KR20180093342A - 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공냉열교환기 및 수냉열교환기를 포함하고, 정상운전 중인지 판단하는 단계(S10); 상기 S10의 가동시간이 최소가동시간 보다 큰지 판단하는 단계(S20); 상기 S10을 만족하는 경우, 복수개의 압축기(11)(12)의 합산 운전주파수가 운전주파수설정값 보다 작은지를 판단하는 단계(S30); 상기 S30 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 이상인 상태에서 제 1 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S40); 상기 S30 단계를 만족하는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 미만인 상태에서 제 1 설정값 보다 큰 제 2 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S60); 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 1 판단조건으로 진입하여 상기 압축기들의 온/오프를 판단하는 단계(S50); 상기 S60 단계를 만족하는 경우, 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 2 판단조건으로 진입하여 공기조화기를 제어하는 단계(S70);를 포함한다.
본 발명은 압축기가 낮은 운전주파수로 운전될 때, 수냉열교환기의 물온도 조건을 참조하여 냉방부하를 판단하고, 이를 통해 압축기의 온/오프를 결정하여 오일부족으로 인한 압축기 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

공기조화기의 제어방법{Method for controlling of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저부하 운전 시 압축기의 오일부족으로 인한 손상을 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 복수개의 인버터 압축기가 저부하로 작동되는 경우, 압축기로 오일이 회수되지 않고 냉매배관 내에 축적되기 때문에, 압축기의 손상을 발생시키는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2006-0067544 A
본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 저부하 운전 시 압축기의 오일부족으로 인한 손상을 방지할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 수냉열교환기의 입수온도 및 출수온도의 판단을 통해 압축기를 정지시키고, 압축기를 재기동시켜 냉매배관 내의 오일을 회수하는 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 냉매배관의 오일을 회수하기 위해 수냉열교환기의 물입구 온도, 물출구 온도 및 압축기의 운전주파수를 기준으로 압축기의 재기동을 판단한다.
본 발명은 최소가동시간까지는 압축기의 운전주파수가 낮더라도 압축기들의 재기동을 실시하지 않지만, 제 1 운전시간 이후에는 압축기들의 합산운전주파수가 운전주파수설정값 보다 낮을 경우, 압축기들의 재기동을 실시한다.
본 발명은 압축기들의 합산운전주파수가 운전주파수설정값 보다 크더라도 수냉열교환기를 통과하는 물온도에 따른 판단조건을 충족하지 못할 경우, 압축기들을 재기동시킨다.
본 발명은 공냉열교환기 및 수냉열교환기를 포함하고, 정상운전 중인지 판단하는 단계(S10); 상기 S10의 가동시간이 최소가동시간 보다 큰지 판단하는 단계(S20); 상기 S10을 만족하는 경우, 복수개의 압축기(11)(12)의 합산 운전주파수가 운전주파수설정값 보다 작은지를 판단하는 단계(S30); 상기 S30 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 이상인 상태에서 제 1 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S40); 상기 S30 단계를 만족하는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 미만인 상태에서 제 1 설정값 보다 큰 제 2 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S60); 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 1 판단조건으로 진입하여 상기 압축기들의 온/오프를 판단하는 단계(S50); 상기 S60 단계를 만족하는 경우, 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 2 판단조건으로 진입하여 공기조화기를 제어하는 단계(S70);를 포함한다.
상기 S30 단계의 운전주파수설정값은 70Hz일 수 있다.
상기 제 2 설정값은 상기 제 1 설정값의 2배로 설정될 수 있다.
상기 제 1 설정값은 5분이고, 상기 제 2 설정값은 10분으로 설정될 수 있다.
상기 제 1 판단조건 또는 제 2 판단조건은 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도에 따라 상기 압축기들의 온/오프를 판단할 수 있다.
상기 제 1 판단조건은 제 1 써모온 조건 및 제 1 써모오프 조건으로 구성되고, 상기 제 1 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 1 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 1 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고, 상기 제 1 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시킬 수 있다.
상기 제 2 판단조건은 제 2 써모온 조건 및 제 2 써모오프 조건으로 구성되고, 상기 제 2 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 2 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 2 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고, 상기 제 2 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시킬 수 있다.
