KR20040092213A - 공기조화기의 오일감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 공기조화기의 운전시 다수의 실외기에 구비된 압축기내의 오일 유면을 감지하고, 그 감지된 오일 유면이 한계유면 이하일경우 균유운전을 수행하여 일정 유면을 유지시킬 수 있도록 한 공기조화기의 오일감지장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 압축행정을 수행하는 압축기에 있어서, 그 압축기의 일정 높이에 취부되어, 오일의 온도를 감지하는 제1 온도센서와; 그 압축기의 바닥면에 오일의 온도를 감지하는 제2 온도센서를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 오일감지장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SENSING OIL OF AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 공기조화기의 운전시 다수의 실외기에 구비된 압축기내의 오일 유면을 감지하고, 그 감지된 오일 유면이 한계유면 이하일경우 균유운전을 수행하여 일정 유면을 유지시킬 수 있도록 한 공기조화기의 오일감지장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기에서 고온ㆍ고압으로 압축된 냉매의 냉각사이클을 이용하여 실내를 냉방시키는 장치이다.

한편, 2개의 압축기를 갖는 공기조화기는 상기 각각의 압축기가 냉방부하에 따라 선택적으로 작동되어 상기 압축기를 구동시키는 구성은 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 압축기를 갖는 공기조화기는 선택적으로 작동되어 냉매의 압축량을 변화시키기 위한 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20)와; 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(1)와; 상기 응축기(1)에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(2)와; 상기 팽창팰브(2)에서 팽창된 냉매와 실내의 공기가 열교환되는 증발기(3)로 이루어진다.

먼저, 상기 도 1의 제1 압축기(10)는 소용량 압축기, 제2 압축기(20)는 대용량 압축기라는 가정하에서 설명하기로 한다.

상기 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20) 각각의 흡입관(11, 21) 및 토출관(12, 22)은 흡입호스(30)에서 분기된 호스(31, 32)와 토출호스(40)에서 분기된 호스(41, 42)에 의해 각각 연결된다.

상기 각각의 분기된 호스(31, 32, 41, 42)에는 수동 또는 마이콤 등의 제어수단에 의해 선택적으로 개폐되는 흡기밸브(33, 34) 및 토출밸브(43, 44)가 각각연결된다.

이와 같이 구성된 2개의 압축기를 갖는 공기조화기는 냉방부하에 따라 제1 압축기(10) 및 제2 압축기(20)가 선택적으로 작동되어 그 냉동사이클을 수행한다.

즉, 냉방부하가 작은 경우에는 제1 압축기(20)만 작동되고, 냉방부하가 큰 경우에는 제2 압축기(10)만 작동되며, 냉방부하가 더욱 큰 경우에는 제1, 제2 압축기(10, 20) 모두가 작동되어 냉방에 필요한 냉매의 압축량을 변화시키는 것이다.

한편, 냉매가 사이클을 수행하기 위해 제1 압축기(10) 또는 제2 압축기(20)에서 압축될 때, 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20) 내에 있는 윤활유가 냉매와 섞여 토출된 후 상기 냉매와 함께 사이클을 수행한 후 어큐물레이터(accumulator)(도시생략)를 거쳐 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20)로 재흡입된다.

그러나, 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20) 모두가 작동되는 경우에는 윤활유의 대부분이 상기 제1 압축기(10)로 재흡입되어 상기 제2 압축기(20)에는 윤활유가 부족하게 되는 현상이 발생한다,

이를 방지하기 위해 상기 제1, 제2 압축기(10,20)를 도시된 바와 같이 균압관(50) 및 균유관(60)으로 연결한다.

이는 상기 제1, 제2 압축기(10, 20)에서 냉매와 섞인 윤활유가 사이클을 수행한 후 상기 제1 압축기(10)로만 흡입되어도, 상기 균유관(60)을 통해 상기 제2 압축기(20)로 일정량의 윤활유를 공급하도록 한 것이다.

또한, 상기 윤활유가 원활히 공급될 수 있도록 상기 제1, 제2 압축기(10, 20)를 균압관(50)으로 연결하여 각각의 내부 압력을 동일하게 한다.

상술한 동작은 상기 각각의 제1, 제2 압축기(10, 20)에 균일한 오일 유면을 유지하기 위한 균유운전을 실시함으로써 가능하게 된다.

이러한, 균유운전은 도 2에 도시된 바와 같은 시리즈 멀티형 공기조화기의 다수의 실외기(100, 200)에 있어서도 마찬가지로 적용되는 균유운전이다.

