KR20090068970A - 공기조화 시스템 - Google Patents

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천만호
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Abstract

본 발명에 따른 공기조화시스템은 운전상태에 따라 제 1팽창밸브의 제어모드를 달리 함으로써, 시스템의 안정성이 향상될 수 있다.
공기조화시스템, 상분리기, 인젝션, 냉매, 밸브, 과열도, 중간압

Description

공기조화 시스템 {Air conditioning system}
본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템의 성능 및 안정성이 향상될 수 있는 공기조화시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화시스템은 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 과정을 수행하여, 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다.
상기 공기조화시스템은 실외기에 1대의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화시스템과, 실외기에 복수개의 실내기가 연결되는 멀티 공기조화시스템으로 구분된다. 또한, 상기 공기조화시스템은 냉매사이클을 일방향으로만 가동하여 실내에 냉기만을 공급하는 냉방시스템과, 냉매사이클을 양방향으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급할 수 있는 냉난방시스템으로 구분된다.
상기 공기조화시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한다. 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 응축기에서 응축된 후, 상기 팽창밸브에서 팽창된다. 팽창된 냉매는 상기 증발기에서 증발된 후, 상기 압축기로 흡입된다. 냉방운전 또는 난방운전시, 상기 압축기로 냉매를 인젝션하여 성능을 향상시킨다.
그러나, 종래 기술에 따른 공기조화시스템은 냉매의 과열도와 중간압을 제어가 원활하게 이루어지지 않을 경우, 시스템이 불안정해지며 압축기 등의 손상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 시스템의 안정성과 성능이 향상될 수 있는 공기조화시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 냉매가 응축되는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 냉매가 교축되는 제 1팽창장치와, 상기 제 1팽창장치를 통과한 냉매가 교축되는 제 2팽창장치와, 상기 제 2팽창장치를 통과한 냉매가 증발되는 증발기와, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제 1압축부와, 상기 제 1압축부를 통과한 냉매와 상기 제 1팽창장치와 상기 제 2팽창장치사이에서 분기되어 인젝션되는 냉매가 함께 유입되어 압축되는 제 2압축부를 갖는 압축기와, 상기 제 1팽창장치를 제 1제어모드로 제어하고, 적어도 하나의 운전변수의 운전변수값이 기설정된 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 1제어모드와 상이한 제 2제어모드로 전환하여 상기 제 1팽창장치를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화시스템을 제공한다.
상기 제 1제어모드는 상기 운전변수값에 대응하는 기 저장된 설정값에 근거하여, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다. 상기 적어도 하나의 운전변수는 복수개의 운전변수들이고, 상기 복수개의 운전변수들은 독립적으로 상기 제 1팽창장치의 목표 개방도를 변화시킨다. 상기 제 1제어모드는 상기 제 1팽창장치의 현재 개방도를 실시간 저장한다.
상기 제 2제어모드는 상기 제 1제어모드로부터 전환시 상기 제 1제어모드에서 저장된 현재 개방도에 근거하여, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다. 상기 제 2제어모드는 상기 운전변수값에 근거하여 보정개방도를 결정하고, 상기 제 1제어모드로부터 전환시 상기 제 1제어모드에서 저장된 현재 개방도에 상기 보정 개방도를 조합하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다. 상기 제 2제어모드는 상기 제 1팽창장치의 현재 개방도를 실시간 저장하고, 상기 제 2제어모드의 수행중에는 상기 제 2제어모드에서 저장된 현재 개방도에 상기 보정 개방도를 조합하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다.
상기 운전변수값은 상기 압축기에서 토출된 냉매의 토출온도와, 상기 응축기를 통과한 냉매의 온도를 포함하고, 상기 운전변수값 중 적어도 하나가 상기 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 1제어모드로부터 상기 제 2제어모드로 전환한다.
상기 제 2제어모드의 수행중에 상기 운전변수값이 상기 정상운전범위로 돌아오면, 상기 제 2제어모드로부터 상기 제 1제어모드로 전환하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화시스템은 운전상태에 따라 제 1팽창장치의 제어모드를 달리 함으로써, 시스템의 안정성이 향상될 수 있다.
