KR20070033215A - Control Device and the Same Method of Supercritical Refrigants System for Air Conditioner - Google Patents

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Abstract

A control device and a method of a supercritical refrigerants system for an air conditioner are provided to optimally control the system regardless of a loss of a coolant by determining excessive heating of an intake side of a target compressor. In a control device of a supercritical refrigerants system for an air conditioner, a compressor(10) compressively discharges a coolant and is capable of changing an amount of discharge. A gas cooler(11) condenses the coolant. A throttle valve(13) drops pressure of the coolant. An evaporator(14) cools the air by using an evaporation of the coolant. A first sensor unit(21) detects a pressure and a temperature of the coolant by being installed on an intake side of the compressor. A second sensor unit(22) senses a pressure and a temperature of the coolant by being installed on a discharge side of the compressor. And, a controller(20) controls an opening degree of the throttle valve and the discharge amount of the compressor according to the signals of the first sensor unit, the second sensor unit, and an intake side sensor(23) of an engine.

Description

공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 방법{Control Device and the Same Method of Supercritical Refrigants System for Air Conditioner}Control Device and the Same Method of Supercritical Refrigants System for Air Conditioner

도 1은, 종래의 공조장치용 초임계 냉매 시스템 제어구조가 도시된 구성도.1 is a configuration diagram showing a supercritical refrigerant system control structure for a conventional air conditioner.

도 2는, 본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조가 도시된 구성도.2 is a block diagram showing a control structure of a supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention.

도 3은, 본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법이 도시된 순서도.3 is a flowchart illustrating a control method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention.

도 4는, 가속모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도.4 is a flow chart when operating the system in acceleration mode.

도 5는, 최대성능모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도.5 is a flow chart when operating the system in maximum performance mode.

도 6은, 최대효율모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도.6 is a flow chart when operating the system in maximum efficiency mode.

도 7은, 냉매 밀도에 따른 목표 압축기 흡입측 과열도 변화가 도시된 그래프.7 is a graph showing the change in superheat degree of the target compressor suction side according to the refrigerant density.

도 8은, 흡입측 과열도에 따른 성적계수 변화가 도시된 그래프.8 is a graph showing the change in the sexual coefficient according to the suction side superheat degree.

도 9는, 외기온 45℃인 경우 냉매충진량에 따른 성적계수(COP) 변화가 도시된 그래프.9 is a graph showing a change in the coefficient of performance (COP) according to the amount of refrigerant charge when the outside temperature of 45 ℃.

도 10은, 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 흡입측 과열도 변화가 도시된 그래프.10 is a graph showing the change in the superheat degree of the compressor suction according to the refrigerant filling amount at the maximum COP.

도 11은, 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 토출압 변화가 도시된 그래프.11 is a graph showing the change in the discharge pressure of the compressor according to the amount of refrigerant charge at the maximum COP.

도 12는, 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 토출온도 변화가 도시된 그래프.12 is a graph showing the change in compressor discharge temperature according to the amount of refrigerant charge at the maximum COP.

도 13은, 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 증발기의 공기출구온도 변화가 도시된 그래프.13 is a graph showing the air outlet temperature change of the evaporator according to the amount of refrigerant charge at the maximum COP.

도 14는, 냉매로 사용되는 이산화탄소의 증기압선도.14 is a vapor pressure line diagram of carbon dioxide used as a refrigerant.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 압축기 11: 가스쿨러(Gas Cooler)10: Compressor 11: Gas Cooler

12: 내부 열교환기 13: 교축밸브12: internal heat exchanger 13: throttling valve

14: 증발기 15: 어큐물레이터(Accumulator)14: evaporator 15: accumulator

20: 컨트롤러(Controller) 21: 제1센서부20: controller 21: first sensor unit

22: 제2센서부 23: 흡기측 센서22: second sensor unit 23: intake side sensor

T1: 압축기 흡입측 냉매온도 P1: 압축기 흡입측 냉매압력T1: Compressor suction side refrigerant temperature P1: Compressor suction side refrigerant pressure

T2: 압축기 토출측 냉매온도 P2: 압축기 토출측 냉매압력T2: compressor discharge side refrigerant temperature P2: compressor discharge side refrigerant pressure

본 발명은 초임계 상태의 냉매를 이용하여 차량내 냉방을 실시하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템을 제어하기 위한 것으로서, 특히 냉매충진량을 계산하고 냉 매충진량 및 압축기 흡입측 과열도에 따라 교축밸브의 개도와 압축기의 토출용량을 조절하여 시스템을 최적으로 제어하고 냉방성능을 향상시킴은 물론 시스템이 높은 효율을 유지할 수 있도록 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 방법에 관한 것이다.The present invention is to control a supercritical refrigerant system for an air conditioner for cooling in a vehicle using a supercritical refrigerant, in particular, the amount of refrigerant charge is calculated and the throttling valve according to the refrigerant charge amount and the superheat degree of the compressor suction. The present invention relates to a control structure and a method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner, by controlling the opening degree and the discharge capacity of the compressor to optimally control the system, improve cooling performance, and to maintain the system with high efficiency.

냉매는 냉동 사이클의 작동유체로서, 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체로 전달하는 물체의 총칭이다. 현재 널리 사용되고 있는 냉매로는 암모니아, 플루오르화염화탄화수소계 냉매(프레온), 공비혼합냉매(共沸混合冷媒), 클로로메틸 등이 있다. 냉동기의 능력, 압축기의 형식, 용도 등에 따라 각 특성에 알맞은 냉매를 택함으로써 냉동효과를 높일 수 있다. Refrigerant is the working fluid of the refrigeration cycle, a generic term for an object that takes heat from a low temperature object and transfers it to a high temperature object. Refrigerants currently widely used include ammonia, fluorohydrocarbon-based refrigerants (freons), azeotropic mixed refrigerants, chloromethyl, and the like. The refrigeration effect can be enhanced by selecting a refrigerant suitable for each characteristic according to the capacity of the refrigerator, the type of the compressor, and the use.

냉매로서 구비하여야 할 조건은, 첫째 온도가 낮아도 대기압 이상의 압력에서 증발하고 상온에서는 비교적 저압에서 액화하며, 둘째 동일한 냉동능력에 대하여 소요동력이 적고, 셋째 임계온도가 높고 응고온도가 낮으며, 넷째 증발열이 크고 액체의 비열이 작으며 증발열에 대한 액체비열의 비율이 낮아야 하며, 다섯째 같은 냉동능력에 대해 냉매가스의 용적이 작고, 여섯째 화학적으로 결합이 양호하여 냉매가스가 압축열에 의하여 분해되더라도 냉매가스가 아닌 다른 가스를 발생하지 않으며, 일곱째 가격이 저렴해야 한다는 것 등이다.The conditions to be provided as a refrigerant include: evaporation at a pressure above atmospheric pressure even at low temperature, and liquefaction at relatively low pressure at room temperature; second, less power required for the same freezing capacity; third, high critical temperature, low solidification temperature, and fourth heat of evaporation. The large and small specific heat of liquid, the ratio of liquid specific heat to evaporation heat should be low, the fifth volume of refrigerant gas is small for the same freezing capacity, and the sixth chemically bond is good, so the refrigerant gas is decomposed by compressed heat. No other gas is generated, and the seventh price should be low.

상기한 냉매의 조건을 가장 만족하는 것이 바로 프레온 가스인데, 프레온 가스는 오존층을 파괴하는 주범으로 알려져 현재는 사용을 제한하고 있다. 따라서, 환경에 악영향을 미치지 않는 환경친화적인 냉매가 요구되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Freon gas most satisfies the above-mentioned condition of the refrigerant, which is known as the main culprit for destroying the ozone layer and is currently limited in use. Therefore, there is a need for an environmentally friendly refrigerant that does not adversely affect the environment, and research on this has been actively conducted.

이에 따라 개발된 이산화탄소 냉매는 기존의 프레온 냉매에 비해 냉방 성능이 우수하고 효율이 높아 자동차용 공조장치에도 적용이 가능하다. 다만, 이산화탄소는 상압하에서는 드라이아이스에서 기체 이산화탄소가 되는 승화현상을 보이게 되므로, 적정한 압력을 가하여 초임계상태로 만든 후 냉매로 사용하고 있다. 초임계상태란 액체상태와 기체상태를 정확하게 구분할 수 없는 상태로서 액체와 기체의 성질을 모두 가지게 된다.Accordingly, the developed carbon dioxide refrigerant has better cooling performance and higher efficiency than the existing freon refrigerant, and thus can be applied to a vehicle air conditioner. However, since carbon dioxide is sublimed to become gaseous carbon dioxide in dry ice under normal pressure, it is used as a refrigerant after making it into a supercritical state by applying an appropriate pressure. The supercritical state is a state in which the liquid state and the gas state cannot be accurately distinguished, and have both liquid and gas properties.

