KR19990057740A - 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법은, a)기준운전용 V/F 패턴을 설정하는 단계; b)상기 설정된 V/F 패턴에 따라 운전을 시작하는 단계; c)상기 설정된 V/F 패턴에서의 최고 주파수에 도달했는지를 판별하는 단계; d)상기 단계 c)에서 최고 주파수에 도달하지 않았으면 계속하여 최고 주파수에의 도달여부를 확인하고, 최고 주파수에 도달했으면 최고 주파수로 소정 시간동안 운전을 지속하는 단계; e)상기 소정 시간이 지나면 정상 운전 주파수로 주파수를 변경하여 운전을 지속하는 단계; f)상기 정상 운전 주파수 상태에서의 운전중 공기 흐름량을 중가시킬 것인지를 판별하는 단계; g)상기 단계 f)에서 공기 흐름량을 증가시켜야 할 것으로 판단되면, 상기 단계 b)로 귀환하여 운전을 지속하고, 공기 흐름량을 증가시킬 것이 아니라면 정상 운전 주파수로 계속 운전하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

Description

인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법

본 발명은 인버터(inverter)를 이용한 공조(air conditioning) 시스템의 운용방법에 관한 것으로서, 특히 공조 시스템의 팬(fan)이나 블로우어(blower)를 운전함에 있어서 인버터의 의한 적정 V/F(voltage/frequency)값을 설정하여 운전에 반영함으로써 공조 시스템을 효율적으로 운용할 수 있는 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 빌딩이나 공장 등에는 공조 시스템이 설비되어 있다. 그와 같은 공조 시스템에는 공기를 강제로 송풍시키기 위한 블로우어(또는 팬)가 설치되어 있으며, 그 블로우로부터 토출되는 풍량을 조정하기 이하여 통상 운전 주파수를 제어하는 방법이 사용된다.

도 1은 종래 공조 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 공조 시스템은 공기를 강제로 송풍시키기 이한 블로우어(12)와, 공조 시스템이 적용되는 장소나 특정 부위의 온도룰 감지하여 그에 대응되는 아날로그 신호, 예컨대 4~20mA의 전류 신호를 출력하는 온도 센서(13)와, 그 온도 센서(13)로부터의 신호를 수신하여 상기 블로우어(12)에 공급되는 교류 전원의 주파수나 전압을 조정하기 위한 인버터(11)로 구성되어 있다.

이상과 같은 구성의 종래 공조 시스템에 있어서, 상기 인버터(11)는 보통 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)형이 사용되는데, VVVF형 인버터를 효율적으로 운전하기 위해서는 부하의 속도-토오크 특성에 따라 적절한 V/F패턴이 선정되어야 한다. 부하에 따른 V/F 패턴은 정토오크 부하, 저감토오크 부하, 고기동 토오크 부하 및 정출력 부하로 구분되며, 각 부하에 따른 인버터의 운전 특성 그래프는 각각 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같다.

블로우어나 팬에 적용되는 인버터의 운전 패턴은 소비전력을 감소시키기 위하여 통상 상기 도 2b에 도시된 바와 같은 2승(실선)이나 3승(점선) 저감 토오크 부하의 운전 패턴이 많이 사용된다. 이와 같은 운전 패턴은 블로우어나 팬의 기동시 출력 주파수를 최고 주파수로 선택하여 운전을 하고, 블로우어나 팬으로부터 실제로 출력되고 있는 풍량이 요구되는 풍량보다 많은 경우 주파수를 낮추게 된다.

그에 따라 출력전압이 낮아지고, 그 결과 소비전력이 감소된다.

그런데, 이상과 같은 운전 패턴이 채용된 인버터를 운전함에 있어서, 종래에는 상기 온도 센서(13)와 같은 외부 제어장치를 이용하므로, 시스템의 설비 비용이 증가하고, 제어 회로가 복잡해지는 단점이 있다. 또한, 사용자가 빈번히 직접 운전 조작을 해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 온도 센서를 사용하지 않고도 인버터에 의해서만 자동으로 적절한 주파수를 조정하여 블로우어나 팬의 운전에 반영할 수 있는 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 공조 시스템을 개략적으로 나타내 보인 블록 구성도.

도 2a는 정토오크 부하 시의 인버터의 운전 특성 그래프.

도 2b는 저감토오크 부하 시의 인버터의 운전 특성 그래프.

도 2c는 고기동 토오크 부하 시의 인버터의 운전 특성 그래프.

도 2d는 고기동 토오크 부하 시의 인버터의 운전 특성 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법의 실행 고정을 나타내 보인 플로우 챠트.

도 4는 본 발명의 방법이 채용되는 공조 시스템의 인버터의 운전 특성 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11...인버터 12...블로우어

