KR20050110080A

KR20050110080A - 압축기의 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20050110080A
Application number: KR1020040034901A
Authority: KR
Inventors: 정규하; 타카시카네코; 미치요시쿠사카; 하종권; 송명섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-22
Also published as: US20050252223A1; KR101116208B1; CN1699755B; US7665318B2; EP1598616A3; EP1598616A2; CN1699755A

Abstract

본 발명은 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 장치와 제어부를 구비한다. 제어부는 비작동 상태의 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 바이패스 장치를 이용하여 비작동 상태의 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 정지된 압축기를 기동시킨다. 본 발명에 따르면 바이패스 장치를 이용하여 압평형을 이룬 상태에서 정지 압축기를 기동하므로 과도한 압력차로 인하여 발생하는 기동 불량을 방지하고 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

압축기의 제어 장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR COMPRESSOR}

본 발명은 압축기의 제어장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압평형을 이룬 상태에서 압축기를 기동할 수 있도록 한 압축기의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

압축기는 공기조화장치, 냉장고 등에 적용하여 냉동 사이클의 한 부분을 구성하는 것으로, 작동 유체를 흡입하고 압축하여 배출한다.

도 1a는 기존의 단일 압축기를 공기조화장치에 적용한 예로서, 압축기(1)의 토출관(3)은 사방밸브(9)를 매개로 실외 열교환기(10)에 연결된다. 실외 열교환기(10)와 팽창장치(11) 및 실내 열교환기(12)는 냉매관으로 연결되고, 실외 열교환기(12)의 출구는 어큐뮬레이터(13)와 저압관(8)을 매개로 압축기(1)의 흡입 측에 연결되어 폐 회로를 구성한다.

기존에는 압축기(1)를 최초 운전하는 경우 뿐만 아니라 운전 정지 후 재 기동할 때 압평형을 고려하지 않았다. 이에 따라 압축기를 기동 시 압축기의 토출과 흡입측 사이의 압력차가 커서 과부하를 유발함에 따라 기동 불량이 발생하게 된다.

도 1b는 기존의 복수 압축기를 공기조화장치 적용한 예로서, 복수 압축기(1)(2)의 토출관(3)(4)은 고압관(7)에 공통 연결된다. 고압관(7)은 사방밸브(9)를 거쳐 실외 열교환기(10)에 연결된다. 실외 열교환기(10)와 팽창장치(11) 및 실내 열교환기(12)는 냉매관으로 연결되고, 실외 열교환기(12)의 출구는 어큐뮬레이터(13)와 저압관(8)을 매개로 압축기(1)(2)의 흡입 측에 연결되어 폐 회로를 구성한다.

복수 압축기를 구비한 경우 운전 부하가 작으면 일부 압축기를 운전하고, 압축기를 운전하는 도중 운전 부하가 커져 더 많은 압축 능력을 요구하면 정지된 압축기를 추가 운전한다.

복수 압축기의 토출 측 냉매관을 공유하고 있는 관계로 일부의 압축기만 운전하는 경우 그 토출되는 고압의 가스 냉매가 정지된 압축기 측으로 유입될 수 있다. 이를 고려하여 도 1b와 같이 복수 압축기의 토출 측에 역류 방지용 체크밸브(5)(6)를 구비한다.

그러나 체크밸브(5)(6)가 정지된 압축기 측으로 고압 가스 냉매의 유입을 완전하게 차단하지 못하기 때문에, 일부 냉매는 체크밸브를 새어 나가 정지된 압축기 내부에 유입된다. 이와 같이 정지된 압축기 내부에 누설된 냉매가 유입된 상태에서 기동 운전을 수행하는 경우, 정지된 압축기의 토출 측의 압력이 정상 조건 보다 높다. 이 때문에 정지된 압축기 내부는 고압 상태가 되므로 기동 운전 시 압축 냉매를 토출관으로 전달하기 위한 토출 밸브가 열리지 않게 되는 등 기동 불량이 발생하고 압축기의 신뢰성을 저하시키는 요인이 되었다.

