KR20050075098A - 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전되는 실내기 대수에 따라 기준 과열도를 보정하는 멀티형 공기조화기의 제어 방법에 관한 것으로, 운전되고 있는 실내기의 수를 판단하는 제 1 단계와, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 감소시키고, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 증가시키는 보정을 행함으로써 목표 과열도를 산출하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법{Control method of a multi-type air conditioner}

본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 운전되는 실내기 대수에 따라 기준 과열도를 보정하는 멀티형 공기조화기의 제어 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치로써, 크게, 일체형(window type)과 분리형(seperate type 또는 split type)으로 구분된다.

상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

통상 하나의 실내기에 대응하여 하나의 실외기를 설치하는 것이 일반적이나, 여러 개의 방을 갖는 건물의 경우, 각 방에 설치된 실내기에 대응하도록 실외기도 여러대 구입해야 하므로, 우선, 미관상 좋지 않고, 비경제적이며, 각 실외기마다 일정 면적의 공간이 확보되어야 공간 사용면에서 효율적이지 않다.

따라서, 하나의 실외기에 여러대의 실내기를 연결하여 한꺼번에 여러 개의 방을 냉난방시킬 수 있는 멀티형 공기조화기에 대한 개발이 활발이 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

상기 멀티형 공기조화기는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 복수의 실내 열교환기(11a,11b,11c)를 구비한 실내유니트(10)와 실외에 배치되는 실외유니트(1)를 구비하고 있다.

상기 실외유니트(1)에는 냉매를 압축시키는 역할을 하는 인버터 압축기(2)와 정속 압축기(3), 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외 열교환기(5) 및 상기 실외 열교환기(5)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 냉각팬(6)을 구비하고 있다.

냉방 운전 시 냉매의 흐름 방향을 따라 상기 실외 열교환기(5)의 하류측에는 메인 전자팽창밸브(12)가 구비되어 있으며, 메인 전자팽창밸브(12)의 하류측에는 냉매가 해당 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입되기 전 감압 팽창될 수 있도록 하는 서브 전자팽창밸브(13a,13b,13c)가 각각 구비되어 있고, 실내 열교환기(11a,11b,11c)의 각 입구측에는 상기 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 1 온도감지센서(17a,17b,17c)가 구비되어 있고, 각 출구측에는 상기 실내 열교환기(11a,11b,11c)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 2 온도감지센서(15a,15b,15c)가 구비되어 있다.

한편, 상기 정속 압축기(3) 및 인버터 압축기(2)는 실내유니트(1)의 최대 냉난방부하의 절반(50%)에 대응하는 압축 능력을 각각 갖추고 있으며, 각 토출측은 냉매가 실외 열교환기(5)로 유입되기 전에 상호 합류되어 있고, 그 합류영역에는 각 압축기(2,3)로부터 압축되어 토출되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 3 온도감지센서(4)가 구비되어 있다.

계속해서, 상기 멀티형 공기조화기의 냉방 과정에 대해 살펴본다.

압축기(2, 3)에서 압축된 고온고압의 기체 냉매는 사방변(미도시)에 의해 실외 열교환기(5)로 유도된 후, 상기 실외 열교환기(5)를 통과하는 과정에서 응축되어 고온고압의 액체냉매로 상변화 된다. 상기 실외 열교환기(5)로부터 나온 고온고압의 액체냉매는 메인 전자팽창밸브(12)로 유입된 후, 서브 전자팽창밸브(13a,13b,13c)를 통과하면서 저온저압의 상태로 변환된 다음 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입된다. 이때 유입된 냉매는 증발에 의해 기체 냉매로 변환되고, 사방변(미도시)에 의해 압축기(2, 3)의 흡입측으로 유도된다.

이때, 상기 실내 열교환기(11a,11b,11c)를 통과하는 냉매는 실내의 공기로 부터 열을 빼앗아 증발하므로, 공기조화 공간은 상기한 냉방 싸이클이 반복적으로 진행됨과 더불어 그 온도가 낮아지게 된다.

