KR101195556B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 두개의 압축기를 3단계로 운전방식을 제어하여 냉방능력의 활용도를 높이고 소비전력을 최소화 할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 압축기의 운전방식에 따라 공기 토출구의 위치 및 면적을 3단계로 제어하여 적절한 토출온도를 유지하고, 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 두개의 압축기를 이용하여 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기 중 용량이 작은 제1압축기를 구동 시키는 제1운전모드와, 용량이 큰 제2압축기를 구동 시키는 제2운전모드와, 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 제3운전모드로 운전단계가 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{A air conditioner and control method thereof}

도 1은 종래의 공기조화기의 실내기를 도시한 구조도이다.

도 2는 종래의 공기조화기의 운전모드를 도시한 도면이다

도 3은 도 2에 도시한 운전모드에 따라 압축기의 운전상태 및 토출구에 따른 쾌적도를 도시한 표이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기를 도시한 구조도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 냉매유로도이다.

도 6은 도 5에 도시한 공기조화기의 구성요소를 도시한 블록도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 운전모드를 도시한 도면이다.

도 8은 도7에 도시한 운전모드에 따라 압축기의 운전상태 및 토출구에 따른 쾌적도를 도시한 표이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 압축기의 압력변화를 도시한 그래프이다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 실외기

11a, 11b : 제1,2압축기

20 : 실내기

26a, 26b : 제1,2토출구

27a, 27b : 제1,2토출구 구동부

30 : 마이컴

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두개의 압축기의 구동방식에 따라 토출구를 변경하여 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태의 냉매로 변환하는 압축기와, 압축기에서 변환된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변환하는 응축기와, 응축기에서 변환된 고온고압의 액체상태의 냉매를 저온저압의 액체상태의 냉매로 변환하는 증발기와, 냉난방 모드에 따라 냉매의 유로를 바꿔주는 방향 절환 밸브를 포함한다.

또한 공기조화기의 실내기에는 도 1에 도시된 바와 같이 증발기(미도시)에서 열 교환되어 냉각된 공기를 토출하기 위해 실내기의 상단에 한 개의 공기 토출구(2)가 형성되어 있으며, 공기조화기의 운전상태를 표시해주기 위한 디스플레이부 (3)가 실내기(1)의 중앙에 위치하고 있다.

최근에는 서로 다른 용량을 가지는 복수개의 압축기를 사용함으로써 냉방부하 또는 난방부하에 따라 냉매의 압축용량을 가변 시킬 수 있도록 하여 냉방부하 또는 난방부하에 적절하게 대응할 수 있을 뿐 아니라 냉방 또는 난방 효율을 최적화 할 수 있도록 하고있다.

이러한 복수개의 압축기를 적용하는 시스템에서 두개의 정속형 압축기를 채용하는 것이 일반적인데, 두개의 압축기는 서로 다른 용량을 가지도록 설계가 된다. 즉, 두개의 압축기가 동시에 운전될 경우 100%의 냉방능력이 나오고, 용량이 작은 압축기만 운전할 경우 약40%정도의 냉방능력이 나오게 된다.

종래의 두개의 압축기를 이용한 공기조화기는 도 2에 도시한 바와 같이 실내부하에 따라 두개의 압축기(1a, 1b)가 동시에 운전(2단 운전)되다가 실내온도가 설정온도에 이르면 용량이 작은 압축기(1b)만 단독 운전(1단 운전)되도록 제어한다. 이는 압축기의 용량을 가변 하도록 하여 에너지 효율을 향상시키는데 목적이 있다. 또한 사용자가 절전모드를 이용하면 용량이 작은 압축기(1b)만 단독운전이 가능하며, 절전모드에서도 냉방능력을 확보하기 위해 2단 운전을 선택 시 두개의 압축기(1a, 1b)의 동시운전이 가능하다. 한편, 실내기(1)에서 냉각된 공기는 압축기 운전방식과 상관없이 실내기(1)의 상단에 위치한 토출구(2)를 통해서 토출된다.

이와 같이 종래의 두개의 압축기를 사용하는 공기조화기의 경우 도 3에 도시한 바와 같이 사용자의 운전모드 선택에 따라 두개의 압축기를 동시 운전하는 2단 운전과, 용량이 작은 압축기만 단독 운전하는 1단 운전이 가능하다. 또한 각 운전 단계에 상관없이 동일한 토출구(2)(토출면적 동일)를 통하여 동일한 풍량과 풍속으로 공기가 토출되게 된다.