본 발명의 목적은 압평형을 이룬 상태에서 정지 압축기를 기동함으로써 압축기의 토출 측과 흡입 측의 과도한 압력차로 인하여 발생하는 기동 불량을 방지하고 압축기의 신뢰성을 향상할 수 있도록 한 압축기의 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어장치는 압축기; 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 장치; 및 비작동 상태의 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 상기 비작동 상태의 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어장치는 압축기; 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 장치; 상기 압축기의 흡입측 및 토출측의 압평형여부를 판단하는 압평형판단수단; 및 상기 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단에 의해 압평형이 이루어지지 않은 것으로 판단되면, 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어장치는 병렬 접속된 복수 압축기; 상기 복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측을 각각 연결하는 바이패스 장치; 및 상기 복수 압축기 중 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어장치는 병렬 접속된 복수 압축기; 상기 복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측을 각각 연결하는 바이패스 장치; 상기 바이패스 장치가 설치된 압축기의 흡입측 및 토출측의 압평형여부를 판단하는 압평형판단수단; 및 상기 복수 압축기 중 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단에 의해 압평형이 이루어 지지 않은 것으로 판단되면, 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어방법은 압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 장치 및 제어부를 가지는 압축기의 제어 방법에 있어서, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 정지된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어방법은 압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 장치, 압축기의 토출측과 흡입측 사이의 압평형을 판단하는 수단 및 제어부를 가지는 압축기의 제어 방법에 있어서, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단을 통해 상기 압축기의 압평형 여부를 판단하며, 상기 압축기의 토출측과 흡입측이 압평형상태가 아닌 경우에는 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 정지된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 압축기의 제어방법은 복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 각각 연결하는 바이패스 장치 및 제어부를 가지는 복수 압축기의 제어 방법에 있어서, 압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 복수의 압축기 중 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기를 우선적으로 기동하며, 상기 바이패스 장치를 설치한 압축기에 대한 추가적인 기동요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 상기 바이패스장치가 설치된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다. 제1실시 예 내지 제5실시 예는 공기조화장치에 적용한 예를 설명하고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고 압축기를 적용하는 냉장고, 공조장치 등에 적용할 수 있다.

본 발명에 적용하는 압축기(20)는, 도 2a와 같이, 저압관(8)의 일측에 연결되어 어큐뮬레이터(13)로부터 저압 냉매를 흡입하기 위한 흡입구(21)를 구비한다.

도 2b와 같이, 흡입구(21)를 통해 흡입된 냉매는 실린더(23) 내에서 압축, 팽창, 토출하며, 이때 토출밸브(22)가 열려서 고압의 냉매는 상부의 토출실(24)에 보내진 다음 그 토출실(24)에 일단이 연장 설치된 토출관(3)(4)을 통하여 토출된다.

압력차에 따라 압축기의 기동 상태를 시험한 결과, 도 2c와 같이, 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차가 소정 값(1.5) 이하일 때 원활하게 기동할 수 있다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 압축기 제어장치는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 단일 압축기에 바이패스 장치를 적용한 공기조화장치의 냉동사이클의 예이다.

압축기(1), 실외 열교환기(10), 팽창장치(11), 실내 열교환기(12), 및 어큐뮬레이터(13)는 냉매관으로 연결하여 폐 회로를 구성한다. 압축기(1)의 토출관(3)은 사방밸브(9)에 연결하고, 그 압축기(1)의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 제1바이패스 장치(30)를 구비한다.

제1바이패스 장치(30)는 압축기(1)의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 제1바이패스 라인(31)의 중도에 제1바이패스 밸브(32)를 마련한다.

제1바이패스구동부(32)는 제어부(105)의 제어에 따라 제1바이패스 밸브(32)를 개폐한다.

