KR20060065802A - Control method for air conditioner - Google Patents
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Abstract
실내의 상태에 따라서 압축기에서 압축되는 냉매의 용량을 제어함으로써 소비전력을 절감하기 위하여, 본 발명은 실내의 공기조화를 위하여 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기의 제어방법에 있어서, 실내의 냉방부하를 판단하기 위한 초기운전단계; 상기 초기운전단계에서 판단된 냉방부하에 따라서 온-오프 운전을 수행하는 온-오프 운전 또는 용량가변운전을 수행하는 용량가변 운전을 선택적으로 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 공기조화기의 제어방법을 제공한다. In order to reduce the power consumption by controlling the capacity of the refrigerant compressed in the compressor according to the state of the room, the present invention is a control method of an air conditioner equipped with a variable capacity compressor for air conditioning in the room, the cooling load of the room Initial operation step for determining; Providing a control method of an air conditioner including selectively performing an on-off operation for performing an on-off operation or a capacity-variable operation for performing a capacity variable operation according to the cooling load determined in the initial operation step. do.
공기조화기의제어방법, 용량가변형압축기, 바이패스밸브 Air Conditioning Control Method, Capacity Variable Compressor, Bypass Valve
Description
도 1은 종래기술에 따른 로터리 압축기의 구조를 나타낸 측단면도. 1 is a side cross-sectional view showing the structure of a rotary compressor according to the prior art.
도 2는 종래기술에 따른 로터리 압축기의 실린더의 구조를 도시한 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of a cylinder of a rotary compressor according to the prior art.
도 3은 종래기술에 따른 로터리 압축기의 제어방법을 나타낸 도면3 is a view showing a control method of a rotary compressor according to the prior art
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기에 구비되는 용량가변형 압축기 조립체를 나타낸 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a variable displacement compressor assembly provided in the air conditioner according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 적용되는 용량가변형 압축기에서 바이패스 밸브 및 실린더 구조를 나타낸 단면도. 5a and 5b is a cross-sectional view showing the bypass valve and the cylinder structure in a variable displacement compressor applied to the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 적용되는 용량가변형 압축기에서 3방밸브에 의하여 바이패스관의 연결구조를 변경시키는 것을 나타낸 구성도.Figure 6a and Figure 6b is a block diagram showing a change in the connection structure of the bypass pipe by the three-way valve in the variable displacement compressor applied to the present invention.
도 7은 실내의 냉방을 위한 상기 공기조화기의 제어방법을 나타낸 흐름도.7 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner for cooling the room.
도 8은 도 7의 A 단계에서 수행되는 제어과정을 나타낸 흐름도.8 is a flowchart illustrating a control process performed in step A of FIG.
도 9는 실내의 냉방시 실내온도에 따라서 상기 용량가변형 압축기의 운전상태를 나타낸 도면.9 is a view showing an operating state of the variable displacement compressor according to the room temperature during the cooling of the room.
도 10은 실내의 난방을 위한 상기 공기조화기의 제어방법을 나타낸 흐름도.10 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner for heating the room.
도 11은 도 10의 B 단계에서 수행되는 제어과정을 나타낸 흐름도.FIG. 11 is a flowchart illustrating a control process performed in step B of FIG. 10.
도 12는 실내의 난방시 실내온도에 따라서 상기 용량가변형 압축기의 운전상 태를 나타낸 도면. 12 is a view showing the operating state of the variable capacity compressor according to the room temperature when the room heating.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
3 : 압축기 5 : 전동부3: compressor 5: electric drive
6 : 압축부 17 : 롤링피스톤6: compression section 17: rolling piston
18 : 베인 21 : 흡입배관18: vane 21: suction pipe
22 : 토출배관 31 : 바이패스관22: discharge pipe 31: bypass pipe
32 : 제1배관 33 : 제2배관 32: 1st piping 33: 2nd piping
41 : 어큐뮬레이터 114 : 실린더41: accumulator 114: cylinder
124 : 바이패스밸브124: bypass valve
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to a control method of an air conditioner having a variable displacement compressor.
일반적으로, 공기조화기는 냉매와 실내 또는 실외의 공기 간의 열교환을 통하여 실내 공기를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 이때, 상기 냉매의 상태는 압축기-응축기-팽창장치-증발기를 지나면서 열역학적 사이클에 따라서 변화되고, 특히 상기 증발기 및 응축기에서 발생되는 냉매의 상변화를 통한 열전달에 의하여 실내공기를 냉방 또는 난방시킨다. In general, an air conditioner is a device for cooling or heating indoor air through heat exchange between a refrigerant and indoor or outdoor air. At this time, the state of the refrigerant is changed according to the thermodynamic cycle while passing through the compressor-condenser-expansion device-evaporator, and in particular, the indoor air is cooled or heated by heat transfer through the phase change of the refrigerant generated in the evaporator and the condenser.
한편, 상기 압축기는 상기와 같은 열역학적 사이클을 순환시키기 위하여 외 부에서 에너지가 공급되는 장치이다. 여기서, 상기 압축기는 냉매 가스 등의 유체를 압축하는 기기로서, 상기 유체를 압축하는 방식에 따라 로터리 압축기, 왕복동식 압축기, 스크롤 압축기 등으로 분류된다. On the other hand, the compressor is a device that is supplied from the outside to circulate the thermodynamic cycle as described above. Here, the compressor is a device for compressing a fluid such as refrigerant gas, and is classified into a rotary compressor, a reciprocating compressor, a scroll compressor, and the like according to the method of compressing the fluid.
도 1은 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 구성을 나타내는 측단면도이다. 1 is a side sectional view showing a configuration of a rotary compressor according to the prior art.
도 1에서 보는 바와 같이, 로터리 압축기(3)는 케이스(10) 내부에 전동부(5)와 압축부(6)를 함께 구비하고, 전동부(5)와 압축부(6)를 회전축(13) 양단에 각각 결합하여 전동부(5)의 회전력을 압축부(6)에 전달한다. As shown in FIG. 1, the
보다 상세히, 전동부(5)는 케이스(10)의 내주면에 장착된 고정자(11)와 상기 고정자의 내측에 회전가능하게 구비된 회전자(12)를 포함하는데, 상기 회전자(12)는 회전축(13)과 결합된다. 따라서, 상기 전동부(5)에 전원이 공급되면 상기 고정자(11)와 회전자(12) 사이에 형성된 회전자계에 의하여 상기 회전자(12)와 회전축(13)은 함께 회전된다. In more detail, the
한편, 상기 압축부(6)는 실린더(14)와 상기 회전축과 연결된 롤링피스톤(17)을 포함하여 이루어지고, 상기 롤링피스톤(17)은 상기 회전축(13)과 편심 결합되어 회전된다. Meanwhile, the
도 2는 종래 기술에 따른 로터리 압축기의 실린더 내부 구성을 나타낸 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the cylinder of the rotary compressor according to the prior art.
