KR101610843B1 - 냉난방 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

내부를 순환하는 제1매체를 압축시키는 압축기와, 상기 제1매체와 다른 제2매체를 상기 제1매체와 열 교환시키는 제1열교환기를 구비하는 히트펌프와, 상기 제2매체가 유입되는 상기 제1열교환기의 입구에서의 상기 제2매체의 온도인 제1온도 및 상기 제2매체가 토출되는 상기 제1열교환기의 출구에서의 상기 제2매체의 온도인 제2온도를 측정하는 제1온도 센싱부와, 상기 제1매체가 유입되는 상기 압축기의 입구에서의 상기 제1매체의 온도인 제3온도 및 상기 제1매체가 토출되는 상기 압축기의 출구의 상기 제1매체의 온도인 제4온도를 측정하는 제2온도 센싱부와, 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 설정하기 위해 상기 히트펌프의 외부에서 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하는 신호인 제1신호를 수신하는 제1통신모듈부와, 상기 제1내지 제4온도를 표시하는 표시부 및 상기 히트펌프 및 상기 제1통신모듈부와 연결되며, 상기 제1통신모듈부로부터 상기 제1신호를 전송받아 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하고, 상기 제1온도와 상기 제2온도를 이용하여 작동중인 상기 히트펌프의 제1성적계수를 계산하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 기 설정된 제2성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하고, 상기 제2성적계수의 값보다 작은 기설정된 제3성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하며, 상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작고 상기 제3성적계수 이상이면, 상기 히트펌프의 성능이 저하된 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하고, 상기 제1성적계수가 상기 제3성적계수보다 작으면, 상기 히트펌프가 고장 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하는 냉난방 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

냉난방 시스템 및 그 제어방법 {Cooling and heating system and controlling method the same}
냉난방 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프를 포함하는 냉난방 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
히트펌프를 이용한 냉난방 시스템은 하나의 시스템으로 냉방과 난방 모두를 할 수 있다는 장점이 있어, 폭넓게 이용되고 있다.
그러나 종래의 히트펌프를 이용한 냉난방 시스템은 냉매 순환 회로를 갖는 히트펌프를 가동하여야만 냉난방을 이용할 수 있기 때문에 전력사용량이 많은 피크 시간대에 냉난방 시스템을 가동할 경우 전기 사용에 따른 비용 증대가 높은 한계가 있었다.
또한 실외기에 대한 제상 문제가 항상 과제로 남아 있었는데, 이를 해소하기 위해 실외기에 전기 히터를 사용하거나 압축기를 2대 이용한 2원 사이클을 적용하는 방법 등이 사용되었다. 그러나 이러한 방법은 비용을 증대시키는 문제가 있었다.
그리고 냉난방기로 사용하는 열교환기가 시간이 지남에 따라 효율이 저하되는 한계가 있었다.
한국등록특허공보 제10-1382493호(냉난방 시스템)(2014.04.07)
에너지 효율 및/또는 전력사용 효율이 높은 냉난방 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 내부를 순환하는 제1매체를 압축시키는 압축기와, 상기 제1매체와 다른 제2매체를 상기 제1매체와 열 교환시키는 제1열교환기를 구비하는 히트펌프와, 상기 제2매체가 유입되는 상기 제1열교환기의 입구에서의 상기 제2매체의 온도인 제1온도 및 상기 제2매체가 토출되는 상기 제1열교환기의 출구에서의 상기 제2매체의 온도인 제2온도를 측정하는 제1온도 센싱부와, 상기 제1매체가 유입되는 상기 압축기의 입구에서의 상기 제1매체의 온도인 제3온도 및 상기 제1매체가 토출되는 상기 압축기의 출구의 상기 제1매체의 온도인 제4온도를 측정하는 제2온도 센싱부와, 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 설정하기 위해 상기 히트펌프의 외부에서 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하는 신호인 제1신호를 수신하는 제1통신모듈부와, 상기 제1내지 제4온도를 표시하는 표시부 및 상기 히트펌프 및 상기 제1통신모듈부와 연결되며, 상기 제1통신모듈부로부터 상기 제1신호를 전송받아 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하고, 상기 제1온도와 상기 제2온도를 이용하여 작동중인 상기 히트펌프의 제1성적계수를 계산하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 기 설정된 제2성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하고, 상기 제2성적계수의 값보다 작은 기설정된 제3성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하며, 상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작고 상기 제3성적계수 이상이면, 상기 히트펌프의 성능이 저하된 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하고, 상기 제1성적계수가 상기 제3성적계수보다 작으면, 상기 히트펌프가 고장 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하는 냉난방 시스템을 제공한다.
또한, 상기 제1신호를 생성하기 위해 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나 이상의 온도를 입력하는 입력부와, 상기 입력부에서 입력된 정보를 상기 제1신호로 변환하는 신호 변환부와, 상기 신호 변환부와 연결되어 상기 제1신호를 상기 제1통신모듈부로 전송하거나, 상기 제1통신모듈부에서 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도 정보에 관한 신호중 적어도 하나의 온도의 정보에 관한 신호를 수신하는 제2 통신모듈부;를 포함하는 컨트롤러 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2통신모듈부와 연결되어 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도의 정보에 관한 신호를 제2통신모듈부로부터 수신하는 제3통신모듈부 및 상기 제3통신모듈부와 연결되어 상기 압축기의 입구 또는 상기 압축기의 출구의 온도와 상기 제1열교환기의 입구 또는 상기 제1열교환기의 출구의 온도에 관한 정보를 저장하는 저장부;를 구비하는 서버 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 히트펌프는 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제1매체가 순환하여 외부의 대기와 열교환하는 제2열교환기를 더 구비하고, 상기 제1매체가 유입되는 상기 제2열교환기의 입구에서의 상기 제1매체의 온도인 제5온도 및 상기 제1매체가 토출되는 상기 제2열교환기의 출구에서의 상기 제1매체의 온도인 제6온도를 측정하는 제3온도 센싱부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제3온도 센싱부와 연결되고, 상기 제5온도 및 상기 제6온도 중 적어도 어느 하나의 온도가 기 측정된 상기 히트펌프 외부의 대기가 적상되는 온도보다 낮으면 상기 표시부에 상기 제2열교환기가 제상이 필요하다는 제4정보를 표시하도록 상기 제4정보에 관한 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 내부를 순환하는 제1매체를 압축시키는 압축기와, 상기 제1매체와 다른 제2매체를 상기 제1매체와 열 교환시키는 제1열교환기를 가지는 히트펌프를 구비하는 냉난방 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 제1열교환기에서의 상기 제2매체의 열교환량과 상기 히트펌프의 소비전력을 측정하여 상기 히트펌프의 제1성적계수를 계산하는 단계와, 기 설정된 제2성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하고, 상기 제2성적계수의 값보다 작은 기 설정된 제3성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하는 단계 및 상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작고, 상기 제3성적계수 이상이면, 상기 히트펌프의 성능이 저하된 상태임을 나타내는 정보를 표시부에 표시하고, 상기 제1성적계수가 상기 제3성적계수보다 작으면, 상기 히트펌프가 고장 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하는 단계를 포함하는, 냉난방 시스템의 제어방법을 제공한다.
