KR102104448B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 상기 실내온도 및 상기 습도로부터 산출되는 이슬점온도에 대응하여 목표배관온도로 설정하고, 실내 냉매배관의 배관온도가 상기 목표배관온도 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행함으로써, 압축기의 온오프 횟수를 최소화하고 연속하여 운전하도록 함으로써, 열교환기의 온도변화를 최소화할 수 있고, 설정된 희망온도에 따라 동작하면서, 동시에 압력을 기준으로 동작을 제어함으로써 배관온도가 목표배관온도 이상으로 상승하는 것을 방지하여 냄새의 확산을 억제할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air-conditioner and Method thereof}

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.

공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.

이러한 공기조화기는, 냉매의 열교환 과정에서, 열교환기 또는 실내기 내부에 응축수가 발생된다. 이러한 응축수는 응축수수집통에 수집되거나, 외부로 배출된다.

그러나, 응축수의 일부는 내부에 잔류하게 되는데, 오랫동안 청소하지 않으면 곰팡이가 발생할 수 있다. 실내기에 곰팡이가 발생하게 되면, 열교환기의 온도가 높은 경우 건조한 환경이 만들어지면서, 실내기 동작 시 토출되는 공기와 함께 냄새가 발생하게 된다. 특히 압축기의 온오프가 빈번하게 발생하는 경우, 열교환기의 온도가 계속적으로 변화하면서 냄새분자가 더욱 확산되는 문제가 있다.

그에 따라 대한민국특허 10-2014-0020540호에서는, 차량의 에어컨 작동 후, 증발기에 남아 있는 잔류습기를 제거하여 잔류습기로 인한 곰팡이 악취를 방지하는 차량용 에어컨 탈취 시스템 및 탈취방법을 제공한다. 탈취버튼이 눌려질 경우 증발기로 강풍을 공급하여 습기를 제거하도록 한다.

그러나, 바람을 통해 증발기를 건조시키기 위해서는 일정시간 이상 강풍을 공급해야하므로, 시간이 장시간 소요되고, 증발기 전체를 건조시키는데에는 한계가 있다. 또한, 동작을 정지한 후 장시간 방지하는 경우에는 효과적이나, 일시적으로 소정 시간 정지했다가 동작하는 경우에는 증발기를 건조시키기 전에 다시 동작하게 되므로, 적용하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 이미 발생한 곰팡이에 대해서는 대처할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기 및 그 제어방법에 있어서, 실내기의 열교환기의 잔류습기로 인한 악취를 제거하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기는 희망온도가 입력되는 조작부, 복수로 구비되어, 실내온도 및 배관온도를 감지하는 온도센서, 습도센서, 상기 실내온도 및 상기 습도로부터 냉매배관의 온도를 제어하기 위한 목표배관온도를 설정하고, 실내 냉매배관의 배관온도가 상기 목표배관온도 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 압력추종제어를 위한 데이터를 실외기로 전송하고, 상기 실외기는 실내기의 상기 배관온도가 가변되도록, 압축기의 운전주파수를 제어하여 냉매배관의 압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 실내온도 및 상기 습도로부터 산출되는 이슬점온도에 대응하여, 상기 배관온도가 상기 이슬점온도 이상으로 증가하지 않도록 상기 이슬점온도보다 소정온도 낮은값을 상기 목표배관온도로 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 실외기와 실내기를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 실내기는, 실내온도와, 실내 냉매배관의 배관온도를 감지하는 온도센서, 습도센서, 및 상기 실내온도와 감지되는 습도를 바탕으로, 상기 배관온도를 제어하기위한 목표배관온도를 설정하고, 상기 배관온도가 상기 목표배관온도 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 실외기는, 상기 제어부의 상기 압력추종제어에 대응하여, 감지되는 실외 냉매배관의 압력에 대응하여 압축기의 운전주파수를 제어하여 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 희망온도가 입력되고 운전을 시작하는 단계, 실내온도 및 습도를 감지하는 단계, 상기 실내온도 및 상기 습도로부터 산출되는 이슬점온도에 대응하여 목표배관온도로 설정하는 단계, 실내 냉매배관의 배관온도가 상기 목표배관온도 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행하는 단계 및 상기 압력추종제어에 대한 데이터를 실외기로 전송하는 단계를 포함한다.

설정주기 도달 시 상기 배관온도에 대응하여 상기 압력추종제어에 대한 모드를 해제하거나 또는 유지하는 단계를 더 포함한다.

