KR100652799B1

KR100652799B1 - 멀티형 공기조화기의 제어방법

Info

Publication number: KR100652799B1
Application number: KR1020040108931A
Authority: KR
Inventors: 이준표; 서형준; 김승철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-12-01
Also published as: KR20060070259A

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 동시 냉방운전시, 동결이 발생한 실내기에 대해서는 실외팬과 압축기를 순차적으로 제어하여 동결방지운전을 수행하고, 동결되지 않는 실내기에 대해서는 냉방운전을 수행함으로서 동결된 실내기의 냉방성능을 급격히 떨어뜨리지 않으면서도 효과적으로 동결을 방지하고, 동결방지운전 중에도 동결되지 않는 실내기의 냉방성능을 확보한다.

이를 위해 본 발명은 복수의 압축기 및 복수의 팽창밸브를 실외기와, 이 실외기에 연결된 복수의 실내기를 구비한 멀티형 공기조화기의 제어방법에 있어서, 복수의 실내기의 동시 냉방운전시, 복수의 실내기에 각각 마련된 실내열교환기의 온도에 따라 각각의 동결여부를 판단하고, 동결된 실내기에 대해서는 동결방지운전을 수행하며, 동결되지 않는 실내기에 대해서는 냉방운전을 수행한다.

Description

멀티형 공기조화기의 제어방법 {CONTROL METHOD FOR MULTI TYPE AIR CONDITIONER}

도 1은 종래 멀티형 공기조화기의 개략적인 냉매사이클도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 냉동사이클도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 제어블록도이다.

도 4a, 4b는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에서 스탠드에어컨의 동결방지시의 제어과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 실외기 11A: 제1압축기

11B: 제2압축기 12 : 실외열교환기

13 : 실외팬 14 : 팽창밸브

15 : 전자밸브 20 : 스탠드에어컨

21 : 제1실내열교환기 23 : 제1배관온도센서

30 : 룸에어컨 31 : 제2실내열교환기

33 : 제2배관온도센서

본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 실외기와 다수의 실내기를 구비하고, 여러 개의 실내기를 동시에 냉방운전시키는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 멀티형 공기조화기 일예로, 홈멀티 공기조화기는 실내에 설치되는 스탠드에어컨(1)과 룸에어컨(1), 그리고, 실외에 설치되는 실외기(3)를 포함한다.

스탠드에어컨(1)과 룸에어컨(2)은 각각 실내열교환기(1A, 1B)와 실내팬(1B, 2B)을 구비한다.

실외기(3)는 압축기(4), 사방밸브(5), 실외열교환기(6), 실외팬(7), 그리고, 실외열교환기(6)에서 각각의 실내열교환기(1A, 1B)로의 냉매유로에 설치된 제1팽창밸브(8)와 제2팽창밸브(9)를 각각 구비한다.

따라서, 스탠드에어컨(1)을 단독 냉방 운전하는 경우, 제1팽창밸브(8)는 닫고, 제2팽창밸브(9)를 닫은 후 압축기(4)와 실외팬(7)을 구동하여 스탠드에어컨(1)만을 냉방 운전시킨다.

또한, 룸에어컨(2)을 단독 냉방 운전하는 경우, 제1팽창밸브(8)는 닫고, 제2팽창밸브(9)를 닫은 후 실외팬(7)과 압축기(4)를 구동하여 룸에어컨(2)만을 냉방 운전시킨다.

한편, 스탠드에어컨(1)과 룸에어컨(2)을 동시에 냉방 운전하는 경우, 제1팽창밸브(8)와 제2팽창밸브(9)를 모두 열은 후 압축기(4)와 실외팬(7)을 구동하여 스 탠드에어컨(1)과 룸에어컨(2)을 모두 냉방 운전시킨다.

스탠드에어컨(1)을 냉방 운전하는 경우, 스탠드에어컨(1)의 실내열교환기(1A)는 증발기로서 작용하므로, 실내열교환기(1A)의 표면에 수분이 맺혀 동결되고, 이러한 상태에서 냉방운전을 지속하게 되면, 열교환이 제대로 이루어지지 않아 냉방성능이 떨어지게 된다.

