KR20000038964A - 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법 - Google Patents

공기 조화기의 제상 운전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

공기 조화기의 제상 운전을 제어하는 방법이 개시되어 있다. 개시된 제어 방법은 실외 열교환기의 온도 하강 구배가 소정 조건을 만족하는지 판단하는 A 단계; 실외 열교환기의 온도를 검지하여, 이 온도가 제 1 기준치 이하인지 판단하는 B 단계; 압축기의 누적 운전 시간을 검출하여, 이 누적 운전 시간이 제 2 기준치 이상인지 판단하는 C 단계; 및 압축기의 연속 운전 시간을 검출하여 이 연속 운전 시간이 제 3 기준치 이상인지 판단하는 D 단계를 포함하며, A 단계, B 단계, 및 C 단계를 동시에 만족하거나, B 단계 및 D 단계를 동시에 만족하는 경우 제상 운전을 실시한다. A 단계에서는 1분마다 실외 열교환기의 온도를 검지하여 5~7분 동안의 온도 하강 폭이 0.4~0.6℃이상인지를 판단하고(A1), A1 단계를 만족하는 경우가 연속해서 3번 발생되면 상기 소정 조건을 만족하는 것으로 판단한다. 또한, 제 1 기준치는 -2.5~-3.5℃이고, 제 2 기준치는 18~22분이며, 제 3 기준치는 95~105분이다. 이에 따르면, 시간에 따른 실외기의 온도 하강 구배와 압축기의 운전 시간을 검지하여 제상 운전 여부를 판단하기 때문에, 무착상 제상 운전, 즉 성에가 맺히지 않은 상태에서 제상 운전이 실시되는 것을 방지할 수 있다.

Description

공기 조화기의 제상 운전 제어 방법
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방 운전시 실외 열교환기의 표면에 맺히는 성에를 제거하기 위한 제상 운전을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기 조화기는 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하기 위한 장치이다. 이러한 공기 조화기는 일정한 공간의 내부, 즉 실내의 공기를 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포로 조절하고, 동시에 공기 속에 함유된 먼지 등의 이물질을 제거하는 역할을 수행한다. 이중에서도 공기 조화기의 가장 주된 작용은 실내를 알맞은 온도로 유지시키는 것이다.
이러한 공기 조화기는 도 1에 도시된 바와 같은 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 열교환 작용에 의해 실내 온도를 조절한다. 즉, 냉방 운전시에는 압축기(11a, 11b)로부터 토출된 냉매가 실외 열교환기(12), 모세관(13a, 13b), 실내 열교환기(14a, 14b)의 순서로 순환되며, 실외 열교환기(12)에서는 열을 방출하는 응축 작용, 실내 열교환기(14a, 14b)에서는 열을 흡수하는 증발 작용이 이루어져 실내의 공기를 냉각하게 된다. 난방 운전시에는 4웨이 밸브(15a, 15b)가 온(ON)되어 압축기(11a, 11b)로부터 토출되는 냉매는 실내 열교환기(14a, 14b), 모세관(13), 실외 열교환기(12)의 순서로 순환된다. 이때, 실내 열교환기(14a, 14b)에서 열을 방출하는 응축 작용이 이루어져 실내의 공기가 데워진다. 실외 열교환기(12)에서는 증발 작용이 이루어진다. 참고로 도 1에 도시된 냉매 사이클은 압축기(11a, 11b)와 실내 열교환기(14a, 14b)가 각각 2개씩인 멀티형 공기 조화기다.
그런데, 실외 온도가 매우 낮은 상태에서 난방 운전이 이루어지면 실외 열교환기(12)에 성에가 맺혀 열교환 효율이 저하되는 현상이 발생된다. 이를 방지하기 위하여 일반적인 공기 조화기는 냉매 사이클을 반대로 순환시켜 실외 열교환기(12)를 통해 열을 방출함으로써 성에를 제거하는 제상 운전을 실시한다.
여기서, 제상 운전의 실시 여부는 실외 열교환기(12)의 온도를 검지하여 판단한다. 즉, 실외 열교환기(12)에는 실외 열교환기(12)의 온도를 검지하는 온도 센서(16)가 설치되어 있으며, 이 온도 센서(16)에 의해 검지된 실외 열교환기(12)의 온도가 제어부(미도시)로 입력된다. 제어부에서는 입력된 실외 열교환기(12)의 온도가 -2℃ 이하에서 난방 운전이 60분 동안 지속될 경우 실외 열교환기(12)에 성에가 맺힌 것으로 판단하고 제상 운전을 실시한다. 또한, 실외 열교환기(12)의 온도가 -4℃ 이하에서 난방 운전이 40분 동안 지속되거나 -6℃ 이하에서 20분 동안 지속될 경우에도 제상 운전을 실시한다.
그리고, 제상 운전 중 온도 센서(16)에 의해 검지되는 실외 열교환기(12)의 온도가 20℃ 이상이거나, 제상 운전이 10분 이상 지속된 경우 다시 난방 운전으로 복귀한다.
