KR20050038115A - 공기 조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결한 멀티 공기 조화기에서 실외 유니트를 제어하는 실외 제어부를 포함한다. 상기 실외 제어부 각 실내제어부로부터 제공받은 실내 유니트의 운전부하에 대한 정보를 이용하여 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하여 난방 운전의 실내 유니트와 냉방 운전의 실내 유니트에 보내지는 냉매를 적절하게 조절한다. 또 실외 제어부는 실외 온도에 따라 압축기의 압축능력을 설정하고, 실외팬를 제어하여 압축기의 토출압력을 제어한다.

Description

공기 조화기 및 그 제어방법{Air Conditioner And Control Method Thereof}
본 발명은 실외 유니트에 복수의 실내 유니트를 연결하고 그 실내 유니트에서 난방 운전과 냉방 운전을 동시에 수행할 수 있도록 한 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래 멀티 공기 조화기는 보통 하나의 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결하여 실내 공간에 대한 공조 운전을 수행한다. 실외 유니트에는 압축기와 실외 열교환기 그리고 실외 전동팽창밸브를 구비하며, 실내 유니트에는 실내 열교환기와 실내 전동팽창밸브를 구비한다.
실내 유니트가 설치되는 실내 공간의 거주자는 희망하는 공기 조화의 조건을 제 각각으로 설정하는 경우가 일반적이다.
환절기 또는 실내 공간의 환경에 따라 거주자가 주위 온도에 대하여 느끼는 체감 정도가 다를 수 있기 때문에 전체 실내 유니트에 적용하는 운전 모드가 하나로 통일되지 않고 냉방과 난방을 동시에 수행하는 경우가 있다.
냉방과 난방을 동시에 수행하는 경우, 냉방 운전의 실내 유니트가 더 많은 냉방 주체 냉난방 운전과 난방 운전의 실내 유니트가 더 많은 난방 주체 냉난방 운전이 있다.
냉난방 동시 운전하는 경우 압축기의 토출 냉매는 분기하여 냉방 또는 난방 운전에 대응하는 실내 유니트에 보내지게 된다. 즉, 실외 유니트의 압축기에서 토출되는 냉매는 응축기로 작용하는 실외 열교환기 측으로 보내짐과 동시에 그 토출 냉매의 일부는 실외 열교환기를 거치지 않고 난방 운전을 요구하는 실내 유니트의 실내 열교환기 측으로 보내지게 된다.
냉방 운전 또는 난방 운전하는 실내 유니트에서의 운전 부하는 수시로 변화한다. 이 때문에 난방 운전하는 실내 유니트의 운전 대수가 냉방 운전하는 실내 유니트의 운전 대수에 비하여 상대적으로 적다고 하더라도 난방 운전하는 실내 유니트의 운전 부하가 냉방 운전하는 실내 유니트의 운전 부하보다 얼마든지 클 수 있다.
그런데 종래 공기 조화기는 단순히 실내 유니트의 운전 대수에만 의존하여 토출 냉매를 제어하였기 때문에 실내 유니트의 운전 부하를 정확하게 반영하여 냉매량을 조절하기 어렵다.
종래 공기 조화기는 실내 유니트의 운전 부하에 대응하여 분기하는 냉매량을 적절하게 조절하지 못하였기 때문에 냉방 운전의 실내 유니트에 냉매를 과도하게 공급하는 한편 난방 운전의 실내 유니트에 공급되는 냉매는 부족할 수 있으므로 난방 운전하는 실내 유니트의 난방 성능 및 냉방 운전하는 실내 유니트의 냉방 성능 모두가 저하된다.
본 발명의 목적은 냉난방 동시 운전에서 실내 유니트의 운전 부하를 고려하여 압축기에서 실내 유니트에 흐르는 냉매량을 적절하게 조절할 수 있도록 한 공기 조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브를 구비하는 실외 유니트; 실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트; 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로; 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로; 및 상기 실내 유니트의 운전 부하에 따라 상기 제1냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량과 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 제어하기 위한 제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 개폐밸브는 입구가 상기 압축기와 실외측 열교환기 사이에 연결되고 출구가 상기 실내 유니트 측에 연결된다.
