KR20210077495A - 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법 - Google Patents

가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210077495A
KR20210077495A KR1020190169197A KR20190169197A KR20210077495A KR 20210077495 A KR20210077495 A KR 20210077495A KR 1020190169197 A KR1020190169197 A KR 1020190169197A KR 20190169197 A KR20190169197 A KR 20190169197A KR 20210077495 A KR20210077495 A KR 20210077495A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
spark plug
pump system
heat pump
gas heat
Prior art date
Application number
KR1020190169197A
Other languages
English (en)
Inventor
장희중
정호종
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020190169197A priority Critical patent/KR20210077495A/ko
Publication of KR20210077495A publication Critical patent/KR20210077495A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명은 가스 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 공기조화 모듈, 엔진 모듈 및 상기 공기조화 모듈과 상기 엔진 모듈을 제어하는 제어부를 포함하고, 엔진은 흡기 매니폴드, 맵 센서 및 실린더를 포함하며, 상기 제어부는 상기 맵 센서를 이용하여 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하여, 점화 플러그와 점화 코일이 오결선된 경우 엔진을 정지시켜, 엔진의 고장을 방지하는 효과가 있다.

Description

가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법 {GAS HEAT-PUMP SYSTEM AND DETECTING METHOD FOR WRONG WIRING OF IGNITION COIL THEREOF}
본 발명은 가스 히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있는 냉동 사이클이 구비되고, 맵 센서를 이용하여 점화 코일의 오결선을 검출할 수 있는 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법에 관한 것이다.
히트펌프 시스템은 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있는 냉동 사이클이 구비되는 시스템으로서, 온수 공급장치 또는 냉난방 장치와 연동될 수 있다. 즉, 냉동 사이클의 냉매와 소정의 축열 매체가 열교환 하여 얻어진 열원을 이용하여 온수를 생산하거나, 냉난방을 위한 공기 조화를 수행할 수 있다.
상기 냉동 사이클은, 냉매의 압축을 위한 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치 및 상기 감압된 냉매를 증발시키는 증발기를 포함할 수 있다.
상기 히트펌프 시스템은, 가스 엔진 히트펌프 시스템을 포함할 수 있다. 가정용이 아닌, 산업용이나 큰 빌딩의 공기조화를 위하여 대용량의 압축기가 요구된다. 즉, 많은 양의 냉매를 고온 고압의 기체로 압축하기 위한 압축기를 구동하기 위하여 전기 모터가 아닌 가스 엔진을 이용하는 시스템으로서 가스 엔진 히트펌프 시스템이 사용될 수 있다.
가스 엔진은 흡입, 압축, 폭발 및 배기 행정을 수행하는 복수 개의 실린더를 구비할 수 있고, 각각의 실린더는 서로 다른 행정을 수행하도록 설정된다.
한편, 실린더의 내부에는 점화 플러그가 구비되어 폭발 행정 시, 압축된 혼합기에 스파크를 발생시킬 수 있고, 점화 플러그는 점화코일에 의하여 전원과 연결된다.
이때, 점화코일의 연결 순서에 따라 점화 플러그의 스파크 발생 순서가 결정될 수 있다. 따라서, 점화코일과 점화 플러그가 잘못 연결된 경우에는 피스톤의 왕복 운동 타이밍과 일치하지 않는 타이밍에 발화가 발생하여 엔진의 토크가 감소될 수 있다.
한국등록특허 제0379696호에는 인젝터신호 및 점화신호를 이용하여 자동차의 전자제어 엔진의 고장을 진단하는 내용이 개시되어 있다.
