KR20060065947A

KR20060065947A - 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법

Info

Publication number: KR20060065947A
Application number: KR1020040104561A
Authority: KR
Inventors: 송명섭; 정규하; 박문수; 김우현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-11
Filing date: 2004-12-11
Publication date: 2006-06-15

Abstract

본 발명은 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 난방주체운전시, 난방실내기의 난방효율을 저하시키지 않으면서도 냉방실내기의 동결을 효과적으로 방지한다.

이를 위해 본 발명은 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기를 각각 구비하고, 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 실외기와 복수의 실내기 사이에 냉난절환기를 통해 접속되는 고압가스관, 저압가스관 및 고압액관을 포함하고, 난방주체로 동시 냉난방하는 난방주체운전시, 냉방실내기측 저압가스관을 개방시키고, 개방된 냉방실내기의 응축온도에 따라 냉방실내기측 실내열교환기의 동결조건인지를 판단하고, 동결조건이면, 개방된 냉방실내기측 저압가스관을 소정시간동안 폐쇄시키고, 소정시간이 경과한 후 저압가스관을 다시 개방시킨다.

Description

냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법{CONTROL METHOD FOR SIMULTANEOUS COOLING-HEATING TYPE MULTI-TYPE AIR}

도 1은 종래 냉난방 동시형 멀티공기조화기 냉매사이클도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 냉매사이클도이다.

도 3은 도 2의 난방주체운전시의 작동도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 난방주체운전시 냉방실내기측의 동결방지를 위한 제어과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

도 5는 도 2의 난방주체운전시 동결방지를 위해 냉방실내기의 저압가스관을 폐쇄시킨 상태를 보인 작동도이다.

도 6은 도 5에서 동결조건해제 후 냉방실내기의 저압가스관을 다시 개방시킨 상태를 보인 작동도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

21:실외기 22:압축기

23:사방밸브 24:실외열교환기

25,30:팽창밸브 26:레시버탱크

27:어큐뮬레이터 28:실내기

29:실내열교환기 31:냉난절환기

32:고압가스관 32A,32B,32C,32D: 전자밸브

33:저압가스관 33A,33B,33C,33D: 전자밸브

34, 고압액관

본 발명은 냉난방 동시형 멀티공기조화기에 관한 것으로, 소수의 실내기는 냉방운전시킴과 동시에 나머지 다수의 실내기를 난방운전시키는 난방주체운전하는 경우, 냉방실내기의 동결을 방지할 수 있는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 사방밸브, 팽창밸브를 갖는 1개의 실외기(1)와, 실내열교환기(2A,2B,2C,2D), 팽창밸브(3A,3B,3C,3D)를 갖는 복수의 실내기(4)(일예로, 4개)와, 복수의 개폐밸브(5A,5B,5C,5D)(6A,6B,6C,6D)를 갖는 냉난절환기(7)와, 이 냉난절환기(7)를 통해 실외기와 실내기들 사이에 마련된 고압가스관(8), 저압가스관(9), 고압액관(10)을 포함한다.

이러한 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 냉난절환기(7)의 복수의 개폐밸브(5A,5B,5C,5D)(6A,6B,6C,6D)를 선택적으로 개폐하여 각 실내기(4)의 냉매유입 또는 냉매유출을 조절함으로서 전체 실내기를 난방운전시키는 전실 난방운전, 전체 실내기를 냉방운전시키는 전실 냉방운전, 소수의 실내기는 냉방운전시키고, 나머지 다수의 실내기를 난방운전시키는 난방주체운전, 소수의 실내기를 난방운전시키고, 나머지 다수의 실내기를 냉방운전시키는 냉방주체운전을 수행한다.

특히, 난방주체운전시 냉난절환기(7)에 의해 난방운전하는 난방실내기의 고압가스관(8)의 개폐밸브가 열림과 동시에 저압가스관(9)의 개폐밸브는 닫혀진다. 반대로 냉방운전하는 냉방실내기의 고압가스관(8)의 개폐밸브는 닫혀짐과 동시에 저압가스관의 개폐밸브(9)는 열린다.