상기 실외측 전동팽창밸브는 상기 실외측 열교환기의 출구에 연결한다.
상기 제어유니트는 상기 제1냉매유로 또는 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 조절하기 위하여 상기 개폐밸브와 상기 실외측 전동팽창밸브를 제어한다.
상기 제어유니트는 냉방 운전 또는 난방 운전하는 상기 실내 유니트의 운전 부하를 제공하기 위한 실내 제어부와, 상기 실내 제어부로부터 제공받은 운전 부하에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하는 실외 제어부를 포함한다.
상기 실외 제어부는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 성능과 냉방 운전과 난방 운전을 포함한 전체 운전 실내유니트의 성능이 모두 만족되도록 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 설정한다.
상기 실내 유니트는 실내온도 센서를 더 구비하고, 상기 실내 제어부는 실내 유니트의 실내 온도와 설정온도의 차에 따라 운전 부하를 산출한다.
상기 실외 제어부는 난방 운전하는 실내 유니트의 총 난방 운전부하와 냉방 운전하는 실내 유니트의 총 냉방 운전부하를 비교하여 비교결과에 따라 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 설정한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브, 실외팬, 실외온도센서, 압력센서를 구비하는 실외 유니트; 실내 온도센서, 실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트; 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로; 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로; 상기 실내온도센서를 통해 감지한 실내온도와 설정온도의 차에 따라 상기 실내 유니트의 운전 부하를 산출하고 산출된 운전 부하를 제공하기 위한 실내 제어부; 및 상기 실내 제어부로부터 제공받은 운전 부하에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실외온도센서를 통해 감지한 실외온도에 따라 상기 압축기의 압축능력을 설정함과 동시에 설정된 압축능력에 따라 상기 압축기를 구동하는 경우 상기 압력센서를 통해 감지한 상기 압축기의 토출 압력에 따라 상기 실외팬의 속도를 제어하는 실외 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실외 제어부는 감지한 실외온도가 높을 수록 상기 압축기의 압축능력을 크게 설정한다.
상기 실외 제어부는 상기 압축기의 토출 압력을 감소시키기 위해 상기 실외팬의 속도를 증가하고 상기 압축기의 토출 압력을 증가하기 위해 상기 실외팬의 속도를 감소한다.
상기 실외팬의 속도를 감지하기 위한 속도센서를 더 구비하고, 상기 실외 제어부는 상기 속도센서를 통해 감지한 실외팬의 속도에 기초하여 상기 실외팬을 제어한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브를 구비하는 실외 유니트, 실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트, 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로, 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로를 구비하는 공기 조화기의 제어방법에 있어서, 상기 실내 유니트의 운전 부하를 산출하고, 산출된 운전부하에 따라 상기 제1냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량과 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 실내 유니트의 운전 부하는 상기 실내 유니트의 실내온도와 설정온도의 차에 따라 산출한다.
상기 운전 부하는 냉방 주체 냉나방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 총 냉방 운전 부하와 난방 운전하는 실내 유니트의 총 난방 운전부하를 각각 산출하고, 상기 총 난방 운전부하와 상기 총 냉방 운전 부하를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어한다.
상기 실외측 전동팽창밸브의 개도 제어는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 성능과 냉방 운전과 난방 운전을 포함한 전체 운전 실내유니트의 성능이 모두 만족되도록 한다.
상기 냉매량 제어가 끝나면, 실외 유니트에 마련된 실외온도센서를 이용하여 실외온도를 감지하고, 감지된 실외온도에 따라 상기 압축기의 압축능력을 설정한다.
