KR20160097566A - 공기 조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 하나 이상의 제 1 실내기가 운전되는 상태에서, 정지되어 있던 제 2 실내기가 온 되어 운전 시작되는 단계; 상기 제 1 실내기의 용량 및 제 2 실내기의 용량에 기초하여, 실내기의 운전율에 관한 변경정보가 인식되는 단계; 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 상기 제 1 실내기에 구비되는 실내 팽창장치의 개도를 제어하는 단계; 및 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계가 포함된다.

Description

공기 조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and a method for controlling the same}
본 발명은 공기 조화기 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.
한편, 공기 조화기에는 하나의 실외기 및 상기 하나의 실외기에 배관 연결되는 다수의 실내기가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 실외기에는, 실외 열교환기의 일측에 구비되는 실외 팽창장치가 포함될 수 있으며, 각각의 실내기에는 실내 열교환기의 일측에 구비되는 실내 팽창장치가 포함될 수 잇다.
공기 조화기가 냉방 또는 난방운전 되는 과정에서, 상기 다수의 실내기가 모두 운전되거나(전체부하 운전), 일부의 실내기가 운전될 수 있다(부분부하 운전). 그리고, 상기 실내 팽창장치의 개도를 조절하여 실내 열교환기를 통과하는 냉매량을 조절할 수 있고 이에 따라 냉동 사이클의 과열도 또는 과냉도가 제어될 수 있다. 일례로, 상기 과열도는 냉방 운전시 제어 가능하며, 상기 과냉도는 난방 운전시 제어 가능하다.
한편, 상기 부분부하 운전시, 미운전 실내기가 온 되어 운전될 수 있다. 상기 미운전 실내기가 운전되면, 기존의 운전 실내기에 공급되던 냉매의 일부가 새로이 운전 시작된 실내기에 공급될 수 있다. 따라서, 기존의 운전 실내기에 공급되는 냉매의 유량이 순간적으로 변동하게 되고 이에 따라 냉매소음이 발생될 수 있다.
일례로, 냉매가 실내 팽창장치를 통과하는 과정에서 소음이 발생될 수 있으며, 특히 기상과 액상이 혼합된 이상 상태(two phase)의 냉매가 상기 실내 팽창장치를 통과할 때, 또는 실내 팽창장치의 개도가 냉매 유량에 비하여 크게 형성될 때 소음이 커질 수 있다.
이러한 소음은 사용자에게 불쾌감을 주고, 제품에 대한 신뢰성을 낮추는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 냉매 소음을 저감하기 위한 기술이 개발되고 있다.
공기 조화기의 운전에 있어서, 냉매 소음저감 기술을 개시한 선행문헌은 아래와 같다.
1. 출원번호 (출원일) : 10-2007-0022469 (2007년 3월 7일)
2. 발명의 명칭 : 공기조화기 및 그 제어방법
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉매 소음을 저감시킬 수 있는 공기 조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 하나 이상의 제 1 실내기가 운전되는 상태에서, 정지되어 있던 제 2 실내기가 온 되어 운전 시작되는 단계; 상기 제 1 실내기의 용량 및 제 2 실내기의 용량에 기초하여, 실내기의 운전율에 관한 변경정보가 인식되는 단계; 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 상기 제 1 실내기에 구비되는 실내 팽창장치의 개도를 제어하는 단계; 및 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계가 포함된다.
또한, 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에는, 변경비가 포함되며, 상기 변경비는 상기 제 1 실내기의 용량에 대한, 상기 제 2 실내기의 용량의 비율로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변경비가 설정값 이상이면, 상기 실내 팽창장치의 개도는 미리 설정된 최소 개도값으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변경비가 설정값 미만이면, 상기 변경비와 미리 설정된 온도값에 기초하여, 상기 제 1 실내기의 추가 과열도 또는 추가 과냉도를 계산하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 제 1 실내기의 현재 목표 과열도 또는 과냉도에, 상기 계산된 추가 과열도 또는 추가 과냉도를 반영하여, 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도를 결정하는 단계가 더 포함되며, 상기 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도는, 상기 현재 목표 과열도 또는 과냉도보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 실내기에 구비되는 실내 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는, 상기 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도에 기초하여, 상기 실내 팽창장치의 개도가 감소되는 단계가 포함된다.
