KR20180071033A - 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

공기조화기의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정상운전 중인지를 판단하는 단계(S10); 정상운전 중인 경우, 복수개의 댐퍼들 중 온(ON)되어 열린 댐퍼의 개수 및 실내부하를 판단하는 단계(S20); 온된 상기 댐퍼의 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 판단하는 단계(S30); 상기 S30 단계 후에 판단된 압축기의 운전주파수를 적용하는 단계(S40); 상기 S40 단계 후에 댐퍼의 온 개수의 변동을 판단하는 단계(S50); 상기 S40 단계 후에 실내부하의 변동을 판단하는 단계(S60); 상기 S50 및 S60 단계에서 변동이 없는 경우 상기 S40 단계의 운전주파수를 유지하는 단계(S70);를 포함한다.
본 발명은 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하기 때문에, 실내를 국부적으로 냉방 또는 난방하는 경우 소비전력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

공기조화기의 제어방법{Method for controlling of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 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.
또한 분리형 공기조화기의 한 종류로서, 복수개의 공간에 공기조화된 공기를 제공할 수 있는 시스템에어컨이 있다.
시스템에어컨의 경우, 복수개의 실내기를 구비하여 실내를 공기조화하는 타입과, 덕트를 통해 각 공간에 공기조화된 공기를 공급하는 타입이 있다.
각 실내공간에 각각의 실내기를 구비하는 타입의 경우, 실내의 각 부하에 대응하여 작동될 수 있는 장점이 있는 반면, 비용이 고가인 단점이 있다.
덕트를 통해 각 실내공간에 공기조화된 공기를 공급하는 타입의 경우, 비용이 비교적 저렴한 장점이 있는 반면, 실내부하에 정밀하게 대응하지 못하는 단점이 있다.
또한 종래 덕트타입 공기조화기의 경우, 실내의 목표온도에 따라 제어되기 때문에 소비전력을 절감하는데 한계가 있었다. 예를 들어 종래 덕트타입 공기조화기는 실내부하가 결정되면, 덕트의 개방여부와 무관하게 압축기를 구동하기 때문에, 압축기에서 소모되는 소비전력을 절감할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 10-2014-0056851 A
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 공기조화기 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 실내부하가 크더라도 개방된 덕트의 개수가 작은 경우, 압축기의 운전주파수는 낮게 유지하여 소비전력을 절감할 수 있는 공기조화기 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 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하기 때문에, 실내를 국부적으로 냉방 또는 난방하는 경우 소비전력을 최소화하고, 실내의 과냉방 또는 과난방을 억제할 수 있다.
본 발명은 실내부하가 크더라도 개방된 덕트의 개수가 작은 경우, 압축기의 운전주파수를 낮게 유지하여 소비전력을 절감할 수 있다.
본 발명은 정상운전 중인지를 판단하는 단계(S10); 정상운전 중인 경우, 복수개의 댐퍼들 중 온(ON)되어 열린 댐퍼의 개수 및 실내부하를 판단하는 단계(S20); 온된 상기 댐퍼의 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 판단하는 단계(S30); 상기 S30 단계 후에 판단된 압축기의 운전주파수를 적용하는 단계(S40); 상기 S40 단계 후에 댐퍼의 온 개수의 변동을 판단하는 단계(S50); 상기 S40 단계 후에 실내부하의 변동을 판단하는 단계(S60); 상기 S50 및 S60 단계에서 변동이 없는 경우 상기 S40 단계의 운전주파수를 유지하는 단계(S70);를 포함한다.
상기 S30 단계는, 상기 온된 댐퍼의 개수에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 정하고, 상기 실내부하에 따라 상기 운전주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
상기 S30 단계는 상기 실내부하에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 정하고, 상기 온된 댐퍼의 개수에 따라 상기 운전주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
상기 S50 단계에서 상기 댐퍼의 개수가 변동된 경우, 상기 S20 단계로 리턴될 수 있다.
상기 S60 단계에서 상기 실내부하가 변동된 경우, 상기 S30 단계로 리턴될 수 있다.
실내열교환기의 냉매 압력을 감지하는 실내열교환기 압력센서 및 실내열교환기를 통과하여 압축기로 냉매를 안내하는 저압배관의 냉매 압력을 감지하는 저압배관 압력센서를 포함하고, 상기 S30 단계에서 상기 저압배관 압력센서 또는 실내열교환기 압력센서 중 적어도 어느 하나에서 감지된 냉매의 압력에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 가변시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하기 때문에, 실내를 국부적으로 냉방 또는 난방하는 경우 소비전력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하기 때문에, 개방된 덕트를 통해 과냉방 또는 과난방이 제공되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명은 덕트의 온/오프 개수 및 실내부하가 변동되는 경우, 변동에 따라 압축기 운전주파수를 증가 또는 감소시키기 때문에, 소비전력을 최소화하면서 사용자의 니즈를 충족시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기조화기 제어부의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기 디퓨져의 배치가 도시된 실내의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 댐퍼의 온 개수에 따른 냉매의 목표압력이 도시된 표이다.