즉, 도 2의 균유관(120)과 각각의 제1, 제2 실외기(100, 200)에 제1, 제2 솔레노이드 밸브(110a, 110b)를 두어 하나의 시스템에 시리즈 방식으로 장착하여, 균유운전시 제1 실외기(100)와 제2 실외기(200)간의 오일교환이 가능하도록 주기적으로 행하며, 또한, 제1, 제2 압축기(100a, 100b)간, 제3, 제4 압축기(200a, 200b)간의 균유운전을 주기적으로 행하여 유면을 일정량 유지시켜 준다.

그러나, 종래 균유운전은 정확한 오일 유면유지를 위한 상기 균유운전시작과 정지의 판단이 어려운 문제점있었다.

또한, 상기 주기적인 균유운전은 공기조화기 시스템의 효율적인 사용이 아닌 유면 유지를 위한 운전이므로 전체 시스템의 효율에 마이너스 효과를 가져오게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 각 실외기의 압축기 내부의 오일유면을 감지할 수 있도록 온도 센서를 통해 오일의 온도를 감지하여 한계유면에 구비된 온도센서와 최소오일을 유지하는 오일상태의 온도를 비교하여 얻은 온도차를 이용하여 한계유면 이상 또는 한계유면 이하인지를 판단하여 균유운전을 수행하도록 함으로써, 주기적으로 수행하는 균유운전의 회수를 줄이며 정확한 유면을 유지시킬 수 있도록 한 공기조화기의 오일감지장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 2개의 압축기를 갖는 공기조화기의 개략적 구성을 보인 예시도.

도 2는 종래의 시리즈 멀티형 공기조화기의 개략적 구성을 보인 예시도.

도 3은 본 발명 공기조화기의 오일감지장치의 구성을 보인 예시도.

도 4는 본 발명 공기조화기의 오일감지방법에 대한 흐름도.

도 5는 본 발명 공기조화기의 오일감지장치를 통해 유면하락을 감지하는 일예를 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

110: 솔레노이드 밸브 120: 균유관

210: 서미스터 220: 온도센서

300: 압축기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축행정을 수행하는 압축기에 있어서, 그 압축기의 일정 높이에 취부되어, 오일의 온도를 감지하는 제1 온도센서와; 그 압축기의 바닥면에 오일의 온도를 감지하는 제2 온도센서를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기의 한계유면의 제1 온도를 검출하고, 그 압축기의 바닥면에 위치하는 제2 온도를 검출하는 제1 단계와; 상기 검출된 제1, 제2 온도를 감산하여 얻은 온도가 소정온도 이상인가를 판단하여 상기 소정온도 이상이면 유면이 한계유면 이하이고, 상기 소정온도 이하이면 유면이 한계유면 이상으로 감지하는 제2 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 공기조화기의 오일감지장치 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 공기조화기의 오일감지장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 압축행정을 수행하는 압축기에 있어서, 그 압축기(300)의 일정 높이에 취부되어, 오일의 온도를 감지하는 제1 온도센서(210)와; 그 압축기(300)의 바닥면에 오일의 온도를 감지하는 제2 온도센서(220)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명 공기조화기의 오일감지방법에 대한 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 압축기의 한계유면의 제1 온도를 검출하고, 그 압축기의 바닥면에 위치하는 제2 온도를 검출하는 제1 단계와; 상기 검출된 제1, 제2 온도를 감산하여 얻은 온도가 소정온도 이상인가를 판단하여 상기 소정온도 이상이면 유면이 한계유면 이하이고, 상기 소정온도 이하이면 유면이 한계유면 이상으로 감지하는 제2 단계를 수행하도록 이루어진 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 동작설명에 앞서, 본 발명의 압축기(300)의 제1 온도센서(이하, 서미스터라 표기함)(210)와 제2 온도센서(이하, 온도센서라 표기함)(220)의 취부되는 위치를 후술하면 다음과 같다.

상기 서미스터(210)는 도 3과 같이 일정높이에 위치하여 상기 압축기(300) 내부의 오일 유면을 감지한다.

여기서, 상기 일정높이는 상기 압축기(300)의 압축행정시, 일정량의 오일이 토출되지 않아 상기 압축기(300)가 원활히 압축행정을 하지 못하게 되는 오일의 한계 유면정도의 높이를 의미한다.