그러나, 종래에는 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 외기의 온도가 극히 낮은 경우(통상 -7℃이하)에는 외기 중의 절대 습도가 크게 낮기 때문에 성에가 발생되지 않는다. 그러나, 온도 센서에 의해 검지되는 실외 열교환기의 온도가 제상 운전 조건에 설정된 온도(-2℃, -4℃, -6℃)보다 낮기 때문에, 실외 열교환기에 성에가 맺히지 않음에도 불구하고 소정 시간마다 제상 운전이 실시되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실외 열교환기에 성에가 맺힌 것을 정확히 판단하여 제상 운전을 실시할 수 있는 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 공기 조화기의 냉매 사이클을 도시한 개념도.
도 2는 일반적인 실외 열교환기의 온도 하강 패턴을 보인 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 제어 방법을 도시한 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1111a, 11b ; 압축기 12 ; 실외 열교환기
16 ; 온도 센서
상기와 같은 목적은, 실외 열교환기의 온도 하강 구배가 소정 조건을 만족하는지 판단하는 A 단계; 실외 열교환기의 온도를 검지하여, 이 온도가 제 1 기준치 이하인지 판단하는 B 단계; 압축기의 누적 운전 시간을 검출하여, 이 누적 운전 시간이 제 2 기준치 이상인지 판단하는 C 단계; 및 압축기의 연속 운전 시간을 검출하여 이 연속 운전 시간이 제 3 기준치 이상인지 판단하는 D 단계를 포함하며, A 단계, B 단계, 및 C 단계를 동시에 만족하거나, B 단계 및 D 단계를 동시에 만족하는 경우 제상 운전을 실시하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법에 의해 달성된다.
A 단계에서는 실외 열교환기의 온도가 15~21분 동안 1.2~1.8℃ 이상 하강할 경우 상기 소정 조건이 만족되는 것으로 판단하거나, 1분마다 실외 열교환기의 온도를 검지하여 5~7분 동안의 온도 하강 폭이 0.4~0.6℃이상인지를 판단하고(A1), A1 단계를 만족하는 경우가 연속해서 3번 발생되면 상기 소정 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
또한, 제 1 기준치는 -2.5~-3.5℃이고, 제 2 기준치는 18~22분이며, 제 3 기준치는 95~105분이다.
이에 따르면, 시간에 따른 실외기의 온도 하강 구배와 압축기의 운전 시간을 검지하여 제상 운전 여부를 판단하기 때문에, 무착상 제상 운전, 즉 성에가 맺히지 않은 상태에서 제상 운전이 실시되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법을 보다 상세하게 설명한다. 참고로, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법이 적용되는 공기 조화기의 구성은 도 1에 도시된 종래의 공기 조화기와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서 언급되는 참조 부호는 도 1을 참조한 것이다.
본 발명에 따른 제상 운전 제어 방법은 실외 열교환기(12)의 온도 하강 구배를 검출하여 제상 여부를 판단한다. 즉, 공기 조화기의 난방 운전시 실외 열교환기(12)에 성에가 맺히면 실외 열교환기(12)의 열교환 효율이 낮아져 도 2에 실선으로 표시된 바와 같이 시간이 지남에 따라 실외 열교환기(12)의 온도가 점점 낮아지게 된다. 그러나, 실외의 온도가 극히 낮을 경우(-7℃ 이하)에는 공기 중의 절대 습도가 크게 낮아 성에가 거의 맺히지 않는다. 따라서, 실외 열교환기(12)의 온도는 도 2의 점선으로 표시된 바와 같이 거의 저하되지 않는다. 본 발명은 이와 같은 실내 열교환기(12)의 온도 하강 구배를 검출하여 온도 하강 폭이 소정치 이상인 경우 성에가 맺힌 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 성에가 맺히지 않은 것으로 판단하므로 정확한 제상 운전이 이루어질 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법의 흐름도가 도 3에 도시되어 있다.
우선, 첫 단계에서는 공기 조화기기 난방 운전 중인지 판단한다(S101). 만약 난방 운전 중이라면 다음 단계(S102)로 이동하고 그렇지 않으면 첫 단계로 되돌아간다. S102 단계는 상술한 온도 하강 구배를 검출하는 단계로서 실외 열교환기(12)의 온도 하강 구배가 소정 조건을 만족하는지 판단한다. 여기서, 소정 조건은 대략 실외 열교환기의 온도가 15~21분 동안 1.2~1.8℃이상 하강하는 조건이며, 바람직하게는 18분 동안 1.5℃이상 하강하는 조건이다.
