KR20050075976A

KR20050075976A - 공기 조화 시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20050075976A
Application number: KR1020040003733A
Authority: KR
Inventors: 정규하; 정현석; 김우현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2005-07-26
Also published as: CN1645004A; CN100520203C; US20050155361A1; EP1555495A3; EP1555495A2

Abstract

본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결하는 공기 조화 시스템에 대하여 전반적인 동작을 제어하는 실외 제어부를 구비한다. 실외 제어부는 냉방 운전하는 실내 유니트의 냉방 용량이 난방 운전하는 실내 유니트의 난방 용량보다 크면 주 냉방 모드로 설정하고, 주 냉방 모드에서 기동 운전할 때 압축기의 토출 냉매를 나누어 보냄으로써 난방 운전의 실내 유니트에서 실질적인 난방이 신속하게 이루어지도록 하고, 기동 운전과 본 운전의 운전 특성에 적합하게 압축기의 용량, 실외 팬의 용량(속도)을 설정하고 실외 전동밸브의 개도를 제어함으로써 시스템의 운전 효율을 최적화 한다.

Description

공기 조화 시스템 및 그 제어방법{Air Conditioning system And Control Method Thereof}

본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결하는 공기 조화 시스템에서 냉방 운전과 난방 운전을 동시 수행하는 공기 조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기 조화 시스템은 보통 하나의 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결하여 실내 공간에 대한 공조 운전을 수행한다. 실외 유니트에는 압축기와 실외 열교환기와 실외팬 그리고 실외 전동밸브를 구비하며, 각 실내 유니트에는 실내 열교환기와 실내팬 그리고 실내 전동밸브를 구비한다.

환절기 또는 주변 환경에 따라 실내 공간의 거주자가 주위 온도에 대하여 느끼는 체감 정도가 다르기 때문에 전체 실내 유니트에 적용하는 운전 모드가 하나로 통일되지 않고 냉방과 난방을 동시에 수행하는 경우가 있다. 즉, 전체 실내 유니트가 냉방 운전 또는 난방 운전하는 단일 운전 모드와, 전체 실내 유니트 중 일부 실내 유니트에 대하여 난방 운전함과 동시에 일부 실내 유니트에 대하여 냉방 운전하는 동시 운전 모드가 있다. 여기서 동시 운전 모드는 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전도 함께 수행하는 주 냉방 모드와, 난방 운전을 위주로 하면서 냉방 운전도 함께 수행하는 주 난방 모드로 구분한다.

기존 공기 조화 시스템은 주 냉방 모드에 따라 기동 운전하는 경우 압축기에서 토출하는 냉매가 모두 실외 열교환기를 거쳐 냉방 운전의 실내 유니트에 보내지고 그 냉방 운전의 실내 유니트를 거친 후 압축기에 복귀한다. 기동 운전을 완료한 이후에야 압축기의 토출 냉매를 난방 운전의 실내 유니트에 나누어 보내 줌으로써 냉방과 난방을 동시에 수행한다. 이와 같이 주 냉방 모드에서 기동 운전하는 동안에는 난방 운전으로 설정된 실내 유니트에서 실질적으로 난방이 이루어지지 않고 결국 난방 운전이 지연되는 문제점이 있었다.