또한, 상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에는, 변경율이 포함되며, 상기 변경율은, 제 1 실내기의 용량에 대한, 제 1,2 실내기의 용량의 합에 대한 비율로 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는, 냉방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 과냉각 열교환기의 목표 과열도를 계산하는 단계; 및 상기 과냉각 열교환기의 목표 과열도에 따라, 상기 과냉각 팽창장치의 개도를 증대하는 단계가 포함된다.
또한, 상기 과냉각 열교환기의 목표 과열도는, 상기 과냉각 열교환기의 현재 과열도에 상기 변경율을 곱하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는, 난방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 상기 실외 팽창장치의 목표개도를 감소하여, 상기 제 1 실내기의 과냉도를 증가하는 단계가 포함된다.
또한, 상기 실외 팽창장치의 감소되는 목표개도는, 상기 실외 팽창장치의 현재 개도에, 상기 변경율의 역수를 곱하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기에는, 압축기, 실외 팽창장치 및 과냉각 팽창장치를 구비하는 실외기 및 실내 팽창장치를 구비하는 실내기가 포함되는 공기 조화기에 있어서, 운전되는 실내기의 용량 변화에 관한 정보와, 상기 실외 팽창장치, 과냉각 팽창장치 또는 실내 팽창장치의 개도에 관한 정보를 매핑하여 저장한 메모리부; 및 상기 실내기의 용량변화가 인식되면, 상기 실외 팽창장치, 과냉각 팽창장치 또는 실내 팽창장치의 개도를 조절하는 제어부가 포함되며, 기운전 실내기의 용량에 대한, 새로 운전시작 되는 실내기의 용량에 관한 변경비가 설정값 이상이면, 상기 실내 팽창장치의 개도를 최소로 유지하고, 상기 변경비가 설정값 미만이면, 상기 실내기의 목표 과열도 또는 목표 과냉도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 냉방운전시, 상기 기운전 실내기의 용량에 대한, 상기 기운전 실내기와 새로 운전시작 되는 실내기의 용량의 합에 관한 변경율에 기초하여, 상기 과냉각 팽창장치의 개도를 증대하는 것을 특징으로 한다.
또한, 난방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 상기 실외 팽창장치의 목표개도를 감소하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따르면, 비운전 실내기가 운전되기 시작할 때, 실내기 운전율의 변경비에 기초하여, 운전중이던 실내기의 추가 과열도 또는 과냉도를 조절할 수 있으므로, 즉 실내 팽창장치의 개도를 제어할 수 있으므로, 실내기에서 발생되는 냉매 소음을 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 운전 실내기의 변경율에 기초하여, 냉방운전시에는 과냉각기의 과열도를 조절하고 난방운전시에는 실외 팽창장치의 개도를 조절함으로써 과냉도를 미리 확보할 수 있으므로, 냉매 소음을 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 실내기의 운전율이 변경되면, 냉동 사이클이 안정화 될 때까지 냉매 소음저감 운전이 수행될 수 있으므로, 냉매 소음저감 효과가 지속될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
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 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외 열교환기(130)가 구비되는 실외기(20) 및 실내 열교환기(160)가 구비되는 실내기(30)가 포함된다. 상기 실내기(30)는 다수 개가 구비될 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 냉매의 압축을 위한 압축기(110)가 포함된다. 상기 압축기(110)에는, 주파수 조절이 가능한 인버터 압축기가 포함될 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 압축기(21)에서 압축된 냉매를 상기 실외 열교환기(130) 또는 상기 실내 열교환기(160)로 가이드 하는 유동 전환부(120)가 포함된다.
상기 압축기(110)에서 압축된 냉매는, 상기 유동 전환부(120)의 제어상태에 따라 상기 실외 열교환기(130) 또는 실내 열교환기(160)로 유동될 수 있다. 상세히, 공기 조화기(10)의 냉방운전시, 상기 유동 전환부(120)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 상기 실외 열교환기(130)로 안내하한다. 반면에, 공기 조화기(10)의 난방운전시, 상기 유동 전환부(120)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 상기 실내 열교환기(160)로 안내한다.
