KR20090067727A - 공기조화기의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수개 실내기의 운전 용량의 합에 대응하여 복수개의 압축기를 미리 정해진 조합으로 구동하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서, 상기 압축기를 온시키고, 압축기의 고장을 판단하는 고장 판단단계와; 상기 고장 판단단계에서 압축기가 고장으로 판단되면, 압축기를 정지시키고, 타 압축기로 상기 고장으로 판단된 압축기를 백업 운전하는 백업 운전단계를 포함하고, 상기 백업 운전단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 미만 실시되면, 상기 고장 판단단계와 그 이후를 반복하고, 상기 백업 운전단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 이상 실시되면, 타 압축기로 상기 고장으로 판단된 압축기를 영구 백업 운전시켜, 압축기 고장 판단의 신뢰성이 높고, 소비 전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
공기조화기, 실내기, 압축기, 백업 운전, 영구 백업

Description

공기조화기의 제어 방법{Control method of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 복수개의 압축기 중 일부의 고장시 타 압축기가 고장난 압축기를 대신해서 백업 구동되는 공기조화기의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어진 냉동 사이클 장치를 이용하여 실내를 냉방 혹은 난방 시키는 장치이다.
최근에는, 공기조화기가 점차 대용량화 또는 멀티화되면서 압축기가 2개 이상이 장착되고, 실내 부하조건에 따라 압축기의 구동 대수를 조절하는 것에 의해 압축기의 구동의 소비 전력을 줄이고 있다.
상기와 같은 공기조화기는 복수개의 압축기 중 일부의 고장시 고장난 압축기를 대신하여 정상 작동되는 타 압축기를 구동하는 백업 운전을 하는 경우, 고장난 압축기의 서비스가 이루어지기 전에 공기조화기를 계속 사용할 수 있게 된다.
한국 등록특허공보 10-0773803에는 복수개 압축기의 고장을 압축기 토출온도나 토출압력을 이용하여 판단하고, 압축기의 고장으로 판단되면 고장난 압축기를 대신하여 고장나지 않은 다른 압축기를 구동시키는 백업 구동을 실시하고, 압축기 의 고장을 실외기의 디스플레이를 통해 표시하는 공기조화기의 제어 방법이 개시되어 있다.
그러나, 한국 등록특허공보 10-0773803에 개시된 공기조화기의 제어 방법은, 상기와 같은 공기조화기의 제어 방법은 압축기 기동 후 1회의 판단으로 압축기의 고장을 판단하므로 압축기 고장 판단의 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.
그리고, 공기조화기를 운전 정지시킨 후 다시 운전시켰을 때, 이전의 운전에서 이미 고장으로 판단된 압축기를 재차 기동시킴과 아울러 압축기의 고장을 다시 판단할 수 있어, 불필요한 압축기의 기동에 의해 소비전력이 증대될 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 압축기의 고장을 실외기에 설치된 디스플레이에 표시하므로, 사용자 등의 압축기의 고장 여부를 쉽게 확인하지 못할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축기 고장 감지의 신뢰성이 높을 뿐만 아니라 소비전력을 최소화할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 압축기의 고장을 사용자 등이 실내에서도 쉽게 확인할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 복수개 실내기의 운전 용량의 합에 대응하여 복수개의 압축기를 미리 정해진 조합으로 구동하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서, 상기 압축기를 온시키고, 압축기의 고장을 판단하는 고장 판단단계와; 상기 고장 판단단계에서 압축기가 고장으로 판단되면, 압축기를 정지시키고, 타 압축기로 상기 고장으로 판단된 압축기를 백업 운전하는 백업 운전단계를 포함하고, 상기 백업 운전 단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 미만 실시되면, 상기 고장 판단단계와 그 이후를 반복하고, 상기 백업 운전 단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 이상 실시되면, 타 압축기로 상기 고장 감지된 압축기를 영구 백업 운전시킨다.
상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 고장으로 판단된 압축기를 설정대기시간동안 대기시킨 후 상기 고장 판단단계와 그 이후를 반복한다.
상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 공기조화기의 운전이 정지된 후 재운전되는 경우, 상기 타 압축기가 상기 고장 감지된 압축기를 영구 백업 운전시킨다.
