KR20160138571A - 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법 - Google Patents

가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160138571A
KR20160138571A KR1020167030477A KR20167030477A KR20160138571A KR 20160138571 A KR20160138571 A KR 20160138571A KR 1020167030477 A KR1020167030477 A KR 1020167030477A KR 20167030477 A KR20167030477 A KR 20167030477A KR 20160138571 A KR20160138571 A KR 20160138571A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
capacity
mode
capacity mode
control module
Prior art date
Application number
KR1020167030477A
Other languages
English (en)
Inventor
훙 엠. 팜
셰인 제이. 앵글
에드워드 제이. 트뤼도
체탄 소와니
Original Assignee
에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/674,980 external-priority patent/US10371426B2/en
Application filed by 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드 filed Critical 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
Publication of KR20160138571A publication Critical patent/KR20160138571A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10—Other safety measures
    • F24F11/008—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F24F11/67—Switching between heating and cooling modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/84—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/85—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using variable-flow pumps
    • F24F2011/0013—
    • F24F2011/0064—
    • F24F2011/0083—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F24F2110/12—Temperature of the outside air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/007—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for three pipes connecting the outdoor side to the indoor side with multiple indoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/01—Timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • F25B2600/0252—Compressor control by controlling speed with two speeds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2104—Temperatures of an indoor room or compartment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2106—Temperatures of fresh outdoor air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

기후 제어 시스템은 가변 용량 컴프레서 유닛 및 상기 컴프레서 유닛을 제어하는 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 컴프레서 유닛은 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더 높은 제2 용량 모드로 작동가능하다. 상기 제어 모듈은 요구 신호 및 실외 공기 온도 데이터에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 운전정지 상태, 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성될 수 있다.

Description

가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING A VARIABLE-CAPACITY COMPRESSOR}
본 발명은 가변 용량 컴프레서를 갖는 기후 제어 시스템에 관한 것이다.
이 식별항목은 본 발명과 관련한 배경 정보를 제공하며, 반드시 종래기술인 것은 아니다.
예를 들어 히트 펌프 시스템, 냉동 시스템 또는 공기 조화 시스템과 같은 기후 제어 시스템은 실외 열교환기, 실내 열교환기, 실내외 열교환기들 사이에 배치되는 팽창 장치 및 실내 열교환기와 실외 열교환기 사이에서 작동 유체(예컨대, 냉매 즉 이산화탄소)를 순환시키는 컴프레서를 포함할 수 있다. 컴프레서의 용량을 변화시킴으로써 시스템의 에너지 효율 및 시스템이 실내 또는 공간을 난방하거나 냉방할 수 있는 속도에 영향을 미칠 수 있다.
이 식별항목은 본 발명의 일반적인 개요를 제공하며, 그 전체 범위 또는 모든 특징들의 포괄적인 개시는 아니다.
하나의 양태에 있어서, 본 발명은 가변 용량 컴프레서 유닛 및 상기 컴프레서 유닛을 제어하는 제어 모듈을 포함하는 기후 제어 시스템을 제공한다. 상기 컴프레서 유닛은 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더 높은 제2 용량 모드로 작동가능하다. 상기 제어 모듈은 요구 신호 및 실외 공기 온도 데이터에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 운전정지 상태, 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성될 수 있다. 상기 제어 모듈은 실외 공기 온도 감지 및 요구 신호 감지 회로를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 기후 제어 시스템에 의해 냉각될 공간 내에 배치된 일단 서모스탯(single-stage thermostat)으로부터 요구 신호를 수신한다.
일부 실시예에 있어서, 기후 제어 시스템은 상기 컴프레서 유닛으로부터 작동 유체를 수취하는 실내 열교환기 및 상기 실내 열교환기 내의 작동 유체와 대류 열전달 관계가 되도록 공기를 강제 송풍하는 송풍기를 포함할 수 있다. 상기 송풍기는 예를 들어 고정 속도 모터 또는 선택가능한 고정 속도 탭(selectable fixed speed tap)에서 작동가능한 가변 속도 모터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 모드와 제2 모드 사이에서 전환시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 컴프레서 운전시간은 제2 용량 모드에서의 컴프레서 유닛의 운전시간이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제2 용량 모드에서의 컴프레서 유닛의 운전시간은 이전 요구 기간 동안의 이전 제2 용량 모드에서의 운전시간과 동일하다. 즉, 제2 용량 모드에서의 컴프레서 유닛의 운전시간은 매 사이클마다 이전 제2 용량 모드에서의 운전시간과 적절하게 비교될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 이전 운전시간이 5분보다 더 길었는지의 여부에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 컴프레서 유닛이 소정의 시간 기간보다 더 오랫동안 제1 용량 모드로 작동해오고 있는 중인지의 여부에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 기후 제어 시스템은 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 하나에 위치되도록 구성된 쾌적성 제어 인터페이스(comfort control interface)를 포함한다. 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제1 설정값은 에너지 효율 작동 모드에 대응될 수 있고, 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제2 설정값은 고성능 작동 모드에 대응될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간을 저용량 운전시간 임계값 및 고용량 운전시간 임계값과 비교하도록 구성되어 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간의 제1 용량 운전시간과의 비교에 기초하여 그리고 컴프레서 운전시간의 제2 용량 운전시간과의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성되어 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 저용량 운전시간 임계값 및 상기 고용량 운전시간 임계값은 상기 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 선택된 하나에 기초하여 결정된다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 요구 신호, 상기 실외 공기 온도 데이터 및 적어도 하나의 컴프레서 운전시간에만 기초하여 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 컴프레서 유닛을 작동시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 컴프레서 운전시간은 제2 용량 모드에서의 상기 컴프레서 유닛의 운전시간이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 컴프레서 유닛은 단지 하나의 컴프레서(예를 들면, 가변 용량 컴프레서)만을 포함한다. 다른 실시예에 있어서는, 상기 컴프레서 유닛은 복수의 가변 용량 및/또는 고정 용량 컴프레서를 포함할 수 있을 것이다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더높은 제2 용량 모드로 작동가능한 컴프레서를 제어하는 방법을 제공한다. 이 방법은 서모스탯으로부터 요구 신호를 수신하는 과정; 사용자 선택 쾌적성 레벨에 기초 저용량 운전시간 임계값을 설정하는 과정; 상기 요구 신호의 수신에 응답하여 저용량 모드로 상기 컴프레서를 작동시키는 과정; 상기 컴프레서의 운전시간을 상기 저용량 운전시간 임계값과 비교하는 과정; 및 상기 운전시간과 상기 저용량 운전시간 임계값의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 저용량 모드로부터 고용량 모드로 전환시키는 과정을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 사용자 선택 쾌적성 레벨에 기초하여 사용량 운전시간 임계값을 설정하는 과정을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 운전시간과 상기 고용량 운전시간 임계값의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 고용량 모드로부터 저용량 모드로 전환시키는 과정을 포함한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 컴프레서를 제어하는 방법을 제공한다. 상기 컴프레서는 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더 높은 제2 용량 모드로 작동가능하다. 상기 방법은 서모스탯으로부터 요구 신호를 수신하는 과정; 실외 공기 온도를 소정의 온도값과 비교하는 과정; 상기 컴프레서의 운전시간을 소정의 운전시간값과 비교하는 과정; 및 상기 요구 신호의 수신에 응답하여, 상기 실외 공기 온도와 상기 소정의 온도값의 비교 및 상기 운전시간과 상기 소정의 운전시간값의 비교에 기초하여, 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 상기 컴프레서를 작동시키는 과정을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 실외 공기 온도가 상기 소정의 온도값보다 더 낮은 경우 및 상기 요구 신호의 수신 이래의 상기 컴프레서의 전체 운전시간이 상기 소정의 운전시간값보다 더 작은 경우에, 상기 요구가 충족될 때까지 상기 컴프레서를 제1 용량 모드만으로 작동시키는 과정을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 운전시간과 상기 소정의 운전시간값 사이의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시키는 과정을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 운전시간이 상기 소정의 운전시간값을 초과할 때까지 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로 작동시키고, 상기 운전시간이 상기 소정의 운전시간값을 초과한 이후에 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로부터 전환시키는 과정을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 소정의 운전시간값은 상기 컴프레서가 제2 용량 모드의 초기로부터 이전 요구 신호의 충족시까지에 걸쳐 이전에 제2 용량 모드로 작동하였던 이전 시간량이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 컴프레서는 상기 요구 신호, 상기 실외 공기 온도 데이터 및 적어도 하나의 컴프레서 운전시간에만 기초하여 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 작동된다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 실내 열교환기 및 실외 열교환기, 팽창 장치, 가변 용량 컴프레서 및 제어 모듈을 포함할 수 있은 작동 유체 회로를 제공한다. 상기 실외 열교환기는 상기 실내 열교환기와 유체연통되어 있을 수 있다. 상기 팽창 장치는 상기 실내 열교환기와 상기 실외 열교환기 사이에 배치될 수 있다. 상기 가변 용량 컴프레서는 상기 실내 열교환기와 상기 실외 열교환기 사이에 작동 유체를 순환시킬 수 있다. 상기 제어 모듈은 상기 컴프레서를 제어하고, 요구 신호, 실외 공기 온도 데이터 및 컴프레서 운전시간에 기초하여 저용량 모드 및 고용량 모드 중의 하나로 상기 컴프레서를 작동시킬 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 상기 제어 모듈과 통신하고 있고, 상기 요구 신호를 생성하도록 구성된 일단 서모스탯을 포함한다. 상기 요구 신호는 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드에서의 작동에 일반적이다.
