KR20180069382A - 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

공기조화기의 제어방법 Download PDF

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박일웅
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 제상운전(S40)될 때, 응축기로 작동되는 공냉열교환기의 온도가 제 1 온도설정값을 초과하는 지 판단하는 단계(S50); 상기 S50 단계를 만족하는 경우 제상운전을 종료하는 단계(S60); 상기 S50 단계와 별도로, 증발기로 작동되는 수냉열교환기에 연결된 물출구의 온도가 제 2 온도설정값 미만인지를 판단하는 단계(S80); 상기 S80 단계를 만족하는 경우, 수냉열교환기(40)의 동파방지를 위해 제상을 종료하는 단계(S90);를 포함한다.
본 발명은 제상운전될 때, 공냉열교환기의 제상이 완료되기 전이라도, 수냉열교환기의 온도가 온도설정값 보다 낮아진 경우 제상운전을 종료하여 수냉열교환기의 동파를 방지하는 장점이 있다.

Description

공기조화기의 제어방법{Method for controlling of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수 또는 냉수를 제공할 수 있는 공기조화기를 제상운전할 때 물에 의한 동파를 방지할 수 있는 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창기로 구성되고, 공기조화 사이클을 이용하여 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급한다.
공기조화기는 구조적으로 압축기가 실외에 배치된 분리형과, 압축기가 일체로 제작된 일체형으로 구분된다.
분리형은 실내기에 실내 열교환기를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨다.
일체형은 실내 열교환기, 실외 열교환기 및 압축기를 하나의 케이스 안에 설치한 것이다.
일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화기 등이 있다.
상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.
상기 공기조화기에서는 목표온도에 대응하여 냉매를 압축시킨다.
공기조화기의 한 종류에는 열교환기와 물을 열교환시켜 온수 또는 냉수를 제공할 수 있는 종류가 있다.
그런데 이러한 종류의 공기조화기는 물을 사용하기 때문에, 열교환에 이용되는 물이 겨울철에 동파되는 문제가 있었다.
특히 응축기로 이용되는 열교환기의 표면에 생성된 얼음을 제거하기 위해 제상을 실시할 경우, 응축기로 이용되는 열교환기의 얼음을 제거할 수는 있지만, 물과 열교환되는 열교환기의 온도가 극히 낮아져서 동파되는 문제가 빈번하게 발생되었다.
대한민국 등록특허 20-0194355 B1
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 온수 또는 냉수를 제공할 수 있는 공기조화기를 제상운전할 때 물에 의한 동파를 방지할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 제상운전될 때, 공냉열교환기의 제상이 완료되기 전이라도, 수냉열교환기의 동파방지를 위해 제상운전을 종료할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 제상운전될 때, 공냉열교환기의 제상이 완료되기 전이라도, 수냉열교환기의 온도가 온도설정값 보다 낮아진 경우 수냉열교환기의 동파방지를 위해 제상운전을 종료할 수 있다.
본 발명은 제상운전 시, 압축기의 최대운전주파수 이전에는 압축비를 통해 전자팽창밸브의 개도값을 제어하고, 압축기의 최대운전주파수에 도달한 이후에는 흡입과열도를 통해 전자팽창밸브의 개도값을 조절한다.
본 발명은 제상운전(S40)될 때, 응축기로 작동되는 공냉열교환기의 온도가 제 1 온도설정값을 초과하는 지 판단하는 단계(S50); 상기 S50 단계를 만족하는 경우 제상운전을 종료하는 단계(S60); 상기 S50 단계와 별도로, 증발기로 작동되는 수냉열교환기에 연결된 물출구의 온도가 제 2 온도설정값 미만인지를 판단하는 단계(S80); 상기 S80 단계를 만족하는 경우, 수냉열교환기(40)의 동파방지를 위해 제상을 종료하는 단계(S90);를 포함한다.
상기 S60 단계 후에, 난방운전으로 전환될 수 있다.