그러나, 냉방실내기의 실내열교환기의 응축온도 0 이하로 낮아지고, 이러한 상태를 소정시간이상 지속하게 되면, 실내열교환기가 동결한다. 동결이 발생하면, 실내기 풍향이 감소지게 되면서 동결속도가 더욱 빨라져 결국 냉방실내기의 냉방효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 종래에는 압축기를 주기적으로 오프시켜 냉방실내기의 동결을 방지하고 있으나, 이러한 압축기 오프방식은 특히 난방주체운전시와 같이, 일부의 실내기만 냉방운전하고, 나머지 다수의 실내기가 난방운전하는 경우에는 난방효율이 상당히 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 난방주체운전시, 난방실내기의 난방효율을 저하시키지 않으면서도 냉방실내기의 동결을 효과적으로 방지할 수 있는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법은 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 냉난절환기를 통해 접속되는 고압가스관, 저압가스관 및 고압액관을 구비하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 있어서, 난방주체로 동시 냉난방하는 난방주체운전시, 냉방실내기측 저압가스관을 개방시키고; 상기 냉방실내기의 응축온도에 따라 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 동결조건인지를 판단하고; 동결조건이면, 상기 개방된 냉방실내기측 저압가스관을 소정시간동안 폐쇄시키고; 상기 소정시간이 경과한 후 상기 저압가스관을 다시 개방시키는 것을 특징으로 한다.

상기 냉방실내기의 응축온도가 동결조건판단을 위해 미리 설정된 온도보다 낮은 온도를 미리 설정된 시간이상 지속하면, 동결조건인 것을 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉방실내기의 응축온도는 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 입구온도 또는 출구온도인 것을 특징으로 한다.

상기 소정시간은 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 입구온도 및 출구온도가 모두 미리 설정된 온도보다 높은 온도를 미리 설정된 시간이상 지속하는 시간인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법은 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 냉난절환기를 통해 접속되는 고압가스관, 저압가스관 및 고압액관을 구비하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 있어서, 난방주체로 동시 냉난방하는 난방주체운전시, 냉방실내기측 저압가스관을 개방시키고; 상기 냉방실내기의 응축온도가 미리 설정된 제1온도보다 낮은 온도를 제1소정시간이상 지속하면, 상기 개방된 냉방실내기측 저압가스관을 폐쇄시키고; 상기 냉방실내기측 저압가스관을 폐쇄시킨 후 상기 냉방실내기의 응축온도가 미리 설정된 제2온도보다 높은 온도를 제2소정시간이상 지속하면, 상기 폐쇄된 냉방실내기측 저압가스관을 다시 개방시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 냉매사이클도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실외기(21)는 압축기(22), 사방밸브(23), 실외열교환기(24), 팽창밸브(25), 레시버탱크(26) 및 어큐뮬레이터(27)를 구비하며, 실내기(28)는 복수 개(본 실시의 형태에서는 4개) 마련되어 있으며 각각 실내열교환기(29A,29B,29C,29D)와 이에 직렬로 접속된 팽창밸브(30A,30B,30C,30D)를 구비하고 있으며 이 실내기(28)들이 실외기(21)와의 사이에 냉난절환기(31)를 통해 고압가스관(32), 저압가스관(33) 및 고압액관(34)에 의해 접속된 구성으로 되어 있다.

여기서 고압가스관(32), 저압가스관(33) 및 고압액관(34)은 냉난절환기(31) 에 서 분기시킬 수 있으며 분기된 고압액관(34)은 실내기(28)의 팽창밸브(30A,30B,30C,30D)에 각각 접속되어 있다. 또한 고압가스관(32) 및 저압가스관(33)은 각각 냉난절환기(31)에서의 절환밸브로서의 난방용 전자밸브(32A,32B,32C,32D)와 냉방용 전자밸브(33A,32B,32C,32D)를 통해 실내기(28)의 실내열교환기(29A,29B,29C,29D)에 접속되는 동시에 이 난방용 전자밸브(32A,32B,32C,32D)와 냉방용 전자밸브(33A,32B,32C,32D)들보다 실외기(21)와 가까운 측에서 전자밸브(35A) 및 캐필러리 튜브(35B)를 통해 서로 접속 가능하게 되어 있다. 한편 이 전자밸브(35A)는 전폐 가능한 압력기구인 것이 바람직하며, 예를 들어 전폐 가능한 전자팽창밸브(전동팽창밸브) 등이 바람직하다.