따라서, 종래에는 스탠드에어컨(1)의 실내열교환기(1B)의 동결을 방지하도록, 실내열교환기(1B) 표면에 부착된 온도센서를 통하여 검출된 실내열교환기(1B)의 표면온도가 일예로, 0 이하인 상태를 소정시간이상 지속하면, 압축기(4)를 정지시켜 냉방운전을 정지시키고, 사방밸브(5)를 난방운전으로 전환한 후 압축기(4)를 재기동하여 스탠드에어컨(1)을 일정시간동안 난방운전시킴으로서 스탠드에어컨(1)의 실내열교환기를 응축기로 작용하게 함으로서 실내열교환기(1B)의 동결을 방지한다.

하지만, 스탠드에어컨(1)과 룸에어컨(2)을 동시에 냉방 운전시키는 경우, 동결이 발생하지 않은 룸에어컨(2)도 난방 운전되거나, 동결방지를 위한 일시적 난방운전시, 제2팽창밸브(9)를 닫는다고 해도 최소한 룸에어컨(2)이 냉방운전을 수행할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 동시 냉방운전시, 동결이 발생한 실내기의 냉방성능을 급격히 떨어뜨리지 않으면서도 효과적으로 동결을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 동결이 발생한 실내기의 동결을 방 지하기 위한 제어를 수행하는 동안에도 동결되지 않는 실내기의 냉방성능을 확보할 수 있는 멀티형 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은, 실내열교환기를 각각 갖는 스탠드에어컨 및 룸에어컨과, 상기 스탠드에어컨 및 룸에어컨과 연결되며, 서로 다른 두 개의 압축기와, 실외 팬, 실외열교환기, 상기 실외열교환기와 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기 사이의 냉매유로를 개폐하는 제1밸부와, 상기 실외열교환기와 상기 룸에어컨의 실내열교환기 사이의 냉매유로를 개폐하는 제2밸브를 갖는 실외기를 구비하고, 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 동시 냉방운전시키는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 동시 냉방운전 시, 상기 두 개의 압축기, 제1밸브 및 제2밸브를 온 시킴과 함께 상기 실외 팬을 고속으로 회전시키고, 상기 동시 냉방운전 중에 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기에 마련된 온도센서를 통해 검출된 실내열교환기의 온도에 따라 상기 스탠드에어컨의 동결여부를 판단하며, 상기 스탠드에어컨이 동결이면, 상기 스탠드에어컨에 대응하는 실외 팬, 제1밸브 및 압축기를 순차적으로 제어하여 상기 스탠드에어컨에 유입되는 냉매량을 줄이는 동결방지운전을 수행하고, 상기 룸에어컨은 상기 동결방지운전에 의해 줄어드는 냉매량 만큼 추가되는 냉매량으로 냉방운전을 수행하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 동결방지운전은 상기 실외팬의 속도를 감속시키는 1차 동결방지제어와, 상기 1차 동결방지제어 후 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기의 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 온도를 소정시간이상 지속할 때, 상기 제1밸브 및 용량이 큰 압축기를 오프시키는 2차 동결방지제어를 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기 2차 동결방지제어 후 소정시간이 경과하면, 용량이 적은 압축기와 실외팬을 오프시켜 룸에어컨의 냉방운전을 정지시키고, 소정의 압력평형시간이 경과하면, 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 재기동시켜 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 동시 냉방운전시키는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기는 실 외기(10)와, 이 실외기(10)에 연결된 복수의 실내기(20, 30)로 이루어진다. 복수의 실내기(20, 30)는 일예로서, 스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30)의 2개의 실내기로 이루어진다.

스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30)은 냉방운전시 증발기로 작용하는 실내열교환기(21, 31)와 실내팬(22, 32)을 각각 구비한다.

실외기(10)는 서로 병렬 연결되고 용량이 서로 다른 제1압축기(11A) 및 제2압축기(11B)와, 냉방운전시 응축기로 작용하는 한 개의 실외열교환기(12)와, 한 개의 실외팬(13)과, 어큐뮬레이터(17)와, 스탠드에어컨(20)의 실내열교환기(21)에 접속된 팽창밸브(14)와, 룸에어컨(30)의 실내열교환기(31)에 접속된 전자밸브(15) 및 모세관(16)을 구비한다.