이러한, 본 발명의 상기 서미스터(210)는 자기 발열형 서미스터로서, 주위의 오일에 의해 열전도율이 증감하게 되어 상기 서미스터(210)에서 발생되는 발열량은 변화하고, 이에 의해 상기 서미스터(210)의 온도가 변화하는 특성을 갖고 있다.

상기 서미스터(210)와 함께 상기 압축기(300)에 취부되어 유면을 감지하는 온도센서(220)가 취부되는 위치에 대해 후술하면 다음과 같다.

상기 온도센서(220)는 유면의 변화에 따라 온도를 달리하는 상기 서미스터(210)와는 달리 상기 압축기(300)에 적어도 최소한의 오일이 유지되고 있는 위치에 취부된다.

이때, 상기 온도센서(220)는 상기 압축기(300)의 내부의 바닥면보다는 그 온도센서(220)에 이상이 생길때 교체나 조작을 하기에 용이한 압축기(300)의 외부에 노출되게 설치된다.

본 발명의 일예를 도시한 도 3은 상기 온도센서(220)를 상기 압축기(300)의 바닥면에 가까운 상기 압축기(300)의 외부 측면에 취부하였다.

상술한 바와 같은 공기조화기의 오일감지장치를 통해 오일을 감지하는 방법을 후술한다.

한계유면에 취부된 서미스터(210)를 통해 온도(A)를 검출하고, 최소한의 오일이 유지되고 있는 상기 압축기(300)의 바닥면에 취부된 온도센서(220)를 통해 오일의 온도(B)를 검출한다.

상기 서미스터(210)를 통해 검출된 온도(A)와 상기 온도센서(220)를 통해 검출된 온도(B)를 감산(A-B)하여 나온 온도차가 5℃이하이면 마이컴(도시생략)은 도 3과 같이 상기 서미스터(210)가 취부된 한계유면의 높이보다 유면이 높은 상태라고 판단하여 균유운전중이면 균유운전을 정지시킨다.

그러나, 상기 서미스터(210)를 통해 검출된 온도(A)와 상기 온도센서(220)를 통해 검출된 온도(B)를 감산(A-B)하여 나온 온도차가 5℃이상이면 마이컴은 도 5와 같이 상기 서미스터(210)가 취부된 한계유면의 높이보다 유면이 낮은 상태라고 판단한다.

상기 한계유면의 높이보다 유면이 낮은 상태일때는 보통 30℃이상의 온도차가 발생한다.

이에 따라, 상기 마이컴은 솔레노이드 밸브(110)와 균유관(120)을 제어하여 압축기와 압축기간, 실외기와 실외기간의 오일의 유면을 균일하게 함과 동시에 그 오일 유면을 한계 유면이하로 떨어지게 되는 것을 방지하는 균유운전을 수행한다.

본 발명의 공기조화기의 오일감지장치 및 방법은 전술한 일실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 각 실외기의 압축기 내부의 오일유면을 감지할 수 있도록 온도 센서를 통해 오일의 온도를 감지하여 한계유면에 구비된 온도센서와 최소오일을 유지하는 오일상태의 온도를 비교하여 얻은 온도차를 이용하여 한계유면 이상 또는 한계유면 이하인지를 판단하여 균유운전을 수행하도록 함으로써, 주기적으로 수행하는 균유운전의 회수를 줄이며 정확한 유면을 유지시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 압축행정을 수행하는 압축기에 있어서, 그 압축기의 일정 높이에 취부되어, 오일의 온도를 감지하는 제1 온도센서와; 그 압축기의 바닥면에 오일의 온도를 감지하는 제2 온도센서를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 온도센서는 주위 오일의 열전도율에 따라 온도를 달리하는 자기 발열형 서미스터인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 일정높이는 한계유면인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 온도센서는 조작 접근이 가능하도록 압축기의 외부에 노출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지장치.
5. 압축기의 한계유면에 취부된 온도센서를 통해 제1 온도를 검출하고, 그 압축기의 바닥면에 취부된 온도센서를 통해 제2 온도를 검출하는 제1 단계와;

   상기 검출된 제1, 제2 온도를 감산하여 얻은 온도차가 소정온도 이상인가를 판단하여 상기 소정온도 이상이면 유면을 한계유면 이하로 감지하고, 상기 소정온도 이하이면 유면을 한계유면 이상으로 감지하는 제2 단계와;

   상기 한계 유면 이하이면 균유운전을 수행하는 제3 단계를 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지방법.
6. 제5 항에 있어서, 상기 소정온도는 5℃인것을 특징으로 하는 공기조화기의 오일감지방법.