KR20060078451A

KR20060078451A - 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법

Info

Publication number: KR20060078451A
Application number: KR1020040118410A
Authority: KR
Inventors: 김영완
Original assignee: 위니아만도 주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법에 관한 것으로서, 중대형으로써의 내부에 압축기 등이 장치되어 있는 실외기본체와; 상기 실외기본체의 일측에 마련되는 한 쌍의 송풍팬과; 외기 온도에 의해 상기 실외기본체에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 상기 한 쌍의 송풍팬을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서, 상기 제어부를 통해 외기보상 동작 전 상기 한 쌍의 송풍팬이 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고, 외기보상 동작 후 상기 한 쌍의 송풍팬 중 하나는 저속(Low)으로 운전하고 다른 하나는 오프(OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 실외기에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 것이다.

공기조화기, 실외기, 송풍팬, 제어

Description

공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법{Method for controlling fan of air-conditioner out door unit}

도 1은 본 발명에 따른 송풍팬 제어방법을 갖는 공기조화기에 대한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 도 1의 공기조화기에 대한 제어블럭도,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 실외기의 송풍팬 제어방법에 의한 외기보상 기능의 적용 효과를 분석하기 위한 실험데이터 및 그래프들

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 실내기 20 : 실외기

21 : 실외기본체 22a,22b : 제1 및 제2송풍팬

24 : 압축기 30 : 제어부

본 발명은 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외기에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높일 수 있도록 한 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉동시스템은 크게 압축기, 응축기 및 증발기 등의 폐회로로 구성되어 있다. 압축기에서 압축된 냉매는 응축기를 통해 액상으로 응축된 후, 증발기에서 증발되며, 증발기에서는 냉매를 증발시키는 과정에서 주위의 잠열을 이용하여 냉기를 발생시키게 된다.

이러한 냉동시스템이 적용되는 대표적인 가전기기로는 공기조화기가 있고 그 대표적인 것으로 에어컨을 들 수 있다.

여기서, 상기 에어컨은 그 구조에 따라 실내기와 실외기가 일체로 마련된 일체형 에어컨과, 실내기 및 실외기를 별도로 분리한 분리형 에어컨으로 구분되며, 설치방식에 따라 스탠드형 에어컨과 벽걸이형 에어컨으로 나뉜다.

자세히 후술하겠지만 분리형 에어컨 중, 실외기 내에는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기가 설치되어 있고 실내기 내에는 응축된 냉매를 열교환하는 증발기가 마련되어 있다.

통상적으로 분리형 에어컨 중에서 스탠드형은 벽걸이형에 비해 상대적으로 냉방능력이 높아 비교적 큰 거실이나 사무실 등에 사용되는 것이 보통인데, 냉방능력이 큰 것일수록 실외기 역시 상대적으로 부피나 무게가 크다. 이는 냉방능력에 맞게 부피나 무게가 상대적으로 큰 압축기, 응축기가 채용되어야 하고 이들에 의한 열을 외부로 송풍하는 송풍팬 역시 커지거나 개수가 많아져야 하기 때문일 것이다.

한편, 2개의 송풍팬을 갖는 중대형 실외기에 있어서, 외기 온도에 기인하여 실외기의 온도가 저온으로 될 경우에는 시스템의 압력이 낮아지게 된다. 특히 저 압이 기준 이하로 낮아지는 경우에는 실외기 내에 장치된 압축기로 액상의 냉매가 유입되거나 냉매배관이 결빙될 수 있기에 압축기가 소손될 가능성이 높다.

일예로써, 2개의 송풍팬이 상부에 위치하고 있는 실외기의 경우, 외기보상 동작 전에는 2개의 송풍팬이 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고 외기보상 동작 후에는 모두 저속(Low)으로 운전하도록 제어하고 있으나, 효과가 미비한 것으로 나타났다.

이에 반해, 2개의 송풍팬이 전면에 위치하고 있는 실외기의 경우, 외기보상 동작 전에는 2개의 송풍팬이 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고 외기보상 동작 후에는 모두 오프(OFF)되도록 제어하고 있으나, 이러한 경우 고압스위치가 빈번히 작동하는 추가의 문제점이 발생하였다.

