KR20010063373A - 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법에 관한 것으로 본 발명은 표준 연결배관 길이(Ls)에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)로 설정하여 운전하는 단계와, 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(Ta)를 검출하는 단계와, 상기 냉매의 온도(Ta)를 마이콤에 기입력된 각 연결배관길이(L)에 따른 운전조건에서의 압축기 토출 냉매온도(T)와 비교하여 현재 시스템의 배관길이(La)를 추정하는 단계와, 추정된 연결배관 길이(La)에서의 마이콤에 기입력된 최적 팽창밸브 개도(Da)로 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하는 단계를 포함하여 구성되어 실내기와 실외기를 연결하는 연결배관의 길이 변화에 따라 시스템의 최적운전이 가능한 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하도록 한 것이다.

Description

공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법{Method for controlling a degree of opening of expansion valve in air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기의 설치시 실내기와 실외기 사이에 설치되는 연결배관의 길이가 달라져도 최적의 상태로 시스템의 운전이 가능하도록 팽창밸브의 개도를 조절할 수 있는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실외기와 실내기로 구성되며 냉매가 냉매사이클에 의해 냉매유로를 따라 상기 실외기와 실내기 사이를 순환하면서 열교환함으로써 소정의 실내온도를 유지할 수 있도록 하는 장치이다.

도 1은 일반적인 공기조화기의 냉매싸이클을 나타낸 개략도로서, 도 1을 참조하여 일반적인 공기조화기의 냉매싸이클을 설명하면 다음과 같다.

일반적인 공기조화기는 저온,저압의 기체냉매를 고온,고압의 기체냉매로 압축하는 압축기(10)와, 압축기(10)로부터 공급된 냉매를 마이콤의 제어에 따라 실외열교환기(30) 또는 실내열교환기(60) 측으로 선택적으로 공급하는 사방밸브(20)와, 상기 고온,고압의 기체냉매를 외기와 열교환시켜 냉매를 응축시켜 고온,고압의 액체냉매로 변환시키는 실외열교환기(30)와, 상기 고온,고압의 액체냉매를 저온,저압의 액체냉매 상태로 팽창시키는 팽창밸브(50)로 구성되는 실외기와, 상기 팽창밸브(50)에 의해 변환된 저온,저압의 액체냉매를 실내공기와 열교환시켜 저온,저압의 기체냉매로 증발시키는 실내열교환기(60)로 구성되는 실내기로 구성된다.

한편 이러한 공기조화기의 실외기는 실외에 설치되고 실내기는 실내에 설치되기 때문에 상호간에 일정 거리를 두고 연결배관에 의해 연결된다. 그리하여 공기조화기가 설치되는 장소에 따라서 실외기와 실내기의 이격 거리가 달라져 상기 연결배관의 길이도 달라지게 된다. 이러한 실외기와 실내기 간에 연결배관을 연결할 때 보통의 경우 상기 연결배관의 표준길이가 정해져 있는데, 공기조화기가 설치되는 공간의 구조에 따라 실외기와 실내기가 가까이 위치하는 경우 연결배관의 길이가 상대적으로 짧아지고, 반면에 실외기와 실내기가 멀리 위치하는 경우에는 연결배관의 길이가 상대적으로 길어진다.

이러한 경우 종래에는 최적의 싸이클 운전을 위하여 연결배관의 길이 변화에 따른 냉매의 봉입량을 고려하여 연결배관의 길이가 길어지거나 짧아질 경우 연결배관의 길이에 따라 냉매의 봉입량을 적절히 조절하였다.

그러나 이러한 종래 기술의 경우 연결배관의 길이가 변할 경우 팽창밸브(50)의 개도를 조절하지 않고 표준길이의 연결배관에 해당하는 팽창밸브(50)의 개도값을 그대로 설정하여 공기조화기를 운전함으로 인해 최적 싸이클 운전이 이루어지지 않아 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 그 이유는 연결배관의 길이가 변화될 경우 냉매의 봉입량 뿐만 아니라 팽창밸브(50)의 개도값도 적절히 조절되어야 하기 때문이다. 즉 연결배관의 길이가 길어지면 싸이클 내에서 고,저압차가 커지고 냉매의 유량이 감소하기 때문에 최적의 싸이클 운전이 가능토록 하기 위해서는 표준길이의 연결배관일 때 보다 팽창밸브(50)의 개도가 작아져야 한다. 반면에 연결배관의 길이가 짧아지면 싸이클 내에서 고,저압차가 작아지고 냉매의 유량이 상대적으로 증가하기 때문에 최적의 싸이클 운전이 가능토록 하기 위해서는 표준길이의 연결배관일 때 보다 팽창밸브(50)의 개도가 커져야 한다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 공기조화기의 설치시 실내기와 실외기 사이에 설치되는 연결배관의 길이가 달라져도 최적의 상태로 시스템의 운전이 가능하도록 팽창밸브의 개도를 조절할 수 있는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 일반적인 공기조화기의 냉매싸이클을 나타낸 개략도,

도 2는 연결배관의 길이 증가에 따른 P-h 선도의 변화를 나타낸 도면,

도 3은 연결배관의 압력변화에 따른 최적 전자밸브개도의 변화를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법을 나타낸 제어흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 압축기, 20 : 사방밸브,

30 : 실외열교환기, 50 : 팽창밸브,

60 : 실내열교환기.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 표준 연결배관 길이(Ls) 에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)로 설정하여 운전하는 단계와, 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(Ta)를 검출하는 단계와, 상기 냉매의 온도(Ta)를 마이콤에 기입력된 각 연결배관길이(L)에 따른 운전조건에서의 압축기 토출 냉매온도(T)와 비교하여 현재 시스템의 배관길이(La)를 추정하는 단계와, 추정된 연결배관 길이(La)에서의 마이콤에 기입력된 최적 팽창밸브 개도(Da)로 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하는 단계를 포함하여 구성되어 실내기와 실외기를 연결하는 연결배관의 길이 변화에 따라 시스템의 최적운전이 가능한 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하도록 한 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법을 제공한다.

이하 본 발명에 따른 의 바람직한 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 연결배관의 길이 증가에 따른 P-h 선도의 변화를 나타낸 도면이고, 도 3은 연결배관의 길이 증가로 인한 연결배관의 압력변화에 따른 최적 전자밸브개도의 변화를 나타낸 도면이다.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 연결배관의 길이(L)가 표준 연결배관 길이(Ls)에서 연결배관 길이(La)로 소정 길이 만큼 길어지면 연결배관 내에서의 고저압차가 커지고 냉매유량이 감소하게 된다.

이러한 경우 도 3에 도시된 바와 같이 배관에서의 압력변화가 P1에서 P2로 증가하게되고 이에 따라 최적 팽창밸브 개도(D)가 Ds(표준 연결배관 길이 Ls일 때)에서 Da(연결배관 길이 La일 때)로 줄어들게 된다.

본 발명은 상기와 같은 연결배관 길이(L)의 길이 변화에 따라 최적 팽창밸브 개도(D)를 적절히 조절하도록 한 것으로서, 표준 연결배관 길이(Ls)에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)를 기준으로 하여 연결배관의 길이(L)가 늘어날 경우 그에 대응하여 일정한 값 만큼 팽창밸브의 개도(D)를 작게 설정하도록 하여 공기조화기를 운전하고, 연결배관 길이(L)가 줄어들 경우 그에 대응하여 일정한 값 만큼 팽창밸브의 개도(D)를 크게 설정하여 공기조화기를 운전하도록 제어하는 것이다.

상기한 바와 같이 연결배관 길이(L)가 달라지면 그에 따라 싸이클 내를 유동하는 냉매의 온도도 달라지게 된다.

한편 공기조화기에 설치되는 온도센서는 압축기 출구 온도센서, 실내 배관 온도센서, 실외 배관 온도센서, 실내 온도센서, 실외 온도센서 등이 있는데, 각 온도센서들 중에서 연결배관 길이(L) 변화에 가장 민감한 것이 압축기 토출 온도이다. 즉 표준 연결배관 길이(Ls)에서 최적 운전 싸이클일 때의 압축기 토출온도와 표준 연결배관 길이(Ls) 보다 길이가 길거나 짧은 경우에서의 최적 운전 싸이클일 때의 압축기 토출온도는 민감하게 변화된다.

