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KR102129297B1 - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

공기 조화기 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR102129297B1
KR102129297B1 KR1020130089353A KR20130089353A KR102129297B1 KR 102129297 B1 KR102129297 B1 KR 102129297B1 KR 1020130089353 A KR1020130089353 A KR 1020130089353A KR 20130089353 A KR20130089353 A KR 20130089353A KR 102129297 B1 KR102129297 B1 KR 102129297B1
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KR
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stable
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outdoor
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조일용
구형모
이창용
이준환
임병국
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 실외기와 실내기를 가지고, 난방 운전 및 제상 운전이 가능한 공기조화기에 있어서, 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 검출하여 검출 값을 출력하는 검출부; 제상 운전이 완료되면 현재 상태가 안정 상태인지 판단하고, 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 검출부에서 출력된 검출 값이 저장되도록 제어하는 제어부; 안정 상태에서의 검출 값을 저장하는 저장부를 포함한다.
본 발명은 제상 운전의 진입 시점을 정확하게 판단함으로써 난방 운전을 수행하는 동안 제상 운전의 수행 횟수를 최소화할 수 있다.

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법 {Air conditional and method for controlling the same}
본 발명은 제상 운전을 제어하기 위한 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 냉매의 증발, 응축과정에서 생기는 열의 이동을 이용하여 흡입 공기를 냉각, 가열 또는 정화시킨 후 토출시켜 실내 공간의 공기를 조화시키는 기기이다.
이러한 공기조화기는 하절기에는 실내의 열을 외부로 배출하는 냉방 운전을 수행하고, 동절기에는 냉방 사이클과 반대로 냉매를 순환시켜 실내로 열을 공급하는 히트 펌프(Heat Pump)의 난방 운전을 수행한다.
공기조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 실외기의 열교환기에서 증발이 일어나면서 열을 흡입하는데 이때 실외 열교환기의 표면온도가 현저히 낮아지게 되고, 낮아진 표면온도에 의해 실외 열교환기의 표면에 응축수가 맺히게는 현상이 발생하게 된다.
이 때 실외 열교환기의 온도가 0℃ 이하가 되면 실외 열교환기의 응축수가 흘러내리지 않고 열교환기 표면에서 얼게 된다.
실외 열교환기에서의 응축수 동결은 열교환 면적을 줄여 열교환 성능을 저하시키고 또한 난방 능력을 저하시키며 압축기의 신뢰성을 저하시킨다.
이에 따라 공기 조화기는 냉매를 냉방 운전과 같이 순환시키는 제상 운전을 수행함으로써 실외 열교환기의 서리를 녹여 제거한다.
즉, 난방 운전 중에 냉방 운전을 수행하면, 실외 열교환기에서 냉매가 응축되면서 열을 방출하고, 이 방출 열에 의해 실외 열교환기의 표면의 서리가 제거되는 것이다.
이러한 제상 운전은 사용자가 난방 운전을 요구하는 상황에서 냉매를 냉방 운전을 수행하는 방향으로 흘리는 것이므로 과냉되지 않은 2상 상태의 냉매가 실내기의 팽창 밸브를 통과함에 따라 소음을 발생시키는 문제가 있다.
또한 공기 조화기는 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 실외 열교환기의 온도 변화 추이를 이용하는 데, 실외온도가 저온인 경우 실외기의 열교환기와 대기 사이의 열교환을 위해 증발 압력이 낮아지는 것과, 착상으로 인해 증발 압력이 하강하는 것을 구분하기 어려워 제상 운전의 진입 시점을 정확하게 판단하지 못하는 문제가 있다.
이와 같이 제상 운전의 진입 시점을 정확하게 판단하지 못함에 따라 착상이 진행되지 않은 상태에서 제상 운전을 빈번하게 수행하거나, 반대로 서리의 두께가 두꺼워진 상태에서 제상 운전을 수행함으로 인해 서리를 제대로 제거하지 못하는 문제가 있다.
일 측면은 제상 운전이 완료될 때마다 안정 상태에서의 공기조화기의 상태 정보를 검출하여 그 검출 값을 저장하고, 저장된 검출값을 이용하여 다음 제상 운전의 진입 시점인지를 판단하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공한다.
다른 측면은 제상 운전이 완료된 후 안정 상태에서 검출되어 저장된 검출값을 이용하여 다음 제상 운전의 진입 시점을 1차적으로 판단하고, 1차적으로 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 실외 열교환기의 온도 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나를 이용하여 다음 제상 운전의 진입 시점을 2차적으로 판단하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공한다.
또 다른 측면은 복수의 실내기가 마련된 경우에는 압축기의 운전율이 미리 정해진 설정 운전율 이상일 때를 안정 상태로 판단하고 안정상태에서 검출되어 저장된 검출 값을 이용하여 제상 운전의 진입 시점인지를 판단하는 공기 조화기 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 측면에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 난방 운전 및 제상 운전이 가능한 공기조화기의 제어 방법에 있어서, 난방 운전이 선택되면 난방 운전을 수행하면서 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 검출하고, 검출된 검출 값과 저장부에 미리 저장된 안정 값을 비교하여 차이값을 산출하고, 산출된 차이 값과 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단하고, 차이 값이 기준값 이상이면 제상 운전의 진입이 가능한 시점으로 판단하고, 현재 시점이 제상 운전의 진입이 가능한 시점이라고 판단되면 제상 운전을 수행하고, 제상 운전 수행 중 제상 운전의 완료를 판단하고, 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 공기조화기의 안정 상태를 판단하고, 공기 조화기가 안정 상태라고 판단되면 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 재검출하고, 안정 상태에서 검출된 검출 값을 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 안정 값으로 저장한다.
안정 상태를 판단하는 것은, 제상 운전 완료 직후 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단하는 것을 포함한다.
안정 상태를 판단하는 것은, 실외기에 마련된 압축기의 운전율을 확인하고, 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상인지 판단하고, 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상이면 안정 상태로 판단하는 것을 포함한다.
안정 상태를 판단하는 것은, 실외기에 마련된 실외팬의 회전수를 확인하고, 확인된 회전수가 설정 회전수 이상인지 판단하고, 확인된 회전수가 설정 회전수 이상이면 안정 상태로 판단하는 것을 포함한다.
검출값은, 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도값, 실외 팬의 모터에 인가되는 전류값, 실외 팬의 흡입과 배출 사이의 풍압의 차이값, 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도값, 증발 압력값, 응축 압력값 중 적어도 하나의 값이다.
안정 상태에서 검출된 검출값이 입력되면 입력된 검출값을 안정값으로 추가 저장하는 것을 더 포함한다.
공기 조화기의 제어 방법은, 안정 상태에서 검출된 검출값이 입력되면 저장부에 미리 저장된 안정 값 중 가장 오래된 안정값을 삭제하고 입력된 검출값을 안정값으로 저장부에 저장하는 것을 더 포함한다.
제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은, 저장부에서 현재 시점을 기준으로 최근에 저장된 복수 개의 안정값을 추출하고, 추출된 복수 개의 안정 값의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값과 현재 검출된 검출값을 비교하여 차이값을 산출하고, 산출된 차이 값과 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단하는 것을 포함한다.
제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은, 저장부에서 현재 시점을 기준으로 최근에 저장된 복수 개의 안정 값을 추출하고, 추출된 안정 값 중 최근에 검출된 안정 값일 수록 더 큰 가중치를 부여하되, 추출된 안정 값 중 가장 최근의 안정 값에 가장 큰 가중치를 부여하고, 추출된 안정 값 중 검출 시간이 가장 오래 경과된 안정 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 산출된 가중 평균값과 현재 검출된 검출값을 비교하여 차이값을 산출하고, 산출된 차이 값과 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단하는 것을 포함한다.
공기 조화기의 제어 방법은, 저장된 안정 값에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 1차적으로 판단되면 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도를 검출하여 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도와 설정 온도를 비교하고, 실외기에 마련된 압축기의 운전 시간을 확인하여 확인된 압축기의 운전 시간과 미리 설정된 설정 운전 시간을 비교하고, 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도가 설정 온도 이하인 조건, 압축기의 운전 시간이 미리 설정된 설정 운전 시간 이상인 조건 중 적어도 하나의 조건을 만족하면 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단하는 것을 더 포함한다.
공기 조화기의 제어 방법은, 저장된 안정 값에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 1차적으로 판단되면 실외기에 마련된 실외 열교환기의 압력과 설정 압력을 비교하고, 실외기에 마련된 실외 열교환기의 압력이 설정 압력 이하이면 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단하는 것을 더 포함한다.
공기 조화기의 제어 방법은, 실외기에 마련된 압축기의 운전 시간을 확인하고, 확인된 운전 시간이 미리 설정된 강제 제상 시간 이상이면 강제로 제상 운전을 제어하는 것을 더 포함한다.
공기 조화기의 제어 방법은, 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도를 확인하고, 확인된 온도가 미리 설정된 강제 제상 온도이면 강제로 제상 운전을 제어하는 것을 더 포함한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기는, 실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 난방 운전 및 제상 운전이 가능한 공기조화기에 있어서, 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 검출하는 검출부; 안정 상태에서 검출된 검출값을 안정 값으로 저장하는 저장부; 난방 운전 중 현재 상태가 안정 상태인지 판단하고, 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 검출부에서 검출된 검출 값을 안정값으로 저장하도록 제어하고, 저장부에 저장된 안정값과 현재 검출된 검출값을 비교하여 차이값을 산출하고 산출된 차이값과 기준값을 비교하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지를 판단하는 제어부를 포함한다.
제어부는, 제상 운전 완료 직후 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단한다.
검출값은, 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도값, 실외 팬의 모터에 인가되는 전류값, 실외 팬의 흡입과 배출 사이의 풍압의 차이값, 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도값, 증발 압력값, 응축 압력값 중 적어도 하나의 값이다.
제어부는, 검출 값이 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도 값이면 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 실외 열교환기의 온도가 미리 설정된 온도 범위 이내에서 변동될 때를 안정 상태로 판단한다.
제어부는, 검출 값이 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도 값이면 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 실내 열교환기의 온도가 미리 설정된 온도 범위 이내에서 변동될 때를 안정 상태로 판단한다.
제어부는, 검출 값이 응축 압력 값이면 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 응축 압력이 미리 설정된 압력 범위 이내에서 변동될 때를 안정 상태로 판단한다.
