KR20000073045A - Expansion apparatus trouble sensing method for air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법에 관한 것으로서, 특히 팽창기구의 개도와 압축기의 운전주파수를 조정한 다음 압축기의 토출온도를 확인함으로써 팽창기구의 동작여부를 판정할 수 있는 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining a failure of an expansion mechanism of an air conditioner, and more particularly, an air conditioner capable of determining whether the expansion mechanism is operated by adjusting the opening temperature of the expansion mechanism and the operating frequency of the compressor and then confirming the discharge temperature of the compressor. It relates to a method of determining the failure of the expansion mechanism.
일반적으로, 공기조화기에서 사용되는 팽창기구는 여러 가지가 사용되는데, 현재에 이르러서는 펄스(pulse) 수를 하여 팽창개도를 조절할 수 있도록 스텝 모터(stepping motor)가 설치된 전자팽창변이 사용되고 있다.In general, a number of expansion mechanisms used in air conditioners are used, and nowadays, an electronic expansion valve provided with a stepping motor is used to adjust the opening degree by the number of pulses.
참조된 도면, 도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the prior art.
종래의 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이 실내측에 설치되고 냉방운전시에는 증발기로 난방운전시에는 응축기로 동작되는 실내 열 교환기(1)와, 상기 실내 열 교환기(1)와 실내공기와의 열 교환을 돕도록 설치된 실내 팬(2)과, 실외측에 설치되고 냉방운전시에는 응축기로 난방운전시에는 증발기로 동작되는 실외 열 교환기(3)와, 상기 실외 열 교환기(3)와의 열 교환을 돕도록 설치된 실외 팬(4)과, 상기 실내 열 교환기(1)와 실외 열 교환기(3) 사이에 설치되고 응축된 냉매가스가 용이하게 증발될 수 있도록 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(5)와, 실외측에 설치되고 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압의 가스가 되도록 압축시키는 압축기(6)와, 상기 압축기(6)로부터 토출되는 고온고압의 냉매를 냉방운전시에는 상기 실내 열 교환기(1)로 난방운전시에는 상기 실외 열 교환기(3)로 이동되도록 절환되는 사방밸브(7)로 구성된다.A conventional air conditioner is installed on the indoor side as shown in FIG. 1, and is operated by an evaporator in a cooling operation and a condenser in a heating operation, an indoor heat exchanger (1) and indoor air. The indoor fan (2) installed to help heat exchange of the outdoor, an outdoor heat exchanger (3) installed on the outdoor side and operated as a condenser during the heating operation and an evaporator during the heating operation, and heat with the outdoor heat exchanger (3). An expansion fan (5) installed between the outdoor fan (4) installed to assist the exchange and the indoor heat exchanger (1) and the outdoor heat exchanger (3) and expanding the refrigerant so that the condensed refrigerant gas can be easily evaporated. And a compressor (6) installed at an outdoor side and sucking the refrigerant gas of low temperature and low pressure to compress it to be a gas of high temperature and high pressure, and the indoor heat exchanger during the cooling operation of the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor (6). (1) In heating operation Is composed of a four-way valve 7 is switched to move to the outdoor heat exchanger (3).