도 2에서 보는 바와 같이, 실린더(14)의 내측에는 원통형의 압축공간이 형성되고, 상기 롤링피스톤(17)은 외주면 일측이 상기 실린더(14) 내주면과 접하도록 회전축(13)에 편심되게 연결된다.
As shown in FIG. 2, a cylindrical compression space is formed inside the
또한, 실린더(14)의 내부 일측에는 반경방향을 따라 전진 및 후진 가능하게 설치되어 롤링피스톤(17)의 외주면에 접촉되어 내부 공간을 흡입실(S)과 압축실(C)로 구획하는 베인(18)이 구비된다. 여기서, 상기 베인(18)은 실린더(14)의 일측에 형성된 베인수용부(18a)를 따라서 슬라이딩되고, 상기 베인(18)의 후방은 스프링(18b)에 의하여 탄성적으로 지지된다. In addition, a vane for advancing and reversing along the radial direction on one inner side of the
그리고, 상기 베인(18)의 일측에는 냉매가 흡입되는 흡입구(14a)가 형성되고, 타측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(14b)가 형성된다. 여기서, 상기 흡입구(14a)는 흡입배관(21)과 연결되고, 상기 토출구(14b)는 토출포트(15a)와 연결된다. 상기 토출포트(15a)의 상단에는 상측을 향하여 탄성적으로 개폐되는 토출밸브(19)가 구비된다. In addition, an
이하, 상기 로터리 압축기의 작동을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the rotary compressor will be described.
먼저, 상기 전동부(5)에 전원이 인가되면 회전축(13)이 시계방향으로 회전되고, 이에 따라 상기 회전축(13)에 연결된 롤링피스톤(17)이 실린더(14) 내부공간에서 편심되어 회전된다. 이때, 상기 베인(18)에 의하여 구획된 흡입실(S)에는 흡입구(14a)를 통하여 냉매가 유입되고, 압축실(C)의 냉매는 압축되어 토출구(14b)를 통하여 토출되는 과정이 반복된다. 상기 토출된 냉매는 토출포트(15a)를 지나서 상측으로 이동되어 케이스(10)의 상부에 구비된 토출배관(22)으로 이동된다. 이후, 상기 압축된 냉매는 토출배관(22)을 통하여 응축기로 안내된다. First, when power is applied to the
한편, 종래기술에 따른 압축기가 장착된 공기조화기는 실내온도에 따라서 상기 압축기를 운전 또는 정지시킴으로써 실내의 공기를 조화시킨다. On the other hand, the air conditioner equipped with a compressor according to the prior art harmonizes the indoor air by operating or stopping the compressor according to the room temperature.
도 3은 종래기술에 따른 압축기의 작동상태 및 그에 따른 실내의 온도 변화를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing the operating state of the compressor according to the prior art and the temperature change of the room according to it.
도 3에서 보는 바와 같이, 실내를 냉방하기 위하여 상기 공기조화기가 작동된 후에 실내의 실제온도(Tin)가 희망온도(Td) 이하로 하강되어 설정된 온도에 도달하면 압축기의 작동이 중단된다. 또한, 상기 압축기가 작동되지 않아서 실내의 온도가 다시 상승되어 설정된 온도를 초과하면 다시 압축기가 작동되어 실내의 공기를 냉방시킨다. 이상과 같은 과정을 반복함으로써, 실내의 온도를 적정수준으로 유지시킨다. As shown in FIG. 3, after the air conditioner is operated to cool the room, the compressor is stopped when the actual temperature T in of the room falls below the desired temperature T d and reaches a set temperature. In addition, when the temperature of the room is raised again because the compressor is not operated and exceeds the set temperature, the compressor is operated again to cool the air in the room. By repeating the above process, the room temperature is maintained at an appropriate level.
한편, 종래의 공기조화기에서 상기 압축기의 작동을 중단시킨 후 다시 작동시키기 위해서는, 초기에 압축기 구동을 위한 모터 회전축의 관성을 극복하고 회전되어야 하므로 많은 전력이 소요되는 문제점이 있었다. On the other hand, in order to stop the operation of the compressor in the conventional air conditioner to operate again, there is a problem that consumes a lot of power because it must be rotated to overcome the inertia of the motor shaft for the compressor initially.
또한, 상기 압축기의 구동 및 정지를 지속적으로 반복하는 경우에 모터 및 그의 회전축이 손상될 위험이 증가하는 문제점이 있었다. In addition, there is a problem in that the risk of damage to the motor and its rotating shaft is increased when the compressor is repeatedly driven and stopped.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 소비전력을 절감하고 안정적으로 구동되는 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기를 제공하는 것이다. In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an air conditioner equipped with a variable displacement compressor to reduce the power consumption and to drive stably.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실내의 공기조화를 위하여 용량 가변형 압축기가 구비된 공기조화기의 제어방법에 있어서, 실내의 냉방부하를 판단하기 위한 초기운전단계; 상기 초기운전단계에서 판단된 냉방부하에 따라서 온-오프 운전을 수행하는 온-오프 운전 또는 용량가변운전을 수행하는 용량가변 운전을 선택적으로 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 공기조화기의 제어방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a control method of an air conditioner having a variable displacement compressor for air conditioning in the room, the initial operation step for determining the cooling load of the room; Providing a control method of an air conditioner including selectively performing an on-off operation for performing an on-off operation or a capacity-variable operation for performing a capacity variable operation according to the cooling load determined in the initial operation step. do.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기 및 그의 제어방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with an air conditioner and a control method provided with a variable displacement compressor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법에 적용되는 용량가변형 압축기의 구성도이고, 도 5a 및 도 5b는 상기 용량가변형 압축기의 작동과정에 따른 실린더 구조를 나타낸 단면도이다. 4 is a configuration diagram of a variable displacement compressor applied to a control method of an air conditioner according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views illustrating a cylinder structure according to an operation process of the variable displacement compressor.
