KR20180075175A

KR20180075175A - 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20180075175A
Application number: KR1020160179204A
Authority: KR
Inventors: 최창민; 김성환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2018-07-04

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 설정된 판단기준에 따라 열교환기의 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하고, 제상운전 중 측정되는 데이터를 바탕으로 제상운전에 대한 정상 완료 여부를 판단하여 제상운전수행에 대한 판단기준을 변경함으로써, 주변 환경과 제품 특성에 따라 제상운전이 각각 상이하게 수행되도록 하고, 제상운전에 대하여 지속적으로 적합성을 판단하여 판단기준을 변경함으로써, 불필요한 제상운전의 수행되는 것을 방지하고 제상운전을 늦게 수행하여 운전 효율이 감소하는 문제를 해소하여, 운전효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air-conditioner and Method thereof}

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 열교환기의 착상을 감지하여 제상운전을 수행하는 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.

공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.

앞서 설명한 바와 같이 공기조화기는 냉매가 순환하며, 열교환하는 과정에서 냉기를 토출하거나 온기를 토출하여 냉방 또는 난방으로 운전한다.

이러한 공기조화기는 일정시간 이상 난방운전을 수행하는 경우, 증발기로 동작하는 실외열교환기에 결빙이 발생하여 난방 효율이 저하되는 문제점이 있다.

그에 따라 공기조화기는 열교환기에 결빙이 발생하였는지 여부, 착상의 정도를 감지하여 일정시간 제상운전을 수행한다. 제상운전을 수행하는 경우, 실내는 설정된 운전이 수행되지 못하므로, 제상운전이 너무 자주 수행되거나, 장시간 수행되는 경우 사용자의 불편을 초래하는 문제점이 있다.

그러나 종래의 공기조화기는 주변 환경에 관계없이, 지정된 시간 동작하면 일정시간 동안 제상운전을 수행하도록 설정됨에 따라, 불필요하게 제상운전을 수행하거나, 또는 너무 늦게 제상운전을 하는 경우가 있어 운전효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기 및 그 제어방법에 있어서, 착상을 감지하여 열교환기의 결빙을 제거하기 위해 수행되는 제상운전에 대하여, 제상운전이 정상적으로 수행되는지 여부를 판단하여 제상운전수행에 대한 판단기준을 변경함으로써 주변환경과 상황에 맞춰 공기조화기가 제상운전을 수행하도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기는 압축기, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 실외열교환기, 상기 실외열교환기로 외기를 공급하고 열교환된 공기를 토출하는 실외기팬, 실외온도를 측정하는 제 1 온도센서, 상기 실외열교환기의 온도를 측정하는 제 2 온도센서, 운전 중, 상기 제 1 온도센서 및 상기 제 2 온도센서로부터 측정되는 열교환기온도와 실외온도를 바탕으로 상기 실외열교환기에 착상 여부를 판단하여, 제상운전을 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 제상운전이 완료되면, 제상운전이 정상적으로 종료되었는지 여부를 판단하여, 상기 실외열교환기 착상에 대한 판단기준을 변경하고, 변경된 판단기준에 따라 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 제상운전이 소요된 시간인, 제상운전시간을 바탕으로, 정상제상, 늦은제상, 가제상 중 어느 하나를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 제상운전시간이, 제 1 기준시간을 초과하는 경우 늦은제상으로 판단하고, 제 2 기준시간 미만인 경우 가제상으로 판단하며, 상기 제 2 기준시간 이상, 상기 제 1 기준시간 이하인 경우 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 제상운전 중, 상기 제 2 온도센서로부터 측정되는 상기 열교환기온도를 누적 저장하고, 온도변화율을 산출하여, 정상제상, 늦은제상, 가제상중 어느 하나를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 가제상인 경우, 실외온도에 대하여 낮은 온도차에서 제상운전이 시작되도록 하고, 늦은제상인 경우 실외온도에 대하여 높은 온도차에서도 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은, 냉매량을 판단하는 단계, 냉매충전을 위한 준비가 완료되면, 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나의 운전모드로 동작하도록 냉매충전모드를 설정하는 단계, 운전 중, 실외온도와, 열교환기온도를 측정하는 단계; 상기 실외온도와 상기 열교환기온도에 대응하여, 실외열교환기의 착상 여부를 판단하여 제상운전을 시작하는 단계, 제상운전 중, 상기 열교환기온도 또는 제상운전시간을 측정하는 단계, 제상운전을 종료하고 기 설정된 운전모드에 따라 운전을 시작하는 단계, 제상운전이 정상적으로 종료되었는지 여부를 판단하는 단계; 제상운전이 정상적으로 종료된 경우, 상기 실외열교환기의 착상 여부에 대한 판단기준을 유지하고, 정상적으로 종료되지 않은 경우 상기 판단기준을 변경하는 단계; 운전 중, 상기 판단기준에 따라 상기 실외열교환기의 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 판단기준 변경 시, 상기 운전중, 변경된 판단기준에 따라 상기 실외열교환기의 착상 여부를 판단하여 제 2 제상운전을 수행하는 단계를 더 포함한다.