공기조화 시스템은, 냉방 운전만을 수행하는 일반적인 가정용 냉방용 공기조화기, 난방 운전만을 수행하는 난방용 공기조화기, 냉난방 운전을 모두 수행하는 히트 펌프식 공기조화기, 복수 개의 실내공간들을 냉/난방하는 멀티형 공기조화기를 모두 포함한다. 이하에서는, 공기조화 시스템의 일 실시예로서, 히트 펌프식 공기조화기(이하, '공기조화기'라 한다)에 대하여 상세하게 살펴본다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(100)의 구성도이고, 도 2는 공기조화기(100)의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 공기조화기(100)는 압축기(110), 실내 열교환기(120), 실외 열교환기(130), 제 1팽창밸브(141), 제 2팽창밸브(142), 상분리기(150) 및 사방밸브(160)를 포함한다. 상기 실내 열교환기(120)는 냉방운전시 증발기로 작용하고, 난방운전시 응축기로 작용한다. 상기 실외 열교환기(130)는 냉방운전시 응축기로 작용하고, 난방운전시 증발기로 작용한다. 상기 압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 상기 압축기(110)는 제 1압축부(111)와 제 2압축부(112)를 포함한다. 상기 제 1압축부(111)는 상기 증 발기로부터 유입되는 냉매를 압축하고, 상기 제 2압축부(112)는 상기 제 1압축부(111)에서 나온 냉매와, 상기 증발기와 응축기사이에서 분기되어 인젝션되는 냉매를 혼합하여 압축한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 압축기(110)가 3단 이상의 다단 구조를 가질 수 있다.
상기 사방밸브(160)는 냉난방시 냉매의 흐름을 절환하는 유로 절환 밸브로서, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방시에는 상기 실외 열교환기(130)로 안내하고, 난방시에는 상기 실내 열교환기(120)로 안내한다. 상기 사방밸브(160)와 상기 압축기(110)는 제 1연결배관(171)으로 연결된다. 상기 제 1연결배관(171)에는 상기 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 토출 온도 및 압력을 측정하기 위하여, 토출온도 센서(181) 및 토출압력 센서(182)가 배치된다. 상기 실내 열교환기(120)는 실내에 배치되고, 상기 사방밸브(160)와 제 2연결배관(172)으로 연결된다.
상기 상분리기(150)는 유입되는 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하여, 액상 냉매를 상기 증발기로 보내고, 기상 냉매를 제 2압축부(112)로 보낸다. 상기 상분리기(150)의 제 1연결부(151)와 상기 실내 열교환기(120)는 제 3연결배관(173)으로 연결된다. 상기 제 1연결부(151)는 냉방운전시 액상냉매 토출관이고, 난방운전시 냉매 유입관이다.
상기 제 1팽창밸브(141)는 상기 제 3연결배관(173)상에 배치되며, 냉방운전시 상기 상분리기(150)로부터 유입되는 액상 냉매를 교축하는 제 2팽창장치이고, 난방운전시 상기 실내 열교환기(120)로부터 유입되는 액상냉매를 교축하는 제 1팽창장치이다.
상기 실외 열교환기(130)는 실외에 배치되고, 상기 상분리기(150)의 제 2연결부(152)와 제 4연결배관(174)으로 연결된다. 상기 제 2연결부(152)는 냉방운전시 냉매 유입관이고, 난방운전시 액상냉매 토출관이다.
상기 제 2팽창밸브(142)는 제 4연결배관(174)상에 배치되며, 냉방운전시 상기 실외 열교환기(130)로부터 유입되는 액상냉매를 교축하는 제 1팽창장치이고, 난방운전시 상기 상분리기(150)로부터 유입되는 액상냉매를 교축하는 제 2팽창장치이다.
상기 실외 열교환기(130)는 상기 사방밸브(160)와 제 5연결배관(175)으로 연결된다. 또한, 상기 사방밸브(160)와 압축기(110)의 유입배관은 제 6연결배관(176)으로 연결된다. 상기 제 6연결배관(176)상에는 상기 압축기(110)의 입구측 온도를 측정하는 압축기 입구온도센서(184)가 배치된다.