상기 압력추종제어 중, 상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하도록 풍량을 증가하는 단계를 더 포함한다.

상기 압력추종제어 중, 상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하거나 또는 상기 희망온도 미만인 경우 운전을 유지하고, 풍량을 감소시키는 단계를 더 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은, 압축기의 온오프 횟수를 최소화하고 연속하여 운전하도록 할 수 있다.

본 발명은 설정된 희망온도에 따라 동작하면서, 동시에 압력을 기준으로 동작을 제어함으로써 배관온도가 목표배관온도 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 열교환기의 온도변화를 최소화하여 기 발생된 곰팡이로 인한 냄새의 확산을 억제할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 설명하는데 참조되는 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 공기선도가 도시된 도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 온도와 압력에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명에 포함되는 제어부 및 그 외 각 부의 구성이, 하나 또는 그 이상의 프로세서로 구현될 수 있고, 하드웨어 장치로 구현될 수 있음을 명시한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 설명하는데 참조되는 도시된 도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는, 실내기(20)와 실내기에 연결되는 실외기(10)를 포함한다.

공기조화기는 실외기와 실내기 외에도, 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.

이하, 실내기(20) 및 실외기(10)는 복수로 구비될 수 있고, 그 개수, 타입, 유닛 간의 연결은 도면에 한정되지 않음을 명시한다. 또한, 실내기(20)는 스탠드형, 천장형, 벽걸이형과 같이 다양한 타입으로 구성되고, 어느 것이나 사용 가능하다.

실외기(10) 및 실내기(20)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 경우에 따라 무선통신방식으로 상호 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 실외기(10) 및 실내기(20)는 제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어기의 제어에 따라 동작할 수 있다.

실내기(20)는, 실외기(10)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(20)는 실내 열교환기(108), 실내기팬(109), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다. 실내기팬(109)은 열교환기로 흡입된 공기를 공급하는 팬(109a)과 팬을 회전동작시키는 모터(109b)를 포함한다. 실내 열교환기(108)는 실외기로부터 공급되는 냉매와 실내기팬(109)에 의해 공급되는 공기간의 열교환을 통해, 냉온의 공기를 토출한다. 실내 열교환기(108)는 냉방운전 시 증발기로 동작하고, 난방운전 시 응축기로 동작한다.

실외기(10)는 구비되는 압축기(102) 및 실외 열교환기(104)를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(20)로 냉매를 공급한다. 실외기(10)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(21)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기(20)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 되는 것도 가능하다.

이때, 실외기(10)는, 실내기(20)와 냉매배관으로 연결되어 압축된 냉매를 공급한다.

실외기(10)는 냉매를 압축하는 압축기(102)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)로 실외 공기를 공급하는 실외기팬(105), 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103)와, 냉방 또는 난방의 운전모드에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(107)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. 실외기팬(105)은 팬(105a)과 모터(105b)를 포함하여 모터 동작에 의해 팬이 회전동작하게 된다. 그에 따라 실외 공기가 실외열교환기로 공급된다. 압축기(102)는 압축기모터(102b)에 연결되어 동작하고, 저온저압의 냉매를 압축하여 고온고압의 냉매를 토출한다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성이 간략하게 도시된 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기조화기의 실내기(20)는, 센서부(140), 전원부(130), 구동부(160), 조작부(150), 디스플레이부(170), 메모리(120), 통신부(190), 오디오부(180), 그리고 동작전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

제어부(110)를 포함한 각 부는, 하나 또는 복수의 마이크로 프로세서(Micro Processor)로 구성될 수 있다. 또한, 제어부뿐 아니라, 센서부, 전원부, 구동부, 메모리, 통신부의 각 부는, 각각 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.

또한, 실내기(20)는 영상을 촬영하는 비젼모듈(미도시), 필터를 청소하는 청소모듈(미도시), 가습된 공기를 제공하는 가습모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.

조작부(150)는 버튼, 스위치, 터치입력수단 중 적어도 하나를 포함하여, 실내기로 사용자 명령 또는 소정의 데이터를 입력한다.

디스플레이부(170)는 LCD, LED, OLED 등의 표시수단으로 구성되고, 터치패드가 레이어드된 터치스크린을 포함할 수 있다. 디스플레이부(170)는 실내기의 운전설정 또는 동작정보를, 문자, 이미지, 특수문자, 기호, 이모티콘, 아이콘 중 적어도 하나의 조합으로 표시한다. 또한, 디스플레이부는 점등 여부, 점등색상, 점멸 여부에 따라 동작상태를 출력하는 조명부를 더 포함할 수 있다.