제어부는, 검출 값이 증발 압력 값이면 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 증발 압력이 미리 설정된 압력 범위 이내에서 변동될 때를 안정 상태로 판단한다.
제어부는, 난방 운전이 수행되면 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상인지 판단하고 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상이면 안정 상태로 판단하여 검출부에서 검출된 검출값을 안정값으로 저장하도록 제어한다.
제어부는, 난방 운전이 수행되면 실외기에 마련된 실외 팬의 회전수를 확인하고, 확인된 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 이상이면 안정 상태로 판단하여 검출부에서 검출된 검출값을 안정값으로 저장하도록 제어한다.
안정 상태는, 실외기의 실외 열교환기가 무착상 상태이다.
저장부는, 이전의 안전상태에서 검출된 검출값을 저장하고, 현재의 안정 상태에서 검출된 검출값을 추가적으로 저장한다.
저장부는, 현재의 안정 상태에서 검출된 검출값이 입력되면 미리 저장된 안정 값을 삭제하고 현재의 안정 상태에서 검출된 검출값을 안정값으로 저장한다.
저장부는, 현재의 안정 상태에서 검출된 검출값이 입력되면 미리 저장된 안정 값 중 가장 오래된 안정값을 삭제하고 현재의 안정 상태에서 검출된 검출값을 안정값으로 갱신하여 저장한다.
제어부는, 저장부에서 현재 시점을 기준으로 최근에 저장된 복수 개의 검출값을 추출하여 평균값을 산출하고 산출된 평균값과 현재 검출된 검출값을 비교하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
제어부는, 저장부에 추출된 검출 값 중 가장 최근의 검출 값에 가장 큰 가중치를 부여하고, 검출 시간이 가장 오래 경과된 검출 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 산출된 가중 평균값과 현재 검출된 검출값을 비교하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
제어부는, 저장된 안정 값에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 1차적으로 판단되면 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지 2차적으로 판단한다.
제어부는, 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력, 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 값을 이용하여 제상 운전의 강제 진입 시점을 추가적으로 판단하고, 추가적으로 판단된 결과에 기초하여 제상 운전을 제어한다.
일 측면에 따르면, 제상 운전 수행은 사용자가 난방 운전을 요구하는 상황에서 냉방 운전을 수행하는 것으로, 제상 운전의 진입 시점을 정확하게 판단함으로써 난방 운전을 수행하는 동안 제상 운전의 수행 횟수를 최소화할 수 있다.
즉 불필요한 제상 운전이 수행되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라 난방 성능을 높일 수 있고, 제상 운전에 의한 난방 운전의 정지를 최소화하여 사용자의 쾌적성을 향상시킬 수 있으며, 제상 운전에 의한 실내기 측의 소음 발생을 최소화할 수 있다.
또한 제상 운전 시 히터를 구동시키는 경우, 불필요한 제상 운전이 수행되는 것을 방지함으로써 제상 운전 시에 소비되는 불필요한 전력 소비를 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 구성도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 일 예이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 예시도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 다른 예이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 방법의 또 다른 예이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성도이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 구성도이다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 순서도이다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성도로, 일 실시 예에 따른 공기 조화기는 싱글형 공기 조화기이다.
일 실시 예에 따른 싱글형 공기 조화기는 실내를 냉방하기 위한 냉방 운전 및 실내를 난방하기 위한 난방 운전 모두 가능하며, 본 실시 예는 냉난방 운전을 수행하는 싱글형 공기 조화기를 예를 들어 설명한다.
싱글형 공기 조화기는 실외기(100) 및 실내기(200)를 포함한다.
실외기(100)는 압축기(110), 실외 열교환기(120), 팽창밸브(130), 실외팬(140), 어큐뮬레이터(150), 오일 분리기(160) 및 사방밸브(170)를 포함하고, 실내기(200)는 실내 열교환기(210) 및 실내팬(220)을 포함한다.
공기 조화기가 냉방 운전 또는 제상 운전을 수행하는 경우, 각 부하의 동작을 설명한다.
압축기(110)는 냉매를 압축하고 압축된 고온고압의 기체 상태의 냉매를 실외 열교환기(120)로 토출한다.
실외 열교환기(120)는 냉매관을 통해 압축기(110)의 토출구에 연결되고 냉매의 열 방출을 통해 압축기(110)로부터 유입된 냉매를 응축시킨다. 이때 고온고압의 기체 상태의 냉매가 고온고압의 액체 상태의 냉매로 상 변화된다.
팽창밸브(130)는 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(210) 사이에 배치되어 있다.
팽창밸브(130)는 냉매의 증발에 의한 열 흡수 작용이 용이하게 일어나도록 실외 열교환기(120)로부터 유입된 냉매의 압력과 온도를 강하시킨 후 실내 열교환기(210)에 전달한다.
즉 팽창밸브(130)를 통과한 냉매는 고온 고압의 액체 상태에서 저온저압의 액체 상태로 변화한다. 여기서 팽창밸브는 모세관으로 구현하는 것도 가능하다.
실외팬(140)은 실외 열교환기(120)의 일측에 마련되어 있고, 모터에 의해 회전하여 냉매의 방열을 촉진시킨다.
어큐뮬레이터(Accumulator: 150)는 압축기(110)의 흡입측에 배치되고 실내 열교환기(210)에서 압축기(110)로 이동하는 냉매 중 기화되지 않은 액냉매를 분리하여 액냉매가 압축기(110)에 전달되는 것을 방지함으로써 압축기(110)의 손상을 방지한다.
실외기(100)는 압축기(110)의 토출 냉매의 증기 중에 혼입되어 있는 오일을 분리하여 압축기(110)로 되돌려 주는 오일 분리기(Oil Separator: 160)와, 압축기(110)의 출구측에 설치되어 냉난방 운전에 따라 냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브(170)를 더 포함한다.
여기서 사방밸브(170)는 냉방 운전 시 압축기(110)에서 토출되는 고온 고압상태의 냉매를 실외 열교환기(120)로 안내하고 실내기(200)의 저온 저압의 냉매를 어큐뮬레이터(150)로 안내한다. 이때 실외 열교환기(120)는 응축기의 기능을 수행하고 실내 열교환기(210)는 증발기의 기능을 수행한다.
실내기(200)의 실내 열교환기(210)는 실내 공간에 배치되며 팽창밸브(130)로부터 유입되는 냉매의 증발에 의한 열흡수를 통해 실내 공기와의 열 교환을 수행한다. 이때 저온저압의 액체 상태의 냉매가 저온저압의 기체 상태의 냉매로 상 변화된다.
실내팬(220)은 실내 열교환기(210)의 일측에 위치하고, 모터에 의해 회전하여 열교환된 공기를 실내 공간으로 강제 송풍한다.
공기 조화기가 냉방 운전 또는 제상 운전을 수행하는 경우, 각 부하의 동작을 설명한다.
압축기(110)는 냉매를 압축하고 압축된 고온고압의 기체 상태의 냉매를 실내 열교환기(210)로 토출한다.
실외 열교환기(120)는 실외 공간에 배치되며 팽창밸브(130)로부터 유입되는 냉매의 증발에 의한 열 흡수를 통해 실외 공기와의 열 교환을 수행한다. 이때 저온저압의 액체 상태의 냉매가 저온저압의 기체 상태의 냉매로 상 변화된다.
팽창밸브(130)는 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(210) 사이에 마련되고, 증발에 의한 열 흡수 작용이 용이하게 일어나도록 실내 열교환기(210)로부터 유입된 냉매의 압력과 온도를 하강시킨 후 실외 열교환기(120)에 전달한다.
실외팬(140)은 실외 열교환기(120)의 일측에 마련되어 있고, 모터에 의해 회전하여 냉매의 흡열을 촉진시킨다.
어큐뮬레이터(Accumulator: 150)는 압축기(110)의 흡입측에 배치되고 실외 열교환기(120)에서 압축기(110)로 이동하는 냉매 중 기화되지 않은 액냉매를 분리하여 액냉매가 압축기(110)에 전달되는 것을 방지함으로써 압축기(110)의 손상을 방지한다.
사방밸브(170)는 난방 운전 시 압축기(110)에서 토출되는 고온 고압상태의 냉매를 실내기(200)로 안내하고 실외 열교환기(120)의 저온 저압의 냉매를 어큐뮬레이터(150)로 안내한다. 이때 실외 열교환기(120)는 증발기의 기능을 수행하고 실내 열교환기(210)는 응축기의 기능을 수행한다.
즉 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(210)는 냉방 운전 및 난방 운전에 따라 그 기능이 결정되고, 동일 운전 시에 서로 다른 기능을 수행한다.
실내 열교환기(210)는 냉매관을 통해 압축기(110)의 토출구에 연결되고 냉매의 열 방출을 통해 압축기(110)로부터 유입된 냉매를 응축시킨다. 이때 고온고압의 기체 상태의 냉매가 고온고압의 액체 상태의 냉매로 상 변화된다.
실내팬(220)은 실내 열교환기(210)의 일측에 위치하고, 모터에 의해 회전하여 열교환된 공기를 실내 공간으로 강제 송풍한다.
아울러 냉매관은 복수로 이루어지고, 복수의 냉매관은 압축기와 실외 열교환기 사이, 실외 열교환기(120)와 팽창밸브(130) 사이, 팽창밸브(130)와 실내 열교환기(210) 사이 및 실내 열교환기(210)와 압축기(110) 사이를 각각 연결한다.
공기 조화기는 실내기(200)에 마련되고 사용자로부터 명령을 입력받고 운전 정보를 출력하는 사용자 인터페이스(230)를 더 포함한다.
공기 조화기는 실외기(100) 및 실내기(200)의 상태를 검출하기 위한 검출부(180, 240)와, 검출부에서 검출된 검출 값을 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하고 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 제상 운전을 제어하는 구동 모듈(190, 250)을 포함한다.
여기서 검출부는 실외기에 마련되어 실외 정보를 검출하기 위한 실외 정보 검출부(180)와, 실내기에 마련되어 실내 정보를 검출하기 위한 실내 정보 검출부(240)를 포함하며, 구동 모듈은 실외기에 마련되고 검출부에서 검출된 검출값에 기초하여 실외 부하를 구동시키는 실외 구동 모듈(190)과, 실내기에 마련되고 검출부에서 검출된 검출 값에 기초하여 실내 부하를 구동시키는 실내 구동 모듈(250)을 포함한다. 이를 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 구성도로, 공기 조화기의 실외기는 실외 정보 검출부(180), 실외 구동 모듈(190) 및 복수의 실외 부하(110, 130, 140, 190)를 포함하고, 실내기는 사용자 인터페이스(230), 실내 정보 검출부(240), 실내 구동 모듈(250) 및 실내 부하(220)를 포함한다.
