KR100484968B1 - 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법 - Google Patents

냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법에 관한 것으로서, 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성애를 제거하기 위해 실내온도와 실내열교환기의 온도차의 변화를 감지하여 제상 진입여부를 판단하고 제상시간을 설정하도록 함으로써 외부 온도 및 실내 부하 변동에 따른 실외열교환기의 온도를 유추하여 정확한 제상시간 및 시점을 결정하여 난방 가동율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법{METHOD FOR DEFROSTING OPERATION OF AIR-CONDITIONER USED BOTH COOLER AND HEATER}
본 발명은 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성애를 제거하기 위해 실내온도와 실내열교환기의 온도차의 변화를 감지하여 제상 진입여부를 판단하고 제상시간을 설정하도록 함으로써 외부 온도 및 실내 부하 변동에 따른 난방 가동율을 극대화시키기 위한 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 에어컨은 액체가 증발할 때 주위의 열을 흡수하는 현상을 이용하여 냉방작용을 하는 것으로서 이러한 냉방작용 이외에도, 제습작용을 함께 수행한다. 그런데, 냉난방 겸용 에어컨의 경우 냉방과 난방의 경우 냉매의 순환경로를 반대로 하여 난방운전시에는 실외의 열을 흡수하여 실내로 방출하게 되고, 냉방운전시에는 실내의 열을 흡수하여 실외로 방출하게 된다.
이와 같이 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외열교환기에서 주위의 열을 흡수하는 증발과정시 실외열교환기 코일에 성에가 착상되기 때문에 이를 제거하기 위한 제상운전을 수행하게 된다.
도 1은 일반적인 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환도이다.
여기에 도시된 바와 같이 실외기(20)는 냉매를 압축시키는 압축기(210)와, 압축기(210)의 출력단에 냉매의 순환 경로를 변경하기 위한 사방변(240)이 설치된다. 그리고, 일측이 사방변(240)과 연결되어 실외에서 열교환이 이루어지는 실외열교환기(40)와, 일측이 사방변(240)과 연결되어 실내에서 열교환이 이루어지는 실내열교환기(30)와, 실내열교환기(30)의 타측과 실외열교환기(40)의 타측간에 매개된 감압장치(50)로 이루어진다.
그리고, 실내열교환기(30)에는 실내온도를 측정하는 실내온도센서(110)와, 실내열교환기(30)의 코일온도를 측정하는 실내열교환기 코일온도센서(120)가 설치되고, 실외열교환기(40)에는 실외온도를 측정하는 실외온도센서(260)와, 실외열교환기(40)의 코일온도를 측정하는 실외열교환기 코일온도센서(270)가 설치된다.
위와 같은 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환경로를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 냉방운전시에는 즉, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 압축기에서 압축된 냉매는 사방변(240)에서 실외열교환기(40)로 흐르도록 경로를 설정함에 따라 실외열교환기(40)로 흘러 함유된 열을 방출한 후 감압장치(50)로 보내지고, 다시 실내열교환기(30)로 보내져 액체상태에서 기체상태로 증발되면서 주위의 열을 흡수하는 열교환이 이루어진 후 사방변(240)을 통해 다시 압축기(210)로 보내져 순환하게 된다.
이때, 실내에 설치된 실내열교환기(30)에서 주위의 열을 흡수하기 때문에 실내를 냉방하게 된다.
다음으로, 난방운전시에는 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 압축기(210)에서 압축된 냉매는 사방변(240)에서 실내열교환기(30)로 흐르도록 경로를 설정함에 따하 실내열교환기(30)로 흘러 함유된 열을 방출한 후 감압장치(50)로 보내지고, 다시 실외열교환기(40)로 보내져 액체상태에서 기체상태로 증발되면서 주위의 열을 흡수하는 열교환이 이루어진 후 사방변(240)을 통해 다시 압축기(210)로 보내져 순환하게 된다.
이때, 실내에 설치된 실내열교환기(30)에서 냉매에 함유된 열을 방출하기 때문에 실내를 난방하게 된다.
위와 같이 이루어진 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외열교환기(40)에서 주위의 열을 흡수하는 증발과정시 실외열교환기(40) 코일에 성에가 착상되기 때문에 이를 제거하기 위한 제상운전을 수행하게 된다.
따라서, 제상운전을 수행하기 위해서는 실외열교환기 온도센서(270)를 통해 실외열교환기의 온도가 빙점이하에서 일정시간 지속될 경우 제상운전을 수행하도록 하고 있다.
그러나, 최근의 소용량의 냉난방 겸용 에어컨에서는 실외온도센서(260)와 실외열교환기 온도센서(270)를 설치하기 위한 전기배선의 복잡함으로 인해 실외온도센서(260)와 실외열교환기 온도센서(270)를 설치하지 않고 실내온도센서(110)와 실내열교환기 온도센서(120)를 이용하여 제상운전시점을 판단하여 제상운전을 수행하고 있다.
