KR20040069711A - 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법 - Google Patents

냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법에 관한 것으로서, 난방과부하시 순차적으로 실외열교환기 바이패스밸브를 온오프시켜 조절하고 실외팬을 온오프시켜 조절하고 실내팬을 강하게 송풍시켜 조절하여 실내열교환기의 온도상승을 억제한 후 최종적으로 압축기를 오프시켜 난방과부하를 조절함으로써 난방과부하시 압축기의 정지를 최대한 방지하여 오프시 재기동시까지의 시간 및 기동 소음을 감소시킬 수 있어 원활한 난방 성능을 발휘할 수 있는 이점이 있다.

Description

냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OVER-LOAD ON HEATING MODE OF AIR-CONDITIONER USED BOTH COOLER AND HEATER}
본 발명은 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난방과부하시 순차적으로 실외열교환기 바이패스밸브를 온오프시켜 조절하고 실외팬을 온오프시켜 조절하고 실내팬을 강하게 송풍시켜 실내열교환기의 온도상승을 억제한 후 최종적으로 압축기를 오프시켜 난방과부하를 조절함으로써 난방과부하시 압축기의 정지를 최대한 방지하고 원활한 난방성능 효과를 발휘할 수 있도록 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 에어컨은 액체가 증발할 때 주위의 열을 흡수하는 현상을 이용하여 냉방작용을 하는 것으로서 이러한 냉방작용 이외에도, 제습작용을 함께 수행한다. 그런데, 냉난방 겸용 에어컨의 경우 냉방과 난방의 경우 냉매의 순환경로를 반대로 하여 난방운전시에는 실외의 열을 흡수하여 실내로 방출하게 되고, 냉방운전시에는 실내의 열을 흡수하여 실외로 방출하게 된다.
이와 같이 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외열교환기에서 주위의 열을 흡수하는 증발과정시 실외열교환기 코일에 성에가 착상되기 때문에 이를 제거하기 위한 제상운전을 수행하게 된다.
도 1은 일반적인 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환도이다.
여기에 도시된 바와 같이 실외기(20)는 냉매를 압축시키는 압축기(10)와, 압축기(10)의 출력단에 냉매의 순환 경로를 변경하기 위한 사방변(20)이 설치된다. 그리고, 일측이 사방변(20)과 연결되어 실외에서 열교환이 이루어지는 실외열교환기(40)와, 일측이 사방변(20)과 연결되어 실내에서 열교환이 이루어지는 실내열교환기(30)와, 실내열교환기(30)의 타측과 실외열교환기(40)의 타측간에 매개된 감압장치(50)로 이루어진다.
그리고, 실내열교환기(30)에는 실내온도를 측정하는 실내온도센서(34)와, 실내열교환기(30)의 온도를 측정하기 위해 코일관에 실내열교환기 온도센서(32)가 설치되고, 실외열교환기(40)에는 실외온도를 측정하는 실외온도센서(44)와, 실외열교환기(40)의 온도를 측정하기 위해 코일관에 실외열교환기 온도센서(42)가 설치된다.
위와 같은 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환경로를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 냉방운전시에는 즉, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 압축기에서 압축된 냉매는 사방변(20)에서 실외열교환기(40)로 흐르도록 경로를 설정함에 따라 실외열교환기(40)로 흘러 함유된 열을 방출한 후 감압장치(50)로 보내지고, 다시 실내열교환기(30)로 보내져 액체상태에서 기체상태로 증발되면서 주위의 열을 흡수하는 열교환이 이루어진 후 사방변(20)을 통해 다시 압축기(10)로 보내져 순환하게 된다.
이때, 실내에 설치된 실내열교환기(30)에서 주위의 열을 흡수하기 때문에 실내를 냉방하게 된다.
