KR20070052887A - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

공기 조화기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명은 모듈형 실외기를 구비하는 공기 조화기에서 실외기 모듈의 착상에 따른 제상 운전 진입 시점을 지연시켜서 더 오랜 시간 동안 난방 운전을 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기는, 복수의 실외기 모듈과; 복수의 실외기 모듈 중에서 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행할 때 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 착상 속도 편차가 감소하도록 착상 속도 균등 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONER AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 모듈형 실외기를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법에 따른 난방 운전 시간 확보 효과를 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 또 다른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

160a-160c : 저압 측 압력 센서

170a-170c : 저압 측 온도 센서

180a-180c : 실외 열 교환기 온도 센서

128a-128c : 실외 전자 팽창 밸브

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 다수의 실외기가 단일의 공통 냉매관을 통해 실내기에 연결되는 모듈형 실외기를 구비하는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

모듈형 실외기는 비교적 작은 용량의 실외기를 하나의 모듈로 구성하고, 필요한 총 냉난방 능력에 따라 여러 개의 실외기 모듈들을 결합하여 목적하는 크기의 냉방 능력을 발휘하도록 하는 형태의 실외기이다. 예를 들어, 총 5톤의 냉난방 능력이 필요한 경우 5톤 용량의 단일 실외기를 구성하게 되면 그 크기가 매우 커져서 제작과 운반, 설치가 상당히 불편한데, 모듈형 실외기의 경우에는 1톤 용량의 실외기 모듈 5개를 이용하면 되므로 제작과 운반, 설치에 있어서 상대적으로 더 편리하게 운용할 수 있다.

이와 같은 모듈형 실외기는 각각의 실외기 모듈들이 단일의 공통 냉매관을 통해 실내기에 연결되는데, 만약 각 실외기 모듈의 냉매 분배가 잘 못 이루어지면 일부 실외기 모듈로 냉매가 집중되고 다른 실외기 모듈에는 냉매 부족 현상이 발생할 수 있다.

냉매가 부족 공급되는 실외기 모듈의 저압 측 압력은 냉매가 과잉 공급되는 실외기 모듈의 저압 측 압력에 대해 상대적으로 더 낮은 증발 온도를 갖게 된다.

따라서 냉매가 부족 공급되는 실외기 모듈은 냉매가 과잉 공급되는 실외기 모듈보다 그 증발 온도와 외기 온도 사이의 차가 더 크고, 이로 인하여 냉매가 부족 공급되는 실외기 모듈의 실외 열 교환기 표면 착상이 더 빠르게 진행된다. 반 면, 냉매가 과잉 공급되는 실외기 모듈은 착상이 더욱 더디게 진행되어 그 착상 정도의 차이는 더욱 커진다.

실외 열 교환기의 제상 운전은 복수의 실외기 모듈들 가운데 착상 정도가 가장 빠르게 진행된 실외기를 기준으로 하여 수행되는데, 일부 실외기 모듈의 착상 정도가 제상 운전이 필요한 수준까지 도달하게 되면 나머지 실외기 모듈의 제상 필요 여부에 관계없이 전 실외기 모듈들의 난방 운전을 중단하고 제상 운전에 돌입해야 하기 때문에 난방 운전 시간이 불필요하게 단축된다.

본 발명은 다수의 실외기 모듈을 구비하는 공기 조화기에서 각 실외기 모듈 사이의 착상 진행 속도 편차를 최소화하여 제상 운전을 필요로하는 시점을 최대로 지연시켜서 난방 운전의 빈번한 중단을 줄이고 더 긴 난방 운전 시간을 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기는, 복수의 실외기 모듈과; 복수의 실외기 모듈 중에서 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행할 때 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 착상 속도 편차가 감소하도록 착상 속도 균등 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

또한, 복수의 실외기 모듈 각각의 저압 측에 마련되어 저압 측의 압력을 측정하는 압력 센서와; 실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고; 제어부는 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측 압력 편차가 감소하도록 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어한다.

또한, 제어부는, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 하나의 저압 측 압력 편차가 미리 정해진 제 1 기준 값을 초과할 때 착상 속도 균등 제어를 수행한다.

또한, 상술한 저압 측 압력 편차는 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측의 압력과 각 저압 측 압력의 평균값 사이의 압력 차이이다.

또한, 상술한 제어부는, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 저압 측 압력 편차가 제 1 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행한다.

또한, 복수의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도를 측정하는 온도 센서와; 실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고; 제어부는 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 감소하도록 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어한다.