특히, 이산화탄소의 경우에는 온도가 31℃이상인 경우에는 아무리 압력을 가하더라도 액화되지 않게 되며, 초임계 상태의 이산화탄소는 상기한 냉매의 조건을 잘 만족하게 되므로 이산화탄소를 냉매로 하는 초임계 냉매 시스템을 구성할 수 있다. 상기한 초임계 냉매 시스템은 냉매를 초임계 상태로 유지시키고 시스템의 효율을 향상시키기 위하여, 압축기의 용량을 조절하거나 교축밸브의 개도량을 변화시키는 등의 제어를 필요로 한다.Particularly, in the case of carbon dioxide, when the temperature is above 31 ° C., no matter how much pressure is applied, the carbon dioxide in the supercritical state satisfies the conditions of the above refrigerant, and thus constitutes a supercritical refrigerant system using carbon dioxide as a refrigerant. can do. The supercritical refrigerant system needs control such as adjusting the capacity of the compressor or changing the opening amount of the throttling valve in order to maintain the refrigerant in the supercritical state and improve the efficiency of the system.

종래의 초임계 냉매 시스템 제어구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축시켜 토출하는 압축기(51)와, 상기 압축기(51)에서 토출되는 냉매에 포함된 오일을 분리시키는 오일 분리기(Oil Separator; 52)와, 상기 오일 분리기(52)를 통과한 냉매를 응축시키는 가스쿨러(Gas Cooler; 53)와, 상기 가스쿨러(53)에서 응축된 냉매의 압력을 강하시키는 교축밸브(Expansion Valve; 55)와, 냉매를 증발시켜 주위 공기를 냉각시키는 증발기(Evaporator; 56)와, 상기 증발기(56)에서 나온 냉매에 포함된 액냉매를 분리시키는 어큐물레이터(Accumulator; 57)와, 상기 어큐물레이터(57)에서 나온 냉매와 상기 가스쿨러(53)에서 나온 냉매 사이의 열교환이 이루어지 는 내부 열교환기(Internal Heat Exchanger; 54)와, 상기 교축밸브(53)를 통과하기 직전의 냉매 압력을 감지하여 상기 압축기(51)의 용량 및 상기 교축밸브(55)의 개도를 제어하는 컨트롤러(Controller; 50)로 구성되어 있다.In the conventional supercritical refrigerant system control structure, as shown in FIG. 1, the compressor 51 compresses and discharges the refrigerant and an oil separator separating the oil contained in the refrigerant discharged from the compressor 51. 52, a gas cooler 53 for condensing the refrigerant passing through the oil separator 52, and an expansion valve 55 for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the gas cooler 53; ), An evaporator 56 for evaporating the refrigerant to cool the surrounding air, an accumulator 57 for separating the liquid refrigerant contained in the refrigerant from the evaporator 56, and the accumulator. Detects the refrigerant pressure immediately before passing through the internal heat exchanger 54 and the throttling valve 53 where heat exchange between the refrigerant from 57 and the refrigerant from the gas cooler 53 is performed. Capacity and phase of the compressor 51 Controller for controlling the opening degree of the throttle valve 55; consists of (Controller 50).

상기와 같이 구성된 종래의 초임계 냉매 시스템 제어구조는, 냉매의 압력에 따라 압축기의 용량 및 교축밸브의 개도를 조절하여 냉매 시스템이 최적의 상태로 작동될 수 있도록 하고 있다.The conventional supercritical refrigerant system control structure configured as described above adjusts the compressor capacity and the opening degree of the throttling valve according to the pressure of the refrigerant so that the refrigerant system can be operated in an optimal state.

압축기(51)에서 토출된 냉매는 오일 분리기(52)에서 오일이 분리되고 가스쿨러(53)에서 응축된 후 교축밸브(55)를 통과하면서 압력이 강하되고, 증발기(56)에서 증발되면서 주위 공기를 냉각시켜 실내를 냉방하도록 한다. 상기 증발기(56)에서 나온 냉매는 어큐물레이터(57)를 통과하면서 액냉매가 분리되고 내부 열교환기(54)를 통과하면서 상기 가스쿨러(53)에서 나온 냉매와 열교환을 통해 완전히 기화된 후 압축기(51)로 귀환된다.The refrigerant discharged from the compressor (51) is separated from the oil in the oil separator (52), condensed in the gas cooler (53) and passed through the throttling valve (55), and the pressure drops, and the ambient air is evaporated in the evaporator (56). To cool the room. After the refrigerant from the evaporator 56 passes through the accumulator 57, the liquid refrigerant is separated and passes through the internal heat exchanger 54 to completely vaporize the refrigerant from the gas cooler 53 through heat exchange. Return to (51).

이때, 컨트롤러(50)는 압력센서(58)를 이용하여 교축밸브(55) 직전의 냉매 압력을 감지하여 교축밸브(55)의 개도를 조절하거나 압축기(51)의 용량을 변화시킴으로써 냉매 시스템이 최적의 효율로 작동되도록 한다. 냉매 압력에 따른 교축밸브(55)의 개도 및 압축기(51)의 용량 조절은 각 시스템의 구성 형태 등에 따라 달라지며, 냉매 시스템의 효율 향상을 위한 여러가지 제어방법이 제시되고 있다.At this time, the controller 50 senses the refrigerant pressure immediately before the throttling valve 55 using the pressure sensor 58 to adjust the opening degree of the throttle valve 55 or to change the capacity of the compressor 51 to optimize the refrigerant system. To operate at an efficiency. The opening degree of the throttling valve 55 and the capacity adjustment of the compressor 51 according to the refrigerant pressure vary depending on the configuration form of each system, and various control methods for improving the efficiency of the refrigerant system have been proposed.

일본 공개특허 2003-002048호에 개시된 차량용 공조장치에서는, 증발기를 통과한 직후의 공기 온도를 감지하여 압축기의 토출용량을 가변 제어함으로써, 압축기의 소비동력이 과도하게 상승되는 것을 방지하고, 압축기나 고무부품 등이 열손 상되는 것을 방지하고 있다. 즉, 증발기를 통과한 직후의 공기 온도가 대략 0℃가 되도록 압축기의 토출용량을 제어하여, 압축기로부터 토출되는 냉매의 유량이 소정 유량이 넘지 않도록 한다. 따라서, 고압측의 냉매 압력 및 냉매 온도가 과도하게 상승되지 않게 되고, 압축기의 소비 동력이 과도하게 상승되지 않도록 함은 물론 압축기나 각 연결부에 사용되는 고무부품 등이 열손상되는 것을 방지할 수 있다.In the vehicle air conditioner disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-002048, by varying the discharge capacity of the compressor by sensing the air temperature immediately after passing through the evaporator, the power consumption of the compressor is prevented from being excessively increased, and the compressor or rubber This prevents the parts and the like from being thermally damaged. That is, the discharge capacity of the compressor is controlled so that the air temperature immediately after passing through the evaporator is approximately 0 ° C., so that the flow rate of the refrigerant discharged from the compressor does not exceed a predetermined flow rate. Therefore, the refrigerant pressure and the refrigerant temperature on the high pressure side are not excessively increased, and the power consumption of the compressor is not excessively increased, and thermal damage to the compressor or the rubber parts used at each connection part can be prevented. .

또, 일본 공개특허 2000-234811호에 개시된 공조장치는, 압축기의 토출측 압력과 온도를 감지하여 시스템을 보호할 수 있도록 하고 있다. 이를 위하여 방열측에서 초임계 상태가 될 수 있는 냉매를 봉입하고, 토출압력에 따라 교축밸브의 개도를 변화시키는 토출압력 제어기와, 토출온도에 따라 교축밸브의 개도를 조절하는 토출온도제어기 및 토출온도에 따라 토출압력 제어기와 토출온도 제어기를 택일하여 교축밸브의 개도를 조절하는 교축밸브 개도 조작기를 구비하고 있다.In addition, the air conditioner disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-234811 makes it possible to protect the system by sensing the pressure and temperature at the discharge side of the compressor. To this end, a discharge pressure controller for enclosing a refrigerant that can be in a supercritical state on the heat dissipation side and changing the opening degree of the throttling valve according to the discharge pressure, a discharge temperature controller for controlling the opening degree of the throttling valve according to the discharge temperature, and a discharge temperature According to the present invention, a throttling valve opening manipulator for controlling the opening degree of the throttling valve by selecting the discharge pressure controller and the discharge temperature controller is provided.

상기한 공조장치는 압축기에서 토출되는 냉매의 온도와 압력에 따라 교축밸브의 개도를 조절함으로써 고압측의 냉매압력 및 온도가 과다하게 상승되지 않도록 하여 시스템을 보호하게 된다. 그러나 상기한 공조장치는 단지 시스템을 보호하는 기능만 있을 뿐, 시스템을 최적으로 제어할 수 없는 단점이 있다.The air conditioning apparatus protects the system by preventing the refrigerant pressure and temperature of the high pressure side from being excessively increased by adjusting the opening degree of the throttling valve according to the temperature and pressure of the refrigerant discharged from the compressor. However, the above air conditioning apparatus has only a function of protecting the system and has a disadvantage in that the system cannot be optimally controlled.

