KR100441005B1

KR100441005B1 - 히트펌프식 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100441005B1
Application number: KR10-2001-0073627A
Authority: KR
Inventors: 신정수; 문제명; 홍주태; 김종엽; 문중기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-11-24
Filing date: 2001-11-24
Publication date: 2004-07-21
Also published as: KR20030042835A

Abstract

본 발명은 난방운전 모드에서 저압센서 및 고압센서를 통하여 압축기의 압축비를 산출하고, 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 고압측 허용범위의 상한이내이고 흡입 냉매의 압력이 저압측 허용범위의 하한 보다 더 낮은 조건 하에서는 상기 압축기의 압축비를 조절하는 제어부를 포함한다. 본 발명은 난방운전 모드에서 압축기의 압축비를 조절하므로 외기온도가 낮은 저온 난방운전시에도 압축기를 안정적으로 운전할 수 있으며, 실제 압축기가 손상될 수 있는 조건 하에서만 압축기 운전을 중단하는 한편, 일시적으로 압축기에 흡입되는 냉매의 압력 저하로 인한 불필요한 압축기의 운전 중단을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

히트펌프식 공기조화기 및 그 제어방법{HEAT-PUMP AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 히트펌프식 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 난방운전 모드에서 압축기의 압축비를 조절하는 히트펌프식 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

건물이 대형화함에 따라 하나의 실외기에 다수의 실내기가 연결된 형태의 멀티 에어컨(Multi-airconditioner)에 대한 수요자의 요구가 증가 추세에 있다. 멀티 에어컨에서는 실내기마다 요구능력이 다를 뿐만 아니라 대개의 경우 각 실내기는 독립적으로 운전되므로 모든 실내기의 요구능력을 합산한 총 요구능력도 역시 변하게 된다. 가변하는 요구능력에 따라 용량(능력)을 가변시킬 수 있는 가변능력 압축기로서 펄스폭변조방식의 압축기가 있다. 펄스폭변조방식의 압축기는 냉매를 토출하는 로딩 시간과 냉매를 토출하지 않는 언로딩 시간을 결정하는 듀티제어신호에 따라 압축기의 능력을 가변하여 요구능력에 맞게 조정한다.

펄스폭변조방식의 압축기는 냉방과 난방을 겸하는 히트펌프식 공기조화기에 적용할 수 있다. 이러한 히트펌프식 공기조화기에서는 압축기에 흡입되는 냉매 압력이 지나치게 저하될 경우 압축기를 오프시키기 위한 저압스위치를 마련하고 있으며, 이와 달리 압축기에서 토출되는 냉매의 압력 지나치게 상승될 경우 압축기를오프시키기 위한 고압스위치가 마련하고 있다. 히트펌프식 공기조화기의 설치환경을 고려하여 상기 저압스위치 및 상기 고압스위치를 모두 설치하거나 혹은 어느 하나만을 설치할 수 있으며, 통상 저온 난방운전시 냉매 압력이 저하될 우려가 높기 때문에 저압스위치를 단독으로 사용하고 있는 실정이다.

그런데, 종래 기술에서는 비록 압축기 흡입 압력이 저하되더라도 냉매 토출량이 적어 토출 압력이 높지 않은 경우에는 압축기의 흡입 압력에 대한 토출압력의 비(이하 압축비라 한다)가 적절하여 압축기를 무리없이 운전할 수 있음에도 불구하고 저압스위치가 오프되어 압축기 운전이 중단된다. 더욱이 겨울철과 같이 외기온도가 매우 낮을 때 난방운전을 수행하는 경우에서 저압스위치가 불필요하게 작동됨에 따라 압축기의 운전 중단이 빈번해짐에 따라 압축기 운전이 불안정해짐은 물론 압축기의 재기동에 따라 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.

더욱이 멀티 에어컨에서는 실내 냉방요구능력의 변화에 따라 가변능력 압축기의 능력이 수시로 가변되기 때문에 일시적으로 압축기로 흡입되는 냉매 압력이 저하되는 경우에도 저압스위치가 불필요하게 작동될 우려가 높다.

본 발명은 전술한 기술 배경하에서 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 압축기의 압축비를 조절하여 난방운전을 수행함으로써 압축기를 안정적으로 작동시킬 수 있도록 한 히트펌프식 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프식 공기조화기의 사이클 구성도이다.