오디오부(180)는 음성안내, 소정의 경고음, 효과음을 출력한다. 오디오부(291)는 버저 또는 스피커를 포함한다. 또한, 오디오부(180)는 사용자의 음성을 입력받아 인식하고, 그에 대한 명령을 제어부(110)로 입력한다. 오디오부(180)는 적어도 하나의 마이크를 포함한다.

메모리(120)에는 실내기의 동작을 제어하기 위한 제어데이터, 동작모드에 대한 데이터, 센서부(140)로부터 감지되는 데이터, 통신부(190)를 통해 송수신되는 데이터, 조작부(150)에 의해 입력되는 데이터, 출력데이터, 동작의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터가 저장된다. 메모리(120)는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.

통신부(190)는, 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 유선 또는 무선통신 방식으로 데이터를 송수신한다.

통신부(190)는 실외기(10)와 데이터를 송수신하고, 리모컨(미도시)으로부터 데이터를 수신한다. 또한, 통신부(190)는 소정의 네트워크에 연결되어 외부의 서버(미도시), 제어기(미도시) 또는 단말(미도시)과 통신할 수 있다.

통신부(190)는 공기조화기 내의 데이터 통신과 서버와의 통신에 있어서 상이한 통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있으며, 그에 따른 복수의 통신모듈을 포함한다. 또한, 통신부(190)는 상이한 통신방식의 데이터를 변환하여 처리하는 게이트웨이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(190)는, RS 232, RS 422 또는 RS485 통신 프로토콜을 통해, 다른 실내기(20) 또는 실외기(10)와 데이터를 교환할 수 있고, 또한, 지그비, 와이파이, 블루투스 프로토콜을 통해, 기기 간에 데이터를 교환하며 와이파이, 인터넷, 와이브로 등의 통신방식을 통해 외부의 서버 또는 단말과 통신할 수 있다.

센서부(140)는 복수의 센서를 포함하여 측정되는 데이터는 제어부(110)로 입력한다. 센서부(140)는 온도센서(141), 압력센서(143), 습도센서(142)를 포함한다. 또한, 센서부는 회로내 전류를 감지하는 전류센서, 전압을 감지하는 전압센서, 소정 거리 내로 접근하는 사람 또는 물체를 감지하는 근접센서 등을 더 포함할 수 있으나 그에 대한 설명은 하기에서 생략한다.

온도센서(141)는 흡입구에 설치되어 실내온도를 측정하고, 실내기 본체의 내부에 설치되어 열교환온도를 측정하며, 토출구의 어느 일측에 설치되어 토출되는 공기의 온도를 측정하고, 냉매배관에 설치되어 냉매배관의 온도를 측정할 수 있다.

습도센서(142)는 실내공기에 대한 습도를 측정한다. 습도센서는 상대습도를 감지한다.

상대습도는 대기 중에 포함되어 있는 수증기의 양과 그 때의 온도에서 대기가 함유할 수 있는 최대수증기량(포화수증기)의 비를 백분율로 나타낸 것이다. 최대수증기량은 온도에 따라 가변하므로, 상대습도 또한, 온도에 따라 가변된다.

압력센서는 냉매배관의 압력을 감지한다. 압력센서는 실내열교환기에 연결되는 냉매배관의 압력을 감지한다.

센서부의 각 센서는 감지값을 감지신호로써 제어부(110) 또는 구동부(160)로 입력한다.

전원부(130)는 실내기 본체로 동작전원을 공급한다. 전원부(130)는 연결되는 상용전원을 정류 및 평활하여, 각 부에서 요구되는 전압을 생성하여 공급한다. 전원부(130)는 돌입전류를 방지하고, 정전압을 생성한다. 경우에 따라 전원부(130)는 실외기(10)와 연결되어, 일정크기의 동작전원을 공급받거나, 또는 공급할 수 있다.

구동부(160)는 팬구동부와, 밸브제어부를 포함한다.

팬구동부(162)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 팬(172)에 구비되는 모터의 구동을 제어함으로써, 팬(172)(109)이 회전동작하도록 한다. 팬구동부(162)는 팬(172)으로 동작전원을 공급하여 팬(172)이 설정된 회전속도로 회전동작하도록 제어한다.