공기 조화 시스템이 정지된 상태에서 시작하는 기동 운전에서 요구하는 운전 특성과 기동 운전에 의해 시스템이 안정된 상태에서 수행하는 본 운전에서 요구하는 운전 특성을 고려하여야 함에도 불구하고, 기존 공기 조화 시스템에서는 기동 운전에 적용하는 운전 제어와 기동 운전이 완료된 이후에 수행하는 본 운전에 적용하는 운전 제어가 거의 동일하게 이루어졌기 때문에 시스템의 운전 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉 기동 운전에서 시스템에 변동이 심하여 무리가 따르고 안정되기 까지 걸리는 시간이 길어지고, 본 운전에서는 주로 냉방 운전에 중점을 두는 관계로 냉방 성능은 비교적 무리 없이 수행되지만 난방 성능이 저하되는 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 주 냉방 모드에서 기동 운전할 때 압축기의 토출 냉매를 난방 운전의 실내 유니트에 보냄으로써 난방 운전이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 공기 조화 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 정지 상태에서 시작하는 기동 운전의 운전 특성과 기동 운전에 의해 시스템이 안정화된 상태에서 수행하는 본 운전의 운전 특성을 고려하여 시스템의 운전을 제어함으로써 시스템의 운전 효율을 높일 수 있도록 한 공기 조화 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 조화 시스템에 있어서, 압축기, 응축기로 작용하는 실외 열교환기를 구비한 실외 유니트; 상기 실외 유니트에 연결하는 복수 실내 유니트; 상기 압축기에서 토출하는 냉매를 제1 또는/및 제2 경로를 통하여 상기 복수 실내 유니트에 안내하기 위한 냉매 안내 유니트; 및 상기 시스템을 정지한 상태에서 기동하는 경우 상기 압축기의 토출 냉매를 상기 제1경로를 이용하여 냉방 운전하는 실내 유니트에 보냄과 동시에 상기 제2경로를 이용하여 난방 운전하는 실내 유니트에 보내는 동작을 제어하는 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유니트는 상기 복수 실내 유니트에 대하여 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드에서 상기 제1 및 제2경로를 통하여 상기 압축기의 토출 냉매를 나누어 보내는 동작을 수행한다.

상기 제어 유니트는 상기 실내 유니트를 제어하는 실내 제어부와 상기 실내 제어부와 통신하는 실외 제어부로 이루어지고, 상기 실외 제어부는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 상기 주 냉방 모드로 설정한다.

상기 제1경로에는 상기 실외 열교환기를 설치하고, 상기 제2경로에는 상기 실외 열교환기를 거치지 않고 상기 압축기의 토출 냉매를 상기 난방 운전의 실내 유니트에 안내하기 위한 개폐 밸브를 설치한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기를 구비하는 실외 유니트에 복수의 실내 유니트를 연결하여 냉방 운전과 난방 운전을 동시 수행하기 위한 공기 조화 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 시스템의 운전 모드를 설정하고, 설정한 운전 모드가 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드인 지를 판단하며, 그 판단 결과 상기 주 냉방 모드에 해당하는 경우 상기 시스템을 정지 상태에서 기동하기 위한 기동 운전인 지를 판단하고, 그 판단 결과 기동 운전에 해당하면 압축기의 토출 냉매를 제1경로를 이용하여 냉방 운전하는 실내 유니트에 보냄과 동시에 제2경로를 이용하여 난방 운전하는 실내 유니트에 보내는 것을 특징으로 한다.

상기 주 냉방 모드는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 설정한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기 조화 시스템에 있어서, 압축기, 응축기로 작용하는 실외 열교환기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 구비한 하나의 실외 유니트; 상기 실외 유니트에 연결하고 실내 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트; 상기 압축기의 토출 냉매를 제1경로를 통하여 냉방 운전의 실내 유니트에 안내함과 동시에 제2경로를 통하여 난방 운전의 실내 유니트에 안내하기 위한 냉매 안내 유니트; 및 상기 시스템을 정지한 상태에서 운전하는 기동 운전과 상기 기동 운전에 의해 상기 시스템이 안정된 상태에서 운전하는 본 운전을 순차적으로 수행하며, 상기 기동 운전과 상기 본 운전의 운전 특성에 따라 상기 실외 유니트의 압축기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 제어하는 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 유니트는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 상기 기동 운전 및 상기 본 운전을 수행한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기를 구비하는 실외 유니트에 복수의 실내 유니트를 연결하여 냉방 운전과 난방 운전을 동시 수행하기 위한 공기 조화 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 시스템의 운전 모드를 설정하고, 설정한 운전 모드가 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드인 지를 판단하며, 그 판단 결과 상기 주 냉방 모드에 해당하는 경우 상기 시스템을 정지한 상태에서 운전하는 기동 운전과 상기 기동 운전에 의해 상기 시스템이 안정된 상태에서 운전하는 본 운전을 순차적으로 수행하며, 상기 기동 운전과 상기 본 운전의 운전 특성에 따라 상기 실외 유니트의 압축기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 제어한다.