상기 제 1 판단조건은 제 1 써모온 조건 및 제 1 써모오프 조건으로 구성되고, 상기 제 1 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 1 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 2 판단조건은 제 2 써모온 조건 및 제 2 써모오프 조건으로 구성되고, 상기 제 2 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 2 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고, 상기 제 1 써모온 조건 또는 제 2 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고, 상기 제 1 써모오프 조건 또는 제 2 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명은 압축기가 낮은 운전주파수로 운전될 때, 수냉열교환기의 물온도 조건을 참조하여 냉방부하를 판단하고, 이를 통해 압축기의 온/오프를 결정하여 오일부족으로 인한 압축기 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 운전주파수설정값(70Hz) 보다 낮을 때와, 높을 때를 구분하여 압축기의 온/오프를 판단할 수 있고, 이를 통해 오일부족으로 인한 압축기 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명은 현재 상태의 압축기의 운전주파수만을 고려하는 것이 아니라 물온도 조건을 통해 잠재된 미래의 부하를 판단하고, 이를 통해 압축기의 온/오프 조건을 판단할 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 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압축기의 운전주파수가 도시된 그래프이다.
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 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 따른 공기조화기는 히트펌프 사이클로 작동되어, 냉수 또는 온수를 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 복수개의 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 오일회수기(101)(102)가 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 냉매를 공냉열교환기(30)로 유동되게 유로를 제어하고, 수냉열교환기(40)를 통과한 냉매가 어큘뮬레이터(50)로 유동되게 유로를 제어한다.
난방사이클로 운전될 때, 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, 상기 수냉열교환기(40)는 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 제공할 수 있다. 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(70)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 팽창된 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.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 도시된 순서도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압축기의 운전주파수가 도시된 그래프이다.
본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 정상운전 중인지 판단하는 단계(S10)와, 상기 S10의 가동시간이 최소가동시간 보다 큰지 판단하는 단계(S20)와, 상기 S10을 만족하는 경우, 복수개의 압축기(11)(12)의 합산 운전주파수가 운전주파수설정값 보다 작은지를 판단하는 단계(S30)와, 상기 S30 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 이상인 상태에서 제 1 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 제 1 판단조건으로 진입하여 공기조화기를 제어하는 단계(S50)와, 상기 S30 단계를 만족하는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 미만인 상태에서 제 1 설정값 보다 큰 제 2 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S60)와, 상기 S60 단계를 만족하는 경우, 제 2 판단조건으로 진입하여 공기조화기를 제어하는 단계(S70)를 포함한다.
상기 S40 단계를 만족하는 경우, 상기 S10 단계로 리턴된다.
상기 S60 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 S20 단계로 리턴된다.
상기 S10 단계에서 정상운전은 난방운전, 냉방운전 또는 제상운전 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 본 실시예에서 상기 정상운전을 냉방운전을 예로 들어 설명한다.
냉방운전 시, 수냉열교환기(40)는 증발기로 사용되고, 상기 수냉열교환기(40)는 물을 냉각시킨다.
상기 S20 단계의 최소가동시간은 난방운전, 냉방운전 또는 제상운전으로 작동되는 총 시간일 수 있고, 본 실시예에서는 냉방운전으로 작동되는 총 시간이다.
본 실시예에서 상기 최소가동시간은 60분으로 설정된다. 공기조화기에 따라 상기 최소가동시간은 변경될 수 있다.
상기 S30 단계의 합산 운전주파수는 제 1 압축기(11)의 운전주파수 및 제 2 압축기(12)의 운전주파수를 합한 값이다.
본 실시예에서 상기 운전주파수설정값은 70Hz이고, 공기조화기의 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
상기 S30 단계를 만족하는 경우 S60 단계로 이행되고, 만족하지 않는 경우, S40 단계로 이행된다.
상기 S40 단계는 압축기들의 합산운전주파수가 70Hz 이상인 상태에서 5분이상 운전되었는지를 판단한다. 본 실시예에서 상기 제 1 설정값은 5분으로 설정되고, 공기조화기의 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
상기 S40 단계를 만족하는 경우, 압축기들의 오일부족이 충분하다고 판단하고, S10 단계로 리턴된다. 압축기들이 운전주파수설정값 이상으로 충분히 가동되는 경우, 냉매배관의 압력이 충분하기 때문에 압축기로의 오일회수가 원활이 이루어진다.
