KR20010029013A - 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 냉난방사이클 내에 냉매가 부족할 경우 냉매를 보충하도록 하되, 그 냉매의 보충이 마이컴에 의해 제어되도록 한 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기를 연결하는 냉매관에 설치되며 냉매를 저장하는 보조냉매 저장고 및 보조냉매 저장고로부터의 냉매유출을 단속하는 밸브를 포함한다. 또한, 냉매관 내의 냉매의 부족여부를 감지하는 수단 및 감지수단에 의해 상기 냉매관 내의 냉매 부족이 감지되는 경우 밸브를 개방시켜 냉매관 내에 냉매를 보충하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 냉매부족으로 인한 냉방능력 저하의 방지 뿐만 아니라, 종래와 같이 냉매부족시에 수작업으로 냉매를 보충시키는 불편을 해소함으로써 사용자 및 서비스부문에게 편리함을 제공한다.

Description

냉매보충 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner having a function of refrigerant-complement and control method thereof}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉난방사이클 내에 냉매가 부족할 경우 냉매를 보충하는 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 모세관, 실내열교환기로 이루어진 냉매사이클에 냉매를 순환시켜 주변의 공기와 열교환작용을 이루게 함으로 실내를 적정온도로 유지시키는 장치이다. 즉, 냉매가 상기 냉매사이클의 각 구성요소를 순환하여 압축, 응축, 감압, 증발작용을 거치면서 실내외의 공기와 열교환을 이루므로 실내의 온도를 적정온도로 유지시킨다. 따라서, 공기조화기의 냉방운전효율은 냉매의 양에 따라서 좌우되는데, 냉매가 부족하게 되면, 주변의 공기와 열교환율이 떨어지게 되므로 상기 공기조화기에서 실내에 토출하는 공기의 온도가 상승된다. 그러므로, 일정용량의 공기조화기가 효율적인 냉방운전을 수행하기 위해서는 적절한 양의 냉매를 유지해야 된다.

종래의 공기조화기가 도 1에 블록도로서 도시되어 있다. 이에 의하면, 압축기(111)의 일단은 실외열교환기(112)에 연결되고, 실외열교환기(112)의 타단은 모세관(114)에 연결된다. 또한, 상기 모세관(114)은 실내열교환기(115)의 타단에 연결되고, 상기 실내열교환기(115)는 상기 압축기(111)의 타단에 연결된다. 상기 압축기(111), 실외열교환기(112), 모세관(114), 실내열교환기(115)는 각각 냉매관(117)을 통해서 연결된다. 실외팬(113), 실내팬(116), 압축기(111)는 각각의 실외팬 구동부(126), 실내팬 구동부(127), 압축기 구동부(125)를 통하여 제어된다.

키입력부(121)는 사용자의 선택신호를 마이컴(124)에 전달하고, 실내온도검출부(123)는 실내의 온도를 검출하여 온도검출신호를 마이컴(124)에 전달한다. 또한, 표시부(122)는 마이컴(124)의 제어에 따라서 상기 공기조화기의 동작상태를 표시한다. 압축기 구동부(125)는 마이컴(124)의 제어에 따라서 압축기(111)를 구동 또는 정지시키고, 실외팬 구동부(126)와 실내팬 구동부(127) 역시 각각 마이컴(124)의 제어에 따라서 실외팬(113)과 실내팬(116)을 구동 또는 정지시킨다. 마이컴(124)은 상기 키입력부(121)와 실내온도검출부(123)에서 전달되는 각신호에 대응하여 각 부하(111)(113)(116)를 제어한다.

이하, 상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기의 작용을 상세히 설명한다.

사용자가 키입력부(123)를 조작하여 구동스위치(도시되지 않음)를 온하게 되면, 마이컴(124)에 상기 구동신호가 전달된다. 따라서, 마이컴(124)은 구동신호가 전달됨에 따라, 먼저 실내온도검출부(123)에서 전달되는 실내온도와 자체에 알고리즘으로 저장된 설정온도와의 차를 비교 판단한다. 실내온도와 설정온도와의 비교결과, 실내온도가 설정온도보다 높으면, 마이컴(124)은 각각의 부하(111)(113)(116)를 제어하여 구동시킨다. 즉, 압축기 구동부(125)를 제어하여 압축기(111)의 압축작용을 실시케하여 고온/고압의 냉매를 실외열교환기(112)에 공급한다. 또한, 실외팬 구동부(126)와 실내팬 구동부(127)를 제어하여 실내팬(116)과 실외팬(113)을 구동시킨다.