상기 제 2압축부(112)는 상기 상분리기(150)의 제 3연결부(153)와 인젝션 배관(180)으로 연결된다. 상기 제 3연결부(153)는 냉방 및 난방운전시 기상냉매 토출관으로서 사용된다. 상기 인젝션 배관(180)상에는 인젝션 밸브(143)가 배치된다. 상기 인젝션 밸브(143)는 상기 상분리기(150)로부터 상기 제 2압축부(112)로 인젝션되는 냉매량 및 냉매 압력을 제어한다. 상기 인젝션 밸브(143)가 개방되면, 상기 상분리기(150) 내의 기상냉매가 상기 인젝션 배관(180)을 통하여 상기 제 2압축부(112)로 유입된다. 상기 인젝션 배관(180)상에는 인젝션되는 냉매의 온도를 측정하는 인젝션 온도센서(183)가 배치된다.
상기 제 1,2팽창밸브(141)(142)와 상기 인젝션 밸브(143)의 개도량은 공기조 화기의 운전을 제어하는 제어부(200)에 의하여 제어된다.
도 3은 공기조화기의 난방운전시의 냉매의 흐름이 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 상기 압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상냉매는 상기 사방밸브(160)를 거쳐 상기 실내 열교환기(120)내로 유입된다. 상기 실내 열교환기(120)에서 기상냉매는 실내 공기와 열교환을 하여 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 제 1팽창밸브(141)에서 교축된 후, 상기 상분리기(160)로 유입된다. 상기 상분리기(160)에서 분리된 액상의 냉매는 상기 제 2팽창밸브(142)에서 다시 교축된 후, 상기 실외 열교환기(130)로 유입된다. 상기 실외 열교환기(130)에서 냉매는 외부 공기와의 열교환에 의하여 증발하고, 증발된 냉매는 상기 제 1압축부(111)로 유입된다.
난방운전중에 가스 인젝션의 작동 요청이 있을 경우, 상기 제어부(200)는 상기 인젝션 밸브(143)를 개방한다. 상기 인젝션 밸브(143)가 개방되어, 상기 상분리기(160)에서 분리된 기상의 냉매가 상기 인젝션 배관(180)을 통해 상기 제 2압축부(112)로 인젝션된다. 상기 제 2압축부(112)에서는 인젝션된 냉매와 상기 제 1압축부(111)에서 나온 냉매가 혼합된 후, 압축된다. 상기 제 2압축부(112)에서 압축된 냉매는 다시 상기 사방밸브(160)로 순환한다.
도 4는 공기조화기의 냉방운전시의 냉매의 흐름이 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 상기 압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상냉매는 상기 사방밸브(160)를 거쳐 상기 실외 열교환기(130)로 유입된다. 상기 실외 열교환기(130)에서 상기 기상 냉매는 실내 공기와 열교환을 하여 응축된다. 상기 응축 된 냉매는 상기 제 2팽창밸브(142)에서 교축된 후, 상기 상분리기(150)로 유입된다. 상기 상분리기(150)에서 분리된 액상의 냉매는 상기 제 1팽창밸브(141)에서 다시 교축된 후, 상기 실내 열교환기(120)로 유입된다. 상기 실내 열교환기(120)에서 냉매는 외부공기와의 열교환에 의하여 증발하고, 증발된 냉매는 상기 제 1압축부(111)로 유입된다. 상기 제어부(200)는 상기 인젝션 밸브(143)를 차폐시켜, 상기 상분리기(150)에서 나온 기상냉매가 상기 제 2압축부(112)로 인젝션되지 않는다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 냉방운전시에도 상기 상분리기(150)에서 나온 기상냉매가 상기 제 2압축부(112)로 인젝션될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 설명하면, 다음과 같다.