일부 실시예에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 상기 실내 열교환기와 대류 열전달 관계가 되도록 공기를 강제 송풍하도록 구성된 실내 송풍기를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 또 다른 컴프레서 운전시간에 기초하여 상기 컴프레서를 제1 용량 모드와 제2 용량 모드 사이에서 전환시킨다.
일부 실시예에 있어서, 상기 작동 유체 회로는 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 하나에 위치되도록 구성된 쾌적성 제어 인터페이스(comfort control interface)를 포함한다. 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제1 설정값은 에너지 효율 작동 모드에 대응될 수 있고, 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제2 설정값은 고성능 작동 모드에 대응될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간을 제1 용량 운전시간 임계값 및 제2 용량 운전시간 임계값과 비교하도록 구성되어 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간의 제1 용량 운전시간과의 비교에 기초하여 그리고 컴프레서 운전시간의 제2 용량 운전시간과의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 제1 용량 모드와 제2 용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성되어 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 제1 용량 운전시간 임계값 및 상기 제2 용량 운전시간 임계값은 상기 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 선택된 하나에 기초하여 결정된다.
추가적인 적용가능 분야들이 여기에 제공되는 설명으로부터 명백해질 것이다. 이 개요 부분의 설명 및 특정 실시예들은 단지 예시의 목적으로 의도된 것으로 본 발명의 범위를 한정하기 위해 의도된 것이 아니다.
여기에 간단히 설명되는 도면들은 단지 선택된 실시예들의 예시를 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하기 위해 의도된 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 가변 용량 컴프레서를 갖는 히트 펌프 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 가변 용량 컴프레서를 제어하기 위한 방법 및 알고리즘을 예시한 상태도이다.
도 3은 예시적인 기후의 예시적인 주택에 대해 크기 결정된 예시적인 기후 제어 시스템에 대한 컴프레서의 저용량 레벨과 고용량 레벨 사이의 관계, 주택의 열부하 및 실외 온도를 나타낸 그래프도이다.
도 4는 일정 범위의 실외 공기 온도에 대한 저용량 모드 및 고용량 모드의 운전시간 퍼센트를 나타낸 그래프도이다.
도 5는 도 1의 가변 용량 컴프레서를 제어하기 위한 또 다른 방법 및 알고리즘을 예시한 상태도이다.
도 6은 주어진 쾌적성 레벨 및 주어진 실외 외기 온도에 대한 저용량 운전시간 임계값을 포함하는 검색표이다.
도 7은 주어진 쾌적성 레벨 및 주어진 실외 외기 온도에 대한 고용량 운전시간 임계값을 포함하는 검색표이다.
도 8은 제1 쾌적성 레벨에서의 작동 시의 저용량 운전시간 및 고용량 운전시간을 나타낸 그래프도이다.
도 9는 제2 쾌적성 레벨에서의 작동 시의 저용량 운전시간 및 고용량 운전시간을 나타낸 그래프도이다.
도 10은 제3 쾌적성 레벨에서의 작동 시의 저용량 운전시간 및 고용량 운전시간을 나타낸 그래프도이다.
도 11은 쾌적성 제어 인터페이스 및 제어 모듈의 개략도이다.
여러 도면에 걸쳐 대응하는 참조 부호는 대응하는 부분을 나타낸다.
이제 예시적인 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명이 당업자에게 충분히 이해되고 전달되도록 예시의 실시예들이 제공된다. 본 발명의 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 구성요소, 장치 및 방법의 실시예와 같은 다수의 특정 구체예들이 설명된다. 본 발명을 위해 반드시 특정 구체예가 채용될 필요는 없고, 예시의 실시예들이 수많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 본 발명의 범위를 한정하도록 해석되어서는 안된다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 일부 실시예에 있어서, 공지의 프로세스, 공지의 장치 구조 및 공지의 기법은 상세히 설명되지 않는다.
여기에 사용되는 용어는 특정 실시예의 설명을 위한 것일 뿐, 한정을 위한 것이 아니다. 여기에 사용되는 것으로서, 단수형으로 표기된 것은 그 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수형도 포함할 수 있는 것을 의도한 것이다. "포함하다", "구비하다", 및 "가지다" 에 준하는 용어들은 포함의 의미이며, 따라서 기재된 특징부, 통합체, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소가 존재함을 나타내는 것으로, 하나 이상의 다른 특징부, 통합체, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그것들의 그룹의 존재나 추가를 배제하는 것은 아니다. 여기에 설명되는 방법 단계, 프로세스 및 작동은 실행 순서가 특별히 지시되어 있지 않은 한 반드시 예시된 특정 순서의 실행을 요하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 추가적인 또는 대안적인 단계가 채용될 수 있다는 것도 이해하여야 한다.
어떤 요소나 층이 또 다른 요소나 층을 대상으로 단순히 "위에(상에) 있다", "에 결합되다", "에 연결되다", 또는 "에 커플링되다" 에 준하는 표현으로 언급되는 경우에는, 그 어떤 요소나 층이 다른 요소나 층에 대해 바로 위에(직접적으로 표면 상에) 존재하거나, 바로(직접적으로) 결합되거나, 바로(직접적으로) 연결되거나 또는 바로(직접적으로) 커플링되는 것과 중간 개재하는 요소나 층이 존재하는 것 모두를 포괄할 수 있다. 반면에, 요소가 또 다른 요소나 층을 대상으로 "바로 위에(직접적으로 표면상에) 있다", "에 바로(직접적으로) 결합되다", "에 바로(직접적으로) 연결되다", 또는 "에 바로(직접적으로) 커플링되다" 에 준하는 표현으로 언급되는 경우에는, 어떠한 중간 개재하는 요소나 층도 없다는 것을 의미하게 된다. 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용되는 다른 표현들도 마찬가지 방식으로 해석되어야만 한다(예컨대, "사이"와 "바로 그 사이", "인접한"과 "바로 인접한", 등). 여기에 사용되는 것으로서, 용어 "및/또는"은 관련하여 열거되는 항목들의 각각의 하나 또는 하나 이상의 조합을 포함한다.
다양한 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 구역을 설명하기 위해 제1, 제2, 제3 등의 용어가 여기에 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 구역이 이러한 제1, 제2, 제3 등의 용어에 의해 한정되어서는 안된다. 제1, 제2, 제3 등의 용어는 하나하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 구역을 구별하기 위한 의미로만 사용될 수 있다. "제1", "제2" 및 다른 숫자 용어는 여기서 사용될 때 문맥에서 특별히 지시하지 않는다면 순차나 순서를 의미하지 않는다. 따라서, 아래에 언급되는 제1 요소, 제1 구성요소, 제1 영역, 제1 층 또는 제1 구역은 예시의 실시예의 교시에 벗어나지 않는다면 제2 요소, 제2 구성요소, 제2 영역, 제2 층 또는 제2 구역으로 바꾸어 칭해질 수도 있을 것이다.