이처럼 동일한 토출구를 통해 공기가 토출됨으로 인해 용량이 작은 압축기에 필요한 풍량보다 과다한 풍량으로 공기가 토출되어 토출공기의 온도가 상승하게 되고 사용자가 쾌적함을 느끼는 체감냉방온도에 미치지 못하게 되며 제습효과도 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

또한 압축기의 운전방식을 2단계로 제어하여 냉방능력을 100% 또는 40% 정도만 이용하기 때문에 실내부하의 변동이나 사용자의 능동적인 냉방능력의 선택에 대해 적절히 대응하지 못하며, 100%의 냉방능력이 필요 없는 경우에도 두개의 압축기가 동시운전 됨으로써 소비전력이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 두개의 압축기를 3단계로 운전방식을 제어하여 냉방능력의 활용도를 높이고 소비전력을 최소화 할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 압축기의 운전방식에 따라 공기 토출구의 위치 및 면적을 3단계로 제어하여 적절한 토출온도를 유지하고, 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 운전모드의 변경 시에도 운전대기시간을 최소화하여 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나 이상의 압축기를 이용하여 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 구동상태에 따라 3단계의 운전모드로 운전을 제어한다.

또한 상기 3단계의 운전모드는, 용량이 작은 제1압축기가 구동 되는 제1운전모드와, 용량이 큰 제2압축기가 구동 되는 제2운전모드와, 상기 제1압축기와 제2압축기를 모두 구동하는 제3운전모드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 3단계의 운전모드에 따라 공기의 토출위치가 변경되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드로 운전 시 상기 공기조화기의 정면중앙에 위치한 제1토출구로 공기가 토출되고, 상기 제2운전모드로 운전 시 상기 공기조화기의 좌우측면에 위치한 제2토출구로 공기가 토출되고, 상기 제3운전모드로 운전 시 상기 제1토출구 및 제2토출구로 공기가 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 3단계의 운전모드 중 상기 제3운전모드로 갈수록 토출면적과 풍량이 증가하는 것을 특징으로 한다.

또한 복수의 압축기를 이용하여 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기의 구동상태에 따라 공기의 토출위치가 변경된다.

또한 상기 복수의 압축기 중 용량이 작은 제1압축기를 구동 시키면 상기 공기조화기의 정면중앙에 위치한 제1토출구로 공기가 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 압축기 중 용량이 큰 제2압축기를 구동 시키면 상기 공기조화기의 좌우측면에 위치한 제2토출구로 공기가 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 압축기를 모두 구동 시키면 상기 공기조화기의 정면중앙과 좌우측면에 각각 위치한 제1토출구 및 제2토출구로 공기가 토출되는 것을 특징으로 한다.

또한 두개의 압축기를 이용하여 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수의 압축기 중 용량이 작은 제1압축기를 구동 시키는 제1운전모드와, 용량이 큰 제2압축기를 구동 시키는 제2운전모드와, 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 제3운전모드로 운전단계가 제어된다.

또한 상기 제3운전모드로 운전 중 상기 제1운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제2압축기를 정지시키고 상기 제1압축기의 운전을 지속하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제3운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제1운전모드의 누적운전시간이 미리 설정된 기준시간 미만이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드의 누적운전시간이 상기 기준시간 이상이면 상기 제1압축기의 구동을 지속하면서 상기 제2압축기를 추가로 구동하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제2운전모드로 변경신호 입력 시, 상 기 제1운전모드의 누적운전시간이 미리 설정된 기준시간 미만이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드의 누적운전시간이 상기 기준시간 이상이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제2운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 상기 제2압축기의 압력평형이 이루어지면 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 부하에 따라 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 복수의 압축기와, 복수의 토출구와, 상기 복수의 압축기의 운전모드에 따라 상기 복수의 토출구의 토출상태를 제어하는 제어부를 포함한다.

또한 상기 운전모드는, 상기 복수의 압축기 중 용량이 작은 제1압축기를 구동 시키는 제1운전모드와, 상기 복수의 압축기 중 용량이 큰 제2압축기를 구동 시키는 제2운전모드와, 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 제3운전모드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 토출구는, 상기 공기조화기의 정면중앙에 위치한 제1토출구와, 상기 공기조화기의 좌우측면에 위치한 제2토출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1운전모드로 운전 시, 상기 제1토출구를 통해 공기가 토출되고, 상기 제2운전모드로 운전 시, 상기 제2토출구를 통해 공기가 토출되고, 상기 제3운 전모드로 운전 시, 상기 제1토출구 및 제2토출구를 통해 공기가 토출되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실내기의 구조도로서, 실내기(20)의 정면중앙과 좌우측면에 각각 공기 토출구(26a, 26b)가 형성되어 있다. 정면중앙에 위치한 제1토출구(26a)에 비해 좌우측면에 위치한 제2토출구(26b)의 토출면적이 약 두 배가량 넓게 설계되어 있다. 제1토출구(26a)와 제2토출구(26b)는 공기조화기의 운전상태에 따라 어느 한쪽으로만 공기가 토출되게 제어되거나, 양쪽 토출구(26a, 26b)를 통해 공기가 토출되도록 제어된다.

