KR20080013402A - 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기 - Google Patents

인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축 용량이 가변될 수 있는 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류의 비교 결과에 따라 상기 인버터 압축기가 제동되게 함으로써, 인버터 압축기 기동시 상기 인버터 압축기의 전류가 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮더라도 상기 인버터 압축기가 비상 제동되게 할 수 있어 상기 인버터 압축기 기동시 상기 인버터 압축기의 과전류로 인한 소손이 확실히 방지될 수 있는 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기를 제공한다.
공기조화기, 압축기, 인버터 압축기, 인버터, 제한 전류

Description

인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기{Invert compressor's control method and Air-condition to be apply for the same }
도 1은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 설치 조감도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 도시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법의 로직 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 9는 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이다.
도 10은 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 11은 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이다.
도 12는 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
I' : 실내기 51 : 실내 열교환기
52 : 실내 송풍기 54 : 실내 전자 팽창밸브
56 : 증발기온 센싱부 M : 메인 실외기
S1, S2 : 서브 실외기 60 : 실외 열교환기
63, 64: 압축기 66 : 실외 전자 팽창밸브
본 발명은 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 인버터 압축기 기동시 인버터 압축기에 실제 흐르는 전류를 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류로 제한할 수 있는 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창기로 이루어진 공기조화 사이클을 이용하여 상기 공기조화기가 설치된 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급하는 등 공기 조화가 이루어지게 하는 장치로서, 크게 분리형과 일체형으로 구분된다.
상기한 분리형과 일체형은 기능적으로는 같지만 분리형은 실내기에 실내 열교환기(증발기 혹은 응축기)를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기( 응축기 혹은 증발기)와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 실내 열교환기와 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구를 하나의 장치로 설치한 것이다.
상기 일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화기 등이 있다. 상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기와, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.
또한 상기 공기조화기는 냉방용으로만 사용되는 냉방 전용 공기조화기와, 냉/난방 겸용으로 사용될 수 있는 히트 펌프식 공기조화기로 구분될 수 있다.
또한 최근에는 적어도 하나 이상의 실외기와 다수 개의 실내기가 시리즈로 연결된 멀티형 공기조화기가 널리 사용되고 있다.
한편, 상기 공기조화기 등에 사용되는 압축기는 냉매를 고온고압의 기체로 만들기 위해 사용되는 장치로서, 크게 압축 용량이 가변될 수 있는 인버터 압축기와, 일정 용량만을 압축하는 정속 압축기로 구분된다.
상기 인버터 압축기는 도 7 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 전류 제한 로직에 의해 제어된다.
도 9는 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이고, 도 10은 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 인버터 압축기는, 상기 인버터 압축기의 운전 주파수에 의해 그 압축 용량이 가변되는데, 도 9 및 도 10의 'A'를 참조하면 상기 인버터 압축기에 흐르는 전류가 상기 인버터 압축기의 과전류로 인한 소손이 발생되지 않도록 상기 인버터 압축기에 최대 허용될 수 있는 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮으면 상기 인버터 압축기의 운전 주파수가 부하에 따라 결정되고, 도 9 및 도 10의 'B'를 참조하면 상기 인버터 압축기에 흐르는 전류가 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류를 넘으면 부하가 높더라도 상기 인버터 압축기의 운전 주파수가 감소되는 방향으로 결정된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같은 문제점을 갖는다. 도 11은 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이고, 도 12는 종래 기술에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