도 3c에 도시한 바와 같이, 제어부(105)는 공기조화장치를 초기화하고, 실내 및 실외온도센서(101)(103)를 이용하여 운전부하를 산출하여 압축기 기동요구가 있는지 판단한다(121)(123)(125).

압축기 기동요구가 있는 경우, 제어부(105)는 제1바이패스 밸브(32)를 설정 시간 동안 개방하여 토출 측과 흡입 측의 압력차를 줄인다(127)(129). 여기서, 바이패스 밸브의 개방시간은 압축기의 정상작동범위의 흡입압력 및 토출압력이 압평형을 이루는데 필요한 최소시간 이상으로 설정한다.

위와 같은 제1바이패스 밸브의 개방에 의하여 압력차가 줄어들면, 제어부(105)는 제1바이패스 밸브(32)를 닫은 후 압축기(1)를 기동한다(131).

압축기 정상 운전 중 압축기 정지 조건에 해당하는지를 판단한다(133)(135). 정지 조건에 해당하면 제어부(105)는 타이머(T)를 통해 압축기를 정지시키고 정지시간을 카운트하며 산출한 운전 부하에 따라 정지된 압축기에 대한 기동요구가 있는지를 판단한다(137)(139)(141).

압축기 기동요구가 있으면, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하였는지 판단하고, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하면 즉, 시간이 경과하여 압평형이 이루어진 상태이면 압축기를 기동하기 위해 동작 131로 진행하며, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하지 않은 경우 제1바이패스 밸브를 개방하여 압평형을 이루는 동작 127로 진행한다(143).

제1 실시예서는 압축기의 정지시간을 카운트하여 압평형도달여부를 체크하도록 하였으나, 압평형 여부를 체크하지 않고 압축기를 기동하기 전에 항상 바이패스밸브를 소정시간 개방시킨 후 압축기를 구동하도록 하는 것도 가능하며, 후술하는 바에서와 같이, 흡입측 및 토출측 압력센서를 이용하여 압력차를 직접 감지함으로써 압평형상태여부를 판단하도록 하는 것도 가능하다.

본 발명의 제2실시 예에 따른 압축기 제어장치는, 도 4a에 도시한 바와 같이, 단일 압축기에 제1바이패스 장치(30) 및 압력 센서(3a)(3b)를 적용한 공기조화장치의 냉동사이클의 예이다. 여기서 압력센서는 압축기의 압평형을 판단하기 위하여 압축기의 토출 측과 흡입 측에 각각 설치되어 감지한 토출 압력과 흡입 압력에 대응하는 감지신호를 제어부(105a)에 제공한다.

제1바이패스 장치(30)는 압축기(1)의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 제1바이패스 라인(31)의 중도에 제1바이패스 밸브(32)를 마련하며, 제1바이패스구동부(32)는 제어부(105a)의 제어에 따라 제1바이패스 밸브(32)를 개폐한다.

압축기 기동 전에 제어부(105a)는 압력 센서를 이용하여 압평형 상태인지 판단하고, 그 판단에 따라 바이패스 장치를 이용하여 압력차를 줄이는 동작을 수행한다.

도 4c와 같이, 제어부(105a)는 공기조화장치를 초기화한 후 산출한 운전부하에 따라 압축기 기동요구가 있는지 판단한다(151)(153)(155).

압축기 기동요구가 있는 경우, 제어부(105a)는 제1 토출압력센서(3a)와 제1흡입압력센서(3b)를 이용하여 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 산출하고, 설정 압력과 비교하여 압평형인지 판단한다(157)(159). 압평형 상태가 아닌 경우 제1바이패스 밸브(32)를 개방한다(160).

압평형 상태인 경우 제어부(105a)는 제1바이패스 밸브(32)를 닫고 압축기를 기동한다(161).

