KR20050075104A - 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 압축기와 정속 압축기를 함께 사용하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 정속 압축기의 오동작 여부를 검사할 수 있는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상기 멀티형 공기조화기는, 인버터 압축기와 정속 압축기, 상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정하는 전류 감지기, 및 상기 전류 감지기에서 측정한 구동 전류값과 기설정된 구동 전류값을 비교하여 상기 정속 압축기의 오동작 여부를 판단하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법{Muti-type air conditioner having a current transducer and control method of it}

본 발명은 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 인버터 압축기와 정속 압축기를 함께 사용하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 정속 압축기의 오동작 여부를 검사할 수 있는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 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 출구측에는 상기 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 1 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 2 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.

하나의 실외기에 한대의 실내기만을 연결하여 사용하는 일반적인 공기조화기에 비해, 상술한 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기를 이용하여 여러 방을 한꺼번에 냉/난방시킬 수 있으므로 전력면에서나 비용면에서 그리고 공간면에서 유리하다.

도 2는 멀티형 공기조화기에 있어서, 압축부를 구성하고 있는 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키는 원리를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 3은 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키기 위한 전압 파형도이다.

다수의 실내기 중 어느 하나(또는 모두)를 선택하여 운전을 시작하면, 선택된 실내기의 총부하량을 산출하는 부하량 산출부(20)는 실내 온도, 희망 온도, 실내기의 용량 등을 고려하여 총부하량을 산출한 후, 이 데이타를 제어부(22)로 보낸다. 상기 데이타를 수신받은 제어부(22)는 상기 부하량에 대응하는 능력을 갖추도록 인버터 압축기(24)와 정속 압축기(26)로 구동 전압을 보낸다.

도 3의 (a)는 인버터 압축기(24)를 구동시키기 위한 전압 파형이고, (b)는 정속 압축기(26)를 구동시키기 위한 전압 파형으로, 이를 참조하면, 정속 압축기(26)는 상기 인버터 압축기(24)가 일정 시간(TO) 일정 주파수(AO ㎐)로 가동된 후 구동된다는 것을 알 수 있다.

즉, 상기 부하량 산출부(20)에서 부하량을 산출하여 제어부(22)로 보내면, 제어부(22)는 상기 부하량에 대응하는 주파수로 인버터 압축기(24)를 구동시키는데, 상기 부하량이 인버터 압축기(24)의 구동만으로 해결되지 않을 정도로 클 경우(통상 인버터 압축기(24)는 총부하량의 50%를 담당할 수 있도록 구성된다), 상기 제어부(22)는 초과되는 부하를 감당할 수 있도록 상기 정속 압축기(26)를 작동시키기 위한 신호를 보낸다.

도3 의 (a)와 (b)를 참조하면, 인버터 압축기(24)는 제 1 설정 주파수(A)로 작동되다가(이때, 정속 압축기(26)는 정지 상태(OFF)), 제어부(22)로부터 정속 압축기(26)를 구동시키기 위한 신호가 수신되면, 정속 압축기(26)를 구동시키기 위한 주파수 조건인 제 1 기준 주파수(AO ㎐)로 변경되어 작동을 계속한다. 인버터 압축기(24)의 주파수가 상기 제 1 기준 주파수(AO ㎐)로 변경된 후 소정 시간(T0)이 경과하면 정속 압축기(26)는 구동을 시작하고(ON), 이에 따라, 상기 인버터 압축기(24)는 제 2 설정 주파수(B)로 변경되어 작동을 계속한다.

이어, 상기 제어부(22)로부터 정속 압축기(26)의 작동을 정지시키기 위한 신호가 수신되면, 상기 인버터 압축기(24)는 정속 압축기(26)를 정지시키기 위한 주파수 조건인 제 2 기준 주파수(A1 ㎐)로 변경되어 작동을 계속하고, 상기 제 2 기준 주파수(A1 ㎐)로 변경된 후 소정 시간(T1)이 경과하면 상기 정속 압축기(26)는 작동을 멈춘다(OFF).

인버터 압축기와 정속 압축기의 정상적인 구동은 멀티형 공기조화기에 있어서 최적의 냉매 싸이클을 구성하는데 중요하다. 상기 인버터 압축기가 부하량에 대응하는 주파수로 작동되지 않거나, 상기 정속 압축기가 작동되어야 할 시점에서 작동되지 않고 멈추어 있는 경우, 총부하량에 대응하는 냉매를 토출해내지 못하므로 공기조화기는 이상 작동을 하게 된다.

