KR20030010868A - 공기조화기의 운전제어방법 - Google Patents

공기조화기의 운전제어방법 Download PDF

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KR20030010868A
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Abstract

본 발명은 공기조화기의 운전제어방법에 관한 것으로, 온/냉감각의 상한 및 하한을 제어하여 온열감 및 쾌적감을 증대시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 사용자에 의해 설정된 희망온도로 운전하기 위하여, 실내온도의 상승과 하강을 반복하는 공기조화기의 운전제어방법에 있어서, 사용자에 의해, 희망온도를 설정하는 제1 과정과; 상기 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 이루어진다.

Description

공기조화기의 운전제어방법{DRIVING CONTROL METHOD FOR AIR CONDITIONER}
본 발명은 공기조화기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 온/냉감각의 상한 및 하한을 제어하여 온열감 및 쾌적감을 증대시키도록 한 공기조화기의 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 실내의 뜨거운 공기를 차갑게 하여 실내로 공급하는 냉방장치와, 실내의 차가운 공기를 따뜻하게 하여 실내로 공급하는 난방장치가 있다.
최근에는, 상기의 냉방기능과 난방기능뿐만 아니라 정온 제습기능을 갖는 공기조화기가 개발되어 시판되고 있는데, 이와 같은 정온 제습기능을 구비한 공기조화기를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도1은 일반적인 공기조화기의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시된 바와같이 실내열교환기(3)에서 토출되는 저온, 저압의 냉매증기를 흡입하여 이를 압축함으로써 고온, 고압의 증기로 만드는 압축기(1)와; 상기 압축기(1)에서 토출된 고온, 고압의 냉매증기의 열을 물 또는 공기 중에 방출시키고, 고압의 포화액으로 변화시키는 실외 열교환기(2)와; 상기 실외열교환기(2)에서 토출된 고압의 포화액을, 팽창장치(4)를 통해 저온, 저압의 냉매로 흡입하여 이를 증발시켜 액분이 없는 포화증기로 만드는 실내 열교환기(3)와; 난방 모드 또는 냉방모드에 따라, 상기 냉매의 흐름을 조절하는 사방변(8)과; 정온제습시, 고압의 냉매를 그대로 상기 실내 열교환기(3)로 토출시키기 위한 이방변(B1)으로 구성된다.
상기 실내열교환기(3)는, 정온제습시, 고압의 액과 가스가 혼합된 냉매를 흡입하여 열을 방출시켜 고압의 액체를 토출하는 제1 열교환기(3-1)와; 상기 제1 열교환기(3-1)의 고압의 액체를 저압의 액체로 강하시키는 팽창장치(5)와; 상기 팽창장치(5)를 통해 저압의 액과 가스가 혼합된 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 액분이 없는 저온/저압의 냉매를 토출하는 제2 열교환기(3-2)와; 정온제습시, 상기 제1 열교환기(3-1)에서 토출되는 고압의 액체가 직접 제2 열교환기(3-2)로 토출되는 것을 차단하는 이방변(B2)으로 구성되며, 이와같이 구성된 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 난방모드시, 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 냉매는 사방변(8)을 지나 실내열교환기(3)로 유입되어 응축된후, 팽창장치(4)를 지나면서 저온저압의 냉매로 된다.
이때, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내공기가 상기 실내열교환기(3)의 표면을 통과하면서 열교환되어 뜨거운 공기가 실내로 분출하게 되고, 이로인해 실내의 온도를 상승시킨다.
여기서, 실내열교환기(3)는 제1 열교환기(3-1)와 제2 열교환기(3-2) 사이의 이방변(B2)을 오픈시켜 그 실내열교환기(3)가 응축기로서 동작하도록 한다.
이후, 실외열교환기(2)는 상기 저온저압의 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 기체 상태의 냉매를 토출하고, 압축기(1)는 상기 실외열교환기(3)에서 토출되는 기체 상태의 냉매를 흡입하여 이를 고온고압의 냉매로 압축하는데, 이러한 동작을 반복 수행하여 난방 운전을 수행한다.
냉방 모드시, 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 냉매는 사방변을 지나 실외열교환기(2)로 유입되어 응축된후 팽창장치(4)를 지나면서 저온저압의 냉매로 된다.
이후, 실내열교환기(3)는 상기 저온저압의 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜 기체상태의 냉매를 토출하고, 상기 압축기(1)는 상기 실내열교환기(3)에서 토출되는 기체상태의 냉매를 흡입하여 이를, 다시 고온고압의 냉매로 압축한다.
이때, 실내열교환기(3)는 제1 열교환기(3-1)와 제2 열교환기(3-2) 사이의 이방변(B2)을 오픈시켜 그 실내열교환기(3)가 증발기로서 동작하도록 한다.
