KR100539766B1

KR100539766B1 - 유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법

Info

Publication number: KR100539766B1
Application number: KR1020040036524A
Authority: KR
Inventors: 현승엽; 황윤제; 이원희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2006-01-12
Also published as: CN100572961C; EP1598605A3; EP1598605A2; KR20050111282A; CN1699870A; US20050257544A1; EP1598605B1

Abstract

본 발명은 유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 실내에 위치한 써모스태트의 부하변수와 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하여 그 부하변수와 증발온도 및 토출온도를 무선통신으로 실외기에 전송함으로써, 압축기의 운전능력을 최적화하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 유니터리 공기조화기에 있어서, 실내에 설치되어, 부하변수를 검출하는 써모스태트와; 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하는 온도검출수단과; 실내기의 소정 위치에 설치되고, 상기 써모스태트의 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 입력받아, 그 정보를 소정 프로토콜로 변환하여 그에 따른 실내기측 정보를 출력하는 실내기 제어수단과; 상기 실내기 제어수단에서 출력되는 실내기측 정보를 실외기측으로 송신하는 실내기측 통신수단과; 상기 실내기측 통신수단으로부터 송신되는 실내기측 정보를 수신하는 실외기측 통신수단과; 상기 실외기측 통신수단을 통해 입력되는 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 실외기 제어수단을 포함하여 구성한다.

Description

유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법{UNITARY AIR CONDITIONER AND HIS CONTROL METHOD}

도 1 및 도 2는 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도 및 계통도.

도3은 본 발명 유니터리 공기조화장치의 개략적인 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 유니터리 공기조화장치의 제어방법에 대한 실시예의 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:써모스태트 200:온도검출수단

300:실내기측 제어수단 400:실내기측 통신수단

500:실외기측 통신수단 600:실외기측 제어수단

본 발명은 유니터리 공기조화장치에 관한 것으로, 특히 실내기와 실외기가 무선으로 공조정보를 교환하도록 한 유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 유니터리 공기조화기(Unitary Air condition System)는 공장, 사무실, 호텔, 가정 등의 지하실에 구비하는 냉난방 기구를 이용하여 한 곳에서 냉풍 또는 온풍을 만들고, 이를 건물내 벽체 등에 구비한 덕트(duct)를 통해 개별 공간으로 이송하여 공급하는 중앙집중식 냉난방 시스템의 일종이다.

유니터리 공기조화기는 냉난방이 필요한 영역과 필요하지 않은 영역을 구분하여 개별 영역마다 냉풍 또는 온풍을 독립적으로 공급할 수 있도록 대개 덕트의 중간에 영역제어기(zone controller)를 설치하거나, 또는 영역의 개수에 따라 복수 개의 냉난방 기구를 독립적으로 설치하고 있다.

도 1 및 도 2는 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도 및 계통도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 유니터리 공기조화장치는, 건물(도면에선 2층 주택)의 외부에 고정 설치하는 한 개의 실외기(1)와, 실외기(1)의 제1 교환기(1b)와 냉매관으로 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기(2)와, 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트(3) 및 배기덕트(4)와, 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 설치하여 각 층으로의 급기 및 배기를 구분하는 영역조절기(5a~5d)를 포함하고 있다.

실외기(1)는 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(1a)와, 압축기(1a)에 냉매관으로 연결하여 냉매가스를 응축(냉방운전시)하거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 제1 열교환기(1b)와, 냉매가스의 압력을 감압팽 창하는 팽창기구(1c)와, 외부의 공기를 제1 열교환기(1b)로 공급하여 그 열교환기 (1b)의 열교환성능을 높이는 실외팬(미도시)으로 이루어져 있다.