한편, 공기조화 공간의 제어 온도, 즉 실내 온도를 사용자가 원하는 설정 온도(즉, 목표 온도)로 맞추기 위해서는 총부하량에 대응하도록 인버터 압축기(2)의 회전 주파수나 정속 압축기(3)의 온/오프 여부를 조절하여 압축기의 압축 능력을 제어하고, 이에 맞게 전자팽창밸브(13a,13b,13c)의 개도를 조절하여 각 실내 열교환기(11a,11b,11c)를 통과하는 냉매량을 적절하게 제어하는 것이 중요하다.

전자팽창밸브(13a,13b,13c)의 개도는 상기 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입되는 냉매의 온도를 감지하는 제 1 온도감지센서(17a,17b,17c)에서 측정한 각 입구 온도값과 상기 실내 열교환기(11a,11b,11c)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지하는 제 2 온도감지센서(15a,15b,15c)에서 측정한 각 출구 온도값의 차이가 설정치('기준 과열도'라 칭함)를 유지할 수 있도록 제어되는데, 예컨대 입구 온도값과 출구 온도값의 차이가 상기 설정치보다 작으면 냉매가 과냉된 상태로 압축기(2,3)로 유입될 수 있으므로 전자팽창밸브(13a,13b,13c) 개도를 위한 펄스값을 감소시켜 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입되는 냉매의 양을 줄임으로써 상기 과냉 상태를 해결하고, 상기 차이가 설정치보다 크면 실내 열교환기(11a,11b,11c)가 과부하되어 있으므로 전자팽창밸브(13a,13b,13c) 개도를 위한 펄스값을 증가시켜 실내 열교환기(11a,11b,11c)로 유입되는 냉매의 양을 늘림으로써 상기 과부하 상태를 해결한다.

통상, 상기 기준 과열도는 공기조화기의 풍량에 따라 다르게 설정되는데, 예컨대 강풍의 경우 상기 기준 과열도가 "3"으로 설정된다면, 중풍의 경우엔 "2"가 되고, 약풍의 경우엔 "1"이 되는 것과 같이, 풍량이 약해질 수록 이에 대응하여 상기 과열도도 작아지도록 설정한다.

한편, 상기 기준 과열도는 주로 하나의 방에 한 대의 실내기를 설치하여 운영하는 경우를 기준으로 하여 설정하는데, 하나의 방에 여러 대의 실내기를 설치하여 운영하는 멀티 시스템의 경우, 운전되는 실내기의 대수가 많으면 많을수록 실내 열교환기들 상호간의 영향에 의해 기준 과열도는 작아지게 된다. 즉, 운전되는 실내기의 대수가 많으면 실내 열교환기의 전체 면적(도 1의 경우, 실내 열교환기 3대가 모두 작동하면, 상기 전체 면적은 단위 실내 열교환기 면적의 3배이다)도 커지므로 서로간의 영향에 의해 기준 과열도는 상대적으로 작아진다. 반대로, 운전되는 실내기의 대수가 적으면 실내 열교환기의 전체 면적도 작아지므로 상기 기준 과열도는 상대적으로 커진다.

따라서, 운전되는 실내기의 대수에 따른 기준 과열도의 변화를 고려하지 않고 같은 풍량일 때는 같은 크기의 기준 과열도를 무조건적으로 설정하여 공기조화기의 운전을 실행한다면, 운전되는 실내기의 대수가 작을 때는 기준 과열도에 비해 더 많은 부하가 인가되는 상태이므로 과부하의 문제가 발생하고, 운전되는 실내기의 대수가 많을 때는 기준 과열도에 비해 더 작은 부하가 인가되는 상태이므로 과냉/난방의 문제가 발생한다.

따라서, 각 실내기 별로 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위해서는, 운전되는 실내기의 대수에 따라 각 실내기의 기준 과열도를 보정하는 방법이 중요하다.

