KR101993227B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 난방운전시 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브와, 상기 실외열교환기로부터 토출된 냉매를 압축하도록 형성된 압축기를 구비하는 실외기; 난방운전시 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 유입되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기 일측에 구비되는 실내팬을 구비하는 실내기; 및 실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 실외열교환기의 제상운전 실행 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 실외열교환기의 제상운전을 실행할 때, 상기 실내팬을 정상 난방 운전 시의 제1구동속도보다 낮은 제2구동속도로 구동시키는 제상제어를 기설정된 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{An air conditioner and method for controlling it}

본 발명은 공기조화기 및 그것의 제어방법에 관한 것으로서, 실외열교환기의 제상을 위한 제상운전 시에, 실내기에서 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기, 실내공기와 열교환하는 실내열교환기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 실외공기와 열교환하는 실외열교환기를 포함한다.

상기 압축기 및 상기 실외열교환기는 실외기에 포함될 수 있고, 상기 팽창밸브 및 상기 실내열교환기는 실내기에 포함될 수 있다. 제품에 따라서, 상기 팽창밸브가 실외기에 포함되는 경우도 있다.

상기 실내기에는 외부 공기를 상기 실내기 내로 유입하여 실내열교환기와 열교환한 외부 공기를 상기 실내기 밖으로 토출시키기 위한 실내팬이 구비될 수 있다.

공기조화기가 난방모드로 구동되는 경우, 실내열교환기는 응축기로서 기능하고 실외열교환기는 증발기로서 기능할 수 있다. 이와 달리, 공기조화기가 냉방모드로 구동되는 경우, 실내열교환기는 증발기로서 기능하고 실외열교환기는 응축기로서 기능할 수 있다.

공기조화기가 난방모드로 구동되는 경우, 실외 공기의 온도 등에 따라서 실외열교환기에 착상이 발생될 수 있다. 이 경우, 상기 착상에 의해 실외열교환기와 실외공기 사이의 열교환이 방해되어, 난방 효율이 저하되는 문제점이 발생된다.

따라서, 실외열교환기에서 발생되는 착상을 감지하여, 일정 시간동안 공기조화기를 냉방모드로 구동함에 따라서 실외열교환기에 발생된 착상을 제거할 수 있다. 이를 통상적으로 제상모드 또는 제상운전이라고 지칭한다.

제상모드 또는 제상운전은 냉방모드와 동일 또는 유사하게 냉매를 유동시킨다. 따라서, 제상모드에서의 냉매의 유동방향을 난방모드에서의 냉매의 유동방향과 반대가 될 수 있다.

한편, 공기조화기를 난방모드로 운전하는 도중에 공기조화기의 운전모드를 제상모드로 변경할 경우, 실내기에서 냉매의 유동소음이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

도 1은 종래 공기조화기의 제상모드에서의 주요 구성들의 작동상태를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 스텝 1 및 2는 제상 준비과정에 해당하고, 스텝 3에서 유로전환밸브에 의한 냉매 유로의 전환이 이루어짐과 동시에 제상모드에 돌입한다. 도 1에서 스텝 1 및 2는 공기조화기가 제상모드로 돌입되기 전의 준비상태를 나타내고, 스텝 3 내지 5는 공기조화기가 제상모드에 돌입된 후의 운전상태를 나타낸다. 또한, 스텝 6 내지 8은 공기조화기의 제상모드가 종료되고 다시 난방모드로 전환되는 상태를 나타낸다.

스텝 3에서 압축기가 구동되는 상태로 유로전환밸브에 의한 냉매 유로의 전환이 이루어지므로, 냉매의 유동방향은 난방모드에서의 냉매의 유동방향과 반대로 변경된다.

이때, 스텝 3의 시점에서 압축기가 구동중인 상태로 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유동 방향이 갑자기 반대로 바뀌게 되므로 실내기에서 냉매의 유동 소음이 발생될 수 있다. 이를, 절환 소음 또는 전환 소음이라고 지칭할 수 있다.

또한, 공기조화기가 제상모드에 돌입하면, 실내팬은 오프된 상태로 유지되고 전자팽창밸브(EEV)의 개도가 증가된다(스텝 4 참조). 이는, 실내기에서의 냉매 유량을 증가시켜서 실외열교환기의 제상을 위한 열량을 확보하기 위함이다.

이러한 실내기에서의 냉매 유량의 증가는, 냉매의 유동 소음을 증가시키는 요인이 될 수 있다.

또한, 실외열교환기의 제상이 어느 정도 완료되면(예를 들어, 제상모드 돌입 후 기 설정된 시간이 경과하면), 스텝 5 및 6 사이에서 유로전환밸브에 의해 다시 난방모드로 냉매유로가 전환될 수 있다.