즉 도 11 및 도 12의 '기동 구간'을 참조하면 상기 인버터 압축기 기동시 인버터 압축기가 이물질 등으로 인하여 순간적으로 구속될 수 있는데, 상기 인버터 압축기가 저주파수로 운전되고 있는 상황이기 때문에 상기 인버터 압축기에 입력되는 전류는 상기 인버터 압축기의 입력 전압이 낮아서 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류 이하일지라도, 실제 상기 인버터 압축기의 코일에 흐르는 전류는 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류 이상이 걸려 상기 인버터 압축기가 과전류에 의해 소손되는 일이 빈번한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인버터 압축기 기동시 상기 인버터 압축기가 저주파수로 운전되는 상황에서 상기 인버터 압축기가 구속될 경우, 상기 인버터 압축기에 실제 흐르는 전류를 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류로 제한함으로써 상기 인버터 압축기의 기동시에도 인버터 압축기의 과전류 문제가 생기지 있도록 한 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법은 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류의 비교 결과에 따라 상기 인버터 압축기가 제동되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 압축기의 기동 기간은 상기 인버터 압축기의 운전 주파수에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기기동 제한 전류에 의해 제동된 후 상기 인버터 압축기 재 기동 조건이 충족되면, 상기 인버터 압축기가 재 기동되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 압축기 재 기동 조건은 상기 인버터 압축기의 제동 후 경과된 시간인 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 진단하고, 그 진단 결과에 따라 상기 인버터 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기의 기동 후, 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기의 최대 제한 전류에 의해 제어되게 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 인버터 압축기와; 상기 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류의 비교 결과에 따라 상기 인버터 압축기가 선택적으로 제동되게 하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 공기조화기는 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러를 알리는 인버터 압축기 에러 알림 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 설치 조감도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 도시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 공기조화기는 실내기(I')와 실외기(M)(S1)(S2)가 분리되어 냉매 배관(P')을 통해 연결된 분리형이고, 상기 실내기(I') 및 실외기(M)(S1)(S2)가 각각 복수 개로 구비되어 하나로 통합된 멀티형이며, 냉방 또는 난방 운전되는 히트 펌프식이다.
상기 각 실내기(I')는 각 실내기(I')가 설치된 룸의 실내 공기와 냉매가 열교환되는 실내 열교환기(51)와, 각 실내기(I')가 설치된 룸의 실내 공기를 상기 실내 열교환기(51)로 송풍시키는 실내 송풍기(52)와, 냉방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어되는 실내 유량 조절부(54)인 실내 팽창기(54)가 구비된다.
상기 실내 열교환기(51)는 공기 조화기의 냉방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 액상 냉매가 냉방 운전을 요청한 실내기(I)가 설치된 실내 공기에 의해 증발되면서 실내 공기가 냉각되게 하는 증발기로 작용되고, 공기 조화기의 난방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 기상 냉매가 난방 운전을 요청한 실내기(I)가 설치된 실내 공기에 의해 응축되면서 실내 공기 온도가 상승되게 하는 응축기로 작용된다.
상기 실내 열교환기(51)에는 상기 실내 열교환기(51)를 통과하는 냉매의 온도를 센싱할 수 있는 실내 열교환기 온도 센서(56)가 설치될 수 있다. 상기 실내 열교환기 온도 센서(56)는 공기 조화기의 냉방 운전시 상기 실내 열교환기(51)가 증발기로 작용되는 바, 이 때 상기 실내 열교환기(51)에서 증발되는 냉매의 증발 온도를 센싱하는 증발기온 센싱부(56)가 된다. 상기 증발기온 센싱부(56)는 설치되지 않아도 무방하다.
상기 실내 송풍기(52)는 상기 제어 유닛(100)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 실내 모터부(52a)와, 상기 실내 모터부(52a)와 연결되어 상기 실내 모터부(52a)에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실내 팬(52b)으로 이루어진다.
상기 복수 개의 실외기(M)(S1)(S2)는 상기 복수 개의 실내기(I') 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 상기 실내기(I')에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 상기 실외기(M)(S1)(S2)의 작동 개수 및 그 용량이 커지도록 구축된다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 복수 개의 실외기(M)(S1)(S2)는 상기 실내기(I')의 부하와 상관없이 항상 작동되는 메인 실외기(M)와, 상기 실내기(I')의 부하에 따라 선택적으로 작동되는 서브 실외기(S1)(S2)로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다.
상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2)는 각각 실외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(60)와, 실외 공기를 상기 실외 열교환기(60)로 송풍시키는 실외 송풍기(61)와, 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(62)와, 상기 어큐뮬레이터(62)에서 추출된 기체 냉매를 압축하는 2대의 압축기(63)(64)와, 냉매 흐름을 절환하는 사방밸브(65)와, 난방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어되는 실외유량조절부(66)인 실외 팽창기(66)를 포함하여 구성된다.
