WO2010126329A2 - 공기조화기 및 그 운전 방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner and a method of operating the same, and more particularly, to an air conditioner and a method of operating the same, which cools water in a refrigeration cycle, heat exchanges the air with the cooled water, and supplies the same to the room.
  • an air conditioner is a device that cools and heats a room using a refrigeration cycle of a refrigerant including a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator to create a more comfortable indoor environment for a user.
  • the air conditioner is an evaporator configured to heat exchange the water and the refrigerant, and the water heat-exchanged with the refrigerant is configured to cool the air in a heat exchanger such as a cold water coil.
  • a heat exchanger such as a cold water coil.
  • the air conditioner according to the prior art is designed to be consistent with the total load of the room, the temperature of the water heat-exchanged with the refrigerant in the evaporator in the heat exchanger and the temperature of the cold air cooled by the water, the temperature of the air due to the variation of the load, etc. And there is a problem that it is difficult to properly maintain the humidity, and if the load in the room is low, the humidity in the room may be excessively low, there is a problem that the room is too dry.
  • an object of the present invention is to provide an air conditioner that prevents the room from being overcooled and prevents the room from being overdried by adjusting the cold water temperature and the cold air temperature.
  • Another object of the present invention is to provide a control method of an air conditioner for varying the cold water set temperature of the cold water supplied from the chiller according to the room temperature.
  • An air conditioner for solving the above problems is a blowing fan for supplying a mixture of outdoor air and indoor air into the room, a heat exchanger in which the mixed air blown by the blowing fan heat exchanges with cold water,
  • An air handling unit comprising a temperature sensor for sensing; And a chiller including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, wherein the evaporator is connected to the heat exchanger and a water pipe to supply cold water to the heat exchanger, wherein the chiller is detected by the temperature sensor while communicating with the air handling unit.
  • the temperature sensor includes a room temperature sensor for detecting a room temperature, and a supply air temperature sensor for detecting a temperature of air supplied to the room.
  • the indoor temperature sensor is installed in the indoor air suction unit formed in the air handling unit.
  • the supply air temperature sensor is installed to be located between the air conditioning air discharge unit formed in the air handling unit and the heat exchanger.
  • the air handling unit may further include an air handling unit controller configured to transmit the sensing result of the room temperature sensor and the supply air temperature sensor to the chiller.
  • the chiller further includes a chiller controller configured to receive a detection result of the indoor temperature sensor and the supply air temperature sensor from the air handling unit controller and to control an operation capacity of the compressor according to the cold water set temperature.
  • the air handling unit controller controls the speed of the blower fan according to the cold water set temperature.
  • a method of operating an air conditioner includes an air handling unit including a blower fan supplying a mixture of outdoor air and indoor air to a room, and a heat exchanger in which the mixed air blown by the blower fan exchanges heat with cold water. and;
  • a method of operating an air conditioner including a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, the evaporator being connected to the heat exchanger and a water pipe and supplying chilled water to the heat exchanger.
  • a cold water set temperature setting step of sensing and sending the chilled water to the chiller and setting a chilled water set temperature in the chiller;
  • a compressor operation capacity adjusting step of adjusting an operation capacity of the compressor according to the cold water setting temperature set in the cold water setting temperature setting step.
  • the indoor temperature sensor for detecting the indoor temperature detects the room temperature
  • the supply air temperature sensor for detecting the temperature of the air supplied to the room detects the temperature of the supply air
  • the indoor temperature sensor The cold water set temperature is set according to the sensed room temperature and the temperature of the supply air detected by the supply air temperature sensor.
  • the cold water setting temperature setting step may be performed by setting a supply air setting temperature by adding a difference between an indoor setting temperature and a temperature detected by the indoor temperature sensor to a temperature of a current supply air detected by the supply air temperature sensor, and setting the set supply air.
  • the cold water set temperature corresponding to the set temperature is set.
  • the indoor set temperature is less than the temperature sensed by the indoor temperature sensor during the blowing fan deceleration step, further comprising a blowing fan acceleration step for accelerating the speed of the blowing fan.
  • the compressor operation capacity re-adjustment step of adjusting the operation capacity of the compressor in accordance with the cold water set temperature set in the step of resetting the cold water further comprises.
  • the cold water setting temperature resetting step is to set the supply air set temperature by subtracting the difference between the room set temperature and the room temperature sensed by the room temperature sensor from the current supply air temperature detected by the supply air temperature sensor, the set supply The cold water set temperature corresponding to the air set temperature is set.
  • the present invention configured as described above can prevent overcooling and task humidity in the room, which may occur when the cold water temperature of the heat exchanger is excessively low compared to the indoor load, and performs sufficient cooling and dehumidification with minimal power consumption. There is an advantage to this.
  • the present invention has the advantage that it is possible to operate more efficiently because the indoor temperature is adjusted by adjusting the blowing fan speed of the air handling unit when it is difficult to control the room temperature by adjusting the cold water set temperature.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a method of operating an air conditioner according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention
  • Figure 2 is a control block diagram of an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
  • the air conditioner includes an air handling unit 1 and a chiller 2.
  • the air handling unit 1 is a combined ventilation air conditioning unit that mixes outdoor air and indoor air, and heats the mixed air in a heat exchanger and then supplies the indoor air.
  • the air handling unit 1 may be installed in an air-conditioning room or a machine room provided separately from the room to which the air handling unit 1 air-conditions in a building in which the air conditioner is installed, and may be installed outdoors.
  • the air handling unit 1 has a space therein and has an air handling unit case in which an indoor air inlet 11, an indoor air outlet 12, an outside air inlet 13, and an air conditioning air outlet 14 are formed. 15).
  • Blowing fans 27 and 28 installed inside the air handling unit case 15 to flow outdoor air and indoor air, and installed inside the air handling unit case 15 to provide the air conditioning air outlet 14. It further comprises a heat exchanger 40 for heat-exchanging the air flowing toward the cold water.
  • the air handling unit 1 is connected to a ventilation duct 21 which communicates the room with the indoor air intake 11 so that indoor air is sucked into the air handling unit case 15 through the indoor air intake 11. .
  • the air handling unit 1 includes an exhaust duct for communicating some of the air sucked into the air handling unit case 15 to the outside through the indoor air inlet 11 to the outside. 22) is connected.
  • the air handling unit 1 is connected to an outdoor air duct 23 which communicates the outdoor and outdoor air intakes 13 so that outdoor air is sucked into the air handling unit case 15 through the outdoor air intakes 13. do.
  • the air handling unit 1 is connected to the air conditioning air outlet 14 and the air supply duct 24 for communicating the indoors so that the air air-conditioned in the air handling unit case 15 is supplied to the room.
  • the ventilation duct 21 is connected to the indoor air intake 11, the exhaust duct 22 is connected to the indoor air outlet 12, the outdoor air duct 23 is connected to the outdoor air intake 13, The air supply duct 24 is connected to the air conditioning air outlet 14.
  • the air handling unit 1 In the air handling unit 1, some of the indoor air sucked into the indoor air suction unit 11 is exhausted to the outside through the indoor air discharge unit 12, and the remaining air is sucked into the outdoor air suction unit 13. And the mixed air is heat-exchanged with the heat exchanger 40, and is then configured to be supplied to the room through the air conditioning air discharge unit 14 and the air supply duct 19.
  • the air handling unit 1 has a mixing chamber 26 in which indoor air and outdoor air are mixed before the heat exchanger 40 in the air flow direction.
  • the blowing fans 27 and 28 are positioned between the indoor air inlet 11 and the indoor air outlet 12 in the direction of the flow of indoor air, and blow the indoor air into the air handling unit case 15 for blowing.