도 6은 댐퍼의 온 개수에 따른 압축기 운전주파수가 도시된 표이다.
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 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공기조화기 제어부의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기 디퓨져의 배치가 도시된 실내의 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 실내기(10) 및 실외기(100)를 포함한다. 상기 실내기(10) 및 실외기(100)는 냉매배관(101)(102)을 통해 연결된다. 냉매배관 중 하나는 고압배관(101)이고, 나머지 하나는 저압배관(102)이다.
상기 고압배관(101)은 압축기(14)에서 토출된 냉매가 유동되는 배관이고, 상기 저압배관(102)은 실내기(100)를 통과하여 상기 압축기(14)로 유동되는 배관이다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 냉방 또는 난방을 제공할 수 있는 히트펌프사이클로 작동된다.
상기 실내기(10)는 케이스(11)와, 상기 케이스(11)로 공기를 공급하는 공급 덕트(21)와, 상기 실내기(10)에서 공조된 공기가 배출되는 토출덕트를 포함할 수 있다.
상기 토출덕트는 메인토출덕트(22)와, 상기 메인토출덕트(22)에서 분지되는 복수개의 분지덕트(31 내지 38)를 포함할 수 있다.
상기 각 분지덕트(31 내지 38) 마다 공기가 토출되는 각각의 디퓨져(41 내지 48)가 구비될 수 있다. 상기 각 분지덕트(31 내지 38) 내에는 공기 유동을 조절하는 각각의 댐퍼(61 내지 68)가 구비될 수 있다.
상기 댐퍼(61 내지 68)는 상기 분지덕트(31 내지 38)를 개폐할 수 있다. 그리고 상기 각 댐퍼(61 내지 68)는 댐퍼모터(51 내지 58)와 연결되고, 상기 각 댐퍼모터의 구동에 의해 각 댐퍼의 개도각이 조절될 수 있다.
본 실시예에서 각 댐퍼 모터(51 내지 58)는 독립적으로 구동될 수 있다.
본 실시예에서는 8개의 분지덕트, 댐퍼 및 댐퍼모터가 개시되나, 본 발명에서 분지덕트, 댐퍼 및 댐퍼모터의 개수에는 제한이 없다.
상기 메인토출덕트(21)에는 토출되는 공기의 압력을 감지하는 압력센서(72)가 구비될 수 있다. 상기 실내기(10)는 팬을 회전시키기 위한 팬모터(12)와, 상기 팬모터(12)의 전류를 감지하는 전류센서(13)와, 상기 팬모터(12)를 제어하는 제어부(71) 및 댐퍼(61 내지 68)의 개방 개수에 따른 전류 값 정보가 저장되는 메모리(73)를 포함할 수 있다.
상기 실내기(10)는 입력부(15)를 통해 명령을 입력받을 수 있다. 상기 입력부(15)는 단일의 제어기이거나 각 룸에 구비될 수 있다. 그리고 사용자는 상기 입력부(15)를 이용하여 적어도 하나 이상의 댐퍼(61 내지 68)를 개폐시킬 수 있다.
하나의 룸에 복수개의 분지덕트 또는 디퓨져가 배치될 수 있고, 사용자가 상기 입력부(15)를 통해 온/오프 명령을 입력하는 경우, 하나의 룸에 배치된 복수개의 댐퍼모터가 동시에 작동되어 룸 전체의 댐퍼를 온/오프 할 수 있다.
또한, 사용자는 입력부(15)를 통해 룸 내부에 배치된 일부 분지덕트만을 온/오프 시킬 수도 있다.