이때에도, 압축기가 구동중인 상태로 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유동 방향이 갑자기 반대로 바뀌게 되므로 실내기에서 냉매의 유동 소음이 발생될 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 공기조화기를 제상모드로 운전할 때, 실내기에서 냉매의 유동 소음이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기조화기의 제상모드 운전 시에 실내기에서 발생되는 냉매의 유동소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 공기조화기의 운전모드가 난방모드에서 제상모드로 돌입할 때 냉매의 유동방향이 전환됨에 따라 발생되는 절환소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 제상모드 운전 중에 실내기 내에서 냉매의 유량 증가에 따른 냉매의 유동 소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공기조화기의 운전모드가 제상모드에서 다시 난방모드로 전환될 때, 냉매의 유동방향이 전환됨에 따라 발생되는 절환소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 난방운전시 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브와, 상기 실외열교환기로부터 토출된 냉매를 압축하도록 형성된 압축기를 구비하는 실외기; 난방운전시 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 유입되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기 일측에 구비되는 실내팬을 구비하는 실내기; 및 실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 실외열교환기의 제상운전 실행 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 실외열교환기의 제상운전을 실행할 때, 상기 실내팬을 정상 난방 운전 시의 제1구동속도보다 낮은 제2구동속도로 구동시키는 제상제어를 기설정된 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.

이때, 상기 제어부는 상기 제상제어 동안에 상기 실내팬을 상기 제2구동속도로 구동시키는 동시에 상기 압축기를 적어도 1회 기설정된 시간 동안 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제상제어 진입 시에 상기 실외기에 구비된 유로전환밸브를 제어하여 제상모드로 냉매유로를 제어하고, 상기 제상제어 종료 시에 상기 유로전환밸브를 제어하여 난방모드로 냉매유로를 제어하며, 상기 제어부는 상기 제상제어 진입 직후 및 상기 제상제어 종료 직전에 상기 압축기를 기설정된 시간동안 2회 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 제상제어 종료 직후에 상기 압축기를 기설정된 시간 동안 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 실내기는 제상운전시 상기 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하도록 형성된 제2전자팽창밸브를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 제상제어 진입 직후의 상기 압축기가 오프되는 동안에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 기설정된 제1개도로 제어하고, 상기 제상제어 종료 직전의 상기 압축기가 오프되는 동안에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 최대 개도로 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 압축기가 2회 오프되는 사이에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 정상 난방 운전시의 제1개도보다 큰 제2개도에서 점진적으로 감소하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 압축기가 2회 오프되는 사이에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도가 상기 제2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소되도록 상기 제2전자팽창밸브를 제어할 수 있다.

한편, 본 발명은 난방운전시, 실외열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브와, 제상운전시 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하도록 형성된 제2전자팽창밸브와, 상기 실내열교환기 일측에 구비되는 실내팬을 포함하는 공기조화기의 제어방법으로서, 실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여 제상운전의 실행 여부를 판단하는 제상운전 판단단계; 및 상기 제상운전 판단단계에서 제상요건을 만족하면, 유로전환밸브에 의해 난방모드의 냉매유로를 제상모드의 냉매유로로 전환하는 제상운전단계를 포함하고, 상기 제상운전단계에서, 실내열교환기 일측의 실내팬은 정상 난방 운전 시의 제1구동속도보다 낮은 제2구동속도로 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법을 제공한다.

이때, 상기 제2구동속도는 상기 제1구동속도의 40% 내지 60%의 속도일 수 있다.

또한, 상기 제상운전단계는 제상운전이 시작됨과 동시에 압축기를 기설정된 시간동안 오프시키는 제상운전 시작단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제상운전 시작단계에서, 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하는 제2전자팽창밸브의 개도가 기설정된 제1개도로 제어될 수 있다.

또한, 상기 제상운전 시작단계 이후에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도가 상기 제1개도보다 높은 제2개도에서 점진적으로 감소하도록 제어되는 제상운전 진행단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제상운전 진행단계에서, 상기 제2전자팽창밸브의 개도는 상기 2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소될 수 있다.

또한, 상기 제상운전 진행단계 이후에, 상기 압축기를 기설정된 시간동안 오프시킴과 동시에 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 최대 개도로 제어하는 제상운전 종료단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제상운전 시작단계, 상기 제상운전 진행단계 및 상기 제상운전 종료단계 동안에 상기 실내팬은 상기 제2구동속도로 계속해서 구동될 수 있다.

