KR101626675B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기 및 증발기를 구비하는 실외기; 상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서; 상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부; 상기 증발기의 증발압력을 감지하는 저압 센서; 및 상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서로부터 인식된 이슬점에 관한 정보 및 상기 저압 센서로부터 인식된 증발압력에 관한 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 설정된 기준저압 이상인지 여부에 따라, 상기 압축기의 우전주파수를 가변하여, 상기 증발기의 착상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{An air conditioning system and a method for controlling the same}
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기 조화기(1)에는, 실내공간의 설정온도를 입력하는 설정온도 입력부(2)와, 실내공간의 온도를 감지하는 실내온도 센서(3) 및 상기 설정온도 입력부(2)와 실내온도 센서(3)에서 감지된 온도정보에 기초하여 압축기(4), 실외 팬(5) 및 실내 팬(6)의 작동을 제어하는 제어부(7)가 포함된다.
상기 설정온도 입력부(2), 실내온도 센서(3) 및 실내 팬(6)은 실내기에 구비되며, 상기 압축기(4) 및 실외 팬(5)은 실외기에 구비될 수 있다.
일례로, 공기 조화기(1)의 난방운전시, 상기 실내온도 센서(3)에서 감지된 온도값이 상기 설정온도 입력부(2)를 통하여 입력된 설정 온도값보다 낮은 경우 상기 제어부(7)는 상기 압축기(4), 실외 팬(5) 및 실내 팬(6)을 작동할 수 있다. 이러한 작동은, 실내공간의 온도가 상기 설정 온도값에 도달할 때까지 계속될 수 있다.
한편, 종래의 공기 조화기가 난방운전을 하는 경우, 상대적으로 낮은 외기온도에 의하여 실외 열교환기, 즉 증발기의 표면에 착상이 이루어진다. 상세히, 상기 증발기가 외기로부터 흡열하기 위하여, 상기 증발기의 표면온도 또는 상기 증발기를 유동하는 냉매온도는 외기온도보다 낮게 형성되어야 한다.
이 때, 상기 증발기의 표면온도가 이슬점 온도 이하로 저하되면 상기 증발기의 표면에 응축수가 생성되며, 상기 증발기의 표면온도가 영하의 온도로 저하되면 상기 응축수가 결빙되어 상기 증발기의 표면에 착상이 이루어진다.
그리고, 상기 증발기 표면의 착상량은 외기의 습도에 의하여 많은 영향을 받는다. 즉, 외기의 습도가 높을수록 착상량이 증가하게 된다.
이러한 증발기의 착상을 제거하기 위하여, 공기 조화기는 제상운전, 즉 역 사이클 운전을 수행하며, 이 때 난방운전은 제한된다. 따라서, 상기 제상운전의 횟수 또는 시간이 길어질수록 난방성능이 저하된다. 따라서, 상기 제상운전은 가능하면 적게 수행하는 것이 좋다.
그러나, 종래의 공기 조화기에 의하면, 상기 제상운전을 소정의 시간주기에 따라 수행할 뿐 착상에 영향을 미칠 수 있는 외기의 습도조건을 고려하지 않는 문제점이 있었다. 결국, 외기습도가 높거나 낮음에 관계없이, 일괄적으로 제상운전을 수행함으로써, 제상효율 및 난방효율을 최적화 할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 착상을 회피하고 난방성능을 개선할 수 있는 공기 조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기 및 증발기를 구비하는 실외기; 상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서; 상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부; 상기 증발기의 증발압력을 감지하는 저압 센서; 및 상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서로부터 인식된 이슬점에 관한 정보 및 상기 저압 센서로부터 인식된 증발압력에 관한 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 설정된 기준저압 이상인지 여부에 따라, 상기 압축기의 우전주파수를 가변하여, 상기 증발기의 착상을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외온도 센서, 실외습도 인식부 및 상기 저압 센서에서 감지된 값에 따라, 상기 압축기의 운전주파수를 가변하는 매핑 정보가 저장되는 메모리부가 더 포함된다.
또한, 상기 메모리부에는 상기 기준저압에 관한 정보가 저장되며, 상기 기준저압에는, 상기 압축기의 운전주파수의 가변모드 수행을 시작할 지 또는 중단할 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 3 기준저압이 포함된다.