상기에서, 냉방운전시에는 상기 사방밸브(7)가 상기 압축기(6)에서 토출되는 고온고압의 냉매가스가 상기 실외 열 교환기(3)로 이동되도록 절환되고, 상기 실외 열 교환기(3)로 이송된 냉매는 상기 실외 열 교환기(3)에서 응축된 다음, 상기 팽창밸브(5)를 통과하면서 저압으로 바뀌면서 상기 실내 열 교환기(1)에서 완전히 증발되어 가스냉매로 변환된다. 이때 상기 실내 열 교환기(1)는 실내공기로부터 열을 빼앗게 되기 때문에 실내공기의 온도를 하강시키게 된다. 그 후 상기 실내 열 교환기(1)의 가스냉매는 다시 상기 압축기(6)로 흡입되어 냉동사이클을 이루게 된다. 그리고 난방운전시에는 상기 사방밸브(7)가 상기 압축기(6)에서 토출되는 고온고압의 냉매를 상기 실내 열 교환기(1)로 이동되도록 절환되고, 따라서 냉방운전과는 반대로 운전이 되게 된다. 즉 상기 실내 열 교환기(1)는 응축기로 동작하게 되므로 실내공기에 열을 전달하게 되어 실내공기의 온도가 상승하게 된다.In the cooling operation, the four-way valve 7 is switched to move the refrigerant gas of high temperature and high pressure discharged from the compressor 6 to the outdoor heat exchanger 3, and is transferred to the outdoor heat exchanger 3. The refrigerant is condensed in the outdoor heat exchanger (3) and then completely evaporated in the indoor heat exchanger (1) and converted into a gas refrigerant while changing to low pressure while passing through the expansion valve (5). At this time, since the indoor heat exchanger 1 takes heat away from the indoor air, the temperature of the indoor air is lowered. Thereafter, the gas refrigerant of the indoor heat exchanger 1 is again sucked into the compressor 6 to form a refrigeration cycle. In addition, during the heating operation, the four-way valve 7 is switched to move the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 6 to the indoor heat exchanger 1, and thus the operation is reversed from the cooling operation. That is, since the indoor heat exchanger 1 operates as a condenser, heat is transferred to the indoor air, thereby increasing the temperature of the indoor air.
한편, 상기 팽창밸브(5)는 외부환경과 상기 열 교환기(1, 3)들의 배관온도와 기타 요소들을 감안하여 그 개도를 조절하는 것이 일반적인데, 전자팽창밸브의 경우에는 스텝 모터(미도시)를 설치하고 상기 스텝 모터에 입력되는 펄스 수를 달리하여 그 개도를 조절하고 있다.On the other hand, the expansion valve 5 generally controls the opening degree in consideration of the external environment, the piping temperature of the heat exchangers (1, 3) and other factors, in the case of the electronic expansion valve step motor (not shown) The opening degree is adjusted by varying the number of pulses input to the stepper motor.
그러나, 종래의 공기조화기에서 상기 팽창밸브(5)가 고장나 동작이 제대로 이루어지지 않는 경우, 이를 감지할 수 있는 방법이 없으므로 그 개도가 작은 상태에서 고장난 경우에는 상기 압축기(6)의 토출배관의 온도가 상승되는 동시에 상기 압축기(6)의 모터 권선이 과열로 파괴되어 상기 압축기(6)가 파손되는 문제점이 있다.However, in the conventional air conditioner, when the expansion valve 5 is broken or the operation is not performed properly, there is no way to detect the discharge pipe of the compressor 6 when the opening degree is small. At the same time as the temperature of the rise of the motor winding of the compressor 6 is destroyed by overheating, there is a problem that the compressor 6 is broken.
또한, 상기 팽창밸브(5)의 개도가 조절되지 않게 되면, 외부환경과 내부의 부하에 대하여 적정하게 대응할 수 없으므로 공기조화기 전체의 사이클이 비효율적으로 운전되고, 그에 따라 공기조화기의 냉난방 기능을 제대로 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있다.In addition, when the opening degree of the expansion valve 5 is not adjusted, the cycle of the entire air conditioner is inefficiently operated because it cannot cope properly with respect to the external environment and the internal load, thereby cooling and heating the air conditioner. There is a problem that does not work properly.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 팽창밸브의 개도와 압축기의 운전주파수를 조절하고 압축기의 토출온도를 비교함으로써 팽창밸브의 고장여부를 판단할 수 있는 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by adjusting the opening of the expansion valve and the operating frequency of the compressor and comparing the discharge temperature of the compressor of the air conditioner that can determine whether the expansion valve failure Its purpose is to provide a method for determining an expansion mechanism failure.