"내측(내부)", "외측(외부)", "바로 아래", "아래의" "하부의", "위의", "상부의" 등과 같은 공간상의 상대 용어들은 여기서 도면에 예시되는 하나의 요소 또는 특징부의 또 다른 요소 또는 특징부에 대한 관계를 설명하기 위한 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 공간상의 상대 용어들은 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동에 있어서의 다른 배향도 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 예컨대, 도면 내의 장치가 상하전도된다면, 다른 요소나 특징부의 "아래" 또는 "바로 아래"로 설명되었던 요소는 이번에는 다른 요소나 특징부의 "위"로 배향될 것이다. 따라서, 예컨대 용어 "아래"는 위와 아래의 모든 배향을 포괄할 수 있다. 장치는 다르게 배향(90도 회전 배향 또는 다른 배향)될 수 있으며, 여기에서 사용되는 공간상 상대 용어는 그에 따라 해석될 수 있다.
도 1을 참조하면, 가변 용량 컴프레서(또는 가변 용량 컴프레서 그룹)(12), 실외 열교환기(14), 실외 송풍기(15), 제1 팽창 장치(16), 제2 팽창 장치(17), 실내 열교환기(18), 실내 송풍기(19)를 포함할 수 있는 시스템(10)에 제공되어 있다. 도 1에 도시된 특정 구성에서, 시스템(10)은 시스템(10)을 난방 모드와 냉방 모드 사이에서 전환시키기 위해 시스템(10)을 통한 작동 유체 유동의 방향을 제어하도록 작동가능한 절환 밸브(20)를 갖는 히트 펌프 시스템 시스템(10)이다. 일부 구성에 있어서, 시스템(10)은 예를 들어 공기 조화 시스템이나 냉동 시스템일 수 있고, 단지 냉방 모드로만 작동할 수 있다. 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)의 작동을 제어할 수 있으며, 실외 공기 온도 센서(24)로부터 수신된 데이터, 서모스탯(26)으로부터 수신된 신호, 컴프레서(12)의 운전시간(T)과 소정의 저용량 운전시간 임계값(T1) 사이의 비교 및 이전 고용량 운전시간 임계값(T2)과 소정의 값 사이의 비교에 기초하여, 컴프레서(12)를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시킬 수 있다. 제어 모듈(22)은 난방 또는 냉방될 공간 내에서의 수용가능한 쾌적성 레벨을 유지하면서 에너지 사용량을 최소화하거나 감소시키기 위해 고용량 모드 작동의 사용을 최소화하거나 감소시킬 수 있다.
컴프레서(12)는 예를 들어 스크롤 컴프레서, 왕복 컴프레서, 로터리 베인 컴프레서 및/또는 다른 타입의 컴프레서이거나 이들을 포함할 수 있다. 컴프레서(12)는 적어도 저용량 모드 및 고용량 모드에서 작동가능한 임의의 타입의 가변 용량 컴프레서일 수 있다. 예를 들어, 컴프레서(12)는 다단 컴프레서, 독립적으로 작동가능한 컴프레서의 그룹, 다단 속도 또는 가변 속도 컴프레서(가변 속도 또는 다단 속도 모터를 갖는), 흡입 변조(modulated suction)(예컨대, 흡입 차단)을 갖는 컴프레서, 유체 분사(예컨대, 이코노마이저 회로)를 갖는 컴프레서, 스크롤 분리를 위해 구성된 펄스폭 변조 스크롤 컴프레서(예를 들면, 디지털 스크롤 컴프레서), 중간압 작동 유체를 누출하도록 구성된 가변 체적비 밸브를 갖는 컴프레서 또는 상기 용량 변조 수단 중의 2개 이상을 갖는 컴프레서이거나 이들을 포함할 수 있다. 컴프레서(12)는 그것의 용량 및/또는 시스템(10)의 작동 용량을 변경시키기 위한 임의의 다른 추가적이거나 대안적인 구조를 포함할 수 있을 것임을 이해할 것이다. 고용량 모드 및/또는 고용량 모드는 연속적인 정상 상태 작동 모드일 수 있으며, 또는 컴프레서(12)는 저용량 모드의 작동 중에 및/또는 고용량 모드의 작동 중에 변조(예컨대, 펄스폭 변조)될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예시적인 가변 용량 컴프레서가 여기에 그 개시 내용이 참조되는 본 출원인 소유의 미국 특허 제8,616,014호, 미국 특허 제6,679,072호, 미국 특허 제8,585,382호, 미국 특허 제6,213,731호, 미국 특허 제8,485,789호, 미국 특허 제8,459,053호 및 미국 특허 제5,385,453호에 개시되어 있다.
컴프레서(12), 실외 열교환기(14), 실외 송풍기(15), 제1 팽창 장치(16) 및 절환 밸브(20)는 실외기(28) 내에 배치될 수 있다. 제2 팽창 장치(17), 실내 열교환기(18) 및 실내 송풍기(19)는 가정집이나 다른 건물(32)내에 배치되는 실내기(30)(예를 들면, 공기 조절기(air handler) 또는 공기로(air furnace)) 내에 배치될 수 있다. 제1 체크 밸브(34)가 실외 열교환기(14)와 제1 팽창 장치(16) 사이에 배치될 수 있고, 냉각 모드에서 제1 팽창 장치(16)를 통한 유체 유동을 제한하거나 방지할 수 있고, 난방 모드에서 제1 팽창 장치(16)를 통한 유체 유동을 허용할 수 있다. 제2 체크 밸브(36)가 제2 팽창 장치(17)와 실내 열교환기(18) 사이에 배치될 수 있고, 난방 모드에서 제2 팽창 장치(17)를 통한 유체 유동을 제한하거나 방지하고, 냉방 모드에서 제2 팽창 장치(17)를 통한 유체 유동을 허용할 수 있다.
실외 공기 온도 센서(24)는 건물(32) 외부의 실외기(28) 내부나 외부에 배치되고, 실외 외기 온도를 측정하고, 간헐적으로, 연속적으로 또는 요구 시에 실외 공기 온도값을 제어 모듈(22)로 전달하도록 구성된다. 일부 구성에 있어서, 실외 공기 온도 센서(24)는 서모스탯 또는 기후 감시 및/또는 기후 보고 시스템과 관련된 또는 엔티티(entity)인 다른 센서일 수 있다. 이러한 구성에 있어서는, 제어 모듈(22)은 기후 감시 및/또는 기후 보고 시스템 또는 엔티티로부터의 실외 온도(센서(24)에 의해 측정된)를 예를 들어 인터넷, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth®), 지그비(Zigbee®), 전력선 반송 통신(PLCC), 또는 셀룰러(cellular) 연결이나 임의의 다른 유선 또는 무선 통신 프로토콜을 통해 취득할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(22)은 건물 내의 건물과 관련된 와이파이 라우터에 대한 와이파이 연결을 통해 인터넷을 거쳐 기후 감시 및/또는 기후 보고 시스템 또는 엔티티와 통신할 수 있다. 서모스탯(26)은 건물(32) 내부의 실내기(30) 외부에 배치되어, 시스템(10)에 의해 냉방되거나 난방될 실내 또는 공간 내의 공기 온도를 측정하도록 구성된다. 서모스탯(26)은 예를 들어 설정점 온도를 초과하여 상승하거나(냉방 모드에서) 설정점 온도 미만으로 떨어지는(난방 모드에서) 실내 또는 공간 내의 온도에 응답하여 단지 한 가지 타입의 요구 신호를 생성하는 일단 서모스탯(single-stage thermostat)일 수 있다. 제어 모듈(22)은 예를 들어 실외기(28) 내부에 또는 인접하는 또는 실내기(30)에 내부에 또는 인접하는 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다.