상기 공기조화기의 제어 방법은, 상기 백업 운전시 실내 디스플레이를 통해 에러를 표시한다.
상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 복수개의 압축기 중 2대 이상 고장인 경우, 상기 공기조화기를 운전 정지시키는 운전 정지단계를 더 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 압축기가 고장으로 판단되어 그 백업 운전이 설정시간동안 복수회의 설정회수 이상 실시되면, 고장으로 판단된 압축기를 기동시키지 않고, 타 압축기가 고장 판단된 압축기를 영구 백업 운전하므로, 고장 판단된 압축기의 불필요한 기동 및 고장 판단을 방지할 수 있고, 고장 판단된 압축기의 불필요한 기동시 사용되는 소비전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 압축기의 고장 판단을 복수회 실시함과 아울러 압축기를 설정대기시간동안 대기시킨 후 압축기의 고장을 재차 판단하므로, 압축기 고장 판단의 신뢰성이 높은 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 공기조화기의 매운전시마다 고장난 압축기를 기동시키고 고장을 판단할 필요가 없으므로, 소비전력을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 백업 운전시 실내기의 디스플레이를 통해 에러를 표시하여, 실내의 사용자 등이 압축기의 고장 유무를 쉽게 확인할 수 있고, 그에 따라 압축기의 서비스가 신속하게 행해질 수 있고, 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 복수개의 압축기 중 2대 이상 고장이면 공기조화기를 운전 정지시켜, 실내의 냉/난방 부하가 최대인 경우일 때 공기조화기가 냉/난방 부하에 대응하지 못하는 클레임을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법이 적용된 공기조화기의 구성도이다.
도 1에 도시된 공기조화기는, 건물의 실내에 설치되는 복수개의 실내기(1~8)와, 복수개의 실외기(21)(22)와, 복수개의 실내기(1~8)와 복수개의 실외기(21)(22)를 연결하는 냉매배관(30)(40)으로 구성된다.
복수개의 실외기(21)(22)는 실내기(1~8)에서 요구되는 냉/난방 용량에 따라 압축기(미도시)의 구동 개수가 결정된다.
복수개의 실내기(1~8)의 각각은 도 1에 도시된 바와 같이, 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)와, 공기조화기의 운전 정보를 사용자 등에게 알려주는 실내 디스플레이(56)를 포함하여 구성된다.
복수개의 실내기(1~12)는 냉매 배관(30)(40)이 병렬로 연결된다.
실외기(21)(22)는 메인 실외기(21)와, 서브 실외기(22)로 구성된다.
메인 실외기(21)는, 실내기(1~12)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만이 통과하는 어큐뮬레이터(61)와, 상기 어큐뮬레이터(61)를 통과한 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)와, 상기 압축기(62)(63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로 를 선택하는 사방밸브(65)와, 상기 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)와, 상기 실외열교환기(70) 근처에 설치되어 실외 공기를 상기 실외열교환기(70)로 송풍시키는 실외송풍기(72)를 포함하여 구성된다.
여기서, 메인 실외기(21)에 설치된 압축기(62)(63)는, 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 인버터압축기(62)와, 냉매의 압축용량이 일정한 정속압축기(63)로 이루어진다.
서브 실외기(22)는 냉매의 압축용량이 일정한 정속압축기(63)가 복수개 설치되고, 상기 복수개의 정속압축기(63) 이외의 어큐뮬레이터(61), 사방밸브(65), 실외열교환기(70), 실내송풍기(72)를 포함하는 구성은 메인 실외기(21)와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 서브 실외기(22)(23)에 두 개의 정속압축기(63)가 설치된 것으로 한정하여 설명한다.
여기서, 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62) 및 정속압축기(63)와, 서브 실외기(22)의 복수개 정속압축기(63)는, 냉매 배관(30)(40)이 병렬로 연결되고, 실내기(1~8)의 운전 용량의 합에 대응하여 미리 정해진 조합으로 구동된다.
한편, 압축기(62)(63)와 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 오일분리기(64)는 압축기(62)(63)의 흡입측에 연결된다.
더불어 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63) 사이에는 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매의 온도를 감지하는 온도센서(66)와, 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(67)가 설치된다.