또한, 상술한 제어부는, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 하나의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 미리 정해진 제 2 기준 값을 초과할 때 착상 속도 균등 제어를 수행한다.

또한, 상술한 실외 열 교환기 표면 온도 편차는 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 온도와 각 표면 온도의 평균값 사이의 온도 차이이다.

또한, 상술한 제어부는, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 제 2 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행한다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 방법은 복수의 실외기 모듈을 구비하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서, 복수의 실외기 모듈 중에서 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행할 때 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 착상 속도의 편차가 감소하도록 착상 속도 균등 제어를 수행한다.

또한, 복수의 실외기 모듈 각각의 저압 측에 마련되어 저압 측의 압력을 측정하는 압력 센서와; 실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고; 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측 압력 편차가 감소하도록 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어한다.

또한, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도하나의 저압 측 압력 편차가 미리 정해진 제 1 기준 값을 초과할 때 착상 속도 균등 제어를 수행한다.

또한, 상술한 저압 측 압력 편차는 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측의 압력과 각 저압 측 압력의 평균값 사이의 압력 차이이다.

또한, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 저압 측 압력 편차가 제 1 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행한다.

또한, 복수의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도를 측정하는 온 도 센서와; 실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고; 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 감소하도록 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어한다.

또한, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 하나의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 미리 정해진 제 2 기준 값을 초과할 때 착상 속도 균등 제어를 수행한다.

또한, 상술한 실외 열 교환기 표면 온도 편차는 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 온도와 각 표면 온도의 평균값 사이의 온도 차이이다.

또한, 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 제 2 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 모듈형 실외기를 나타낸 도면이다. 모듈형 실외기는 비교적 작은 용량의 실외기를 하나의 모듈로 구성하고, 필요한 총 냉난방 능력에 따라 여러 개의 실외기 모듈들을 결합하여 목적하는 크기의 냉방 능력을 발휘하도록 하는 형태의 실외기이다. 예를 들어, 5톤의 냉난방 능력이 필요한 경우 5톤의 냉난방 능력을 갖는 단일의 실외기를 구성하게 되면 그 크기가 매우 커져서 제작과 운반, 설치가 상당히 불편한데, 모듈형 실외기의 경우에는 1톤짜리 실외기 모듈 5개를 이용하면 되므로, 제작과 운 반, 설치에 있어서 상대적으로 더 편리하게 운용할 수 있다. 이와 같은 모듈형 실외기의 또 다른 특징은 복수의 실외기 모듈들이 단일의 공통 냉매관을 통해 실내기에 연결되는 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기는 다수의 실외기 모듈(120a-120c)로 이루어지는 모듈형 실외기를 구비한다. 각각의 실외기 모듈(120a-120c)은, 냉매를 압축하는 압축기(124a~124c)와, 냉난방 운전시 냉매의 흐름을 절환하는 사방 밸브(134a~134c), 외기와 냉매 사이의 열 교환을 위한 실외 열 교환기(126a~126c), 난방 시 실내기(미도시)로부터의 액상 냉매를 팽창시키는 실외 전자 팽창 밸브(128a~128c), 각 실외기 모듈(120a-120c)로의 냉매의 출입을 통제하는 브리지 모듈(bridge module, 130a~130c)을 포함하여 구성된다. 각각의 실외 열 교환기(126a-126c)에는 실외 열 교환기(126a-126c)의 표면 온도를 검출하기 위한 열 교환기 온도 센서(180a-180c)가 설치된다.

또한, 각 실외기 모듈(120a-120c)에는, 저압 측 냉매관 즉 실외 전자 팽창 밸브(128a-128c)와 압축기(124a-124c)의 흡입 측 사이의 냉매의 압력을 측정하기 위한 저압 측 압력 센서(160a-160c)가 구비된다. 또한, 압축기(124a-124c)의 흡입 측(즉 저압 측)에는 각 실외기 모듈(120a-120c)의 저압 측 온도를 검출하기 위한 저압 측 온도 센서(170a~170c)가 구비된다.

이와 같은 각 실외기 모듈(120a-120c)은 실내기(미도시)로 연결되는 단일 배관(144, 146)에 병렬 설치된다.