냉방 모드에서, 실외 열교환기(14)는 응축기 즉 가스 냉각기로서 작동할 수 있으며, 예를 들어 작동 유체로부터의 열을 실외 송풍기(15)에 의해 실외 열교환기(14) 위로 강제 송풍되는 공기로 전달함으로써, 컴프레서(12)로부터 수취된 배출압력 작동 유체를 냉각시킬 수 있다. 실외 송풍기(15)는 고정 속도, 다단 속도 또는 가변 속도 팬을 포함할 수 있을 것이다. 냉방 모드에서, 실내 열교환기(18)는 작동 유체가 가정집 또는 건물(32) 내의 공간을 냉방시키기 위해 실내 송풍기(19)에 의해 실내 열교환기(18) 위로 강제 송풍되는 공기로부터 열을 흡수하는 증발기로서 작동할 수 있다. 실내 송풍기(19)는 고정 속도, 다단 속도 또는 가변 속도 팬을 포함할 수 있을 것이다. 난방 모드에서는, 실외 열교환기(14)가 증발기로서 작동하고, 실내 열교환기(18)가 응축기 즉 가스 냉각기로서 작동할 수 있고, 컴프레서(12)로부터 배출된 작동 유체로부터의 열을 난방될 공간으로 전달할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 제어 모듈(22)의 방법 및 제어 알고리즘(100)이 설명된다. 알고리즘(100)는 컴프레서(12)의 작동을 제어하고, 컴프레서(12)를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시킬 수 있다. 초기 상태(110)에서, 컴프레서(12)는 오프(off)될 수 있다. 서모스탯(26)은 선택된 설정점 온도 미만으로 떨어지거나(난방 모드에서) 선택된 설정점 온도를 초과하여 상승하는(냉방 모드에서) 시스템(10)에 의해 난방되거나 냉방될 공간 내의 공기 온도에 응답하여 요구 신호(Y)를 제어 모듈(22)로 전송할 수 있다. 요구 신호(Y)의 수신에 응답하여, 제어 모듈(22)은 저용량 모드(상태(120))로 컴프레서(12)의 작동을 개시할 수 있다. 저용량 모드로 컴프레서(12)의 작동을 개시하면, 컴프레서(12)의 시동 시에 에너지의 쇄도(rush-in) 및 기계적 응력을 감소시키거나 최소화할 수 있다.
제어 모듈(22)은 센서(24)에 의해 측정된 실외 외기 온도를 수신할 수 있고(입력(130)), 시스템(10)이 냉방 모드에 있을 때, 실외 외기 온도가 제1 소정의 온도값(예를 들어, 화씨 90도 등)을 초과하는지의 여부를 판정할 수 있다. 실외 외기 온도가 제1 소정의 온도값보다 낮으면, 제어 모듈(22)은, 냉각 요구가 충족될 때까지(즉, 냉각될 공간 내의 온도가 서모스탯(26)에 의해 지시되는 선택된 설정점 온도 미만으로 강하하여, 서모스탯이 요구 신호(Y)를 "오프(off)"로 전환시킬 때까지), 또는 요구 신호(Y)의 수신 이래의 컴프레서(12)의 전체 운전시간(T)이 소정의 저용량 운전시간(T1)을 초과할 때까지, 또는 컴프레서(12)나 시스템(10)이 수동식으로 운전정지되거나 진단 또는 보호 알고리즘이 알고리즘(100)을 오버라이딩(overriding)할 때까지, 계속해서 컴프레서를 저용량 모드(상태(120))로 작동시킬 수 있다. 소정의 저용량 운전시간(T1)은 예를 들어 대략 40분일 수 있을 것이다. 전체 운전시간(T)이 소정의 저용량 운전시간(T1)에 도달하기 전에 요구가 충족되는 경우에는, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)를 운전정지시킬 수 있다(상태 (140)). 제1 소정의 온도값은 하나 이상의 지리적 위치에 대해 다수의 또는 대부분의 기후 조건에 있는 다수의 또는 대부분의 주택 또는 건물에서 고용량 모드에서의 운전시간을 최소화시키도록 선택될 수 있다. 소정의 저용량 운전시간(T1)은 쾌적성을 위해 바람직 것보다 더 길게 저용량 모드로 운전하는 것을 회피하도록 그리도/또는 고용량 모드로 조기에 전환되는 것(이는 바람직한 것보다 더 많은 에너지를 사용)을 방지하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에 있어서 또한 일부 상황에 있어서, 컴프레서(12)는 다수의 또는 대부분의 기후나 지리적 영역에서 다수의 또는 대부분의 주택 또는 건물에 대해 냉방 계절(예컨대, 여름)의 대부분(예컨대 80% 이상)에 대해 저용량 모드로 운전될 수 있을 것임을 예상할 수 있다.
컴프레서(12)가 요구를 충족시키지 못한 채로 소정의 저용량 운전시간(T1)보다 더 오랫동안 운전된 경우에는, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)를 저용량 모드로부터 고용량 모드(상태(150))로 전환시킬 수 있다. 컴프레서(12)는 냉각 요구가 충족될 때까지(또는 컴프레서(12) 또는 시스템(10)이 수동식으로 운전정지되거나, 진단 또는 보호 알고리즘이 알고리즘(100)을 오버라이딩할 때까지) 계속해서 고용량 모드로 운전될 수 있다. 요구가 충족될 때, 제어 모듈(22)은 저용량 모드로 다시 전환시키는 대신 컴프레서(12)를 운전정지시킬 수 있다(상태(140)). 컴프레서(12)가 고용량 모드로 작동하는 것에 의해 요구를 충족시킨 후에 운전정지될 때는, 제어 모듈(22)은 고용량 모드에서의 컴프레서(12)의 운전시간(T2)을 기록하고, 운전시간(T2)을 제어 모듈(22)과 관련된 메모리 모듈(도시되지 않음)에 저장할 수 있다.
요구 신호(Y)의 초기 수신에 응답하여 초기에 컴프레서(12)를 저용량 모드로 시동한 후에, 제어 모듈(22)이 실외 외기 온도가 제1 소정의 온도값 이상이라고 판정하면, 제어 모듈(22)은 대기하여(상태(160)) 소정의 대기 기간(예컨대, 약 5초) 동안 컴프레서(12)가 계속해서 저용량 모드로 작동하는 것을 허용할 수 있다. 소정의 대기 기간은 전체 시스템 용량 및/또는 쾌적성을 제어하기 위한 시스템의 성능에 현저하게 영향을 미치지 않는 상태에서의 컴프레서(12)의 안정적인 시동을 보장하도록 선택될 수 있다. 소정의 대기 기간이 종료된 후에, 제어 모듈(22)은 고용량 모드에서의 컴프레서(12)의 마지막 운전시간(T2)이 소정의 시간 기간(예컨대, 5분)을 초과하였는지(상태(170))를 판정할 수 있다. 이 소정의 시간 기간은 주택 또는 건물(32)의 열부하가 고용량 모드로의 전환이 필요하거나 원하는 쾌적성을 성취하는데 바람직할 정도로 충분히 높은지 또는 저용량 모드의 작동을 계속하여 여전히 원하는 쾌적성 제어를 성취하기에 충분히 낮은지의 여부를 판정하도록 선택될 수 있다. 마지막 고용량 운전시간(T2)이 소정의 시간 기간 이상이었다면, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)를 저용량 모드(상태(120))로부터 고용량 모드(상태(150))로 전환시킬 수 있다. 그 후, 컴프레서(12)는, 냉각 요구가 충족될 때까지(또는 컴프레서(12) 또는 시스템(10)이 수동식으로 운전정지되거나, 진단 또는 보호 알고리즘이 알고리즘(100)을 오버라이딩할 때까지), 계속해서 고용량 모드로 운전될 수 있다. 냉각 요구가 충족될 때, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)를 운전정지시킬 수 있다(상태(140)).
마지막 고용량 운전시간(T2)이 상태(170)에서 소정의 시간 기간 미만이었다면, 제어 모듈(22)은, 냉각 요구가 충족될 때까지, 또는 요구 신호(Y)의 수신 이래의 컴프레서(12)의 전체 운전시간(T)이 소정의 저용량 운전시간(T1)을 초과할 때까지, 또는 알고리즘(100)이 오버라이딩될 때까지, 계속해서 컴프레서(12)를 저용량 모드(상태(120))로 작동시킬 수 있다.
