KR20140086948A - 공기조화 시스템 - Google Patents

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KR20140086948A
KR20140086948A KR1020140074541A KR20140074541A KR20140086948A KR 20140086948 A KR20140086948 A KR 20140086948A KR 1020140074541 A KR1020140074541 A KR 1020140074541A KR 20140074541 A KR20140074541 A KR 20140074541A KR 20140086948 A KR20140086948 A KR 20140086948A
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pressure
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김범석
고영환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 공기조화시스템은 냉매의 과열도에 따라 중간압을 조절하기 위한 제 1팽창장치의 제어모드를 달리 함으로써, 상기 중간압을 보다 신속하고 정확하게 조절할 수 있고, 이를 통해 시스템의 안정성 및 성능이 향상될 수 있는 효과가 있다.

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 제어가 매우 까다로우며, 제어가 제대로 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 응축기로부터 혼합냉매를 공급받아 기상 냉매를 분리한 후, 액상 냉매를 증발기에 공급하는 상분리기; 상기 응축기 및 상분리기 사이에 배치되어 냉매를 교축시키는 제 1팽창장치; 상기 증발기 및 상분리기 사이에 배치되어 냉매를 교축시키는 제 2팽창장치; 상기 증발기 및 응축기 사이에 배치되고, 냉매를 압축시켜 상기 응축기에 공급하는 압축기; 상기 상분리기 및 압축기에 사이에 배치되고, 상기 상분리기에서 분리된 기상 냉매를 상기 압축기에 공급하는 인젝션 밸브;를 포함하고, 상기 제 2팽창장치의 개도량을 조절하여 과열도를 제어하는 단계; 상기 과열도가 목표과열도 범위인지를 판단하는 단계; 상기 과열도가 목표과열도 범위를 벗어난 경우, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 한번에 개방시켜 상기 상분리기 내의 냉매가 미리 설정된 중간압에 신속하게 도달하게 하는 제 1제어모드로 제어하고, 상기 과열도가 목표과열도 범위 이내인 경우, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 점진적으로 조절하여 상기 상분리기 내의 냉매가 미리 설정된 중간압으로 유지되게 하는 제 2제어모드로 제어하는 공기조화시스템의 제어방법을 제공한다.
상기 인젝션 밸브에서 토출되어 상기 압축기에 기상 냉매를 공급하는 인젝션배관을 더 포함하고, 상기 제 2제어모드에서는 상기 인젝션배관의 압력에 따라 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어할 수 있다.
상기 인젝션배관의 압력은 상기 인젝션배관에 설치된 인젝션 온도센서의 온도를 압력으로 환산하여 계산될 수 있다.
상기 제 1제어모드에서는 상기 인젝션 밸브의 작동여부, 상기 압축기의 주파수, 실내온도 및 실외온도의 온도차, 상기 압축기의 토출압력, 상기 압축기의 토출온도를 운전변수값으로 감지하고, 상기 운전변수값 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 제 1팽장장치의 개도량을 한번에 개방시켜 미리 설정된 중간압에 도달하도록 제어할 수 있다.
냉방운전 시, 상기 인젝션밸브를 차폐시켜 상기 압축기로 기상냉매가 공급되는 것을 차단시키도록 제어될 수 있다.
상기 인젝션 밸브에서 토출되어 상기 압축기에 기상 냉매를 공급하는 인젝션배관을 더 포함하고, 상기 제 2제어모드에서는, 상기 인젝션배관의 압력에 따라 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하고, 상기 제 1제어모드에서는, 상기 인젝션 밸브의 작동여부, 상기 압축기의 주파수, 실내온도 및 실외온도의 온도차, 상기 압축기의 토출압력, 상기 압축기의 토출온도를 운전변수값으로 감지하고, 상기 운전변수값 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 제 1팽장장치의 개도량을 한번에 개방시켜 미리 설정된 중간압에 도달하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화시스템은 냉매의 과열도에 따라 중간압을 조절하기 위한 제 1팽창장치의 제어모드를 달리 함으로써, 상기 중간압을 보다 신속하고 정확하게 조절할 수 있고, 이를 통해 시스템의 안정성 및 성능이 향상될 수 있는 효과가 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, 제어방법이 도시된 순서도이다.
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 증발기로부터 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, 압축기 출구온도 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 공기조화기의 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(150)로 유입된다. 상기 상분리기(150)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(150)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 응축된 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.
도 5는 도 1에 도시된 공기조화기의 난방운전시, 제어방법이 도시된 순서도이다.
