KR20060042714A

KR20060042714A - 공기조화기 및 그 운전제어방법

Info

Publication number: KR20060042714A
Application number: KR1020040091471A
Authority: KR
Inventors: 양덕조
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-05-15
Also published as: KR100626423B1

Abstract

본 발명은 천정 덕트형 공기조화기 및 그 운전제어방법에 관한 것으로, 열린 토출구 개소에 따라 실내기 용량을 결정하여 실내기 풍량과 실외기 운전용량을 제어하는 것이다.

이를 위해 본 발명은, 실내기에 연결된 복수의 덕트를 통해 실내 공간을 공조시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 덕트에 형성된 토출구의 개폐를 감지하고, 감지된 토출구 개폐수에 따라 실내기 용량을 결정하고, 결정된 실내기 용량에 따라 실내팬의 풍량과 실외기의 운전용량을 가변시켜 불필요한 전력손실을 줄일 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 운전제어방법{Air conditioner and operation control method thereof}

도 1은 본 발명의 천정 덕트형 공기조화기를 설치한 건물의 종단면도,

도 2는 도 1에 도시된 공기조화기의 기류와 냉매흐름을 도시한 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 토출구 개폐상태를 예시한 구성도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 전체 시스템 구성도,

도 5는 도 4에 도시된 공기조화기의 상세한 제어 구성도,

도 6은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법의 동작 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 실외기 102 : 압축기

106 : 실외기마이컴 200 : 실내기

202 : 토출덕트 204 : 토출구

206 : 조절판 208 : 토출구센서

218 : 실내팬 220 : 실내팬모터

222 : 실내기마이컴

본 발명은 하나의 실외기로 복수의 실내기를 제어하는 천정 덕트형 공기조화기에 관한 것으로, 특히 각 실내기의 열린 토출구 개소에 따라 실내기 용량을 결정하여 실내기의 풍량과 실외기의 운전용량을 제어하는 공기조화기 및 그 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 시스템 에어컨은 하나 이상의 실외기에 복수의 실내기가 연결되는 방식을 채용하며, 상기 실외기와 복수 실내기 사이에는 전원선 및 통신선 등이 연결되어 이 통신선을 매개로 정해진 통신 프로토콜에 따라 상호간 통신을 수행하고, 상기 실외기와 복수 실내기 사이에는 냉매배관이 설치되어 이 냉매배관을 매개로 냉매싸이클에 따라 상호간 냉매가 순환되도록 되어 있다.

이러한 시스템 에어컨 중에는 하나의 실내기에 복수의 덕트를 연결하여 천정에 매립한 상태로 넓은 실내 공간을 공기조화시키는 천정 덕트형 에어컨이 있으며, 이 천정 덕트형 에어컨은 가습기나 고성능 필터를 용이하게 설치할 수 있고 외기 처리나 전열교환기의 채용도 가능하고 질 높은 공조를 실시할 수 있으며, 또 공조하는 실내에는 토출구와 흡입구 밖에 없어 실내공간을 유효하게 사용할 수 있는 등의 많은 장점이 있어 빌딩공조 등에 많이 채택되고 있다.

이러한 천정 덕트형 에어컨에는 대한민국 특허공보 90-006505호가 있다.

동 공보에 개시된 공기조화기는 각 실내의 온도를 검출하는 실내서모스탯이 설치되어 댐퍼 개도에 따라 메인덕트내의 변화하는 압력을 검출하여 송풍기의 용량을 변화시키고, 이 송풍량의 변화에 따라 열교환기의 출구공기온도가 변화하므로 이 변화하는 온도를 온도검출기에서 검출하여 미리 설정된 공기온도가 되도록 열원기의 능력을 제어하였다.