도 2a는 본 발명의 히트펌프식 공기조화기에 채용된 펄스폭변조방식의 압축기의 로딩 상태를 도시한 것이고, 도 2b는 언로딩 상태를 도시한 것이다.

도 3은 압축기의 운전 중에 로딩 및 언로딩과 냉매 토출량과의 관계를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 히트펌프식 공기조화기의 전체 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따라 압축기의 고압측 허용범위와 저압측 허용범위를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 히트펌프식 공기조화기에서 압축비의 제어과정을 보인 도면이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 히트펌프식 공기조화기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

2 : 압축기 3 : 실외열교환기

5 : 실내열교환기 8 : 실외기

9 : 실내기 17 : 리퀴드밸브

LPS : 저압센서 HPS : 고압센서

상기와 같은 본 발명의 목적은 냉방 또는 난방을 수행하는 히트펌프식 공기조화기에 있어서, 주기내의 로딩 시간과 언로딩 시간을 결정하는 듀티제어신호에 따라 용량이 가변되는 압축기; 상기 압축기에 흡입되는 냉매의 압력을 감지하기 위한 저압센서; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력을 감지하기 위한 고압센서; 난방운전 모드에서 상기 저압센서 및 상기 고압센서를 통하여 상기 압축기의 압축비를 산출하고, 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 고압측 허용범위의 상한이내이고 흡입 냉매의 압력이 저압측 허용범위의 하한 보다 더 낮은 조건 하에서는 상기 압축기의 압축비를 조절하는 제어부에 의하여 달성된다.

상기 압축기에서 토출되는 냉매를 흡입측으로 되돌리는 바이패스밸브 더 포함하고, 상기 압축비를 감소시킬 때 상기 제어부의 제어에 따라 상기 바이패스밸브를 개방시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 압축비가 제1기준값을 초과하면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 상기 바이패스밸브가 개방된 이후에 상기 압축비가 상기 제1기준값 보다 큰 제2기준값을 초과하면 상기 압축기의 용량을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제2기준값보다 큰 제3기준값을 초과하면 상기 압축기의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제1기준값 보다 작은 제4기준값이하로 떨어지면 상기 압축기의 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 주기내의 로딩 시간과 언로딩 시간을 결정하는 듀티제어신호에 따라 용량이 가변되는 압축기를 구비하여 냉방 또는 난방을 수행하는 히트펌프식 공기조화기의 제어방법에 있어서, 난방운전 모드에서 실내 난방요구능력에 따라 상기 압축기의 용량을 가변하는 단계; 상기 압축기의 토출측에 설치된 고압센서에 의해 감지된 냉매의 압력과 상기 압축기의 흡입측에 설치된 저압센서에 의해 감지된 냉매의 압력에 기초하여 압축비를 산출하는 단계; 및 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 고압측 허용범위의 상한이내이고 흡입 냉매의 압력이 저압측 허용범위의 하한 보다 더 낮은 조건 하에서 상기 압축기의 압축비를 조절하는 단계에 의하여 달성된다.

상기 압축비 조절단계는 상기 압축비가 제1기준값을 초과하면 상기 압축기의 토출측과 흡입측을 연결하는 바이패스밸브를 개방시키는 단계와, 상기 바이패스밸브를 개방시킨 이후 상기 압축비가 상기 제1기준값 보다 큰 제2기준값을 초과하면 상기 압축기의 용량을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제2기준값보다 큰 제3기준값을 초과하면 상기 압축기의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제1기준값 보다 작은 제4기준값이하로 떨어지면 상기 압축기의 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프식 공기조화기의 사이클 구성도로서, 하나의 실외기에 다수의 실내기가 연결된 멀티에어컨에 적용한 예이다.

본 발명의 히트펌프식 공기조화기(1)는 하나의 실외기(8)와 다수의실내기(9)를 포함하며, 압축기(2), 실외열교환기(3), 전동팽창밸브(4), 그리고 실내열교환기(5)는 냉매관에 의해 순차적으로 연결되어 폐회로를 구성한다.