상기 설정된 압축능력에 따라 상기 압축기를 구동하는 경우, 상기 압축기의 토출압력을 감지하고 감지된 압축기의 토출압력에 따라 상기 실외 유니트에 마련된 실외팬의 속도를 제어한다.
상기 실외팬의 속도 제어는 상기 압축기의 토출 압력과 설정된 기준압력을 비교하고, 비교결과 상기 압축기의 토출압력이 크면 상기 실외팬의 속도를 증가하고 상기 압축기의 토출 압력이 상기 기준압력보다 작으면 상기 압축기의 토출압력이 상기 기준압력보다 작으면 상기 실외팬의 속도를 감소한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.
본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결한 멀티형 공기 조화기에 적용한다.
본 발명에 따른 공기 조화기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 실외 유니트(100), 4개 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d) 그리고 상기 실외 유니트와 상기 실내 유니트 사이에 연결되어 냉매의 흐름을 전환하기 위한 냉매전환회로(300)를 구비한다.
실외 유니트(100)는 실외측 열교환기(101a,101b), 실외팬(113), 실외 열교환기(101a,101b)의 출구측에 연결된 실외측 전동팽창밸브(102), 실외측 전동팽창밸브에 병렬 연결된 개폐밸브(111) 및 체크밸브(112), 능력가변형 압축기(103a,103b), 사방향 밸브(104), 압력센서(105), 리시버(106), 어큐뮬레이터(107), 압축기의 토출 냉매를 실외측 열교환기를 거치지 않고 우회하여 난방 운전의 실내 유니트 측으로 보내기 위한 개폐밸브(109)와 체크밸브(110)를 포함한다.
그리고 실외 유니트(100)는 실외온도를 감지하기 위한 실외온도센서(108), 실외팬의 속도를 감지하기 위한 속도센서(114), 압축기에서 토출하는 냉매의 토출 압력을 감지하기 위한 압력센서(105)를 구비한다.
또, 본 발명의 공기 조화기는 실외 유니트를 제어하기 위한 실외 제어부(120)를 구비한다.
실외 제어부(120)는 후술하는 실내제어부로부터 제공받은 실내 유니트의 운전부하에 대한 정보를 이용하여 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도를 제어하여 난방 운전의 실내 유니트와 냉방 운전의 실내 유니트에 보내지는 냉매를 적절하게 조절하며, 실외온도센서(108), 속도센서(114), 압력센서(105)를 통해 제공받은 정보를 이용하여 압축기(103a, 103b)와 실외팬(113)를 제어한다.
각 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d)는 실내측 열교환기(201a, 201b, 201c, 201d), 실내측 전동팽창밸브(202a, 202b, 202c, 202d), 실내온도를 감지하기 위한 실내온도센서(203a,203b,203c,203d)를 포함한다.
본 발명의 공기 조화기는 각 실내 유니트를 제어하기 위한 실내 제어부(210a, 210b, 210c, 210d)를 구비한다.
각 실내 제어부는 실내온도센서(203a,203b,203c,203d)를 통해 감지한 실내 온도와, 기능키 또는 리모콘을 통해 사용자에 의해 설정된 설정온도의 차에 따라 해당 실내 유니트의 운전부하를 산출하고, 산출된 운전 부하에 대한 정보를 실외 제어부(120)에 각각 제공한다.
또 실내 제어부는 실외 제어부와 연계하여 실내측 전동팽창밸브(202a, 202b, 202c, 202d)와 실내팬(도시하지 않음)을 제어한다.
냉매전환회로(300)는 실외 유니트(100)와 각 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d) 사이의 고압가스관(HPP)에 설치되는 고압가스밸브(301a, 301b, 301c, 301d), 저압가스관(LPP)상에 각각 설치되는 저압가스밸브(302a, 302b, 302c, 302d), 각 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d)에서 실외 유니트(100) 측으로 배출되는 공통액압라인 상에 설치되는 전동팽창밸브(303)를 포함한다. 냉매전환회로를 구성하는 각각의 밸브들은 실외 제어부의 제어에 따라 작동한다.