여기서, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내공기가, 상기 실내열교환기(3)의 차가워진 표면을 통과하면서 열교환되어 차가운 공기가 실내로 분출하게 되고, 이로 인해 실내의 온도를 하강시킨다.
한편, 정온제습시, 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 냉매는 사방변(8)을 지나 실외열교환기(2)로 유입되는데, 이때 실외팬(6)은 작은 회전수로 회전하므로 고온고압의 냉매는 거의 냉각되지 않은 상태로 이방변(B1)을 통과하여 그대로 실내열교환기(3)로 유입된다.
이후, 실내열교환기(3)는, 내부의 이방변(B2)을 차단하여, 제1 열교환기(3-1)와 제2 열교환기(3-2)로 분리하여 사용한다.
즉, 제1 열교환기(3-1)는 고압의 액과 가스가 혼합된 냉기를 흡입하여 열을 방출시켜 고압의 액체를 토출하고, 제2 열교환기(3-2)는 상기 제1 열교환기(3-1)에서 토출되는 고압의 액체를 상기 팽창장치(5)를 통해 저압의 액체로 흡입하여 이를증발시켜 액분이 없는 저온/저압의 냉매를 토출한다.
이때, 실내팬(7)에 의해 흡입된 실내공기가, 상기 제2 열교환기(3-2)의 차가워진 표면을 통과하면서 열교환되어 습기가 제거된후, 그 습기가 제거된 건조공기는 제1 열교환기(3-1)의 뜨거워진 표면을 통과하면서 가열되어 실내로 분출된다.
상술한 장치는, 사용자가 초기 희망온도를 설정하면, 그 희망온도 근처에서 압축기(1)를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단함으로써 항상 희망온도 근처에 실내온도가 있도록 운전제어한다.
예를 들어, 압축기(1) 온조건을, 희망온도에 0.5도 정도를 가산한 온도로 하고, 압축기(1) 오프조건을 희망온도에서 0.5도 감산한 온도로 하여, 냉기를 공급 또는 차단함으로써 실내온도를 조절하는데, 이때, 인체의 냉감각은, 온감을 느낄수 있는 온감각에 비해 초기에는 크지만 후기로 갈수록 냉감각이 온감각에 비해 작아지므로, 일정한 범위에서 희망온도를 유지하도록 제어하게 되면 시간이 지날수록 사용자가 느끼게 되는 쾌적감이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 희망온도를 기준으로, 그 희망온도보다 실내온도 하강하는 경우에 실내온도를 인체의 냉감각 이상으로 제어하고 실내온도 상승시는 인체의 온감각 이하가 되도록 실내온도를 제하도록 한 공기조화기의 운전제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래 공기조화기의 구성을 보인 블록도.
도2는 본 발명 공기조화기의 운전제어방법에 대한 냉방시의 동작흐름도.
도3는 도2에 있어서, 냉방시의 온냉감각 상/하한 제어를 보인 파형도.
도4는 본 발명이 적용된 경우의 평균 피부 온도를 보인도.
도5는 본 발명 공기조화기의 운전제어방법에 대한 난방시의 동작흐름도.
도6은 도5에 있어서, 난방시의 온냉감각 상/하한 제어를 보인 파형도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
1:압축기2:실외열교환기
3:실내열교환기3-1:제1 열교환기
3-2:제2 열교환기4,5:팽창장치
6:실외팬7:실내팬
8:사방변B1,B2:이방변
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자에 의해 설정된 희망온도로 운전하기 위하여, 실내온도의 상승과 하강을 반복하는 공기조화기의 운전제어방법에 있어서, 사용자에 의해, 냉방시의 희망온도를 설정하는 제1 과정과; 상기 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자에 의해 설정된 희망온도로 운전하기 위하여, 실내온도의 상승과 하강을 반복하는 공기조화기의 운전제어방법에 있어서, 사용자에 의해, 난방시의 희망온도를 설정하는 제1 과정과; 상기 난방시의 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 난기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명 공기조화기의 운전제어방법에 대한 냉방시의 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 사용자에 의해, 냉방시 희망온도를 설정하는 제1 과정과; 상기 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 이루어지고, 이와같은 본 발명의 동작을 설명함에 있어서, 일반적인 냉동싸이클은 종래와 동일하므로 생략한다.
먼저, 사용자에 의해, 냉방시의 희망온도가 설정되면, 상기 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복 수행하는데, 도2를 예를 들어 상세히 설명한다.
우선, 희망온도에 적당하도록 압축기의 운전주파수를 제어하여 운전시키면서, 압축기 오프조건(상한온도)을 희망온도에서 0.5도 감산한 온도값으로 검출한다.