또한, 상기 메모리부에는 상기 기준저압에 관한 정보가 저장되며, 상기 기준저압에는, 상기 압축기의 운전주파수의 가변모드를 수행하는 상태에서, 상기 압축기의 운전주파수를 낮출 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 1 기준저압; 및 상기 압축기의 운전주파수를 높일 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 2 기준저압이 포함된다.
또한, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 상기 제 1 기준저압보다 낮으면, 상기 압축기의 운전주파수를 제 1 설정압력만큼 낮추도록, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 상기 제 1 기준저압 이상, 상기 제 2 기준저압 이하이면, 상기 압축기의 운전주파수를 유지하도록, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 상기 제 2 기준저압 이상, 상기 제 3 기준저압 이하이면, 상기 압축기의 운전주파수를 증가하도록, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 증발압력이 상기 제 3 기준저압 이상이면, 상기 압축기의 운전주파수의 가변모드 수행을 중단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외습도 인식부는, 실외습도 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메모리부에는, 상기 실외습도 정보에 따라, 상기 압축기의 운전주파수의 증가속도 값을 매핑한 정보가 더 저장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외습도 인식부는, 서버로부터 실외 습도정보를 수신하는 통신부인 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 냉동 사이클이 순환하는 공기 조화기의 운전명령이 입력되는 단계; 실외 공간의 실외 온도 및 실외 습도와, 상기 냉동 사이클의 저압에 관한 정보가 인식되는 단계; 상기 냉동 사이클의 저압이 기준저압 보다 큰지 여부에 따라서, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 변경시키는 가변모드를 수행할 지 여부가 결정되는 단계; 및 상기 가변모드가 수행되면, 상기 냉동 사이클의 저압의 범위에 따라, 압축기의 운전주파수를 변경시키는 단계가 포함된다.
또한, 상기 냉동 사이클의 저압이 상기 기준저압보다 큰 것으로 인식되면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 일정하게 유지시키는 정상 모드를 수행하며, 상기 기준저압보다 작은 것으로 인식되면, 상기 가변모드를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉동 사이클의 저압이, 상기 기준저압보다 낮은 제 1 기준저압 이하이면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 하강시키기 위하여 상기 압축기의 운전주파수를 낮추는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉동 사이클의 저압이, 상기 제 1 기준저압보다 큰 제 2 기준저압 이상이면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 상승시키기 위하여 상기 압축기의 운전주파수를 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외습도가 높을수록 상기 압축기의 운전주파수의 증가속도를 낮추도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기 조화기에 의하면, 실외온도 및 실외습도 정보를 이용하여 맞춤형 난방운전이 가능하다는 장점이 있다.
특히, 실외습도가 낮은 경우에는 이슬점 온도가 낮게 형성되므로 설정된 목표고압을 유지하여 난방성능을 개선할 수 있다. 그리고, 실외습도가 높은 경우에는 이슬점 온도가 높게 형성되므로 상기 목표고압을 상대적으로 낮추고 증발온도(또는 저압)을 상승시킴으로써 착상 가능성을 낮추고 착상량을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
또한, 실외습도가 높은 경우, 압축기가 기동하여 목표 주파수를 향하여 증가하는 운전 주파수의 상승속도를 상대적으로 낮게 조절함으로써, 압축기의 운전주파수의 급작스런 증가에 따른 과도한 저압의 하락을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 실외기에 습도센서를 장착하지 않더라도, 외부 서버로부터 습도 정보를 획득하여 공기 조화기의 제어에 활용할 수 있으므로, 습도센서에 의한 고장 발생염려가 적고 비용이 절감되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 실외온도별, 실외습도의 증가에 따라 이슬점 온도가 상승하는 모습을 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 실외습도의 증가에 따라 증발압력(저압)을 상승시키는 제어모습을 보여주는 그래프이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 제어방법에 관한 일 실시예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 실외습도의 증가에 따라 압축기의 운전주파수의 증가속도를 감소시키는 제어모습을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 제어방법에 관한 다른 실시예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외기(100)와, 분배유닛(200) 및 다수의 실내기(300)가 포함된다.