상기 기동 운전하는 경우 상기 압축기의 운전 용량을 상기 냉방용량의 합에 대하여 50~80%로 설정한다.

상기 기동 운전하는 경우 상기 실외 전동밸브의 개도를 상기 냉방용량의 합에 따라 설정한다.

상기 기동 운전하는 경우 상기 실외 팬의 운전용량을 상기 냉방용량의 합과 난방용량의 합의 차 및 실외온도에 따라 설정한다.

상기 압축기의 토출측에 설치한 압력센서에 의해 감지한 압력과 설정 압력을 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 기동 운전을 완료한다.

상기 본 운전하는 경우 상기 압축기의 운전 용량을 상기 냉방용량의 합에 따라 설정한다.

상기 본 운전하는 경우 상기 실외 전동밸브의 개도를 상기 냉방용량과 난방용량을 더한 전체 운전용량에 대한 난방용량에 따라 설정한다.

상기 난방용량이 클수록 상기 실외 전동밸브의 개도를 좁게 한다.

상기 압축기의 토출 냉매의 압력을 감지하기 위한 압력센서를 더 구비하고, 상기 본 운전하는 경우 난방 운전의 실내 유니트에 보내지는 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 설정된 기준 압력에 도달하도록 상기 실외 팬의 운전 용량을 설정한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명은 실외 유니트에 복수 실내 유니트를 연결한 공기 조화 시스템에 적용한다.

본 발명에 따른 공기 조화 시스템은, 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 냉매 전환 회로(300)를 구비한다.

실외 유니트(100)는 실외 열교환기(101a,101b), 실외 팬(113), 실외 팬모터(114), 실외 열교환기(101a,101b)의 출구측에 연결된 실외 전동밸브(102), 실외 전동밸브에 병렬 연결된 개폐 밸브(111) 및 체크 밸브(112), 능력 가변형 압축기(103a,103b), 사방 밸브(104), 리시버(106), 어큐뮬레이터(107), 압축기의 토출 냉매를 실외 열교환기를 거치지 않고 우회하여 난방 운전의 실내 유니트 측으로 보내기 위한 개폐 밸브(109)와 체크 밸브(110)를 포함한다.

실외 유니트(100)는 실외온도를 감지하기 위한 실외 온도센서(108), 압축기에서 토출하는 냉매의 토출 압력을 감지하기 위한 압력 센서(105)를 구비한다.

각 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d)는 실내 열교환기(201a, 201b, 201c, 201d), 실내 전동밸브(202a, 202b, 202c, 202d), 실내온도를 감지하기 위한 실내 온도센서(203a,203b,203c,203d), 그리고 실내 열교환기의 입구 온도와 출구 온도를 각각 감지하기 위한 배관 온도센서(204a,204b,204c,204d)를 포함한다. 실내 유니트는 도시하지 않은 실내 팬 및 실내 팬모터를 구비한다.

냉매 전환 회로(300)는 실외 유니트(100)와 각 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d) 사이의 고압 가스관(HPP)에 설치되는 고압 가스밸브(301a, 301b, 301c, 301d), 저압 가스관(LPP)에 각각 설치되는 저압 가스밸브(302a, 302b, 302c, 302d), 실외 유니트에서 각 실내 유니트 측으로 배출하는 공통 배관(RP)에 설치되는 전동밸브(303)를 포함한다. 냉매 전환 회로를 구성하는 각각의 밸브들은 후술하는 실외 제어부의 제어에 따라 작동한다.