또한, 상기 제상운전 종료단계 직후에 상기 압축기는 기설정된 시간 동안 오프상태로 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 공기조화기의 제상모드 운전 시에 실내기에서 발생되는 냉매의 유동소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에 따르면, 공기조화기의 운전모드가 난방모드에서 제상모드로 돌입할 때 냉매의 유동방향이 전환됨에 따라 발생되는 절환소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제상모드 운전 중에 실내기 내에서 냉매의 유량 증가에 따른 냉매의 유동 소음을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 공기조화기의 운전모드가 제상모드에서 다시 난방모드로 전환될 때, 냉매의 유동방향이 전환됨에 따라 발생되는 절환소음을 저감시킬 수 있다.

도 1은 종래 공기조화기의 제상모드에서의 주요 구성들의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 주요구성들의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상모드에서의 주요 구성들의 작동상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기(10)는 압축기(100), 실내열교환기(200), 제1전자팽창밸브(300), 제2전자팽창밸브(350) 및 실외열교환기(400)를 포함한다. 도시된 실시예에서, "I"는 실내기를 나타내고 "O"는 실외기를 나타낼 수 있다.

구체적으로, 상기 실외기(O)는 난방운전시 실외공기와 냉매를 열교환시키는 상기 실외열교환기(400), 상기 실외열교환기(400) 일측에 구비되는 실외팬(410), 상기 실외열교환기(400)로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브(300), 상기 실외열교환기(400)로부터 토출된 냉매를 압축하도록 형성된 상기 압축기(100)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 실내기(I)는 난방운전시 상기 압축기(100)로부터 토출된 냉매가 유입되는 실내열교환기(200), 상기 실내열교환기 일측에 구비되는 실내팬(210), 제상운전시 상기 실내열교환기(200)로 유입되는 냉매의 유량을 조절하도록 형성된 제2전자팽창밸브(350)를 구비할 수 있다.

압축기(100)는 냉매를 압축하도록 형성된다. 즉, 상기 압축기(100)는 저온 저압의 냉매를 가압하여 고온 고압의 냉매로 만들도록 형성될 수 있다. 상기 압축기(100)는 공기조화장치(10) 내에 하나 이상이 구비될 수 있다.

상기 압축기(100)가 공기조화장치(10) 내에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 압축기는 냉매의 유동방향을 따라서 직렬 및/또는 병렬로 마련될 수 있다.

상기 실내열교환기(200)는 실내 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실내열교환기(200)는 실내 공기와 상기 실내열교환기(200) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실내열교환기(200)는 공기조화장치(100)의 냉방 모드에서 증발기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 응축기의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 실내열교환기(200)는 하나의 실내기 내에 복수 개가 구비되거나, 복수 개의 실내기 내에 각각 하나씩 구비되는 것도 가능하다.

상기 실외열교환기(400)는 실외 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실외열교환기(400)는 실외 공기와 상기 실외열교환기(400) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실외열교환기(400)는 공기조화장치(100)의 냉방 모드에서 응축기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 증발기의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 실외열교환기(400)는 하나의 실외기 내에 복수 개가 구비되거나, 복수 개의 실외기 내에 각각 하나씩 구비되는 것도 가능하다.

상기 실내열교환기(200) 및 실외열교환기(400)는 핀-튜브 방식의 열교환기가 될 수 있다. 또한, 상기 실내열교환기(200) 측에는 실내팬(210)이 마련될 수 있고, 상기 실외열교환기(400) 측에는 실외 팬(410)이 마련될 수 있다.

상기 공기조화장치(10)는 압축기(100)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하기 위한 오일분리기(500)를 포함할 수 있다.

상기 오일분리기(500)는 압축기(100)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하여 다시 압축기(100)로 공급하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 오일분리기(500)로 유입된 혼합기에서 분리된 냉매는 실내열교환기(200)와 실외열교환기(400)를 포함하는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

예를 들어, 압축기(100)로부터 토출된 혼합기는 공급유로(105)를 통해 오일분리기(500)로 공급될 수 있다. 그리고, 오일분리기(500)에서 분리된 액상 오일은 회수유로(505)를 통해 다시 압축기(100)로 공급되고, 상기 오일분리기(500)에서 분리된 기상 냉매는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

상기 공기조화장치(10)는 냉방 모드와 난방 모드가 전환될 때, 냉매의 순환방향을 전환시키기 위한 유로전환밸브(600)를 포함할 수 있다. 상기 유로전환밸브(600)는 4방 밸브(four-way valve)로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 유로전환밸브(600)는 냉방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실외기로 안내하고, 난방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실내기로 안내하도록 형성될 수 있다.