상기 실외 열교환기(60)는 공기 조화기의 냉방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 기상 냉매가 실외 공기에 의해 응축되게 하는 응축기로 작용되고, 공기 조화기의 난방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 액상 냉매가 실외 공기에 의해 증발되게 하는 증발기로 작용된다.
상기 실외 열교환기(60) 측에는 상기 실외기(M)(S1)(S2)가 설치된 실외의 온도, 즉 외기 온도를 센싱할 수 있는 외기 온도 센싱부(90)가 구비된다.
상기 실외 송풍기(61)는 상기 제어 유닛(100)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 실외 모터부(61a)와, 상기 실외 모터부(61a)와 연결되어 상기 실외 모터부(61a)의 동력에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실외 팬(61b)으로 이루어진다.
상기 메인 실외기(M)의 2대의 압축기(63)(64) 중 하나는 압축 용량이 가변될 수 있는 인버터 압축기이고, 나머지 하나는 압축 용량이 일정한 정속 압축기로 구비될 수 있다.
상기 서브 실외기(S1)(S2)의 2대의 압축기(63)(64)는 모두 정속 압축기로 구 비될 수 있다.
상기 압축기(63)(64)의 흡입 측과 토출 측에는 각각 상기 압축기(63)(64)의 흡입/토출 압력을 센싱하는 저압 압력 센싱부(92)와 고압 압력 센싱부(93)가 구비된다.
상기 어큐뮬레이터(62)는 2대의 압축기(63)(64)에 함께 연결되어 공용 이용될 수 있도록 공용 어큐뮬레이터(62)이다.
또한, 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2)에는 상기 압축기(63)(64)의 흡입 측에 설치된 오일분리기(67) 및 모세관(68)과, 냉방 운전시 상기 실내 열교환기(51)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(70)와, 상기 압축기(63)(64)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(72)가 더 포함된다.
상기 냉매배관(P')에는 상기 냉매배관(P) 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(80)가 설치된다.
한편, 상기한 본 발명에 따른 인버터 압축기가 구비된 공기조화기는 상기 메인 실외기(M)에 구비된 인버터 압축기를 제한 전류 제어하는 등 상기 복수 개의 실내기(I')의 운전 및 상기 메인 실외기(M), 서브 실외기(S1)(S2)의 운전을 제어하는 제어부(100)가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인버터 압축기가 구비된 공기조화기의 작용을 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 참고로 본 발명에 따른 공기 조화기의 냉방 운전시 냉매의 흐름은 도 3에 도시된 화살표와 같고, 난방 운 전시 냉매의 흐름은 도 3에 도시된 화살표와 반대 방향이다.
상기 복수개의 실내기(I') 중 어느 하나라도 냉방 운전을 요청하면, 상기 냉방 운전을 요청한 실내기(I')가 운전되고, 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 적어도 하나가 구동된다.
그러면 냉매가 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 압축기(63)(64)에서 압축되고, 상기 압축기(63)(64)에서 압축된 고온, 고압의 기상 냉매는 사방밸브(65)를 통해 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 실외 열교환기(60)로 이동된다.
상기 실외 열교환기(60)로 이동된 냉매는 상기 실외 열교환기(60)에서 상기 실외 열교환기(60) 주변 공기와의 열교환 작용을 통해 상기 실외 열교환기(60) 주변 공기로 냉매 응축열을 방출하여 액상화된다.
상기 실외 열교환기(60)에서 응축된 액상 냉매는 상기 냉매 배관(P')을 따라 상기 실외 팽창기(66)를 통과하여 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')의 실내 팽창기(54)로 이동된다. 이 때 상기 실외 팽창기(66)는 냉매가 상기 실외 팽창기(66)를 통과하되, 팽창되지 않도록 완전 개방(Full Open)될 수 있다.
상기 실내 팽창기(54)로 이동된 액상 냉매는 상기 실내 팽창기(54)에서 팽창 작용에 의해 감압된다.
