KR20000046677A - Apparatus for controlling safety of compressor of multi air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티 에어컨(Multi Airconditioner)에 관한 것으로, 특히 압축기의 부하 상태에 따라 변화되는 전류량을 감지하여 압축기가 운전중인상태, 과부하상태 또는 정상부하상태인가 여부에 따라서 압축기의 구동을 안전하게 제어하기 위한 멀티 에어컨의 압축기 안전제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi air conditioner, and in particular, to sense the amount of current that changes according to the load state of a compressor to safely control the operation of the compressor depending on whether the compressor is in an operating state, an overload state or a normal load state. A compressor safety control device for a multi-air conditioner.
멀티 에어컨은 소위 프리 조인트라 일컬어지고 있으며, 도 1 에 도시한 바와 같이 단일의 압축기(1)에 복수대의 실내기(3A, 3B, 3C)가 병렬로 연결되어 있으며, 각각의 실내기 운전조건에 따라 실내기 운전에 대한 지령이 별도의 통신수단에 의해 압축기가 구비된 실외기의 구동회로부에 전송되면 마이컴에서는 이와 같은 지령신호를 받아 들여서 실내기(3A, 3B, 3C)의 입구측에 연결되어 있는 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 제어하여 각각의 실내기로 흡입되는 냉매를 조절하여 실내의 공기를 차갑게 만들게 된다.Multi-air conditioners are called so-called pre-joints, and as shown in FIG. 1, a plurality of indoor units 3A, 3B, and 3C are connected in parallel to a single compressor 1, and indoor units according to respective indoor unit operating conditions. When a command for operation is transmitted to a drive circuit of an outdoor unit equipped with a compressor by a separate communication means, the microcomputer receives such a command signal and expands the expansion valve 4A connected to the inlet side of the indoor units 3A, 3B, and 3C. , 4B, 4C) to control the refrigerant sucked into each indoor unit to cool the indoor air.
이러한 일련의 동작들을 냉동 사이클이라 칭한다.This series of operations is called a refrigeration cycle.
상기한 냉동사이클을 구성하기 위해서는 기본적으로 압축기(1)와, 콘덴서라 불리우는 응축기(2)와, 더운열과 차가운열을 열교환하는 실내기(3A, 3B, 3C)내에 장착된 열교환기 또는 증발기로 구성된다.The refrigeration cycle is basically composed of a compressor 1, a condenser 2 called a condenser, and a heat exchanger or evaporator mounted in the indoor units 3A, 3B and 3C which heat and heat the hot and cold heat. .
상기한 구성요소들이 하나의 폐루프를 형성하고, 이 폐루프 내에 냉매가 흘러다니면서 압력과 온도등의 물리적인 성질의 영향에 의해 액체, 기체 등의 상(相The above components form a closed loop, and as the refrigerant flows in the closed loop, phases of liquid, gas, etc. are affected by the influence of physical properties such as pressure and temperature.
) 변화를 일으키게 되며, 이때 흡열과 발열작용을 하게되면서 열교환을 하게 된다.) Will cause a change, at which time endothermic and exothermic action will result in heat exchange.
이와같은 냉동사이클은 도 2 와 같은 PH 선도로 나타낼수 있다.This refrigeration cycle can be represented by a PH diagram as shown in FIG.
도 2에서 (a)와 같이 저압저온의 기체 냉매가 압축기(1) 입구를 통과하면서 고압고온의 기체상태로 변화하게 된다.As shown in (a) of FIG. 2, the low-pressure low-temperature gas refrigerant is changed into the high-pressure high-temperature gas state while passing through the compressor 1 inlet.
이러한 상태의 냉매는 다시(c)와 같이 응축기(2)를 통과하면서 고압저온의 액체 상태의 냉매가 된다.The refrigerant in this state again becomes a liquid refrigerant of high pressure and low temperature while passing through the condenser 2 as shown in (c).
이는 다시(d)와 같이 병렬접속된 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 통과하면서 저압저온의 액체냉매가 된다.This again becomes a low-pressure low-temperature liquid refrigerant passing through expansion valves 4A, 4B and 4C connected in parallel as shown in (d).