13...온도 센서 A...최고 주파수

B...정상 운전 주파수

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법은,

a)기준운전용 V/F 패턴을 설정하는 단계;

b) 상기 설정된 V/F 패턴에 따라 운전을 시작하는 단계;

c) 상기 설정된 V/F 패턴에서의 최고 주파수에 도달했는지를 판별하는 단계;

d) 상기 단계 c)에서 최고 주파수에 도달하지 않았으면 계속하여 최고 주파수에의 도달여부를 확인하고, 최고 주파수에 도달했으면 최고 주파수로 소정 시간동안 운전을 지속하는 단계;

e) 상기 소정 시간이 지나면 정상 운전 주파수로 주파수를 변경하여 운전을 지속하는 단계;

f) 상기 정상 운전 주파수 상태에서의 운전중 공기 흐름량을 증가시킬 것인지를 판별하는 단계; 및

g) 상기 단계 f)에서 공기 흐름량을 증가시켜야 할 것으로 판단되면, 상기 단계 b)로 귀환하여 운전을 지속하고, 공기 흐름량을 증가시킬 것이 아니라면 정상 운전 주파수로 계속 운전하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 설정된 기준운전용V/F 패턴에 의한 주파수의 자동변경 운전에 따라 블로우어나 팬으로부터 토출되는 풍량을 자동으로 조정할 수 있고, 적절한 주파수의 변경운전으로 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 종래와 같은 온도 센서를 사용하지 않으므로 공조 설비 비용을 감축시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법의 실행과정을 나타내 보인 플로우 챠트이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법은 먼저 도 4에 도시된 바와 같은 기준운전용 V/F 패턴을 설정하게 된다.(단계31).

여기서, 이 기준운전용 V/F 패턴은 소비전력을 최대한 줄일 수 있도록 2승 및 3승 저감토오크 부하 시의 인버터의 운전특성을 고려한 V/F 패턴으로 설정된다. 그리고, 이와 같은 V/F 패턴 설정과 함께 최고 주파수(A)에서의 운전 지속시간 및 정상 운전시의 주파수(B)도 함께 설정된다. 이와 같이 해서, V/F 패턴의 설정이 완료되면 그 설전된 V/F 패턴에 따라 운전을 시작한다(단계32). 운전이 시작되고 소정 시간이 경과하면 상기 설정된 V/F 패턴에서 최고 주파수(A)에 도달했는지를 판별한다(단계33). 이 단계 33에서 최고 주파수(A)에 도달하지 않았으면 계속하여 최고 주파수(A)에의 도달 여부를 확인하고, 최고주파수(A)에 도달했으면 그 최고 주파수(A)로 소정 시간동안 운전을 지속한다(단계34). 그리고, 소정 시간이 나면 자동으로 정상 운전 주파수(B)로 주파수를 변경하여 운전을 지속한다(단계35). 이 와 같이 정상 운전 주파수(B) 상태로 운전을 하던중, 실내 공간이나 작업 현장에 분진이나 자극성 가스 등으로 인해 공기를 빨리 순환시켜야 할 상황이 발생하면, 블로우어나 팬으로부터 토출되는 공기 흐름량을 증가시킬 것인지를 판별하게 된다(단계36). 여기서, 물론 상기와 같은 상황의 판단은 공기 시스템 운영자나 현장 작업자에 의해 판단될 수도 있고, 별도의 감지장치에 의해 판단될 수도 있다.

상기 단계 36에서 공기 흐름량을 증기시켜야 할 것으로 판단되면, 사익 단계 32로 귀환하여 운전을 지속한다. 즉, 최고 주파수(A)로 소정 시간 동안 운전하게 된다. 그에 따라, 블로우어나 팬으로부터 토출되는 공기의 흐름량은 증대되고, 그 결과 공기 순환이 빨라져 상기 분진이나 자극성 가스 등을 외부로 토출시키게 된다. 여기서, 이때에도 상기 최고 주파수(A)로 소정 시간 동안 운전을 한 후, 자동으로 다시 정상 운전 주파수(B)로 주파수를 변경하여 운전을 지속하게 된다. 그리고, 상기 단계 36에서 공기의 흐름량을 증가시킬 것이 아니라면, 물론, 정상 운전주파수(B)로 계속 운전하게 된다(단계 37)

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법은 설정된 기준운전용 V/F 패턴에 의한 주파수의 자동변경 운전에 따라 블로우어나 팬으로부터 토출되는 풍량을 자동으로 조정할 수 있고, 적절한 주파수의 변경운전으로 소비전력을 감소시킬 수 있다. 또한, 종래와 같은 온도 센서를 사용하지 않으므로 공조 설비 비용을 감축시킬 수 있고, 시스템의 설계를 간소화할 수 있으며, 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. a) 기준운전용 V/F 패턴을 설정하는 단계;

   b) 상기 설정된 V/F 패턴에 따라 운전을 시작하는 단계;

   c) 상기 설정된 V/F 패턴에서의 최고 주파수에 도달했는지를 판별하는 단계;

   d) 상기 단계 c)에서 최고 주파수에 도달하지 않았으면 계속하여 최고 주파수에의 도달여부를 확인하고, 최고 주파수에 도달했으면 최고 주파수로 소정 시간 동안 운전을 지속하는 단계;

   e) 상기 소정 시간이 지나면 정상 운전 주파수로 주파수를 변경하여 운전을 지속하는 단계;

   f) 상기 정상 운전 주파수 상태에서의 운전중 공기 흐름량을 증가시킬 것인지를 판별하는 단계; 및

   g) 상기 단계 f)에서 공기 흐름량을 증가시켜야 할 것으로 판단되면, 상기 단계 b)로 귀환하여 운전을 지속하고, 공기 흐름량을 증가시킬 것이 아니라면 정상운전 주파수로 계속 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기준운전용 V/F 패턴은 2승 및 3승 저감 토오크 부하시의 인버터의 운전특성을 바탕으로 한 V/F 패턴으로 설정되는 것을 특징으로 하는 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 V/F 패턴 설정과 함께 최고 주파수에서의 운전 지속시간 및 정상운전 시의 주파수도 함께 설정되는 것을 특징으로 하는 인버터를 이용한 공조 시스템의 운용방법.