본 발명의 목적은 운전되는 실내기의 대수에 따라 기준 과열도를 보정하는 멀티 공기조화기의 과열도 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 멀티 공기조화기의 과열도 제어 방법은, 운전되고 있는 실내기의 수를 판단하는 제 1 단계와, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 감소시키고, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 증가시키는 보정을 행함으로써 목표 과열도를 산출하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제 2 단계는, 운전되고 있는 실내기의 수에 따라 각 실내기의 운전율을 산출하는 과정과, 기준 과열도에 상기 실내기 운전율을 곱하여 상기 목표 과열도를 산출하는 과정을 포함하는 것이 바람직하고, 이때, 운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 상기 각 실내기의 운전율은 상대적으로 작아지고, 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 상기 각 실내기의 운전율은 상대적으로 커지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 운전되고 있는 실내기의 수량이 많아질수록 실내기의 운전율은 작아지고 이에 따라 기준 과열도도 작아진다는 원리를 이용하여, 운전되고 있는 실내기의 수량에 따라 기준 과열도를 자동으로 보정함으로써 각 실내기의 운전율에 맞는 과열도를 얻는다. 따라서, 보정된 과열도를 이용하여 전자팽창밸브의 펄스값을 제어함으로써 각 실내기의 운전율을 고려한 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

먼저, 도 2는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이고, 도 3은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 2개의 분배기를 사용하여 6실을 제어하기 위한 것으로, 실외기(100)와, 상기 실외기(100)와 연결된 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)와, 그리고 각 실 마다 설치된 제 1 내지 제 6 실내기(104, 106, 108, 112, 114 및 116)를 구비한다. 상기 실외기(100)와 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)는 메인 배관(P1)으로 연결하고, 상기 제 1 분배기(102)와 제 1 내지 제 3 실내기(104, 106 및 108)는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 배관(P2, P3 및 P4)으로 연결하고, 상기 제 2 분배기(110)와 제 4 내지 제 6 실내기(112, 114 및 116)는 각각 제 4, 제 5 및 제 6 배관(P5, P6 및 P7)으로 연결한다.

이때, 상기 배관들(P1 내지 P7)은 실외기측에서 실내기측으로 냉매가 흐르기 위한 유입관과, 실내기측에서 실외기측으로 냉매가 흐르기 위한 유출관이 한 쌍으로 서로 격리된 상태로 되어 있다.

상기 실외기(100) 내부에는 인버터 압축기, 정속 압축기, 어큐뮬레이터, 사방변, 실외 열교환기, 실외팬 등과 이들을 제어하기 위한 실외 제어기(120)가 구비되어 있고, 상기 분배기(102,110)에는 냉매를 감압 팽창하기 위한 전자팽창밸브들과 냉매의 분배를 제어하기 위한 분배 제어기(122,130)가 구비되어 있으며, 상기 실내기(104 내지 116)에는 실내 열교환기와 실내팬 등과 이들을 제어하기 위한 실내 제어기(124 내지 136)가 구비되어 있다.

사용자가 공기조화기 작동을 위한 키 입력을 하면(냉방), 하나 또는 다수의 선택된 실내기(104 내지 116)에 설치되어 있는 실내 제어기(124 내지 136)는 희망 온도, 현재 실내 온도, 희망 풍량, 각 실내기의 용량 등에 관한 데이타를 수집하여 실외 제어기(120)로 보내고, 상기 실외 제어기(120)는 실외 온도 등의 추가적인 데이타를 검토하여 상기 선택된 실내기들의 운전을 위한 총부하를 계산한 후, 한편으로는 이 데이타를 상기 분배 제어기(122,130)로 보내고, 다른 한편으로는 이를 기초로하여 압축기들을 구동시킨다.

압축기의 구동에 의해 토출된 냉매는 실외 열교환기를 거친 후 메인 배관(P1)의 유입관을 통해 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)로 분배되어 흐르고, 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)로 유입된 냉매는 각 실의 실내 열교환기와 각각 연결되어 있는 전자팽창밸브들을 통과하면서 감압 팽창된 후, 상기 제 1 내지 제 6 배관(P2 내지 P7)의 유입관을 따라 각 실내기(104 내지 116)로 흐른다.