압축기 정상 운전 중 압축기 정지 조건에 해당하는지를 판단한다(163)(165). 정지 조건에 해당하면 제어부(105a)는 타이머(T)를 통해 압축기를 정지시키고 정지시간을 카운트하며 산출한 운전 부하에 따라 정지된 압축기에 대한 기동요구가 있는지를 판단한다(167)(169)(171). 압축기 기동요구가 있으면, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하였는지 판단하고, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하면 동작 131로 진행하며, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하지 않은 경우 동작 161로 진행한다(173).

제2 실시예서는 압축기의 정지시간을 카운트 하여 압평형도달여부를 체크하도록 하였으나, 압평형 여부를 체크하지 않고 압축기를 재기동하기 전에 항상 바이패스밸브를 소정시간 개방시킨 후 압축기를 구동하도록 하는 것도 가능하며, 초기 구동시와 마찬가지 방식으로, 흡입측 및 토출측 압력센서를 이용하여 압력차를 직접 감지함으로써 압평형상태여부를 판단하도록 하는 것도 가능하다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 압축기 제어장치는, 도 5a에 도시한 바와 같이, 복수 압축기에 바이패스 장치를 각각 적용한 공기조화장치의 냉동사이클의 예이다. 여기서, 복수 압축기는 그 용량이 서로 같거나 다를 수 있고, 실시 예에서는 큰 용량의 압축기(1)와 작은 용량의 압축기(2)를 병렬 연결한다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 복수 압축기(1)(2)의 토출관(3)(4)을 고압관(7)에 공통 연결하고, 각 토출관에 역류 방지용 체크밸브(5)(6)를 마련한다.

본 발명의 제3실시 예에 따른 압축기 제어장치는 압축기(1)(2)의 토출 측과 흡입 측을 각각 연결하는 제1 및 바이패스장치(30)(40)를 구비한다.

제1바이패스 장치(30)는 큰 용량의 압축기(1)의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 라인(31)에 바이패스 밸브(32)를 마련한다. 제2바이패스 장치(40)는 작은 용량의 압축기(2)의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 라인(41)에 바이패스 밸브(42)를 마련한다.

제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)는 제어부(105b)의 제어에 따라 개폐한다.

제어부(105b)는 제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)를 적절히 제어하여 복수 압축기에 대한 기동 불량을 방지한다.

제어부(105b)는 온도센서(101)(103)로부터 실내 온도와 실외 온도를 입력 받아 운전 부하를 산출하고 산출된 운전 부하에 따라 복수 압축기를 모두 운전하여야 하는지 판단한다(201)(203)(205). 그 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전하지 않아도 되면 작은 용량의 압축기(2)에 설치한 제2바이패스 밸브(42)를 개방하고(207), 내부 타이머를 이용하여 개방 시간을 카운트하고, 카운트한 개방시간이 설정시간을 경과하였는가를 판단한다(209). 설정시간을 경과하면 제2바이패스 밸브(42)를 닫고 작은 용량의 압축기를 기동 운전한다(211). 이후 압축기 정상 운전한다(213).

동작 205의 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전해야 하는 경우, 제어부(105b)는 제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)를 개방하고(215), 제어부(105b)는 내부 타이머를 이용하여 카운트한 개방시간이 설정시간을 경과하였는가를 판단한다(217). 설정시간을 경과하면 제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)를 닫고 복수 압축기를 차례로 기동 운전한다(219). 이후 복수 압축기를 정상 운전한다(221).

압축기 정상 운전 중 압축기 정지 조건에 해당하는지를 판단한다(223). 정지 조건에 해당하면 제어부(105b)는 복수 압축기를 정지시키고 타이머(T)를 통해 정지시간을 카운트하며 산출한 운전 부하에 따라 정지된 압축기에 대한 기동요구가 있는지를 판단한다(225)(227)(229). 여기서 복수 압축기 중 일부 압축기만 정지하고 일부 압축기를 운전하는 경우 압평형 여부를 판단하기 곤란하므로, 복수 압축기를 모두 정지한 상태에서 시간을 카운트한다.