한편, 실외기(21)에서는, 저압가스관(33)이 어큐뮬레이터(27)를 통해 압축기(22)의 흡입측에 접속되는 동시에 실외열교환기(24)와 팽창밸브(25)는 직렬로 접속되어 있고 이 팽창밸브(25)에 고압액관(34)이 레시버탱크(26)를 통해 접속되어 있다. 한편, 본 실시의 형태에 따른 실외열교환기(24)는 복수 개(도면에서는 2개)의 열교환기가 병렬로 접속된 구성으로 되어 있다. 또한 이 실외열교환기(24)들과 고압액관(34) 사이에는 레시버탱크(26)보다 실외열교환기(24)와 가까운 측에 본 실시의 형태에서 유량조정밸브로서 기능하는 전자밸브(36A)가 역지밸브(36B)와 함께 팽창밸브(25)와 병렬로 접속되고 있어 냉방 운전시 등에는 실외열교환기(24)로부터 나온 액냉매가 이 전자밸브(36A) 및 역지밸브(36B)를 통과하고 팽창밸브(25)를 바이패스하도록 할 수 있으며 난방 운전시 등에는 이 바이패스가 폐쇄되어 냉매가 팽창밸브(25)를 통과할 수 있도록 되어 있다.

그리고 실외기(21)의 사방밸브(23)는 그 제1 포트(23A)가 압축기(22)의 토출측에 오일 세퍼레이터(37)를 통해 접속되는 동시에 제2포트(23B)는 실외열교환기(24), 팽창밸브(25) 및 레시버탱크(26)를 통해 고압액관(34)에 접속되며 또한 제3포트(23C)는 고압가스관(32)에, 제 4 포트(23D)는 저압가스관(33)에 각각 접속되어 있다. 또한 이 중 제2 포트(23B)와 고압액관(34) 사이에서는 고압 분기관(38)이 분기되어 고압가스관(32)에 접속되어 있으며 특히 본 실시의 형태에서는 이 고압 분기관(38)은 사방밸브(23)의 제2 포트(23B)와 실외열교환기(24) 사이에서 분기되어 있다.

또한, 고압 분기관(38)에는 본 실시예에서 개폐밸브로서 기능하는 전자밸브(38A)가 고압가스관(32)측으로부터의 냉매의 역류를 방지하는 역지밸브(38B)와 함께 설치되어 있다. 또한 사방밸브(23)의 제3포트(23C)와 고압가스관(32) 사이에도, 이 고압가스관(32)과 고압 분기관(38)의 접속부보다 사방밸브(23)에 가까운 측에 역시 고압가스관(32)측으로부터의 냉매의 역류를 방지하는 역지밸브(39)가 설치되어 있다. 또한 사방 밸브(23)의 제4 포트(23D)는 어큐뮬레이터(27)보다 하류측(실내기(28)측)에서 저압가스관(33)에 접속되어 있다.

참고로, 각 실내열교환기(29A,29B,29C,29D)의 입구와 출구 측에는 냉매의 입구온도와 출구온도를 검출할 수 있도록 냉매배관온도센서가 각각 마련되어 있다.

또한, 전반적인 난방주체운전을 제어하는 제어부는 실내외온도와 입출구온도 등의 각종 센서 정보에 의해서 사방밸브, 각각의 전자밸브, 각각의 팽창밸브 등의 각종 밸브들과 압축기 등의 각종 장치들을 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 실내기(28)의 다수(도 2에서는 하측의 3개)가 난방 운전되고 나머지 실내기(28)(도2에서는 최상측 1개)가 냉방 운전되는 난방 주체운전시에는 사방밸브(23)는 그 제1 포트(23A)와 제3포트(23C)가 접속되는 동시에 제2 포트(23B)와 제 4 포트(23D)가 접속된다. 즉, 난방 주체운전시에는 실외기(21) 측에서는 사방밸브(23)의 제1, 제 3포트(23A), (23C) 상호간과 제2, 제 4 포트(23B), (23D) 상호간이 각각 접속되는 동시에 고압 분기관(38)의 전자밸브(38A)는 닫힌다.