또한 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기는 통상의 냉매 사이클을 형성하는 실외기(10)와, 상기 실외기(10)에 연결되어 실내 냉난방을 행하는 실내기(20)로 구성되고, 실내기(20)와 실외기(10) 사이에는 냉매배관이 설치되어 있다.

실외기(10)는 냉매를 압축하는 복수의 압축기(11)와, 운전되지 않는 압축기(11)로의 냉매 역류를 방지하기 위한 체크밸브(12a, 12b)와, 각 압축기(11)에서 토출되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 사방밸브(13)와, 각 압축기(11)에서 압축된 냉매를 전달 받아 외부공기와 열 교환하는 실외 열 교환기(14)와, 실외 열 교환기(14)로 강제송풍 하는 실외팬(15)과, 실외팬(15)을 회전시키는 실외팬 모터(16)를 포함한다.

또한 실외기(10)는 냉방운전 시에는 폐쇄되고 난방운전 시에는 개도를 조절하여 냉매를 팽창시키는 실외 전동변(17)과, 실외 전동변(17)에 병렬로 설치되어 냉방운전 시에만 냉매를 우회 시키는 체크밸브(18)와, 압축용량에 따라 발생되는 잉여냉매를 저장하고 있다가 가스상태로 압축기(11)에 전달하기 위한 어큐뮬레이터(19)를 포함한다.

복수의 압축기(11)는 두개의 정속형 압축기로 구성되어 있으며, 각 압축기(11)의 냉방능력의 비가 6:4정도로 운전이 되도록 설계되어 있다. 용량이 작은 제1압축기(11a)를 구동할 경우 30~50%정도의 냉방능력을 가지며, 용량이 큰 제2압축기(11b)를 구동할 경우 50~70%정도의 냉방능력을 가지며, 제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)를 모두 구동할 경우 100%의 냉방능력으로 운전할 수 있다.

한편, 실내기(20)는 실내공기가 흡입된 후 열 교환이 수행되는 실내 열 교환기(21)와, 실내기(20)의 외부에서 실내공기가 흡입되어 실내 열 교환기(21)를 거친 후 다시 실내기(20)의 외부로 토출하도록 하는 실내팬(22)과, 실내팬(22)을 회전시키는 실내팬 모터(23)를 포함한다.

또한, 실내 열 교환기(21)에 연결된 배관 중에서 냉방운전 시 냉매가 흡입되는 배관에는 냉매를 팽창시키는 실내 전동변(24)이 설치되고 ,냉방운전 시 실내 열 교환기(21)에서 배출된 냉매가 흐르는 배관에는 실내기(20) 자체에 고장이 발생하거나 실내기(20) 및 실외기(10) 사이에 통신이상이 발생되면 자동으로 또는 마이컴(30)의 제어명령에 의해 실내 열 교환기(21)를 흐르는 냉매의 흐름을 조절하는 냉매조절밸브(25)가 설치된다.

이외에도 사용자가 선택하는 운전모드, 설정풍량, 설정온도 등의 운전정보를 입력하는 키 입력부(31)와, 제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)의 운전상태에 따라 제1토출구(26a) 및 제2토출구(26b)의 개폐를 제어하는 제1토출구 구동부(27a) 및 제2토출구 구동부(27b)와, 공기조화기의 운전상태를 표시해주는 디스플레이부(32)와, 실내기(20) 및 실외기(10)의 각종 장치를 제어하는 마이컴(30)을 더 포함한다.

본 발명에 따른 두개의 정속형 압축기를 이용한 공기조화기는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 실내부하의 변동 또는 사용자의 선택에 따라 용량이 다른 두 대의 압축기(11)를 독립적으로 운전하거나 동시에 운전하여 총 3단계의 운전을 수행한다. 즉, 두 대의 압축기(11)를 동시에 운전하는 3단운전, 용량이 큰 제2압축기(11b)를 단독 운전하는 2단운전, 용량이 작은 제1압축기(11a)를 단독 운전하는 1단운전으로 구분할 수 있다.