제어부(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 동작 전반을 제어하 되, 특히, 각각의 압력 센서(160a~160c)를 통해 검출되는 실외기 모듈(120a-120c)의 저압 측 냉매 압력에 근거하여 각 실외기 모듈(120a-120c)에 있는 실외 열 교환기(126a-126c)의 착상을 지연시켜 난방 시간을 최대로 확보하기 위한 제어를 수행한다. 제어부(150)는 통합 제어기의 형태로서 별도로 마련되거나, 메인 실외기 모듈에 마련될 수도 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기는, 어큐뮬레이터(140a-140c)에서 기액 분리된 후 압축기(124a~124c)로 흡입되어 압축된 고온 고압의 냉매는 오일 분리기(142a~142c)를 통해 사방 밸브(134a~134c)로 토출된다. 사방 밸브(134a~134c)는 냉방과 난방에 따라 냉매의 흐름을 절환하는데, 도 1에는 냉방과 난방 시의 냉매의 흐름이 각각 실선(냉방 시)과 점선(난방 시)으로 도시되어 있다.

냉방 시 고온 고압의 냉매는 열교환기(126a~126c)로 전달되어 외기와의 열 교환을 통해 액상 냉매로 응축된다. 응축된 액상 냉매는 브리지 모듈(130a~130c)의 체크 밸브를 통해 실내기(미도시)로 전달된다.

난방 시에는 냉매의 흐름이 냉방 시와 반대로 되며 액상 냉매의 상태로 실내기(미도시)에서 운전 중인 실외기로 전달되어 실외 전자 팽창 밸브(128a~128c)에서 팽창되어 열교환기(126a~126c)로 전달된다. 실내기로부터 전달되는 액상 냉매는 브리지 모듈(130a~130c)의 전동 밸브를 통해 각 실외기(120a-120c)로 유입되는데, 정지중인 실외기의 브리지 모듈은 폐쇄하여 냉매의 출입을 통제한다.

난방 운전 시, 운전 중인 각 실외기 모듈로의 냉매 분배가 원활하게 이루어 지지 않고, 일부 실외기 모듈에 공급되는 냉매의 양이 부족하면 해당 실외기 모듈의 실외 열 교환기(난방 운전이므로 증발기로 동작함)의 마지막 부분(즉 출구 쪽)까지 포화 냉매가 가득 차지 못하고 실외 열 교환기 내부에서부터 냉매가 과열하게 되어 실외 열 교환기의 출구 쪽은 포화되지 않은 냉매로 채워져 증발기로서의 역할을 충분히 수행하지 못하게 된다.

이와 같은 실외 열 교환기의 착상 정도가 심하면 열 교환기로서의 기능을 원활하게 수행할 수 없기 때문에, 다수의 실외기 모듈 가운데 어느 하나의 실외기 모듈에서 실외 열 교환기의 착상 정도가 일정 수준을 넘어설 경우 제어부(150)는 해당 실외기 모듈의 정상적인 동작을 위해 운전 중인 실외기 모듈의 난방 운전을 모두 중단하고 제상 운전을 수행할 수밖에 없다.

만약, 운전 중인 실외기 모듈(120a-120c) 가운데 일부 실외기 모듈에만 냉매가 집중되면 공급되는 냉매의 양이 부족한 나머지 실외기 모듈의 실외 열 교환기의 착상이 상대적으로 훨씬 더 빠르게 진행되므로 제상 운전에 진입하는 시점 역시 빨라져서 그 만큼 난방 운전 시간이 단축될 수밖에 없다.

본 발명의 기술적 특징은 다수의 실외기 모듈을 구비하는 공기 조화기에서, 각 실외기 모듈의 저압 측 압력을 균등하게 조절하여 각 실외기 모듈의 착상 속도를 지연시킴으로써 제상 운전 진입 시점(즉, 난방 운전 중단 시점)을 지연시키는 것이며, 그 방법을 도 2에 나타내었다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기의 난방 운전을 수행할 때(202), 이 난방 운전을 위해 2개 이상의 실외기 모듈이 운전하는지를 확인한다(204). 1개의 실외기 모듈만이 운전한다면 본 발명의 착상 속도 균등 제어는 고려하지 않아도 된다.

본 발명에서 언급하는 “착상 속도 균등 제어”는 난방 운전 중인 실외기 모듈 각각의 착상 속도가 서로 균등해지도록 제어하는 것에 한정되지 않고, 난방 운전 중인 실외기 모듈 각각의 착상 속도의 편차가 일정 범위 이내의 값을 갖도록 감소시키는 제어도 포함한다.