도 4 내지 도 5b에서 보는 바와 같이, 상기 용량가변형 압축기(3)의 케이스(10) 내부에는 회전자(12)와 고정자(11)로 이루어진 전동부(5)와 상기 전동부의 하측에 구비된 압축부(6)가 구비된다. 상기 압축부(6)는 내부에 원통형 압축공간이 형성된 실린더(114)와 상기 압축공간 내에 편심되어 회전가능하게 구비된 롤링피스톤(17)을 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 4 to 5b, the
상기 롤링피스톤(17)은 상기 회전자(12)와 연결된 회전축(13)에 편심되어 연결되고, 상기 전동부(5)에 전원이 공급되면 상기 회전자(12)와 고정자(11) 사이에 형성되는 회전자계에 의하여 상기 회전자(12) 및 회전축(13)은 함께 회전된다. 이때, 상기 회전축(13)의 하부에 연결된 롤링피스톤(17)도 함께 회전된다. 여기서, 상기 회전자(12)는 일측이 실린더(14)의 내주면과 접촉되도록 편심되어 장착된다. The
또한, 상기 실린더(14)의 내부 일측에는 반경방향을 따라 전진 및 후진 가능하게 설치되고 롤링피스톤(17)의 외주면에 접촉되어 내부 공간을 흡입실(S)과 압축실(C)로 구획하는 베인(18)이 구비된다. 여기서, 상기 베인(18)은 실린더의 일측에 형성된 베인수용부(18a)를 따라서 슬라이딩되고, 상기 베인(18)의 후방은 스프링(18b)에 의하여 탄성적으로 지지된다. In addition, a vane for advancing and reversing along the radial direction and contacting the outer circumferential surface of the
그리고, 상기 베인(18)의 일측에는 흡입배관(21)과 연결되어 냉매가 흡입되는 흡입구(14a)가 형성되고, 타측에는 압축된 냉매가 토출되는 토출구(14b)가 형성된다. 여기서, 상기 토출구(14b)는 토출포트(15a)와 연결되고, 상기 토출포트(15a)의 상단에는 상측을 향하여 탄성적으로 개폐되는 토출밸브(19)가 구비된다. 상기 토출구(14b)를 통하여 토출된 냉매는 케이스(10)의 상부에 구비된 토출배관(22)을 통하여 토출된다. In addition, one side of the
도 4에서 보는 바와 같이, 상기 흡입배관(21)을 통하여 제1열교환기(51)로부터 압축기로 저압의 냉매가 유입되고, 상기 토출배관(22)을 통하여 상기 압축기로부터 제2열교환기(53)로 고압의 냉매가 토출된다. 또한, 상기 제2열교환기(53)에서 토출된 냉매는 팽창밸브(52)를 지나서 제1열교환기(51)로 유입됨으로써 전체적으로 상기 장치들을 지나는 냉매는 열역학적 사이클을 따라서 상태가 변화된다. As shown in FIG. 4, a low pressure refrigerant flows into the compressor from the
상기 압축기의 토출측과 연결된 제1열교환기(51)는 응축기로 기능하며, 상기 압축기의 흡입측과 연결된 제2열교환기(53)는 증발기로서 기능한다. 이때, 실내를 냉방하는 경우에는 증발기가 실내측에 위치되는 반면에, 실내를 난방하는 경우에는 응축기가 실내에 위치되어야 한다. 이를 위하여, 상기 공기조화기는 4방 밸브의 스위칭에 의하여 상기 압축기 토출측을 제1열교환기 또는 제2열교환기 중 어느 하나와 선택적으로 연결시킴으로써 실내를 선택적으로 냉방 또는 난방시키는 히트펌프로서 구성될 수도 있다. The
한편, 상기 베인(18)이 위치된 부분으로부터 소정각도 이격된 위치에는 바이패스홀(31a)이 형성되고, 상기 바이패스홀(31a)에는 바이패스관(31)이 연결된다. 상기 바이패스관(31)과 실린더(114) 내부 공간은 상호 바이패스 밸브(124)에 의하여 선택적으로 연통된다. Meanwhile, a
상기 압축기 조립체에서 실린더(114) 내에 흡입된 냉매의 일부를 상기 바이패스관(31)을 통하여 선택적으로 다시 상기 압축기 흡입구(14a)로 유입시키는 구성을 통하여 압축되는 냉매의 용량을 가변시키는 과정을 설명하면 다음과 같다. A process of varying the capacity of the refrigerant to be compressed through the configuration in which a part of the refrigerant sucked into the
먼저, 전체용량의 냉매를 압축하는 과정을 설명하면 다음과 같다. First, a process of compressing a refrigerant of full capacity will be described.
상기 실린더(114)에 최초 흡입되는 냉매의 용량은, 도 5a에서 보는 바와 같이, 실린더(114) 내부에 빗금쳐진 부분이다. 상기 롤링피스톤(17)이 시계방향으로 회전한다고 가정하면, 흡입실(S)에는 진공압이 형성되어 흡입구(14a)를 통하여 냉매가 흡입되고, 이와 동시에 압축실(C)에서는 이미 흡입된 냉매가 상기 롤링피스톤(17)과 실린더(114) 내벽 사이에서 압축된다. The capacity of the refrigerant initially sucked into the
즉, 상기 바이패스관(31)이 폐쇄된 상태인 경우 전술한 최초 흡입된 용량의 냉매는, 5b에서 보는 바와 같이, 우측의 압축실(C)의 용적만큼으로 압축된다. 이러한 방식으로, 일정 압력 이상으로 압축된 냉매는 상기 토출구(14b)를 통하여 배출 된다. That is, when the
한편, 용량을 가변하여 소용량의 냉매를 압축하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 상기 바이패스관(31)이 실린더 내부 압축실(C)과 연통된 경우에는 도 5a에 도시된 상태로부터 도 5b에 도시된 상태로 롤링피스톤(17)이 회전되는 동안에 냉매는 압축되지 않고 바이패스관(31)을 통하여 유출된다. Meanwhile, a process of compressing a small amount of refrigerant by varying the capacity will be described below. When the
이후, 상기 롤링피스톤(17)이 더욱 회전되어 바이패스홀(31a)과 접하게 된 다음부터는 압축실(C)이 바이패스관(31a)과 연통되지 않게 되므로 냉매는 압축되기 시작한다. 따라서, 최초 흡입된 냉매 중에서 상기 바이패스관(31a)을 통하여 유출된 냉매를 제외한 나머지 소용량의 냉매만이 실제로 압축된다. 이러한 경우, 압축기에서 토출되는 압축된 냉매의 용량이 감소하는 대신에 전체용량을 압축할 때보다 소요전력을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. Thereafter, since the rolling
전술한 바와 같이, 상기 바이패스관(31)과 실린더(114) 내부의 압축공간을 선택적으로 연통시킴으로써 압축기에서 압축되는 냉매의 용량을 조절할 수 있다. 이를 위하여, 상기 바이패스관(31)과 실린더(114) 내부공간의 경계지점에는 바이패스 밸브(124)가 구비되어 바이패스홀(31a)을 선택적으로 개폐한다. As described above, the capacity of the refrigerant compressed in the compressor can be adjusted by selectively communicating the
