KR100253183B1 - 열펌프 공기조화기의 고온풍 토출제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치에 관한 것으로, 종래에는 외기온이 0℃이하일 경우 운전을 하면 정격 상태(7℃) 운전시보다 사이클이 아래로 이동하게 되어 응축온도가 41℃정도가 되고 약 36℃정도의 차가운 공기가 토출되는 냉풍 토출현상이 생기는 문제점이 있었던바, 본 발명은 난방 운전이 시작되면 외기온도와 응축온도를 감지하는 단계와; 외기 온도와 응축 온도를 감지하여 설정 온도 이하면 방향전환 전자밸브를 저유량용으로 전환함과 동시에 실외팬을 고풍량으로 운전시켜 고온풍 토출 운전 모드로 전환시키고, 설정 온도 이상이면 일반 난방 운전 모드를 실시하는 단계와; 응축 온도가 계속적으로 상승하나 설정 온도 이상이 되지 않으면 다단계에 걸쳐 실내팬의 회전수를 낮추어 저풍량으로 운전하는 단계로 구성됨으로써, 실내팬과 실외팬의 풍량을 다단계로 조절하고, 외기 온도가 낮아지면 저유량 팽창 장치로 냉매의 유량을 제어하여 실내에 차가운 바람이 토출되는 것을 방지하고 고온풍 토출을 실현할 수 있게 한 것이다.

Description

열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치{WARM AIR DISCHARGE CONTROL APPARATUS FOR HEATPUMP}

본 발명은 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치에 관한 것으로, 특히 외기 온도가 하강해도 실내에 고온풍을 토출하게 하여 쾌적 난방을 유지할 수 있는 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 열펌프 공기조화기는 냉방과 난방을 동시에 할 수 있는 것으로, 종래의 열펌프 공기조화기의 난방 사이클은, 도 1에 도시한 바와 같이, 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 나온 고온 고압의 냉매를 응축시키는 실내열교환기(2)와, 상기 실내열교환기(2)의 열교환을 돕도록 설치되는 실내팬(4)과, 상기 실내열교환기(2)에서 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창 장치(5a)와, 상기 팽창 장치(5a)에서 나온 2상 냉매를 기체 상태로 증발시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외열교환기(6)와, 상기 실외열교환기(6)의 열교환을 돕도록 설치되는 실외팬(8)과, 시스템의 냉난방을 전환시키는 4방향 밸브(1a)로 구성된다.

미설명 부호 3은 실내팬(4)을 회전시키는 실내팬 모터이고, 7은 실외팬(8)을 회전시키는 실외팬 모터이다.

상기와 같은 구성의 열펌프 공기조화기의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

압축기(1)에서 나온 고온 고압의 냉매는 4방향 밸브(1a)에서 실내기로 전환되어 실내측에 위치한 실내열교환기(2)를 통햐여 응축된 후 팽창 장치(5a)에서 팽창되어 저온 저압의 냉매로 되어 증발하기 좋은 상태로 된다.

실외열교환기(6)에서 증발을 통하여 열을 흡수한 냉매는 다시 어큐물레이터(9)를 지나 압축기(1)로 보내져 압축하는 과정을 반복하면서 난방 기능을 수행한다.

첨부한 도 2는 난방 표준온도 조건에서의 열펌프 공기조화기의 난방 운전 사이클과 외기 온도가 하강하여 저온 조건에서의 열펌프 공기조화기의 난방 운전 사이클을 비교 도시한 선도이다.

난방 표준 온도 조건(15,16)에서의 사이클(17)은 그 고압측이 실내 표준온도(15)보다 항상 높아야 하고 저압측은 실외 표준온도(16)보다 항상 낮아야 증발과 응축을 할 수 있는 사이클이 형성된다.

외부의 기온이 낮아져서 실외측 온도(14)가 0℃이하로 하강하면 실내측 온도(13)도 외기 부하의 증가로 인해 하강한다.

이때. 난방 사이클의 고압과 저압의 차이(12)는 거의 변하지 않는 특성이 있으므로, 상기와 같이 외기 온도가 낮아지면 저온시의 새로운 사이클(18)이 형성된다.

일반적으로 표준 온도 조건에서 실내측의 응축 온도는 45℃를 유지하고, 실외는 1℃를 유지한다.

이때, 실내측에서 열교환을 하면 40℃정도의 온풍을 얻을 수 있게 된다.

그러나, 실외측의 온도가 0℃이하로 하강하면 증발 온도는 -5℃ 이하가 되고 실내측 응축 온도는 41℃정도가 되어 결과적으로 실내 토출공기 온도를 40℃로 유지하기 어렵게 된다.

이때, 실내에는 약 36℃정도의 차가운 공기가 토출되어 냉출토출현상이 발생하고여 실내의 사용자로 하여금 난방 불쾌감을 느끼게 한다.

종래에는 상기와 같은 문제점을 방지하기 위해서 추운 날씨가 계속되면 실외온도 감지 센서의 감지에 따라 실내측의 풍량을 감소시켜 응축 온도를 45℃정도까지 높임으로써, 실내의 온풍을 유지하는 제어를 통해 난방 운전하였다.