상기 공기조화기(1)는 실외기(8)에 설치된 사방밸브(33)를 제어하여 냉매 흐름을 바꾸어 난방운전 또는 냉방운전을 수행할 수 있으며, 난방운전시 상기 실외열교환기(3)는 증발기의 역할을 수행하고 상기 실내열교환기(5)는 응축기의 역할을 수행하며 냉매는 점선 화살표 방향으로 흐르게 되며, 냉방운전시 상기 실외열교환기(3)는 응축기의 역할을 수행하고 상기 실내열교환기(5)는 증발기의 역할을 수행하며 냉매는 실선 화살표 방향으로 흐르게 된다.

상기 실외기(8)는 압축기(2)와 실외열교환기(3)를 포함하며, 압축기(2)에 연결된 어큐뮬레이터(10)와 실외열교환기(3)에 연결된 리시버(11)를 포함한다.

리시버(11) 내부의 기체 상태의 냉매를 바이패싱하기 위해 리시버(11)와 어큐뮬레이터(10) 상류를 연결시키는 벤트바이패스관(12)이 마련된다. 벤트바이패스관(12)의 입구단은 리시버(11)의 상측에 마련되어 기상의 냉매만이 유입되게 하며 중도에는 벤트밸브(13)가 마련되어 바이패싱되는 가스 냉매의 유량을 조절한다.

또한 실외기(8)는 압축기(2)에서 실외열교환기(3)에 이르는 냉매관(6)과 어큐뮬레이터(10)를 연결하는 핫가스바이패스관(14)과 리시버(11)의 하류와 어큐뮬레이터(10)의 상류를 연결하는 리퀴드바이패스관(15)을 포함한다. 핫가스바이패스관(14)의 중도에는 핫가스밸브(16)가 설치되어 바이패스되는 핫가스의 유량을 조절하고 리퀴드바이패스관(15)의 중도에는 리퀴드밸브(17)가 설치되어 바이패스되는 액냉매의 유량을 조절한다. 따라서 리퀴드밸브(17)가 개방되면 리시버(11)에서 나온 액냉매의 일부는 리퀴드바이패스관(15)을 따라 일점쇄선 화살표 방향으로 흐른다.

실내기(9)는 여러 개가 병렬로 배치되며, 각 실내기(9)는 전동팽창밸브(4)와 실내열교환기(5)를 포함한다. 따라서 하나의 실외기(8)에 여러 개의 실내기(9)가 연결된 형태를 취한다. 그리고 각 실내기(9)의 용량과 형태는 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.

한편, 압축기(2)의 토출측에는 토출되는 냉매 압력을 감지하기 위한 고압센서(HPS)가 설치되고 흡입측에는 흡입되는 냉매 압력을 감지하기 위한 저압센서(LPS)가 설치된다.

도 2a와 2b에 도시된 바와 같이, 압축기로는 펄스폭 변조방식으로 제어되는 능력가변형 압축기(2)가 사용된다. 압축기(2)는 흡입구(18)와 토출구(19)가 마련된 케이싱(20)과, 이 케이싱(20) 내부에 설치된 모터(21)와, 이 모터(21)의 회전력를 받아 회전하는 선회스크롤(22)과, 선회스크롤(22)과의 사이에 압축실(23)을 형성하는 고정스크롤(24)을 포함한다. 케이싱(20)에는 고정스크롤(24)의 상측과 흡입구(18)를 연결하는 바이패스관(25)이 설치되고, 이 바이패스관(25)에는 솔레노이드 밸브 형태의 PWM밸브(Pulse Width Modulated Valve; 26))가 설치된다. 도 2a는 PWM밸브(26)가 오프되어 바이패스관(25)을 막고 있는 상태를 도시한 것으로, 이 상태에서는 압축기(2)는 압축된 냉매를 토출한다. 이러한 상태를 로딩(loading)이라 하고 이때 압축기(2)는 100%의 용량으로 운전한다. 도 2b는 PWM밸브(26)가 온되어 바이패스관(25)을 열고 있는 상태를 도시한 것으로, 이때 냉매는 압축기(2)에서토출되지 않는다. 이러한 상태를 언로딩(unloading)이라 하고 압축기(2)는 0%의 용량으로 운전하게 된다. 로딩 상태이든 언로딩 상태이든 압축기(2)에는 전원이 공급되고 모터(21)는 일정한 속도로 회전한다. 압축기(2)에 전원공급이 차단되면 모터(21)는 회전하지 않고 압축기(2)의 운전은 정지된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(2)는 운전하는 동안에 일정한 주기로 로딩과 언로딩을 반복한다. 그리고 각 주기에서 로딩 타임과 언로딩 타임은 냉방요구능력에 따라 변한다. 도 3에서 빗금친 부분의 면적은 냉매 토출량을 나타낸다. 로딩 타임과 언로딩 타임을 제어하는 신호를 듀티제어신호라 한다. 본 발명의 실시례에서 주기는 일정하게 정해 놓고 로딩 타임과 언로딩 타임을 변화시켜 압축기(2)의 능력을 가변시키는 방식을 취한다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 제어 시스템의 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실외기(8)는 압축기(2) 및 PWM밸브(26)와 신호의 전달이 가능하게 연결된 실외제어부(27)를 포함한다. 실외제어부(27)는 실외 통신회로부(28)와 연결되어 데이터를 송수신하고, 벤트밸브(13)와 핫가스밸브(16) 리퀴드밸브(17) 그리고 사방밸브(33)와 연결되어 필요에 따라 이들 밸브를 구동 제어한다.

