KR20030026014A - 공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법 - Google Patents

공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉방운전시 과부하를 제어하는 공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 실외열교환기의 온도를 검출하는 실외배관온도감지부, 실외배관온도감지부를 통하여 검출된 검출온도가 미리 설정된 제 1 기준온도 이상이면 실외기의 작동을 정지시키고, 실외기 작동정지 후 소정시간이 경과하고 검출온도가 제 1 검출온도보다 낮게 설정된 제 2 기준온도이하일 경우 실외기를 작동시키는 제어부를 구비하고, 실외열교환기의 온도와 미리 설정된 정지온도를 비교하는 비교단계, 상기 비교단계에서 실외열교환기의 온도가 상기 정지온도 이상일 경우 실외기의 작동을 정지시키는 정지단계, 상기 실외기 정지 후 시간을 카운트하는 카운트단계, 상기 실외열교환기의 온도를 검출하고 그 검출된 검출온도와 상기 카운트된 시간에 따라 상기 실외기를 작동시키는 복귀단계를 포함함으로써, 냉방운전시 과부하에 의해 실외열교환기의 온도가 높아져 응축압력이 상승하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 실외열교환기에 설치한 하나의 센서로 냉방시 과부하를 검출하며 난방시에는 제상검지를 하므로 부품수를 줄여 제조비를 절감할 수 있다.

