KR101000050B1

KR101000050B1 - 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법

Info

Publication number: KR101000050B1
Application number: KR1020060009983A
Authority: KR
Inventors: 김주상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2010-12-10
Also published as: KR20070079381A

Abstract

본 발명은 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법에 관한 것으로서, 공기조화기 운전시, 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되는 압력센서와 온도센서에 의해 운전고압, 운전저압, 흡입온도 및 토출온도를 검출하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 검출된 값을 기반으로 냉매량 부족여부 및 부족량을 판단하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 산출된 냉매부족량을 리모컨 혹은 컨트롤패널의 표시항에 표시하는 제 3단계를 포함한 것을 특징으로 하고, 냉매량의 부족에 따른 영향을 사전에 감지하여 표시함으로서 냉매를 추가봉입하여 상기 공기조화기의 압축기등에 오류가 발생하여 오는 제품의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

공기조화기, 압축기, 압력센서, 온도센서

Description

멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법{Control process for restraining the shortage of the refrigerant in multi-air conditioner}

도 1 은 종래 기술에 따른 공기 조화기의 제어 방법이 도시된 순서도,

도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 조감도,

도 3 는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 사시도,

도 4 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 싸이클도,

도 5 는 본 발명에 따른 멀티 공기조화기의 압축기 이상 검출 장치가 도시된 블럭도,

도 6 는 본 발명에 따른 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 실외기 11 : 인버터 압축기

11a,12,12a : 정속 압축기 13,13a : 사방밸브

14,14a : 어큐뮬레이터 15,15a : 실외열교환기

16,16a : 실외팬 20,20a,20b,20c : 실내기

22a,22b,22c : 팽창밸브 23a,23b,23c : 실내열교환기

24a,24b,24c : 실내팬

본 발명은 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법에 관한 것으로서, 특히 냉매량이 부족한 경우에 이를 사전에 감지하여 표시함으로서 냉매를 추가봉입하여 상기 공기조화기의 압축기등에 오류가 발생하여 오는 제품의 불량을 방지하는 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창기로 이루어진 공기조화 사이클을 이용하여 상기 공기조화기가 설치된 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급하는 등 공기 조화가 이루어지게 하는 장치로서, 크게 분리형과 일체형으로 구분된다.

상기한 분리형과 일체형은 기능적으로는 같지만 분리형은 실내기에 실내 열교환기(증발기 혹은 응축기)를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기( 응축기 혹은 증발기)와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 실내 열교환기와 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구를 하나의 장치로 설치한 것이다.

상기 일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화기 등이 있다. 상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기와, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.

또한 상기 공기조화기는 냉방용으로만 사용되는 냉방 전용 공기조화기와, 냉/난방 겸용으로 사용될 수 있는 히트 펌프식 공기조화기로 구분될 수 있다.

또한 최근에는 적어도 하나 이상의 실외기와 다수 개의 실내기가 시리즈로 연결된 멀티형 공기조화기가 널리 사용되고 있다.

이러한, 공기 조화기는 상기 공기 조화기의 냉방 또는 난방 운전시 통상적으로 도 1 에 도시된 바와 같이 제어된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 압축기의 현 운전상태에서 운전고압 및 운전저압과, 흡입온도 및 토출온도를 검출하여 운전상태를 판단한다.(S1)

상기 압축기의 냉매봉입량의 부족 여부를 판단하기 위해 토출온도 및 운전저압의 기준값을 설정한다.(S2)

상기 설정된 기준값에 도달할 때까지 상기 압축기의 동작을 제어한다.(S3)

그러나 이러한, 종래의 공기조화기는 냉매봉입량이 일정량 부족하더라도 압축기의 제어가 가능하나, 과도하게 부족하여 압축기 토출부의 저압 혹은 토출온도 과열이 발생할 경우 압축기 손상으로 인하여 공기조화기 구동에 오류가 발생한다.