냉온풍기(2)는 케이스의 내부에 상기한 제1 열교환기(1b)에 일단을 연결하는 동시에 팽창기구(1c)에 타단을 연결하는 제2 열교환기(2a)와, 제2 열교환기(2a)의 하류에 위치하여 냉풍 또는 온풍을 상기한 급기덕트(3)로 유도하는 급기팬(미도시)으로 이루어져 있다. 냉온풍기의 케이스는 그 내부에 상기한 제2 열교환기(2a)와 급기팬(미도시)을 수용하도록 대체로 "유(U)"자 모양의 공기유로를 형성하고, 그 공기유로의 급기측에는 급기덕트(3)를, 배기측에는 배기덕트(4)를 각각 연결하고 있다.

급기덕트(3)와 배기덕트(4)는 전술한 바와 같이 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 연결하여 해당 영역(Z1,Z2)에 분관 매설하고, 각 급기덕트(3)와 배기덕트 (4)에는 해당 영역에 냉풍이나 온풍을 공급하는 토출구(3a)와 실내공기를 순환하도록 흡입하는 흡입구(4a)를 형성하고 있다.

영역조절기(5a~5d)는 통상 냉풍이나 온풍을 해당 영역으로 구분하여 공급할 수 있도록 그 해당 영역(Z1,Z2)에 매설된 급기덕트(3)의 중간과 배기덕트(4)의 중간에 설치하는 일종의 밸브로서, 해당 영역의 온도나 습도 등을 검출하여 이 검출된 값과 설정값을 비교하여 자동으로 온/오프 할 수 있도록 제어부(미도시)에 연결하거나 또는 수동으로 조작하도록 이루어져 있다.

상기와 같은 영역조절기를 구비한 히트펌프형 유니터리 공기조화장치는 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 경우 각 층(해당 영역)(Z1,Z2)의 부하를 검출하여 그 부하가 설정값 이상이면 각각의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 동시에 공급하는 반면 그 중 어느 한 쪽 영역만이 설정값 이상이면 해당 영역(Z1,Z2)의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 구분하여 공급한다.

예컨대, 냉방운전시에는 실외기(1)의 압축기(1a)가 구동하여 냉매가스를 압축하고, 이 냉매가스는 실외기(1)의 제1 열교환기(1b)에서 응축되어 팽창기구(1c)를 통과한 후 냉온풍기(2)의 제2 열교환기(2a)를 거치면서 배기덕트(4)를 통해 공기유로로 흡입된 공기와 열전달하여 냉기를 발생하며, 이 냉기는 급기팬(미도시)에 의해 급기구를 통해 급기덕트(3)로 이동한다. 이때, 각 층(Z1,Z2)의 부하가 모두 설정값 이상이면 자동인 경우 제어부에 의해 자동으로 각 영역조절기(5a~5d)가 온(ON)되고 수동인 경우 사용자의 조작에 의해 각 영역조절기(5a~5d)를 열어 냉온풍기(2)에서 생성된 냉기가 상기한 각각의 급기덕트(3)로 이동하면서 각 층을 냉방하는 것이다. 반면, 어느 한 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이하인 경우에는 부하가 높은 쪽의 영역조절기만 자동 또는 수동으로 열어 냉기가 해당 영역의 급기덕트(3)로만 이동하도록 하여 해당 층을 냉방하는 것이다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

여기서, 상술한 유니터리 공기조화장치는, 실내에 위치한 써모스태트에서의 정보만을 이용하여 실내기와 실외기가 제어되는데, 즉 실내 부하변수에 의해 계산된 정보 Y1,Y2(실외기에서 실내기로 냉매를 공급하기 위한 팽창밸브의 열림정도)로 실내기와 실외기가 제어된다.