압축기 기동요구가 있으면, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하였는지 판단하고, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하면 동작 233로 진행하여 해당 압축기를 기동 운전하며, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하지 않은 경우 동작 205로 진행한다(231).

본 발명의 제4실시 예에 따른 압축기 제어장치는, 복수 압축기(1)(2) 중 일측에 바이패스 장치를 설치하여 압축기 기동 불량을 방지하는 것으로, 도 6a는 복수 압축기 중 큰 용량 압축기에 제3바이패스 장치(50)를 적용한 구성의 예이고, 도 6c는 복수 압축기 중 작은 용량 압축기에 제4바이패스 장치(60)를 적용한 구성의 예이다.

도 6a를 참고하면, 용량이 큰 압축기(1)에만 제3바이패스 장치(50)를 설치한다. 제어부(106)는 운전 초기에 작은 용량의 압축기(2)를 우선적으로 운전하고 이후 운전 부하가 커지면 정지 상태의 압축기(1) 운전이 요구되고, 이때 정지된 압축기(1)를 기동하기 전에 제어부(106)는 제3바이패스 장치(50)의 제 3바이패스 밸브(52)를 개방시켜 압축기(1)의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 줄인다.

도 6c를 참고하면, 용량이 작은 압축기(2)에만 제4바이패스 장치(60)를 설치한다. 제어부(106)는 운전 초기에 우선적으로 큰 용량 압축기(1)를 운전하고 이후 운전 부하가 커지면 정지 상태의 압축기(2) 운전이 요구되고, 이때 정지된 압축기(2)를 기동하기 전에 제어부(106)는 제4바이패스 장치(60)의 제4바이패스 밸브(62)를 개방시켜 압축기(2)의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 줄인다.

제어부(106)는 공기조화장치를 초기화한 후 온도센서(101)(103)로부터 실내 온도와 실외 온도를 입력 받아 운전 부하를 산출하고 산출된 운전 부하에 따라 복수 압축기를 모두 운전하여야 하는지 판단한다(301)(303)(305).

그 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전하지 않아도 되면 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기를 기동 운전한다(307). 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기의 기동을 마치면, 제어부(106)는 운전부하를 다시 산출하고 산출한 운전부하에 기초하여 복수 압축기를 모두 운전해야 하는지 판단한다(309), 그 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전하지 않아도 되면 압축기 정상 운전한다(311).

동작 305 또는 동작 309의 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전해야 하는 경우, 바이패스 장치를 설치한 압축기의 바이패스 밸브를 개방하고(313), 내부 타이머를 이용하여 바이패스 밸브의 개방 시간을 카운트하고, 카운트한 개방시간이 설정시간을 경과하였는가를 판단한다(315). 밸브 개방 시간이 설정시간을 경과하면 바이패스 밸브를 닫고 복수 압축기 중 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기부터 차례로 기동한다(317). 이후 압축기 정상 운전한다(319).

압축기 정상 운전 중 압축기 정지 조건에 해당하는지를 판단한다(321). 정지 조건에 해당하면 제어부(106)는 복수 압축기를 정지시키고 타이머(T)를 통해 정지시간을 카운트하며 산출한 운전 부하에 따라 정지된 압축기에 대한 기동요구가 있는지를 판단한다(323)(325)(327). 압축기 기동요구가 있으면, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하였는지 판단하고, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하면 동작 331로 진행하여 해당 압축기를 기동 운전하며, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하지 않은 경우 동작 305로 진행한다(329).

위와 같은 제3 및 제4 실시예서는 압축기의 정지시간을 카운트하여 압평형도달여부를 체크하도록 하였으나, 압평형 여부를 체크하지 않고 압축기를 기동하기 전에 항상 바이패스밸브를 소정시간 개방시킨 후 압축기를 구동하도록 하는 것도 가능하며, 후술하는 바와 같이 압축기의 흡입측 및 토출측 압력센서를 이용하여 압력차를 직접 감지함으로써 압평형상태여부를 판단하도록 하는 것도 가능하다.