어큐뮬레이터(17)의 입구측은 각 실내열교환기(21, 31)와 접속되며, 출구측에는 압축기(11A,11B)의 흡입측과 접속된다.

제1압축기(11A)와 제2압축기(11B)의 출구측은 체크밸브를 각각 개재하여 공통 연결되고, 공통 연결된 배관은 실외열교환기(12)에 접속된다.

또한, 공통 연결된 배관에서 분기되어 어큐뮬레이터(17)의 흡입측과 연결된 배관에는 바이패스밸브(18)이 설치되어 있다.

실외열교환기(12)와 스탠드에어컨(20)의 실내열교환기(21)사이의 냉매배관에는 팽창밸브(14)가 설치된다. 실외열교환기(12)와 팽창밸브(14)사이의 냉매배관에서 분기된 냉매배관에는 전자밸브(15)와 모세관(16)이 설치된다.

도면부호 19는 실외의 공기온도를 검출하는 실외온도센서이고, 23은 제1실내 열교환기(21)의 입구측에 마련되어 열교환면의 표면온도를 검출하는 제1배관온도센서이고, 33은 제2실내열교환기(31)의 입구측에 마련되어 열교환면의 표면온도를 검출하는 제2배관온도센서이다. 도면부호 24는 제1실내열교환기(21)의 출구측과 제2실내열교환기(31)의 출구측이 공통연결된 배관에 설치된 제3배관온도센서이다.

스탠드에어컨(20)을 단독 냉방운전하는 경우에는 압축기(11A,11B)를 모두 구동시키거나 용량이 큰 압축기(11A)를 구동시킴과 함께, 팽창밸브(14)는 열고, 전자밸브(15)는 닫아 냉매가 스탠드에어컨(20)측으로 유입되도록 제어한다. 반대로, 룸에어컨(30)을 단독 냉방운전하는 경우에는 용량이 적은 압축기(11B)를 구동시킴과 함께 팽창밸브(14)는 닫고, 전자밸브(15)는 열어 냉매가 룸에어컨(30)측으로 유입되도록 제어한다.

한편, 스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30)을 동시 냉방운전하는 경우에는 압축기를 모두 구동시킴과 함께 팽창밸브(14)와 전자밸브(15)를 모두 열어 냉매가 스탠드에어컨(20)측과 룸에어컨(30)측으로 모두 유입될 수 있도록 제어한다. 따라서, 동시 냉방운전시, 냉매는 실선 화살표 방향과 같이, 일부는 압축기(11A,11B), 실외열교환기(12), 팽창밸브(14), 스탠드에어컨(20)의 실내열교환기(21), 어큐뮬레이터(17), 다시 압축기로 이루어진 냉방사이클을 순환하여 스탠드에어컨(20)을 냉방운전시키고, 나머지는 압축기(11A,11B), 실외열교환기(12), 전자밸브(15)와 모세관(16), 룸에어컨(30)의 실내열교환기(31), 어큐뮬레이터(17), 다시 압축기(11A, 11B)로 이루어진 냉방사이클을 순환하여 룸에어컨(30)을 냉방운전시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기는 전 반적인 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.

이 제어부(40)의 입력측에는 실외의 공기온도를 검출하는 실외온도센서(19)와, 스탠드에어컨(20)의 실내교환기(21)의 입구측 배관에 설치되어 열교환면의 표면온도를 검출하는 제1배관온도센서(23)와 룸에어컨(30)의 실내열교환기의 입구측 배관에 설치되어 열교환면의 표면온도를 검출하는 제2배관온도센서(33)와, 그리고, 제3배관온도센서(24)가 각각 전기적으로 연결되어 있다.

또한, 이 제어부(40)의 출력측에는 제1압축기(11A)와 제2압축기(11B)를 구동시키는 압축기구동부(50), 속도가변형의 실외팬(FM1)(13)을 구동시키는 실외팬구동부(51)와, 실내팬(FM2, FM3)(22, 32)을 구동시키는 실내팬구동부(52)와, 팽창밸브(14)와 전자밸브(15)를 구동시키는 밸브구동부(53)가 각각 전기적으로 연결되어 있다.

