KR19990054069A - 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 한 대의 실외기로부터 여러대의 실내기로 각각 유입되는 냉매량을 조절하는 복수개의 팽창밸브와, 자신의 실내기가 운전되면 실내기의 냉방능력과 희망온도 및 실내온도에 따라 냉매량조절신호 및 목표운전주파수신호를 각각 출력하는 복수개의 실내제어기 및 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 냉매량조절신호에 따라 상기 복수개의 팽창밸브의 개폐정도를 제어하여 상기 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 한편, 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 목표운전주파수신호에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 실외제어기를 포함하여 구성되어, 한 대의 실외기로부터 여러대의 실내기로 유입되는 냉매를 각 실내기의 냉방 용량에 따라 냉매량을 조절하여 유입시키는 효과가 있다.

Description

인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 인버터형 멀티공기조화기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 한 대의 실외기로부터 여러대의 실내기로 유입되는 냉매를 각 실내기의 냉방용량에 따라 냉매량을 조절하여 유입시키는 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인버터형 공기조화기의 냉난방 사이클은 도 1과 같이 도시할 수 있는데, 실외열교환기를 구비한 실외기(1)와, 실내열교환기를 구비한 실내기(2)로 이루어져 있으며, 공기조화기의 냉방운전시에는 도 1에서 실선으로 표시한 바와 같이 냉매가 흐르는 냉매 사이클을 이루면서 냉방한다.

즉, 압축기(3)로부터 토출된 고온 고압의 냉매가스가 실외열교환기(5)내에서 냉각되어 응축되면서 실외 공기와 열교환되고, 상기 액화된 고압의 냉매는 캐필러리 튜브 또는 팽창밸브로 된 팽창수단(7)내에 유입되며, 상기 팽창수단(7)내에 유입된 고압의 냉매액은 그 단열 팽창효과에 의해 저압의 냉매액으로 변환되어 실내열교환기(9)내에 유입되고, 상기 실내열교환기(9)내에서 냉매액은 증발되면서 실내 공기와 열교환되어 냉매가스로 변환되며, 상기 냉매가스는 압축기(3)내에 유입되어 압축기(3)에 의해 고온 고압의 냉매가스로 변환되는 사이클을 이루면서 냉방된다.

그리고, 난방시에는 도 1에 점선으로 표시된 바와 같이 냉매가 흐르는 냉매사이클을 이루면서 난방한다. 즉 난방시에는 상기 냉방시와 반대로 냉매가 흐르게 되는 것이다.

상기와 같은 냉매 사이클을 이루는 인버터형 공기조화기에 있어서, 상기 압축기(3)는 실내기측으로부터 입력된 목표운전주파수로 운전되는데, 상기 목표운전주파수는 실내온도와 사용자가 설정한 희망온도에 따라 퍼지(FUZZY)연산을 수행하여 결정한다.

그러나, 상기와 같은 인버터형 공기조화기는 한 대의 실외기에 한 대의 실내기가 연결되는 구조로 되어 있는 것으로, 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되는 인버터형 멀티공기조화기는 실외기로부터 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하기가 여려운 문제점이 있었다.

즉, 한 대의 실외기에 냉방용량이 서로 다른 여러개의 실내기를 연결하게 되면 냉방용량이 큰 실내기로는 많은 냉매량이 유입되고, 냉방용량의 작은 실내기로 유입되는 냉매량이 점점 적어지는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 각 실내기로 공급되는 냉매를 단순히 개폐밸브를 사용하여 제어하게 되면 각 실내기에서 설정된 희망온도와 현재 실내온도의 차에 따른 적절한 냉매량 조절이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 한 대의 실외기로부터 냉방용량이 서로 다른 여러대의 실내기로 유입되는 냉매를 각 실내기의 냉방용량에 따라 냉매량을 조절하여 유입시키는 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치는, 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되어 냉난방을 수행하는 인버터형 멀티공기조화기에 있어서, 상기 실외기로부터 상기 여러대의 실내기로 각각 유입되는 냉매량을 조절하는 복수개의 팽창밸브와, 자신의 실내기가 운전되면 실내기의 냉방능력과 희망온도 및 실내온도에 따라 냉매량조절신호 및 목표운전주파수신호를 각각 출력하는 복수개의 실내제어기 및 , 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 냉매량조절신호에 따라 상기 복수개의 팽창밸브의 개폐정도를 제어하여 상기 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 한편, 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 목표운전주파수신호에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 실외제어기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어방법은, 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되어 냉난방을 수행하는 인버터형 멀티공기조화기에 있어서, 상기 여러대의 실내기로 각각 유입되어야 하는 냉매량 및 압축기의 목표운전주파수를 결정하는 냉매량/주파수결정단계와, 상기 냉매량/주파수결정단계에서 결정된 목표운전주파수로 압축기를 운전시키는 압축기운전단계 및, 상기 냉매량/주파수결정단계에서 결정된 각 실내기의 냉매량에 따라 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 냉매량조절단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 인버터형 공기조화기의 냉매 사이클도,