이에, 본 출원인은 실외기에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높이고자 하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 실외기에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높일 수 있도록 한 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중대형으로써의 내부에 압축기 등이 장치되어 있는 실외기본체와; 상기 실외기본체의 일측에 마련되는 한 쌍의 송풍팬과; 외기 온도에 의해 상기 실외기본체에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 상기 한 쌍의 송풍팬을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서, 상기 제어부를 통해 외기보상 동작 전 상기 한 쌍의 송풍팬이 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고 외기보상 동작 후 상기 한 쌍의 송풍팬 중 하나는 저속(Low)으로 운전하고 다른 하나는 오프(OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법을 제공함으로써 달성된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 송풍팬 제어방법을 갖는 공기조화기에 대한 사시도 이고, 도 2는 도 1의 공기조화기에 대한 제어블럭도 이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 제어방법이 적용되어 있는 공기조화기는, 상대적으로 냉방용량이 큰 중대형으로써, 실내에 배치되어 냉기를 형성하는 실내기(10)와 실외에 배치되어 실내기(10)와 상호 작용하는 실외기(20)로 구분되어 있다.

여기서, 상기 실내기(10)는 소위 스탠드형이라 하는 것으로써, 내부에 증발기(13)와 같은 기기부품이 장착된 실내기케이싱(12)과, 실내기케이싱(12)의 전면을 형성하는 전면커버(14)로 이루어져 있다.

상기 전면커버(14)의 하부영역에는 실내의 공기를 실내기케이싱(12) 내로 흡입하는 흡입구(15)가 형성되어 있고, 상부영역에는 증발기(13)에 의해 열교환된 냉 기를 토출하는 토출구(16)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 흡입구(15)와 토출구(16) 사이에는 본 공기조화기의 작동 및 정지, 그리고 열교환된 공기의 강약, 송풍방향 등을 조작하기 위한 컨트롤패널(17)이 설치되어 있다.

또한, 냉방능력이 큰 실내기(10)와 상호작용하기 위해, 도시된 것처럼 실외기(20)는 내부 장착물의 하중을 고려하여 부피나 무게가 상대적으로 크게 형성된다.

이러한 실외기(20) 역시, 중대형으로써 상대적으로 부피가 큰 실외기본체(21)와, 실외기본체(21)의 상부에 형성된 2개의 개구 영역(21a)에 각각 배치되어 실외기본체(21) 내에서 발생한 열을 개구를 통해 배출시키는 한 쌍의 제1 및 제2송풍팬(22a,22b)을 갖는다. 실외기본체(21)의 측부에는 손잡이부(23)가 형성되어 있다.

개략적으로 도시한 것처럼 실외기본체(21) 내에는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(24)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(26)와, 받침플레이트(28), 그리고 그 외 각종 밸브들이 장착되어 있다.

한편, 본 공기조화기는 외기 온도에 의해 실외기본체(21)에 형성되는 온도에 기초하여 제1 및 제2송풍팬(22a,22b)을 제어하는 제어부(30)를 더 포함하고 있다.

상기 제어부(30)는 외기보상 동작 전후에 따라 제1 및 제2송풍팬(22a,22b)을 온(ON)시켜 고속(High)이나 저속(Low)의 운전시키거나 혹은 제1 및 제2송풍팬(22a,22b)의 운전을 아예 오프(OFF)시키는 제어를 행한다.

이는 외기 온도에 기인하여 실외기(20)의 온도가 저온으로 될 경우에는 본 공기조화기를 이루는 냉동 시스템의 압력이 낮아지게 되는데, 만일 저압이 기준 이하로 낮아지는 경우에는 실외기(20) 내에 장치된 압축기(24)로 액상의 냉매가 유입되거나 냉매배관이 결빙될 수 있기에 압축기(24)가 소손될 가능성이 높기에 이를 방지하기 위한 것이다.

이에, 제어부(30)는 외기보상 동작 전, 제1 및 제2송풍팬(22a,22b) 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고 외기보상 동작 후에는 제1송풍팬(22a)만이 저속(Low)으로 운전하도록 하고 제2송풍팬(22b)은 오프(OFF)되도록 제어하고 있다. 이를 간략하게 도표화하면 아래의 [표 1]과 같다.

[표 1]

외기보상 동작 전		외기보상 동작 후
제1송풍팬(22a)	제2송풍팬(22b)	제1송풍팬(22a)	제2송풍팬(22b)
고속(High) 운전	고속(High) 운전	저속(Low) 운전	운전 오프(OFF)

이에, 컨트롤패널(17)을 버튼을 동작하여 본 공기조화기를 작동시키면, 우선, 실외기본체(21) 내에 마련된 압축기(24)로 냉매가 유입되어 고온, 고압으로 압축된다.

그리고, 이렇게 압축된 후에는 응축기(26)를 거쳐 액상의 냉매로 응축된 후, 도시 않은 드라이어, 팽창밸브 등을 거쳐 실내기(10)의 증발기(13)로 향한다.

