KR20060070914A - 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법 - Google Patents

용량 가변형 에어컨의 운전제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법에 관한 것으로, 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 단독운전에서 복수의 압축기를 모두 운전하는 동시운전으로의 운전 전환시 운전중인 압축기를 정지시키지 않고 연속하여 기동시키는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 용량이 다른 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 중에 운전전환신호가 입력되었는지 판단하고, 운전전환신호가 입력되면 상기 일부 압축기의 운전시간이 미리 정해진 기준시간을 경과하였는지 판단하고, 상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하면 운전중인 일부 압축기의 정지 없이 운전정지 상태인 나머지 압축기를 동시운전하는 것이다.

Description

용량 가변형 에어컨의 운전제어방법{Method for control operating of air conditioner}
도 1은 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 시스템 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 용량 가변형 에어컨의 제어 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법의 동작 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 실외기 12a,12b : 압축기A, B
50,60 : 실내기 100 : 신호입력부
120 : 제어부 130 : 압축기구동부
본 발명은 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨에 관한 것으로, 특히 운전 전환시 운전중인 압축기의 정지 없이 연속하여 운전제어하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉방능력을 조절하기 위해 복수(예를 들어, 두 개)의 압축기를 갖는 에어컨에는 대한민국 공개특허공보 2002-0075603호가 있다.
동 공보에 개시된 에어컨은 용량이 다른 두 개의 압축기를 구비하여, 압축기의 운전시간에 따라 냉방부하를 판단하고, 판단된 냉방부하에 따라 압축기의 압축용량을 가변시켜 냉방능력을 조절함으로서 소비전력의 감소와 적절한 온도제어가 이루어지도록 하였다.
이러한 용량 가변형 에어컨은 효율적인 공조를 실시할 수 있다는 장점이 있어 그 사용이 증가하고 있는 추세이다.
그런데, 이와 같은 종래 용량 가변형 에어컨은, 용량이 작은 하나의 압축기만을 운전하는 단독운전에서 두 개의 압축기를 모두 운전하는 동시운전으로의 운전 전환시, 운전중인 압축기를 일정시간동안 정지하여 운전정지 중이던 압축기와 균압을 이루어야만 재기동이 가능하기 때문에 균압을 이루기 위한 일정시간동안 압축기 운전이 정지되어 결국 이 시간동안 냉방 능력저하가 발생된다는 문제점이 있었다.
즉, 사용자가 작은 용량의 운전에서 더 시원한 냉풍을 원하여 상위 용량의 냉방으로 전환할 경우, 일정시간동안 압축기가 운전하지 않으므로 에어컨이 냉방능력을 발휘하지 못하게 되어 불쾌감을 느끼거나 또는 제품 불량으로 인식할 우려가 있었다.
또한, 자동운전의 경우 써모 온/오프에 의한 압축기의 온/오프동작이 빈번하게 발생되어 압축기의 수명이 단축되고, 전력소모도 많아진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 단독운전에서 복수의 압 축기를 모두 운전하는 동시운전으로의 운전 전환시 재기동을 위한 대기시간 없이 운전중인 압축기를 연속하여 기동시키는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 운전중인 압축기의 정지 없이 연속기동이 가능하여 자동운전의 써모 온/오프에 의한 복수 압축기의 빈번한 온/오프 동작을 줄이는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용량이 다른 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하기 위한 단독운전모드가 선택되었는지 판단하여, 단독운전모드일 경우 일부 압축기를 운전하여 운전시간을 카운터하는 단계; 상기 일부 압축기의 운전 중에 복수의 압축기를 모두 운전하기 위한 동시운전모드가 선택되었는지 판단하는 단계; 및 동시운전모드일 경우 카운터한 상기 일부 압축기의 운전시간을 미리 정해진 기준시간과 비교하여 상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하면 동시운전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 동시운전은 운전중인 일부 압축기의 정지 없이 운전정지 상태인 나머지 압축기를 모두 운전하는 것을 특징으로 한다.
상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하지 않으면 일부 압축기를 정지하여 재기동을 위한 대기시간이 경과한 후에 복수의 압축기를 동시운전시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 용량이 다른 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 중에 운전전환신호가 입력되었는지 판단하고, 운전전환신호가 입력되면 상기 일부 압축기의 운전시간이 미리 정해진 기준시간을 경과하였는지 판단하고, 상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하면 운전중인 일부 압축기의 정지 없이 운전정지 상태인 나머지 압축기를 동시운전하는 것을 특징으로 한다.
상기 운전전환신호는 복수의 압축기를 모두 운전하기 위한 운전모드인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 시스템 구성도이다.
도 1에서, 본 발명의 용량 가변형 에어컨은 통상의 냉매싸이클을 형성하는 하나의 실외기(10)와, 상기 실외기(10)에 연결된 복수의 실내기(50,60)를 구비한다.
상기 실외기(10)는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축하는 복수(예를 들어,두 개)의 압축기A, B(12a,12b)와, 상기 압축기A, B(12a,12b)에서 압축된 고온고압의 기체냉매를 전달받아 실외공기와 열교환하는 실외열교환기(14)와, 상기 실외열교환기(14)에서 열교환이 이루어지도록 실외팬모터(미도시)에 의해 실외공기를 강제 송풍시키는 실외팬(16)을 포함한다.
상기 실외열교환기(14)에 연결된 배관 중에서 냉방운전 시 냉매가 토출되는 출구측 배관에는 냉매 유량을 조절하면서 열교환된 냉매를 감압 팽창시키는 전자팽 창밸브(18)와, 냉매 흐름을 조절하는 솔레노이드밸브(20)가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브(20)의 일측에는 냉매를 감압 팽창시키는 모세관(22)이 설치된다.