즉, 상기 공기조화기는 일정조건에 도달하지 못하면 계속 정상운전으로 판단하여 구동을 하게 되고, 냉매봉입량이 일정량 부족한데도 불구하고 시스템이 구동 됨으로서, 압축기가 손상을 입게 되어, 제품 내구성이 저하된다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매량 부족여부 및 냉매부족량을 판단하고, 이를 사용자에게 표시함으로서, 부족한 냉매의 추가투입을 유도하여 압축기의 동작오류 및 고장을 방지할 수 있는 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 멀티 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법은 공기조화기 운전시, 압축기의 흡입측과 토출측에 각각 설치되는 압력센서와 온도센서에 의해 운전고압, 운전저압, 흡입온도 및 토출온도를 검출하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 검출된 값을 기반으로 냉매량 부족여부 및 부족량을 판단하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 산출된 냉매부족량을 리모컨 혹은 컨트롤패널의 표시항에 표시하는 제 3단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2단계는 실외기의 실외팽창밸브가 완전개방에 대한 소정의 제 1비율만큼 개방되고, 상기 압축기의 토출온도가 제 1온도이상인지를 판단하는 제 1냉매량 부족방지 제어단계와, 상기 실외팽창밸브가 완전개방에 대한 상기 제 1비율보다 높은 제 2비율만큼 개방되고, 상기 압축기의 토출온도가 상기 제 1온도보다 높은 제 2온도이상인지를 판단하는 제 2냉매량 부족방지 제어단계와, 상기 실외팽창밸브가 완전개방에 대한 상기 제 2비율보다 높은 제 3비율만큼 개방되고, 상기 압축기의 토출온도가 상기 제 2온도보다 높은 제 3온도이상인지를 판단하는 제 3냉매량 부족 방지제어단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 조감도이고, 도 3 는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 사시도이고, 도 4 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 싸이클도이다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 건물의 실내에 설치되는 다수개의 실내기(20)와, 상기 실내기(20)에 연결되는 실외기(10)로 구성되고, 상기 실내기(20)와 상기 실외기(10)는 냉매배관을 통해 연결되며, 상기 실외기(10)는 상기 실내기(20) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 상기 실내기(20)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 상기 실외기(10)의 작동 개수 및 상기 실외기(10)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.

여기서, 멀티형 공기조화기의 실외기(10)와 실내기(20)의 연결 및 동작 상태 를 자세히 살펴보면, 다수개의 실내기(20a)(20b)(20c)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내 열교환기(23a)(23b)(23c)와, 상기 실내 열교환기(23a)(23b)(23c) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내팬(24a)(24b)(24c)와, 냉방 시 상기 실내 열교환기(23a)(23b)(23c)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(22a)(22b)(22c)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 멀티형 공기조화기는 상기 다수개의 실내기(20)와 연결된 실외기는 메인측 실외기(10)와 다수개의 서브측 실외기(10a)가 각각 연결되어 동작된다.

이때, 상기 멀티형 공기조화기는 상기 메인측 실외기(10) 및 서브측 실외기(10a)로 구성되고, 상기 실내기(20a)(20b)(20c)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(14)(14a)와, 상기 어큐뮬레이터(14)(14a)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 다수개의 압축기(11)(11a)(12)(12a)와, 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(13)(13a)와, 상기 사방밸브(13)(13a)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(15)(15a)와 상기 실외열교환기(15)(15a) 근처에 설치되어 실외 공기를 순환시키는 실외팬(16)(16a)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 메인측 실외기(10)에는 인버터 압축기(11)와 정속 압축기(11a)가 구비되고, 상기 서브측 실외기(10a)에는 정속 압축기(12)(12a)만이 구비되며, 상기 인버터 압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 상기 정속 압축기(11a)(12)(12a)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.

더불어, 상기 인버터 압축기(11)는 상기 메인측 실외기(10) 압축용량의 70% 를 담당하고, 상기 메인측 실외기(10)에 설치된 정속압축기(11a)는 나머지 30%를 담당하며, 나머지 서브측 실외기(10a)의 정속 압축기(12)(12a)는 각각 50%의 압축용량을 담당한다.

한편, 상기 각각의 압축기(11)(11a)(12)(12a)와 상기 사방밸브(13)(13a)를 연결하는 배관에는 오일분리기(미도시)가 설치되고, 상기 오일분리기는 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)의 흡입측에 연결된다.

더불어, 상기 오일분리기와 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a) 사이에는 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)에서 토출된 냉매의 압력을 감지하는 압력센서가 설치된다.

특히, 상기 오일분리기는 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)에 공급함으로서 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고 상기 오일분리기와 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)의 흡입 측 배관은 모세관(미도시)을 통해 연결되며, 상기 모세관을 통해 오일이 이동된다.

그리고, 상기 실외열교환기(15)(15a)에서 토출된 냉매를 상기 실내열교환기(23a)(23b)(23c)로 안내하는 냉매배관에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(lev, 17, 17a)와 냉방 시 상기 실내열교환기(23a)(23b)(23c)기로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(18)(18a)와, 상기 압축기(11)(11a)(12)(12a)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(미도시)가 설치된다.

여기서, 상기 실외 전자팽창밸브(17)(17a)는 냉방 시 풀 오픈되어 상기 실외 열교환기(15)(15a)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 상기 실내열교환기(23a)(23b)(23c)에서 응축된 냉매를 상기 실외 열교환기(15)(15a)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.

