KR890000346B1 - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 조화기

제1도 및 제2도는 본 발명의 제어방식을 설명하기 위한 싸이클 특성도.

제3도는 본 발명의 일실시예를 표시하는 냉동 싸이클 구성도.

제4도는 전동식 팽창변의 종단면도.

제5도 및 제6도는 그 제어도.

제7도는 싸이클 특성도.

제8도는 제어회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 4 : 전동식 팽창변

6 : 제어회로

본 발명은 능력가변식의 압축기를 구비한 냉동 싸이클을 구성하는 공기 조화기에 관한 것으로, 특히, 상기 압축기의 토출 온도에 대한 제어 방식의 개량에 관한 것이다.

히이트 펌프식의 냉동 싸이클을 구성하는 공기 조화기에 있어서는 냉방운전과 온방운전과의 절환이 극히 용이하므로 널리이용된다. 그런데, 종래의 냉동 싸이클에 사용되는 압축기는 그 능력이 일정(토출온도가 일정)해서 부하조건에 따른 운전이 곤란했었다. 그러므로, 이들 냉난방 능력을 향상시키는 수단으로서, 종래, 2단압축, 극수변환, 가스분사, 액체분사, 혹은 릴리이스등을 구비한 능력가변식의 압축기가 사용된다. 또, 근래에 압축기의 운전 주파수를 인버어터 장치로 제어하는 형태의 것이 개발되어 에너지 효율의 향상이 도모되고 있다.

그러나, 이들 압축기를 구비한 냉동 싸이클에서는 설사 압축기의 능력이 가변으로 되어도 여기에서 토출되는 냉매의 온도는 항상 일정으로 되도록 제어 되어 있다. 이 때문에, 압축기의 출력이 변하면 최대 능력을 발휘할 수가 없으며, 불필요한 에너지를 사용하여 압축효율이 저하하는 일이 많다.

본 발명은 능력가변식의 압축기를 항상 최적한 상태로 운전하고, 에너지 소비효율의 향상화를 도모할 수 있는 공기 조화기를 제공하려고 하는 것이다.

본 발명은 압축기의 출력에 응한 토출온도로 되도록 설정치를 제어하는 제어회로를 설치한 것이다.

제1도는 인버어터장치에 의해서 운전 주파수가 제어되는 압축기의 토출온도와 냉방능력과의 실측결과를 표시한다. 본 실측은 일본 공업규격에 의거한 조건하에서 행하였다. 즉, 외기온도는 건구 35℃, 습구 24℃이고, 실내 온도는 건구 27℃, 습구 19.5℃이다.

이 도에서 알 수 있는 바와같이, 압축기의 운전 주파수를 변경하여서, 운전하였을 경우, 능력이 대의 운전(60HZ 운전)과 능력이 소의 운전(30HZ 운전)으로서는 각기의 최고 능력을 발휘할 때의 압축기 토출온도가 다르다.

당연히, 능력이 대의 운전이면 토출온도가 높아진다. 또 제2도에 표시하는 바와 같이 운전주파수에 대하여서 본실측의 주파수의 범위내에서는 최고 능력을 빼내는 토출온도는 거의 비례하여서 높아진다.

제3도는 본 공기 조화기의 냉동 싸이클을 표시하고, 1은 운전 주파수가 제어되는 능력가변식의 압축기, 2는 4방변, 3은 실외열교환기, 4는 감압장치인 후술하는 전동식 팽창변, 5는 실내열교환기이며, 이들은 냉매관(P)을 개재하여서 히이트펌프식의 냉동사이클을 구성하게 연통한다. 6은 제어회로로서, 이것은 상기 압축기(1)의 토출측 냉매관(P)에 첨설된 온도 검지자(7)과 전기적으로 접속됨과 동시에 압축기(1) 및 전동식 팽창변(4)와 전기적으로 접속된다. 또 20은 실온 센서이다. 이 제어회로(6)은 예컨대, 마이콘등으로 구성되고, 기억, 연산회로와 더불어, 인버어터회로(주파수 제어회로)등을 구비한다.