다음으로, 난방운전시에는 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 압축기(10)에서 압축된 냉매는 사방변(20)에서 실내열교환기(30)로 흐르도록 경로를 설정함에 따라 실내열교환기(30)로 흘러 함유된 열을 방출한 후 감압장치(50)로 보내지고, 다시 실외열교환기(40)로 보내져 액체상태에서 기체상태로 증발되면서 주위의 열을 흡수하는 열교환이 이루어진 후 사방변(20)을 통해 다시 압축기(10)로 보내져 순환하게 된다.
이때, 실내에 설치된 실내열교환기(30)에서 냉매에 함유된 열을 방출하기 때문에 실내를 난방하게 된다.
이와 같은 에어컨에는 냉난방된 공기를 토출시키는 토출구가 구비되는데 토출구에는 풍향 조절장치로써 실내기의 내부에서부터 나오는 냉기 및 온기의 풍향을 상하방향으로 제어할 수 있도록 유도모터에 의해 작동되는 다수개의 수평날개들이 회동 가능하게 장착되어 있고, 냉기 및 온기의 풍향을 좌우 방향으로 제어할 수 있도록 유도모터에 의해 작동되는 다수개의 수직날개들이 회동 가능하게 장착되어 있다.
한편, 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 가동 초기에는 냉풍이 발생하는 것을 방지하기 위해 사용자가 설정한 풍량 이하의 낮은 풍량으로 송풍시키면서 실내열교환기의 코일온도를 측정하여 약 20∼30℃ 이상이 될 경우 사용자가 설정한 풍량으로 송풍이 이루어지도록 하고 있다.
그러나, 이와 같이 실내열교환기(30)의 코일관에 설치된 실내열교환기 온도센서(32)의 측정값에 따라 송풍을 하기 때문에 실외온도의 변화로 인한 난방과부하시 실외열교환량을 감소시켜 실외열교환기(30)의 온도상승을 억제하게 된다.
또한, 바이패스 밸브(60)를 통해 제상운전 등 실외열교환기의 열교환량을 최소화시키도록 제어한다.
도 2는 종래기술에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법을설명하기 위한 그래프이다.
여기에 도시된 바와 같이 난방운전 모드에서 실내열교환기(30)의 온도가 A 값에서 압축기(10)를 작동시켜 실내열교환기(30)의 온도가 A' 값이 되면 실외팬(45)을 작동시켜 실외열교환기(40)에서 열교환이 이루어지도록 하며 실내팬(35)을 설정풍량으로 작동시켜 따뜻한 공기를 송풍하여 난방하게 된다. 이후 실내열교환기(30)가 B' 값까지 상승하게 되면 난방과부하로 실외팬(45)의 작동을 정지시켜 실내열교환기(30)의 온도를 떨어뜨리지만 계속해서 실내열교환기(30)의 온도가 B 값까지 상승하게 될 경우에는 압축기(10)의 작동을 정지시켜 온도상승을 억제하고 냉풍의 토출을 방지하기 위해 실내팬(35)의 작동도 정지시켜 난방과부하로 인한 압축기(10)의 손상을 방지하게 된다.
위와 같이 실외팬(45)의 구동을 제어하여 난방과부하를 제어할 때 압축기(10)의 잦은 온오프로 인한 냉풍이 토출되거나 압축기(10) 오프시 재기동시까지 소요되는 시간 및 기동소음으로 쾌적한 난방운전의 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 난방과부하시 순차적으로 실외열교환기 바이패스밸브를 온오프시켜 조절하고 실외팬을 온오프시켜 조절하고 실내팬을 강하게 송풍시켜 조절하여 실내열교환기의 온도상승을 억제한 후 최종적으로 압축기를 오프시켜 난방과부하를 조절함으로써 난방과부하시 압축기의 정지를 최대한 방지하고 원활한 난방성능 효과를 발휘할 수 있도록 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환도이다.