실외 유니트(100)의 사방 밸브(104)의 일단과 냉매 전환 회로(300)의 고압 가스밸브(301a, 301b, 301c, 301d)는 고압 가스관(HPP)을 통해 연결되어 있다. 또한, 실외 유니트(100)의 어큐뮬레이터(107)와 냉매 전환 회로(300)의 저압 가스밸브(302a, 302b, 302c, 302d)는 저압 가스관(LPP)을 통해 연결되어 있다.

실외 유니트(100)의 실외 열교환기(101a,101b)와 냉매 전환 회로(300) 사이에 공통 배관(RP)이 설치되어 있으며, 공통 배관(RP)에 실외 전동밸브(102)가 설치된다. 실외 전동밸브(102)에 병렬 연결된 개폐 밸브(111)는 유량 조정용 밸브이다.

공통 배관(RP)에 각 실내 열교환기(201a, 201b, 201c, 201d)의 배관(EP1, EP2, EP3, EP4)들이 접속된다.

본 발명의 공기 조화 시스템은, 도 2에 도시한 바와 같이, 실외 유니트를 제어하기 위한 실외 제어부(120)와, 실내 유니트(200a, 200b, 200c, 200d)를 제어하기 위한 제1 내지 제4실내 제어부(210a, 210b, 210c, 210d), 공기 조화 시스템의 운전을 위한 정보를 쌍방향으로 통신하기 위하여 실외 제어부와 실내 제어부 사이에 연결되는 접속부(122)를 구비한다.

실외 제어부(120)의 입력단에 압력 센서(105)와 실외 온도센서(108)를 연결한다.

실외 제어부(120)의 출력단에 압축기(103a,103b)를 구동하기 위한 압축기 구동부(124), 사방 밸브(104)를 구동하기 위한 사방 밸브 구동부(126), 실외 팬(105)을 구동하기 위한 실외팬 구동부(128), 실외 전동 밸브(102)를 구동하기 위한 실외 전동 밸브 구동부(130), 개폐 밸브(109)(111)를 구동하기 위한 개폐 밸브 구동부(132)를 연결한다.

각 실내 제어부는 실내 온도센서(203a,203b,203c,203d)를 통해 감지한 실내 온도와, 기능키 또는 리모콘을 통해 사용자에 의해 설정된 설정 온도 및 운전 모드, 해당 실내 열교환기의 용량에 대한 정보를 실외 제어부(120)에 각각 제공한다.

각 실내 제어부는 실외 제어부와 연계하여 실내 전동밸브(202a, 202b, 202c, 202d)와 실내 팬(도시하지 않음)을 제어한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 조화 시스템에서 1개의 실내 유니트(200a)에 대해서 난방 운전하고 나머지 3개의 실내 유니트(200b,200c,200d)에 대해서 냉방 운전하는 경우의 예이다.

주 냉방 모드에 따라 시스템을 운전하는 경우, 실외 제어부(120)는 압축기(103a, 103b)를 구동하고 실외 전동밸브(102)를 초기 개도로 개방함과 함께 개폐밸브(109)를 개방한다. 실외 제어부(120)는 난방 운전의 실내 유니트의 고압 가스밸브(301a)를 개방하고 냉방 운전의 실내 유니트의 고압 가스밸브(301b, 301c, 301d)를 폐쇄한다. 또, 난방 운전의 실내 유니트의 저압 가스밸브(302a)를 폐쇄하고, 냉방 운전의 실내 유니트의 저압 가스밸브(302b,302c,302d)를 개방한다.

