KR20010036768A - 공기조화기의 압축기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 운전상태에 따라 압축기의 구동을 실시간적으로 변경할 수 있는 공기조화기의 압축기 제어방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따른 주파수 특성에 따라 압축기를 구동하는 단계와, 입력전압에 따른 주파수 특성이 설정되지 않은 경우 주파수/전압 특성을 설정하여 이에 따라 압축기를 구동하는 단계와, 상기 기설정된 주파수특성으로 압축기 구동시 여러 감지수단을 통해 감지된 데이터를 기설정된 데이터와 비교하는 단계와, 상기 두 데이터가 동일한 경우 기설정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시키는 단계와, 상기 두 데이터가 다른 경우 감지된 데이터를 기준으로 기설정된 데이터에 근접하도록 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하여 구동시키는 단계를 포함하여 구성된다. 따라서, 상황에 따라 공기조화기가 적절하게 구동될 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기의 압축기 제어방법{compressor control method of air-conditioner}

본 발명은 공기조화기의 압축기 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기의 운전상태에 따라 압축기의 구동을 실시간적으로 변경할 수 있는 공기조화기의 압축기 제어방법에 대한 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이 일반적으로 공기조화기는 냉반운전모드 설정시 실내측에 차가운 바람을 토출하는 열교환기(10)를 장착하고 있는 실내기(50)를 포함하여 구성된다. 또한, 공기조화기는 고온고압의 냉매를 발생시키는 압축기(20)와, 상기 압축기(20)로부터 발생된 냉매를 순환시켜 따뜻한 바람을 외부로 토출시키는 열교환기(30)로 구성된 실외기(60)를 포함하며, 상기 실내기(50)와 실외기(60) 사이에는 냉매가 순환되는 배관(40)이 연결된다.

그리고, 상기 실내기(50)와 실외기(60)에는 각 구성을 제어하기 위한 마이크로컴퓨터(도시되지 않음)가 내장되며, 상기 마이크로컴퓨터는 또한 실내기(50)와 실외기(60) 서로 간의 제어를 위해 필요한 데이터를 송수신한다. 또한, 공기조화기의 운전상태를 감지하기 위해 실내기(50)와 실내기(60)에는 여러 감지수단(도시되지 않음)이 장착된다.

그러면 상기 구성을 가지는 공기조화기의 동작을 간단히 살펴본다.

우선, 사용자가 실내기(50)에 구비된 키입력수단(도시되지 않음)을 이용하여 온도를 설정하면, 설정된 온도는 실내기(50)의 마이크로컴퓨터에서 인식된다. 그러면, 상기 마이크로컴퓨터는 설정된 온도를 통신수단(도시되지 않음)을 통해 실외기(60)측으로 전송하고 실외기(60)의 마이크로컴퓨터는 설정온도를 입력하여 압축기(20)를 구동시키는 제어를 수행한다. 이때 압축기(20)로 입력되는 전압은 그에 따라 압축기(20)를 구동하는 주파수특성을 갖는다. 따라서, 공기조화기가 운전되면 압축기(20)는 입력전압에 따라 기설정된 주파수/전압 특성에 의해 구동된다. 이후, 실내온도가 설정온도에 도달했다는 실내기(50)측의 신호를 받게 되면, 실외기(60)의 마이크로컴퓨터는 압축기(20)의 운전을 정지하는 신호를 출력한다. 따라서, 압축기(20)가 구동을 정지하므로 공기조화기는 운전을 정지한다.

상기한 바와 같이 종래 압축기는 운전시 입력전압을 감지하고 이에 따라 기설정된 주파수/전압 특성에 의해 구동된다. 여기서 압축기를 구동시키는 주파수와 전압은 입력전압에 따라 다른 값을 가지는데 이것은 공기조화기를 개발하는 단계에서 입력전압별로 압축기가 안정적으로 구동되는 값을 설정한 것이다. 즉, 종래 공기조화기는 입력전압을 몇단계로 규정하고, 이에 따라 압축기가 안정적으로 구동되는 주파수/전압을 기설정하여 공기조화기가 운전되면 입력전압을 감지하여 그에 대응되는 주파수와 전압으로 압축기가 구동되도록 하였다.