실외 정보 검출부(180)는 복수의 실외 부하 중 적어도 하나의 부하의 상태를 검출한다.
이러한 실외 정보 검출부(180)는 실외 팬의 모터(145)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(181)를 포함한다.
실외 정보 검출부(180)는 실외 팬에 입출되는 공기의 압력을 검출하는 풍압 검출부(182), 냉매의 온도를 검출하는 냉매 온도 검출부(183), 실외 온도를 검출하는 실외 온도 검출부(184), 냉매의 압력을 검출하는 냉매 압력 검출부(185)를 더 포함하는 것도 가능하다.
풍압 검출부(182)는 실외 팬에 흡입되는 공기의 압력을 검출하는 제1풍압 검출부 및 실외 팬에서 송풍되는 공기의 압력을 검출하는 제2풍압 검출부를 포함하는 것도 가능하다.
냉매 온도 검출부(183)는 실외 열교환기에 마련되어 실외 열교환기의 온도를 검출한다. 이때 냉매 온도 검출부는 실외 열교환기의 입구, 출구 또는 중간 중 어느 한 곳에 위치한다.
냉매 압력 검출부(185)는 냉매의 증발 압력 및 응축 압력 중 적어도 하나의 압력을 검출하는 것으로, 압축기의 흡입구에 마련되어 압축기에 흡입되는 냉매의 압력을 검출하는 제1냉매 압력 검출부 및 압축기의 토출구에 마련되어 압축기에서 토출되는 냉매의 압력을 검출하는 제2냉매 압력 검출부를 포함하는 것도 가능하다.
여기서 제1냉매 압력 검출부는 실외 열교환기의 출구 측에 마련되어 실외 열교환기에서 출력되는 냉매의 압력을 검출하는 것도 가능하고, 제2 냉매 압력 검출부는 실내 열교환기의 입구 측에 마련되어 실내 열교환기에서 입력되는 냉매의 압력을 검출하는 것도 가능하다.
실외 구동 모듈(190)은 냉방 운전, 난방 운전 및 제상 운전 중 적어도 하나의 운전을 수행하기 위해 복수의 실외 부하(110, 130, 140, 190)를 구동시키는 것으로, 제1 제어부(191), 제2저장부(192), 제1구동부(193) 및 제1통신부(194)를 포함한다.
제1제어부(191)는 실내기로부터 운전 명령이 입력되면 실외기 내의 각종 실내 부하의 구동을 제어한다.
제1제어부(191)는 운전 개시 명령이 입력되면 운전 모드를 확인하고, 확인된 운전 모드에 대응하여 사방 밸브(170)의 유로의 개방을 조정한다.
제1제어부(191)는 냉방 운전이 입력되면 사방 밸브(170)의 유로 개방을 조정하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어하여 냉매를 순환시킴으로써 실내 공간이 냉방되도록 한다.
제1제어부(191)는 난방 운전이 입력되면 사방밸브(170)의 유로를 전환 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어하여 냉매의 흐름을 전환시킴으로써 실내 공간이 난방되도록 한다.
제1제어부(191)는 난방 운전 시 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 안정 상태에서의 안정값을 검출하고, 안정값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하고, 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 냉매의 순환 방향이 변경되도록 사방밸브(170)의 유로 전환을 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어하여 제상 운전이 수행되도록 한다.
아울러, 제1제어부(191)는 제상 운전의 냉매 순환 방향이 냉방 운전 시의 냉매 순환 방향과 동일하게 되도록 한다.
실외기는 실외 열교환기와 인접하여 배치된 가열부(175)를 더 포함하고, 제1제어부는 제상 운전을 위해 가열부(175)의 구동을 제어하는 것도 가능하다.
여기서 제상 운전의 진입 시점 판단은, 다음 중 어느 하나의 제어 방법을 이용한다.
(1) 최초 난방 운전 시 또는 저장부에 안정값이 저장되어 있지 않은 상태에서 난방 운전 시, 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
아울러 최초 난방 운전을 수행하기 전에 검출하여 저장한 안정 값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것도 가능하다.
(2) 안정값이 저장되어 있는 상태에서 난방 운전 시, 안정 상태에서 검출하여 저장한 안정 값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
(3) 안정값이 저장되어 있는 상태에서 난방 운전 시, 안정 상태에서 검출하여 저장한 안정 값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 1차적으로 판단하고, 1차적으로 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 2차적으로 판단한다.
(4) 안정값이 저장되어 있는 상태에서 난방 운전 시, 안정 상태에서 검출하여 저장한 안정 값을 일정 개수 추출하되 현재 시점에서 가장 근접하게 저장된 안정 값을 일정 개수 추출하여 평균값을 산출하고, 산출된 평균값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다. 여기서 일정 개수는 2 내지 5이다.
이때 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 최종적으로 판단하는 것도 가능하다.
(5) 안정값이 저장되어 있는 상태에서 난방 운전 시, 안정 상태에서 검출하여 저장한 안정 값을 일정 개수 추출하되 현재 시점에서 가장 근접하여 저장된 안정 값을 일정 개수 추출하고, 추출된 일정 개수의 안정 값 중 가장 최근에 검출된 안정 값에 가장 큰 가중치를 부여하고 검출 기간이 가장 오래된 안정 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 산출된 가중 평균값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
(6) 실외 열교환기의 온도가 미리 설정된 강제 제상 온도 이하이거나, 실외 열교환기의 압력이 미리 설정된 강제 제상 압력 이하 또는 압축기의 운전 시간이 강제 제상 시간 이상이면 제상 운전의 진입 시점이라고 판단한다.
여기서 압축기의 운전 시간은, 난방 운전을 수행하는 동안의 압축기의 운전시간으로, 제상 운전이 완료된 시점부터 운전된 시간을 누적시켜 카운트 한 것이다.
제1제어부(191)는 제상 운전의 완료 여부를 판단하고, 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 다시 난방 운전이 수행되도록 사방 밸브(170)의 유로를 전환 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어한다.
제1제어부(191)는 제상 운전이 완료되고 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단하고 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 검출부에서 검출된 검출 값을 안정값으로 저장 제어한다.
아울러 제1제어부(191)는 최초 난방 운전을 수행하기 전에, 최초 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 각 검출부에서 검출된 검출 값을 안정 값으로 저장 제어하는 것도 가능하다.
여기서 안정값으로 저장되는 검출 값은, 실외 팬의 모터의 전류값, 실외 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실외 열교환기의 출구의 냉매 온도값, 응축 압력 값, 증발 압력 값, 실외 팬의 입출구 풍압의 차이 값, 실내 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실내 열교환기의 출구의 냉매 온도값 중 적어도 하나의 값이다.
안정 상태를 판단하는 것은, 검출되는 값이 온도값일 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 차이값이 약 10℃ 이내로 유지될 때를 안정 상태로 판단하는 것도 가능하고, 또한 검출값이 압력값일 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 차이값이 약 3kgf/cm2℃ 이내로 유지될 때를 안정 상태로 판단하는 것도 가능하다.
여기서 미리 설정된 검출 시간은 대략 1분 이상의 시간이다.
저장부(192)는 제상 운전이 완료될 때마다 제상 운전이 완료된 후 안정 상태에서 검출된 검출 값을 안정값으로 저장한다.
저장부(192)는 제상 운전의 진입 시점을 2차적으로 판단하기 위한 압축기의 설정 운전 시간 및 실외 열교환기의 설정 온도, 실외 열교환기의 설정 압력을 저장한다.
저장부(192)는 안정 상태에서 검출된 검출값을 고려하지 않은 상태에서 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 압축기의 강제 제상 시간 및 실외 열교환기의 강제 제상 온도를 저장한다.
아울러 저장부(192)는 제상 운전 완료를 판단하기 위한 실외 열교환기의 제상 완료 온도를 저장하는 것도 가능하다.
또한 저장부(192)는 제상 운전 완료를 판단하기 위한 제상 운전 시간을 저장하는 것도 가능하다.
제1구동부(193)는 제1제어부(191)의 명령에 대응하여 실외기에 마련된 각종 부하를 구동시키는 것으로, 압축기(110)를 구동시키고, 팽창 밸브를 개폐시키며, 실외 팬의 모터를 구동시키고 사방 밸브(170)의 유로의 개방을 조절한다.
제1구동부(193)는 제상 운전 시에 가열부(175)를 구동시키는 것도 가능하다.
제1통신부(194)는 실내기(200)와 통신을 수행하여 실내기로부터 실내 정보를 전송받고, 또한 사용자에 의해 선택된 설정 온도를 전송받아 제1제어부(191)에 전달한다.
사용자 인터페이스(230)는 사용자의 명령을 입력받고, 공기조화기의 정보를 출력하기 위한 것으로 입력부(231)와 표시부(232)를 포함한다.
입력부(231)는 사용자로부터 운전 온오프, 운전 모드, 실내의 온도 등의 정보를 입력받아 제2제어부(251)에 전달한다.
표시부(232)는 운전 모드, 목표 온도, 현재 실내 온도 등을 표시한다.
실내 정보 검출부(240)는 복수의 실내 부하 중 적어도 하나의 부하의 상태를 검출한다.
이러한 실내 정보 검출부(240)는 실내 열교환기의 온도를 검출하는 실내 냉매 온도 검출부(241), 실내 온도를 검출하는 실내 온도 검출부(242)를 더 포함한다.
여기서 실내 냉매 온도 검출부(240)는, 실내 열교환기(210)의 입구, 출구 또는 중간의 온도를 검출한다.
실내 구동 모듈(250)은 제2제어부(251), 제2구동부(252) 및 제2통신부(253)를 포함한다.
제2제어부(251)는 입력부(231) 또는 제2통신부(253)를 통해 입력된 정보에 기초하여 실내 팬(220) 및 블레이드(미도시) 등의 동작을 제어하고, 입력부(231) 또는 제2통신부(253)를 통해 입력된 정보 및 실내 정보 검출부(240)에 검출된 실내 정보의 전송을 제어한다.
제2제어부(251)는 사용자에 의해 선택된 중시 모드 선택에 대한 정보를 실외기의 제1제어부(191)에 전송되도록 제어한다.