제어부(40)는 스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30)을 동시 냉방운전시키는 경우, 압축기구동부(50)를 통해 제1압축기(11A)와 제2압축기(11B)를 모두 구동시킨 후 제1배관온도센서(23)와 제2배관온도센서(33)를 통해 검출된 각 실내기의 배관온도가 소정온도보다 낮은 온도를 소정시간이상 지속하는지를 비교하여 각 실내기의 실내열교환기(21, 31)의 열교환면에서의 동결여부를 판단한다. 그리고, 동결된 실내기에 대해서는 동결을 방지하기 위한 동결방지운전을 수행하며, 동결되지 않는 실내기에 대해서는 냉방운전을 계속해서 수행한다.

제어부(40)는 동결방지운전 시, 종래와 같이, 냉방운전을 난방운전으로 전환시키는 대신에, 실외팬(13)의 속도를 감속시키는 1차 동결방지제어와, 이 1차 동결방지제어 후 동결된 실내기의 실내열교환기 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 온도를 소정시간이상 지속할 때, 실외팬(13)의 속도를 감속시킴과 함께 용량이 큰 압축기(11A) 및 팽창밸브(14)를 오프시키는 2차 동결방지제어를 순차적으로 수행한다. 이에 따라, 1차 동결방지제어로 동결을 방지되지 않으면, 2차 동결방지제어로 동결을 방지함으로써, 동결을 효율적으로 방지하면서도 순차적인 동결방지에 의해 동결된 실내기의 냉방능력이 급격하게 감소시키지 않을 수 있다. 또한, 동결되지 않는 실내기에 대해서는 냉방운전을 그대로 수행하게 할 수 있어 냉방성능이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 멀티형 공기조화기에서 스탠드에어컨(20)의 동결방지시의 제어과정을 설명한다.

도 4를 살펴보면, 먼저, 단계 S100과 단계 S101에서 제어부(40)는 동시냉방운전조건이면, 동시냉방운전을 수행한다. 즉, 스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30) 모두를 냉방운전시키도록 팽창밸브(14), 전자밸브(15), 실외팬(13), 제1압축기(11A) 및 제2압축기(11B)를 온 시킨다. 이때, 실외팬(13)의 초기속도는 고속이다. 이때, 팽창밸브는 제1냉매온도센서(23)를 통해 검출된 온도값과 제3냉매온도센서(24)를 통해 검출된 온도값으로부터 산출된 과열도제어 개도로 개방한다.

그런 후 단계 S102 내지 단계 S104에서 제어부(40)는 스탠드에어컨(20)의 제1실내기열교환기(21)에 설치된 제1배관온도센서(23)를 통해 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)를 검출하고, 검출된 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)가 T1(일예로, 1℃) 보다 같거나 낮은지를 판단하고, 같거나 낮으면, 이러한 상태를 소정시간이상 지속하는지를 판단한다.

검출된 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)가 T1(일예로, 1℃)보다 같거나 낮은 온도를 소정시간이상 지속하게 되면, 실내열교환면에 동결이 발생한 것이므로, 단계 S105에서 제어부(40)는 실외팬(13)을 저속으로 회전시켜 실외열교환기(12)의 실외열교환효율을 줄이는 1차 동결방지제어를 수행한다. 이때, 팽창밸브는 제1냉매온도센서(23)를 통해 검출된 온도값과 제3냉매온도센서(24)를 통해 검출된 온도값으로부터 산출된 과열도제어 개도로 개방한다.

상기한 1차 동결방지제어 후, 단계 S106과 단계 S107에서 제어부(40)는 1차 동결방지에 의해 스탠드에어컨(20)의 동결이 해소되었는지를 판단하기 위하여, 제1배관온도센서(23)를 통해 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)를 다시 검출하여 -1 보다 같거나 낮은지를 판단하고, 같거나 낮으면, 이러한 상태를 소정시간이상 지속하는지를 판단한다.

1차 동결방지제어 후, 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)가 T2(일예로, -1℃)보다 높으면, 단계 S112에서 T3 (일예로, 5℃)보다 높은지를 판단하고, T3(일예로, 5℃)보다 낮으면 단계 S105로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다. T5(일예로, 5℃)보다 높으면, 단계 S113에서 실외팬(13)을 원래대로 고속 회전시킨 후 단계 S102로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다. 한편, 단계 S107에서 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)가 T2(일예로, -1℃)보다 낮지만 소정시간이상 지속하지 않으면 단계 S105로 리턴하여 이하의 단계를 수행한다.