여기서 온도 하강 구배를 검출하는 구체적인 방법은 다음과 같다. 즉, 매 1 분마다 실외 열교환기(12)의 표면에 부착된 온도 센서(16)로부터 실외 열교환기(12)의 온도를 검출한다. 그리고, 대략 5~7분, 바람직하게는 6분 동안의 실외 열교환기(12)의 온도 하강 폭이 0.4~0.6℃, 바람직하게는 0.5℃ 이상인지 판단한다. 이를 만족하면, 다음 동일 시간 동안 실외 열교환기(12)의 온도를 검출하여, 온도 하강폭을 계산한다. 이렇게 해서 연속해서 3번 동안 실외 열교환기의 온도 하강폭이 5~7분간 0.4~0.6℃ 이상인 경우, 즉 도합 15~21분 동안 실외 열교환기(12)의 온도가 1.2~1.8℃이상 하강한 경우 소정 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
S102 단계에서 제상 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 온도 센서(16)로부터 검출된 실외 열교환기(12)의 온도가 제 1 기준치 이하인지 판단한다(S103). 실외 열교환기(12)의 온도가 제 1 기준치 이하이면, 다시 압축기(11a, 11b)의 누적 운전 시간이 제 2 기준치 이상인지 판단한다(S104). S104 단계의 조건도 만족하면, 즉 S102, S103, 및 S104 단계의 조건을 모두 만족하는 경우 제상 운전을 실시한다(S105). 여기서, 제 1 기준치는 -2.5~-3.5℃, 바람직하게는 -3.0℃이고, 제 2 기준치는 18~22분, 바람직하게는 20분이다.
한편, S102 단계의 제상 조건을 만족하지 않더라도 장시간의 난방 운전시에는 서리가 조금씩 쌓여서 얼 수 있다. 이러한 경우를 대비하여 S102, S103, S104 단계의 각 조건을 만족하지 못하는 경우 S106 단계를 실시한다. S106 단계에서는 실외 열교환기(12)의 온도가 제 1 기준치 이하인지 판단하고, 이를 만족하면 압축기(11a, 11b)의 연속 운전 시간이 제 3 기준치 이상인지를 판단한다(S107). 제 3 기준치는 대략 95~105분, 바람직하게는 100분이다. 실제적으로 S103 단계와 S106 단계는 중복되는 것이므로 S103 단계를 만족하지 못한 경우 S106 단계를 거치지 않고 S107 단계를 바로 실시할 수도 있다. S106 단계와 S107 단계를 만족하는 경우 저온 제상 조건, 즉 저온에서의 장시간 운전으로 인하여 실외 열교환기(12)에 성에가 맺힌 것으로 판단하여 S105 단계로 가서 제상 운전을 실시한다. S106 또는 S107 단계의 조건을 만족하지 않는 경우에는 다시 S102 단계로 되돌아간다.
S105 단계의 제상 운전이 실시된 다음에는 종래와 동일한 방법으로 제상 완료 여부를 판단한다. 즉, 온도 센서(16)에 의해 검지된 실외 열교환기(12)의 온도가 20℃ 이상이거나(S108), 제상 운전 시간이 10분을 경과하면(S109) 제상 운전을 완료하고 다시 난방 운전을 실시한다(S110). 난방 운전이 개시된 다음에는 다시 S101 단계로 되돌아간다.
즉, 본 발명은 온도 하강 구배의 제상 조건(S102), 실외 열교환기(12)의 온도(S103, S106), 압축기(11a, 11b)의 누적 운전 시간(S104), 압축기(11a, 11b)의 연속 운전 시간(S107)의 조건 중에서 S102, S103, S104의 조건을 동시에 만족하거나, S106, S107의 조건을 동시에 만족하는 경우 제상 운전을 실시하게 된다. 도 3에 도시된 흐름도는 본 발명의 실시하기 위한 하나의 예시에 불과한 뿐이며, 이들 각 단계(S102, S103, S104 또는 S106, S107)의 순서가 바뀔 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 시간에 따른 실외기의 온도 하강 구배와 압축기의 운전 시간을 검지하여 제상 운전 여부를 판단하기 때문에, 종래와 같이 무착상 제상 운전, 즉 성에가 맺히지 않은 상태에서 제상 운전이 실시되는 것을 방지하여 난방 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 실외 열교환기의 온도 하강 구배가 소정 조건을 만족하는지 판단하는 A 단계;
    실외 열교환기의 온도를 검지하여, 상기 온도가 제 1 기준치 이하인지 판단하는 B 단계;
    압축기의 누적 운전 시간을 검출하여, 상기 누적 운전 시간이 제 2 기준치 이상인지 판단하는 C 단계; 및
    압축기의 연속 운전 시간을 검출하여 상기 연속 운전 시간이 제 3 기준치 이상인지 판단하는 D 단계를 포함하며,
    상기 A 단계, B 단계, 및 C 단계를 동시에 만족하거나, 상기 B 단계 및 D 단계를 동시에 만족하는 경우 제상 운전을 실시하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 운전 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 A 단계에서는 실외 열교환기의 온도가 15~21분 동안 1.2~1.8℃ 이상 하강할 경우 상기 소정 조건이 만족되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 운전 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 A 단계는 1분마다 실외 열교환기의 온도를 검지하여 5~7분 동안의 온도 하강 폭이 0.4~0.6℃이상인지를 판단하고(A1), 상기 A1 단계를 만족하는 경우가 연속해서 3번 발생되면 상기 소정 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기준치는 -2.5~-3.5℃인 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 운전 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 기준치는 18~22분인 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 운전 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 기준치는 95~105분인 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 운전 방법.
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