실외 유니트(100)의 사방향밸브(104)의 일단과 냉매전환회로(300)의 고압가스밸브(301a, 301b, 301c, 301d)는 고압가스관(HPP)을 통해 연결되어 있다. 또한, 실외 유니트(100)의 어큐뮬레이터(107)와 냉매전환회로(300)의 저압가스밸브(302a, 302b, 302c, 302d)는 저압가스관(LPP)을 통해 연결되어 있다.
실외 유니트(100)의 실외측 열교환기(101a,101b)와 냉매전환회로(300)사이에는 리턴배관(RP)이 설치되어 있으며, 이 리턴배관(RP)에는 실외측 전동팽창밸브(102)가 설치된다. 이 전동팽창밸브(102)에 병렬 연결된 개폐 밸브(111)는 유량조정용 밸브이다.
이 리턴배관(RP)과 각 실내측 열교환기(201a, 201b, 201c, 201d)의 배관(EP1, EP2, EP3, EP4)들이 접속된다.
이하에서는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 과정을 설명한다.
도 2를 참고하면, 1개의 실내 유니트(200a)가 난방운전 모드이고 나머지 3개의 실내 유니트(200b,200c,200d)가 냉방운전 모드로 설정된 경우이다.
도 2의 작동을 살펴보면, 먼저 압축기(103a, 103b)를 구동하고 실외측 전동팽창밸브(102)를 소정의 개도로 개방하며, 개폐밸브(109)를 개방하고, 난방 운전의 실내 유니트 측의 고압가스밸브(301a)는 개방하고 냉방 운전의 실내 유니트 측의 고압가스밸브(301b, 301c, 301d)는 폐쇄하고, 난방 운전의 실내 유니트 측의 저압가스밸브(302a)는 폐쇄하고, 냉방 운전의 실내 유니트 측의 저압가스밸브(302b,302c,302d)는 개방한다.
압축기(103a,103b)에서 토출되는 냉매는 실외측 열교환기(101a, 101b)를 거쳐 열교환하고 실외측 전동팽창밸브(102)를 통과한 다음 냉방 운전의 실내 유니트 측으로 보내진다 . 이와 함께 압축기(103a,103b)에서 토출되는 일부의 냉매는 개폐밸브(109)와 체크밸브(110)를 거친 다음 난방 운전하는 실내 유니트로 보내진다.
실외 제어부(120)는 난방 운전하는 실내 유니트의 총 난방 운전 부하와 냉방 운전하는 실내 유니트의 총 냉방 운전 부하를 고려하여 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도를 설정함으로써 냉방 운전의 실내 유니트와 난방 운전의 실내 유니트로 보내지는 냉매량을 조절한다.
이를 도 3 및 도 4에 따라 설명한다.
실외 제어부(120)는 냉방 운전의 실내 유니트의 운전 부하와 난방 운전의 실내 유니트의 운전 부하를 고려하여 실외 전동팽창밸브의 개도를 제어한다.
예를 들면, 각 실내 제어부로 제공받은 난방 운전의 실내 유니트에 대한 총 난방 운전부하가 냉방 운전의 실내 유니트에 대한 총 냉방 운전부하보다 크면 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도를 제1설정개도값으로 설정한다. 여기서 제1설정개도값은 시험을 통해 얻는 데이터로서 미리 저장하는데, 도 3와 같이, 실내온도 20℃(습도제외온도)/15℃(습도포함온도)이고 실외온도가 -5℃에서 시험하면, 실외측 전동팽창밸브(102)에 대한 제1설정개도값은 50%(A 참조)로 설정할 때 냉방 운전의 실내 유니트의 성능과 전체 운전 실내 유니트의 성능(난방 운전하는 실내 유니트와 냉방 운전하는 실내 유니트를 포함)이 모두 최적임을 알 수 있다.