일반적으로 초임계 상태의 냉매를 이용하는 초임계 냉매 시스템에서는 최적의 효율로 운전하는 것이 매우 중요하다. 즉, 냉매 시스템의 운전상태에 따라 시스템의 효율이 많이 변하게 되고, 그에 따라 연료의 소모가 달라지는 등 자동차의 경제적 운용에 지대한 영향을 미치게 된다.In general, it is very important to operate at the optimum efficiency in a supercritical refrigerant system using a supercritical refrigerant. That is, the efficiency of the system is changed a lot according to the operating state of the refrigerant system, and accordingly, the fuel consumption is changed, which greatly affects the economic operation of the vehicle.

결과적으로 자동차를 경제적으로 운용하기 위해서는, 자동차의 작동 상태 및 사용자의 요구에 따라 다양한 방식으로 에어컨을 작동시키는 것이 필요하다. 예를 들어 차량이 오랫동안 운행되면, 냉매 시스템 내부의 냉매가 조금씩 리크되어 일정 시간이 경과된 이후에는 냉매량이 부족해지는 경우가 발생된다. 냉매량의 감소는 곧바로 에어컨의 성능 저하로 나타나고, 압축기 토크가 지나치게 증대되어 연료 소비를 증가시키는 요인이 된다.As a result, in order to operate the vehicle economically, it is necessary to operate the air conditioner in various ways depending on the operating state of the vehicle and the needs of the user. For example, when the vehicle is operated for a long time, the refrigerant inside the refrigerant system leaks little by little, and a certain amount of refrigerant may occur after a predetermined time has elapsed. The decrease in the amount of refrigerant immediately leads to a decrease in the performance of the air conditioner, and the compressor torque is excessively increased, which is a factor that increases fuel consumption.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시스템 내부의 냉매량을 계산하여 냉매량에 따라 시스템의 효율이 최대가 되도록 함은 물론 냉방성능을 유지하면서도 사용자의 운전성까지 고려하여 시스템을 제어할 수 있도록 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by calculating the amount of refrigerant in the system to maximize the efficiency of the system according to the amount of refrigerant, as well as maintaining the cooling performance while controlling the system in consideration of the user's operability It is an object of the present invention to provide a control structure and a method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner.

또, 본 발명은 시스템 내부의 냉매량에 따라 최적의 효율을 나타내도록 시스템을 제어하여 연료 소비를 절감할 수 있고, 사용자의 요구 또는 운전 상태에 따라 시스템을 제어하여 사용자의 편의성 및 운전성을 향상시킬 수 있는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention can reduce the fuel consumption by controlling the system to show the optimum efficiency according to the amount of refrigerant in the system, and improve the user's convenience and operability by controlling the system in accordance with the user's needs or operating conditions Another object of the present invention is to provide a control structure and a method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner.

또한, 본 발명은 냉매충진량이 일정치 이하이거나 냉매충진량이 급격히 감소되는 경우에는 사용자에게 이를 경고하여 냉매의 부족으로 인한 연료 소비 증가 및 냉방 효율의 저하를 방지할 수 있도록 한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention warns the user when the refrigerant filling amount is below a certain value or the refrigerant filling amount is rapidly reduced, so that the supercritical refrigerant for the air conditioner to prevent the increase of fuel consumption and cooling efficiency due to the lack of refrigerant It is another object to provide a control structure and a method of the system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조에 따르면, 냉매를 압축 토출시키고 토출용량의 변화가 가능한 압축기와, 냉매를 응축시키는 가스쿨러와, 냉매의 압력을 강하시키는 교축밸브와, 냉매의 증발을 이용하여 공기를 냉각시키는 증발기를 포함하는 초임계 냉매 시스템에 있어서, 상기 압축기의 흡입측에 설치되어 냉매의 압력 및 온도를 감지하는 제1센서부와, 상기 압축기의 토출측에 설치되어 냉매의 압력 및 온도를 감지하는 제2센서부와, 상기 제1센서부와 제2센서부 및 엔진의 흡기측 센서의 신호에 따라 상기 압축기의 토출용량과 상기 교축밸브의 개도를 제어하는 컨트롤러를 포함한다.According to the control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus of the present invention for achieving the above object, a compressor capable of compressing and discharging the refrigerant and changing the discharge capacity, a gas cooler for condensing the refrigerant, and a pressure drop of the refrigerant A supercritical refrigerant system comprising an throttling valve and an evaporator for cooling air by evaporation of a refrigerant, comprising: a first sensor unit installed at an intake side of the compressor to sense pressure and temperature of the refrigerant; A second sensor part installed at the discharge side of the pump to sense pressure and temperature of the refrigerant, and a discharge capacity of the compressor and an opening degree of the throttling valve according to signals of the first sensor part, the second sensor part, and the intake side sensor of the engine; It includes a controller to control.

또, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 제1센서부 또는 제2센서부중 하나에 의해 감지된 냉매의 온도 및 압력에 따라 냉매 밀도를 연산하고, 냉매 밀도에 따라 상기 교축밸브의 개도를 제어한다.In addition, according to the control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the controller calculates the refrigerant density according to the temperature and pressure of the refrigerant sensed by one of the first sensor unit or the second sensor unit, the refrigerant The opening degree of the throttling valve is controlled according to the density.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조에 따르면, 상기 컨트롤러는 상기 압축기의 흡입측 과열도에 따라 상기 교축밸브의 개도를 제어하고, 냉매 밀도가 감소되면 목표 압축기 흡입측 과열도를 증가시키게 된다.In addition, according to the control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the controller controls the opening degree of the throttling valve according to the suction side superheat degree of the compressor, and if the refrigerant density decreases, the target compressor suction side superheat degree Will increase.

또한, 본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 차량의 운전 상태 및 사용자의 조작 여부에 따라 공조모드가 가속모드인지를 확인하는 단계와, 공조모드가 가속모드이면 시스템을 가속모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대성능모드인지를 확인하는 단계와, 공조모드가 최대성능모드이면 시스템을 최대성능모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대효율모드로 제어하는 단계로 이루어지 는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention, the step of checking whether the air conditioning mode is the acceleration mode according to the driving state of the vehicle and whether the user is operating, and if the air conditioning mode is the acceleration mode It is characterized in that it comprises the step of controlling to the acceleration mode, otherwise check whether the maximum performance mode, and if the air conditioning mode is the maximum performance mode to control the system to the maximum performance mode, otherwise to the maximum efficiency mode.

또, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 가속모드는 엔진의 흡기측 센서(23)의 신호에 따라 급가속 여부를 판단하는 제1과정과, 급가속중이면 교축밸브의 개도를 일정 정도 증가시킨 후 제1과정으로 피드백하고 그렇지 않으면 교축밸브의 개도를 감소시킨 후 최대효율모드로 제어하는 제2과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the acceleration mode is a first process of determining whether or not a rapid acceleration in accordance with the signal of the intake sensor 23 of the engine, and if the rapid acceleration After increasing the opening degree of the valve to a certain degree, it is fed back to the first process, otherwise it is characterized in that the second process of controlling the maximum efficiency mode after reducing the opening degree of the throttle valve.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 최대성능모드는 압축기 토출 압력 및 온도를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 감지된 압력과 온도가 한계치 이하인지를 확인하는 제2과정과, 한계치 이하이면 압축기 흡입측 과열도를 증가시킨 후 최대성능모드의 해제 여부를 확인하고 그렇지 않으면 최대효율모드로 제어하는 제3과정과, 최대성능모드가 해제되면 최대효율모드로 제어하고 그렇지 않으면 상기한 제1과정으로 피드백하는 제4과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the maximum performance mode is the first process of detecting the discharge pressure and temperature of the compressor, and whether the pressure and temperature detected in the first process is below the limit value A second process of checking the maximum value, and if the limit value is less than the limit value, increases the degree of superheat of the compressor suction, and then checks whether the maximum performance mode is released. Otherwise, the third process controls the maximum efficiency mode; It is characterized by consisting of a fourth step of controlling the mode and otherwise feedback to the first step.

또, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 최대효율모드는 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)을 감지한 후 이를 이용하여 냉매의 밀도를 연산하는 제1과정과, 냉매의 밀도를 이용하여 목표 압축기 흡입측 과열도(a)를 연산하는 제2과정과, 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)에 따라 실제 압축기 흡입측 과열도(b)를 연산하는 제3과정과, 상기 실제 압축기 흡입측 과열도가 목표 흡입측 과열도의 범위 내에 있도록 압축기 토출용량 및 교축밸브의 개도를 조절하는 제4과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the maximum efficiency mode is the first to detect the temperature (T1) and pressure (P1) of the suction side of the compressor and calculates the density of the refrigerant using the same And a second process of calculating the target compressor suction superheat degree (a) using the density of the refrigerant, and the actual compressor suction superheat degree (b1) according to the temperature (T1) and the pressure (P1) of the compressor suction side. And a fourth process of adjusting the compressor discharge capacity and the opening degree of the throttling valve so that the actual compressor suction side superheat is within the target suction side superheat degree.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 제1과정은 냉매의 밀도가 일정치 이하일 경우 사용자에게 경고하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus of the present invention, the first process is characterized in that it comprises a warning to the user when the density of the refrigerant is below a certain value.

또, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 제2과정은 냉매의 밀도가 감소될수록 흡입측 과열도를 증가시키는 것 및/또는 압축기 토출압력을 감소시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the second process further includes increasing the suction side superheat degree and / or reducing the compressor discharge pressure as the density of the refrigerant decreases. It is characterized by.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 상기 제2과정의 목표 압축기 흡입측 과열도는 “-0.21× D× 76.6-10[K] < 목표압축기흡입측과열도(a)[K] < -0.21× D× 76.6+10[K]” 범위 내에 있고, 상기 제3과정의 압축기 흡입측 과열도는 “압축기흡입측과열도(b)=T1-0.8864× P1+30.636”에 의해 연산되는 것을 특징으로 한다.Further, according to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention, the target compressor suction side superheat degree of the second process is “-0.21 × D × 76.6-10 [K] <target compressor suction side superheat degree ( a) [K] <-0.21 × D × 76.6 + 10 [K] ”, and the compressor suction side superheat degree of the third process is“ compressor suction side superheat degree (b) = T1-0.8864 × P1 + 30.636 It is characterized in that it is calculated by ".

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain the invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 공조장치용 초임계 시스템이 제어구조 및 그 제어방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a supercritical system for an air conditioner of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법이 도시된 순서도이며, 도 4는 가속모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도이고, 도 5는 최대성능모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도이며, 도 6은 최대효율모드로 시스템을 작동시킬 때의 순서도이다.2 is a block diagram showing the control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus according to the present invention, Figure 3 is a flow chart showing a control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus according to the present invention, Figure 4 5 is a flowchart when operating the system in the acceleration mode, FIG. 5 is a flowchart when operating the system in the maximum performance mode, and FIG. 6 is a flowchart when operating the system in the maximum efficiency mode.

또, 도 7은 냉매 밀도에 따른 압축기 흡입측 과열도 변화가 도시된 그래프이고, 도 8은 흡입측 과열도에 따른 성적계수 변화가 도시된 그래프이며, 도 9는 외기온 45℃에서의 냉매충진량에 따른 성적계수 변화가 도시된 그래프이다. 또한, 도 10은 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 흡입측 과열도 변화, 도 11은 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 토출압 변화, 도 12는 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 압축기 토출온도 변화, 도 13은 최대 COP에서 냉매충진량에 따른 증발기의 공기출구온도 변화가 도시된 그래프이다. 또, 도 14는 냉매로 사용되는 이산화탄소의 증기압선도이다.In addition, Figure 7 is a graph showing a change in compressor superheat degree according to the refrigerant density, Figure 8 is a graph showing a change in the coefficient of performance according to the suction side superheat degree, Figure 9 is a refrigerant charge amount at ambient temperature 45 ℃ It is a graph showing the change of the sexual coefficient according to. In addition, Figure 10 is a change in the compressor intake superheat degree according to the refrigerant filling amount at the maximum COP, Figure 11 is a change in the compressor discharge pressure according to the refrigerant charge amount at the maximum COP, Figure 12 is a change in the compressor discharge temperature according to the refrigerant charge amount at the maximum COP, Figure 13 is a graph showing the air outlet temperature change of the evaporator according to the amount of refrigerant charge at the maximum COP. 14 is a vapor pressure diagram of carbon dioxide used as a refrigerant.

본 발명에 의한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조는, 냉매를 압축 토출시키고 토출용량의 변화가 가능한 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 가스쿨러(11)와, 냉매의 압력을 강하시키는 교축밸브(13)와, 냉매의 증발을 이용하여 공기를 냉각시키는 증발기(14)와, 상기 가스쿨러(11)에서 나온 냉매와 상기 증발기(14)에서 나온 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(12)와, 상기 증발기(14)에서 나온 냉매 속에 포함된 액냉매를 분리시키는 어큐물레이터(15)와, 상기 압축기(10)의 흡입측에 설치되어 냉매의 압력(P1) 및 온도(T1)를 감지하는 제1센서부(21)와, 상기 압축기(10)의 토출측에 설치되어 냉매의 압력(P2) 및 온도(T2)를 감지하는 제2센서부(22)와, 상기 제1센서부(21)와 제2센서부(22) 및 엔진의 흡기측 센서(23)의 신호에 따라 상기 압축기(10)의 토출용량과 상기 교축밸브(14)의 개도를 제어하는 컨트롤러(20)를 포함한다.The control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention includes a compressor (10) capable of compressing and discharging refrigerant and changing discharge capacity, a gas cooler (11) for condensing the refrigerant, and reducing the pressure of the refrigerant. The throttling valve 13, an evaporator 14 for cooling the air by evaporation of the refrigerant, and an internal heat exchanger in which heat exchange is performed between the refrigerant from the gas cooler 11 and the refrigerant from the evaporator 14 ( 12), an accumulator 15 for separating liquid refrigerant contained in the refrigerant from the evaporator 14, and a suction pressure P1 and a temperature T1 of the refrigerant are installed at the suction side of the compressor 10. The first sensor unit 21 for detecting the second, The second sensor unit 22 is installed on the discharge side of the compressor 10 for detecting the pressure (P2) and temperature (T2) of the refrigerant, and the first sensor unit The toe of the compressor 10 according to the signals of the 21 and the second sensor 22 and the intake sensor 23 of the engine. A controller 20 for controlling the opening degree of the displacement and the throttle valve 14.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조는 압축기 흡입측 과열도에 따라 최적의 효율이 나타나도록 교축밸브의 개도를 조절하게 된다.The control structure of the supercritical refrigerant system for an air conditioner of the present invention configured as described above adjusts the opening degree of the throttle valve so that the optimum efficiency is shown according to the compressor suction side superheat degree.

차량의 냉방장치를 가동시키게 되면 압축기(10)에 의해 압축된 냉매가 토출되고, 가스쿨러(11)를 지나면서 냉매가 응축된다. 이어 내부 열교환기(12)의 고압측을 통과한 후 교축밸브(13)를 거치면서 압력이 강하되고, 증발기(14)를 통과하면서 주위 공기와 열교환을 하게 된다. 이때 상기 증발기(14)에서 냉매와의 열교환을 통해 냉각된 공기가 실내로 토출됨으로써 실내를 냉방하게 된다. 상기 증발기(14)에서 나온 냉매는 어큐물레이터(15)와 내부 열교환기(12)의 저압측을 거쳐 압축기(10)로 귀환하게 된다. 상기 어큐물레이터(15)는 상기 증발기(14)를 통과한 냉매중 아직 기화되지 못한 액냉매를 분리하게 되며, 상기 내부 열교환기(12)의 고압측을 흐르는 뜨거운 냉매에 의해 저압측을 흐르는 냉매가 가열되어 완전히 기화된 상태로 압축기로 귀환된다.When the vehicle cooling device is operated, the refrigerant compressed by the compressor 10 is discharged, and the refrigerant is condensed while passing through the gas cooler 11. Subsequently, after passing through the high pressure side of the internal heat exchanger 12, the pressure drops while passing through the throttling valve 13, and exchanges heat with ambient air while passing through the evaporator 14. At this time, the air cooled by the heat exchange with the refrigerant in the evaporator 14 is discharged to the room to cool the room. The refrigerant from the evaporator 14 is returned to the compressor 10 via the low pressure side of the accumulator 15 and the internal heat exchanger 12. The accumulator 15 separates the liquid refrigerant which has not yet vaporized from the refrigerant passing through the evaporator 14, and the refrigerant flowing in the low pressure side by the hot refrigerant flowing in the high pressure side of the internal heat exchanger 12. Is heated and returned to the compressor completely vaporized.

여기서, 상기 컨트롤러(20)는, 상기 제1센서부(21) 또는 제2센서부(22)에 의해 감지된 냉매의 온도(T1, T2) 및 압력(P1, P2)에 따라 냉매충진량을 계산하고, 냉매충진량에 따라 상기 교축밸브(13)의 개도를 조절하게 된다. 또, 상기 컨트롤러(20)는, 상기 압축기(10)의 흡입측 과열도에 따라 상기 교축밸브(13)의 개도를 제어하고, 냉매충진량이 감소되면 목표 압축기 흡입측 과열도를 증가시킨다. 그 결과 시스템은 최대효율모드로 작동하게 된다.Here, the controller 20 calculates the refrigerant filling amount according to the temperature (T1, T2) and the pressure (P1, P2) of the refrigerant sensed by the first sensor unit 21 or the second sensor unit 22. The opening degree of the throttling valve 13 is adjusted according to the refrigerant filling amount. In addition, the controller 20 controls the opening degree of the throttling valve 13 according to the suction side superheat degree of the compressor 10, and increases the target compressor suction side superheat degree when the refrigerant filling amount decreases. As a result, the system will operate in maximum efficiency mode.