상기 제상운전 종료 후, 정상적으로 제상이 종료된 경우 정상제상으로 판단하고, 정상적으로 종료되지 않은 경우 늦은제상 또는 가제상 중 어느 하나를 판단하는 단계를 더 포함한다.

상기 제상운전시간에 대응하여, 상기 제상운전시간이, 제 1 기준시간을 초과하는 경우 상기 늦은제상으로 판단하고, 제 2 기준시간 미만인 경우 상기 가제상으로 판단하며, 상기 제 2 기준시간 이상, 상기 제 1 기준시간 이하인 경우 상기 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은, 제상운전 수행 시, 수행된 제상운전에 대한 정상 완료 여부를 판단하여 제상운전수행에 대한 판단기준을 변경함으로써, 주변 환경과 공기조화기의 제품 특성에 따라 제상운전이 각각 상이하게 수행되도록 하고, 제상운전에 대하여 지속적으로 적합성을 판단하여 판단기준을 변경함으로써, 불필요한 제상운전의 수행되는 것을 방지하고 제상운전을 늦게 수행하여 운전 효율이 감소하는 문제를 해소하여, 운전효율을 향상시키는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 대한 판단기준을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 따른 냉매의 압력변화가 도시된 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 대한 판단기준 설정방법이 도시된 순서도이다.

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.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공기조화기는, 복수의 실내기(20)(21 내지 26), 적어도 하나의 실외기(10)(11, 12), 복수의 실내기에 각각 연결되는 복수의 리모컨(30)(31 내지 36)을 포함한다.

공기조화기는 복수의 실내기(20) 및 실외기(10)와 연결되어 그 동작을 제어하고 모니터링하는 제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기는 냉매를 일정량 보유하면서 실내기로 공급되는 냉매를 조절하여 공기조화기에서 냉방운전과 난방운전이 동시에 수행되도록 하는 분배기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어기는 입력되는 사용자 명령에 대응하여 복수의 실내기(20) 및 실외기(10)의 동작을 제어하고, 그에 대응하는 복수의 실내기 및 실외기의 동작상태에 대한 데이터를 주기적으로 수신하여 저장하며, 모니터링화면을 통해 동작상태를 출력한다. 제어기는 복수의 실내기(20)에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어, 전력사용에 대한 피크제어, 디멘드제어 등을 수행할 수 있다. 또한, 제어기는 복수의 중앙제어기가 구비되어 상호 연결될 수 있고, 경우에 따라 소정 네트워크를 통해 연결될 수 있다.

리모컨(30)은 실내기와 유선 또는 무선통신방식으로 연결되어 실내기로 사용자명령을 입력하고, 실내기의 데이터를 수신하여 출력한다. 리모컨(30)은 실내기와의 연결방식에 따라 실내기로 사용자 명령을 전송하고, 실내기의 데이터를 수신하지 않는 일방향 통신을 수행하거나, 실내기와 상호 데이터를 송수신하는 양방향 통신을 수행할 수 있다.

리모컨(30)은 복수의 실내기 중 어느 하나에 연결되어, 연결된 실내기로 제어명령을 전송하고, 연결된 실내기의 정보를 출력한다. 예를 들어 제 1 리모컨(31)은 제 1 실내기(21)에 연결되고, 제 2 리모컨(32)은 제 2 실내기(22)에 연결된다. 경우에 따라 복수의 실내기에 하나의 리모컨이 연결되어 하나의 리모컨을 통해 복수의 실내기의 설정을 동시에 변경할 수 있다.

공기조화기는 실외기(10)와 실내기(20)를 포함하는 것을 예로 하여 설명하나, 환기유닛, 공기청정장치, 가습장치, 히터 중 적어도 하나의 유닛을 더 포함할 수 있고, 이러한 유닛은 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.

실외기(10)(11, 12)는 각각 복수의 실내기(20)에 냉매배관으로 연결되어, 실내기로 냉매를 공급한다. 또한, 실외기(10)는 복수의 실내기와 주기적으로 통신하여 상호 데이터를 송수신하고, 실내기로부터 변경되는 운전설정에 따라 동작을 변경한다.

실내기(20)는 실외기(10)로부터 공급되는 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(미도시), 냉매의 열교환시키는 실내열교환기(미도시), 실내공기가 실내열교환기로 유입되도록 하고, 열교환된 공기가 실내로 노출되도록 하는 실내기팬(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함한다.

또한, 실내기(20)는 열교환된 공기를 토출하는 토출구(미도시)를 포함하고, 토출구에는 토출구를 여닫고, 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단(미도시)이 구비된다. 실내기는 실내기팬의 회전속도를 제어함으로써 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어하며, 풍량을 조절한다. 실내기(20)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 출력부 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 이때 실내기(20)는 공기조화기 운전에 대한 설정정보를 리모컨(30)으로 전송하여 리모컨을 통해 출력하고, 데이터를 입력받을 수 있다.

실외기(10)는 연결된 실내기(20)로부터 수신되는 데이터 또는 제어기의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작하며, 연결된 실내기로 냉매를 공급한다.