각 실내기(9)는 실내제어부(29)를 포함하고, 이 실내제어부(29)의 입력포트에는 온도감지부(30)와 온도설정부(31)가 연결되고, 출력포트에는 전동팽창밸브(4)가 연결된다. 온도감지부(30)는 조화공간인 실내의 온도를 센싱하는 온도센서이다. 각 실내기(9)는 실내제어부(29)와 데이터 송수신이 가능하게 연결된 실내 통신회로부(32)를 포함한다.

본 발명에서 압축기(2)의 운전은 난방운전과 냉방운전으로 구분되며, 이하에서는 난방운전에 대하여 설명한다.

상기 실내제어부(29)는 온도감지부(30) 및 온도설정부(31)로부터 신호를 받아 실내온도와 설정온도의 차에 기초하여 실내기(9)의 난방요구능력을 산출한다. 이렇게 산출된 각 실내기의 난방요구능력은 통신회로부(28)(32)를 통해서 실외제어부(27)로 전송되고, 실외제어부(27)는 각 실내기(9)의 난방요구능력을 합산한 총 난방요구능력을 계산하여, 총 난방요구능력에 따라 미리 정해진 압축기(2)의 로딩 타임과 언로딩 타임으로 압축기(2)를 운전한다.

이와 같이 난방 운전하는 도중에 상기 실외제어부(27)는 고압센서(HPS)와 저압센서(LPS)를 통해 감지된 냉매 압력의 차에 기초하여 다음의 식(1)에 의하여 압축비를 산출한다.

압축비 = (Ph*1.03)/(Pl*1.03) .... 식(1)

여기서, Ph는 고압센서(HPS)를 통해 감지한 냉매 압력이고, Pl는 저압센서(LPS)를 통해 감지한 냉매 압력이고, 1.03은 가중치이다.

상기 압축기(2)의 토출측 냉매 압력은 고압으로 흡입측 냉매 압력은 저압으로 형성되는데, 도 5에 도시한 바와 같이 고압측의 냉매 압력과 저압측 냉매 압력은 변화하게 된다. 상기 압축기(2)는 고압측 냉매 압력이 허용범위의 상한(H0) 이내로 형성되도록 하는 한편, 저압측 냉매 압력이 허용범위의 하한(L0)보다 높게 형성되도록 하는 것이 압축기에 무리가 따르지 않게 된다. 따라서 정상 난방운전시 냉매 압력의 차는 통상 E1으로 형성되며, 이상 작동시 냉매 압력의 차가 E2로 형성될 때는 운전을 중단하여 압축기(2)를 보호할 필요가 있다. 그런데, 외기온도가 낮아 저압측 냉매 압력이 저하되더라도 고압측 냉매 압력이 함께 낮아지는 경우 특히 능력가변형 압축기(2)와 같이 로딩 상태와 언로딩 상태를 주기적으로 반복하는 경우에서는 고압측과 저압측의 냉매 압력의 차는 E3으로 형성되는데, 이때 압축기(2)에 흡입되는 냉매 압력이 허용범위의 하한보다 더 낮은 상태이지만 그 냉맹 압력의 차(E3)는 그 절대값이 E2 보다 작고 압축기(2)의 정상 운전에 지장을 주지 않는 정도이다.