도 2는 본 발명에 따른 인버터형 멀티 공기조화기의 냉매 사이클도,

도 3는 본 발명에 따른 인버터형 공기조화기의 냉매 제어장치의 블록도,

도 4는 도 3에 도시된 실내기의 상세 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 인버터형 멀티 공기조화기의 냉매 제어방법의 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 실외기 41 : 압축기

42 : 실내열교환기 43 : 드라이어

44 : 저압조절밸브 46 : 실외제어기

47 : 사방밸브 48 : 실외팬

45-1, 45-2,45-3 : 팽창밸브 50,60,70 : 실내기

51,61,71 : 실내열교환기 52,62,72 : 실내제어기

101 : 전원부 103 : 조작부

105 : 실내온도감지부 107 : 실내배관온도감지부

111 : 실내팬구동부 113 : 실내팬

115 : 풍향조절날개구동부 117 : 풍향조절날개

119 : 표시구동부 121 : 표시부

도 2는 본 발명에 따른 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 사이클도로서, 인버터형 멀티공기조화기는, 한 대의 실외기(40)와 냉방용량이 서로 다른 여러대의 실내기(50,607,0)가 냉매관에 의해 연결된 구조로 되어 있다.

예를 들어, 실내기(50)의 냉방용량은 20평형이고, 실내기(60,70)의 냉방용량은 각각 7평형이다.

상기 실외기(40)의 내부에 설치된 압축기(41)의 토출구측에는 실외열교환기(42)가 연결되고, 상기 실외열교환기(42)의 냉매 토출구측에는 냉매중에 포함된 수분을 제거하도록 드라이어(43)가 접속됨과 동시에 실내기의 운전용량이 작음으로 인한 냉매 과충진을 방지하고 상기 압축기(41)의 내부에 냉매가 유입하지 않도록 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(41)의 냉매 유입구로 바이패스시키는 저압조절밸브(44)가 연결되며, 상기 드라이어(44)의 냉매 토출구측에는 상기 각 실내기(50,60,70)의 실내열교환기(51,61,71)로 유입하는 냉매량을 조절함과 동시에 단열팽창시키는 팽창밸브 (45-1,45-2, 45-3)가 연결된다.

또한, 상기 실외열교환기(42)의 일측에는 공기를 강제 대류시켜 열교환효율을 높이도록 도시되지 않은 실외팬이 배설되어 있고, 상기 각 실내열교환기(51,61,71)의 일측에는 공기를 강제 대류시켜 열교환효율을 높이도록 도시되지 않은 실내팬이 배설된 구조로 되어 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치의 블록도이고, 도 4는 도 3에 도시된 실내기의 상세 블록도로서, 인버터형 멀티공기조화기는, 실외제어기(46)를 포함하는 실외기(40)와 실내제어기(52,54,56)를 각각 포함하는 여러대의 실내기(50,60,70)로 이루어져 있다.

상기 실외기(40)는 압축기(41)와, 팽창밸브(45-1,45-2,45-3), 실외제어기(46) 및, 실외팬모터(48)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 실외제어기(46)는 상기 복수개의 실내제어기(52,62,72)로부터 입력된 냉매량조절신호에 따라 상기 복수개의 팽창밸브(45-1,45-2,45-3)의 개폐정도를 제어하여 상기 각 실내기(50,60,70)로 유입되는 냉매량을 조절하는 한편, 상기 복수개의 실내제어기(52,62,72)로부터 목표운전주파수신호를 입력받아 압축기(41)를 목표운전주파수로 운전시키도록 되어 있다.