상기 실내기들(104 내지 116)로 유입된 냉매는 실내 열교환기를 거치며 열교환된 후 상기 제 1 내지 제 6 배관(P2 내지 P7)의 유출관을 따라 흘러 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)에서 합해진 후, 메인 배관(P1)의 유출관을 따라 실외기(100)로 유입된다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기와 다수의 실내기 사이에 분배기를 채용한다. 종래에는 하나의 실외기로 상기와 같이 6실의 실내기를 제어하고자 할 경우, 실외기와 각 실의 실내기를 연결하기 위해 유입관 6개, 유출관 6개의 총 12개의 배관을 설치하여야 하기 때문에, 외관이 좋지 않고 긴 배관을 실내기까지 끌어 설치하여야 하므로 배관 공사에 드는 비용이 적지 않았다.

그러나, 본 발명의 경우, 분배기를 채용하여 실외기와 분배기까지는 단일 배관을 설치하고, 상기 분배기에서 각 실내기까지는 각각의 배관을 설치함으로써 상기 단일 배관에 의해 외관을 좋게 하고, 장(長)배관에 의한 비용 문제를 해결하였다.

도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도로서, 2개의 분배기를 사용하여 6실을 제어하는 상기 도 2의 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기(도 2의 100)와, 제 1 분배기(도 2의 102)와, 제 1 내지 제 3 실내기(도 2의 104 내지 108) 부분만을 도시한 것이다.

실내(140)의 각 실에는 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)와 제 1, 제 2 및 제 3 실내팬(142b, 144b, 146b)을 각각 구비하는 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(142, 144, 146)가 각각 설치되어 있다.

실외기(180)에는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하기 위한 인버터 압축기(182)와 정속 압축기(184)로 구성된 압축부가 있고, 상기 압축기들의 토출부에는 오일 공급을 위한 제 1 오일 공급기(186) 및 제 2 오일 공급기(188)가 각각 설치되어 있다. 상기 인버터 압축기(182) 및 정속 압축기(184)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 오일 공급기(186) 및 제 2 오일 공급기(188)를 각각 거친 후 합류되어 사방변(192)으로 유입된다.

상기 사방변(192)은 공기조화기가 냉방으로 운전되거나 난방으로 운전될 경우 상기 압축기들로 유입되거나 토출되는 냉매의 흐름을 각 운전 모드에 맞게 변화시키기 위한 장치로, 냉방 운전의 경우엔 실선으로된 화살표 방향으로 냉매가 유입/출되고, 난방 운전의 경우엔 점선으로 된 화살표 방향으로 냉매가 유입/출된다. 따라서, 상기 압축기들(182, 184)로 부터 토출된 냉매는, 상기 사방변(192)의 유동에 의해, 냉방의 경우엔 실외 열교환기(194)로 유입되고, 난방의 경우엔 제 1 분배기(160)로 유입된다.

상기 실외 열교환기(194)는 메인 배관(도 3의 P1)의 유입관(198a)을 통해 제 1 분배기(160)와 연결되어 있으며, 냉방의 경우엔, 상기 압축기들(182 184)로 부터 토출된 고온고압의 냉매를 실외팬(196)의 도움을 받아 방열하는 응축기의 역할을 하고, 난방의 경우엔, 실외의 열을 흡열하는 증발기의 역할을 한다.

상기 제 1 분배기(160)는 그 내부에 제 1 분지관(168)과 제 2 분지관(170)을 구비하고 있는데, 상기 제 1 분지관(168)은 메인 배관의 유입관(198a)을 통해 유입된 냉매를 각 실내기로 분배하기 위한 관이고, 상기 제 2 분지관(170)은 각 실내기를 통과한 냉매를 한곳으로 합류시키기 위한 관이다(난방의 경우, 반대로 작용).

따라서, 메인 배관(도 2의 P1)의 유입관(198a)은 상기 제 1 분지관(168)에서 각각 제 1 배관(도 2의 P2)의 유입관(163), 제 2 배관(도 2의 P3)의 유입관(165) 및 제 3 배관(도 2의 P4)의 유입관(167)으로 분지되며, 메인 배관(도 2의 P1)의 유출관(198b)은 상기 제 2 분지관(170)에서 각각 제 1 배관(도 2의 P2)의 유출관(143), 제 2 배관(도 2의 P3)의 유출관(145) 및 제 3 배관(도 2의 P4)의 유출관(147)으로 분지된다.