상기 압축기A, B(12a,12b)의 흡입측에는 압축기A, B(12a,12b)에 유입되는 냉매를 완전 기체상태의 가스로 변환시키는 어큐뮬레이터(24)가 설치되고, 상기 압축기A, B(12a,12b)의 토출측에는 두 개의 압축기(12a,12b) 중 하나만 구동되다가 나머지 하나를 구동하려고 할 때 먼저 구동되던 압축기의 토출압력에 의해 나중에 구동하려는 압축기의 기동불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 체크밸브(26a,26b)가 설치된다.
상기 압축기A, B(12a,12b)의 토출측 고압관과 어큐뮬레이터(24)의 흡입측 저압관 사이에는 압축기A, B(12a,12b)에서 나온 핫가스의 일부를 바이패스하는 핫가스 바이패스관(28)이 설치되고, 상기 핫가스 바이패스관(28)의 중도에는 바이패스되는 핫가스의 유량을 조절하는 핫가스 바이패스밸브(30)가 설치된다.
상기 압축기A, B(12a,12b)는 용량이 다른 두 개(40%,60%)를 가지고 단독 또는 동시운전함에 따라 용량이 3단계(40%, 60%, 100%)까지 변경되는 TANDOM 압축기이다.
상기 복수의 실내기(50,60)는 냉매를 전달받아 실내공기와 열교환하는 실내열교환기(52,62)와, 상기 실내열교환기(52,62)에서 열교환이 이루어지도록 실내팬모터(미도시)에 의해 실내공기를 강제 송풍시키는 실내팬(54,64)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 용량 가변형 에어컨의 제어 구성도로서, 신호입력부(100), 실내온도감지부(110), 제어부(120), 압축기구동부(130), 실외팬 구동부(140), 실내팬구동부(150), 밸브구동부(160) 및 표시부(170)를 포함하여 구성된다.
신호입력부(100)는 사용자가 선택하는 운전모드(1단, 2단, 3단 운전 등)와 설정온도(Ts), 설정풍량 등의 운전정보를 입력하도록 조작부 등으로 구성되고, 실내온도감지부(110)는 실내기(10)로 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지한다.
상기 1단 운전은 압축기A(12a)만을 운전하는 40%의 운전용량을 설정하고, 2단 운전은 압축기B(12b)만을 운전하는 60%의 운전용량을 설정하며, 3단 운전은 압축기A. B(12a,12b)를 모두 운전하는 100%의 운전용량을 설정한다.
제어부(120)는 1단, 2단, 3단 운전 선택에 따라 운전용량(냉방용량)을 조절하여 압축기A, B(12a,12b)의 운전을 선택적으로 제어하는 것으로, 실외기(10) 마이컴 또는 실내기(50,60) 마이컴을 포함하며, 압축기A, B(12a,12b)의 운전 또는 정지시간을 카운터하는 타이머를 내장하고 있다.
압축기구동부(130)는 제어부(120)의 압축기제어신호에 따라 압축기A, B(12a,12b)의 운전을 단독 또는 동시 제어하고, 실외팬구동부(140)는 제어부(120)의 실외팬제어신호에 따라 실외팬(20)의 구동을 제어한다.
실내팬구동부(150)는 제어부(120)의 실내팬제어신호에 따라 실내팬(54,64)의 구동을 제어하고, 밸브구동부(160)는 제어부(120)의 밸브제어신호에 따라 전자팽창밸브(18), 솔레노이드밸브(20), 핫가스 바이패스밸브(30) 등의 구동을 제어한다.
표시부(170)는 제어부(120)의 표시제어신호에 따라 용량 가변형 에어컨의 운전상태와 에러모드 등을 표시한다.
이하, 상기와 같이 구성된 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법의 동작 흐름도이다.
본 발명의 동작설명을 위한 초기조건으로서, 제1압축기(12a)는 소용량(40%)이고 제2압축기(12b)는 대용량(60%)의 TANDOM 압축기라고 가정한다.
사용자가 선택하는 운전모드(예를 들어, 1단 운전)와 설정온도(Ts) 등의 운전정보가 신호입력부(100)를 통해 제어부(120)에 입력되면(S100), 제어부(120)는 운전 온인가를 판단한다(S110).
운전 온이면 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)를 비교하여 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)+1℃ 이상일 때 선택된 1단 운전에 따라 압축기A(12a)만을 단독으로 운전시킨다(S120).
이때부터, 상기 압축기A(12a)의 단독운전시간(TON)을 카운터하기 시작하고(S130), 이후 사용자가 3단 운전을 선택하여 3단 운전신호가 입력되었는지를 판단하여(S140), 3단 운전신호가 입력되지 않으면 압축기A(12a)의 단독운전시간(TON)을 계속해서 카운터한다.
3단 운전신호가 입력되면, 카운터한 상기 압축기A(12a)의 단독운전시간(TON)이 제어부(120)에 미리 정해진 기준운전시간(T3; 운전정지중인 압축기B의 흡입, 토출측 압력이 균일해질 수 있는 최소의 운전시간, 약 30분 ~ 1시간)을 경과하였는지 판단한다(S150).
상기 압축기A(12a)의 단독운전시간(TON)이 기준운전시간(T3)을 경과하면 운전정지중인 압축기B(12b)의 균압이 이미 이루어진 상태이므로 운전 전환시 재기동을 위한 대기시간 없이 운전중인 압축기A(12a)를 연속하여 기동시키면서 운전정지중인 압축기B(12b)도 동시운전시키는 3단으로의 운전 전환이 바로 가능해진다(S190).
그러나, 상기 압축기A(12a)의 단독운전시간(TON)이 기준운전시간(T3)을 경과하지 않으면 운전정지중인 압축기B(12b)의 균압이 아직 이루어지지 않은 상태이므로 일정시간동안(T2) 압축기A(12a)를 정지하여 운전정지중인 압축기B(12b)의 균압이 이루어질 때까지 재기동을 위한 대기시간(TOFF)을 가진 후에 압축기A, B(12a,12b)를 동시운전시키는 3단으로의 운전 전환이 이루어지며(S160~S190), 이는 종래의 기동방법과 동일하다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 압축기A(12a)만을 운전시키는 1단 운전에서 3단으로의 운전 전환시 압축기A(12a)의 연속 기동을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 압축기B(12b)만을 운전시키는 2단 운전에서 3단으로의 운전 전환시에도 압축기B(12b)의 연속 기동이 가능함은 물론이다.
상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하 여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법에 의하면, 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 단독운전에서 복수의 압축기를 모두 운전하는 동시운전으로의 운전 전환시 재기동을 위한 대기시간 없이 운전중인 압축기를 연속하여 기동시킴으로서 냉방능력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 운전중인 압축기의 정지 없이 연속기동이 가능하여 자동운전의 써모 온/오프에 의한 복수 압축기의 빈번한 온/오프 동작을 줄임으로서 압축기의 수명 단축을 보호하고, 전력소모를 줄일 수 있다.