상기 실외기(20)에는, 상기 실외 열교환기(130)의 일측에 설치되는 실외 팽창장치(140)가 더 포함된다. 일례로, 상기 실외 팽창장치(140)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다. 공기 조화기(10)의 난방운전시 상기 실외 팽창장치(140)에서 감압된 냉매는 상기 실외 열교환기(130)에서 증발될 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 실외 열교환기(130)로 실외 공기를 불어주는 실외 팬(135)이 더 포함된다. 상기 실외 열교환기(130)를 통과하는 냉매와 상기 실외 팬(135)에 의하여 유동되는 실외 공기간에 열교환이 이루어질 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 냉방운전을 기준으로, 상기 실외 열교환기(130)의 출구측에 구비되어 응축된 냉매를 과냉하는 과냉각 열교환기(150)가 더 포함된다.
상기 과냉각 열교환기(150)는 냉매 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 중간 열교환기로서 이해될 수 있다. 상기 제 1 냉매는 시스템을 순환하는 "메인 냉매"이고, 상기 제 2 냉매는 압축기로 흡입되는 "분지 냉매"일 수 있다.
상기 실외기(20)에는, 상기 제 2 냉매가 분지되는 과냉각 유로(151) 및 상기 과냉각 유로(151)에 설치되어 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(155)가 더 포함된다. 상기 과냉각 팽창장치(155)의 개도에 따라, 상기 과냉각 유로(151)를 유동하는 냉매량은 달라질 수 있다. 일례로, 상기 과냉각 팽창장치(163)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
공기 조화기(10)의 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 상기 과냉각 열교환기(150)를 통과하면서 과냉될 수 있다. 이 때, 냉매의 과냉도는 상기 과냉각 팽창장치(163)의 개도에 기초하여 결정될 수 있다. 일례로, 상기 과냉각 팽창장치(163)의 개도가 증가하여 상기 과냉각 유로(151)를 유동하는 제 2 냉매의 양이 많아지면 상기 제 2 냉매와 열교환 되는 제 1 냉매의 과냉도는 커질 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(150)에서 열교환 된 제 1 냉매는 실내기(30)로 유입되며, 열교환 된 제 2 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
상기 실내기(30)에는, 상기 실내 열교환기(160)의 일측에 설치되는 실내 팽창장치(170)가 더 포함된다. 일례로, 상기 실내 팽창장치(170)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다. 공기 조화기(10)의 냉방운전시 상기 실내 팽창장치(170)에서 감압된 냉매는 상기 실내 열교환기(160)에서 증발될 수 있다.
상기 실내 팽창장치(170)는, 공기 조화기(10)의 냉방운전시 목표 과열도에 기초하여 개도 제어되며, 공기 조화기(10)의 난방운전시 목표 과냉도에 기초하여 개도 제어될 수 있다.
상기 실내기(30)에는, 상기 실내 열교환기(160)로 실내 공기를 불어주는 실내 팬(165)이 더 포함된다. 상기 실내 열교환기(160)를 통과하는 냉매와 상기 실내 팬(165)에 의하여 유동되는 실내공기간에 열교환이 이루어질 수 있다.
냉방운전을 기준으로, 상기 과냉각 열교환기(150)를 통과한 냉매, 즉 제 1 냉매는 다수의 실내기(30)로 분지하여 유입된다. 각 실내기(30)로 유입된 냉매는 상기 실내 팽창장치(170)에서 감압된 후 실내 열교환기(160)를 통과하며 이 과정에서 실내 공기와 열교환 하여 증발될 수 있다.
한편, 상기 실내 팽창장치(170)를 통과하는 냉매의 전부 또는 대부분은, 상기 과냉각 열교환기(150)에서 과냉각 되었으므로 액상의 형태를 가질 수 있다. 따라서, 실내 팽창장치(170)에서의 냉매 소음이 저감될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 실내기(20)의 운전을 위하여 입력 가능한 실내기 전원스위치(210)가 더 포함된다. 일례로, 상기 실내기 전원스위치(210)는 실내기(30) 본체의 일면, 또는 공조하고자 하는 실내공간의 벽면등에 설치될 수 있다. 사용자는 냉방 또는 난방운전을 위하여 상기 실내기 전원스위치(210)를 온 입력 할 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 운전모드에 관한 정보를 입력하기 위한 운전모드 입력부(220)가 더 포함된다. 상기 운전모드 입력부에는, 냉방운전모드 입력부 또는 난방운전모드 입력부가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 운전모드 입력부(220)는 실내기(30) 본체의 일면, 또는 공조하고자 하는 실내공간의 벽면등에 설치될 수 있다. 사용자는 냉방 또는 난방운전을 위하여 상기 운전모드 입력부를 입력할 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 다수의 실내기(30) 중 운전되는 실내기(30)의 용량, 즉 실내기(30)의 운전율에 관한 정보와, 실내기(30)의 목표 과열도 또는 목표 과냉도에 관한 정보를 매핑하여 저장하는 메모리부(230)가 더 포함된다. 그리고, 상기 메모리부(230)에는, 상기 실내기(30)의 목표 과열도 또는 목표 과냉도에 따라 결정되는 실내 팽창장치(170)의 개도에 관한 정보가 매핑될 수 있다.