상기 제 1, 제 2 및 제 3 배관의 유입관(163, 165 및 167)에는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 전자팽창밸브(162, 164 및 166)가 설치되어 있는데, 이는 각 실내기로 유입되는 냉매를 감압 팽창시켜 저온 저압의 냉매로 변환시키기 위한 장치이다. 상기 제 1 내지 제 3 전자팽창밸브(162 내지 166)에 의해 감압 팽창된 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 배관의 유입관(163 내지 167)을 통해 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(142a 내지 146a)로 유입되고, 상기 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(142a 내지 146a)를 거치며 열교환된 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 배관의 유출관(143 내지 147)을 통해 상기 제 2 분지관(170)으로 유입된다.

이때, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)의 입구에는 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 측정하기 위해 각각 제 1, 제 2 및 제 3 유입 온도 센서(200, 204, 208)가 설치되어 있고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)의 출구에는 상기 실내 열교환기에서 유출되는 냉매의 온도를 측정하기 위해 각각 제 1, 제 2 및 제 3 유출 온도 센서(202, 206, 210)가 설치되어 있다.

상기 제 2 분지관(170)은 사방변(192)과 연결되어 있으며, 상기 제 2 분지관(170)에서 흘러나온 냉매는 상기 사방변(192)의 유도에 의해 (실선의 화살표 참조) 어큐물레이터(accumulator)(190)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(190)는 인버터 압축기(182)와 정속 압축기(184)의 유입구와 연결되어 있으며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)를 통과하면서 기화되지 않고 액체 상태를 유지하고 있는 액냉매가 상기 압축기들(182, 184)로 유입되는 것을 방지한다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 프리조인트(free joint) 방식으로 운전된다. 프리조인트 방식이란 각 압축기에서 토출되는 냉매가 지정된 냉매 싸이클만을 흐르도록 하는 구성 방식이 아닌, 각 압축기에서 토출되는 냉매가 어느 냉매 싸이클이든 필요한 싸이클을 흐르도록 압축기의 토출부를 하나로 합한 구성 방식을 의미한다.

이에 의하면, 필요한 부하에 해당하는 만큼 압축기의 주파수 및 운전 방법을 조정할 수 있으므로 전력면에서 절전 운전이 가능하고, 하나의 대형 압축기 대신 두개의 소형 압축기를 사용하므로 경제적으로도 유리하다.

상기 도 2도 내지 도 4에서는 두 개의 분배기을 사용하여 6개의 실내기를 제어할 수 있는 멀티형 공기조화기를 예를 들어 설명하였으나, 상기 분배기의 갯수, 실내기의 갯수 및 실내기의 종류(예컨대, 천장형, 액자형, 스탠드형 등) 등에 의해 본 발명의 기술적 사상이 제한되지 않음은 물론이다.

도 5는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 의한 과열도 제어 방법은, 간략하게, 운전되고 있는 실내기의 수를 판단한 후, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 감소시키고, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 증가시키는 보정을 행함으로써 목표 과열도를 산출하는 방법이다.

먼저, 상기 도 4를 참조하여, 기준 과열도를 이용하여 전자팽창밸브 개도를 위한 펄스값을 결정함으로써 각 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하는 방법을 설명한다.

제 1 전자팽창밸브(162)의 개도를 위한 펄스값은 제 1 실내기(142)로 유입되는 냉매의 온도를 측정하기 위한 제 1 유입 온도 센서(200)에서 측정한 제 1 유입 온도와 상기 제 1 실내기(142)에서 유출되는 냉매의 온도를 측정하기 위한 제 1 유출 온도 센서(202)에서 측정한 제 1 유출 온도를 비교한 후 상기 제 1 유입 온도와 제 1 유출 온도의 차이가 미리 설정된 기준 과열도, 예컨대 강풍일 경우엔 3, 중풍일 경우엔, 2, 약풍일 경우엔 1를 유지하도록 냉매량을 제어하는 과정에서 변화한다.