도 2는 종래기술에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 ; 압축기 20 : 사방변
30 : 실내열교환기 35 : 실내팬
40 : 실외열교환기 45 : 실외팬
50 : 감압장치 60 : 바이패스 밸브
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 난방운전모드에서 실내열교환기의 온도를 측정하여 제 1설정값에서 압축기를 작동시키는 단계와, 압축기를 작동시킨 후 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 2설정값 이상일 경우 실외열교환기 바이패스 밸브를 개방하는 단계와, 실외열교환기의 바이패스 밸브를 개방한 후 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 3설정값 이상일 경우 실내팬과 실외팬을 작동시키는 단계와, 실내팬과 실외팬의 작동을 제어하면서 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 4설정값 이상일 경우 실외열교환기 바이패스 밸브를 폐쇄하는 단계와, 바이패스 밸브를 폐쇄한 후 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 5설정값 이상일 경우 실외팬의 작동을 정지시키는 단계와, 실외팬의 작동을 정시킨 후 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 6설정값 이상일 경우 실내팬을 최고 RPM으로 작동시키는 단계와, 실내팬을 최고 RPM으로 작동시킨 후 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 7설정값 이상일 경우 압축기와 실내팬의 작동을 정지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
위에서 제 1내지 제 7설정값은 제 1설정값에서 제 7설정값으로 갈수록 고온인 것을 특징으로 한다.
또한, 압축기의 작동범위는 제 1설정값에서 제 7설정값인 것을 특징으로 한다.
또한, 실외열교환기 바이패스 밸브의 작동범위는 제 2설정값에서 제 4설정값인 것을 특징으로 한다.
또한, 실외팬의 작동범위는 제 3설정값에서 제 5설정값인 것을 특징으로 한다.
또한, 실내팬의 작동범위는 제 3설정값에서 제 7설정값인 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명은 난방운전시 실내열교환기의 온도상승으로 인한 난방과부하 방지를 위해 압축기의 작동을 정지시키기 이전에 순차적으로 실외열교환기 바이패스 밸브를 작동시켜 실외열효환량을 줄이고, 실외팬의 작동을 제어하여 실외열효관량을 줄이고, 실내팬의 작동을 최대로 작동시켜 실내열교환량을 증가시켜 실내열교환기의 온도상승을 억제시키기 위한 시도를 수행한 후 최종적으로 압축기의 작동을 정지시킴으로써 난방 과부하운전으로 인해 잦은 압축기의 온오프를 방지하여 원활한 난방 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 3은 본 발명에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.
먼저 난방 과부하운전은 실내열교환기(30)의 온도가 상승하는 것을 억제하기위해 난방운전모드에서 실내열교환기(30)의 온도를 측정하게 된다.
따라서, 실내열교환기(30)의 온도가 제 1설정값일 때 압축기(10)를 작동시켜 난방운전을 수행한다.
이렇게 압축기(10)를 작동시킨 후 실내열교환기(30)의 온도를 측정하여 제 2설정값 이상일 경우 실외열교환기(40)의 바이패스 밸브(60)를 50% 개방하여 실외열교환기(40)의 열교환량을 조절하게 된다.
그리고, 계속해서 실내열교환기(30)의 온도를 측정하여 제 3설정값 이상일 경우 실내팬(35)을 설정풍량으로 작동시켜 따뜻한 공기를 실내로 송풍하여 난방을 실시하게 되고, 실외팬(45)을 작동시켜 실외열교환기(40)에서 열교환이 원활이 이루어지도록 한다.
이후 난방운전이 계속되어 실내열교환기(30)의 온도가 제 4설정값 이상일 경우 실외열교환기(40)의 바이패스 밸브(60)를 폐쇄하고 제 5설정값 이상일때 실외팬(45)의 작동을 정지시켜 실내열교환기(30)의 온도가 계속해서 상승하는 것을 억제하기 위해 실외열교환량을 조절하게 된다.