  • the air exchanger 14 is disposed between the heat exchanger 40 and the air conditioning air outlet 14 in the flow direction of the mixed air to suck the mixed air into the heat exchanger 40.
  • Blowing fan (27) (28) is made of a flow rate variable blowing fan to adjust the flow rate.
  • the blower fans 27 and 28 are blowers 29, a housing 32 formed with an air inlet 30 and an air outlet 31 surrounding the blower 29, and a blower for rotating the blower 29.
  • the drive source 33 is included.
  • the blower drive source 33 may be made of a motor having a rotational shaft connected to the rotational center of the blower 29.
  • the blower driving source 33 may be a shaft 34 connected to the rotational center of the blower 29 and a motor installed to be located outside the housing 32. It is also possible to comprise a power transmission member for connecting the 35 and the driving force of the motor 35 to the shaft 34.
  • the power transmission member is composed of a drive pulley 36 provided on the rotating shaft of the motor 35 and a driven pulley 38 provided on the shaft 34, and a belt 37 wound around the drive pulley 35 and the driven wind vane 38. Can be done.
  • the motor 35 consists of an inverter motor which can vary the rotation speed of the blower 29.
  • the heat exchanger 40 is a kind of cooling coil that causes the mixed air and cold water to exchange heat, thereby cooling the mixed air, and has a cold water coil having a flow path through which the cold water passes.
  • the heat exchanger 40 is installed to be located between the mixing chamber 26 and the supply pan 27, and is connected to the chiller 2 and the water pipes 41 and 42.
  • the air handling unit 1 further includes dampers 43, 44, 45 capable of adjusting the ratio of indoor air and outdoor air in the mixed air.
  • the dampers 43, 44, and 45 are installed at the indoor air discharge unit 12 to control the indoor air exhaust amount, and the outdoor air intake unit 13 to adjust the outdoor air intake amount.
  • the outdoor air damper 44 and the mixing damper 45 installed in the mixing chamber 26 to adjust the amount of air sucked into the mixing chamber 26 in the indoor air.
  • the air handling unit 1 includes temperature sensors 46 and 47 for sensing temperature, and the temperature sensors 46 and 47 include the temperature of the air flowing into the air handling unit 1 and the air handling unit ( 1) After sensing the heat exchange by the heat exchanger 40 inside the room temperature of the air flowing out.
  • the temperature sensors 46 and 47 include an indoor temperature sensor 46 for detecting the temperature Trs of the room, and a supply air temperature sensor 47 for detecting the temperature Tss of the air supplied to the room.
  • the room temperature sensor 46 is installed in the room to be air-conditioned, or is installed in one of the indoor air intake unit 11 and the ventilation duct 21.
  • the supply air temperature sensor 47 is installed to be located between the heat exchanger 40 and the air conditioning air outlet 14.
  • the air handling unit 1 supplies an air handling unit control unit 48 that sends the sensing results of the temperature sensors 46 and 47, that is, the room temperature sensor 46 and the supply air temperature sensor 47, to the chiller 2. It includes more.
  • the chiller 2 is a cold water supply unit which supplies cold water to the heat exchanger 40 of the air handling unit 1 using a refrigeration cycle.
  • the chiller 2 includes a chiller case 50, a compressor 51 for compressing a refrigerant, a condenser 52 for condensing the refrigerant compressed in the compressor 51, and a refrigerant condensed in the condenser 52.
  • the compressor 51, the condenser 52, the expansion mechanism 53, and the evaporator 54 form a refrigerating cycle.
  • the chiller 2 is installed outdoors when the condenser 52 is air cooled, and is installed in a machine room such as a cellar or outdoors when the condenser 52 is water cooled.
  • the chiller case 50 is provided with a compressor 51, a condenser 52, an expansion mechanism 53, and an evaporator 54.
  • a compressor 51 When the condenser 52 is air cooled, outdoor air is sucked into the chiller case 50. After the heat exchange with the condenser 52 is made of a structure that is discharged to the outside of the chiller case (50).
  • the compressor 51 is composed of a variable displacement compressor having a variable operating capacity, and may be configured such that a plurality of compressors are partially or fully driven according to the load, or may be configured as an inverter compressor having a variable frequency according to the load. .
  • the compressor 51 has an outlet pipe connected to the condenser 52, and an oil outlet 55 is provided at the outlet pipe to separate oil from the refrigerant flowing out of the compressor 51 and oil, and the oil separator 55 has a refrigerant. And an oil recovery flow path 56 for allowing the separated oil to be recovered to the compressor 51.
  • the condenser 52 causes the refrigerant to be condensed by the outdoor air blown by the outdoor fan 57 or the refrigerant to be condensed by the cooling water supplied by a cooling tower (not shown).
  • the refrigerant is condensed by the outdoor air blown by the air.
  • the evaporator 54 is a kind of cooler connected to the heat exchanger 40 and the water pipes 41 and 42 of the air handling unit 1 to cool the water while evaporating the refrigerant expanded in the expansion mechanism 53.
  • the evaporator 54 is formed with a refrigerant passage through which a refrigerant passes and a water passage through which water passes.
  • the evaporator 54 comprises a shell-tube including a plurality of inner tubes through which water passes and having a water flow path, and a shell having a refrigerant flow path formed outside the plurality of inner tubes and through which the refrigerant passes.
  • Type heat exchanger
  • the evaporator 54 has water pipes 41 and 42 connected to a plurality of inner tubes, the heat exchanger 40 of the air handling unit 1, the water pipes 41 and 42, and a plurality of inner tubes. Forms a cold water circulation passage.
  • the water pipes 41 and 42 are disposed to penetrate the chiller case 50 and the air handling unit case 15, respectively, and the water pipes 41 and 42 are provided with a cold water pump 58 for circulating and pumping cold water. do.
  • the cold water pump 58 may be installed at a portion of the water pipes 41 and 42 located inside the air handling unit 1, and is located inside the chiller 2 of the water pipes 41 and 42. It can also be provided in a part, and can also be installed in the part located between the air handling unit 1 and the chiller 2. As shown in FIG.
  • the cold water pump 58 is preferably installed to be located inside the air handling unit 1 or the chiller 2 so as to easily control or wire the same.
  • the chiller 2 controls the operating capacity of the compressor 51 according to the cold water set temperature (Twt) of the cold water discharged from the evaporator 54 is differently adjusted according to the operating capacity of the compressor (51). do.
  • the chiller 2 communicates with the air handling unit 1 to adjust the cold water set temperature Twt of cold water supplied from the evaporator 54 to the heat exchanger 40 according to the result detected by the temperature sensors 46 and 47. Adjust
  • the chiller 2 receives the detection result of the indoor temperature sensor 46 and the detection result of the supply air temperature sensor 47 from the air handling unit controller 48 and operates the compressor 51 according to the cold water set temperature Twt.
  • the chiller control unit 59 further controls the capacity.
  • the chiller control unit 59 sets the cold water set temperature Twt according to the temperature detected by the air handling unit 1, in particular, the room temperature sensor 46 and the temperature sensed by the supply air temperature sensor 47, and sets the set cold water.
  • the operating capacity of the compressor 1 is controlled in accordance with the set temperature Twt.
  • the chiller control unit 59 sets the cold water set temperature Twt within the cold water variable lower limit value Twtmin and the cold water variable upper limit value Twtmax which are the ranges in which the cold water temperature can be varied.
  • the chiller control unit 59 sets the indoor set temperature (Ti, indoor desired temperature) by the control unit 49 operated by a user or the like, or the indoor set temperature (Ti, indoor desired temperature) by the manufacturer or installer, Set the cold water set temperature Twt according to the room set temperature Ti.
