KR20070066589A - 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 실내에서 요구되는 부하에 대응하기 위해 정속압축기 중 적어도 어느 하나가 먼저 구동된 후 나머지 부하를 인버터압축기가 담당하기 때문에, 인버터압축기의 사용빈도를 최소화하는 효과가 있다.

Description

멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법{Process for operating compressors of multi-type air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도

도 2는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도

도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법이 도시된 순서도

도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에서 부하에 따른 정속압축기 및 인버터압축기의 사용개수가 도시된 그래프

도 5는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도

도 6은 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도

도 7은 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기에서 부하에 따른 정속압축기 및 인버터압축기의 사용개수가 도시된 그래프

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11, 12, 13, 14 : 실내기 21, 22, 23 : 실외기

51 : 실내열교환기 54 : 실내 전자팽창밸브

61 : 어큐뮬레이터 62 : 인버터 압축기

63 : 정속압축기 64 : 오일분리기

65 : 사방밸브 66 : 모세관

70 : 실외열교환기 74 : 실외 전자팽창밸브

80 : 과냉각장치 90 : 리퀴드 인젝션장치

107 : 압력센서

본 발명은 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티형 공기조화기의 운전 시 정속압축기 중에서 적어도 어느 하나를 먼저 구동시키고 나머지 부하에 대하여 인버터압축기를 구동시켜 인버터압축기의 운전율을 최소화하는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법에 관한 것이다.

도 5는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고, 도 6은 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도이며, 도 7은 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기에서 부하에 따른 정속압축기 및 인버터압축기의 사용개수가 도시된 그래프이다.

종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 실외기(1)(2)(3)와 복수개의 실내기가 냉매배관을 통해 연결되고, 상기 실외기(1)(2)(3)는 상기 실내기의 부하에 대응하여 적어도 하나 이상이 구동된다.

여기서 상기 실외기(1)는 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(4)와, 상기 어큐뮬레이터(4)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(5)(6)와, 상기 압축기(5)(6)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(7)와, 상기 사방밸브(7)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(8)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 압축기(5)(6)는 냉매의 압축 용량을 가변시켜 토출할 수 있는 인버터압축기(5)와, 일정용량의 냉매만을 토출하는 정속압축기(6)로 구성되고, 나머지 실외기(2)(3)는 상기 실외기(1)와 달리 2개의 정속압축기(6)가 설치된다.

특히 상기 실외기(1)의 전체 냉매 압축 용량에서 상기 인버터압축기(5)는 전체의 70%를 담당하고, 상기 정속압축기(6)는 나머지 30%를 담당한다.

여기서 종래 멀티형 공기조화기에서 실외기의 작동순서를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 상기 복수개의 실내기 중 어느 하나가 구동되는 경우 상기 인버터압축기(5)가 구비된 제 1 실외기(1)가 구동되고, 상기 실내기에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가될 경우 그에 대응하여 나머지 압축기(6) 또는 실외기(2)(3)가 구동된다.

즉, 상기 인버터압축기(5)는 어떤 실내기가 구동되더라도 가장 먼저 구동되어 실내기의 냉/난방 부하에 대응하도록 구성된다.

그리고 상기 실내기에서 요구되는 냉/난방 부하가 상기 인버터압축기(5)를 초과하는 경우, 상기 제 1 실외기(1)의 정속압축기(6) 또는 나머지 실외기(2)(3) 중의 정속압축기(6)가 구동되어 상기 인버터압축기(5)의 압축용량을 대체하고, 상기 인버터압축기(5)는 최저 압축용량으로 다운되며, 실내기의 냉/난방 용량이 보다 더 증가되는 경우 다시 상기 인버터압축기(5)가 상기 냉/난방 용량에 대응하여 다시 압축용량을 증가시킨다.

그래서 종래 기술에 따른 압축기의 운전용량을 그래프로 나타내면 도 ???와 같다.