난방운전되는 단계(S5); 상기 난방운전되는 도중 제상시작을 판단하는 단계(S10); 상기 제상시작이라고 판단된 경우, 압축기를 정지시키는 단계(S20); 상기 압축기 정지 후 소정시간 동안 대기하는 단계(S30); 상기 S30 단계 후에 상기 제상운전(S40)을 수행하고, 상기 S90 단계 후에 상기 S90 단계 이후에 소정시간 동안 정상운전으로 복귀하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
상기 S100 단계 후에, 상기 S10 단계로 리턴되어 제상 시작을 판단할 수 있다.
상기 제상운전(S40)은 압축기의 최대운전주파수 이하에서 운전주파수를 제 1 주기마다 제 1 증가주파수씩 증가시키고, 상기 압축기 토출 측 냉매압력(A)과 상기 공냉열교환기의 냉매압력(B)의 압력비(A/B)를 기준으로 상기 수냉열교환기에 공급되는 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브의 개도값을 조절할 수 있다.
상기 압력비(A/B)가 기준값 초과인 경우, 제 2 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 1 개도값씩 증가시키고, 상기 압력비(A/B)가 기준값 이하인 경우, 상기 전자팽창밸브의 현재의 개도를 유지시킬 수 있다.
상기 압축기의 운전주파수가 최대운전주파수에 도달한 후, 상기 압축기의 흡입 측 냉매온도와 상기 공냉열교환기의 냉매온도 차인 흡입과열도를 기준으로 상기 전자팽창밸브를 제어할 수 있다.
상기 흡입과열도가 제 3 온도설정값 이하인 경우, 제 3 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 2 개도값씩 감소시키고, 상기 흡입과열도가 상기 제 3 온도설정값 초과인 경우 제 4 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 3 개도값씩 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 제상운전될 때, 공냉열교환기의 제상이 완료되기 전이라도, 수냉열교환기의 온도가 온도설정값 보다 낮아진 경우 제상운전을 종료하여 수냉열교환기의 동파를 방지하는 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 제상운전 시, 압축기의 최대운전주파수 이전에는 압축비를 통해 전자팽창밸브의 개도값을 제어하고, 압축기의 최대운전주파수에 도달한 이후에는 흡입과열도를 통해 전자팽창밸브의 개도값을 조절하여 제상을 신속하게 실시할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 3(a)는 종래 기술에 따라 제어된 공기조화기의 온도그래프이고, 도 3(b)는 본 실시예에 따라 제어된 공기조화기의 온도그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 운전된 공기조화기의 온도 그래프이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 공기조화기는 히트펌프 사이클로 작동되어, 냉수 또는 온수를 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축된 냉매를 공급받아 냉매의 유동방향을 제어하는 사방밸브(20)와, 상기 사방밸브(20)와 연결되어 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 공기와 열교환시키는 공냉열교환기(30)와, 상기 사방밸브(20)와 연결되어 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 물과 열교환시키는 수냉열교환기(40)와, 상기 사방밸브(20)와 연결되어 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 기체 및 액체로 분리한 후, 액체 냉매를 상기 압축기(10)에 제공하는 어큐뮬레이터(50)를 포함한다.
상기 압축기(10)는 복수개로 구성되고, 제 1 압축기(11) 및 제 2 압축기(12)를 포함할 수 있다. 상기 압축기(10)는 운전주파수를 조절할 수 있는 인버터압축기이다.
상기 압축기(10)의 토출 측에는 토출된 냉매의 오일을 회수하여 상기 압축기(10)로 리턴시키는 오일회수기가 배치된다.
상기 사방밸브(20)는 상기 압축기(10), 공냉열교환기(30), 수냉열교환기(40) 및 어큐뮬레이터(50)를 연결한다.
냉방사이클로 운전될 때, 상기 사방밸브(20)는 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매가 공냉열교환기(30)로 유동되고, 수냉열교환기(40)에서 나온 냉매가 어큘뮬레이터(50)로 유동되도록 유로가 제어된다.
난방사이클로 운전될 대, 상기 사방밸브(20)는 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매가 수냉열교환기(40)로 유동되고, 상기 공냉열교환기(30)에서 나온 냉매가 어큘뮬레이터(50)로 유동되도록 유로가 제어된다.
상기 공냉열교환기(30)는 복수개로 구성되고, 제 1 공냉열교환기(31) 및 제 2 공냉열교환기(32)를 포함할 수 있다.