시스템(10)이 난방 모드에 있을 때는, 알고리즘이 상태(160)에 진입하기 전에 충족되어야 할 조건이 실외 외기 온도가 제2 소정의 온도값 미만인지의 여부인 것을 제외하고는, 알고리즘(100)은 상술한 것과 유사하거나 동일하게 작동할 수 있다. 시스템(10)이 난방 모드에 있을 때의 제2 소정의 온도값은 냉방 모드에서의 제1 소정의 온도값과 다를 수 있다. 예를 들어, 난방 모드에서의 제2 소정의 온도값은 약 화씨 40도일 수 있다. 따라서, 난방 모드에서, 제어 모듈(22)이 실외 외기 온도가 제2 소정의 온도값을 초과한다고 판정하면, 제어 모듈(22)은, 난방 요구가 충족될 때까지, 또는 운전 시간(T)이 소정의 저용량 운전시간(T1)을 초과할 때까지, 또는 알고리즘(100)이 오버라이딩될 때까지, 계속해서 컴프레서(12)를 저용량 모드(상태(120))로 작동시킬 수 있다. 난방 모드에서, 제어 모듈(22)이 실외 외기 온도가 제2 소정의 온도값 미만이라고 판정하는 경우, 알고리즘(100)은 상태(160)로 진입할 수 있다. 상태(160)로부터, 냉방 모드에 대해 상술한 것과 유사하거나 동일하게 작동할 수 있다. 많은 주택 또는 건물에 대해, 실외 공기 온도가 화씨 40도 이상인 동안에는 난방 모드에서의 저용량 모드의 작동이 난방 요구를 충족시키기에 충분할 수 있고, 실외 공기 온도가 화씨 40도 미만으로 떨어질 때까지는 고용량 모드 작동이 필요하지 않거나 바람직하지 않을 수 있는 것으로 의도된다.
제3 소정의 실외 공기 온도(예를 들어, 화씨 20도) 미만에서는, 다수의 히트 펌프 시스템이 연속적으로 고용량 모드로 작동하는 경우에도 난방 요구를 충족시키기에 충분한 용량을 가질 수 없다. 따라서, 대안적인 또는 보충적인 난방 시스템이 이러한 히트 펌프 시스템 대신에 또는 추가로 이용될 수 있다. 이 제3 소정의 온도 미만에서는, 대안적인 또는 보충적인 난방 시스템을 작동시키기 전에, 제어 모듈(22)은 컴프레서(12)가 제3 소정의 운전시간(예컨대, 30분) 동안 고용량 모드로 운전되게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 가변 용량 컴프레서(12), 제어 모듈(22) 및 알고리즘(100)은 일단 서모스탯(26) 및 고정 속도 송풍기(19)를 가진 실내기(30)와 함께 작동할 수 있다. 따라서, 본 발명의의 제어 모듈(22) 및 알고리즘(100)은 시스템을 다단 서모스탯 및/또는 다단 속도 송풍기를 가진 실내기를 포함하도록 개조하는 일없이, 고정 용량을 가진 기존의 기후 제어 시스템이 가변 용량 컴프레서(12) 및 제어 모듈(22)을 포함하도록 개조되는 것을 가능하게 해준다. 일단 서모스탯(26) 및 고정 속도 송풍기(19)를 교체하는 일없이, 고정 용량 기후 제어 시스템을 가변 용량 컴프레서(12) 및 제어 모듈(22)을 포함하도록 개조하는 것은 기후 제어 시스템을 다단 서모스탯 및/또는 다단 속도 송풍기를 가진 실내기를 포함하도록 개조하는 것과 관련된 추가되는 상당한 비용 및 복잡성 없이 기후 제어 시스템의 성능과 효율을 향상시킨다. 대안적으로, 다단 서모스탯만이 단일 요구 신호를 전송하도록 연결되어 있는 경우에는(예를 들어, 컴프레서(12) 및/또는 제어 모듈(22)에 접속되는 저용량 요구 와이어 및 고용량 요구 와이어의 양자 모두를 가지는 것에 대조적으로, 단지 하나의 요구 와이어가 컴프레서(12) 및/또는 제어 모듈(22)에 접속되어 있는 경우), 다단 서모스탯이 채용될 수도 있을 것이다.
상술한 제1 및 제2 소정의 온도값, 소정의 저용량 운전시간(T1), 소정의 대기 기간 및/또는 소정의 시간 기간은 기후, 지리적 위치, 주택 또는 건물(32)의 열부하에 대한 컴프레서(12)의 톤수의 크기 및/또는 시스템이 냉방 모드로 작동하고 있는지 또는 난방 모드로 작동하고 있는지에 기초하여 선택될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일부 실시예에 있어서, 알고리즘(100)에 사용되는 실외 공기 온도는 반드시 순시적인 또는 실시간 온도값일 수는 없다. 그 대신, 제어 모듈(22)은 난방되거나 냉방될 건물(32) 또는 공간의 일사량 및/또는 열용량을 설명하는 이전 작동 사이클들에 걸친 또는 특정 시간 기간들에 걸친 평균 실외 공기 온도를 취득하거나 결정할 수 있다.
제어 모듈(22)이 원격 기후 보고 및/또는 기후 예보 데이터베이스 또는 소스로부터 실외 공기 온도를 수신하는 일부 실시예에 있어서는, 제어 모듈(22)은 그 날짜의 고용량 모드 작동 이력 대 실외 공기 온도 이력 및 시간을 기록하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 제어 모듈(22)은 예보된 실외 공기 온도 및 기록된 날짜의 작동 이력 대 실외 공기 온도 이력 및 시간에 기초하여 고용량 모드로 전환시켜야 할 예상되는 미래의 날짜와 시간을 예측하도록 구성될 수 있다.
도 3은 다양한 실외 공기 온도에서의 저용량 모드 및 고용량 모드에서의 예시적인 가변 용량 컴프레서의 용량들 및 다양한 실외 공기 온도에서의 예시적인 주택의 열부하를 도시한 그래프도이다. 도 4는 저용량 모드 및 고용량 모드에서의 컴프레서의 퍼센트 운전시간을 도시한 그래프도이다. 실외 공기 온도가 주택의 열부하가 저용량 모드에서의 컴프레서 용량보다 작게 되는 범위 내에 있을 때는, 제어 모듈(22)은 컴프레서를 저용량 모드로만 작동시킬 수 있다. 실외 공기 온도가 주택의 열부하가 저용량 모드에서의 컴프레서 용량보다 높고 고용량 모드에서의 컴프레서 용량보다 낮게 되는 범위 내에 있을 때는, 제어 모듈(22)은 요구를 충족시키기 위해 컴프레서를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시킬 수 있다. 실외 공기 온도가 주택의 열부하가 고용량 모드에서의 컴프레서의 용량보다 더 높게 되는 범위 내에 있을 때는, 제어 모듈(22)은 컴프레서를 고용량 모드를 독점적으로 또는 거의 독점적으로 작동시킬 수 있다.
도 4에 도시된 퍼센트 운전시간은 도 3에 도시된 주어진 실외 공기 온도에서의 각각의 용량 단계의 단위 용량에 대한 주택의 열부하의 비로서 유도될 수 있다. 실험에 기초하여, 소정의 운전시간(T1)(예컨대, 40분)이 고용량 모드로의 전환이 바람직하기 전에 바람직하거나 수용가능한 저용량 모드에서의 최대 운전시간을 나타내도록 선택될 수 있다. 소정의 운전시간(T1)은 주택의 열부하에 대한 컴프레서의 저용량 모드 및 고용량 모드에서의 상대 열용량들에 따라 변경될 수 있다. 도 3은 95도의 외기 온도에서 고용량 모드가 주택의 열부하보다 약 10% 더 높은 크기 규칙에 기초하고 있다. 고용량 단계가 작동하기 시작하는 소정의 외기 온도는 화씨 85도 내지 90도의 범위 내일 수 있다.