한편, 상기 저압배관(102)에는 냉매의 압력을 감지하는 저압배관 압력센서(75)가 배치되고, 실내열교환기에도 냉매의 압력을 감지하는 실내열교환기 압력센서(76)가 배치된다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 개방된 댐퍼의 개수, 저압배관 압력센서(75) 및 실내열교환기 압력센서(76)를 기준으로 압축기(14)의 운전주파수를 조절한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 정상운전 중인지를 판단하는 단계(S10)와, 정상운전 중인 경우, 복수개의 댐퍼들 중 온(ON)되어 열린 댐퍼의 개수 및 실내부하를 판단하는 단계(S20)와, 온된 댐퍼의 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 판단하는 단계(S30)와, 상기 S30 단계 후에 판단된 압축기의 운전주파수를 적용하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 후에 댐퍼의 온 개수의 변동을 판단하는 단계(S50)와, 상기 S40 단계 후에 실내부하의 변동을 판단하는 단계(S60)와, 상기 S50 및 S60 단계에서 변동이 없는 경우 상기 S40 단계의 운전주파수를 유지하는 단계(S70)를 포함한다.
상기 S50 단계에서 댐퍼의 온 개수가 변동된 경우, S20 단계로 리턴된다.
상기 S60 단계에서 실내부하가 변동된 경우, S30 단계로 리턴된다.
상기 S70 단계 이후에는 상기 S50 단계로 리턴되어, 댐퍼의 온 개수 변동 및 실내부하의 변동을 주기적으로 판단한다.
상기 S10 단계는 압축기를 정상운전 중인지를 판단한다. 본 실시예에 따른 제어방법은 압축기의 시동운전 중에는 적용되지 않는다. 압축기가 오프 상태에서 온 되는 경우, 압축기는 일정한 패턴으로 시동운전되고, 시동운전 후에는 정상운전으로 전환된다.
상기 정상운전은 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나일 수 있다.
제어부는 냉방운전 또는 난방운전에 따라 각기 다른 운전주파수로 압축기를 제어할 수 있다.
제어부는 상기 S20 단계에서 개방된 댐퍼의 개수 및 실내부하를 판단한다. 일반적으로 공기조화기는 실내부하에 따라 압축기를 제어한다.
예를 들어 실내부하가 큰 경우, 압축기의 운전주파수를 높은 Hz로 제어하여 큰 부하에 대응하고, 실내부하가 작은 경우, 압축기의 운전주파수를 낮은 Hz로 제어하여 적은 부하에 대응한다. 실내부하가 설정값에 수렴하는 경우, 압축기의 운전주파수를 최대한 낮춘 후 그 이하로 내려가면 압축기를 오프하게 된다.
본 실시예에서는 압축기를 제어할 때, 실내부하 뿐만 아니라 개방된 댐퍼의 개수를 파악하고, 이를 기초로 압축기의 운전주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
예를 들어 실내부하가 일정하더라도 개방된 댐퍼의 개수가 감소하면 압축기의 운전주파수를 감소시킬 수 있다. 또한 실내부하가 일정하더라도 개방됨 댐퍼의 개수가 증가하면 압축기의 운전주파수를 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서는 8개의 댐퍼가 배치되는 바, 댐퍼 8개가 모두 개방된 상태를 기준으로 댐퍼의 개수가 감소할수록 압축기의 운전주파수를 감소시킨다. 상기 댐퍼 1개 당 감소하는 압축기의 운전주파수는 일정할 수 있다.
상기 S30 단계에서는 댐퍼의 온 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 판단하고, S40 단계에서는 판단된 운전주파수를 압축기에 적용한다.
상기 S40 단계 이후에, 상기 제어부는 댐퍼의 온 개수 및 실내부하의 변동을 모니터링한다. 그래서 상기 S50 단계 및 상기 S60 단계의 선후는 바뀔 수 있고, 동시에 실시되어도 무방하다.
상기 S50 단계는 상기 댐퍼의 개수가 변동되는 지를 판단한다. 상기 댐퍼의 개폐 개수는 상기 입력부(15)에 입력 신호를 통해 감지할 수 있다. 사용자가 상기 입력부(15)의 조작을 통해 댐퍼의 온/오프를 입력할 경우, 상기 제어부는 이를 감지한다.
상기 S60 단계에서는 실내부하변동을 감지한다. 사용자가 상기 입력부(15)를 통해 목표온도를 변동하는 경우, 실내부하가 변동될 수 있다. 또한 사용자가 목표온도를 변동하지 않더라도 실외온도 또는 실내온도가 변동되어 실내부하가 변동될 수 있다.
실내부하의 변동은 저압배관 압력센서(75) 및 실내열교환기 압력센서(76)를 통해 판단할 수 있다. 저압배관 압력센서(75)에서 감지된 압력이 목표값을 미달하거나 초과하는 경우 실내부하가 변동될 수 있다. 또한 실내열교환기 압력센서(76)에서 감지된 압력이 목표값을 미달하거나 초과하는 경우 실내부하가 변동될 수 있다.