상기 수냉열교환기(40)는 냉매유로(41) 및 물유로(42)가 배치되고, 냉매 및 물을 열교환시킨다.
상기 냉매유로(41)의 일측은 공냉열교환기(30) 측과 연결되고 타측은 어큐뮬레이터(50)와 연결된다.
상기 물유로(42)는 물입구(43) 및 물출구(44)를 포함하고, 물입구(43)를 통해 공급된 물은 상기 냉매와 열교환된 후 물출구(44)로 토출된다.
상기 공냉열교환기(30) 및 수냉열교환기(40)는 배관(51)을 통해 연결되고, 상기 배관에 제 1 전자팽창밸브(61) 및 제 2 전자팽창밸브(62)가 배치된다.
상기 배관(51)에 과냉각기(70)가 배치되고, 상기 과냉각기(70)는 상기 배관(51)을 통해 유동되는 냉매를 바이패스하여 압축기(10)에 제공한다. 상기 과냉각기(70)에는 과냉각을 위한 전자팽창밸브(71)가 배치된다. 상기 과냉각기(70)와 압축기(10)를 연결하는 배관(75)에는 냉매를 단속하는 솔레노이드밸브(72)가 배치된다.
상기 제 1 전자팽창밸브(61)는 상기 과냉각기(70)를 기준으로 공냉열교환기(30) 측에 배치되고, 제 2 전자팽창밸브(62)는 상기 과냉각기(07)를 기준으로 수냉열교환기(40) 측에 배치된다.
본 실시예에서 상기 제 1 전자팽창밸브(61)는 공냉열교환기(30)가 증발기로 사용할 때 작동되고, 상기 공냉열교환기(30)가 응축기로 사용될 때는 냉매를 통과시키지 않는다. 이를 위해 상기 제 1 전자팽창밸브(61)를 우회하는 바이패스배관이 구비된다.
반대로 상기 제 2 전자팽창밸브(62)는 수냉열교환기(40)가 증발기로 사용될 때 작동되고, 상기 수냉열교환기(40)가 응축기로 사용될 때는 사용될 때는 냉매를 통과시키지 않는다. 이를 위해 상기 제 2 전자팽창밸브(62)를 우회하는 바이패스배관이 구비된다.
한편, 본 실시예에 따른 공기조화기에는 각 부분의 온도 또는 압력을 감지하기 위한 센서들이 배치된다.
상기 물입구(43)에는 물입구 온도센서(81)가 배치되고, 물출구(44)에는 물출구 온도센서(82)가 배치된다.
상기 어큐뮬레이터(40)의 흡입 측에는 냉매의 온도 또는 압력를 감지하기 위한 센서가 배치될 수 있다. 도면부호 91은 어큐뮬레이터(40)의 흡입 측 냉매 압력을 감지하기 위한 압력센서이다. 상기 압력센서(91)를 통해 냉매의 증발압력을 감지할 수 있다. 도면부호 83은 어큐뮬레이터의 흡입 측 냉매 온도를 감지하기 위한 온도센서이다.
상기 각 공냉열교환기(31)(32)에는 증발압력 또는 증발온도를 감지하기 위한 센서가 배치될 수 있다. 도면부호 84는 제 1 공냉열교환기(31)의 온도를 감지하고, 도면부호 85는 제 2 공냉열교환기(32)의 온도를 감지한다. 도면부호 93은 공냉열교환기(30)의 냉매 압력을 감지하는 압력센서이다.
상기 압축기(10)의 토출 측에는 냉매의 온도 또는 압력을 감지하기 위한 센서가 배치될 수 있다. 도면부호 92은 냉매의 압력을 감지하기 위한 압력센서이고, 상기 압력센서(92)는 제 1 압축기(11) 및 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매가 합류된 냉매의 압력을 감지한다. 본 실시예와 달리 각 압축기의 토출 측에 각각의 압력센서를 배치하여도 무방하다.
도면부호 86은 상기 제 1 압축기(11)의 토출 측에 배치된 온도센서이고, 도면부호 87은 제 2 압축기(12)의 토출 측에 배치된 온도센서이다.
이하, 난방운전 및 냉방운전 시 냉매의 유동에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1의 실선 화살표는 냉방운전 시 냉매의 유동방향으로 표시한 것이고, 점선 화살표는 난방운전 시 냉매의 유동방향을 표시한 것이다.
