KR100683828B1 - 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기 회전수를 단계적으로 가변시켜 에어콘의 시스템내 부하를 감소시킬 수 있도록 한 인버터 에어콘 압축기 회전수 제어 방법에 관한 것으로서, 압축기 회전수를 가변시키는 인버터 에어콘에서 외기온도 상승에 따른 시스템 과부하시 압축기의 회전수를 제어하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 있어서, 압축기내의 압력이 허용최고압력 이상인 지 여부를 감지하여 상기 압축기 회전수를 단계적으로 증감시키는 것을 특징으로 한다.

인버터형 에어콘, 압축기, 회전수, 허용최고압력, 표준압력

Description

인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법{Compressor rpm controlling method of inverter air-conditioner}

도 1 은 일반적인 인버터 에어콘의 블럭 구성도.

도 2 는 종래의 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 3 은 종래의 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 따른 압축기 회전수 변화 그래프.

도 4 는 본 발명에 따른 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법을 나타낸 순서도.

도 5 는 본 발명에 따른 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 따른 압축기 회전수 변화 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 압축기 100 : 마이컴

102 : 데이터 입력부 104 : 실내 온도 센서

106 : 증발기 온도 감지부 108 : 실내팬 구동부

112 : 표시부 122 : 실외 온도 센서

124 : 응축기 온도 감지부 126 : 실외 팬 구동부

128 : 팬 130 : 압축기 구동부

본 발명은 인버터 에어콘에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기 회전수를 단계적으로 가변시켜 에어콘의 시스템내 부하를 감소시킬 수 있도록 한 인버터 에어콘 압축기 회전수 제어 방법에 관한 것이다.

통상, 일반 에어콘은 실외 압축기가 회전하는 속도가 동일하여 실내의 열부하에 따른 조절기능은 단지 풍량을 조절함으로써 냉기를 더 많이 실내로 토출하는 방식에 의하고 있으며, 사용자가 희망온도로 맞추어 놓으면 그 온도 도달시 실외기가 정지하고, 다시 실내온도가 높아지면 실외기가 가동을 하여 다시 희망온도까지 온도를 낮추게 된다. 이러한 일반 에어콘의 단점을 보완하기 위해 나온 것이 인버터형 에어콘인 것이다.

도 1 은 일반적인 인버터 에어콘의 블럭 구성도이고, 도 2 는 종래의 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법을 나타낸 순서도이며, 도 3 은 종래의 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 따른 압축기 회전수 변화 그래프이다.

일반적인 인버터 에어컨은 실내기와 실외기로 이루어지는데, 도 1 에 도시된 바와 같이, 실외기는 냉매를 압축기하는 압축기(10), 압축기(10)의 기체 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기(도시하지 않음), 실외의 온도를 감지하는 실외온도센서(122), 응축기의 온도를 감지하는 응축기 온도 감지부(124), 실외팬(128)을 구동하는 실외팬 구동부(126), 압축기(10)를 구동하는 압축기 구동부(130), 실외 온도 센서()122) 내지 응축기 온도감지부(124)의 감지 신호에 응답하여 실외팬 구동부(126) 또는 압축기 구동부(130) 또는 압축기 구동부(130)에 제어 구동신호를 출력하는 마이컴(100)으로 이루어진다.

또한, 실내기는 리모컨 또는 시스템 세트의 작동키 내지 리모컨으로부터 시스템 작동을 위한 데이터를 입력받는 데이터 입력부(102)와, 실내 온도를 감지하는 실내온도센서(104), 상기한 실외기로부터 보내진 냉매를 팽창시키는 모세관(도시하지 않음), 모세관의 냉매를 증발시키는 증발기(도시하지 않음)의 온도를 감지하는 증발기 온도 감지부(106), 실내팬(110)을 구동하는 실내팬 구동부(108), 에어컨의 작동 상태에 따른 정보를 사용자에게 표시하는 표시부(112), 데이터 입력부(102)의 입력 신호에 따라 내부 시스템을 작동하며 실내 온도 감지부(104) 내지 증발기 온도 감지부(106)의 감지 신호에 응답하여 실내팬 구동부(108)에 제어 명령 신호를 출력하거나 표시부(112)에 해당 시스템 정보를 출력하는 마이컴(100)으로 이루어진다.

통상적으로, 인버터 에어콘에 사용되는 인버터 전동기는 일반 가정에 공급되고 있는 전원 교류를 부하에 따라 110/220[V], 60[Hz]를 일반적으로 최소 30[Hz]에서 최대 120[Hz]까지 변화시킬 수 있다. 인버터 에어콘은 초기 기동시에는 주파수 를 최소 30[Hz]정도로 낮추어 시동전류가 적게 들고 부드러운 시동특성을 갖도록 하며, 운전 개시시에는 주파수를 최대 120[Hz] 정도로 올려 능력을 크게 하여 일반에어콘에 비해 빠르게 희망온도에 도달할 수 있도록 한다.