그러나, 외기온이 0℃ 이하일 경우에는 실내 풍량의 감소만으로는 40℃정도의 고온풍을 얻을 수 없으며, 실내 풍량 감소로 인해 열량이 저하하여 보조 열원 사용에 따른 추가 비용 발생하는 문제점이 있었던 바, 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 실외온이 0℃이하로 내려가면 실외측 풍량을 증가시키고 실내 풍량은 감소시킴과 동시에 저유량 의 냉매를 팽창시킬 수 있는 저유량용 팽창장치를 적용하여 궁극적으로 실내 고온풍을 유지할 수 있게 한 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 열펌프 공기조화기의 난방 사이클을 도시한 개략도,

도 2는 표준온도 조건에서와 저온 조건에서의 열펌프 공기조화기의 난방 운전 사이클을 비교 도시한 선도,

도 3은 본 발명의 고온풍토출제어방법을 도시한 순서도,

도 4는 본 발명의 열펌프 공기조화기의 난방 사이클을 도시한 개략도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1; 압축기 1a; 4방향 밸브

2; 실내 열교환기 3; 실내팬 모터

4; 실내팬 5; 제1 팽창 장치

6; 실외 열교환기 7; 실외팬 모터

8; 실외팬 9; 어큐뮬레이터

10; 제2 팽창 장치 11; 방향전환 전자밸브

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 외기 온도와 응축 온도를 감지하도록 설치되는 감지 수단과, 상기 감지 수단에 의해 감지된 외기 온도나 응축 온도가 설정 온도 이상인 일반 난방 운전 모드에서는 실내팬을 정상 풍량으로 조절하고 상기 감지 수단에 의해 감지된 외기 온도나 응축 온도가 설정 온도 이하인 저온 운전 모드에서는 실내팬의 풍량을 저풍량으로 조절하는 풍량 조절 수단과, 온도에 따라 실내팬과 실외팬의 풍량을 다단계로 조절하는 풍량 조절 수단과, 실내 열교환기와 실외 열교환기의 사이에 병렬로 연결되는 정상 유량의 제1 팽창 수단과 저유량의 제2 팽창 수단 및, 상기 감지 수단에 의해 감지된 상기 일반 난방 운전 모드에서는 정상 유량의 냉매가 제1 팽창 수단을 통해 흐르도록 하고 상기 저온 운전 모드에서는 저유량의 냉매가 제2 팽창 수단을 통해 흐르도록 전환되는 방향전환 전자밸브를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명의 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내열교환기(2)에서 나온 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창 수단이 일반 난방 운전 모드일 경우 사용되는 제1 팽창 장치(5)와, 외기 온도와 응축 온도가 설정 온도 이하일 경우 저유량의 냉매를 흘려보내도록 상기 제1 팽창 장치(5)와 병렬로 연결설치되는 제2 팽창 장치(10)와, 감지 수단에 의해 감지된 온도에 따라 상기 제1 팽창 장치(5)와 제2 팽창 장치(10)에 냉매를 선택적으로 보낼 수 있도록 설치되는 방향전환 전자밸브(11)로 구성된 것이다.

도면에서 종래 기술과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다.

상기와 같은 구성에 의해 수행되는 본 발명의 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어방법을 도 3의 순서도에 의거하여 그 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

난방 운전이 시작되면 시스템에 설치된 감지 수단이 외기온도와 응축온도를 감지하고, 감지된 외기 온도가 설정 온도인 0℃이하이거나 응축 온도가 설정 온도인 42℃이하면 방향전환 전자밸브(11)를 저유량용의 제2 팽창 장치(10)로 전환하여 고온풍 토출 운전 모드로 전환시킨다.

이때, 실외팬(8)을 고풍량으로 운전시킨다.

응축 온도를 계속 감지하여 44℃보다 낮으면 실내팬(4)의 회전수를 다단계로 낮추어 저풍량으로 운전한다.

응축 온도가 44℃이상이 되면 일반 난방 운전 모드로 전환하여 고온풍 운전을 실시한다.

이러한 실내팬(4)과 실외팬(8)의 풍량 조절은 콘트롤러에 설치되어 있는 풍량제어수단에 의하여 이루어진다.

본 발명의 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치에 의하면 외기 온도를 감지하여 감지된 온도가 설정 온도 이하인 경우 실내팬과 실외팬의 풍량을 다단계로 조절하고 저유량의 냉매를 흘러보낼 수 있는 저유량용 팽창 장치를 적용함으로써, 실내에 냉풍이 토출되지 않고 고온풍을 토출시킬 수 있어 외기가 저온시에도 사용자가 난방감과 쾌적감을 느낄 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 외기 온도와 응축 온도를 감지하도록 설치되는 감지 수단과, 상기 감지 수단에 의해 감지된 외기 온도나 응축 온도가 설정 온도 이상인 일반 난방 운전 모드에서는 실내팬을 정상 풍량으로 조절하고 상기 감지 수단에 의해 감지된 외기 온도나 응축 온도가 설정 온도 이하인 저온 운전 모드에서는 실내팬의 풍량을 저풍량으로 조절하는 풍량 조절 수단과, 온도에 따라 실내팬과 실외팬의 풍량을 다단계로 조절하는 풍량 조절 수단과, 실내 열교환기와 실외 열교환기의 사이에 병렬로 연결되는 정상 유량의 제1 팽창 수단과 저유량의 제2 팽창 수단 및, 상기 감지 수단에 의해 감지된 상기 일반 난방 운전 모드에서는 정상 유량의 냉매가 제1 팽창 수단을 통해 흐르도록 하고 상기 저온 운전 모드에서는 저유량의 냉매가 제2 팽창 수단을 통해 흐르도록 전환되는 방향전환 전자밸브를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 열펌프 공기조화기의 고온풍토출제어장치.

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