그러나 상기의 고장진단 방법은 제어 신호 검출 장비를 활용하여 고장을 진단하므로, 제어 신호 검출 장비에 문제가 있을 경우에 진단에 한계가 있으며, 실제 점화 발생 여부를 판단할 수 없다는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 가스 히트펌프가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 맵 센서를 활용하여 점화 플러그와 점화코일이 잘못 연결된 것을 검출할 수 있는 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 가스 히트펌프 시스템은, 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매 배관을 포함하는 공기조화 모듈; 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하며, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진 모듈; 및 상기 공기조화 모듈과 상기 엔진 모듈을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 엔진은, 혼합기가 유입되는 흡기 매니폴드; 상기 흡기 매니폴드에 구비되어 상기 흡기 매니폴드 내의 압력 및 온도를 측정하는 맵 센서; 및 흡기 밸브, 피스톤, 점화 플러그 및 배기 밸브가 구비되고, 상기 흡기 매니폴드를 통하여 유입된 혼합기가 흡입, 압축, 폭발 및 배기 되면서 동력을 발생시키는 복수 개의 실린더;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 맵 센서를 이용하여 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 맵 센서에서 측정된 상기 흡기 매니폴드 내의 압력이 미리 입력된 기준 압력보다 높은 경우, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 맵 센서에서 측정된 상기 흡기 매니폴드 내의 온도가 미리 입력된 기준 온도보다 높은 경우, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
상기 엔진 모듈은, 상기 엔진으로 공급되는 혼합기의 양을 조절하는 조절수단;을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 혼합기가 상기 엔진으로 공급되는 것을 중단시키기 위하여 상기 조절수단을 닫을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 엔진을 정지시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법은, 맵 센서를 이용하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하는 점화 플러그 오결선 판단 단계; 및 상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 엔진을 정지시키는 엔진 정지 단계;를 포함할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는, 상기 맵 센서를 이용하여 상기 엔진의 흡입 압력을 측정하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는, 상기 맵 센서가 측정한 상기 엔진의 흡입 압력이 미리 입력된 기준 압력 이상인 경우에는 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는, 상기 맵 센서를 이용하여 상기 엔진의 흡기 매니폴드 내부의 온도를 측정하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는, 상기 맵 센서가 측정한 상기 흡기 매니폴드 내부의 온도가 미리 입력된 기준 온도 이상인 경우에는 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
본 발명에 의한 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법은, 상기 점화 플러그 오결선 판단 단계 전에, 상기 엔진을 크랭킹하는 크랭킹 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법은, 상기 크랭킹 단계 전에, 상기 맵 센서를 이용하여 엔진의 흡입 압력 및 온도를 측정하여 상기 엔진의 상태를 점검하는 엔진 점검 단계;를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법에 의하면, 맵 센서가 흡기 측의 압력 및 온도를 측정하여 이를 기준 압력 및 기준 온도와 비교함으로써 점화 플러그와 점화코일이 잘못 연결된 것을 검출하는 효과가 있다.
또한, 점화 플러그와 점화 코일이 오결선된 경우 엔진을 정지시켜, 엔진의 고장을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 엔진 모듈의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 엔진의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 제어의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.
아울러, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면이 개시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 엔진 모듈의 구성을 보여주는 도면이 개시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 엔진의 구성을 보여주는 도면이 개시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템에서 제어의 흐름을 보여주는 도면이 개시되어 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템은, 공기조화 모듈과 엔진 모듈 및 냉각수 배관을 포함한다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 공기조화 모듈로서 냉매 사이클을 구성하는 다수의 부품을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 공기조화 모듈은, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매의 방향을 전환하여 주는 사방변(115)을 포함할 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140)를 더 포함할 수 있다.
상기 실외 열교환기(120)는 실외측에 배치되는 실외기의 내부에 배치되고, 상기 실내 열교환기(140)는 실내측에 배치되는 실내기의 내부에 배치될 수 있다. 상기 사방변(115)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120) 또는 실내 열교환기(140)로 유동할 수 있다.
도 1에 도시된 시스템의 구성들은 실내 열교환기(140) 및 실내 팽창장치(145)를 제외하고 실외측, 즉 실외기의 내부에 배치될 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 냉방 운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(115)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120)를 거쳐 상기 실내 열교환기(140) 측으로 유동할 수 있다. 반면에, 상기 가스 엔진 히트펌프 시스템(10)이 난방 운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(115)을 통과한 냉매는 상기 실내 열교환기(140)를 거쳐 상기 실외 열교환기(120) 측으로 유동할 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 압축기(110), 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140) 등을 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관(170, 실선 유로)을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 상기 가스 히트펌프 시스템(10)의 구성에 대하여, 먼저 냉방 운전 모드를 기준으로 설명한다.
