KR900006935B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기조화기

제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 공기조화기의 냉동 사이클과 제어 블럭의 구성도.

제2도는 동압축기의 전동기에 입력되는 주파수 및 전류의 시간경과에 대응하는 변화를 나타낸 설명도.

제3도는 인버어터의 전압과 주파수의 관계를 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 8 : 인버어터

9 : 전동기 12 : 제어장치

13 : 기동검지기(起動檢知器).

본 발명은 회전수를 가변시킨 수 있는 전동기가 설치된 압축기를 지니는 공기조화기에 관한 것이다. 최근 전동기로의 전원 주파수 및 전압을 제어하는 인버어터에 의해서 공기조절 부하에 대응한 회전수로 제어하여 압축기의 냉단방 능력을 가변 제어하는 공기조화기가 점차 보급되고 있다.

이와 같은 종류의 공기조화기의 인버어터의 출력 주파수와 출력 전압의 관계는 예를 들면 제3도에 나타낸 바와 같다. 즉 최저 주파수 miHZ와 최고 주파수 maHZ의 사이에서는 전압 Vmi로부터 Vma까지 직선적으로 상승하고, 이 사이에 압축기의 전동기가 충분히 안정 운전할 수 있는 큰 기동(起動)토오크가 얻어진다.

그런데 압축기가 기동하기 시작하는 기동주파수 stHZ로부터 최저 주파수 miHZ 미만까지의 사이에서는 출력전압이 전술한 Vmi로부터 Vst까지 보다 극단적으로 내려가서 기동 트오크가 작아져 있다. 이어서 종래의 공기조화기를 운전개시 할때의 제어에 관하여 제4도를 창조 하면서 설명하기로 한다.

예를 들면 실온(室溫)과 설정된 실온의 차이로 묘사되는 공기조화부하에 의해서 전술한 최저 주파수 miHZ와 최고주파수 maHZ 사이의 목표주파수 AHZ와 이것에 대응하는 출력전압을 전동기에 입력하도록, 예를 들면 마이크로 컴퓨터로 된 제어장치에서 인버어터로 명령된다.

이때 전동기가 회전하기 시작하는 기동주파수 stHZ에서 일정한 속도로 목표 주파수 AHZ까지 상승시킴으로써 곧바로 목표주파수 AHZ로 운전하는 것 보다도 대폭적인 기동전류의 감소를 도모하고 있었다.

그러나 겨울철 등의 낮은 외기온도 하에서 압축기를 장시간 방치하였을때에는 압축기 속의 윤활유의 점도가 상승되고 기계부분의 회전 미끄러짐이 힘들게 되며, 윤활유 고임부의 윤활유에 낸동 사이클의 냉매가스가 액화되어 있는 상태가 되어 기동부하가 증대하게 된다.

따라서, 이와 같은 상태에서 압축기의 전동기에 대하여 전술한 기동주파수 stHZ로부터 목표 주파수 AHZ까지 일정한 속도로 상승시켜서 입력을 하면 기동주파수 stHZ 근처에서의 기동 토오크가 작으므로 압축기가 정상적으로 기동회전하지 않으며 정상적인 난방운전을 시작할 수 없게 될 염려가 있었다.

본 발명은 전술한 사정에 따라서 이루어진 것이며 기동부하가 증대되는 낮은 외기온도 하에서도 확실하게 압축기가 운전을 시작할 수 있는 제어장치를 구비한 공기조화기를 제공하는데 목적이 있다. 본 발명은 압축기의 전동기의 전류변화 또는 냉동사이클의 압력 변화등에 의해서 압축기의 기동상태를 검지하는 기동검지기를 설치하고, 이 검지기의 검지 결과에 따라 압축기의 회전수를 제어하는 제어장치를 구비하여 낮은 외기온도하에서 압축기의 운전 개시가 확실하게 이뤄질 수 있도록 한 공기조화기이다.

이하 본 발명의 한 실시예에 관하여 제1도 및 제2도를 참조 하면서 설명하기로 한다.