그런데, 이와 같은 종래 공기조화기에서는, 토출구의 개도에 따라 실내기(열원기)의 능력을 가변시킬 수는 있으나, 운전 중에 열리거나 닫힌 토출구 개소를 인식하여 이 열린 토출구 개소에 따라 실내기의 용량을 설정하고, 이 설정된 실내기 용량으로 실외기의 운전용량을 가변시킬 수 없으므로 토출구 개폐에 관계없이 실외기는 일정한 용량(최대용량)으로 운전하기 때문에 전력손실이 많아진다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열린 토출구 개소에 따라 실내기 용량을 결정하여 실내기의 풍량을 다단계로 제어하는 공기조화기 및 그 운전제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 결정된 실내기 용량에 따라 실외기의 운전용량을 가변제어하는 공기조화기 및 그 운전제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법은, 실내기에 연결된 복수의 덕트를 통해 실내 공간을 공조시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 덕트에 형성된 토출구의 개폐를 감지하고, 감지된 토출구 개폐수에 따라 실내기 용량을 결정하고, 결정된 실내기 용량에 따라 실내팬의 풍량과 실외기의 운전용량을 가변시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 실내기에 연결된 복수의 덕트를 가지는 공기조화기에 있어서, 상기 복수의 덕트에 형성된 토출구의 개폐를 감지하는 복수의 토출구센서; 및 감지된 토출구 개폐수에 따라 실내기 용량을 결정하여 실외기의 운전용량을 가변시키는 제어부를 포함하고, 상기 복수의 토출구에는 토출구를 개폐시키는 조절판이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 복수의 토출구가 모두 열려있으면 실외기를 최대용량으로 운전시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 천정 덕트형 공기조화기를 설치한 건물의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공기조화기의 기류와 냉매흐름을 도시한 구조도이다.

도 1 및 도 2에서, 본 발명의 공기조화기는 통상의 냉매싸이클을 형성하는 실외기(100)와, 상기 실외기(100)에 연결되어 각 실내공간의 냉난방을 행하는 복수의 실내기(200)를 구비하며, 실외기(100)와 실내기(200) 사이에는 냉매배관(300)이 설치된다.

각각의 실내기(200)에는 복수의 토출덕트(202)가 연결되어 천정에 매립된 상태로 설치되고, 상기 토출덕트(202)의 끝단에는 공기를 토출하는 토출구(204)가 형성되며, 상기 복수의 토출구(204)에는 토출구(204)를 개폐시킴은 물론, 토출되는 공기의 방향을 수동으로 조절하는 조절판(206)이 설치되고, 상기 조절판(206)의 내측에는 복수의 토출덕트(202)내 풍압 또는 온도를 검출하여 토출구(204)의 개폐여부를 감지하는 토출구센서(208)가 설치된다.

상기 실내기(200)의 하단에는 공기를 흡입하는 흡입덕트(210)가 연결되고, 상기 흡입덕트(210)에는 복수의 흡입구(212)가 형성된다.

상기 실내기(200)의 내부에는 흡입구(212)를 통해 흡입되는 실내공기온도를 감지하는 흡입구센서(214)와, 상기 흡입구(212)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하는 실내열교환기(216)와, 상기 실내열교환기(216)에서 열교환된 공기를 송풍하는 실내팬(218)이 설치된다.

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 토출구 개폐상태를 예시한 구성도로서, 도 3(a)는 토출구(204) 전부(예를 들어, 5개)를 개방한 상태이고, 도 3(b)는 토출구(204) 일부(예를 들어, 2개)만 개방한 상태이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 전체 시스템 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 공기조화기의 상세한 제어 구성도로서, 하나의 실외기(100)와 복수의 실내기(200)를 포함하며, 상기 실외기(100)와 실내기(200) 사이에는 전원선 및 통신선 등이 연결되어 실내기(200)와 실외기(100) 간에 통신이 가능하도록 구성되어 있다.

상기 실외기(100)는 냉매를 압축하는 압축기(102)와, 상기 압축기(102)에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하도록 실외공기를 강제 송풍시키는 실외팬모터(104)와, 실외기(100)의 각 장치들을 제어하고 실내기마이컴(222)과 데이터 통신을 하는 실외기마이컴(106)을 포함한다.