도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이, 상기 바이패스 밸브(124)는 개폐부재(124a)와 상기 개폐부재(124a)의 이동을 안내하는 몸체(124b)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 개폐부재(124a)는 상기 홀(31a)을 선택적으로 막기 위하여 플레이트 또는 구의 형상으로 이루어짐이 바람직하다. 또한, 상기 개폐부재(124a)는 실린더측과 바이패스관측 사이의 압력차이에 의하여 이동되어 바이패스홀(31a)을 선 택적으로 막음으로써 바이패스관(31)과 실린더(114)의 내부를 선택적으로 연통시킨다. 더욱이, 상기 개폐부재(124a)의 후방은 바이패스홀(31a)을 폐쇄하는 방향으로 회복력을 제공하는 탄성 스프링(124c)에 의하여 지지됨이 바람직하다. As shown in FIGS. 5A and 5B, the
여기서, 상기 개폐부재(124a)을 기준으로 실린더측 압력이 바이패스관측 압력보다 높은 경우에는 바이패스홀(31a)은 개방되고, 반대로 상기 개폐부재(124a)를 기준으로 실린더측 압력이 바이패스관측 압력보다 낮은 경우에는 바이패스홀(31a)은 폐쇄된다. Here, when the cylinder-side pressure is higher than the bypass tube pressure based on the opening /
이하, 상기 개폐부재(124a)의 양측의 압력을 효과적으로 조절하여 바이패스 밸브(124)를 선택적으로 개폐시키는 과정을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a process of selectively opening and closing the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스관(31)은 제1배관(33) 및 제2배관(32)에 연결되는데, 상기 제1배관(33)은 압축기의 토출배관(22)과 연결되고, 상기 제2배관(32)은 압축기의 흡입배관(21)과 연결된다. 상기 바이패스관(31)은 스위칭 수단의 조작에 따라서 상기 제1배관(33) 또는 제2배관(32)과 선택적으로 연통된다. 여기서, 상기 스위칭 수단은 상기 제1배관(33) 및 제2배관(32)에 각각 구비된 제1밸브(33a) 및 제2밸브(32a)를 포함하며, 상기 밸브들(33a,32a)의 조작을 통하여 상기 각 배관(32,33)을 흐르는 냉매의 흐름이 선택적으로 차단된다. 이를 위하여, 상기 밸브들(32a,33a)은 전기적으로 제어되는 2방 솔레노이드 밸브로 이루어짐이 바람직하다. 물론, 상기 제1배관(33) 및 제2배관(32)이 상기 바이패스관(31)과 선택적으로 연통되도록 하는 구성이라면 상기 2방밸브를 사용하는 이외에도 3방 또는 4방밸브를 사용하는 경우도 가능하다.
As shown in FIG. 4, the
여기서, 상기 흡입배관(21)에는 압축기(3)로 흡입되는 냉매를 기상과 액상으로 분리하여 기상의 냉매만 압축기로 유입시키는 어큐뮬레이터(41)가 구비됨이 바람직하다. 이를 통하여, 액상의 냉매가 압축기에 유입되어 압축기가 손상되는 것을 방지한다. Here, the
도 6a 및 도 6b는 상기 밸브들의 조작에 따른 용량가변형 압축기의 작동을 나타낸 개략적인 구성도이다. 6a and 6b is a schematic configuration diagram showing the operation of the variable displacement compressor according to the operation of the valves.
도 6a를 참조하여, 상기 바이패스 밸브(124)가 폐쇄되어 압축기가 전체용량의 냉매를 압축하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 제1밸브(33a)가 폐쇄되고 제2밸브(32a)가 개방되면, 상기 제1배관(33)을 통하여 바이패스관(31)으로 압축기 토출측의 고압 냉매가 유입된다. 이때, 도 5a 또는 도 5b에서 보는 바와 같이, 상기 바이패스 밸브(124)의 내부에 구비된 개폐부재(124a)의 바이패스관측의 압력이 높게 되므로, 상기 개폐부재(124a)는 전후 양측의 압력차이에 의하여 바이패스홀(31a)을 폐쇄하는 방향으로 이동된다. Referring to FIG. 6A, a process in which the
따라서, 상기 바이패스 밸브(124)는 폐쇄된 상태가 되고, 이를 통하여 전술한 바와 같이 냉매의 압축 과정에서 바이패스관(31)을 통하여 유출되지 않음으로써 전체용량의 냉매를 압축할 수 있다. Therefore, the
한편, 도 6b를 참조하여, 상기 바이패스 밸브(124)가 개방되어 압축기 전체용량 중 일부분의 냉매만을 압축하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 제1밸브(33a)가 개방되고 제2밸브(32a)가 폐쇄되면, 상기 바이패스관(31)은 제2배관(32)을 경유하여 저압의 냉매가 흐르는 흡입배관과 연결된다. 이때, 상기 바이패스 관(31) 내의 압력에 비하여 실린더(114) 내의 압력이 더 높게된다. 따라서, 도 5a 또는 도 5b를 참조하면, 상기 바이패스 밸브(124)의 내부에 구비된 개폐부재(124a)의 실린더측의 압력이 더 높게 되므로, 상기 개폐부재(124a)는 상기 양측의 압력차이에 의하여 바이패스홀(31a)을 개방하는 방향으로 이동된다. Meanwhile, referring to FIG. 6B, the
따라서, 상기 바이패스 밸브(124a)는 개방된 상태가 되고, 실린더(114) 내의 냉매가 압축되는 과정에서 바이패스관(31)을 통하여 일부가 유출되므로 소용량의 냉매만이 압축된다. 여기서, 상기 바이패스관(31)을 통하여 유출된 냉매는 제1배관(32)을 통하여 흡입밸브(21)로 유입되어 다시 실린더(114) 내부로 공급된다. Therefore, the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기는 압축가능한 전체용량의 압축과정 또는 상기 전체용량의 일부인 소용량 냉매의 압축과정을 선택적으로 수행할 수 있다. 상기와 같은 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기의 제어방법은 실내의 온도 변화에 따라서 상기 압축기(3)의 작동-정지 즉, 온-오프 뿐만 아니라 상기 바이패스 밸브(124)의 개폐를 제어하면서 수행된다. 이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 설명한다. As described above, the variable displacement compressor according to the present invention may selectively perform a compression process of a compressible total capacity or a compression process of a small capacity refrigerant that is part of the total capacity. The control method of the air conditioner equipped with the variable displacement compressor as described above, while controlling the operation-stop of the
도 7은 실내의 냉방을 위하여 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 8은 도 7의 A 단계에서 수행되는 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner according to the present invention for cooling the room, and FIG. 8 is a flowchart illustrating the control method performed in step A of FIG. 7.