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실시예들에 따르면, 압축기와 열교환기의 온도를 측정하고 이에 대한 피드백으로 컨트롤러를 통해 압축기와 열교환기의 설정온도를 변경하여 냉난방 시스템을 사용목적에 적합하게 가동할수 있다.
상기 서버 유닛 및 컨트롤러가 복수의 히트펌프유닛과 통신하여 복수의 히트펌프유닛의 운전상태, 에러상태 및/또는 전력상태 등을 관리할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 냉난방 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 히트펌프의 일실시예의 구성을 보다 상세하게 도시한 구성도이다.
도 3은 도1의 냉난방 시스템 작동방법의 일 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 1의 냉난방 시스템 작동방법의 다른 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 냉난방 시스템의 작동방법의 또 다른 실시예를 보여주는 블록도이다.
실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 제1, 제2등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 냉난방 시스템(1000)의 구성도이고, 도 2는 도 1의 히트펌프(11)의 일 실시예의 구성을 보다 상세하게 도시한 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 냉난방 시스템(1000)은 적어도 하나 이상의 히트펌프유닛(10)과, 컨트롤러(20)와, 서버 유닛(30)을 포함할 수 있다.
히트펌프유닛(10)은 복수개로 구비될 수 있다. 각 히트펌프유닛(10)은, 히트펌프(11), 제1온도 센싱부(12), 제2온도 센싱부(13), 제3온도 센싱부(14), 제1통신모듈부(15), 표시부(16) 및 제어부(17)를 구비할 수 있다.
히트펌프(11)는 내부의 유로를 순환하는 제1매체와 대기 또는 상기 제1매체와 다른 제2매체와 열 교환하여 열을 이동시킬 수 있다. 도 2를 참조하면 상기 히트펌프(11)의 일 실시예는 압축기(111), 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123), 제4열교환기(124) 팬코일유닛(133), 제1저장조(131), 제2저장조(132), 제1팽창밸브(141) 및 제2팽창밸브(142)를 포함할 수 있다. 이하 히트펌프(11)의 일 실시예에 대해서 상세히 살펴본다.
압축기(111)는 제1매체를 고온 고압의 핫가스로 압축한다. 상기 제1매체는 열교환 할 수 있는 유체로써 특정 유체에 한정되지 않는다. 예컨데, R-134a, R-410a와 같은 냉매가 될 수 있다.
압축기(111)로부터 전환밸브(163)까지 상기 제1매체가 흐르는 제1유로(181)가 형성될 수 있다. 제1유로(181) 중에는 제3열교환기(123)가 배치될 수 있다. 제3열교환기(123)와 이격되어 제2저장조(132)가 위치하고, 제3열교환기(123)와 제2저장조(132)와의 사이에 제1매체와는 다른 제2매체가 흐르는 제2순환로(192)가 형성될 수 있다. 제2저장조(132)는 상기 제2매체를 저장하고, 외부로 토출되도록 구비될 수 있다. 제2순환로(192) 중에는 제2순환펌프(152)가 배치되어 상기 제2매체가 제2순환로(192) 내에서의 순환이 원활하게 이뤄지도록 할 수 있다.
상기 제2매체는 상기 제1매체 다른 매체로써 상기 제1매체와 열교환 할 수 있는 유체로 특정 유체에 한정하지 않는다. 예컨데 R-134a, R-410a와 같은 냉매 또는 물이 될 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제2매체는 물인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제2순환로(192)는 제3열교환기(123)를 관통하는 데, 제3열교환기(123) 내에서 제1유로(181)와 열교환 가능하도록 배치된다. 따라서 제3열교환기(123) 내에서 제1유로(181)의 고온 고압의 제1매체와 제2순환로(192)의 제2매체가 열교환되어 고온의 제2매체가 제2저장조(132)로 공급될 수 있도록 할 수 있다. 상기 제2매체가 물일 경우, 상기 제2저장조(132)는 온수 공급용 급탕 탱크가 될 수 있다. 따라서 사용자는 히트펌프(11)가 가동되는 한 어느 때라도 손쉽게 온수를 사용할 수 있다.
다만, 제3열교환기(123), 제2순환로(192), 제2저장조(132)의 구성은 히트펌프(11)에 반드시 포함되어야 하는 것은 아니며, 제1유로(181)가 제3열교환기(123)를 거치지 않고 곧바로 전환밸브(163)에 연결될 수 있다.
전환밸브(163)로부터 수액기(135)까지 제1매체가 흐르는 제2유로(182)가 형성될 수 있다. 이 제2유로(182) 중에는 제1열교환기(121)와 액분리기(134)가 더 배치될 수 있다. 즉, 제2유로(182)는 제1열교환기(121) 및 액분리기(134)를 관통하도록 설치될 수 있다.
한편, 제1열교환기(121)와 이격되어 제1저장조(131)가 위치하고, 제1열교환기(121)와 제1저장조(131)와의 사이에 상기 제2매체가 흐르는 제1순환로(191)가 형성될 수 있다. 제1저장조(131)는 상기 제2매체를 저장하도록 구비될 수 있다. 제1순환로(191) 중에는 제1순환펌프(151)가 배치되어 제2매체의 제1순환로(191) 내에서의 순환이 원활하게 이뤄지도록 할 수 있다.
제1순환로(191)는 제1열교환기(121)를 관통하는 데, 제1열교환기(121) 내에서 제2유로(182)와 열교환 가능하도록 배치된다. 따라서 제1열교환기(121) 내에서 제2유로(182) 내를 흐르는 제1매체와 제1순환로(191)의 제2매체가 열교환될 수 잇다. 제1열교환기(121) 내에서 열교환이 완료된 제2매체는 제1저장조(131)로 공급될 수 있다.