또한 실내기(28) 측에서는 난방 운전되는 실내기(28)의 경우에는 냉난절환기(31)에서 그 고압가스관(32)의 전자밸브(32B,32C,32D)가 열림과 동시에 저압가스관(33)의 전자밸브(33B,33C,33D)는 닫힌다. 반대로, 냉방 운전되는 실내기(28)의 고압가스관(32)의 전자밸브(32A)는 닫혀짐과 동시에 저압가스관(33)의 전자밸브(33A)가 열린다.

이러한 난방 주체운전시의 경우, 압축기(22)로부터 토출되는 냉매는 도 3의 화살표로 나타낸 바와 같이, 사방밸브(23)의 제1, 제3포트(23A), (23C)를 거쳐 역지밸브(39)를 통해 고압가스관(32)으로 공급되며, 또한, 냉난절환기(31)의 전자밸브(32B,32C,32D)로부터 난방 운전하는 실내기(28)의 실내열교환기(29B,29C,29D)로 공급되어 응축됨으로써 실내를 난방시키며 팽창밸브(30B,30C,30D)를 통해 고압액관(34)으로 보내진다. 여기서, 고압액관(34)으로 보내진 냉매의 일부는 냉방운전하는 실내기(28)로 공급되고 그 실내열교환기(29A)에서 증발됨으로써 실내를 냉방시키 며, 팽창밸브(30A)를 통해 저압가스관(33)으로 보내진다. 저압가스관(33)으로 보내진 냉매는 저압가스관(33)을 지나 어큐뮬레이터(27)를 거쳐 압축기(22)의 흡입측으로 순환될 수 있다. 또한, 고압액관(34)으로 보내진 나머지 냉매도 실외기(21)측으로 되돌아와 레시버탱크(26), 팽창밸브(25)를 거쳐 실외열교환기(24)에 의해 증발되며 이어서 사방밸브(23)의 제3, 제4 포트(23C), (23D)를 거쳐 저압가스관(33)으로부터 어큐뮬레이터(27)을 통해 압축기(22)로 순환될 수 있다.

이하에서는 도 3의 난방주체운전시, 냉방실내기의 동결방지를 위해 냉방실내기측 전자밸브를 제어하는 과정에 대하여 설명한다.

도 4를 살펴보면, 먼저, 단계 S100과 S101에서 난방주체운전인지를 판단하고, 난방주체운전이면, 제어부는 압축기(22) 및 각종 밸브들을 제어하여 상술한 난방주체운전을 수행한다. 이때, 제어부는 압축기(22)를 작동시킴과 함께 난방실내기에 대해서는, 난방운전을 위해 난방실내기의 실내열교환기(29B,29C,29D)와 연결된 고압가스관(32)을 개방시킴과 함께 저압가스관(33)을 폐쇄시키도록 난방용 전자밸브, 즉 전자밸브(32B, 32C, 32D)를 개방시킴과 함께 냉방용 전자밸브, 즉 전자밸브(33B, 33C, 33D)를 폐쇄시킨다. 한편, 냉방실내기에 대해서는, 냉방운전을 위해 냉방실내기의 실내열교환기(29A)에 연결된 고압가스관을 폐쇄시킴과 함께 저압가스관을 개방시키도록 난방용 전자밸브, 즉 전자밸브(32A)를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 전자밸브, 즉 전자밸브(33A)를 개방시킨다.

그리고, 단계 S102에서 제어부는 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 입구온 도 또는 출구온도를 검출하는 냉매배관온도를 통하여 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 입구온도(A) 또는 출구온도(B) 등의 응축온도를 검출한다.

단계 S102에서 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 입구온도 또는 출구온도를 검출한 후 단계 S103, S104 및 S105에서 제어부는 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 입구온도가 동결조건판단을 위해 미리 설정된 온도(일예로, 0 )보다 낮거나, 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 출구온도가 동결조건판단을 위해 미리 설정된 온도(일예로, 0 )보다 낮은 온도를 소정시간(일예로, 10분)이상 지속하였는지를 판단하여 동결여부를 판단한다.