복수의 실외기(11)(12)가 연결되는 경우, 각 실외기는 도시된 바와 같이 복수의 실내기에 연결될 수 있고, 또한, 분배기를 통해 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수 있다.

예를 들어 제 1 실외기(11)와 제 2 실외기(12)가 상호 연결되어 제 1 내지 제 6 실내기로 냉매를 공급할 수 있고, 분배기가 연결되는 경우에는 제 1 실외기와 제 2 실외기가 분배기를 통해 복수의 실내기로 냉매를 공급한다.

또한, 제 1 실외기(11)는 제 1 내지 제 3 실내기(21 내지 23)와 연결되고, 제 2 실외기(12)는 제 4 내지 제 6 실내기(24 내지 26)와 연결되어, 각각 연결된 실내기로 냉매를 공급할 수 있다.

실외기(10)는 냉매를 압축하여 고압의 기체 냉매를 토출하는 적어도 하나의 압축기, 냉매로부터 기체 냉매와 액체냉매를 분리하여 기화되지 않은 액체냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터, 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하는 오일회수기, 외기와의 열교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되도록 하는 실외열교환기, 실외열교환기의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여 실외 열교환기로 공기를 유입하고 열교환된 공기를 외부로 토출하는 실외기팬, 실외기의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브, 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서, 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서, 실외기의 동작을 제어하고 다른 유닛과의 통신을 수행하는 제어구성을 포함한다. 실외기(10)는 그 외 다수의 센서, 밸브, 과냉각기 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어구성이 도시된 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실외기(10)는, 압축기 구동부(130), 압축기(131), 실외기팬(141), 팬 구동부(140), 밸브 구동부(150), 밸브(151), 감지부(120), 타이머(129), 데이터부(180) 그리고 실외기 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다. 또한, 실외기(10)는, 출력부(미도시), 입력부(미도시), 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.

데이터부(180)에는 압축기(131), 실외기팬(141), 밸브(151) 등의 동작을 제어하기 위한 제어데이터, 실내기(20) 또는 제어기와 통신하기 위한 통신데이터, 외부로부터 송수신되는 데이터, 동작 중 발생하거나 또는 감지되는 동작데이터가 저장된다.

또한, 데이터부(180)에는 제상운전을 시작하는 시점을 판단하기 위한 판단조건데이터, 제상운전시간, 감지부로부터 입력되는 데이터가 누적하여 저장되고, 제상운전에 따른 판단조건이 변경되면 판단조건데이터가 누적 저장된다.

데이터부는 실외기의 기능별 실행프로그램, 동작 제어를 위한 데이터, 송수신되는 데이터가 저장된다. 데이터부는 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.

입력부는 버튼, 스위치, 터치입력수단 중 적어도 하나를 포함하여, 실외기로 사용자 명령 또는 소정의 데이터를 입력한다. 예를 들어 전원키, 시운전키, 주소할당키 등이 구비될 수 있다. 출력부는 점등 또는 점멸제어되는 램프, 스피커 및 디스플레이부 중 적어도 하나를 포함하여 실외기의 동작상태를 출력한다. 램프는 점등여부, 점등색상, 점멸 여부에 따라 실외기가 동작중인지 여부를 출력하고, 스피커는 소정의 경고음, 효과음을 출력하여 실외기의 동작상태를 출력한다. 디스플레이부는 실외기의 운전설정 또는 동작상태를, 문자, 숫자, 이미지 중 적어도 하나의 조합으로 구성된 안내 메시지 또는 경고를 출력할 수 있다.

실외기팬(141)은 팬의 회전동작을 통해 실외열교환기로 실외공기를 공급하고, 열교환된 냉온의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 실외열교환기는 냉방운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작함에 따라, 실외기팬(141)은 실외열교환기에서 열교환된 냉기 또는 온기를 외부로 배출한다.

팬 구동부(140)는 실외기팬(141)에 구비되는 모터의 구동을 제어하여, 실외기팬의 회전동작을 제어한다. 팬 구동부(140)는 제어부(110)의 제어신호에 대응하여, 실외기팬(141)이 설정된 회전속도로 동작하거나 또는 동작정지하도록 한다. 팬 구동부(140)는 실외기팬(141)에 구비되는 모터의 형태에 따라 동작신호를 인가하여, 실외기팬(141)의 회전속도를 제어한다.

밸브 구동부(150)는 실외기 내에 구비되는 복수의 밸브(151)에 대하여 개폐 여부 또는 개방정도를 조절하여, 냉매의 유량 또는 냉매의 유동 방향을 제어한다. 밸브(151)는 각각 상이한 위치에 복수로 존재하므로, 밸브 구동부 또한 복수로 구비될 수 있다. 밸브는 사방밸브, 팽창밸브, 핫가스밸브 등이 포함된다.

압축기(131)는 유입되는 냉매를 압축하여 토출함으로써, 실외기로부터 실내기로 냉매가 순환되도록 한다. 압축기(131)는 저온저압의 기체냉매가 유입되면, 이를 압축하여 고온 고압의 기체냉매를 토출한다.