상기 실내 팽창기(54)에서 감압된 냉매는 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')의 실내 열교환기(51)로 이동되어 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')의 실내 열교환기(51)에서 상기 실내 열교환기(51) 주변 공기와의 열 교환 작용을 통해 상기 실내 열교환기(51) 주변 공기의 증발 잠열을 흡수하여 기상화된다.
상기 실내 열교환기(51)에서 증발된 냉매는 상기 냉매 배관(P')을 따라 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기로 이동되어 상기 사방밸브(65)와 공용 어큐뮬레이터(62)를 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 압축기(63)(64)로 순환된다.
상술한 바와 같이 냉매가 상기 냉매 배관(P')을 따라 순환되면, 냉매가 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')의 실내 열교환기(51)에서 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸의 실내 공기 열을 빼앗아서 증발되기 때문에 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸의 공기가 감온되어 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸이 냉방될 수 있다.
반면, 상기 복수개의 실내기(I') 중 어느 하나라도 난방 운전을 요청하면, 상기 난방 운전을 요청한 실내기(I')가 운전되고, 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 적어도 하나가 구동된다.
그러면 냉매가 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 압축기(63)(64)에서 압축되고, 상기 압축기(63)(64)에서 압축된 고온, 고압의 기상 냉매는 사방밸브(65)를 통해 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 요청한 실내기(I')의 실내 열교환기(51)로 이동된다.
상기 실내 열교환기(51)로 이동된 냉매는 상기 실내 열교환기(51)에서 상기 실내 열교환기(51) 주변 공기와의 열교환 작용을 통해 상기 실내 열교환기(51) 주변 공기로 냉매 응축열을 방출하여 액상화된다.
상기 실내 열교환기(51)에서 응축된 액상 냉매는 상기 냉매 배관(P')을 따라 상기 실내 팽창기(54)를 통과하여 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 실외 팽창기(66)로 이동된다. 이 때 상기 실내 팽창기(54)는 냉매가 상기 실외 팽창기(66)를 통과하되, 팽창되지 않도록 완전 개방(Full Open)될 수 있다.
상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 실외 팽창기(66)로 이동된 액상 냉매는 상기 실외 팽창기(66)에서 팽창 작용에 의해 감압된다.
상기 실외 팽창기(66)에서 감압된 냉매는 상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 실외 열교환기(60)로 이동되어 상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 실외 열교환기(60)에서 상기 실외 열교환기(60) 주변 공기와의 열교환 작용을 통해 상기 실내 열교환기(60) 주변 공기의 증발 잠열을 흡수하여 기상화된다.
상기 실외 열교환기(60)에서 증발된 냉매는 상기 사방밸브(65)와 공용 어큐뮬레이터(62)를 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2) 중 운전 실외기의 압축기(63)(64)로 순환된다.
상술한 바와 같이 냉매가 상기 냉매 배관(P')을 따라 순환되면, 냉매가 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')의 실내 열교환기(51)에서 상기 복수 개 의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸으로 열을 방출하면서 응축되기 때문에 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸의 공기가 승온되어 상기 복수 개의 실내기(I') 중 운전 실내기(I')가 설치된 룸이 난방될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 인버터 압축기가 구비된 공기조화기가 상술한 바와 같이 냉방 또는 난방 운전될 때, 상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2)의 각 압축기(63)(64)는 상기 복수 개의 실내기(I')의 운전 대수 즉 상기 복수 개의 실내기(I')의 운전 용량이나 상기 각 실내기(I')가 설치된 룸의 실내 공기 온도나 상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2)가 설치된 실외 공기 온도 등의 부하에 따라, 선택적으로 기동된다.
특히 상기 메인 실외기(M) 및 서브 실외기(S1)(S2)의 압축기(63)(64) 중 상기 메인 실외기(M)에 구비된 인버터 압축기는 다음과 같은 '인버터 압축기의 제어 로직"에 따라 제어된다.
