KR20060121387A - 공기조화기 및 그 전동변 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 전동변 제어 방법에 관한 것으로, 냉난방운전이 가능한 공기조화기의 난방운전시 압축기의 기동 후 소정시간동안 상기 압축기를 홀드 주파수로 운전하다가 상기 압축기의 운전주파수를 목표 주파수로 높이면서 상기 전동변을 더 개방해 준다.

Description

공기조화기 및 그 전동변 제어 방법{A air conditioner and electronic expansion valve control method thereof}

도1은 종래의 방법으로 전동변을 제어할 때 압축기 및 전동변의 동작패턴과 그에 따른 토출냉매의 온도변화패턴을 도시한 도면이다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 냉매유로도이다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 도시한 블록도이다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동변 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도5는 본 발명에 따라 전동변을 제어할 때 압축기 및 전동변의 동작패턴과 그에 따른 토출냉매의 온도변화패턴을 도시한 도면이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:실외기 11:압축기

12:사방밸브 17:전동변

20:실내기 30:마이컴

본 발명은 공기조화기 및 그 전동변 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방운전에서 전동변의 제어 패턴을 변경하여 압축기에 걸리는 부하를 감소시켜 줄 수 있는 공기조화기 및 그 전동변 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉난방이 가능한 공기조화기는 대한민국 공개특허공보 특2003-0054550호에 개시된 바와 같이 저압의 냉매를 흡입압축하여 고온고압상태로 변환하는 압축기와, 실외팬에 의해 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 실내팬에 의해 실내공기와 열교환하는 실내 열교환기와, 냉매를 팽창시키면서 냉매의 흐름을 조절하는 전자팽창밸브(또는 전동변)와, 난방 또는 냉방운전여부에 따라 냉매흐름방향을 전환시키는 사방밸브를 구비하여 여름철에는 실내의 냉방을 , 겨울철에는 실내의 난방을 수행한다.

한편, 이러한 종래의 공기조화기는 난방운전에서 압축기의 운전 주파수를 압축기의 기동 후 바로 목표 주파수로 상승시키면 압축기에 과부하가 걸릴 수 있는 점을 고려하여 도1에 도시한 바와 같이 압축기의 기동 후 일정시간동안 목표 주파수 보다 낮은 주파수인 홀드 주파수로 운전하다가 압축기의 운전 주파수를 목표 주파수로 상승시킨다.

이 때 압축기의 운전상황 변화에 따른 전자팽창밸브의 개도변화를 보면 압축기가 오프상태일 때는 전자팽창밸브를 완전히 개방하여 냉매유로가 압력평형이 되 도록 하고, 압축기의 기동시에는 전자팽창밸브를 거의 폐쇄하여 냉매와 분리되어 있던 오일이 압축기 기동시에 냉매유로로 흘러들어가지 않도록 한다. 그리고 압축기를 홀드 주파수로 운전하는 홀드 운전에서는 전자팽창밸브를 조금 개방하여 소량의 냉매가 냉매유로를 흐르도록 한다. 홀드 운전을 하다가 압축기의 운전 주파수가 목표 주파수가 되면(A) 전자팽창밸브의 개도를 더욱 개방하고, 이후 에는 공기조화기의 운전상황에 따라 전자팽창밸브의 개도를 적절히 조절한다.

그러나 이와 같이 압축기의 운전 주파수가 목표 주파수가 된 뒤(A)에 비로소 전자팽창밸브의 개도를 더 개방하게 되면 난방과부하시에 압축기가 부하를 견디지 못하고 트립(trip)되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 이 경우 압축기에서 토출되는 냉매의 온도가 도1에 도시한 바와 같이 목표 온도보다 지나치게 상승하여 불필요한 소비전력이 낭비되고, 사이클이 안정되는 속도가 느려지는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 난방운전에서 전동변의 제어패턴을 변경하여 압축기에 과도한 부하가 걸리거나, 압축기에서 토출되는 냉매의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지하는 공기조화기 및 그 전동변 제어 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉난방운전이 가능한 공기조화기의 전동변 제어 방법에 있어서, 난방운전시 압축기의 기동 후 소정시간동안 상기 압축 기를 홀드 주파수로 운전하고, 상기 운전 후 상기 압축기의 운전주파수를 목표 주파수로 높이면서 상기 전동변을 더 개방해 주는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전동변의 개도는 상기 압축기의 운전주파수를 상기 홀드 주파수에서 상기 목표 주파수로 상승시키기 시작하면서 더욱 크게 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전동변을 더 개방한 후에는 상기 공기조화기의 운전상태에 따라 상기 전동변의 개도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키면서 냉매유로를 흐르는 냉매의 양을 조절하는 전동변과, 상기 냉매와 공기 사이의 열교환을 위한 실내 및 실외 열교환기와, 난방운전시 상기 압축기를 소정시간동안 홀드 주파수로 운전시키다가 상기 압축기의 운전 주파수를 목표 주파수로 높이면서 상기 전동변이 더욱 개방되도록 하는 마이컴을 포함한다.

또한 상기 마이컴은 상기 압축기의 운전주파수를 상기 홀드 주파수에서 상기 목표 주파수로 상승시키기 시작하면서 상기 전동변의 개도를 더욱 크게 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도2에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 실외기(10)와, 실외기(10)에 연결된 실내기(20)를 구비한다.