한편, 1차 동결방지제어 후, 제1실내열교환기(21)의 표면온도(T)가 T2(일예로, -1℃)보다 같거나 낮은 온도를 소정시간이상 지속하게 되면, 1차 동결방지제어에 의해서도 동결이 해소되지 않은 것이므로, 추가적인 동결방지제어를 위해 단계 S108에서 제어부는 팽창밸브(14)를 오프시킴과 함께 제1압축기(11A)를 오프시켜 제1실내기열교환기(21)로 냉매유입을 금지시킴으로서 동결을 방지하는 2차 동결방지제어를 수행한다. 이때, 전자밸브(15)는 온 상태이고, 제2압축기(11B)는 온 상태이므로, 제2압축기(11B), 실외열교환기(12), 전자밸브(15)와 모세관(16), 제2실내열교환기(31), 어큐뮬레이터(17)로 이루어지는 냉방사이클에 의해서 룸에어컨(30)은 냉방운전을 계속 수행할 수 있다.

상기한 2차 동결방지제어 후로부터 단계 S109에서 소정시간이 경과하면, 단계 스탠드에어컨(20)도 함께 냉방운전시키기 위하여 단계 S110에서 제어부(40)는 실외팬(13)과 제2압축기(11B)를 오프시킨다.

그리고, 단계 S111에서 소정시간(일예로, 3분)의 압평형시간이 경과하면, 단계 S101로 리턴하여 재기동함으로서 스탠드에어컨(20)과 룸에어컨(30)을 다시 동시 냉방운전시킨다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 특히 본 발명은 동시 냉방운전시, 동결이 발생한 실내기에 대해서는 1,2차 동결방지를 위한 동작을 순차적으로 제어하는 동결방지운전을 수행하고, 동결되지 않는 실내기에 대해서는 냉방운전을 수행하여 동결된 실내기의 냉방성능을 급격히 떨어뜨리지 않으면서도 효과적으로 동결을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 동결방지운전 중에도 동결되지 않는 실내기의 냉방성능을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

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실내열교환기를 각각 갖는 스탠드에어컨 및 룸에어컨과, 상기 스탠드에어컨 및 룸에어컨과 연결되며, 서로 다른 두 개의 압축기와, 실외 팬, 실외열교환기, 상기 실외열교환기와 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기 사이의 냉매유로를 개폐하는 제1밸부와, 상기 실외열교환기와 상기 룸에어컨의 실내열교환기 사이의 냉매유로를 개폐하는 제2밸브를 갖는 실외기를 구비하고, 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 동시 냉방운전시키는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 있어서,

상기 동시 냉방운전 시, 상기 두 개의 압축기, 제1밸브 및 제2밸브를 온 시킴과 함께 상기 실외 팬을 고속으로 회전시키고,

상기 동시 냉방운전 중에 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기에 마련된 온도센서를 통해 검출된 실내열교환기의 온도에 따라 상기 스탠드에어컨의 동결여부를 판단하며,

상기 스탠드에어컨이 동결이면, 상기 스탠드에어컨에 대응하는 실외 팬, 제1밸브 및 압축기를 순차적으로 제어하여 상기 스탠드에어컨에 유입되는 냉매량을 줄이는 동결방지운전을 수행하고,

상기 룸에어컨은 상기 동결방지운전에 의해 줄어드는 냉매량 만큼 추가되는 냉매량으로 냉방운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
제3항에 있어서, 상기 동결방지운전은

상기 실외팬의 속도를 감속시키는 1차 동결방지제어와, 상기 1차 동결방지제어 후 상기 스탠드에어컨의 실내열교환기의 온도가 미리 설정된 온도보다 낮은 온도를 소정시간이상 지속할 때, 상기 제1밸브 및 용량이 큰 압축기를 오프시키는 2차 동결방지제어를 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
제4항에 있어서, 상기 2차 동결방지제어 후 소정시간이 경과하면, 용량이 적은 압축기와 실외팬을 오프시켜 룸에어컨의 냉방운전을 정지시키고, 소정의 압력평형시간이 경과하면, 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 재기동시켜 상기 스탠드에어컨과 룸에어컨을 동시 냉방운전시키는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.