이러한 점에 착안하여 연결배관 길이(L)를 표준 연결배관 길이(Ls)로 설치한 상태에서 상기 표준 연결배관 길이(Ls)에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)로 공기조화기를 운전하도록 한 후, 연결배관 길이(L)만을 변화시켜 가면서 각 연결배관 길이(예를 들면 L1부터 L100)로 설치했을 때의 각각에 대한 압축기 토출온도(T1부터 T100)를 일일이 실험을 통해 측정하여 마이콤에 입력한다. 이때 압축기 토출온도를 측정하여 마이콤에 입력하는 이유는 연결배관의 길이변화에 따른 냉매의 온도변화가 압축기에서 토출되는 부분에서 가장 민감하기 때문이다.

또한 각 연결배관 길이가 L1부터 L100 까지 달라짐에 따라 각 연결배관 길이(L1부터 L100)에서의 최적 팽창밸브 개도(D1부터D100)가 어느 정도 증감하는가를 를 구하여 마이콤에 입력한다.

이와 같이 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(Ta)를 알게 되면 마이콤에 기입력된 값에 의해 현재 시스템에 설치된 연결배관 길이(La)를 추정할 수 있고, 또한 연결배관 길이(La)를 알게 되면 마이콤에 기입력된 값에 의해 현재 시스템에서 상기 연결배관 길이(La)에서의 최적 팽창밸브 개도(Da)를 판단할 수 있게 됨으로써 공기조화기의 팽창밸브 개도를 상기 팽창밸브 개도(Da)로 설정하여 운전하게 되어 연결배관 길이(L)의 변화에 따라 적절히 팽창밸브 개도(D)를 제어할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법을 나타낸 제어흐름도로서, 연결배관 길이(L)의 변화에 따라 그에 맞는 최적 팽창밸브 개도(D)를 설정하는 방법을 상기 제어흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

공기조화기를 설치한 후 먼저 표준 연결배관 길이(Ls)에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)로 운전을 시작한다. 그리고 일정시간 경과 후 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(Ta)를 검출한다. 그리고 검출된 냉매의 온도(Ta)를 각 연결배관 길이(L1부터 L100))에 따른 운전조건에서의 압축기 토출 냉매온도(T1부터 T100, 마이콤에 기입력된 값)와 비교하여 현재 시스템의 실외기와 실내기 간에 연결된 연결배관 길이(La)를 추정한다. 이와 같이 추정된 현재 시스템의 연결배관 길이(La)에서의 최적팽창밸브 개도(Da, 마이콤에 기입력된)를 마이콤이 판별하고 상기 최적팽창밸브 개도(Da)로서 팽창밸브의 개도를 변경 설정하여 공기조화기를 운전한다.

이와 같이 팽창밸브의 개도를 적절히 조절함으로써 실외기와 실내기의 설치공간에 따라 연결배관의 길이가 변하더라도 최적의 팽창밸브 개도를 설정하여 공기조화기를 운전할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 공기조화기의 설치시 실내기와 실외기 사이에 설치되는 연결배관의 길이가 달라져도 최적의 상태로 시스템의 운전이 가능하도록 팽창밸브의 개도를 설정하여 공기조화기를 운전할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축기와 실외열교환기와 팽창밸브 등으로 구성되는 실외기와, 실내기를 포함하여 구성되는 공기조화기에 있어서,

   상기 실내기와 실외기를 연결하는 연결배관의 길이 변화에 따라 시스템의 최적운전이 가능한 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 팽창밸브의 개도는 냉매의 온도를 매개변수로 하여 조절됨을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 팽창밸브의 개도는 압축기로부터 토출되는 냉매의 온도를 매개변수로 하여 조절됨을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법.
4. 제 1항에 있어서,

   표준 연결배관 길이(Ls)에서의 최적 팽창밸브 개도(Ds)로 설정하여 운전하는 단계와,

   압축기에서 토출되는 냉매의 온도(Ta)를 검출하는 단계와,

   상기 냉매의 온도(Ta)를 마이콤에 기입력된 각 연결배관 길이(L)에 따른 운전조건에서의 압축기 토출 냉매온도(T)와 비교하여 현재 시스템의 연결배관 길이(La)를 추정하는 단계와,

   추정된 연결배관 길이(La)에서의 마이콤에 기입력된 최적 팽창밸브 개도(Da)로 팽창밸브의 개도를 설정하여 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팽창밸브 개도 제어방법.