이하 상술한 '인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직'에 따른 인버터 압축기의 제어방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법의 로직 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직에 따른 운전 주파수를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명에 따른 인버터 압축기 의 기동시 구속된 경우 전류 공급 상태를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 인버터 압축기의 기동시 구속된 경우 운전 주파수를 나타낸 그래프이다.
상기 인버터 압축기가 기동되면(S2), 상기 인버터 압축기에 인가된 상기 인버터 압축기의 전류 정보와, 상기 인버터 압축기의 운전 주파수 정보를 획득하는 인버터 압축기 운전 정보 획득 단계가 실시된다(S4).
상기 인버터 압축기의 전류 정보는 상기 인버터 압축기에 인가되는 전류를 센싱할 수 있는 인버터 압축기 전류 검출 센서나 상기 인버터 압축기를 구동하는 인버터 압축기의 구동 회로 등을 통해서 획득될 수 있다.
상기 인버터 압축기의 운전 주파수는 상기 인버터 압축기의 구동 회로 등을 통해 획득될 수 있다.
상기와 같이 상기 인버터 압축기의 전류 및 운전 주파수 정보가 획득된 상태에서, 상기 인버터 압축기가 여전히 기동 초기인 상태에서(S6) 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 기동 제한 전류를 비교하는 인버터 압축기 기동 제한 전류 비교 단계가 실시된다(S8).
여기서 상기 인버터 압축기의 기동 기간은 상기 인버터 압축기의 기동 후 경과된 시간 또는 상기 인버터 압축기의 운전 주파수 등등에 의해 기 설정될 수 있는데, 이하 상기 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 운전 주파수 대비 상기 인버터 압축기에 과전류가 흐르지 않도록 하는데 그 목적이 있는 바, 상기 인버터 압축기의 운전 주파수에 의해 설정되는 것으로 한정하여 설명한다.
따라서 상기 인버터 압축기의 기동 기간은 일 예로서 0 Hz ~ 30 Hz 정도로 설정될 수 있다.
상기 인버터 압축기 기동 제한 전류는 상기 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 운전 주파수 대비 상기 인버터 압축기에 과전류가 흐르지 않도록 하기 위한 것으로서, 상기 인버터 압축기의 기동시 하나의 값으로 설정될 수도 있고 상기 인버터 압축기의 운전 주파수에 따라 가변되도록 둘 이상의 값으로 설정될 수도 있는데, 이하 하나의 값으로 설정된 것으로 한정하여 설명한다.
상기한 인버터 압축기 기동 제한 전류는 물론, 상기 인버터 압축기의 기동 후 상기 인버터 압축기의 흐르는 전류를 제한하기 위해 설정된 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 값으로 설정된다.
다음, 상술한 인버터 압축기 기동 제한 전류 비교 단계에서 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류 이상이 되면, 상기 인버터 압축기의 입력 전압 대비 상기 인버터 압축기에 과전류가 흐르는 것으로 판단하고 상기 인버터 압축기의 보호를 위해 상기 인버터 압축기의 기동이 정지되게 하여 상기 인버터 압축기가 비상 제동되게 한다(S10).
상기와 같이 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 것은 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기의 정상적인 정지 요청 신호에 의해 제동된 것이 아니고 상기 인버터 압축기의 보호를 위해 비상 제동된 것인 바, 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동되고 나면, 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 자가 진단하는 인버터 압축기 자가 진단 단계가 실시된다(S12~S17).
상기 인버터 압축기 자가 진단 단계는 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상이라면 상기한 바와 같이 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의한 인버터 압축기의 비상 제동에 의해 해소될 것인데 반해, 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상이 아니라면 상기 인버터 압축기의 비상 제동이 여러 번 반복될 것인 바, 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 횟수, 즉 인버터 압축기 기동시 비상 제동 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 자가 진단할 수 있다.