그리고, 상기 압축기(41)는 상기 실외제어기(46)의 제어에 의해 목표운전주파수로 운전되어 상기 실내기(50,60,70)로부터 유입된 냉매를 압축하여 토출하도록 되어 있고, 상기 실외팬(48)은 상기 실외제어기(46)의 제어에 의해 회전하여 공기를 강제 대류시켜 열교환효율을 높인다.

그리고, 상기 각 실내기(50,60,70)는 전원부(101)와, 조작부(103), 실내온도감지부(105), 실내배관온도감지부(107), 실내제어기(52,62,72), 실내팬구동부(111), 실내팬(113), 풍향조절날개구동부(115), 풍향조절날개(117), 표시구동부(119) 및, 표시부(121)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 전원부(101)는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 실내기(50,60,70)의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 상기 조작부(103)는 사용자가 원하는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방)와 운전의 시작/정지, 희망온도, 토출공기의 설정풍량 및 설정풍향을 상기 실내제어기(52,62,72)로 입력하도록 되어 있다.

상기 실내온도감지부(105)는 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기의 온도를 감지하여 상기 실내제어기(52,62,72)로 입력하도록 되어 있고, 상기 실내배관온도감지부(107)는 공기조화기의 운전시에 변화하는 실내열교환기의 배관온도 즉, 상기 실내열교환기(51,61,71)를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 실내제어기(52,62,72)로 입력하도록 되어 있다.

그리고, 상기 실내제어기(52,62,72)는 상기 전원부(101)로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 실내기(50,60,70)를 초기화시킴은 물론, 상기 조작부(103)에 의해 입력된 운전선택신호 및 운전시작/운전정지신호에 따라 실내기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 자신의 실내기(50,60,70)가 운전되면 자신의 실내기 냉방능력과 희망온도 및 현재 실내온도에 따라 냉매량을 조절하기 위한 냉매량조절신호와 압축기의 목표운전주파수신호를 상기 실외기(40)의 실외제어기(46)로 출력하도록 되어 있다.

상기 실내팬구동부(111)는 상기 조작부(103)에 의해 선택된 풍량에 따라 열교환된 공기(냉풍, 온풍)를 실내로 송풍하도록 상기 실내제어기(52,62,72)로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬(113)을 구동시키고, 상기 풍향조절날개구동부(115)는 상기 실내제어기(52,62,72)의 제어에 의해 풍향조절날개(117)의 각도를 조절하여 토출공기의 방향을 상하 및 좌우조절한다.

또한, 상기 표시구동부(119)는 상기 실내제어기(52,62,72)의 제어에 따라 상기 조작부(103)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방)와 설정온도 및 실내온도등을 표시하도록 표시부(121)를 구동시키도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어장치 및 그 제어방법의 작용 및 효과를 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 인버터형 멀티공기조화기의 냉매 제어방법의 순서도로서, 도 5에서 S는 단계(step)를 의미한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서는 각 실내기(50,60,70)의 운전이 시작되었는가를 판단하여 각 실내기(50,60,70)의 운전이 시작되었으면 단계(S2)를 진행한다.

즉, 각 실내기(50,60,70)의 실내제어기(52,62,72)는 자신의 실내기(50,60,70)에서 사용자가 조작부(103)를 조작하여 운전시작신호가 입력되면 단계(S2)를 진행하는 것이다.

상기 단계(S2)에서 각 실내기(50,60,70)의 실내제어기(52,62,72)는 사용자가 설정한 희망온도를 감지한 다음 단계(S3)를 진행하며, 상기 단계(S3)에서는 각 실내기(50,60,70)의 실내온도를 감지하고 단계(S4)를 진행한다.

즉, 각 실내기(50,60,70)에서 사용자가 조작부(103)를조작하여 실내제어기(52,62,72)로 입력한 희망온도를 상기 실내제어기(52,62,72)가 감지하고, 실내온도감지부(105)에서 감지되어 실외제어기(52,62,72)로 입력된 현재 실내온도를 상기 실외제어기(52,62,72)가 감지하는 것이다.