이것은 (e)와 같이 실내기(3A, 3B, 3C)내의 증발기를 통과하면서 실내의 더운 공기를 흡수하게 되고, 이를 통해서 실내공기는 차갑게 만들고, 냉매는 기체상태로 변화하게 된다.This absorbs the hot air in the room while passing through the evaporators in the indoor units 3A, 3B, and 3C as shown in (e), through which the indoor air is cooled and the refrigerant is changed to a gaseous state.
이는 재차 (b)와 같이 압축기(1)로 들어가며 냉매사이클은 순환하게 된다.This again enters the compressor 1 as shown in (b) and the refrigerant cycle is circulated.
정상적인 사이클을 형성하기 위해서는 팽창밸브(4A, 4B, 4C)가 모두 개방 상태이어야하지만, 실태기가 운전오프상태이거나 운전중이더라도 설정온도보다 실내온도가 더 차가워 지는 경우에는 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 폐쇄하게 된다.In order to form a normal cycle, the expansion valves 4A, 4B, and 4C must all be open, but the expansion valves 4A, 4B, and 4C are used when the room temperature becomes colder than the set temperature even when the actual state is in the off state or during operation ) Will be closed.
특히 3개의 팽창밸브(4A, 4B, 4C)중에서 2개의 팽창밸브를 폐쇄하고 1개의 팽창밸브 만을 개방시켜 냉매를 통과시키게되면 압축기(1)에서 내보내는 냉매량에 비하여 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 통해 통과시킬수 있는 능력이 상대적으로 적어지므로 폐루프형태의 냉동사이클에서 일종의 병목현상이 나타나면서 압축기(1)출구의 온도가 급격히 상승하게 된다.In particular, when two expansion valves are closed out of three expansion valves 4A, 4B, and 4C, and only one expansion valve is opened to pass the refrigerant, the expansion valves 4A, 4B, and 4C are compared with the amount of refrigerant discharged from the compressor 1. Since the ability to pass through is relatively small, the temperature of the compressor (1) exit is rapidly increased while a kind of bottleneck occurs in the closed loop refrigeration cycle.
한편 에어컨에서는 시스템의 안전을 위해 압축기(1)에 인가되는 전원이 자동적으로 차단될수 있는 기구적스위치가 구비되어져 있어, 압축기(1)의 온도가 급격하게 상승되면 상기한 기구적 스위치가 작동되어 압축기(1)에 공급되는 전원을 차단하게 된다.On the other hand, the air conditioner is provided with a mechanical switch that can automatically cut off the power applied to the compressor (1) for the safety of the system, the mechanical switch is operated when the temperature of the compressor (1) rapidly rises The power supplied to (1) is cut off.
도 3 은 종래의 멀티 에어컨 전원 및 압축기 구동 회로 구성도를 나타낸것으로서, 압축기를 구동하는 모터(M)의 동작을 온, 오프 시키는 릴레이(RY1)를 제어하는 마이컴(10)과, 교류전원(AC 220V)을 브리지 정류 및 평활하고 정전압 IC(IC1)를 통해 안정화된 직류전원을 상기 마이컴(10)에 공급하는 전원회로부(11)와, 상기 마이컴(10)의 제어신호에 따라 온, 오프되어 압축기 구동모터(M)의 구동을 온, 오프시키는 릴레이(RY1)로 구성되어져 있다.3 is a block diagram of a conventional multi air conditioner power supply and a compressor driving circuit, and includes a microcomputer 10 for controlling a relay RY 1 for turning on and off an operation of a motor M for driving a compressor, and an AC power supply ( AC 220V) bridge rectification and smoothing power supply circuit 11 for supplying the DC power stabilized through the constant voltage IC (IC 1 ) to the microcomputer 10, and on and off in accordance with the control signal of the microcomputer 10 And the relay RY 1 for turning on and off the drive of the compressor drive motor M.
그의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation thereof is as follows.