따라서, 상기 실외제어부(27)는 압축비를 적정 수준 이내로 관리하여 운전할 경우 기존과 같이 불필요한 압축기 운전 중단을 방지할 수 있으며, 그 구체적이 제어 동작은 도 6, 도 7a 및 도 7b에 따라 설명한다.

먼저, 상기 실외제어부(27)는 난방운전 모드인지를 판단하고(S101), 난방운전 모드가 아니면 대기한다.

단계 S101의 판단결과 난방운전 모드이면 상기 실외제어부(27)는 PWM밸브(26)에 듀티제어신호를 출력하여 각 실내기(9)로부터 전송받은 총 난방요구능력에 따라 압축기(2)의 용량을 가변시킨다(S102).

상기 압축기(2)의 운전 도중에 상기 실외제어부(27)는 고압센서(HPS)와 저압센서(LPS)를 통해 감지된 압축기 토출측 냉매 압력과 흡입측 냉매 압력의 차에 기초하여 전술한 식(1)에 따라 압축기(2)의 압축비(Pc)를 산출한다(103).

상기 실외제어부(27)는 산출된 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)을 초과하는지를 판단한다(S104).

단계 S104의 판단결과 산출된 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)을 초과하지 않으면 계속해서 난방운전을 수행하도록 단계 S102로 돌아가고, 압축비(Pc)가 제1기준값을 초과하는 경우 토출측 냉매를 흡입측으로 바이패스시키기 위해 상기 실외제어부(27)는 리퀴드밸브(17)를 개방시키며(S105), 이어 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하는지를 판단한다(S106). 그 판단결과 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하지 않으면 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)을 초과하는지를 판단한다(S107).

단계 S107의 판단결과 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)을 초과하면 졔속해서 리퀴드밸브(17)를 개방시키기 위해 단계 S105로 돌아가고, 판단결과 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)을 초과하지 않으면 폐쇄한(S108) 다음 리턴한다. 도 6를 참조하면, 상기 리퀴드밸브(17)는 압축비(Pc)가 제1기준값(7.5)를 초과하는 경우에서 개방된다.

단계 S106의 판단결과 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하는 경우, 상기 실외제어부(27)는 초과시간(t1)을 연속적으로 카운트하고(S109), 카운트된 초과시간(t1)이 설정시간(10분)을 경과하였는지를 판단한다(S110).

단계 S110의 판단결과 초과시간(t1)이 설정시간을 초과하지 않은 단계 S102로 돌아가고, 초과시간(t1)이 설정시간을 초과한 경우 상기 실외제어부(27)는 압축기(2)의 용량이 일정 용량 만큼 감소되도록 듀티제어신호를 PWM밸브(26)로 출력하고, 이에 따라 로딩 타임이 줄어들어 냉매 토출량이 감소하게 된다. 즉 도 6에 도시와 같이 압축기 마력을 다운시킨다(S111).

이어 상기 실외제어부(27)는 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하는지를판단하고(S112), 그 판단결과 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하지 않으면 압축비가 저하된 상태로 보고 그대로 리턴하며, 그 판단결과 압축비(Pc)가 제2기준값(8.0)을 초과하면 그 초과시간(t2)을 연속적으로 카운트하고(S113). 그 초과시간(t2)이 설정시간(2분)을 경과하였는지를 판단한다(S114).

단계 S114의 판단결과 초과시간(t2)이 설정시간을 경과하지 않은 경우 그대로 리턴하며, 그 판단결과 초과시간(t2)이 설정시간을 경과한 경우 상기 실외제어부(27)는 압축기(2)의 용량이 일정 용량 만큼 추가 감소하도록 듀티제어신호를 PWM밸브(26)로 출력하고, 이에 따라 로딩 타임이 줄어들어 냉매 토출량이 감소하게 된다. 즉 도 6과 같이 압축비가 저하되지 않고 지속 상승하므로 압축비를 낮추기 위해 압축기 마력을 추가 다운한다(S115).

상기 실외제어부(27)는 압축비(Pc)가 제3기준값(9.0)을 초과하는지를 판단하고(S116), 그 판단결과 압축비(Pc)가 제3기준값(9.0)을 초과하면 압축비가 떨어지지 않은 상태로 보고 압축기(2)를 오프시키는데 일시적 과도현상에 의한 압축기 운전 중단을 방지할 목적으로 도 6과 같이 일정 시간 지연시킨 다음 오프시킨(S117) 다음 리턴한다.