팬(172)(109)은 열교환기에 구비된다. 팬(172)은 실내공기를 흡입하고, 흡입된 실내공기를 열교환기로 공급한다. 팬은, 열교환기 내부의 냉매가 공기와 열교환되도록 실내공기를 공급하고, 열교환된 공기를 토출한다 이때 팬(172)은 회전속도를 조절할 수 있는 인버터팬이 사용될 수 있다. 팬(172)은 모터와 팬으로 구성되며, 팬구동부(162)의 제어에 의해 모터가 동작함에 따라 팬이 회전하게 된다.

밸브제어부(163)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 복수의 밸브(173)에 대한 개폐를 제어하고 또는 개도율을 조절하며, 냉매의 유로를 변경할 수 있다. 이때 밸브제어부(163)는 복수의 밸브(173)에 각각 구비될 수 있다. 밸브는 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브, 팽창밸브가 포함된다.

제어부(110)는 조작부(150)를 통해 입력되는 데이터, 리모컨 또는 제어기로부터 수신되는 데이터에 대응하여 운전을 설정하고, 동작상태가 디스플레이부(170)를 통해 출력되도록 한다. 제어부(110)는 동작상태, 알림 또는 에러메시지가 디스플레이부 또는 오디오부를 통해 출력되도록 한다. 제어부(110)는 데이터의 입출력을 제어하고, 메모리(120)의 데이터를 관리한다.

제어부(110)는 운전 설정에 따라 실외기(10)로 데이터를 전송하고, 팬(172)과 밸브의 구동을 위한 제어명령을 각 구동부로 인가하여 실외기가 설정에 따라 동작하도록 한다.

제어부(110)는 통신부(190)를 통해, 소정 시간 간격으로 실외기(10)와 통신하여 실내기의 데이터를 실외기로 전송하고, 또한 데이터를 수신하며, 제어기 등의 다른 기기의 요청에 따라 데이터를 전송할 수 있다.

제어부(110)는 센서부(140)의 복수의 센서로부터 입력되는 데이터에 대응하여 냉매, 팬(172), 실내의 상태를 판단하고, 그에 대응하여 제어명령을 생성하여 각 구동부로 인가한다.

제어부(110)는 센서부(140)를 통해 감지되는 데이터에 대응하여, 압축기에 대한 제어방식이 변경되도록 실외기로 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 압축기의 운전주파수가 가변되도록 데이터를 실외기로 전송할 수 있다.

제어부(110)는 설정되는 희망온도에 따라 실내기 및 실외기가 동작하도록 하고, 또한, 배관의 압력에 대응하여 실내기 및 실외기가 동작하도록 할 수 있다.

제어부(110)는 배관온도가 기설정된 온도인 목표배관온도 미만으로 유지되도록, 압축기 제어를 위한 데이터를 실외기로 전송하고, 또한, 팬(172)의 회전속도에 대한 제어명령을 팬구동부로 인가한다.

제어부(110)는 배관온도에 대응하여 배관의 압력에 대한 제한값을 설정함으로써, 실내기 내부가 잠열상태로 동작하도록 한다. 그에 따라 실내기는 열교환기로부터 발생하는 냄새의 확산을 억제할 수 있다.

제어부(110)는 흡입되는 실내공기로부터 센서부(140)의 온도센서(141)에 의해 실내온도가 감지되고, 습도센서(142)에 의해 상대습도가 감지되면, 이를 바탕으로 이슬점온도를 산출한다.

또한, 제어부(110)는 실내기의 냉매배관의 온도를 온도센서를 통해 감지하고, 냉매배관의 온도가 이슬점 온도 이하를 유지하도록 제어한다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도가 이슬점온도 이하가 되도록 실외기로 압축기 제어를 위한 데이터를 전송한다. 제어부(110)는 냉매배관의 온도가 이슬점온도 이하로 유지될 수 있도록, 산출된 이슬점온도보다 설정온도 낮은 온도를 기준으로 냉매배관의 온도를 제어한다. 이때 이슬점온도보다 설정온도 낮은 온도는 목표배관온도이다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도를 목표배관온도 이하로 제어하기 위해, 냉매배관의 온도를 결정하는 냉매배관의 압력을 산출하고, 설정가능한 압력값 중 최대값을 압력제한값으로 설정할 수 있다. 제어부(110)는 산출된 압력제한값에 따라 실외기가 동작하도록 한다.

또한, 제어부(110)는 냉방 중, 실내온도가 희망온도에 도달하지 않은 경우 즉, 희망온도보다 실내온도가 높은 경우, 팬의 풍량을 증가시킨다. 한편, 제어부(110)는 실내온도가 희망온도에 도달하거나 희망온도 미만이면, 운전을 정지하지 않고 유지하면서, 풍량을 감소시킨다.