이때, 상기한 목표 압축기 흡입측 과열도는, 시스템 내부에 충진된 냉매의 평균밀도(D)에 따라 하기의 수학식 1에 의해 결정되는 범위 내에 있게 된다.At this time, the target compressor suction side superheat degree is within the range determined by Equation 1 according to the average density (D) of the refrigerant charged in the system.

Figure 112005052561367-PAT00001
Figure 112005052561367-PAT00001

여기서, 냉매의 평균밀도(D)는 시스템 내부에 충진되어 있는 냉매량을 시스템의 내부 체적으로 나눈 값으로, 제1센서부(21)에 의해 감지되는 냉매의 온도(T1)와 압력(P1)에 따라 구할 수 있다. 즉, 냉매가 포화상태 또는 임계상태에 있으므로, 도 14에 도시된 이산화탄소의 증기압 선도를 이용하면 냉매의 온도 및 압력에 따른 냉매의 밀도를 구할 수 있다. 이때, 상기 증기압 선도에 나타난 냉매의 온도 및 압력에 따른 밀도값이 상기 컨트롤러(20)에 미리 입력되고, 시스템 내부의 체적 역시 컨트롤러(20)에 입력된다. Here, the average density (D) of the refrigerant is a value obtained by dividing the amount of refrigerant charged into the system by the internal volume of the system, and is dependent on the temperature T1 and the pressure P1 of the refrigerant sensed by the first sensor unit 21. You can get it accordingly. That is, since the refrigerant is in a saturated state or a critical state, the density of the refrigerant according to the temperature and pressure of the refrigerant can be obtained by using the vapor pressure diagram of the carbon dioxide shown in FIG. 14. At this time, the density value according to the temperature and pressure of the refrigerant shown in the steam pressure diagram is input to the controller 20 in advance, and the volume inside the system is also input to the controller 20.

상기한 수학식 1에 의해 목표 압축기 흡입측 과열도가 설정되면, 컨트롤러(20)가 교축밸브(13)의 개도를 조절하여 해당 과열도를 얻을 수 있도록 한다. 이때, 상기 교축밸브(13)의 개도는 사용자의 요구와 차량 상태를 감안하여 설정하게 되며, 시스템의 효율인 성적계수(COP)가 최대가 되도록 하는 것이 바람직하다.When the target compressor suction side superheat degree is set by Equation 1, the controller 20 may adjust the opening degree of the throttle valve 13 to obtain the corresponding superheat degree. At this time, the opening degree of the throttling valve 13 is set in consideration of the user's request and the vehicle state, and it is preferable to maximize the coefficient of performance (COP), which is the efficiency of the system.

상기한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법은, 차량의 운전 상태 및 사용자의 조작 여부에 따라 공조모드가 가속모드인지를 확인하는 단계와; 공조모드가 가속모드이면 시스템을 가속모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대성능모드인지를 확인하는 단계와; 공조모드가 최대성능모드이면 시스템을 최대성능모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대효율모드로 제어하는 단계로 이루어진다.The control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner includes: checking whether an air conditioning mode is an acceleration mode according to a driving state of a vehicle and whether a user operates; If the air conditioning mode is an acceleration mode, controlling the system in an acceleration mode, and otherwise confirming whether the maximum performance mode; If the air conditioning mode is the maximum performance mode, the system is controlled to the maximum performance mode, otherwise it is controlled to the maximum efficiency mode.

여기서, 상기 가속모드는 엔진의 흡기측 센서(23)의 신호에 따라 급가속 여부를 판단하는 제1과정과, 급가속중이면 교축밸브의 개도를 일정 정도 증가시킨 후 제1과정으로 피드백하고 그렇지 않으면 교축밸브의 개도를 감소시킨 후 최대효율모드로 제어하는 제2과정으로 이루어진다.Here, the acceleration mode is a first process for determining whether or not a rapid acceleration according to the signal of the intake sensor 23 of the engine, and if the acceleration is during acceleration, the opening degree of the throttle valve is increased to a certain degree and then fed back to the first process. If not, the second process is performed to reduce the opening degree of the throttle valve and then control the maximum efficiency mode.

그리고, 상기 최대성능모드는 압축기 토출 압력 및 온도를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 감지된 압력과 온도가 한계치 이하인지를 확인하는 제2과정과, 한계치 이하이면 압축기 흡입측 과열도를 증가시킨 후 최대성능모드의 해제 여부를 확인하고 그렇지 않으면 최대효율모드로 제어하는 제3과정과, 최대성능모드가 해제되면 최대효율모드로 제어하고 그렇지 않으면 상기한 제1과정으로 피드백하는 제4과정으로 이루어진다.The maximum performance mode includes a first process of detecting a compressor discharge pressure and a temperature, a second process of checking whether the pressure and temperature detected in the first process is less than or equal to a threshold, and a compressor superheating degree of the compressor if less than or equal to a threshold. A third process of checking whether the maximum performance mode is released after the increase and otherwise controlling to the maximum efficiency mode; and a fourth process of controlling to the maximum efficiency mode if the maximum performance mode is released and otherwise feeding back to the first process described above. The process takes place.

또한, 상기 최대효율모드는 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)을 감지한 후 이를 이용하여 냉매의 밀도를 연산하는 제1과정과, 냉매의 밀도를 이용하여 목표 압축기 흡입측 과열도(a)를 연산하는 제2과정과, 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)에 따라 실제 압축기 흡입측 과열도(b)를 연산하는 제3과정과, 상기 실제 압축기 흡입측 과열도가 목표 흡입측 과열도의 범위 내에 있도록 압축기 토출용량 및 교축밸브의 개도를 조절하는 제4과정으로 이루어진다.In addition, the maximum efficiency mode is a first process of detecting the temperature (T1) and the pressure (P1) of the compressor suction side and using it to calculate the density of the refrigerant, and the target compressor suction side superheat degree using the density of the refrigerant a second process of calculating (a), a third process of calculating the actual compressor suction side superheat degree (b) according to the temperature T1 and the pressure P1 of the compressor suction side, and the actual compressor suction side superheat degree And a fourth step of adjusting the compressor discharge capacity and the opening degree of the throttling valve so as to be within the range of the target suction side superheat degree.

또, 상기 최대효율모드의 제1과정은 냉매의 밀도가 일정치 이하일 경우 사용자에게 경고하는 것을 포함한다.In addition, the first process of the maximum efficiency mode includes a warning to the user when the density of the refrigerant is below a certain value.

그리고, 상기 최대효율모드의 제2과정에서는 냉매의 밀도가 감소될수록 흡입 측 과열도를 증가시키거나 압축기 토출압력을 감소시키게 된다. 물론, 2가지 방법을 모두 사용할 수도 있다.In the second process of the maximum efficiency mode, as the density of the refrigerant decreases, the suction-side superheat is increased or the compressor discharge pressure is decreased. Of course, you can use both methods.

또한, 상기 제2과정에서 목표 압축기 흡입측 과열도는 상기한 수학식 1에 의해 계산된 범위 내에 있어야 한다.Also, in the second process, the target compressor suction-side superheat should be within the range calculated by Equation 1 described above.

그리고, 상기 제3과정에서 압축기 흡입측 과열도는 다음의 수학식 2에 의하여 근사적으로 구할 수 있다.In addition, the compressor suction side superheat degree in the third process may be approximated by Equation 2 below.

Figure 112005052561367-PAT00002
Figure 112005052561367-PAT00002

상기한 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법에 따르면, 차량의 운전 상태 및 사용자의 조작에 따라 최적의 공조모드로 시스템을 제어할 수 있다.According to the control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus, the system can be controlled in an optimal air conditioning mode according to the driving state of the vehicle and the user's operation.

공조장치가 작동되면 가속중인지를 확인하여 가속중이면 가속모드로 시스템을 제어한다. 즉, 엔진 흡기측 센서의 신호를 통해 급가속 여부를 확인하여 급가속중이면 교축밸브(13)의 개도를 일정 정도 증가시킨 후 다시 급가속 여부를 확인하고, 급가속 상태가 아니면 교축밸브(13)의 개도를 일정 정도 감소시킨 후 최대효율모드로 시스템을 제어한다.When the air conditioner is activated, it checks whether it is accelerating and if it is accelerating, it controls the system in acceleration mode. That is, after checking whether the acceleration is accelerated through the signal of the engine intake sensor, if the acceleration is being accelerated, the opening degree of the throttle valve 13 is increased to a certain degree and then the acceleration is again checked. After reducing the opening degree to a certain degree, control the system in the maximum efficiency mode.

차량의 운전 상태가 가속중이 아니면 최대성능모드인지 확인한다. 최대성능모드는 사용자가 차량의 운전성을 희생해서라도 시원한 실내공기를 얻기 위해 선택하는 것으로서, 사용자가 컨트롤 패널에 있는 최대성능모드의 스위치를 켬으로써 선택할 수 있다. If the vehicle's driving status is not accelerating, check whether it is in maximum performance mode. The maximum performance mode is selected by the user to obtain cool indoor air even at the expense of driving ability of the vehicle, which can be selected by turning on the maximum performance mode switch on the control panel.