즉, 강풍의 경우, 상기 제 1 유입 온도와 제 1 유출 온도의 차이가 기준 과열도인 "3"을 유지하도록 수시로 냉매량을 조절하는데, 제 1 실내기(142)를 통과하는 냉매의 양이 상대적으로 많을 때는, 실내 공기와 상기 냉매와의 충분한 열교환이 이루어지지 않아 상기 제 1 실내기(142)로 유입되는 냉매가 충분한 온도 변화를 거치지 않은 과냉 상태에서 제 1 실내기(142)를 통과해버리므로 상기 제 1 유출 온도는 기준값보다 낮아지게 되고, 결과적으로 상기 제 1 유입 온도와 제 1 유출 온도의 차이는 상기 기준 과열도 "3"보다 작아진다. 따라서, 제 1 전자팽창밸브(162)는 개도를 위한 펄스값을 감소시켜 상기 제 1 실내기(142)로 유입되는 냉매량을 줄이므로 상기 과냉 상태를 정상 상태로 제어한다.

반대로, 제 1 실내기(142)를 통과하는 냉매의 양이 상대적으로 적을 때는, 상기 제 1 유입 온도와 제 1 유출 온도의 차이는 기준 과열도 "3"보다 커져 과부하 상태가 되므로, 상기 제 1 전자팽창밸브(162)는 개도를 위한 펄스값을 상승시켜 상기 제 1 실내기(142)로 유입되는 냉매량을 늘리는 것으로 상기 과부하 상태를 정상 상태로 제어한다.

이때, 실내기로 유입되는 냉매의 유입 온도와 실내기에서 유출되는 냉매의 유출 온도의 차이와 시스템 내에 미리 설정된 기준 과열도를 비교함으로써 전자팽창밸브의 펄스값을 증가시키거나 감소시키는 냉매량 조절 방법은 상기 제 2 실내기(144)와 제 3 실내기(146)의 경우도 동일하게 적용된다.

한편, 하나의 방에 여러 대의 실내기가 설치되어 있는 멀티 시스템에서, 한 대의 실내기만이 작동되고 있는 경우와 여러 대의 실내기가 동시에 작동되고 있는 경우 실내의 온도 분포는 달라지게 된다. 즉, 전자의 경우는 한 대의 실내기에 실내의 모든 부하가 인가되는 상태이고, 후자의 경우는 여러 대의 실내기에 상기 부하가 분산되어 인가되는 상태이다.

따라서, 두 경우 실내기의 운전율은 다소 달라지게 되는데, 전자의 경우, 한 대의 실내기가 자신의 용량 내에서 최대의 능력을 발휘해야 하므로 그 운전율은 최대치인 "1"이 되고, 후자의 경우엔, 여러 대의 실내기가 부하를 분담하여 부담하므로 각 실내기는 최대 능력으로 운전되지 않더라도 실내의 부하를 적절하게 처리할 수 있기 때문에 그 운전율은 상기 최대치인 "1"이하가 된다.

예컨대, 운전되는 실내기의 대수가 한 대인 경우 상기 실내기 운전율을 "1"로 했을 때, 운전되는 실내기의 대수가 두 대인 경우엔 "0.9"가 되고, 세 대인 경우엔 "0.8"이 된다.

본 발명에 의한 과열도 제어 방법은, 기준 과열도가 실내기의 운전율에 의해 다소 변한다는 것을 고려하여 상기 실내기 운전율에 따라 기준 과열도를 보정한다.

먼저, 하나의 방에 여러 대의 실내기를 설치한 멀티 시스템의 경우, 운전되고 있는 실내기의 대수를 판단한다(S100 단계). 이하, 운전되고 있는 실내기의 대수가 한 대인 "1실 운전"의 경우, 두 대인 "2실 운전"의 경우, 세 대인 "3실 운전"의 경우를 예를 들어 과열도 보정 방법을 설명한다.

이어, 운전되고 있는 실내기의 대수에 따른 실내기 운전율을 산출한다(S110 단계). 따라서, 상기 1실 운전의 경우 실내기 운전율을 예컨대 "1"로 했을 때, 상기 2실 운전의 경우엔 실내기 운전율이 "0.9"가 되고, 상기 3실 운전의 경우엔 실내기 운전율이 "0.8"이 되는 것과 같이, 운전되고 있는 실내기의 대 수가 증가할 수록 실내기 운전율은 상대적으로 작아진다.