다른 예를 들면, 난방 운전의 실내 유니트에 대한 총 난방 운전부하가 냉방 운전의 실내 유니트에 대한 총 냉방 운전부하보다 크지 않으면 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도를 제2설정개도값으로 설정한다. 여기서 제2설정개도값은 시험을 통해 얻는 데이터로서 미리 저장하는데, 도 4와 같이, 실내온도 27℃(습도제외온도)/19.5℃(습도포함온도)이고 실외온도가 15℃(습도제외온도)/10℃(습도포함온도)에서 시험하면, 실외측 전동팽창밸브(102)에 대한 제2설정개도값은 35%(B)로 설정할 때 냉방 운전의 실내 유니트의 성능과 전체 운전 실내 유니트의 성능(난방 운전하는 실내 유니트와 냉방 운전하는 실내 유니트를 포함 )이 모두 최적임을 알 수 있다.
토출 냉매에 대한 제어가 끝나면, 실외 제어부(120)는 실외 온도와 설정된 기준온도를 비교하여 그 비교결과에 따라 압축기의 압축능력을 설정하고 설정된 압축능력에 기초하여 압축기를 구동한다. 예를 들어 실외 온도가 기준온도 보다 크면 제1압축능력에 따라 압축기를 구동하고, 실외 온도가 기준 온도보다 크지 않으면 제1압축능력보다 작은 제2압축능력에 따라 압축기를 구동하는 것으로, 이는 실외 온도에 따라 압축기의 압축능력을 설정하기 위함이다.
압축기의 압축능력에 대한 설정이 끝나면, 실외 제어부(120)는 설정된 압축능력에 따라 압축기를 구동하는 상태에서 압축기의 토출 압력과 설정된 기준 압력을 비교하여 그 비교결과에 따라 실외팬의 속도를 제어한다. 예를 들어 압축기의 토출 압력이 기준압력의 하한값과 상한값 사이에 속하면 현재의 압축기 운전을 유지한다. 반면 압축기의 토출 압력이 기준압력의 상한값이상이면 실외팬의 속도를 증가시켜 열교환 능력을 높여서 토출압력이 떨어지도록 하며, 기준압력의 하한값이하이면 실외팬의 속도를 감소시켜 열교환 능력을 낮추어 토출압력이 높아지도록 함으로써 압축기의 토출 압력이 기준압력을 만족하도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법을 첨부 도면에 따라 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법의 흐름도로서, 1개의 실내 유니트(200a)에 대해 난방운전하고, 3개의 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d)에 대해 냉방운전하는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 경우의 예이다.
먼저, 공기 조화기에 전원 투입이 이루어지면 실외 제어부(120)는 초기화를 수행한다(10). 초기화 과정은 압축기를 구동하고 각 밸브의 작동을 제어하는 등 미리 정해진 제어프로그램에 따라 이루어지는 처리 동작을 말한다.
초기화가 끝나면, 각 실내 제어부에서는 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드 중 해당 실내 유니트에 대하여 설정된 운전 모드를 구별하기 위한 운전모드신호를 실외 제어부에 제공한다. 실외 제어부(120)는 각 실내제어부로 운전모드 신호를 입력받고 각 실내 유니트의 운전 모드를 인식한다(12).
실외 제어부(120)는 냉방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nc)가 난방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nh)보다 많은지 판단한다(14).
냉방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nc)가 난방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nh)보다 많지 않은 경우 해당 운전모드에 따라 공기 조화기를 운전한다(15).
냉방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nc)가 난방 운전에 설정된 실내 유니트의 운전대수(Nh)보다 많은 경우, 냉방 주체 냉난방 동시 운전에 맞게 사방밸브(104)를 전환하고 개폐밸브(109)를 개방한다. 이에 따라 압축기에서 토출되는 냉매는 응축기로 작용하는 실외측 열교환기(101a, 101b)와 실외측 전동팽창밸브(102)를 거쳐 냉방 운전하는 실내 유니트에 보내질 수 있도록 하고 일부의 토출 냉매는 실외측 열교환기(101a, 101b)를 거치지 않고 우회하여 난방 운전하는 실내 유니트에 보내질 수 있도록 한다(16).