상기 복수의 실내기(200)는 실내온도를 감지하는 흡입구센서(214)와, 복수개 토출구(204)의 개폐여부를 감지하는 복수의 토출구센서(208)와, 실내팬(218)의 풍 량을 다단계(강/중/약)로 조절하는 실내팬모터(220)와, 실내기(200)의 각 장치들을 제어하고 실외기마이컴(106)과 데이터 통신을 하는 실내기마이컴(222)을 각각 포함한다.

상기 실내기마이컴(222)은 열린 토출구(204) 개소에 따라 실내기(200)의 용량을 결정하여 상기 실내팬(218)의 풍량을 제어하고, 실내기(200)의 용량변화에 따라 실외기(100)의 운전용량(압축기 운전용량)을 제어하도록 결정된 실내기(200)의 용량을 실외기마이컴(106)에 전송하고, 상기 실외기마이컴(106)은 실내기마이컴(222)으로부터 전송된 실내기(200) 용량에 따라 실외기(100;구체적으로는 압축기)의 운전용량을 가변시키도록 제어한다.

한편, 상기 실외기(100)의 최대운전용량은 복수의 토출덕트(202)를 구비한 각각의 실내기(200) 용량을 모두 합산한 값이다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기 및 그 운전제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법의 동작 흐름도로서, 도 6에서 S는 단계(STEP)를 나타낸다.

본 발명의 동작설명을 위한 초기조건으로서, 복수(예를 들어, 5개)의 토출구(204)는 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 모두 열린 상태로 실내기(200)와 실외기(100)는 최대용량으로 설정되어 있다고 가정한다.

본 발명에 의한 공기조화기의 운전제어방법은, 실내기(200)에 형성된 모든 토출구(204)가 열린 상태에서 실외기(100)를 최대용량으로 운전하여 냉방운전을 수 행하는 단계(S100~S140)와; 냉방운전 도중에 사용자가 토출구(204)에 설치된 조절판(206)을 수동 조작하여 토출구(204)의 일부가 닫혔는지를 감지하는 단계(S150)와; 열린 토출구(204) 개소에 따라 실내기(200) 용량을 결정하여 실내팬(218)의 풍량을 제어하는 단계(S160~S170)와; 결정된 실내기(200) 용량에 따라 실외기(100) 운전용량을 가변제어하는 단계(S180~S190)를 포함한다.

이와 같이 구성된 공기조화기의 운전제어방법의 동작과정을 좀더 상세히 설명한다.

사용자가 선택하는 운전모드(냉방 또는 난방)와 설정온도(Ts) 등의 운전정보가 입력되면 운전 온인가를 판단하고(S100), 운전 온이면 실내기마이컴(222)에서 실내기(200) 용량을 최대(예를 들어, 5마력)로 하여 실내팬(218)을 구동시킨다(S110).

상기 실내팬(218)이 구동함에 따라 실내기(200)내로 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 흡입구센서(214)에서 감지하여 실내기마이컴(222)에 출력하면, 실내기마이컴(222)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 비교결과에 따라 압축기(102) 온조건인가를 판단하여 온조건이면 소정의 지연시간(약, 3분)을 가지고 압축기(102)와 실외팬모터(104) 등의 공조장치를 작동시켜 냉방운전을 수행한다(S120~S140).

이때, 상기 압축기(102)는 토출구(204)가 모두 열린 상태이므로 최대용량으로 운전한다.

이와 같이, 실내기(200) 풍량과 실외기(100) 운전용량을 최대로 하여 공기조화기를 운전하는 도중에 사용자가 토출구(204)에 설치된 조절판(206)을 수동으로 조작하여 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 토출구(204)의 일부를 닫으면, 조절판(206)의 내측에 설치된 토출구센서(208)에서 토출덕트(202)의 변화하는 풍압 또는 온도에 따라 토출구(204)의 닫힘상태를 감지하여 실내기마이컴(222)에 출력한다(S150).

따라서, 실내기마이컴(222)은 열린 토출구(204) 개소를 판단하여 토출구(204) 개소당 1마력이라고 가정했을 때 실내기(200) 용량을 2마력으로 결정한다(S160).