난방운전 시, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 사방밸브(20)를 거쳐 수냉열교환기(40)로 유동되고, 상기 수냉열교환기(40)에서 물과 열교환되어 응축된다. 난방 시 상기 수냉열교환기(40)는 응축기로 작동된다.
상기 냉매가 수냉열교환기(40)에서 응축되면서 냉매의 응축열에 의해 물이 가열된다. 물은 상기 물입구(43)를 통해 수냉열교환기(40)에 공급된 후 상기 응축열에 의해 가열되고, 물출구(44)를 통해 토출된다. 난방운전 시, 사용자는 상기 수냉열교환기(40)를 통해 가열된 물을 제공받을 수 있다.
상기 수냉열교환기(40)에서 응축된 냉매는 리시버(100)를 거쳐 제 1 전자팽창밸브(61)에서 팽차된 후 공냉열교환기(30)로 유동된다.
상기 공냉열교환기(30)는 응축된 냉매를 증발시킨다. 상기 공냉열교환기(30)는 증발기로 사용되고, 주변온도 낮은 경우 상기 공냉열교환기(30)의 표면에 서리가 발생될 수 있다. 상기 공냉열교환기(30)의 표면에 일정 비율 이상의 서리가 형성되는 경우, 난방 운전 중에 상기 서리를 제거하기 위한 제상운전에 돌입할 수 있다.
상기 공냉열교환기(30)에서 증발된 냉매는 사방밸브(20)를 거쳐 어큐뮬레이터(50)로 유동된다. 상기 어큐뮬레이터(50)는 증발된 냉매를 축적한 후, 액체냉매는 저장하고 기체냉매만 압축기(10)에 제공한다.
다음으로, 냉방운전 시, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 사방밸브(20)를 거쳐 공냉열교환기(30)로 유동되고, 상기 공냉열교환기(30)에서 공기과 열교환되어 응축된다. 냉방 시 상기 공냉열교환기(30)는 응축기로 작동된다.
상기 공냉열교환기(30)에서 응축된 냉매는 제 2 전자팽창밸브(62)에서 팽창된 후 상기 수냉열교환기(40)에 제공되고, 상기 팽창된 냉매는 수냉열교환기(40)에서 물과 열교환된다. 상기 팽창된 냉매는 물과 열교환되면서 증발되고, 상기 물을 냉각시킨다. 상기 냉매의 증발열에 의해 상기 물이 냉각되고, 냉방운전 시 사용자는 냉각된 물을 제공받을 수 있다.
상기 수냉열교환기(40)에서 증발된 냉매는 사방밸브(20)를 거쳐 어큐뮬레이터(50)로 유동된다. 상기 어큐뮬레이터(50)는 증발된 냉매를 축적한 후, 액체냉매는 저장하고 기체냉매만 압축기(10)에 제공한다.
다음으로 제상운전에 대해 설명한다. 상기 제상운전은 난방운전으로 작동되는 중간에 상기 공냉열교환기(30)에 축적된 얼음을 녹이기 위해 일시적으로 냉방운전되는 것을 의미한다.
상기 제상운전은 난방운전 시에도 작동될 수 있고, 냉방운전 시에도 작동될 수 있다. 난방운전 시 작동되는 제상운전은 증발기로 작동되는 상기 공냉열교환기(30)를 제상하기 위한 것이고, 냉방운전 시 작동되는 제상운전은 증발기로 작동되는 수냉열교환기(40)를 제상하기 위한 것이다.
본 실시예에서는 상기 공냉열교환기(30)를 제상할 때로 예를 들어 설명한다.
본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 정상운전되는 단계(S5)와, 상기 정상운전되는 도중 제상시작을 판단하는 단계(S10)와, 상기 제상시작이라고 판단된 경우, 압축기(10)를 정지시키는 단계(S20)와, 상기 압축기(10) 정지 후 소정시간 동안 대기하는 단계(S30)와, 상기 S30 단계 이후에 제상운전으로 전환하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 이후에 응축기로 작동되는 제 1 공냉열교환기(31) 및 제 2 공냉열교환기(32)의 온도가 제 1 온도설정값(본 실시예에서는 11도)을 초과하는 지 판단하는 단계(S50)와, 상기 S50 단계를 만족하는 경우 제상운전을 종료하는 단계(S60)와, 상기 S60 단계 이후에 정상운전으로 복귀하는 것을 포함한다.