한편, 냉매배관에는 상기 냉매배관 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어가 설치되고, 상기 드라이어를 통과하는 냉매는 상기 냉매배관에서 바이패스 되어 상기 실내열교환기(23a)(23b)(23c) 측으로 유동된다.

도 5 는 본 발명에 따른 멀티 공기조화기의 압축기 이상 검출 장치가 도시된 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 압축기의 운전고압, 운전저압, 흡입온도, 및 토출온도를 측정하여, 상기 측정된 온도 및 압력 데이터와 기준 데이터를 비교하여 냉매봉입량을 판단하고, 상기 판단결과가 포함된 데이터를 상기 실내기로 전송하는 실외기(100)와, 상기 실외기에서 전송된 데이터에 따라 냉매의 유량을 조절하여 실내팬을 제어하고, 상기 전송된 데이터를 외부로 출력하는 실내기(200)를 포함하여 구성된다.

상기 실외기(100)는 상기 압축기의 흡입온도 및 토출온도를 측정하는 실외온도 센싱부(110)와, 상기 압축기의 운전고압 및 운전저압을 측정하는 고/저압 압력센싱부(120)와, 상기 실외온도 센싱부(110) 및 고/저압 센싱부(120)를 통해 측정된 흡입 온도 및 토출온도와, 운전고압 및 운전저압를 설정 기준치와 비교하여 냉매봉입량을 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 압축기 및 실외팬을 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하는 실외제어부(130)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 실외기(100)는 상기 실외제어부(130)에서 전송된 제어 신호에 따라 압축기를 제어하는 압축기(140)와, 상기 제어 신호에 따라 실외팬을 제어하는 실외모터부(150)와, 상기 제어 신호에 따라 냉매의 유량을 조절하는 제 1 유량조절장치(160)를 더 포함하여 구성된다.

상기 실내기(200)는 실내 온도를 측정하는 실내온도 센싱부(210)와, 상기 실외제어부(130)에서 전송된 제어 신호에 따라 실내팬 모터 및 냉매의 유량를 조절하는 제어 신호를 생성 및 출력하고, 상기 실외제어부(130)에서 전송된 데이터를 외부로 출력하는 표시부(230)와, 실내팬를 제어하는 실내모터부(240)와, 냉매의 유량을 조절하는 제 2 유량조절장치(250)를 포함하여 구성된다.

상기 실외온도 센싱부(110)는 상기 압축기의 흡입측/토출측 양단에 각각 온도 센서가 구비되어 흡입온도 및 토출온도를 측정하여 상기 실외제어부(130)로 전송한다.

상기 고/저압 압력 센싱부(120)는 상기 압축기의 흡입측/토출측 양단에 각각 압력 센서가 구비되어 운전고압 및 운전저압을 측정하여 상기 실외제어부(130)로 전송한다.

이때, 상기 실외제어부(130)는 상기 실외온도 센싱부(110) 및 고/저압 압력 센싱부(120)에서 측정된 토출온도와 운전 저압을 기준값과 비교하여 상기 압축기의 이상유무를 판단하고, 상기 판단된 결과에 따라 압축기 및 실외팬을 구동하기 위한 제어신호를 생성 및 출력한다.

예를 들어, 상기 실외제어부(130)는 난방운전시 상기 실외 온도 센싱부(110)에서 측정된 토출 온도 값이 기준치인 대략 115℃ 이상인지를 판단하고, 상기 고/저압 압력 센싱부(120)에서 측정된 운전 저압이 49kpa 이하인지를 판단한다.

이때, 상기 토출 온도가 115℃ 이상이고, 운전 저압이 49kpa 이하일 경우, 압축기의 냉매봉입량을 부족으로 판단한다.

또한, 상기 실외 전자팽창밸브를 개도하여 냉매의 유량을 조절하고, 상기 냉매 유량에 따라 상기 압축기 및 실외팬이 동작된다.

한편, 상기 실외제어부(130)에서 상기 압축기의 이상유무 판단 데이터가 실내제어부(220)로 전송되며, 상기 실내제어부(220)는 상기 전송된 이상유무 판단 데이터에 따라 실내팬 및 팽창밸브를 제어하게 된다.

또한, 상기 실내제어부(220)는 상기 실외제어부(130)에서 전송된 상기 압축기의 이상유무 판단 데이터를 상기 표시부(230)를 통해 외부로 출력한다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법을, 도 6에 도시된 바와 같이 초기단계(S100) 내지 제 4단계(S350)의 과정에 따라 설명하기로 한다.