제1저장조(131)와 이격되어 팬코일유닛(133)이 배치되고, 제1저장조(131)와 팬코일유닛(133)과의 사이에 상기 제2매체가 흐르는 제3순환로(193)가 형성될 수 있다. 제3순환로(193) 중에는 제3순환펌프(153)가 배치되어 제2매체의 제3순환로(193) 내에서의 순환이 원활하게 이뤄지도록 할 수 있다.
제3순환로(193)는 팬코일유닛(133)을 관통하는 데, 팬을 가동함으로써 제3순환로(193)를 흐르는 제2매체의 냉기 또는 열기를 실내로 공급할 수 있다. 도 2에는 하나의 제3순환로(193) 및 팬코일유닛(133)을 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 제3순환로(193) 및 팬코일유닛(133)이 제1저장조(131)에 연결되도록 해, 복수의 장소를 냉난방할 수 있다.
상기 실시예는 이처럼 제1열교환기(121)를 흐르는 제1매체의 냉기 또는 열기를 그대로 실내로 전달하는 것이 아니라, 먼저 제2매체와 열교환하고, 열교환된 제2매체를 제1저장조(131)에 저장한 후, 제2매체의 냉기 또는 열기를 팬코일유닛(133)을 이용하여 실내로 전달한다. 따라서 상기 제1저장조(131)는 히트펌프(11)의 냉기 또는 열기를 일정 시간 저장할 수 있도록 단열 처리되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 실시예는 이처럼 제1저장조(131)가 냉기 또는 열기를 저장하도록 구비됨으로, 전력수요가 낮은 시간대에 히트펌프(11)를 가동하여 제1저장조(131)에 차가운 또는 뜨거운 제2매체를 저장하고, 전력수요가 높은 시간대에 제2매체의 냉기 또는 열기를 팬코일유닛(133)을 이용하여 실내로 전달하는 방식을 취할 수 있다. 따라서 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 각 개별장소의 냉난방 사용 전력량을 실시간 검침하여 각 장소의 에너지 사용량을 효율적으로 관리할 수 있으며, 개별 냉난방을 제2매체의 유량공급을 효율적으로 관리하여, 에너지를 절감할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제2유로(182)는 제1열교환기(121)를 거치고, 액분리기(134)를 지나 수액기(135)까지 연장될 수 있다. 제1열교환기(121)와 액분리기(134) 사이의 제2유로(182) 중에는 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체의 제2유로(182) 내에서의 역류를 방지할 수 있다.
수액기(135)에서 제1팽창밸브(141)까지 제1매체가 흐르는 제3유로(183)가 형성된다. 도면에 도시하지는 않았지만 상기 제3유로(183) 중에는 액라인필터 드라이어 및/또는 사이트그라스 등이 더 설치될 수 있다. 제1팽창밸브(141)에서 제1매체는 감압된다.
제1팽창밸브(141)에 이격되어 제2열교환기(122)가 위치하고, 제1팽창밸브(141)과 제2열교환기(122)의 사이에는 제1매체가 흐르는 제4유로(184)가 형성된다. 제4유로(184) 중에는 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체의 제4유로(184) 내에서의 역류를 방지할 수 있다.
제2열교환기(122)는 실외기가 될 수 있고, 이에 따라 제1매체가 외기와 열교환되도록 할 수 있다. 이 외에도 제2열교환기(122)는 지하에 매설되어 지열과 제1매체가 열교환되도록 하거나, 폐열과 열교환되는 것일 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제2열교환기(122)는 실외기로써 제1매체가 외기의 공기와 열교환하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제2열교환기(122)에서 전환밸브(163)까지 제1매체가 흐르는 제5유로(185)가 형성되고, 전환밸브(163)에서 압축기(111)까지 제1매체가 흐르는 제6유로(186)가 형성될 수 있다. 제6유로(186)는 액분리기(134)를 관통하도록 하여 압축기(111)로 유입되는 제1매체에 액체 성분이 포함되지 않도록 할 수 있다. 제6유로(186)에는, 예컨대 액분리기(134)와 압축기(111)와의 사이에 석션 스트레이너가 더 설치되어 압축기(111)로 유입되는 제1매체 중의 불순물 등을 걸러 낼 수 있다.
한편, 도 2에서 볼 수 있듯이, 제4유로(184)에서 제7유로(187)가 분기되어 제2유로(182)에 연결될 수 있다. 즉, 제7유로(187)의 일단이 제4유로(184)의 제1팽창밸브(141)과 체크밸브(161)의 사이에 연결되고, 제7유로(187)의 타단이 제2유로(182)의 제1열교환기(121)와 체크밸브(161) 사이 위치에 연결 될 수 있다.
또한, 제4유로(184)에서 제8유로(188)가 분기되어 제2유로(182)에 연결될 수 있다. 즉, 제8유로(188)의 일단이 제4유로(184)의 체크밸브(161)와 제2열교환기(122)의 사이에 연결되고, 제8유로(188)의 타단이 제2유로(182)의 체크밸브(161)와 액분리기(134) 사이 위치에 연결 될 수 있다.
제7유로(187) 중에 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체가 제1열교환기(121)의 방향으로만 흐르도록 유도한다. 제8유로(188) 중에 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체가 액분리기(134)의 방향으로 흐르도록 유도한다. 제7유로(187)와 제8유로(188)는 난방 모드에서는 제1매체가 흐르지 않고, 냉방 모드에서만 제1매체가 흐르도록 할 수 있다.
또한, 제1바이패스로(201)의 일단이 제3유로(183)에 연결되고, 타단이 제6유로(186)의 압축기(111)에 인접한 위치(예컨대 제6유로(186)의 압축기(111)와 액분리기(134) 사이 위치)에 연결될 수 있다.
제1바이패스로(201)에는 제4열교환기(124)가 설치된다. 제4열교환기(124)에는 제3유로(183)도 관통하도록 한다.
제1바이패스로(201)의 제3유로(183)와 연결된 일단과 상기 제4열교환기(124)의 사이에는 제2팽창밸브(142)가 설치된다. 따라서 제1바이패스로(201)를 흐르는 제1매체는 제2팽창밸브(142)를 거쳐 제4열교환기(124)에서 제3유로(183)의 제1매체가 서로 열교환할 수 있다. 제3유로(183)를 흐르는 제1매체는 제4열교환기(124)에서 열교환된 후, 제1팽창밸브(141)로 유입된다.
상기 제4열교환기(124)는 이코노마이저의 기능을 하게 되는 데, 제1팽창밸브(141)를 통과할 제1매체에 대하여 미리 열교환을 시켜 줌으로써 냉난방효율을 약 20~30% 증가시킬 수 있다.