여기서, 온도센서(66)와 압력센서(67)는 둘 중 적어도 하나가 압축기 특히 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단하기 위한 일종의 감지 기구로 기능하고, 후술하여 상세히 설명한다.
특히, 오일분리기(64)는 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 분리된 오일은 오일분리기(64)와 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관 사이를 연결하는 오일 회수관(68)과, 오일 회수관(68)에 설치된 모세관(69)을 통해 압축기(62)(63)에 공급함으로서 압축기(62)(63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다.
그리고, 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 실내기(1~8)로 안내하는 냉매배관(30)에는, 난방 시 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(lev, 74)가 설치된다.
여기서, 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 실외열교환기(70)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 상기 실외열교환기(70)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.
실외기(21)(22)의 각각에는 실내기(1~8)와 통신하거나 다른 실외기와 통신하면서 각각의 실외기(21)(22)를 제어하는 컨트롤러(120)가 설치된다.
실외기(21)(22)의 각각에는 실외기(21)(22)의 각종 조작을 입력하는 실외기 조작부(130)와, 실외기(21)(22)의 각종 운전 정보를 표시하는 실외 디스플레이(140)가 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 작동과정을 상세하게 설명한다.
공기조화기는 냉/난방 운전 명령이 입력되면, 각 실내기(1~8)의 운전여부를 판단하고, 운전되는 실내기(1~8)에서 요구되는 냉/난방 부하의 양을 합산하여 총 냉/난방 용량을 판단한다.
그런 다음, 실내기(1~8)에서 요구되는 총 냉/난방 부하에 대응하여 메인 실외기(21)의 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)와, 서브 실외기(22)의 두 정속압축기(63)를 구동시키되, 미리 정해진 조합에 따라 일부만을 선택적으로 구동시키거나 그 전부를 구동시킨다.
한편, 공기조화기는 압축기들(62)(63) 중에서 일부가 고장이면, 원래의 조합에서 고장난 압축기를 빼고, 고장나지 않는 다른 압축기를 고장난 압축기 대신에 조합에 넣고, 상기 새로운 조합으로 압축기(62)(63)를 백 업 구동시키는 압축기 비상 제어를 실시한다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.
먼저, 공기조화기는 압축기를 온 즉, 압축기를 기동시킨 후 압축기의 고장 여부를 판단하는 고장 판단단계를 실시한다.(S1)(S2)
인버터 압축기(62)와 복수개의 정속 압축기(63)가 함께 설치된 공기조화기는, 인버터 압축기(62)의 고장시, 정속 압축기(63)로 고장난 인버터 압축기(62)를 백업 구동하면, 하나의 정속 압축기(63)가 대응할 수 있는 부하 미만의 부분 부하나 복수개의 정속 압축기(63)가 대응할 수 있는 부하 사이의 부하에 대해 적절하게 대응되지 못하고, 인버터 압축기(62)의 고장시에는 실내 디스플레이(56)나 실외 디스플레이(140)를 통해 에러 특히, 인버터 압축기(62)의 고장을 표시함과 아울러 공기조화기를 운전 정지시키는 것이 바람직하다.
반면에, 정속 압축기(63)의 고장시 인버터 압축기(62)나 타 정속 압축기(63)가 고장난 정속 압축기(63)를 백업 구동하면, 고장난 정속 압축기(63)의 운전 용량을 인버터 압축기(62)나 타 정속 압축기(63)가 충분히 발생시킬 수 있고, 이하 정속 압축기(63)가 고장인 경우를 예로 들어 설명한다.
한편, 정속 압축기(63)는 한국 등록특허공보 10-0773803과 같이 고장 여부가 판단되는 것도 가능하고, 다른 방법에 의해 고장 여부를 판단하는 것도 가능함은 물론이다.
이하 정속 압축기(63)의 고장판단에 대해 상세히 설명한다.
정속 압축기(63)가 온되어 설정대기시간(T1, 예를 들면, 20초)이 경과된 후, 온도센서(66)나 압력 센서(67)의 감지값이 설정유지시간(T2, 예를 들면, 3초)동안 설정 범위를 벗어나면, 해당 정속 압축기(63)를 고장으로 판단한다.