이후, 압축기 오프조건(상한온도)이 되면, 압축기를 오프시키면서, 그 다음 압축기 온조건(하한온도)을 희망온도에서 0.5도 가산한 온도값으로 검출한다.
상기 압축기 온조건(하한온도)이 되면, 압축기를 소정 운전주파수로 운전시키면서, 다시 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출하는데, 그 압축기 오프조건은 이전 압축기 온조건(희망온도+0.5도)에서 0.5도를 감산한 온도값으로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 오프조건(상한온도)이 되면, 압축기를 오프시킨후, 다시 그 다음 압축기 온조건(하한온도)을 검출하는데, 그 압축기 온조건(하한온도)은 희망온도에 0.8도를 가산한 온도값으로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 온조건(하한온도)이 되면, 압축기를 소정 운전주파수로 운전시키면서, 다시 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출하는데, 그 압축기 오프조건은 이전 압축기 온조건(하한온도)(희망온도+0.8도)에서 0.4도를 감산한 온도값으로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 오프조건(상한온도)(희망온도+0.8도-0.4도)이 되면,압축기를 오프시킨후, 다시 그 다음 압축기 온조건을 검출한다.
상기 압축기 온조건(하한온도)은 희망온도에 1.5도를 가산한 온도값으로 검출하고, 그 온도값(희망온도+1.5도)이 되면 압축기를 동작시키면서 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출한다.
이때, 일정 시간이 경과되면 일정값으로 압축기 오프조건(상한온도)을 고정시키므로, 이전 압축기 오프조건(상한온도)(희망온도+0.8도-0.4도) 및 압축기 온조건(하한온도)(희망온도+1.5도)으로 압축기의 운전주파수를 제어하여 실내온도를 조절한다.
도3에서 보는 바와같이, 시간이 경과할 수록 압축기의 온조건은 초기 희망온도를 기준으로 상승하고, 압축기의 오프조건은 이전 운전 제어된 압축기의 온조건을 기준으로 연산하여 제어하는데, 즉 시간이 경과할 수록 실내온도의 상한값은 초기 희망온도를 기준으로 하여 상승하고, 실내온도 하한값은 이전 운전제어된 실내온도 상한값을 기준으로 연산하여 공기조화기의 운전을 제어한다.
도4는 본 발명이 적용된 경우의 평균피부온도를 보인도로서, 기존의 경우 평균피부온도가 32도로서, 한냉감을 느끼고 불쾌감을 느끼지만, 본 발명을 적용한 경우에 평균피부온도가 33.5도로써 쾌적감을 느낀다.
도5는 본 발명 공기조화기의 운전제어방법에 대한 난방시의 동작 흐름도로서, 이를 참조하여 난방운전을 설명한다.
우선, 사용자에 의해, 난방시의 희망온도를 설정되면, 그 희망온도에 적당하도록 압축기의 운전주파수를 제어하여 운전시키면서, 압축기 오프조건(상한온도)을희망온도에서 1도 가산한 온도값으로 검출한다.
이후, 압축기 오프조건(상한온도)이 되면, 압축기를 오프시키면서, 그 다음 압축기 온조건(하한온도)을 희망온도로 검출한다.
상기 압축기 온조건(하한온도)이 되면, 압축기를 소정 운전주파수로 운전시키면서, 다시 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출하는데, 그 압축기 오프조건은 초기 설정된 난방 희망온도에 0.5도를 가산한 온도값으로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 오프조건(상한온도)이 되면, 압축기를 오프시킨후, 다시 그 다음 압축기 온조건(하한온도)을 검출하는데, 그 압축기 온조건(하한온도)은 희망온도에 0.8도를 감산한 온도값으로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 온조건(하한온도)이 되면, 압축기를 소정 운전주파수로 운전시키면서, 다시 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출하는데, 그 압축기 오프조건은 희망온도로 검출한다.
그 다음, 상기 압축기 오프조건(상한온도)(희망온도)이 되면, 압축기를 오프시킨후, 다시 그 다음 압축기 온조건을 검출한다.
상기 압축기 온조건(하한온도)은 희망온도에 1.5도를 감산한 온도값으로 검출하고, 그 온도값(희망온도-1.5도)이 되면 압축기를 동작시키면서 그 다음 압축기 오프조건(상한온도)을 검출한다.
이때, 일정 시간이 경과되면 일정값으로 압축기 오프조건(상한온도)을 고정시키므로, 이전 압축기 오프조건(상한온도)(희망온도) 및 압축기 온조건 (하한온도)(희망온도-1.5도)으로 압축기의 운전주파수를 제어하여 실내온도를 조절한다.