상기 실외 열교환기(120)로 유동한 냉매는 외기와 열교환 하여 응축될 수 있다. 상기 실외 열교환기(120)의 일측에는 외기를 불어주는 실외 팬(122)이 배치될 수 있다.
상기 실외 열교환기(120)의 출구측에는, 냉매를 감압하기 위한 메인 팽창 장치(125)가 제공될 수 있다.
냉방 운전 시, 상기 메인 팽창 장치(125)는 풀 오픈(full open) 되어 냉매의 감압 작용을 수행하지 않는다.
상기 메인 팽창 장치(125)의 출구 측에는, 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각 열교환기(130)가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 과냉각 열교환기(130)에는, 과냉각 유로(132)가 연결될 수 있다. 상기 과냉각 유로(132)는 상기 냉매 배관(170)으로부터 분지되어 상기 과냉각 열교환기(130)에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 과냉각 유로(132)에는, 과냉각 팽창 장치(135)가 설치될 수 있다. 상기 과냉각 유로(132)를 유동하는 냉매는 상기 과냉각 팽창 장치(135)를 통과하면서 감압될 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(130)에서는, 상기 냉매 배관(170)의 냉매와 상기 과냉각 유로(132)의 냉매 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 열교환 과정에서, 상기 냉매 배관(170)의 냉매는 과냉되며, 상기 과냉각 유로(132)의 냉매는 흡열한다.
상기 과냉각 유로(132)는 기액 분리기(160)에 연결될 수 있다. 상기 과냉각 열교환기(130)에서 열교환 된 과냉각 유로(132)의 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입될 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(130)를 통과한 냉매 배관(170)의 냉매는 실내기 측으로 유동하며, 실내 팽창 장치(145)에서 감압된 후 상기 실내 열교환기(140)에서 증발된다. 상기 실내 팽창 장치(145)는 실내기의 내부에 설치되며, 전자 팽창 밸브(EEV)로 구성될 수 있다.
또한, 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 사방변(115)을 경유한 후, 곧 바로 기액 분리기(160)로 유입될 수도 있으며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
한편, 이하에서는 상기 가스 히트펌프 시스템(10)의 구성에 대하여, 난방 운전 모드를 기준으로 설명한다.
난방 과정에서는 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 실내 열교환기(140)로 유동하고, 상기 실내 열교환기(140)에서 응축된 냉매는 보조 열교환기(150)로 유동할 수 있다. 상기 보조 열교환기(150)에는 냉매 분기 배관이 연결될 수 있다.
상기 냉매 분기 배관 중에서 상기 보조 열교환기(150)의 입구 측에 위치되는 배관에는 팽창 밸브(152)가 구비될 수 있다. 상기 팽창 밸브(152)는 냉매의 유동을 조절하면서 냉매를 감압할 수 있다.
따라서, 상기 보조 열교환기(150)는 저압의 냉매와 고온의 냉각수 간에 열교환이 이루어질 수 있는 열교환기로서, 일례로 판형 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 기액 분리기(160)로 유입될 수도 있다.
상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 상기 기액 분리기(160)에서 기액 분리되며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 엔진(210)의 냉각을 위한 냉각수의 유동을 가이드 하는 냉각수 배관(360, 점선유로)을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수의 유동력을 발생시키는 냉각수 펌프(300)와, 냉각수의 유동 방향을 전환하기 위한 복수의 유동 전환부(310, 320) 및 냉각수를 냉각하기 위한 방열기(330, radiator)가 설치될 수 있다.
상기 복수의 유동 전환부(310, 320)는, 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)를 포함할 수 있다. 일예로, 상기 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)는, 삼방 밸브(3way valve)를 포함할 수 있다.
상기 방열기(330)는 상기 실외 열교환기(120)의 일측에 위치될 수 있으며, 상기 방열기(330)의 냉각수는 상기 실외 팬(122)의 구동에 의하여 외기와 열교환 되며, 이 과정에서 냉각될 수 있다.