마이컴(10)에서는 압축기 구동지령신호를 출력하여 릴레이(RY1)를 작동시키게 되면 압축기 구동모터(M)에 릴레이(RY1) 접점을 통해 교류전원(AC 220V)이 인가되므로 모터(M)가 회전구동되므로 이에 따라 압축기가 구동된다.In the microcomputer 10, when the relay RY1 is operated by outputting the compressor driving command signal, the motor M rotates because the AC power AC 220V is applied to the compressor driving motor M through the relay RY 1 contact. As a result, the compressor is driven accordingly.
이와같은 상태에서 에어컨의 압축기 출구온도가 너무 높아지고, 과전류가 흘러 기구적 스위치(SW1)가 오프된 상태라면 압축기 구동모터(M)가 구동중단되어 이로인해 압축기가 구동되지 않는다.In such a state, if the compressor outlet temperature of the air conditioner becomes too high, and overcurrent flows, the mechanical switch SW 1 is turned off, and thus the compressor driving motor M is stopped and thus the compressor is not driven.
이때 마이컴(10)에서 도 1 에 도시된 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 폐쇄시켜야되는 상태인줄 알고 팽창밸브(4A, 4B, 4C)의 개도량을 계속 닫았는데도 불구하고, 압축기가 재기동을 시도하게 되면 시스템의 동작이 불안정해지는 문제점이 있다.At this time, the microcomputer 10 knows that the expansion valves 4A, 4B, and 4C shown in FIG. 1 should be closed, but the compressor restarts despite the fact that the openings of the expansion valves 4A, 4B, and 4C have been closed. If you try, there is a problem that the operation of the system becomes unstable.
즉, 종래의 멀티 에어컨에서는 압축기에 전원이 인가되었는지 여부를 감지할수 있는 감지수단이 구비되어 있지 않기 때문에 마이컴에서는 마치 압축기에 전원이 인가 되지않은 상태에서도 전원이 인가된 것으로 오인하고 나머지 액츄에이터들을 구동시키기 때문에 시스템이 과열될 우려가 있어 동작이 불안정한 상태가 되는 문제점이 있었다.That is, in the conventional multi-air conditioner, since there is no sensing means for detecting whether power is applied to the compressor, the microcomputer regards the power as being applied even when the power is not applied to the compressor and drives the remaining actuators. As a result, the system may be overheated, resulting in an unstable operation.
따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자하여 제안된것으로서, 압축기의 부하상태에 따라 변화되는 전류량을 감지하여 압축기가 운전중인 상태인가 또는 과부하상태인가, 정상부하상태인가에 상응하여 적절한 제어를 행함으로써 멀티 에어컨 시스템이 안전하게 동작할수 있도록 하는 멀티 에어컨의 압축기 안전제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and detects the amount of current that changes according to the load state of the compressor to control appropriately in accordance with whether the compressor is in operation, overloaded or normal load state. It is an object of the present invention to provide a compressor safety control device for a multi-air conditioner to safely operate the multi-air conditioner system.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은 전원회로부를 구비한 멀티 에어컨의 압축기구동장치에 있어서,Technical means of the present invention for achieving this object in the compressor driving apparatus of the multi-air conditioner having a power supply circuit,
압축기를 구동하는 모터의 동작을 온, 오프 시키는 릴레이를 제어하는 동시에 전류감지수단의 센서 펄스폭의 크기변화에 따라 압축기의 부하량을 계산하고, 압축기가 정상상태운전인가 또는 과부하상태인가 여부를 판단하여 압축기의 작동을 제어하는 마이컴과, 이 마이컴의 제어신호에 따라 온, 오프되어 압축기 구동모터의 구동을 온, 오프시키는 릴레이와, 압축기가 운전중인가 여부를 압축기에 인가되는 전류량을 감지하여 변화되는 전류량에 의해 유기되는 전압을 이 마이컴에 출력하는 전류감지수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.By controlling the relay to turn on / off the operation of the motor driving the compressor, the load of the compressor is calculated according to the change of the sensor pulse width of the current sensing means, and it is determined whether the compressor is in a steady state operation or an overload state. A microcomputer that controls the operation of the compressor, a relay that is turned on and off according to the control signal of the microcomputer to turn the driving of the compressor driving motor on, and a current amount applied to the compressor whether the compressor is in operation or not is changed. And current sensing means for outputting a voltage induced by the amount of current to the microcomputer.