상세히, 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 실외기(100)와 상기 분배유닛(200)을 연결하는 3개의 배관(131,133,135)이 포함된다. 상기 3개의 배관(131,133,135)에는, 제 1 연결배관(131), 제 2 연결배관(133) 및 제 3 연결배관(135)이 포함된다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 분배유닛(200)과 다수의 실내기(300)를 연결하는 다수의 분배배관(250,260)이 포함된다. 상기 다수의 분배배관(250,260)에는, 일 실내기(300)로 냉매의 유입을 가이드 하는 유입배관(250) 및 상기 일 실내기(300)로부터 냉매의 유출을 가이드 하는 유출배관(250)이 포함될 수 있다. 상기 유입배관(250) 및 유출배관(250)은, 각 실내기(300)에 대응하여 제공될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 외관을 형성하며 다수의 부품이 설치되는 케이스(101) 및 상기 케이스(101)의 일측에 설치되는 실외온도 센서(110) 및 실외습도 센서(120)가 포함된다.
상기 다수의 부품에는, 냉매를 압축하는 압축기(160), 실외 공기를 실외 열교환기(미도시)로 유동시키는 실외 팬(170) 및 냉매의 감압을 위한 메인 팽창밸브(180)가 포함된다. 그리고, 상기 실외온도 센서(110)는 상기 케이스(101)의 내부에 설치되어 실외 온도를 감지하며, 상기 실외습도 센서(120)는 상기 케이스(101)의 내부에 설치되어 실외 습도를 감지한다.
상기 압축기(160)에는, 운전 주파수를 가변할 수 있는 인버터 압축기가 포함될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 실외온도 센서(110)와 실외습도 센서(120)에서 감지된 값에 기초하여, 매핑된 정보가 저장되는 메모리부(130)가 포함된다.
상기 매핑된 정보에는, 실외온도와 실외습도에 따라 결정되는 이슬점 온도에 관한 정보가 포함된다. 즉, 상기 메모리부(130)에는 습공기 선도에 관한 정보가 저장되어, 상기 실외온도 및 실외습도에 기초하여 이슬점 온도가 결정될 수 있다.
그리고, 상기 매핑된 정보에는, 냉동 사이클에서 감지되는 저압이 기준저압보다 크거나 작은지 여부에 따라 목표 고압의 변경여부를 결정하는 정보와, 상기 목표 고압의 변경하기 위하여 압축기의 운전주파수를 조절하는 정보가 포함될 수 있다. 상기 목표 고압은 냉동 사이클의 압력을 제어함에 있어서, 기준이 되는 고압, 즉 목표 응축압력으로서 이해된다.
상기 목표 고압은 상기 압축기의 운전주파수를 조절하는 것에 의하여 변경될수 있다. 일례로, 상기 목표 고압을 상승하기 위하여, 상기 압축기의 운전주파수를 높일 수 있고, 상기 압축기의 운전주파수가 높아지면 냉동 사이클의 저압은 하강할 수 있다. 반대로, 상기 목표 고압을 하강하기 위하여, 상기 압축기의 운전주파수를 낮출 수 있고, 상기 압축기의 운전주파수가 낮아지면 냉동 사이클의 저압은 상승할 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 냉동 사이클의 고압, 즉 응측압력을 감지하는 고압 센서(140) 및 냉동 사이클의 저압, 즉 증발압력을 감지하는 저압 센서(145)가 더 포함된다. 상기 고압 센서(140)는 상기 압축기(160)의 토출측에 설치될 수 있고, 상기 저압 센서(145)는 상기 압축기(160)의 흡입측에 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 다수의 센서(110,1201,40,145)에서 각각 감지된 값과, 상기 메모리부(130)에 저장된 정보를 이용하여, 상기 압축기(160), 실외 팬(170) 및 메인 팽창밸브(180)의 작동을 제어하는 메인 제어부(150)가 더 포함된다.
상기 실내기(300)에는, 실내기(300)의 운전을 시작하기 위하여 입력 가능한 운전명령 입력부(310)와, 실내공간의 원하는 온도를 입력하기 위한 설정온도 입력부(320) 및 상기 실내공간의 온도를 감지하기 위한 실내온도 센서(330)가 포함된다.
그리고, 상기 실내기(300)에는, 상기 운전명령 입력부(310), 설정온도 입력부(320) 및 실내온도 센서(330)로부터 입력 또는 인식된 정보로부터 실내 팬(300)의 작동을 제어하는 실내기 제어부(350)가 더 포함된다.
