KR20210098178A

KR20210098178A - 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법

Info

Publication number: KR20210098178A
Application number: KR1020200012041A
Authority: KR
Inventors: 곽민석; 김도균
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-10
Also published as: WO2021154000A1; KR102355461B1

Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법이 제공된다. 본 발명의 일실시에에 따른 공기조화기 및/또는 공기조화기의 제어 방법은, 안정화 동작 수행시, 온도 조절 부하가 해소되지 않는 조건인지 여부를 판단한 후, 온도 조절 부하가 해소되지 않는 조건이라면 공기조화기의 상태 인자의 변화율을 감소시켜 압축기를 제어하는 부하 해소 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법은 실내 온도의 오버슛 및/또는 언더슛을 방지함과 동시에, 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않게 되는 문제점도 방지할 수 있다.

Description

공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법{Air conditioner and control method thereof}

본 발명은 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 대상 공간의 공기를 냉각, 가열, 또는 정화시키거나, 대상 공간에 대하여 가습 동작 또는 제습 동작을 수행하는 장치를 말한다. 공기조화기가 대상 공간의 공기를 냉각 또는 가열하기 위해서는 압축기와 응축기 등을 필요로 한다. 공기조화기가 대상 공간의 공기를 적절하게 냉각 또는 가열하기 위해서는 압축기 등을 적절하게 제어하여야 한다.

선행기술문헌 1(공개특허공보 제10-2000-0018964호)에는, 감지된 실내 온도와 설정된 실내 온도의 차에 따른 해당 주파수 대역으로 압축기의 구동을 제어하는 방법이 공개되어 있다. 즉, 선행기술문헌 1은 감지된 실내 온도와 설정된 실내 온도의 차에 따라 압축기의 구동 주파수를 직접 결정한다. 그런데, 선행기술문헌 1과 같이, 감지된 실내 온도와 설정된 실내 온도와의 차이에 따라 압축기의 구동 주파수를 직접 조정하는 경우, 실내 온도의 오버슛(over shout) 또는 언더슛(under shout)이 발생할 가능성이 높아지게 된다.

선행기술문헌 2(공개특허공보 제10-2004-0003707호)에는, 실내 배관 온도에 따라 압축기 주파수를 제어하는 방법이 공개되어 있다. 구체적으로, 선행기술문헌 2는 압축기의 온/오프 동작은 실내 온도와 희망 온도를 기준으로 이루어지며, 압축기 운전 조건에서는 실내배관온도와 목표배관온도의 차이에 따라 압축기의 운전주파수를 제어한다. 그런데, 선행기술문헌 2와 같이 제어하는 경우에, 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않는 경우가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2000-0018964호 공개특허공보 제10-2004-0003707호

본 발명의 일실시예에 따르면, 실내 온도의 오버슛 및/또는 언더슛을 방지함과 동시에, 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않게 되는 문제점도 방지할 수 있는 공기조화기가 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 에어컨에서 토출되는 공기의 온도를 일정하게 제어할 수 있는 공기조화기가 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 실내 온도의 오버슛 및/또는 언더슛을 방지함과 동시에, 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않게 되는 문제점도 방지할 수 있는 공기조화기의 제어 방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 에어컨에서 토출되는 공기의 온도를 일정하게 제어할 수 있는 공기조화기의 제어 방법이 제공된다.

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.

본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 실내 온도의 오버슛 및/또는 언더슛을 방지함과 동시에, 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않게 되는 문제점도 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 에어컨에서 토출되는 공기의 온도를 일정하게 제어할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기가 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 본체부의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따른 온도 변화를 비교예와 대비하여 나타낸 그래프이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법을 설명하도록 한다.

일반적으로 공기조화기는 분리형 공기조화기 및 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다.

분리형 공기조화기는, 실내에 배치되어 실내공간에 조화된 공기를 토출하는 실내기와, 실내기와 배관을 통하여 연결되며 실외에 배치되는 실외기를 포함한다. 실내기는 실내 열교환기를 포함할 수 있고, 실외기는 실외 열교환기를 포함할 수 있다. 분리형 공기조화기가 냉방운전을 수행할 때, 실외 열교환기는 응축기로서 기능하며 실내 열교환기는 증발기로서 기능할 수 있다. 분리형 공기조화기가 난방운전을 수행할 때, 실내 열교환기는 응축기로서 기능하며 실외 열교환기는 증발기로서 기능할 수 있다.

