KR20120016920A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 응축온도 및 응축온도의 변화에 대응하여 압축기의 주파수를 제한하여 제어함으로써, 압축기의 부하가 급격하게 상승하는 것을 방지하여 과부하를 해소하고 압축기를 보호하며, 운전효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and controling method }
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 온도에 대응하여 압축기의 운전주파수를 제어하여 압력의 급격한 상승을 방지하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.
공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방운전되거나 난방운전되는데, 냉방운전 시, 실외기의 압축기에서 실외기의 열교환기를 거쳐 고온고압의 액체냉매가 실내기로 공급되면 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되어 기화되면서 주변공기의 온도가 내려가 실내기 팬이 회전동작함에 따라 실내로 냉기가 토출되고, 난방운전 시 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체냉매가 액화되어 방출된 에너지에 의해 따뜻해진 공기가 실내기팬의 동작에 따라 실내로 토출된다.
이러한 공기조화기는 부하가 증가함에 따라 압축기의 운전주파수가 상승하거나, 압축기의 구동 수를 증가시켜 운전하게 된다. 이때, 과부하 상태에서 압축기에 이상이 발생할 수 있으며, 압축기 보호를 위해 과부하에서는 압축기가 동작을 정지한다.
그러나, 종래의 이러한 압축기 제어방식은 부하가 급 상승하는 조건에서 제어에의한 압축기 제어가, 부하의 급상승 속도에 대응하지 못하여 압축기 주파수 제어 전 압축기가 동작 정지하는 경우가 발생한다. 이러한 경우 압축기 제어가 부하의 상승 속도에 대응하지 못하므로 한번 압축기가 정지하여 재구동하더라도 압축기가 정지하는 현상이 반복하여 발생하게 된다.
그에 따라 부하가 급격하게 변화하는 상황에서도 압축기를 안전하게 제어하는 방안이 모색되어야 한다.
본 발명의 목적은 온도변화에 대응하여 빠르게 압축기를 제어하여, 신속하게 과부하를 해소하고 압축기를 보호하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 공기조화기는 운전중, 응축온도를 감지하고, 상기 응축온도가 기준온도 이상이면 상기 응축온도의 변화량을 연산하는 단계; 상기 응축온도의 변화량이 기준값 이하이면, 압축기에 설정 가능한 운전주파수의 최대값인 압축기 주파수 최대값을 증가시키는 단계; 상기 응축온도의 변화량이 기준값보다 크면, 상기 압축기 주파수 최대값을 감소시키는 단계; 및 변경된 상기 압축기 주파수 최대값의 범위 내에서 부하에 따라 설정된 운전주파수로 상기 압축기가 동작하는 단계를 포함한다.
또한, 공기조화기의 제어방법은 압축기; 응축온도를 감지하는 온도감지부; 상기 응축온도 및 상기 응축온도의 변화량에 대응하여 상기 압축기 제어를 위한 압축기 주파수 최대값의 제어설정을 변경하고, 상기 제어설정에 따라 각각 상이한 주기로 상기 압축기 주파수 최대값이 증가 또는 감소하도록 제어하는 제어부; 및 상기 압축기 주파수 최대값을 넘지 않도록 부하에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 압축기 제어부를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 온도변화에 대응하여 동작상태에 따라 상이하게 압축기를 제어함으로써, 압축기의 부하가 급격하게 상승하는 것을 방지하여 과부하를 해소하고 압축기를 보호하며, 그에 따라 공기조화기가 안정적으로 운전할 수 있어 운전효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 실외기의 구성이 도시된 도이다.
도 3 는 본 발명의 일실시예에 따른 실외기의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 압축기 제어방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 5 는 도 4의 압축기에 제어에 있어서 제어설정에 따른 운전주파수 제어방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 공기조화기에서 온도변환에 따른 운전주파수 변화를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다. 도 1의 a는 스탠드형 공기조화기의 일예로 실내기 및 실외기가 도시된 도이고, 도1의 b는 천장형 공기조화기의 일예로 그에 따른 복수의 실내기 및 실외기가 도시된 도이다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기는 도면에 도시된 스탠드형 또는 천장형인 것을 예로 하여 설명하나, 벽걸이형에도 사용될 수 있고 실외기와 실내기의 구분이 없는 일체형에도 사용될 수 있으며, 그 형태는 도면에 한정되지 않음을 명시한다.