각 실내 제어부에서는 실내 온도와 설정 온도의 차에 기초하여 해당 실내 유니트 즉 난방 실내 유니트 또는 냉방 실내 유니트에서의 운전 부하를 산출하고, 산출된 운전 부하에 대한 정보를 실외 제어부로 제공한다. 실외 제어부(120)는 각 실내제어부로 해당 실내 유니트에 대한 운전 부하를 입력받는다(18).
실외 제어부(120)는 각 실내 제어부로 제공받은 난방 운전의 실내 유니트에 대한 총 난방 운전부하(LTh)가 냉방 운전의 실내 유니트에 대한 총 냉방 운전부하(LTc)보다 큰지 판단하고(20), 총 난방 운전부하(LTh)가 크면 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도(Vo)를 제1설정개도값(V1)으로 설정한다(22). 이와 달리 각 실내 제어부로 제공받은 난방 운전의 실내 유니트에 대한 총 난방 운전부하(LTh)가 냉방 운전의 실내 유니트에 대한 총 냉방 운전부하(LTc)보다 크지 않으면 실외측 전동팽창밸브(102)의 개도(Vo)를 제2설정개도값(V2)으로 설정한다(22). 여기서 제1설정개도값(V1)과 제2설정개도값(V2)은 시험을 통해 얻는 데이터로서 미리 저장한다.
실외 제어부(120)는 제1설정개도값(V1) 또는 제2설정개도값(V2)에 따라 실외측 전동팽창밸브를 구동하여 개도 제어를 수행한다(26).
실외측 전동팽창밸브의 개도에 대한 제어가 끝나면, 실외 온도센서(108)를 통해 실외 감지신호를 입력받아 실외온도를 인식한다(28).
실외 제어부(120)는 감지된 실외온도(Mo)가 설정된 기준온도(Mr)보다 큰지를 판단한다(30). 본 실시예에서 기준온도(Mr)는 0 ℃로 설정한다.
실외온도(Mo)가 기준온도(Mr)보다 크면, 실외 제어부(120)는 압축기의 압축능력(CP)을 제1압축능력(CP1)으로 설정한다(32).
실외 제어부(120)는 설정된 제1압축능력에 따라 압축기를 구동하고(34), 압력 센서(105)를 통해 냉매 토출압력 감지신호를 입력받아 토출 냉매의 압력을 인식한다(36).
실외 제어부(120)는 감지된 토출 압력(Pd)이 제1기준압력의 하한값(P1)과 상한값(P2) 사이에 속하는 지를 판단하고(38), 그 판단 결과 감지된 토출 압력(Pd)이 제1기준압력의 하한값(P1)이하이거나 상한값(P2)이상이면 토출 압력을 조절하기 위하여 실외팬(108)의 속도를 조절한다(40). 압축기의 토출 압력이 상한값이상이면 실외팬의 속도를 증가시켜 열교환 능력을 높여서 토출압력이 떨어지도록 하며, 하한값이하이면 실외팬의 속도를 감소시켜 열교환 능력을 낮추어 토출압력이 높아지도록 한다. 이때 실외 제어부는 속도센서를 통해 감지한 실외팬의 속도에 기초하여 실외팬을 제어한다. 실외팬의 조절이 끝나면 동작 36으로 진행한다.
동작 30의 판단결과 실외온도(Mo)가 기준온도(Mr)보다 크지 않으면, 실외 제어부(120)는 압축기의 압축능력(CP)을 제1압축능력(CP1)보다 작은 제2압축능력(CP2)으로 설정한다(42). 이는 실외온도에 따라 압축기의 압축능력을 설정함으로써 공기 조화기의 운전 성능을 높이기 위함이다.