압축기 구동부(130)는 압축기(131)에 구비되는 모터로 공급되는 동작전원을 제어하고, 그에 따라 압축기의 운전주파수를 제어한다. 압축기 구동부(130)는 압축기의 구동을 제어하는 인버터를 포함한다.

통신부(미도시)는 다른 실외기, 또는 연결된 실내기와 통신하고, 또한, 제어기와 통신하여 동작데이터를 송수신하고, 제어기로부터 제어명령을 수신하여 제어부로 인가한다. 이때 통신부는 통신하고자 하는 대상에 따라, 각각 상이한 통신방식으로 통신할 수 있다. 예를 들면, 통신부는, RS 232, RS 422 또는 RS485 통신 프로토콜을 이용하거나, 지그비, 와이파이, 블루투스를 통해, 실내기, 실외기, 제어기와 데이터를 교환할 수도 있다.

감지부(120)는 복수의 센서를 포함하여 실외기의 동작상태 및 이상을 감지한다. 감지부(120)는 제 1 온도센서(121), 제 2 온도센서(122)와, 압력센서(125)를 포함한다.

온도센서는 실외기 냉매배관의 온도, 열교환기 온도, 실외기팬의 온도, 실외온도를 측정하여 제어부(110)로 입력한다. 제 1 온도센서(121)는, 실외온도를 측정하고, 제 2 온도센서(122)는 열교환기온도를 측정한다. 또한, 냉매배관의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함할 수 있다. 제 1 온도센서(121)는 실외기의 외벽에 설치되거나, 또는 실외기팬(141)의 외부공기와 접하는 일측에 설치될 수 있고, 또한, 외부로부터 실외열교환기로 공기가 흡입되는 통로에 설치되어, 실외온도를 측정할 수 있다. 제 2 온도센서(122)는 열교환기에 설치되어, 열교환기 온도를 측정한다.

압력센서(125)는 냉매배관에 설치되어 냉매배관의 압력을 측정하여 제어부(110)로 입력한다. 압력센서(125)는 냉매배관에 복수로 설치되며, 예를 들어 압축기의 냉매 유입부와 냉매토출부에 각각 설치될 수 있다.

압력센서(125)는 복수로 구비되어, 고압냉매관에 설치되어 고압냉매의 압력을 측정하고, 또한, 저압냉매관에 설치되어, 저압냉매의 압력을 측정한다. 예를 들어 압축기(131)의 냉매배관 입구에서 냉매의 저압을 측정하고, 압축기(131)의 냉매배관 출구에서 냉매의 고압을 측정할 수 있다.

타이머(129)는 제어부의 제어명령에 따라 시간을 카운트한다.

제어부(110)는 입출력되는 데이터를 제어하고, 통신부를 통해 송수신되는 데이터에 대응하여 동작을 제어하며, 제어기 또는 실내기(20)의 요청에 따라 압축기(131), 실외기팬(141), 밸브(151)에 대한 제어명령을 각각 생성하여 압축기 구동부(130), 팬 구동부(140), 밸브 구동부(150)로 인가하여 실외기가 설정된 운전모드로 동작하도록 한다.

제어부(110)는 실외기 동작 중, 감지부(120)로부터 입력되는 데이터에 대응하여 동작상태를 판단하고, 이상을 판단하여 에러를 출력한다. 또한, 제어부(110)는 온도센서(121)(122) 및 압력센서(125)로부터 입력되는 데이터를 바탕으로, 열교환 효율을 판단하고, 제상운전을 수행할지 여부를 판단한다.

제어부(110)는 실외온도와 열교환기 온도의 온도차를 연산하고, 기 설정된 판단조건에 따라 제상운전을 수행하도록 한다. 제어부(110)는 제상운전 시, 기 설정된 운전은 중지하고, 제상운전을 시작하며, 제상운전에 따른 안내가 출력부를 통해 출력되거나, 또는 통신부를 통해 실내기로 전송하여 실내기에 표시되도록 한다.

또한, 제어부(110)는 기 설정된 주기에 따라 제상운전을 수행할 수 있다.

제어부(110)는 제상운전 시, 온도변화를 바탕으로 제상운전 종료 여부를 판단하고, 제상운전을 종료하고, 기 설정된 운전을 수행한다.

제어부(110)는 타이머를 통해 제상운전 시 시간을 카운트하도록 하고, 제상운전에 소요된 시간을 데이터부에 누적하여 저장한다. 제어부(110)는 제상운전을 수행하기 전, 측정된 온도데이터 또한 데이터부에 누적하여 저장한다.

제어부(110)는 제상운전이 종료되면, 제상운전에 소요된 시간, 즉 제상운전시간을 설정시간과 비교하여, 제상운전시간이 설정시간을 초과하는 경우, 제상운전에 많은 시간이 소요되었으므로, 착상된 결빙이 많아 늦어진 것으로 판단하고, 제상운전을 좀더 빨리 시작하도록 판단조건을 변경한다.