사용자가 실내공간을 냉난방시키기 위하여, 상기 공기조화기(100)를 구동시키면, 상기 제어부(200)는 구동 명령을 감지한다. 상기 제어부(200)는 상기 제 1,2팽창밸브(141)(142)와 상기 인젝션 밸브(143)를 초기화하게 된다. 즉, 상기 제어부(200)는 상기 제 1,2팽창밸브(141)(142)를 완전히 개방하고, 상기 인젝션 밸브(143)는 차폐시킨다. 상기 인젝션 밸브(143)를 차폐시킴으로써, 구동 초기에 상기 압축기(110)로 액상의 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제 1,2팽창밸브(141)(142)와 상기 인젝션 밸브(143)의 초기화가 완료되면, 상기 제어부(200)는 상기 공기조화기(100)의 냉매가 미리 설정된 목표 과열도에 도달하도록 과열도를 조절한 후, 냉매가 미리 설정된 중간압에 도달하도록 한다.
여기서, 과열도는 증발기의 출구 측과 상기 압축기(110)의 입구 측 사이의 냉매의 온도 차이를 의미한다. 일반적으로 냉매가 상기 증발기를 통과한 다음에는 액체 상태의 냉매를 포함하지 않지만, 급격한 부하 변동의 경우에는 액체 상태의 냉매를 포함하는 경우가 발생한다. 이러한 경우 액상의 냉매가 상기 압축기(110)로 유입되면, 상기 압축기(110)의 파손 등을 수반하게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상기 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기(110)로 이송되는 과정에서 온도가 상승하도록 하여 액상의 냉매를 제거한다. 상기 증발기로 유입되는 냉매의 양을 감소시키면, 상기 증발기를 완전히 통과하기 전에 냉매의 증발이 끝나게 되어, 기체 냉매가 계속적으로 가열되므로 과열도가 증가하게 된다. 반면, 냉매의 양을 증가시키면 과열도는 감소할 수 있다. 상기 과열도는 상기 실내 열교환기(120)에 설치된 센서(185)나 상기 실외 열교환기(130)에 설치된 센서(186), 그리고 상기 압축기(110)의 입구측에 설치된 압축기 입구온도센서(184)에 의해 측정될 수 있다.
그리고, 중간압이란 상기 상분리기(160)내의 압력이다. 상기 중간압을 미리 설정된 중간압에 도달하게 함으로써, 상기 압축기(110)에서 필요로 하는 일을 줄여 효율을 증대시킬 수 있다. 상기 응축기에서 상기 상분리기(160)로 공급되는 냉매의 양을 조절함으로써, 상기 중간압을 조절할 수 있다. 상기 중간압은 상기 인젝션 배관(180)에 설치된 상기 인젝션 온도센서(183)에 의해 측정할 수 있다.
상기 과열도를 조절하기 위해서는 상기 상분리기(160)와 상기 증발기 사이에 배치된 밸브의 개도량을 조절하고, 상기 중간압을 조절하기 위해서는 상기 응축기와 상기 상분리기(160) 사이에 배치된 밸브의 개도량을 조절한다.
난방운전인 경우, 상기 제 1팽창밸브(141)가 중간압을 조절하는 제 1팽창장치역할을 하게 되고, 상기 제 2팽창밸브(142)는 과열도를 조절하는 제 2팽창장치 역할을 하게 된다.
상기 제어부(200)는 과열도를 조절하기 위해, 냉매의 과열도를 실시간으로 측정하고, 그에 따라 상기 제 2팽창밸브(142)의 개방도를 변화시킨다. 상기 제어부(200)에는 증발기 역할을 하는 상기 실외 열교환기(130)에 설치된 센서(186) 및 상기 압축기 온도센서(184)에 의해 측정된 과열도와 미리 설정된 목표 과열도의 오차 및 오차 변화량에 근거하여 퍼지 테이블이 저장되고, 상기 퍼지 테이블로부터 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량이 결정된다. 상기 제어부(200)는 상기 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도에 도달할때까지 냉매의 과열도를 실시간으로 측정하고, 측정된 과열도에 근거하여 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 계속 변화시킨다. 따라서, 냉매의 과열도가 보다 정확하게 조절될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 공기조화기가 난방운전시 제 1팽창밸브의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제어부(200)는 상기 제 1팽창밸브(141)의 초기화가 완료되면(S1), 중간압을 조절하기 위해 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 조절한다. 상기 제어부(200)는 서로 상이한 두 개의 제어모드로 상기 제 1팽창밸브(141)를 제어한다.
