KR20190106377A - 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 실내기는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기, 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬, 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서와, 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서를 포함하며, 제1, 2 온도센서에서 검출된 냉매의 온도 차이를 이용하여 흡입과열도를 측정하는 온도 측정부, 및 측정된 흡입과열도를 이용하여 팬의 구동 및 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 실내기의 소음을 저감시키는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 흡입과열도 판단 결과에 따라 실내 팬을 구동시켜 소음을 저감시킬 수 있다.

Description

공기조화기 실내기 및 그 제어 방법{NOISE REDUCTION TYPE AIR CONDITIONER INDOOR UNIT AND NOISE REDUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하고, 실내공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다.
일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기에 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 이에 따라, 공기조화기는 실내기와 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로써 동작된다.
공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있는데, 1개의 실외기에 1개의 실내기가 연결될 수도 있으며, 1개의 실외기에 다수 개의 실내기가 연결될 수도 있다. 이와 같이 구성된 공기조화기는 사용자의 지령에 따라 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방 모드로 운전된다.
구체적으로는, 실외기와 실내기는 냉매배관으로 연결된다. 실외기의 압축기로부터 냉매가 압축되면, 압축된 냉매는 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급된다. 그리고 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그리고 한편, 실내기는 냉매의 열교환을 통해 냉각된 공기를 실내로 토출한다.
도 1은 종래의 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
종래의 공기조화기 실내기(10)는 열교환기(11), 공기를 유동시키는 팬(13), 열교환기(11)에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(15), 실내 열교환기(11)의 입구 및 출구 온도를 측정하는 온도센서(16, 17)로 구성되었다.
이러한 실내기(10)의 입측과 출측에는 제1 배관(21)과 제2 배관(22)이 연결된다. 제1 배관(21)은 실외기의 압축기에서 응축된 냉매를 실내기(10)로 공급하며, 이와 반대로 제2 배관(22)은 열교환기(11)를 거친 냉매를 실외기로 공급한다.
그런데, 종래의 공기조화기 실내기(10)는 팽창밸브(15)에만 의존하여 냉매 유량 제어 및 일부 과냉 제어를 수행하였다. 그리고 종래의 공기조화기 실내기(10)는 비운전 난방운전 시 냉매소음을 저감시키기 위해서 팬(13)을 구동시키지 않았다.
도 2는 종래의 공기조화기 실내기의 과냉도(SC: Super Cool), 팽창밸브(iEEV)의 개도, 흡일과열도, 팬(Fan)의 구동 관계를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 구간 ①의 경우, 팽창밸브(iEEV)의 개도가 닫히면서 냉매가 고이는 구간이다. 이때의 팽창밸브(iEEV)는 기준 개도(예: 80pls 등)를 유지한다. 구간 ②에서는, 냉매가 고임에 따라 과냉도(SC)가 높아지는 구간으로서, 팽창밸브(iEEV)의 개도가 개방되기 시작한다. 구간 ③의 경우, 팽창밸브(iEEV)의 개도 개방에 따라 냉매 고임이 해소되고, 과냉도(SC)가 낮아지는데 이로 인해 소음이 발생된다. 구간 ④는 안정화 구간으로서 냉매소음이 낮아진다.