상기 메인 제어부(150)와 실내기 제어부(350)는 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 메인 제어부(150)와 실내기 제어부(350)를 합하여, "제어부"라 이름할 수 있다.
도 4는 실외온도별, 실외습도의 증가에 따라 이슬점 온도가 상승하는 모습을 보여주는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 실외습도의 증가에 따라 증발압력(저압)을 상승시키는 제어모습을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 실외습도가 변할 때, 변화되는 실외습도에 대응하여 이슬점 온도는 변화하게 된다. 상세히, 특정한 실외온도에 대하여, 상기 실외습도가 상승하면 이슬점 온도는 소정의 변화율을 가지고 상승하게 된다.
즉, 상기 실외습도가 상승할수록 이슬점 온도가 상승하므로, 공기조화기가 난방운전 하는 과정에서 증발기의 표면온도, 즉 증발온도가 낮아지게 되면, 실외습도가 높을 때 더 많은 응축수가 발생할 수 있다. 그리고, 발생된 응축수는 실외온도에 따라 증발기의 표면에서 착상될 수 있다.
한편, 상기 실외온도가 상승할수록 상기 이슬점 온도는 상승하게 된다. 도 4에 표시된, 실외온도 A,B,C에 대하여, A<B<C가 만족한다. 특정한 실외습도, 일례로 실외습도가 50%인 경우, 실외온도가 A이면, 이슬점 온도는 TA를 형성하며, 실외온도가 B,C이면 이슬점 온도는 각각 TB,TC를 형성한다. 여기서, TA<TB<TC가 만족한다.
도 4와 같은 실외습도와 이슬점 온도의 상관관계에 따라, 본 실시예에 따른 공기 조화기(10)는, 실외습도의 증가에 따라 냉동 사이클의 증발압력, 즉 저압을 상승시키도록 제어된다. 즉, 상기 메모리부(130)에는, 실외습도에 따른 목표 저압의 매핑정보가 저장된다.
상세히, 도 5에 도시된 바와 같이, 실외습도가 높아질수록 상기 실외습도와 매핑된 목표 증발온도(Te)는 높아지도록 결정될 수 있다. 일례로, 실외습도가 50%일 때 매핑된 제 2 목표 증발온도(Te2)는 실외습도가 30%일 때 매핑된 제 1 목표 증발온도(Te1)보다 높게 결정될 수 있다.
정리하면, 실외습도가 높을수록 이슬점 온도가 높아져서, 상대적으로 높은 증발온도에도 응축수 발생 및 착상의 가능성이 높아지는 바, 이를 회피하기 위하여 상기 공기 조화기(10)는 냉동 사이클의 목표 증발온도가 높아지도록 제어할 수 있다.
상기 목표 증발온도가 높아지는 것은, 냉동 사이클의 저압, 즉 증발압력이 상승하는 것으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 목표 증발온도를 높이기 위하여는, 상기 압축기(160)의 운전 주파수를 낮출 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 제어방법에 관한 제 1 실시예를 보여주는 플로우 챠트이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 제 1 시실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 설명한다.
공기 조화기의 운전명령이 입력되어 공기 조화기(10)의 난방운전이 시작되면, 실외온도 센서(110) 및 실외습도 센서(120)를 통하여 실외온도 및 실외습도를 감지한다. 상기 감지된 실외온도 및 실외습도에 기초하여, 이슬점 온도에 관한 정보가 획득될 수 있다(S11,S12,S13).
상기 저압 센서(145)를 이용하여 냉동사이클의 현재 저압을 감지한다. 그리고, 감지 또는 획득된 정보에 기초하여 공기 조화기(10)의 운전모드가 결정될 수 있다. 상세히, 상기 감지된 실외습도 또는 획득된 이슬점 온도에 관한 정보와, 감지된 저압에 관한 정보에 기초하여, 상기 운전모드가 결정될 수 있다(S14,S15).
상기 냉동사이클의 저압이 제 3 기준저압 이상인지 여부가 인식될 수 있다(S16). 상기 냉동사이클의 저압이 제 3 기준저압 이상이면, 냉동 사이클의 목표 고압은 설정된 범위내에서 유지되도록 제어될 수 있다. 즉, 상기 목표 고압을 유지하기 위하여, 상기 압축기(160)는 설정 범위 또는 설정값의 운전주파수를 유지할 수 있다. 여기서, 상기 제 3 기준저압은, 현재 저압과 실외 습도(또는 이슬점 온도정보)에 기초하여 결정된 값으로서, 상대적으로 높은 저압을 나타내는 압력값일 수 있다. 상기 제 3 기준저압은 상기 메모리부(130)에 저장된다.