제2구동부(252)는 제2제어부(251)의 명령에 기초하여 실내기에 마련된 각종 부하를 구동시킨다.
이러한 제2구동부(252)는 실내팬(220)의 모터(225)를 구동시키는 모터 구동부를 포함하고, 블레이드를 구동시키는 블레이드 구동부를 더 포함하는 것도 가능하다.
제2통신부(253)는 제2제어부(251)의 명령에 대응하여 입력부(231) 또는 리모컨(미도시)을 통해 입력된 정보 및 실내 정보 검출부(240)에 검출된 실내 정보를 제1제어부(191)에 전송한다.
여기서 리모컨은 유선 또는 무선 리모컨으로, 실내기와 원격에 위치하고 사용자로부터 운전 명령을 입력받아 실내기(200)에 전송한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 순서도이다. 이는 공기 조화기의 제어 순서의 일 예이다.
공기 조화기는 실내기의 입력부(231) 또는 리모컨을 통해 운전 개시 명령이 입력되는지 판단하고, 운전 개시 명령이 입력되었다고 판단되면 입력된 운전 모드를 확인한다.
공기 조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전인지 판단(301)하고, 난방 운전이 아니라고 판단되면 압축기를 구동시키고 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기로 토출시킴으로써 냉방 운전을 수행한다.
반면, 공기조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 조정하고 압축기를 구동시킴으로써 압축기(110)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기로 토출되도록 함으로 난방 운전을 수행(302)하고, 난방 운전을 수행하면서 실외 열교환기의 온도를 검출(303)한다.
여기서 실외 열교환기의 온도는, 실외 열교환기의 입구 온도, 실외 열교환기의 출구 온도 또는 실외 열교환기 중간의 온도이다.
공기 조화기는 검출된 온도와 미리 저장된 강제 제상 온도를 비교하여, 검출된 온도가 강제 제상 온도 이하인지 판단(304)하고 검출된 온도가 강제 제상 온도 이하라고 판단되면 제상 운전의 진입 시점으로 판단(305)하고, 제상 운전을 수행(306)한다.
즉 공기 조화기는 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 전환시켜 압축기(110)에 압축된 냉매가 실내 열교환기(210)로 토출되도록 함으로써 제상 운전을 수행한다.
제상 운전의 냉매의 흐름은 냉방 운전 시의 냉매의 흐름과 동일하다.
이를 통해 실외 열교환기에 고온의 냉매가 흐르고, 이로 인해 실외 열교환기에 부착된 서리가 제거될 수 있는 것이다.
아울러 공기 조화기는 제상 운전 시 실외 열교환기에 인접하여 배치된 가열부를 구동시키는 것도 가능하다.
다음 공기 조화기는 제상 운전이 완료되었는지 판단(307)한다.
여기서 제상 운전의 완료를 판단하는 것은, 실외 열교환기의 온도 또는 제상 운전이 시간에 기초하여 판단한다.
좀 더 구체적으로 제상 운전 중 제상 운전의 완료를 판단하는 것은, 실외 열교환기의 온도를 검출하고 검출된 실외 열교환기의 온도가 제상 완료 온도인지 판단하며, 검출된 실외 열교환기의 온도가 제상 완료 온도라고 판단되면 제상 운전이 완료되었다고 판단한다.
아울러 제상 운전의 완료를 판단하는 것은, 실외 열교환기의 온도가 아닌 제상 운전이 시간이 미리 설정된 제상 운전 시간을 경과하면 제상 운전이 완료되었다고 판단하는 것도 가능하다.
공기 조화기는 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 공기조화기가 안정 상태인지 판단(308)하며 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 공기 조화기의 상태를 검출하고 검출된 검출값을 안정값으로 저장(309)한다.
여기서 안정 상태를 판단하는 것은, 제상 운전 완료 후 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단한다.
제상 운전이 완료된 후의 난방 운전은, 실외 열교환기에 서리가 제거된 상태의 운전이 가능하다.
이에 따라 난방 운전 중 난방 운전을 시작한 시점부터 일정 시간 후 공기 조화기의 각종 검출부의 검출 값의 변동폭이 작을 때를 안정 상태로 지정함으로써, 실외 열교환기의 무착상 상태의 검출값을 다음 제상 운전의 진입 시점 판단을 위한 정보로 사용하는 것이 가능하다.
이와 같이 무착상일 때를 안정 상태로 지정하고 안정 상태에서 검출된 검출 값을 이용하여 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단함으로써 착상되지 않은 상태에서 제상 운전에 진입하는 것을 방지할 수 있다.
아울러 공기 조화기의 사용 환경에 따라 실외 온도가 상이할 수 있고, 또한 공기 조화기의 설치 환경에 따라 착상 속도가 상이할 수 있어, 실외 온도, 실외 열교환기의 온도 및 압축기의 운전 시간만으로 제상 운전의 진입 시점을 판단하기에 무리가 있으나, 안정 상태를 판단하여 제상 운전의 진입 시점을 판단함으로써 제상 운전의 진입 시점의 판단 정확도를 높일 수 있다.
아울러 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해 실외 팬의 모터의 전류 값이 아닌 실외 열교환기나 실내 열교환기의 온도 값을 이용하는 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 변동값이 미리 설정된 온도 범위인 약 10℃ 이내일 때를 안정 상태로 판단하는 것도 가능하고, 또한 압축기의 압력 값을 이용하는 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 변동값이 미리 설정된 압력 범위인 약 3kgf/cm2℃ 이내일 때를 안정 상태로 판단하는 것도 가능하다.
공기 조화기는 난방 운전을 수행하고 난방 운전의 시작 시점부터 일정 시간 내에 복수의 검출부를 이용하여 각종 부하의 상태를 각각 검출한다.
안정 상태를 판단하기 위해 부하의 온도 값을 검출하는 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 변동 값이 미리 설정된 온도 범위인 약 10℃ 이내일 때 온도 값을 검출하는 것도 가능하고, 부하의 압력 값을 검출하는 경우 미리 설정된 검출 시간 동안 변동값이 미리 설정된 압력 범위인 약 3kgf/cm2℃ 이내일 때 압력 값을 검출하는 것도 가능하다.
여기서 각종 부하는 압축기, 실외 열교환기, 실외 팬, 실내 열교환기를 포함하고, 복수의 검출부는 실외 팬의 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(181), 실외 팬에 입출되는 공기의 압력을 검출하는 풍압 검출부(182), 실외 열교환기의 입구 또는 출구 측의 냉매의 온도를 검출하는 냉매 온도 검출부(183), 압축기의 흡입 또는 토출 측의 냉매의 압력을 검출하는 냉매 압력 검출부(185)를 포함한다.
즉 안정 값은, 실외 팬의 모터의 전류값, 실외 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실외 열교환기의 출구의 냉매 온도값, 응축 압력 값, 증발 압력 값, 실외 팬의 입출구 풍압의 차이 값, 실내 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실내 열교환기의 출구의 냉매 온도값 중 적어도 하나의 값이다.
공기 조화기는 일정 시간 이내에 안정 상태인지를 판단(310)하고, 안정 상태를 판단하는 시간이 일정 시간 경과하였다고 판단되면 안정값을 검출하는 과정을 생략하고 난방 운전을 수행한다. 이 경우, 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해서 이전의 안정값만을 사용한다.
이와 같이 실외 열교환기의 온도값이나 압력값이 크게 내려갔다면 안정 상태에서의 검출 값과의 차이값을 확인하지 않고 제상에 진입하는 것이 가능하게 한 것이다. 이렇게 수행할 경우, 안정 상태에서의 안정값을 얻는 과정에서의 오류로 인하여 제상 운전이 수행되지 않을 위험성을 최소화할 수 있다.
그리고 공기 조화기는 검출된 실외 열교환기의 온도가 강제 제상 온도를 초과한다고 판단되면 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있는지 판단(311)하고, 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있다고 판단되면 저장부(192)에 미리 저장된 안정값과 현재 검출된 검출값을 비교(312)하여 차이값을 산출하고 산출된 차이값과 미리 정해진 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단(313)함으로써 제상 운전의 진입이 가능한 시점, 즉 1차적으로 제상운전의 진입시점인지 판단한다.
여기서 기준값은, 미리 정해진 상수값이거나 안정값에 대한 일정 비율일 수 있다.
공기 조화기는 차이값이 기준값 이상이면 1차적으로 제상 운전의 진입이 가능한 시점이라고 판단하고, 실외 열교환기의 온도가 설정 온도 이하인지 판단(314)함으로써 2차적으로 제상 운전의 진입시점인지 판단한다.
공기 조화기는 2차적으로 제상운전의 진입시점이라고 판단되면 제상 운전을 수행한다. 여기서 제상 운전 이후의 과정은 306 내지 310과 같다.
공기 조화기는 저장부(192)에 저장된 안정값을 업데이트 한다.
아울러, 공기 조화기는 실외기의 저장부(192)에 최근 복수 횟수에 거쳐 검출된 안정 값에 현재 검출된 안정값을 추가적으로 저장하는 것도 가능하다.
아울러 공기 조화기는 현재 수행시키고자 하는 난방 운전이 최초로 수행될 난방운전이라고 판단되면 공기 조화기에 마련된 각종 부하의 상태를 복수의 검출부를 이용하여 각각 검출하고 검출에 따른 검출 값을 안정값으로 저장한다. 이때 저장된 안정 값은 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 정보로 이용된다.
제상 운전의 진입 시점을 확인하고 확인 결과 현재 시점이 진입 시점인지를 판단하는 과정을 도 4를 참조하여 설명한다. 아울러 안정값이 전류값이라고 가정하고 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공기 조화기는 제상 운전이 완료될 때마다 제상 운전 완료 후 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간(t) 이내에 안정 상태를 판단하고 안정 상태에서의 안정값인 전류값(s1, s2, s3, s4, s5)을 저장하는 데, 만약 현재 시점에서 최근에 검출된 일정 개수의 전류 값만을 저장하는 것도 가능하다.
즉, 공기 조화기는 저장부(192)에 저장된 데이터를 업데이트 한다.
예를 들어, 세 개의 전류 값만을 저장하고 현재 전류 값 s5를 검출하였다고 가정하고 설명한다.