상기 메모리부(230)에는, 상기 실내기(30)의 운전율에 관한 정보와, 과냉각 열교환기(150)의 과열도에 관한 정보를 매핑하여 저장할 수 있다. 그리고, 상기 메모리부(230)에는, 상기 과냉각 열교환기(150)의 과열도에 따라 결정되는 과냉각 팽창장치(155)의 개도에 관한 정보가 매핑될 수 있다.
또한, 상기 메모리부(230)에는, 상기 실내기(30)의 운전율에 관한 정보와, 상기 실외 팽창장치(140)의 개도에 관한 정보가 매핑되어 저장될 수 있다.
상세히, 상기 실내기(30)의 운전율이 변경되면, 변경되는 비율에 기초하여, 실내 팽창장치(170)의 개도는 조절될 수 있다. 이 때, 조절되는 개도의 비율에 관한 정보가 상기 메모리부(230)에 저장될 수 있다.
그리고, 상기 실내기(30)의 운전율이 변경되면, 변경되는 비율에 기초하여, 과냉각 팽창장치(155) 또는 실외 팽창장치(140)의 개도는 조절될 수 있다. 이 때, 조절되는 개도의 비율에 관한 정보가 상기 메모리부(230)에 저장될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 실내기 전원스위치(210) 또는 운전모드 입력부(220)를 통하여 전달되는 신호 또는 상기 메모리부(230)에 저장된 정보에 기초하여, 상기 압축기(110), 실외 팽창장치(140), 실내 팽창장치(170) 또는 과냉각 팽창장치(155)의 작동을 제어하는 제어부(200)가 더 포함된다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 공기 조화기(10)의 냉방 및 난방운전시 냉매의 유동에 관하여 간단하게 설명한다.
먼저 공기 조화기(10)의 냉방운전시, 도 1에는 냉매의 순환경로가 실선 화살표로 표시된다.
상세히, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 유동 전환부(120)를 거쳐 실외 열교환기(130)로 유입된다. 상기 실외 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 실외 팽창장치(140)를 통과하게 된다. 이 때, 상기 실외 팽창장치(140)는 완전 개방되며, 이에 따라 냉매의 감압작용은 발생되지 않을 수 있다.
상기 실외 팽창장치(140)를 통과한 냉매(제 1 냉매)는 과냉각 열교환기(150)로 유입되며, 과냉각 유로(151)로 분지된 냉매(제 2 냉매)와 열교환 된다. 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각 팽창장치(155)를 통과하면서 감압될 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(150)에서의 열교환 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉각 되며, 상기 제 2 냉매는 흡열 또는 증발될 수 있다. 상기 과냉각 된 제 1 냉매는 상기 실내기(30)로 유입되며, 상기 흡열된 제 2 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
상기 실내기(30)로 유입된 냉매는 상기 실내 팽창장치(170)를 통과하며 이 과정에서 냉매는 감압될 수 있다. 이 때, 상기 실내 팽창장치(170)는 설정 개도로 개방될 수 있다. 그리고, 상기 실내 팽창장치(170)의 개도는 펄스(pulse) 제어될 수 있다.
상기 실내 팽창장치(170)에서 감압된 냉매는 상기 실내 열교환기(160)를 통과하며 이 과정에서 증발될 수 있다. 상기 증발된 냉매는 상기 유동 전환부(120)를 거쳐 상기 압축기(110)로 다시 흡입될 수 있다. 이러한 냉방 사이클이 반복될 수 있다.
다음으로 공기 조화기(10)의 난방운전시, 도 1에는 냉매의 순환경로가 점선 화살표로 표시된다.
상세히, 압축기(110)에서 압축된 냉매는 유동 전환부(120)를 거쳐 실내 열교환기(160)로 유입된다. 상기 실내 열교환기(160)에서 응축된 냉매는 실내 팽창장치(160)를 통과하게 된다. 이 때, 상기 실내 팽창장치(160)는 완전 개방되며, 이에 따라 냉매의 감압작용은 발생되지 않을 수 있다.