정리하면, 냉동 사이클의 저압이 상기 제 3 기준저압보다 높게 형성되는 경우, 증발온도가 이슬점 온도 이상의 값을 가지는 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 응축수가 발생하여 착상이 이루어질 가능성이 다소 낮은 상태인 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 이러한 상태에서는 별도의 목표고압을 가변 제어할 필요없이, "목표고압 유지모드" 또는 정상모드" 제어를 수행할 수 있다(S17).
한편, S16 단계에서 냉동 사이클의 저압이 상기 제 3 기준저압보다 낮게 형성되는 것으로 인식되면, 냉동 사이클의 목표고압을 가변하는 제어, 즉 "목표고압 가변모드" 제어를 수행할 수 있다(S18).
상기 저압 센서(145)로부터 감지된 현재 저압이 제 1 기준저압보다 낮은지 여부가 인식된다(S19). 상기 제 1 기준저압은 현재 저압과 실외 습도(또는 이슬점 온도정보)에 기초하여 결정된 값으로서, 상대적으로 낮은 저압을 나타내는 압력값일 수 있다. 그리고, 상기 제 1 기준저압은 상기 제 3 기준저압보다 낮은 압력값일 수 있다. 상기 제 1 기준저압은 상기 메모리부(130)에 저장된다.
상기 저압이 상기 제 1 기준저압보다 낮으면, 냉동 사이클의 목표고압을 제 1 설정압력만큼 낮추도록 제어할 수 있다. 상기 목표고압을 낮추기 위하여는 상기 압축기(160)의 운전주파수를 설정된 주파수만큼 낮출 수 있다. 상기 설정된 주파수는 상기 제 1 설정압력에 대응되는 주파수일 수 있다.
상기 압축기(160)의 운전주파수를 낮추어 고압이 감소하는 과정에서, 현재고압은 상기 고압 센서(140)를 통하여 모니터링 될 수 있으며, 상기 현재고압이 상기 낮춰진 목표고압에 도달될 때까지 상기 압축기(160)의 운전주파수 낮춤제어는 유지될 수 있다.
그리고, 상기 압축기(160)의 운전주파수가 낮추어지면, 냉동 사이클의 저압은 상승하게 된다. 상기 목표고압이 낮추어지도록 제어된 이후에, S19 단계로 돌아가 상기 현재저압이 상기 제 1 기준저압 이하인지 여부가 다시 판단된다. 상기 현재저압이 상기 제 1 기준저압 이하이면, S20 내지 S22 단계를 재차 수행할 수 있다. 이러한 과정이 반복될 수 있다.
정리하면, 냉동 사이클의 저압이 상기 제 1 기준저압보다 낮게 형성되는 경우, 증발온도가 이슬점 온도 이하의 값을 가지고 영하의 온도를 가지는 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 응축수가 발생하여 착상이 이루어질 가능성이 다소 높은 상태인 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 이러한 상태에서는 목표고압을 저하시키기 위하여 압축기(160)의 운전 주파수를 낮추고 그에 따라 저압의 상승을 유도하는 제어를 수행할 수 있다(S20,S21,S22).
한편, S19 단계에서 상기 저압 센서(145)로부터 감지된 현재 저압이 제 1 기준저압 이상인 경우 상기 현재 저압이 제 2 기준저압 이하인지 여부가 인식된다(S23). 상기 제 2 기준저압은 현재 저압과 실외 습도(또는 이슬점 온도정보)에 기초하여 결정된 값으로서, 중간 정도의 저압을 나타내는 압력값일 수 있다. 그리고, 상기 제 2 기준저압은 상기 제 1 기준저압보다 높고 상기 제 3 기준저압보다 낮은 압력값일 수 있다. 상기 제 2 기준저압은 상기 메모리부(130)에 저장된다.