  • the chiller controller 59 supplies the difference between the room set temperature Ti and the temperature Trs detected by the room temperature sensor 46 to the current supply air temperature Tss detected by the supply air temperature sensor 47.
  • Set air set temperature (Tst) Tst
  • the chiller control unit 59 calculates by inputting the cold water set temperature Twt corresponding to the set supply air set temperature Tst into a pre-stored table or equation, and the operation corresponding to the calculated cold water set temperature Twt.
  • the compressor 1 is controlled by the capacity.
  • the air handling unit 1 in particular the air handling unit control unit 48 controls the speed of the blower fan 27, 28 in accordance with the set cold water set temperature (Twt).
  • the air handling unit control unit 48 drives the blower fans 27 and 28, and the chiller control unit 59 is connected to the compressor 51 and the outdoor unit.
  • the expansion mechanism 53 is also adjusted.
  • one of the air handling unit control unit 48 and the chiller control unit 59 drives the cold water pump 58.
  • the compressor 51 When the compressor 51 is driven, the refrigerant circulates through the compressor 51, the condenser 52, the expansion mechanism 53, and the evaporator 54. At this time, the refrigerant passing through the evaporator 54 passes through the evaporator 54. Lower the temperature of the water while taking the heat of the water.
  • the water cooled in the evaporator 54 cools the heat exchanger 40 of the air handling unit 1 through one of the water pipes 41 and 42 and then the water pipe ( Recovered to the evaporator 54 through the other one of 41, 42, the water cools the heat exchanger 40 while circulating the evaporator 54 and the heat exchanger 40 as described above.
  • the chiller control unit 59 determines the operating capacity of the compressor 51 according to the cold water set temperature Twt and drives the compressor 51 at the determined operating capacity.
  • the chiller controller 59 drives the compressor 51 by setting a cold water set temperature to a reference cold water set temperature of the cold water set temperature range during the initial operation of the air conditioner, and then the air handling unit 1, in particular, the temperature sensor 27.
  • the indoor temperature is controlled while varying the cold water set temperature (Twt) of the chiller 2 using the temperature sensed at 28.
  • the air handling unit controller 48 further adjusts the room temperature by varying the speed of the blower fans 27 and 28 when it is difficult to adjust the temperature by the change of the cold water set temperature Twt.
  • FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a method of operating an air conditioner according to the present invention.
  • the operation method of the air conditioner according to the present embodiment the cold water set temperature setting step (S1) (S2), compressor operation capacity adjustment step (S3), blowing fan deceleration step (S4) (S5), and blowing fan acceleration Step S6, S7, cold water set temperature reset step S8, S9, and compressor operating capacity readjustment step S10.
  • Cold water setting temperature setting step (S1) (S2) is a step of sensing the temperature in the air handling unit (1) sent to the chiller (2) and the chilled water set temperature in the chiller (2).
  • Cold water setting temperature setting step (S1) (S2) is a temperature sensing process in which the indoor temperature sensor 46 detects the room temperature (Trs), the supply air temperature sensor 47 detects the temperature (Tss) of the supply air. Include.
  • Cold water setting temperature setting step (S1) (S2) is the room temperature (Trs) and the supply air temperature (Tss) detected in the temperature sensing process is input to the air handling unit control unit 48 and then sent to the chiller control unit 57 It further includes a temperature sending process.
  • Cold water set temperature setting step (S1) (S2) is a supply air set temperature (Tst) is set when the temperature sent in the temperature sending process is input to the chiller control unit 57, and corresponds to the set supply air set temperature (Tst)
  • the method further includes a cold water set temperature calculation process in which the cold water set temperature Twt is calculated, and the cold water set temperature Twt calculated in the cold water set temperature calculation process is set as a new cold water set temperature.
  • Cold water set temperature setting step (S1) (S2) is the supply air set temperature (Tst) is set higher than the previous supply air set temperature (Tst) when the room temperature (Trs) is lower than the room set temperature (Ti), cold water The set temperature Twt is set higher than the previous cold water set temperature.
  • the supply air set temperature (Tst) is the indoor set temperature (Ti) and the room temperature sensor 46 set by the control unit 49, etc. to the temperature (Tss) of the current supply air detected by the supply air temperature sensor 47
  • the cold water set temperature Twt is newly set by adding the difference of the detected temperatures Trs, and corresponds to the newly set supply air set temperature Tst.
  • Compressor operation capacity adjusting step (S3) is a step of adjusting the operating capacity of the compressor 51 according to the cold water set temperature (Twt) set in the cold water set temperature setting step (S1) (S2) as described above, the cold water set temperature is When set higher than before, the compressor 51 controls the compressor 51 to have a lower operating capacity than before.
  • the water outlet temperature of the water flowing out of the evaporator 54 is higher than before the cold water set temperature is newly set, and the temperature of the supply air supplied to the room is the same as previously detected by the supply air temperature sensor 47. It will be higher than the supply air temperature and the room temperature will rise.
  • the cold water set temperature (Twt) is repeated while the cold water set temperature setting step (S1) and the compressor operation capacity adjusting step (S3) are repeated at a set time (for example, 10 minutes) during operation. ) Is varied according to the indoor load, and the cold water set temperature (Twt) is varied within the chilled water variable range (for example, 5 ° C to 15 ° C) of the chiller 1.
  • Blowing fan deceleration step (S4) (S5), when the cold water set temperature (Twt) reaches the upper limit of the chilled water variable range of the chiller 1 (hereinafter referred to as the cold water variable upper limit value), the blowing fan (27) (28) To slow down the speed.
  • the air handling unit controller 48 receives the blower fan deceleration signal from the chiller controller 59 to decelerate the blower fans 27 and 28.
  • the air volume is supplied to the room less than before the blowing fans 27 and 28 are decelerated, and the room temperature is higher than before the blowing fans 27 and 28 are decelerated. do.
  • Blowing fan deceleration step (S4) is the blowing fan (27, 28) is decelerated at a set time interval (for example, 10 minutes), wherein the speed of the blowing fan (27, 28) by the set speed Decelerate step by step or linearly.
  • the room temperature Trs is equal to or higher than the room set temperature Ti, and the room temperature Trs is set to the room set temperature Ti. ) Or higher than the indoor set temperature Ti, the blowing fan acceleration steps S6 and S7 are performed.
  • Blow fan acceleration step (S6) is a blow fan (27) (28) if the indoor set temperature (Ti) is less than the temperature detected by the room temperature sensor 46 during the blow fan deceleration step (S4) (S5). As a step of accelerating the speed of), the room temperature is lowered than before the blower fans 27 and 28 are accelerated.
  • Blow fan acceleration step (S6) is a blow fan (27, 28) is accelerated at a set time interval (for example, 10 minutes), wherein the speed of the blow fan (27, 28) by the set speed Incrementally incrementally or linearly.
  • the blowing fan deceleration steps S4 and S5 and the blowing fan acceleration steps S6 and S7 may be repeated according to the room temperature Trs and the room set temperature Ti.
  • the blowing fans 27 and 28 may be driven at the blowing fan maximum speed.
  • Cold water set temperature reset step (S8) (S9) is the temperature in the air handling unit (1) when the speed of the blower fan 27, 28 reaches the blower fan maximum speed during the blower fan acceleration step (S6) (S7) Sense and send to chiller (1), and set cold water set temperature (Twt) newly in chiller (1).
  • Cold water set temperature reset step (S8) (S9) of the indoor set temperature (Ti) and the room temperature (Trs) detected by the room temperature sensor 46 at the current supply air temperature detected by the supply air temperature sensor 47
  • the supply air set temperature Tst is newly set by subtracting the difference, and the cold water set temperature Twt corresponding to the newly set supply air set temperature Tst is newly set.