도 1의 a 에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 적어도 하나의 실내기(I1)와, 실내기와 연결되는 실외기(O1)를 포함한다. 또한, 도 1의 b에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 복수의 실내기(I11 내지 I16)와, 복수의 실내기에 연결되는 적어도 하나의 실외기(O11)를 포함한다.
복수의 실내기와 실외기는 냉매배관으로 연결될 뿐 아니라,
실내기(I1)(I11 내지 I16)와 실외기(O1)(O11)는 냉매배관으로 연결되어 냉매의 순환에 따라 실내기로부터 냉온의 공기가 실내로 토출되며, 통신선으로 연결되어 소정의 통신방식에 따라 제어명령을 송수신할 수 있다.
공기조화기는 복수의 실내기 및 실외기를 제어하는 원격제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기는 실내기에 연결되어 사용자 명령을 입력하고 실내기의 동작상태를 출력하는 로컬제어기(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기 이외에도 환기유닛, 공기청정유닛, 가습유닛, 제습유닛, 히터와 같은 유닛을 더 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기는 원격제어기에 조명유닛, 경보유닛이 연결되어 상호 연동하여 동작될 수 있다.
실내기(I1, I11 내지 I16)는 연결된 실외기로부터 공급되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(미도시), 냉매의 열교환시키는 실내열교환기, 실내공기가 실내열교환기로 유입되도록 하고, 열교환된 공기가 실내로 노출되도록 하는 실내팬(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함한다.
실내기(I1, I11 내지 I16)는 열교환된 공기를 토출하는 토출구를 포함하고, 토출구에는 토출구를 여닫고, 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단이 구비된다. 실내기는 실내기팬의 회전속도를 제어함으로써 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어함으로써, 풍량을 조절한다.
또한, 실내기(I1, I11 내지 I16)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 표시부 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 실내기 본체는 유선 또는 무선방식으로 로컬제어기(미도시)와 연결되어, 로컬제어기로부터 입력되는 데이터에 따라 동작이 설정되고, 운전상태가 로컬제어기를 통해 표시될 수 있다.
실외기(O1, O11)는 연결된 실내기의 요구 또는 외부의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작되며, 복수의 실내기로 냉매를 공급한다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기에서 실외기의 구성이 도시된 도이다. 도 2를 참조하면, 실외기(O1, O11)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(11), 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(15), 실외기팬(16), 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(12), 냉난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(14)를 포함한다.
또한, 실외기(O1, O11)는 압축기(11)로부터 토출되는 냉매의 압력, 압축기로 공급되는 냉매의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하고(28,29), 냉매배관에 연결되어 냉매온도를 측정하는 온도센서(21 내지 26)를 포함한다.
그 외 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. 이때, 실외기는 적어도 하나의 압축기를 구비하며 복수의 압축기를 포함할 수 있다. 실외기는 인버터 압축기, 정속압축기 와 같은 압축기의 종류에 따라 그 성능이 상이할 수 있다.
압축기(11)는 냉매 흡입부가 어큐뮬레이터(12)에 연결되고, 토출부에는 배관이 연결되며, 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하도록 오일분리기(13)가 각각 설치된다. 어큐뮬레이터(12)는 압축기(11)의 냉매 흡입 측에 연결되며, 기화되지 않은 액냉매가 상기 압축기(11)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
실외 열교환기(15)는 사방밸브(14)와 연결되고, 외기와의 열교환에 의하여 냉매가 응축되거나 증발되도록 한다. 냉방운전, 또는 냉난방 동시형의 냉방전실 또는 냉방주체 운전 시, 실외 열교환기(15)는 응축기로 이용되고, 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 중에는 증발기로 이용된다.