압축기(111)에서 압축된 냉매는 실외열교환기(112)에서 응축되며 열을 방출하고, 모세관(114)에서 감압된다. 이렇게 감압된 저온/저압의 냉매는 실내열교환기(115)에서 증발되어 주변공기의 열을 흡수한다. 이때, 실외팬(113)과 실내팬(116)은 주변의 공기를 각각 실외 및 실내열교환기(112)(115)에 송풍하여 열교환작용이 원활하게 이루어지도록 한다.

따라서, 상기 공기조화기는 상기 냉매의 열교환작용에 의한 차가운 공기를 실내에 토출함으로써 실내를 적정온도로 유지한다.

그러나, 냉매관(117)이 노후되거나 상기 공기조화기의 조립 또는 설치 중에 설치자의 미숙으로 인한 냉매의 누수가 발생되면, 냉매사이클 내의 냉매의 부족으로 인하여 열교환기의 열교환량이 감소되므로 냉방능력이 저하되어 냉방효율이 감소되는 문제가 발생한다.

이와 같은 냉매의 부족으로 인한 공기조화기의 냉방효율을 개선하기 위해서는 냉매사이클에 부족한 냉매를 보충시켜야 된다. 부족한 냉매를 보충하기 위해서는 먼저 냉매관(117)의 압력을 측정하여 부족한 냉매의 양을 산정한다. 그리고, 부족한 냉매의 산정이 끝나면 압축기(111)에 구성된 배관을 통해서 냉매를 보충한다. 산정된 냉매 부족분을 압축기(111)에 주입하는 것이 완료되면, 다시 냉매관(117)의 압력을 측정하여 적정압력인지를 확인하는 것으로 냉매의 보충작업이 완료된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉매보충방법은 냉매부족으로 인한 냉방효율이 저하됨을 인지하여 다시 냉매를 보충하기까지는 오랜 시간이 걸리고, 사용자가 스스로 냉매를 보충할 수 없으므로 서비스를 요청해야하고, 또한 냉매 보충시에는 압축기(111)를 통해서 수작업으로 냉매를 주입시켜야 되는 번거로운 과정을 거쳐야 되므로 사용자와 서비스직원 모두에게 불편함을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 냉매의 부족을 자동으로 검출하고, 검출된 냉매의 부족분을 자동으로 보충시키는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 공기조화기의 제어블록도,

도 2는 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기의 바람직한 실시예를 나타낸 제어블록도,

도 3은 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기의 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

211 : 압축기 212 : 실외열교환기

214 : 모세관 215 : 실내열교환기

217 : 전동밸브 218 : 보조냉매 저장고

224 : 마이컴 231 : 압축기 운전전류 검출부

232 : 실외 온도검출부 234 : 카운터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기는 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 모세관 및 이들을 연결하는 냉매관을 갖는 공기조화기에 있어서, 냉방운전시간을 측정하는 카운터, 실외온도를 검출하는 실외온도 검출부, 상기 압축기에 인가되는 운전전류를 검출하는 운전전류 검출부, 보조냉매를 저장하는 보조냉매 저장고, 상기 보조냉매 저장고로부터의 냉매 유출을 단속하는 밸브, 상기 밸브를 제어하는 밸브 제어부 및 상기 실외온도 검출부에서 전달되는 실외온도와 상기 운전전류 검출부에서 전달되는 압축기의 운전전류를 대비하여 냉매의 부족을 검출하고, 이에 따라 상기 전동밸브 제어부를 제어하는 마이컴을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기의 제어방법은 상기 공기조화기의 구동스위치가 온되면 실내온도와 설정온도를 비교하는 단계, 상기 온도비교단계에서, 실내온도가 설정온도보다 높으면 냉방운전을 개시하는 단계, 상기 냉방운전개시 단계이후, 냉방운전이 일정시간을 경과하였는지를 판단하는 단계, 상기 냉방운전시간 판단단계에서, 냉방운전이 일정시간 경과하였으면 실외온도와 상기 압축기의 운전전류를 검출하는 단계, 상기 운전전류 검출단계에서, 상기 압축기의 운전전류가 실외온도에 대비하여 감소되면 표시부에 냉매부족표시를 나타나게 하고, 상기 전동밸브를 개방하여 냉매를 보충하는 단계, 상기 냉매보충단계이후, 상기 압축기의 운전전류가 설정값로 회복되면 상기 전동밸브를 폐쇄하고, 표시부에 냉매보충완료 표시를 나타내는 단계 및 상기 압축기운전전류 판단단계에서 상기 압축기의 운전전류가 정상치이고, 실내온도가 설정온도보다 낮으면 냉방운전을 종료하는 단계를 포함한다.