그런데 이러한 종래의 공기조화기 실내기의 경우 팬을 전혀 구동시키지 않으면서, 오로지 팽창밸브의 개도 조절만을 이용하여 소음을 저감시킬 수 있어 불리한 측면이 있었다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0090326호(2004.10.22. 공개일)(이하, '선행문헌 1'이라 함)에는 멀티에어컨의 실내기 냉매소음 회피방법이 개시된다. 이에 개시된 선행문헌 1에는 실내기 초기기동 시, 배관의 압력 차에 의해 냉매유동 소음을 회피하기 위하여, 사용자에 의해, 냉방운전 또는 난방운전이 선택되면, 실내기 루버를 오픈시킨 다음, 실내 팬과 전자팽창변을 동시에 동작시키도록 구성된다. 이를 통해 전자팽창변의 오픈 시에 배관의 압력 차에 의해 발생하는 냉매유동 소음을 실내 팬의 송풍 소음에 실어 발생시켰다. 다만, 이러한 선행문헌 1에 따르면 냉매소음을 줄이는 사이클 제어가 아니라 팬 소음에 의해 냉매소음이 안 들리도록 하는 방법으로서, 본질적으로 냉매소음을 저감시키기에는 어려움이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0094342호(2014.07.30. 공개일)(이하, '선행문헌 2'라 함)에는 공기조화기 및 그 제어 방법이 개시된다. 다만, 선행문헌 2에 개시된 공기조화기의 제어 방법은 실외기의 소음을 측정하여 소음 발생을 저감시키도록 제어하는 구성을 포함하는데, 실내기의 소음을 저감시키는데 적용하기에는 어려움이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-1991-0003327호(1991.02.27. 공개일)(이하, '선행문헌 3'이라 함)에는 공기조화기의 실외 유니트 소음제거장치가 개시된다. 다만, 선행문헌 3에는 운전시에 소음을 감지하는 소음센서를 이용하여 공기 조화기의 실외기의 소음을 제어하는 구성을 포함하는데, 이러한 선행문헌 3의 구성을 그대로 적용하여 실내기의 소음을 저감시키기에는 어려움이 있다.
따라서, 공기조화기 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 장치 및 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 실내기에서 과냉 및 흡입과열도 판단을 통해 실내기 내부의 냉매 상태를 변화시켜 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 실내기의 소음을 측정하여 팽창밸브의 개도 조절 및 팬의 구동 중 적어도 하나를 이용하여 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 실내기에서 과냉 및 흡입과열도 판단을 통해 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 과냉 및 흡입과열도 판단을 이용하여 팽창밸브의 개도 및 팬의 구동을 조절하여 소음 저감이 가능한 공기조화기 실내기를 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 실내기는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기, 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬, 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서와, 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서를 포함하며, 제1, 2 온도센서에서 검출된 냉매의 온도 차이를 이용하여 흡입과열도를 측정하는 온도 측정부, 및 측정된 흡입과열도를 이용하여 팬의 구동 및 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 실내기의 소음을 저감시키는 제어부를 포함한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 실내기에서, 제1 온도센서는 상기 열교환기의 입구에 근접하여 위치하며, 제2 온도센서는 열교환기의 출구에 근접하여 위치할 수 있다. 그리고 팽창밸브는 열교환기에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치되는데, 제2 온도센서의 후방에 근접하여 배치될 수 있다. 이때, 온도 측정부는 실내기 내부의 공기의 온도를 검출하는 제3 온도센서를 더 포함한다. 제3 온도센서는 열교환기로 냉매를 공급하는 배관 주변에 설치되는데, 열교환기를 사이에 두고 팬의 반대편에 배치될 수 있다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 실내기에서 발생되는 소음을 직접적으로 측정하고, 팽창밸브의 개도 조절 및 팬의 구동 중 적어도 하나를 제어하여 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기를 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기 실내기는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기, 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬, 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서와, 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서를 포함하며, 제1, 2 온도센서에서 검출된 냉매의 온도 차이를 이용하여 흡입과열도를 측정하는 온도 측정부, 측정된 흡입과열도를 이용하여 팬의 구동 및 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 실내기의 소음을 저감시키는 제어부, 및 실내기의 소음을 측정하는 소음 측정부를 포함하며, 제어부는 소음 측정부에서 측정된 소음 데이터를 이용하여 팬의 구동 및 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 실내기의 소음을 저감시킬 수 있다.