계속해서, 운전되고 있는 각 실내기의 풍량을 판단한 후(S120 단계), 각 실내기의 풍량에 따른 기준 과열도를 판단하고, 상기 기준 과열도에 실내기 운전율을 곱하여 최종적인 목표 과열도를 산출한다(S130 단계).

전술한 바와 같이, 기준 과열도는 실내기의 풍량에 따라 달라지는데, 예컨대 강풍의 경우 상기 기준 과열도를 "3"으로 설정한 경우, 중풍은 "2"가 되고, 약풍은 "1"이 되는 것 처럼, 풍량이 작아질 수록 상기 기준 과열도도 작게 설정된다.

따라서, 1실 운전이며 풍량이 강풍인 경우, 실내기 운전율은 "1"이고 기준 과열도는 "3"이므로 상기 목표 과열도는 기준 과열도와 같은 값인 "3"이 되나, 2실 운전이며 풍량이 강풍인 경우엔, 실내기 운전율이 "0.9"가 되고 기준 과열도는 "3"이므로 목표 과열도는 상기 기준 과열도보다 작은 값인 "2.7"이 된다.

아래의 표 1은 운전되는 실내기의 수량에 따라 기준 과열도를 보정하여 목표 과열도를 산출한 예를 보여준다.

표 1

운전되는 실내기수	실내기 운전율	풍량 대 기준 과열도	목표 과열도
1실 운전	1	강풍 : 3중풍 : 2약풍 : 1	321
2실 운전	0.9	강풍 : 3중풍 : 2약풍 : 1	2.71.80.9
3실 운전	0.8	강풍 : 3중풍 : 2약풍 : 1	2.41.60.8

상기 표 1을 참조하면, 운전되는 실내기의 수량이 많을 수록 실내기 운전율은 작아지고, 이에 따라 목표 과열도도 기준 과열도에 비해 작아지도록 보정된다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 의한 멀티 공기조화기의 과열도 제어 방법에 의하면, 운전되고 있는 실내기의 수량이 많아질수록 실내기의 운전율은 작아지고 이에 따라 기준 과열도도 작아진다는 원리를 이용하여, 운전되고 있는 실내기의 수량에 따라 기준 과열도를 자동으로 보정함으로써 각 실내기의 운전율에 맞는 과열도를 얻는다.

따라서, 보정된 과열도를 이용하여 전자팽창밸브의 펄스값을 제어함으로써 각 실내기의 운전율을 고려한 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 있다.

도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이다.

도 3은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100, 180 : 실외기 102, 160 : 제 1 분배기

110 : 제 2 분배기 104, 142 : 제 1 실내기

106, 144 : 제 2 실내기 108, 146 : 제 3 실내기

142a : 제 1 실내 열교환기 144a : 제 2 실내 열교환기

146a : 제 3 실내 열교환기 162 : 제 1 전자팽창밸브

164 : 제 2 전자팽창밸브 166 : 제 3 전자팽창밸브

168 : 제 1 분지관 170 : 제 2 분지관

182 : 인버터 압축기 184 : 정속 압축기

190 : 어큐물레이터 192 : 사방변

194 : 실외 열교환기 P1 : 메인 배관

P2,P3,P4,P5,P6,P7 : 제1,2,3,4,5,6 배관

Claims (3)

1. 운전되고 있는 실내기의 수를 판단하는 제 1 단계; 및

   상기 운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 감소시키고, 상기 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 각 실내기의 기준 과열도를 상대적으로 증가시키는 보정을 행함으로써 목표 과열도를 산출하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는, 운전되고 있는 실내기의 수에 따라 각 실내기의 운전율을 산출하는 과정과, 기준 과열도에 상기 실내기 운전율을 곱하여 상기 목표 과열도를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   운전되고 있는 실내기의 수가 많을 수록 상기 각 실내기의 운전율은 상대적으로 작아지고, 운전되고 있는 실내기의 수가 적을 수록 상기 각 실내기의 운전율은 상대적으로 커지는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 과열도 제어 방법.