그리고 본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 상기 S40 단계 이후에 수냉열교환기(40)에 연결된 물출구(44)의 온도가 제 2 온도설정값(본 실시예에서는 15도) 미만인지를 판단하는 단계(S80)와, 상기 S80 단계를 만족하는 경우, 수냉열교환기(40)의 동파방지를 위해 제상을 종료하는 단계(S90)와, 상기 S90 단계 이후에 소정시간 동안 정상운전으로 복귀하는 단계(S100)와, 상기 S100 단계 후에 상기 S10 단계로 리턴된다.
상기 S5 단계는 공기조화기가 정상운전되는 단계로서, 난방운전 또는 냉방운전되는 것을 예로 들 수 있다. 본 실시예에서는 난방운전 시 상기 공냉열교환기(30)를 제상하는 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 S10 단계는 제상 시작을 판단하는 단계이다. 제상 시작의 판단은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 상기 공냉열교환기(30)를 통과하는 냉매의 온도변화 또는 압력변화가 일정 수준 이하로 낮아질 경우, 공냉열교환기(30) 표면에 얼음이 생성된 것으로 판단할 수 있다.
또한 본 실시예에서는 2개의 공냉열교환기를 사용하는 바, 2개의 공냉열교환기에 감지된 온도차이 일정크기 이상 차이 나는 경우, 온도가 낮은 쪽에서 얼음이 생성된 것으로 판단할 수 있다.
상기 S20 단계는 제상시작 조건이라고 판단된 경우 수행되고, 제상시작 조건을 만족하지 않는 경우 상기 S5 단계로 리턴된다.
제상시작 조건을 만족한 경우, 상기 S20 단계에서 압축기(10)를 정지시킨다. 상기 압축기(10)를 정지시키면, 냉매의 유동이 정지된다.
상기 S30 단계는 제상시작을 위해 냉매를 안정화시키는데 필수적이다. 압축기 정지 후, 소정시간 대기해야만, 냉매의 유동이 안정화되고, 제상운전을 시작할 수 있다. 본 실시예에서 상기 S30 단계에서는 3분 동안 대기하고, 상기 대기시간은 압축기 또는 냉매의 양에 따라 변동될 수 있다.
상기 S40 단계는 제상운전으로 전환되는 단계이다. 본 실시예에서 정상운전이 난방운전이기 때문에, 상기 제상운전은 냉방운전으로 설정된다. 상기 제상운전은 냉방운전과 사이클이 동일하지만 각 장치의 제어는 냉방운전과 차이가 있다.
본 실시예에서 상기 압축기(10)는 복수개로 구성되기 때문에, 상기 S40 단계에서 모든 압축기가 구동될 필요는 없고, 복수개의 압축기 중 하나만 제상운전에 사용될 수 있다.
제상운전을 위해 공기조화기의 제어부는 사방밸브(20)의 유로를 변경하고, 압축기의 운전주파수 또는 작동시간을 조절하고, 전자팽창밸브의 개도값을 조절한다.
본 실시예에서는 상기 S40 단계에서 압축기(10)의 운전주파수를 제 1 주기(본 실시예에서는 20초)마다 제 1 증가주파수(본 실시예에서는 10Hz)씩 증가시키고, 최대운전주파수를 제한한다. 제상운전 시 최대운전주파수는 95Hz이다.
상기 제 1 주기, 제 1 증가주파수 또는 최대운전주파수는 실시예에 따라 변동될 수 있다.
제상운전 시, 상기 제 2 전자팽창밸브(62)는 냉방운전과 다르게 제어된다.
일반적으로 냉방운전 시, 상기 제 2 전자팽창밸브(62)는 목표부하 또는 목표과열도에 수렴되도록 제어된다. 본 실시예에 따른 제어방법에서는 상기 제 2 전자팽창밸브(62)는 압축비에 따라 개도값을 조절한다.