히트펌프(11)의 난방 또는 냉방시에 각 작동방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 난방 모드를 설명한다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)를 통해 제3열교환기(123)로 흐르고, 제3열교환기(123)에서 제2저장조(132)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 뜨겁게 만든다. 이 제2매체는 제2저장조(132)에 저장된 후, 사용자에 의해 사용 되어질 수 있다.
제3열교환기(123)에서 나온 제1매체는 전환밸브(163)를 거쳐 제2유로(182)를 통해 제1열교환기(121)로 흐른다. 제1열교환기(121)에서 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 뜨겁게 만든다. 이 뜨거운 제2매체는 제3순환로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 열기를 제공한다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)의 체크밸브(161)를 거쳐 액분리기(134)로 유입되고, 액분리기(134)에서 나와 수액기(135)로 유입된다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제1팽창밸브(141)을 거친 후 제4유로(184)의 체크밸브(161)를 지나 제2열교환기(122)로 유입된다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제5유로(185)를 통해 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(111)로 유입된다.
이러한 난방 모드 운전 시에, 실외기가 되는 제2열교환기(122)의 제1매체 입출구, 예컨대 제4유로(184)와 제5유로(185)의 온도차를 체크하고, 차압센서(174)를 통해 제1매체의 제2열교환기(122)의 입출구에서의 압력차를 체크함으로써, 제2열교환기(122)에 발생할 수 있는 서리 및 결빙 문제를 사전에 감지할 수 있다. 제2열교환기(122)에 일정 정도 이상의 서리 및 결빙 문제가 발생할 경우 컨트롤러(20) 또는 서버 유닛(30)를 통해서 에서 제1매체를 압축기(111)로부터 역사이클로 운전시켜 고온의 제1매체 가스를 제2열교환기(122)에 공급하여 제상할 수 있다. 이에 따라 히트펌프의 난방효율을 최대한 효율적으로 관리할 수 있다. 이러한 관리는 제어부(17)에서 자동으로 관리되도록 할 수 있다.
제어부(17)는 압축기(111) 입구측 냉매온도를 관리하여, 히트펌프(11)에 설치된 팬들의 동작과 멈춤을 자동적으로 제어하고, 불필요한 팬의 가동시간을 관리하여 전기사용량을 효율적으로 관리할 수 있다.
다음으로 냉방 모드를 설명한다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)를 통해 제3열교환기(123)로 흐르고, 제3열교환기(123)에서 제2저장조(132)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 뜨겁게 만든다. 이 제2매체는 제2저장조(132)에 저장된 후, 사용자에 의해 사용 되어질 수 있다.
제3열교환기(123)에서 나온 제1매체는 전환밸브(163)를 거쳐 제5유로(185)를 통해 제2열교환기(122)로 흐른다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제4유로(184)를 거쳐 제8유로(188)로 유입된다. 제8유로(188)의 체크밸브(161)를 거친 후 제2유로(182)에 합류하여 액분리기(134)를 통과한다. 액분리기(134)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)를 통해 수액기(135)로 유입되고, 제1팽창밸브(141)을 지나 제7유로(187)르 거쳐 제1열교환기(121)로 유입된다.
제1열교환기(121)에서 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 차갑게 만든다. 이 차가운 제2매체는 제3순환로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 냉기를 제공한다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)를 거쳐 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(111)로 유입된다.
히트펌프유닛(10)은 히트펌프(11)의 각 구성의 상태를 측정하기 위해서 다양한 센서부를 구비할 수 있다.
제1온도 센싱부(12)는 제1열교환기(121)의 입구의 온도(이하 제1온도) 및 제1열교환기(121)의 출구의 온도(이하 제2온도)를 측정할 수 있다. 상기 제1온도 및 상기 제2온도는 제1매체 또는 제2매체 중 어느 하나의 매체를 기준으로 입구와 출구의 온도를 측정할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2매체의 온도변화를 측정하며, 따라서 제2매체가 제1열교환기(121)를 통과하기 전의 입구에서의 온도를 제1온도라고 하고 제2매체가 제1열교환기(121)를 통과한 후의 출구에서의 온도를 제2온도라고 한다.
제1열교환기(121)는 히트펌프(11)가 난방모드 시에는 응축기의 역할을 하고 히트펌프(11)가 냉방모드 시에는 증발기의 역할을 한다. 히트펌프(11)가 난방모드 시에는 응축기를 통해서 제1매체에서 제2매체로 열이 전달된 열교환량이 히트펌프(11)의 성능을 결정한다. 또한, 히트펌프(11)가 냉방모드 시에는 응축기를 통해서 제2매체에서 제1매체로 열이 전달된 열교환량이 히트펌프(11)의 성능을 결정한다. 따라서 제1열교환기(121)의 통과 전과 통과 후의 제2매체의 온도변화량으로 히트펌프(11)의 성능을 비교할 수 있다.
제2온도 센싱부(13)는 압축기(111)의 입구에서의 제1매체의 온도(이하 제3온도) 및 압축기(111)의 출구에서의 제1매체의 온도(이하 제4온도)를 측정할 수 있다. 압축기(111)는 제1매체를 압축하여 고온 및 고압의 상태를 형성한다. 따라서 압축기(111)는 히트펌프(11)에서 제1매체를 순환시키기 위한 필수적 구성요소이므로 입출구의 온도를 센싱하여 히트펌프(11)의 관리를 효율적을 수행 할 수 있다.
또한, 압축기(111)는 냉난방 시스템(1000)에서 큰 동력을 소비한다. 따라서, 압축기(111)의 입구와 압축기(111)의 출구에서의 제1매체의 온도를 측정하고 온도를 변경하여 전력 소비량을 변경할 수 있다. 즉, 제3온도 또는 제4온도를 조절함으로써 냉난방 시스템(1000)에서의 열전달량을 조절할 수 있다.
제3온도 센싱부(14)는 제2열교환기(122)의 입구의 온도(이하 제5온도) 및 제2열교환기(122)의 출구의 온도(이하 제6온도)를 측정할 수 있다. 상기 제5온도 및 상기 제6온도는 제1매체 또는 제1매체와 열교환하는 외기 중 어느 하나의 매체를 기준으로 입구와 출구의 온도를 측정할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1매체의 온도변화를 측정하며, 따라서 제1매체가 제2열교환기(122)를 통과하기 전의 입구에서의 온도를 제5온도라고 하고 제1매체가 제2열교환기(122)를 통과한 후의 출구에서의 온도를 제6온도라고 한다.