도 1 및 도 5-11을 참조하면, 또 다른 제어 모듈(22)의 방법 및 제어 알고리즘(100)이 설명된다. 알고리즘(200)은 컴프레서(12)의 작동을 제어하고, 컴프레서(12)를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시킬 수 있다. 초기 상태(210)에서, 컴프레서(12)는 오프(off)될 수 있다. 서모스탯(26)은 선택된 설정점 온도 미만으로 떨어지거나(난방 모드에서) 선택된 설정점 온도를 초과하여 상승하는(냉방 모드에서) 시스템(10)에 의해 난방되거나 냉방될 공간 내의 공기 온도에 응답하여 요구 신호(Y)를 제어 모듈(22)로 전송할 수 있다. 요구 신호(Y)의 수신에 응답하여, 제어 모듈(22)은 저용량 모드(상태(220))로 컴프레서(12)의 작동을 개시할 수 있다. 전술한 바와 같이, 저용량 모드로 컴프레서(12)의 작동을 개시하면, 컴프레서(12)의 시동 시에 에너지의 쇄도(rush-in) 및 기계적 응력을 감소시키거나 최소화할 수 있다.
요구 신호(Y)의 수신 후, 제어 모듈(22)은 (상태(220)에서의 컴프레서(12)의 초기 시동 이전에, 또는 상태(220)에서의 컴프레서(12)의 초기 시동과 동시에, 또는 상태(220)에서의 컴프레서(12)의 초기 시동 이후에) 저용량 운전시간 임계값(T1') 및 고용량 운전시간 임계값(T2')을 결정 및 설정할 수 있다. 상태(230)에서, 제어 모듈(22)은 실외 외기 온도(입력(234)) 및 쾌적성 레벨 선택(입력(232))에 기초하여 운전시간 임계값(T1', T2')을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 실외 외기 온도는 실외 공기 온도 센서(24)로부터 수신될 수 있다. 쾌적성 레벨 선택은 제어 모듈(22)과 통신하는 쾌적성 제어 인터페이스(comfort control interface)(225)(도 11)로부터 수신될 수 있다
일부 구성에 있어서, 쾌적성 제어 인터페이스(225)는 예를 들어 복수의 위치 사이에서 이동가능한 다이얼(227)을 포함할 수 있다. 도 11에 도시된 특정 구성에서, 다이얼(227)은 각각이 쾌적성 레벨(1-5)(도 11에 표지(229)로 표시됨)의 상이한 하나에 대응되는 5개의 상이한 위치들 사이에서 이동가능하다. 쾌적성 제어 인터페이스(225)는 유선 또는 무선 접속을 통해 제어 모듈(22)과 통신할 수 있다. 예를 들어, 쾌적성 제어 인터페이스(225)는 인터넷 연결(유선 또는 무선), 셀룰러(cellular) 연결, 블루투스(Bluetooth®) 연결, 무선 주파수 신호, 적외선 신호 및/또는 다른 적합한 수단을 통해 제어 모듈(22과 통신할 수 있을 것이다. 일부 구성에서, 사용자 제어 인터페이스(225)는 다이얼(227) 대신으로 또는 추가적으로 하나 이상의 버튼, 스위치 및/또는 터치스크린 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 구성에서, 쾌적성 제어 인터페이스(225)는 서모스탯(26)을 포함하거나 서모스탯(26)의 일부일 수 있으며, 컴퓨터, 스마트폰, 테블릿 또는 임의의 다른 연산, 제어 및/또는 통신 장치일 수 있을 것이다.
쾌적성 제어 인터페이스(225)는 시스템(10)의 에너지 효율 및 성능을 조절하기 위해 사용자가 저용량 및 고용량 운전시간 임계값(T1', T2')을 조절하는 것을 가능하게 해준다. 도면들에 예시된 구성에 있어서, 쾌적성 레벨 1은 컴프레서(12)가 고용량의 모드로 운전될 수 있은 시간량을 감소시키고, 컴프레서(12)가 저용량 모드로 작동될 수 있은 시간량을 증가시킴으로써, 시스템(10)의 에너지 효율을 증가시키는 설정값이다. 쾌적성 레벨 5는 컴프레서(12)가 고용량의 모드로 운전될 수 있은 시간량을 증가시키고, 컴프레서(12)가 저용량 모드로 운전될 수 있은 시간량을 감소시킴으로써, 시스템(10)의 성능을 증가시키는(즉, 공간을 보다 급속하게 냉방시키거나 난방시키는 시스템(10)의 능력을 증가시키는) 설정값이다.
도 6 및 도 7은 5개의 쾌적성 레벨의 각각에 대해 주어진 실외 외기 온도(온도의 범위)에 대한 예시적인 저용량 운전시간 임계값 및 고용량 운전시간 임계값(T1', T2')을 제공하는 제1 및 제2 검색표(231, 233)를 도시하고 있다. 검색표(231, 233)의 값들은 제어 모듈(22)과 관련된 메모리 유닛 및/또는 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 핸드헬드 디바이스, 클라우드(즉, 인터넷 연결 서버) 및/또는 제어 모듈(22)과 통신하도록 구성될 수 있는 임의의 적합한 연산 및/또는 메모리 장치와 관련된 메모리 유닛에 저장될 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 주어진 실외 외기 온도에 대해, 저용량 운전시간 임계값(T1')은 쾌적성 레별이 쾌적성 레벨 1로부터 쾌적성 레벨 5로 증가함에 따라 감소하고, 고용량 운전시간 임계값(T2')는 쾌적성 레벨이 쾌적성 레벨 1로부터 쾌적성 레벨 5로 증가함에 따라 증가한다. 도 6 및 7에 도시된 예시적인 검색표(231, 233)는 시스템(10)이 냉방 모드로 작동하는 동안 사용된다. 추가적인 표(도시되지 않음)가 난방 모드에서 사용하기 위해 제어 모듈(22)의 메모리 유닛에 저장될 수 있다. 이러한 추가적인 표는 표(231, 233)에 제공된 것과 다른 값을 포함할 수 있다.
상태(230)에서, 제어 모듈(22)은 입력(234)에서 수신된 실외 주위 공기 온도 및 표(231, 233)에 기초한 입력(232)에서 수신된 쾌적성 레벨 선택에 대해 저용량 및 고용량 운전시간 임계값(T1', T2')을 결정할 수 있다. 다음으로, 상태(236, 238)에서, 제어 모듈(22)은 임계값(T1', T2')을 각각 상태(230)에서 결정된 값들로 설정할 수 있다. 제어 모듈(22)은 검색표(231, 233)를 참조하는 대신 운전시간 임계값(T1', T2')을 결정하기 위해 공식 또는 일련의 연산들을 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
컴프레서(12)는 요구 신호(Y)가 온(On)되어 있는 한 그리고 요구 신호(Y)의 초기 수신 이래의 컴프레서(12)의 전체 운전시간(T)이 상태(236)에서 설정된 저용량 운전시간 임계값(T1')보다 작은 한 계속해서 저용량 모드(상태(220))로 운전될 수 있다. 요구 신호(Y)가 오프(Off)되면, 제어 모듈(22)은 상태(240)에서 컴프레서(12)를 운전정지시킬 수 있다. 전체 운전시간(T)이 저용량 운전시간 임계값(T1')을 초과할 경우에는, 제어 모듈(22)은 전체 운전시간(T)을 0으로 재설정하고(상태(250)), 컴프레서(12)를 고용량 모드(상태(260))로 전환시킬 수 있다. 컴프레서(12)는 요구 신호(Y)가 온되어 있는 한 그리고 전체 운전시간(T)이 상태(238)에서 설정된 고용량 운전시간 임계값(T2')보다 작은 한 계속해서 고용량 모드(상태(260))로 운전될 수 있다. 전체 운전시간(T)이 고용량 운전시간 임계값(T2')을 초과할 경우에는, 제어 모듈(22)은 전체 운전시간(T)을 0으로 재설정하고(상태(270)), 알고리즘(200)은 컴프레서(12)를 상태(220)에서의 저용량 모드로 복귀시키기 전에 저용량 및 고용량 운전시간 임계값(T1', T2')을 결정하고 설정하기 위해 상태(230)로 복귀할 수 있다. 그 후, 알고리즘(200)은 요구 신호(Y)가 오프될 때까지 또는 컴프레서(12)의 작동이 오버라이딩될 때까지(예를 들어, 수동식으로 오버라이딩되거나 컴프레서 보호 루틴에 의해 오버라이딩될 때까지) 상술한 단계들의 일부 또는 전부를 반복할 수 있다.
