KR20090114832A - 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법은 압축기의 토출 온도 및 실내기 운전 비율에 따라 전자팽창밸브의 개도값을 제어하도록 한다. 본 발명은 적어도 하나의 실내기 및 상기 적어도 하나의 실내기와 연결되어 냉매의 양을 조절하는 실외 전자팽창밸브와 압축기를 포함하는 실외기를 포함하고, 상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 적어도 하나의 실내기를 제어하며, 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 산출하는 실내기 제어부 및 상기 압축기의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 설정 조건과 비교하여 만족 여부에 따라 상기 실외 전자팽창밸브를 정상 제어 또는 가변 제어하는 실외기 제어부를 포함하는 멀티형 공기조화기를 제공한다.
토출 온도, 흡입 온도, 실내기 운전 비율

Description

멀티형 공기조화기 및 그 제어방법{Multi-type air condition and the control method}
본 발명은 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기의 토출 온도 및 실내기 운전 비율에 따라 전자팽창밸브의 개도값을 제어하는 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 스보, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치로써, 일체형(window type)과 분리형(seperate type 또는 split type)으로 크게 구분된다.
일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.
통상 하나의 실내기에 대응하여 하나의 실외기를 설치하는 것이 일반적이나, 여러 개의 방을 갖는 건물의 경우, 각 방에 설치된 실내기에 대응하도록 실외기도 여러대 구입해야 하므로, 미관상 좋지 않고 비경제적이며, 각 실외기 마다 일정 면적의 공간이 확보되어야 공간 사용 면에서 효율적인 않다.
따라서, 하나의 실외기에 여러 대의 실내기를 연결하여 한꺼번에 여러 개의 방을 냉난방 시킬 수 있는 멀티형 공기조화기에 대한 개발이 활발하게 진행중이다.
종래 발명의 멀티형 공기조화기는 압축기의 토출 온도 및 흡입온도에 대한 토출 과열도 및 흡입과열도로 제어하는데, 이때 냉매 부족 등에 의해 전자팽창밸브가 풀 오픈(full open)하는 경우가 발생하여 가스와 냉매가 혼합된 상태로 변하여 냉매음이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 압축기의 토출 온도 및 실내기 운전 비율에 따라 전자팽창밸브의 개도값을 제어하는 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 멀티형 공기조화기는 적어도 하나의 실내기 및 상기 적어도 하나의 실내기와 연결되어 냉매의 양을 조절하는 전자팽창밸브와 압축기를 포함하는 실외기를 포함하고, 상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 적어도 하나의 실내기를 제어하며, 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 출력하는 실내기 제어부 및 상기 압축기의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율이 설정 조건의 만족 여부에 따라 상기 전자팽창밸브를 정상 제어 또는 가변 제어하는 실외기 제어부를 포함한다.
본 발명의 멀티형 공기조화기의 제어방법은 적어도 하나의 실내기 및 상기 적어도 하나의 실내기와 연결되어 냉매의 양을 조절하는 실외 전자팽창밸브와 압축기를 포함하는 실외기를 포함하고, 상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 단계, 상기 적어도 하나의 실내기 중 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 산출하는 단계, 상기 압축기의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 설정 조건과 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라 상기 실외 전자팽창밸브를 정상 제어 또는 가변 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법은 적어도 하나의 실내기 중 운전중인 실내기에 대한 실내기 운전비율 및 압축기의 토출 온도가 설정 조건에 대한 만족 여부에 따라 흡입과열도 및 토출과열도 제어를 하는 정상 제어 및 전자팽창밸브의 개도값을 제어하는 가변 제어를 함으로써, 냉매 부족 등에 의한 냉매음의 발생을 방지하는 이점이 있으며, 제품의 신뢰성 및 상품성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기 및 그 제어방법에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 건물 사시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 실내에 설치되는 적어도 하나의 실내기(11, 12, 13, 14), 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되며 압축기(미도시) 및 실외전자팽창밸브(미도시)를 포함하는 실외기(21)를 포함한다.
여기서, 실외기(21)와 실내기(11, 12, 13, 14)는 냉매배관(P)을 통해 연결되어, 실외기(21)와 실내기(11, 12, 13, 14) 간의 냉매의 흐름에 따라 냉방 또는 난방 운전을 수행하게 된다.