본 실시예에서 상기 압축비는 압축기(10) 토출 측 냉매압력(A)과 공냉열교환기(30)의 냉매압력(B)의 비(A/B)를 기준으로 한다. 본 실시예에서는 도면부호 92와 93에서 감지된 압력비를 기준값과 비교하여 제 2 전자팽창밸브(62)의 개도값을 조절한다.
상기 압력비(A/B)를 통해 압축된 냉매가 공냉열교환기에서 어느 정도 열교환되었는지를 판단할 수 있다.
상기 압력비(A/B)가 기준값(본 실시예에서는 1.4) 초과인 경우, 제 2 주기(본 실시예에서는 5초)마다 제 2 전자팽창밸브(62)를 제 1 개도값(본 실시예에서는 200펄스)씩 증가시킨다. 상기 전자팽창밸브의 최대개도는 1400펄스이하이고, 최소개도는 700펄스 이상이다.
상기 압력비(A/B)가 기준값(본 실시예에서는 1.4) 이하인 경우, 상기 제 2 전자팽창밸브(62)의 현재의 개도를 유지시킨다.
그리고 상기 압축기(10)의 운전주파수가 최대운전주파수에 도달한 이후, 흡입과열도(흡입온도 및 증발온도의 차)에 따라 제 2 전자팽창밸브(62)를 제어한다.
상기 흡입온도는 어큐뮬레이터(40)의 흡입 측에서 감지된 냉매의 온도이고, 상기 증발온도는 수냉열교환기(40)에서의 냉매 온도이다.
본 실시예에서는 상기 흡입과열도가 제 3 온도설정값(본 실시예에서 10도) 이하인 경우, 제 3 주기(본 실시예에서는 5초)마다 제 2 전자팽창밸브(62)를 제 2 개도값(본 실시예에서는 -100펄스)씩 감소시킨다.
상기 흡입과열도가 제 3 온도설정값(본 실시예에서 10도) 초과인 경우 제 4 주기(본 실시예에서는 5초)마다 제 2 전자팽창밸브(62)를 제 3 개도값(본 실시예에서는 50펄스)씩 증가시킨다.
상술한 조건에 의해 S40 단계가 수행된 후, 제어부는 온도센서들로부터 센싱된 온도값을 수신한다.
상기 S50 단계에서는 온도센서(84)(85)들로부터 수신된 온도값이 제 1 온도설정값을 초과하는지 판단하고, 조건을 만족하는 경우, S60 단계에서 제상을 종료시킨다.
상기 제 1 공냉열교환기(31) 및 제 2 공냉열교환기(32)의 온도가 11도를 초과하는 경우, 충분히 제상이 되었다고 판단하고, 제상을 종료한다.
상기 S50 단계의 조건을 만족하지 못한 경우, 상기 S40 단계로 리턴되어 계속 제상을 실시한다.
한편, 상기 S40 단계의 제상을 수행하는 과정에서, 상기 수냉열교환기(40)의 동파를 예방하기 위한 제어가 동시에 실시될 수 있다.
상기 S80 단계에서는 출수온도가 제 2 온도설정값 보다 낮아지는 판단한다.
제상운전 중에는 상기 수냉열교환기(40)가 증발기로 작동되기 때문에, 외부 온도에 의해 온도가 급격하게 내려갈 수 있고, 이로 인해 물이 얼 수 있다.
그래서 출수온도가 제 2 온도설정값 미만으로 낮아지는 경우, 물이 얼 수 있다고 판단하고, S90 단계에서 제상을 종료한다. 상기 S90 단계의 제상종료는 공랭열교환기(30)의 제상이 정상적으로 완료되지 않은 상태에서도 동파방지를 위해 실시될 수 있다.
즉, 공냉열교환기(30)의 제상이 완료되지 않았어도, 동파방지를 위해 S80 단계의 조건을 만족하면 제상을 종료시키고, 난방운전을 실시하여 수냉열교환기(40)를 가열해야 한다.
반면에 상기 S80 단계를 만족하지 않는 경우, 수냉열교환기(40)가 더 냉각될 수 있는 충분한 여력이 있다고 판단하고, S40 단계로 리턴되어 제상운전을 지속한다.
상기 S90 단계에서 제상운전을 종료한 후, 상기 S100 단계에서 압축기를 정지시키고 3분동안 대기한 후 난방운전으로 전환한다.