또한 상기한 마이컴은 전류감지수단을 통하여 에어컨이 과부하 상태로 운전되는가 여부를 판단한후 실내기로 유입되는 냉매의 량을 조절하는 팽창밸브의 개도량을 제어함을 특징으로 한다.In addition, the microcomputer is characterized by controlling the opening amount of the expansion valve for controlling the amount of refrigerant flowing into the indoor unit after determining whether the air conditioner is operating in an overload state through the current sensing means.
또한 상기한 마이컴은 전류감지수단으로부터 출력되는 펄스신호가 없을 경우 시스템의 안전을 위해 압축기의 구동을 일정시간 동안 중지시키도록 제어함을 특징으로 한다.In addition, the microcomputer is characterized in that the control to stop the operation of the compressor for a certain time for the safety of the system when there is no pulse signal output from the current sensing means.
그리고 상기한 전류감지수단은 압축기구동모터에 인가되는 전원라인에 흐르는 전류를 감지하는 센서와, 센서에 유기되는 전압을 반파정류하는 다이오드와, 부하상태에 따라 클램핑된 구형파 전압을 발생하는 트랜지스터 및 저항으로 구성됨을 특징으로 한다.The current sensing means includes a sensor for sensing a current flowing through a power line applied to a compressor driving motor, a diode for half-wave rectifying a voltage induced by the sensor, a transistor for generating a square wave voltage clamped according to a load state, and a resistor. Characterized in that the configuration.
도 1 은 멀티 에어컨의 구성도.1 is a block diagram of a multi-air conditioner.
도 2 는 멀티 에어컨 시스템의 개략적인 PH선도.2 is a schematic PH diagram of a multi-air conditioner system.
도 3 은 종래의 멀티 에어컨 전원 및 압축기 구동 회로 구성도.3 is a configuration diagram of a conventional multi air conditioner power supply and a compressor driving circuit.
도 4 는 본 발명에 의한 멀티 에어컨의 압축기 안전제어장치의 회로 구성도.4 is a circuit diagram of a compressor safety control apparatus for a multi-air conditioner according to the present invention.
도 5 는 본 발명에서 부하 변동에 따른 인터럽트전압의 파형폭 변화 파형도.5 is a waveform diagram of waveform width change of an interrupt voltage according to a load change in the present invention.
도 6 은 본 발명에서 마이컴 제어 동작 흐름도.6 is a flow chart of the microcomputer control operation in the present invention.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10A : 마이컴 12 : 전류 감지부10A: microcomputer 12: current detection unit
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 4 는 본 발명에 의한 멀티 에어컨의 압축기 안전제어장치의 회로 구성도를 나타낸 것으로서, 도시한 바와 같이 전원회로부(11)를 구비한 멀티 에어컨의 압축기 구동장치에 있어서, 압축기를 구동하는 모터(M)의 동작을 온, 오프 시키는 릴레이(RY1)를 제어하는 동시에 전류감지부(12)의 센서 펄스폭의 크기 변화에 따라 압축기의 부하량을 계산하고, 압축기가 정상상태 운전인가 또는 과부하상태인가 여부를 판단하여 압축기의 작동을 제어하는 마이컴(10A)과, 상기 마이컴(10A)의 제어신호에 따라 온, 오프되어 압축기 구동모터(M)의 구동을 온, 오프 시키는 릴레이(RY1)와, 압축기가 운전중인가 여부를 압축기에 인가되는 전류량을 감지하여 변화되는 전류량에 의해 유기되는 전압을 상기 마이컴(10A)에 출력하는 전류감지부(12)로서 구성되어져 있다.4 is a circuit diagram of a compressor safety control apparatus for a multi-air conditioner according to the present invention. In the compressor driving apparatus for a multi-air conditioner having the power supply circuit unit 11 as shown, a motor for driving a compressor (M Control the relay (RY 1 ) to turn on / off the operation of the compressor and calculate the load of the compressor according to the change of the sensor pulse width of the current sensing unit 12, and determine whether the compressor is in a steady state operation or an overload state. The microcomputer 10A for controlling the operation of the compressor by determining a state, the relay RY 1 for turning on and off the driving of the compressor driving motor M according to the control signal of the microcomputer 10A, and the compressor. Is configured as a current sensing unit 12 which senses whether the current is applied to the compressor and outputs a voltage induced by the varying current amount to the microcomputer 10A.