따라서 상기 인버터 압축기 자가 진단 단계는 상기 인버터 압축기의 최초 기동 후
상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 비상 제동될 때마다 상기 인버터 압축기의 비상 제동 횟수가 누적 적산되는 자가 진단 정보 획득 과정과(S12), 상기 누적 적산된 인버터 압축기의 비상 제동 횟수가 상기 인버터 압축기의 에러 여부 판단을 위해 기 설정된 인버터 압축기의 비상 제동 반복 제한 횟수와 비교되는 자가 진단 비교 과정과(S14), 상기 자가 진단 비교 과정의 결과에 따라 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 진단하는 자가 진단 과정 순으로 이루어질 수 있다.
상기 자가 진단 과정은 상기 자가 진단 비교 과정(S14) 결과, 상기 인버터 압축기의 비상 제동 횟수가 상기 기 설정된 인버터 압축기의 비상 제동 반복 제한 횟수에 도달한 경우, 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상이 아니고 상기 인버터 압축기의 운전에 심각한 문제에 생긴 것으로 진단한다(S16).
상술한 바와 같이 인버터 압축기의 에러가 진단되면, 상기 인버터 압축기의 제동 상태가 유지되고, 상기 인버터 압축기의 에러 진단 결과가 사용자나 관리자에게 경고된다.(S18). 상기 진단 및 처리 결과를 알리는 방법은 디스플레이 또는 경보음 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
그리고, 상기 인버터 압축기의 에러 진단 경고된 다음, 상기 인버터 압축기가 비상 제동인 상태로 상기 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직이 끝난다.
반면, 상기 자가 진단 과정은 상기 자가 진단 비교 과정(S16) 결과, 상기 인버터 압축기의 비상 제동 횟수가 상기 기 설정된 인버터 압축기의 비상 제동 반복 제한 횟수 미만인 경우, 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상인 것으로 판단하고 상기 인버터 압축기를 정상으로 진단한다(S17).
상술한 바와 같이 인버터 압축기가 정상으로 진단되면, 상기 인버터 압축기가 기 설정된 인버터 압축기의 재 기동 조건에 부합되는지 여부가 판단된다(S20).
상기 인버터 압축기의 재 기동 조건은 상기 인버터 압축기의 비상 제동 요인의 해소 여부에 따라 여러 조건 중 적어도 어느 하나로 설정될 수 있는데, 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상이라면 상기 인버터 압축기의 제동 후 일정 시간이 경과되면 바로 해소될 것이고, 상기 인버터 압축기의 과전류에 의한 위험이 일시적인 현상이 아니라면 상기 인버터 압축기의 제동 후 일정 시간이 경과해도 해소되지 않을 것인 바, 간단하게 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 비상 제동된 후 경과된 시간으로 설정될 수 있다.
따라서 상기 인버터 압축기의 비상 제동된 후 경과된 시간이 상기 인버터 압축기의 재 기동 조건으로 기 설정된 인버터 압축기 재 기동 조건 시간에 도달하면, 상기 인버터 압축기의 재 기동 조건이 부합된 것으로 판단한다. 이 때 상기 기 설정된 인버터 압축기의 재 기동 조건 시간은 일 예로써 3분 정도로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 인버터 압축기의 재 기동 조건이 부합되면, 상기 인버터 압축기가 재 기동될 수 있도록, 상기 인버터 압축기 기동 단계로 리턴된다(S2).
한편, 상술한 인버터 압축기 기동 제한 전류 비교 단계(S8)에서 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류 미만인 경우에는, 상기 인버터 압축기가 정상적으로 기동되고 있는 것으로 판단되고 상기 인버터 압축기의 기동이 지속된 상태로 상기 인버터 압축기 기동 단계(S2)로 리턴된다.
그리고, 상기 인버터 압축기의 기동 기간이 완료되고 나면(S6), 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류를 넘지 않으면 도 5 및 도 6에 'A'로 도시된 바와 같이 인버터 압축기의 운전이 제어되고, 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류를 넘으면 도 5 및 도 6에 'B'로 도시된 바와 같이 상기 인버터 압축기의 운전이 제어된다(S22).
즉 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류 미만이면 상기 인버터 압축기의 현 운전 상태가 유지되고, 상기 인버터 압축기의 전류가 상기 인버터 압축기 최대 제한 전류 이상이 되면 상기 인버터 압축기에 과전류가 흐르는 것으로 판단하고 상기 인버터 압축기의 보호를 위해 상기 인버터 압축기의 운전 주파수가 감소되도록 상기 인버터 압축기의 운전 상태를 조정한다.