상기한 최대성능모드는 더운 여름철에 차량의 시동을 걸었을 때와 같이 차량 의 운전보다 쾌적한 공기가 더 필요한 때에 적용된다. 최대성능모드에서는 컨트롤러(20)가 제2센서부(22)에 의해 감지되는 압축기 토출측의 온도(T2)와 압력(P2)이 한계치 이하인 범위 내에서 압축기 흡입측 과열도를 최대한 높일 수 있도록 시스템을 제어한다.The maximum performance mode is applied when more air is required than driving the vehicle, such as when the vehicle is started in a hot summer. In the maximum performance mode, the controller 20 is configured to maximize the compressor suction side superheat within the range where the temperature T2 and pressure P2 of the compressor discharge side detected by the second sensor unit 22 are below the limit. To control.

공조모드가 가속모드도 아니고 최대성능모드도 아니라면 최대효율모드로 시스템을 제어한다. 최대효율모드에서는 제1센서부(21)를 통해 압축기(10)의 흡입측 온도(T1)와 압력(P1)을 감지한 후, 도 14에 도시된 증기압 선도를 이용하여 냉매의 밀도를 구하고, 이를 상기한 수학식 1에 적용하여 목표 흡입측 과열도(a)의 범위를 연산한다. 이어, 상기 압축기(10)의 흡입측 온도(T1)와 압력(P1)을 상기한 수학식 2에 적용하여 실제 압축기 흡입측 과열도(b)를 연산한다. 이후, 상기 압축기 흡입측 과열도(b)가 목표 흡입측 과열도의 범위 내에 있도록 압축기(10)의 토출용량 및 교축밸브(13)의 개도를 조절한다.If the air conditioning mode is not the acceleration mode or the maximum performance mode, the system is controlled in the maximum efficiency mode. In the maximum efficiency mode, after detecting the suction side temperature T1 and the pressure P1 of the compressor 10 through the first sensor unit 21, the density of the refrigerant is obtained using the steam pressure diagram shown in FIG. This is applied to Equation 1 above to calculate the range of the target suction side superheat degree (a). Next, the suction side temperature T1 and the pressure P1 of the compressor 10 are applied to Equation 2 to calculate the actual compressor suction side superheat degree b. Thereafter, the discharge capacity of the compressor 10 and the opening degree of the throttling valve 13 are adjusted such that the compressor suction side superheat degree b is within a target suction side superheat degree.

그런데, 시간이 지남에 따라 냉매가 미세하게 리크될 수 있으므로, 실제 시스템 내에서 유동되고 있는 냉매충진량을 감지하여야 한다. 이를 위하여 시스템에 설치된 센서부(21, 22)의 온도센서 및 압력센서를 이용해 냉매의 온도(T1, T2)와 압력(P1, P2)을 감지하고, 이 온도(T1, T2)와 압력(P1, P2)을 이용하여 냉매량을 계산한다. 냉매충진량은 냉매의 온도(T1, T2)와 압력(P1, P2)에 따라 결정되는 냉매의 밀도를 통해 구할 수 있다.However, since the refrigerant may be leaked finely over time, it is necessary to detect the amount of refrigerant flowing in the actual system. To this end, the temperature (T1, T2) and the pressure (P1, P2) of the refrigerant is sensed using the temperature sensor and the pressure sensor of the sensor unit (21, 22) installed in the system, and the temperature (T1, T2) and pressure (P1) Calculate the amount of refrigerant using, P2). Refrigerant filling amount can be obtained through the density of the refrigerant determined according to the temperature (T1, T2) and the pressure (P1, P2) of the refrigerant.

여기서, 압축기 흡입측 과열도는 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 효율 하에서는 냉매의 밀도에 따라 선형적으로 변화된다. 따라서, 냉매충진량이 감소된 상 태에서 동일한 성적계수(COP)를 얻기 위해서는 목표 압축기 흡입측 과열도를 상승시켜야만 한다.Here, the compressor suction side superheat degree is linearly changed according to the density of the refrigerant under the same efficiency, as shown in FIG. Therefore, the target compressor suction superheat must be increased to achieve the same COP with reduced refrigerant charge.

그런데, 계산된 냉매충진량이 일정 이하인 경우에는 목표 흡입측 과열도가 지나치게 상승되고, 그로 인해 시스템 내부의 온도(T1, T2) 및 압력(P1, P2)이 상승되어 시스템 전체에 무리가 발생될 수 있다. 즉, 도 9를 참조하여 냉매충진량에 따른 최대 효율점의 변화를 살펴보면, 냉매충진량이 일정치 이하로 감소됨에 따라 효율이 급격하게 감소됨을 알 수 있다. 다시 말해서 냉매충진량이 감소되면 최대 효율을 나타내는 압축기 흡입측 과열도 값이 증가하게 되므로, 시스템을 효율적으로 작동시키기 위한 목표 흡입측 과열도가 상승하는 것이다.However, if the calculated refrigerant charge amount is less than a certain amount, the target suction-side superheat is excessively increased, and as a result, the temperature (T1, T2) and the pressure (P1, P2) inside the system may be raised, which may cause overload of the entire system. have. That is, referring to FIG. 9, the change in the maximum efficiency point according to the refrigerant charge amount may be found to decrease rapidly as the refrigerant charge amount decreases below a certain value. In other words, if the amount of refrigerant charge decreases, the compressor suction side superheat value, which represents the maximum efficiency, is increased, so that the target suction side superheat degree for the efficient operation of the system is increased.

이에 따라 냉매충진량이 일정 이하인 경우에는 사용자에게 경고를 하여 냉매를 추가하도록 하게 된다. 따라서, 항상 적절한 냉매충진량을 유지하도록 하여 시스템을 최적 상태로 제어할 수 있다. 또한, 냉매충진량의 변화 추이를 살펴서 냉매충진량이 급격하게 감소되는 경우, 냉매 시스템의 일부에서 냉매가 과다하게 리크되고 있는 것으로 판단하여 사용자에게 경고한다. 따라서, 사용자는 냉매 시스템에 대한 점검을 통해 냉매의 리크 부위를 수선함으로써 냉매가 리크되지 않도록 하고, 냉매의 과다한 리크로 인한 시스템의 작동 이상을 방지할 수 있다. Accordingly, when the refrigerant charge amount is less than a predetermined amount to warn the user to add the refrigerant. Therefore, the system can be optimally controlled by maintaining an appropriate amount of refrigerant charge at all times. In addition, when the refrigerant charge amount is drastically reduced by looking at the change in the refrigerant charge amount, it is determined that the refrigerant is excessively leaked in a part of the refrigerant system to warn the user. Therefore, the user can repair the leak portion of the refrigerant through the inspection of the refrigerant system to prevent the refrigerant from leaking and prevent an abnormal operation of the system due to excessive leakage of the refrigerant.

물론, 냉매충진량의 변화가 미미하거나 사용자가 이를 무시하는 경우에는 시스템의 효율을 높이기 위한 제어를 수행한다. 따라서, 냉매충진량이 감소되면 압축기 흡입측 과열도를 상승시키는 방향으로 시스템을 제어하여, 시스템의 효율을 향상시키고 에너지 소비량을 줄일 수 있다.Of course, if the change in the refrigerant filling amount is small or the user ignores it, the control is performed to increase the efficiency of the system. Therefore, when the amount of refrigerant charge is reduced, the system is controlled in a direction in which the compressor suction side superheat is increased, thereby improving efficiency of the system and reducing energy consumption.

결과적으로 최대효율점에서 압축기 흡입측 과열도는 냉매충진량에 대하여 선형적인 분포를 보이므로, 공조장치용 초임계 냉매 시스템에서 압축기 흡입측 과열도는 적당한 제어변수가 된다.As a result, at the maximum efficiency point, the compressor suction superheat degree is linearly distributed with respect to the refrigerant charge amount, so the compressor suction superheat degree becomes an appropriate control variable in the supercritical refrigerant system for the air conditioner.

최적의 효율을 나타내는 압축기 흡입측 과열도는 냉매 시스템의 내부체적에 따라 그 값이 변화된다. 이때, 압축기 흡입측 과열도는 상기한 수학식 1과 같이 밀도의 함수이므로, 동일 체적인 경우에는 냉매충진량에 따라 달라지게 된다. 도 10은 내부체적이 2L 정도인 냉매 시스템에서 최대 효율 상태의 냉매충진량 변화에 따른 압축기 흡입측 과열도가 도시된 도면이다.The compressor suction superheat degree, which shows optimum efficiency, varies with the internal volume of the refrigerant system. At this time, since the compressor suction-side superheat is a function of density as in Equation 1 above, in the case of the same volume, it depends on the amount of refrigerant charged. FIG. 10 is a diagram illustrating a superheat diagram of a compressor suction side according to a change in a refrigerant filling amount at a maximum efficiency state in a refrigerant system having an internal volume of about 2L.