Claims (5)

  1. 용량이 다른 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하기 위한 단독운전모드가 선택되었는지 판단하여, 단독운전모드일 경우 일부 압축기를 운전하여 운전시간을 카운터하는 단계;
    상기 일부 압축기의 운전 중에 복수의 압축기를 모두 운전하기 위한 동시운전모드가 선택되었는지 판단하는 단계; 및
    동시운전모드일 경우 카운터한 상기 일부 압축기의 운전시간을 미리 정해진 기준시간과 비교하여 상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하면 동시운전을 수행하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동시운전은 운전중인 일부 압축기의 정지 없이 운전정지 상태인 나머지 압축기를 모두 운전하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하지 않으면 일부 압축기를 정지하여 재기동을 위한 대기시간이 경과한 후에 복수의 압축기를 동시운전시키는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법.
  4. 용량이 다른 복수의 압축기를 가지는 용량 가변형 에어컨의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 압축기 중 일부 압축기를 운전하는 중에 운전전환신호가 입력되었는지 판단하고,
    운전전환신호가 입력되면 상기 일부 압축기의 운전시간이 미리 정해진 기준시간을 경과하였는지 판단하고,
    상기 일부 압축기의 운전시간이 기준시간을 경과하면 운전중인 일부 압축기의 정지 없이 운전정지 상태인 나머지 압축기를 동시운전하는 것을 특징으로 하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 운전전환신호는 복수의 압축기를 모두 운전하기 위한 운전모드인 것을 특징으로 하는 용량 가변형 에어컨의 운전제어방법.
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