여기서, 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단하는데 이용되는 설정대기시간(T1)은 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단할 수 있을 정도로 정속 압축기(63)의 구동이 안정화되는 시간인 일종의 압축기 안정화시간으로서, 실내기(1~8) 및 정속 압축기(63)의 운전 용량에 따라 설정된다.
그리고, 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단하는데 이용되는 설정유지시간(T2)은 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단하기 위한 감지 기구인 온도센서(66) 나 압력 센서(67)의 감지값이 지속적으로 설정 범위를 벗어나는지를 확인할 수 있는 시간이다.
아울러, 정속 압축기(63)의 고장 여부를 판단하는데 이용되는 설정 범위(D1)(D2)는 고장나지 않은 정속 압축기(63)가 정상적인 구동일 때의 압력 범위(D1) 또는 온도 범위(D2)이다.
예를 들어, 압축기(2)가 온된 후 20초가 경과되었을 때 온도 센서(66)나 압력센서(67)에서 감지되는 감지값이 설정 범위를 벗어남과 아울러 설정 범위를 벗어나는 시간이 3초 이상 계속되면, 정속 압축기(63)는 고장으로 판단되고, 압축기(2)가 온된 후 20초가 경과되었을 때 온도 센서(66)나 압력센서(67)에서 감지되는 감지값이 설정 범위를 벗어나지 않거나, 설정 범위를 벗어나는 시간이 3초 미만이면, 정속 압축기(63)는 정상인 것으로 판단된다.
공기조화기는 정속 압축기(63)가 고장인 것으로 판단되면, 고장으로 판단된 정속 압축기(63)를 오프 즉, 정속 압축기(63)를 정지시키고, 타 정속압축기나 인버터 압축기(62)로 고장으로 판단된 정속 압축기(63)를 백업 운전하는 백업 운전단계를 실시한다.(S3)
공기조화기는 상기와 같은 백업 운전시, 실내 디스플레이(56)과 실외 디스플레이(140) 중 적어도 하나의 에러(Error)를 표시한다.(S4)
아울러, 공기조화기는 상기와 같은 정속 압축기(63)의 고장 판단을 1회의 판단으로 완료하지 않고, 설정시간동안 복수회 설정회수 판단한다.
그리고, 공기조화기는, 정속 압축기(63)의 고장 판단 및 백업 운전이 설정시 간(T3: 예를 들면, 100분)동안 복수회의 설정회수(N: 예를 들면, 3회) 이상이면, 고장 판단된 정속 압축기(63)를 최종적으로 고장인 것으로 판단하여 고장 판단된 정속 압축기(63)를 기동시키거나 재차 고장 판단하지 않고, 이후에는 타 압축기 즉, 인버터 압축기(62)나 타 정속 압축기로 최종적으로 고장 판단된 정속 압축기(63)를 영구 백업 운전시킨다.(S5)(S6)
반면에, 공기조화기는, 정속 압축기(63)의 고장 판단 및 백업 운전이 설정시간(T3)동안 복수회의 설정회수(N) 미만이면, 고장으로 판단된 정속 압축기(63)의 고장 여부를 재차 판단한다.
여기서, 설정시간(T3)은 정속 압축기(63) 고장 판단의 정확성을 충분히 높이고, 정속 압축기(63)의 전체 고장 판단 시간을 최소화할 수 있는 시간으로서, 정속 압축기(63)의 후술하는 대기시간(T4)과 복수회의 설정회수(N)의 곱 보다 조금 더 긴 시간으로 설정된다.
예를 들어, 정속 압축기(63)의 후술하는 설정대기시간(T4)이 30분이고, 복수회의 설정회수(N)가 3회이며, 정속 압축기(63)의 고장을 판단하는 필요한 시간인 설정대기시간(T1)이 20초임과 아울러 설정유지시간(T2)이 3초이면, 상기 설정시간(T4)은 90분 초과 100 분 이내로 설정된다.
그리고, 복수회의 설정회수(N)는 정속 압축기(63) 고장 판단의 정확성을 확보할 수 있도록 최소 2회로 설정되는 것이 바람하고, 4회 이상일 경우 너무 장시간이 소요될 수 있으므로, 3회 설정되는 것이 가장 바람직하다.