냉매충진량과 압축기(10)의 토출압(P2) 사이의 관계를 살펴보면, 도 11에 도시된 바와 같이 냉매충진량이 감소됨에 따라 최적 효율을 나타내는 압축기 토출측 압력(P2)도 감소됨을 알 수 있다. 즉, 냉매충진량의 감소가 감지되면 압축기 토출측 압력(P2)을 낮게 제어해야 하며, 그렇지 않으면 압축기(10)를 과다하게 작동시켜 동력의 소모가 증가하게 된다. 이때, 냉매충진량과 압축기(10)의 토출압(P2)의 변화가 선형적으로 나타나지 않으므로, 압축기 토출압(P2)은 제어변수로 적합하지 않음을 알 수 있다.Looking at the relationship between the refrigerant charge amount and the discharge pressure P2 of the compressor 10, as shown in Figure 11 it can be seen that as the refrigerant charge amount is reduced, the compressor discharge side pressure (P2) showing the optimum efficiency is also reduced. That is, when a decrease in the refrigerant filling amount is detected, the compressor discharge side pressure P2 should be controlled to be low. Otherwise, the compressor 10 is excessively operated to increase power consumption. At this time, since the change in the refrigerant filling amount and the discharge pressure P2 of the compressor 10 does not appear linearly, it can be seen that the compressor discharge pressure P2 is not suitable as a control variable.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 냉매충진량이 감소되면 압축기(10)의 토출측 온도(T2)가 증가함을 알 수 있다. 그러나, 냉매충진량과 압축기 토출온도(T2) 역시 비선형적 분포를 보이게 되어, 압축기 토출온도(T2)는 변수로 적절하지 않음을 알 수 있다.In addition, as shown in Figure 12, it can be seen that the discharge side temperature (T2) of the compressor 10 is increased when the refrigerant charge amount is reduced. However, the refrigerant charge amount and the compressor discharge temperature (T2) also shows a non-linear distribution, it can be seen that the compressor discharge temperature (T2) is not appropriate as a variable.

또, 도 13에 도시된 바와 같이, 냉매충진량이 감소하게 되면, 증발기(13)의 공기측 출구온도가 증가됨을 알 수 있다. 이는 냉매충진량이 감소됨에 따라 냉방성능이 저하됨을 의미하나, 역시 비선형적 분포를 보여 증발기(13)의 공기측 출구온도를 통해 냉매충진량을 감지하기가 어려움을 알 수 있다.In addition, as shown in Figure 13, it can be seen that when the refrigerant charge amount is reduced, the air outlet temperature of the evaporator 13 is increased. This means that the cooling performance decreases as the amount of refrigerant charged decreases, but it is also difficult to detect the amount of refrigerant charged through the air outlet temperature of the evaporator 13 because of the nonlinear distribution.

결과적으로 초임계 냉매 시스템의 효율은 냉매충진량에 따라 달라지고, 냉매충진량은 압축기 흡입측 과열도와 선형적인 분포를 보이게 되므로, 압축기 흡입측 과열도를 조절함으로써 시스템의 효율을 제어할 수 있다. 압축기 흡입측 과열도는 제1센서부(21)에 의해 감지되는 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)에 따라 결정되며, 교축밸브(13)의 조절을 통해 흡입측 압력(P1)을 제어할 수 있다.As a result, the efficiency of the supercritical refrigerant system varies depending on the amount of refrigerant charged, and the amount of refrigerant filled shows a linear distribution with the compressor suction superheat, so that the efficiency of the system can be controlled by adjusting the compressor suction superheat. The compressor suction superheat degree is determined according to the temperature T1 and the pressure P1 of the suction side detected by the first sensor unit 21, and the suction side pressure P1 is adjusted by adjusting the throttle valve 13. Can be controlled.

상기 교축밸브(13)의 조절은 수학식 1에 따라 결정되는 목표 압축기 흡입측 과열도의 범위에 연동하여 조절하는데, 사용자의 요구와 차량 상태를 감안하여 최대의 시스템 효율이 나타나도록 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 초기 냉방시에는 사용자의 선택에 따라 엔진의 출력을 희생하여 냉방성능을 향상시키는 최대성능모드로 교축밸브(13)를 제어하고, 급격한 가속이 있을 경우에는 가속모드에 따라 교축밸브(13) 및 압축기(10)의 토출용량을 제어하며, 그 밖의 경우에는 최대효율모드로 교축밸브(13) 및 압축기(10)의 토출용량을 제어하게 되는 것이다.The adjustment of the throttling valve 13 is adjusted in conjunction with the target compressor suction-side superheat degree determined according to Equation 1, and it is preferable to adjust the throttling valve so that the maximum system efficiency appears in consideration of the user's request and the vehicle condition. Do. That is, during the initial cooling, the throttling valve 13 is controlled in the maximum performance mode to improve the cooling performance at the expense of the engine's output according to the user's selection, and when there is a sudden acceleration, the throttling valve 13 according to the acceleration mode. And the discharge capacity of the compressor 10, and in other cases, the discharge capacity of the throttle valve 13 and the compressor 10 in the maximum efficiency mode.

상기 최대효율모드는 앞서 설명한 최대성능모드와 가속모드를 제외한 경우로서, 차량의 연비를 최대로 하는 경제적 운행상태인 경우에 적용된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 이산화탄소를 냉매로 사용하는 초임계 냉매 시스템에서는 압축기 흡입측 과열도에 따라 시스템의 효율이 변화되므로, 압축기 흡입측 과열도를 조절하여 시스템을 최적의 상태로 제어할 수 있다.The maximum efficiency mode is applied to the case of the economic driving state maximizing the fuel efficiency of the vehicle except the maximum performance mode and the acceleration mode described above. That is, in the supercritical refrigerant system using carbon dioxide as the refrigerant as shown in FIG. Can be.

이를 위하여 제2센서부(22)를 통해 압축기 토출측 온도(T2)와 압력(P2)을 감지하고, 압축기(10)의 토출측 온도(T2)나 압력(P2)이 한계치를 초과하지 않는 범위 내에서 압축기 흡입측 과열도를 상승시키게 되고, 교축밸브(13)의 조절을 통해 압축기 흡입측 과열도 역시 승강시킬 수 있다.To this end, the compressor discharge side temperature T2 and the pressure P2 are sensed through the second sensor unit 22, and the discharge side temperature T2 or the pressure P2 of the compressor 10 does not exceed the limit. The compressor suction side superheat is raised, and by adjusting the throttling valve 13, the compressor suction side superheat can also be elevated.

압축기 흡입측 과열도를 강하시키기 위해서는, 교축밸브(13)를 개방하여 압축기 흡입측 압력을 낮추거나, 압축기(10)의 토출용량을 감소시키는 방법을 사용한다. 물론, 압축기 흡입 과열도를 증가시키기 위해서는, 교축밸브(13)의 개도를 감소시켜 압축기의 흡입측 압력을 높이거나 압축기(10)의 토출용량을 증가시키는 방법을 사용한다.In order to lower the compressor suction side superheat degree, a method of opening the throttle valve 13 to lower the compressor suction side pressure or reducing the discharge capacity of the compressor 10 is used. Of course, in order to increase the compressor suction superheat degree, a method of reducing the opening degree of the throttle valve 13 to increase the suction side pressure of the compressor or to increase the discharge capacity of the compressor 10 is used.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those of ordinary skill in the art are appropriately within the scope described in the claims of the present invention. Changes will be possible.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법에 따르면, 초임계 냉매 시스템 내부의 냉매충진량을 계산하고 이를 이용하여 목표 압축기 흡입측 과열도를 결정하여 시스템을 제어하게 되므로 냉매의 손실에 관계없이 시스템을 최적으로 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, according to the control structure and method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention, the amount of refrigerant charge in the supercritical refrigerant system is calculated and the target compressor suction side superheat is used to control the system. As a result, the system can be optimally controlled regardless of the loss of the refrigerant.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법에 따르면, 별도의 제어로직을 추가하지 않고도 냉매충진량의 변화에 따라 목표 압축 기 흡입측 과열도를 변화시켜 최대의 효율을 얻을 수 있도록 함은 물론 최대성능으로도 에어컨을 작동시킬 수 있는 다른 효과가 있다. In addition, according to the control structure and method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention, the maximum efficiency is obtained by changing the superheat degree of the target compressor inhalation according to the change of the refrigerant charge amount without adding a separate control logic. There are other effects that allow the air conditioner to run at maximum performance as well.

또, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법에 따르면, 냉매충진량의 변화를 감시하여 냉매의 리크에 대한 대응을 빠르게 할 수 있도록 하고 냉매의 부족으로 인한 연료 소비율의 증가를 방지할 수 있도록 하는 또 다른 효과가 있다.In addition, according to the control structure and method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention, it is possible to monitor the change in the amount of refrigerant charge to quickly respond to the leakage of refrigerant and to increase the fuel consumption rate due to the lack of refrigerant. There is another effect that can be prevented.

