KR20090081869A - 실내기 과부하 방지 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방운전시 실내기의 부하를 제어하여 실내기의 과부하를 방지하는 실내기 과부하 방지 제어 방법에 관한 것으로서, 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템의 난방 운전 모드시 실내기의 과부하를 방지하는 실내기 과부하 방지 제어 방법에 있어서, 실내 열교환기의 온도를 감지하여 실내 열교환기의 감지온도가 증가함에 따라 실내기 팬과 실외기 팬의 회전속도의 회전수를 조절하고 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시키는 것을 단계적으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 난방운전시 실내 열교환기의 온도에 따라 실내기의 부하를 순차적으로 제어하여 실내기의 온도를 하강시킬 수 있다. 이를 통해 사용자의 불만을 감소시킬 수 있고, 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다.

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Description

실내기 과부하 방지 제어 방법{Method for controlling overload of indoor unit}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방운전시 실내기의 부하를 제어하여 실내기의 과부하를 방지하는 실내기 과부하 방지 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 히트 펌프 시스템은 냉각 사이클에서 냉매의 흐름을 역전환시킴으로써 냉방과 난방을 겸할 수 있는 공기 조절 장치의 하나로써, 계절에 구애받지 않고 사용할 수 있다.

히트펌프 시스템은 냉매를 압축하여 순환시키는 압축기와, 냉매의 흐름을 정방향 또는 역방향으로 전환시키는 사방 밸브, 냉방시에는 응축기로 난방시에는 증발기로 사용되는 실외 열교환기, 실외의 공기를 흡입하는 실외팬, 실외 열교환기와는 반대로 냉방시에는 증발기로 사용되고 난방시에는 응축기로 사용되는 실내 열교환기, 실내의 공기를 흡입하는 실외팬, 및 실외 열교환기와 실내 열교환기 사이에 설치되어 저온 저압의 냉매 가스로 변환시키는 팽창 밸브를 구비한다.

아울러, 응축기는 고온 고압의 냉매를 방열시켜 기체에서 액체로 냉각·액화시키며, 증발기는 증발기의 표면에 접촉된 공기의 온도를 하강시키고, 공기중의 수분은 이슬점 이하가 되고 물방울이 되어 제거되도록 한다. 사방 밸브는 압축기로부터 토출된 냉매가 냉방시에는 실외 열교환기쪽으로 순환할 수 있도록 전환시키고, 난방시에는 실내 열교환기쪽으로 순환할 수 있도록 전환시키는 역할을 한다.

이러한 구성에 따라 히트 펌프 시스템은 난방 운전과 냉방 운전을 수행함에 있어서, 난방 운전시 과부하가 발생하게 되었다. 이에 따라 히트 펌프 시스템은 과부하 발생시 실내기의 회전수를 증가시키거나 압축기를 오프시켜 과부하를 방지하였다.

전술한 기술은 본 발명의 배경기술의 이해를 위해서 기재한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

하지만, 난방 운전에 따른 과부하 발생시, 히트 펌프 시스템은 실내기 팬의 회전수를 증가시키거나 압축기의 동작을 정지시키는 경우, 압축기의 동작을 정지시키기 때문에 급작스럽게 온풍이 발생되지 않게 되었고, 이에 따라 사용자의 불만이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 난방운전시 실내 열교환기의 온도에 따라 실내기의 부하를 순차적으로 제어하여 실내기의 온도를 하강시키는 실내기 과부하 방지 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 실내기 과부하시 실내기의 온도를 감소시켜 사용자의 불만을 감소시키고 시스템의 안전성을 향상시키는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 창안된 본 발명의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 실내기 과부하 방지 제어 방법은 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템의 난방 운전 모드시 실내기의 과부하를 방지하는 실내기 과부하 방지 제어 방법에 있어서, 실내 열교환기의 온도를 감지하여 상기 실내 열교환기의 감지온도가 증가함에 따라 실내기 팬과 실외기 팬의 회전속도의 회전수를 조절하고 상기 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시키는 것을 단계적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 감지온도가 제1설정온도범위 이내에 도달하면 상기 실내기 팬의 회전수를 최강 풍량의 회전수로 증가시키고, 상기 제1설정온도범위는 62℃ 이상 66℃ 인 것을 특징으로 한다.

상기 감지온도가 제2설정범위온도범위 이내에 도달하면 상기 실외기 팬의 회전수를 감소시키고, 상기 제2설정온도범위는 62℃ 이상 66℃ 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 감지온도가 제3설정온도범위 이내에 도달하면 상기압축기의 상기 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시키고, 상기 제3설정온도범위는 66℃ 이상 68℃ 미만인 것을 특징으로 한다.