제어부(110)는 온도를 기준으로 공기조화기가 동작하도록 하되, 희망온도와 냉매배관의 온도를 모두 고려하여, 압력을 기준으로 공기조화기가 동작하도록 모드를 변환할 수 있다. 그에 따라 제어부(110)는 실내온도가 희망온도에 도달하더라도 운전을 유지하도록 한다.

제어부(110)는 이러한 운전 유지를 위하여 실외기로 동작모드 변경 및 압축기 제어를 위한 데이터를 전송한다.

한편, 실외기(10)는 압축기(102) 및 압축기구동부(미도시)를 포함한다.

실외기제어부(미도시)는 실내기로부터 수신되는 데이터에 대응하는 제어명령을 압축기구동부로 인가하여 압축기의 동작을 제어한다.

실외기(10)는 실내기의 요청에 따라, 압축기의 운전주파수를 제어하고, 냉매배관의 압력이 설정된 압력제한값 이하로 동작하도록 할 수 있다. 실외기는 압축기가 냉매배관의 압력을 기준으로 동작하도록 함에 따라, 냉매배관의 온도를 제어할 수 있다.

그에 따라 실내기는 내부의 열교환기에 일정량의 수분이 유지된다. 실내기는 일정량의 수분이 유지되는 잠열상태가 유지됨에 따라, 기 생성되어 있는 냄새분자의 활동이 억제되어 냄새의 확산이 억제될 수 있다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 공기선도가 도시된 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 실내기(20)는 실내공기를 흡입하여, 온도센서(141)를 통해 실내온도를 감지하고, 또한 습도센서를 통해 상대습도를 감지한다.

제어부(110)는 감지되는 실내온도와 상대습도로부터 이슬점온도를 산출한다.

제어부(110)는 산출된 이슬점 온도를 기준으로, 실내기 내부의 냉매배관의 온도가 이슬점 온도 이하로 유지되도록 제어한다.

특히 제어부(110)는 냉매배관의 온도가 이슬점온도 이하로 유지되도록 하기 위해, 이슬점온도보다 설정온도 낮은 온도를 기준으로, 동작을 제어한다.

제어부(110)는 실내 냉매배관의 온도가 이슬점온도보다 낮은 기준온도로 제어하기 위해, 해당 온도값을 압력값으로 환산하고, 환산가능한 범위의 최대값을 압력제한값으로 설정한다. 이때, 온도값을 압력값으로 변환하기 위해서는 온도의 3제곱, 온도의 2제곱, 온도에 각각 상수를 곱하여 산출할 수 있다.

예를 들어 제어부(110)는 이슬점온도보다 1도 낮은 온도를 목표배관온도로 설정하고, 이를 기준으로 압력제한값을 산출하여 동작을 제어할 수 있다.

이슬점온도는 수증기를 포함한 대기의 기압과 수증기량을 변화시키지 않고 기온을 떨어뜨렸을 경우, 수증기가 포화에 달할 때의 온도로, 물이 응결되기 시작하는 온도이다.

제어부(110)는 실외기로, 냉매배관의 압력이 압력제한값을 넘지 않도록 제어명령을 포함하는 데이터를 전송하고, 그에 따라 실외기는 압축기의 동작을 제어한다. 실외기는 압축기가 설정된 운전주파수 이하로 동작하도록 할 수 있다.

또한, 실내온도 및 습도의 변화에 따라 이슬점온도가 가변됨에 따라 압력제한값도 가변되므로, 압축기의 운전주파수 또한 가변제어된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 온도 및 습도에 따라 이슬점온도는 가변된다. 이때, 제 1 그래프(51)는 이슬점온도에 따른 포화선이고, 제 2 그래프(52)는 이슬점온도에서 설정온도를 뺀 값으로 목표배관온도이다.

또한, 제 1 영역(53)과 , 제 2 영역(54)은 목표압력이 형성되는 범위를 나타낸 것이다. 제 2영역(53)은 실내 배관온도에 대한 목표값, 목표배관온도를 설정하여 제어하는 경우 형성되는 냉매배관의 압력범위이고, 제 1 영역(53)은 목표배관온도를 설정하지 않고 제어하는 경우에 형성되는 압력범위이다.

공기조화기는, 냉매배관의 온도가, 이슬점온도 이하, 특히 목표배관온도 이하로 유지되도록 하기 위해, 냉매배관의 압력을 제어할 수 있다.