이때, 실외 열교환기(15)의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여, 실외기 팬(16)은 실외 열교환기(15)로 공기를 유입한다. 실외기팬(16)은 실외기의 용량에 대응하여 적어도 하나 구비되는데, 복수의 실외기팬이 구비되는 경우, 실외기로 요구되는 부하량 또는 풍량에 대응하여 복수의 실외기팬이 동작된다.
실외기팬(16)은 연결된 모터(M)의 회전동작에 따라 소정 속도로 회전하여 실외 연결교환기(15)에 의해 열교환된 공기가 외부로 토출되도록 한다.
실외 열교환기(15)와 실내기(I) 또는 분배기를 연결하는 액체배관 상에는 실외 전자팽창밸브(18) 및 과냉각장치(17)가 설치된다. 전자팽창밸브(18)는 난방운전, 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 시 응축된 냉매를 팽창시키고, 과냉각장치(17)는 냉방운전, 냉방 전실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 시, 실내기 또는 분배기로 이동되는 냉매를 냉각시킨다.
이렇게 구성되는 실외기는 각 부로 전원을 공급하고 제어명령을 전달하는 제어구성에 의해 제어된다.
도 3 는 본 발명의 일실시예에 따른 실외기의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 3을 참조하면, 실외기(O1, O11)는 압축기(130), 압축기제어부(120), 온도감지부(140), 출력부(160), 실외기통신부(170), 데이터부(150), 그리고 실외기 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.
또한, 실외기는 외부로부터 공급되는 전원을 동작전원으로 변경하는 전원부(미도시), 압력, 모터회전수, 전압 또는 전류를 감지하는 감지부, 실외기 동작에 대한 설정을 입력하는 적어도 하나의 버튼 또는 스위치가 구비된 입력부를 더 포함할 수 있으나 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
온도감지부(140)는 온도를 감지하는 복수의 온도센서를 포함하여, 소정 위치에서의 온도를 측정하여 제어부(110)로 입력한다. 이때, 온도감지부(140)는 복수의 온도센서가 냉매배관 및 열교환기 등에 설치되어 냉매의 온도, 실외기 내부 및 외부의 온도를 각각 측정한다.
출력부(160)는 램프, LED와 같은 표시등, 표시부, 스피커 등의 출력수단을 적어도 하나 구비하여, 실외기의 동작상태를 출력한다. 또한, 출력부(160)는 이상 발생시 경고음 경고등 경고메시지 중 적어도 하나의 형태로 경고를 출력한다.
출력부(160)는 구비되는 스위치 또는 버튼에 의해 입력되는 데이터, 또는 실외기통신부(170)를 통해 실내기로부터 입력되는 데이터에 대응하여 설정되는 동작에 대한 정보를 출력하며, 실외기의 현재 동작 상태에 대한 정보를 출력한다.
데이터부(150)에는 실외기 동작에 대한 설정데이터, 동작 제어를 위한 제어데이터가 저장되고, 다른 실외기 또는 실내기로부터 수신되는 데이터가 저장되며, 실외기의 운전 기록이 저장된다. 또한, 데이터부(170)에는 압축기의 과부하 여부를 판단하기 위한 기준데이터가 저장된다.
압축기제어부(120)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 압축기(130)로 제어신호를 인가하여 압축기(130)의 구동을 제어한다. 압축기제어부(120)는 압축기(130)의 시동 및 동작 종료를 제어할 뿐 아니라, 부하에 대응하여 압축기(130)의 운전주파수를 조절한다.
압축기(130)가 복수로 구비되는 경우, 압축기제어부(120)는 동작되는 압축기의 수를 제어하고, 압축기의 운전주파수를 제어한다.
압축기(11, 130)는 인버터 압축기인 것을 예로 하여 설명하나, 정속 압축기, 인버터 압축기 중 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 유입되는 기체 냉매를 고온고압의 기체냉매로 토출한다. 이때, 압축기(130)는 압축기 모터의 동작을 제어하기 위해 인가되는 소정의 스위칭 신호에 의해 동작이 제어된다.