상기 압축기는 인버터에 의한 가변 용량 제어가 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 압축기는 최소 2 개 이상이고, 상기 압축기는 압축기 용량이 동일하거나 압축기 용량이 서로 다르며, 상기 압축기 용량이 서로 다른 경우 압축기 용량이 작은 순서로 정지되는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기는 최소 1 개가 인버터에 의한 가변 용량 제어가 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 감지온도가 제4설정온도범위 이내에 도달하면, 상기 압축기를 정지시키고, 상기 제4설정온도범위는 68℃ 이상인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 난방운전시 실내 열교환기의 온도에 따라 실내기의 부하를 순차적으로 제어하여 실내기의 온도를 하강시킬 수 있다. 이를 통해 사용자의 불만을 감소시킬 수 있고, 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 장치의 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법의 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 실내기의 실내 열교환기의 온도를 감지하는 온도 감지부(20), 실내기의 실내기 팬 모터를 구동시키는 실내기 팬모터(30), 실외기의 실외기 팬 모터를 구동시키는 실외기 팬모터(40), 냉매를 압축하는 제1압축기(50)와 제2압축기(60) 및 본 실시예의 실내기 과부하 방지 제어 장치를 전반적으로 제어하는 제어부(10)를 구비한다.

본 실시예에서 히트 펌프 시스템은 상기한 바와 같이 압축기 용량이 상이한 제1압축기(50)와 제2압축기(60)를 구비하여 다단 용량 제어가 가능하다. 즉, 실내기 과부하 방지 제어 장치는 각각의 압축 용량에 따라 과부하 발생시 실내기의 온도에 따라 상기한 제1압축기(50)와 제2압축기(60)를 선택적으로 제어하게 된다.

아울러, 본 실시예에서는 2개의 압축기를 이용하여 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템을 예시로 하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 이에 한정되지 않고 3개 이상의 압축기를 구비하고, 각 압축기의 압축기 용량이 서로 상이한 히트 펌프 시스템에 대해서도 적용 가능하다할 것이다.

또한, 본 실시예에서는 2개 이상의 압축기를 이용한 히트 펌프 시스템을 예시로 하여 설명하는 바, 당업자라면 다수 개의 압축기를 구비하여 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템에 다양하게 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

한편, 상기한 제어부(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 장치를 전반적으로 제어하는 것으로서, 온도 감지부(20)에 의해 감지된 실내 열교환기의 감지온도와 설정온도범위를 비교하여 그 결과에 따라 상기한 실내기 팬모터(30)와 실외기 팬모터(40), 제1압축기(50) 및 제2압축기(60)를 선택적으로 제어한다.

이하, 제어부(10)의 동작 과정에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법을 첨부된 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법은 최초 난방 운전 모드가 개시(S10)되면, 온도 감지부(20)가 실내 열교환기의 온도를 감지(S20)한다.

제어부(10)는 상기한 온도 감지부(20)에 의해 감지된 실내 열교환기의 감지온도와 기 설정된 설정온도범위를 비교(S30,S40,S50,S60)하여 그 결과에 따라 상기한 실내기 팬모터(30)와 실외기 팬모터(40), 제1압축기(50) 및 제2압축기(60)를 선 택적으로 제어(S32,S42,S52,S62)한다.

실내 열교환기의 감지온도가 제1설정온도범위 바람직하게는 62℃ 이상 66℃ 미만이면(S30), 실내기 팬모터(30)를 제어하여 실내기 팬의 회전수를 증가(S32)시켜 최강 풍량을 유지함으로써, 냉매를 안정시키고 실내 열교환기에 남아 있는 잠열을 신속히 방출한다.

실내 열교환기의 감지온도가 제2설정온도범위 바람직하게는 62℃ 이상 66℃ 미만이면(S40), 상기한 실내기 팬의 회전수를 최강 풍량으로 유지한 상태에서 실외기 팬모터(40)를 제어하여 실외기 팬의 회전수를 감소(S42)시켜, 실내 열교환기의 온도가 하강하도록 한다.

실내 열교환기의 감지온도가 제3설정온도범위 바람직하게는 66℃ 이상 68℃ 미만이면(S50), 상기한 실내기 팬의 회전수를 최강 풍량으로 유지하고 실외기 팬의 회전수를 감소시킨 상태에서 상기 제1압축기(50)와 제2압축기(60)를 선택적으로 정지시킨다.

예를 들어, 제1압축기(50)가 히트 펌프 시스템의 전체 압축기 용량에서 60%의 압축기 용량을 구비하고, 제2압축기(60)가 40%의 압축기 용량을 구비하고 있을 경우, 제1압축기(50)와 제2압축기(60)가 모두 동작하고 있다면, 제2압축기(60)를 정지 즉, 압축기 용량이 비교적 큰 제1압축기(50)만을 동작시켜 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시켜 동작시킨다. 반면에, 제1압축기(50)와 제2압축기(60) 중 제1압축기(50)만 동작하고 있다면, 제1압축기(50)를 정지시키고 제2압축기(60)를 동작시켜 압축기 용량을 감소시켜 동작시킨다. 즉, 제1압축기(50)와 제2압축 기(60)의 동작 여부에 따라 그 제1압축기(50)와 제2압축기(60) 중 어느 하나를 선택적으로 정지시킴으로써 히트 펌프 시스템에서 감소된 압축기 용량으로 동작시킨다.