상기 또 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 실내기에서 과냉 및 흡입과열도 판단을 통해 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기 실내기의 제어 방법을 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법은, 압축기의 가동에 의해 실내기에 냉매가 공급되어 운전이 수행되는 (a) 단계, 압축기의 가동 후 제1 설정시간이 경과한 다음, 흡입과열도를 측정하고, 측정된 흡입과열도를 기준값과 비교하는 (b) 단계, (b) 단계에서 측정된 흡입과열도가 기준값과 동일하거나 이보다 큰 경우에 팬의 구동을 온(ON)시키는 (c) 단계, 팬의 구동 후 제2 설정시간이 경과한 다음, 팽창밸브의 개도를 개방하는 (d) 단계, 팽창밸브의 개방 이후 다시 흡입과열도를 측정하여, 측정된 흡입과열도가 기준값보다 작을 경우 상기 팽창밸브의 개도를 차폐하는 (e) 단계, 팽창밸브의 개도를 차폐한 후 제3 설정시간이 경과한 후 팬의 구동을 오프(OFF)시키는 (f) 단계, 및 실내기의 운전을 유지시키는 (g) 단계를 포함한다.
본 발명인 공기조화기 실내기에 의하면, 실내기에서 과냉 및 흡입과열도 판단을 통해 실내기 내부의 냉매 상태를 변화시켜 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 구체적으로는 실내기에서 과냉 및 흡입과열도를 판단하고, 실내기의 팽창밸브 개도를 개방하기 전에 팬을 소정의 회전속도(예: 400rpm 등)로 구동시켜 실내기 내부의 냉매 상태를 변화시킬 수 있다. 그 결과 냉매소음 발생을 억제시킬 수 있는 효과를 가져온다.
또한, 본 발명인 공기조화기 실내기에 의하면 실내기의 소음을 직접적으로 측정하고, 팽창밸브의 개도 조절 및 팬의 구동 중 적어도 하나를 제어하여 소음 발생을 줄일 수 있는 장점이 있다. 구체적으로는 소음 확인 후 냉매 소음으로 판단되면 팽창밸브의 개도를 조절하거나 팬의 풍량을 조절하여 소음을 줄일 수 있다. 이로써, 실내기 소음 발생 시 능동적인 소음 저감 대응이 가능한 유리한 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 공기조화기 실내기의 과냉도(SC: Super Cool), 팽창밸브의 개도, 흡입과열도, 팬의 구동을 다수의 구간으로 나누어 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 과냉도(SC: Super Cool), 팽창밸브의 개도, 흡입과열도, 팬의 구동을 다수의 구간으로 나누어 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 7은 종래의 공기조화기 실내기의 사이클에서 팽창밸브, 흡입과열도, 소음, 과냉도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 사이클에서 팬 구동, 팽창밸브, 흡입과열도, 소음, 과냉도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(100)는 열교환기(110), 팬(130), 팽창밸브(150), 온도 측정부(160), 소음 측정부(170), 및 제어부(140, 도 43 참조)를 포함한다.
공기조화기는 에어컨디셔너 또는 에어컨이라 일컫는 장치를 말하는 것으로, 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내 온도를 조절하고, 실내공기를 정화하여 사용자에게 쾌적한 실내 공기를 제공한다.
공기조화기는 실내에 설치되는 실내기(100, 도 3 참조)와, 압축기(미도시) 등을 포함하며 실내기(100, 도 3 참조)에 냉매를 공급하는 실외기(미도시)를 포함한다.
공기조화기는 실외기에 하나 이상의 실내기가 연결되어 구성될 수 있다.
예컨대, 1개의 실외기에 1개의 실내기가 연결될 수도 있으며, 1개의 실외기에 다수 개의 실내기가 연결될 수도 있다.
이러한 구성을 가지는 공기조화기는 사용자로부터 입력된 신호에 따라 실내기로 냉매를 공급하며 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다.
실외기의 압축기에서 냉매가 압축될 수 있다. 압축된 냉매는 제1 냉매배관(210)을 통해 실내기(100)로 공급되며, 이후 실내기(100)의 열교환기(110)로 유입된다.
그리고 실내기(100)의 열교환기(110)를 경유하며 공기와의 열교환에 사용된 냉매는 실외기를 향하여 연결되는 제2 냉매배관(220)을 따라 토출된다.
이러한 압축된 냉매와의 열교환에 의해 실내기(100)는 열교환기(110)를 거쳐 냉각된 공기를 실내로 공급한다.
구체적으로 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(100)의 세부 구성을 살펴보기로 한다.