Description

공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법{Apparatus and method for over load control of air conditioner}
본 발명은 냉방운전시 과부하를 제어하는 공기조화기의 과부하 제어장치 및방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉방/난방 겸용인 히트펌프 공기조화기는 사용자의 사용의사에 따라 냉방운전하거나 혹은 난방운전을 행한다. 히트펌프 공기조화기는 냉방시에는 실내기에서 실내의 열을 흡수하여 실외기에서 외부로 열을 방출함으로서 실내의 냉방을 행한다. 또한 난방시에는 실외기에서 실외의 열을 흡수하여 실내기에서 방출함으로써 실내의 난방을 행한다. 이때 실외기의 온도가 일정온도 이하가 되면 성에를 제거하기 일종의 제상운전을 하게 된다.
상기한 종래의 히트펌프식의 공기조화기는 난방운전시 제상운전을 하지만 냉방시 과부하에 의한 실외기의 응축압력 상승을 검출하고 방지하는 기술을 구비하지 못하였다. 이에 따라 냉방 과부하 발생시 압축기를 포함하는 실외기가 손상될 우려가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난방운전시 제상운전을 함은 물론 냉방운전시 과부하에 따른 실외기의 손상을 방지할 수 있는 공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 과부하 제어장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명에 공기조화기의 작동을 설명하기 위한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100:실내기 200:실외기
210:압축기 220:사방밸브
230:실외열교환기 240:실외팬
250:실외배관온도감지부 260:모세관부
440:제어부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하 제어장치는, 실외열교환기의 온도를 검출하는 실외배관온도감지부, 실외배관온도감지부를 통하여 검출된 검출온도가 미리 설정된 제 1 기준온도 이상이면 실외기의 작동을 정지시키고, 실외기 작동정지 후 소정시간이 경과하고 검출온도가 제 1 검출온도보다 낮게 설정된 제 2 기준온도이하일 경우 실외기를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 공기조화기의 과부하 제어방법은 실외열교환기의 온도와 미리 설정된 정지온도를 비교하는 비교단계, 상기 비교단계에서 실외열교환기의 온도가 상기 정지온도 이상일 경우 실외기의 작동을 정지시키는 정지단계, 상기 실외기 정지 후 시간을 카운트하는 카운트단계, 상기 실외열교환기의 온도를 검출하고 그 검출된 검출온도와 상기 카운트된 시간에 따라 상기 실외기를 작동시키는 복귀단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 설명도.
본 발명에 따른 공기조화기의 실내기(100)는 열교환을 위한 실내열교환기(110)와, 실내열교환기(110)에서 열교환이 원활히 이루어지도록 실내의 공기를 순환시키는 실내팬(120)을 구비한다.
또한, 실외기(200)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축시키는 압축기(210)와, 냉방운전 혹은 난방운전에 따라 압축기(210)에서 토출되는 고온 고압의 기체냉매의 흐름을 변환시키는 사방밸브(220)와, 냉방운전시 압축기(210)에서 토출된 고온고압의 기체냉매를 저온고압의 액상냉매로 냉각 응축시키는 실외열교환기(230)와, 실외열교환기(230)에서 열교환이 원활하게 이루어지도록 실외의 공기를 흡입하여 실외열교환기(230)로 송풍하는 실외팬(240)과, 실외열교환기(240)와 실내기(100) 사이에 연결되는 모세관부(260)와, 냉매배관을 수동으로 개폐하기 위한 개폐밸브(310 및 320)를 포함한다.
상기 모세관부(260)는 냉방운전시 실외열교환기(230)에서 응축된 냉매를 감압팽창시켜 실내열교환기(110)로 공급하는 냉방용 모세관(263)과, 난방운전시 냉방용모세관(263)과 함께 실내열교환기(110)에서 응축된 냉매를 감압팽창시켜 실외열교환기(230)로 공급하는 난방용 모세관(262)과, 냉방운전시에만 한 방향으로 냉매가 흐르도록 하는 일방향밸브(261)를 구비한다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기는 공기조화기 전체동작을 제어하기 위한 제어부(440)를 구비하고, 사용자로부터 정보를 입력받아 제어부로 전송하는 입력부(410)와, 실내온도를 감지하기 위한 실내온도감지부(420)와, 실외온도를 감지하기 위한 실외온도감지부(430)와, 실내열교환기(110)에 설치되어 실내배관의 온도를 감지하는 실내배관온도감지부(130)와, 실외열교환기(230)에 설치되어 실외배관의 온도를 감지하는 실외배관온도감지부(250)와, 제어부(440)의 제어에 따라 압축기(210)를 구동하는 압축기구동부(450)와, 실외팬(240)을 구동하는 실외팬구동부(460)와, 실내팬(120)을 구동하는 실내팬구동부(470)와, 사방밸브(220)를 제어하는 사방밸브구동부(480)와, 운전정보를 표시하는 표시부(490)와, 데이터를 저장하는 저장부(500)가 제어부(440)에 전기적으로 접속된다.
이하에서는 본 발명에 따른 공기조화기의 작동을 설명하도록 한다.
입력부(410)를 통하여 냉방운전 명령이 입력되면 제어부(440)는 사방밸브구동부(480)를 제어하여 사방밸브(220)를 오프 시킨다. 사방밸브(220)가 오프됨에 따라서 압축기(210) 토출측 유로가 실외열교환기(230)로 연결된다. 그리고 제어부(440)는 압축기구동부(450)를 제어하여 압축기(210)를 작동시키며, 실외팬구동부(460) 및 실내팬구동부(470)를 제어하여 실외팬(240) 및 실내팬(120)을 작동시킨다. 이에 따라 도 1에 도시한 실선방향으로 냉매 사이클이 형성된다. 실외배관 온도감지부(250)는 실외열교환기(230)의 온도를 감지하여 제어부(440)로 전송한다. 제어부(440)는 실외배관온도감지부(250)로부터 전송되는 신호를 수신하여 현재 실외열교환기(230)의 온도를 판단한다.
상기 냉방운전시의 제어방법을 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
냉방운전이 시작되면 제어부(440)는 상기한 바와 같이 실외배관온도감지부(250)를 통하여 실외열교환기(230)의 온도를 검출한다(S10). 제어부(440)는 검출된 실외열교환기(230)의 온도가 미리 설정된 정지온도(T1)이상인지를 판단한다(S20). 단계(S20)에서 실외열교환기(230)의 검출온도가 정지온도(T1)이상이 아니라고 판단되면 현재의 냉방운전을 유지한다.
단계(S20)에서 실외열교환기(230)의 검출온도가 정지온도(T1)이상이라고 판단되면 제어부(440)는 압축기구동부(450)를 제어하여 압축기(210)의 작동을 정지시킨다(S30). 또한 제어부(440)는 실외팬구동부(460)를 제어하여 실외팬(240)의 작동을 정지시킨다(S40). 이때 제어부(440)는 현재 공기조화기의 상태를 표시부(490)에 표시한다.
그리고 제어부(440)는 카운트를 개시하여 실외열교환기(230)의 검출온도가 정지온도(T1) 이상이 된 시점부터의 시간을 적산한다(S50).
제어부(440)는 실외배관온도감지부(250)를 통하여 실외열교환기(230)의 온도를 검출한다(S60). 제어부(440)는 단계(S60)에서 검출된 온도가 상기 정지온도(T1)보다 낮도록 미리 설정된 복귀온도(T2)이하인지를 판단한다(S70).
단계(S70)에서 검출온도가 복귀온도(T2)이하라고 판단되면 제어부(440)는 카운트되어 적산된 시간이 미리 설정된 기준시간, 예를 들어 3분을 결과했는지를 판단한다(S80). 단계(S80)에서 적산된 시간이 상기 기준시간을 경과했다고 판단되면 제어부(440)는 카운트를 클리어한다(S90).
단계(S90)에서 카운트를 클리어한 후 제어부(440)는 압축기구동부(450)를 제어하여 압축기(210)를 구동하고(S100), 실외팬구동부(460)를 제어하여 실외팬(240)을 작동시킨다(S110).
도 4는 본 발명에 따른 작동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 실외열교환기(230)의 온도가 정지온도(T1) 이상이 되는 시점(A)에서 압축기(210) 및 실외팬(240)의 작동을 정지시키고, 실외열교환기(230)의 온도가 복귀온도(T2)이하로 낮아지고 소정시간이 경과한 시점(B)에서 압축기(210) 및 실외팬(240)을 작동시킴으로써 냉방시의 과부하에 따른 압축기 과열을 해소할 수 있다.
상기한 동작은 냉난방 겸용의 공기조화기 뿐만 아니라 일반적인 냉방전용 공기조화기에도 적용 가능하다.
한편, 입력부(410)를 통하여 난방운전 명령이 입력되면 제어부(440)는 사방밸브구동부(480)를 제어하여 사방밸브(220)를 온시킨다. 사방밸브(220)가 온되면압축기(210) 토출측 유로가 실내열교환기(110)측으로 연결되고, 압축기(210) 흡입측 유로는 실외열교환기(230) 측으로 연결된다. 이에 따라 도 1에 도시한 점선방향으로 냉매사이클이 형성된다.
제어부(440)는 실내팬구동부(470)를 제어하여 실내기(100)에 마련된 실내팬(120)을 작동시킴으로써 실내에 온기를 공급할 수 있다. 이때 제어부(440)는 실외배관온도감지부(250)를 통하여 실외열교환기(230)의 온도를 검출하고, 그 검출된 온도와 압축기(210)의 작동시간을 바탕으로 제상운전을 실시한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 과부하 제어장치 및 방법에 따르면 냉방운전시 과부하에 의해 실외열교환기의 온도가 높아져 응축압력이 상승하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 실외열교환기에 설치한 하나의 센서로 냉방시 과부하를 검출하며 난방시에는 제상검지를 하므로 부품수를 줄여 제조비를 절감할 수 있다.