1단운전시 실내기(20)의 실내 열 교환기(21)에서 냉각된 공기는 정면중앙의 제1토출구(26a)를 통해서 토출되며, 전체 냉방능력의 약 30~50%정도의 냉방능력을 가지게 된다. 2단운전시 실내기(20)에서 냉각된 공기는 좌우측면의 제2토출구(26b)를 통해 토출되며, 전체 냉방능력의 약 50~70%정도의 냉방능력을 차지한다. 3단운전시에는 제1토출구(26a) 및 제2토출구(26b)를 통해 냉각된 공기가 토출되며, 100%의 냉방능력으로 운전된다.

이와 같이 총 3단계의 운전단계에 따라 압축기(11)의 구동상태 및 공기 토출구(26a, 26b)의 위치가 달라지게 된다. 또한 3단운전에서 1단운전으로 갈수록 공기 토출구(26a, 26b)의 면적과 풍량이 감소하도록 제어되어 토출구(26a, 26b)를 통해 토출되는 공기의 온도가 13~14도 정도를 유지하게 된다.

한편 본 발명에 따른 공기조화기의 운전 시, 실내온도의 변동 또는 사용자의 운전모드 선택에 따라 운전단계가 빈번하게 변경될 수 있는데, 아래의 표 1에는 공기조화기의 운전모드가 변경되는 각 경우를 나타내고 있다.

NO	초기운전모드	변경운전모드
1	3단(제1압축기ON, 제2압축기ON)	2단(제1압축기OFF, 제2압축기ON)
2	3단(제1압축기ON, 제2압축기ON)	1단(제1압축기ON, 제2압축기OFF)
3	2단(제1압축기OFF, 제2압축기ON)	3단(제1압축기ON, 제2압축기ON)
4	2단(제1압축기OFF, 제2압축기ON)	1단(제1압축기ON, 제2압축기OFF)
5	1단(제1압축기ON, 제2압축기OFF)	3단(제1압축기ON, 제2압축기ON)
6	1단(제1압축기ON, 제2압축기OFF)	2단(제1압축기OFF, 제2압축기ON)

<표1>

이와 같이 운전모드의 변경으로 정지해 있던 압축기(11)가 운전되어야 할 경우 압평형이 이루어진 후에 압축기(11)를 기동 시켜야 하는 문제가 있다. 도 9에는 공기조화기가 정지상태에 있다가 1단운전으로 운전을 시작하는 경우에 제1압축기(11a) 및 제2압축기(11b)의 압력변화가 도시되어 있다. 1단운전이 시작되면 제1압축기(11a)의 토출구와 흡입구는 급격하게 고압과 저압으로 변화되고, 정지되어 있는 제2압축기(11b)의 흡입구는 서서히 저압으로 변화되어 Ts의 시간(A영역)이 경과하면 제1압축기(11a)의 흡입구와 압력이 동일해진다. 만약 1단운전 중 운전모드의 변경으로 제2압축기(11b)를 기동 시켜야 할 경우 1단운전시작 후 Ts만큼의 시간이 경과한 후 제2압축기(11b)를 기동 시켜야만 정상적으로 운전이 가능하게 된다.

그러나 압평형이 이루어지는 시간은 각 공기조화기의 사양이나 압축기(11)의 상태에 따라 차이가 있기 때문에 정지되어 있는 압축기(11)를 운전 시키고자 할 경우, 운전 중이던 압축기(11)를 정지하고, 압평형을 이루는데 필요한 일정시간(Ts) 이 경과한 후에 다음 단계의 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. 한편, 일정시간(Ts)이 경과하지 않아도 압평형이 이루어진 후에는 바로 정지되어 있던 압축기(11)를 기동 시킬 수 있기 때문에 압력센서(미도시) 등을 이용하여 압평형 여부를 감지하여 다음 단계의 운전을 수행할 수 있다.

이하 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따라 표1에 도시한 각 운전모드 변경에 따른 공기조화기의 제어방법을 설명한다.