실내기의 공기중 습도량이 일정하게 유지될 때, 실내온도와 상대습도를 바탕으로 절대습도를 산출할 수 있다.

또한, 절대습도에 대하여, 목표배관온도를 만족하는 압력범위를 산출할 수 있다. 압력범위 내에서 냉매배관의 압력을 제어함에 따라 냉매배관의 온도가 목표배관온도의 범위 내에서 유지되도록 할 수 있다.

예를 들어 절대습도가 제 1 습도(hm1)이고, 이슬점온도에 대한 목표배관온도가 설정된 경우에 대하여 설명하면 다음과 같다.

실내 냉매배관의 배관온도가 목표배관온도 이하로 유지되기 위해서는 임의의 제 1 습도(hm1)에 대하여, 제 3온도(tm3) 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 제 4 온도(tm4)까지도 가능하나, 안정적인 제어를 위해서는 제 1 내지 제 3 온도(tm3) 내에서 제어하는 것이 바람직하다. 제 4 온도가 제 1 온도보다 높은 온도이다(tm1<tm4).

또한, 실내기는 목표배관온도를 소정의 변환식에 따라 압력값으로 변환할 수 있다. 설정가능한 압력값 중 최대 압력값을 압력제한값으로 할 때, 제 2 영역(54)과 같이 냉매배관의 온도는 제 1온도(tm1) 내지 제 3온도(tm3)내에서 형성될 수 있다. 그에 따라 압력추종제어를 통해 냉매배관의 온도를 제어할 수 있다.

실내기는 압력추종제어를 설정하고, 실외기는 그에 대응하여 감지되는 압력을 바탕으로 압축기를 제어함으로써, 실내기 측의 냉매배관의 온도를 제어할 수 있다.

한편, 별도의 목표배관온도를 설정하지 않고 제어하는 경우, 제 1 습도(hm1)에서, 제 1 영역(53)을 기준으로 냉매배관의 온도는 제 2 온도(tm2) 내지 제 5 온도(tm5) 범위가 설정된다.

그러나, 이슬점온도는 제 1 그래프(51)와 같이 형성되므로, 제 3 온도(tm3) 이상 제 5 온도(tm5)에서 냉매배관의 온도가 이슬점온도보다 높아지게 된다.

별도의 목표배관온도를 설정하지 않고 제어하는 경우, 압력이 제 1 영역(53)과 같이 형성됨에 따라 배관온도를 이슬점 온도 이하로 제어하더라도, 일부 구간에서 온도가 상승하게 된다.

그로 인하여 냉매배관의 온도가 상승함에 따라 건조한 환경이 조성되면서 냄새분자의 확산이 증가하게 되어 악취가 유발될 수 있다.

따라서, 실외기는 압력제한값을 기준으로, 압력추종제어를 수행함에 따라, 실내기의 냉매배관의 온도는 목표배관온도 이하로 유지될 수 있다. 그에 따라 실내열교환기에서는 물이 응축되어 일정 수분량을 유지함에 따라 냄새를 억제할 수 있다.

한편, 실내온도가 희망온도에 도달하면, 실내기는 풍량을 제어하고, 실외기는 잠열은 유지하되 냉매배관의 온도가 하강함에 따라 압축기의 운전주파수를 감소시킨다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 실내기(20)는 온도센서(141)를 통해 실내온도를 감지하고, 습도센서(142)는 실내 습도를 감지한다(S310). 이때 감지되는 습도는 상대습도이다.

제어부(110)는 실내온도와 습도를 바탕으로 이슬점을 산출한다(S320). 제어부(110)는 냉매배관의 온도가 이슬점온도 이상으로 상승하지 않도록 제어한다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도를 제어하기 위해, 이슬점온도보다 설정온도 낮은 값을 목표배관온도로 설정한다(S330). 예를 들어 이슬점온도보다 1도 낮은 온도를 목표배관온도로 설정할 수 있다.

제어부(110)는 압력추종제어를 바탕으로 이슬점온도 및 목표배관온도를 이용하여, 설정가능한 냉매배관의 최대압력값을 산출할 수 있다. 제어부(110)는 최대압력값을 압력제한값으로 설정하고(S340), 그에 따라 실외기가 동작하도록 데이터를 전송한다. 제어부(110)는 목표배관온도를 변환식에 대응하여 압력값으로 변환할 수 있다.