본 발명의 제5실시 예에 따른 압축기 제어장치는, 복수 압축기(1)(2)에 바이패스 장치 및 압력 센서를 설치하여 압축기 기동 불량을 방지하는 것으로, 복수 압축기 중 큰 용량 압축기에 제1바이패스 장치(30), 제1토출압력센서(3a), 제1흡입압력센서(3b)를 적용하고, 작은 용량 압축기에 제2바이패스 장치(40), 제2토출압력센서(4a), 제2흡입압력센서(4b)를 적용한다.

제어부(108)는 압축기의 바이패스 밸브를 개방하는 경우 그 압축기의 토출 압력과 흡입 압력의 압력차를 센서들로부터 입력 받아 설정 값 이하일 때 바이패스 밸브를 닫고 정지 압축기를 기동한다.

도 7c와 도 7d를 참고하면, 제어부(108)는 공기조화장치를 초기화한 후 온도센서(101)(103)로부터 실내 온도와 실외 온도를 입력 받아 운전 부하를 산출하고 산출된 운전 부하에 따라 압축기 기동요구가 있는지 판단한다(401)(402)(403). 그 판단 결과 압축기 기동요구가 있는 경우, 제어부(108)는 토출압력센서(3a)(4a)와 흡입압력센서(3b)(4b)를 이용하여 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 산출하고, 설정 압력과 비교하여 압평형인지 판단한다(404)(405).

압평형 상태가 아닌 경우 산출된 운전 부하에 따라 복수 압축기를 모두 운전하여야 하는지 판단한다(406). 그 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전하지 않아도 되면 작은 용량의 압축기(2)에 설치한 제2바이패스 밸브(42)를 개방하고(407), 압력센서(3a)(4a)(3b)(4b)를 이용하여 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 산출하고 설정 압력이하 즉 압평형인지 판단한다(409)(411). 압력차가 설정 압력이하이면 제2바이패스 밸브(42)를 닫고 작은 용량의 압축기를 기동 운전한다(413). 이후 압축기 정상 운전한다(415).

동작 406의 판단 결과 복수 압축기를 모두 운전해야 하는 경우, 제어부(108)는 제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)를 개방하고(417), 제어부(108)는

압력센서(3a)(4a)(3b)(4b)를 이용하여 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 산출하고 설정 압력이하 즉 압평형인지 판단한다(419)(421). 압력차가 설정 압력이하이면 제1 및 제2바이패스 밸브(32)(42)를 닫고 복수 압축기를 차례로 기동 운전한다(423). 이후 압축기 정상 운전한다(425).

동작 405의 판단 결과 압평형 상태인 경우 제어부(108)는 압평형이 이루어진 압축기를 기동한다(408). 압축기 정상 운전 중 압축기 정지 조건에 해당하는지를 판단한다(410)(412). 정지 조건에 해당하면 제어부(108)는 복수 압축기를 정지시키고 타이머(T)를 통해 정지시간을 카운트하며 산출한 운전 부하에 따라 정지된 압축기에 대한 기동요구가 있는지를 판단한다(414)(416)(418). 압축기 기동요구가 있으면, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하였는지 판단하고, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하면 동작 408로 진행하며, 카운트한 압축기 정지시간이 설정시간을 경과하지 않은 경우 동작 406으로 진행한다(420).

