상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이면, 상기 팽창밸브의 개도를 다시 상기 비율만큼 감소시키는 과정과,
상기 팽창밸브의 개도를 감소시킨 이후, 상기 온도차를 다시 측정하고, 측정된 온도차를 상기 설정 온도차와 비교하는 과정과,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 미만이면, 상기 데이터베이스로부터 상기 팽창밸브의 개도에 따른 상기 시스템의 냉매 충전량을 판단하는 과정을 포함하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method according to claim 1,
The refrigerant amount determination step may include:
Reducing the opening degree of the expansion valve by the ratio when the measured temperature difference is equal to or greater than the preset temperature difference after reducing the opening degree of the expansion valve;
Measuring the temperature difference again after the opening degree of the expansion valve is reduced, and comparing the measured temperature difference with the set temperature difference;
And determining the refrigerant charge amount of the system according to the opening degree of the expansion valve from the database if the temperature difference is less than the set temperature difference. 청구항 6에 있어서,
상기 냉매량 판단 단계는,
상기 온도차가 상기 설정 온도차 이상이고, 상기 팽창밸브의 개도가 미리 설정된 최저 개도 미만이면,
상기 냉매 충전량이 정상이라고 판단하고 냉매량 판단 모드를 종료하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method of claim 6,
The refrigerant amount determination step may include:
When the temperature difference is equal to or greater than the set temperature difference and the opening degree of the expansion valve is less than a predetermined minimum opening degree,
Wherein the controller determines that the refrigerant charge amount is normal and ends the refrigerant amount determination mode. 청구항 7에 있어서,
상기 냉매량 부족상태로 판단되면, 상기 냉매량 판단 모드를 종료하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method of claim 7,
And if it is determined that the amount of refrigerant is insufficient, terminating the refrigerant amount determination mode. 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 충전량을 판단하면, 상기 냉매 충전량을 출력한 후 상기 냉매량 판단 모드를 종료하는 히트펌프 시스템의 냉매량 판단방법.The method according to claim 1,
Wherein the controller determines the amount of refrigerant to be charged and outputs the refrigerant charge amount to terminate the refrigerant amount determination mode. 삭제delete
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