Claims (3)

  1. 실내열교환기를 포함하는 실내기와, 실외열교환기를 포함하는 실외기를 구비하는 공기조화기에 있어서,
    상기 실외열교환기의 온도를 검출하는 실외배관온도감지부,
    상기 실외배관온도감지부를 통하여 검출된 검출온도가 미리 설정된 제 1 기준온도 이상이면 상기 실외기의 작동을 정지시키고, 상기 실외기 작동정지 후 소정시간이 경과하고 상기 검출온도가 상기 제 1 검출온도보다 낮게 설정된 제 2 기준온도이하일 경우 상기 실외기를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 과부하 제어장치.
  2. 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    실외열교환기의 온도와 미리 설정된 정지온도를 비교하는 비교단계,
    상기 비교단계에서 실외열교환기의 온도가 상기 정지온도 이상일 경우 실외기의 동을 정지시키는 정지단계,
    상기 실외기 정지 후 시간을 카운트하는 카운트단계,
    상기 실외열교환기의 온도를 검출하고 그 검출된 검출온도와 상기 카운트된 시간에 따라 상기 실외기를 작동시키는 복귀단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 과부하 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복귀단계는, 상기 실외열교환기의 검출온도와 상기 정지온도보다 낮도록 미리 설정된 복귀온도를 비교하는 비교단계와,
    상기 비교단계에서 실외열교환기의 온도가 상기 복귀온도이하라고 판단될 경우, 상기 카운트 된 시간이 미리 설정된 기준시간을 경과했는지를 판단하는 시간판단단계와,
    상기 시간판단단계에서 상기 카운트된 시간이 기준시간을 경과했다고 판단되면 상기 실외기를 작동시키는 작동단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 과부하 제어방법.
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