압축기(103a,103b)에서 토출되는 일부의 냉매는 실선의 화살표와 같이 개폐밸브(109)와 체크밸브(110)를 거친 다음 난방 운전하는 실내 유니트(200a)에 보내진다. 이와 함께 압축기(103a,103b)에서 토출되는 일부의 냉매는 파선의 화살표와 같이 실외 열교환기(101a, 101b) 및 실외 전동밸브(102)를 통과하고 실내 유니트(200a)를 통과한 냉매와 합쳐지고, 합쳐진 냉매는 냉방 운전의 실내 전동밸브(202b,202c,202d) 및 실내 열교환기(201b,201c,201d)를 차례로 거치고, 그 실내 열교환기를 통과한 냉매는 저압 가스관(LPP)을 거쳐 압축기(103a,103b)에 복귀하게 되며, 이러한 과정에 따라 냉매는 순환한다.

실외 제어부(120)는 냉방 운전하는 실내 유니트의 냉방 용량이 난방 운전하는 실내 유니트의 난방 용량보다 크면 주 냉방 모드로 설정하고, 주 냉방 모드에 따라 시스템의 운전을 제어한다. 주 냉방 모드에서 기동 운전할 때 도 3과 같이 압축기의 토출 냉매를 나누어 보냄으로써 난방 운전의 실내 유니트에서 실질적인 난방이 신속하게 이루어지도록 한다. 또 실외 제어부(120)는 기동 운전과 본 운전의 운전 특성에 적합하게 압축기의 용량, 실외 팬의 용량(속도)을 설정하고 또한 실외 전동밸브의 개도를 제어함으로써 시스템의 운전 효율을 최적화 한다.

도 3의 공기 조화 시스템에 전원을 투입하면 실외 제어부(120)는 초기화를 수행한다(400). 초기화 과정은 공기 조화 운전을 위해 미리 정해진 제어프로그램에 따라 자동적으로 이루어지는 처리 동작을 말한다.

초기화 과정이 끝나면, 각 실내 제어부(210a,210b,210c,210d)에서 해당 실내 유니트에 대하여 설정된 난방 운전 또는 냉방 운전을 식별하기 위한 운전 모드 신호, 해당 실내 유니트에 대하여 설정된 실내 열교환기의 용량, 설정 온도, 실내 온도를 접속부(122)를 매개로 하여 실외 제어부(120)에 제공한다. 실외 제어부(120)는 실외 온도센서(108)를 통해 실외 온도를 입력받는다(410).

실외 제어부(120)는 실내 유니트로부터 제공받은 실내 열교환기의 용량에 따라 난방 용량(난방 부하)과 냉방 용량(냉방 부하)을 계산하는데, 냉방 운전으로 설정된 3개의 실내 유니트(200b,200c,200d)의 실내 열교환기(201b,201c,201d)의 용량을 더하여 냉방 용량의 합(CQ)으로 하고 난방 운전으로 설정된 1개의 실내 유니트(200a)의 실내 열교환기(201a)의 용량이 난방 용량의 합(HQ)이 된다(420).

실외 제어부(120)는 냉방 용량의 합(CQ)이 난방 용량의 합(HQ)보다 큰지를 판단한다(430). 동작 430의 판단 결과 냉방 용량의 합(CQ)이 난방 용량의 합(HQ)보다 크지 않으면, 해당 운전 모드(냉방 또는 난방의 단일 모드, 난방 위주의 주 난방 모드)에 따라 공기 조화 시스템을 운전한다(431).

동작 430의 판단결과 냉방 용량의 합(CQ)이 난방 용량의 합(HQ)보다 크면, 시스템의 운전 모드를 주 냉방 모드로 설정한다(440).

실외 제어부(120)는 주 냉방 모드에서의 기동 운전에 해당하는 지를 판단한다(450). 동작 450의 판단 결과 기동 운전에 해당하는 경우, 실외 제어부(120)는 주 냉방 모드에 대응하여 냉매 흐름이 이루어질 수 있도록 사방밸브 구동부(126)와 개폐 밸브 구동부(128)를 제어하여 사방밸브(104)를 전환하고 개폐밸브(109)를 개방한다(460).