만약 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행한다면(204의 ‘예’) 제어부(150)는 난방 운전 중인 실외기 모듈의 저압 측 압력을 측정하여 그 저압 측 압력 편차와 제 1 기준 값(예를 들면 0.3 kgf/cm2)을 비교한다(206). ‘저압 측 압력 편차’란, 난방 운전 중인 실외기 모듈(120a-120c) 각각의 저압 측 압력(예를 들면 압축기(124a-124c)의 흡입 측 압력)과 각 저압 측 압력의 평균값 사이의 압력 차이를 의미한다. 예를 들어 세 개의 실외기 모듈(120a-120c)이 모두 난방 운전을 수행하고 이 세 개의 실외기 모듈(120a-120c)의 저압 측 압력이 각각 6kgf/cm2, 7kgf/cm2, 8kgf/cm2이면, 그 평균값은 (6+7+8)/3=7kgf/cm2이므로, 실외기 모듈(120a-120c) 각각의 저압 측 압력과 이 평균값의 차 즉 ‘저압 측 압력 편차’는 각각 -1kgf/cm2, 0kgf/cm2, 1kgf/cm2가 된다. 또한, 제 1 기준 값은 저압 측 압력 편차가 다음에 설명하는 착상 속도 균등 제어를 수행해야 할 만큼 큰가를 비교하기 위한 기준 값인데, 저압 측 압력 편차가 그다지 크지 않으면 착상 속도 균등 제어를 수행할 필요가 없으므로 이 제 1 기준 값과의 비교를 통해 착상 속도 균등 제어 가 필요한지를 결정하도록 한다.

이와 같이 산출되는 저압 측 압력 편차가 일정 수준의 제 1 기준 값을 초과하면(206의 ‘예’) 본 발명에 따른 ‘착상 속도 균등 제어’를 수행한다(208). ‘착상 속도 균등 제어’는 난방 운전 중인 각 실외기 모듈의 저압 측 압력이 서로 균등해지도록 해당 실외기 모듈의 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 조절하는 것이다.

즉, 앞서 산출한 저압 측 압력 편차가 서로 균등해지도록 난방 운전 중인 실외기 모듈의 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하되, 저압 측 압력 편차의 크기에 따라 그 개폐 정도를 결정한다. 다음의 표 1은 저압 측 압력 편차의 크기에 대한 실외 전자 팽창 밸브의 개도 제어량의 관계를 나타낸 것이다.

[표1 ] 저압 측 압력 편차에 근거한 착상 속도 균등 제어(밸브 개도 제어량)

즉, 위의 표 1에 나타낸 바와 같이, 저압 측 압력 편차의 크기에 따라 실외 전자 팽창 밸브의 개도(STEP)를 일정 비율로 증가 또는 감소시켜서 난방 운전 중인 각 실외기 모듈의 저압 측 압력이 서로 균등해지도록 제어한다.

만약, 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행하지 않거나(204의 ‘아니 오’), 난방 운전 중인 실외기 모듈의 저압 측 압력 편차가 제 1 기준 값보다 크지 않으면(206의 ‘아니오’) 본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어 대신 일반적인 과열도 제어를 수행한다(210).

본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어(208)나 일반적인 과열도 제어(210)를 수행하더라도 실외 열 교환기(126a-126c) 표면의 착상을 완전히 배제할 수는 없으므로, 실외 열 교환기(126a-126c) 표면의 착상 정도를 확인하여 제상 운전이 필요한지를 판단하고(212), 만약 제상 운전이 필요한 경우(212의 ‘예’) 모든 실외기 모듈(120a-120c)의 난방 운전을 중단하고 제상 운전을 수행한다(214). 다만, 다음에 설명하는 도 3에 나타낸 것과 같은 이유로 본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어를 통해 이 제상 운전에 진입하는 시점이 크게 늦춰질 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법에 따른 난방 운전 시간 확보 효과를 나타낸 그래프이다. 먼저 도 3의 (A)는 난방 운전 중인 실외기 모듈들 가운데 일부 실외기 모듈의 착상 진행 속도(302a)가 다른 실외기 모듈들의 착상 진행 속도(302b, 302c)보다 상대적으로 더 빠른 경우를 나타낸 것이다.

도 3의 (A)에서 알 수 있듯이, 일부 실외기 모듈의 착상 진행 속도(302a)가 다른 실외기 모듈의 착상 진행 속도(302b, 302c)보다 상대적으로 훨씬 더 빠르면 제상 운전 진입 시점(t0)은 이 빠른 착상 진행 속도(302a)를 기준으로 결정되므로 착상이 더딘 다른 실외기 모듈의 난방 운전도 함께 중단해야 하기 때문에 제상 운전 시간(t0-t1)만큼 난방 운전 시간이 짧아진다.