열교환기(110)는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 역할을 담당한다.
팬(130)은 냉매가 유입 및 토출되는 열교환기(110)로 공기를 강제 유동시키도록 회전하는 장치이다. 바람직하게는, 팬(130)은 회전속도(즉, rpm) 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
팽창밸브(150)는 열교환기(110) 내에서 공기와의 열교환을 마친 후 토출되는 냉매를 팽창시키는 역할을 담당한다.
온도 측정부(160)는 제1 온도센서(161), 제2 온도센서(163), 그리고 제3 온도센서(163)를 포함한다.
제1 온도센서(161)는 실내기(100)의 열교환기(110)로 유입되는 냉매의 온도를 검출한다. 즉, 제1 온도센서(161)는 실외기로부터 유출되어 실내기(100)의 열교환기(1100)로 유입되는 냉매의 온도를 검출한다.
더 구체적으로는, 이러한 제1 온도센서(161)는 열교환기(110)로 냉매를 공급하는 배관상에 설치될 수 있다.
예컨대, 제1 온도센서(161)는 열교환기(110)의 입구에 근접하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 제1 온도센서(161)는 열교환기(110)로 유입되는 냉매의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
제2 온도센서(163)는 열교환기(110)에서 토출되는 냉매의 온도를 검출한다. 즉, 제2 온도센서(163)는 열교환기(110)에서 유출되어 실외기의 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 검출한다.
더 구체적으로는, 제2 온도센서(163)는 열교환기(110)에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치될 수 있다.
예컨대, 제2 온도센서(163)는 열교환기(110)의 출구에 근접하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2 온도센서(163)는 열교환기(110)에서 토출된 후 팽창밸브(150)를 거쳐 실외기의 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
이와 같이, 제1, 2 온도센서(161, 163)에서 검출된 냉매의 온도 차이를 이용하여 흡입과열도를 측정할 수 있다.
그리고 이때, 팽창밸브(150)는 열교환기(110)에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치되는데, 제2 온도센서(163)의 후방에 근접한 위치에서 실내기(100)의 케이스 내부에 내장되어 설치될 수 있다.
한편, 온도 측정부(160)는 제3 온도센서(165)를 더 포함할 수 있다.
제3 온도센서(165)는 실내기(100) 내부의 공기의 온도를 검출하는 역할을 담당한다.
예를 들어, 제3 온도센서(165)는 열교환기(110)로 냉매를 공급하는 배관 주위에 설치될 수 있다. 더 구체적으로는, 제3 온도센서(165)는 열교환기(110)를 사이에 두고 팬(130)이 설치된 반대편 쪽 실내기(100)의 빈 공간을 통해 설치될 수 있다.
그리고, 온도 측정부(160)는 실내기(100)의 취출온도를 검출하는 온도센서를 더 포함할 수 있는데, 이는 팬(130)에 근접하여 실내기(100)의 외장에 설치되어, 실내기(100)의 부하를 예측하는 역할을 담당할 수 있다.
제어부(140, 도 4 참조)는 팬(130)의 구동을 제어하며, 팽창밸브(150)의 개도를 개폐 제어하는 기능을 제공한다.
구체적으로는, 제어부(140, 도 4 참조)는 온도 측정부(160)에서 측정된 온도 정보, 예를 들어, 제1 온도센서(161)에서 측정된 냉매의 온도, 제2 온도센서(163)에서 측정된 냉매의 온도를 이용하여 흡입과열도(도 5 참조)를 측정한다.
그리고 제어부(140, 도 4 참조)는 온도 측정부(160)에서 측정된 냉매의 온도 정보를 이용하여 산출된 흡입과열도를 기초로 하여 팬(130)을 구동시키고 팽창밸브(150)의 개도를 개폐하는 동작을 제어한다. 이를 통해 실내기(100)의 소음을 저감시킬 수 있다.