상기 토출구(204) 개소에 따른 실내기(200) 용량 결정은 아래의 식 (1)에 의해 산출되며, 이 산출된 실내기(200) 용량데이터는 메모리에 테이블화하여 저장할 수 있다.

실내기 용량 = (열린 토출구 개소/총 토출구 수) ⅹ 덕트용량 …(1)

여기서, 덕트용량은 5마력이다.

상기 실내기마이컴(222)에서 결정된 실내기(200) 용량에 따라 실내팬(218)의 풍량을 다단계(강/중/약)로 제어한다(S170).

예를 들어, 실내기(200) 용량이 최대 5마력일 때 실내팬(218)의 풍량이 "강"이라고 가정하면, 실내기(200) 용량이 3마력일 때는 실내팬(218)의 풍량을 "중"으로 하고, 실내기(200) 용량이 1마력일 때는 실내팬(218)의 풍량을 "약"으로 제어하는 것이다.

그리고, 상기 실내기마이컴(222)은 개방된 토출구(204) 개소에 따라 결정된 실내기(200) 용량을 실외기마이컴(106)에 전송하고, 실외기마이컴(106)은 전송된 실내기(200) 용량에 따라 실외기(100)의 운전용량을 가변하여 압축기(102) 운전용 량을 제어한다(S180~S190).

실내기(200) 용량에 따라 변화하는 실내팬(218)의 풍량과 실외기(100)의 운전용량 제어값은 실내기마이컴(222) 또는 실외기마이컴(106)의 롬테이블상에 저장되어 있다.

이후, 실내기마이컴(222)은 토출구(204) 개폐상태를 계속하여 감지하면서 변화하는 토출구(204) 개소에 따라 실내기(200) 용량을 결정하여 실내팬(218)의 풍량과 실외기(100)의 운전용량(압축기 운전용량)을 제어함으로서 실내기(200)에서 필요한 용량만 사용하여 최대용량에 따른 손실을 줄일 수 있어 불필요한 전력소모를 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 토출구(204)가 모두 열린 상태에서 실내기(200) 풍량과 실외기(100) 운전용량을 최대로 하여 공기조화기를 운전하는 도중, 사용자가 일부 토출구(204)를 닫은 경우 실내기(200) 풍량과 실외기(100) 운전용량을 제어하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 토출구(204)의 일부만 열린 상태에서 공기조화기를 운전하는 도중에 토출구(204)를 모두 여는 등의 어떠한 토출구(204) 개폐상태 변화에서도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에서는 하나의 실외기(100)에 연결된 복수의 실내기(200)에 복수의 토출덕트(202)를 연결시킨 천정 덕트형 공기조화기를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 덕트시스템을 갖는 전열교환기, 차량용 에어컨 등에도 적용 가능하다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 운전제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 운전제어방법에 의하면, 열린 토출구 개소에 따라 실내기 용량을 결정하여 실내기의 풍량을 다단계로 제어하고, 결정된 실내기 용량에 따라 실외기의 운전용량을 제어하여 전력손실을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Claims

실내기에 연결된 복수의 덕트를 통해 실내 공간을 공조시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

상기 복수의 덕트에 형성된 토출구의 개폐를 감지하고,

감지된 토출구 개폐수에 따라 실내기 용량을 결정하고,

결정된 실내기 용량에 따라 실외기의 운전용량을 가변시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
제 1항에 있어서,

상기 결정된 실내기 용량에 따라 실내팬의 풍량을 가변시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
실내기에 연결된 복수의 덕트를 가지는 공기조화기에 있어서,

상기 복수의 덕트에 형성된 토출구의 개폐를 감지하는 복수의 토출구센서; 및

감지된 토출구 개폐수에 따라 실내기 용량을 결정하여 실외기의 운전용량을 가변시키는 제어부를

포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 3항에 있어서,

상기 복수의 토출구에는 토출구를 개폐시키는 조절판이 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,

상기 제어부는 복수의 토출구가 모두 열려있으면 실외기를 최대용량으로 운전시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.