제8도에 제어회로(6)의 브럭도를 표시한다.

여기서 상기 전동식 팽창변(4)에 대하여서 설명하면, 이것은 예컨대, 제4도에서 표시하는 바와같이 2개의 입술관(10a, 10b)를 변포오트부(11)을 개재하여서, 연통한 변본체(12)를 설치하고, 이 변본체(12)내에 다이아프램(13)으로 변포오트부(11)에 대해, 개폐자재로 지지된 변봉(14)를 내장함과 동시에 변본체(12)의 두부에 볼(15b) 진퇴자재로 나사체결된 드라이버어(15c), 변봉(14)를 진퇴동작시키는 스텝핑 모오터(15)를 순차로 설치하여서, 구성되는 것이 채용되고, 제어부(6)에서 신호가 출력되는 것에 의해 스텝핑 모오터(15)의 출력축(15a)의 스텝핑 회전으로 드라이버(15c) 및 볼(15b)를 진퇴시켜서, 다이어프램(13), 변봉(14)를 통해 변포오트부(11)을 소요의 통면적으로 열거나, 닫거나 하는 것이 될 수 있도록 되어 있다.

그러나, 냉방운전시는 도중 실선 화살표에 표시하는 방향으로 냉매를 순환한다. 즉, 압축기(1)-4방면(2)-실외열교환기(3)-전동식 팽창변(4)-실내열교환기(5)-4방변(2)-압축기(1)의 순이다.

냉매는 실내열교환기(5)에서 증발하고, 피공조실에서 증발잠열을 탈취하여서 냉방 작용을 한다.

난방운전시는 도중 파선화살표에 표시하는 방향으로 냉매를 순환한다. 즉, 압축기(1)-4방면(2)-실내열교환기(5)-전동식 팽창변(4)-실외열교환기(3)-4방면(2)-압축기(1)의 순이다. 냉매는 실내열교환기(5)에서 응축하고 피공조실로 응축열을 방출하여서 난방작용을 한다.

냉·난방 어느 운전에 있어서도 온도 검지자(7)은 압축기(1)의 토출온도를 부단하게 검지하여서 그 검지신호를 제어회로(6)에 보낸다. 상기 전동식 팽창변(4)는 제5도에 표시하는 바와같이 구동의 신호수에 응하여서 그 변개도가 비례하여서 변하도록 되어 있다.

제6도는 공조개시로 부터의 전동식 팽창변(4)에 대한 제어 프로어이다.

여기서 A형은 지역이 변화하였을 때의 제어이며, 변개도를

SG만 변경한다.

SG의

는 개방,

는 폐성을 표시한다. B형은 지역이 동일 영역으로 5분이상 있는 경우의 제어이며, 표시하는 바와 같은 보정이 필요로 된다. 또 Td는 현 토출온도, Tdo는 목표토출 온도이다. 여기서 본 공기 조화기의 주파수에 응한 토출온도의 제어를 설명한다. 우선 제6도에서 공기 조화기를 구동할 때

SG=-100, 즉 개시시에는 팽창변(4)를 전폐로한다. 다음에 변(4)를

SG=+50의 중간의 개도로 하고, 이것을 초기 설정개도로 한다.

한편, 제8도에 표시하는 제어회로(6)의 내부에서 실온센서(20)으로 부터의 신호에 의해서 실온 검지 회로(21)이 실온을 검지한다. 또, 공기 조화기의 사용자가 결정한 희망실온을 목표실온 기억회로(22)가 기억하여 두고, 이들의 치의 차를 차검출회로(23)에서 검출한다.