공기 조화기는 세 개의 전류 값(s2, s3, s4)를 미리 저장하고 있는 상태에서 안정값인 전류값 s5가 검출되면 가장 오래된 전류 값 s2를 삭제하고, 현재 시점에서 최근에 검출된 두 개의 전류값(s3, s4)과 현재 검출된 전류 값 s5를 함께 저장한다. 이를 통해 저장부(192)의 저장 부하를 줄일 수 있다.
도 4에서의 안정 값은 실외 팬의 모터에 인가되는 전류 값으로, 난방 운전을 수행함에 따라 실외 열교환기에 부착된 서리의 양이 증가할수록 실외 팬의 모터에 걸리는 부하가 증가되고 이로 인해 실외 팬의 모터에 인가되는 전류가 증가하게 된다.
이에 따라 공기 조화기는 현재 시점의 전류 값(d)과 안정상태에서 검출된 전류 값(s5) 사이의 차이 값(△s)을 산출하고, 그 차이 값이 기준 값 이상이면 제상 운전의 시작 시점이라고 판단한다.
아울러 공기조화기는 현재 시점에서 최근에 검출된 일정 개수의 안정 값을 추출하고, 추출된 안정 값의 평균 값을 산출한 후 산출된 평균값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것도 가능하다.
예를 들어, 세 개의 안정 값을 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다고 가정하고 설명한다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
공기 조화기는 현재 시점에서 최근에 검출된 세 개의 전류 값(s3, s4, s5)을 추출하고, 추출된 세 개의 전류 값(s3, s4, s5)의 평균 값(sa)을 산출한 후 산출된 평균 값(sa)과 현재 검출된 전류 값(d) 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이 값과 기준값을 비교하고 차이 값이 기준값 이상이면 현재 시점을 제상 운전의 진입 시점으로 판단하는 것도 가능하다.
또한 공기 조화기는 복수 개의 안정 값 중 최근 검출된 안정 값에 가중치를 높이는 방식의 가중 평균값을 산출하고 가중 평균값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것도 가능하다.
즉 추출된 복수 개의 안정 값 중 가장 최근에 검출된 안정 값에 가장 큰 가중치를 부여하고 검출 기간이 가장 오래된 안정 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 산출된 가중 평균값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
도4를 참조하여 설명하면, 세 개의 검출값을 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 경우, 가장 최근에 검출된 안정 값 s5에 가장 큰 가중치를 부여하고 검출 시간이 가장 오래된 안정 값 s3에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 산출된 가중 평균값과 현재 검출된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 산출된 차이값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 순서도이다. 이는 공기 조화기의 제어 순서의 다른 예이다.
공기 조화기는 실내기의 입력부(231) 또는 리모컨을 통해 운전 개시 명령이 입력되는지 판단하고, 운전 개시 명령이 입력되었다고 판단되면 입력된 운전 모드를 확인한다.
공기 조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전인지 판단(321)하고, 난방 운전이 아니라고 판단되면 압축기를 구동시키고 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기로 토출시킴으로써 냉방 운전을 수행한다.
반면, 공기조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 조정하고 압축기를 구동시킴으로써 압축기(110)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기로 토출되도록 함으로 난방 운전을 수행(322)하고, 난방 운전을 수행한다.
그리고 공기 조화기는 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있는지 판단(323)하고, 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있다고 판단되면 저장부(192)에 미리 저장된 안정값과 현재 검출된 검출값을 비교(334)하여 차이값을 산출하고 산출된 차이값과 미리 정해진 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단(325)하고, 차이값이 기준값 미만이라고 판단되면 실외 열교환기의 온도를 검출(326)하고 검출된 실외 열교환기의 온도와 강제 제상 온도를 비교(327)함으로써 제상 운전의 진입 시점인지를 판단(328)한다.
여기서 실외 열교환기의 온도는, 실외 열교환기의 입구 온도, 실외 열교환기의 출구 온도 또는 실외 열교환기 중간의 온도이다.
만약 공기 조화기는 차이값이 기준값 이상이면 제상 운전의 진입이 가능한 시점이라고 판단(328)한다.
다음 공기 조화기는 제상 운전의 진입이 가능한 시점이라고 판단되면 제상 운전을 수행(329)한다.
즉 공기 조화기는 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 전환시켜 압축기(110)에 압축된 냉매가 실내 열교환기(210)로 토출되도록 함으로써 제상 운전을 수행한다.
제상 운전의 냉매의 흐름은 냉방 운전 시의 냉매의 흐름과 동일하다.
이를 통해 실외 열교환기에 고온의 냉매가 흐르고, 이로 인해 실외 열교환기에 부착된 서리가 제거될 수 있는 것이다.
아울러 공기 조화기는 제상 운전 시 실외 열교환기에 인접하여 배치된 가열부를 구동시키는 것도 가능하다.
다음 공기 조화기는 제상 운전이 완료되었는지 판단(3330)한다.
여기서 제상 운전의 완료를 판단하는 것은, 실외 열교환기의 온도 또는 제상 운전이 시간에 기초하여 판단한다.
공기 조화기는 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 공기조화기가 안정 상태인지 판단(331)하며 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 공기 조화기의 상태를 검출하고 검출된 검출값을 안정값으로 저장(332)한다.
공기 조화기는 저장부(192)에 저장된 안정값을 업데이트 한다.
아울러, 공기 조화기는 실외기의 저장부(192)에 최근 복수 횟수에 거쳐 검출된 안정 값에 현재 검출된 안정값을 추가적으로 저장하는 것도 가능하다.
아울러 공기 조화기는 현재 수행시키고자 하는 난방 운전이 최초로 수행될 난방운전이라고 판단되면 공기 조화기에 마련된 각종 부하의 상태를 복수의 검출부를 이용하여 각각 검출하고 검출에 따른 검출 값을 안정값으로 저장한다. 이때 저장된 안정 값은 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 정보로 이용된다.
여기서 안정 상태를 판단하는 것은, 일 예와 동일하다.
즉 안정 값은, 실외 팬의 모터의 전류값, 실외 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실외 열교환기의 출구의 냉매 온도값, 응축 압력 값, 증발 압력 값, 실외 팬의 입출구 풍압의 차이 값, 실내 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실내 열교환기의 출구의 냉매 온도값 중 적어도 하나의 값이다.
공기 조화기는 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단(333)하고, 안정 상태를 판단하는 시간이 일정 시간 경과하였다고 판단되면 안정값을 검출하는 과정을 생략하고 난방 운전을 수행한다. 이 경우, 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해서 이전의 안정값만을 사용한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 순서도이다. 이는 공기 조화기의 제어 순서의 또 다른 예이다.
공기 조화기는 실내기의 입력부(231) 또는 리모컨을 통해 운전 개시 명령이 입력되는지 판단하고, 운전 개시 명령이 입력되었다고 판단되면 입력된 운전 모드를 확인한다.
공기 조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전인지 판단(341)하고, 난방 운전이 아니라고 판단되면 압축기를 구동시키고 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기로 토출시킴으로써 냉방 운전을 수행한다.
반면, 공기조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 조정하고 압축기를 구동시킴으로써 압축기(110)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기로 토출되도록 함으로 난방 운전을 수행(342)하고, 난방 운전을 수행하면서 실외 열교환기의 온도를 검출(343)한다.
여기서 실외 열교환기의 온도는, 실외 열교환기의 입구 온도, 실외 열교환기의 출구 온도 또는 실외 열교환기 중간의 온도이다.
공기 조화기는 검출된 온도와 미리 저장된 강제 제상 온도를 비교하여, 검출된 온도가 강제 제상 온도 이하인지 판단(344)하고 검출된 온도가 강제 제상 온도 이하라고 판단되면 제상 운전의 진입 시점으로 판단(345)하고, 제상 운전을 수행(346)한다.
다음 공기 조화기는 제상 운전이 완료되었는지 판단(347)한다.
공기 조화기는 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 공기조화기가 안정 상태인지 판단(348)하며 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 공기 조화기의 상태를 검출하고 검출된 검출값을 안정값으로 저장(349)한다.
즉 공기 조화기는 난방 운전을 수행하고 난방 운전의 시작 시점부터 일정 시간 내에 복수의 검출부를 이용하여 각종 부하의 상태를 각각 검출하고 검출된 검출값을 안정값으로 저장한다.
여기서 안정 상태를 판단하는 예는, 일 예와 동일하여 설명을 생략한다.
즉 안정 값은, 실외 팬의 모터의 전류값, 실외 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실외 열교환기의 출구의 냉매 온도값, 응축 압력 값, 증발 압력 값, 실외 팬의 입출구 풍압의 차이 값, 실내 열교환기의 입구의 냉매 온도값, 실내 열교환기의 출구의 냉매 온도값 중 적어도 하나의 값이다.
공기 조화기는 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단(350)하고, 안정 상태를 판단하는 시간이 일정 시간 경과하였다고 판단되면 안정값을 검출하는 과정을 생략하고 난방 운전을 수행한다. 이 경우, 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위해서 이전의 안정값만을 사용한다.
공기 조화기는 실외 열교환기의 온도와 강제 제상 온도를 비교하는 과정에서, 실외 열교환기의 온도가 강제 제상 온도를 초과한다고 판단되면 압축기의 운전 시간과 강제 제상 시간을 비교하여 압축기의 운전 시간이 강제 제상 시간 이상(351)인지 판단함으로써, 강제 제상 운전의 진입 시점을 추가적으로 판단한다.
여기서 강제 제상 운전은, 안정 상태에서의 안정값을 얻는 과정에서의 오류로 인하여 제상 운전이 수행되지 않을 위험성을 최소화하기 위해 실외 열교환기의 온도값이나 압력값이 크게 내려갔거나 압축기의 운전 시간이 강제 제상 시간 이상이라면 안정 상태에서의 검출 값과의 차이값을 확인하지 않고 제상에 진입하는 것이 가능하게 한 것이다.
즉, 공기 조화기는 실외 열교환기의 온도가 강제 제상 온도를 초과해도 압축기의 운전 시간이 강제 제상 시간 이상이라고 판단되면 제상 운전의 진입 시점이라고 판단(345)하고 제상 운전을 수행(346)한다.
또한 공기 조화기는 실외 열교환기의 온도가 강제 제상 온도를 초과하고 또한 압축기의 운전 시간이 강제 제상 시간 미만이라고 판단되면 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있는지 판단(352)하고, 저장부(192)에 미리 저장된 안정값이 있다고 판단되면 저장부(192)에 미리 저장된 안정값과 현재 검출된 검출값을 비교(353)하여 차이값을 산출하고 산출된 차이값과 미리 정해진 기준값을 비교하여 차이값이 기준값 이상인지 판단(354)함으로써 1차적으로 제상운전의 진입시점인지 판단한다.