도 2는 종래의 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에 도시된 바와 같이 제상운전을 수행하기 위한 제상운전 시점을 판단하기 위해 먼저, 난방운전이 4시간동안 연속적으로 운전되었는가 판단한다(S10). 이때 난방운전이 4시간동안 연속적으로 운전되었을 경우에는 강제적으로 제상운전으로 수행하기 위해 실내온도와 실내열교환기의 코일온도의 온도차에 의한 제상운전 시간을 설정하게 된다(S16).
그러나, 4시간이 경과하지 않았을 경우에는 연속해서 30분 동안 연속해서 운전되었는가 비교한다(S12).
이때 30분동안 연속해서 운전되었을 경우에는 실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차가 17℃ 이하인가 비교한다(S14).
즉, 온도차가 17℃ 이하일 경우에는 온도차에 따라 제상운전시간을 설정한다(S16).
예를들어, 온도차가 15℃이상일 경우에는 A분으로 설정하고, 온도차가 13℃보다 크고 15℃보다 작을 경우에는 B분으로 설정하고, 온도차가 13℃이하일 경우에는 C분으로 설정한다.
그러나, 온도차가 17℃ 이상 차이날 경우에는 제상운전을 수행하지 않고 난방운전 경과시간을 비교하는 단계(S10)로 리턴된다.
이와 같이 실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차가 적어지게 될 경우 실외열교환기에서 정상적으로 열교환이 이루어지지 않는 것으로 판단하고 제상운전을 수행하게 된다(S18).
이후 제상운전을 설정된 시간동안 수행하게 되면 제상운전을 중지하고 난방운전으로 복귀하게 된다(S20).
이와 같이 실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차에 의해 실외열교환기의 온도변화를 유추하여 제상운전을 수행하기 때문에 외기 온도 및 실내기의 부하변동에 대한 실외열교환기의 코일온도 변화를 제대로 감지하지 못하기 때문에 제상이 제대로 되지 않게 되면 실외기에 착상이 이루어지게 되어 실외기열교환기의 성능이 급격히 저하되어 제상운전을 위한 운전시간 설정이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성애를 제거하기 위해 실내온도와 실내열교환기의 온도차의 변화를 감지하여 제상 진입여부를 판단하고 제상시간을 설정하도록 함으로써 외기 온도 및 실내 부하 변동에 따른 실외열교환기의 온도를 유추하여 정확한 제상시간 및 시점을 결정하여 난방 가동율을 극대화시키기 위한 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외열교환기 코일에 형성되는 성애를 제거하기 위해 제상운전 시점을 판단한 후 설정시간 동안 사방변의 작동을 제어하여 냉매의 순환경로를 변경함으로써 제상운전을 수행하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법에 있어서, 난방운전이 제 1설정시간 동안 계속해서 운전되었는가 판단하는 단계와, 난방운전이 제 1설정시간 계속해서 운전되었을 경우 실내열교환기의 코일온도가 제 1설정온도 이하인가 판단하는 단계와, 실내열교환기의 코일온도가 제 1설정온도 이하일 경우 실내온도와 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 제 2설정온도 이하인가 판단하는 단계와, 실내온도와 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 제 2설정온도 이하일 경우 제 2설정시간 간격으로 온도차의 변화를 측정하는 단계와, 측정된 온도차의 변화를 통해 제상운전 시간을 설정하는 단계와, 설정된 제상운전 시간동안 제상운전을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
위에서 제 1설정온도는 45℃ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2설정온도는 17℃ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1설정시간은 4시간인 것을 특징으로 한다.
또한, 온도차의 변화를 측정하기 위한 제 2설정시간 간격은 15분 간격인 것을 특징으로 한다.
또한, 제상운전 시간을 설정하는 단계에서 상기 제 2설정시간 간격으로 측정된 실내온도와 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 계속해서 작아질 경우 제상운전 시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명은 실내열교환기의 코일온도가 제 1설정온도 이하일 경우 실내온도와 실내열교환기의 코일온도의 온도차를 일정한 시간간격으로 측정하여 온도차 변화를 구함으로써 온도차가 시간이 지남에 따라 커지게 될 경우 제상운전 시간을 설정한 후 설정된 제상운전 시간동안 제상운전을 수행함으로써 난방 가동율을 극대화하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 3은 본 발명에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법을 설명하기 위해 순차적으로 도시한 흐름도이다.
여기에 도시된 바와 같이 냉난방 겸용 에어컨이 난방운전을 제 1설정시간은 4시간 동안 연속해서 운전되었는가 판단한다(S22). 그런다음 난방운전이 4시간 연속해서 운전되었을 경우 실내열교환기의 코일온도(Te)가 제 1설정온도인 45℃ 이하인가 판단한다(S24).