  • the cold water set temperature Twt is reset below the cold water variable upper limit of the chiller 1 (for example, 15 ° C).
  • the compressor operation capacity re-adjustment step S10 adjusts the operation capacity of the compressor 51 according to the cold water set temperature Twt set in the cold water set temperature reset steps S8 and S9.
  • the compressor 51 has a higher operating capacity than when the cold water set temperature Twt is a variable upper limit of cold water of the chiller 1, and the water exit temperature of the water flowing out of the evaporator 54 is lower than before the new cold water set temperature is newly set. And, the temperature of the supply air supplied to the room is lower than when the cold water set temperature (Twt) was the cold water variable upper limit of the chiller (1), the room temperature is lowered.
  • the air conditioner according to the present exemplary embodiment is cold water setting temperature reset step (S8) (S9) and the compressor operation capacity re-adjustment step (S10) is repeated during the set time (for example, 10 minutes) during operation, the cold water setting
  • the temperature Twt is varied according to the indoor load and the stop of the air conditioner is input through the control unit 49
  • the operation of the air conditioner is stopped (S11) and the room is not stopped while the operation of the air conditioner is stopped.
  • cold water set temperature setting steps S1 and S2 and subsequent steps are sequentially performed.

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Abstract

본 발명에 따른 공기조화기는 실외 공기와 실내 공기의 혼합 공기를 실내로 공급하는 송풍팬과, 송풍팬에 의해 송풍된 혼합 공기가 냉수와 열교환되는 열교환기와, 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하는 에어 핸들링 유닛과; 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고 증발기가 열교환기와 수배관으로 연결되어 열교환기로 냉수를 공급하는 칠러를 포함하고, 칠러는 에어 핸들링 유닛과 통신하면서 온도 센서에서 감지된 결과에 따라 증발기에서 열교환기로 공급되는 냉수의 냉수설정온도를 설정하고, 설정된 냉수설정온도에 따라 압축기의 운전 용량을 가변시키는, 열교환기의 냉수 온도가 과도하게 낮을 경우 발생될 수 있는 실내의 과제습을 방지할 수 있고, 최소한의 소비전력으로 충분한 냉방을 실시할 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기 및 그 운전 방법
본 발명은 공기조화기 및 그 운전 방법에 관한 것으로서, 특히 냉동 사이클로 물을 냉각하고, 공기를 냉각된 물과 열교환시킨 후 실내로 공급하는 공기조화기 및 그 운전 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키는 장치이다.
공기조화기는 증발기가 물과 냉매를 열교환시키게 구성되고, 냉매와 열교환된 물이 냉수 코일 등의 열교환기에서 공기를 냉각시키게 구성되며, 열교환기에 의해 냉각된 공기가 실내로 송풍되면, 실내를 냉방시킬 수 있게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는 열교환기에서 증발기에서 냉매와 열교환된 물의 온도와 물에 의해 냉각된 냉기의 온도가 실내의 전체 부하에 맞도록 일정하게 설계되면, 부하의 변동 등에 의해 공기의 온도 및 습도를 적절하게 유지하기 어려운 문제점이 있고, 실내의 부하가 낮을 경우 실내의 습도가 과도하게 낮아질 수 있어 실내가 지나치게 건조해질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉수 온도 및 냉기 온도를 조절하여 실내가 과냉되는 것을 막고 실내가 과건조되는 것을 막을 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 실내 온도에 따라 칠러에서 공급되는 냉수의 냉수설정온도를 가변하는 공기조화기의 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 실외 공기와 실내 공기의 혼합 공기를 실내로 공급하는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍된 혼합 공기가 냉수와 열교환되는 열교환기와, 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하는 에어 핸들링 유닛과; 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고 상기 증발기가 상기 열교환기와 수배관으로 연결되어 상기 열교환기로 냉수를 공급하는 칠러를 포함하고, 상기 칠러는 상기 에어 핸들링 유닛과 통신하면서 상기 온도 센서에서 감지된 결과에 따라 상기 증발기에서 상기 열교환기로 공급되는 냉수의 냉수설정온도를 설정하고, 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 가변시킨다.
상기 온도 센서는 실내 온도를 감지하는 실내 온도센서와, 실내로 공급되는 공기의 온도를 감지하는 공급공기 온도센서를 포함한다.
상기 실내 온도센서는 상기 에어 핸들링 유닛에 형성된 실내 공기 흡입부에 설치된다.
상기 공급공기 온도센서는 상기 에어 핸들링 유닛에 형성된 공조 공기 배출부와 상기 열교환기 사이에 위치되게 설치된다.
상기 에어 핸들링 유닛은 상기 실내 온도센서와 상기 공급공기 온도센서의 감지 결과를 상기 칠러로 송출하는 에어 핸들링 유닛 제어부를 더 포함한다.
상기 칠러는 상기 에어 핸들링 유닛 제어부로부터 상기 실내 온도센서와 상기 공급공기 온도센서의 감지 결과를 입력받고 상기 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 제어하는 칠러 제어부를 더 포함한다.
상기 에어 핸들링 유닛 제어부는 상기 냉수설정온도에 따라 상기 송풍팬의 속도를 제어한다.
본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법은, 실외 공기와 실내 공기의 혼합 공기를 실내로 공급하는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍된 혼합 공기가 냉수와 열교환되는 열교환기를 포함하는 에어 핸들링 유닛과; 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고, 상기 증발기가 상기 열교환기와 수배관으로 연결되어 상기 열교환기로 냉수를 공급하는 칠러를 포함하는 공기조화기의 운전 방법에 있어서, 상기 에어 핸들링 유닛에서 온도를 감지하여 상기 칠러로 송출하고 상기 칠러에서 냉수설정온도를 설정하는 냉수설정온도 설정단계와; 상기 냉수설정온도 설정단계에서 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 조절하는 압축기 운전 용량 조절단계를 포함한다.
상기 냉수설정온도 설정단계는 실내 온도를 감지하는 실내 온도센서가 실내 온도를 감지하고, 실내로 공급되는 공기의 온도를 감지하는 공급공기 온도센서가 공급 공기의 온도를 감지하면, 상기 실내 온도센서에서 감지된 실내 온도와, 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 공급 공기의 온도에 따라 상기 냉수설정온도를 설정한다.
상기 냉수설정온도 설정단계는 실내 설정온도와 상기 실내 온도센서에서 감지된 온도의 차를 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 현재의 공급 공기의 온도에 더하여 공급공기 설정온도를 설정하고, 상기 설정된 공급공기 설정온도와 대응되는 상기 냉수 설정온도를 설정한다.
상기 압축기 운전 용량 조절단계의 도중에 상기 냉수 설정온도가 냉수 가변 상한치에 도달되면, 상기 송풍팬의 속도를 감속하는 송풍팬 감속 단계를 더 포함한다.
상기 송풍팬 감속 단계의 도중에 실내 설정온도가 상기 실내 온도센서에서 감지된 온도 이하이면, 상기 송풍팬의 속도를 가속하는 송풍팬 가속 단계를 더 포함한다.
상기 송풍팬 가속 단계의 도중에 상기 송풍팬의 속도가 송풍팬 최대 속도에 도달되면 상기 에어 핸들링 유닛에서 온도를 감지하여 상기 칠러로 송출하고 상기 칠러에서 냉수설정온도를 설정하는 냉수설정온도 재설정단계와; 상기 냉수설정온도 재설정단계에서 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 조절하는 압축기 운전 용량 재조절단계를 더 포함한다.