따라서, 다단 용량 제어가 가능한 2 개의 압축기를 구비한 히트 펌프 시스템에서는 모든 압축기가 동작하고 있는 지를 판단하여 모든 압축기가 동작하고 있으면, 그 압축기 용량이 작은 순서에 따라 압축기를 정지시킴으로써 난방 운전에 필요한 감소된 압축기 용량으로 동작시킬 수 있다. 이는 실내 열교환기의 감지온도가 계속 증가하는 경우 상기한 압축기들을 순차적으로 정지시킬 수 있을 것이다.

특히, 본 실시예에서는 2개의 서로 다른 압축기 용량을 구비한 히트 펌프 시스템을 예시로 하여 설명하였으나, 당업자라면 상기한 압축기 용량을 감소시키는 것에 대해서 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템별로 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 히트 펌프 시스템 내에 1개의 압축기를 구비하고, 이 압축기가 인버터(inverter)에 의해 압축기 용량이 가변 제어가 가능하다면 이 압축기의 압축기 용량을 가변 제어하여 점차적으로 감소시킬 수 있을 것이다.

다음으로, 다수 개의 압축기를 구비하고, 이 중 하나의 압축기가 인버터에 의한 가변 제어가 가능한 가변형 압축기이고, 나머지 압축기가 동일 또는 서로 다른 용량으로 정속 제어만이 가능한 정속형 압축기라면, 상기한 정속 제어가 가능한 압축기 중 최소 1개 이상을 순차적으로 정지시키거나 또는 인버터에 의한 가변 제어가 가능한 압축기의 압축기 용량을 감소시킴으로써 감소된 압축기 용량으로 히트 펌프 시스템을 동작시킬 수 있다.

한편, 실내 열교환기의 감지온도가 제4설정온도범위 바람직하게는 68℃ 이상이면(S60), 상기한 실내기 팬의 회전수를 최강 풍량으로 유지하고 실외기 팬의 회전수를 감소시키며 제1압축기(50)와 제2압축기(60)를 선택적으로 제어한 상태에서,제1압축기(50)와 제2압축기(60)를 모두 정지시킨다.

이후 난방 운전 모드가 완료되는 지를 체크(S70)하고 난방 운전 모드가 완료되지 않으면 상기한 과정을 반복하게 된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법은 실내 열교환기의 감지온도가 증가할 수록 그 설정온도범위 내에서 상기한 과정을 순차적으로 수행하여 난방 운전 모드시 실내기 과부하를 방지하고, 감지온도가 증가하더라도 그 설정온도범위별로 실내기 팬모터(30)와 실외기 팬모터(40), 제1압축기(50) 및 제2압축기(60)를 순차적으로 다단 제어함으로써 히트 펌프 시스템을 안전하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 감지온도에 따라 다단제어를 수행함으로써, 과부하 발생 초기에 압축기의 동작을 정지시키지 않으므로, 난방 운전 모드시 온풍이 나오지 않았던 현상을 최소화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 장치의 구성도.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기 과부하 방지 제어 방법의 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 제어부 20: 온도 감지부

30: 실내기 팬모터 40: 실외기 팬모터

50: 제1압축기 60: 제2압축기

Claims (16)

1. 다단 용량 제어가 가능한 히트 펌프 시스템의 난방 운전 모드시 실내기의 과부하를 방지하는 실내기 과부하 방지 제어 방법에 있어서,

   실내 열교환기의 온도를 감지하여 상기 실내 열교환기의 감지온도가 증가함에 따라 실내기 팬과 실외기 팬의 회전속도의 회전수를 조절하고 상기 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시키는 것을 단계적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 감지온도가 제1설정온도범위 이내에 도달하면 상기 실내기 팬의 회전수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1설정온도범위는 62℃ 이상 66℃ 인 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 실내기 팬의 회전수는 최강 풍량의 회전수로 증가시키는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 감지온도가 제2설정범위온도범위 이내에 도달하면 상기 실외기 팬의 회전수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2설정온도범위는 62℃ 이상 66℃ 미만인 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 감지온도가 제3설정온도범위 이내에 도달하면 상기압축기의 상기 히트 펌프 시스템의 압축기 용량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제3설정온도범위는 66℃ 이상 68℃ 미만인 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 압축기는 인버터에 의한 가변 용량 제어가 가능한 것을 특징으로 실내기 과부하 방지 제어 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 압축기는 최소 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 과부하 방지 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 압축기는 압축기 용량이 동일한 것을 특징으로 하 는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 압축기는 압축기 용량이 서로 다른 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 압축기는 압축기 용량이 작은 순서로 정지되는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 방법.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 압축기는 최소 1 개가 인버터에 의한 가변 용량 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 방법.
15. 제 7 항에 있어서, 상기 감지온도가 제4설정온도범위 이내에 도달하면, 상기 압축기를 정지시키는 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 제4설정온도범위는 68℃ 이상인 것을 특징으로 하는 실내기 과부하 방지 제어 방법.

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