상기 제1전자팽창밸브(300)는 실외기(O)에 구비되어, 공기조화기가 난방모드로 운전될 때 실외열교환기(400)로 유입되는 냉매를 팽창시키도록 형성 및 배치되고, 공기조화기가 제상모드 또는 냉방모드로 운전될 때 완전히 개방(full open)되도록 형성될 수 있다.

상기 제2전자팽창밸브(350)는 실내기(I)에 구비되어, 공기조화기가 난방모드로 운전될 때 실외온도 및 난방 설정 온도 등에 따라서 실내기(I) 내를 유동하는 냉매의 유량을 조절하도록 개도가 조절될 수 있다. 또한, 상기 제2전자팽창밸브(350)는 공기조화기가 제상모드 또는 냉방모드로 운전될 때, 실내열교환기(200)로 유입되는 냉매를 팽창시키고 냉매의 유량을 조절하도록 개도가 조절될 수 있다.

한편, 공기조화기의 운전모드가 난방모드에서 제상모드로 전환되거나 제상모드에서 난방모드로 전환될 때 실내기에서 냉매의 유동방향 전환 및 냉매의 유량 증가에 따른 소음이 발생될 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 공기조화기의 제상모드시에 실내기에서 발생되는 냉매의 유동소음을 저감시킬 수 있는 제어부의 특징에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 주요구성들의 연결관계를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상모드에서의 주요 구성들의 작동상태를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 4에서, 압축기에 표시된 수치는 압축기의 운전 주파수를 나타내고, 제2전자팽창밸브에 표시된 수치는 밸브의 개도를 나타낸다.

우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 제어부(C)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(C)는 적어도 3개의 온도센서(S1, S2, S3)로부터 전달받은 신호에 기초하여, 압축기(100), 제1전자팽창밸브(300), 제2전자팽창밸브(350), 실내팬(210) 및 실외팬(410) 중 적어도 하나를 제어하도록 형성될 수 있다.

상기 3개의 온도센서(S1, S2, S3)는 제1온도센서(S1), 제2온도센서(S2) 및 제3온도센서(S3)를 포함할 수 있다.

상기 제1온도센서(S1)는 실외기(O)에 구비되어, 실외공기의 온도를 감지하도록 형성될 수 있다.

상기 제2온도센서(S2) 및 상기 제3온도센서(S3)는 실외기(O)에 구비되며, 상기 제2온도센서(S2)는 실외열교환기(400)의 입구 냉매온도를 감지하도록 형성될 수 있고, 상기 제3온도센서(S3)는 실외열교환기(400)의 출구 냉매온도를 감지하도록 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2온도센서(S2)는 공기조화기의 난방모드 운전 시에 실외열교환기(400)로 유입되는 냉매의 온도를 감지하도록 형성되고, 상기 제3온도센서(S3)는 공기조화기의 난방모드 운전 시에 실외열교환기(400)로부터 토출되는 냉매의 온도를 감지하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2온도센서(S2)는 실외열교환기(400)와 제1전자팽창밸브(300) 사이에서 상기 실외열교환기(400) 측에 인접하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3온도센서(S3)는 상기 실외열교환기(400)와 압축기(100) 사이에서 상기 실외열교환기(400) 측에 인접하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 제어부(C)는 실외온도, 실외열교환기(400)의 입구 냉매온도 및 실외열교환기(400)의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여, 실외열교환기(400)의 제상운전 실행 여부(즉, 제상운전이 필요한지 여부)를 판단할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(C)는 실외온도, 실외열교환기(400)의 입구 냉매온도 및 출구 냉매온도가 각각 설정온도 이하일 때 공기조화기의 제상운전을 실행시킬 수 있다. 또는 상기 제어부(c)는 실외열교환기(400)의 입구 냉매온도와 출구 냉매온도의 차이가 설정값 이하일 때 공기조화기의 제상운전을 실행시킬 수 있다.

공기조화기의 제상운전 실행 조건과 관련하여 이미 다양한 제상운전 판단방법이 개시되어 있으므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제어부(C)는 실외열교환기(400)의 제상을 위한 공기조화기의 제상모드 운전이 필요하다고 판단한 경우, 상기 제상모드에 기초하여 압축기(100), 제1전자팽창밸브(300), 제2전자팽창밸브(350), 실내팬(210) 및 실외팬(410)을 제어할 수 있다.

도 4를 참조하면, 스텝 1 및 2는 제상 준비과정에 해당하고, 스텝 3에서 유로전환밸브에 의한 냉매 유로의 전환이 이루어짐과 동시에 제상모드에 돌입한다. 또한, 스텝 6 내지 8은 공기조화기의 제상모드가 종료되고 다시 난방모드로 전환되는 상태를 나타낸다.