상기 제어부(200)는 적어도 하나의 운전변수의 운전변수값이 기설정된 정상운전범위내일 경우, 상기 제 1팽창밸브(141)를 제 1제어모드로 제어한다. 반면, 상 기 운전변수값이 기설정된 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 1제어모드(S10)와 상이한 제 2제어모드(S20)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)를 제어한다. 상기 제어부(200)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 토출온도와, 난방운전시 응축기 역할을 하는 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매의 온도 등의 운전변수를 감지하고, 감지된 상기 운전변수값이 기설정된 정상범위를 벗어나면, 액압축 등의 문제점이 일어날 수 있다고 판단하여, 액압축 등을 방지할 수 있는 제 2제어모드(S20)로 전환한다. 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 토출온도는 상기 압축기(110)의 출구측에 설치된 상기 압축기 토출온도 센서(181)에 의해 측정될 수 있고, 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매의 온도는 상기 실내 열교환기 측에 설치된 센서에 의해 측정될 수 있다.
먼저, 상기 운전변수값이 기설정된 정상운전범위내일 경우, 상기 제어부(200)는 상기 제 1팽창밸브(141)를 제 1제어모드(S10)로 제어한다. 상기 제 1제어모드(S10)에서는 냉매가 상기 제 2압축부(112)로 인젝션되는 가스인젝션 작동여부와, 상기 압축기(110)의 주파수와, 상기 공기조화기의 실내온도와, 실외온도와, 실내외 온도 차이, 상기 압축기(110)의 토출압력, 상기 압축기(110)의 토출온도 등의 운전변수들의 값을 감지한다.(S11) 그리고, 상기 운전변수값에 대응하는 기 저장된 설정값에 근거하여(S12), 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도를 결정한다.(S13) 상기 설정값은 미리 정해져서 상기 제어부(200)에 테이블의 형태로 저장된다. 상기 압축기(110)의 주파수에 대한 설정값은 가스 인젝션 작동여부에 따라 다르게 설정될 수 있다.
상기 운전변수값들에 대한 설정값들은 독립적으로 상기 목표 개방도를 변화시킨다. 그에 따른 상기 목표 개방도를 구하는 방법은 다음과 같다.
목표 개방도 = F(A1,A2,A3,A4,A5.....)
여기서, A1~A5는 상기 운전변수값들이다. 상기 F(A1,A2,A3,A4,A5.....)는 다음과 같은 식으로 이루어질 수 있다.
일 예로서, 상기 목표 개방도는 상기 운전변수값들에 대응되는 설정값들을 서로 곱하여 구할 수 있으며, 다음과 같은 식이 사용될 수 있다.
F(A1,A2,A3,A4,A5.....) = C*f(A1)*f(A2)*f(A3)*f(A4)*f(A5)*.....
여기서, C는 비례상수이고, f(A1),f(A2),..는 A1,A2,..에 대한 설정값들이다.
상기 운전변수들은 독립적으로 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도를 변화시키기 때문에, 각 운전변수에 대한 설정값을 구하기가 용이해지고, 제어가 용이하다. 한편, 이에 한정되지 않고, 상기 목표 개방도는 상기 각 설정값들을 서로 더하거나 기타 다른 조합 등에 의해 구하는 것도 가능하다.
상기 제어부(200)는 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도가 결정되면, 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도가 상기 목표 개방도에 도달하도록 개도량을 한번에 증가시키거나 감소시키게 된다.(S14) 따라서, 냉매의 중간압이 보다 신속하게 미리 설정된 중간압에 도달할 수 있게 된다.
상기 제어부(200)는 상기 제 1제어모드(S10)의 수행중에 상기 제 1팽창밸브(141)의 현재 개방도를 실시간으로 저장한다.(S15) 상기 제 1제어모드(S10)에서 저장된 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도는 상기 제 1제어모드(S10)로부터 상기 제 2제어모드(S20)로 전환시 사용된다.
상기 제어부(200)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 토출온도와, 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매의 온도 등의 운전변수들이 기설정된 정상운전범위를 벗어나는지 여부를 감지한다.(S2) 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 토출온도와, 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매의 온도 등의 운전변수들이 기설정된 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제어부(200)는 상기 제 1제어모드(S10)로부터 상기 제 2제어모드(S20)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)를 제어한다.