또한 상기한 마이컴(10A)은 전류감지부(12)를 통하여 에어컨이 과부하 상태로 운전되는가 여부를 판단한후 실내기로 유입되는 냉매의 량을 조절하는 팽창밸브의 개도량을 제어하도록 구성되어져있다.In addition, the microcomputer 10A is configured to control the amount of opening of the expansion valve for controlling the amount of refrigerant flowing into the indoor unit after determining whether the air conditioner is operated in an overload state through the current sensing unit 12.
또한 상기한 마이컴(10A)은 전류감지부(12)로부터 출력되는 펄스신호가 없을 경우 시스템의 안전을 위해 압축기의 구동을 일정시간동안 중지시켜 제어하도록 구성되어져 있다.In addition, the microcomputer 10A is configured to stop the driving of the compressor for a certain time to control the system when there is no pulse signal output from the current sensing unit 12 for the safety of the system.
그리고 상기한 전류감지부(12)는 압축기 구동모터(M)에 인가되는 전원라인에 흐르는 전류를 감지하는 센서(CT)와, 상기 센서(CT)에 유기되는 전압을 반파 전류하는 다이오드(D1)와, 부하상태에 따라 클램핑된 구형파 전압을 발생하는 트랜지스터(Q1) 및 저항(R1∼ R4)으로 구성되어져 있다.In addition, the current sensing unit 12 includes a sensor CT for sensing a current flowing in a power line applied to the compressor driving motor M, and a diode D 1 for half-wave current induced by a voltage induced in the sensor CT. ) And a transistor (Q 1 ) and resistors (R 1 to R 4 ) for generating a square wave voltage clamped according to the load condition.
도 4 중 미설명부호 SW1은 기구적 스위치 이고, BD는 브리지 다이오드이고, IC1은 정전압 IC이다.In FIG. 4, SW 1 is a mechanical switch, BD is a bridge diode, and IC 1 is a constant voltage IC.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과를 첨부한 도면 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
먼저, 기구적 스위치(SW1)와 압축기 구동 모터(M)사이에 흐르는 전류를 센서(CT)로 감지한후 다이오드(D1) 및 트랜지스터(Q1)를 통해 마이컴(10A)의 인터럽트 신호 포트(INT)에 입력되는 신호의 펄스 폭은 압축기(1)에 인가되는 전류량의 크기에 따라 변화하게 된다.First, the current flowing between the mechanical switch SW 1 and the compressor driving motor M is detected by the sensor CT, and then an interrupt signal port of the microcomputer 10A through the diode D 1 and the transistor Q 1 . The pulse width of the signal input to (INT) changes according to the magnitude of the amount of current applied to the compressor 1.
즉 상기한 기구적 스위치(SW1)와 모터(M) 사이에 흐르는 전류의 크기에 따라 센서(CT)에 인가되는 교류전압이 유기되며 상용주파수(60Hz) 주기로 전류의 방향이 변하게 된다.That is, the AC voltage applied to the sensor CT is induced according to the magnitude of the current flowing between the mechanical switch SW 1 and the motor M, and the direction of the current is changed at a commercial frequency (60 Hz) period.