도 8-10은 다양한 쾌적성 레벨에 대한 저용량 및 고용량 모드에서의 컴프레서(12)의 운전시간들을 도시하고 있다. 도 8은 낮은 쾌적성 레벨(예컨대 쾌적성 레벨 1)에 대한 저용량 및 고용량 운전시간을 도시하고 있다. 도 9는 중간 쾌적성 레벨(예컨대 쾌적성 레벨 3)에 대한 저용량 및 고용량 운전시간을 도시하고 있다. 도 10은 높은 쾌적성 레벨(예컨대 쾌적성 레벨 5)에 대한 저용량 및 고용량 운전시간을 도시하고 있다. 도 8-10에 도시된 바와 같이, 더 높은 쾌적성 레벨 설정값일수록 컴프레서(12)가 고용량 모드에서 더 오랫동안 운전되는 것을 가능하게 해주고, 이는 시스템(10)의 성능을 향상시킨다. 더 낮은 쾌적성 레벨 설정값일수록 컴프레서(12)가 저용량 모드에서 더 오랫동안 운전되게 하고, 이는 전력 소비를 감소시킴으로써 시스템(10)의 에너지 효율을 향상시킨다. 도 8-10에 도시된 바와 같이, 저용량 모드에서의 작동 시간은 쾌적성 레벨이 증가함에 따라 감소한다.
쾌적성 레벨은 알고리즘(200) 중의 어느 지점에도 변경될 수 있을 것이고, 저용량 및 고용량 운전시간 임계값(T1', T2')은 쾌적성 레벨의 변경에 응답하여 즉각적으로 갱신될 수 있을 것임을 이해할 것이다.
일부 구성에 있어서, 제어 모듈(22)은 예를 들어 습도, 구름양 및/또는 강수와 같은 기후 예보 및/또는 현재 기후 조건들에 기초하여 운전시간 임계값(T1', T2')를 조절할 수 있다. 일부 구성에 있어서, 제어 모듈(22)은 현재 기후 조건이 낮은 습도, 상당한 구름양 및/또는 강우를 포함하는 경우, 주어진 쾌적성 레벨에 대해 저용량 운전시간 임계값(T1')을 증가시키고 그리고/또는 고용량 운전시간 임계값(T2')를 감소시킬 수 있다. 일부 구성에 있어서, 제어 모듈(22)은 시스템(10)이 설치되는 특정 지리 영역의 기후에 기초하여 표(231, 233)의 값들을 조정할 수 있다(또는 알고리즘(200)에 다른 표를 이용할 수 있다). 예를 들어, 쾌적성 제어 인터페이스(225) 또는 서모스탯(26)은 사용자 또는 설치업자가 시스템(10)이 설치되는 지리 영역 또는 기후 타입을 입력하는 것을 가능하게 해주도록 구성될 수 있다. 일부 구성에 있어서, 제어 모듈(22)은 이전 운전시간들, 이전 실외 외기 온도들 및/또는 그 밖의 이전 기후 조건들과 같은 이력 데이터에 기초하여 표(231, 233)의 값들을 조절할 수 있다. 일부 구성에 있어서, 표(231, 233)의 값들은 현재의 또는 예측된 미래의 에너지 비용에 기초하여 조절될 수 있을 것이다. 일부 구성에 있어서, 표(231, 233)에 대한 값들의 기준 설정이 미래의 사용을 위해 메모리 유닛에 저장될 수 있을 것이다.
일부 구성에 있어서, 쾌적성 레벨은 시스템(10)의 설치 시나 시스템(10)의 서비스 시에 설치업자 또는 서비스업자에 의해 설정되는 파라미터일 수 있다. 일부 이러한 구성에 있어서는, 쾌적성 레벨 선택은 집 소유자 및/또는 가정집 또는 건물의 거주자에 의해 쉽게 조절될 수 없다. 일부 구성에 있어서, 전기 사업 회사 또는 단체가 쾌적성 레벨 선택을 설정하고 조절하는 능력 및/또는 예를 들어 집 소유자 및/또는 가정집 또는 건물 거주자에 의해 이루어진 쾌적성 레벨 선택을 오라라이딩하는 능력을 가질 수 있다. 이러한 구성에 있어서는, 단체가 가정집이나 건물(32)이 위치하는 지역 또는 지역 사회 내에서의 높은 전력 수요 기간 중에 더 낮은 전기량을 사용하는 쾌적성 레벨을 선택할 수 있다.
본 출원에서는, 아래의 정의들을 포함하여, 모듈이라는 용어는 회로라는 용어로 대체될 수 있다. 용어 모듈은 응용 주문형 집적 회로(ASIC); 디지털, 아날로그, 또는 혼합형 아날로그/디지털 분리 회로; 디지털, 아날로그 또는 혼합형 아날로그/디지털 집적 회로; 조합형 논리 회로; 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA); 코드를 실행하는 프로세서(공유, 전용, 또는 그룹); 프로세서에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리(공유, 전용 또는 그룹); 상술한 기능들을 제공하는 다른 적합한 하드웨어 구성요소들; 또는 시스템 온 칩과 같은 상기 요소들의 일부 또는 전부의 조합을 의미하거나, 일부를 의미하거나, 포함하는 것을 의미할 수 있다.
전술한 설명은 본질적으로 단지 예시일 뿐이며, 결코 본 발명, 그것의 적용 또는 사용을 제한하는 것을 의도하지 않는다. 명세서의 다양한 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 이 설명은 특정 실시예들을 포함하고 있지만, 다른 변경들이 도면, 명세서 및 이어지는 청구범위의 연구에 기초하여 명백해질 것이므로, 그 진정한 범위는 그에 의해 제한되어서는 안된다. 본원에서 사용되는 어구 A, B 및 C 중의 적어도 하나는 비 배타적 논리 '또는'을 사용하여 논리 (A 또는 B 또는 C)를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 방법 내에서의 하나 이상의 과정은 본 발명의 원리를 변경시키는 일없이 다른 순서로(또는 동시적으로) 실행될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
앞선 실시예들의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 본 발명을 총망라하거나 제한하려고 의도한 것이 아니다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 피처는 일반적으로 그 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 적용가능한 경우, 특정적으로 도시되거나 설명되지 않았더라도, 교체될 수 있고 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 같은 요소도 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변경은 본 발명으로부터 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 모든 이러한 변경들은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 기후 제어 시스템에 있어서,
    상기 기후 제어 시스템은 가변 용량 컴프레서 유닛 및 상기 컴프레서 유닛을 제어하는 제어 모듈을 포함하고 있고, 상기 컴프레서 유닛은 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더 높은 제2 용량 모드로 작동가능하고, 상기 제어 모듈은 요구 신호 및 실외 공기 온도 데이터에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 운전정지 상태, 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성되어 있을 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 기후 제어 시스템에 의해 냉각될 공간 내에 배치된 일단 서모스탯으로부터 요구 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 컴프레서 유닛으로부터 작동 유체를 수취하는 실내 열교환기 및 상기 실내 열교환기 내의 작동 유체와 대류 열전달 관계가 되도록 공기를 강제 송풍하는 송풍기를 더 포함하고, 상기 송풍기는 고정 속도 모터 또는 선택가능한 고정 속도 탭에서 작동가능한 가변 속도 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 모드와 제2 모드 사이에서 전환시키는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 컴프레서 운전시간은 제2 용량 모드에서의 컴프레서 유닛의 운전시간인 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 용량 모드에서의 컴프레서 유닛의 운전시간은 이전 요구 기간 동안의 이전 제2 용량 모드에서의 운전시간과 동일한 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 이전 운전시간이 5분보다 더 길었는지의 여부에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 컴프레서 유닛이 소정의 시간 기간보다 더 오랫동안 제1 용량 모드로 작동해오고 있는 중인지의 여부에 기초하여, 상기 컴프레서 유닛을 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서, 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 하나에 위치되도록 구성된 쾌적성 제어 인터페이스를 더 포함하고, 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제1 설정값은 에너지 효율 작동 모드에 대응되고, 상기 쾌적성 레벨 설정값들 중의 제2 설정값은 고성능 작동 모드에 대응되는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간을 저용량 운전시간 임계값 및 고용량 운전시간 임계값과 비교하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 컴프레서 운전시간의 제1 용량 운전시간과의 비교에 기초하여 그리고 컴프레서 운전시간의 제2 용량 운전시간과의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 저용량 모드와 고용량 모드 사이에서 전환시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 저용량 운전시간 임계값 및 상기 고용량 운전시간 임계값은 상기 복수의 쾌적성 레벨 설정값들 중의 선택된 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 요구 신호, 상기 실외 공기 온도 데이터 및 적어도 하나의 컴프레서 운전시간에만 기초하여 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 상기 컴프레서 유닛을 작동시키는 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 컴프레서 운전시간은 제2 용량 모드에서의 상기 컴프레서 유닛의 운전시간인 것을 특징으로 하는 기후 제어 시스템.