도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 제어방법은 초기운전단계 및 상기 초기운전단계에서 판단된 실내의 냉방부하에 따라 온-오프 운전과 용량가변 운전을 선택적으로 수행하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 용량가변형 압축기는 전술한 실린더에 구비된 바이패스관을 선택적으로 개폐하여 압축되는 냉매의 용량을 가변하는 로터리 압축기인 것이 바람직하다. As shown in FIG. 7, the control method according to the present invention includes a step of selectively performing on-off operation and variable capacity operation according to the initial operation step and the cooling load of the room determined in the initial operation step. Here, the variable displacement compressor is preferably a rotary compressor for varying the capacity of the refrigerant to be compressed by selectively opening and closing the bypass pipe provided in the above-described cylinder.
먼저 공기조화기가 온(ON)되고(S1), 상기 공기조화기에 압축기의 냉방부하를 판단하는 초기운전이 필요한지 여부가 결정된다(SA). First, an air conditioner is turned ON (S1), and it is determined whether the air conditioner requires an initial operation for determining a cooling load of the compressor (SA).
상기 초기운전을 통하여 냉방부하를 판단할 필요가 있는 때에는, 도 8에서 보는 바와 같이, 초기운전단계가 수행된다. 우선, 상기 공기조화기의 일측에 구비된 온도센서에 의하여 실내온도(Tin)가 실시간으로 측정되고, 상기 측정된 온도는 상기 공기조화기의 작동을 제어하는 마이컴에 전달된다. 이때, 상기 마이컴은 검출된 실내온도(Tin)에 따라서 상기 압축기를 선택적으로 온/오프시킨다. When it is necessary to determine the cooling load through the initial operation, as shown in FIG. 8, the initial operation step is performed. First, the indoor temperature T in is measured in real time by a temperature sensor provided at one side of the air conditioner, and the measured temperature is transmitted to a microcomputer that controls the operation of the air conditioner. At this time, the microcomputer selectively turns on / off the compressor according to the detected room temperature T in .
여기서, 상기 초기운전단계에서는 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 더한 온도(Td+a ℃) 이상이거나 초과한 경우에는 상기 압축기를 대용량으로 작동시키는 단계(S6)와, 실내온도(Tin)가 상기 희망온도(Td)에 설정된 값을 뺀 온도(T d-a ℃) 이하이거나 미달된 경우에는 상기 압축기를 정지시키는 단계(S7)를 반복하여 수행된다. 여기서, 상기 압축기의 작동 및 정지는 적어도 2회 이상의 설정된 횟수만큼 반복된다. Here, in the initial operation step, if the room temperature (T in ) is greater than or exceeds the temperature (T d + a ℃) plus the value set in the desired temperature (T d ), operating the compressor at a large capacity (S6). And, if the room temperature (T in ) is less than or less than the temperature (T d -a ℃) minus the value set in the desired temperature (T d ) is performed by repeating the step (S7) to stop the compressor. Here, the operation and the stop of the compressor are repeated at least two or more predetermined times.
상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간(T1) 이상 지속됨이 바람직하다. 이는 너무 빈번하게 온-오프할 경우에 상기 압축기가 손상되는 것을 방지하고, 상기 압축기가 장착된 공기조화기의 실내측 열교환기에서 토출된 냉기가 실내에 확산되는 시간이 필요하기 때문이다. 따라서, 상기 설정된 시간(T1)은 상기 냉기가 실내로 확산되는 시간을 고려하여 설정된다. Stopping the compressor preferably lasts for at least a predetermined time T1. This is because the compressor is prevented from being damaged when it is frequently turned on and off, and the time required for the cold air discharged from the indoor heat exchanger of the air conditioner equipped with the compressor to diffuse into the room is required. Therefore, the set time T1 is set in consideration of the time for spreading the cold air into the room.
한편, 상기 냉방부하는 운전율의 산출을 통하여 판단될 수 있다. 여기서, 상기 운전율은 상기 압축기의 작동 및 정지가 설정된 횟수만큼 반복된 때에 (압축기의 총 운전시간/공기조화기의 총 운전시간)의 계산을 통하여 산출되고, 상기 산출된 운전율은 설정된 값과 비교된다(S2). 여기서, 상기 공기조화기의 총 운전시간은 공기조화기에 전원이 공급되는 상태로서, 상기 압축기의 작동시간과 정지시간을 모두 더한 시간을 말한다. On the other hand, the cooling load can be determined through the calculation of the operation rate. Here, the operation rate is calculated through calculation of (the total operation time of the compressor / the total operation time of the air conditioner) when the operation and the stop of the compressor is repeated a predetermined number of times, the calculated operation rate is the set value and Compared (S2). Here, the total operating time of the air conditioner is a state in which power is supplied to the air conditioner, and refers to a time obtained by adding both an operation time and a stop time of the compressor.
상기 운전율이 높은 것은 상기 압축기가 정지되는 시간이 최소화되는 경우에 발생되는데, 이는 실내의 냉방부하가 매우 큰 경우에 발생된다. 반면에, 상기 운전율이 낮은 것은 실내의 냉방부하가 낮거나 상기 압축기가 빈번하게 작동 및 정지를 반복한다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 운전율이 낮은 경우에는 빈번한 압축기의 작동 및 정지로 인하여 소비전력이 증가되고 압축기의 손상 위험이 커지므로, 낮은 냉방부하에 대응하여 상기 압축기의 운전방법을 변경함이 바람직하다. The high operation rate occurs when the time for stopping the compressor is minimized, which occurs when the cooling load in the room is very large. On the other hand, the low operation rate means that the cooling load in the room is low or the compressor frequently starts and stops repeatedly. Therefore, when the operation rate is low, power consumption is increased due to frequent operation and stop of the compressor, and the risk of damage to the compressor is increased. Therefore, it is preferable to change the operation method of the compressor in response to a low cooling load.
따라서, 상기 운전율이 설정된 값(M) 이상이거나 초과하면 전술한 초기운전단계와 같은 방식으로 온-오프 운전이 수행되고, 상기 운전율이 설정된 값(M) 이하이거나 미달된 경우에는 용량가변 운전이 수행되도록 한다. 이를 통하여, 실내의 냉방 부하가 큰 경우에는 온-오프 운전을 수행하여 상기 공기조화기가 단위시간당 보다 많은 열교환을 수행하도록 하고, 실내의 냉방부하가 일정수준 이하인 경우에는 용량가변 운전을 수행하여 상기 공기조화기가 적정수준의 열교환을 수행하도록 한다. Therefore, when the operation rate is above or above the set value M, on-off operation is performed in the same manner as the initial operation step described above, and when the operation rate is below or below the set value M, the variable capacity operation is performed. Let this be done. Through this, when the cooling load of the room is large, the air conditioner performs more heat exchange per unit time by performing on-off operation, and when the cooling load of the room is below a certain level, the variable capacity operation is performed to perform the air. Ensure that the conditioner performs an adequate level of heat exchange.