일체형 공기조화기는, 하나의 케이스 내부에 실외 열교환기와 실내 열교환기가 함께 설치된다. 실외 열교환기(예를 들면, 응축기)는 실외측에 배치되어 외기와 열교환하며, 실내 열교환기(예를 들면, 증발기)는 실내측에 배치되어 실내 공기와 열교환한다.

이하, 일체형 공기조화기를 예를 들어 본 발명의 일실시예를 설명한다. 그러나, 본 발명은 일체형 공기조화기에 한정되는 것은 아니며, 분리형 공기조화기의 경우에도 본 발명의 개념이 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)가 설치된 모습을 보여주는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)는 일체형 공기조화기일 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)는 케이스의 내부에 응축기와 증발기가 함께 설치될 수 있다. 응축기는 실외측에 배치되어 외기와 열교환할 수 있고, 증발기는 실내측에 배치되어 실내 공기와 열교환할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)는 벽면(2)과 창문(3)이 구비되는 건물에 있어서, 벽면(1)에 형성된 구멍에 설치될 수 있다.

도 1에 도시된 것과 다르게, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)는 창문(3)이 위치하는 영역에 마련된 설치공간에 설치될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 발명의 일실시에에 따른 공기조화기(1)는 케이스(10) 및 전면패널(20)을 포함할 수 있다.

케이스(10)는 전방부가 개구된 육면체 형상을 가지며, 내부공간을 형성할 수 있다. 케이스(10)의 상면에는 케이스 내부에서 발생되는 열을 방출하는 방열부(11)가 형성될 수 있다. 또한, 케이스(10)의 측면에는 실외공기가 흡입되는 실외 흡입부(12)가 형성될 수 있다.

케이스(10)의 일면(예를 들면, 상면)에 벽면(도 1의 2) 또는 창문(도 1의 3)에 설치될 수 있는 설치 브라켓(13)이 구비될 수 있다. 설치 브라켓(13)을 통하여, 공기조화기(1)는 벽면 또는 창문에 고정될 수 있다.

케이스(10)의 전방부는 실내공간에 위치되며, 후방부는 벽면 또는 실외공간에 위치될 수 있다. 도 2의 L1은 전방부와 후방부의 경계선을 나타낸다.

도시하지는 않았지만, 케이스(10)의 후면에는 케이스 내부의 공기가 토출되는 실외 토출부가 형성될 수 있다.

전면 패널(20)의 측면에는 실내의 공기를 흡입하는 제1 실내 흡입부(21)가 형성될 수 있다. 제1 실내 흡입부(21)는 전면 패널의 양측에 형성될 수 있다. 전면 패널(20)의 하부에는 실내의 공기를 흡입하는 제2 실내 흡입부(22)가 형성될 수 있다. 전면 패널(20)의 상부에는 조화된 공기를 토출하는 토출부(23)가 형성될 수 있다.

제1 실내 흡입부(21) 및/또는 제2 실내 흡입부(22)를 통하여 흡입된 공기는, 케이스(10) 내부의 본체부를 통과하면서 열교환된 후, 토출부(23)를 통해 토출될 수 있다.

전면 패널(20)의 상부에는 인터페이스부(24)가 배치도리 수 있다. 인터페이스부(24)는 공기조화기의 작동 정보를 보여줄 수도 있다. 또한, 인터페이스부(24)를 통하여 사용자에 의한 작동 명령이 입력될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도로서, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)는 케이스(10), 전면 패널(20), 및 본체부(30)를 포함할 수 있다.

케이스(10) 및 전면 패널(20)은 도 2에 대한 설명을 참조하면 쉽게 이해될 것이다.

본체부(30)는 케이스(10)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 본체부(30)는 부품의 교체 및/또는 수리 등을 위하여, 케이스(10)로부터 분리될 수 있다.

본체부(30)는 베이스(31) 및 베이스(31)의 상부에 설치된 에어가이드(32)를 포함할 수 있다. 본체부(30)는 에어가이드(32)를 기준으로 실외 공기가 유동되는 실내측 본체부와 실내 공기가 유동되는 실외측 본체부로 구분될 수 있다. 즉, 본체부(30)에서, 에어가이드(32)를 기준으로 일측에서는 실외공기가 유동하고, 타측에서는 실내공기가 유동할 수 있다. 실외측 본체부는 응축기(33), 쉬라우드(34), 및 응축팬(35) 등을 포함할 수 있고, 실내측 본체부는 증발기(37) 및 토출 가이드(38)를 포함할 수 있다.