상기와 같이 상기 인버터 압축기가 운전 중인 상태에서 상기 인버터 압축기의 정지 요청 신호가 입력되면(S24), 상기 인버터 압축기가 정상 제동되고(S26), 인버터 압축기의 제한 전류 제어 로직이 끝난다.
이상 상기와 같이 구성, 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법이 적용된 공기조화기의 일 예를 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예와 도면에 한정되지 않고, 그 발명의 기술 사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
즉, 본 발명은 상술한 공기조화기에 적용되는 인버터 압축기 외에도 냉장고나 산업 현장 등에서 사용되는 인버터 압축기에도 적용 가능함은 물론이고, 상술한 멀티형 공기조화기 외에도 싱글형, 히트 펌프형, 냉방 단독형, 분리형, 일체형 등 여러 유형의 공기조화기에도 적용 가능하다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기는 인버터 압축기 기동시 상기 인버터 압축기의 전류가 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮더라도 상기 인버터 압축기가 비상 제동되게 할 수 있어 상기 인버터 압축기 기동시 상기 인버터 압축기의 과전류로 인한 소손이 확실히 방지될 수 있는 이점이 있다.
또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기는 상기 인버터 압축기의 비상 제동 후 상기 인버터 압축기의 재 기동 조건에 부합되면 상기 인버터 압축기가 자동으로 재 기동될 수 있으므로 상기 인버터 압축기의 재 기동을 위한 수동 작업이 불필요하여 편의성 및 신뢰성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기는 상기 인버터 압축기의 재 기동 조건이 상기 인버터 압축기의 제동 후 경과된 시간에 의해 설정됨으로써 상기 인버터 압축기의 재 기동을 위한 로직이 간소한 이점이 있다.
또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기는 상기 인버터 압축기의 비상 제동 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 자가 진단하여 상기 인버터 압축기의 운전을 제지함으로써 상기 인버터 압축기의 무리한 운전으로 인한 소손이 방지될 수 있어 상기 인버터 압축기의 고장으로 인한 서비스 비용이 줄어들 수 있고, 그로 인해 신뢰성이 극대화될 수 있는 이점이 있다.
또한 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 인버터 압축기의 제어방법 및 그에 따른 공기조화기는 상기 인버터 압축기의 자가 진단 결과를 사용자나 관리자에게 알림으로써 상기 인버터 압축기의 무리한 운전 시도가 방지됨은 물론, 상기 인버터 압축기의 신속한 서비스 작업이 실시될 수 있고, 상기 인버터 압축기 의 고장 원인 검색을 위한 정비가 생략될 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류의 비교 결과에 따라 상기 인버터 압축기가 제동되게 하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인버터 압축기의 기동 기간은 상기 인버터 압축기의 운전 주파수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기기동 제한 전류에 의해 제동된 후 상기 인버터 압축기 재 기동 조건이 충족되면, 상기 인버터 압축기가 재 기동되게 하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인버터 압축기 재 기동 조건은 상기 인버터 압축기의 제동 후 경과된 시간인 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러 여부를 진단하고, 그 진단 결과에 따라 상기 인버터 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인버터 압축기의 제어방법은 상기 인버터 압축기의 기동 후, 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기의 최대 제한 전류에 의해 제어되게 하는 것을 특징으로 하는 인버터 압축기의 제어방법.
  7. 냉매를 압축하는 인버터 압축기와;
    상기 인버터 압축기의 기동시 상기 인버터 압축기의 전류와 인버터 압축기 최대 제한 전류보다 낮은 인버터 압축기 기동 제한 전류의 비교 결과에 따라 상기 인버터 압축기가 선택적으로 제동되게 하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 공기조화기는 상기 인버터 압축기가 상기 인버터 압축기 기동 제한 전류에 의해 제동된 횟수에 따라 상기 인버터 압축기의 에러를 알리는 인버터 압축기 에러 알림 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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