즉, 상기 압축기에서 압축되어 토출되는 냉매의 양이 많을수록 더 많은 열을 흡수할 수 있으므로 실내의 큰 냉방부하를 충족시킬 수 있다. 반면에, 실내의 냉방부하가 적은 경우에는 상기 압축되어 토출되는 냉매의 양을 감소시킴으로써 상기 압축기를 정지시키지 않고도 적절한 수준의 냉방부하를 충족시킬 수 있다. In other words, the greater the amount of refrigerant compressed and discharged from the compressor, the more heat can be absorbed, thereby satisfying a large cooling load in the room. On the other hand, when the cooling load of the room is small, an appropriate level of cooling load can be satisfied without stopping the compressor by reducing the amount of the compressed and discharged refrigerant.
한편, 상기 운전율이 설정된 값(M) 이상인 경우에 수행되는 온-오프 운전에 대하여 설명하면 다음과 같다. On the other hand, the on-off operation performed when the operation rate is greater than or equal to the set value (M) will be described as follows.
도 8을 참조하면, 상기 온-오프 운전은 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 더한 온도(Td+a ℃) 이상이거나 초과한 경우에는 상기 압축기를 대용량으로 작동시키는 단계(S6)와, 실내온도(Tin)가 상기 희망온도(Td)에 설정된 값을 뺀 온도(Td-a ℃) 이하이거나 미달된 경우에는 상기 압축기를 정지시키는 단계(S7)를 포함하여 수행된다. Referring to FIG. 8, the on-off operation operates the compressor at a large capacity when the indoor temperature T in is equal to or exceeds the temperature T d + a ° C. plus the set value of the desired temperature T d . Step (S6) and the step (S7) of stopping the compressor when the room temperature (T in ) is less than or below the temperature (T d -a ℃) minus the value set in the desired temperature (T d ) It is carried out including.
여기서, 상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간(T1) 이상 지속됨이 바람직하다. 이는 압축기를 너무 빈번하게 온-오프할 경우에 손상되는 것을 방지하고, 상기 압축기가 장착된 공기조화기의 실내측 열교환기에서 토출된 냉기가 실내에 확산되는 시간이 필요하기 때문이다. 따라서, 상기 설정된 시간(T1)은 상기 냉기가 실내로 확산되는 시간을 고려하여 설정된다. In this case, the step of stopping the compressor preferably lasts for at least a predetermined time (T1). This is because the compressor is prevented from being damaged when the compressor is frequently turned on and off, and the time required for the cold air discharged from the indoor heat exchanger of the air conditioner equipped with the compressor to diffuse into the room is required. Therefore, the set time T1 is set in consideration of the time for spreading the cold air into the room.
한편, 상기 운전율이 설정된 값 이상인 경우에 수행되는 용량가변 운전에 대하여 설명하면 다음과 같다. On the other hand, the capacity-variable operation performed when the operation rate is greater than or equal to the set value will be described.
도 9는 상기 공기조화기의 압축기가 용량가변 운전을 수행하는 경우에 실내온도의 변화를 나타낸 도면이다. 9 is a view showing a change in the room temperature when the compressor of the air conditioner performs a variable capacity operation.
도 9에서 보는 바와 같이, 실내를 냉방시키기 위한 공기조화기의 작동에 의하여 실내 온도(Tin)가 하강되어 희망온도(Td)에 도달되면 상기 용량가변형 압축기는 전체 압축용량 중 일부인 소용량의 냉매만을 압축하는 과정을 진행한다. 이후, 실내온도의 감소속도는 느려지므로, 상기 실내온도(Tin)가 상기 희망온도(Td)에서 설정된 값을 뺀 온도(Td-a ℃)에 도달하는 시간이 길어진다. 따라서, 상기 압축기의 온-오프 주기가 길어지도록 할 수 있으므로, 압축기의 시동시 과도하게 소요되는 소비전력을 절감할 수 있다. 상기 용량가변 운전 시에는 하기에 설명하는 바와 같이 실내온도(Tin)의 변화에 따라서 압축기의 온-오프 뿐만 아니라 전술한 로터리 압축기 내에 구비된 바이패스 밸브의 개폐가 제어된다. As shown in Figure 9, when the room temperature (T in ) is lowered by the operation of the air conditioner for cooling the room reaches the desired temperature (T d ), the variable displacement compressor is a small amount of refrigerant that is part of the total compression capacity Only the process of compressing. Then, because the decrease rate of the room temperature is slow, the time to reach the room temperature (T in) is obtained by subtracting a value set in said desired temperature (T d) temperature (T d -a ℃) becomes long. Therefore, since the on-off cycle of the compressor can be lengthened, it is possible to reduce excessive power consumption when starting the compressor. In the variable capacity operation, the opening and closing of the bypass valve provided in the rotary compressor as well as the on-off of the compressor are controlled according to the change in the room temperature T in as described below.
먼저, 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값(a)을 더한 온도(Td+a ℃)를 초과한 경우에는 상기 압축기가 대용량의 냉매를 압축하도록 제어된다. 이를 위하여, 도 6a에서 보는 바와 같이, 상기 스위칭 수단의 조작에 의하여 상기 로터리식 압축기의 실린더(114)의 일측에 구비된 바이패스 밸브(124)가 폐쇄된다. 상기 바이패스 밸브(124)가 폐쇄됨으로써 상기 압축기(3)가 압축할 수 있는 전체용량, 즉 대용량의 냉매가 압축되어 토출된다. First, when the room temperature T in exceeds the temperature (T d + a ° C.) plus the value a set to the desired temperature T d , the compressor is controlled to compress a large amount of refrigerant. To this end, as shown in Figure 6a, the
또한, 실내온도(Tin)가 하강되면서 상기 희망온도(Td)에 도달된 경우에는 상 기 압축기(3)가 소용량의 냉매를 압축하도록 제어한다. 이를 위하여, 도 6b에서 보는 바와 같이, 상기 로터리식 압축기의 실린더(3) 일측에 구비된 바이패스 밸브(124)는 폐쇄된다. 상기 바이패스 밸브(124)가 폐쇄됨으로써 상기 압축기(3)가 압축할 수 있는 전체용량 중 일부, 즉 소용량의 냉내 만이 압축되어 토출된다. In addition, when the room temperature T in is lowered and the desired temperature T d is reached, the
여기서, 상기 바이패스 밸브(124)의 개폐를 위하여 상기 스위칭 수단으로서 사용되는 제1밸브(33a) 및 제2밸브(32a)의 제어는 도 4 내지 도 6b를 참조하여 전술한 바와 같다. Here, the control of the
또한, 실내의 온도가 희망온도(Td)에서 설정된 값(a)을 뺀 온도(Td-a ℃) 이하인 경우에는 상기 압축기를 정지시킨다. 이때에도 상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간(T1) 이상 지속됨이 바람직하다. In addition, the compressor is stopped when the indoor temperature is equal to or less than the temperature (T d -a ° C) minus the set value (a) from the desired temperature (T d ). At this time, the step of stopping the compressor is preferably continued for at least a predetermined time (T1).