이어서, 단계(S4)에서는 각 실내기(50,60,70)의 냉방능력과 사용자가 설정한 희망온도 및 현재 실내온도에 따라 각 실내기(50,60,70)으로 유입되어야 하는 냉매량 및 압축기(41)의 목표운전주파수를 결정하고 단계(S5)를 진행한다.

즉, 각 실내기(50,60,70)의 실내제어기(52,62,72)는 자신의 실내기 냉방능력과 사용자에 의해 설정된 희망온도 및 현재 실내온도에 따라 냉매량 및 목표운전주파수를 결정하여 냉매량을 조절하기 위한 냉매량조절신호 및 압축기의 목표운전주파수신호를 실외기(40)의 실외제어기(46)로 출력하는 것이다.

이어서, 단계(S5)에서는 상기 단계(S4)에서 결정된 각 실내기(50,60,70)의 목표운전주파수에 따라 압축기(41)의 운전주파수를 제어하여 압축기(41)를 구동시키고 단계(S6)를 진행한다.

즉, 상기 각 실내기(50,60,70)의 실내제어기(52,62,72)에서 결정되어 출력된 목표운전주파수신호는 서로 다를 수 있으므로, 상기 실외제어기(46)는 상기 각 실내제어기(52,62,72)에서 출력된 목표운전주파수를 근거로 하여 새로운 목표운전주파수를 결정하여 그에 따라 압축기(41)를 운전시키는 것이다.

이어서, 상기 단계(S6)에서는 상기 단계(S4)에서 결정된 각 실내기(50,60,70)로 유입되어야 하는 냉매량에 따라 팽창밸브(45-1,45-2,45-3)의 개폐정도를 제어하여 상기 각 실내기(50,60,70)의 실내열교환기(51,61,71)로 유입되는 냉매량을 조절한다.

즉, 실외제어기(46)는 상기 각 실내제어기(52,62,72)로부터 입력된 냉매량 조절신호에 따라 상기 팽창밸브(45-1,45-2,45-3)의 개폐정도를 조절하여 상기 각 실내기(50,60,70)의 실내열교환기(51,61,71)로 유입되는 냉매량을 조절한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 한 대의 실외기로부터 냉방용량이 서로 다른 여러대의 실내기로 유입되는 냉매를 각 실내기의 냉방용량에 따라 팽창밸브의 개폐정도를 조절하여 냉매량을 다르게 유입시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되어 냉난방을 수행하는 인버터형 멀티공기조화기에 있어서, 상기 실외기로부터 여러대의 실내기로 각각 유입되는 냉매량을 조절하는 복수개의 팽창밸브와, 자신의 실내기가 운전되면 실내기의 냉방능력과 희망온도 및 실내온도에 따라 냉매량조절신호 및 목표운전주파수신호를 각각 출력하는 복수개의 실내제어기 및 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 냉매량조절신호에 따라 상기 복수개의 팽창밸브의 개폐정도를 제어하여 상기 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 한편, 상기 복수개의 실내제어기로부터 각각 입력된 목표운전주파수신호에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 실외제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터형 멀티 공기조화기의 냉매 제어방법.
2. 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되어 냉난방을 수행하는 인버터형 멀티공기조화기에 있어서, 상기 여러대의 실내기로 각각 유입되어야 하는 냉매량 및 압축기의 목표운전 주파수를 결정하는 냉매량/주파수결정단계와, 상기 냉매량/주파수결정단계에서 결정된 목표운전주파수로 압축기를 운전시키는 압축기운전단계 및 상기 냉매량/주파수결정단계에서 결정된 각 실내기의 냉매량에 따라 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 냉매량조절단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기의 냉매 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 냉매량/주파수결정단계는 , 실내기의 냉방용량과, 사용자가 설정한 희망 온도 및 , 현재 실내온도에 따라 냉매량 및 압축기의 목표운전주파수를 결정하는 것을 특징으로 하는 인버터형 멀티 공기조화기의 냉매 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 냉매량조절단계는, 상기 실외기와 각 실내기를 연결하는 냉매배관에 설치된 팽창밸브의 개폐정도를 조절하여 상기 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기의 냉매 제어방법.