실내기의 냉매배관에 설치된 온도센서(141)는 냉매배관의 온도를 감지한다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도가 목표배관온도 이상인 경우(S350), 목표배관온도 이하로 냉매배관의 온도를 제어하기 위하여, 실내 냉매배관의 온도를 결정하는 압력추종제어가 수행되도록 할 수 있다.

제어부(110)는 실외기로 압력추종제어에 대한 데이터를 전송한다. 실외기는 냉매배관의 압력을 기준으로 하는 압력추종제어를 수행하고(S360), 그에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하여 냉매배관의 압력을 제어한다(S370).

냉매배관의 압력이 제어됨에 따라 냉매배관의 온도가 목표배관온도 이하로 유지될 수 있다. 또한, 압력제한을 통해 운전이 제어되면, 실외기의 압축기의 운전주파수는 희망온도를 기준으로 제어하는 것보다 높은 운전주파수로 설정될 수 있다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도가 목표배관온도 이하인 상태에서(S350), 냉방모드를 기준으로 실내온도와 희망온도를 비교하고(S380), 실내온도가 희망온도 이상인 경우 풍량을 증가시켜 실내온도가 희망온도에 도달하도록 한다(S390). 한편, 실내온도가 희망온도에 도달하거나 또는 희망온도보다 낮은 경우, 제어부는 팬구동부로 제어명령을 인가하여 팬(172)의 풍량을 감소시킨다(S400).

온도를 기반으로 제어하는 경우 실내온도가 희망온도에 도달하면 동작을 정지하지만, 압력기반으로, 냉매배관의 온도를 제어하기 위해 실내온도가 희망온도에 도달하더라도 운전을 유지할 수 있다.

압력제한을 통해 운전이 제어되면, 실외기의 압축기의 운전주파수는 희망온도를 기준으로 제어하는 것보다 높은 운전주파수로 설정될 수 있다. 그에 따라 실내온도가 희망온도보다 낮은(냉방운전 시) 경우가 발생할 수 있다.

실내기는 실내온도가 희망온도보다 낮은 경우 운전을 정지하지 않고 유지하되 풍량을 감소하고, 희망온도 이상인 경우에는 풍량을 증가시킨다.

그에 따라 실내온도를 희망온도로 제어하는 동시에, 냉매배관의 온도를 목표배관온도를 이하로 제어하여, 실내온도를 설정에 따라 제어하는 동시에 냄새의 확산을 억제할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 온도와 압력에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 실내기(20)는 조작부(150)에 의해 희망온도가 입력되고(S420) 운전모드가 설정되면, 설정을 실외기로 전송하고 운전을 시작한다(S430). 실내기는 설정에 따라 냉방모드 또는 난방모드로 동작하며, 실내온도가 설정된 희망온도에 도달하도록 냉, 온의 공기를 토출한다.

실내기(20)는 실내공기를 흡입하고, 흡입구에 설치된 온도센서를 통해 실내온도를 감지한다(S440). 온도센서는 복수로 구비될 수 있다.

제어부(110)는 실내온도와 희망온도의 온도차에 대응하여 압축기가 동작하도록 데이터를 실외기로 전송한다(S450). 그에 따라 실외기는 압축기의 운전주파수를 제어하여 냉매를 실내기로 공급하고, 실내기의 열교환기는 공급되는 냉매와 실내공기의 열교환을 통해 냉온의 공기를 토출한다.

한편, 온도센서는 실내 냉매배관의 온도를 감지한다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도가 기설정된 온도(설정온도)보다 높은지 여부를 판단한다(S460). 이때 기설정된 온도는 앞서 설명한 목표배관온도이다. 목표배관온도는 실내온도 및 습도를 기준으로 산출되는 이슬점온도로부터 설정된다.

제어부(110)는 냉매배관의 온도가 목표배관온도보다 높은 경우, 압력제한값을 설정한다(S470). 압력제한값은, 배관온도를 목표배관온도 이하로 제어하기 위한 냉매배관의 압력값 중 최대값이다.

제어부(110)는 압력에 따라 압축기가 동작하도록 압력추종제어를 설정할 수 있다(S480).

실외기는 실내기로부터 수신되는 데이터에 따라 압축기가 압력에 따라 동작하도록 한다. 실외기는 압축기의 운전주파수를 제어하여 냉매배관의 압력을 제어한다. 그에 따라 실내기 측 냉매배관의 온도가 목표배관온도 범위 내에서 제어된다(S490).

제어부(110)는 설정주기마다(S500), 냉매배관의 온도를 감지하고 배관온도가 목표배관온도 이상인 경우에는 목표배관온도로 유지되도록 제어하고, 목표배관온도 이하인 경우에는 온도를 기준으로 실내온도를 기반으로 제어할 수 있다.