응축기(33)는 케이스(10)의 후방부 내측의 응축팬(35)의 출구 측에 배치될 수 있다. 따라서, 응축팬(35)을 통과한 공기는 응축기(33)를 지나 외부로 배출된다. 압축기에서 압축된 냉매는 배관을 통해 응축기(33)로 유입될 수 있다.

쉬라우드(34)는 응축팬(35)에 결합되어 응축팬(35)을 통과하는 공기의 유동을 가이드할 수 있다. 쉬라우드에는 응축팬(35)이 삽입되도록 구성된 개구부가 형성될 수 있다.

응축팬(35)은 케이스 내부로 흡입된 실외 공기를 흡입하고, 흡입한 실외 공기를 토출한다. 응축팬(35)은 축류팬일 수 있다.

즉, 케이스(10)의 실외 흡입구(12)를 통해 흡입된 실외 공기는 쉬라우드(34)의 개구부를 통하여 응축팬(35)의 축방향으로 흡입될 수 있다. 응축팬(35)은 축방향으로 흡입된 실외 공기를 축방향으로 토출할 수 있다. 응축팬(35)에서 토출된 실외 공기는 쉬라우드(34)에 의해 가이드되며, 응축기(33)를 지나 실외로 배출될 수 있다.

증발기(37)는 전면 패널(20)의 내측에 배치될 수 있고, 배관을 통해 응축기(33)에서 응축된 냉매를 유입한다. 도시하지는 않았지만, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 응축된 냉매를 감압하기 위한 팽창장치를 더 포함할 수 있으며, 상기 팽창 장치는 응축기(33)와 증발기(37) 사이에 배치될 수 있다.

토출 가이드(38)는 공기조화기(1)의 전방으로 토출되는 공기를 가이드할 수 있다. 토출 가이드(38)는 중공의 패널 또는 파이프 형상을 가질 수 있다.

제1 실내 흡입구(21) 및/또는 제2 실내 흡입구(22)로 흡입된 공기는 증발기(37)와 토출 가이드(38)를 순차적으로 지나 토출부(23)를 통해 실내로 토출될 수 있다. 이러한 공기의 유동을 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기는 증발팬을 더 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 본체부의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3에서 설명한 것과 같이, 본체부(30)는 베이스(31), 베이스(31)의 상부에 설치된 에어가이드(32), 에어가이드(32)의 일측에 배치된 실외측 본체부, 및 에어가이드(32)의 타측에 배치된 실내측 본체부를 포함할 수 있다.

실외측 본체부는 응축기(33), 쉬라우드(34), 및 압축기(36)를 포함할 수 있고, 실내측 본체부는 증발기(37) 및 토출 가이드(38)를 포함할 수 있다.

응축기(33), 쉬라우드(34), 증발기(37), 및 토출 가이드(38)의 기능 및 배치는 도 3에서 설명한 것과 동일할 수 있다.

압축기(36)는 베이스(31)의 상부에 설치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 압축기(36)는 주파수 조절이 가능한 인버터 압축기일 수 있다. 따라서, 공기조화기(1)의 냉방 부하가 낮을 때에는 압축기(36)의 운전 주파수를 낮추고, 냉방부하가 높을 때에는 압축기(36)의 운전 주파수를 높일 수 있다. 증발기(37)로부터 배출된 냉매는 배관을 통해 압축기(36)로 유입되며, 압축기(36)는 배관을 통해 증발기(37)로부터 배출된 냉매를 유입하고, 유입된 냉매를 압축한 후 배관을 통해 응축기(33)로 배출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 공기조화기의 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 제어 장치(100)는 사용자로부터 입력된 명령 내지 설정 온도 및/또는 적어도 하나 이상의 센서를 통해 감지된 공기조화기(1)의 상태에 대한 정보를 기초로 압축기(36)를 제어할 수 있다. 제어 장치(100)는 제어부(110), 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 감지부(120), 인터페이스부(130), 및 메모리(140)를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 실외 제어부(112) 및 실내 제어부(114)를 포함할 수 있고, 감지부(120)는 압력 센서(122), 실내 온도 센서(124), 및 배관 온도 센서(126)를 포함할 수 있다. 도 5의 인터페이스부(130)는 도 2 및 도 3의 인터페이스부(24)와 동일한 구성일 수 있다.