그러나 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 제 1 판단조건으로 진입한다. 상기 제 1 판단조건은 물입구(43) 및 물출구(44)의 온도에 따라 압축기들의 정지 및 재기동을 판단한다.
한편, 상기 S60단계는 압축기들의 합산운전주파수가 70Hz 미만인 상태에서 10분 이상 지속되는 지를 판단한다. 상기 제 2 설정값은 10분이고, 공기조화기의 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
상기 S60 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 S20 단계로 리턴된다. 상기 S60 단계의 2가지 조건 중 어느 하나라도 만족하지 않는 경우, 상기 S20 단계로 리턴된다.
상기 S60 단계의 조건을 모두 만족하는 경우, 상기 제 2 판단조건으로진입한다. 상기 S60 단계의 조건을 모두 만족하는 경우, 오일부족을 판단하여 압축기의 손상을 방지해야한다.
상기 제 1 판단조건은 제 1 써모온(Thermo on) 조건 및 제 1 써모 오프(Thermo off) 조건으로 나뉜다. 그리고 상기 제 2 판단조건은 제 2 써모온(Thermo on) 조건 및 제 2 써모 오프(Thermo off) 조건으로 나뉜다.
상기 제 1 써모온 조건은 물출구(44)의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 1도) 이상인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되고, 물입구(43)의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 1도) 이상인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되는 것이다.
상기 제 1 써모오프 조건은 물출구(44)의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 1도) 미만인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되는 것이다.
상기 제 2 써모온 조건은 물출구(44)의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 2도) 이상인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되고, 물입구(43)의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 2도) 이상인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되는 것이다.
상기 제 2 써모오프 조건은 물출구(44)의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도(본 실시예에서는 섭씨 1도) 미만인 상태로 설정기간(본 실시예에서는 30초) 동안 유지되는 것이다.
본 실시예에서 상기 제 1 써모오프 조건 및 제 2 써모오프 조건은 동일하게 설정된다.
상기 제 1 써모온 조건 또는 제 2 써모온 조건을 만족하는 경우, 압축기들을 계속 작동시킨다. 상기 제 1 써모오프 조건 또는 제 2 써모오프 조건을 만족하는 경우, 압축기들을 정지시킨 후, 재가동시킨다.
상기 제 1 써모온 조건 또는 제 2 써모온 조건은 압축기를 구동시킬 만한 부하가 있는 지를 판단하기 위한 것이다. 상기 제 1 써모오프 조건 또는 제 2 써모오프 조건은 압축기를 정지시킬 만큼 부하가 적은 지를 판단하기 위한 것이다.
상기 제 2 판단조건은 상기 S60 단계를 만족할 때, 적용된다. 상기 S60 단계는 S30 단계 후에, 합산주파수가 10분이상 계속 70Hz 미만으로 구동되는 경우이다.
즉, 10분 이상 압축기들이 낮은 운전주파수로 작동될 때, 수냉열교환기(40)의 온도를 보고, 부하가 있는 지를 다시 판단한다. 상기 물입구(43) 온도 및 물출구(44) 온도가 설정온도보다 섭씨 2도 이상이고, 30초가 유지되는 경우, 냉방부하가 있는 것으로 판단할 수 있다.
반면에, 물출구(44) 온도가 설정온도 보다 섭씨 1도 씨 미만이고, 그 상태로 30초가 유지되는 경우, 냉방부하가 없거나 작은 것으로 판단하고, 압축기를 오프한다. 냉방운전 시, 설정온도 보다 물온도가 높아야 냉방부하가 있는 것으로 판단할 수 있다. 난방운전 시는 온도조건을 이와 반대로 설정할 수 있다.
상기 제 1 판단조건에 따른 제 1 써모온 조건 및 제 1 써모오프 조건도 동일한 관점에서 설명될 수 있다.
다만, 제 1 판단조건은 합산주파수가 운전주파수설정값(70Hz) 이상이더라도 압축기를 오프해야할 경우를 위한 것이다.