그러나 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기에서와 같이 압축기를 운전할 경우 인버터압축기(5)의 사용빈도가 너무 높아서 전체 압축기(5)(6)의 사용수명이 고르지 못한 문제점이 있다.

또한 상기 인버터압축기(5)는 나머지 정속압축기(6)에 비해 고가인 바, 종래와 같이 압축기를 운전할 경우 가장 먼저 인버터압축기(5)를 교체해야 하는 문제점이 있다.

더불어 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기와 같이 압축기를 운전할 경우 실외기에 복수개의 압축기가 있음에도 불구하고 인버터 압축기가 고장나면 전체 멀티형 공기조화기 시스템이 구동되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 멀티형 공기조화기를 구동할 때 정속압축기를 먼저 구동하고 냉/난방 부하에 따라 인버터압축기를 구동시키는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 복수개의 실내기 중 작동되는 실내기의 개수 및 실내기에서 요구되는 부하의 용량을 판단하는 단계(S10)와; 상기 실내기에서 요구되는 부하의 용량에 따라 압축기의 목표압력을 설정하는 단계(S20)와; 상기 목표압력 설정단계(S20) 이후에 실외기의 정속압축기 중에 적어도 어느 하나를 구동시키는 단계(S30)와; 상기 목표압력과 상기 작동되는 정속압축기의 현재압력을 비교하는 단계(S40)와; 상기 목표압력이 상기 현재압력보다 더 크게 설정된 경우 인버터압축기(62)를 더 구동시키는 단계(S50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법이 도시된 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에서 부하에 따른 정속압축기 및 인버터압축기의 사용개수가 도시된 그래프이다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 건물의 실내에 설치되는 다수개의 실내기(11)(12)(13)(14)와, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에 연결되는 실외기(21)(22)(23)로 구성되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)와 상기 실외기(21)(22)(23)는 냉매배관(30)(40)을 통해 연결되며, 상기 실외기(21)(22)(23)는 상기 실내기(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 상기 실외기(21)(22)(23)의 작동 개수 및 상기 실외기(21)(22)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.

여기서 상기 실내기(11)(12)(13)(14)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기(51)와, 상기 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 실외기(21)(22)(23)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1, 2, 3 실외기(21)(22)(23)로 구성되고, 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(61)와, 상기 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)(67)와, 상기 압축기(62)(63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 상기 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 제 1 실외기(21)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 상기 제 2, 3 실외기(22)(23)에는 정속압축기(67)만이 복수개 구비되며, 상기 인버터압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 상기 정속압축기(63)(67)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.

더불어 상기 인버터압축기(62)는 상기 제 1 실외기(21) 압축용량의 70%를 담당하고, 상기 제 1 실외기(21)에 설치된 정속압축기(63)는 나머지 30%를 담당하며, 나머지 실외기(22)(23)의 정속압축기(67)는 각각 50%의 압축용량을 담당한다.

한편, 상기 압축기(62)(63)와 상기 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)의 흡입측에 연결된다.

더불어 상기 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63)(67) 사이에는 상기 압축기(62)(63)(67)에서 토출된 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(107)가 설치된다.

특히 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 상기 압축기(62)(63)에 공급함으로서 상기 압축기(62)(63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고 상기 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 상기 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.

그리고 상기 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 상기 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관(30)에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)기로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 상기 압축기(62)(63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.

여기서 상기 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 상기 실외열교환 기에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 상기 실외열교환기(70)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.

한편, 냉매배관(30")에는 상기 냉매배관(30") 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(110)가 설치되고, 상기 드라이어(110)를 통과하는 냉매는 상기 냉매배관(30")에서 바이패스 되어 상기 실내열교환기(51) 측으로 유동된다.