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.(S1) 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(150)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(150)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(150)와 상기 증발기 사이에 배치된 상기 제 2팽창장치의 개도량을 조절하고, 상기 중간압을 조절하기 위해서는 상기 응축기와 상기 상분리기(150) 사이에 배치된 상기 제 1팽창장치의 개도량을 조절한다.
상기 공기조화기(100)가 난방운전모드인 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, 측정된 냉매의 과열도와 과열도 오차 기울기에 근거하여 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 퍼지제어한다.(S2) 상기 제어부(200)에는 상기 실외 열교환기 센서(186) 및 상기 압축기 온도센서(184)에서 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 도달할 때까지 냉매의 과열도를 실시간으로 측정하고, 측정된 과열도에 근거하여, 상기 제 2팽창밸브(142)의 개도량을 계속 변화시킨다. 따라서, 냉매의 과열도가 보다 정확하게 조절될 수 있다.
한편, 상기 제어부(200)는 중간압을 조절하기 위해 서로 상이한 두 개의 제어모드를 사용한다. 상기 제어부(200)는 상기 냉매의 과열도를 미리 설정된 목표 과열도 범위와 비교하여, 제어모드를 결정한다.(S3) 상기 목표 과열도 범위는 실험 등에 의해 미리 설정될 수 있으면, 상기 공기조화기의 사이클이 안정화될 수 있는 과열도 범위이다. 상기 제어부(200)는 상기 냉매의 과열도와 상기 목표 과열도 범위를 비교하고, 그에 따라 사이클의 안정화여부를 판단하여, 제어모드를 결정한다. 즉, 상기 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도 범위를 벗어나면, 상기 제 1팽창밸브(141)를 제 1제어모드로 제어하고, 상기 냉매의 과열도가 미리 설정된 목표 과열도 범위 이내이면, 상기 제 1팽창밸브(141)를 상기 제 1제어모드와 상이한 제 2제어모드로 전환하여 제어한다.
먼저, 상기 냉매의 과열도가 미리 설정된 상기 목표 과열도 범위 밖이면, 상기 제어부(200)는 상기 제 1팽창밸브(141)를 제 1제어모드로 제어한다.(S10) 상기 제 1제어모드에서는 적어도 하나의 운전변수의 운전변수값을 감지하고(S11), 감지된 상기 운전변수값들에 대응하는 기 저장된 설정값에 근거하여(S12), 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도를 결정한다.(S13) 상기 제 1제어모드에서는 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. 상기 운전변수들은 독립적으로 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도를 변화시키기 때문에, 각 운전변수에 대한 설정값을 구하기가 용이해지고, 제어가 용이하다.
상기 제어부(200)는 상기 제 1팽창밸브(141)의 목표 개방도가 결정되면, 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 변화시킨다.(S14). 상기 제 1팽창밸브(141)의 개방도가 상기 목표 개방도에 도달할때까지(S15) 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 한번에 증가시키거나 감소시킨다. 따라서, 냉매의 중간압이 보다 신속하게 미리 설정된 중간압에 도달할 수 있게 된다.
한편, 상기 냉매의 과열도가 미리 설정된 목표 과열도 범위 이내이면, 상기 제어부(200)는 상기 공기조화기의 사이클이 안정화 단계에 접어들었다고 판단하다. 따라서, 상기 제어부(200)는 냉매의 중간압을 미리 설정된 중간압에 보다 정확하게 맞추기 위해서 상기 제 1팽창밸브(141)를 상기 제 2제어모드로 제어한다. (S20)
상기 제 2제어모드는 운전변수값을 측정하고, 측정된 운전변수값에 따라 퍼지 테이블이 저장되고, 상기 퍼지 테이블에 따라 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 퍼지제어한다. 여기서, 상기 운전변수값은 상기 인젝션 배관(180)의 압력을 예로 들어 설명한다. 상기 인젝션 배관(180)의 압력이 미리 설정된 중간압에 도달할 때까지 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 계속해서 변화시킨다. 상기 인젝션 배관(180)의 압력은 상기 인젝션 배관(180)에 설치된 상기 인젝션 온도센서(183)로부터 온도를 측정하고, 측정된 인젝션 온도를 압력으로 환산하여 구할 수 있다.(S21) 상기 제어부(200)에는 상기 인젝션 온도에 근거하여 퍼지 테이블이 저장된다. 상기 제어부(200)는 상기 퍼지 테이블에 근거하여, 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 산출하고(S22), 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 변화시킨다.(S23) 이후, 상기 인젝션 압력이 상기 목표 중간압에 도달할 때까지(S24) 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 피드백 제어한다.