실외 제어부(120)는 압축기 구동부(124)를 제어하여 초기 압축기 운전 용량에 따라 압축기(103a,103b)를 구동한다. 여기서 초기 압축기 운전 용량은 동작 420에서 계산된 냉방용량의 합(CQ)에 대하여 50~80%로 설정하여 시스템 운전에 무리가 따르지 않도록 한다(470).

실외 제어부(120)는 실외 전동밸브 구동부(130)를 제어하여 초기 개도에 따라 실외 전동 밸브(102)를 구동한다. 여기서 실외 전동밸브의 초기 개도는 냉방용량의 합에 따라 미리 설정하도록 하여 시스템 운전에 무리가 따르지 않도록 한다(480).

실외 제어부(120)는 냉방용량의 합과 난방용량의 합의 차(CQ-HQ) 및 실외 온도에 따라 실외 팬의 운전용량(속도)을 설정하고(490), 실외팬 구동부(128)를 제어하여 설정된 실외 팬의 운전용량에 따라 실외 팬을 구동한다(500).

압축기에서 토출되는 일부의 냉매는 응축기로 작용하는 실외 열교환기와 실외측 전동밸브를 거쳐 냉방 운전하는 실내 유니트(200b,200c,200d)에 보내지고 동시에 일부의 토출 냉매는 실외 열교환기를 거치지 않고 우회하여 개폐 밸브(109) 및 체크밸브(110)를 통하여 난방 운전하는 실내 유니트(200a)에 보내진다.

기동 운전을 수행하는 동안 압력 센서(105)는 토출 냉매의 압력을 감지하여 실외 제어부(120)에 제공한다(510). 실외 제어부(120)는 제공받은 토출 냉매의 압력이 기동 운전을 완료하기 위해 설정한 압력과 비교하여 기동 운전을 완료할 것인지를 판단한다(520).

동작 520의 판단 결과, 기동 운전의 완료에 해당하지 않은 경우 계속하여 기동 운전을 수행하기 위해 동작 430으로 진행한다.

동작 520의 판단 결과, 기동 운전을 완료한 경우, 또는 동작 450의 판단 결과 기동 운전에 해당하지 않는 경우에는, 실외 제어부(120)는 기동 운전에 의하여 시스템이 안정된 상태이므로 본 운전을 수행하기 위하여 압축기의 운전 용량을 설정한다. 여기서 압축기의 운전용량은 냉방용량의 합(CQ)에 기초하여 설정한다(530).

실외 제어부(120)는 압축기 구동부(124)를 제어하여 설정한 압축기 운전 용량에 따라 압축기(103a,103b)를 구동한다(540).

실외 제어부(120)는 전체 운전용량(CQ+HQ)에 대한 난방용량(HQ)에 기초하여 실외 전동밸브(102)의 개도를 설정하고(550), 실외 전동밸브 구동부(130)를 제어하여 설정한 개도에 따라 실외 전동 밸브(102)를 구동한다. 여기서 난방 운전의 실내 유니트에서의 난방용량이 클수록 실외 전동밸브의 개도는 좁아지도록 설정하여 난방 운전의 실내 유니트에 보내지는 냉매가 증가되도록 한다(560).

실외 제어부(120)는 난방 운전의 실내 유니트에 보내지는 압축기의 토출 냉매의 압력이 기준 압력에 도달하도록 실외 팬의 운전 용량을 설정한다(570).

난방 운전의 실내 유니트에 보내지는 냉매에 의해 난방이 적절하게 이루어지기 위해서는 압축기의 토출 냉매의 온도가 설정 온도 이상을 유지할 필요가 있다. 실시 예에서는 압축기의 토출 냉매의 온도에 대응하여 압력센서(105)를 통해 감지하는 토출 냉매의 압력이 설정 압력 이상을 유지하도록 한다. 실외 팬의 운전용량(속도)에 따라 압축기의 토출 냉매의 압력이 변화한다. 즉 실외 팬의 운전용량을 크게 하면 실외 열교환기의 열교환 효율이 증대되어 압축기의 토출 압력이 낮아지게 되고, 실외 팬의 운전용량을 작게 하면 실외 열교환기의 열교환 효율이 감소되어 압축기의 토출 압력이 높아진다.