상기 실내 팽창장치(160)를 통과한 냉매(제 1 냉매)는 과냉각 열교환기(150)로 유입되며, 과냉각 유로(151)로 분지된 냉매(제 2 냉매)와 열교환 된다. 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각 팽창장치(155)를 통과하면서 감압될 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(150)에서의 열교환 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉각 되며, 상기 제 2 냉매는 흡열 또는 증발될 수 있다. 상기 과냉각 된 제 1 냉매는 상기 실외기(20)로 유입되며, 상기 흡열된 제 2 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
상기 실외기(20)로 유입된 냉매는 상기 실외 팽창장치(140)를 통과하며 이 과정에서 냉매는 감압될 수 있다. 이 때, 상기 실외 팽창장치(140)는 설정 개도로 개방될 수 있다. 그리고, 상기 실외 팽창장치(140)의 개도는 펄스(pulse) 제어될 수 있다.
상기 실외 팽창장치(140)에서 감압된 냉매는 상기 실외 열교환기(130)를 통과하며 이 과정에서 증발될 수 있다. 상기 증발된 냉매는 상기 유동 전환부(120)를 거쳐 상기 압축기(110)로 다시 흡입될 수 있다. 이러한 난방 사이클이 반복될 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 실시예에 따른 공기 조화기(10)의 제어방법을 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실내공간의 공조를 위하여 다수의 실내기(30) 중 적어도 일부의 실내기(30)가 온 되고, 냉방 또는 난방운전에 관한 운전모드가 입력될 수 있다. 일례로, 사용자는 실내기 전원스위치(210)를 이용하여 실내기를 온 시키고, 운전모드 입력부(220)를 이용하여 냉방 또는 난방운전 명령을 입력할 수 있다(S11).
상기 운전모드 입력부(220)를 통하여 입력된 운전모드에 기초하여, 냉방운전 또는 난방운전이 수행될 수 있다. 일례로, 다수의 실내기(30) 중 일부의 실내기(30)는 운전되고, 나머지 실내기(30)는 비운전 될 수 있을 것이다(S12).
냉방운전 또는 난방운전이 수행되면, 압축기(110)가 구동하여 도 1에 기재된 냉매 사이클이 순환될 수 있으며, 소정 시간이 경과하면 사이클이 안정화 될 수 있다. 여기서, 상기 사이클이 안정화 되는지 여부는, 사이클의 목표 고압 및 목표 저압이 형성되는지 여부에 따라 결정될 수 있다(S13).
상기한 냉매 사이클이 순환되는 과정에서, 적어도 일부의 비운전 실내기(30)가 온 되고 운전모드가 입력될 수 있다. 일례로, 사용자는 특정 실내공간의 공조를 위하여, 상기 특정 실내공간에 설치된 비운전 실내기(30)에 대하여, 상기 실내기 전원스위치(20) 및 운전모드 입력부(220)를 이용하여 운전명령을 입력할 수 있다(S14).
상기 비운전 실내기(30)가 온 되고 운전명령이 입력되면, 실내부하, 즉 운전되는 실내기(30)의 수 또는 용량이 변화될 수 있다. 이 과정에서, 냉매 사이클을 순환하던 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 운전시작 된 실내기(30)로 유입되며, 기 운전 실내기(30)로 유입되는 냉매량은 감소하게 된다. 즉, 기운전 실내기(30)를 통과하는 냉매량이 변화될 수 있으며, 이 과정에서 소음발생의 가능성이 존재하게 된다.
설명의 편의를 위하여, 기운전 실내기(30)를 "제 1 실내기"라 하고, 운전시작 된 실내기(30)를 "제 2 실내기"라 이름한다. 상기 제 1 실내기는 하나 이상 구비되며, 상기 제 2 실내기도 하나 이상 구비될 수 있다.
본 실시예에서는, 이러한 소음발생을 방지하기 위하여 냉매 소음저감 운전을 수행한다(S15).
상세히, 비운전 실내기(30)가 온 되면서 운전되는 실내기의 비율이 변경될 수 있다. 상기 제어부(200)는 실내기 운전율의 변경비를 인식한다. 상기 변경비는, 기운전 실내기의 용량에 대한, 새로이 운전 시작된 실내기의 용량의 비율로 계산된다.