상기 제어부(200)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 토출온도를 확보하기 위해, 상기 압축기(110)의 냉매 토출온도를 측정하고, 측정된 냉매토출온도가 기설정된 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 2제어모드(S20)로 전환한다. 상기 정상운전범위는 공기조화기의 운전 조건 등에 따라 상기 제어부(200)에 미리 설정되어 저장된다. 상기 제 1제어모드(S10)로부터 전환시 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 냉매토출온도에 근거하여 보정개방도를 결정하고,(S21) 상기 제 1제어모드에서 저장된 개방도에 상기 보정개방도를 조합한다.(S22) 그에 따라 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.(S23) 이후, 상기 제 2제어모드(S20)가 시작되면, 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 제 1팽창밸브(141)의 현재 개방도를 실시간 저장한다.(S24) 따라서, 상기 제 2제어모드(S20)의 수행 중에는 상기 제 2제어모드(S20)에서 저장된 현재 개방도에 상기 보정개방도를 조합한다.
상기 제 2제어모드(S20)는 저장된 개방도로부터 상기 보정 개방도만큼씩 열 거나 닫는 방식이다. 따라서, 상기 압축기(110)의 냉매토출온도가 기설정된 온도 이상이 될 때까지 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 상기 보정 개방도만큼씩 점차 감소시킨다. 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도가 감소됨으로써, 냉매의 양이 감소되어 상기 압축기(110)의 냉매토출온도가 확보될 수 있다. 따라서, 상기 압축기(110)에서의 액압축이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제 2제어모드(S20)의 수행중에 상기 압축기(110)의 냉매토출온도가 상기 정상운전범위로 돌아오면, 상기 제어부(200)는 상기 제 2제어모드(S20)로부터 상기 제 1제어모드(S10)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.
또한, 상기 제 1제어모드(S10)의 수행중에 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매 온도가 기설정된 정상운전범위를 벗어날 경우, 상기 제어부(200)는 상기 제 1제어모드(S10)로부터 상기 제 2제어모드(S20)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다. 상기 제 1제어모드(S10)로부터 전환시 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매온도에 근거하여 보정개방도를 결정하고,(S21) 상기 제 1제어모드(S10)에서 저장된 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도에 상기 보정개방도를 조합한다.(S22) 그리고, 그에 따라 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.(S23) 이후, 상기 제 2제어모드(S20)의 수행중에는 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 실시간 저장하고,(S24) 상기 제 2제어모드(S20)에서 저장된 개방도에 상기 보정 개방도를 조합한다. 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매온도가 기설정된 온도 이상이 될 때까지, 상기 제 1팽창밸 브(141)의 개방도를 상기 보정개방도만큼씩 점차 증가시킨다. 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 증가시킴으로써, 상기 실내 열교환기(120)의 출구측 온도를 상승시킬 수 있다.
상기 제 2제어모드(S20)의 수행중에 상기 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매의 온도가 상기 기설정된 온도이상으로 돌아오면, 상기 제어부(200)는 상기 제 2제어모드(S20)로부터 상기 제 1제어모드(S10)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.
또한, 상기 제 1제어모드(S10)의 수행중에 상기 압축기(110)의 토출온도가 기설정된 정상운전범위를 벗어날 경우, 상기 제어부(200)는 상기 제 1제어모드(S10)로부터 상기 제 2제어모드(S20)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다. 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 압축기(110)의 토출온도에 근거하여 보정개방도를 결정하고,(S21) 상기 제 1제어모드(S10)에서 저장된 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도에 상기 보정개방도를 조합하여,(S22) 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.(S23) 이후, 상기 제 2제어모드(S20)의 수행중에는 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 실시간 저장하고,(S24) 상기 제 2제어모드(S20)에서 저장된 개방도에 상기 보정 개방도를 조합한다. 상기 압축기(110)의 토출온도가 기설정된 온도이하가 될 때까지 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 상기 보정개방도만큼씩 점차 증가시킨다. 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 증가시킴으로써, 상기 압축기(110)의 토출온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 압축기(110)의 손상 등이 방지될 수 있다.