도 1은 종래기술에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도,2 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법에 대한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart for the failure determination method of the expansion mechanism of the air conditioner according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
51 : 실내 열 교환기 52 : 실내 팬 53 : 실외 열 교환기51: indoor heat exchanger 52: indoor fan 53: outdoor heat exchanger
54 : 실외 팬 55 : 전자팽창밸브 56 : 압축기54: outdoor fan 55: electronic expansion valve 56: compressor
57 : 사방밸브 58 : 토출온도센서 60 : 제어부57: four-way valve 58: discharge temperature sensor 60: control unit
70 : 표시부 Ff: 운전주파수 Tf: 토출온도70: display part F f : operating frequency T f : discharge temperature
Ts: 설정토출온도T s : Set discharge temperature
본 발명은 압축기에서 토출되는 냉매의 토출온도와 상기 압축기의 운전주파수를 감지하여 상기 토출온도와 상기 운전주파수에 해당되는 설정토출온도를 비교하는 온도비교단계와, 상기 온도비교단계에서 판단된 것에 따라 팽창밸브의 개도 및 상기 운전주파수를 변화시키고 상기 압축기의 토출온도를 다시 감지하여 상기 팽창밸브의 고장여부를 판단하는 고장판단단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention detects the discharge temperature of the refrigerant discharged from the compressor and the operating frequency of the compressor to compare the discharge temperature and the set discharge temperature corresponding to the operating frequency and the temperature comparison step, as determined in the temperature comparison step And a failure determination step of changing the opening degree of the expansion valve and the operation frequency and detecting the discharge temperature of the compressor again to determine whether the expansion valve has failed.
여기서, 상기 고장판단단계는 상기 압축기의 토출온도가 상기 설정토출온도에 비하여 높을 경우 상기 팽창밸브의 개도를 증가시키는 제 1과정과;Here, the fault determination step includes a first step of increasing the opening degree of the expansion valve when the discharge temperature of the compressor is higher than the set discharge temperature;
상기 압축기의 토출온도를 다시 감지하여 그 온도가 하강된 경우에는 상기 팽창밸브가 정상 동작하는 것으로 판단하고, 그 온도가 하강되지 않은 경우에는 상기 압축기의 운전주파수를 하강시킨 다음 상기 압축기의 토출온도를 다시 감지하여 그 온도가 하강된 경우에는 상기 팽창밸브가 정상 동작하는 것으로 판단하며 그 온도가 하강되지 않은 경우에는 상기 팽창밸브가 고장난 것으로 판단하는 제 2과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.When the discharge temperature of the compressor is sensed again and the temperature is lowered, it is determined that the expansion valve is operating normally. When it detects again and the temperature is lowered, it is determined that the expansion valve is operating normally, and if the temperature is not lowered, it comprises a second step of determining that the expansion valve has failed.
또한, 상기 고장판단단계는 상기 압축기의 토출온도가 상기 설정토출온도에 비하여 낮을 경우 상기 팽창밸브의 개도를 감소시키는 제 1과정과;In addition, the fault determination step includes a first step of reducing the opening degree of the expansion valve when the discharge temperature of the compressor is lower than the set discharge temperature;
상기 압축기의 토출온도를 다시 감지하여 그 온도가 상승된 경우에는 상기 팽창밸브가 정상 동작하는 것으로 판단하고, 그 온도가 상승되지 않은 경우에는 상기 압축기의 운전주파수를 상승시킨 다음 상기 압축기의 토출온도를 다시 감지하여 그 온도가 상승된 경우에는 상기 팽창밸브가 정상 동작하는 것으로 판단하며 그 온도가 상승되지 않은 경우에는 상기 팽창밸브가 고장난 것으로 판단하는 제 2과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.When the discharge temperature of the compressor is sensed again and the temperature is increased, it is determined that the expansion valve is operating normally. If the temperature is not increased, the operation temperature of the compressor is increased, and then the discharge temperature of the compressor is increased. When the temperature is raised again, it is determined that the expansion valve is operating normally. If the temperature is not raised, the expansion valve is determined to be broken.