한편, 공기조화기는 정속 압축기(63)의 고장 판단이 설정시간(T3)동안 복수 회의 설정회수(N) 미만인 경우, 고장 판단되어 정지된 정속 압축기(63)를 설정대기시간(T4)동안 대기시키는 대기단계를 실시한다.(S7)
여기서, 설정대기시간(T4)은 고장으로 판단되어 정지된 정속 압축기(63)가 정지 이후에 충분하게 안정화되는 일종의 압축기 안정화시간으로서, 정지된 정속 압축기(63)의 충분한 시간(예를 들면, 30분)이 설정된다.
공기조화기는 설정대기시간(T4)이 경과되면, 상기와 같은 정속 압축기(63)의 온(S1)과, 그 고장 여부 판단(S2)과, 그 이후를 반복한다.
상기와 같은 반복의 결과, 정속 압축기(63)의 고장 판단이 설정시간(T3)동안 복수회의 설정회수(N) 이상이 되면, 설정시간(T3) 동안 복수회의 설정회수(N) 이상 고장 판단된 정속 압축기(63)를 최종적으로 고장으로 판단하고, 공기조화기는 고장 판단된 정속 압축기(63)를 타 압축기로 영구 백업 운전시킨다.
한편, 상기 영구 백업은 고장 판단된 정속 압축기가 서비스되거나 교체되기 전까지 계속 실시되는 백업으로서, 공기조화기는 상기와 같은 공기조화기의 운전이 정지된 후 재운전되면, 이전의 운전에서 고장으로 판단된 정속 압축기를 새로운 운전에서 다시 기동하여 고장 판단하지 않고, 새로운 운전의 시작부터 타 압축기로 고정 판단된 압축기를 백업 운전한다.
상기와 같은 영구 백업시, 서비스업자 등은 고장 판단되었던 정속 압축기를 서비스한 후 조작부(130) 등을 통해 상기와 같은 영구 백업을 리셋(Reset)하고, 공기조화기는 이전의 영구 백업을 중지한다.
아울러, 공기조화기는, 고장으로 판단되는 정속 압축기(63)가 2개 이상인 경 우, 고장난 2개의 정속 압축기를 백업하기 용이하지 않으므로, 공기조화기를 운전 정지시키는 것도 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 일실시예가 적용된 공기조화기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어 방법 일실시예가 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1~12: 실내기 21: 메인 실외기
22: 서브 실외기 56: 실내 디스플레이
30,40: 냉매 배관 62: 인버터압축기
63: 정속압축기 66: 온도센서
67; 압력센서 120: 제어부
140: 실외 디스플레이

Claims (5)

  1. 복수개 실내기의 운전 용량의 합에 대응하여 복수개의 압축기를 미리 정해진 조합으로 구동하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서,
    상기 압축기를 온시키고, 압축기의 고장을 판단하는 고장 판단단계와;
    상기 고장 판단단계에서 압축기가 고장으로 판단되면, 압축기를 정지시키고, 타 압축기로 상기 고장으로 판단된 압축기를 백업 운전하는 백업 운전단계를 포함하고,
    상기 백업 운전단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 미만 실시되면, 상기 고장 판단단계와 그 이후를 반복하고,
    상기 백업 운전단계가 설정시간동안 복수회의 설정회수 이상 실시되면, 타 압축기로 상기 고장으로 판단된 압축기를 영구 백업 운전시키는 공기조화기의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 고장으로 판단된 압축기를 설정대기시간동안 대기시킨 후 상기 고장 판단단계와 그 이후를 반복하는 공기조화기의 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 공기조화기의 운전이 정지된 후 재운전되는 경우, 상기 타 압축기가 상기 고장 감지된 압축기를 영구 백업 운전시키는 공기조화기의 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기조화기의 제어 방법은, 상기 백업 운전시 실내 디스플레이를 통해 에러를 표시하는 공기조화기의 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기조화기의 제어 방법은 상기 복수개의 압축기 중 2대 이상 고장인 경우, 상기 공기조화기를 운전 정지시키는 운전 정지단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어 방법.
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