상기 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 냉각수는 엔진(210) 및 배기가스 열교환기(240)를 통과하며, 상기 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)를 거쳐 상기 방열기(330) 또는 상기 보조 열교환기(150)로 선택적으로 유동될 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)에서 상기 엔진 모듈(200)은 상기 엔진(210) 및 엔진(210)으로 혼합 연료를 공급하기 위한 다양한 부품을 포함할 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 엔진(210)의 입구 측에 배치되어 혼합 연료를 공급하는 믹서(230)를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 믹서(230)에 정화된 공기를 공급하는 공기 여과기(220) 및 소정 압력 이하의 연료(fuel)를 공급하기 위한 제로 가버너(zero governor : 240)를 더 포함할 수 있다. 상기 제로 가버너(240)는 연료의 입구 압력의 크기 또는 유량의 변화에 관계없이, 출구 압력을 일정하게 조절하여 공급하는 장치로서 이해될 수 있다.
상기 공기 여과기(220)를 통과한 공기와, 상기 제로 가버너(240)에서 토출된 연료는 상기 믹서(230)에서 혼합되어 혼합기를 구성한다. 그리고, 상기 혼합기는 상기 엔진(210)에 공급될 수 있다.
상기 가스 히트펌프 시스템(10)은 믹서(230)와 엔진(210) 사이에 배치되는 조절수단(270)을 더 포함할 수 있다.
상기 조절수단(270)은 상기 엔진(210)으로 공급되는 혼합기의 양을 조절한다. 일 예로, 상기 조절수단(270)은 ETC(electronic throttle control) 방식이 적용된 밸브로 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 엔진(210)은 상기 조절수단(270)을 거쳐 유입된 혼합기를 연소시켜 상기 압축기(110)의 운전을 위한 동력을 제공할 수 있고, 흡기 매니폴드(211), 맵 센서(212), 실린더(213), 흡기 밸브(214), 피스톤(215), 점화 플러그(216), 점화 코일(217), 배기 밸브(218) 및 크랭크 축(219)을 포함한다.
이때, 상기 흡기 매니폴드(211)는 상기 조절수단(270)과 연결되어 혼합기가 유입되는 통로를 제공할 수 있다. 상세하게는 상기 흡기 매니폴드(211)는 상기 조절수단(270)과 연결되어 혼합기가 유입되는 유입구, 상기 실린더(213)와 연결되어 혼합기를 상기 실린더(213)로 공급하는 유출구 및 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 구비되어 혼합기가 유동하며, 상기 맵 센서(212)가 장착되는 연결통로를 포함할 수 있다.
상기 맵 센서(212)는 상기 흡기 매니폴드(211) 내에 구비되어 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 압력 및 온도를 측정할 수 있다.
상기 실린더(213)는 상기 흡기 매니폴드(211)를 통하여 유입된 혼합기를 수용하고, 혼합기를 연소시켜 회전 동력을 발생시킬 수 있다. 상세하게는, 상기 흡기 매니폴드(211)를 통하여 유입된 혼합기가 흡입, 압축, 폭발 및 배기의 4행정을 거치면서 동력을 발생시킬 수 있다.
상기 실린더(213)는 상기 흡기 매니폴드(211)와 연결되는 통로 상에 상기 흡기 밸브(214)가 구비되고, 배기 매니폴드와의 연결 통로 상에 상기 배기 밸브(215)가 구비되어 혼합기를 흡입 및 배기할 수 있다. 상세하게는, 흡입 행정에서는 상기 흡기 밸브(214)가 열리면서 상기 흡기 매니폴드(211)의 혼합기가 상기 실린더(213) 내부로 유입될 수 있고, 배기 행정에서는 상기 배기 밸브(218)가 열리면서 상기 실린더(213) 내부의 혼합기가 상기 배기 매니폴드로 배출될 수 있다.
상기 실린더(213)은 원통 형태로 형성될 수 있고, 상기 실린더(213)의 내부에는 상기 피스톤(215)이 축 방향을 따라 직선 왕복 운동 가능하게 수용될 수 있다. 따라서, 압축 행정에서는 흡입 행정을 거쳐 상기 실린더(213) 내에 혼합기가 유입된 상태에서 상기 피스톤(215)이 혼합기를 압축시키는 방향으로 이동하면서 혼합기의 압력을 높일 수 있다.