  15. 제1 용량 모드 및 제1 용량 모드보다 더 높은 제2 용량 모드로 작동가능한 컴프레서를 제어하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    서모스탯으로부터 요구 신호를 수신하는 과정;
    실외 공기 온도를 소정의 온도값과 비교하는 과정;
    상기 컴프레서의 운전시간을 소정의 운전시간값과 비교하는 과정; 및
    상기 요구 신호의 수신에 응답하여, 상기 실외 공기 온도와 상기 소정의 온도값의 비교 및 상기 운전시간과 상기 소정의 운전시간값의 비교에 기초하여, 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 상기 컴프레서를 작동시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 실외 공기 온도가 상기 소정의 온도값보다 더 낮은 경우 및 상기 요구 신호의 수신 이래의 상기 컴프레서의 전체 운전시간이 상기 소정의 운전시간값보다 더 작은 경우에, 상기 요구가 충족될 때까지 상기 컴프레서를 제1 용량 모드만으로 작동시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 운전시간과 상기 소정의 운전시간값 사이의 비교에 기초하여, 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로부터 제2 용량 모드로 전환시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 운전시간이 상기 소정의 운전시간값을 초과할 때까지 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로 작동시키고, 상기 운전시간이 상기 소정의 운전시간값을 초과한 이후에 상기 컴프레서를 제1 용량 모드로부터 전환시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 소정의 운전시간값은 상기 컴프레서가 제2 용량 모드의 초기로부터 이전 요구 신호의 충족시까지에 걸쳐 이전에 제2 용량 모드로 작동하였던 이전 시간량인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 컴프레서는 상기 요구 신호, 상기 실외 공기 온도 데이터 및 적어도 하나의 컴프레서 운전시간에만 기초하여 제1 용량 모드 및 제2 용량 모드 중의 하나로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020167030477A 2014-04-01 2015-04-01 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법 KR20160138571A (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461973528P 2014-04-01 2014-04-01
US61/973,528 2014-04-01
IN1491MU2014 IN2014MU01491A (ko) 2014-04-01 2014-04-29
IN1491/MUM/2014 2014-04-29
US14/674,980 US10371426B2 (en) 2014-04-01 2015-03-31 System and method of controlling a variable-capacity compressor
US14/674,980 2015-03-31
PCT/US2015/023889 WO2015153766A1 (en) 2014-04-01 2015-04-01 System and method of controlling a variable-capacity compressor

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187018587A Division KR101922958B1 (ko) 2014-04-01 2015-04-01 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160138571A true KR20160138571A (ko) 2016-12-05

Family

ID=54394677

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167030477A KR20160138571A (ko) 2014-04-01 2015-04-01 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법
KR1020187018587A KR101922958B1 (ko) 2014-04-01 2015-04-01 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187018587A KR101922958B1 (ko) 2014-04-01 2015-04-01 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법

Country Status (4)

Country Link
EP (2) EP3800354B1 (ko)
KR (2) KR20160138571A (ko)
CN (2) CN106133318B (ko)
IN (1) IN2014MU01491A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10670296B2 (en) 2017-11-02 2020-06-02 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method of adjusting compressor modulation range based on balance point detection of the conditioned space
US11034213B2 (en) * 2018-09-29 2021-06-15 Thermo King Corporation Methods and systems for monitoring and displaying energy use and energy cost of a transport vehicle climate control system or a fleet of transport vehicle climate control systems

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228846A (en) * 1978-08-02 1980-10-21 Carrier Corporation Control apparatus for a two-speed heat pump
US4248053A (en) * 1979-03-05 1981-02-03 Westinghouse Electric Corp. Dual capacity compressor with reversible motor and controls arrangement therefor
JPS6273068A (ja) * 1985-09-25 1987-04-03 株式会社日立製作所 冷蔵庫の制御方法
JPH0828981B2 (ja) * 1986-09-05 1996-03-21 シャープ株式会社 空気調和機
JP2745836B2 (ja) * 1990-05-23 1998-04-28 ダイキン工業株式会社 冷凍装置の運転制御装置
US5385453A (en) 1993-01-22 1995-01-31 Copeland Corporation Multiple compressor in a single shell
US6047557A (en) 1995-06-07 2000-04-11 Copeland Corporation Adaptive control for a refrigeration system using pulse width modulated duty cycle scroll compressor
US6058729A (en) * 1998-07-02 2000-05-09 Carrier Corporation Method of optimizing cooling capacity, energy efficiency and reliability of a refrigeration system during temperature pull down
US6213731B1 (en) 1999-09-21 2001-04-10 Copeland Corporation Compressor pulse width modulation
JP2005009794A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Sanden Corp 冷凍サイクル制御装置
JP3992195B2 (ja) * 2003-11-26 2007-10-17 株式会社日立製作所 空気調和機
KR100661919B1 (ko) * 2004-08-14 2006-12-28 엘지전자 주식회사 유니터리 공기조화기의 운전제어방법
CN1888663A (zh) * 2005-06-28 2007-01-03 乐金电子(天津)电器有限公司 空调机的控制方法
US8485789B2 (en) 2007-05-18 2013-07-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Capacity modulated scroll compressor system and method
US9074787B2 (en) 2007-09-28 2015-07-07 Daikin Industries, Ltd. Operation controller for compressor and air conditioner having the same
US8459053B2 (en) 2007-10-08 2013-06-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable speed compressor protection system and method
US7988433B2 (en) 2009-04-07 2011-08-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation assembly
US8616014B2 (en) 2009-05-29 2013-12-31 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation or fluid injection systems
DE102011079205A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kältegerät und Verfahren zum Betreiben eines Verdichters
CN102331072B (zh) * 2011-09-20 2014-01-08 美的集团股份有限公司 带有双模双转子变频压缩机空调器的节能控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3126676A1 (en) 2017-02-08
EP3126676B1 (en) 2021-01-06
EP3800354A1 (en) 2021-04-07
KR101922958B1 (ko) 2018-11-28
KR20180078336A (ko) 2018-07-09
EP3800354B1 (en) 2023-07-05
IN2014MU01491A (ko) 2015-10-09
CN109028496B (zh) 2020-12-08
EP3126676A4 (en) 2017-11-22
CN106133318B (zh) 2018-06-29
CN106133318A (zh) 2016-11-16
CN109028496A (zh) 2018-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10436490B2 (en) System and method of controlling a variable-capacity compressor
US10443863B2 (en) Method of monitoring charge condition of heat pump system
EP2187141B1 (en) Air-conditioning apparatus
CN111433522B (zh) 基于调节空间的平衡点检测调节压缩机调制范围的系统和方法
JP6270996B2 (ja) 空調装置
AU2012392672B2 (en) Air conditioning apparatus
AU2012392673B2 (en) Air conditioning apparatus
WO2018092357A1 (ja) 空気調和制御装置及び空気調和制御方法
KR101922958B1 (ko) 가변 용량 컴프레서를 제어하는 시스템 및 방법
CN114963442A (zh) 空调器及其控制方法
KR20140112681A (ko) 공기 조화기의 제어방법
EP3208550B1 (en) Air conditioning apparatus
US20050257544A1 (en) Unitary air-conditioning system and operation control method thereof
KR101153422B1 (ko) 에어컨 운전 제어 방법
KR20100019163A (ko) 공기조화기 및 그 제어방법
WO2019198277A1 (ja) 空気調和システム
KR20100112945A (ko) 공기조화기 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment