KR920000124B1 - 냉동 사이클 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

냉동 사이클 장치
제1도는 본 발명의 한 실시예에서의 제어회로의 구성을 나타낸 도면.
제2도는 동 실시예에서의 냉동 사이클의 구성을 나타낸 도면.
제3도는 동 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면.
제4도는 동 실시예의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠아트.
제5도는 종래장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
제6도는 종래장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠아트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 3 : 실외 열교환기
4 : 팽창밸브(감압기) 5 : 실내 열교환기
9 : 열교환 온도센서 20 : 실외제어부
30 : 인버터회로 50 : 실내 제어부
본 발명은 공기조화기 등에 이용하는 냉동사이클 장치에 관한 것이다.
종래의 공기 조화기에 있어서는 냉방작동시 냉매부족이나 필터가 막히는 등의 원인으로 냉매증발온도가 저하되어 증발기(실내 열교환기)의 표면에 성애가 끼고 그것이 동결되는 경우가 있다.
이에 대처하여 능력 가변식 압축기를 구비한 공기조화기의 경우 증발기의 온도가 설정치 이하가 되면 압축기의 작동 주파수를 강제적으로 줄여서 증발기의 동결을 방지하도록 한 것이 있다.
이 동결 방지 제어의 한 예를 제5도와 제6도에 나타내고 있다.
즉, 증발기의 온도(Tc)를 검지하여 그 온도(Tc)가 A영역에서 B영역(설정치 T1℃ 이하)에 이르면 타이머를 ON 시킨다.
그리고 타이머의 계시에 의한 일정시간(t1)마다 압축기의 작동 주파수(f)를 소정치씩 시프트 다운한다.
증발기의 온도(Tc)가 C영역(설정치 T1℃ 이상)에 이르면 그 설정치(T1)를 초과한 때의 작동 주파수(f)를 그대로 유지한다.
그리고 증발기의 온도(Tc)가 A영역(설정치 T2이상)으로 복귀되면 작동 주파수(f)의 감소 및 유지를 해제시켜 통상 작동으로 되돌아간다.
또한 증발기의 온도(Tc)가 B영역으로 되어도 일정시간(t1)안에 A 영역으로 복귀한 경우엔 작동 주파수(f)를 시프트 다운 시키지 않는다.
그런데, 냉방 저부하시는 증발기의 온도(Tc)가 6℃ 정도로 상당히 낮아지므로 냉매부족이나 필터가 막힐 때 증발기는 동결방지 제어를 실행했음에도 불구하고 동결 상태가 된다.
이때 작동 주파수(f)의 시프트 다운은 영 Hz까지 진행되고 압축기의 작동을 OFF한다.
그리고 압축기는 증발기의 온도(Tc)가 A영역으로 복귀한 시점에서 작동이 ON되어 통상 작동으로 되돌아가게 된다.
다만 A 영역으로의 복귀점인 설정치(T2)가 낮으면 동결이 남아있는 상태로 통상 작동으로 되돌아가버리는 경우도 생긴다.
그렇다고 해서 설정치(T2)를 높게하면 표준부하시나 고부하시에 통상 작동으로 되돌아갈 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 위와같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로 목적으로 하는 바는 증발기의 동결을 방지할 수 있으며, 만약 동결된 경우에는 그것을 확실하게 해제하여 통상 작동으로 되돌아갈 수 있는 신뢰성이 뛰어난 냉동 사이클 장치를 제공하는데 있다.
이와같은 문제점을 해결하기 위해 압축기, 응축기, 감압기, 증발기등을 차례로 관통하여 이루어진 냉동사이클을 구비하고 부하에 따라 압축기의 작동 주파수를 제어하는 냉동사이클 장치에 있어서, 증발기의 온도를 검지하는 온도센서와, 이 온도센서의 검지온도가 설정치(T1) 이하가 되면 압축기의 작동 주파수를 낮추고, 온도센서의 검지온도가 설정치(T2) 이상이 되면 해제하는 제어장치와, 이와같은 제어시에 압축기가 작동 OFF된 경우는 설정치(T2)를 높히는 장치를 설치한다.
증발기가 동결하는 상황에서는 작동 주파수의 감소가 계속되어 압축기의 작동이 OFF된다.
이와같이 작동이 OFF된 경우는 통상 작동으로의 복귀점인 설정치(T2)를 높혀 증발기의 동결이 남아있지 않게하여 통상 작동으로 되돌아 간다.
이하 본 발명의 한 실시예에 대하여 도면을 참조로 하여 설명하기로 하겠다.
제2도에서“1”은 압축기로, 그 압축기(1)에 4방향 밸브(2), 실외 열교환기(3), 감압기 예를들면 팽창밸브(4), 실내 열교환기(5)등을 차례로 관통하여 히이트 펌프식 냉동 사이클을 구성하고 있다.
즉, 냉방 작동시는 도시한 실선 화살표 방향으로 냉매를 흐르게 하여 냉방 사이클을 형성하고, 실외 열교환기(3)를 응축기, 실내 열교환기(5)를 증발기로 작용시킨다.
난방 작동시는 4방향 밸브(2)의 전환 작동으로 도시한 파선 화살표 방향으로 냉매를 흐르게 하여 난방 사이클을 형성하여 실내 열교환기(5)를 응축기, 실외 열교환기(3)를 증발기로 적용 시킨다.
또한 실외 열교환기(3) 근방에 실외팬(6)을 설치하고, 실내 열교환기(5) 근방에 실내팬(7)을 설치하고 있다.
또한 실외 열교환기(3)와 열팽창 밸브(4) 사이의 냉매관에 제상 더미스터(thermistor)(온도센서)(8)를 설치하고 실내 열교환기(5)에 열교환 온도센서(9)를 설치하고 있다.
또한 적어도 압축기(1), 4방향밸브(2), 실외 열교환기(3), 팽창밸브(4), 실외팬(6), 제상 더미스터(8)등으로 실외유니트(A)를 구성하고 있다.
그리고 실내 열교환기(5), 실내팬(7), 열교환온도센서(9) 등으로 실내유니트(B)를 구성하고 있다.
제1도는 제어회로를 나타낸 것으로“10”은 상용 교류전원으로 그 전원(10)에 실외 제어부(20)와 인버어터회로(30)를 접속한다.
실외 제어부(20)는 마이크로 컴퓨터와 그 주변회로로 이루어지며, 외부에 4방향밸브(2), 실외팬모우터(6M), 제상 더미스터(8), 인버어터 구동회로(21)를 접속하고 있다.
인버터어회로(30)는 전원(10)으로부터의 교류전압을 정류하고 그것을 인버터어 구동회로(21)의 스위칭 구동을 받아 소정 주파수(및 전압)의 교류로 변환하여 압축기 모우터(1M)에 공급하는 것이다.
또한 실외 제어부(20)로부터 전원 라인(41)을 도출하고 그 전원 라인(41)에 실내 제어부(50)를 접속한다.
이 실내 제어부(50)는 마이크로 컴퓨터와 그 주변회로로 이루어지며, 외부에 작동 조작부(51), 실내온도센서(52), 열교환온도센서(9), 실내팬모우터(7M)를 접속하고 있다.
그리고 실내 제어부(50)와 실외 제어부(20) 사이를 전원 주파수 동기의 시리얼 신호 라인(42)으로 접속하여, 상호의 정보를 전송하도록 하고 있다. 다음으로 전술한 바와같은 구성에 있어서 제3도와 제4도를 참조로 하면서 동작을 설명하면 다음과 같다.
작동 조작부(51)로 냉방작동과 원하는 실내온도(Ts)를 설정하고 작동개시 조작을 한다.
그러면 실내 제어부(50)와 실외 제어부(20)의 제어로 인해 인버어터회로(30)가 동작하여 압축기(1)가 기동되는 동시에 실외팬(6)과 실내팬(7)이 기동된다.
즉 실외 열교환기(3)가 응축기, 실내 열교환기(5)가 증발기로 작용하여 냉방 작동이 개시된다.
냉방 작동시, 실내 제어부(50)는 전술한 설정온도(Ts)와 실내온도센서(52)의 검지온도(Ta)의 차이를 산출하여 그 온도 차(Ts-Ta)에 대응하는 주파수 설정지령을 실외 제어부(20)에 전송한다.
실외 제어부(20)는 주파수 설정지령에 따른 주파수의 교류전압을 인버어터회로(30)로부터 출력시켜 압축기 모우터(1M)의 회전수를 설정한다. 이로써 압축기(1)는 공기 조화의부하에 대응하는 최적의 능력으로 작동한다.
또한 냉방작동시, 실내 제어부(50)는 열교환온도센서(9)에 의해 실내 열교환기(5)의 온도(증발기 온도)(Tc)를 검지하여 그 검지온도(Tc)와 설정치(T1)를 비교한다.
그리고 어떤 원인에 의해 냉매 증발온도가 저하되면 실내 열교환기(5)의 표면에 성애가 끼게된다.
그리고 증발기의 검지온도(Tc)가 A 영역에서 B 영역(설정치 T1℃ 이하) 이르면 실내 제어부(50)는 내부의 타이머를 ON 시킨다.
타이머의 계시에 의한 일정시간(t1)마다 압축기의 작동 주파수(f)(인버어터 회로(30)의 출력 주파수)를 소정치씩 시프트 다운시킨다. 이때 실내 열교환기(5)가 동결되지 않으면 작동 주파수(f)의 시프트 다운은 영 Hz까지 진행되지 않고 압축기(1)의 작동 ON 상태가 계속된다.
단지 저부하시와 같이 실내 열교환기(5)의 온도 즉, 증발기의 온도(Tc)가 원래 낮은 상황에서는 실내 열교환기(5)가 동결하여 작동 주파수(f)의 시프트 다운이 영 Hz까지 진행되어 압축기(1)의 작동이 OFF된다.