공기 조화기는 차이값이 기준값 이상이면 1차적으로 제상 운전의 진입시점이라고 판단하고, 실외 열교환기의 온도가 설정 온도 이하인지 판단(355)함으로써 2차적으로 제상 운전의 진입시점인지 판단한다.
공기 조화기는 2차적으로 제상운전의 진입시점이라고 판단되면 제상 운전을 수행한다. 여기서 제상 운전 이후의 과정은 346 내지 350과 같다.
공기 조화기는 저장부(192)에 저장된 안정값을 업데이트 한다.
아울러, 공기 조화기는 실외기의 저장부(192)에 최근 복수 횟수에 거쳐 검출된 안정 값에 현재 검출된 안정값을 추가적으로 저장하는 것도 가능하다.
아울러 공기 조화기는 현재 수행시키고자 하는 난방 운전이 최초로 수행될 난방운전이라고 판단되면 공기 조화기에 마련된 각종 부하의 상태를 복수의 검출부를 이용하여 각각 검출하고 검출에 따른 검출 값을 안정값으로 저장한다. 이때 저장된 안정 값은 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 정보로 이용된다.
실외 열교환기의 온도 뿐만 아니라 실외 열교환기의 압력값에 기초하여 강제 제상 운전을 수행하는 것도 가능하다.
아울러 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 값을 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 2차적으로 판단하는 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.
(1) 공기 조화기는 실외 열교환기의 온도를 검출하고, 검출된 실외 열교환기의 온도와 미리 설정된 온도를 비교하고, 검출된 실외 열교환기의 온도가 미리 설정된 온도 이하이면 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단한다.
여기서, 미리 설정된 온도는, 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 온도이다.
(2) 공기 조화기는 실외 열교환기의 압력을 검출하고, 검출된 실외 열교환기의 압력과 미리 설정된 압력을 비교하고, 검출된 실외 열교환기의 압력이 미리 설정된 압력 이하이면 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단한다.
여기서, 미리 설정된 압력은, 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 압력이다.
(3) 공기 조화기는 실외 열교환기의 온도와 실외 온도를 검출하고, 검출된 실외 열교환기의 온도와 실외 온도를 비교하여 그 온도 차를 산출하고 산출된 온도 차와 일정 온도 차를 비교하고, 산출된 온도 차가 일정 온도 차 이상이면 제상 운전의 진입 시점이라고 판단한다.
(4) 공기 조화기는 난방 운전 시에 카운트된 압축기의 운전 시간과 미리 설정된 설정 운전 시간을 비교하고, 카운트된 압축기의 운전 시간이 미리 설정된 설정 운전 시간 이상이면 제상 운전의 진입 시점이라고 판단한다.
여기서 난방 운전 시에 카운트된 압축기의 운전 시간은, 최초 난방 운전이 시작된 시점부터 현재 시점 까지 카운트된 압축기의 운전 시간, 또는 제상 운전 완료 후의 난방 운전이 시작된 시점부터 현재 시점까지 카운트된 압축기의 운전 시간을 포함한다.
(5) 공기 조화기는 실외 열교환기의 온도와 실외 온도를 검출하고, 검출된 실외 열교환기의 온도와 실외 온도를 비교하여 그 온도 차를 산출하고 산출된 온도 차와 일정 온도 차를 비교하고, 산출된 온도 차가 일정 온도 차 이상이면 난방 운전 시에 카운트된 압축기의 운전 시간과 미리 설정된 설정 운전 시간을 비교하고, 카운트된 압축기의 운전 시간이 미리 설정된 설정 운전 시간 이상이면 제상 운전의 진입 시점이라고 판단한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도로, 다른 실시예에 따른 공기 조화기는 적어도 하나의 실외기와 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기이다.
다른 실시예에 따른 멀티형 공기 조화기는 실내를 냉방하기 위한 냉방 운전 및 실내를 난방하기 위한 난방 운전이 모두 가능하다.
실외기(100)는 압축기(110)와, 실외 공기와 열교환을 수행하는 실외 열교환기(120)와, 실외 열교환기(120)에서 공급된 냉매를 제1분배관을 통해 분배하여 제1 실내기(200a)와 제2실내기(200b)에 각각 공급하는 제1팽창밸브(131) 및 제2팽창밸브(132)와, 팬모터에 의해 회전하고 실외 열교환기(120) 주변의 공기를 강제 송풍함으로써 열교환을 보조하는 실외 팬(140)을 포함한다.
여기서 제1, 2팽창밸브(131, 132)는 제1실내기 및 제2실내기에 공급되는 냉매의 유량을 조절하기 위해 개도 조절이 가능한 유량 조절 밸브이다.
실외기(100)는 제1실내기(200a)와 제2실내기(200b)에서 각각 공급된 냉매를 모아 압축기(110)에 공급하는 제2분배관을 더 포함한다.
여기서 제1분배관 및 제2분배관 대신 밸브를 가진 분배기를 이용하는 것도 가능하다.
실외기(100)는 압축기(110)의 흡입측에 배치되고 복수의 실내기(200a, 200b)에서 압축기(110)로 유입되는 냉매 중 기화되지 않은 액냉매를 분리하여 액냉매가 압축기(110)로 토출되는 것을 방지함으로써 압축기(110)의 손상을 방지하는 어큐뮬레이터(Accumulator: 150)와, 압축기(110)의 토출 냉매의 증기 중에 혼입되어 있는 오일을 분리하여 압축기(110)로 되돌려 줌으로써 실외 열교환기 및 실내 열교환기의 표면에 유막이 형성되어 전열 효과를 떨어뜨리는 것을 방지하고, 압축기(110) 내에 윤활유 부족이 생기게 되어 윤활작용이 저하되는 것을 방지하는 오일 분리기(Oil Separator: 160)를 더 포함한다.
사방밸브(170)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 난방 운전 시 압축기(110)에서 토출되는 고온 고압상태의 냉매를 제1실내기(200a) 및 제2실내기(200b)로 안내하고 실외 열교환기(120)의 저온 저압의 냉매를 어큐뮬레이터(150)로 안내한다. 이때 실외 열교환기(120)는 증발기의 기능을 수행하고 제1실내 열교환기 및 제2실내 열교환기는 응축기의 기능을 수행한다.
반면 사방밸브(170)는 냉방 운전 시 압축기(110)에서 토출되는 고온 고압상태의 냉매를 실외 열교환기(110)로 안내하고 제1실내기(200a) 및 제2실내기(200b)의 저온 저압의 냉매를 어큐뮬레이터(150)로 안내한다. 이때 실외 열교환기(120)는 응축기의 기능을 수행하고 제1실내기(200a) 및 제2실내기(200b)는 증발기의 기능을 수행한다.
멀티 공기조화기는 실외기(100)의 냉매관과 제1, 2실내기(200a, 200b)의 냉매관을 연결하는 연결밸브(v1, v2, v3, v4)를 더 포함한다.
복수의 실내기인 제1실내기(200a) 및 제2실내기(200b)는 증발의 원리를 이용하여 실내 공간을 각각 냉방하고, 응축의 원리를 이용하여 실내 공간을 각각 난방하며 난방 운전 시 실외 열교환기에 부착된 서리 제거를 위해 제상 운전을 수행하며 이때 증발기의 기능을 수행한다.
제1실내기(200a)와 제2실내기(200b)는 서로 동일한 기기이고 일 실시 예의 실내기(200)와 동일하여 설명을 생략한다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어 구성도로, 멀티형 공기 조화기의 실외기는 실외 정보 검출부(180), 실외 구동 모듈(190) 및 복수의 실외 부하(110, 130, 140, 190)를 포함하고, 실내기는 사용자 인터페이스(230), 실내 정보 검출부(240), 실내 구동 모듈(250) 및 실내 부하(220)를 포함한다.
멀티형 공기조화기에 마련된 실외기의 실외 정보 검출부(180) 및 복수의 실외 부하(110, 130, 140, 190), 실내기의 사용자 인터페이스(230), 실내 정보 검출부(240), 실내 구동 모듈(250) 및 실내 부하(220)은 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
실외기의 실외 구동모듈(190)은 제1제어부(195), 저장부(196), 제1구동부(197) 및 제1통신부(198)을 포함한다.
제1제어부(195)는 실내기로부터 운전 명령이 입력되면 실외기 내의 각종 실내 부하의 구동을 제어한다.
제1제어부(195)는 운전 개시 명령이 입력되면 운전 모드를 확인하고, 확인된 운전 모드에 대응하여 사방 밸브(170)의 유로의 개방을 조정한다.
제1제어부(195)는 냉방 운전이 입력되면 사방 밸브(170)의 유로를 개방을 조정하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어하여 냉매를 순환시킴으로써 실내 공간이 냉방되도록 한다.
제1제어부(195)는 난방 운전이 입력되면 사방밸브(170)의 유로를 전환 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(131, 132) 및 실외 팬을 제어하여 냉매의 흐름을 전환시킴으로써 실내 공간이 난방되도록 한다.
제1제어부(195)는 적어도 하나의 실내기의 운전 모드가 난방 운전이면 실내 전체의 열 부하를 판단하고, 판단된 전체의 열 부하에 대응하는 압축기의 목표 토출 압력을 확인하고, 확인된 압축기의 목표 토출 압력에 기초하여 압축기의 운전율을 결정하고, 결정된 압축기의 운전율로 압축기의 운전을 제어한다.
제1제어부(195)는 난방 운전 시 압축기의 운전율을 확인하고 확인된 압축기의 운전율과 미리 설정된 설정 운전율을 비교하여 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상인지 판단하고, 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이이라고 판단되면 미리 저장된 검출 값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단한다.
제1제어부(195)는 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 냉매의 순환 방향이 변경되도록 사방밸브(170)의 유로를 전환 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어하여 제상 운전이 수행되도록 한다.
실외기는 실외 열교환기와 인접하여 배치된 가열부(175)를 더 포함하고, 제1제어부는 제상 운전을 위해 가열부(175)의 구동을 제어하는 것도 가능하다.
여기서 미리 저장된 검출 값에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은, 일 실시예와 동일하여 설명을 생략한다.
제1제어부(195)는 제상 운전의 완료 여부를 판단하고, 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 다시 난방 운전이 수행되도록 사방 밸브(170)의 유로를 전환 제어하고, 압축기(110), 팽창밸브(130) 및 실외 팬(140)을 제어한다.