상기 현재 저압이 상기 제 1 기준저압 이상이고 제 2 기준저압 이하이면, 상기 압축기(160)의 운전주파수를 유지한다. 즉, 상기 제 1 기준저압 이상, 제 2 기준저압 이하의 저압이 형성되는 경우, S17 단계와 같은 정상모드를 수행할 만큼 높은 저압을 가지지는 않지만, "목표고압 가변모드"를 수행하고 있는 상태에서, 목표 고압이 적정한 범위에서 형성되고 있는 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 목표고압을 가변하지 않고 유지하기 위하여, 상기 압축기(160)의 운전주파수를 유지할 수 있다(S24).
S24 단계의 수행 후 S19 단계로 돌아가며, 상기 현재 저압이 상기 제 1 기준저압 이상 및 제 2 기준저압 이하의 저압의 범위를 벗어날 때까지 상기한 제어방법을 반복하여 수행할 수 있다.
한편, S23 단계에서, 상기 현재 저압이 상기 제 2 기준저압 이상인 것으로 인식된 경우, 상기 현재 저압이 제 3 기준저압 이하인지 여부가 인식된다(S25).
상기 현재 저압이 상기 제 2 기준저압 이상, 제 3 기준저압 이하인 경우, 난방성능을 유지하기 위한 충분한 고압이 형성되지 않은 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 냉동 사이클의 목표고압을 제 2 설정압력만큼 상승시킬 수 있는 제어를 수행할 수 있다. 상기 목표고압을 상승시키기 위하여, 상기 압축기(160)의 운전주파수를 설정된 주파수만큼 높일 수 있다. 상기 설정된 주파수는 상기 제 2 설정압력에 대응되는 주파수일 수 있다.
상기 압축기(160)의 운전주파수를 높여서 고압이 상승하는 과정에서, 현재고압은 상기 고압 센서(140)를 통하여 모니터링 될 수 있으며, 상기 현재고압이 상기 상승된 목표고압에 도달될 때까지 상기 압축기(160)의 운전주파수 높임제어는 유지될 수 있다.
그리고, 상기 압축기(160)의 운전주파수가 높아지면, 냉동 사이클의 저압은 낮아지게 된다. 상기 목표고압이 상승되도록 제어된 이후에, S19,S23 및 S25 단계로 돌아가 상기 현재저압의 범위가 재차 인식될 수 있다. 그리고, 인식된 현재저압의 값에 따라, 이상에서 설명한 제어방법을 수행할 수 있다.
한편, S25 단계에서 감지된 현재 저압이 상기 제 3 기준저압 이상인 것으로 인식되면, 저압이 충분히 높은 상태로 인식되어 "목표고압 유지모드"를 수행할 수 있다(S29,S30).
이와 같이, 감지된 저압이 상기 제 3 기준저압 이하인지 또는 이상인지 여부의 조건은, "목표고압 가변모드", 즉 압축기의 운전주파수 가변모드의 수행에 돌입 또는 중단할 수 있는 조건일 수 있다. 즉, 상기 감지된 저압이 상기 제 3 기준저압 이하이면 상기 목표고압 가변모드를 수행하며, 상기 제 3 기준저압 이상이면 상기 목표고압 유지모드를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 감지된 저압이 상기 제 1,2 기준저압보다 큰지 또는 작은지 여부의 조건은 "목표고압 가변모드", 즉 압축기의 운전주파수 가변모드를 수행하는 상태에서, 압축기(160)의 운전주파수를 증가 또는 감소시키는지 여부를 결정하는 조건 정보일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 실외습도의 증가에 따라 압축기의 운전주파수의 증가속도를 감소시키는 제어모습을 보여주는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에 있어서, 제어방법에 관한 제 2 실시예를 보여주는 플로우 챠트이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(10)는, 난방 운전이 시작하여 압축기(160)가 기동할 때, "압축기 증가속도 제어모드"를 수행할 수 있다.
상기 압축기 증가속도 제어모드는, 압축기가 기동하여 압축기의 운전주파수를 증가시키는 과정에서 그 증가하는 속도를 실외습도에 따라 다르게 제어하는 모드로서 이해될 수 있다.
일례로, 실외습도가 높은 상태에서, 압축기가 기동하여 운전주파수를 설정된 주파수까지 빠르게 상승시키는 경우, 과도하게 저압이 낮아져 증발기의 표면온도를 설정온도 이하로 낮추게 되고 이는 응축수 발생 및 착상의 가능성을 높이게 한다. 따라서, 실외습도가 상대적으로 높은 경우, 상기 압축기(160)의 운전주파수 상승속도를 작게 하여 과도한 저압하락을 방지하고 착상을 회피 또는 줄일 수 있다.