또한 검지온도(Tc)가 B 영역으로 되어도 일정시간(t1)내에 A 영역으로 복귀된 경우 작동 주파수(f)는 시프트 다운 되지 않는다.
그리고 작동 주파수(f)의 시프트 다운으로 증발기의 검지온도(Tc)가 C 영역(설정치 T1℃ 이상)에 도달하면 그 설정치(T1)를 넘었을때의 작동 주파수(f)를 그대로 유지한다.
여기서 실내 제어부(50)는 작동 주파수(f)의 시프트 다운이 영 Hz까지 진행되지 않고 압축기(1)의 작동 ON상태가 계속된 경우 플래그(F)를“0”으로 한다. 단지 작동주파수(f)의 시프트 다운이 역 Hz까지 진행되어 압축기(10)의 작동이 OFF된 경우는 플래그(F)를“1”로 한다.
그리고 증발기의 검지온도(Tc)가 D 영역(설정치 T2이상)에 이르렀을 때 실내 제어부(20)는 플래그(F)가“0”이면 D 영역을 A 영역으로 간주하여(종래와 같음) 작동 주파수(f)의 감소와 유지를 해제하여 통상 작동으로 되돌아간다.
단지 증발기의 검지온도(Tc)가 D 영역(설정치 T2이상)에 도달했을 때 실내 제어부(20)는 플래그(F)가“1”이면 D 영역을 C 영역으로 간주하여 작동 주파수(f)를 그대로 유지한다.
또한 통상 작동으로의 복귀점을 설정치(T3)(〉T2)로 해두고, 검지온도(Tc)가 A 영역(설정치 T3이상)으로 복귀하면 통상 작동으로 되돌아간다. 저부하시에도 실내부하온도는 (+)온도(T3이상)이다.
따라서 압축기 작동을 정지시켜 두므로서 실내 열교환기는 실내 공기온도로 가열되므로 온도가 상승하고, 동결상태는 자연히 해동된다.
실내 열교환기의 동결은 대부분이 T2이상이 되면 해동된 상태가 되는데 온도검지부와 다른 부분(가령 열교환기 아래쪽 단부)에서의 동결이 남아있는 경우가 있으므로 이 동결이 완전히 해동되는 조건의 온도 T2이상의 영역까지 정지 상태를 유지 시킨다.
따라서 압축기의 정지상태가 계속되면 자연적으로 실내 열교환기 온도는 상승되어 T3까지 상승한다.
이와같이 실내 열교환기(5)의 온도(Tc)가 저하되어 동결될 우려가 있는 경우에는 작동 주파수(f)를 시프트 다운시키므로서 압축기(1)의 능력이 감소되어 동결되는 것을 막을 수 있다.
또한 이 동결 방지 제어를 실행했음에도 불구하고 실내 열교환기(5)가 동결된 경우에는 통상 작동으로의 복귀점을 T2에서 T3로 높히도록 했으므로 동결 상태가 잔존하지 않게하여 통상 작동으로 되돌아갈 수 있다.
또한 전술한 실시예는 공기조화기에 적용한 예를 설명했는데, 다른 기기에도 마찬가지로 적용시킬 수 있다.
그밖에 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며 요지를 바꾸지 않는 범위안에서 다양하게 변형실시할 수 있다.
지금까지 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 증발기의 온도를 검지하는 온도센서와, 이 온도센서의 검지온도가 설정치(T1) 이하가 되면 압축기의 작동 주파수를 낮추고, 이것을 온도센서의 검지온도가 설정치(T2)이상이 되면 해제하는 제어장치와, 이와같은 제어를 할 때 압축기 작동이 OFF인 경우는 설정치(T2)를 높히는 장치를 설치했으므로 증발기의 동결을 방지할 수 있으며, 또한 가령 동결된 경우에는 그것을 확실하게 해제할 수 있으며, 확실하게 통상 작동으로 되돌아갈 수 있는 신뢰성이 뛰어난 냉동 사이클 장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

  1. 능력 가변 압축기(1), 실외 열교환기(3), 감압기(4), 실내 열교환기(5)등을 차례로 통하게 접속하여 이루어진 냉동 사이클을 구비하고, 압축기의 작동 주파수를 부하에 따라 제어하는 냉동 사이클 장치에 있어서, 실내 열교환기의 온도를 검지하는 온도센서(9)와 이 온도센서의 검지온도가 설정치(T1) 이하로 되면 압축기의 작동 주파수를 낮추어 온도센서의 검지온도가 설정치(T1)보다 큰 설정치(T2) 이상이 되면 이 작동 주파수의 감소를 해제하는 장치와, 이와같은 제어중에 압축기가 정지된 때는 설정치(T2)를 이 설정치(T2)보다 큰 설정치(T3)로 변경하는 장치를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 냉동 사이클 장치.
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