이때, 멀티형 공기조화기는 실외기(21) 및 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되어 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 중앙제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 실외기(21)와 실내기(11, 12, 13, 14) 사이에는 분배기(미도시)를 포함할 수 있다.
실내기(11, 12, 13, 14) 및 실외기(21)는 소정의 통신방식에 따라 상호 제어 명령 및 데이터를 송수신한다.
여기서, 실내기(11, 12, 13, 14)는 하나의 실내에 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 실내기(11, 12, 13, 14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 실외기(21)가 구동된다. 하나의 실내에 복수의 실내기가 구비되는 경우에는, 하나의 실내에 설치되는 복수의 실내기는 상기 중앙제어기 또는 실외기(21)를 통해 그룹 제어 또는 개별 제어될 수 있다.
여기서, 실외기(21)는 실내기(11, 12, 13, 14) 수에 따른 냉난방 용량 및 상기 압축기의 용량에 따라 설치되는 수가 가변 될 수 있다.
도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 구성도이다.
도 2 는 도 1 에서 설명한 멀티형 공기조화기를 간략하게 나타내어 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2 을 참조하면, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)와, 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)와 연결되는 실외기(125)를 포함한다.
여기서, 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)와 실외기(125)는 냉매 배관(미도시)을 통해 연결되며, 실외기(125)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)에서 요구되는 냉방 및 난방 용량이 증가할수록 실외기(125)에 설치된 압축기(112)의 작동 대수가 증가된다. 여기서 압축기(112)는 하나로 나타내었으나, 적어도 하나의 압축기가 사용될 수 있다.
적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내 열교환기(102)와, 실내 열교환기(102) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내 팬(103)과, 냉방 시 실내 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 전자팽창밸브(104)를 포함한다.
실외기(125)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 상기 어큐뮬레이터(미도시)에서 추출 된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(112)와, 압축기(112)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(110)와, 사방밸브(110)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외 열교환기(120) 및 실외 열교환기(102) 근처에 설치되어 실외 공기를 순환시키는 실외 팬(122)을 포함한다.
여기서, 실외기(124)에는 인버터압축기와 정속압축기 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 인버터압축기는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 상기 정속압축기는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.
한편, 압축기(112)와 사방밸브(110)를 연결하는 배관에는 오일분리기(미도시)가 설치되고, 상기 오일분리기는 압축기(112)의 흡입측에 연결될 수 있다.
실외 열교환기(120)에서 토출 된 냉매를 실내 열교환기(102)로 안내하는 냉매배관에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 실외 전자팽창밸브(lev, 124)와, 냉방 시 실내 열교환기(102)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(미도시)와, 압축기(112)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(미도시)가 설치된다.
여기서, 실외 전자팽창밸브(124)는 냉방 시 풀 오픈 되어 실외 열교환 기(120)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내 열교환기(102)에서 응축된 냉매를 실외 열교환기(120)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.
또한, 실내 전자팽창밸브(104) 및 실외 전자팽창밸브(124)는 내부에 스텝 모터(미도시)를 포함한다.
도 3 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 기능 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109), 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)와 연결되는 실외기(125)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 멀티형 공기조화기는 실외기(125) 및 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)를 제어하는 제어 유닛(130), 압축기(112)의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 온도 측정부(132), 제어 유닛(130)으로 실외기(125) 및 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 운전에 대한 운전 명령을 입력하는 입력 유닛(140) 및 실외기(125) 및 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 운전에 대한 정보를 표시하는 표시 유닛(150)을 포함한다.
제어 유닛(130), 입력 유닛(140) 및 표시 유닛(150)은 일체형 및 분리형으로 형성 가능하며, 실외기(125) 및 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 내부 및 외부에 형성 가능하다.
여기서, 제어 유닛(130)은 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)를 제어하며, 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 출력하는 실내기 제어 부(134) 및 압축기(112)의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 설정 조건과 비교하여 만족 여부에 따라 실외 전자팽창밸브(124)를 정상 제어 또는 가변 제어하는 실외기 제어부(136)를 포함한다.
즉, 온도 측정부(132)는 압축기(112)의 토출측 및 흡입측에 적어도 하나의 온도 센서를 통하여 상기 토출 온도 및 상기 흡입 온도를 측정하여 실외기 제어부(136)로 전달한다.
여기서, 실내기 제어부(134)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 중 운전 중인 실내기 대수에 대한 상기 실내기 운전 비율을 산출한다.