실외기팬(16)은 회전동작을 위한 모터(M)가 구비되며, 실외기팬이 회전 동작됨에 따라, 실내 열교환기(51)에서의 빠른 열교환이 가능하게 되고, 열교환된 공기는 실외로 토출된다.
제어부(110)는 연결된 실내기 또는 다른 실외기, 경우에 따라서는 원격제어기로부터 수신되는 데이터를 처리하고 소정의 데이터를 외부로 전송되도록 한다.
제어부(110)는 연결된 실내기(I1, I11 내지 I16)의 요구 또는 외부의 제어명령에 대응하여 실외기가 냉방운전 또는 난방운전 되도록 제어하고, 온도감지부(140) 또는 다른 센서로부터 입력되는 데이터에 대응하여 제어명령을 생성함으로써 실외기가 동작되도록 한다.
특히 제어부(110)는 온도감지부(140)로부터 입력되는 온도값에 대응하여 압축기(130)을 동작을 제어하기 위한 제어명령을 압축기제어부(120)로 인가한다.
제어부(110)는 온도감지부(140)의 복수의 온도센서 중, 감지된 응축온도에 대응하여 그에 따라 압축기(130)의 운전주파수가 변경되도록 압축기제어부(120)로 제어명령을 인가한다.
이때, 제어부(110)는 입력되는 응축온도가 기준온도 이상인 경우, 응축온도의 변화량에 대응하여 압축기(130)에 대한 제어설정을 변경한다. 압축기제어부(120)는 변경된 제어설정에 따라 압축기(130)의 운전주파수를 제어한다.
제어부(110)는 복수의 제어설정에 따라 압축기 주파수 최대값을 증가하거나 감소하고 압축기제어부(120)는 그에 대응하여 압축기 주파수 최대값 범위에서, 부하에 따라 압축기(130)를 제어한다.
이때, 압축기 주파수 최대값은 압축기(130)의 운전주파수를 제어하는데 있어서, 설정할 수 있는 운전주파수의 최대값으로, 각 제어설정에 따라 그 최대값이 변경된다.
즉 압축기(130)는 부하가 증가함에 따라 운전주파수가 증가하는데, 설정가능한 최대값, 즉 압축기주파수 최대값까지만 증가하게 되므로, 압축기주파수 최대값을 낮게 설정하면 운전주파수가 그 이상 증가하는 것을 방지할 수 있다.
이때 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값을 증가 시키는 경우와 감소시키는 경우 각각 상이한 시간 주기와 상이한 단위로 압축기 주파수 최대값을 변경한다.
이때, 압축기(130)는 압축기제어부(120)의 제어에 의해 동작되나, 경우에 따라 급격하게 부하가 증가하는 경우, 압축기(130)가 오동작할 수 있으므로, 압축기의 부하가 일정값 이상이 되면 압축기 보호를 위해 동작을 정지한다.
제어부(110)는 응축온도에 따라 제어설정을 변경하고, 그에 따라 압축기주파수 최대값을 변경함으로써 상기와 같이 압축기(130)가 과부하로 인하여 동작정지하지 않도록 한다.
특히 상기와 같은 과부하가 지속되는 상황에서는 압축기가 동작 정지 후 재구동하더라도 동작정지 현상이 반복하여 나타날 수 있으므로, 압축기제어부(120)는 압축기주파수 최대값을 제어하여 이러한 현상을 방지한다.
실외기통신부(170)는 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여, 연결되는 실내기(I1, I11 내지I16) 또는 원격제어기 등의 다른 제어기와 데이터를 송수신한다.
실외기통신부(170)는 실내기로부터 수신되는 데이터를 제어부(110)로 인가하고, 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 실외기의 동작상태를 실내기로 전송한다. 이때, 실외기통신부(170)는 실외기 내부에 구비되는 것을 예로하나, 경우에 따라 외부에 별도로 구비될 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 압축기 제어방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공기조화기 운전 중(S310), 제어부(110)는 압축기가 동작하는지 여부를 확인한다(S320).