상기 냉수설정온도 재설정단계는 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 현재의 공급공기의 온도에서 실내 설정온도와 상기 실내 온도센서에서 감지된 실내 온도의 차를 빼서 공급공기 설정온도를 설정하고, 상기 설정된 공급공기 설정온도와 대응되는 상기 냉수 설정온도를 설정한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 실내 부하에 대비하여 열교환기의 냉수 온도가 과도하게 낮을 경우 발생될 수 있는 실내의 과냉 및 과제습을 방지할 수 있고, 최소한의 소비전력으로 충분한 냉방 및 제습을 실시할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 냉수설정온도 조절에 의해 실내 온도조절이 곤란한 경우 에어 핸들링 유닛의 송풍팬 속도를 조절하는 것에 의해 실내 온도를 조절하므로 보다 효율적인 운전이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 제어 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법 일실시예의 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 제어 블록도이다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 에어 핸들링 유닛(1)과, 칠러(2)를 포함한다.
에어 핸들링 유닛(1)은 실외 공기와 실내 공기를 혼합하고, 혼합 공기를 열교환기에서 열교환시킨 후 실내로 공급하는 환기 겸용 공조 유닛이다.
에어 핸들링 유닛(1)은 공기조화기가 설치된 건물 중에서 에어 핸들링 유닛(1)이 공조시키는 실내와 별도로 마련된 공조실이나 기계실 등에 설치될 수 있고, 실외에 설치될 수 있다.
에어 핸들링 유닛(1)은 내부에 공간을 갖고 실내 공기 흡입부(11)와 실내 공기 배출부(12)와 외기 공기 흡입부(13)와 공조 공기 배출부(14)가 형성된 에어 핸들링 유닛 케이스(15)를 포함한다.
에어 핸들링 유닛 케이스(15)의 내부에 설치되어 실외 공기와 실내 공기를 유동시키는 송풍팬(27)(28)과, 에어 핸들링 유닛 케이스(15)의 내부에 설치되어 공조 공기 배출부(14)를 향해 유동되는 공기를 냉수와 열교환시키는 열교환기(40)를 더 포함한다.
에어 핸들링 유닛(1)에는 실내의 공기가 실내 공기 흡입부(11)를 통해 에어 핸들링 유닛 케이스(15)로 흡입되도록 실내와 실내 공기 흡입부(11)를 연통시키는 환기 덕트(21)가 연결된다.
에어 핸들링 유닛(1)에는 실내 공기 흡입부(11)를 통해 에어 핸들링 유닛 케이스(15) 내부로 흡입된 공기 중 일부가 실외로 배출되도록 실내 공기 배출부(12)와 실외를 연통시키는 배기 덕트(22)가 연결된다.
에어 핸들링 유닛(1)에는 실외 공기가 실외 공기 흡입부(13)를 통해 에어 핸들링 유닛 케이스(15)로 내부로 흡입되도록 실외와 실외 공기 흡입부(13)를 연통시키는 외기 덕트(23)가 연결된다.
에어 핸들링 유닛(1)에는 에어 핸들링 유닛 케이스(15) 내부에서 공조된 공기가 실내로 공급되도록 공조 공기 배출부(14)와 실내를 연통시키는 급기 덕트(24)가 연결된다.
환기 덕트(21)는 실내 공기 흡입부(11)에 연결되고, 배기 덕트(22)는 실내 공기 배출부(12)에 연결되며, 외기 덕트(23)는 실외 공기 흡입부(13)에 연결되고, 급기 덕트(24)는 공조 공기 배출부(14)에 연결된다.
에어 핸들링 유닛(1)은 실내 공기 흡입부(11)로 흡입된 실내 공기 중 일부가 실내 공기 배출부(12)를 통해 실외로 배기되고, 나머지가 외기 공기 흡입부(13)로 흡입된 실외 공기와 혼합되며, 혼합된 공기가 열교환기(40)와 열교환된 후 공조 공기 배출부(14)와 급기 덕트(19)를 통해 실내로 공급되게 구성된다.
에어 핸들링 유닛(1)은 공기 유동 방향으로 열교환기(40)의 이전에 실내 공기와 실외 공기가 혼합되는 혼합 챔버(26: Mixing Chamber)가 위치된다.
송풍팬(27)(28)은 실내 공기의 유동 방향으로 실내 공기 흡입부(11)와 실내 공기 배출부(12)의 사이에 위치되어 실내 공기를 에어 핸들링 유닛 케이스(15) 내부로 흡입하여 송풍하는 리턴 팬(27)과, 혼합 공기의 유동 방향으로 열교환기(40)와 공조 공기 배출부(14)의 사이에 위치되어 혼합 공기를 열교환기(40)로 흡인시킨 후 공조 공기 배출부(14)를 향해 송풍시키는 공급 팬(28)을 포함한다.
송풍팬(27)(28)은 풍량을 조절할 수 있도록 풍량 가변형 송풍팬으로 이루어진다.
송풍팬(27)(28)은 블로워(29)와, 블러워(29)를 둘러싸고 공기 흡입구(30)과 공기 토출구(31)가 형성된 하우징(32)과, 블러워(29)를 회전시키는 블로워 구동원(33)을 포함한다.
블로워 구동원(33)은 블로워(29)의 회전 중심에 회전축이 연결된 모터로 이루어지는 것도 가능하고, 블러워(29)의 회전 중심에 연결된 샤프트(34)와, 하우징(32) 외부에 위치되게 설치된 모터(35)와, 모터(35)의 구동력을 샤프트(34)로 전달하는 연결하는 동력전달부재로 구성되는 것도 가능하다.
동력전달부재는 모터(35)의 회전축에 설치된 구동풀리(36)와 샤프트(34)에 설치된 종동풀리(38)와, 구동풀리(35)와 종동풍리(38)에 감긴 벨트(37)로 이루어질 수 있다.
모터(35)는 블로워(29)의 회전수를 가변시킬 수 있는 인버터 모터로 이루어진다.
열교환기(40)는 혼합 공기와 냉수가 열교환되게 하여 혼합 공기가 냉각되게 하는 일종의 냉각 코일로서, 냉수가 통과하는 유로를 갖는 냉수 코일을 갖는다.
열교환기(40)는 혼합 챔버(26)와 공급 팬(27)의 사이에 위치되게 설치되고, 칠러(2)와 수배관(41)(42)으로 연결된다.
에어 핸들링 유닛(1)은 혼합 공기 중의 실내 공기와 실외 공기의 비율을 조절할 수 있는 댐퍼(43)(44)(45)를 더 포함한다.
댐퍼(43)(44)(45)는 실내 공기 배출부(12)에 설치되어 실내 공기 배기량을 조절하는 배기 댐퍼(43)와, 외기 공기 흡입부(13)에 설치되어 실외 공기 흡기량을 조절하는 외기 댐퍼(44)와, 혼합 챔버(26)에 설치되어 실내 공기 중 혼합 챔버(26)로 흡입되는 공기량을 조절하는 혼합 댐퍼(45)를 포함한다.
에어 핸들링 유닛(1)은 온도를 감지하는 온도 센서(46)(47)를 포함하고, 온도 센서(46)(47)는 에어 핸들링 유닛(1)으로 유입되는 공기의 온도와, 에어 핸들링 유닛(1) 내부에서 열교환기(40)에 의해 열교환된 후 실내로 유출되는 공기의 온도를 감지한다.
온도센서(46)(47)는 실내의 온도(Trs)를 감지하는 실내 온도 센서(46)와, 실내로 공급되는 공기의 온도(Tss)를 감지하는 공급 공기 온도 센서(47)를 포함한다.
실내 온도 센서(46)는 공조시키고자 하는 실내에 설치되거나, 실내 공기 흡입부(11)와 환기 덕트(21) 중 하나에 설치된다.