그러나 도 3의 (B)에 나타낸 본 발명의 경우와 같이, 난방 운전 중인 각 실 외기 모듈의 착상 진행 속도(304a, 304b, 304c)가 일부 실외기 모듈로 편중되지 않고 서로 균등하면 제상 운전이 필요한 수준의 착상이 이루어지기 까지는 (A)의 경우보다 상대적으로 더 오랜 시간이 필요하기 때문에 t0-t2의 시간만큼 난방 운전을 더 실시할 수 있다.

또한, 난방 중인 일부 실외기 모듈에 착상이 집중되지 않고 모든 난방 중인 실외기 모듈에 고르게 분산되어 착상이 이루어지기 때문에 제상 운전 시간도 (A)의 t0-t1보다 상대적으로 더 짧은 t2-t3의 시간만이 소요되어 그 만큼 난방 운전 시간을 증가시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 또 다른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 순서도로서, 도 2에 나타낸 저압 측 압력 편차 대신 ‘실외 열 교환기의 온도 편차’에 근거하여 착상 속도 균등 제어를 수행하는 제어 방법을 나타낸 것이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 공기 조화기의 난방 운전을 수행할 때(402), 이 난방 운전을 위해 2개 이상의 실외기 모듈이 운전하는지를 확인한다(404). 1개의 실외기 모듈만이 운전한다면 본 발명의 착상 속도 균등 제어는 고려하지 않아도 된다.

만약 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행한다면(404의 ‘예’) 제어부(150)는 난방 운전 중인 실외기 모듈의 실외 열 교환기 표면 온도를 측정하여 그 실외 열 교환기 표면 온도 편차와 제 2 기준 값을 비교한다(206). ‘실외 열 교환기 표면 온도 편차’란, 난방 운전 중인 실외기 모듈(120a-120c)의 실외 열 교환기 각각의 표면 온도와 각 표면 온도의 평균값 사이의 온도 차이를 의미한다. 예를 들 어 세 개의 실외기 모듈(120a-120c)이 모두 난방 운전을 수행하고 이 세 개의 실외기 모듈(120a-120c)의 실외 열 교환기 표면 온도가 각각 -4℃, -5℃, -6℃이면, 그 평균값은 (-4-5-6)/3=-5℃이므로, 실외기 모듈(120a-120c) 각각의 실외 열 교환기 표면 온도와 이 평균값의 차 즉 ‘실외 열 교환기 표면 온도 편차’는 각각 1℃, 0℃, -1℃가 된다. 또한, 제 2 기준 값은 표면 온도 편차가 착상 속도 균등 제어를 수행해야 할 만큼 큰가를 비교하기 위한 기준 값인데, 표면 온도 편차가 그다지 크지 않으면 착상 속도 균등 제어를 수행할 필요가 없으므로 이 제 2 기준 값과의 비교를 통해 착상 속도 균등 제어가 필요한지를 결정하도록 한다.

이와 같이 산출되는 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 일정 수준의 제 2 기준 값을 초과하면(406의 ‘예’) 본 발명에 따른 ‘착상 속도 균등 제어’를 수행한다(408). ‘착상 속도 균등 제어’는 난방 운전 중인 각 실외기 모듈의 실외 열 교환기 표면의 온도가 균등해지도록 해당 실외기 모듈의 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 조절하는 것이다. 즉, 앞서 산출한 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 제 2 기준 값 이하가 되도록 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하되, 실외 열 교환기 표면 온도 편차의 크기에 따라 그 개폐 정도를 결정한다. 다음의 표 2는 실외 열 교환기 표면 온도 편차의 크기에 대한 실외 전자 팽창 밸브의 개도 제어량의 관계를 나타낸 것이다.

[표 2] 실외 열 교환기 표면 온도 편차에 근거한 착상 속도 균등 제어(밸브 개도 제어량)

즉, 위의 표 2 나타낸 바와 같이, 실외 열 교환기 표면 온도 편차의 크기에 따라 실외 전자 팽창 밸브의 개도(STEP)를 일정 비율로 증가 또는 감소시켜서 난방 운전 중인 각 실외기 모듈의 실외 열 교환기 표면 온도가 서로 균등해지도록 제어한다.

만약, 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행하지 않거나(404의 ‘아니오’), 난방 운전 중인 실외기 모듈의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 제 2 기준 값보다 크지 않으면(406의 ‘아니오’) 본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어 대신 일반적인 과열도 제어를 수행한다(410).