종래의 경우, 난방운전 시 냉매소음을 줄이기 위해서 실내기의 팬을 구동시키지 않았던 것과 반대로, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실내기는 사용자가 인지하지 못할 정도로 약한 회전속도로 팬을 구동시켜 열교환기 내부의 냉매 상태를 변화(즉, 액상화)시킬 수 있다. 이를 통해 냉매소음을 저감시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(100)는 소음 측정부(170)와, 데이터 저장부(190, 도 4 참조)를 더 포함할 수 있다.
소음 측정부(170)는 실내기(100)의 내측 또는 외측에 설치되어, 실내기(100)에서 발생되는 이상소음 또는 냉매소음을 측정하는 소음 센서로 구성될 수 있다. 그리고 소음 측정부(170)에서 측정된 소음 데이터는 데이터 저장부(190, 도 4 참조)에 기록 저장될 수 있다.
이때, 제어부(140)는 소음 측정부(170)에서 측정된 소음 데이터를 이용하여 팬(130)을 구동시키거나 또는 팽창밸브(150)의 개도 개폐 조절 동작을 제어하여 실내기(100)의 소음을 저감시키도록 운전설정을 변경할 수 있다.
그리고 제어부(140, 도 4 참조)는 데이터 저장부(190, 도 4 참조)에 저장된 소음 데이터를 기초로 하여 팬(130)의 구동 및 팽창밸브(150)의 개도 개폐 중 적어도 하나의 동작을 제어하기 위한 소음 기준을 산출할 수 있다.
한편, 소음 측정부(170)에는 실내기의 소음을 검출하는 소음 센서와 함께, 아날로그 신호를 증폭 및 필터링 하고, 디지털 신호로 변환하는 구성을 더 포함할 수 있는데, 본 발명은 반드시 이러한 구성에 제한되지는 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 과냉도(SC: Super Cool), 팽창밸브의 개도, 흡입과열도, 팬의 구동을 다수의 구간으로 나누어 보여주는 그래프이다.
구간 ①′의 경우, 팽창밸브(iEEV)의 개도가 닫힌 구간으로서, 예를 들어, 80pls를 유지하며 냉매 고임이 발생하는 구간에 해당된다.
다음으로, 구간 ②′의 경우, 냉매의 고임 현상에 의해 실내기 과냉(SC)이 높아지면서 흡입과열도가 함께 증가하는 것이 확인되며, 팬의 구동이 온(ON) 된 후 팽창밸브(iEEV)의 개조가 개방된다.
그 다음으로, 구간 ③′의 경우 실내기 과냉(SC)이 낮아지기 시작할 때 팽창밸브(iEEV) 개도를 닫는데, 이후 흡입과열도가 저점에 도달하면 팬의 구동을 오프(OFF) 시켜 실내기의 운전을 안정화시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도시된 바와 같이, 공기조화기 실내기의 제어 방법은 실내기 운전단계(S100), 흡입과열도 기준값 비교단계(S120), 팬 구동 온 단계(S200), 팽창밸브 개도 개방단계(S300), 흡입과열도 기준값 비교단계(S310), 팽창밸브 개도 차폐단계(S320), 팬 구동 오프 단계(S400), 실내기 운전 유지 단계(S500)를 포함한다.
먼저, 압축기의 가동에 의해 실내기(100, 도 3 참조)에 냉매가 공급되어 실내기가 운전되는 실내기 운전단계(S100)가 수행될 수 있다.
다음으로, 압축기의 가동 후 제1 설정시간이 경과한 경우, 흡입과열도를 측정하는데 측정된 흡입과열도를 기준값과 비교하는 흡입과열도 기준값 비교단계(S120)가 수행될 수 있다. 여기서, 제1 설정시간은 4 ~ 6분 범위 내에서 정해질 수 있다. 예를 들어, 압축기 가동 후 5분 정도의 시간이 경과된 다음 측정된 흡입과열도를 기준값과 비교하는 작업을 수행한다. 이때, 기준값은 사용자가 설정한 목표 흡입과열도에 3.5 ~ 4.5℃를 합한 값이 될 수 있다. 예를 들어, 기준값은 목표 흡입과열도+4℃일 수 있다.