도6에서 보는 바와같이, 시간이 경과할 수록 압축기의 온조건은 초기 희망온도를 기준으로 하강하고, 압축기의 오프조건은 희망온도를 기준으로 연산하여 제어하는데, 즉 시간이 경과할 수록 실내온도의 하한값은 초기 희망온도를 기준으로 하여 하강하고, 실내온도 상한값은 희망온도를 기준으로 연산하여 공기조화기의 난방운전을 제어한다.
다시 말해서, 본 발명은,냉방시 압축기의 운전주파수를 제어하여, 실내온도 하강시는 인체의 냉감각 이상으로 실내온도를 제어하고, 실내온도 상승시는 인체의 온감각 이하가 되도록 실내온도를 제어함으로써, 항상 냉감각만을 유지하여 쾌적감을 향상시킨다.
또한, 본 발명은, 난방시 압축기의 운전주파수를 제어하여, 실내온도 상승시는 인체의 온감각 이하로 실내온도를 제어하고, 실내온도 하강시는 인체의 냉감각 이상이 되도록 실내온도를 제어함으로써, 한상 온감각만을 유지하여 쾌적감을 향상시킨다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 인체의 냉감각은, 온감을 느낄수 있는 온감각에 비하여, 초기에는 크지만 후기로 갈수록 그 냉감각이 온감각에 비해 작아지므로, 전체적인 실내온도를 서서히 증가시켜 인체의 피부온도가 급격하게 하강하는 것을 방지함으로써, 쾌적성을 향상시킴과 아울러 건강공조를 이루는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 사용자에 의해 설정된 희망온도로 운전하기 위하여, 실내온도의 상승과 하강을 반복하는 공기조화기의 운전제어방법에 있어서,
    사용자에 의해, 냉방시, 희망온도를 설정하는 제1 과정과;
    상기 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 냉기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  2. 제1 항에 있어서, 압축기는,
    초기 희망온도를 기준으로 하여 그 희망온도보다 보다 높은 온도조건에서 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  3. 제2 항에 있어서, 압축기는,
    일정시간이 경과하면 일정한 온도값에 의해 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  4. 제1 항에 있어서, 압축기는,
    이전 스텝의 압축기 온조건인 온도값을 기준으로 하여 연산한 온도값에 의해오프되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  5. 제4 항에 있어서, 압축기는,
    일정시간이 경과하면, 일정한 온도값에 의해 오프되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  6. 제1 항에 있어서, 하한온도는,
    이전 상한온도에 일정온도를 감산하여 구하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  7. 제6 항에 있어서, 하한온도는,
    일정시간이 경과되면 일정온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상한온도는,
    희망온도에 소정 온도값을 가산하여 구하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  9. 제8 항에 있어서, 상한 온도는,
    일정시간이 경과되면 일정온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의운전제어방법.
  10. 제8 항에 있어서, 소정 온도값은,
    시간의 경과에 따라, 점차적으로 증가되다가 일정시간이 경과되면, 일정값으로 고정되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  11. 사용자에 의해 설정된 희망온도로 운전하기 위하여, 실내온도의 상승과 하강을 반복하는 공기조화기의 운전제어방법에 있어서,
    사용자에 의해, 난방시의 희망온도를 설정하는 제1 과정과;
    상기 난방시의 희망온도를 기준으로, 시간의 경과에 따라 상한온도와 하한온도를 가변시키면서 그 상한온도와 하한온도에 따라, 압축기를 온/오프시켜 난기를 공급 또는 차단하는 동작을 반복하는 제2 과정으로 수행함을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  12. 제11 항에 있어서, 압축기는,
    초기 희망온도를 기준으로 하여 그 희망온도보다 소정값 만큼 낮은 온도조건에서 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  13. 제12 항에 있어서, 압축기는,
    일정시간이 경과하면 일정한 온도값에 의해 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  14. 제11 항에 있어서, 압축기는,
    초기 희망온도보다 소정값 만큼 높거나 같은 온도조건에서 오프되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  15. 제14 항에 있어서, 압축기는,
    일정시간이 경과하면, 일정한 온도값에 의해 오프되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  16. 제11 항에 있어서, 상한온도는,
    이전 하한온도에 일정온도를 가산하여 구하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  17. 제16 항에 있어서, 상한온도는,
    일정시간이 경과되면 일정온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  18. 제11 항에 있어서, 하한온도는,
    희망온도에 소정 온도값을 감산하여 구하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  19. 제18 항에 있어서, 하한 온도는,
    일정시간이 경과되면 일정온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
  20. 제18 항에 있어서, 소정 온도값은,
    시간의 경과에 따라, 점차적으로 감소되다가 일정시간이 경과되면, 일정값으로 고정되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
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