본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어(408)나 일반적인 과열도 제어(410)를 수행하더라도 실외 열 교환기(126a-126c) 표면의 착상을 완전히 배제할 수는 없으므로, 실외 열 교환기(126a-126c) 표면의 착상 정도를 확인하여 제상 운전이 필요한지를 판단하고(412), 만약 제상 운전이 필요한 경우(412의 ‘예’) 모든 실외기 모듈(120a-120c)의 난방 운전을 중단하고 제상 운전을 수행한다(414). 다만, 앞서 설명한 도 3에 나타낸 것과 같은 이유로 본 발명에 따른 착상 속도 균등 제어를 통해 이 제상 운전에 진입하는 시점이 크게 늦춰질 수 있다.

본 발명은 다수의 실외기 모듈을 구비하는 공기 조화기에서 각 실외기 모듈 사이의 착상 진행 속도 편차를 최소화하여 제상 운전을 필요로하는 시점을 최대로 지연시켜서 난방 운전의 빈번한 중단을 줄이고 더 긴 난방 운전 시간을 확보할 수 있도록 한다.

Claims (18)

1. 복수의 실외기 모듈과;

   상기 복수의 실외기 모듈 중에서 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행할 때 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 착상 속도의 편차가 감소하도록 착상 속도 균등 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 공기 조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 실외기 모듈 각각의 저압 측에 마련되어 상기 저압 측의 압력을 측정하는 압력 센서와;

   실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 상기 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고;

   상기 제어부는 상기 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측 압력의 편차가 감소하도록 상기 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하는 공기 조화기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 어느 하나의 저압 측 압력 편차가 미리 정해진 제 1 기준 값을 초과할 때 상기 착상 속도 균등 제 어를 수행하는 공기 조화기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 저압 측 압력 편차는 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측의 압력과 상기 각 저압 측 압력의 평균값 사이의 압력 차이인 공기 조화기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 저압 측 압력 편차가 상기 제 1 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행하는 공기 조화기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도를 측정하는 온도 센서와;

   실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 상기 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고;

   상기 제어부는 상기 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도의 편차가 감소하도록 상기 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하는 공기 조화기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 어느 하나의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 미리 정해진 제 2 기준 값을 초과할 때 상기 착상 속도 균등 제어를 수행하는 공기 조화기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 실외 열 교환기 표면 온도 편차는 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 온도와 상기 각 표면 온도의 평균값 사이의 온도 차이인 공기 조화기.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 상기 제 2 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행하는 공기 조화기.
10. 복수의 실외기 모듈을 구비하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서,

    상기 복수의 실외기 모듈 중에서 2개 이상의 실외기 모듈이 난방 운전을 수행할 때 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 착상 속도의 편차가 감소하도록 착상 속도 균등 제어를 수행하는 공기 조화기의 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 복수의 실외기 모듈 각각의 저압 측에 마련되어 상기 저압 측의 압력을 측정하는 압력 센서와;

    실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 상기 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고;

    상기 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측 압력의 편차가 감소하도록 상기 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하는 공기 조화기의 제어 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 하나의 저압 측 압력 편차가 미리 정해진 제 1 기준 값을 초과할 때 상기 착상 속도 균등 제어를 수행하는 공기 조화기의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 저압 측 압력 편차는 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 저압 측의 압력과 상기 각 저압 측 압력의 평균값 사이의 압력 차이인 공기 조화기의 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 저압 측 압력 편차가 상기 제 1 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행하는 공기 조화기의 제어 방법.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 복수의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도를 측정하는 온도 센서와;

    실내기로부터 유입되는 액상 냉매를 팽창시키기 위해 상기 복수의 실외기 모듈 각각에 마련되는 실외 전자 팽창 밸브를 더 포함하고;

    상기 착상 속도 균등 제어를 수행하기 위해 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면 온도의 편차가 감소하도록 상기 실외 전자 팽창 밸브의 개도를 제어하는 공기 조화기의 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 가운데 적어도 하나의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 미리 정해진 제 2 기준 값을 초과할 때 상기 착상 속도 균등 제어를 수행하는 공기 조화기의 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 실외 열 교환기 표면 온도 편차는 상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 각각의 실외 열 교환기 표면의 온도와 상기 각 표면 온도의 평균값 사이의 온도 차이인 공기 조화기의 제어 방법.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 난방 운전 중인 2개 이상의 실외기 모듈 모두의 실외 열 교환기 표면 온도 편차가 상기 제 2 기준 값을 초과하지 않으면 과열도 제어를 수행하는 공기 조화기의 제어 방법.

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