한편, 실내를 난방하는 경우의 상기 공기조화기의 제어방법을 설명하면 다음과 같다. On the other hand, the control method of the air conditioner in the case of heating the room is as follows.
도 10은 실내의 난방시 상기 공기조화기의 제어방법을 나타내는 흐름도이고, 도 11은 도 10의 B 단계에서 수행되는 제어과정을 나타낸 흐름도이다. 10 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner when heating the room, and FIG. 11 is a flowchart illustrating a control process performed in step B of FIG. 10.
도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이, 실내를 난방하는 경우에도 전술한 냉방을 위한 제어와 마찬가지로 압축기의 난방부하를 판단하기 위한 초기운전단계와, 상기 판단된 냉방부하에 따라서 온-오프 운전을 수행하는 온-오프 운전과 용량가변운전을 수행하는 용량가변운전을 선택적으로 수행한다. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, in the case of heating the room, the initial operation step for determining the heating load of the compressor and the on-off operation are performed according to the determined cooling load as in the above-described control for cooling. The capacitive variable operation that performs the on-off operation and the variable variable operation is selectively performed.
상기 초기운전단계에서는 운전율의 산출을 통하여 난방부하를 판단할 수 있 다. 여기서, 상기 운전율은 초기운전단계에서 수행된 결과를 통하여 상기 압축기의 작동 및 정지가 설정된 횟수만큼 반복된 경우에 (압축기의 총 운전시간/공기조화기의 총 운전시간)의 계산을 통하여 산출된다. In the initial operation step, it is possible to determine the heating load by calculating the operation rate. Here, the operation rate is calculated through calculation of (the total operation time of the compressor / the total operation time of the air conditioner) when the operation and stop of the compressor is repeated a predetermined number of times based on the result performed in the initial operation step. .
상기 운전율이 높은 것은 상기 압축기가 정지되는 시간이 최소화되는 경우에 발생되는데, 이는 실내의 난방부하가 매우 큰 경우에 발생된다. 반면에, 상기 운전율이 낮은 것은 실내의 난방부하가 낮거나 상기 압축기가 빈번하게 작동 및 정지를 반복한다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 운전율이 낮은 경우에는 빈번한 압축기의 작동 및 정지로 인하여 소비전력이 증가되고 압축기의 손상 위험이 커지므로, 낮은 난방부하에 대응하여 상기 압축기의 운전방법을 변경함이 바람직하다. The high operation rate occurs when the time for stopping the compressor is minimized, which occurs when the heating load in the room is very large. On the other hand, the low operation rate means that the heating load in the room is low or the compressor frequently starts and stops repeatedly. Therefore, when the operation rate is low, power consumption is increased due to frequent operation and stop of the compressor, and the risk of damage to the compressor is increased. Therefore, it is preferable to change the operation method of the compressor in response to a low heating load.
이후, 상기 산출된 운전율이 설정된 값(M) 이상이거나 초과하는 경우에는 전술한 초기운전단계와 동일한 방식으로 온-오프 운전이 수행되는 반면에, 상기 산출된 운전율이 설정된 값(M) 이하이거나 미달되는 경우에는 상기 용량가변 운전이 수행된다. 상기 용량가변 운전 시에는 상기 압축기의 온-오프 뿐만 아니라 압축기가 압축하는 냉매의 용량을 선택적으로 변경하면서 수행된다. Thereafter, when the calculated operation rate is equal to or greater than the set value M, on-off operation is performed in the same manner as in the initial operation step described above, while the calculated operation rate is equal to or less than the set value M. If the value is equal to or less than the capacity variable operation is performed. The variable capacity operation may be performed by selectively changing the capacity of the refrigerant compressed by the compressor as well as on / off of the compressor.
여기서, 상기 초기운전단계 및 상기 초기운전단계를 통하여 산출된 운전율이 설정된 값을 초과하는 경우, 즉 난방부하가 큰 경우에 수행되는 온-오프 운전 시에는 실내온도에 따라서 압축기의 온-오프가 제어된다. Here, when the operation rate calculated through the initial operation step and the initial operation step exceeds a set value, that is, when the on-off operation is performed when the heating load is large, on-off of the compressor is performed according to the room temperature. Controlled.
도 11에서 보는 바와 같이, 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 뺀 온도(Td-a ℃) 이하이거나 미달된 경우에는 상기 압축기를 대용량으로 작동시키는 단계(S15)와, 실내온도(Tin)가 상기 희망온도(Td)에 설정된 값을 더한 온도(Td +a ℃) 이상인 경우에는 상기 압축기를 정지시키는 단계(S16)를 포함하여 수행된다. 이때에도, 냉방시와 마찬가지로 상기 공기조화기의 실내기에서 토출되는 온기가 실내로 확산되는 시간을 고려하여 상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간(T2) 이상 지속됨이 바람직하다. As shown in Figure 11, when the room temperature (T in ) is less than or less than the temperature (T d -a ℃) minus the value set in the desired temperature (T d ) operating the compressor in a large capacity (S15) And a step (S16) of stopping the compressor when the room temperature T in is equal to or greater than the temperature T d + a ° C. plus the value set in the desired temperature T d . In this case, as in the case of cooling, the step of stopping the compressor in consideration of the time when the warmth discharged from the indoor unit of the air conditioner is diffused into the room is preferably at least longer than the set time (T2).
도 10에서 보는 바와 같이, 상기 용량가변 단계는 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 뺀 온도(Td-a ℃)에 미달된 경우에는 상기 압축기가 대용량의 냉매를 압축하도록 제어하는 단계(S12)와, 실내온도(Tin)가 상승되면서 상기 희망온도(Td)에 도달된 경우에는 상기 압축기가 소용량의 냉매를 압축하도록 제어하는 단계(S13)와, 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 더한 온도(Td+a ℃) 이상인 경우에는 상기 압축기를 정지시키는 단계를 포함하여 수행된다. 이때, 전술한 실내의 냉방시와 마찬가지로 상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간 이상 지속됨이 바람직하다. As shown in FIG. 10, in the capacity varying step, when the room temperature T in is less than the temperature (T d -a ° C.) minus a value set in the desired temperature T d , the compressor is configured to supply a large amount of refrigerant. Controlling to compress (S12), and when the desired temperature (T d ) is reached while the room temperature (T in ) is increased, controlling the compressor to compress a small amount of refrigerant (S13), and an indoor temperature. If (T in ) is equal to or more than the temperature (T d + a ° C.) plus the value set in the desired temperature (T d ), the step of stopping the compressor is performed. At this time, the step of stopping the compressor as in the case of the cooling of the room described above preferably lasts for at least a predetermined time.