이하, 본 발명의 실시예를 참조된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선 참조된 도면, 도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법에 대한 순서도이다.2 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart of a method for determining failure of an expansion mechanism of the air conditioner according to the present invention.
본 발명에 의한 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 운전이 시작되고, 일정시간이 지난 후, 압축기(56)의 토출온도(Tf)와 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 토출온도센서(58)와 상기 압축기(56)에서 감지하고 그 신호는 제어부(60)로 입력된다. 여기서 상기 압축기(56)의 토출온도는 전자팽창밸브(55)의 개도를 조절하면 그 개도에 따라 변화하게 된다. 즉 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)가 일정한 경우 상기 전자팽창밸브(55)의 개도를 증가시키게 되면 이동되는 냉매유량이 증대되어 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)가 하강되고, 상기 전자팽창밸브(55)의 개도가 감소되면 이동되는 냉매유량이 감소되어 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)가 상승되게 된다. 또한 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)가 변화하는 경우에는 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)가 변화하게 된다. 즉 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 증가시키는 경우에는 냉매에 공급되는 일이 증가하게 되므로 토출되는 냉매의 상기 토출온도(Tf)가 상승하게 되고, 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 감소시키는 경우에는 냉매에 공급되는 일이 감소하게 되므로 토출되는 냉매의 상기 토출온도(Tf)가 감소하게 된다.In the expansion mechanism failure determination method of the air conditioner according to the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the operation is started, and after a predetermined time, the discharge temperature T f of the compressor 56 and the compressor ( The operating frequency F f of 56 is detected by the discharge temperature sensor 58 and the compressor 56, and the signal is input to the controller 60. Here, the discharge temperature of the compressor 56 is changed according to the opening degree of the expansion valve 55. That is, when the operating frequency (F f ) of the compressor 56 is constant, if the opening degree of the electromagnetic expansion valve (55) is increased, the refrigerant flow rate is increased, and the discharge temperature (T f ) of the compressor (56) is lowered. In addition, when the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is reduced, the refrigerant flow rate is reduced to increase the discharge temperature T f of the compressor 56. In addition, when the operating frequency (F f ) of the compressor 56 is changed, the discharge temperature (T f ) of the compressor 56 is changed. That is, when the operating frequency (F f ) of the compressor 56 is increased, since the work supplied to the refrigerant increases, the discharge temperature T f of the discharged refrigerant is increased, and the operation of the compressor 56 is increased. When the frequency F f is decreased, the work to be supplied to the refrigerant is reduced, so that the discharge temperature T f of the discharged refrigerant is decreased.
그 후, 상기 제어부(60)에서 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)와 압축기(56)의 능력에 따라 미리 설정되고 그 운전주파수(Ff)에 해당하는 압축기(56)의 토출온도인 설정토출온도(Ts)를 비교하여, 상기 토출온도(Tf)가 상기 설정토출온도(Ts)보다 높으면 상기 전자팽창밸브(55)의 개도를 일정량 증가시키고, 상기 토출온도(Tf)가 상기 설정토출온도(Ts)보다 낮으면 상기 전자팽창밸브(55)의 개도를 일정량 감소시킨다.Thereafter, in the control unit 60, the discharge temperature of the compressor 56 which is preset according to the discharge temperature T f of the compressor 56 and the capability of the compressor 56 and corresponds to the operation frequency F f . Comparing the discharge set discharge temperature T s , when the discharge temperature T f is higher than the set discharge temperature T s , the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is increased by a certain amount, and the discharge temperature T f Is lower than the set discharge temperature T s , the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is reduced by a certain amount.