제2열교환기(122)는 외부의 공기와 접촉하므로 난방 모드 시에 제2열교환기(122) 표면에 적상현상이 발생할 수 있다. 따라서, 제5온도 및 제6온도를 측정하여 적상현상을 예방하거나 적상 발생시 즉시 제상 할 수 있다.
이상 설명한 실시예에 따른 히트펌프유닛(10)에는 이 외에도 다양한 센서들이 더 설치될 수 있다.
제2순환로(192)의 제3열교환기(123)에의 입출구에 제4온도 센싱부(18)가 설치될 수 있다. 이 외에도 제1저장조(131) 내에 온도센서(18a)가 설치되거나 제2저장조(132) 내에 온도센서(18b)가 설치되어 제2매체의 온도를 측정할 수 있다.
제1순환로(191)에는 플로스우치(172)가 설치되어 제2매체의 제1순환로(191) 내에서의 흐름을 조절하거나 확인할 수 있다.
또 압축기(111)의 출구 및 입구에는 압력 센서(173)를 설치하여 압축기(111)를 유출입하는 제1매체의 압력을 체크할 수 있다. 그리고 제2열교환기(122) 내에는 차압센서(174)를 설치하여 제2열교환기(122)로 유입 및 유출되는 제1매체의 압력 차이를 체크할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 제1통신모듈부(15)는 컨트롤러(20)와 통신할 수 있도록 연결되며, 서로 신호를 송수신할 수 있다. 제1통신모듈부(15)는, 상기 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도를 설정하기 위해서 컨트롤러(20)의 입력부(21)에 입력되어 제2통신모듈부(23)에서 발신한 상기 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하는 신호인 제1신호를 수신할 수 있다. 제1통신모듈부(15)는 상기 제1신호를 제어부(17)에 전송하고, 제어부(17)는 압축기 또는 상기 제1내지 제4열교환기의 작동을 조절하여 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도를 변경할 수 있다.
제1통신모듈부(15)는 제어부(17)로부터 냉난방 시스템(1000) 작동 중의 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도의 정보에 관한 신호인 제2신호를 전달받을 수 있다. 제1통신모듈부(15)는 상기 제2신호를 컨트롤러(20)의 제2통신모듈부(23)에 전송할 수 있다. 컨트롤러(20)는 제2통신모듈부(23)로부터 상기 제2신호를 전달받아 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도의 정보를 모니터(24)에 표시하거나, 서버 유닛(30)으로 송신하여 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도의 정보를 데이터화 하여 저장부(32)에 저장할 수 있다.
표시부(16)는 제어부(17)와 연결되어 제1내지 제6온도에 관한 정보를 포함한 정보를 외부에서 볼 수 있도록 표시할 수 있다. 또한, 제어부(17)에서 생성한 제1내지 제4정보에 관한 신호를 표시하여 냉난방 시스템(1000)의 효율에 관한 정보를 나타낼 수 있다. 상기 제1내지 제4정보는 냉난방 시스템(1000)의 상태에 관한 정보로 상세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 표시부(16)는 터치스크린의 형태로 제작되어 사용자가 직접 제1내지 제6온도 중 적어도 하나의 온도를 설정할 수 있다. 사용자가 입력한 신호는 제어부(17)를 통하여 히트펌프(11)에 전달되어 압축기(111) 또는 제1내지 제4열교환기(124)의 작동을 조절하여 설정온도를 변환할 수 있다.
제어부(17)는 제1온도 센싱부(12), 제2온도 센싱부(13), 제3온도 센싱부(14), 제1통신모듈부(15) 및 표시부(16)와 전기적 신호로 연결될 수 있다.
제어부(17)는 제1온도 및 제2온도의 정보를 입력받아 열교환량을 산출하여 냉난방 시스템(1000)의 제1성적계수(Coefficient of performance, COP)를 측정할 수 있다. 상기 제1성적계수와 기 설정된 제2성적계수 또는 제3성적계수와 비교하여 냉난방 시스템(1000)의 성능에 대한 정보를 신호로 생성할 수 있다. 상기 제2성적계수 및 제3성적계수의 정의 및 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
히트펌프유닛(10)은 복수개로 배치될 수 있다. 이때 컨트롤러(20)는 각 히트펌프유닛(10)을 동시에 컨트롤 할 수 있다. 또한, 컨트롤러(20)는 각 히트펌프유닛(10)의 각 제1통신모듈부(15)를 통해서 각 히트펌프유닛(10)을 개별적으로 제어할 수 있다.
컨트롤러(20)는 히트펌프유닛(10)과 유선 또는 무선으로 연결되며 히트펌프유닛(10)을 컨트롤할 수 있는 장치로써 특정 장치에 한정되지 않는다. 예로써, 컨트롤러(20)는 컴퓨터, 휴대전화, 리모컨, 룸콘 중 어느 하나의 형태일 수 있다.
컨트롤러(20)는 사용자가 제1내지 제6온도 중 어느 하나의 온도를 변경하도록 입력하는 입력부(21)와, 입력 정보를 제1통신모듈부(15)로 전송하기 위해서 제1신호로 변환하는 신호변환부(22)와, 제1통신모듈부(15)와 통신할 수 있도록 연결된 제2통신모듈부(23)를 구비할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 사용자가 제1내지 제6온도 중 어느 하나의 온도에 관한 정보를 제2통신모듈부(23)를 통해 전송받고, 그 뒤 신호변환부(22)에서 제2통신모듈부(23)에서 전송받은 제1내지 제6온도 중 어느 하나의 온도에 관한 정보에 관한 신호를 제1내지 제6온도 중 어느 하나의 온도에 관한 정보를 디스플레이에 나타내기 위한 표시 신호로 변환하여 모니터(24)에 제공할 수 있다.
서버 유닛(30)은 컨트롤러(20)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 컨트롤러(20)로부터 제1내지 제6온도에 관한 정보를 신호로 제3통신모듈부(31)에서 수신하여 이를 데이터화 하여 저장부(32)에 저장할 수 있다.
저장부(32)에 저장된 데이터를 토대로 각 온도에 대응하는 냉난방 시스템(1000)의 최적의 조건을 산출할 수 있다. 상기 산출된 온도 조건을 히트펌프유닛(10)에 입력하여 냉난방 시스템(1000)의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도1의 냉난방 시스템(1000) 작동방법의 일 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 성능저하여부를 판단할 수 있다.