즉, 실내기 제어부(134)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)에 대한 총 운전 용량 대비 상기 운전 중인 실내기에 대한 각각의 운전 용량을 합한 비율로 상기 실내기 운전 비율을 산출한다.
예를 들어, 상기 실내기 운전 비율은 다음과 같이 산출한다.
적어도 하나의 실내기(100, 105, 110)는 각각 45K, 30K, 15K의 용량을 가지고 운전 중인 실내기(100, 109)로 가정한다.
실내기 제어부(134)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 110)의 총 용량(45K, 30K, 15K) 대비 운전 중인 실내기(100, 109)의 용량(45K, 15K)에 대한 상기 실내기 운전 비율을 산출한다.
실내기 운전 비율 = (용량 / 총 용량) * 100(%)
= (60K / 90K) * 100(%) ≒ 66.6667(%)
즉, 실내기 제어부(134)는 상기 실내기 운전 비율을 상기와 같이 산출하여 실외기 제어부(136)로 전달한다.
실외기 제어부(136)는 실내기 제어부(134)로부터 상기 실내기 운전 비율 및 온도 측정부(132)에서 측정된 압축기(112)의 상기 토출 온도 및 상기 흡입 온도를 전달받아 설정 조건을 비교하여 실외 전자팽창밸브(124)를 정상 제어 또는 가변 제어한다.
여기서, 상기 설정 조건은 상기 실내기 운전 비율이 소정 범위 내에 속하는지 여부를 판단하는 제1 조건 및 상기 토출 온도 또는 상기 흡입 온도 중 어느 하나와 설정 온도 미만인지 판단하는 제2 조건을 포함한다.
따라서, 실외기 제어부(136)는 상기 실내기 운전 비율이 소정 설정 범위에 속하는지를 판단하는 상기 제1 조건 및 상기 토출 온도 또는 상기 흡입 온도 중 어느 하나가 상기 제2 조건을 모두 만족하는 경우 실외 전자팽창밸브(124)를 가변 제어하여 개도값을 제어한다.
즉, 상기 제1 조건은 상기 실내기 운전 비율이 0% 내지 70% 이고, 상기 제2 조건은 압축기(112)의 상기 토출 온도가 상기 설정 온도인 1℃ 내지 90℃인 것이 바람직하다.
여기서, 실외기 제어부(136)는 상기 실내기 운전 비율이 상기 제1 조건 내에 존재하고 압축기(112)의 상기 토출 온도가 상기 제2 조건 내에 존재하면 실외 전자팽창밸브(124)를 가변 제어한다.
또한, 실외기 제어부(136)는 상기 제1, 2 조건 중 어느 하나에 해당되지 않으면 실외 전자팽창밸브(124)를 정상 제어한다.
여기서, 실외기 제어부(136)는 실외 전자팽창밸브(124)를 가변 제어하는 경우, 실외 전자팽창밸브(124)의 개도값을 최대 800Pls로 제어한다.
또한, 실외기 제어부(136)는 실외 전자팽창밸브(124)를 정상 제어하는 경우, 실외 전자팽창밸브(124)의 개도값을 0Pls 내지 1350Pls로 제어하며, 상기 토출 온도 및 상기 흡입 온도에 따라 설정된 흡입과열도 및 토출과열도 제어를 한다.
즉, 실외기 제어부(136)는 상기 실내기 운전 비율 및 압축기(112)의 토출 온도 또는 흡입 온도 중 어느 하나를 상기 설정 조건과 비교하여, 비교 결과에 따라 실외 전자팽창밸브(124)을 정상 제어 또는 가변 제어함으로써, 냉매 소음을 줄일 수 있도록 안정화 상태에 도달 속도가 빠르게 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 온도 측정부(132)는 압축기(112)의 토출측 및 흡입측에 서치되어 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하여 실외기 제어부(136)로 전달한다(S100).
실내기 제어부(134)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109) 중 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 산출하여 실외기 제어부(136)로 전달한다(S102).
즉, 실내기 제어부(134)는 적어도 하나의 실내기(100, 105, 109)에 대한 총 용량이 설정되고 상기 운전 중인 실내기 대수에 대한 용량을 산출하여, 상기 실내기 운전 비율을 산출한다.
여기서, 실내기 제어부(134)는 상기 총 용량 대비 용량에 대한 비율로 상기 실내기 운전 비율 산출하여 실외기 제어부(136)로 전달한다.