즉, 종래 유니터리 공기조화장치는, 실내에 위치한 써모스태트에서 검출되는 부하변수만을 이용하여 실내기와 실외기를 제어하기 때문에 상대적으로 제어의 폭이 작고, 이로 인하여 실내기와 실외기가 일률적으로 동작하여 사이클의 능력 및 토출공기의 온도를 적정하게 유지하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실내에 위치한 써모스태트의 부하변수와 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하여 그 부하변수와 증발온도 및 토출온도를 무선통신으로 실외기에 전송함으로써, 압축기의 운전능력을 최적화하도록 한 유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니터리 공기조화기에 있어서, 실내에 설치되어, 부하변수를 검출하는 써모스태트와; 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하는 온도검출수단과; 실내기의 소정 위치에 설치되고, 상기 써모스태트의 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 입력받아, 그 정보를 소정 프로토콜로 변환하여 그에 따른 실내기측 정보를 출력하는 실내기 제어수단과; 상기 실내기 제어수단에서 출력되는 실내기측 정보를 실외기측으로 송신하는 실내기측 통신수단과; 상기 실내기측 통신수단으로부터 송신되는 실내기측 정보를 수신하는 실외기측 통신수단과; 상기 실외기측 통신수단을 통해 입력되는 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 실외기 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내의 부하변수와 증발기 온도 및 실내 토출공기 온도를 검출하는 과정과; 실내기측에서, 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 소정 통신프로토콜로 변환하는 과정과; 상기 변환된 실내기측 정보를 무선으로 실외기측으로 송신하는 과정과; 상기 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 유니터리 공기조화장치 및 그의 제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 유니터리 공기조화장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 실내에 설치되어, 부하변수를 검출하는 써모스태트(100)와; 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하는 온도검출수단 (200)과; 실내기의 소정 위치에 설치되고, 상기 써모스태트(100)의 부하변수와 상기 온도검출수단(200)에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 입력받아, 그 정보를 소정 통신프로토콜로 변환하여 그에 따른 실내기측 정보를 출력하는 실내기 제어수단(300)과; 상기 실내기측 제어수단(300)에서 출력되는 실내기측 정보를 실외기측으로 송신하는 실내기측 통신수단(400)과; 상기 실내기측 통신수단(400)으로부터 송신되는 실내기측 정보를 수신하는 실외기측 통신수 단(500)과; 상기 실외기측 통신수단(500)을 통해 입력되는 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 실외기측 제어수단(600)으로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 써모스태트(100)는, 실내에 설치되어, 부하변수를 검출하여 실내기측 제어수단(200)에 인가하는데, 예를 들어 실내온도를 검출하여 부하를 검출한다.

그리고, 온도검출수단(200)에 의해, 증발기의 온도 및 실내 토출온도를 검출하여 이를 실내기측 제어수단(300)에 인가한다.

이에 따라, 상기 실내기측 제어수단(300)은, 상기 실내기의 소정 위치에 설치되고, 상기 써모스태트(100)의 부하변수와 상기 온도검출수단(200)에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 입력받아, 그 정보를 소정 통신 프로토콜로 변환하여 그에 따른 실내기측 정보를 출력한다.

이때, 실내기측 통신수단(400)은, 상기 실내기측 정보를 무선으로 송신하고, 실외기측 통신수단(500)은 상기 실내기측 정보를 수신하여 이를 실외기측 제어수단 (600)에 인가한다.

여기서, 상기 실내기측 통신수단(400)은, 실내기측 정보를 알에프신호로 변환하여 송신한다.

이에 따라, 상기 실외기측 제어수단(600)은 상기 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여, 압축기의 운전 및 실내기 팬 운전과 실외기 팬운전을 제어하기 위한 제어정보를 생성하여 소정의 통신포로토콜로 변환한다.

그러면, 상기 실외기측 통신수단(500)은, 상기 실외기측 제어수단(600)에서 변환된 제어정보를 알에프신호로 변환하여 무선송신하면 상기 실내기측 통신수단 (400)에서 제어정보를 수신하여 실내기측 제어수단(300)에 인가하고, 이에 따라 상기 실내기측 제어수단(300)은 상기 제어정보에 따라, 실내기 팬의 운전을 제어한다.

도4는 본 발명 유니터리 공기조화장치의 제어방법에 대한 실시예의 동작흐름도이다.