상세히, 도 8을 참조하면, 실외습도가 h01 이하인 경우에는, 상기 실외습도가 상대적으로 낮은 것으로 인식되므로 압축기(160)의 기동후 설정주파수까지 증가하는 운전주파수의 속도는 V1로 유지할 수 있다.
반면에, 상기 실외습도가 h02 이상인 경우에는, 상기 실외습도가 상대적으로 높은 것으로 인식되므로 상기 압축기(160)의 기동후 설정주파수까지 증가하는 운전주파수의 속도는 V2로 유지할 수 있다. 여기서, 상기 h02는 h01보다 크고, 상기 V1은 V2보다 클 수 있다.
한편, 상기 실외습도가 h01보다는 크고 h02 이하인 경우, 상기 실외습도의 증가에 따라 감소되는 운전주파수의 증가속도 정보에 기초하여, 상기 압축기(160)의 운전이 제어될 수 있다. 즉, 상기 메모리부(130)에는 실외습도의 증가에 따라 상기 운전주파수의 증가속도가 감소되도록 매핑된 정보가 저장되며, 상기 제어부(150)는 상기 압축기(160)의 운전주파수를 제어할 수 있다.
도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법에 관한 제 2 실시예를 설명한다.
공기 조화기(10)의 난방운전이 시작되면, 상기 실외습도 센서(120)를 이용하여 실외습도가 감지될 수 있다(S41,S42).
상기 실외습도가 제 1 설정습도(h01)의 이하이면, 압축기(160)의 기동 후 운전주파수의 증가속도를 V1(제 1 속도)로 유지한다(S43,S44).
반면에, 상기 실외습도가 상기 제 1 설정습도(h01) 이상, 제 2 설정습도(h02) 이하이면, 실외습도의 증가에 따라, 감소되는 운전주파수의 증가속도에 관한 매핑정보에 기초하여 압축기(160)의 제어가 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 압축기(160)의 운전주파수의 증가속도는 V1 이상 V2 이하의 값을 가질 수 있다(S45,S46).
그리고, 상기 실외습도가 상기 제 2 설정습도(h02) 이상이면, 압축기(160)의 기동 후 운전주파수의 증가속도를 V2(제 2 속도)로 유지한다(S47).
이와 같이, 실외습도에 따라 압축기(160)의 운전주파수의 증가속도를 다르게 매핑하여 제어함으로써, 증발기의 착상을 회피 또는 지연시킬 수 있다는 효과가 있다.
한편, 도 9에 따른 제어방법은, 도 7,8에서 설명된 "목표고압 가변제어"와 함께 수행 가능할 것이다.
이하에서는 본 발명의 제 2,3 실시예에 대하여 설명한다. 이들 실시예들은 제 1 실시예와 비교하여 공기 조화기의 일부 구성에 있어서 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기(10b)에는, 실외기(100b) 및 실내기(300)가 포함된다. 상기 실외기(100b)에는, 서버(500)와 통신 가능하게 구비되는 통신부(190)가 구비된다. 상기 서버(500)와 통신부(190) 간에는 통신 인터페이스(450)가 규정된다. 일례로, 상기 통신 인터페이스(450)에는, 인터넷이 포함될 수 있다.
상기 서버(500)는 실외습도 정보를 가지고 있다. 상기 통신부(190)는 상기 서버(500)로부터 상기 실외습도 정보를 수신할 수 있으며, 상기 공기 조화기(10b)는 수신된 실외습도 정보에 기초하여, 제 1 실시예서 설명한 실외습도 이용 제어방식에 따라 운전될 수 있다.
제 1 실시예에서 설명한 실외습도 센서(120)와, 본 실시예의 통신부(190)를 합하여 "실외습도 감지부"라 이름한다.
도면에서는, 상기 통신부(190)가 실외기(100b)에 구비되는 것으로 설명되나, 이와는 달리 실내기(300)에 구비될 수도 있을 것이다.
본 실시예에 따른 구성에 의하여, 실외기에 습도 센서를 설치하지 않고서도 실외습도 정보를 획득할 수 있다는 장점이 있다.