이렇게 압축기를 구동시키는 전압레벨에 따른 주파수/전압 특성은 마이크로컴퓨터 내부의 메모리에 메모리되어 있어 공기조화기 운전시에 따라 기억된 값을 기준으로 압축기를 구동하게 된다.

그러면, 종래 공기조화기의 압축기 제어방법을 도 2의 그래프를 참조하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 종래 압축기는 입력되는 전압이 몇단계로 구분되어 상기 입력전압에 따라 압축기가 구동되는 주파수, 전압값이 기설정되었다. 예를 들어 공기조화기 운전시 압축기에 전압 1이 입력되면 상기 압축기는 a주파수와 a'전압값을 가질때 구동된다. 그리고, 전압 2가 입력되면, 압축기는 b주파수와 b'전압으로 압축기가 구동된다.

상기한 바와 같이 종래 공기조화기 운전시 입력전압을 감지하여 기억하고, 입력전압에 따라 압축기의 주파수/전압 특성값을 다르게 설정하여 압축기를 운전시킨다. 그리고, 입력전압별 안정점을 찾아 미리 설정된 전압 범위에 따라 몇 단계로 주파수/전압 특성을 기억하고 입력전압이 기설정된 특정영역인 경우 상기 영역의 데이터를 기준으로 압축기를 구동시킨다.

이렇게 상기 설정 데이터를 이용하여 압축기가 운전중인 경우 입력전압에 변경이 생기면, 공기조화기의 운전은 정지되고, 재운전하게 된다. 그리고, 재운전시 다시 입력전압을 재체크하여 그 전압범위에 해당하는 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시켰다.

이와 같이 종래 공기조화기는 운전시 입력전압에 변경이 생길 경우 운전중에 압축기를 구동하는 주파수/전압 특성을 변경할 수 없었다. 따라서, 이 경우 공기조화기는 운전을 정지하고 이후 재운전시 변화된 입력전압에 따른 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시켰다.

이렇게 종래 공기조화기가 운전시 변화되는 운전상태에 따라 적정한 동작을 하지 못하는 것은 운전에 따라 변화되는 여러 요소들을 고려하지 않았기 때문이다. 즉, 종래에는 운전중에 입력전원만을 이용하여 압축기의 구동을 제어하였으나, 공기조화기가 최상으로 운전되기 위해서는 입력전원 이외에 운전전류, 압축기 토출온도, 실내외배관온도 등도 고려해야 한다. 그러나 종래 공기조화기는 이런 요소들의 영향을 고려하지 않았다. 따라서, 종래 공기조화기는 운전상태 변화에 따른 적절한 대응이 이루어지지 않았다.

그리고, 이에 의해 공기조화기가 설치된 장소가 공기조화기 개발시 적용된 환경과 매우 상이한 경우 이때 압축기가 구동되는 주파수/전압 특성은 기설정된 값과 다르게 된다. 따라서, 이와 같은 경우 종래에는 이것을 조정할 수 없어서 공기조화기는 정상적으로 운전되지 않는 문제가 있었다.