그 다음, 상기 전자팽창밸브(55)의 개도를 증가시킨 경우에는, 일정시간이 지난 후에 다시 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)를 감지하고 상기 전자팽창밸브(55)의 개도변화 전의 압축기(56)의 토출온도(Tf)와 비교하여 그 온도가 하강된 경우에는 상기 전자팽창밸브(55)가 정상적으로 동작된 것으로 판단하고, 그 온도가 하강되지 않은 경우에는 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 하강시킨 다음 다시 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)를 감지하여 그 온도가 하강된 경우에는 상기 전자팽창밸브(55)가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고, 그 온도가 하강하지 않은 경에는 상기 전자팽창밸브(55)가 고장난 것을 판단하여 표시부(70)를 통하여 외부에 상기 전자팽창밸브(55)의 고장을 표시한다.Then, in the case where the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is increased, the discharge temperature T f of the compressor 56 is again sensed after a predetermined time and before the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is changed. When the temperature is lowered compared to the discharge temperature T f of the compressor 56, it is determined that the electromagnetic expansion valve 55 is normally operated. When the temperature is not lowered, the temperature of the compressor 56 is decreased. When the operating frequency (F f ) is lowered and the discharge temperature (T f ) of the compressor (56) is again sensed and the temperature is lowered, it is determined that the electromagnetic expansion valve (55) operates normally, and the temperature If it is not lowered, it is determined that the electromagnetic expansion valve 55 has failed, and the failure of the electromagnetic expansion valve 55 is displayed externally through the display unit 70.
그리고, 상기 전자팽창밸브(55)의 개도를 감소시킨 경우에는, 일정시간이 지난 후에 다시 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)를 감지하고 상기 전자팽창밸브(55)의 개도변화 전의 압축기(56)의 토출온도(Tf)와 비교하여 그 온도가 상승된 경우에는 상기 전자팽창밸브(55)가 정상적으로 동작된 것으로 판단하고, 그 온도가 상승되지 않은 경우에는 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 하강시킨 다음 다시 상기 압축기(56)의 토출온도(Tf)를 감지하여 그 온도가 상승된 경우에는 상기 전자팽창밸브(55)가 정상적으로 동작하는 것으로 판단하고, 그 온도가 상승되지 않은 경우에는 상기 전자팽창밸브(55)가 고장난 것을 판단하여 상기 표시부(70)를 통하여 외부에 상기 전자팽창밸브(55)의 고장을 표시한다.When the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is reduced, the discharge temperature T f of the compressor 56 is again sensed after a predetermined time and the compressor before the opening degree of the electromagnetic expansion valve 55 is changed. When the temperature is increased compared to the discharge temperature T f of 56, it is determined that the electromagnetic expansion valve 55 is normally operated. When the temperature is not raised, the operation of the compressor 56 is performed. After the frequency F f is lowered and the discharge temperature T f of the compressor 56 is sensed again and the temperature is raised, it is determined that the electromagnetic expansion valve 55 operates normally. If it is not raised, it is determined that the electromagnetic expansion valve 55 has failed, and the failure of the electromagnetic expansion valve 55 is displayed externally through the display unit 70.
미설명 부호 51은 실내 열 교환기, 52는 실내 팬, 53은 실외 열 교환기, 54는 실외 팬, 57은 사방밸브를 각각 나타낸다.Reference numeral 51 denotes an indoor heat exchanger, 52 an indoor fan, 53 an outdoor heat exchanger, 54 an outdoor fan, and 57 a four-way valve.
이와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기의 팽창기구 고장판단방법은 상기 전자팽창밸브(55)의 개도와 상기 압축기(56)의 운전주파수(Ff)를 이용하여 상기 전자팽창밸브(55)의 고장여부를 정확하게 판단할 수 있으므로 팽창기구의 고정에 의해 발생될 수 있는 압축기(56) 등의 파손을 미연에 방지할 수 있는 동시에 시스템을 최대효율 상태로 유지할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, in the expansion mechanism failure determination method of the air conditioner according to the present invention, the opening of the electromagnetic expansion valve 55 and the operating frequency F f of the compressor 56 are used. Since it is possible to accurately determine whether or not a failure, it is possible to prevent the damage of the compressor 56, etc., which may be caused by the expansion mechanism fixed, and at the same time provides the effect of maintaining the system at the maximum efficiency state.
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