즉, 압축기들의 합산주파수가 운전주파수설정값(70Hz) 이상이더라도 짧은 시간동안(제 1 설정값, 5분)만 유지되는 경우, 물온도 조건을 제 2 판단조건보다 엄격하게 적용하여 압축기들의 온/오프를 결정할 수 있다.
냉방부하의 변동이 심해, 짧은 시간동안만 운전주파수설정값(70Hz) 이상으로 유지되고, 전체적으로 낮은 운전주파수로 운전되어 냉매 오일의 회수가 어려울 때를 위한 것이다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 운전주파수설정값(70Hz) 보다 낮을 때와, 높을 때를 구분하여 압축기의 온/오프를 판단할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은 압축기들의 합산운전주파수를 통해 현재 상태의 부하를 판단한 후, 수냉열교환기의 온도조건을 보고 잠재된 부하를 판단하여 압축기의 온/오프를 결정할 수 있다.
한편, 상기 압축기들의 합산운전주파수가 70Hz를 초과하고, 5분이상 지속될 경우, 상기 S60 단계의 제 2 설정값 타이머를 리셋시킨다.
또한, 공기조화기가 정지되는 경우, 상기 S20 단계, S40 단계, S60 단계의 각 설정값 타이머를 리셋시킨다.
또한, 공기조화기가 냉방운전에서 난방운전으로 변경되는 경우에도, 상기 S20 단계, S40 단계, S60 단계의 각 설정값 타이머를 리셋시킨다.
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. 공냉열교환기 및 수냉열교환기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    정상운전 중인지 판단하는 단계(S10);
    상기 S10의 가동시간이 최소가동시간 보다 큰지 판단하는 단계(S20);
    상기 S10을 만족하는 경우, 복수개의 압축기(11)(12)의 합산 운전주파수가 운전주파수설정값 보다 작은지를 판단하는 단계(S30);
    상기 S30 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 이상인 상태에서 제 1 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S40);
    상기 S30 단계를 만족하는 경우, 상기 합산 운전주파수가 상기 운전주파수설정값 미만인 상태에서 제 1 설정값 보다 큰 제 2 설정값 이상으로 운전되었는지를 판단하는 단계(S60);
    상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 1 판단조건으로 진입하여 상기 압축기들의 온/오프를 판단하는 단계(S50);
    상기 S60 단계를 만족하는 경우, 상기 S40 단계를 만족하지 않는 경우, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도를 판단하는 제 2 판단조건으로 진입하여 공기조화기를 제어하는 단계(S70);를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 S30 단계의 운전주파수설정값은 70Hz인 공기조화기의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 설정값은 상기 제 1 설정값의 2배로 설정되는 공기조화기의 제어방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 설정값은 5분이고, 상기 제 2 설정값은 10분으로 설정되는 공기조화기의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 판단조건 또는 제 2 판단조건은 상기 수냉열교환기를 통과하는 물온도에 따라 상기 압축기들의 온/오프를 판단하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 판단조건은 제 1 써모온 조건 및 제 1 써모오프 조건으로 구성되고,
    상기 제 1 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 1 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 1 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고,
    상기 제 1 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시키는 공기조화기의 제어방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 판단조건은 제 2 써모온 조건 및 제 2 써모오프 조건으로 구성되고,
    상기 제 2 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 2 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 2 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고,
    상기 제 2 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시키는 공기조화기의 제어방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 판단조건은 제 1 써모온 조건 및 제 1 써모오프 조건으로 구성되고,
    상기 제 1 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 1 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 2 판단조건은 제 2 써모온 조건 및 제 2 써모오프 조건으로 구성되고,
    상기 제 2 써모온 조건은, 상기 수냉열교환기를 통과하는 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 설정기간 동안 유지되고, 상기 수냉열교환기로 공급되는 물입구의 온도가 설정온도 보다 제 2 판단온도 이상인 상태로 상기 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 2 써모오프 조건은 상기 물출구의 온도가 설정온도 보다 제 1 판단온도 미만인 상태로 설정기간 동안 유지되는지 판단하고,
    상기 제 1 써모온 조건 또는 제 2 써모온 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들은 계속 구동시키고,
    상기 제 1 써모오프 조건 또는 제 2 써모오프 조건을 만족하는 경우, 상기 압축기들을 정지시킨 후, 재기동시키는 공기조화기의 제어방법.
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