따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 종래와 같은 냉매부족시에 수작업으로 냉매를 보충시키는 불편을 해소함으로 사용자에게 편리함을 준다.

이하, 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 주요특징은 실외온도와 압축기의 운전전류를 검출함으로 냉매의 부족을 인지하여, 냉매의 부족분을 수작업 없이 보충하는 것이다. 즉, 본 발명은 냉매가 부족하여 냉매관의 압력이 떨어지게 되면 압축기에 인가되는 운전전류가 감소되므로 이를 이용하여 냉매의 부족을 검출한다. 그리고, 본 발명에 따른 공기조화기는 보조냉매 저장고와 밸브를 포함하여, 상술한 바와 같이, 냉매의 부족을 검출하면 마이컴의 제어에 의해 밸브를 개방하여 냉매를 보충시키는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉매공급 기능을 갖는 공기조화기의 바람직한 실시예를 나타낸 제어블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉매공급기능을 갖는 공기조화기의 제어방법의 바람직한 실시예를 나타낸 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 운전전류 검출부(231)는 압축기(211)에 연결되어 있고, 전동밸브 제어부(233)는 압축기(211)와 실내열교환기(215)를 연결하는 냉매관(217)에 설치된 전동밸브(218)에 연결된다. 보조냉매 저장고(219)는 상기 전동밸브(218)에 연결되어 있다. 상기 운전전류 검출부(231)와 전동밸브 제어부(233)는 마이컴(224)에 의해 제어된다. 또한, 카운터(234)와 실외온도 검출부(232) 역시 마이컴(224)에 의해 제어된다.

운전전류 검출부(231)는 상기 압축기(211)에 인가되는 운전전류를 검출하여 마이컴(224)에 전달하고, 실외온도검출부(232)는 실외의 온도를 검출하고, 카운터(234)는 공기조화기가 냉방운전을 실시하는 시간을 측정한다. 보조냉매 저장고(219)는 예비냉매를 저장하며, 전동밸브(218)는 상기 보조냉매 저장고(219)에 저장된 냉매를 냉매관(217)에 흘려 보내거나 차단하고, 전동밸브 제어부(233)는 상기 마이컴(224)의 제어에 따라서 상기 전동밸브(218)를 제어한다.

이하, 상기와 같은 구성으로 되어 있는 본 발명의 작용을 도 3에 도시된 순서도를 이용하여 상세히 설명한다.

사용자가 키입력부(221)의 구동스위치(도시되지 않음)를 온하면, 마이컴(224)은 실내온도검출부(223)에서 전달되는 실내온도와 내부에 알고리즘으로 저장된 설정온도를 비교하여, 실내온도가 설정온도보다 높으면 각 부하(211)(213)(216)에 구동제어신호를 인가한다(S101∼S102). 마이컴(224)의 구동신호에 의해 압축기 구동부(225)는 압축기(211)를 구동시켜 상기 공기조화기의 냉매사이클에 냉매를 순환시킨다. 또한, 실외팬과 실내팬 구동부(226)(227)는 각각 실내팬(216)과 실외팬(213)을 구동시켜 실내열교환기(215)와 실외열교환기(212)에서 열교환작용이 원활하게 이루어지도록 한다(S103).