제어부(C)는 상기 실외열교환기(400)의 제상운전을 실행할 때, 상기 실내팬(210)을 정상 난방운전 시의 제1구동속도(V1)보다 낮은 제2구동속도(V2)로 구동시키는 제상제어를 기설정된 시간동안 수행할 수 있다.

즉, 공기조화기가 제상모드로 운전될 때, 상기 제어부(C)는 실내열교환기(200) 일측의 실내 팬(210)이 정상 난방모드에서의 제1구동속도(V1)보다 낮은 제2구동속도(V2)로 기설정된 시간동안 구동되도록 상기 실내 팬(210)을 제어할 수 있다.

즉, 후술할 압축기(100)의 오프제어 동안에도 상기 실내팬(210)은 계속해서 상기 제2구동속도(V2)로 구동될 수 있다. 이는, 실외열교환기(400)의 제상에 필요한 열량을 실외열교환기(200)에서 확보하기 위함이다.

상기 제어부(C)는 공기조화기의 제상제어 동안에 압축기(100)를 적어도 1회 기설정된 시간동안 오프시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(C)는 공기조화기의 제상제어 진입 시에 상기 실외기에 구비된 유로전환밸브(400)를 제어하여 제상모드로 냉매유로를 제어(또는 전환)하고, 상기 제상제어 종료 시에 상기 유로전환밸브(400)를 제어하여 난방모드로 냉매유로를 제어(또는 전환)할 수 있다.

이때, 상기 제어부(C)는 상기 제상제어 진입 직후(스텝 3) 및 상기 제상제어 종료 직전(스텝 5)에 상기 압축기(100)를 기설정된 시간동안 오프시킬 수 있다. 따라서, 상기 압축기(100)는 제상제어 동안에 2회에 걸쳐서 오프될 수 있다.

이는, 상기 압축기(100)가 구동되는 상태로 유로전환밸브(400)에 의해 냉매유로가 전환되면, 실내기에서 냉매의 갑작스런 유동방향 전환에 따른 유동 소음이 발생될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 제어부(C)는 상기 제상제어 종료 직후에도 상기 압축기(100)를 기설정된 시간동안 오프시킬 수 있다(스텝 6 참조). 즉, 상기 제어부(C)는 상기 제상제어 종료 직전 및 직후에 걸쳐서 계속적으로 상기 압축기(100)를 기설정된 시간동안 오프시킬 수 있다.

이는, 상기 유로전환밸브(400)에 의해 냉매유로가 전환되기 전후에 걸쳐서 일정 시간동안 관성에 의해 냉매의 일방향 유동이 지속될 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, 제어부(C)가 제상운전 조건을 판단할 때까지, 공기조화기는 정상 난방모드로 운전될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 스텝 0까지 공기조화기는 정상 난방모드로 운전될 수 있다.

공기조화기가 정상 난방모드로 운전되는 동안에 제어부(C)가 제상모드 전환의 필요성을 판단하면, 제상모드 운전을 위한 준비상태인 스텝 1 및 2로 돌입한다. 이때, 압축기(100)의 운전 주파수 및 제2전자팽창밸브(350)이 개도는 정상 난방모드에 비해 작아지고, 실외팬(410)의 구동이 정지되며, 유로전환밸브(400)는 난방모드에서 제상모드로 전환되기 전의 상태로 유지되고, 실내팬(210)은 난방모드에서의 구동상태(즉, 난방모드에서의 제1구동속도(V1))로 유지될 수 있다.

상기 스텝 2에서 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도는 기설정된 제1개도로 제어될 수 있다. 예를 들어, 스텝 2에서 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도는 완전 개방된 상태의 15% 내지 17%로 조절될 수 있다.

이후, 스텝 3에서, 공기조화기의 제상운전이 시작될 수 있다. 즉, 스텝 3에서 제어부(C)는 공기조화기의 운전모드를 제상모드로 진입시킬 수 있다.

이때, 제어부(C)는 압축기(100)를 기설정된 시간동안 오프시키고, 유로전환밸브(400)를 제상모드로 전환하며, 실내팬(210)을 정상 난방모드에서의 제1구동속도(V1)보다 낮은 제2구동속도(V2)로 구동시킬 수 있다.

즉, 제어부(C)의 제상제어 진입 직후에 압축기(100)가 오프된 상태로 실내팬(210)을 계속해서 구동하는 이유는 실외열교환기(400)의 제상을 위한 열량을 확보하기 위함이다.

따라서, 압축기(100)가 정지된 상태로 유로전환밸브(400)의 전환이 이루어지므로, 실내기(I)에서 냉매의 유동방향이 전환될 때 발생되는 소음이 감소될 수 있다.

