KR20060131178A - 공기조화기의 전자팽창밸브 제어 방법 - Google Patents

공기조화기의 전자팽창밸브 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법에 관한 것으로, 압축기에서 토출되는 냉매의 토출온도와, 증발기의 입구측 냉매 온도 및 출구측 냉매 온도를 각각 측정하는 단계와, 증발기의 입/출구측 냉매의 온도차인 과열도를 산출하는 단계와, 산출된 과열도와 설정된 목표 과열도를 비교하여 전자팽창밸브의 개도각을 과열도만으로 결정하거나, 과열도 및 압축기의 토출온도 모두를 고려하여 결정하는 단계를 포함하여 구성되어, 초기 단계에서 전자팽창밸브를 증발기의 과열도만으로 제어를 하도록 하고, 이후 과열도가 일정한 수준까지 도달이 되었을 경우 압축기 토출 온도 제어를 동시에 적용시킴으로써 사이클이 안정화되는 시점을 단축하고 공기조화기의 냉난방 능력을 전체적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 3

Description

공기조화기의 전자팽창밸브 제어 방법 {METHOD TO CONTROL ELECTRIC VALVE OF AIR CONDITIONER}
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 사이클이 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 동작이 도시된 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서 전자팽창밸브의 제어방법이 도시된 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 압축기 11 : 압축기 출구 온도센서
20 : 응축기 30 : 전자팽창밸브
40 : 증발기 41 : 증발기 입구 온도센서
42 : 증발기 출구 온도센서 50 : 제어부
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기에서 토출되는 냉매의 온도와 과열도를 이용하여 전자팽창밸브를 제어하기 위한 공기조화기의 전 자팽창밸브 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 공급된 고온고압의 기쳬냉매를 액화시키는 응축기와, 응축기로부터 공급된 고압의 액체를 감압 팽창시키는 전자팽창밸브와, 전자팽창밸브로부터 공급된 냉매가 기화되도록 하여 주위 공기를 냉각시키는 증발기로 구성된다.
또, 전자팽창밸브는 냉매를 팽창시키는 기능과 함께 냉매의 유량을 제어함으로써 최적의 냉난방 사이클을 이루도록 하는데, 냉매의 유량제어를 위해 증발기의 입출구 온도차인 과열도와 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출온도를 기준으로 그 개도각을 조절하게 된다.
즉, 전자팽창밸브를 움직이는 방향 및 개도각은 과열도에 의한 값과, 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출온도에 의한 값을 합산한 값으로 결정하게 되며, 이를 통해 과열도와 압축기의 토출온도를 일정한 값으로 유지할 수 있게 된다.
그러나, 공기조화기 초기 운전 단계에서 압축기의 토출온도에 의한 변환값과 과열도에 의한 변환값이 서로 상반되는 현상으로 인해 상기 두 값을 합산한 값을 그대로 적용하게 되면 사이클을 안정화하는데 걸리는 시간이 지연되게 되며, 이는 공기조화기의 냉난방 능력을 전체적으로 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축기의 토출온도와 증발기의 과열도를 일정한 값으로 유지함과 동시에, 냉난방 사이클이 신속히 안정화될 수 있도록 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법은 압축기에서 토출되는 냉매의 토출온도와, 증발기의 입구측 냉매 온도 및 출구측 냉매 온도를 각각 측정하는 단계와, 증발기의 입/출구측 냉매의 온도차인 과열도를 산출하는 단계와, 산출된 과열도와 설정된 목표 과열도를 비교하여 전자팽창밸브의 개도각을 과열도만으로 결정하거나, 과열도 및 압축기의 토출온도 모두를 고려하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 산출된 과열도가 목표 과열도 미만인 경우, 전자팽창밸브의 개도각을 과열도에 의한 변환값만큼 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 산출된 과열도가 목표 과열도 이상인 경우, 압축기의 토출온도와 설정된 압축기의 목표온도를 비교하여 전자팽창밸브의 개도각을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압축기의 토출온도가 설정된 압축기의 목표온도를 초과하는 경우, 전자팽창밸브를 과열도에 의한 변환값과 압축기의 토출온도에 의한 변환값을 더한값만큼 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 압축기의 토출온도가 설정된 압축기의 목표온도 이하인 경우, 전자팽창밸브를 과열도에 의한 변환값에서 압축기의 토출온도에 의한 변환값을 뺀값만큼 개방하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 공기조화기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 사이클을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 동작이 도시된 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 압축기(10)로부터 공급된 고온고압의 기쳬냉매를 액화시키는 응축기(20)와, 응축기(20)로부터 공급된 고압의 액체를 감압 팽창시키는 전자팽창밸브(30)와, 전자팽창밸브(30)로부터 공급된 냉매가 기화되도록 하여 주위 공기를 냉각시키는 증발기(40)로 구비한다.