압축기가 동작중인 경우, 제어부(110)는 온도감지부(140)의 복수의 센서 중 응축온도를 감지하는 센서를 제어하여 응축온도가 측정되도록 한다(S330).
제어부(110)는 입력된 응축온도를 기준온도와 비교한다(S340). 응축온도가 기준온도 이상인 경우 제어부(110)는 응축온도의 변화량을 연산한다(S350). 이때 제어부(110)는 소정시간 간격으로 측정되는 응축온도의 변화량을 연산한다.
연산 결과, 응축온도의 변화량을 기준값과 비교하여(S360), 변화량이 기준값 이하인 경우 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값이 증가되도록 제어한다(S370). 이때 압축기 주파수 최대값에 대한 제어 설정은 존 1로 설정된다.
또한, 응축온도의 변화량의 기준값보다 큰 경우, 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값이 감소되도록 제어한다(S380). 이때 압축기 주파수 최대값에 대한 제어 설정은 존 2로 설정된다.
한편, 응축온도가 기준온도 미만인 경우 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값에 대하여 일반제어를 수행한다(S390). 이때, 일반제어 시, 압축기 주파수 최대값에 제한은 없다. 즉 최대값에 대한 제한 없이 압축기 제어가 가능하다. 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정은 존 0으로 설정된다.
압축기가 동작하지 않는 경우에는 압축기 주파수 최대값 제어가 불필요하므로 이때도 일반제어로 설정한다(S390).
제어부(110)는 종료명령이 입력되어(S400) 운전이 정지되기는 경우(S410)를 제외하고, 상기와 같이 압축기 주파수 최대값에 대한 제어를 수행한다. 압축기제어부(120)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 압축기(130)의 운전주파수를 압축기 주파수 최대값 범위 내에서 제어한다.
제어부(110)는 압축기 주파수 최대값 제어설정이 결정되더라도 소정 주기로 응축온도를 측정하고 그 변화량에 따라 압축기 주차수 최대값에 대한 제어설정을 변경하여, 압축기 주파수의 최대값이 증가하거나 감소하도록 제어한다.
이때, 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정이, 존0, 존1, 및 존2 중 어느 하나로 설정되는 경우, 그에 따른 압축기 제어방법은 다음과 같다.
도 5 는 도 4의 압축기에 제어에 있어서 제어설정에 따른 운전주파수 제어방법을 설명하는데 참조되는 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 운전중(S450) 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정이 존0, 존1, 및 존2 중 어느 하나로 설정되면(S460), 압축제어부(120)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정 내에서 압축기(130)를 제어한다.
제어부(110)는 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정이 존 2로 설정되었는지(S470) 또는 존 1로 설정되어 있는지 여부를 판단한다(S480).
이때, 존 1, 2 모두 아닌 경우 즉 압축기 주파수 최대값에 대한 제어가 설정되지 않은 경우 또는 존 0 으로 설정된 경우, 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값에 대하여 일반제어를 수행한다(S490).
이때, 압축기제어부(120)는 압축기 주파수 최대값에 대한 제한없이 압축기가 동작하도록 압축기의 운전주파수를 제어한다(S500).
한편, 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정이 존 1로 설정된 경우, 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값을 A단계 증가시킨다(S510). 예를 들어 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값은 1 증가시킨다.
압축기제어부(110)는 제어부(110)에서 설정된 압축기 주파수 최대값을 기준으로, 압축기 주파수 최대값 범위내에서 부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어한다(S520).
설정된 압축기 주파수 최대값의 범위 내에서 압축기 제어 후, 제 1 시간 경과하면(S530) 제어부(110)는 전술한 도 4에서와 같이 응축온도의 변화량에 따라 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정을 변경한다(S470 내지 S480, S510 내지 S530).
이때, 제어부(110)는 존이 변경되지 않고 존1이 유지되는 경우 압축기 주파수 최대값을 A 단계 증가시키고 변경된 압축기 주파수 최대값에 따라 압축기가 제 1 시간동안 제어되도록 한다(S510 내지 S530). 압축기제어부(120)는 변경된 압축기 주파수 최대값을 넘지 않도록 부하에 따라 제 1 시간 동안 압축기(130)를 제어한다.