또한, 상기 제어부(C)는 상기 제상제어 종료 직전의 상기 압축기(100)가 오프되는 동안에(스텝 5 참조), 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도를 최대 개도로 제어할 수 있다. 즉, 상기 제상제어 종료 직전에 상기 압축기(100)가 오프된 상태에서, 상기 제2전자팽창밸브(350)는 완전히 개방(100% 개방)된 상태로 제어될 수 있다.

예를 들어, 도 4의 스텝 5에서 상기 압축기(100)가 오프상태로 유지되는 동안에, 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 최대 개도로 증가될 수 있다. 이는, 공기조화기의 제상모드 종료 후에 다시 난방모드로 전환될 준비를 하기 위함이다.

한편, 상기 압축기(100)가 2회에 걸쳐서 오프되는 사이에, 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도는 전술한 제1개도보다 큰 제2개도에서 점진적으로 감소하도록 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다. 이때, 압축기(100)의 운전 주파수는 점진적으로 증가될 수 있다.

즉, 상기 압축기(100)가 2회에 걸쳐서 오프되는 사이인 스텝 4에서, 제2전자팽창밸브(350)의 개도는 점진적으로 감소하면서, 압축기(100)의 운전 주파수는 점진적으로 증가하도록 제어부(C)에 의해 제2전자팽창밸브(350) 및 압축기(100)가 제어될 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(C)는 상기 압축기(100)가 2회 오프되는 사이에, 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 전술한 제2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소되도록 상기 제2전자팽창밸브(350)를 제어할 수 있다.

이는, 압축기(100)의 주파수 증가를 통하여 실외열교환기(400)의 제상을 위한 열량을 확보함과 동시에, 제2전자팽창밸브(350)의 개도를 감소시킴에 따라서 실내기에서의 냉매의 유동 소음을 감소시키기 위함이다.

물론, 이 경우에도, 제2전자팽창밸브(350)의 개도 감소에 따른 제상 열량의 부족분을 보완하기 위하여 실내팬(210)은 전술한 제2구동속도(V2)로 계속해서 작동될 수 있다.

상기 제1개도는 상기 제2전자팽창밸브(350)가 완전히 개방된 상태의 대략 15%~17% 정도의 개도를 나타내고, 상기 제2개도는 상기 제2전자팽창밸브(350)가 완전히 개방된 상태의 대략 49%~51% 정도의 개도를 나타낼 수 있다.

제상운전의 진행이 종료되는 스텝 5 이후에, 공기조화기는 스텝 6 내지 8에 걸쳐서 다시 난방모드로 운전될 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5를 참조하여, 공기조화기의 제어방법을 설명함에 있어서, 제 2 내지 4를 참조하여 설명한 공기조화기의 구성이 공기조화기의 제어방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 제상운전 판단단계(S10) 및 제상운전단계(S20)를 포함할 수 있다.

제상운전 판단단계(S10)에서는 실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여 제상운전의 실행 여부가 제어부(C)에 의해 판단될 수 있다.

상기 제상운전 판단단계(S10)에서 제상요건을 만족하면, 제상운전단계(S20)에서는 유로전환밸브를 통해 난방모드의 냉매유로가 제상모드(또는 냉방모드)의 냉매유로로 전환될 수 있다.

이때, 상기 제상운전단계(S20)에서, 실내열교환기 일측의 실내팬은 정상 난방 운전 시의 제1구동속도(V1)보다 낮은 제2구동속도(V2)로 구동될 수 있다. 상기 제2구동속도(V2)는 상기 제1구동속도(V1)의 40% 내지 60%의 속도가 될 수 있다.

상기 실내팬의 구동에 의해 실내열교환기 내의 냉매와 실내공기 사이에 열교환이 원활히 이루어지며, 실외열교환기의 제상에 필요한 열량이 확보될 수 있다.

상기 제상운전단계(S20)는 제상운전 시작단계(S21), 제상운전 진행단계(S22) 및 제상운전 종료단계(S23)를 포함할 수 있다. 상기 제상운전 시작단계(S21)는 도 4에서 스텝 3에 대응하고, 상기 제상운전 진행단계(S22)는 도 4에서 스텝 4에 대응하며, 상기 제상운전 종료단계(S23)는 도 4에서 스텝 5에 대응될 수 있다.

상기 제상운전 시작단계(S21)에서, 유로전환밸브에 의한 냉매유로의 전환이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제상운전 시작단계(S21)에서는 제상운전이 시작됨과 동시에 압축기(100)가 기설정된 시간동안 오프될 수 있다.

이는, 상기 압축기(100)가 구동되는 상태로 유로전환밸브에 의해 냉매유로가 전환되면, 실내기에서 냉매의 유동 소음 또는 유로 전환 소음이 발생될 수 있기 때문이다.