실외기 제어부(136)는 온도 측정부(132)에서 전달되는 상기 토출 온도 및 상기 흡입 온도 중 어느 하나와 실내기 제어부(134)에서 전달되는 상기 실내기 운전 비율과 설정 조건을 비교하여 만족 여부를 판단한다(S104).
즉, 실외기 제어부(136)는 상기 설정 조건에 포함되는 제1, 2 조건과 상기 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 각각 비교한다.
여기서, 실외기 제어부(136)는 상기 토출 온도가 상기 제1 조건 내에 존재하고, 상기 실내기 운전 비율이 상기 제2 조건 내에 존재하여 상기 설정 조건을 만족 여부를 판단한다.
실외기 제어부(136)는 상기 설정 조건을 모두 만족하는 경우 실외 전자팽창밸브(124)를 가변 제어하고, 상기 설정 조건 중 어느 하나만 만족하는 경우 실외 전자 팽창밸브(124)를 정상 제어한다(S106).
즉, 실외기 제어부(136)는 상기 가변 제어로 판단하는 경우 실외 전자팽창밸브(124)의 개도값을 최대 800Pls로 제어하며, 상기 정상 제어로 판단하는 경우 실외 전자팽창밸브(124)의 개도값을 0Pls 내지 1350Pls로 제어하며, 상기 토출 온도 및 상기 흡입 온도에 따라 설정된 흡입과열도 및 토출과열도 제어를 한다.
본 발명의 멀티형 공기조화기는 실내기 운전 비율 및 압축기의 토출 온도가 설정 조건의 만족 여부에 따라 실외 전자팽창밸브의 개도값을 조절하는 가변 또는 정상 제어를 함으로써, 가스와 냉매가 혼합된 2상 상태 발생을 방지하고 냉매 소음을 줄이는 이점이 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 건물 사시도이다.
도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
130: 제어 유닛 140: 입력 유닛
150: 표시 유닛

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 실내기 및 상기 적어도 하나의 실내기와 연결되어 냉매의 양을 조절하는 실외 전자팽창밸브와 압축기를 포함하는 실외기를 포함하는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 실내기 중 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 산출하는 단계;
    상기 압축기의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 설정 조건과 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 실외 전자팽창밸브를 정상 제어 또는 가변 제어하는 단계를 포함하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 토출 온도 및 흡입 온도는,
    상기 압축기의 토출측 및 흡입측에 설치되는 적어도 하나의 온도 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 실내기 운전 비율은,
    상기 적어도 하나의 실내기에 대한 총합 용량 대비 상기 운전 중이 실내기 각각의 합 용량의 비로 산출되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방 법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 설정 조건은,
    상기 실내기 운전 비율이 소정 범위 내에 포함이고, 상기 토출 온도가 설정 온도 미만인 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 소정 범위는,
    0% 내지 70%인 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 정상 제어는,
    상기 비교 결과를 만족하지 않는 경우, 상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도에 따라 흡입과열도 및 토출과열도 제어하며, 상기 실외 전자팽창밸브의 개도값을 정상 개도로 제어하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 제어는,
    상기 비교 결과를 만족하는 경우, 상기 실외 전자팽창밸브의 개도값을 가변 개도로 제어하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
  8. 적어도 하나의 실내기 및 상기 적어도 하나의 실내기와 연결되어 냉매의 양을 조절하는 실외 전자팽창밸브와 압축기를 포함하는 실외기를 포함하고,
    상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도를 측정하는 온도 측정부;
    상기 적어도 하나의 실내기를 제어하며, 운전 중인 실내기 대수에 대한 실내기 운전 비율을 산출하는 실내기 제어부; 및
    상기 압축기의 토출 온도 및 상기 실내기 운전 비율을 설정 조건과 비교하여 만족 여부에 따라 상기 실외 전자팽창밸브를 정상 제어 또는 가변 제어하는 실외기 제어부를 포함하는 멀티형 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 실외기 제어부는,
    상기 비교 결과를 만족하지 않는 경우, 상기 압축기의 토출 온도 및 흡입 온도에 따라 흡입과열도 및 토출과열도 제어하며, 상기 실외 전자팽창밸브의 개도값을 정상 개도로 제어하는 멀티형 공기조화기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 실외기 제어부는,
    상기 비교 결과를 만족하는 경우, 상기 실외 전자팽창밸브의 개도값을 가변 개도로 제어하는 멀티형 공기조화기
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