압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정이 존 2로 설정된 경우, 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값을 B단계 감소시킨다(S540). 예를 들어 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값은 5 감소시킨다.
압축기제어부(120)는 제어부(110)에 의해 설정된 압축기 주파수 최대값을 기준으로, 부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어한다(S550). 제어부(110)는 압축기 주파수 최대값 변경에 따른 제어명령을 압축기제어부(120)로 인가하고, 압축기제어부(120)는 그에 따라 압축기(130)의 운전주파수를 제어한다.
이때, 제어부(110)는 설정된 압축기 주파수 최대값으로 제 2시간 운전하면(S560) 응축온도의 변화량에 따라 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정(존)을 변경하거나, 존이 변경되지 않고 존2이 유지되는 경우 압축기 주파수 최대값을 B만큼 감소 시켜 변경된 범위 내에서 제 2 시간 동안 압축기제어부(120)가 압축기(130)의 운전 주파수를 제어하도록 한다(S540 내지 S560).
이때 제어부(110)는 압축기의 운전주파수가 아닌 운전주파수와는 별개로, 운전주파수의 최대값인 압축기 주파수 최대값을 증가 또는 감소 시키는 것이다. 제어부(110)에 의해 압축기 주파수 최대값이 증가 또는 감소하면, 압축기제어부(120)는 설정된 압축기 주파수 최대값 범위 내에서, 부하에 따라 압축기(130)의 운전주파수를 증가 또는 감소제어한다.
여기서, A 및 B는 상이한 값이고, 설정에 따라 가변될 수 있는 값이다. 또한, A는 B보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 시간 및 제 2 시간은 존1과 존2에서의 주파수 변경 주기로, 각각 상이하게 설정되며 이는 설정에 따라 변경될 수 있다. 즉 존 1과 존2에서의 압축기 주파수 최대값 변경 주기는 상이하다. 이때 제 1 시간은 제 2 시간 보다 큰 시간 단위로 설정되는 것이 바람직 하다.
또한, 압축기 주파수 최대값이 변경되면, 존 1의 경우 최소 제 1 시간 이상 해당 압축기 주파수 최대값 범위 내에서 운전하고, 존 2의 경우 최소 제 2 시간 동안 설정된 압축기 주파수 최대값 범위 내에서 운전하도록 한다.
각각 제 1 시간 또는 제 2 시간 경과 시, 응축온도에 따라 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정, 즉 존을 변경하거나, 존이 변경되지 않는 경우에는 압축기 주파수 최대값을 증가하거나 감소시킨다. 즉 존이 변경되지 않는 경우, 존 1은 제 1 시간 주기로, 존2의 경우 제 2 시간 주기로 압축기 주파수 최대값이 변경된다.
압축기 주파수 최대값에 따른 제어설정에 대응하여 제1 시간 또는 제 2 시간 주기로 압축기 주파수 최대값을 변경하는 중, 압축기의 주파수가 설정된 최대값 이상인 경우 및 응축온도가 컷오프값에 도달하는 경우(S570), 압축기 정지 후 압축기가 재구동한다(S570).
도 6 은 본 발명의 공기조화기에서 온도변환에 따른 운전주파수 변화를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
전술한 바와 같이 압축기 주파수 최대값을 응축온도의 변화에 따라 상이한 주기로 증가 또는 감소시킴으로써, 압축기의 운전주파수를 효과적으로 제어할 수 있다.
도 6을 참조하면, 응축온도가 변화하면 그에 따라 압축기의 운전주파수도 변화하는데, 본 발명과 같이 압축기의 운전주파수를, 최대값 제어를 통해 제어하는 함으로써, 응축온도 변화에 대응하여 용이하게 운전주파수를 제어할 수 있다.
특히 제 1 영역(Z)와 같이 응축온도가 급격하게 변화하는 경우, 제 1 주파수로 주파수를 제한하면, 그에 따라 압축기의 주파수도 제 2 운전주파수와 같이 제 1 주파수 범위 내에서 설정된다.