실내기는 운전정지명령이 입력되기까지 운전을 유지하고(S510), 정지명령이 입력되면 동작을 정지한다(S520).

목표배관온도 이하로, 압력추종제어를 수행하는 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 이슬점온도를 기준으로 목표배관온도를 설정하여 압력제한값으로 압축기를 제어할 수 있다.

그에 따라 실내기의 열교환기는 잠열상태를 유지하면서 실내온도를 제어할 수 있음으로, 냄새를 억제하면서 효과적으로 실내온도를 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

10: 실외기 20: 실내기
110: 제어부 140: 센서부
141: 온도센서 142: 습도센서
160: 구동부 162: 팬구동부

Claims (17)

1. 희망온도가 입력되는 조작부;
   열교환된 공기를 토출하는 실내기팬;
   복수로 구비되어, 실내온도 및 배관온도를 감지하는 온도센서;
   습도센서;
   상기 실내온도 및 상기 습도로부터 실내 냉매배관의 온도를 제어하기 위한 목표배관온도를 설정하고, 상기 실내 냉매배관의 배관온도가 상기 목표배관온도 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 압력추종제어를 수행하는 경우, 상기 실내온도 및 상기 습도로부터 산출되는 이슬점온도에 대응하여, 상기 배관온도가 상기 이슬점온도 이상으로 증가하지 않도록 상기 이슬점온도보다 소정온도 낮은값을 상기 목표배관온도로 설정하고,
   상기 배관온도를 상기 목표배관온도 이하로 제어하기 위한 냉매압력값을 산출하고, 상기 냉매압력값 중 최대값을 압력제한값으로 설정하여, 상기 냉매배관의 온도가 상기 목표배관온도 이하이고, 상기 냉매배관의 압력이 상기 압력제한값 이하로 유지되도록 제어하며,
   상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하도록 상기 실내기팬에 의해 토출되는 풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 압력추종제어를 위한 데이터를 실외기로 전송하고,
   상기 실외기는 실내기의 상기 배관온도가 가변되도록, 압축기의 운전주파수를 제어하여 냉매배관의 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 이슬점온도보다 1도 낮은 값을 상기 목표배관온도로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 압력추종제어에 따른 운전중, 상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하거나 또는 상기 희망온도 미만인 경우 운전을 유지하고, 풍량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는, 설정주기로 상기 냉매배관의 온도에 대응하여 압력추종제어 또는 온도추종제어로 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 압력제한값을 실외기로 전송하고,
   상기 실외기는 냉매압력이 상기 압력제한값을 초과하지 않도록 압축기의 운전주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 실외기는 상기 압력추종제어를 설정하는 경우, 상기 압축기가 냉매배관의 압력에 따라 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 희망온도가 입력되고 운전을 시작하는 단계;
    실내온도 및 습도를 감지하는 단계;
    상기 실내온도 및 상기 습도로부터 산출되는 이슬점온도에 대응하여, 상기 이슬점온도보다 소정온도 낮은값을 목표배관온도로 설정하는 단계;
    냉매배관의 배관온도를 상기 목표배관온도 이하로 제어하기 위한 냉매압력값을 산출하고, 상기 냉매압력값 중 최대값을 압력제한값으로 설정하는 단계;
    상기 냉매배관의 온도가 상기 목표배관온도 이하이고, 상기 냉매배관의 압력이 상기 압력제한값 이하로 유지되도록 압력추종제어를 수행하는 단계;
    상기 압력추종제어에 대한 데이터를 실외기로 전송하는 단계; 및
    상기 압력추종제어에 따른 운전중, 상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하도록 실내기팬을 제어하여 토출되는 풍량을 제어하는 단계;를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    설정주기 도달 시 상기 배관온도에 대응하여 상기 압력추종제어에 따른 모드를 해제하거나 또는 유지하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
13. 삭제
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력추종제어에 따른 운전 중, 상기 실내온도가 상기 희망온도에 도달하거나 또는 상기 희망온도 미만인 경우 운전을 유지하고, 풍량을 감소시키는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
15. 삭제
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력제한값을 실외기로 전송하는 단계; 및
    상기 실외기가 냉매압력이 상기 압력제한값을 초과하지 않도록 압축기의 운전주파수를 제어하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력추종제어를 설정하는 경우, 압축기가 냉매배관의 압력에 따라 동작하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
    

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