제어부(110)는 감지부(120)로부터 측정된 공기조화기(1)의 상태에 대한 정보, 인터페이스부(130)를 통해 입력된 사용자의 의도와 관련된 정보, 및 메모리(140)에 저장된 정보 중 적어도 하나 이상을 기초로 압축기(36)를 제어할 수 있다.

공기조화기(1)의 상태에 대한 정보는 압축기(36)의 입구측, 즉, 냉매가 압축기(36)로 유입되는 부분의 압력에 대한 정보, 실내 온도에 대한 정보, 및 냉매가 이동하는 배관(특히, 증발기(37)와 압축기(36) 사이의 배관)의 온도에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 사용자의 의도와 관련된 정보는 냉방 또는 난방 운전의 시작을 위한 정보, 희망 온도에 대한 정보, 및 냉방 또는 난방 운전의 종료를 위한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 메모리(140)에 저장된 정보는 운전 조건에 따른 압축기(36)의 입구측 압력의 변화율에 대한 정보, 및 제어 주기에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

제어부(110)는 실외 제어부(112) 및 실내 제어부(114)를 포함할 수 있다. 실외 제어부(112)는 본체부(30) 중 실외측 본체부에 배치될 수 있고, 실내 제어부(114)는 본체부(30) 중 실내측 본체부에 배치될 수 있다. 실외 제어부(112)와 실내 제어부(114)는 서로 통신할 수 있다.

제어부(110)(구체적으로, 실외 제어부(112) 및 실내 제어부(114) 각각)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치 (CPU), 그래픽처리장치 (GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays (FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다. 메모리에는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다.

또한, 제어부(110)(구체적으로, 실외 제어부(112) 및 실내 제어부(114) 각각)는 통신 가능한 통신접속을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속, 또는 기타 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.

제어부(110)(즉, 실외 제어부(112) 및 실내 제어부(114))의 구체적인 동작은 도 6을 참고하여 후술한다.

감지부(120)는 공기조화기의 상태에 대한 정보를 감지하고, 감지된 정보를 제어부(110)에 제공할 수 있다.

압력 센서(122)는 압축기(도 4의 36)의 입구 측의 압력을 측정하고, 그 값을 제어부(110)(특히, 실외 제어부(112))에 제공할 수 있다. 압력 센서(122)는 실외측 본체부에 배치될 수 있다.

실내 온도 센서(124)는 공기조화기(1)의 토출구(도 1의 23)를 통해 공기가 토출되는 실내의 온도를 측정하고, 그 값을 제어부(110)(특히, 실내 제어부(114))에 제공할 수 있다. 실내 온도 센서(124)는 실내측 본체부에 배치될 수 있다.

배관 온도 센서(126)는 냉매가 이동하는 배관, 특히, 냉매가 압축기(36)로 유입되는 배관(예를 들면, 증발기(도 5의 37)와 압축기(도 4의 36) 사이의 배관)의 온도를 측정하고, 그 값을 제어부(110)(특히, 실내 제어부(114))에 제공할 수 있다. 배관 온도 센서(126)는 실내측 본체부에 배치될 수 있다.

도 5에서는 배관 온도 센서(126)가 실내측 본체부에 배치되는 경우를 예시하고 있으나, 배관 온도 센서(126)는 실외측 본체부에 배치될 수도 있다. 이 경우, 배관 온도 센서(126)는 실외 제어부(112)에 측정된 배관 온도를 제공할 수 있다.

인터페이스부(130)는 사용자로부터 명령을 입력받을 수 있다. 상기 명령은 공기조화기(1)의 동작 시작과 종료, 공기 조화기(1)의 운전 모드(예를 들면, 냉방 또는 난방 등), 및 희망 온도 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 인터페이스부(130)는 공기조화기(1)의 운전 정보를 디스플레이할 수도 있다.