제1도에 있어서, '1'은 압축기, '2'는 사방 밸브, '3'은 실외열교환기, '4'는 팽창밸브, '67는 실내열교환기이며, 이들은 냉매 배관에 의해서 순차적으로 연결접속되어 히이트 펌프식 냉동 사이클을 형성하며 그 실외열 교환기(3) 및 실내 열교환기(5)에는 각각 실외팬(fan)(6) 및 실내팬(7)이 대향해서 설치되어 공기조화기를 구성하고 있다. 그리고 압축기(1)는 인버어터(8)의 출력을 전동기(9)의 전원으로 하고 있다. 이로 인해서 인버어터(8)의 출력, 즉 의사(疑似) 정현파 교류의 주파수 및 전압을 변화시킴으로써 전동기(9)의 회전수가 변화하여 압축기의 능력이 증감된다.

또한, 인버어터(8)의 교류 출력의 주파수는 실온을 검지하는 더어미스터(thermistor) 된 실온센서(12)와 사용자가 수동으로 실온을 설정하는 실온설정회로(11)의 양출력 비고에 의해서 결정된다.

이 공기조화기에서는 이 비교 결정을 마이크로 컴퓨터, ROM,RAM등으로 구성되고 실온센서(12)와 실온 설정희로(11)의 출력을 입력으로 하게 되는 제어장치(12)에 의해서 이루어진다. 이 제어장치(10)에서는 우선 검지실온과 설정온도의 차이가 구하여진다

그리고 이차이 값을 사전에 기억하고 있는 온도차 범위의 어느것에 속하는 가를 판단하고 그 속하는 범위에 따라서 사전에 그 범위에 대응하여 기억하고 있는 목표 주파수 명령신호를 인버어터(8)에 출력한다

인버어터(8)에서 목표 주파수 및 이것에 대응하는 전압이 출력되어 전동기(9)에 입력되게 된다. 그리고 전술한 온도차 범위와 목표 주파수의 관계는 그 온도차가 작은 범위, 즉 공기조화부하가 작을 때에는 저 주파수이고, 공기조화부하의 중대에 따라서 주파수도 비례적으로 증대하여 고주파수로 이행되는 관계이며, 제3도에 나타낸 최저주파수 miHZ와 최고주파수 maHZ의 사이에서 각각의 온도차 범위에 대응한 주파수로 설정되어 있다.

또한 '13'은 압축기(1)의 기동 상태를 검지하는 기동 검지기이며, 예를 들면 전동기(9)의 기동시의 전류를 검지하고 그 결과를 제어장치(10)에 입력한다.

제어장치(10)에서는 미리 이곳에 기억된 설정전류 값 IS와 상기 검지결과와의 관계를 비교하여 전동기(9)가 정상적으로 기동되었는지 여부가 판단된다. 그렇게하여 제2도에 나타낸 바와 같이 공기조화기의 운전 개시 시에 사전에 제어장치(10)에 기억에 있는 압축기(1)의 전동기(9)가 기동하기 시작하는 기동주파수stHZ와 전압 Vst가 인버어터(8)로부터 전동기(9)로 입력된다.

이 기동주파수 stHZ와 전압 Vst의 입력에 의해서 전동기(9)가 기동하기 시작하고, 동시에 입력전류가 급작스럽게 증대하여 압축기(1)가 냉동 사이클의 기동부하를 극복하고 정상적으르 기동하여 안정 상태로 이행함에 따라서 전류가 쇄선곡선(가)와 같이 급작스럽게 감소하여 설정전류 값 IS 이하로 내려가서 안정된다.

이 전류 변화를 전술한 기동검지기(131)에 의해서 검지하고, 제어장치(10), 인버어터(8)를 통해서 전동기(9)로 출력하는 주파수를 기동주파수 stHZ로부터 목표 주파수 AHZ로 쇄선곡선(나)와 같이 이행시켜서 공기조화부하에 적합한 목표 회전수로 압축기(1)를 운전시킨다.