이 검출된 차에 의해서 콤프렛서(1)의 운전 주파수가 주파수 결정회로(24)에서 결정된다. 이 주파수 신호를 주파수 검지 회로(25)에서 검지 기억하고, 그 치에 응한 압축기 토출온도 Tdo가 목표 토출온도 결정회로(26)에서 결정된다. 또 현시점에서의 압축기 토출온도 Td가 센서(7)에 의해서 검지회로(27)에서 검지되고, 앞서 검출한 목표 토출온도(Tdo)와 동시에 차검출 회로(28)에 보내진다.

여기서 제6도의 A표에 상당하는 보정전변개도 결정 회로(29)에 의해서 변개도

SG를 구한다. 이 회로(29)에서는 현토출 온도 Td와 목표토출온도 Tdo와의 차(Td-Tdo)가 어떻게 변화하고 있는가를 검지하고, (Td-Tdo)가 차차로 커지는 경우에는 화살표가 상향의 패턴에 따라서, 개도

SG를 크게 하고, 역으로(Td-Tdo)가 차차로 작아지는 경우에는 화살표가 하향의 패턴에 따라서 개도

SG를 작게 한다.

즉, 현토출 온도 Td가 목표 토출온도 Tdo보다 커지고 있을 때는 변(4)의 개도를 크게 하여서 실내 열교환기(5)에 유입하는 냉매량을 많게 하고, 열교환기내의 온도·압력을 누른다. 그러면 압축기에의 냉매의 흡입온도 압력이 저하하고, 그것에 수반하여서 토출온도도 저하한다. 역으로 현 토출온도 Td가 목표 토출온도 Tdo에 비해서 적어지고 있을 때는 변의 개도를 작게하는 것에 의해서 온도 Td를 상승시킬 수가 있다.

또, 다음에 제6도 B표에 상당하는 변개도 보정회로(30)에 의해 상술의 보정전 변개도 결정회로(29)의 결정한 변개도

SG에 보정을 가한다.

보정의 내용은 이하와 같이 결정한다.

즉, (Td-Tdo)의 치가 5분간 이상 일정의 죤에 있어 변화하지 않는 경우는 B표에 표시하는 보정변개도

SG가 다시 가해진다. 따라서, 예컨데, 지금(Td-Tdo)가 상승중으로 +5, 즉 +4-+6의 죤이라면 회로(29)에서 변개도

SG=+12가 부여되며 5분간 경각한 후도, 이 동일 지역에 있는 경우에는 회로(30)에서 다시+4의 변개도 보정이 가해진다.

여하간에 제7도에 표시하는 바와같이 토출온도는 그때의 압축기(1)의 운전 주파수에 응한 온도로 설정되어 변화한다. 제어방식으로서는 토출온도에 대하여서 운전 주파수에 어느 정도의 폭을 갖게 한 계란상 제어와 토출온도에 대하여서 최적한 운전 주파수가 대응하는 직선상 제어가 있으나, 항상 압축기(1)의 최고 능력에 응한 토출온도를 얻을 수가 있어 소비 에너지를 유효히 사용할 수 있다. 또한 상기 실시예에서는 운전 주파수 가변식의 압축기(1)을 사용하도록 하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예컨데 2단 압축기, 국수변환, 가스분사, 액체분사, 혹은 릴리이스등의 압축기에 적용할 수 있어 요는 능력 가변의 압축기이면 좋다.

본 발명은 압축기를 항상 최적한 운전 상태로 유지할 수 있고, 에너지 소비 효율의 향상화를 도모 할 수 있음과 동시에 압축기의 보호가 확실하게 된다. 또한 토출온도만의 검지로 압축기와 전동식 팽창변의 제어가 되며 온도 검지자의 수가 감소하여서 원가 절감에 기여하는 등의 효과를 나타낸다.

Claims (1)

1. 능력가변식의 압축기를 구비한 냉동싸이클을 구성하는 것에 있어서, 상기 압축기의 토출온도를 압축기의 출력에 따른 설정치로 제어하는 제어회로를 설치한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.

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