그런 다음, 증발기(13)에서 증발됨으로써 잠열에 의해 냉기가 형성되고 형성된 냉기가 토출구(16)를 통해 토출됨으로써 실내를 냉각 유지할 수 있다.

이러한 공기조화기의 운전 중, 상기의 구성들과 함께 제1 및 제2송풍팬 (22a,22b)이 모두 고속(High)으로 회전하게 되는데, 만일 외기 온도가 낮아져 외기보상 동작이 이루어진 후라면 제어부(30)가 고속(High)으로 회전하던 제1 및 제2송풍팬(22a,22b) 중, 제1송풍팬(22a)만이 저속(Low)으로 운전하도록 하고 제2송풍팬(22b)은 오프(OFF)되도록 한다.

따라서, 발생 가능한 압축기(24)의 소손은 방지되고 냉방의 신뢰성은 높아지게 되는 것이다.

한편, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 실외기의 송풍팬 제어방법에 의한 외기보상 기능의 적용 효과를 분석하기 위한 실험데이터 및 그래프들이다.

즉, 10HP(마력)을 갖는 두 개의 송풍팬을 본 발명에 따른 제어방법을 통해 기동하여 실내/외기 주위 환경온도 변화시의 저온 신뢰성 수준을 확인한 실험을 실시한 결과를 나타내는 것이다.

이때, 두 개의 송풍팬은 외기보상 동작전/후의 상태를 파악한 것으로, 제1송풍팬의 경우, 외기보상 동작 전에는 송풍팬을 820RPM의 고속으로 기동하고, 외기보상 동작 후에는 송풍팬을 550RPM의 저속으로 기동하였으며, 제2송풍팬의 경우, 외기보상 동작 전에는 송풍팬을 820RPM의 고속으로 기동하고, 외기보상 동작 후에는 송풍팬을 정지시키는 기동 조건을 통해 실험을 실시하였다.

특히, 실내/외기 저온 상태에서의 배관 빙결 조건은 저압이 4.0kgf/㎠ 이하이고, 배관의 표면온도가 0℃이하인 경우에 해당하는 바, 실험을 통해서, 상기 두가지 조건을 모두 만족하는 도 3a의 실험데이터는 #1과 #2가 해당되고, 실험 결과에서 모두 빙결 현상이 나타남을 파악할 수 있었다,

그리고, 실험데이터 #3, #4, #5, #6에서도 압축기 입구의 온도가 마이너스(-)로 나타나지만, 이 경우 저압측의 압력이 4.0kgf/㎠ 이상을 유지하기 때문에(즉, R-22의 냉매 포화온도인 0℃ 이하로 내려가지 않는 이유로 인하여) 배관에서의 빙결 현상이 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.

이와 같이 상기 실험을 통해 실내기의 온도가 24℃ 이상인 경우에 있어서는 외기보상 제어사양이 동작한 이후 실외온도가 6℃까지 낮아진 주위온도에서도 이상없이 정상냉방 운전이 가능함을 확인하였다.

또한, 실내기의 온도가 21℃인 경우에 있어서도 16℃까지는 아무런 문제없이 냉방운전을 지속할 수 있기에 외기보상 기능의 적용으로 저온에서의 운전영역 확대와 신뢰성 확보가 가능하리라고 판단할 수 있었다.

이처럼 본 발명에 의하면, 실외기(20)에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬(22a,22b)을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기(24)의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하였지만 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

전술한 실시예에서는 제1 및 제2송풍팬(22a,22b) 모두가 실외기본체(21)의 상면에 형성된 것을 예로 들고 있지만, 이들이 실외기본체(21)의 전면에 위치하고 있는 실외기에도 본 발명의 사상을 적용할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실외기에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 2개의 송풍팬을 각각 온오프(ON/OFF) 제어함으로써 외기가 저온상태일지라도 압축기의 소손을 방지하여 냉방의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

중대형으로써의 내부에 압축기 등이 장치되어 있는 실외기본체와; 상기 실외기본체의 일측에 마련되는 한 쌍의 송풍팬과; 외기 온도에 의해 상기 실외기본체에 형성되는 온도에 기초하여 외기보상 동작 전후에 따라 상기 한 쌍의 송풍팬을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서,

상기 제어부를 통해 외기보상 동작 전 상기 한 쌍의 송풍팬이 모두 고속(High)으로 회전하도록 하고,

외기보상 동작 후 상기 한 쌍의 송풍팬 중 하나는 저속(Low)으로 운전하고 다른 하나는 오프(OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기용 송풍팬 제어방법.