동결조건으로 판단된 경우, 단계 S106에서 제어부는 냉방실내기의 저압가스관(33)을 폐쇄시킴으로서 냉매의 유통을 금지하여 냉방실내기의 실내열교환기(29A)가 동결되는 것을 방지하도록 난방주체운전시, 개방된 냉방실내기의 전자밸브(33A)를 폐쇄시킨다. 이로 인해, 난방실내기를 계속해서 정상적으로 난방운전시키므로, 난방효율을 저감시키지 않으면서도, 냉방실내기의 동결을 효과적으로 방지할 수 있다.

그런 후 단계 S107, S108 및 S109에서 제어부는 냉방실내기의 실내열교환기(29A)에 마련된 각각의 냉매배관온도를 냉방실내기의 실내열교환기(29A)의 입구온도(A) 및 출구온도(B) 모두를 검출하고, 검출된 입구온도와 출구온도가 각각 동결조건해제를 위해 미리 설정된 온도(일예로, 10 )보다 높은 온도를 소정시간(일예로, 10초)이상 지속하였는지를 판단하여 동결조건해제를 결정한다. 이때, 소정시간(일예로, 10초)는 냉방실내기측 실내열교환기(29A)의 입구온도 및 출구온도가 모두 미리 설정된 온도(일예로, 10 )보다 높은 온도를 미리 설정된 시간이상 지속하는 시간이다.

검출된 입구온도와 출구온도가 각각 동결조건해제를 위해 미리 설정된 온도(일예로, 10 )보다 높은 온도를 소정시간(일예로, 10초)이상 지속하여, 동결조건해제이면, 단계 S110에서 제어부는 냉방실내기가 정상적인 냉방운전을 수행할 수 있도록 단계 S106에서 폐쇄된 냉방실내기의 전자밸브(33A)를 다시 개방시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 난방주체운전시, 냉방실내기측 실내열교환기가 동결조건이면, 냉방실내기측 저압가스관을 소정시간동안 폐쇄시킨 후 다시 개방시킴으로서 난방실내기의 난방효율을 저하시키지 않으면서도 냉방실내기의 동결을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 냉난절환기를 통해 접속되는 고압가스관, 저압가스관 및 고압액관을 구비하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 있어서,

난방주체로 동시 냉난방하는 난방주체운전시, 냉방실내기측 저압가스관을 개방시키고; 상기 냉방실내기의 응축온도에 따라 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 동결조건인지를 판단하고; 동결조건이면, 상기 개방된 냉방실내기측 저압가스관을 소정시간동안 폐쇄시키고; 상기 소정시간이 경과한 후 상기 저압가스관을 다시 개방시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 냉방실내기의 응축온도가 동결조건판단을 위해 미리 설정된 온도보다 낮은 온도를 미리 설정된 시간이상 지속하면, 동결조건인 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
제2항에 있어서, 상기 냉방실내기의 응축온도는 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 입구온도 또는 출구온도인 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 소정시간은 상기 냉방실내기측 실내열교환기의 입구온도 및 출구온도가 모두 미리 설정된 온도보다 높은 온도를 미리 설정된 시간이상 지속하는 시간인 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 냉난절환기를 통해 접속되는 고압가스관, 저압가스관 및 고압액관을 구비하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 있어서,

난방주체로 동시 냉난방하는 난방주체운전시, 냉방실내기측 저압가스관을 개방시키고; 상기 냉방실내기의 응축온도가 미리 설정된 제1온도보다 낮은 온도를 제1소정시간이상 지속하면, 상기 개방된 냉방실내기측 저압가스관을 폐쇄시키고; 상기 냉방실내기측 저압가스관을 폐쇄시킨 후 상기 냉방실내기의 응축온도가 미리 설정된 제2온도보다 높은 온도를 제2소정시간이상 지속하면, 상기 폐쇄된 냉방실내기측 저압가스관을 다시 개방시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.