제1제어부(195)는 제상 운전 완료 후 난방 운전이 수행되면 난방 운전 중의 압축기의 운전율을 확인하고, 압축기의 운전율이 미리 설정된 설정 운전율 이상인지 판단하고, 미리 설정된 설정 운전율 이상이라고 판단되면 무착상 상태인 안정 상태로 판단하고, 안정 상태에서 공기조화기의 상태를 검출한다.
즉 압축기가 능력 가변 압축기일 경우, 제상 운전에 진입해야 할 정도로 서리가 부착되었다면 압축기의 운전율은 최대 수준으로 올라간다. 이를 고려하여 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상일 때를 안정상태로 지정하고 안정상태에서의 공기조화기의 상태를 검출한다.
아울러 제1제어부(195)는 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상으로 판단된 시점의 공기조화기의 상태를 검출한다.
이와 같이 복수 대의 실내기가 마련된 멀티형 공기조화기의 경우, 실내기들의 운전 모드에 따라 안정 상태가 변할 수 있다. 이러한 점을 고려하여 압축기의 운전율에 기초하여 무착상 상태인 안정상태를 판단함으로써 제상 운전의 진입 시점 판단에 왜곡이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한 제1제어부(195)는 제상 운전 완료 후 난방 운전이 수행되면 난방 운전 중의 실외 팬의 회전수를 확인하고, 실외 팬의 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 이상인지 판단하고, 실외 팬의 회전수의 설정 회전수 이상이라고 판단되면 무착상 상태인 안정 상태로 판단하는 것도 가능하다.
즉 착상이 진행된 상태에서 실외 팬 역시 최대 회전수로 회전하는 점을 고려하여 실외 팬의 회전수가 설정 회전수 이상일 때 안정 상태를 판단하는 것이다.
여기서 안정 값은 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
저장부(196)는 일 실시 예와 달리, 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 압축기의 설정 운전율을 더 저장한다.
여기서 압축기의 설정 운전율은 최대 운전율 대비 대략 70%이상의 운전율이다.
제1구동부(197) 및 제1통신부(198)는 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기 조화기의 제어 순서도이다.
공기 조화기는 실내기의 입력부 또는 리모컨을 통해 운전 개시 명령이 입력되는지 판단하고, 운전 개시 명령이 입력되었다고 판단되면 입력된 운전 모드를 확인한다.
공기 조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전인지 판단(361)하고, 난방 운전이 아니라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 조정하고 압축기를 구동시켜 압축기(110)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기로 토출되도록 함으로써 냉방 운전을 수행한다.
반면, 공기조화기는 확인된 운전 모드가 난방 운전이라고 판단되면 사방 밸브(170)의 유로를 조정하고 압축기를 구동시킴으로써 압축기(110)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기로 토출되도록 함으로 난방 운전을 수행(362)하고, 난방 운전을 수행하면서 압축기의 운전율을 확인하고, 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상인지 판단한다.
공기조화기는 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상이라고 판단되면 저장부에 저장된 안정값을 이용하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지 1차적으로 확인한다.
여기서 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지 1차적으로 확인하는 것은, 저장부에 미리 저장된 안정 값과 현재 검출된 검출 값의 차이 값을 산출하고 산출된 차이 값과 기준 값을 비교하고 이때 차이값이 기준 값 이상인지를 확인하는 것을 포함한다.
예를 들어, 실외 열교환기의 온도를 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 경우, 공기 조화기는 미리 저장된 실외 열교환기의 온도 값과 현재 검출된 실외 열교환기의 온도 값을 비교하여 차이값을 산출하고 산출된 차이 값과 기준 값을 비교하고 이때 차이값이 기준 값 이상인지를 확인한다.
만약 실내 열교환기의 온도를 이용하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 경우, 공기 조화기는 미리 저장된 실내 열교환기의 온도 값과 현재 검출된 실내 열교환기의 온도 값을 비교하여 차이값을 산출하고 산출된 차이 값과 기준 값을 비교하고 이때 차이값이 기준 값 이상인지를 확인한다.
여기서 실내 열교환기의 온도는, 난방 운전을 수행하는 실내기의 실내 열교환기에서 전송된 실내 열교환기의 온도 중, 가장 높은 온도, 가장 낮은 온도 또는 평균 온도이다.
저장부(196)에 미리 저장된 안정 값은, 이전의 제상 운전이 완료된 후 난방 운전 시 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상일 때인 안정 상태에서 검출된 검출값이다.
아울러, 미리 저장된 안정 값을 복수 개 추출하고 추출된 검출 값을 평균 값을 산출한 후 산출된 평균 값과 현재 검출된 검출 값의 차이 값을 산출하고 산출된 차이 값과 기준 값을 비교하고 이때 차이값이 기준 값 이상인지를 확인하는 것을 포함하는 것도 가능하다.
다음 공기 조화기는 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 1차적으로 판단되면, 실외기의 현재 상태에 기초하여 제상 운전의 진입 시점을 2차적으로 확인한다.
공기 조화기는 확인 결과 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단되면, 사방 밸브(170)의 유로를 전환시켜 압축기(110)에 압축된 냉매가 실내 열교환기(210)로 토출되도록 함으로써 제상 운전을 수행한다.
즉, 제상 운전의 냉매의 흐름은 냉방 운전 시의 냉매의 흐름과 동일하다.
이를 통해 실외 열교환기에 고온의 냉매가 흐르고, 이로 인해 실외 열교환기에 부착된 서리가 제거될 수 있는 것이다.
아울러 공기 조화기는 제상 운전 시 실외 열교환기에 인접하여 배치된 가열부를 구동시키는 것도 가능하다.
다음 공기 조화기는 제상 운전이 완료되었는지 판단하고 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 난방 운전을 수행(362)하고 난방 운전을 수행하면서 공기조화기가 안정 상태인지 판단한다.
여기서 안정 상태를 판단하는 것은, 난방 운전 중 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상인 시점을 안정 상태로 판단(636)하는 것을 포함한다.
다음 공기 조화기는 현재 상태가 안정 상태라고 판단되면 공기조화기의 상태를 검출하고 검출된 검출 값을 저장(364)한다.
아울러 안정 상태를 판단하는 것은, 난방 운전 중 실외 팬의 회전 수가 설정 회전수 이상인 시점을 안정 상태로 판단하는 것을 포함한다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성도로, 또 다른 실시 예에 따른 공기 조화기는 실내를 난방하기 위한 난방 운전을 수행하는 히트 펌프인 싱글형 공기 조화기이다.
싱글형 공기 조화기는 실외기(100), 실내기(200)를 포함한다.
여기서 실외기(100)는 압축기(110), 실외 열교환기(120), 팽창밸브(130), 실외팬(140) 및 어큐뮬레이터(150)를 포함하고, 실내기(200)는 실내 열교환기(210) 및 실내팬(220)을 포함하며, 실외기(100)와 실내기(200) 사이에는 냉매가 순환되는 냉매관이 연결되어 있다.
공기조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 실외 열교환기(120)는 증발기의 기능을 수행하고, 실내 열교환기(210)는 응축기의 기능을 수행한다.
압축기(110)는 냉매를 압축하고 압축된 고온고압의 기체 상태의 냉매를 실내 열교환기(210)로 토출한다.
실외 열교환기(120)는 실외 공간에 배치되며 팽창밸브(130)로부터 유입되는 냉매의 증발에 의한 열 흡수를 통해 실외 공기와의 열 교환을 수행한다. 이때 저온저압의 액체 상태의 냉매가 저온저압의 기체 상태의 냉매로 상 변화된다.
팽창밸브(130)는 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(210) 사이에 마련되되, 실내 열교환기(210)의 출구 측에 일부가 연결되고, 실외 열교환기(120)의 입구 측에 나머지 일부가 연결된다. 여기서 팽창밸브는 모세관으로 구현하는 것도 가능하다.
팽창밸브(130)는 증발에 의한 열 흡수 작용이 용이하게 일어나도록 실내 열교환기(210)로부터 유입된 냉매의 압력과 온도를 하강시킨 후 실외 열교환기(120)에 전달한다.
실외팬(140)은 실외 열교환기(120)의 일측에 마련되어 있고, 모터에 의해 회전하여 냉매의 흡열을 촉진시킨다.
어큐뮬레이터(Accumulator: 150)는 압축기(110)의 흡입측에 배치되고 실외 열교환기(120)에서 압축기(110)로 이동하는 냉매 중 기화되지 않은 액냉매를 분리하여 액냉매가 압축기(110)에 전달되는 것을 방지함으로써 압축기(110)의 손상을 방지한다.
실내 열교환기(210)는 냉매관을 통해 압축기(110)의 토출구에 연결되고 냉매의 열 방출을 통해 압축기(110)로부터 유입된 냉매를 응축시킨다. 이때 고온고압의 기체 상태의 냉매가 고온고압의 액체 상태의 냉매로 상 변화된다.
실내팬(220)은 실내 열교환기(210)의 일측에 위치하고, 모터에 의해 회전하여 열교환된 공기를 실내 공간으로 강제 송풍한다.
아울러 냉매관은 복수로 이루어지고, 복수의 냉매관은 압축기와 실외 열교환기 사이, 실외 열교환기(120)와 팽창밸브(130) 사이, 팽창밸브(130)와 실내 열교환기(210) 사이 및 실내 열교환기(210)와 압축기(110) 사이를 각각 연결한다.
공기 조화기는, 부하인 압축기, 실내기, 실외기의 상태에 대응하는 정보를 검출하기 위한 검출부를 더 포함한다.
검출부는 압축기의 흡입구 및 토출구의 압력을 검출하는 냉매 압력 검출부, 실외 열교환기의 입출구 온도 및 실내 열교환기의 입출구 온도를 검출하는 냉매 온도 검출부, 실외 팬의 입출구의 압력을 검출하는 송풍 압력 검출부 및 실외 팬의 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부 중 적어도 하나의 검출부를 포함한다.
검출부는 실외 온도를 검출하는 실외 온도 검출부 및 실내 온도를 검출하는 실내 온도 검출부를 더 포함하는 것도 가능하다.
이러한 실외기는, 난방 운전 시 제상 운전의 진입 시점을 판단하고, 제상 운전의 진입 시점이라고 판단되면 가열부(175)를 구동시켜 제상 운전을 수행한다.