실외 제어부(120)는 설정된 제2압축능력에 따라 압축기를 구동하고(44), 압력 센서(105)를 통해 토출 냉매의 압력을 인식하고(46), 감지된 토출 압력(Pd)이 제2기준압력의 하한값(P11)과 상한값(P12) 사이에 속하는 지를 판단한다(48).
동작 48의 판단 결과 감지된 토출 압력(Pd)이 제2기준압력의 하한값(P11)이하이거나 상한값(P12)이상이면 토출 압력을 조절하기 위하여 실외팬(108)의 속도를 조절한다(50). 압축기의 토출 압력이 상한값이상이면 실외팬의 속도를 증가시켜 열교환 능력을 높여서 토출압력이 떨어지도록 하며, 하한값이하이면 실외팬의 속도를 감소시켜 열교환 능력을 낮추어 토출압력이 높아지도록 한다. 실외팬의 조절이 끝나면 동작 46으로 진행한다.
동작 38에서 감지된 토출 압력(Pd)이 제1기준압력의 하한값(P1)과 상한값(P1) 사이에 속하는 경우 또는 동작 48에서 감지된 토출 압력(Pd)이 제2기준압력의 하한값(P11)과 상한값(P12) 사이에 속하는 경우, 실외 제어부(120)는 운전 정지인지를 판단하고(52), 그 판단 결과 운전 정지가 아니면 계속해서 냉방 주체 냉난방 동시 운전을 수행하기 위해 동작 12로 진행한다.
동작 50의 판단 결과 운전 정지이면 압축기를 오프하며 그 이외에 실외팬 등의 각 구동부를 오프하여 공기 조화기의 운전을 끝낸다.
이상과 같이 본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결한 멀티 공기 조화기에서 실내 유니트의 운전 부하에 대응하여 압축기로부터 실내 유니트에 흐르는 냉매량을 제어하기 때문에 변화하는 실내 유니트의 운전 부하를 정확하게 반영할 수 있다. 따라서 본 발명은 냉난방 동시 운전을 수행 시 냉방 운전의 성능 및 난방 운전의 성능 모두가 만족하게 되어 양호한 운전 성능을 발휘할 수 있다. 본 발명은 실외 온도에 따라 압축기의 압축능력을 설정하고 이 압축기의 토출압력에 따라 실외팬의 속도 제어를 통해 실외 부하에 대응하여 압축기의 능력을 양호하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기의 구성을 나타낸 냉매 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기가 냉방 주체 냉난방 운전을 동시에 수행하는 경우의 냉매 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기에서 총 난방 부하가 총 냉방 부하 보다 큰 경우 실외 전동팽창밸브의 개도에 따라 변화하는 운전 성능을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 조화기에서 총 난방 부하가 총 냉방 부하 보다 크지 않은 경우 실외 전동팽창밸브의 개도에 따라 변화하는 운전 성능을 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법의 흐름도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
100 : 실외 유니트
120 : 실외 제어부
200a, 200b, 200c, 2000d : 실내 유니트
300 : 냉매전환회로

Claims (19)

  1. 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브를 구비하는 실외 유니트;
    실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트;
    상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로;
    상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로; 및
    상기 실내 유니트의 운전 부하에 따라 상기 제1냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량과 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 제어하기 위한 제어유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐밸브는 입구가 상기 압축기와 실외측 열교환기 사이에 연결되고 출구가 상기 실내 유니트 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실외측 전동팽창밸브는 상기 실외측 열교환기의 출구에 연결하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어유니트는 상기 제1냉매유로 또는 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 조절하기 위하여 상기 개폐밸브와 상기 실외측 전동팽창밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어유니트는 냉방 운전 또는 난방 운전하는 상기 실내 유니트의 운전 부하를 제공하기 위한 실내 제어부와, 상기 실내 제어부로부터 제공받은 운전 부하에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하는 실외 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실외 제어부는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 성능과 냉방 운전과 난방 운전을 포함한 전체 운전 실내유니트의 성능이 모두 만족되도록 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실내 유니트는 실내온도 센서를 더 구비하고, 상기 실내 제어부는 실내 유니트의 실내 온도와 설정온도의 차에 따라 운전 부하를 산출하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 실외 제어부는 난방 운전하는 실내 유니트의 총 난방 운전부하와 냉방 운전하는 실내 유니트의 총 냉방 운전부하를 비교하여 비교결과에 따라 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브, 실외팬, 실외온도센서, 압력센서를 구비하는 실외 유니트;