실외 제어부(120)는 실외팬 구동부(128)를 제어하여 설정된 실외 팬의 운전용량에 따라 실외 팬을 구동한다(580).

냉방 운전하는 실내 제어부에서는 배관 온도센서(204b,204c,204d)를 통하여 실내 열교환기의 입구 온도와 출구 온도를 입력받고 그 입구 온도와 출구 온도의 차에 따라 과열도를 계산하고, 계산된 과열도가 설정된 과열도에 도달하도록 실내 전동밸브(202b,202c,202d)의 개도를 제어한다(590).

난방 운전하는 실내 제어부에서는 실내 전동밸브(202a)를 완전 개방한다(600).

실외 제어부(120)는 시스템의 운전 종료에 해당하는 지를 판단하고(610), 그 판단 결과 시스템의 운전 종료에 해당하지 않으면 계속하여 운전을 수행하기 위해 동작 430으로 진행한다.

동작 430의 판단 결과 시스템의 운전 종료에 해당하면 실외 제어부는 압축기, 실외 팬 및 실외 전동밸브 등에 대한 구동을 중단함으로서 시스템의 운전을 정지한다(620).

이상과 같이 본 발명은 주 냉방 모드에서 기동 운전할 때 압축기의 토출 냉매를 난방 운전의 실내 유니트에 보내 줌으로써 난방 운전의 실내 유니트에 의한 난방이 신속하게 이루어진다. 또 본 발명은 기동 운전과 본 운전의 운전 특성에 적합하게 압축기와 실외 팬과 실외 전동밸브 등을 제어할 수 있고, 이에 따라 기동 운전에서 시스템에 무리가 따르지 않으면서도 빠른 안정을 도모할 수 있고, 또 기동 운전에 의해 시스템이 안정된 상태에서 수행하는 본 운전하는 경우 냉방용량 뿐만 아니라 난방용량을 모두 고려하여 운전하므로 냉방 성능 및 난방 성능을 모두 양호하게 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화 시스템의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 조화 시스템의 블록 다이어그램이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 조화 시스템에서 3개의 실내 유니트에 대해서 냉방 운전하고 1개의 실내 유니트에 대해서 난방 운전하는 경우의 예이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 공기 조화 시스템의 제어방법의 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

100 : 실외 유니트

200a, 200b, 200c, 2000d : 실내 유니트

300 : 냉매전환회로

Claims

공기 조화 시스템에 있어서,

압축기, 응축기로 작용하는 실외 열교환기를 구비한 실외 유니트;

상기 실외 유니트에 연결하는 복수 실내 유니트;

상기 압축기에서 토출하는 냉매를 제1 또는/및 제2 경로를 통하여 상기 복수 실내 유니트에 안내하기 위한 냉매 안내 유니트; 및

상기 시스템을 정지한 상태에서 기동하는 경우 상기 압축기의 토출 냉매를 상기 제1경로를 이용하여 냉방 운전하는 실내 유니트에 보냄과 동시에 상기 제2경로를 이용하여 난방 운전하는 실내 유니트에 보내는 동작을 제어하는 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 유니트는 상기 복수 실내 유니트에 대하여 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드에서 상기 제1 및 제2경로를 통하여 상기 압축기의 토출 냉매를 나누어 보내는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제2항에 있어서, 상기 제어 유니트는 상기 실내 유니트를 제어하는 실내 제어부와 상기 실내 제어부와 통신하는 실외 제어부로 이루어지고, 상기 실외 제어부는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 상기 주 냉방 모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1경로에는 상기 실외 열교환기를 설치하고, 상기 제2경로에는 상기 실외 열교환기를 거치지 않고 상기 압축기의 토출 냉매를 상기 난방 운전의 실내 유니트에 안내하기 위한 개폐 밸브를 설치하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
압축기를 구비하는 실외 유니트에 복수의 실내 유니트를 연결하여 냉방 운전과 난방 운전을 동시 수행하기 위한 공기 조화 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 시스템의 운전 모드를 설정하고, 설정한 운전 모드가 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드인 지를 판단하며, 그 판단 결과 상기 주 냉방 모드에 해당하는 경우 상기 시스템을 정지 상태에서 기동하기 위한 기동 운전인 지를 판단하고, 그 판단 결과 기동 운전에 해당하면 압축기의 토출 냉매를 제1경로를 이용하여 냉방 운전하는 실내 유니트에 보냄과 동시에 제2경로를 이용하여 난방 운전하는 실내 유니트에 보내는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 주 냉방 모드는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
공기 조화 시스템에 있어서,