제5실시예서는 압축기의 정지시간을 카운트 하여 압평형도달여부를 체크하도록 하였으나, 압평형 여부를 체크하지 않고 압축기를 재기동하기 전에 항상 바이패스밸브를 소정시간 개방시킨 후 압축기를 구동하도록 하는 것도 가능하며, 초기 구동시와 마찬가지 방식으로, 흡입측 및 토출측 압력센서를 이용하여 압력차를 직접 감지함으로써 압평형상태여부를 판단하도록 하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 압축기의 흡입 측과 토출 측 사이에 마련된 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 압력 및 흡입 압력이 압평형을 이루게 하고 이 압평형 상태에서 정지 압축기를 기동하므로 압력차가 과도한 경우에 발생하는 기동 불량을 방지하고 압축기의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명은 압축기의 정지시간을 카운트하여 압평형 여부를 체크하거나 압력센서를 이용하여 압력차를 감지하여 압평형 여부를 체크할 수 있어서 압평형이 이루어 지지 않은 상태를 정확하고 신속하게 감지하고 짧은 시간 내에 바이패스 장치를 이용하여 압평형을 이루게 한다.

본 발명은 압평형 여부를 체크하지 않고 압축기를 기동하기 전에 항상 바이패스 장치를 소정시간 개방시킨 후 압축기를 구동할 수 있기 때문에 압평형 여부를 체크하기 위한 구성을 구비하지 않아도 압축기를 원활하게 기동할 수 있다.

본 발명은 복수 압축기 중 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기를 바이패스 장치를 설치한 압축기 보다 우선 운전함으로써 복수 압축기를 원할하게 기동할 수 있으며, 복수 압축기 중 일부 압축기에 바이패스 장치를 적용하므로 구성 부품이 줄어서 제조원가를 절감할 수 있다.

도 1a와 도 1b는 기존 압축기를 채용한 공기조화장치의 구성도이다.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 적용하는 압축기의 구조를 보인 도면이다.

도 2c는 정지된 압축기를 대상으로 압력차에 따라 기동 상태를 시험한 결과를 보인 도표이다.

도 3a는 본 발명의 제1실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 단일 압축기에 바이패스 장치를 적용한 구성의 예이다.

도 3b는 도 3a의 제어 블록도이다.

도 3c는 본 발명의 제1실시 예에 따른 압축기 제어방법의 순서도이다.

도 4a는 본 발명의 제2실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 단일 압축기에 바이패스 장치 및 압력 센서를 적용한 구성의 예이다.

도 4b는 도 4a의 제어 블록도이다.

도 4c는 본 발명의 제2실시 예에 따른 압축기 제어방법의 순서도이다.

도 5a는 본 발명의 제3실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 복수 압축기에 바이패스 장치를 적용한 구성의 예이다.

도 5b는 도 5a의 제어 블록도이다.

도 5c는 본 발명의 제3실시 예에 따른 압축기 제어방법의 순서도이다.

도 6a는 본 발명의 제4실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 복수 압축기 중 큰 용량 압축기에 바이패스 장치를 적용한 구성의 예이다.

도 6b는 도 6a의 제어 블록도이다.

도 6c는 본 발명의 제4실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 복수 압축기 중 작은 용량 압축기에 바이패스 장치를 적용한 구성의 예이다.

도 6d는 도 6c의 제어 블록도이다.

도 6e와 도 6f는 본 발명의 제4실시 예에 따른 압축기 제어방법의 순서도이다.

도 7a는 본 발명의 제5실시 예에 따른 압축기 제어장치로서 복수 압축기에 바이패스 장치 및 압력센서를 적용한 구성의 예이다.

도 7b는 도 7a의 제어 블록도이다.

도 7c 및 도 7d는 본 발명의 제5실시 예에 따른 압축기 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1,2 : 압축기

3,4 : 토출관

5,6 : 체크밸브

30, 40, 50, 60 : 바이패스 장치

Claims

압축기;

상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 장치; 및

비작동 상태의 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 상기 비작동 상태의 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 바이패스 장치는 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인에 마련되는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제2항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 일단은 상기 압축기의 토출 측과 역류 방지용 체크밸브 사이에 연결하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 바이패스 장치를 상기 압축기의 흡입압력 및 토출압력이 압평형을 이루는 최소 시간 이상으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
압축기;

상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 장치;