또한, 압축기는 입력전압에 의해서만 구동상태가 변경되므로 입력전압이 불안정한 경우 압축기가 무리하게 구동되었다. 따라서, 종래 공기조화기는 운전에 있어 안정성이 부족하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 공기조화기가 운전됨에 따라 변하는 운전상태에 따라 압축기의 구동이 실시간적으로 변경될 수 있는 공기조화기의 압축기 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기조화기 운전시 여러 상태를 고려함으로써 운전상태에 따라 적절한 동작을 할 수 있는 공기조화기의 압축기 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 공기조화기의 개략 구성도,

도 2는 종래 압축기의 주파수/전압 특성에 대한 그래프,

도 3은 실외기의 개략 구성도,

도 4은 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법에 대한 동작흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 압축기의 주파수/전압 특성 그래프.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,30 : 열교환기 20,120 : 압축기

40 : 배관 50 : 실내기

60 : 실외기 100 : 마이크로컴퓨터

110 : 전압 검지부 113 : 압축기 구동 제어부

117 : 압축기 구동부 130 : 실외배관온도 검지부

140 : 압축기 토출온도 검지부 150 : 압축기 운전전류 검지부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법은 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따른 주파수 특성에 따라 압축기를 구동하는 단계와, 입력전압에 따른 주파수 특성이 설정되지 않은 경우 주파수/전압 특성을 설정하여 이에 따라 압축기를 구동하는 단계와, 상기 기설정된 주파수특성으로 압축기 구동시 여러 감지수단을 통해 감지된 데이터를 기설정된 데이터와 비교하는 단계와, 상기 두 데이터가 동일한 경우 기설정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시키는 단계와, 상기 두 데이터가 다른 경우 감지된 데이터를 기준으로 기설정된 데이터에 근접하도록 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하여 구동시키는 단계를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 공기조화기가 운전하는 동안 여러 감지수단을 통해 감지된 값을 고려하여 운전상태의 변화를 인식하고, 상기 데이터를 기반으로 압축기의 구동을 실시간으로 제어하여 최적의 동작을 하도록 한다.

일반적으로 공기조화기는 운전함에 따라 그 상태는 운전초기와는 다른 상태로 변하게 된다. 그리고, 입력전압에 따른 압축기의 구동은 공기조화기를 개발하는 단계에서 기설정된 값으로 특정 환경의 영향을 고려하지 않은 것이다. 즉, 공기조화기의 설치상태에 따른 변화가 고려되지 않았다. 따라서, 본 발명은 공기조화기가 설정되는 환경에 따른 운전상태의 변화를 고려하도록 한다. 이를 위해 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따른 주파수특성이 정해지지 않은 경우 1차로 입력전압에 따른 주파수/전압 특성을 설정하여 이에 따라 압축기가 구동되도록 한다.

또한 본 발명은 공기조화기가 운전상태 변화에 따라 압축기가 적절히 구동되도록 한다. 이를 위해 공기조화기 초기 운전시는 입력전압에 따라 기설정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동하고, 이후 압축기의 운전전류, 냉매의 압축기 토출온도 등을 기준으로 압축기의 구동 데이터를 실시간으로 변경시켜 이것으로 압축기를 구동시킨다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법에 대해 설명한다.

도 3은 실외기의 개략 구성도로 상기 도면을 참조하여 우선 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법에 대해 간단히 설명한다.

도시된 바와 같이 실외기는 공기조화기 운전시 실내온도를 설정온도에 도달하기 위해 구동되는 압축기(120)와, 상기 압축기(120)의 구동에 필요한 전원을 공급하는 압축기 구동부(117)와, 상기 압축기의 입력전원을 적절한 크기가 되도록 압축기 구동부(117)를 제어하는 압축기 구동 제어부(113)와, 상기 압축기(120)를 구동시키기 위한 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(100)를 포함하여 구성된다. 상기 압축기 구동부(117)는 다수의 파워소자(도시되지 않음)를 포함하며, 공기조화기 운전시 입력되는 전압은 전압검지부(110)에 의해 감지된다.

또한, 실외기에는 압축기(120) 구동에 따른 변화를 감지하기 위한 감지수단(130,140,150)이 장착되는데 실외배관온도를 감지하는 실외배관온도 검지부(130)와, 압축기(120)의 구동에 따른 토출온도를 감지하는 압축기 토출온도 검지부(140)와, 압축기(120)의 운전전류를 감지하는 압축기 운전전류 검지부(150)를 포함하여 구성된다.