상기 제상운전 시작단계(S21)에서, 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하는 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 기설정된 제1개도로 제어될 수 있다. 상기 제1개도는 상기 제2전자팽창밸브(350)가 완전히 개방된 상태의 대략 15% 내지 17% 정도의 개도가 될 수 있다.

상기 제상운전 시작단계(S21)에서 압축기(100)의 구동이 정지되고, 실내기 내를 유동하는 냉매의 유량이 감소함과 동시에, 유로전환밸브에 의한 유로전환이 이루어지기 때문에, 실내기 내의 냉매 유동 소음의 발생이 감소될 수 있다.

그러나, 실내팬(210)은 계속해서 구동상태를 유지하기 때문에, 실외열교환기(400)의 제상을 위한 열량은 상기 실내팬(210)의 구동에 의한 실내열교환기(200)와 실내공기의 열교환을 통해 확보될 수 있다.

상기 제상운전 진행단계(S22)에서, 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 상기 제1개도보다 높은 제2개도에서 점진적으로 감소되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 제상운전 진행단계(S22)에서, 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도는 상기 제2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소될 수 있다.

상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 감소함에 따라서, 실내기를 유동하는 냉매의 유량이 감소되므로, 실내기에서의 냉매의 유동소음이 감소될 수 있다. 물론, 실내기 내의 냉매 유량이 감소하더라도, 실내팬(210)은 계속적으로 작동되므로, 상기 실내팬(210)의 작동에 의해 제상을 위한 열량이 확보될 수 있다.

상기 제상운전 종료단계(S23)에서는 상기 압축기(100)가 기설정된 시간동안 오프될 수 있다. 이는, 제상운전 종료 후에 다시 난방모드로 냉매의 흐름방향이 전환될 때 발생하는 냉매의 절환소음 또는 유동소음을 감소시키기 위함이다.

또한, 상기 제상운전 종료단계(S23)에서는 상기 제2전자팽창밸브(350)의 개도가 최대 개도로 제어될 수 있다. 즉, 상기 제상운전 종료단계(S23)에서는 상기 압축기(100)가 오프된 상태에서, 상기 제2전자팽창밸브(350)가 완전히 개방(100% 개방)된 상태로 제어될 수 있다. 이는, 공기조화기의 제상모드 종료 후에 다시 난방모드로 전환할 준비를 하기 위함이다.

전술한, 제상운전 시작단계(S21), 제상운전 진행단계(S22) 및 제상운전 종료단계(S23) 동안에, 상기 실내팬(210)은 상기 제2구동속도(V2)로 계속해서 구동될 수 있다. 따라서, 제상을 위한 열량의 확보가 충분히 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 상기 제상운전단계(S20) 이후에, 정상 난방 운전단계(S30)를 더 포함할 수 있다.

상기 정상 난방 운전단계(S30)에서는 공기조화기가 제상모드에서 난방모드로 전환되어 작동될 수 있다. 정상 난방 운전단계(S30)는 도 4의 스텝 6 내지 8에 대응될 수 있다.

제상운전 종료단계(S23)와 정상 난방 운전단계(S30) 사이에서, 유로전환밸브(400)에 의해 냉매유로(또는 냉매의 유동 방향)가 제상모드에서 난방모드로 다시 전환될 수 있다.

정상 난방 운전단계(S30)가 시작될 때, 상기 압축기(100)는 기설정된 시간동안 오프상태로 유지될 수 있다. 즉, 상기 압축기(100)는 제상운전 종료단계(S23)부터 상기 정상 난방 운전단계(S30)의 시작 사이에서 오프상태로 유지될 수 있다.

이는, 상기 유로전환밸브(400)에 의해 냉매유로가 전환되기 전후에 걸쳐서 일정 시간동안 관성에 의해 냉매의 일방향 유동이 지속되므로, 압축기(100)를 정상 난방 운전단계(S30)에서 바로 구동하면 냉매의 유동소음 또는 절환소음이 발생될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 제상운전단계(S20)에서 2회에 걸쳐 압축기(100)의 구동이 정지된 상태로 유로전환밸브(400)에 의해 냉매의 유동방향이 전환되므로, 압축기(100)의 구동 중에 냉매의 유동방향이 전환됨에 따라 발생되는 절환소음이 감소 또는 방지될 수 있다.