메모리(140)는 제어부(110)가 압축기(36)를 제어하는데 필요한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(140)는 실내 온도와 희망 온도의 차이인 온도 차이와, 운전 모드에 따른 압력 변화율을 저장할 수 있다. 제어부(110)는 상기 압력 변화율에 따라 압축기(36)의 입구측 압력이 변화하도록 압축기(36)를 제어할 수 있다. 또는, 메모리(140)는 실내 온도와 희망 온도의 차이인 온도 차이와, 운전 모드에 따른 배관온도 변화율을 저장할 수 있다. 제어부(110)는 메모리(140)에 저장된 정보를 억세스하여 압축기를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(110)는 상기 배관온도 변화율에 따라 배관온도(특히, 냉매가 압축기(36)로 유입되는 배관의 온도(예를 들면, 증발기(37)와 압축기(36) 사이의 배관의 온도))가 변화하도록 압축기(36)를 제어할 수 있다. 또는, 제어부(110)는 감지부(120)로부터 측정된 정보들을 기초로 압축기 입구측 압력의 목표 압력값을 계산하고, 계산된 목표 압력값에 기초하여 메모리(140)에 저장된 정보를 억세스하고, 억세스된 정보에 따라 압축기(36)를 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 도 6에 나타낸 각 단계는 도 5의 제어부(110)에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 6에 나타낸 각 단계는 도 5의 실외 제어부(112)에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해, 실외 제어부(112)는 실내 제어부(114)로부터 사용자가 설정한 희망 온도에 대한 정보, 실내 온도에 대한 정보, 및 배관 온도에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 제공받을 수 있다.

먼저, 제어부(110)는 쾌속 운전 모드로 압축기를 제어할 수 있다(S100 단계). 제어부(110)는 인터페이스부를 통해 사용자가 운전 시작 명령을 입력하면, 먼저 쾌속 운전 모드로 압축기를 제어할 수 있다. 쾌속 운전 모드는 압축기의 운전주파수가 목표주파수까지 상승하는 구간의 운전 모드일 수 있으며, 사용자에 의해 설정된 희망 온도와 실내 온도 센서에 의해 측정된 실내 온도의 차이인 온도차 및 쾌속 상태 변화율에 따라 공기조화기의 상태 인자가 변화하도록 압축기를 제어하는 운전 모드일 수 있다. 여기서, 공기조화기의 상태 인자는 압축기 입구측 압력, 즉, 압축기로 냉매가 유입되는 부분의 압력일 수도 있고, 배관의 온도(보다 구체적으로, 냉매가 압축기(36)로 유입되는 배관의 온도(예를 들면, 증발기와 압축기 사이의 배관의 온도))일 수도 있다. 또한, 상태 변화율은 단위 시간 당 공기조화기의 상태의 변화율을 의미한다. 즉, 제어부(110)는 쾌속 운전 모드에서, 쾌속 상태 변화율 및 온도차에 비례하여 공기조화기의 상태 인자가 변화하도록 압축기를 제어할 수 있다.

다음으로, 제어부(110)는 모드 변환 조건이 만족하였는지 여부를 판단할 수 있다(S200 단계). S200 단계에서 판단하는 모드 변환 조건은 상기 온도차가 기준 차이값 미만이 되는 것 또는 상기 상태 인자가 제1 제한값에 도달하는 것일 수 있다. 여기서, 제1 제한값은 공기조화기(특히, 압축기)의 효율적인 운전을 위해 사전에 설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 제어부(110)는 압축기 입구측 압력이 제1 제한값에 도달하는 경우, 또는 배관 온도가 제1 제한값에 도달하는 경우에 모드 변환 조건이 만족하였다고 판단할 수 있다.

S200 단계에서 판단한 결과, 모드 변환 조건이 만족하였다면, 제어부(110)는 안정화 운전 모드로 압축기를 제어할 수 있다(S300 단계). 안정화 운전 모드는 압축기 운전주파수가 압축기 입구측 압력 또는 배관 온도에 따라 가변되는 구간의 운전 모드일 수 있으며, 제어부(110)가 상기 온도차 및 상기 쾌속 상태 변화율보다 작은 안정화 상태 변화율에 따라 공기조화기의 상태 인자(즉, 압축기 입구측 압력 및/또는 배관 온도)가 변화하도록 압축기를 제어하는 운전 모드일 수 있다. 즉, 만일 온도차가 동일하다고 가정하면, 안정화 운전 모드에서의 단위 시간당 공기조화기의 상태 인자의 변화량은 쾌속 운전 모드에서의 단위 시간당 공기조화기의 상태 변화량보다 작다. 제어부(110)는 제어 주기를 조정하거나, 온도차에 적용되는 가중치를 조정함으로써 상태 변화율을 조정할 수 있다. S300 단계에서, 제어부(110)는 공기조화기의 상태가 제1 제한값에 의해 정해진 제1 제한 범위를 벗어나지 않도록 압축기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)가 온도차 및 운전 모드에 따라 압축기 입구측 압력의 변화율을 결정하고, 그에 따라 압축기를 제어하는 경우에, 제어부(110)는 압축기 입구측 압력이 제1 제한값 미만으로 떨어지지 않는 범위 내에서 압축기를 제어할 수 있다.