다음으로 본 구성의 동작을 간단하게 설명한다.

공기조화기에 전원이 입력되면, 상기 교류전원은 DC전압으로 변환된다. 이렇게 변환된 전압을 이용하여 공기조화기는 이후 운전을 하는데 이때 상기 전압은 전압검지부(110)에 의해 감지된다. 그러면 마이크로컴퓨터(100)는 감지된 입력전압을 기반으로 하여 압축기(120)를 구동하기 위한 주파수/전압 특성을 출력하는데 상기 특성은 입력전압에 따라 각각 기설정되어 있다.

상기 값으로 압축기(120)가 구동되고, 이후 시간 경과에 따른 공기조화기 내부의 변화는 다수 감지수단(130,140,150)을 통해 감지된다. 즉, 압축기(120)의 구동에 따라 상기 감지수단(130,140,150)을 통해 감지된 값을 다시 마이크로컴퓨터(100)가 인식하고 이후 이것을 고려하여 다시 압축기(120)의 구동을 재제어하는 신호를 출력하게 된다. 이때 압축기(120)의 구동에 따라 압축기(120)의 운전전류는 압축기 운전전류 검지부(140), 냉매의 압축기 토출온도는 압축기 토출온도 검지부(140), 실외배관온도는 실외배관온도 검지부(130)에서 감지된다.

이렇게 압축기(120) 구동시 운전상태를 감지하고, 이에 따라 주파수/전압 특성을 재설정하여 이후 상기 주파수/전압 특성으로 압축기(140)는 구동을 하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법에 대한 동작흐름도이다.

공기조화기가 운전을 시작하면 우선 초기 운전시 압축기(120)에 입력되는 입력전압을 감지한다. 이때 감지된 입력전압에 따른 주파수 특성이 기설정되지 않은 경우, 입력전압에 따른 압축기의 주파수/전압 특성을 우선 설정하고 이후 이렇게 설정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시킨다(제 220 단계).

그러나 감지된 입력전압에 따른 주파수 특성이 기설정되어 있으면 상기 설정된 주파수 특성에 따라 압축기(120)를 구동시키고, 이에 따른 운전상태를 체크한다(제 230 단계). 즉, 여러 감지수단을 이용하여 운전전류, 압축기 토출온도, 실내배관온도를 감지한다. 이후 상기 제 230 단계에서 감지된 데이터를 운전특성에 따라 기설정된 데이터와 비교한다(제 240 단계). 이렇게 하여 상기 데이터가 기설정된 데이터와 동일하면 압축기는 기설정된 주파수/전압 특성으로 구동된다(제 250 단계).

그러나 현재 운전상태에 따른 감지된 데이터가 기설정된 값과 다른 경우 상기 데이터를 기설정된 값을 기준으로 하여 이 값에 근접하도록 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하고, 이것으로 압축기(120)를 구동시킨다(제 260 단계). 즉, 운전시 감지된 운전전류, 압축기 토출온도, 실내배관온도를 고려하여 상기 데이터가 기설정된 데이터에 근접하도록 압축기(120)가 구동되는 주파수/전압 특성을 조정한다. 이렇게 하여 이후, 조정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시킨다(제 260 단계). 본 발명은 이 단계를 통해 압축기(120)의 구동이 운전상태에 따라 실시간적으로 변경될 수 있게 된다.

상기와 같이 동작되는 본 발명의 압축기 제어방법을 도 5의 그래프를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

공기조화기가 운전되면 설정된 모드에 따라 몇단계의 입력전압이 압축기(120)에 입력된다. 여기서는 우선 그 중 하나의 입력전압만을 고려하여 그에 따른 주파수/전압 특성변경에 대해 살펴본다.