냉난방 시스템(1000) 작동방법의 일 실시예는 제1열교환기(121)의 입구에서의 제2매체의 온도인 제1온도 및 제1열교환기(121)의 출구에서의 제2매체의 온도인 제2온도를 측정하고, 냉난방 시스템(1000)이 사용한 소비전력량을 측정하는 단계(S10)와, 상기 제1온도 및 상기 제2온도로부터 제2매체의 열교환량을 산출하는 단계(S20)와, 상기 열교환량과 상기 소비전력량으로부터 냉난방 시스템(1000)의 제1성적계수를 산출하는 단계(S30)와, 상기 제1성적계수가 기 설정된 제2성적계수와 비교하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
제1온도, 제2온도 및 소비전력량을 측정하는 단계(S10)는 제1온도 센싱부(12)에서 제1온도 및 제2온도를 측정하여 이에 대한 정보를 제어부(17)로 전달할 수 있다. 또한 냉난방 시스템(1000)의 시간당 소비전력량을 전력계기판(미도시)에서 측정하여 제어부(17)로 전달할 수 있다.
제2매체의 열교환량을 산출하는 단계(S20)는 제어부(17)에서 수행될 수 있다. 제1온도와 제2온도의 차이와 제2매체의 제1열교환기(121) 내부에서의 정압열용량(Heat capacity at constant pressure)을 이용하여 산출할 수 있다.
또한, 제1열교환기(121)의 출입구에 설치된 압력센서부(미도시)를 통해 압력을 측정하고, 제2매체의 제1열교환기(121) 입구압력에서의 제1온도 상태의 제1엔탈피와 제2매체의 제1열교환기(121) 출구압력에서의 제2온도 상태의 제2엔탈피의 차이를 이용하여 제2매체의 열교환량을 산출할 수 있다.
제1성적계수 산출단계(S30)는 제어부(17)에서 냉난방 시스템(1000)의 냉난방 능력을 소비전력으로 나누어 산출될 수 있다. 성적계수(COP)는 냉난방시 필요한 소비전력의 이용 효율을 나타내는 지표로, 1kw전력의 입력으로 시스템이 얻을 수 있는 열량(kcal/h)을 나타낸다.
제1성적계수와 기 설정된 제2성적계수를 비교하는 단계(S40)는 상기 산출된 제1성적계수와 이미 설정된 제2성적계수를 비교하여 냉난방 시스템(1000)의 성능저하여부를 비교할 수 있다.
제2성적계수는 제1성적계수와 비교를 위해 임의로 지정한 값으로서, 사용자에 의해 지정되거나, 서버 유닛(30)의 데이터를 통해 산출되어 제1통신모듈부(15)를 통해 제어부(17)로 입력된 최적 효율일 수 있다. 또한, 냉난방 시스템(1000)의 오차범위를 고려하여 최적효율에서 오차범위를 뺀 값 일수 있다.
냉난방 시스템(1000) 작동방법의 일 실시예는 상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작으면 냉난방 시스템(1000)의 성능이 감소되었다는 제1정보를 상기 냉난방 시스템에 표시하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다.
제1정보를 냉난방 시스템(1000)에 표시하는 단계(S60)는 사용자가 냉난방 시스템의 성능저하 여부를 확인할 수 있다. 상세하게, 제1성적계수가 제2성적계수보다 작으면 이는 냉난방 시스템(1000)의 성능이 저하된 상태에서 냉난방 시스템(1000)이 가동되는 것이다. 따라서 냉난방 시스템(1000)의 성능이 저하된 상태라는 제1정보를 사용자가 인지할 필요가 있다.
제어부(17)는 상기 제1정보에 관한 신호를 생성한다. 제어부(17)는 생성된 상기 신호를 표시부(16)로 전달하여 각 히트펌프유닛(10)의 표시부(16)에서 제1정보가 표시될 수 있다.
또한, 제어부(17)는 생성된 상기 제1정보에 관한 신호를 제1통신모듈부(15)로 전달하고, 제1통신모듈부(15)는 수신한 상기 제1정보에 관한 신호를 제2통신모듈부(23)를 통해서 컨트롤러(20) 송신할 수 있다. 이때, 컨트롤러(20)는 신호변환부(22)에서 수신한 상기 제1정보에 관한 신호를 제1정보에 관한 표시 신호로 변환하여 모니터(24)에서 제1정보를 표시할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 제1정보에 관한 신호를 서버 유닛(30)에 전송하여 서버 유닛(30)의 저장부(32)에 제1정보를 데이터화하여 저장할 수 있다.
제1성적계수가 제2성적계수보다 크거나 같으면 냉난방 시스템(1000)은 정상작동을 하고 있으므로 운전상태를 유지하는 단계(S50)를 수행한다.
상기와 같은 냉난방 시스템(1000) 작동방법을 통해서 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 성능 저하 여부를 효과적으로 피드백 할 수 있다. 즉, 냉난방 시스템(1000)의 성능이 저하되면 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 온도 또는 압력설정을 변화하여 성능을 향상시키거나, 냉난방 시스템(1000)을 수리하여 냉난방 시스템(1000)의 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 냉난방 시스템(1000) 작동방법의 다른 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 고장진단과 성능저하 진단을 구분하여 판단할 수 있다. 냉난방 시스템(1000) 작동방법의 다른 실시예는 제1온도, 제2온도 및 소비전력량을 측정하는 단계(S10)와, 제2매체의 열교환량을 산출하는 단계(S20)와, 제1성적계수 산출단계(S30)와, 제1성적계수와 기 설정된 제2성적계수를 비교하는 단계(S40)와, 제1성적계수와 기 설정된 제3성적계수를 비교하는 단계(S41)를 포함할 수 있다. 다만, S10 및 S20 단계는 상기 서술한 일 실시예와 동일하고 제1성적계수와 기 설정된 제2성적계수를 비교하는 단계(S40)와 제1성적계수와 기 설정된 제3성적계수를 비교하는 단계(S41)가 특징적으로 달라질 수 있다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 그 설명이 없는 부분은 상기 서술한 설명을 원용하도록 하고 자세한 설명은 생략한다.
제1성적계수와 기 설정된 제2성적계수를 비교하는 단계(S40)는 상기 산출된 제1성적계수와 이미 설정된 제2성적계수를 비교하여 냉난방 시스템(1000)의 성능저하여부를 비교할 수 있다.
제2성적계수는 제1성적계수와 비교를 위해 임의로 지정한 값으로서, 사용자에 의해 지정되거나, 서버 유닛(30)의 데이터를 통해 산출된 최적 효율일 수 있다. 또한, 냉난방 시스템(1000)의 오차범위를 고려하여 최적효율에서 오차범위를 뺀 값 일수 있다.