또한, 제상운전단계(S20)에서 실내기 내의 냉매 유량을 증가시켜서 실외열교환기(400)의 제상을 위한 열량을 확보하지 않고, 실내기 내의 냉매 유량을 감소시킨 상태로 실내팬(210)의 구동을 통해 실외열교환기(400)의 제상을 위한 열량을 확보할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 공기조화기의 제상모드에서 실내기 내의 냉매유량 증가에 따른 냉매의 유동소음이 저감될 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 압축기 200 실내열교환기
210 실내팬 250 토출공기 안내부
300 제1전자팽창밸브 350 제2전자팽창밸브
400 실외열교환기 500 오일분리기
600 유로전환밸브

Claims (16)

1. 난방운전시 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 실외열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브와, 상기 실외열교환기로부터 토출된 냉매를 압축하도록 형성된 압축기를 구비하는 실외기;
   난방운전시 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 유입되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기 일측에 배치되는 실내팬을 구비하는 실내기; 및
   실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 실외열교환기의 제상운전 실행 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
   상기 실내기는 제상운전시 상기 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하도록 형성된 제2전자팽창밸브를 더 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 실외열교환기의 제상운전을 실행할 때, 상기 실내팬을 정상 난방 운전 시의 제1구동속도보다 낮은 제2구동속도로 구동시키는 제상제어를 기설정된 시간 동안 수행하고,
   상기 제상제어 동안에 상기 실내팬을 상기 제2구동속도로 구동시키는 동시에, 상기 제상제어 진입 직후 및 상기 제상제어 종료 직전에 상기 압축기를 기설정된 시간동안 2회 오프시키며,
   상기 제상제어 진입 직후 상기 압축기가 오프되는 동안 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 정상 난방 운전 시의 제1개도로 제어하며,
   상기 압축기가 2회 오프되는 사이, 상기 압축기의 운전 주파수는 증가하고, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 상기 제1개도보다 큰 제2개도로부터 점진적으로 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제상제어 진입 시에 상기 실외기에 구비된 유로전환밸브를 제어하여 제상모드로 냉매유로를 제어하고, 상기 제상제어 종료 시에 상기 유로전환밸브를 제어하여 난방모드로 냉매유로를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제상제어 종료 직후에 상기 압축기를 기설정된 시간 동안 오프시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제상제어 종료 직전의 상기 압축기가 오프되는 동안에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 최대 개도로 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 압축기가 2회 오프되는 사이에, 상기 제2전자팽창밸브의 개도가 상기 제2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소되도록 상기 제2전자팽창밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 난방운전 시, 실외열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제1전자팽창밸브와, 제상운전시 실내기 내에서 유동하는 냉매의 유량을 조절하도록 형성된 제2전자팽창밸브와, 실내열교환기 일측에 구비되는 실내팬을 포함하는 공기조화기의 제어방법으로서,
   실외온도, 실외열교환기의 입구 냉매온도 및 실외열교환기의 출구 냉매온도 중 적어도 하나에 기초하여 제상운전의 실행 여부를 판단하는 제상운전 판단단계; 및
   상기 제상운전 판단단계에서 제상요건을 만족하면, 유로전환밸브에 의해 난방모드의 냉매유로를 제상모드의 냉매유로로 전환하는 제상운전단계를 포함하고,
   상기 제상운전단계에서, 실내열교환기 일측의 실내팬은 정상 난방 운전 시의 제1구동속도보다 낮은 제2구동속도로 구동되며,
   상기 제상운전단계는 제상운전이 시작됨과 동시에 압축기를 기설정된 시간동안 오프시키는 제상운전 시작단계, 상기 압축기가 구동되는 제상운전 진행단계, 및 상기 압축기를 기설정된 시간동안 오프시키는 제상운전 종료단계를 포함하고,
   상기 제상운전 시작단계에서, 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 정상 난방운전 시 기설정된 제1개도로 제어되며,
   상기 제상운전 진행단계에서, 상기 압축기의 운전 주파수는 증가하고, 상기 제2전자팽창밸브의 개도는 상기 제1개도보다 큰 제2개도로부터 점진적으로 감소하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2구동속도는 상기 제1구동속도의 40% 내지 60%의 속도인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 제8항에 있어서,
    상기 제상운전 진행단계에서, 상기 제2전자팽창밸브의 개도는 상기 제2개도에서 상기 제1개도로 단계적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
14. 제8항에 있어서,
    상기 제상운전 진행단계 이후에,
    상기 제상운전 종료단계에서, 상기 압축기를 기설정된 시간동안 오프시킴과 동시에 상기 제2전자팽창밸브의 개도를 최대 개도로 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제상운전 시작단계, 상기 제상운전 진행단계 및 상기 제상운전 종료단계 동안에 상기 실내팬은 상기 제2구동속도로 계속해서 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
16. 제14항에 있어서,
    상기 제상운전 종료단계 직후에 상기 압축기는 기설정된 시간 동안 오프상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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