상기 제 2제어모드(S20)의 수행중에 상기 압축기(110)의 냉매 토출온도가 기설정된 온도이하로 하강하면, 상기 제어부(200)는 상기 제 2제어모드(S20)로부터 상기 제 1제어모드(S10)로 전환하여 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어한다.
상기 제 1제어모드(S10)는 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도에 관계없이 목표 개방도를 설정하고, 한번에 상기 목표 개방도에 도달한다. 따라서, 정상운전상태일 경우, 상기 제 1팽창밸브(141)를 상기 제 1제어모드(S10)로 제어할 경우, 보다 신속한 제어가 이루어질 수 있다. 반면, 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도를 점차 감소시키거나 점차 증가시킨다. 따라서, 정상운전상태가 아닐 경우, 운전상태에 따라 보다 정밀하게 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어함으로써, 정상운전상태로의 복귀가 용이해질 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 상기 제 2팽창밸브(142)의 초기화 이후, 상기 압축기(110)의 토출온도를 확보하기 위해, 상기 목표 과열도를 보정하여 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 제어할 수 있다. 즉, 상기 제 2팽창밸브(142)의 초기화 이후, 상기 압축기(110)의 토출온도가 기설정된 온도 이하일 경우, 상기 제어부(200)는 미리 설정된 목표 과열도에 소정의 값을 보정하여, 새로운 목표 과열도를 설정하고 그에 따라 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 제 2팽창밸브(142)의 초기화 이후에, 상기 압축기(110)의 토출온도를 확보할 수 있다.
이후, 상기 압축기(110)의 토출온도가 기설정된 온도 이상이 되면, 상기 제어부(200)는 미리 설정된 목표 과열도에 도달하도록 상기 제 2팽창밸브(142)의 개 도량을 제어할 수 있다.
한편, 냉방운전인 경우, 상기 제 2팽창밸브(142)가 중간압을 조절하는 제 1팽창장치 역할을 하게 되고, 상기 제 1팽창밸브(141)는 과열도를 조절하는 제 2팽창장치 역할을 하게 된다. 따라서, 냉방운전인 경우에는 상기 제 2팽창밸브(142)를 운전상태에 따라 서로 다른 제어모드로 제어할 수 있다. 또한, 운전변수값이 정상운전범위이내일 경우, 상기 제 2팽창밸브(142)를 상기 제 1제어모드(S10)로 제어하고, 상기 운전변수값이 정상운전범위를 벗어날 경우, 상기 제 1제어모드(S10)로부터 상기 제 2제어모드(S20)로 전환하여 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 제어한다.
즉, 상기 압축기(110)의 냉매토출온도가 상기 정상운전범위를 벗어나서 기설정된 온도 이하일 경우, 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 냉매토출온도에 따라 보정 개방도를 결정한다. 그리고, 상기 냉매토출온도가 상기 기설정된 온도 이상이 될때까지, 상기 제 2팽창밸브(142)의 개방도를 상기 보정 개방도만큼씩 점차 감소시킨다. 상기 제 2팽창밸브(142)를 점차 닫으면서, 상기 압축기(110)의 냉매토출온도를 확보할 수 있게 된다.