10 : 공기 조화기 100 : 실외기
110 : 실외온도 센서 120 : 실외습도 센서
130 : 메모리부 140 : 고압 센서
145 : 저압 센서 150 : 메인 제어부
160 : 압축기 170 : 실외 팬
180 : 메인 팽창밸브 300 : 실내기
310 : 운전명령 입력부 320 : 설정온도 입력부
330 : 실내온도 센서 350 : 실내기 제어부
370 : 실내 팬

Claims (16)

  1. 압축기 및 증발기를 구비하는 실외기;
    상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서;
    상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부;
    상기 증발기의 증발압력을 감지하는 저압 센서; 및
    상기 실외 온도센서 및 실외습도 인식부로부터 인식된 이슬점에 관한 정보 및 상기 저압 센서로부터 인식된 증발압력에 관한 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며,
    상기 제어부는,
    상기 증발압력이 설정된 기준저압 보다 큰지 여부에 따라서, 냉동사이클의 목표고압을 변경시키는 가변모드를 수행할지 여부를 결정하고,
    상기 가변모드가 수행되면, 상기 증발압력의 범위에 따라, 상기 압축기의 운전주파수를 가변하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외온도 센서, 실외습도 인식부 및 상기 저압 센서에서 감지된 값에 따라, 상기 압축기의 운전주파수를 가변하는 매핑 정보가 저장되는 메모리부가 더 포함되는 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메모리부에는 상기 기준저압에 관한 정보가 저장되며,
    상기 기준저압에는,
    상기 압축기의 운전주파수의 가변모드 수행을 시작할 지 또는 중단할 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 3 기준저압이 포함되는 공기 조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 메모리부에는 상기 기준저압에 관한 정보가 저장되며,
    상기 기준저압에는,
    상기 압축기의 운전주파수의 가변모드를 수행하는 상태에서,
    상기 압축기의 운전주파수를 낮출 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 1 기준저압; 및
    상기 압축기의 운전주파수를 높일 지 여부를 결정하는 데 이용되는 제 2 기준저압이 포함되는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 증발압력이 상기 제 1 기준저압보다 낮으면, 상기 압축기의 운전주파수를 제 1 설정압력만큼 낮추도록,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 증발압력이 상기 제 1 기준저압 이상, 상기 제 2 기준저압 이하이면, 상기 압축기의 운전주파수를 유지하도록,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 증발압력이 상기 제 2 기준저압 이상, 상기 제 3 기준저압 이하이면, 상기 압축기의 운전주파수를 증가하도록,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 증발압력이 상기 제 3 기준저압 이상이면, 상기 압축기의 운전주파수의 가변모드 수행을 중단하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외습도 인식부는, 실외습도 센서인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 메모리부에는,
    상기 실외습도 정보에 따라, 상기 압축기의 운전주파수의 증가속도 값을 매핑한 정보가 더 저장되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외습도 인식부는,
    서버로부터 실외 습도정보를 수신하는 통신부인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 냉동 사이클이 순환하는 공기 조화기의 운전명령이 입력되는 단계;
    실외 공간의 실외 온도 및 실외 습도와, 상기 냉동 사이클의 저압에 관한 정보가 인식되는 단계;
    상기 냉동 사이클의 저압이 기준저압 보다 큰지 여부에 따라서, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 변경시키는 가변모드를 수행할 지 여부가 결정되는 단계; 및
    상기 가변모드가 수행되면, 상기 냉동 사이클의 저압의 범위에 따라, 압축기의 운전주파수를 변경시키는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉동 사이클의 저압이 상기 기준저압보다 큰 것으로 인식되면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 일정하게 유지시키는 정상 모드를 수행하며,
    상기 기준저압보다 작은 것으로 인식되면, 상기 가변모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉동 사이클의 저압이, 상기 기준저압보다 낮은 제 1 기준저압 이하이면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 하강시키기 위하여 상기 압축기의 운전주파수를 낮추는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉동 사이클의 저압이, 상기 제 1 기준저압보다 큰 제 2 기준저압 이상이면, 상기 냉동 사이클의 목표고압을 상승시키기 위하여 상기 압축기의 운전주파수를 높이는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 실외습도가 높을수록 상기 압축기의 운전주파수의 증가속도를 낮추도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
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