상기 S100 단계 후에는 S10 단계로 리턴되어 다시 제상운전을 실시할 수 있는 판단한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 제상운전을 실시하는 과정에서 제상이 완료되지 않았더라도 공기조화기를 보호하기 위해 제상운전을 멈추고 난방운전으로 전환될 수 있다.
도 3(a)는 종래 기술에 따라 제어된 공기조화기의 온도그래프이고, 도 3(b)는 본 실시예에 따라 제어된 공기조화기의 온도그래프이다.
그래프의 목차에 표시된 4way는 사방밸브이고, sub EEV는 제 2 전자팽창밸브이다. 그래프의 좌측 Y축은 온도이고, 우측 Y축은 전자팽창밸브의 펄스값이고, X축은 시간축이다.
그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이, 종래에는 제상운전 구간 동안 증발온도가 0도 이상 상승하지 않고, 30Hz 난방운전 시, 사방밸브 절환 최저 증발온도가 -25도 이하로 형성되는 것을 확인할 수 있다.
본 실시예에 따른 제어방법에 의한 그래프에서는 제상운전 구간 동안 최저 증발온도가 -3.5 이상으로 유지되는 것을 확인할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 압축기 20 : 사방밸브
30 : 공냉열교환기 40 : 수냉열교환기
50 : 어큐뮬레이터 61 : 제 1 전자팽창밸브
62 : 제 2 전자팽창밸브 70 : 과냉각기
81, 82, 83, 84, 85 : 온도센서
91, 92, 93 : 압력센서

Claims (8)

  1. 제상운전(S40)될 때,
    응축기로 작동되는 공냉열교환기의 온도가 제 1 온도설정값을 초과하는 지 판단하는 단계(S50);
    상기 S50 단계를 만족하는 경우 제상운전을 종료하는 단계(S60);
    상기 S50 단계와 별도로, 증발기로 작동되는 수냉열교환기에 연결된 물출구의 온도가 제 2 온도설정값 미만인지를 판단하는 단계(S80);
    상기 S80 단계를 만족하는 경우, 수냉열교환기(40)의 동파방지를 위해 제상을 종료하는 단계(S90);를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 S60 단계 후에, 난방운전으로 전환되는 공기조화기의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    난방운전되는 단계(S5);
    상기 난방운전되는 도중 제상시작을 판단하는 단계(S10);
    상기 제상시작이라고 판단된 경우, 압축기를 정지시키는 단계(S20);
    상기 압축기 정지 후 소정시간 동안 대기하는 단계(S30);
    상기 S30 단계 후에 상기 제상운전(S40)을 수행하고,
    상기 S90 단계 후에 상기 S90 단계 이후에 소정시간 동안 정상운전으로 복귀하는 단계(S100)를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 S100 단계 후에, 상기 S10 단계로 리턴되어 제상 시작을 판단하는 공기조화기의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제상운전(S40)은
    압축기의 최대운전주파수 이하에서 운전주파수를 제 1 주기마다 제 1 증가주파수씩 증가시키고,
    상기 압축기 토출 측 냉매압력(A)과 상기 공냉열교환기의 냉매압력(B)의 압력비(A/B)를 기준으로 상기 수냉열교환기에 공급되는 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브의 개도값을 조절하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 압력비(A/B)가 기준값 초과인 경우, 제 2 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 1 개도값씩 증가시키고,
    상기 압력비(A/B)가 기준값 이하인 경우, 상기 전자팽창밸브의 현재의 개도를 유지시키는 공기조화기의 제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 압축기의 운전주파수가 최대운전주파수에 도달한 후,
    상기 압축기의 흡입 측 냉매온도와 상기 공냉열교환기의 냉매온도 차인 흡입과열도를 기준으로 상기 전자팽창밸브를 제어하는 공기조화기의 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 흡입과열도가 제 3 온도설정값 이하인 경우, 제 3 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 2 개도값씩 감소시키고,
    상기 흡입과열도가 상기 제 3 온도설정값 초과인 경우 제 4 주기마다 상기 전자팽창밸브를 제 3 개도값씩 증가시키는 공기조화기의 제어방법.
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