공급 공기 온도 센서(47)는 열교환기(40)와 공조 공기 배출부(14) 사이에 위치되게 설치된다.
에어 핸들링 유닛(1)은 온도센서(46)(47) 즉, 실내 온도 센서(46)와 공급 공기 온도 센서(47)의 감지 결과를 칠러(2)로 송출하는 에어 핸들링 유닛 제어부(48)를 더 포함한다.
칠러(2)는 냉동 사이클을 이용하여 에어 핸들링 유닛(1)의 열교환기(40)로 냉수를 공급하는 냉수 공급 유닛이다.
칠러(2)는 칠러 케이스(50)와, 냉매를 압축하는 압축기(51)와, 압축기(51)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(52)와, 응축기(52)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(53)와, 팽창기구(53)에서 팽창된 냉매가 물과 열교환되어 증발되는 증발기(54)를 포함한다.
칠러(2)는 압축기(51)와 응축기(52)와 팽창기구(53)와 증발기(54)가 냉동 사이클을 형성한다.
칠러(2)는 응축기(52)가 공랭식으로 이루어지는 경우 실외에 설치되고 응축기(52)가 수냉식으로 이루어지는 경우, 지하실 등의 기계실에 설치되거나 실외에 설치된다.
칠러 케이스(50)에는 압축기(51)와 응축기(52)와 팽창기구(53)와 증발기(54)가 설치되고, 응축기(52)가 공랭식으로 이루어지는 경우 실외 공기가 칠러 케이스(50)로 흡입되어 응축기(52)와 열교환된 후 칠러 케이스(50) 외부로 토출되는 구조로 이루어진다.
압축기(51)는 운전 용량이 가변되는 용량 가변형 압축기로 이루어지고, 복수개의 압축기가 부하에 따라 일부 혹은 전부 구동되게 구성되는 것도 가능하고, 부하에 따라 주파수가 가변되는 인버터 압축기로 구성되는 것도 가능하다.
압축기(51)는 출구 배관이 응축기(52)와 연결되고, 출구 배관에는 압축기(51)에서 유출된 냉매와 오일 중 오일을 분리하는 오일 분리기(55)가 설치되며, 오일 분리기(55)에는 냉매와 분리된 오일이 압축기(51)로 회수되게 하는 오일 회수 유로(56)가 연결된다.
응축기(52)는 실외 팬(57)에 의해 송풍되는 실외 공기에 의해 냉매가 응축되게 하거나, 냉각탑(미도시)에 의해 공급되는 냉각수에 의해 냉매가 응축되게 하는 것으로서, 이하, 실외 팬(57)에 의해 송풍되는 실외 공기에 의해 냉매가 응축되는 것으로 설명한다.
증발기(54)는 에어 핸들링 유닛(1)의 열교환기(40)와 수배관(41)(42)으로 연결되어 팽창기구(53)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 물을 냉각시키는 일종의 쿨러이다.
증발기(54)는 냉매가 통과하는 냉매 유로와, 물이 통과하는 물 유로가 열교환부재를 사이에 두고 형성된다.
증발기(54)는 물이 통과하고 물 유로를 갖는 복수개의 이너 튜브와, 복수개의 이너 튜브의 외측에 형성되고 복수개의 이너 튜브와 사이에 냉매가 통과하는 냉매 유로를 갖는 쉘을 포함하는 쉘-튜브 타입 열교환기로 이루어진다.
증발기(54)는 복수개의 이너 튜브에 수배관(41)(42)이 연결되고, 에어 핸들링 유닛(1)의 열교환기(40)와, 수배관(41)(42)와, 복수개의 이너 튜브는 냉수 순환 유로를 형성한다.
수배관(41)(42)은 칠러 케이스(50)와 에어 핸들링 유닛 케이스(15)를 각각 관통하게 배치되고, 수배관(41)(42)에는 냉수를 순환 펌핑시키는 냉수 펌프(58)가 설치된다.
냉수 펌프(58)는 수배관(41)(42) 중 에어 핸들링 유닛(1) 내부에 위치하는 부분에 설치되는 것도 가능하고, 수배관(41)(42) 중 칠러(2) 내부에 위치하는 부분에 설치되는 것도 가능하며, 에어 핸들링 유닛(1)과 칠러(2)의 사이에 위치하는 부분에 설치되는 것도 가능하다.
냉수 펌프(58)는 그 제어나 전선 연결 등이 용이하도록 에어 핸들링 유닛(1) 내부나 칠러(2) 내부에 위치되게 설치되는 것이 바람직하다.
칠러(2)는 압축기(51)의 운전 용량에 따라 증발기(54)에서 출수되는 냉수의 온도가 상이하게 조절되는 바, 냉수의 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(51)의 운전 용량을 제어한다.
칠러(2)는 에어 핸들링 유닛(1)과 통신하면서 온도 센서(46)(47)에서 감지된 결과에 따라 증발기(54)에서 열교환기(40)로 공급되는 냉수의 냉수설정온도(Twt)를 조절한다.
칠러(2)는 에어 핸들링 유닛 제어부(48)로부터 실내 온도센서(46)의 감지 결과와 공급 공기 온도 센서(47)의 감지 결과를 입력받고 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(51)의 운전 용량을 제어하는 칠러 제어부(59)를 더 포함한다.
칠러 제어부(59)는 에어 핸들링 유닛(1) 특히 실내 온도 센서(46)에서 감지된 온도와 공급 공기 온도 센서(47)에서 감지된 온도에 따라, 냉수설정온도(Twt)를 설정하고, 설정된 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(1)의 운전 용량을 제어한다.
칠러 제어부(59)는 냉수설정온도(Twt)를 냉수 온도가 가변될 수 있는 범위인 냉수 가변 하한치(Twtmin)와 냉수 가변 상한치(Twtmax) 범위에서 설정한다.
칠러 제어부(59)는 사용자 등이 조작하는 컨트롤부(49)에 의해 실내 설정 온도(Ti,실내 희망 온도)가 설정되거나 제조자 또는 설치자에 의해 실내 설정 온도(Ti,실내 희망 온도)가 설정되면, 실내 설정 온도(Ti)에 따라 냉수설정온도(Twt)를 설정한다.
칠러 제어부(59)는 실내 설정 온도(Ti)와 실내 온도 센서(46)에서 감지된 온도(Trs)의 차를 공급 공기 온도 센서(47)에서 감지된 현재의 공급공기 온도(Tss)에 더하여 공급공기 설정온도(Tst)를 설정한다.
그리고, 칠러 제어부(59)는 설정된 공급공기 설정온도(Tst)에 대응되는 냉수설정온도(Twt)를 기저장된 테이블이나 수학식에 입력하여 산출하고, 산출된 냉수설정온도(Twt)에 대응되는 운전 용량으로 압축기(1)를 제어한다.
한편, 에어 핸들링 유닛(1), 특히 에어 핸들링 유닛 제어부(48)는 설정된 냉수설정온도(Twt)에 따라 송풍팬(27)(28)의 속도를 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 사용자 등이 컨트롤부(49)를 통해 공기조화기를 운전시키면, 에어 핸들링 유닛 제어부(48)는 송풍팬(27)(28)을 구동시키고, 칠러 제어부(59)는 압축기(51)와 실외팬(57)을 구동시킴과 아울러 팽창기구(53)를 개도 조절한다. 그리고, 에어 핸들링 유닛 제어부(48)와 칠러 제어부(59) 중 하나는 냉수 펌프(58)를 구동시킨다.
압축기(51)의 구동시 냉매는 압축기(51)와 응축기(52)와 팽창기구(53)와 증발기(54)를 순환하고, 이때, 증발기(54)를 통과하는 냉매는 증발기(54)를 통과하는 물의 열을 빼앗으면서 물의 온도를 낮춘다.