또한 압축기(1)의 전동기(9)가 기동 주파수 stHZ주파수로 기동부하를 극복하지 못하였을 경우는, 실선곡선(다)와 같이 설정 전류값 IS 이상의 전류가 계속 흐르게되고, 이것을 기동 검지기(13)로 계속 검지하는 동시에 제어장치(10)에 설치되어 있는 타이머에 의해 전동기(9)의 권선이 손상되지 않는 소정의 시간(T)동안만 그대로의 상태를 계속 유지시키며, 소정의 시간(T)을 경과하게 되면 실선곡선(라)와 같이 기동주파수stHZ로부터 목표 주파수 AHZ로 이행시켜 공기조화부하에 적합한 목포 회전수로 압축기(1)를 운전시킨다.

이 경우 전동기(9)의 권선이 손상되지 않는 소정의 시간(T)동안 권선에 콘 전류가 흐르므로 권선의 온도상승으로 인하여 압축기(1)전체가 가열되게 되어 낮은 의기 온도 하에서 방치된 상태이더라도 윤활유의 점도를 낮추게 됨과 동시에 윤활유 속의 액화 냉매를 가스화하여. 기동부하를 경감할 수 있게 된다

이것으로 인하여 목표주 파수 AHZ로 이행시키는 과정에서 전동기(9)가 원활하게 기동하며, 압축기(1)의 운전이 확실하게 개시된다.

더구나 소정의 시간(T)이내에 설정 전류값 IS 이하로 내려가서 기동이 확인되게 되면 그 시점에서 목표주파수 AHZ로 이행시킨다 또한 전술한 기동주파수 stHZ는 압축(1)의 전동기(9)가 기동하기 시작하는 회전수에 대응하는 것으로써 이것은 압축기(1)의 형식, 예를 들어 로우터리형, 례시푸로(reciprocating)형으로 인한 특성, 냉동사이클의 설계조건(열교환기의 용량등)으로 인한 특성 및 이들의 조합등으로 일정하지 않으므로 사전에 실험적으로 구하여 둔다

또한 전술한 실시예에서는 기동검지기(13)가 전동기(9)의 전류 변화를 검지하는 것으로 하였으나 이것은 냉동사이클의 고압쪽 또는 저압쪽의 압력변화를 검지하는 것이라도 좋은것은 물론이다

본 발명은 이상과 같이 압축기의 전동기의 전류변화 또는 냉동사이클의 압력변화등에 의해서 압축기의 기동 상태를 검지하는 기동검지기를 설치하고, 이 검지기의 검지 결과에 의해서 압축기가 기동하기 시작하는 기동회전수로부터 공기조화부하에 대응한 목표 회전수로 이행시키는 제어장치를 구비하고 있으므로 기동부하가 증대하는 낮은 외기온도 하에서도 압축기를 확실하게 운전시켜서 공기조화부하에 적합한 목표 회전수로 난방 운전이 가능하게 되어 쾌적성이 우수한 공기조화기를 제공할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 인버어터(8)의 출력에 따라 회전수를 가변시킬 수 있는 회전수가변 전동기(9)가 설치된 능력가변 압축기(1)를 지니며, 공기조화부하에 따른 목표 회전수로 상기 압축기를 운전함과 동시에 기동시에는 인버어터에서 저주파수(stHZ)/저 전압(Vst)의 출력을 상기 회전수 가변 전동기(9)에 공급하는 공기조화기에 있어서, 상기 압축기의 기동 개시시 압축기의 기동상태를 검출하는 기동검지기(13)와 이 기동 검지기가 압축기의 기동을 검지할때까지의 소정의 기간동안 상기 인버어터에서 저주파수/저전압의 출력을 상기 회전수 가변전동기(9)에 공급하고, 상기 기동검지기가 압축기의 기동을 검지한 후에 압축기 회전수를 목포 회전수에 일치하는 주파수까지 상기 인버어터의 출력 주파수를 상승시키는 제어장치(12)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기
2. 제1항에 있어서, 전술한 기동 검지기는 전술한 압축기의 기동시, 압축기의 기동상태를 검출하기 위하여 전술한 전동기의 전류변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 공기조화기

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