또한, 본 발명의 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 그 방법에 따르면, 사용자의 운전특성에 따라 냉방성능과 주행성능을 변화시키게 되므로 가속이나 감속시 운전성이 향상되고 사용자의 편의성이 증대되는 효과도 있다. In addition, according to the control structure and method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner according to the present invention, since the cooling performance and the running performance is changed according to the user's operating characteristics, the driving performance is improved and the user's convenience is increased during acceleration or deceleration. There is also an effect.

Claims (13)

냉매를 압축 토출시키고 토출용량의 변화가 가능한 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 가스쿨러(11)와, 냉매의 압력을 강하시키는 교축밸브(13)와, 냉매의 증발을 이용하여 공기를 냉각시키는 증발기(14)를 포함하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템에 있어서,Compressor 10 capable of compressing and discharging the refrigerant and changing discharge capacity, gas cooler 11 for condensing the refrigerant, throttling valve 13 for lowering the pressure of the refrigerant, and cooling the air by evaporation of the refrigerant In the supercritical refrigerant system for an air conditioner comprising an evaporator (14), 상기 압축기(10)의 흡입측에 설치되어 냉매의 압력(P1) 및 온도(T1)를 감지하는 제1센서부(21)와, 상기 압축기(10)의 토출측에 설치되어 냉매의 압력(P2) 및 온도(T2)를 감지하는 제2센서부(22)와, 상기 제1센서부(21)와 제2센서부(22) 및 엔진의 흡기측 센서(23)의 신호에 따라 상기 압축기(10)의 토출용량과 상기 교축밸브(13)의 개도를 제어하는 컨트롤러(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조.The first sensor unit 21 is installed on the suction side of the compressor 10 to sense the pressure P1 and the temperature T1 of the refrigerant, and the pressure P2 of the refrigerant is installed on the discharge side of the compressor 10. And the compressor 10 according to the signals of the second sensor unit 22 sensing the temperature T2, the first sensor unit 21, the second sensor unit 22, and the intake sensor 23 of the engine. A control structure of a supercritical refrigerant system for an air conditioner, characterized in that it comprises a controller (20) for controlling the discharge capacity of the) and the opening degree of the throttling valve (13). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컨트롤러(20)는, 상기 제1센서부(21) 또는 제2센서부(22)중 하나에 의해 감지된 냉매의 온도(T1, T2) 및 압력(P1, P2)에 따라 냉매충진량을 계산하고, 냉매충진량에 따라 상기 교축밸브(13)의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조.The controller 20 calculates the refrigerant filling amount according to the temperature (T1, T2) and the pressure (P1, P2) of the refrigerant sensed by one of the first sensor unit 21 or the second sensor unit 22. And controlling the opening degree of the throttling valve according to the refrigerant filling amount. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컨트롤러(20)는, 상기 압축기(10)의 흡입측 과열도에 따라 상기 교축밸브(13)의 개도를 제어하고, 냉매충진량이 감소되면 목표 압축기 흡입측 과열도를 증가시키도록 하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조.The controller 20 controls the opening degree of the throttling valve 13 according to the suction side superheat degree of the compressor 10 and increases the target compressor suction side superheat degree when the refrigerant filling amount is decreased. Control structure of supercritical refrigerant system for air conditioning equipment. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 목표 압축기의 흡입측 과열도는, 시스템 내부에 충진된 냉매의 평균 밀도(D)에 따라 결정되고, 아래의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조.The suction superheat degree of the target compressor is determined according to the average density (D) of the refrigerant packed in the system, and is within the following range. -0.21 × D × 76.6-10 K < 목표압축기흡입측과열도(a) < -0.21 × D × 76.6+10 K-0.21 × D × 76.6-10 K <Target compressor suction overheat (a) <-0.21 × D × 76.6 + 10 K 제1항에 기재된 초임계 냉매 시스템을 제어하는 방법에 있어서,In the method for controlling the supercritical refrigerant system according to claim 1, 차량의 운전 상태 및 사용자의 조작 여부에 따라 공조모드가 가속모드인지를 확인하는 단계와,Checking whether the air conditioning mode is the acceleration mode according to the driving state of the vehicle and whether the user operates the vehicle; 공조모드가 가속모드이면 시스템을 가속모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대성능모드인지를 확인하는 단계와,If the air conditioning mode is the acceleration mode, controlling the system in the acceleration mode, otherwise confirming whether the maximum performance mode, 공조모드가 최대성능모드이면 시스템을 최대성능모드로 제어하고 그렇지 않으면 최대효율모드로 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.Controlling the system to the maximum performance mode if the air conditioning mode is the maximum performance mode; otherwise, controlling the system to the maximum efficiency mode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 가속모드는, 엔진의 흡기측 센서(23)의 신호에 따라 급가속 여부를 판단하는 제1과정과, 급가속중이면 교축밸브의 개도를 일정 정도 증가시킨 후 제1과정으로 피드백하고 그렇지 않으면 교축밸브의 개도를 감소시킨 후 최대효율모드로 제어하는 제2과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.In the acceleration mode, the first process of determining whether or not there is a rapid acceleration according to the signal of the intake sensor 23 of the engine, and if the rapid acceleration is increased, the opening degree of the throttle valve is increased to a certain degree and then fed back to the first process. And a second process of reducing the opening degree of the throttling valve to control the maximum efficiency mode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 최대성능모드는, 압축기 토출 압력 및 온도를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 감지된 압력과 온도가 한계치 이하인지를 확인하는 제2과정과, 한계치 이하이면 압축기 흡입측 과열도를 증가시킨 후 최대성능모드의 해제 여부를 확인하고, 최대성능모드가 해제되지 않으면 최대효율모드로 제어하는 제3과정과, 최대성능모드가 해제되면 최대효율모드로 제어하고 그렇지 않으면 상기한 제1과정으로 피드백하는 제4과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The maximum performance mode may include a first process of detecting the discharge pressure and temperature of the compressor, a second process of checking whether the pressure and the temperature sensed in the first process are below a threshold value, and a superheat degree of the compressor suction side if the threshold value is less than the threshold value. A third process of checking whether the maximum performance mode is released after the increase and controlling the maximum efficiency mode if the maximum performance mode is not released; and controlling the maximum efficiency mode if the maximum performance mode is released; Control method of a supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus comprising a fourth process of feeding back. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 최대효율모드는, 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력(P1)을 감지한 후 이를 이용하여 냉매의 밀도를 연산하는 제1과정과, 냉매의 밀도를 이용하여 목표 압축기 흡입측 과열도(a)를 연산하는 제2과정과, 압축기 흡입측의 온도(T1)와 압력 (P1)에 따라 실제 압축기 흡입측 과열도(b)를 연산하는 제3과정과, 상기 실제 압축기 흡입측 과열도가 목표 압축기 흡입측 과열도의 범위 내에 있도록 압축기 토출용량 및 교축밸브의 개도를 조절하는 제4과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The maximum efficiency mode, the first process of detecting the temperature (T1) and the pressure (P1) of the compressor suction side and using this to calculate the density of the refrigerant, and the target compressor suction side superheat degree using the density of the refrigerant ( a second process of calculating a), a third process of calculating the actual compressor suction side superheat degree b according to the temperature T1 and the pressure P1 of the compressor suction side, and the actual compressor suction side superheat degree And a fourth step of adjusting the compressor discharge capacity and the opening degree of the throttling valve so as to be within the range of the target compressor suction side superheat degree. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1과정은, 냉매의 밀도가 일정치 이하일 경우 사용자에게 경고하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The first process is a control method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner, comprising warning the user when the density of the refrigerant is below a predetermined value. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제2과정은, 냉매의 밀도가 감소될수록 흡입측 과열도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The second process is a control method of a supercritical refrigerant system for an air conditioning apparatus, characterized in that as the density of the refrigerant decreases, the suction side superheat is increased. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제2과정은, 냉매의 밀도가 감소될수록 압축기 토출압력을 감소시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The second process is a control method of a supercritical refrigerant system for an air conditioner, characterized in that further comprising reducing the discharge pressure of the compressor as the density of the refrigerant is reduced. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제2과정에서 목표 압축기 흡입측 과열도는 다음 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The control method of the supercritical refrigerant system for an air conditioner, characterized in that the target compressor suction side superheat degree in the second process is within the following range. -0.21 × D × 76.6-10 K < 목표압축기흡입측과열도(a) < -0.21 × D × 76.6+10 K-0.21 × D × 76.6-10 K <Target compressor suction overheat (a) <-0.21 × D × 76.6 + 10 K 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제3과정에서 압축기 흡입측 과열도는 다음의 수식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어방법.The compressor suction side superheat degree in the third process is calculated by the following equation. 압축기흡입측과열도(b)=T1-0.8864× P1+30.636Compressor suction side superheat (b) = T1-0.8864 × P1 + 30.636
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