한편, 폭발 행정에서 혼합기가 연소(폭발)하면, 상기 실린더(213) 내부의 압력이 급속도로 상승하고, 상기 피스톤(215)은 상기 실린더(213)의 내부 공간이 팽창되는 방향으로 직선 운동하게될 수 있다. 이때, 상기 피스톤(215)은 상기 크랭크 축(219)과 결합되어 직선 운동을 회전 운동으로 변환시킬 수 있고, 상기 압축기(110)의 운전을 위한 회전 동력을 제공할 수 있다.
상기 실린더(213)에는 상기 점화 플러그(216)가 구비되어 폭발 행정 시, 압축된 혼합기에 스파크(spark)를 발생시킬 수 있다. 상세하게는, 상기 점화 플러그(216)는 상기 실린더(213) 내부에 구비되고, 상기 점화 코일(217)과 연결되어 불꽃을 발생시킬 수 있다.
상기 점화 코일(217)은 상기 점화 플러그(216)의 불꽃을 발생시키는 일종의 유도 코일을 의미할 수 있다.
한편, 상기 실린더(213)는 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 상기 실린더(213)는 4개의 실린더가 서로 나란하게 병렬로 구성될 수 있다. 이때, 복수 개의 상기 실린더(213)는 각각 서로 다른 행정을 수행하도록 설정될 수 있다.
이때, 상기 점화 코일(217)의 연결 순서에 따라 상기 점화 플러그(216)의 스파크 발생 순서가 결정될 수 있다. 따라서, 상기 점화 코일(217)과 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결된 경우, 상기 피스톤(215)의 왕복 운동 타이밍과 일치하지 않는 타이밍에 스파크가 발생하여 상기 엔진(210)의 토크가 감소될 수 있다.
예를 들어, 상기 실린더(213)가 4개로 구성된 경우, 1번 실린더의 1번 점화 플러그에는 1번 점화 코일이 연결되어야하나, 오결선에 의하여 4번 점화 코일이 연결되면, 흡입 행정 시에 점화 플러그에서 발화가 발생되어 1번 실린더 내부의 혼합기는 물론 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 혼합기까지 폭발할 수 있다. 그 결과 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 온도 및 압력은 상승하지만, 토크를 발생시키는 상기 실린더(213) 내부의 압력은 감소될 수 있다.
이를 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 공기조화 모듈과 상기 엔진 모듈을 제어하는 제어부(400)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제어부(400)는 상기 엔진(210)을 제어할 수 있다. 상세하게는, 상기 제어부(400)는 상기 맵 센서(212)를 통하여 상기 흡기 매니폴드(211) 내의 압력 및 온도를 측정할 수 있고, 상기 조절수단(270)의 개폐를 제어할 수 있으며, 상기 엔진(210)을 켜거나(시동), 상기 엔진(210)을 정지시킬 수 있다. 또한, 상기 엔진(210)의 스타터 모터(도면 미기재)를 켜거나 정지시키는 것도 가능하다.
상기 제어부(400)는 상기 맵 센서(212)를 이용하여 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다.
이하에서는 상기 제어부(400)가 상기 점화 플러그(216) 및 상기 점화 코일(217)이 잘못 연결된 것(오결선)을 검출하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법을 설명하기 위한 순서도가 개시되어 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법을 설명하면, 엔진 점검 단계(S10), 크랭킹 단계(S20), 점화 플러그 오결선 판단 단계(S30) 및 엔진 정지 단계(S40)를 포함한다.
상기 엔진 점검 단계(S10)에서 상기 제어부(400)는 상기 엔진(210)의 시동을 준비하기 위하여, 현재의 상기 엔진(210)의 흡입 압력 및 흡기 측 온도를 측정하여 상태를 점검할 수 있다. 상세하게는, 상기 제어부(400)는 상기 맵 센서(212)를 이용하여 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 압력 및 온도를 측정하여 상기 엔진(210)의 상태를 점검할 수 있다.