특히, 상기 정속 압축기가 작동되고 있어야 할 시점에 고장 등의 원인에 의해 정지되어 있는 경우, 인버터 압축기는 상기 정속 압축기가 담당하는 부하량까지 담당하여야 하므로 과열에 의해 파손될 염려가 있으며, 냉매 싸이클이 최적화되지 못하여 제품 능력에 큰 영향을 초래한다.

따라서, 정속 압축기 작동을 위한 신호가 입력된 후, 상기 정속 압축기가 실제로 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

본 발명의 목적은 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기는, 인버터 압축기와 정속 압축기, 상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정하는 전류 감지기, 및 상기 전류 감지기에서 측정한 구동 전류값과 기설정된 구동 전류값을 비교하여 상기 정속 압축기의 오동작 여부를 판단하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어 방법은, 정속 압축기 작동 시, 전류 감지기를 이용하여 상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정하는 단계와, 상기 전류 감지기에서 측정한 전류값과 기설정된 구동 전류값을 비교하는 단계와, 상기 측정 전류값이 기설정된 구동 전류값보다 작은 경우, 정속 압축기가 오동작되고 있다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 정속 압축기가 오동작되고 있다고 판단되는 경우, 상기 정속 압축기의 작동을 정지시키고, 소정의 지연 시간 경과 후, 상기 정속 압축기를 재작동시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 정속 압축기의 오동작을 빠르게 체크하여 이를 수정할 수 있으므로 상기 정속 압축기의 작동이 정지되어 인버터 압축기로 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 정속 압축기의 오동작에 의해 총부하량에 대응하는 냉매를 토출해내지 못하여 공기조화기가 이상 작동하게 되는 문제를 해결할 수 있다. 즉 공기조화기의 냉매 싸이클을 최적화할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

먼저, 도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이고, 도 5는 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 6은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도로서, 2개의 분배기를 사용하여 6실을 제어하는 상기 도 3의 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기(도 4의 100)와, 제 1 분배기(도 4의 102)와, 제 1 내지 제 3 실내기(도 4의 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 4의 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 한 곳으로 합류시키기 위한 관이다(난방의 경우, 반대로 작용).

따라서, 메인 배관(도 4의 P1)의 유입관(198a)은 상기 제 1 분지관(168)에서 각각 제 1 배관(도 4의 P2)의 유입관(163), 제 2 배관(도 4의 P3)의 유입관(165) 및 제 3 배관(도 4의 P4)의 유입관(167)으로 분지되며, 메인 배관(도 4의 P1)의 유출관(198b)은 상기 제 2 분지관(170)에서 각각 제 1 배관(도 4의 P2)의 유출관(143), 제 2 배관(도 4의 P3)의 유출관(145) 및 제 3 배관(도 4의 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.

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 4 내지 도 6에서는 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 7은 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이고, 도 8은 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키기 위한 전압 파형도로서, 정속 압축기의 전류 감지 구간을 나타낸다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 압축기 제어 장치는, 운전 중인 실내기의 부하의 합계(총부하량)를 산출하는 부하량 산출부(200)와, 제어 프로그램이 내장된 마이컴 등의 형태로 되어 인버터 압축기(204)와 정속 압축기(206)의 작동을 제어하는 제어기(202)와, 상기 정속 압축기(206)가 작동되고 있을 때 발생하는 구동 전류를 측정하기 위한 전류 감지기(208)로 구성된다.

다수의 실내기 중 어느 하나(또는 그 이상)를 선택하여 운전을 시작하면, 선택된 실내기의 총부하량을 산출하는 부하량 산출부(200)는 실내 온도, 희망 온도, 실내기의 용량 등을 고려하여 총부하량을 산출한 후, 이 데이타를 제어기(202)로 보낸다. 상기 데이타를 수신받은 제어기(202)는 상기 부하량에 대응하는 능력을 갖추도록 상기 인버터 압축기(204)와 정속 압축기(206)를 구동시킨다.

도 8의 (a)는 인버터 압축기(204)를 구동시키기 위한 전압 파형이고, (b)는 정속 압축기(206)를 구동시키기 위한 전압 파형으로, 이를 참조하면, 정속 압축기(206)는 상기 인버터 압축기(204)가 일정 시간(TO) 일정 주파수(AO ㎐)로 가동된 후 구동된다는 것을 알 수 있다.