제어부(110)는 제상운전시간이 설정시간 미만인 경우, 결빙양이 적거나, 가제상, 즉 수행하지 않아도 되는 제상운전을 수행한 것으로 판단하여, 다음 제상운전은 좀더 늦게 시작하도록 판단조건을 변경한다.

또한, 제어부(110)는 제상운전시, 열교환기의 온도변화율을 산출하여, 제상운전이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단한다. 제어부(110)는 온도변화율이 설정값을 초과하는 경우, 단시간에 실외열교환기의 온도가 변경된 것이므로, 가제상으로 판단하고, 온도변화율이 설정값 미만인 경우 열교환기의 온도가 느리게 변화된 것이므로, 늦은제상으로 판단한다. 제어부(110)는 가제상과 늦은제상에 대한 온도변환율의 설정값을 상이하게 적용하여 정상적인 제상운전인지 여부를 판단한다.

제어부(110)는 늦은 제상과 가제상 여부를 판단하기 위한 설정시간 또는 설정값을 각각 상이하게 하여, 두값을 비교한 후, 늦은 제상인 경우 다음 제상운전은 좀더 빨리 시작되도록 착상에 대한 판단기준을 낮추고, 가제상의 경우에는 다음 제상운전이 좀더 늦게 시작되도록 착상에 대한 판단기준을 높인다.

또한, 제어부(110)는 주기에 따라 제상운전을 수행하는 경우, 제상운전에 따른 주기를 증가하거나 감소하여 판단기준을 변경한다.

제어부(110)는 변경된 판단기준을 데이터부에 저장한다.

동일한 모델의 공기조화기인 경우에도, 주변 환경, 예를 들어 온도에 따라 결빙의 정도가 상이하고, 또한, 센서 자체의 민감도나, 센서의 감지범위에 따라 측정되는 값에 편차가 있으므로, 제상운전 수행에 대한 판단 시점이 상이할 수 있다.

따라서 제어부(110)는 제상운전에 소요된 시간을 바탕으로, 다음 제상운전에 대한 판단조건을 변경하여, 주변환경이나 제품에 따른 특성에 맞춰 제상운전이 수행되도록 한다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 대한 판단기준을 설명하는데 참조되는 도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 제상운전시간에 따라, 다음 제상운전에 대한 판단조건을 변경한다.

이때, 판단조건이란, 제상운전을 시작할지 여부를 판단하기 위한 것으로, 제어부(110)는 실외온도와 열교환기온도의 온도차, 그리고 실외온도에 따라 착상 정도를 판단하여 제상운전을 수행한다.

열교환기에 결빙이 발생하여, 결빙의 양이 증가할수록, 열교환기가 정상적으로 열교환을 수행하지 못하게 되고, 열교환기의 결빙에 의해 열교환온도가 가변되므로, 제어부(110)는 실외온도와 열교환기의 온도를 이용하여 착상을 판단한다.

제어부(110)는 제 1 기준(S1)에 따라, 실외온도와 열교환기온도 간의 온도차를 바탕으로 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하도록 한다. 제어부(110)는 실외온도와 열교환기온도의 온도차가 일정온도 이하인 경우 열교환기에서 열교환이 정상적으로 이루어지지 않는 것으로 판단한다. 제어부(110)는 열교환기 착상으로 인한 현상으로 판단하여 제상운전을 수행한다. 이때, 실외온도에 따라 실외온도가 낮은 경우와 실외온도가 높은 경우 각각 온도차에 대한 기준을 상이하게 설정한다.

도 3의(a)에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 실외온도가 제 1 온도(t1)인 경우에는 제 1 기준(S1)에 따라, 제 1 온도차(dt1)를 기준으로 제상운전을 수행하도록 하고, 실외온도가 제 1 온도 보다 높은 제 2 온도(t2)인 경우에는 제 1 온도차보다 높은 제 2 온도차(dt2)를 기준으로 제상운전을 수행하도록 한다.

이때, 제어부(110)는 실외온도가 제 1 온도(t1) 이하에서는 제 1 온도차(dt1)를 기준으로 제상운전을 수행하고, 실외온도가 제 2 온도(t2) 이상인 경우에는 제 2 온도차(dt2)를 기준으로 제상운전을 수행한다.

실외온도가 제1 온도 내지 제 2 온도의 범위에 속하는 경우에는 온도에 비례하여 온도차를 상이하게 적용하여 제상운전이 수행되도록 한다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 제상운전에 따른 판단기준(S1, S2, S3)을 변경할 수 있다.

제상운전 후, 제어부(110)는 제상운전시간 또는 온도변환율을 바탕으로, 정상제상, 가제상, 늦은제상을 판단한다.

제어부(110)는 정상제상인 경우 현재의 판단기준을 유지하고, 가제상인 경우 판단기준을 높이고, 늦은제상인 경우 판단기준을 낮춘다.

제어부(110)는 제 1 기준(S1)에 따라 제상운전을 수행한 후, 종료된 제상운전이 늦은 제상인 경우, 제상운전이 빨리 시작되도록 제 3 기준(S3)으로 제상운전에 대한 판단기준을 변경하고, 가제상인 경우에는 제상운전이 늦게 시작되도록 판단기준을 제 2 기준(S2)으로 변경한다.