냉수 펌프(58)의 구동시, 증발기(54)에서 냉각된 물은 수배관(41)(42) 중 어느 하나를 통해 에어 핸들링 유닛(1)의 열교환기(40)를 냉각시킨 후 수배관(41)(42) 중 다른 하나를 통해 증발기(54)로 회수되고, 물은 상기와 같이 증발기(54)와 열교환기(40)를 순환하면서 열교환기(40)를 냉각시킨다.
송풍팬(27)(28)의 구동시, 실내 공기는 환기 덕트(21)를 통해 에어 핸들링 유닛 케이스(15) 내부로 흡입되고, 흡입된 공기 중 일부가 배기 덕트(22)를 통해 실외로 배기된다. 한편, 흡입된 공기 중 배기 덕트(22)를 통해 배기되지 않는 나머지가 혼합 챔버(26)로 흡입된다. 그리고, 실외 공기는 외기 덕트(23)를 통해 혼합 챔버(26)로 흡입되어 실내 공기 중 혼합 챔버(26)로 흡입된 공기와 혼합된다. 혼합된 공기는 열교환기(40)를 통과하면서 열교환기(40)를 통과하는 물에 열을 빼앗아 온도가 낮아지고, 이후 급기 덕트(34)를 통해 실내로 공급된다.
상기와 같은 공기조화기의 운전시, 칠러 제어부(59)는 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(51)의 운전 용량을 결정하고 결정된 운전 용량으로 압축기(51)를 구동한다.
칠러 제어부(59)는 공기조화기의 초기 운전시 냉수설정온도 범위 중 기준 냉수설정온도를 냉수설정온도를 설정하여 압축기(51)를 구동하고, 이후 에어 핸들링 유닛(1) 특히 온도센서(27)(28)에서 감지된 온도를 이용하여 칠러(2)의 냉수설정온도(Twt)를 가변시키면서 실내 온도를 조절한다.
그리고, 에어 핸들링 유닛 제어부(48)는 냉수설정온도(Twt)의 가변에 의해 더 이상 온도 조절이 곤란한 경우에 송풍팬(27)(28)의 속도를 가변시켜 실내 온도를 추가 조절한다.
이하, 본 실시예에 따른 공기조화기의 운전 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법 일실시예의 순서도이다.
본 실시예에 따른 공기조화기의 운전 방법은, 냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)와, 압축기 운전 용량 조절단계(S3), 송풍팬 감속 단계(S4)(S5)와, 송풍팬 가속 단계(S6)(S7)와, 냉수설정온도 재설정단계(S8)(S9)와, 압축기 운전 용량 재조절단계(S10)를 포함한다.
냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)는 에어 핸들링 유닛(1)에서 온도를 감지하여 칠러(2)로 송출하고 칠러(2)에서 냉수설정온도를 설정하는 단계이다.
냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)는 실내 온도센서(46)가 실내 온도(Trs)를 감지하고, 공급공기 온도센서(47)가 공급 공기의 온도(Tss)를 감지하는 온도감지과정을 포함한다.
냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)는 온도감지과정에서 감지된 실내 온도(Trs)와 공급공기 온도(Tss)가 에어 핸들링 유닛 제어부(48)로 입력된 후 칠러 제어부(57)로 송출되는 온도송출과정을 더 포함한다.
냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)는 온도송출과정에서 송출된 온도가 칠러 제어부(57)로 입력되면 공급공기 설정온도(Tst)가 설정되고, 설정된 공급공기 설정온도(Tst)에 대응되는 냉수설정온도(Twt)가 산출되는 냉수설정온도 산출과정을 더 포함하고, 냉수설정온도 산출과정에서 산출된 냉수설정온도(Twt)는 새로운 냉수설정온도로 설정된다.
냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)는 실내 온도(Trs)가 실내 설정 온도(Ti) 보다 낮을 경우 공급공기 설정온도(Tst)가 이전의 공급공기 설정온도(Tst) 보다 높게 설정되고, 냉수설정온도(Twt)가 이전의 냉수설정온도 보다 높게 설정된다.
여기서, 공급공기 설정온도(Tst)는 공급공기 온도센서(47)에서 감지된 현재의 공급 공기의 온도(Tss)에 컨트롤부(49) 등에서 설정된 실내 설정온도(Ti)와 실내 온도센서(46)에서 감지된 온도(Trs)의 차를 더하여 새롭게 설정되고, 냉수설정온도(Twt)는 새롭게 설정된 공급공기 설정온도(Tst)에 대응되게 새롭게 설정된다.
압축기 운전 용량 조절단계(S3)는 상기와 같이 냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)에서 설정된 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(51)의 운전 용량을 조절하는 단계로서, 냉수설정온도가 이전보다 높게 설정된 경우 압축기(51)의 운전 용량이 이전보다 낮게 압축기(51)를 제어한다.
상기와 같은 제어시, 증발기(54)에서 유출되는 물의 출수온도는 냉수설정온도가 새롭게 설정되기 이전 보다 높게 되고, 실내로 공급되는 공급공기의 온도는 공급공기 온도센서(47)에서 감지되었던 이전의 공급공기 온도 보다 높게 되며, 실내 온도는 상승되게 된다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 운전 도중에 냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)와 압축기 운전 용량 조절단계(S3)가 설정 시간(예를 들면, 10분)간격으로 반복되면서 냉수설정온도(Twt)가 실내 부하에 따라 가변되고, 냉수설정온도(Twt)는 칠러(1)의 냉수 가변 범위(예를 들면, 5℃~15℃) 이내에서 가변된다.
송풍팬 감속 단계(S4)(S5)는 냉수 설정온도(Twt)가 칠러(1)의 냉수 가변 범위의 상한치(이하, 냉수 가변 상한치라 칭한다.)에 도달되면, 송풍팬(27)(28)의 속도를 감속하는 단계이다.
송풍팬 감속 단계(S4)(S5)는 에어 핸들링 유닛 제어부(48)는 칠러 제어부(59)로부터 송풍팬 감속 신호를 입력받아 송풍팬(27)(28)을 감속 제어한다.
송풍팬(27)(28)의 감속시, 실내에는 송풍팬(27)(28)이 감속되기 이전보다 적은 풍량이 공급되고, 실내 온도는 송풍팬(27)(28)이 감속되기 이전보다 상승된다.
송풍팬 감속 단계(S4)(S5)는 설정 시간 간격(예를 들면, 10분)으로 송풍팬(27)(28)이 감속되고, 이때 송풍팬(27)(28)의 속도는 설정속도만큼씩 단계적으로 감속되거나 선형적으로 감속된다.
한편, 송풍팬(27)(28)의 감속시, 실내 온도(Trs)는 실내 설정온도(Ti)와 같거나 실내 설정온도(Ti) 보다 높아지게 되고, 실내 온도(Trs)가 실내 설정온도(Ti)와 같거나 실내 설정온도(Ti) 보다 높아지게 되면, 송풍팬 가속 단계(S6)(S7)가 실시된다.
송풍팬 가속 단계(S6)(S7)는 송풍팬 감속 단계(S4)(S5)의 도중에 실내 설정온도(Ti)가 실내 온도센서(46)에서 감지된 온도 이하이면, 송풍팬(27)(28)의 속도를 가속하는 단계로서, 실내 온도는 송풍팬(27)(28)이 가속되기 이전보다 하강되게 된다.
송풍팬 가속 단계(S6)(S7)는 설정 시간 간격(예를 들면, 10분)으로 송풍팬(27)(28)이 가속되고, 이때 송풍팬(27)(28)의 속도는 설정속도만큼씩 단계적으로 증속되거나 선형적으로 증속된다.