그에 따라 압축기의 운전주파수가 일정 값 이상으로 급격하게 상승하지 않게 되어 압축기의 과부하를 방지할 수 있다.
따라서 압축기 주파수의 최대값을 설정하여 그 범위 내에서 압축기의 운전주파수를 제어함으로써, 압축기의 운전주파수가 특정 값을 벗어나지 않도록 제한할 수 있다. 또한, 압축기 주파수 최대값을 증가시키는 주기와, 감소시키는 주기를 상이하게 함으로써, 부하 변동에 빠르게 대처할 수 있게 된다.
또한, 압축기의 과부하를 방지하고, 응축온도의 변화에 따라 즉각적으로 압축기의 운전주파수를 제한할 수 있어 압축기의 주파수 제어가 용이하고 그에 따라 압축기의 손상을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
110: 제어부 120: 압축기제어부
130: 압축기 140: 온도감지부
150: 구동제어부 160: 출력부
170: 실외기 통신부
I1, I11 내지16, 200: 실내기 O1, O11: 실외기

Claims (9)

  1. 운전중, 응축온도를 감지하고, 상기 응축온도가 기준온도 이상이면 상기 응축온도의 변화량을 연산하는 단계;
    상기 응축온도의 변화량이 기준값 이하이면,
    압축기에 설정 가능한 운전주파수의 최대값인 압축기 주파수 최대값을 증가시키는 단계;
    상기 응축온도의 변화량이 기준값보다 크면, 상기 압축기 주파수 최대값을 감소시키는 단계; 및
    변경된 상기 압축기 주파수 최대값의 범위 내에서 부하에 따라 설정된 운전주파수로 상기 압축기가 동작하는 단계를 포함하는 공기조화기의 동작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기 주파수 최대값 증가 시, 제 1 시간을 주기로 상기 압축기 주파수 최대값을 증가시키고,
    상기 압축기 주파수 최대값 감소 시, 상기 제 1 시간 보다 작은 제 2 시간을 주기로 상기 압축기 주파수 최대값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기 주파수 최대값 증가 시, 상기 압축기 주파수 최대값을 제 1 단위 씩 증가시키고,
    상기 압축기 주파수 최대값 감소 시, 상기 압축기 주파수 최대값을 상기 제 1 단위보다 큰, 제 2 단위 씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축온도가 상기 기준온도 미만인 경우 및 상기 압축기가 동작하지 않는 경우 중 어느 하나의 경우 상기 압축기 주파수 최대값에 대한 제한 없이 상기 압축기를 제어하는 단계를 더 포함하는 하는 공기조화기의 동작방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축온도가 컷오프값에 도달하는 경우, 및 상기 압축기를 동작 정지시키는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
  6. 압축기;
    응축온도를 감지하는 온도감지부;
    상기 응축온도 및 상기 응축온도의 변화량에 대응하여 상기 압축기 제어를 위한 압축기 주파수 최대값의 제어설정을 변경하고, 상기 제어설정에 따라 각각 상이한 주기로 상기 압축기 주파수 최대값이 증가 또는 감소하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 압축기 주파수 최대값을 넘지 않도록 부하에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 압축기 제어부; 를 포함하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 응축온도가 기준온도 이상이면, 상기 응축온도의 변화량을 연산하고, 상기 응축온도의 변화량에 따라 상기 압축기 주파수 최대값이 증가 또는 감소하도록 상기 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정을 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 응축온도 변화량이 기준값 이하이면 상기 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정을 존 1로 설정하여 상기 압축기 주파수 최대값이 증가하도록 하고, 상기 응축온도 변화량이 기준값보다 크면 상기 압축기 주파수 최대값에 대한 제어설정을 존 2 로 설정하여 상기 압축기 주파수 최대값이 감소하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 압축기 주파수 최대값이 증가하는 경우와 감소하는 경우, 각각 상이한 시간 주기 및 상이한 크기로 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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KR20190010766A (ko) * 2017-07-20 2019-01-31 엘지전자 주식회사 일체형 공기 조화기

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