여기서 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은, 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
그리고 실외기는 제상 운전이 완료되면 안정 상태인지 판단하고 안정 상태라고 판단되면 공기 조화기의 상태를 검출하고 검출된 검출 값을 안정 값으로 저장함으로써 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단할 수 있도록 한다.
여기서 안정 상태를 판단하는 것은, 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.
100: 실외기 110: 압축기
120: 실외 열교환기 130, 131, 132: 팽창밸브
140: 실외팬 150: 어큐뮬레이터
160: 오일 세퍼레이터 170: 사방밸브
200, 200a, 200b: 실내기 210: 실내 열교환기
220: 실내팬

Claims (30)

  1. 실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 난방 운전 및 제상 운전이 가능한 공기 조화기의 제어 방법에 있어서,
    상기 난방 운전이 선택되면 난방 운전을 수행하면서 상기 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 검출하고,
    상기 검출된 적어도 하나의 상태에 대응하는 검출 값과 저장부에 미리 저장된 안정 값 사이의 차이 값이 기준값 이상이면 제상 운전의 진입이 가능한 시점으로 판단하여 제상 운전을 수행하고,
    상기 제상 운전의 수행 중 제상 운전의 완료를 판단하고,
    상기 제상 운전이 완료되었다고 판단되면 상기 실외기에 마련된 압축기의 운전율을 확인하고,
    상기 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상이면 공기 조화기의 상태를 안정 상태로 판단하고,
    상기 안정 상태일 때 상기 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 재검출하고,
    상기 안정 상태에서 재검출된 적어도 하나의 상태에 대응하는 검출 값을 다음 제상 운전의 진입 시점을 판단하기 위한 안정 값으로 저장하는 것을 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 안정 상태를 판단하는 것은,
    상기 제상 운전의 완료 직후 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단하는 것을 포함하고,
    상기 안정 상태는, 상기 실외기에 서리가 착상되지 않은 무착상 상태인 공기 조화기의 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확인된 압축기의 운전율에 기초하여 상기 안정 상태를 1차로 판단한 후 상기 실외기에 마련된 실외팬의 회전수에 기초하여 상기 안정 상태를 2차로 판단하는 것을 더 포함하고,
    상기 안정 상태를 2차로 판단하는 것은, 상기 실외팬의 회전수가 설정 회전수 이상이면 안정 상태로 판단하는 것을 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 검출값은,
    상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도값, 실외 팬의 모터에 인가되는 전류값, 실외 팬의 흡입과 배출 사이의 풍압의 차이값, 상기 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도값, 증발 압력값, 응축 압력값 중 적어도 하나의 값인 공기 조화기의 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정 상태에서 재검출된 검출값이 입력되면 상기 입력된 검출값을 안정값으로 추가 저장하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안정 상태에서 재검출된 검출값이 입력되면 상기 저장부에 미리 저장된 안정 값 중 가장 오래된 안정 값을 삭제하고 상기 입력된 검출값을 안정 값으로 저장부에 저장하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은,
    상기 저장부에 저장된 안정 값들 중 복수 개의 안정 값을 추출하고,
    상기 추출된 복수 개의 안정 값의 평균값을 산출하고,
    상기 산출된 평균값과 상기 난방 운전 시에 검출된 검출값을 비교하여 차이값을 산출하고,
    상기 산출된 차이 값과 기준값을 비교하여 상기 차이값이 기준값 이상인지 판단하는 것을 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 것은,
    상기 추출된 복수 개의 안정 값 중 최근에 검출된 안정 값일 수록 더 큰 가중치를 부여하되, 상기 추출된 안정 값 중 가장 최근의 안정 값에 가장 큰 가중치를 부여하고, 상기 추출된 안정 값 중 검출 시간이 가장 오래 경과된 안정 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고,
    상기 산출된 가중 평균값과 상기 난방 운전 시에 검출된 검출값을 비교하여 차이값을 산출하고,
    상기 산출된 차이 값과 기준값을 비교하여 상기 차이값이 기준값 이상인지 판단하는 것을 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 차이값과 상기 기준값에 의해 제상 운전의 진입 시점이 1차적으로 판단되면 상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도를 검출하고 상기 검출된 실외 열교환기의 온도와 설정 온도를 비교하고,
    상기 실외기에 마련된 압축기의 운전 시간을 확인하고 상기 확인된 압축기의 운전 시간과 미리 설정된 설정 운전 시간을 비교하고,
    상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도가 설정 온도 이하인 조건, 상기 압축기의 운전 시간이 미리 설정된 설정 운전 시간 이상인 조건 중 적어도 하나의 조건을 만족하면 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 차이값과 상기 기준값에 의해 제상 운전의 진입 시점이 1차적으로 판단되면 상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 압력과 설정 압력을 비교하고,
    상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 압력이 설정 압력 이하이면 제상 운전의 진입 시점이라고 2차적으로 판단하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외기에 마련된 압축기의 운전 시간을 확인하고,
    상기 확인된 운전 시간이 미리 설정된 강제 제상 시간 이상이면 강제로 제상 운전을 제어하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도를 확인하고,
    상기 확인된 온도가 미리 설정된 강제 제상 온도이면 강제로 제상 운전을 제어하는 것을 더 포함하는 공기 조화기의 제어 방법.
  14. 실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 난방 운전 및 제상 운전이 가능한 공기조화기에 있어서,
    상기 실외기 및 실내기 중 적어도 하나의 상태를 검출하고 상기 검출된 적어도 하나의 상태에 대응하는 검출 값을 출력하는 검출부;
    안정 상태에서 검출된 검출 값을 안정 값으로 저장하는 저장부;
    상기 제상 운전이 완료되면 상기 실외기에 마련된 압축기의 운전율을 확인하고, 상기 확인된 압축기의 운전율이 설정 운전율 이상이면 안정 상태라고 판단하고, 상기 안정 상태일 때 상기 검출부에서 출력된 검출 값을 안정 값으로 저장하도록 제어하고, 상기 난방 운전 중 상기 저장부에 저장된 안정 값과 상기 검출부에서 출력된 검출 값 사이의 차이값을 산출하고 상기 산출된 차이값과 기준값에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지를 판단하는 제어부를 포함하는 공기 조화기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제상 운전이 완료된 직후 상기 난방 운전이 시작된 시점부터 일정 시간 이내에 안정 상태를 판단하는 공기 조화기.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 검출값은,
    상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도값, 실외 팬의 모터에 인가되는 전류값, 실외 팬의 흡입과 배출 사이의 풍압의 차이값, 상기 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도값, 증발 압력값, 응축 압력값 중 적어도 하나의 값인 공기 조화기.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안정 상태를 판단할 때, 상기 검출 값이 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도 값이면 상기 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 상기 실외 열교환기의 온도가 미리 설정된 온도 범위 이내에서 변동되는지를 더 판단하는 공기 조화기.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안정 상태를 판단할 때, 상기 검출 값이 실내기에 마련된 실내 열교환기의 온도 값이면 상기 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 상기 실내 열교환기의 온도가 미리 설정된 온도 범위 이내에서 변동되는지를 더 판단하는 공기 조화기.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안정 상태를 판단할 때, 상기 검출 값이 응축 압력 값이면 상기 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 상기 응축 압력이 미리 설정된 압력 범위 이내에서 변동되는지를 더 판단하는 공기 조화기.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 안정 상태를 판단할 때, 상기 검출 값이 증발 압력 값이면 상기 난방 운전을 수행한 후 미리 설정된 검출 시간 동안 상기 증발 압력이 미리 설정된 압력 범위 이내에서 변동되는지를 더 판단하는 공기 조화기.
  21. 삭제
  22. 제 14 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 확인된 압축기의 운전율에 기초하여 상기 안정 상태를 1차로 판단한 후 상기 난방 운전이 수행되면 상기 실외기에 마련된 실외 팬의 회전수를 확인하고, 확인된 회전수가 미리 설정된 설정 회전수 이상이면 안정 상태로 2차로 판단하는 공기 조화기.
  23. 제 14 항에 있어서, 상기 안정 상태는,
    상기 실외기의 실외 열교환기가 무착상 상태인 공기 조화기.
  24. 제 14 항에 있어서, 상기 저장부는,
    이전의 안전상태에서 상기 검출부에서 출력된 검출 값을 저장하고, 현재의 안정 상태에서 상기 검출부에서 출력된 검출 값을 추가적으로 저장하는 공기 조화기.
  25. 제 14 항에 있어서, 상기 저장부는,
    현재의 안정 상태에서 상기 검출 값이 입력되면 미리 저장된 안정 값을 삭제하고 상기 현재의 안정 상태에서 입력된 검출 값을 안정값으로 저장하는 공기 조화기.
  26. 제 14 항에 있어서, 상기 저장부는,
    현재의 안정 상태에서 상기 검출 값이 입력되면 미리 저장된 안정 값 중 가장 오래된 안정 값을 삭제하고 상기 현재의 안정 상태에서 입력된 검출 값을 안정 값으로 갱신하여 저장하는 공기 조화기.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 저장부에 저장된 검출 값들 중 현재 시점을 기준으로 최근에 저장된 복수 개의 검출 값을 추출하여 평균값을 산출하고 상기 산출된 평균값과 상기 검출부에서 출력된 검출 값을 비교하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 공기 조화기.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 저장부에 추출된 복수 개의 검출 값 중 가장 최근에 입력된 검출 값에 가장 큰 가중치를 부여하고, 가장 오래전에 입력된 검출 값에 가장 작은 가중치를 부여한 후 가중 평균값을 산출하고, 상기 산출된 가중 평균값과 상기 검출부에서 출력된 검출 값을 비교하여 제상 운전의 진입 시점을 판단하는 공기 조화기.
  29. 제 14 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 난방 운전 중 상기 저장부에 저장된 안정값과 상기 검출부에서 출력된 검출 값 사이의 차이값에 기초하여 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점이라고 1차적으로 판단되면 상기 실외기에 마련된 실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력 및 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 상기 현재 시점이 제상 운전의 진입 시점인지 2차적으로 판단하는 공기 조화기.
  30. 제 14 항에 있어서, 상기 제어부는,
    실외 열교환기의 온도, 실외 열교환기의 압력, 압축기의 운전 시간 중 적어도 하나의 값을 이용하여 제상 운전의 강제 진입 시점을 추가적으로 판단하고, 추가적으로 판단된 결과에 기초하여 제상 운전을 제어하는 공기 조화기.
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