도4에 도시한 바와같이 본 발명은, 실내의 부하변수와 증발기 온도 및 실내 토출공기 온도를 검출하는 과정(SP1)과; 실내기측에서, 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 소정 통신프로토콜로 변환하는 과정(SP2)과; 상기 변환된 실내기측 정보를 무선으로 실외기측으로 송신하는 과정(SP3)과; 상기 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 과정(SP4)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

우선, 실내의 부하변수와 증발기 온도 및 실내 토출공기 온도를 검출한다 (SP1).

그 다음, 실내기측에서, 상기 실내 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 소정 통신프로토콜로 변환한다(SP2).

그 다음, 상기 상기 변환된 실내기측 정보를 무선으로 실외기측으로 송신하는데, 상기 실내기측 정보를 알에프신호로 변환하여 송신한다(SP3).

그 다음, 상기 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는데(SP4), 즉 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여, 실내기 팬운전 및 실외기 팬운전과 압축기 운전을 제어하기 위한 제어정보를 생성한 다음, 그 실내기 팬운전에 대한 제어정보를 소정 통신프로토콜로 변환하여 실외기측 통신수단을 통해 무선송신한다.

이에 따라, 실내기측에서, 상기 실내기 팬운전에 대한 제어정보를 이용하여 실내기 팬의 동작을 제어한다.

다시 말해서, 본 발명은 실내에 위치한 써모스태트의 부하변수와 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하여 그 부하변수와 증발온도 및 토출온도를 무선통신으로 실외기에 전송하도록 한 것이다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 실내에 위치한 써모스태트의 부하변수와 증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하여 그 부하변수와 증발온도 및 토출온도를 무선통신으로 실외기에 전송함으로써, 유니터리 공기조화장치의 시스템 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

유니터리 공기조화기에 있어서,

실내에 설치되어, 부하변수를 검출하는 써모스태트와;

증발기 및 실내 토출공기의 온도를 검출하는 온도검출수단과;

실내기의 소정 위치에 설치되고, 상기 써모스태트의 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 입력받아, 그 정보를 소정 통신프로토콜로 변환하여 그에 따른 실내기측 정보를 출력하는 실내기 제어수단과;

상기 실내기 제어수단에서 출력되는 실내기측 정보를 실외기측으로 송신하는 실내기측 통신수단과;

상기 실내기측 통신수단으로부터 송신되는 실내기측 정보를 수신하는 실외기측 통신수단과;

상기 실외기측 통신수단을 통해 입력되는 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 실외기 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화장치.
제1 항에 있어서, 실외기 제어수단은,

실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여, 실내기 팬운전 및 실외기 팬운전과 압축기 운전을 제어하기 위한 제어정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 유니 터리 공기조화장치.
제2 항에 있어서, 실외기 제어수단은,

상기 실내기 팬운전에 대한 제어정보를 소정 통신프로토콜로 변환하여 실외기측 통신수단을 통해 무선송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화장치.
실내의 부하변수와 증발기 온도 및 실내 토출공기 온도를 검출하는 과정과;

실내기측에서, 부하변수와 상기 온도검출수단에서 출력되는 증발기 온도 및 실내 토출공기의 온도에 대한 정보를 소정 통신프로토콜로 변환하는 과정과;

상기 변환된 실내기측 정보를 무선으로 실외기측으로 송신하는 과정과;

상기 실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여 압축기의 운전을 제어하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 유니터리 공기조화장치의 제어방법.
제4 항에 있어서, 압축기의 운전을 제어하는 과정은,

실내기측 정보와 실외기측 정보를 이용하여, 실내기 팬운전 및 실외기 팬운전과 압축기 운전을 제어하기 위한 제어정보를 생성하는 단계와;

상기 상기 실내기 팬운전에 대한 제어정보를 소정 통신프로토콜로 변환하여 실외기측 통신수단을 통해 무선송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화장치의 제어방법.