이때 만일 양(+)의 반주기 유기 전원이 다이오드(D1)를 통하게 되면 도 5 와 같은 유기전압이 트랜지스터(Q1)의 베이스측에 가해져 트랜지스터(Q1)가 턴온 되므로 그의 에미터측에는 도 5 의 ②, ④와 같은 약 5V의 구평파 전압이 발생하게 된다.The ten thousand and one positive half cycle, so organic powered when placed through a diode (D1) is the induced voltage shown in FIG. 5 is applied to the base side of the transistor (Q 1) transistor (Q 1) is turned on the side of his emitter 5 Square wave voltages of about 5V such as ② and ④ are generated.
즉 압축기(1)에 흐르는 전류의 크기가 압축기(1)에 걸리는 부하의 크기에 따라 변화되면서 센서(CT)양단에 유기되는 전압의 크기는 도 5 의 ①, ③과 같이 변화하게 되고 이와같은 전압이 트랜지스터(Q1)를 통하게 되면 도 5 의 ②, ④와 같이 펄스의 폭이 변화하게 된다.That is, as the magnitude of the current flowing through the compressor 1 changes according to the magnitude of the load applied to the compressor 1, the magnitude of the voltage induced across the sensor CT changes as shown in ① and ③ of FIG. 5. Through this transistor Q 1 , the width of the pulse changes as shown in 2 and 4 in FIG. 5.
이와같은 펄스가 마이컴(10A)의 인터럽트 신호 포트(INT)를 통해 가해지면 마이컴(10A)에서는 도 6 에 나타낸바와같이 압축기가 운전조건이면 압축기 구동신호를 출력하여 압축기를 구동시키고 일정주기로 인터럽트가 발생하는가를 판별한다.When such a pulse is applied through the interrupt signal port INT of the microcomputer 10A, the microcomputer 10A outputs a compressor driving signal to drive the compressor when the compressor is in an operating condition as shown in FIG. Determine if
만일 일정주기로 인터럽트가 발생하면 인터럽트의 주기를 계산하여 압축기가 과부하로 운전되는가를 판별한다.If an interrupt occurs at a constant cycle, the interrupt cycle is calculated to determine whether the compressor is overloaded.
이 경우 표준부하운전상태이면 리턴하여 그냥 빠져나가고 과부하운전상태이면 도 1 에 도시된 팽창밸브(4A, 4B, 4C)를 순간적으로 더욱 개방한다거나 혹은 압축기(1)의 구동을 잠시 정지시킨다거나 하는 등 시스템에 적절한 제어를 수행한다.In this case, if it is in the standard load operation state, it returns and just exits. In the overload operation state, the expansion valves 4A, 4B, and 4C shown in FIG. 1 are momentarily further opened, or the operation of the compressor 1 is temporarily stopped. Take appropriate control of the system.
한편, 압축기가 운전조건이 아니면 압축기의 구동을 중단시켜 시스템이 안전한 상태로 운전되도록 하고, 만일 일정주기의 인터럽트가 발생되지 않으면 압축기의 구동을 중단시키고 일정시간 경과후에는 다시 압축기의 운전조건을 판별하여 압축기를 재차 구동시키도록 제어하게 된다.On the other hand, if the compressor is not in the operating condition, the compressor is stopped to operate the system in a safe state.If the interruption does not occur for a certain period, the compressor is stopped and the operation condition of the compressor is again determined after a certain time. To control the compressor again.
이상에서 설명한봐 같이 본 발명은 온, 오프형 멀티 에어컨에 있어, 압축기의 부하 상태에 따라 변화되는 전류량을 감지하여 압축기가 운전중인 상태, 과부하상태 또는 정상부하 상태인가 여부에 따라 압축기의 구동을 안전하게 제어함으로써 멀티에어컨 시스템의 성능향상은 물론 제품 수명을 연장시킬수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention, in the on-off multi air conditioner, detects the amount of current that changes according to the load state of the compressor to safely drive the compressor depending on whether the compressor is in an operating state, an overloaded state or a normal load state. By controlling, the performance of the multi-air conditioner system can be improved and the product life can be extended.
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