본 실시예에 따른 공기조화기의 운전 방법은 송풍팬 감속 단계(S4)(S5)와 송풍팬 가속 단계(S6)(S7)가 실내 온도(Trs)와 실내 설정온도(Ti)에 따라 반복될 수 있고, 송풍팬 가속 단계(S6)(S7)의 도중에 송풍팬(27)(28)이 송풍팬 최대 속도로 구동될 수 있다.
냉수설정온도 재설정단계(S8)(S9)는 송풍팬 가속 단계(S6)(S7)의 도중에 송풍팬(27)(28)의 속도가 송풍팬 최대 속도에 도달되면 에어 핸들링 유닛(1)에서 온도를 감지하여 칠러(1)로 송출하고 칠러(1)에서 냉수설정온도(Twt)를 새롭게 설정한다.
냉수설정온도 재설정단계(S8)(S9)는 공급공기 온도센서(47)에서 감지된 현재의 공급공기 온도에서 실내 설정온도(Ti)와 실내 온도센서(46)에서 감지된 실내 온도(Trs)의 차를 빼서 공급공기 설정온도(Tst)를 새롭게 설정하고, 새롭게 설정된 공급공기 설정온도(Tst)와 대응되는 냉수 설정온도(Twt)를 새롭게 설정한다.
냉수 설정온도(Twt)는 칠러(1)의 냉수 가변 상한치(예를 들면, 15℃) 보다 낮게 재설정된다.
압축기 운전 용량 재조절단계(S10)는 냉수설정온도 재설정단계(S8)(S9)에서 설정된 냉수설정온도(Twt)에 따라 압축기(51)의 운전 용량을 조절한다.
압축기(51)는 냉수 설정온도(Twt)가 칠러(1)의 냉수 가변 상한치일 경우 보다 운전 용량이 높게 되고, 증발기(54)에서 유출되는 물의 출수온도는 냉수설정온도가 새롭게 설정되기 이전 보다 낮게 되며, 실내로 공급되는 공급공기의 온도는 냉수 설정온도(Twt)가 칠러(1)의 냉수 가변 상한치였던 때 보다 낮게 되며, 실내 온도는 하강되게 된다.
이후, 본 실시예에 따른 공기조화기는 운전 도중에 냉수설정온도 재설정단계(S8)(S9)와 압축기 운전 용량 재조절단계(S10)가 설정 시간(예를 들면, 10분)간격으로 반복되면서 냉수설정온도(Twt)가 실내 부하에 따라 가변되고, 컨트롤부(49)를 통해 공기조화기의 정지가 입력되면 공기조화기의 운전은 정지(S11)되고, 공기조화기의 운전이 정지되지 않으면서 실내 온도(Trs)가 실내 설정온도(Ti) 보다 낮게 되면, 냉수설정온도 설정단계(S1)(S2)와 그 이후를 순차적으로 실시한다.

Claims (14)

  1. 실외 공기와 실내 공기의 혼합 공기를 실내로 공급하는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍된 혼합 공기가 냉수와 열교환되는 열교환기와, 온도를 감지하는 온도 센서를 포함하는 에어 핸들링 유닛과;
    압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고 상기 증발기가 상기 열교환기와 수배관으로 연결되어 상기 열교환기로 냉수를 공급하는 칠러를 포함하고,
    상기 칠러는 상기 에어 핸들링 유닛과 통신하면서 상기 온도 센서에서 감지된 결과에 따라 상기 증발기에서 상기 열교환기로 공급되는 냉수의 냉수설정온도를 설정하고, 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 가변시키는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 실내 온도를 감지하는 실내 온도센서와, 실내로 공급되는 공기의 온도를 감지하는 공급공기 온도센서를 포함하는 공기조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실내 온도센서는 상기 에어 핸들링 유닛에 형성된 실내 공기 흡입부에 설치되는 공기조화기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 공급공기 온도센서는 상기 에어 핸들링 유닛에 형성된 공조 공기 배출부와 상기 열교환기 사이에 위치되게 설치되는 공기조화기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 에어 핸들링 유닛은 상기 실내 온도센서와 상기 공급공기 온도센서의 감지 결과를 상기 칠러로 송출하는 에어 핸들링 유닛 제어부를 더 포함하는 공기조화기
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 칠러는 상기 에어 핸들링 유닛 제어부로부터 상기 실내 온도센서와 상기 공급공기 온도센서의 감지 결과를 입력받고 상기 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 제어하는 칠러 제어부를 더 포함하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에어 핸들링 유닛 제어부는 상기 냉수설정온도에 따라 상기 송풍팬의 속도를 제어하는 공기조화기.
  8. 실외 공기와 실내 공기의 혼합 공기를 실내로 공급하는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍된 혼합 공기가 냉수와 열교환되는 열교환기를 포함하는 에어 핸들링 유닛과; 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고, 상기 증발기가 상기 열교환기와 수배관으로 연결되어 상기 열교환기로 냉수를 공급하는 칠러를 포함하는 공기조화기의 운전 방법에 있어서,
    상기 에어 핸들링 유닛에서 온도를 감지하여 상기 칠러로 송출하고 상기 칠러에서 냉수설정온도를 설정하는 냉수설정온도 설정단계와;
    상기 냉수설정온도 설정단계에서 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 조절하는 압축기 운전 용량 조절단계를 포함하는 공기조화기의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉수설정온도 설정단계는 실내 온도를 감지하는 실내 온도센서가 실내 온도를 감지하고, 실내로 공급되는 공기의 온도를 감지하는 공급공기 온도센서가 공급 공기의 온도를 감지하면,
    상기 실내 온도센서에서 감지된 실내 온도와, 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 공급 공기의 온도에 따라 상기 냉수설정온도를 설정하는 공기조화기의 운전 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉수설정온도 설정단계는 실내 설정온도와 상기 실내 온도센서에서 감지된 온도의 차를 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 현재의 공급 공기의 온도에 더하여 공급공기 설정온도를 설정하고, 상기 설정된 공급공기 설정온도와 대응되는 상기 냉수 설정온도를 설정하는 공기조화기의 운전 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축기 운전 용량 조절단계의 도중에 상기 냉수 설정온도가 냉수 가변 상한치에 도달되면, 상기 송풍팬의 속도를 감속하는 송풍팬 감속 단계를 더 포함하는 공기조화기의 운전 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송풍팬 감속 단계의 도중에 실내 설정온도가 상기 실내 온도센서에서 감지된 온도 이하이면, 상기 송풍팬의 속도를 가속하는 송풍팬 가속 단계를 더 포함하는 공기조화기의 운전 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 송풍팬 가속 단계의 도중에 상기 송풍팬의 속도가 송풍팬 최대 속도에 도달되면 상기 에어 핸들링 유닛에서 온도를 감지하여 상기 칠러로 송출하고 상기 칠러에서 냉수설정온도를 설정하는 냉수설정온도 재설정단계와;
    상기 냉수설정온도 재설정단계에서 설정된 냉수설정온도에 따라 상기 압축기의 운전 용량을 조절하는 압축기 운전 용량 재조절단계를 더 포함하는 공기조화기의 운전 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉수설정온도 재설정단계는 상기 공급공기 온도센서에서 감지된 현재의 공급공기의 온도에서 실내 설정온도와 상기 실내 온도센서에서 감지된 실내 온도의 차를 빼서 공급공기 설정온도를 설정하고, 상기 설정된 공급공기 설정온도와 대응되는 상기 냉수 설정온도를 설정하는 공기조화기의 운전 방법.
PCT/KR2010/002746 2009-05-01 2010-04-30 공기조화기 및 그 운전 방법 WO2010126329A2 (ko)

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