제1성적계수와 기 설정된 제3성적계수를 비교하는 단계(S41)를 통해서 냉난방 시스템(1000)의 고장여부를 비교할 수 있다.
제3성적계수는 제2성적계수보다 낮은 수치를 가지고 제1성적계수와 비교를 위해 임의로 지정한 값이다. 제3성적계수는 냉난방 시스템(1000)을 작동시킬 수 있는 최대 성적계수이다. 즉, 제1성적계수가 제3성적계수보다 적으면 냉난방 시스템(1000)은 고장상태이므로 수리가 필요하다.
제1성적계수가 제2성적계수와 같거나 제2성적계수보다 크면 냉난방 시스템(1000)은 정상 작동을 하고 있으므로 작동이 유지된다.(S50)
제1성적계수가 제2성적계수보다 작고, 제3성적계수 이상이면 냉난방 시스템(1000)은 운전은 가능하나 성능이 저하된 상태로, 이에 대한 정보를 냉난방 시스템(1000)에 표시하는 단계(S60)를 수행한다. 냉난방 시스템(1000)은 잠재적인 고장의 위험성을 가지고 있으므로 냉난방 시스템(1000)이 고장되기 전에 수리를 해야 할 필요가 있다. 즉, 냉난방 시스템(1000)은 비포 서비스(Before service, BS)가 필요하므로 사용자가 이에 대한 정보인 제2정보를 인지할 필요가 있다.
제어부(17)는 상기 제2정보에 관한 신호를 생성한다. 제어부(17)는 생성된 상기 제2정보에 관한 신호를 표시부(16)로 전달하여 각 히트펌프유닛(10)에서 제2정보를 표시될 수 있다.
또한, 제어부(17)는 생성된 상기 제2정보에 관한 신호를 제1통신모듈부(15)로 전달하고, 제1통신모듈부(15)는 수신한 상기 제2정보에 관한 신호를 제2통신모듈부(23)를 통해서 컨트롤러(20)로 송신할 수 있다. 이때, 컨트롤러(20)는 신호변환부(22)에서 수신한 제2정보에 관한 신호를 제2정보에 관한 표시 신호로 변환하여 모니터(24)에서 제2정보를 표시할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 제2정보에 관한 신호를 서버 유닛(30)의 제3통신모듈부(31)에 전송하여 서버 유닛(30)의 저장부(32)에 제2정보를 데이터화하여 저장할 수 있다.
제1성적계수가 제3성적계수보다 작으면, 냉난방 시스템(1000)은 고장상태에 있으므로 냉난방 시스템(1000)은 수리가 필요하다. 즉, 냉난방 시스템(1000)은 에프터 서비스(After service, AS)가 필요하므로 사용자가 이에 대한 정보인 제3정보를 인지할 필요가 있다.
제어부(17)는 상기 제3정보에 관한 신호를 생성한다. 제어부(17)는 생성된 상기 제3정보에 관한 신호를 표시부(16)로 전달하여 각 히트펌프유닛(10)에서 제3정보를 표시될 수 있다.
또한, 제어부(17)는 생성된 제3정보에 관한 신호를 제1통신모듈부(15)로 전달하고, 제1통신모듈부(15)는 수신한 상기 제3정보에 관한 신호를 제2통신모듈부(23)를 통해서 컨트롤러(20) 송신할 수 있다. 이때, 컨트롤러(20)는 신호변환부(22)에서 수신한 상기 제3정보에 관한 신호를 제3정보에 관한 표시 신호로 변환하여 모니터(24)에서 제3정보를 표시할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 제3정보에 관한 신호를 서버 유닛(30)의 제3통신모듈부(31)에 전송하여 서버 유닛(30)의 저장부(32)에 제3정보를 데이터화하여 저장할 수 있다.
상기와 같은 냉난방 시스템(1000) 작동방법을 통해서 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 성능 저하 여부를 효과적으로 피드백 할 수 있다. 먼저 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 성능저하와 고장을 구분할 수 있다. 사용자는 각각의 케이스에 대응방안을 다르게 하여 냉난방 시스템(1000)을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 5는 도 1의 냉난방 시스템(1000)의 작동방법의 또 다른 실시예를 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 사용자는 냉난방 시스템(1000)의 제2열교환기(122)가 제상이 필요하다는 정보를 인지할 수 있다.
냉난방 시스템(1000)의 작동방법의 또 다른 실시예는 제1매체가 제2열교환기(122)로 유입하는 온도인 제5온도와 제1매체가 제2열교환기(122)에서 토출되는 온도인 제6온도를 측정하고, 외기가 적상되는 온도를 측정하는 단계(S100)와, 상기 제5온도 또는 상기 제6온도와 외기가 적상되는 온도를 비교하는 단계(S200)와, 상기 제5온도 또는 상기 제6온도가 외기가 적상되는 온도보다 낮으면 제2열교환기(122)에 제상이 필요하다는 제4정보를 냉난방 시스템(1000)에 표시하는 단계(S300)를 포함한다.
제5온도, 제6온도, 외기가 적상되는 온도를 측정하는 단계(S100)는 제3온도 센싱부(14)를 통해서 제5온도와 제6온도를 측정할 수 있다. 또한 외기의 온도, 압력, 습도를 측정하여 외기가 적상되는 온도를 찾을 수 있다.
제5온도 또는 제6온도와 외기가 적상되는 온도를 비교하는 단계(S200)는 제어부(17)에서 제5온도 또는 제6온도와 외기가 적상되는 온도를 비교하여 제2열교환기(122)에 적상이 발생 가능한지 비교할 수 있다.
제4정보 표시단계(S400)에서는 제5온도 또는 상기 제6온도가 외기가 적상되는 온도보다 낮으면 제1열교환기(121)에 제상이 필요하다는 제4정보를 냉난방 시스템(1000)에 표시한다.
제어부(17)는 상기 제4정보에 관한 신호를 생성한다. 제어부(17)는 생성된 상기 신호를 표시부(16)로 전달하여 각 히트펌프유닛(10)에서 제4정보를 표시될 수 있다.
또한, 제어부(17)는 생성된 상기 제4정보에 관한 신호를 제1통신모듈부(15)로 전달하고, 제1통신모듈부(15)는 수신한 상기 제4정보에 관한 신호를 제2통신모듈부(23)를 통해서 컨트롤러(20) 송신할 수 있다. 이때, 컨트롤러(20)는 신호변환부(22)에서 수신한 상기 제4정보에 관한 신호를 제4정보에 관한 표시 신호로 변환하여 모니터(24)에서 제4정보를 표시할 수 있다.