일례로, 기 운전되던 실내기의 용량이 10Kw이고 새로이 운전 시작된 실내기의 용량이 10Kw이면 변경비는 1이 된다. 다른 예로, 기 운전되던 실내기의 용량이 10Kw이고 새로이 운전 시작된 실내기의 용량이 5Kw이면 변경비는 0.5가 된다(S16).
상기 계산된 변경비에 기초하여, 기운전 실내기의 실내 팽창장치(170)의 개도를 제어할 수 있다.
상세히, 상기 변경비가 설정값 이상이 되면, 실내 팽창장치(170)의 개도를 미리 설정된 최소 개도로 조절한다. 일례로, 상기 설정값은 1일 수 있다.
즉, 상기 변경비가 1 이상이 되면, 기존의 냉매 사이클에서 다수의 실내기(30)에 필요했던 냉매량보다 새로운 냉매 사이클에서 다수의 실내기(30)에 필요한 냉매량이 2배 이상이 필요하게 된다.
이 경우, 냉매량 급변, 즉 기운전 실내기(30)에서의 냉매량 감소에 따른 냉매 소음의 가능성이 매우 커지게 되므로, 기운전 실내기(20)의 실내 팽창장치(170) 개도를 최소로 유지하여 상기 실내 팽창장치(170)를 통과하는 냉매량을 감소시킬 수 있다. 결국, 실내 팽창장치(170)를 통과하는 냉매의 소음을 저감할 수 있다.
반면에, 상기 변경비가 설정값 미만이 되면, 상기 변경비와 미리 설정된 온도값에 기초하여, 상기 기운전 실내기(30)의 추가 과열도 또는 추가 과냉도를 계산할 수 있다. 공기 조화기(10)의 냉방 운전시 상기 실내기(30)의 추가 과열도를 계산하며, 난방 운전시 상기 실내기(30)의 추가 과냉도를 계산할 수 있다.
일례로, 상기 미리 설정된 온도값은 10℃일 수 있으며, 상기 변경비가 0.5일 경우, 상기 추가 과열도 또는 추가 과냉도는 5℃로 계산될 수 있다.
상기 변경비가 설정값 미만이 되면, 즉 1 이하가 되면, 다수의 실내기(30)에 필요한 추가 냉매량이 상대적으로 적으므로 기운전 실내기(30)를 유동하는 냉매량이 상대적으로 적게 변화될 수 있다. 따라서, 상기 실내 팽창장치(170)를 최소 개도로 유지하지는 않고, 변경비에 기초한 추가 과열도(또는 추가 과냉도)를 계산한다.
그리고, 상기 계산된 추가 과열도(또는 추가 과냉도)를 반영하여, 기운전 실내기(30)의 실내 팽창장치(170)의 개도를 제어하게 된다. 즉, 현재의 목표 과열도(또는 목표 과냉도)에, 상기 계산된 추가 과열도(또는 추가 과냉도)를 더하여 새로운 목표 과열도(또는 목표 과냉도)로 결정한다.
결국, 목표 과열도 또는 목표 과냉도가 증가함에 따라, 상기 실내 팽창장치(170)는 닫히는 방향으로 제어될 수 있다. 즉, 상기 실내 팽창장치(170)의 개도는 감소되며, 이에 따라 상기 실내 팽창장치(170)를 통과하는 냉매의 소음이 저감될 수 있다(S17,S18).
상기한 바와 같이, 기운전 실내기(30)의 실내 팽창장치(170)의 개도 제어와 함께, 실외기(20)의 실외 팽창장치(140) 또는 과냉각 팽창장치(155)의 개도를 제어할 수 있다.
상세히, 변경율이 계산될 수 있다. 상기 변경율은, 기 운전 실내기의 용량에 대한, 새로이 운전 시작된 실내기의 용량과 기 운전 실내기의 용량의 합으로 계산된다.
일례로, 기 운전되던 실내기의 용량이 10Kw이고 새로이 운전 시작된 실내기의 용량이 10Kw이면 변경율은 2가 된다. 다른 예로, 기 운전되던 실내기의 용량이 10Kw이고 새로이 운전 시작된 실내기의 용량이 5Kw이면 변경비는 1.5가 된다(S19).
상기 계산된 변경율에 기초하여, 실외기의 과냉도를 제어할 수 있다(S20)..