상기 엔진 점검 단계(S10) 이후에 상기 크랭킹 단계(S20)에서 상기 제어부(400)는, 상기 엔진(210)을 크랭킹할 수 있다. 상세하게는, 상기 제어부(400)는 상기 엔진(210)을 켜 시동을 걸면, 상기 스타터 모터(219a)가 켜진다. 이 경우 상기 스타터 모터로부터 상기 크랭크 축(219)이 동력을 전달받아 회전할 수 있다. 따라서, 상기 크랭크 축(219)의 회전과 연동하여 상기 엔진(210)의 캠샤프트(도면 미기재)도 회전하면서 상기 실린더(213) 내에서 흡입, 압축, 폭발 및 배기의 4행정이 사이클될 수 있다(크랭킹). 이때, 상기 조절수단(270)를 개방하여 혼합기를 상기 흡기 매니폴드(211) 내로 유입시키고, 상기 점화 코일(217)에 전원을 인가하여 상기 점화 플러그(216)에서 스파크를 발생시키면, 상기 엔진(210)을 운전할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계(S30)에서 상기 제어부(400)는, 상기 맵 센서(212)를 이용하여 상기 엔진(210)의 점화 플러그(217)가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 점화 플러그 오결선 판단 단계(S30)에서는, 상기 맵 센서(212)를 이용하여 상기 엔진(210)의 흡입 압력(PI)을 측정하여 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상세하게는, 상기 제어부(400)는, 상기 맵 센서(212)가 측정한 상기 엔진(210)의 흡입 압력(PI)이 미리 입력된 기준 압력(PR) 이상인 경우(PI≥PR)에는 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 맵 센서(212)가 측정한 현재의 상기 엔진(210) 흡기 측의 흡입 압력(PI)이 미리 입력된 기준 압력(PR) 1100hPa 이상인 경우에는 상기 흡기 밸브(214)가 열린 상태에서 상기 점화 플러그(216)에 스파크가 발생한 것으로 판단하여, 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
또한, 상기 점화 플러그 오결선 판단 단계(S30)에서는, 상기 맵 센서(212)를 이용하여 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 온도(TI)를 측정하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다. 상세하게는, 상기 제어부(400)는, 상기 맵 센서(212)가 측정한 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 온도(TI)가 미리 입력된 기준 온도(TR) 이상인 경우(TI≥TR)에는 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(400)는 상기 엔진 점검 단계(S10)에서 측정한 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 온도(이하 환경 온도(TC)라고 부를 수 있다.)에 섭씨 100도를 더한(TC+100℃) 값을 상기 기준 온도(TR)로 설정할 수 있고, 상기 맵 센서(212)가 측정한 현재의 상기 흡기 매니폴드(211) 내부의 온도(TI)가 미리 입력된 기준 온도(TR=TC+100℃) 이상인 경우에는 상기 흡기 밸브(214)가 열린 상태에서 상기 점화 플러그(216)에 스파크가 발생한 것으로 판단하여, 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단할 수 있다.
상기 엔진 정지 단계(S40)에서 상기 제어부(400)는, 상기 점화 플러그 오결선 판단 단계(S30)에서 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 엔진(210)을 정지시킬 수 있다.
상세하게는, 상기 제어부(400)는, 상기 점화 플러그(216)가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 조절수단(270)을 닫아 혼합기가 상기 엔진(210)으로 공급되는 것을 중단시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(400)는, 상기 엔진(210)의 스타터 모터(219a)를 정지시켜 최종적으로 상기 엔진(210)의 운전을 정지시킬 수 있다.