또한, 컨트롤러(20)는 제4정보에 관한 신호를 서버 유닛(30)의 제3통신모듈부(31)에 전송하여 서버 유닛(30)의 저장부(32)에 제4정보를 데이터화하여 저장할 수 있다.
제2열교환기(122)는 냉난방 시스템(1000)이 난방 모드일 때 증발기의 역할을 한다. 외기에서 열을 흡수하기 위해서 제2열교환기(122)는 외기의 온도보다 낮아야 하므로 열을 흡수하는 과정에서 적상현상이 발생할 수 있다. 제2열교환기(122)에 적상 현상이 발생하면 열전달률이 낮아지므로 냉난방 시스템(1000)의 효율이 저하된다. 따라서 사용자가 제상이 필요한 시기에 대한 정보를 획득하는 것이 냉난방 시스템(1000)의 유지 및 보수의 측면에서 중요하다.
상기와 같은 냉난방 시스템(1000) 작동방법을 통해서 사용자는 냉난방 시스템(1000)이 난방으로 작동시에 제상이 필요한 시기의 정보를 효과적으로 획득할 수 있다. 사용자는 제4정보를 토대로 시기 적절하게 냉난방 시스템(1000)에 제상을 하여 냉난방 시스템(1000)을 효과적으로 유지 및 보수 할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
10: 히트펌프유닛 11: 히트펌프
12: 제1온도 센싱부 13: 제2온도 센싱부
14: 제3온도 센싱부 15: 제1통신모듈부
16: 표시부 17: 제어부
20: 컨트롤러 21: 입력부
22: 신호변환부 23: 제2통신모듈부
24: 모니터 30: 서버 유닛
32: 저장부 1000: 냉난방 시스템

Claims (10)

  1. 내부를 순환하는 제1매체를 압축시키는 압축기와, 상기 제1매체와 다른 제2매체를 상기 제1매체와 열 교환시키는 제1열교환기를 구비하는 히트펌프;
    상기 제2매체가 유입되는 상기 제1열교환기의 입구에서의 상기 제2매체의 온도인 제1온도 및 상기 제2매체가 토출되는 상기 제1열교환기의 출구에서의 상기 제2매체의 온도인 제2온도를 측정하는 제1온도 센싱부;
    상기 제1매체가 유입되는 상기 압축기의 입구에서의 상기 제1매체의 온도인 제3온도 및 상기 제1매체가 토출되는 상기 압축기의 출구의 상기 제1매체의 온도인 제4온도를 측정하는 제2온도 센싱부;
    상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 설정하기 위해 상기 히트펌프의 외부에서 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하는 신호인 제1신호를 수신하는 제1통신모듈부;
    상기 제1내지 제4온도를 표시하는 표시부; 및
    상기 히트펌프 및 상기 제1통신모듈부와 연결되며, 상기 제1통신모듈부로부터 상기 제1신호를 전송받아 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도를 변환하고, 상기 제1온도와 상기 제2온도를 이용하여 작동중인 상기 히트펌프의 제1성적계수를 계산하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    기 설정된 제2성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하고, 상기 제2성적계수의 값보다 작은 기설정된 제3성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하며,
    상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작고 상기 제3성적계수 이상이면, 상기 히트펌프의 성능이 저하된 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하고,
    상기 제1성적계수가 상기 제3성적계수보다 작으면, 상기 히트펌프가 고장 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하는, 냉난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1신호를 생성하기 위해 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나 이상의 온도를 입력하는 입력부;
    상기 입력부에서 입력된 정보를 상기 제1신호로 변환하는 신호 변환부;
    상기 신호 변환부와 연결되어 상기 제1신호를 상기 제1통신모듈부로 전송하거나, 상기 제1통신모듈부에서 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도 정보에 관한 신호를 수신하는 제2 통신모듈부;를 포함하는 컨트롤러 장치;를 더 포함하는, 냉난방 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2통신모듈부와 연결되어 상기 제1 내지 제4온도 중 적어도 하나의 온도의 정보에 관한 신호를 제2통신모듈부로부터 수신하는 제3통신모듈부; 및
    상기 제3통신모듈부와 연결되어 상기 압축기의 입구 또는 상기 압축기의 출구의 온도와 상기 제1열교환기의 입구 또는 상기 제1열교환기의 출구의 온도에 관한 정보를 저장하는 저장부;를 구비하는 서버 유닛;을 더 포함하는, 냉난방 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 히트펌프는 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제1매체가 순환하여 외부의 대기와 열교환하는 제2열교환기를 더 구비하고,
    상기 제1매체가 유입되는 상기 제2열교환기의 입구에서의 상기 제1매체의 온도인 제5온도 및 상기 제1매체가 토출되는 상기 제2열교환기의 출구에서의 상기 제1매체의 온도인 제6온도를 측정하는 제3온도 센싱부;를 더 포함하는, 냉난방 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3온도 센싱부와 연결되고, 상기 제5온도 및 상기 제6온도 중 적어도 어느 하나의 온도가 기 측정된 상기 히트펌프 외부의 대기가 적상되는 온도보다 낮으면 상기 표시부에 상기 제2열교환기가 제상이 필요하다는 제4정보를 표시하도록 상기 제4정보에 관한 신호를 생성하는, 냉난방 시스템.
  10. 내부를 순환하는 제1매체를 압축시키는 압축기와, 상기 제1매체와 다른 제2매체를 상기 제1매체와 열 교환시키는 제1열교환기를 가지는 히트펌프를 구비하는 냉난방 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 제1열교환기에서의 상기 제2매체의 열교환량과 상기 히트펌프의 소비전력을 측정하여 상기 히트펌프의 제1성적계수를 계산하는 단계;
    기 설정된 제2성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하고, 상기 제2성적계수의 값보다 작은 기 설정된 제3성적계수와 상기 제1성적계수를 비교하는 단계; 및
    상기 제1성적계수가 상기 제2성적계수보다 작고, 상기 제3성적계수 이상이면, 상기 히트펌프의 성능이 저하된 상태임을 나타내는 정보를 표시부에 표시하고, 상기 제1성적계수가 상기 제3성적계수보다 작으면, 상기 히트펌프가 고장 상태임을 나타내는 정보를 상기 표시부에 표시하는 단계;를 포함하는, 냉난방 시스템의 제어방법.
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