상기 압축기의 흡입측 및 토출측의 압평형여부를 판단하는 압평형판단수단; 및

상기 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단에 의해 압평형이 이루어지지 않은 것으로 판단되면, 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 압평형판단수단은, 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감지하는 센서부를 구비하며, 상기 센서부에 의해 감지된 압력차가 소정 값 이상이면 압평형이 이루어 지지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 압평형판단수단은, 상기 압축기의 비작동시간을 카운트하는 타이머를 구비하며, 상기 타이머에 의해 카운트된 압축기의 비작동시간이 소정값 이하이면 압평형이 이루어지지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제5항에 있어서, 상기 바이패스 장치는 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인에 마련되는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 일단은 상기 압축기의 토출 측과 역류 방지용 체크밸브 사이에 연결하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
병렬 접속된 복수 압축기;

상기 복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측을 각각 연결하는 바이패스 장치; 및

상기 복수 압축기 중 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제10항에 있어서, 상기 바이패스 장치는 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측을 연결하는 바이패스 라인과, 상기 바이패스 라인에 마련되는 바이패스 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제11항에 있어서, 상기 바이패스 라인의 일단은 상기 압축기의 토출 측과 역류 방지용 체크밸브 사이에 연결하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는 상기 바이패스 장치를 상기 압축기의 흡입압력 및 토출압력이 압평형을 이루는 최소 시간 이상으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
병렬 접속된 복수 압축기;

상기 복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측을 각각 연결하는 바이패스 장치;

상기 바이패스 장치가 설치된 압축기의 흡입측 및 토출측의 압평형여부를 판단하는 압평형판단수단; 및

상기 복수 압축기 중 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단에 의해 압평형이 이루어 지지 않은 것으로 판단되면, 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소한 후 상기 정지된 압축기를 기동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제14항에 있어서, 상기 압평형판단수단은, 상기 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감지하는 센서부를 구비하며, 상기 센서부에 의해 감지된 압력차가 소정 값 이상이면 압평형이 이루어 지지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제14항에 있어서, 상기 압평형판단수단은, 상기 복수 압축기의 비작동시간을 카운트하는 타이머를 구비하며, 상기 타이머에 의해 카운트된 압축기의 비작동시간이 소정값 이하이면 압평형이 이루어지지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어장치.
제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 복수 압축기는 용량이 다른 2이상의 압축기로 구성하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 복수 압축기를 초기 기동하는 경우 상기 제어부는 상기 복수의 압축기 중 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기를 바이패스 장치를 설치한 압축기 보다 우선하여 기동하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어장치.
압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 장치 및 제어부를 가지는 압축기의 제어 방법에 있어서,

정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 정지된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어 방법.
압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 연결하는 바이패스 장치, 압축기의 토출측과 흡입측 사이의 압평형을 판단하는 수단 및 제어부를 가지는 압축기의 제어 방법에 있어서,

정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 정지된 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 압평형판단수단을 통해 상기 압축기의 압평형 여부를 판단하며, 상기 압축기의 토출측과 흡입측이 압평형상태가 아닌 경우에는 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 정지된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 제어 방법.
복수의 압축기 중 어느 하나 이상의 압축기의 토출 측과 흡입 측 사이를 각각 연결하는 바이패스 장치 및 제어부를 가지는 복수 압축기의 제어 방법에 있어서,

압축기에 대한 기동 요구가 있는지를 판단하고, 압축기에 대한 기동 요구가 있는 경우 상기 복수의 압축기 중 바이패스 장치를 설치하지 않은 압축기를 우선적으로 기동하며, 상기 바이패스 장치를 설치한 압축기에 대한 추가적인 기동요구가 있는 경우 상기 바이패스 장치를 이용하여 정지된 압축기의 토출 측과 흡입 측의 압력차를 감소하여 압평형 이루고, 압평형이 이루어진 상태에서 상기 바이패스장치가 설치된 압축기를 기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 제어 방법.