이하, 본 발명에 따른 실외기의 작동과정을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저 상기 멀티형 공기조화기가 냉/난방 운전되면, 제어부는 각 실내기(11 ~ 14)의 구동여부를 판단하고, 상기 구동되는 실내기의 개수 및 실내기에서 요구되는 부하의 용량을 판단하는 단계(S10)와, 상기 실내기에서 요구되는 부하의 용량에 따라 압축기의 목표 고/저압을 설정하는 단계(S20)와, 상기 목표압력 설정단계(S20) 이후에 실외기(21)의 정속압축기(63)를 구동시키는 단계(S30)와, 목표압력 설정단계(S20)에서 설정된 목표압력과 상기 정속압축기(63)의 현재압력을 비교하는 단계(S40)와, 상기 목표압력이 상기 현재압력보다 더 크게 설정된 경우 인버터압축기(62)를 더 구동시키는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

여기서 실내 용량 판단단계(S10)는 실내의 부하를 판단하기 위한 단계로서, 상기 제어부는 상기 실내기들의 작동 개수 및 실내기에서 요구되는 냉/난방 부하의 양을 합산한다.

그리고 상기 목표압력 설정단계(S20)는 상기 판단된 부하의 양에 따라 냉매의 압축용량을 설정한다.

그리고 상기 목표압력이 설정된 후에 우선적으로 정속압축기(63)가 구동된다.(S30)

여기서 멀티형 공기조화기는 다수개의 실내기가 구비되고, 각 실내를 사용하는 사용자들은 모두 보편적인 기온변화를 체감하는 바, 멀티형 공기조화기는 어느 하나의 실내기만이 작동하기보다는 몇 개의 실내기가 작동되는 것이 일반적이다.

그래서 일정 용량의 냉매를 압축하는 정속압축기(63)가 구동되어도 큰 에너지의 낭비는 발생되지 않고, 일반적으로는 상기 정속압축기(63)에 부가되어 인버터 압축기(62)도 작동되는 것이 일반적이다.

그리고 상기 정속압축기 구동단계(S30)에서는 상기 판단된 부하에 따라 복수개의 정속압축기(63)(67)가 동시에 구동될 수도 있고, 제 1 실외기(21)의 정속압축기(63) 대신 제 2, 3 실외기(22)(23) 중의 정속압축기(67)가 구동될 수도 있다.

그리고 상기 제어부는 설정된 상기 목표압력과 상기 정속압축기에서의 현재압력을 비교하고(S40), 상기 목표압력이 더 큰 경우 인버터압축기(62)를 구동시키는 단계(S50)로 이행되며, 상기 현재압력이 상기 목표압력을 상회하는 경우 구동되는 정속압축기(63)를 계속 구동시킨다.

그리고 상기 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 상기 인버터압축기 구동단계(S50) 이후에 인버터 압축기(62)를 구동시키기 위한 상기 목표압력과 상기 현재압력의 차이 및 실내기에서 요구되는 용량변화, 온도조건 변화 판단하는 단계 (S60)와, 상기 인버터압축기 용량판단단계(S60)에서 판단된 부하에 따라 상기 인버터압축기(62)의 주파수를 상승시키거나 저하시키는 단계(S70)(S80)를 더 포함하여 구성된다.

여기서 상기 인버터압축기(62)는 상기 인버터압축기 용량판단단계(S60)에서 판단된 부하에 따라 냉매의 압축용량을 미세 조정한다.(S70)(S80)

그리고 인버터압축기(62)의 작동에 의해 상기 목표압력과 압축기(62)(63)에서 토출되는 냉매의 현재압력이 같은지를 확인하고(S90), 상기 목표압력과 상기 현재압력이 같으면 상기 압축기(62)(63)를 연속 운전하여 실내기의 부하에 대응한다(S100).

그리고 상기 제어부를 통해 상기 실내기의 작동 개수 및 실내의 온도 조건에 변화가 발생되는 확인한 후(S110), 상기 실내기의 작동 개수 및 온도 조건에 변화가 발생되면 다시 상기 실내 용량 판단단계(S10)로 리턴되어 상술한 과정을 다시 수행한다.

더불어 상기 실내기의 작동 개수 및 온도 조건의 변화가 없는 경우 목표압력과 현재압력이 일치되도록 압축기(62)(63)를 계속 구동한다.