그에 따라, 실외온도가 제 1 온도(t1) 또는 그 이하인 경우, 제 1 기준(S1)에 따라 온도차가 제 12 온도차(d12)인 경우 제상운전을 시작하나, 판단기준이 제 2 기준(S2)으로 변경되면, 온도차가 제 11 온도차(dt11)인 경우 제상운전을 시작하고, 판단기준이 제 3 기준(S3)인 경우에는 온도차가 제 3 온도차(dt13)인 경우 제상운전을 시작한다.

또한, 실외온도가 제 2 온도(t2) 또는 그 이상인 경우, 제 1 기준(S1)에 따라 제 14 온도차(dt14)에서 제상운전을 시작하나, 제 2 기준(S2)에서는 제 13온도차(dt13)에서 제상운전을 시작하고, 제 3 기준(S3)에서는 제 15 온도차(dt15)에서 제상운전을 시작한다.

그에 따라, 동일한 실외온도 조건에서, 제 3 기준(S3)의 경우 먼저 제상운전을 시작하고, 제 2 기준(S2)의 경우 제 1 기준(S1)보다 늦게 제상운전이 시작된다.

제어부(110)는 제상운전이 종료되면, 제상운전이 정상적으로 종료되는지 여부를 판단하여, 지속적으로 판단기준을 변경한다. 그에 따라 제어부(110)는 모델의 종류, 주변환경뿐 아니라, 계절에 따른 변화에 대응하여 제상운전이 수행되도록 한다.

가제상의 경우 제상운전의 빈도가 증가하므로, 이를 감소시키기 위해 판단기준을 높여 제상운전이 좀더 늦게 시작되도록 하고, 늦은제상의 경우 운전효율이 감소하므로 결빙이 제거되도록 판단기준을 감소시켜 제상운전이 좀더 빨리 시작되도록 한다.

또한, 제어부(110)는 설정된 주기에 따라 제상운전을 수행하는 경우라도, 주기를 변경하여 다음에 수행되는 제상운전이 정상적으로 수행되도록 한다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 따른 냉매의 압력변화가 도시된 그래프이다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 압력센서(125)로부터 측정되는 압력을 바탕으로, 제상운전이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단할 수 있다.

제어부(110)는 도시된 바와 같이, 일정시간 내에, 고압이 급격하게 감소하거나, 일시적으로 급격하게 증가하는 경우, 고압과 저압의 압력차가 작아지므로, 정상적으로 압력이 형성되지 않아, 운전효율이 감소하는 것으로 판단한다. 제어부(110)는 제상운전 후에도 이와 같은 형상이 발생하는 경우 정상적으로 제상운전이 수행되지 못한 것으로 판단하여, 제상운전에 대한 판단기준을 변경할 수 있다.

즉 제어부(110)는 결빙에 의해 저압과 고압이 정상적으로 형성되지 않아 운전효율이 감소하는 경우 제상운전을 좀더 빨리 시작하고, 잦은 빈도로 제상운전이 수행되는 경우에는 기준을 높여 제상운전이 늦게 시작하도록 한다.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전 제어방법이 도시된 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 설정에 따라, 냉방 또는 난방모드로 운전하도록 제어한다(S310).

운전 중, 제어부(110)는 제 1 기준에 따라, 착상 여부를 감지하여(S320), 제상운전 수행 여부를 판단한다(S330).

제어부(110)는 온도센서로부터 입력되는 실외온도와 열교환기온도를 바탕으로 착상 여부를 판단한다. 예를 들어 실외온도가 제 1 온도인 경우, 실외온도와 열교환기온도의 온도차가 제 1 온도차(dt1)인 경우 착상으로 판단하여 제상운전이 필요하다고 판단한다.

제어부(110)는 기 운전을 종료하고 제상운전을 시작한다(S340).

온도센서는 제상운전 중, 온도를 지속적으로 측정하여, 타이머는 제상운전시간을 측정한다.

제어부(110)는 제상운전을 종료하고(S360), 제상운전이 정상적으로 종료되었는지 여부를 판단한다(S370).

제어부(110)는 제상운전중 측정된 온도를 바탕으로, 열교환기 온도의 변화율을 산출하고, 제상운전시간을 바탕으로 정상제상 여부를 판단한다.

완료된 제상운전이 정상제상인 경우 제어부(110)는 현재 판단기준을 제 1 기준으로 유지하고, 기 설정된 운전을 다시 수행한다(S310).

제어부(110)는 운전 중, 설정된 판단기준, 즉 제 1 기준에 따라 제상운전 수행 여부를 판단하여, 제상운전이 필요한 경우, 제상운전을 다시 수행한다.

한편, 제어부(110)는 완료된 제상운전이, 가제상 또는 늦은제상인 경우 판단기준을 변경한다(S380). 제어부(110)는 운전 중 측정된 데이터 및, 변경된 판단기준을 데이터부에 저장한다(S390).