다음으로, 제어부(110)는 부하가 해소되는지 여부를 판단할 수 있다(S400 단계). 여기서 부하가 해소되었는지 여부는 사용자가 원하는 온도에 도달하였거나 도달할 수 있는 상황인지 여부를 판단하는 것을 의미할 수 있다. S400 단계에서, 제어부(110)는 압축기 입구측 압력이 제1 제한값이고, 온도차가 부하 해소 기준값 이상인 경우에, 부하가 해소되지 않는다고 판단할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 경과된 시간(공기조화기가 동작을 시작한 시점부터 경과한 시간 또는 안정화 운전 모드로 동작한 시간)과 온도차의 변화율 중 적어도 하나 이상을 추가적으로 고려하여 부하가 해소되는지 여부를 판단할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(110)는 (공기조화기가 동작을 시작한 시점부터 또는 안정화 운전 모드로 전환된 시점부터) 일정한 시간이 경과한 이후에, 압축기 입구측 압력이 제1 제한값이고, 온도차가 부하 해소 기준값 이상이면 부하가 해소되지 않는다고 판단할 수 있다. 또는, 제어부(110)는 압축기 입구측 압력이 제1 제한값이고, 온도차가 부하 해소 기준값 이상이면서, 온도차의 변화율이 제1 변화 제한값 미만이라면, 부하가 해소되지 않는다고 판단할 수 있다.

S400 단계에서 판단한 결과, 부하가 해소되지 않는다고 판단되면, 제어부(110)는 부하 해소 운전 모드로 압축기를 제어할 수 있다(S500 단계). 부하 해소 운전 모드는 압축기 입구측 압력 또는 배관 온도가 가변되고 가변되는 압축기 입구측 압력 또는 배관 온도에 따라 압축기의 운전 주파수가 상승 또는 유지되는 구간의 운전 모드일 수 있으며, 제어부가 상기 온도차 및 상기 안정화 상태 변화율보다 작은 부하 해소 상태 변화율에 따라 공기조화기의 상태 인자(즉, 압축기 입구측 압력 및/또는 배관 온도)가 변화하도록 압축기를 제어하는 운전 모드일 수 있다. 즉, 만일 온도차가 동일하다고 가정하면, 부하 해소 운전 모드에서의 단위 시간당 공기조화기의 상태 인자의 변화량은 안정화 운전 모드에서의 단위 시간당 공기조화기의 상태 인자의 변화량보다 작다. 제어부(110)는 제어 주기를 조정하거나, 온도차에 적용되는 가중치를 조정함으로써 상태 변화율을 조정할 수 있다. S500 단계에서, 제어부(110)는 공기조화기의 상태 인자가 제2 제한값에 의해 정해진 제2 제한 범위를 벗어나지 않도록 압축기를 제어할 수 있다. 이때, 제2 제한 범위는 제1 제한 범위보다 넓을 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)가 온도차 및 운전 모드에 따라 압축기 입구측 압력의 변화율을 결정하고, 그에 따라 압축기를 제어하는 경우에, 제어부(110)는 압축기 입구측 압력이 제1 제한값보다 작은 제2 제한값 미만으로 떨어지지 않는 범위 내에서 압축기를 제어할 수 있다.

또한, S500 단계에서, 온도차가 부하 해소 기준값보다 작은 유지 기준값 이하가 되거나, 온도차의 변화율이 상기 제1 변화 제한값보다 큰 제2 변화 제한값 이상이 되거나, 공기조화기의 상태(즉, 압축기 입구측 압력 및/또는 배관 온도)가 제2 제한값에 도달하면, 제어부(110)는 이전의 제어 보정량을 유지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따른 온도 변화를 비교예와 대비하여 나타낸 그래프로서, 도 7(a) 내지 7(d) 각각은 안정화 운전 모드로는 희망 온도(24℃)가 되지 않는 환경에서의 압축기 입구측 압력, 압축기의 운전 주파수, 실내 온도, 및 공기조화기에서 배출되는 공기의 온도를 나타낸 것이다.