공기조화기가 운전되면, 이때 압축기(120)에 입력되는 입력전압에 따라 기설정된 주파수/전압 특성으로 압축기(120)가 구동된다. 상기 입력전압에 따른 주파수/전압 특성은 A 그래프에 해당한다. 상기 압축기(120)의 입력전압에 따른 주파수/전압 특성은 공기조화기의 개발단계에서 여러번의 실험을 통해 얻어진 결과로 마이크로컴퓨터(100)에 메모리된 것이다. 상기 주파수/전압 특성으로 압축기(120)가 구동되면 이후 공기조화기의 여러 상황에 의해 운전상태에 변화가 발생된다.

이렇게 되면, 압축기(120)를 구동시키는 데이터의 변경이 요구된다. 이렇게 하여 상기 데이터 변경시 변경 데이터는 기설정된 주파수/전압 특성에 근접하도록 한다. 즉, 입력전압에 따른 주파수와 전압의 관계는 기설정된 값과 동일하게 한다. 즉, 기설정된 주파수/전압 특성을 기준으로 운전상태 변화를 고려하여 압축기(120)의 주파수/전압 특성을 변경시킨다. 따라서, 운전상태를 고려하여 변경된 압축기(120)의 주파수/전압 특성은 B로 나타난다. 즉, 변경된 주파수/특성은 그래프는 기설정된 주파수/전압 특성과 동일한 기울기를 가지며 구동점만 다르게 설정된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 공기조화기의 압축기 제어방법은 공기조화기 운전시 운전상태 변화를 고려하고, 이에 따라 압축기가 적절히 구동될 수 있도록 압축기의 주파수/전압 특성을 변경시킨다. 즉, 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따라 그에 해당하는 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시킨후 이후 운전상태를 감지하여 그에 적절하에 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하여 압축기의 구동을 실시간적으로 제어하였다.

또한, 공기조화기는 그것이 설치된 상태나 연결배관의 길이 등에따라 공기조화기의 운전상태가 변화되는데 본 발명은 입력전압에 따라 공기조화기의 동작이 설정되어 있지 않은 경우라도 입력전압에 따라 주파수/전압 특성을 재설정할 수 있도록 하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 공기조화기 운전시 압축기가 운전상태에 따라 실시간적으로 변경될 수 있으므로 공기조화기의 운전상태를 고려하여 압축기가 구동됨으로써 공기조화기가 보다 적절히 운전될 수 있다. 또한, 본 발명은 운전중 압축기에 입력되는 전압을 감지하여 실시간적으로 구동상태가 변경되므로 입력전압이 불안정한 경우 압축기가 무리하게 구동되지 않으므로 공기조화기가 안정적으로 동작될 수 있는 이점이 있다.

더불어 본 발명은 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따른 압축기의 주파수/전압 특성이 설정되지 않은 경우라도 그 값을 재설정할 수 있으므로 공기조화기의 설치상태에 따라 최적의 동작을 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 공기조화기 초기 운전시 입력전압에 따른 주파수 특성에 따라 압축기를 구동하는 단계와;

   입력전압에 따른 주파수 특성이 설정되지 않은 경우 주파수/전압 특성을 설정하여 이에 따라 압축기를 구동하는 단계와;

   상기 기설정된 주파수특성으로 압축기 구동시 여러 감지수단을 통해 감지된 데이터를 기설정된 데이터와 비교하는 단계와;

   상기 두 데이터가 동일한 경우 기설정된 주파수/전압 특성으로 압축기를 구동시키는 단계와;

   상기 두 데이터가 다른 경우 감지된 데이터를 기준으로 기설정된 데이터에 근접하도록 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하여 구동시키는 단계를 포함하여 구비되는 공기조화기의 압축기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서:

   상기 압축기의 주파수/전압 특성을 변경하기 위해 압축기의 운전전류, 압축기 토출온도, 실내배관온도를 고려하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서:

   상기 압축기의 주파수/전압 특성 변경시 기설정된 주파수/전압 특성과 동일한 비례관계를 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 압축기 제어방법.