즉, 상기 부하량 산출부(200)에서 부하량을 산출하여 제어기(202)로 보내면, 제어기(202)는 상기 부하량에 대응하는 주파수로 인버터 압축기(204)를 구동시키는데, 상기 부하량이 인버터 압축기(204)의 구동만으로 해결되지 않을 정도로 클 경우(통상 인버터 압축기(204)는 멀티 압축기가 담당하는 총부하량의 50%를 담당할 수 있도록 구성된다), 상기 제어기(202)는 초과되는 부하를 담당할 수 있도록 상기 정속 압축기(206)를 구동시키기 위한 신호를 보낸다.

도 8의 (a)와 (b)를 참조하면, 인버터 압축기(204)는 제 1 설정 주파수(A)로 작동되다가(이때, 정속 압축기(206)는 정지 상태(OFF)), 제어기(202)로부터 정속 압축기(206)를 구동시키기 위한 신호가 수신되면, 정속 압축기(206)를 구동시키기 위한 주파수 조건인 제 1 기준 주파수(AO ㎐)로 변경되어 작동을 계속한다. 인버터 압축기(204)의 주파수가 상기 제 1 기준 주파수(AO ㎐)로 변경된 후 소정 시간(T0)이 경과하면 정속 압축기(206)는 구동을 시작하고(ON), 이에 따라, 상기 인버터 압축기(204)는 제 2 설정 주파수(B)로 변경되어 작동을 계속한다.

이때, 상기 제 2 설정 주파수(B)는 상기 제 1 설정 주파수(A) 보다 낮은데, 이는 정속 압축기(206)가 작동을 하지 않을 때는 인버터 압축기(204)가 모든 부하를 담당하여야 하기 때문에 이에 따라 설정 주파수도 높은데 비해, 정속 압축기(206)가 작동을 시작하면, 상기 정속 압축기(206)가 부하의 상당부분을 담당하기 때문에, 인버터 압축기(204)는 상기 정속 압축기(206)가 담당하지 못하는 부하량만을 감당하도록 그 주파수를 낮추어 작동하기 때문이다.

이어, 상기 제어기(202)로부터 정속 압축기(206)의 작동을 정지시키기 위한 신호가 수신되면, 상기 인버터 압축기(204)는 정속 압축기(206)를 정지시키기 위한 주파수 조건인 제 2 기준 주파수(A1 ㎐)로 변경되어 작동을 계속하고, 상기 제 2 기준 주파수(A1 ㎐)로 변경된 후 소정 시간(T1)이 경과하면 상기 정속 압축기(206)는 작동을 멈춘다(OFF).

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 정속 압축기(206)에 전류 감지기(current transducer)(208)를 설치한 후, 상기 정속 압축기(206)가 구동되고 있을 때 발생하는 구동 전류를 상기 전류 감지기(208)로 측정한다.

상기 전류 감지기(208)는, 정속 압축기(206)가 구동된 후 정지하기 까지의 구간 동안(도 8의 T3), 상기 정속 압축기(206)에서 발생하는 구동 전류를 측정한 후, 이 데이타를 제어기(202)로 전송한다. 상기 제어기(202)에서는 상기 전류 감지기(208)에서 측정한 전류값과 정속 압축기(206)가 구동되고 있을 때 발생하는 통상의 구동 전류값을 비교한 후, 상기 측정 전류값이 구동 전류값보다 작은지를 판단한다.

측정 전류값이 구동 전류값보다 작다는 것은 상기 정속 압축기(206)가 정상적으로 작동하고 있지 않다는 것을 의미하므로, 상기 제어기(202)는, 전류 감지기(208)가 측정한 전류값이 미리 설정되어 있는 구동 전류값보다 작은 경우, 정속 압축기(206)의 작동에 이상이 있다고 판단하여 상기 정속 압축기(206) 구동 릴레이(relay)(미도시)를 오픈(open)시킴으로써 정속 압축기(206)의 동작을 정지시킨다.

이어, 소정의, 예컨대 3분 정도의 지연 시간이 경과한 후, 상기 제어기(202)는 상기 정속 압축기(206) 구동 릴레이를 쇼트(short)시킴으로써 상기 정속 압축기(206)을 재가동시킨다. 이때, 상기 전류 감지기(208)는 계속하여 상기 정속 압축기(206)에서 흐르는 구동 전류를 측정함은 물론이다.