그래서 이와 같이 멀티형 공기조화기의 압축기가 구동되면, 도 4에 도시된 바와 같이 소정 개수의 정속압축기(63)(67)에 의해 소정의 부하가 채워진 후 나머지 모자란 부하를 상기 인버터압축기(62)가 채우게된다.

특히 30마력 멀티형 공기조화기를 예로 들어 설명하면, 초기 실내기에서 요구되는 부하가 8마력일 경우, 먼저 제 1 실외기(21)의 정속압축기(63)가 구동되어 3마력의 부하를 해소하고, 나머지 5마력의 부하는 상기 인버터압축기(62)가 담당한다.

그리고 실내에서 요구되는 부하가 14마력으로 증가되는 경우, 상기 제 1 실외기(21)의 정속압축기는 계속 구동되고, 제 2 실외기(22)의 정속압축기(67)가 추가로 구동되어 5마력의 부하를 해소하는 것과 동시에 상기 인터버압축기(62)의 부하는 6마력으로 증가된다.

더불어 실내에서 요구되는 부하가 정속압축기(63)(67) 만으로 구동시킬 수 있는 부하인 13마력의 경우, 제 1, 2 실외기(21)(22)의 정속압축기(63)(67)만으로 상기 부하에 대응하고 상기 인버터압축기(62)의 구동은 최소화된다.

또한 상기 정속압축기 구동단계(S30)에서 작동되는 정속압축기(63)(67)는 상기 제어부에 입력된 일정한 순번에 의해 교대로 작동되게 할 수 있다.

그리고 상기 인버터압축기(62)가 고장인 경우, 상기 제어부는 상기 인버터압축기를 대신하여 정속압축기(67)를 하나 더 구동시킴으로서 실내의 부하를 해소하고, 실내기 또는 실외기에 설치된 디스플레이장치에 인버터압축기에 관한 에러신호를 표시한다.

그래서 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 실내에서 요구되는 부하에 대응하기 위해 정속압축기 중 어느 하나가 먼저 구동된 후 나머지 부하를 인버터압축기가 담당하기 때문에, 인버터압축기의 사용빈도를 최소화하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 복수개의 정속압축기를 교대로 사용하고 인버터압축기의 사용빈도를 최소화하기 때문에 전체 압축기들의 수명을 고르게 유지시키는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법은 종래와 같이 1개가 설치되는 인버터압축기가 가장 먼저 구동되는 것이 아니라 복수개의 정속압축기 중 어느 하나가 먼저 구동되는 작동순서를 갖기 때문에, 인버터압축기가 고장나더라도 나머지 정속압축기가 상기 인버터압축기를 대체하여 전체 시스템이 작동되게 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 복수개의 실내기 중 작동되는 실내기의 개수 및 실내기에서 요구되는 부하의 용량을 판단하는 단계(S10)와;

   상기 실내기에서 요구되는 부하의 용량에 따라 압축기의 목표압력을 설정하는 단계(S20)와;

   상기 목표압력 설정단계(S20) 이후에 실외기의 정속압축기 중에 적어도 어느 하나를 구동시키는 단계(S30)와;

   상기 목표압력과 상기 작동되는 정속압축기의 현재압력을 비교하는 단계(S40)와;

   상기 목표압력이 상기 현재압력보다 더 크게 설정된 경우 인버터압축기를 더 구동시키는 단계(S50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 정속압축기 구동단계(S30)에서 구동되는 정속압축기는 복수개의 압축기들이 교대로 구동되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 인버터압축기 구동단계(S50)에서 상기 인버터압축기가 고장인 경우 나머지 정속압축기 중에 적어도 어느 하나가 더 구동되어 상기 인버터압축기의 부하를 대체하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 실내 용량 판단단계(S10)에서 판단된 부하에 따라 상기 정속압축기 구동단계(S30)에서 복수개의 정속압축기가 구동되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 압축기 운전방법.

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