실외기(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)에서 토출되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 사방밸브(12)와, 압축기(11)에서 압축된 냉매를 전달받아 외부공기와 열교환하는 실외 열교환기(13)와, 실외 열교환기(13)로 강제송풍하는 실외팬(14)과, 실외팬(14)을 회전시키는 실외팬 모터(15)와, 실외 열교환기(13) 및 실내 열교환기(21)에서 전달된 냉매를 팽창시킴과 아울러 냉매유로를 흐르는 냉매의 흐름을 조절하는 전자팽창밸브(17)와, 실내 열교환기(21)에서 배출된 냉매를 가스상태로 압축기(11)에 전달하기 위한 어큐므레이터(16)를 포함한다.

한편, 실내기(20)는 실내공기가 흡입된 후 열교환이 수행되는 실내 열교환기(21)와, 실내기(20)의 외부에서 실내공기가 흡입되어 실내 열교환기(21)를 거친 후 다시 실내기(20)의 외부로 토출되도록 하는 실내팬(22)과, 실내팬(22)을 회전시키는 실내팬 모터(23)를 포함한다.

도3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 도2에 도시한 장치외에 압축기(11)를 구동하는 압축기 구동부(32)와, 전동변(17)을 구동하는 전동변 구동부(33)와, 각종 팬모터(15,23)를 구동하는 팬모터 구동부(34)와, 사용자의 조작에 의해 제어명령을 입력하는 입력부(31)와, 공기조화기의 동작을 제어하는 마이컴(30)을 포함한다.

도4 및 도5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동변 제어 방법을 설명한다. 사용자가 입력부(31)로 운전명령을 입력하면 설정된 운전이 난방운전인지 판단하여(40) 만약 사용자가 냉방운전을 선택하였다면 냉방운전을 수행하고(50), 난방운전을 선택하였다면 압축기(11)를 기동하여 소정시간동안 홀드 주파수로 운전한다(42,44). 압축기가 정지해 있다가 홀드 주파수로 운전하게 되는 동안 전동변(17)은 도5에 도시된 바와 같이 압축기(11) 정지상태에서 냉매유로의 압력평형을 위해 완전히 개방되었다가 압축기(11) 기동시 분리되어 있던 오일이 냉매유로로 흘러 들어가지 않도록 거의 폐쇄된다. 그리고 압축기(11)를 홀드 주파수로 운전하는 홀드 운전에서는 전동변(17)을 제1개도로 개방하여 소량의 냉매가 냉매유로를 흐르도록 한다(44). 이 때 홀드 주파수 및 소정시간은 압축기(11)의 압축능력 등을 고려하여 적절한 값을 선택할 수 있으며, 제1개도도 압축기(11)의 압축능력 등을 고려하여 적절한 값을 선택한다.

다음으로 홀드 운전을 하면서 소정시간이 경과하면 압축기(11)의 운전 주파수를 목표 주파수로 상승시키면서(B) 전동변(17)을 제2개도로 개방한다(46). 이 때 목표 주파수는 사용자가 설정한 목표실내온도, 현재 실내온도, 실외온도 및 압축기(11)의 압축능력 등에 따라 다르게 설정되는 값이며, 제2개도는 제1개도 보다 큰 값으로 설정된다. 제2개도의 크기는 제1개도와 마찬가지로 압축기(11)의 압축능력, 냉매량 등에 따라 적절한 값을 선택할 수 있다. 전동변(17)을 제2개도로 개방한 후에는 운전상황에 따라 전동변(17)의 개도를 적절히 조절하면서 난방운전을 수행한다(48).

위와 같이 압축기(11)의 운전 주파수를 홀드 주파수에서 목표 주파수로 올리는 시점(B)에서 전동변(17)의 개도를 제1개도 보다 큰 제2개도로 설정할 경우 압축기(11)에서 토출되는 냉매의 온도는 종전과 달리 과도하게 상승하지 않게 되고, 사이클의 안정속도도 빨라진다(도5참조).

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 난방운전시 압축기의 기동 후 압축기의 운전 주파수를 홀드 주파수에서 목표 주파수로 올리기 시작하는 시점에서 전동변의 개도를 크게 함으로써 냉매의 흐름을 용이하게 하여 난방과부하 조건에서 압축기에 걸리는 부하를 감소시킨다.

또한, 압축기 기동 후에 전동변의 개도를 크게 하는 시점을 종전 보다 앞당겨 압축기에서 토출되는 냉매의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 냉난방운전이 가능한 공기조화기의 전동변 제어 방법에 있어서,

   난방운전시 압축기의 기동 후 소정시간동안 상기 압축기를 홀드 주파수로 운전하고,

   상기 운전 후 상기 압축기의 운전주파수를 목표 주파수로 높이면서 상기 전동변을 더 개방해 주는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동변 제어 방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 전동변의 개도는 상기 압축기의 운전주파수를 상기 홀드 주파수에서 상기 목표 주파수로 상승시키기 시작하면서 더욱 크게 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동변 제어 방법
3. 제1항에 있어서,

   상기 전동변을 더 개방한 후에는 상기 공기조화기의 운전상태에 따라 상기 전동변의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동변 제어방법
4. 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키면서 냉매유로를 흐르는 냉매의 양을 조절하는 전동변과, 상기 냉매와 공기 사이의 열교환을 위한 실내 및 실외 열교환기와, 난방운전시 상기 압축기를 소정시간동안 홀드 주파수로 운전시키 다가 상기 압축기의 운전 주파수를 목표 주파수로 높이면서 상기 전동변이 더욱 개방되도록 하는 마이컴을 포함하는 공기조화기
5. 제4항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 압축기의 운전주파수를 상기 홀드 주파수에서 상기 목표 주파수로 상승시키기 시작하면서 상기 전동변의 개도를 더욱 크게 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기

Images