제어부(110)는 운전이 종료되기 전까지, 기 설정된 운전을 수행하고(S405), 운전 중 변경된 기준에 따라 착상 여부를 감지하여(S410), 제상운전을 수행해야하는지 여부를 판단하고, 변경된 기준에 따라 실외온도와 온도차가 조건에 도달하면 제상운전을 수행한다.

제어부(110)는 운전이 종료되기 까지(S420), 운전 및 제상운전을 반복하고, 제상운전이 종료되는 시점에 제상운전이 정상인지 여부를 판단하여 지속적으로 판단기준을 변경한다. 운전이 종료되면, 마지막 판단기준을 저장하고, 다음 운전 시, 마지막 판단기준에 따라 제상운전이 필요한지 여부를 판단하도록 한다.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전에 대한 판단기준 설정방법이 도시된 순서도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 기 설정된 판단기준에 따라 제상운전을 수행한 후, 제상운전이 종료되면(S450), 제어부(110)는 종료된 제상운전이 정상적으로 수행되었는지 여부를 판단한다.

제어부(110)는 제상운전시간, 즉 제상운전에 소요된 시간을 제 1 기준시간과 비교하여(S460) 늦은제상인지 여부를 판단하고, 제상운전시간을 제 2 기준시간과 비교하여(S470) 가제상 여부를 판단한다.

이때, 제 1 기준시간은 제 2 기준기간보다 큰 값을 갖는다.

즉 제어부(110)는 제 1 기준시간보다 오랫동안 제상운전을 수행한 경우, 늦은 제상으로 판단하고(S510), 제 2 기준시간보다 단시간에 제상운전이 종료된 경우 가제상으로 판단한다(S530). 제상운전시간이 제 2 기준시간이상, 제 1 기준시간 이하인 경우에는 정상제상으로 판단한다(S550).

또한, 제어부(110)는 제상운전 중, 온도센서를 통해 측정되는 열교환기온도를 바탕으로, 온도변환율 산출한다.

제어부(110)는 온도변화율이, 제 1 설정값보다 큰 경우, 온도변화가 큰 것으로 보고 가제상으로 판단하고(S530), 온도변화율이 제 2 설정값 미만인 경우에는 늦은 제상으로 판단하며(S510), 제 2 설정값 이상 제 1 설정값 이하인 경우에는 정상제상으로 판단한다(S550).

제어부(110)는 제상운전시간과 온도변화율을 각각 판단하여, 정상제상, 가제상, 늦은제상을 판단한다.

늦은제상으로 판단된 경우, 제어부(110)는 착상감지 기준을 감소시켜 기 설정보다 빨리 제상운전이 수행되도록 하고(S520), 가제상으로 판단된 경우 착상감지 기준을 높여 기 설정보다 늦게 제상운전이 수행되도록 하며(S540), 정상제상인 경우 현재 기준을 유지한다(S560).

제어부(110)는 측정된 데이터를 누적저장하고, 판단기준을 저장한다(S570).

제어부(110)는 운전 중, 지속적으로 착상 여부를 판단하되, 이전에 수행된 제상운전 결과에 따라 변경된 판단기준으로 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행한다.

따라서, 본 발명은, 일괄적으로 제상운전을 수행하지 않고, 환경의 변화 등으로 고려하여 착상에 대한 판단기준을 변경하여 제상운전 시기를 제어함으로써, 불필요하게 자주 제상운전을 수행하거나, 너무 늦게 제상운전을 수행하여 장시간 제상운전이 수행되는 문제를 해소함으로써, 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

10: 실외기 20: 실내기
110: 제어부 120: 감지부
121, 122: 온도센서 125: 압력센서
129: 타이머
131: 압축기 141: 실외기팬
151: 밸브