상세히, 공기 조화기(10)의 운전모드가 인식될 수 있다(S21). 상기 공기 조화기(10)가 냉방운전 중이면, 과냉각 열교환기(150)의 과열도를 조절하여 실외기의 과냉도를 제어할 수 있다. 즉, 냉방운전시, 실외기의 과냉도는 상기 과냉각 열교환기(150)를 통과하는 제 2 냉매의 유량을 조절하여 제어될 수 있다.
상기 과냉각 팽창장치(155)의 개도를 증대하여 상기 과냉각 유로(151)를 유동하는 제 2 냉매의 양이 증가될 수 있다. 이 때, 증대되는 과냉각 팽창장치(155)의 개도는, 과냉각 열교환기(150)의 목표 과열도에 기초하여 결정될 수 있다.
상세히, 상기 목표 과열도는 현재의 과열도와 상기 변경율에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 일례로, 상기 목표 과열도는 현재의 과열도와 상기 변경율을 곱하여 계산될 수 있다. 따라서, 현재의 과열도가 3℃이고 상기 변경율이 1.5이면, 목표 과열도는 4.5℃로 계산될 수 있다.
이와 같이, 상기 과냉각 열교환기(150)의 목표 과열도가 증가하여 과냉각 팽창장치(155)의 개도가 증대되면 과냉각 유로(151)에서의 냉매량이 증가하게 된다. 따라서, 상기 과냉각 열교환기(150)를 통과한 제 1 냉매의 유량이 줄어들고 이에 따라 냉매 사이클의 저압이 상승하여 이에 따라 압축기(110)의 운전율이 상승될 수 있다.
그리고, 상기 압축기(110)의 운전율이 상승됨에 따라, 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 많아지고 이에 따라 상기 실외 열교환기(130)의 과냉도가 증가하게 될 수 있다.
상기 실외 열교환기(130)의 과냉도가 증가함에 따라, 상기 실내 팽창장치(170)로 유입되는 냉매의 상태가 액상으로 형성되기에 용이해질 수 있으므로, 상기 실내 팽창장치(170)를 통과하는 냉매에서의 소음 발생이 방지될 수 있다(S22,S23).
반면에, 상기 공기 조화기(10)가 난방운전 중이면, 실외 팽창장치(140)의 개도를 조절하여 기운전 실내기(30)의 과냉도를 증가시킬 수 있다. 상세히, 상기 실외 팽창장치(140)의 개도를 감소시키면, 상기 실외기(20)와 실내기(30)를 연결하는 배관, 일례로 액관에 냉매가 많아지게 되고 이에 따라 상기 액관의 압력이 상승하게 된다.
결국, 상승된 액관의 압력에 의하여, 실내 열교환기(160)를 통과하는 냉매의 유속이 감소하게 되고 이에 따라 상기 실내 열교환기(160)의 과냉도가 증가하게 되고 이에 따라 상기 실내 팽창장치(170)에서의 냉매 소음이 저감될 수 있다.
한편, 상기 실외 팽창장치(140)의 개도 감소를 위한 목표개도 제어는, 현재의 개도값과 상기 변경율에 기초하여 결정될 수 있다. 일례로, 상기 실외 팽창장치(140)의 목표개도는 현재의 개도값에 변경율의 역수(1/변경율)을 곱하여 결정될 수 있다(S24,S25).
상기한 냉매소음 저감운전은, 실내기(30)의 운전율 또는 운전용량이 변경된 이후 냉매 사이클이 안정화 될 때까지 이루어질 수 있다.
상기 냉매 사이클의 안정화는, 실내기의 경우에는 과열도(또는 과냉도)가 목표 과냉도(또는 목표 과열도)에 도달한 후 설정 온도범위 내에서 유지되는 경우로서 이해된다. 일례로, 상기 설정온도 범위는 0.2℃일 수 있다.
그리고, 실외기의 경우에는 과냉도가 목표 과냉도에 도달하고 설정시간에 경과하였을 때로서 이해될 수 있다. 일례로 상기 설정시간은 3분일 수 있다(S26,S27).
이와 같은 제어방법에 의하면, 비운전 실내기가 운전상태로 전환되어 기 운전 실내기를 통과하는 냉매량에 변화가 발생하였을 때, 실내기 운전율에 관한 변경비 또는 변경율에 기초하여 실내 팽창장치(170), 실외 팽창장치(140) 또는 과냉각 팽창장치(155)를 제어할 수 있으므로, 실내기(30)에서 발생되는 소음을 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.