즉, 실외열교환기(40)의 바이패스 밸브(60)는 실내열교환기(30)의 온도가 제 2설정값에서 제 4설정값의 범위에서 작동을 제어하여 실외열교환량을 조절하여 실내열교환기(30)의 온도상승을 조절하게 되고, 실외팬(45)은 실내열교환기(30)의 온도가 제 3설정값에서 제 5설정값의 범위에서 작동을 제어하여 실외열교환량을 조절하여 실내열교환기(30)의 온도상승을 조절하게 된다.
이와 같이 난방운전을 계속하여 실내열교환기(30)의 온도가 제 6설정값 이상으로 상승할 경우 실내팬(35)을 최대 풍량으로 작동시켜 실내열교환량을 증가시켜 실내열교환기(30)의 온도상승을 억제하게 된다.
이후 계속해서 실내열교환기(30)의 온도가 상승하여 제 7설정값 이상으로 상승할 경우에는 압축기(10)의 작동을 정지시켜 열교환이 이루어지지 않도록 하여 실내열교환기(30)의 온도상승을 억제하고 압축기의 작동정지로 인한 냉풍을 방지하기 위해 실내팬(35)의 작동을 정지시켜 난방 과부하운전을 수행함으로써 압축기(10)의 오프로 실내열교환기(30)의 온도상승을 억제하기 전에 바이패스 밸브(60)와 실외팬(45)과 실내팬(35)을 작동시켜 실내열교환기(30)의 온도상승을 최대한 억제한 후 최종적으로 압축기(10)를 오프시켜 난방 과부하운전을 함으로써 압축기(10)의 잦은 온오프를 방지하고 오프시 재기동시까지의 시간 및 기동 소음을 감소시킬 수 있어 원활한 난방 성능을 발휘할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 난방과부하시 순차적으로 실외열교환기 바이패스밸브를 온오프시켜 조절하고 실외팬을 온오프시켜 조절하고 실내팬을 강하게 송풍시켜 조절하여 실내열교환기의 온도상승을 억제한 후 최종적으로 압축기를 오프시켜 난방과부하를 조절함으로써 난방과부하시 압축기의 정지를 최대한 방지하여 오프시 재기동시까지의 시간 및 기동 소음을 감소시킬 수 있어 원활한 난방 성능을 발휘할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 난방운전모드에서 실내열교환기의 온도를 측정하여 제 1설정값에서 압축기를 작동시키는 단계와,
    상기 압축기를 작동시킨 후 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 2설정값 이상일 경우 실외열교환기 바이패스 밸브를 개방하는 단계와,
    상기 실외열교환기의 바이패스 밸브를 개방한 후 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 3설정값 이상일 경우 실내팬과 실외팬을 작동시키는 단계와,
    상기 실내팬과 상기 실외팬의 작동을 제어하면서 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 4설정값 이상일 경우 상기 실외열교환기 바이패스 밸브를 폐쇄하는 단계와,
    상기 바이패스 밸브를 폐쇄한 후 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 5설정값 이상일 경우 상기 실외팬의 작동을 정지시키는 단계와,
    상기 실외팬의 작동을 정시킨 후 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 6설정값 이상일 경우 상기 실내팬을 최고 RPM으로 작동시키는 단계와,
    상기 실내팬을 최고 RPM으로 작동시킨 후 상기 실내열교환기의 온도가 상승하여 제 7설정값 이상일 경우 상기 압축기와 상기 실내팬의 작동을 정지시키는 단계
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1내지 제 7설정값은 제 1설정값에서 제 7설정값으로 갈수록 고온인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 압축기의 작동범위는 제 1설정값에서 제 7설정값인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 실외열교환기 바이패스 밸브의 작동범위는 제 2설정값에서 제 4설정값인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 실외팬의 작동범위는 제 3설정값에서 제 5설정값인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 실내팬의 작동범위는 제 3설정값에서 제 7설정값인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 난방 과부하운전 제어방법.
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