압축기, 응축기로 작용하는 실외 열교환기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 구비한 하나의 실외 유니트;

상기 실외 유니트에 연결하고 실내 열교환기를 각각 구비하는 복수 실내 유니트;

상기 압축기의 토출 냉매를 제1경로를 통하여 냉방 운전의 실내 유니트에 안내함과 동시에 제2경로를 통하여 난방 운전의 실내 유니트에 안내하기 위한 냉매 안내 유니트; 및

상기 시스템을 정지한 상태에서 운전하는 기동 운전과 상기 기동 운전에 의해 상기 시스템이 안정된 상태에서 운전하는 본 운전을 순차적으로 수행하며, 상기 기동 운전과 상기 본 운전의 운전 특성에 따라 상기 실외 유니트의 압축기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 제어하는 제어 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제어 유니트는 냉방하기 위한 실내 유니트의 냉방용량을 더한 냉방용량의 합이 난방하기 위한 실내 유니트의 난방용량을 더한 난방용량의 합 보다 큰 경우에 상기 기동 운전 및 상기 본 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
압축기를 구비하는 실외 유니트에 복수의 실내 유니트를 연결하여 냉방 운전과 난방 운전을 동시 수행하기 위한 공기 조화 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 시스템의 운전 모드를 설정하고, 설정한 운전 모드가 냉방 운전을 위주로 하면서 난방 운전을 함께하는 주 냉방 모드인 지를 판단하며, 그 판단 결과 상기 주 냉방 모드에 해당하는 경우 상기 시스템을 정지한 상태에서 운전하는 기동 운전과 상기 기동 운전에 의해 상기 시스템이 안정된 상태에서 운전하는 본 운전을 순차적으로 수행하며, 상기 기동 운전 및 상기 본 운전을 수행할 때 해당 운전의 운전 특성에 따라 상기 실외 유니트의 압축기, 실외 팬, 그리고 실외 전동밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 기동 운전하는 경우 상기 압축기의 운전 용량을 상기 냉방용량의 합에 대하여 50~80%로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 기동 운전하는 경우 상기 실외 전동밸브의 개도를 상기 냉방용량의 합에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 기동 운전하는 경우 상기 실외 팬의 운전용량을 상기 냉방용량의 합과 난방용량의 합의 차 및 실외온도에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 압축기의 토출측에 설치한 압력센서에 의해 감지한 압력과 설정 압력을 비교하고 그 비교 결과에 따라 상기 기동 운전을 완료하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 본 운전하는 경우 상기 압축기의 운전 용량을 상기 냉방용량의 합에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 본 운전하는 경우 상기 실외 전동밸브의 개도를 상기 냉방용량과 난방용량을 더한 전체 운전용량에 대한 난방용량에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
제15항에 있어서, 상기 난방용량이 클수록 상기 실외 전동밸브의 개도를 좁게 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템 의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 압축기의 토출 냉매의 압력을 감지하기 위한 압력센서를 더 구비하고, 상기 본 운전하는 경우 난방 운전의 실내 유니트에 보내지는 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 설정된 기준 압력에 도달하도록 상기 실외 팬의 운전 용량을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.