이와 같이 실내열교환기의 코일온도(Te)가 제 1설정온도보다 낮아지기 시작할 경우 열교환이 정상적으로 이루어지지 않는 것으로써 제상운전 시점을 판단하기 위해 실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차를 계산하여 제 2설정온도인 17℃이하인가 판단한다(S26).
즉, 온도차가 적을수록 실내온도(Tr)가 높거나 실내열교환기의 코일온도(Te)가 낮은 것으로써 열교환이 정상적으로 이루어지지 않은 것으로 판단하게 된다.
실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차가 17℃이하일 경우 온도차의 변화를 측정하기 위해 제 2설정시간 간격으로 온도차를 측정한 후 온도차의 변화를 판단한게 된다(S28)(S30).
즉, 15분 후에 측정된 온도차(ΔT1)와 30분 후에 측정된 온도차(ΔT2)의 변화를 판단하여 실내온도(Tr)와 실내열교환기의 코일온도(Te)의 온도차가 17℃ 이하더라도 계속해서 온도차가 커지고 있을 경우에는 제상운전을 수행하지 않더라도 열교환이 정상적으로 회복되고 있는 것으로 판단하여 제상운전을 수행하지 않도록 하고 온도차가 계속해서 작아지고 있을 경우에는 열교환이 정상적으로 이루어지지 않고 있는 것으로 판단하여 제상운전을 수행하게 된다(S32).
이와 같이 외기 온도의 변화나 실내 부하의 변동에 따라 온도차의 변화가 발생할 경우 이를 감지하여 정확한 제상운전 시점과 제상운전 시간을 설정하도록 한다.
이때 제상운전을 수행하기 위한 제상운전 시간을 설정하기 위해 온도차의 변화에 따라 제상운전시간은 다르게 설정된다(S34).
즉, 온도차의 변화(ΔT)가 0℃∼2℃ 차이가 날 경우 제상운전 시간을 A분으로 설정하고, 온도차의 변화(ΔT)가 2℃∼4℃ 차이가 날 경우 제상운전 시간을 B분으로 설정하고, 온도차의 변화(ΔT)가 4℃∼6℃ 차이가 날 경우 제상운전 시간을 C분으로 설정하게 된다.
따라서, 제상운전 시간동안 제상운전을 수행하여 제상한 후 난방운전으로 복귀하여 난방운전을 수행하게 된다(S36).
상기한 바와 같이 본 발명은 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성애를 제거하기 위해 실내온도와 실내열교환기의 온도차의 변화를 감지하여 제상 진입여부를 판단하고 제상시간을 설정하도록 함으로써 외기 온도 및 실내 부하 변동에 따른 실외열교환기의 온도를 유추하여 정확한 제상시간 및 시점을 결정하여 난방 가동율을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 냉난방 겸용 에어컨의 냉매순환도이다.
도 2는 종래의 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 의한 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
30 : 실내열교환기 40 : 실외열교환기
110 : 실내온도센서 120 : 실내열교환기 코일온도센서
140 : 실내팬 210 : 압축기
240 : 사방변 260 : 실외온도센서
270 : 실외열교환기 코일온도센서

Claims (6)

  1. 실외온도센서와 실외열교환기 온도센서가 구비되지 않은 냉난방 겸용 에어컨의 난방운전시 실외열교환기 코일에 형성되는 성애를 제거하기 위해 제상운전 시점을 판단한 후 설정시간 동안 사방변의 작동을 제어하여 냉매의 순환경로를 변경함으로써 제상운전을 수행하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법에 있어서,
    난방운전이 제 1설정시간 동안 계속해서 운전되었는가 판단하는 단계와,
    상기에서 난방운전이 제 1설정시간 계속해서 운전되었을 경우 실내열교환기의 코일온도가 제 1설정온도 이하인가 판단하는 단계와,
    상기 실내열교환기의 코일온도가 제 1설정온도 이하일 경우 상기 실내온도와 상기 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 제 2설정온도 이하인가 판단하는 단계와,
    상기에서 상기 실내온도와 상기 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 제 2설정온도 이하일 경우 제 2설정시간 간격으로 온도차의 변화를 측정하는 단계와,
    상기에서 측정된 온도차의 변화를 통해 제상운전 시간을 설정하는 단계와,
    상기에서 설정된 제상운전 시간동안 제상운전을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1설정온도는 45℃ 인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2설정온도는 17℃ 인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1설정시간은 4시간인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 온도차의 변화를 측정하기 위한 제 2설정시간 간격은 15분 간격인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제상운전 시간을 설정하는 단계에서 상기 제 2설정시간 간격으로 측정된 상기 실내온도와 상기 실내열교환기의 코일온도의 온도차가 계속해서 작아질 경우 제상운전 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 에어컨의 제상운전 제어방법.
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