제어부는 저압배관 압력센서(75) 및 실내열교환기 압력센서(76)의 각 압력값이 목표값에 도달하도록 압축기의 운전주파수를 제어할 수 있다.
또한 저압배관 압력센서(75) 및 실내열교환기 압력센서(76)의 각 압력값이 목표값에 도달하도록 전자팽창밸브의 개도값을 제어할 수 있다.
또한, 공기조화기가 난방운전 시, 제어부는 실내열교환기 압력센서(76)의 압력값과 함께 실내열교환기의 응축온도를 참조하여 압축기의 운전주파수를 제어할 수 있다.
또한, 공기조화기가 냉방운전 시, 제어부는 실내열교환기 압력센서(76)의 압력값과 함께 실내열교환기의 증발온도를 참조하여 압축기의 운전주파수를 제어할 수 있다.
상기 S50 단계 또는 S60 단계 후에 변동이 없다고 판단된 경우, 기존의 압축기 운전주파수를 유지하고, S50 단계로 리턴된다.
도 5는 댐퍼의 온 개수에 따른 냉매의 목표압력이 도시된 표이다.
도시된 냉매의 목표압력은 저압배관 압력센서(75) 또는 실내열교환기 압력센서(76)의 목표 압력값이다.
개방된 댐퍼의 개수가 증가함에 따라 냉매의 목표압력도 비례하여 증가된다. 또한 개방된 댐퍼 개수에 따른 냉매의 목표압력을 기준으로 실내부하에 따라 냉매의 목표압력이 증감될 수 있다.
도 6은 댐퍼의 온 개수에 따른 압축기 운전주파수가 도시된 표이다.
개방된 댐퍼의 개수가 증가함에 따라 압축기의 목표 운전주파수도 비례하여 증가된다. 또한 개방된 댐퍼 개수에 따른 목표 운전주파수를 기준으로 실내부하에 따라 운전주파수가 증감될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 개방된 댐퍼의 개수에 따라 압축기의 목표 운전주파수 또는 냉매의 목표압력을 판단하고, 실내부하를 참조하여 압축기의 목표 운전주파수 또는 냉매의 목표압력를 증감시킨다.
본 실시예와 달리 실내부하를 기준으로 압축기의 목표 운전주파수 또는 냉매의 목표압력를 정하고, 개방된 댐퍼의 개수에 따라 압축기의 목표 운전주파수 또는 냉매의 목표압력를 증감시켜도 무방하다.
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 11 : 응축열교환기
13 : 증발열교환기 14 : 어큐뮬레이터
15 : 응축송풍팬 16 : 증발송풍팬
20 : 제어부 22 : 메인제어부
24 : 시동제어부 26 : 정상제어부
50 : 전자팽창밸브

Claims (6)

  1. 정상운전 중인지를 판단하는 단계(S10);
    정상운전 중인 경우, 복수개의 댐퍼들 중 온(ON)되어 열린 댐퍼의 개수 및 실내부하를 판단하는 단계(S20);
    온된 상기 댐퍼의 개수 및 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수를 판단하는 단계(S30);
    상기 S30 단계 후에 판단된 압축기의 운전주파수를 적용하는 단계(S40);
    상기 S40 단계 후에 댐퍼의 온 개수의 변동을 판단하는 단계(S50);
    상기 S40 단계 후에 실내부하의 변동을 판단하는 단계(S60);
    상기 S50 및 S60 단계에서 변동이 없는 경우 상기 S40 단계의 운전주파수를 유지하는 단계(S70);를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 S30 단계는, 상기 온된 댐퍼의 개수에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 정하고, 상기 실내부하에 따라 상기 운전주파수를 증가 또는 감소시키는 공기조화기의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 S30 단계는 상기 실내부하에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 정하고, 상기 온된 댐퍼의 개수에 따라 상기 운전주파수를 증가 또는 감소시키는 공기조화기의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 S50 단계에서 상기 댐퍼의 개수가 변동된 경우, 상기 S20 단계로 리턴되는 공기조화기의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 S60 단계에서 상기 실내부하가 변동된 경우, 상기 S30 단계로 리턴되는 공기조화기의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    실내열교환기의 냉매 압력을 감지하는 실내열교환기 압력센서 및 실내열교환기를 통과하여 압축기로 냉매를 안내하는 저압배관의 냉매 압력을 감지하는 저압배관 압력센서를 포함하고,
    상기 S30 단계에서 상기 저압배관 압력센서 또는 실내열교환기 압력센서 중 적어도 어느 하나에서 감지된 냉매의 압력에 따라 상기 압축기의 운전주파수를 가변시키는 공기조화기의 제어방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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