단계 S116의 판단결과 압축비(Pc)가 제3기준값(9.0)을 초과하지 않은 경우 압축비(Pc)가 제4기준값(7.0)이하인지를 판단한다(S118). 그 판단결과 압축비(Pc)가 제4기준값(7.0)이하가 아니면 단계 S107로 돌아가고, 그 판단결과 압축비(Pc)가 제4기준값(7.0)이하이면 상기 실외제어부(27)는 압축기(2)의 용량이 증가되도록 듀티제어신호를 PWM밸브(26)로 출력하고, 이에 따라 로딩 타임이 늘어나 냉매 토출량이 많아지게 된다. 즉 도 6에 도시한 바와 같이 압축기 마력을 복귀시킨다(S119).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 난방운전 모드에서 압축기의 압축비를 조절하므로 외기온도가 낮은 저온 난방운전시에도 압축기를 안정적으로 운전할 수 있으며, 실제 압축기가 손상될 수 있는 조건하에서만 압축기 운전을 중단하는 한편, 일시적으로 압축기에 흡입되는 냉매의 압력 저하로 인한 불필요한 압축기의 운전 중단을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

냉방 또는 난방을 수행하는 히트펌프식 공기조화기에 있어서,

주기내의 로딩 시간과 언로딩 시간을 결정하는 듀티제어신호에 따라 용량이 가변되는 압축기;

상기 압축기에 흡입되는 냉매의 압력을 감지하기 위한 저압센서;

상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력을 감지하기 위한 고압센서; 및

난방운전 모드에서 상기 저압센서 및 상기 고압센서를 통하여 상기 압축기의 압축비를 산출하고, 상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 고압측 허용범위의 상한이내이고 흡입 냉매의 압력이 저압측 허용범위의 하한 보다 더 낮은 조건 하에서 상기 압축기의 압축비를 조절하는 제어부;

상기 압축기에서 토출되는 냉매를 흡입측으로 되돌리는 바이패스밸브 포함하되,

상기 제어부는 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 감소하지 않으면 상기 압축기의 운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 압축비가 제1기준값을 초과하면 상기 바이패스밸브를 개방시키고, 상기 바이패스밸브가 개방된 이후에 상기 압축비가 상기 제1기준값 보다 큰 제2기준값을 초과하면 상기 압축기의 용량을 감소시키기 위해 상기 바이패스밸브를 개방시키며, 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 상기 제2기준값보다 큰 제3기준값을 초과하면 상기 압축기를 정지하며, 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제1기준값 보다 작은 제4기준값이하로 떨어지면 상기 압축기의 용량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기조화기.
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주기내의 로딩 시간과 언로딩 시간을 결정하는 듀티제어신호에 따라 용량이 가변되는 압축기를 구비하여 냉방 또는 난방을 수행하는 히트펌프식 공기조화기의 제어방법에 있어서,

난방운전 모드에서 실내 난방요구능력에 따라 상기 압축기의 용량을 가변하는 단계;

상기 압축기의 토출측에 설치된 고압센서에 의해 감지된 냉매의 압력과 상기 압축기의 흡입측에 설치된 저압센서에 의해 감지된 냉매의 압력에 기초하여 압축비를 산출하는 단계; 및

상기 압축기의 토출 냉매의 압력이 고압측 허용범위의 상한이내이고 흡입 냉매의 압력이 저압측 허용범위의 하한 보다 더 낮은 조건 하에서 상기 압축기의 압축비를 조절하되, 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 감소하지 않으면 상기 압축기의 운전을 정지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기조화기의 제어방법.
제6항에 있어서,

상기 압축비 조절단계는 상기 압축비가 제1기준값을 초과하면 상기 압축기의 토출측과 흡입측을 연결하는 바이패스밸브를 개방시키는 단계와, 상기 바이패스밸브를 개방시킨 이후 상기 압축비가 상기 제1기준값 보다 큰 제2기준값을 초과하면 상기 압축기의 용량을 감소시키는 단계와, 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제2기준값보다 큰 제3기준값을 초과하면 상기 압축기의 운전을 정지시키며, 상기 압축기의 용량을 감소시킨 이후 상기 압축비가 제1기준값 보다 작은 제4기준값이하로 떨어지면 상기 압축기의 용량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기조화기의 제어방법.
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