본 발명에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기에 의하면, 정속 압축기에 전류 감지기를 설치한 후, 정속 압축기 작동 시 상기 전류 감지기를 통해 정속 압축기의 구동 전류를 측정함으로써 정속 압축기가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 체크할 수 있다. 이때, 정속 압축기가 정상적으로 작동하고 있지 않다고 판단되는 경우, 상기 정속 압축기의 작동을 정지시킨 후 소정 시간 경과한 후 재작동시킨다.

도 9는 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

인버터 압축기의 주파수가 제 1 기준 주파수(도 8의 AO Hz)로 변경된 후 일정 시간(도 8의 TO 시간)이 경과하면 정속 압축기가 작동을 시작하고(S20 단계), 상기 정속 압축기의 작동과 더불어, 전류 감지기는 상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정한다(S21 단계).

상기 전류 감지기는 정속 압축기의 구동 전류를 측정한 후 이 값을 제어기로 전송하고, 제어기는 전류 감지기에서 측정한 전류값이 기설정된 구동 전류값보다 작은지를 판단한다(S22 단계). 상기 측정 전류값이 기설정된 구동 전류값보다 작은 경우엔, 정속 압축기의 작동에 이상이 있는 것으로 판단하여 정속 압축기 구동 릴레이를 오픈(open)시킴으로써 상기 정속 압축기의 작동을 정지시킨다(S23 단계).

정속 압축기의 작동이 정지되고, 예컨대 3분 정도의 지연 시간이 경과하면(S24 단계), 상기 제어기는 정속 압축기 구동 릴레이를 쇼트(short)시킴으로써 상기 정속 압축기를 재작동시킨다(S25 단계). 이어, 공기조화기의 총부하량에 대응하여 압축기의 능력을 상승시키기 위해 인버터 압축기의 주파수를 증가시킨다(S26 단계).

본 발명에 의한 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기 및 그 제어 방법에 의하면, 정속 압축기에 전류 감지기를 설치한 후, 정속 압축기 작동 시 상기 전류 감지기를 통해 정속 압축기의 구동 전류를 측정함으로써 정속 압축기가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 체크할 수 있다. 이때, 정속 압축기가 정상적으로 작동하고 있지 않다고 판단되는 경우, 상기 정속 압축기의 작동을 정지시킨 후 소정 시간 경과한 후 재작동시킨다.

따라서, 정속 압축기의 오동작을 빠르게 체크하여 이를 수정할 수 있으므로 상기 정속 압축기의 작동이 정지되어 인버터 압축기로 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 정속 압축기의 오동작에 의해 총부하량에 대응하는 냉매를 토출해내지 못하여 공기조화기가 이상 작동하게 되는 문제를 해결할 수 있다. 즉 공기조화기의 냉매 싸이클을 최적화할 수 있다.

도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 2는 멀티형 공기조화기에 있어서, 압축부를 구성하고 있는 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키는 원리를 설명하기 위한 블럭도이다.

도 3은 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키기 위한 전압 파형도이다.

도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이다.

도 5는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 6은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 7은 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 도시한 블럭도이다.

도 8은 인버터 압축기와 정속 압축기를 구동시키기 위한 전압 파형도로서, 정속 압축기의 전류 감지 구간을 나타낸다.

도 9는 정속 압축기가 정상적으로 작동되고 있는지를 체크할 수 있는 전류 감지기를 구비한 본 발명의 일 실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 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, 204 : 인버터 압축기 184, 206 : 정속 압축기

190 : 어큐물레이터 192 : 사방변

194 : 실외 열교환기 200 : 부하량 산출부

202 : 제어기 208 : 전류 감지기

P1 : 메인 배관 P2,P3,P4,P5,P6,P7 : 제1,2,3,4,5,6 배관

Claims (3)

1. 인버터 압축기와 정속 압축기;

   상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정하는 전류 감지기; 및

   상기 전류 감지기에서 측정한 구동 전류값과 기설정된 구동 전류값을 비교하여 상기 정속 압축기의 오동작 여부를 판단하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기.
2. 정속 압축기 작동 시, 전류 감지기를 이용하여 상기 정속 압축기의 구동 전류를 측정하는 단계;

   상기 전류 감지기에서 측정한 전류값과 기설정된 구동 전류값을 비교하는 단계; 및

   상기 측정 전류값이 기설정된 구동 전류값보다 작은 경우, 정속 압축기가 오동작되고 있다고 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   정속 압축기가 오동작되고 있다고 판단되는 경우, 상기 정속 압축기의 작동을 정지시키고, 소정의 지연 시간 경과 후, 상기 정속 압축기를 재작동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 감지기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어 방법.