다음으로, 팬 구동 온 단계(S200)가 수행된다. 이전 단계인 흡입과열도 기준값 비교단계(S120)에서 측정된 흡입과열도가 기준값과 동일하거나 이보다 큰 경우에는 팬(130, 도 3 참조)의 구동을 온(ON)시킨다. 만일, 흡입과열도 기준값 비교단계(S120)에서 측정된 흡입과열도가 기준값과 비교하여 작은 경우 팬(130, 도 3 참조)을 구동시키지 않고서 그대로 실내기의 운전을 유지시키는 단계(S500)를 거쳐 종료될 수 있다.
다음으로, 팽창밸브 개도 개방단계(S300)가 수행된다. 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도 개방은 이전 단계에서 팬(130, 도 3 참조)의 구동이 온(ON) 된 이후에 일정시간(즉, 제2 설정시간)이 경과한 후 수행될 수 있다. 여기서, 제2 설정시간은 9 ~ 11초 범위 내에서 정해질 수 있는데, 바람직하게는 팬(130, 도 3 참조)의 구동이 온(ON) 된 이후에 10초 정도의 시간이 경과한 후 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도 개방이 수행될 수 있다.
다음으로, 팽창밸브의 개도 개방 이후에 흡입과열도 기준값 비교단계(S310)와, 팽창밸브 개도 차폐단계(S320)가 순차적으로 수행될 수 있다.
이전 단계에서 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도 개방이 수행된 이후에 다시 한번 흡입과열도를 측정하여, 측정된 흡입과열도를 기준값과 비교하는 단계(S310)가 수행되는데, 이때 흡입과열도가 기준값과 비교하여 작을 경우 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도를 차폐하는 단계(S320)가 수행된다.
한편, 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도가 닫힌 후 제3 설정시간이 경과되면 팬 구동을 정지시키는 팬 구동 오프단계(S400)가 수행된다. 여기서 제3 설정시간은 전술한 제2 설정시간과 동일하게 9 ~ 11초 범위 내에서 정해질 수 있다. 예컨대, 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도가 닫힌 후 10초 정도의 시간이 경과하면 팬(130, 도 3 참조)의 구동을 오프(OFF)시킬 수 있다.
이후, 실내기의 운전이 안정화되면 안정화된 상태의 실내기 운전을 유지하는 단계(S500)가 수행될 수 있다.
한편, 별도로 도시하진 않았으나, 실내기 운전단계(S100) 이후에 필요에 따라 실내기의 소음을 측정하고, 측정한 소음을 소음 데이터로 저장함으로써, 소음 데이터를 기초로 하여 팬(130, 도 3 참조)의 구동 및 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도 중 적어도 하나를 제어하여 소음을 저감시키는 단계가 추가적으로 수행될 수 있다.
도 7은 종래의 공기조화기 실내기의 사이클에서 팽창밸브, 흡입과열도, 소음, 과냉도 간의 관계를 보여주는 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 사이클에서 팬 구동, 팽창밸브, 흡입과열도, 소음, 과냉도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.
과냉도(SC)를 크게 하면 할수록 냉매는 액상화될 가능성이 높으며, 액상 냉매는 밀도가 높아 유속이 느리고 기포가 없기 때문에 냉매소음을 저감시키는데 유리할 수 있다.