난방운전시 우선, 초기단계에서는 압축기의 현 운전상태에서 고압측압력센서와, 저압측 압력센서와, 고압측 온도센서 및, 저압측 온도센서에 의하여 운전고압, 운전저압, 흡입온도, 및 토출온도를 검출한다(S100).

제 1단계에서는 상기 초기단계에서(S100) 검출된 기초 정보를 바탕으로 하여, 실외팽창밸브가 완전개방에 대한 소정의 제 1비율(제1개도율)만큼 개방되고, 상기 압축기의 토출온도가 제 1온도이상(제1토출온도)인지를 판단한다(S200).

그리고, 제2단계에서는 상기 조건을 만족하면 표시된 추가봉입 요청메시지에 따른 공기조화기에 주입된 전체 냉매량의 A%(제1냉매부족량)를 추가한 후 3분동안 재기동을 시킨다(S250).

반면에, 상기 조건을 만족하지 아니하면 상기 공기조화기는 정상상태로 운전하게 된다.

제 3단계에서는 상기 실외팽창밸브가 완전개방에 대한 상기 제 1비율(제1개도율)보다 높은 제 2비율(제2개도율)만큼 개방되고, 상기 압축기의 토출온도가 상기 제 1온도(제1토출온도)보다 높은 제 2온도(제2토출온도)이상인지를 판단한다(S300).

그리고, 제4단계에서는 상기 조건을 만족하면 표시된 추가봉입 요청메시지에 따른 공기조화기에 주입된 전체 냉매량의 B%(제2냉매부족량)를 추가한 후 3분동안 재기동을 시킨다(S350).

삭제

또한, 상기 냉매량 부족방지제어단계(S100 ~ S350)는 순차적으로 이루어지고, 반복하여 이루어질 수 있다.
상기 제2개도율, 상기 제2토출온도 및 상기 제2냉매부족량은 상기 제1개도율, 상기 제1토출온도 및 상기 제1냉매부족량보다 크게 설정될 수 있다.
그리고 본 실시예에서는 상기 설정된 값들은 2단계로 기설정되어 있으나, 상기 설정값들은 다단계에 걸쳐 설정될 수도 있다.

상기 제 1단계(S200) 내지 4단계(S350)에서 각각 판단된 현 운전정보에 따른 냉매량의 부족분을 리모컨이나 컨트롤 패널등에 디스플레이함으로서 추가냉매량을 쉽게 판단할 수 있다.

또한, 사용자에 의해 상기 디스플레이 장치로부터 각 단계별로 판단된 추가냉매량이 투여된 후, 제어부는 압축기를 다시 3분동안 재기동하도록 제어한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법은 공기조화기의 작동중에 냉매량의 부족에 따른 영향을 사전에 감지하여 표시함으로서 냉매를 추가봉입하여 재기동을 시킴으로서, 상기 공기조화기의 압축기등에 오류발생으로 인한 제품의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

실외팽창밸브의 개도율 및 실외기 압축기의 토출온도를 검출하여, 상기 검출된 개도율이 실외팽창밸브의 제1개도율보다 크고 상기 검출된 토출온도가 압축기의 제1토출온도보다 큰지 판단하는 제1단계;

상기 제1단계에서의 판단 결과, 상기 검출된 개도율이 실외팽창밸브의 제1개도율보다 크고 상기 검출된 토출온도가 압축기의 제1토출온도보다 크면, 냉매량 부족으로 판단하고 제1냉매부족량을 추가 봉입한 후, 소정시간동안 상기 압축기를 재기동하는 제2단계;

상기 제2단계의 상기 압축기를 소정시간동안 재기동 후, 상기 실외팽창밸브의 개도율 및 상기 실외기 압축기의 토출온도를 검출하여, 상기 검출된 개도율이 실외팽창밸브의 제2개도율보다 크고 상기 검출된 토출온도가 기설정된 압축기의 제2토출온도보다 큰지 판단하는 제3단계; 및

상기 제3단계에서의 판단 결과, 상기 검출된 개도율이 실외팽창밸브의 제2개도율보다 크고 상기 검출된 토출온도가 기설정된 압축기의 제2토출온도보다 크면, 냉매량 부족으로 판단하고 제2냉매부족량을 추가 봉입한 후, 소정시간동안 상기 압축기를 재기동하는 제4단계를 포함하고,

상기 제2개도율, 상기 제2토출온도 및 상기 제2냉매부족량은 상기 제1개도율, 상기 제1토출온도 및 상기 제1냉매부족량보다 큰 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 각 단계의 판단결과를 표시하는 공기조화기의 냉매량 부족방지제어방법.