도 12는 상기 압축기가 용량가변 운전을 수행하는 경우에 실내온도의 변화를 나타낸 도면이다. 12 is a view showing a change in the room temperature when the compressor performs a variable capacity operation.
도 12에서 보는 바와 같이, 실내를 난방시키기 위한 공기조화기의 작동에 의하여 실내 온도(Tin)가 상승되어 희망온도(Td)에 도달되면 상기 용량가변형 압축기는 전체 압축용량 중 일부인 소용량의 냉매만을 압축하는 과정을 진행한다. 이후, 실내온도의 상승속도는 느려지므로, 상기 실내온도(Tin)가 상기 희망온도(Td)에서 설정된 값을 더한 온도(Td+a ℃)에 도달하는 시간이 길어진다. 따라서, 상기 압축기의 온-오프 주기가 길어지도록 할 수 있으므로, 압축기의 시동시 과도하게 소요되는 소비전력을 절감할 수 있다. As shown in FIG. 12, when the room temperature T in is increased by the operation of the air conditioner for heating the room and the desired temperature T d is reached, the variable displacement compressor is a small amount of refrigerant that is a part of the total compression capacity. Only the process of compressing. Then, because the slow rising speed of the indoor temperature, the time to reach the room temperature (T in) is obtained by adding a value set in said desired temperature (T d) temperature (T d + a ℃) becomes long. Therefore, since the on-off cycle of the compressor can be lengthened, it is possible to reduce excessive power consumption when starting the compressor.
보다 상세히, 상기 용량가변 운전시에는 실내의 온도 변화에 따라서 전술한 로터리 압축기 내에 구비된 바이패스 밸브의 개폐 및 상기 압축기의 온-오프가 제어된다. In more detail, in the variable displacement operation, the opening and closing of the bypass valve and the on-off of the compressor are controlled according to the change in the temperature of the room.
먼저, 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값(a)을 뺀 온도(Td-a ℃) 이하이거나 미달된 경우에는 상기 압축기가 대용량의 냉매를 압축하도록 제어된다. 이를 위하여, 도 6a에서 보는 바와 같이, 상기 스위칭 수단의 조작에 의하여 상기 로터리 압축기의 실린더(114) 일측에 구비된 바이패스 밸브(124)는 폐쇄된다. 상기 바이패스 밸브(124)가 폐쇄됨으로써 상기 압축기(3)가 압축할 수 있는 전체용량, 즉 대용량의 냉매가 압축되어 토출된다. First, when the indoor temperature T in is equal to or less than or equal to or lower than the temperature (T d -a ° C) minus the value (a) set in the desired temperature (T d ), the compressor is controlled to compress a large amount of refrigerant. For this purpose, as shown in Figure 6a, the
상기와 같은 동작을 수행하는 공기조화기의 작동에 의하여 실내가 난방됨에 따라서, 실내온도(Tin)가 상승되어 상기 희망온도(Td)에 도달된 경우에는 상기 압축기가 소용량의 냉매를 압축하도록 제어된다. 이를 위하여, 도 6b에서 보는 바와 같이, 상기 로터리식 압축기의 실린더(114) 일측에 구비된 바이패스 밸브(124)는 개방된다. 상기 바이패스 밸브(124)가 개방됨으로써 상기 압축기(3)가 압축할 수 있는 전체용량 중 일부, 즉 소용량의 냉매만이 압축되어 토출된다.
As the room is heated by the operation of the air conditioner performing the above operation, when the room temperature T in is raised to reach the desired temperature T d , the compressor compresses a small amount of refrigerant. Controlled. To this end, as shown in Figure 6b, the
여기서, 상기 바이패스 밸브(124)의 개폐를 위하여 스위칭 수단으로서 사용되는 제1밸브(33a) 및 제2밸브(32a)의 제어는 도 4 내지 도 6b를 참조하여 전술한 바와 같다. 또한, 실내온도(Tin)가 희망온도(Td)에 설정된 값을 더한 온도(Td
+a ℃) 이상인 경우에는 상기 압축기(3)를 정지시킨다. 이때에도 상기 압축기를 정지시키는 단계는 최소한 설정된 시간(T2) 이상 지속됨이 바람직하다. Here, the control of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경하여 실시될 수 있음은 물론이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be modified and implemented appropriately within the scope described in the claims.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용량가변형 압축기가 구비된 공기조화기의 제어방법은 다음과 같은 효과를 제공한다. As described above, the control method of the air conditioner with a variable displacement compressor according to the present invention provides the following effects.
첫째, 실내의 냉방 또는 난방부하에 따라 압축기를 온-오프 운전 또는 용량가변 운전시킴으로써 실내의 공기조화 환경에 맞도록 상기 압축기를 제어하여 소비전력을 절감시킬 수 있다. First, by controlling the compressor to fit the indoor air conditioning environment by reducing the on-off operation or variable capacity operation of the compressor according to the cooling or heating load of the room can reduce the power consumption.
둘째, 실내의 온도에 따라 압축기의 냉매압축 용량을 변경함으로써 압축기의 운전율을 개선할 수 있다. 즉, 냉방 또는 난방 부하가 작은 경우에 소용량의 냉매만을 압축함으로써 실내 온도의 변화속도를 감소시키고, 이에 따라 압축기를 정지시키는 타이밍을 늦추어줄 수 있다. 따라서, 빈번한 온-오프에 의하여 소비되는 전력을 감소시킬 수 있고, 압축기의 손상을 방지할 수 있다. Second, it is possible to improve the operation rate of the compressor by changing the refrigerant compression capacity of the compressor according to the room temperature. In other words, when the cooling or heating load is small, only a small amount of refrigerant is compressed to reduce the rate of change in the room temperature, thereby delaying the timing of stopping the compressor. Thus, power consumed by frequent on-off can be reduced, and damage to the compressor can be prevented.
셋째, 복잡한 회로장치의 구성 없이도 상기 압축기에 연결된 배관들에 구비된 스위칭 수단의 간단한 조작만으로 상기 바이패스관을 선택적으로 개폐시킬 수 있고, 이를 통하여 압축되는 냉매의 용량을 보다 용이하게 변경시킴으로써 보다 안정적인 압축기 및 공기조화기의 제어방법을 구현할 수 있다. Third, the bypass pipe can be selectively opened and closed by simple operation of the switching means provided in the pipes connected to the compressor without the complicated circuit arrangement, thereby making it easier to change the capacity of the refrigerant to be compressed. It is possible to implement a control method of the compressor and the air conditioner.
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