도 7을 참조하면, 종래의 공기조화기 실내기는 단지 팽창밸브(iEEV)에만 의존하여 과냉도(SC)를 제어하는데, 이 경우 팽창밸브(iEEV)는 냉매의 유량을 제어하는 역할까지 담당했기에 소음을 저감시키는데 어려움이 있었다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기는 과냉 및 흡입과열도를 판단하고, 실내기의 팽창밸브 개도를 개방하기 전에 팬을 소정의 회전속도(예: 400rpm 등)로 구동시켜 냉매의 상태를 변화시킬 수 있다. 그 결과 실내기의 소음을 저감시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 공기조화기 실내기의 구성 및 작용에 따르면, 실내기에서 과냉 및 흡입과열도 판단을 통해 실내기 내부의 냉매 상태를 변화시켜 실내기의 소음을 저감시킬 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
나아가, 실내기의 소음 확인 후 냉매 소음으로 판단되면 팽창밸브의 개도를 조절하거나 팬의 풍량을 조절하여 소음을 줄일 수 있는데, 그 결과 실내기 소음 발생 시 능동적인 소음 저감 대응이 가능한 유리한 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 공기조화기 실내기
110: 열교환기(또는 실내 열교환기)
130: 팬
140: 제어부
150: 팽창밸브
160: 온도 측정부
161: 제1 온도센서
163: 제2 온도센서
165: 제3 온도센서
170: 소음 측정부
190: 데이터 저장부
210: 제1 냉매배관
220: 제2 냉매배관

Claims (11)

  1. 공기조화기 실내기로서,
    냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기;
    상기 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬;
    상기 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
    상기 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어 상기 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서와, 상기 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어 상기 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서를 포함하며, 상기 제1, 2 온도센서에서 검출된 냉매의 온도 차이를 이용하여 흡입과열도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 측정된 흡입과열도를 이용하여 상기 팬의 구동 및 상기 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 상기 실내기의 소음을 저감시키는 제어부;
    를 포함하는 공기조화기 실내기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도센서는 상기 열교환기의 입구에 근접하여 위치하며,
    상기 제2 온도센서는 상기 열교환기의 출구에 근접하여 위치하는 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팽창밸브는,
    상기 열교환기에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치되되, 상기 제2 온도센서의 후방에 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 상기 실내기 내부의 공기의 온도를 검출하는 제3 온도센서를 더 포함하며,
    상기 제3 온도센서는, 상기 열교환기로 냉매를 공급하는 배관 주변에 설치되되, 상기 열교환기를 사이에 두고 상기 팬의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실내기의 소음을 측정하는 소음 측정부를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 소음 측정부에서 측정된 소음 데이터를 이용하여 상기 팬의 구동 및 상기 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하며 상기 실내기의 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소음 측정부에서 측정된 소음 데이터를 기록 저장하는 데이터 저장부를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 데이터 저장부에 저장된 소음 데이터를 기초로 하여 상기 팬의 구동 및 상기 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하기 위한 소음 기준을 산출하는 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기.
  7. 공기조화기의 실내기의 제어 방법으로서,
    (a) 압축기의 가동에 의해 상기 실내기에 냉매가 공급되어 운전이 수행되는 단계;
    (b) 상기 압축기의 가동 후 제1 설정시간이 경과한 다음, 흡입과열도를 측정하고, 상기 측정된 흡입과열도를 기준값과 비교하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서, 상기 측정된 흡입과열도가 기준값과 동일하거나 이보다 큰 경우에 팬의 구동을 온(ON)시키는 단계;
    (d) 상기 팬의 구동 후 제2 설정시간이 경과한 다음, 팽창밸브의 개도를 개방하는 단계;
    (e) 상기 팽창밸브의 개방 이후 다시 흡입과열도를 측정하여, 상기 측정된 흡입과열도가 기준값보다 작을 경우 상기 팽창밸브의 개도를 차폐하는 단계;
    (f) 상기 팽창밸브의 개도를 차폐한 후 제3 설정시간이 경과한 후 상기 팬의 구동을 오프(OFF)시키는 단계; 및
    (g) 상기 실내기의 운전을 유지시키는 단계;
    를 포함하는 공기조화기 실내기의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 제1 설정시간은 4 ~ 6분인 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서의 상기 제2 설정시간 및 상기 (f) 단계에서의 상기 제3 설정시간은 9 ~ 11초인 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기의 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계, 상기 (c) 단계, 및 상기 (e) 단계에서,
    상기 기준값은 목표 흡입과열도에 3.5 ~ 4.5℃를 합한 값인 것을 특징으로 하는
    공기조화기 실내기의 제어 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이후에,
    상기 실내기의 소음을 측정한 소음 데이터를 기초로 하여 상기 팬의 구동 및 팽창밸브의 개도 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 더 포함하는
    공기조화기 실내기의 제어 방법.
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