10 : 공기 조화기 110 : 압축기
120 : 유동전환부 130 : 실외 열교환기
140 : 실외 팽창장치 150 : 과냉각 열교환기
155 : 과냉각 팽창장치 160 : 실내 열교환기
170 : 실내 팽창장치 200 : 제어부
210 : 실내기 전원스위치 220 : 운전모드 입력부
230 : 메모리부

Claims (14)

  1. 하나 이상의 제 1 실내기가 운전되는 상태에서, 정지되어 있던 제 2 실내기가 온 되어 운전 시작되는 단계;
    상기 제 1 실내기의 용량 및 제 2 실내기의 용량에 기초하여, 실내기의 운전율에 관한 변경정보가 인식되는 단계;
    상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 상기 제 1 실내기에 구비되는 실내 팽창장치의 개도를 제어하는 단계; 및
    상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에 기초하여, 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에는, 변경비가 포함되며,
    상기 변경비는 상기 제 1 실내기의 용량에 대한, 상기 제 2 실내기의 용량의 비율로 결정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 변경비가 설정값 이상이면, 상기 실내 팽창장치의 개도는 미리 설정된 최소 개도값으로 제어되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 변경비가 설정값 미만이면,
    상기 변경비와 미리 설정된 온도값에 기초하여, 상기 제 1 실내기의 추가 과열도 또는 추가 과냉도를 계산하는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 실내기의 현재 목표 과열도 또는 과냉도에,
    상기 계산된 추가 과열도 또는 추가 과냉도를 반영하여, 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도를 결정하는 단계가 더 포함되며,
    상기 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도는, 상기 현재 목표 과열도 또는 과냉도보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 실내기에 구비되는 실내 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는,
    상기 새로운 목표 과열도 또는 목표 과냉도에 기초하여, 상기 실내 팽창장치의 개도가 감소되는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내기의 운전율에 관한 변경정보에는, 변경율이 포함되며,
    상기 변경율은, 제 1 실내기의 용량에 대한, 제 1,2 실내기의 용량의 합에 대한 비율로 결정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는,
    냉방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 과냉각 열교환기의 목표 과열도를 계산하는 단계; 및
    상기 과냉각 열교환기의 목표 과열도에 따라, 상기 과냉각 팽창장치의 개도를 증대하는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 과냉각 열교환기의 목표 과열도는,
    상기 과냉각 열교환기의 현재 과열도에 상기 변경율을 곱하여 결정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 실외기에 구비되는 실외 팽창장치 또는 과냉각 팽창장치의 개도를 제어하는 단계에는,
    난방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 상기 실외 팽창장치의 목표개도를 감소하여, 상기 제 1 실내기의 과냉도를 증가하는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 실외 팽창장치의 감소되는 목표개도는,
    상기 실외 팽창장치의 현재 개도에, 상기 변경율의 역수를 곱하여 결정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  12. 압축기, 실외 팽창장치 및 과냉각 팽창장치를 구비하는 실외기 및 실내 팽창장치를 구비하는 실내기가 포함되는 공기 조화기에 있어서,
    운전되는 실내기의 용량 변화에 관한 정보와, 상기 실외 팽창장치, 과냉각 팽창장치 또는 실내 팽창장치의 개도에 관한 정보를 매핑하여 저장한 메모리부; 및
    상기 실내기의 용량변화가 인식되면, 상기 실외 팽창장치, 과냉각 팽창장치 또는 실내 팽창장치의 개도를 조절하는 제어부가 포함되며,
    기운전 실내기의 용량에 대한, 새로 운전시작 되는 실내기의 용량에 관한 변경비가 설정값 이상이면, 상기 실내 팽창장치의 개도를 최소로 유지하고,
    상기 변경비가 설정값 미만이면, 상기 실내기의 목표 과열도 또는 목표 과냉도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    냉방운전시,
    상기 기운전 실내기의 용량에 대한, 상기 기운전 실내기와 새로 운전시작 되는 실내기의 용량의 합에 관한 변경율에 기초하여,
    상기 과냉각 팽창장치의 개도를 증대하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    난방운전시, 상기 변경율에 기초하여, 상기 실외 팽창장치의 목표개도를 감소하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.

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