그리고, 희망온도 도달시에는 주파수를 최소로 낮추어 에너지 절약 운전을 하며 실온변화를 적게하여 쾌적한 운전을 실현할 수 있도록 한다. 이 때, 전동기는 ON-OFF를 하지 않으며 단지 주파수만 낮추게 된다.

이러한, 종래의 인버터 에어콘 구동 방법은 압력을 감지하여 운전시 외기온도 상승에 따라 시스템 압력이 상승하여 시스템내 허용압력까지 상승하면 압축기 손상 방지 및 시스템 안정성 확보를 위해 표준압력에 도달할때까지 압축기 회전수를 하강시키고, 이에 따라 압력이 하강하게 된다. 이때, 표준압력이 될 때까지 압축기 회전수를 낮춤에 따라 냉방능력이 떨어지는 문제가 발생하는데, 이를 보상하기 위해 압축기의 회전수를 재상승시킨다.

그러면, 다시 압축기 회전수 상승에 따라 압축기내의 압력은 재상승하게 되고 다시 허용압력까지 상승하면 압축기 회전수를 다시 낮추어 압축기내의 압력을 하강시키게 된다. 일반적으로 시스템 표준압력에 도달할 때까지 압축기 회전수를 하강시킨다.

즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 운전시작(S1)후, 압력을 감지(S2)하여 허용최고압력(A) 이상이 되는 지를 확인(S3)하는데, 시스템내에 허용최고압력(A) 이상이 되면, 압력상승에 따른 압축기(10) 보호를 위하여 압축기 회전수를 하강(S4)시키고, 시스템내 허용최고압력(A) 미만이면 현재 상태로 계속 압축기(10)를 회전시키면서 압력을 감지하고, 압축기내의 압력이 최소압력(B) 이하가 되면 압축기 회전수를 증가(S6)시킨다. 또한, 압축기 회전수가 증가하여 압축기내의 압력이 허용최고압력(A)이상이 되면, 상기한 바와 같이 압축기 회전수를 다시 감소시킨다.

따라서, 종래의 인버터 에어콘의 경우 시스템내에 압력이 허용최고압력 이상이 되면 압력상승에 따른 압축기(10) 보호를 위하여 압축기(10)의 회전수를 감소시키고, 표준압력이하로 떨어지면 다시 압축기(10)의 회전수를 상승시키게 되므로, 그 압축기 제어 방식이 선형적으로 진행되게 된다.

이에 따라, 도 3 에 도시된 바와 같이, 압축기 회전수 상승과 하락의 반복현상이 단시간 내에 주기적으로 발생하게 되어 주기적인 압력변동이 발생하게 됨으로써, 시스템에 안정성에 좋지 않은 영향을 끼치며 회전수 변동으로 압축기 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 압축기내의 압력상승을 억제하기 위해 압축기 회전수를 감소시킴에 따라 냉방능력이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압축기 회전수를 단계적으로 가변시켜 에어콘의 시스템내 부하를 감소시킬 수 있도록 한 인버터 에어콘 압축기 회전수 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 구성은 다음과 같다. 본 발명은 압축기 회전수를 가변시키는 인버터 에어콘에서 외기온도 상승에 따른 시스템 과부하시 압축기의 회전수를 제어하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 있어서, 상기 압축기 회전수를 감지하여 압축기내의 압력이 허용최고압력 이상인 지를 판단하는 제1단계, 상기 제1단계에서 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고압력 이상이면 제1설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시켜 제1설정시간동안 유지하는 제2단계, 상기 제2단계에서 상기 제1설정시간이 경과하면, 제3설정비만큼 압축기 회전수를 증가시켜 제2설정시간동안 유지하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2단계는 상기 제1설정시간내에 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고압력 이상이 되면, 제2설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계는 상기 제2설정시간내에 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고 압력이상이 되면 상기 제1설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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여기서, 상기 제1,2설정시간은 각각 30분인 것을 특징으로 하고, 상기 제1설 정비는 상기 허용최고압력시 압축기 회전수의 80% 이고, 제3설정비는 현재 압축기 회전수의 20% 이며, 제2설정비는 상기 허용최고압력시 압축기 회전수의 60% 인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 는 본 발명에 따른 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5 는 본 발명에 따른 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 따른 압축기 회전수 변화 그래프이다.

본 발명에 따른 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법은 최초, 인버터 에어콘의 운전이 시작(S10)되어 압축기(10)가 구동하면, 압축기내의 압력을 감지(S12)한다.

이 경우, 압축기내의 압력이 기설정된 허용최고압력(A)이상인 지를 판별(S14)하게 되는 데, 압축기내의 압력이 허용최고압력(A)이상이 아닐 경우에 현 상태의 압축기 운전을 계속하고, 허용최고압력(A)이상일 경우엔 제1설정비만큼 압축기 회전수를 감소(S16)시킨다.

여기서, 제1설정비 압축기 회전수라 함은 허용최고압력시 압축기 회전수의 일정비만큼만 압축기 회전수를 감소시킨 것으로서, 예를 들어 최고허용압력의 압축기 회전수에서 20%가 감소된 즉, 허용최고압력시 압축기 회전수의 80%를 일컫는다.