Claims

압축기;
상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 이용하여 열교환을 수행하는 실외열교환기;
상기 실외열교환기로 외기를 공급하고 열교환된 공기를 토출하는 실외기팬;
실외온도를 측정하는 제 1 온도센서;
상기 실외열교환기의 온도를 측정하는 제 2 온도센서;
운전 중, 상기 제 1 온도센서 및 상기 제 2 온도센서로부터 측정되는 열교환기온도와 실외온도를 바탕으로 상기 실외열교환기에 착상 여부를 판단하여, 제상운전을 수행하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 제상운전이 완료되면, 제상운전이 정상적으로 종료되었는지 여부를 판단하여, 상기 실외열교환기의 착상에 대한 판단기준을 변경하고, 변경된 판단기준에 따라 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 제상운전이 소요된 시간인, 제상운전시간을 바탕으로, 정상제상, 늦은제상, 가제상 중 어느 하나를 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제상운전시간이,
제 1 기준시간을 초과하는 경우 늦은제상으로 판단하고,
제 2 기준시간 미만인 경우 가제상으로 판단하며,
상기 제 2 기준시간 이상이고 상기 제 1 기준시간 이하인 경우에는 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 제상운전 중, 상기 제 2 온도센서로부터 측정되는 상기 열교환기온도를 누적 저장하고, 온도변화율을 산출하여, 정상제상, 늦은제상, 가제상 중 어느 하나를 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도변화율이,
제 1 설정값을 초과하는 경우, 가제상으로 판단하고,
제 2 설정값 미만인 경우 늦은제상으로 판단하며,
상기 제 2 설정값 이상이고 상기 제 1 설정값 이하인 경우 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 정상제상인 경우, 판단기준을 유지하고,
가제상인 경우 판단기준을 높여 다음 제상운전이 늦게 시작되도록 하며,
늦은제상인 경우 판단기준을 낮춰 다음 제상운전이 빨리 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 실외온도와 열교환기온도의 온도차를 연산하고, 실외온도에 대응하여 설정되는 온도차에 따라 착상 여부를 판단하여 제상운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 가제상인 경우, 실외온도에 대하여 낮은 온도차에서 제상운전이 시작되도록 하고,
늦은제상인 경우 실외온도에 대하여 높은 온도차에서도 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는 실외온도가 제 1 온도 이하에서는 제 1 온도차에 제상운전이 시작되도록 하고, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도 이상인 경우 상기 제 1 온도차보다 큰 제 2 온도차에서 제상운전이 시작되도록 착상을 감지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 판단기준을 높이는 경우, 실외온도가 제 1 온도 이하에서는 제 1 온도차보다 큰 제 3 온도차에서 착상을 판단하여 제상운전이 시작되도록 하고,
판단기준을 낮추는 경우, 실외온도가 제 1 온도 이하에서 제 1 온도차보다 작은 제 4 온도차에서 착상을 판단하여 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
운전 중, 실외온도와, 열교환기온도를 측정하는 단계;
상기 실외온도와 상기 열교환기온도에 대응하여, 실외열교환기의 착상 여부를 판단하여 제상운전을 시작하는 단계;
제상운전 중, 상기 열교환기온도 또는 제상운전시간을 측정하는 단계;
제상운전을 종료하고 기 설정된 운전모드에 따라 운전을 시작하는 단계;
제상운전이 정상적으로 종료되었는지 여부를 판단하는 단계; 및
제상운전이 정상적으로 종료된 경우, 상기 실외열교환기의 착상 여부에 대한 판단기준을 유지하고, 정상적으로 종료되지 않은 경우 상기 판단기준을 변경하는 단계;를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 판단기준 변경 시,
변경된 상기 판단기준에 따라 상기 실외열교환기의 착상 여부를 판단하여 제 2 제상운전을 수행하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제상운전이 종료된 후, 정상적으로 제상이 종료된 경우 정상제상으로 판단하고,
정상적으로 종료되지 않은 경우 늦은제상 또는 가제상 중 어느 하나로 판단하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제상운전시간에 대응하여,
상기 제상운전시간이, 제 1 기준시간을 초과하는 경우 상기 늦은제상으로 판단하고, 제 2 기준시간 미만인 경우 상기 가제상으로 판단하며, 상기 제 2 기준시간 이상이고 상기 제 1 기준시간 이하인 경우 상기 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제상운전 중 측정된 상기 열교환기온도를 누적 저장하여, 온도변화율을 산출하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 온도변화율에 대응하여,
상기 온도변환율이, 제 1 설정값을 초과하는 경우, 상기 가제상으로 판단하고,
제 2 설정값 미만인 경우 상기 늦은제상으로 판단하며,
상기 제 2 설정값 이상이고 상기 제 1 설정값 이하인 경우 상기 정상제상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 13 에 있어서,
상기 정상제상인 경우, 제상운전이 정상종료된 것으로 판단하여 상기 판단기준을 유지하고,
상기 가제상인 경우 판단기준을 높여 다음 제상운전이 늦게 시작되도록 하고,
상기 늦은제상인 경우 판단기준을 낮춰 다음 제상운전이 빨리 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 13 항에 있어서,
운전 중, 상기 실외온도와 상기 열교환기온도의 온도차를 연산하고, 상기 실외온도에 대응하여 설정되는 상기 온도차에 따라 착상 여부를 판단하여 상기 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 17 항에 있어서,
상기 가제상인 경우, 실외온도에 대하여 낮은 온도차에서 제상운전이 시작되도록 하고,
상기 늦은제상인 경우 상기 실외온도에 대하여 높은 온도차에서도 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 17 항에 있어서
상기 실외온도가 제 1 온도 이하에서는 제 1 온도차에 제상운전이 시작되도록 하고, 상기 제 1 온도보다 높은 제 2 온도 이상인 경우 상기 제 1 온도차보다 큰 제 2 온도차에서 제상운전이 시작되도록 착상 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제 17 항에 있어서,
제 1 기준에 의해 제 1 온도차에서 착상을 판단하는 경우,
상기 판단기준을 높이면, 상기 제 1 온도차보다 큰 제 3 온도차에서 착상을 판단하여 상기 제상운전이 시작되도록 하고,
상기 판단기준을 낮추면, 상기 제 1 온도차보다 작은 제 4 온도차에서 착상을 판단하여 제상운전이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.