따라서, 상기 제 1제어모드는 목표 개방도를 결정하고, 상기 목표 개방도에 도달할때까지 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 한번에 개방시키거나 증가시키는 방법이고, 상기 제 2제어모드는 상기 인젝션 온도나 압력에 따라 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 점차 변화시키는 방법이다. 즉, 상기 제 2제어모드에서는 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 상기 제 1제어모드일 때보다 섬세하게 조절하게 된다.
따라서, 상기 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도 범위 이내에 들지 않을 경우에는, 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 보다 크게 조절하고, 상기 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도 범위 이내에 들면, 상기 제 1팽창밸브(141)의 개도량을 섬세하게 조절하여, 상기 냉매의 중간압이 미리 설정된 중간압에 보다 정확하게 맞춰질 수 있다.
한편, 상기 공기조화기가 냉방운전모드인 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 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도 범위를 벗어나면, 상기 제 2팽창밸브(142)를 상기 제 1제어모드로 제어하고, 상기 냉매의 과열도가 상기 목표 과열도 범위이내이면, 상기 제 2팽창밸브(142)를 상기 제 2제어모드로 제어한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
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 (7)

  1. 응축기로부터 혼합냉매를 공급받아 기상 냉매를 분리한 후, 액상 냉매를 증발기에 공급하는 상분리기; 상기 응축기 및 상분리기 사이에 배치되어 냉매를 교축시키는 제 1팽창장치; 상기 증발기 및 상분리기 사이에 배치되어 냉매를 교축시키는 제 2팽창장치; 상기 증발기 및 응축기 사이에 배치되고, 냉매를 압축시켜 상기 응축기에 공급하는 압축기; 상기 상분리기 및 압축기에 사이에 배치되고, 상기 상분리기에서 분리된 기상 냉매를 상기 압축기에 공급하는 인젝션 밸브;를 포함하고,
    과열도를 제어하기 위해 상기 제 2팽창장치의 개도량을 조절하는 단계;
    상기 과열도가 목표과열도 범위인지를 판단하는 단계;
    상기 과열도가 목표과열도 범위를 벗어난 경우, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 한번에 개방시켜 상기 상분리기 내의 냉매가 미리 설정된 중간압에 신속하게 도달하게 하는 제 1제어모드로 제어하는 단계;
    상기 과열도가 목표과열도 범위 이내인 경우, 상기 제 1팽창장치의 개도량을 점진적으로 조절하여 상기 상분리기 내의 냉매가 미리 설정된 중간압으로 유지되게 하는 제 2제어모드로 제어하는 단계;를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝션 밸브에서 토출되어 상기 압축기에 기상 냉매를 공급하는 인젝션배관을 더 포함하고,
    상기 제 2제어모드에서는 상기 인젝션배관의 압력에 따라 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하는 공기조화시스템의 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 인젝션배관의 압력은 상기 인젝션배관에 설치된 인젝션 온도센서의 온도를 압력으로 환산하여 계산되는 공기조화시스템의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1제어모드에서는
    상기 인젝션 밸브의 작동여부, 상기 압축기의 주파수, 실내온도 및 실외온도의 온도차, 상기 압축기의 토출압력, 상기 압축기의 토출온도를 운전변수값으로 감지하고, 상기 운전변수값 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 제 1팽장장치의 개도량을 한번에 개방시켜 미리 설정된 중간압에 도달하도록 제어하는 공기조화시스템의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    냉방운전 시,
    상기 인젝션밸브를 차폐시켜 상기 압축기로 기상냉매가 공급되는 것을 차단시키도록 제어되는 공기조화시스템의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 인젝션 밸브에서 토출되어 상기 압축기에 기상 냉매를 공급하는 인젝션배관을 더 포함하고,
    상기 제 2제어모드에서는, 상기 인젝션배관의 압력에 따라 상기 제 1팽창장치의 개도량을 제어하고,
    상기 제 1제어모드에서는, 상기 인젝션 밸브의 작동여부, 상기 압축기의 주파수, 실내온도 및 실외온도의 온도차, 상기 압축기의 토출압력, 상기 압축기의 토출온도를 운전변수값으로 감지하고, 상기 운전변수값 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 제 1팽장장치의 개도량을 한번에 개방시켜 미리 설정된 중간압에 도달하도록 제어하는 공기조화시스템의 제어방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 제어방법이 구현된 공기조화기.


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