또한, 상기 증발기 역할을 하는 상기 실내 열교환기(120)의 입구측 온도가 상기 정상운전범위를 벗어나서 기설정된 온도 이하일 경우, 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 실내 열교환기(120)의 입구측 온도에 따라 보정 개방도를 결정한다. 그리고, 상기 실내 열교환기(120)의 입구측 온도가 상기 정상운전범위에 들 때까지 상기 제 2팽창밸브(142)의 개방도를 상기 보정 개방도만큼씩 점차 증가시킨다. 따라서, 상기 실내 열교환기(120)의 입구측 배관이 결빙되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 압축기(110)의 토출온도가 상기 정상운전범위를 벗어나서 기설정된 온도를 초과할 경우, 상기 제 2제어모드(S20)에서는 상기 압축기(110)의 토출온도에 따라 보정 개방도를 결정한다. 그리고, 상기 압축기(110)의 토출온도가 상기 기설정된 온도 이하가 될 때까지 상기 제 2팽창밸브(142)의 개방도를 상기 보정 개방도만큼씩 점차 증가시킨다. 따라서, 상기 압축기(110)의 토출온도가 과도하게 상승하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 공기조화기(100)의 과부하시에는 미리 설정된 목표 과열도에 소정의 값을 보정하여, 새로운 목표 과열도를 설정하고 그에 따라 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 제어할 수 있다. 따라서, 상기 공기조화기(100)의 과부하에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기조화기의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공기조화기의 난방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 공기조화기의 냉방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 공기조화기가 난방운전시, 제 1팽창밸브의 제어방법이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>
100: 공기조화기 110: 압축기
120: 실내 열교환기 130: 실외 열교환기
141: 제 1팽창밸브 142: 제 2팽창밸브
143: 인젝션 밸브 150: 상분리기
160: 사방밸브 180: 인젝션 배관
200: 제어부

Claims (9)

  1. 냉매가 응축되는 응축기와;
    상기 응축기를 통과한 냉매가 교축되는 제 1팽창장치와;
    상기 제 1팽창장치를 통과한 냉매가 교축되는 제 2팽창장치와;
    상기 제 2팽창장치를 통과한 냉매가 증발되는 증발기와;
    상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제 1압축부와, 상기 제 1압축부를 통과한 냉매와 상기 제 1팽창장치와 상기 제 2팽창장치사이에서 분기되어 인젝션되는 냉매가 함께 유입되어 압축되는 제 2압축부를 갖는 압축기와;
    상기 제 1팽창장치를 제 1제어모드로 제어하고, 적어도 하나의 운전변수의 운전변수값이 기설정된 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 1제어모드와 상이한 제 2제어모드로 전환하여 상기 제 1팽창장치를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1제어모드는 상기 운전변수값에 대응하는 기 저장된 설정값에 근거하여, 상기 제 1팽창장치의 목표 개방도를 결정하는 공기조화시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 운전변수는 복수개의 운전변수들이고,
    상기 복수개의 운전변수들은 독립적으로 상기 제 1팽창장치의 목표 개방도를 변화시키는 공기조화시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1제어모드는 상기 제 1팽창장치의 현재 개방도를 실시간 저장하는 공기조화시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2제어모드는 상기 제 1제어모드로부터 전환시 상기 제 1제어모드에서 저장된 현재 개방도에 근거하여, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하는 공기조화시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2제어모드는 상기 운전변수값에 근거하여 보정개방도를 결정하고,
    상기 제 1제어모드로부터 전환시 상기 제 1제어모드에서 저장된 현재 개방도에 상기 보정 개방도를 조합하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하는 공기조화시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2제어모드는 상기 제 1팽창장치의 현재 개방도를 실시간 저장하고,
    상기 제 2제어모드의 수행중에는 상기 제 2제어모드에서 저장된 현재 개방도에 상기 보정 개방도를 조합하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하는 공기조화시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전변수값은 상기 압축기에서 토출된 냉매의 토출온도와, 상기 응축기를 통과한 냉매의 온도를 포함하고,
    상기 운전변수값 중 적어도 하나가 상기 정상운전범위를 벗어나면, 상기 제 1제어모드로부터 상기 제 2제어모드로 전환하는 공기조화시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2제어모드의 수행중에 상기 운전변수값이 상기 정상운전범위로 돌아오면, 상기 제 2제어모드로부터 상기 제 1제어모드로 전환하여 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하는 공기조화시스템.
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3890870B2 (ja) 2000-09-08 2007-03-07 株式会社日立製作所 空気調和機
JP4408413B2 (ja) 2004-12-22 2010-02-03 日立アプライアンス株式会社 冷凍装置及びこれを用いた空気調和機
KR20070082501A (ko) * 2006-02-15 2007-08-21 엘지전자 주식회사 공기 조화 시스템 및 그 제어방법
JP2007232259A (ja) 2006-02-28 2007-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ターボ冷凍機及びそのホットガスバイパス方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907338A (zh) * 2010-08-10 2010-12-08 广东格兰仕集团有限公司 空调器的控制方法
CN101907338B (zh) * 2010-08-10 2012-08-29 广东格兰仕集团有限公司 空调器的控制方法

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