    실내 온도센서, 실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트;
    상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로;
    상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로;
    상기 실내온도센서를 통해 감지한 실내온도와 설정온도의 차에 따라 상기 실내 유니트의 운전 부하를 산출하고 산출된 운전 부하를 제공하기 위한 실내 제어부; 및
    상기 실내 제어부로부터 제공받은 운전 부하에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실외온도센서를 통해 감지한 실외온도에 따라 상기 압축기의 압축능력을 설정함과 동시에 설정된 압축능력에 따라 상기 압축기를 구동하는 경우 상기 압력센서를 통해 감지한 상기 압축기의 토출 압력에 따라 상기 실외팬의 속도를 제어하는 실외 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실외 제어부는 감지한 실외온도가 높을 수록 상기 압축기의 압축능력을 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실외 제어부는 상기 압축기의 토출 압력을 감소시키기 위해 상기 실외팬의 속도를 증가하고 상기 압축기의 토출 압력을 증가하기 위해 상기 실외팬의 속도를 감소하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 실외팬의 속도를 감지하기 위한 속도센서를 더 구비하고, 상기 실외 제어부는 상기 속도센서를 통해 감지한 실외팬의 속도에 기초하여 상기 실외팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  13. 압축기, 실외측 열교환기, 실외측 전동팽창밸브, 개폐밸브를 구비하는 실외 유니트, 실내측 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트, 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 개폐밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제1냉매유로, 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 압축기에서 상기 실외측 열교환기 및 실외측 전동팽창밸브를 통과하여 상기 실내 유니트에 흐르는 제2냉매유로를 구비하는 공기 조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 실내 유니트의 운전 부하를 산출하고, 산출된 운전부하에 따라 상기 제1냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량과 상기 제2냉매유로에 의하여 흐르는 냉매량을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 실내 유니트의 운전 부하는 상기 실내 유니트의 실내온도와 설정온도의 차에 따라 산출하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 운전 부하는 냉방 주체 냉나방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 총 냉방 운전 부하와 난방 운전하는 실내 유니트의 총 난방 운전부하를 각각 산출하고, 상기 총 난방 운전부하와 상기 총 냉방 운전 부하를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 개폐밸브의 개폐와 상기 실외측 전동팽창밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 실외측 전동팽창밸브의 개도 제어는 냉방 주체 냉난방 동시 운전하는 경우 냉방 운전하는 실내 유니트의 성능과 냉방 운전과 난방 운전을 포함한 전체 운전 실내유니트의 성능이 모두 만족되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 냉매량 제어가 끝나면, 실외 유니트에 마련된 실외온도센서를 이용하여 실외온도를 감지하고, 감지된 실외온도에 따라 상기 압축기의 압축능력을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 설정된 압축능력에 따라 상기 압축기를 구동하는 경우, 상기 압축기의 토출압력을 감지하고 감지된 압축기의 토출압력에 따라 상기 실외 유니트에 마련된 실외팬의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 실외팬의 속도 제어는 상기 압축기의 토출 압력과 설정된 기준압력을 비교하고, 비교결과 상기 압축기의 토출압력이 크면 상기 실외팬의 속도를 증가하고 상기 압축기의 토출 압력이 상기 기준압력보다 작으면 상기 압축기의 토출압력이 상기 기준압력보다 작으면 상기 실외팬의 속도를 감소하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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