그 다음 단계로서, 마이컴(224)은 카운터(234)에서 측정되는 상기 공기조화기의 냉방운전시간을 검출하여 10분이 경과하였는 가를 판단한다(S104). 마이컴(224)은 냉방운전이 실행된지 10분이 경과되었음을 인지하면 실외온도 검출부(223)를 통하여 실외온도를 검출한다(S105). 그리고, 압축기 운전전류 검출부(231)를 통하여 압축기(211)에 인가되는 운전전류를 검출하여 상기 실외온도와 운전전류를 대비하여 압축기(211)에 인가되는 운전전류가 설정값 이하인지를 판단한다(S106∼S107). 이때, 실외온도에 따른 적정한 상기 압축기(211)의 운전전류 설정값의 데이타를 마이컴(224)에 미리 저장함이 바람직하다.

운전전류가 설정값 이하이면, 마이컴(224)은 표시부(222)를 제어하여 냉매부족표시를 나타나게 하고(S108), 전동밸브제어부(233)를 통하여 전동밸브(218)를 개방시킨다(S109). 그리하여, 보조냉매 저장고(219)에 저장된 냉매가 전동밸브(218)를 통하여 냉매관(217)에 유입된다. 냉매가 보충됨에 따라 압축기(211)의 압축작용이 다시 활발해지므로, 압축기(211)에 인가되는 운전전류 역시 증가된다. 이후, 마이컴(224)은 상기 운전전류 검출부(231)를 통해서 운전전류의 증가를 검출한다(S110). 이때, 증가되는 운전전류가 설정값과 동등해지거나 초과하게 되면 전동밸브 제어부(233)를 통하여 전동밸브(218)를 폐쇄시키고(S112), 표시부(222)를 제어하여 냉매보충완료 표시를 나타내게 한다(S113).

또는, 상기 압축기 운전전류 판단단계(S107)에서, 마이컴(224)은 압축기(211)에 인가되는 운전전류가 설정값과 동등하거나, 그 이상일 경우는 다음 단계로서 실내온도와 설정온도를 비교 판단한다(S114). 판단결과, 실내온도가 설정온도보다 낮으면 각 부하(211)(213)(216)를 제어하여 냉방운전을 종료한다(S115).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기 및 그 제어방법은 압축기에 인가되는 운전전류를 검출하여 실외온도와의 대비를 통해서 냉매의 부족을 인지하고, 또한 마이컴의 제어에 의해 부족한 냉매를 보충시키므로, 냉매부족으로 인한 냉방능력 저하의 방지 뿐만 아니라, 종래와 같이 냉매부족시에 수작업으로 냉매를 보충시키는 불편을 해소함으로써 사용자 및 서비스부문에게 편리함을 제공한다.

Claims (6)

1. 냉매를 압축하는 압축기, 실내 열교환기 및 실외 열교환기를 갖는 공기조화기에 있어서,

   상기 압축기, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기를 연결하는 냉매관에 설치되며 냉매를 저장하는 보조냉매 저장고;

   상기 보조냉매 저장고로부터의 냉매유출을 단속하는 밸브;

   상기 냉매관 내의 냉매의 부족여부를 감지하는 수단; 및

   상기 감지수단에 의해 상기 냉매관 내의 냉매 부족이 감지되는 경우 상기 밸브를 개방시켜 상기 냉매관 내에 냉매를 보충하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보조냉매 저장고는 상기 압축기와 상기 실외 열교환기 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제1항에 있어서, 상기 감지수단은 실외온도를 검출하는 온도검출부 및 상기 압축기에 인가되는 전류를 검출하는 전류검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매보충 기능을 갖는 공기조화기.
5. 냉매 보충 기능을 갖는 공기조화기의 냉매보충방법에 있어서,

   실외 온도를 검출하는 단계;

   압축기의 운전전류를 검출하는 단계;

   상기 검출된 실외온도에 따른 상기 압축기의 설정 운전전류를 독출하여 상기 검출된 운전전류값과 비교하여 냉매의 부족여부를 판단하는 단계; 및

   상기 냉매가 부족하다고 판단되면 밸브를 개방하여 부족한 냉매를 보충하고, 상기 냉매가 부족하지 않다고 판단되면 밸브를 폐쇄한 상태에서 냉방운전을 계속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매보충방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 냉매보충 단계에서 냉매보충이 완료되어 상기 검출 운전전류가 상기 설정 운전전류값을 회복하면 상기 밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매보충방법.