또한, 전자팽창밸브(30)는 냉매의 유량을 조절함으로써 최적의 냉난방 사이클을 찾게 되는데, 이를 위해 압축기(10)의 토출 유로상에는 압축기 출구 온도센서(11)가 마련되고, 증발기(40) 입구와 출구에는 각각 증발기 입구 온도센서(41)와 증발기 출구 온도센서(42)가 설치되게 된다.
따라서, 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 토출온도와, 증발기(40)의 입/출구 온도차인 과열도를 제어부(50)에 입력시킴으로써 전자팽창밸브(30)의 개도각을 조절하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 전자팽창밸브(30)의 제어방법이 도시된 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 압축기 출구 온도센서(11)는 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 토출온도를 측정하여 제어부(50)로 입력시키고, 증발기 입구 온도 센서(41) 및 출구 센서(42)는 각각 증발기(40)의 입구측 냉매 온도와 출구측 냉매 온도를 각각 측정하여 제어부(50)로 입력시키게 된다. (S11)
그리고, 제어부(50)는 입력된 증발기(40)의 입구온도와 출구온도의 차인 과열도를 산출한 후(S12), 산출된 과열도와 미리 설정된 목표 과열도(긔)를 비교하여 전자팽창밸브(30)의 개도각을 결정하게 된다.(S13)
여기서, 과열도가 목표과열도(긔)에 도달하지 못한 경우, 과열도에 의한 변환값(ㅻ)과 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)을 입력하는 과정에서 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)은 0으로 입력되게 된다.(S15)
이후, 과열도에 의한 변환값(ㅻ)과 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)을 합산하여 전자팽창밸브(30)의 최종 변경값이 결정되며(S16), 전자팽창밸브(30)의 최종 변경값에 따라 전자팽창밸브(30)는 개방되게 된다.(S17)
한편, 산출된 과열도와 미리 설정된 목표 과열도를 비교하는 단계(S13)에서, 산출된 과열도가 목표과열도(긔) 이상이 되는 경우, 압축기(10)의 토출온도와 미리 설정된 압축기(10)의 목표온도를 비교하여 전자팽창밸브(30)의 개도각을 결정하게 된다.(S14)
여기서, 압축기(10)의 토출온도가 설정된 압축기(10)의 목표온도를 초과하는 경우, 과열도에 의한 변환값(ㅻ)과 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)이 입력된 후(S15), 과열도에 의한 변환값(ㅻ)과 토출온도(ㅲ)에 의한 변환값을 더하여 전자팽창밸브(30)의 최종 변경값이 결정되고(S16), 전자팽창밸브(30) 의 최종 변경값에 따라 전자팽창밸브(30)는 개방되게 된다.(S17)
그러나, 압축기(10)의 토출온도가 설정된 압축기(10)의 목표온도 미만인 경우, 과열도에 의한 변환값(ㅻ)과 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)이 입력된 후(S15), 과열도에 의한 변환값(ㅻ)에서 토출온도에 의한 변환값(ㅲ)을 뺀값이 전자팽창밸브(30)의 변경값으로 결정되고(S16), 전자팽창밸브(30)의 최종 변경값에 따라 전자팽창밸브(30)는 개방되게 된다.(S17)
이와 같이, 본 발명에 따른 전자팽창밸브(30)의 제어방법은 공기조화기의 초기 구동 시 과열도와 압축기(10)의 토출온도가 서로 상반되게 작용되기 때문에, 초기 단계에서 전자팽창밸브(30)를 증발기(40)의 과열도만으로 제어를 하도록 하고, 이후 과열도가 일정한 수준까지 도달이 되었을 경우 압축기(10) 토출 온도 제어를 동시에 적용시킴으로써 초기에 발생되는 시간적인 손실을 최소화할 수 있게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면 공기조화기의 초기 구동 시 전자팽창밸브를 증발기의 과열도만으로 제어를 하고, 이후 과열도가 일정 수준까지 도달이 되었을 경우 과열도와 압축기 토출온도를 모두 고려하여 제어하게 된다.
즉, 압축기의 토출온도에 따른 변경값과, 과열도에 의한 변경값의 적절한 조합을 통해 서로 상층되는 구간을 줄일 수 있게 된다.
이에 따라, 공기조화기의 사이클이 안정화되는 시점을 단축하여 공기조화기의 냉난방 능력을 전체적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 압축기에서 토출되는 냉매의 토출온도와, 증발기의 입구측 냉매 온도 및 출구측 냉매 온도를 각각 측정하는 단계와,
    증발기의 입/출구측 냉매의 온도차인 과열도를 산출하는 단계와,
    산출된 과열도와 설정된 목표 과열도를 비교하여 전자팽창밸브의 개도각을 과열도만으로 결정하거나, 과열도 및 압축기의 토출온도 모두를 고려하여 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    산출된 과열도가 목표 과열도 미만인 경우, 전자팽창밸브의 개도각을 과열도에 의한 변환값만큼 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    산출된 과열도가 목표 과열도 이상인 경우, 압축기의 토출온도와 설정된 압축기의 목표온도를 비교하여 전자팽창밸브의 개도각을 결정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    압축기의 토출온도가 설정된 압축기의 목표온도를 초과하는 경우, 전자팽창밸브를 과열도에 의한 변환값과 압축기의 토출온도에 의한 변환값을 더한값만큼 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    압축기의 토출온도가 설정된 압축기의 목표온도 이하인 경우, 전자팽창밸브를 과열도에 의한 변환값에서 압축기의 토출온도에 의한 변환값을 뺀값만큼 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전자팽창밸브 제어방법.
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