도 7에서, 굵은 실선은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르는 경우의 실내 온도의 변화를 나타낸 것이고, 가는 점선은 비교예로서 부하 해소 운전 모드를 수행하지 않는 경우의 실내 온도의 변화를 나타낸 것이다. 또한, 도 7에서, t1은 부하 해소 운전 모드로 동작하는 시점을 나타낸 것이다.

먼저, 도 7(a)를 참조하면, 비교예는 실내 온도가 희망 온도로 내려가지 않더라도 압축기 입구측 압력은 대체적으로 유지되며, 오히려 일정 시간이 경과하면 소폭 증가되는 것을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 부하 해소 운전 모드로 동작을 한 이후에는 실내 온도가 충분히 내려가지 않음에 따라 압축기의 입구측 입구측 압력이 감소되는 것을 알 수 있다.

다음으로, 도 7(b)를 참조하면, 비교예는 실내 온도가 희망 온도로 내려가지 않더라도 압축기의 운전 주파수가 서서히 감소됨을 알 수 있다. 이는 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않았음에도 압축기 입구측 압력은 일정한 제한값에 도달하였기 때문이다. 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 부하 해소 운전 모드로 동작을 한 이후에는 실내 온도가 충분히 내려가지 않음에 따라 압축기의 운전 주파수는 일정한 주파수(예를 들면, 목표 주파수)를 거의 유지하고 있음을 알 수 있다.

다음으로, 도 7(c)를 참고하면, 비교예는 시간이 경과함에도 실내 온도가 충분히 내려가지 않는다는 것을 알 수 있다. (도 7(c)의 실험 결과에서는, 실내 온도가 약간 올라갈 수 있다는 것을 알 수 있다.) 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 부하 해소 운전 모드로 동작한 후 일정 시간이 경과하면 실내 온도가 충분해 내려가는 것을 알 수 있다. 이는 압축기 입구측 압력의 목표값을 낮추어줌으로써, 압축기의 운전 주파수가 일정한 주파수(예를 들면, 목표 주파수)로 유지됨에 따른 것으로 볼 수 있다.

다음으로, 도 7(d)를 참고하면, 비교예는 실내 온도가 희망 온도로 내려가지 않더라도 공기조화기로부터 배출되는 공기의 온도가 일정한 값을 유지하거나, 오히려 약간 올라간다는 것을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기 및 공기조화기의 제어 방법에 따르면, 부하 해소 운전 모드로 동작을 한 이후에는 실내 온도가 희망 온도에 도달하지 않음에 따라 공기조화기로부터 배출되는 공기의 온도가 낮아진다는 것을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 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 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1 : 공기조화기 10 : 케이스
20 : 전면 패널 30 : 본체부
100 : 제어 장치 110 : 제어부
120 : 감지부 130 : 인터페이스부
140 : 메모리