따라서, 상기 점화 플러그(216)와 상기 점화 코일(217)이 오결선된 경우, 상기 엔진(210)을 정지시켜, 상기 엔진(210)의 고장을 방지하는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
210 : 엔진
211 : 흡기 매니폴드
212 : 맵 센서
213 : 실린더
216 : 점화 플러그
400 : 제어부

Claims (12)

  1. 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매 배관을 포함하는 공기조화 모듈;
    연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하며, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진 모듈; 및
    상기 공기조화 모듈과 상기 엔진 모듈을 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 엔진은,
    혼합기가 유입되는 흡기 매니폴드;
    상기 흡기 매니폴드에 구비되어 상기 흡기 매니폴드 내의 압력 및 온도를 측정하는 맵 센서; 및
    흡기 밸브, 피스톤, 점화 플러그 및 배기 밸브가 구비되고, 상기 흡기 매니폴드를 통하여 유입된 혼합기가 흡입, 압축, 폭발 및 배기되면서 동력을 발생시키는 복수 개의 실린더;
    를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 맵 센서를 이용하여 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 맵 센서에서 측정된 상기 흡기 매니폴드 내의 압력이 미리 입력된 기준 압력보다 높은 경우, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 맵 센서에서 측정된 상기 흡기 매니폴드 내의 온도가 미리 입력된 기준 온도보다 높은 경우, 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 엔진 모듈은,
    상기 엔진으로 공급되는 혼합기의 양을 조절하는 조절수단;
    을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 혼합기가 상기 엔진으로 공급되는 것을 중단시키기 위하여 상기 조절수단을 닫는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 엔진을 정지시키는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
  6. 맵 센서를 이용하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하는 점화 플러그 오결선 판단 단계;
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단되는 경우, 상기 엔진을 정지시키는 엔진 정지 단계;
    를 포함하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는,
    상기 맵 센서를 이용하여 상기 엔진의 흡입 압력을 측정하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는,
    상기 맵 센서가 측정한 상기 엔진의 흡입 압력이 미리 입력된 기준 압력 이상인 경우에는 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는,
    상기 맵 센서를 이용하여 상기 엔진의 흡기 매니폴드 내부의 온도를 측정하여 엔진의 점화 플러그가 잘못 연결되었는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계에서는,
    상기 맵 센서가 측정한 상기 흡기 매니폴드 내부의 온도가 미리 입력된 기준 온도 이상인 경우에는 상기 점화 플러그가 잘못 연결되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 점화 플러그 오결선 판단 단계 전에, 상기 엔진을 크랭킹하는 크랭킹 단계;
    를 더 포함하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 크랭킹 단계 전에, 상기 맵 센서를 이용하여 엔진의 흡입 압력 및 온도를 측정하여 상기 엔진의 상태를 점검하는 엔진 점검 단계;
    를 더 포함하는 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법.
KR1020190169197A 2019-12-17 2019-12-17 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법 KR20210077495A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190169197A KR20210077495A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190169197A KR20210077495A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210077495A true KR20210077495A (ko) 2021-06-25

Family

ID=76629408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190169197A KR20210077495A (ko) 2019-12-17 2019-12-17 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210077495A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10352593B2 (en) Gas heat-pump system
US11365911B2 (en) Gas heat pump system
KR20180055412A (ko) 가스 히트펌프
US11592219B2 (en) Method of controlling gas heat-pump system
KR20210077495A (ko) 가스 히트펌프 시스템 및 가스 히트펌프 시스템의 점화코일 오결선 검출방법
KR102042238B1 (ko) 가스 히트펌프 시스템
US10823130B2 (en) Gas heat pump and control method therefor
JP2017053552A (ja) エンジン駆動式空気調和装置
JPH10131792A (ja) 内燃エンジンの希薄燃焼制御方法
JP2003042585A (ja) 空気調和機
KR102004480B1 (ko) 가스 히트펌프 시스템
US11519347B2 (en) Gas engine heat pump and method of operating the same
KR20210085274A (ko) 가스 히트펌프
KR102067829B1 (ko) 엔진 진단장치 및 그 진단방법
US20210199355A1 (en) Gas heat-pump system and method of controlling same
KR102313901B1 (ko) 가스히트펌프 시스템 및 그 제어방법
CN108266917B (zh) 变流量多循环热泵系统
CN108266916B (zh) 多循环变流量热泵系统
KR101993721B1 (ko) 가스 히트펌프 시스템
KR20220105421A (ko) 가스엔진 히트펌프
JPH08312427A (ja) 内燃機関の希薄燃焼制御方法および装置
JPH10131795A (ja) 内燃エンジンの希薄燃焼制御方法
KR20210076679A (ko) 가스 히트펌프 시스템
KR20210031156A (ko) 가스엔진 히트펌프
KR20180055411A (ko) 가스 히트펌프