따라서, 허용최고압력에서 압축기 회전수가 20%가 감소됨으로써, 압축기내의 압력이 저하된다.

이와 같이 압축기내의 압력저하를 위해 압축기 회전수를 일정비만큼 감소시킨 후, 이 상태에서 기설정된 시간만큼 압축기 회전수를 계속 유지하도록 시간을 체크(S18)한다.

예를 들어, 제1설정시간이 30분인 경우, 압축기 회전수가 허용최고압력에서의 압축기 회전수에 20%가 저하된 상태로 30분간 운전하도록 한다.

특히, 제1설정시간동안 압력이 허용최고압력(A) 이상이 되는 지를 계속적으로 체크(S22)하는데, 상기 제1설정시간 이내에 압축기내의 압력이 허용최고압력(A) 이상이 되면, 제2설정비만큼 압축기 회전수를 다시 감소(S22)시킨다.

여기서, 제2설정비 압축기 회전수라 함은 허용최고압력시 압축기 회전수의 일정비 예를 들어, 40% 만큼 감소시킨 압축기 회전수로서, 제1설정비 압축기 회전수에서 20%를 다시 감소시킨 압축기 회전수이다. 따라서, 허용최고압력시 압축기 회전수의 60%에 달하는 압축기 회전수이다.

이에 따라, 설정 시간이 경과하면, 제3설정비만큼 압축기 회전수를 증가(S26)시킨다.

제3설정비 압축기 회전수는 현 상태에서의 압축기 회전수를 일정비 예를 들어 20%만큼 증가시킨 압축기 회전수로서, 예를 들어, 제1 또는 제2설정비 압축기 회전수의 20% 만큼 상승한 압축기 회전수이거나, 허용최고압력(A) 이내에서 제1 또는 제2설정비 압축기 회전수로 제2설정시간 예를 들어 30분간 운전한 상태에서의 압축기 회전수보다 20% 증가한 압축기 회전수이다. 이에 대해서는 후술한다.

한편, 제3설정비 압축기 회전수로 압축기(10)를 운전한 후, 다시 시간을 체크(S28)하는데, 기설정된 제2설정시간 예를 들어 30분동안 압력을 감지(S30)하여 압력이 허용최고압력(A)을 초과하는 경우엔, 상기 제1설정비만큼 다시 압축기 회전수를 감소시켜 운전하고 상기한 과정을 다시 거치게 된다.

한편, 제2설정시간이 경과하는 지를 체크(S32)하여 압력이 허용최고압력(A)을 초과하지 않고, 제2설정시간을 경과하는 경우엔, 제3설정비만큼 압축기 회전수를 증가시켜 운전하고 전술한 이후 과정을 수행하게 된다. 즉, 제2설정시간 경과 후, 현재 압력 상태에서의 압축기 회전수에 20% 증가시킨 압축기 회전수로 압축기를 운전하고, 역시 제2설정시간 동안 압축기내의 압력이 허용최고압력(A) 이상이 되는 지를 감지한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기 제어 방법은 도 5 에 도시된 바와 같이, 압축기 회전수의 증가 및 감소를 단계적으로 설정시간 만큼 제어하여 압축기 회전수의 변경을 억제하고, 허용최고압력을 벗어나지 않는 범위 내에서 압축기 회전수를 제어함으로써 높은 냉방능력을 유지한다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하여 변형하여 실시할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 압축기 회전수를 단계적으로 가변시켜 잦은 회전수 변경을 억제하므로써, 압축기 내구성을 향상시킬 수 있고, 급격한 압력변동에 따른 시스템 불안정성을 해소할 수 있다.

또한, 압력이 압력이 허용최고 압력을 넘어서지 않는 범위까지만 압축기 회전수를 감소시키므로 냉방능력이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 압축기 회전수를 가변시키는 인버터 에어콘에서 외기온도 상승에 따른 시스템 과부하시 압축기의 회전수를 제어하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법에 있어서,

   상기 압축기 회전수를 감지하여 압축기내의 압력이 허용최고압력 이상인 지를 판단하는 제1단계;

   상기 제1단계에서 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고압력 이상이면 제1설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시켜 제1설정시간동안 유지하는 제2단계;

   상기 제2단계에서 상기 제1설정시간이 경과하면, 제3설정비만큼 압축기 회전수를 증가시켜 제2설정시간동안 유지하는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제2단계는 상기 제1설정시간내에 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고압력 이상이 되면, 제2설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제3단계는 상기 제2설정시간내에 상기 압축기내의 압력이 상기 허용최고 압력이상이 되면 상기 제1설정비만큼 상기 압축기 회전수를 감소시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 제1,2설정시간은 각각 30분인 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 제1설정비는 상기 허용최고압력시 압축기 회전수의 80% 인 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
7. 제 2 항에 있어서, 상기 제3설정비는 현재 압축기 회전수의 20% 인 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 제2설정비는 상기 허용최고압력시 압축기 회전수의 60% 인 것을 특징으로 하는 인버터 에어콘의 압축기 회전수 제어 방법.

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