Claims

실내의 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 냉각하거나 가열하여 상기 실내로 배출하는 공기조화기에 있어서,
냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 상기 냉매를 응축하는 응축기;
상기 응축기로부터 응축된 상기 냉매를 공급받고, 상기 압축기로 상기 냉매를 배출하는 증발기; 및
사용자에 의해 설정된 희망 온도와 실내 온도에 따라 상기 압축기를 제어하는 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 희망 온도와 상기 실내 온도의 온도차 및 제1 상태 변화율에 따라 상기 공기조화기의 상태를 나타내는 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제1 운전 모드와, 상기 제1 제어 모드에서 상기 상태 인자가 상기 공기조화기의 효율적인 동작을 위해 설정된 제1 제한값에 도달하고 상기 온도차가 제1 차이값 이상이면, 상기 온도차 및 상기 제1 상태 변화율보다 작은 제2 상태 변화율에 따라 상기 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제2 운전 모드를 수행하는 공기조화기.
제1항에 있어서, 상기 상태 인자는
상기 압축기로 냉매가 유입되는 부분의 압력인 압축기 입구측 압력 및 상기 증발기와 상기 압축기 사이를 연결하는 배관의 온도인 배관 온도 중 하나인 공기조화기.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는
상기 압축기 입구측 압력을 측정하는 압력 센서;
상기 배관 온도를 측정하는 배관 온도 센서;
상기 실내 온도를 측정하는 실내 온도 센서;
상기 희망 온도를 입력받는 인터페이스부; 및
상기 압축기 입구측 압력, 상기 배관 온도, 상기 실내 온도, 및 상기 희망 온도에 기초하여 상기 제1 운전 모드 및 상기 제2 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
제3항에 있어서, 상기 제어부는
상기 인터페이스부로부터 동작 시작 명령을 수신하면, 상기 온도차 및 상기 제1 상태 변화율보다 큰 제3 상태 변화율에 따라 상기 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제3 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제3 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상인 제3 차이값 이하가 되면 상기 제3 운전 모드를 종료하고, 상기 제1 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제3 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하면 상기 제3 운전 모드를 종료하고 상기 제1 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 동작 시작 명령이 수신된 시점부터 기준 시간이 경과한 경우에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하고, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상이면, 상기 제1 운전 모드를 종료하고 상기 제2 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하고, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상이고, 상기 온도차의 변화율이 제1 기준 변화율 이하이면, 상기 제1 운전 모드를 종료하고 상기 제2 운전 모드에 따라 상기 압축기를 제어하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제2 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 온도차가 상기 제1 차이값보다 작은 제2 차이값 이하가 되면, 상기 압축기를 제어하는 제어값을 유지하는 공기조화기.
제4항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제2 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값보다 작은 제2 제한값에 도달하면, 상기 압축기를 제어하는 제어값을 유지하는 공기조화기.
제8항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제2 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 온도차의 변화율이 상기 제1 기준 변화율보다 큰 제2 기준 변화율 이상이 되면, 상기 압축기를 제어하는 제어값을 유지하는 공기조화기.
냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 상기 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기로부터 응축된 상기 냉매를 공급받고, 상기 압축기로 상기 냉매를 배출하는 증발기, 및 사용자에 의해 설정된 희망 온도와 실내 온도에 따라 상기 압축기를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기의 제어 방법에 있어서,
상기 제어부가, 상기 희망 온도와 상기 실내 온도의 온도차 및 제1 상태 변화율에 따라 상기 공기조화기의 상태를 나타내는 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제1 운전 모드를 수행하는 제1 운전 단계; 및
상기 제어부가, 상기 제1 제어 모드에서 상기 상태 인자가 상기 공기조화기의 효율적인 동작을 위해 설정된 제1 제한값에 도달하고 상기 온도차가 제1 차이값 이상이면, 상기 온도차 및 상기 제1 상태 변화율보다 작은 제2 상태 변화율에 따라 상기 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제2 운전 모드를 수행하는 제2 운전 단계를 포함하는 공기조화기의 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 상태 인자는
상기 압축기로 냉매가 유입되는 부분의 압력인 압축기 입구측 압력 및 상기 증발기와 상기 압축기 사이를 연결하는 배관의 온도인 배관 온도 중 하나인 공기조화기의 제어 방법.
제12항에 있어서, 상기 공기조화기의 제어 방법은
상기 제어부가, 동작 시작 명령을 수신하면, 상기 온도차 및 상기 제1 상태 변화율보다 큰 제3 상태 변화율에 따라 상기 상태 인자가 변화하도록 상기 압축기를 제어하는 제3 운전 모드를 수행하는 제3 운전 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 공기조화기의 제어 방법은
상기 제어부가, 상기 제3 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하거나, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상인 제3 차이값 이하가 되면, 상기 제3 운전 단계를 종료하고, 상기 제1 운전 단계를 수행하는 공기조화기에 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 공기조화기의 제어 방법은
상기 제어부가, 상기 제1 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 동작 시작 명령이 수신된 시점부터 기준 시간이 경과한 경우에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하고, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상이면, 상기 제1 운전 단계를 종료하고 상기 제2 운전 단계를 수행하는 공기조화기의 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 공기조화기의 제어 방법은
상기 제어부가, 상기 제1 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값에 도달하고, 상기 온도차가 상기 제1 차이값 이상이고, 상기 온도차의 변화율이 제1 기준 변화율 이하이면, 상기 제1 운전 단계를 종료하고 상기 제2 운전 단계를 수행하는 공기조화기의 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 공기조화기의 제어 방법은
상기 제어부가, 상기 제2 운전 모드로 압축기를 제어하는 중에, 상기 온도차가 상기 제1 차이값보다 작은 제2 차이값 이하가 되거나, 상기 상태 인자가 상기 제1 제한값보다 작은 제2 제한값에 도달하거나, 상기 제2 운전 모드로 상기 압축기를 제어하는 중에, 상기 온도차의 변화율이 상기 제1 기준 변화율보다 큰 제2 기준 변화율 이상이 되면, 상기 압축기를 제어하는 제어값을 유지하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어 방법.