먼저 도 10에는 3단운전 중 1단 또는 2단운전으로 운전모드가 변경된 경우의 제어방법을 도시하고 있다. 사용자가 키 입력부(31)를 통해 3단운전을 선택하였거나, 실내온도의 증가로 냉방부하량이 증가하는 이유 등으로 3단운전이 선택되면 마이컴(30)은 각 구동장치를 제어하여 3단운전을 시작한다.(S100) 그에 따라 제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)는 모두 운전을 시작하고, 제1토출구 구동부(27a)와 제2토출구 구동부(27b)는 제1토출구(26a)와 제2토출구(26b)를 모두 개방하여 냉각된 공기를 제1토출구(26a)와 제2토출구(26b)로 토출시킨다.(S110)

3단운전 중 사용자의 선택이나 실내부하의 변동으로 운전모드 변경신호가 입력되면 마이컴(30)은 3단에서 2단으로 운전모드가 변경되었는지를 판단한다.(S120) 2단으로 운전모드가 변경되었다면 제1압축기(11a)를 정지시키고,(S130) 제1토출구 구동부(27a)를 제어하여 제1토출구(26a)를 닫아 2단운전에 맞게 토출구를 변경한다.(S140) 그리고, 제2압축기(11b)의 구동을 지속하면서 2단운전을 수행하게 된다.(S150)

120단계에서 2단운전이 아니라고 판단되면 3단에서 1단으로 운전모드가 변경 되었는지를 판단한다.(S160) 1단으로 운전모드가 변경되었다면 제2압축기(11b)를 정지시키고,(S170) 제2토출구 구동부(27b)를 제어하여 제2토출구(26b)를 닫아 1단운전에 맞게 토출구를 변경한다.(S180) 그리고, 제1압축기(11a)를 구동하여 1단운전을 수행한다.(S190) 160단계에서 1단운전이 선택되지 않았다고 판단되면, 운전모드의 변경이 없다고 보아 3단운전을 유지한다.(S200) 이와 같이 3단운전에서 1단 또는 2단운전으로 운전모드가 변경된 경우는 별도의 지연시간 없이 바로 변경된 운전모드에 따라 운전을 수행하게 된다.

다음으로 도 11a 및 도 11b에는 1단운전 중 2단 또는 3단으로 운전모드가 변경된 경우의 제어방법을 도시하고 있다. 사용자의 운전모드 선택이나 실내부하에 따라 1단운전이 선택되면 마이컴(30)은 각 구동장치를 제어하여 1단운전을 수행한다.(S210) 그에 따라 제1압축기(11a)가 기동을 시작하고, 제1토출구 구동부(27a)를 제어하여 제1토출구(26a)를 개방한다.(S220) 제1압축기(11a)의 운전에 따라 증발기에서 냉각된 공기는 제1토출구(26a)를 통해서만 실내로 토출되게 된다.

1단운전 수행 중 운전모드 변경신호가 입력되면 마이컴(30)은 해당 신호가 3단으로 운전모드를 변경하는 신호인지의 여부를 판단한다.(S230) 3단운전이 선택되었다고 판단되면 1단운전이 시작된 후 누적운전시간이 미리 정해진 시간(Ts)을 경과하였는지를 판단한다.(S240) 누적운전시간이 Ts의 시간보다 적다면 운전중인 제1압축기(11a)를 정지시킨다.(S250) 그리고, 압평형에 필요한 일정시간(3분)동안 정지상태를 유지한 후,(S260) 제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)를 기동 시킨다.(S270) 한편 230단계에서 1단운전의 누적운전시간이 Ts 이상이라면 제1압축기 (11a)를 정지시키지 않고 바로 제2압축기(11b)를 추가로 기동 시킨다.(S300)

제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)의 기동이 시작되면 제1토출구 구동부(27a)와 제2토출구 구동부(27b)는 제1토출구(26a) 및 제2토출구(26b)를 모두 개방한 후 3단운전을 시작한다.(S280, S290)

한편 230단계에서 운전모드가 3단으로 변경되지 않았다고 판단되면 2단으로 변경된 것인지를 판단한다.(S310) 운전모드가 2단으로 변경되지 않았다고 판단되면 그대로 1단운전을 유지한다.(S320) 반면, 운전모드가 2단으로 변경되었다고 판단되면 1단운전의 누적운전시간이 미리 정해진 시간(Ts)를 경과하였는지 판단한다.(S330)

1단운전의 누적운전시간이 Ts보다 적다면 운전 중인 제1압축기(11a)를 정지시킨 후 일정시간(3분)동안 대기상태에 있는다.(S340, S350) 일정시간이 경과하면 제2압축기(11b)의 기동을 시작한다.(S360) 한편 330단계에서 1단운전의 누적운전시간이 Ts 이상이라면 바로 제1압축기(11a)를 정지시킨 후 제2압축기(11b)의 기동을 시작한다.(S390, S360)

마이컴(30)은 제1토출구 구동부(27a)와 제2토출구 구동부(27b)를 제어하여 제2토출구(26b)를 닫고 제1토출구(26a)를 개방시켜 2단운전에 따른 토출구로 변경한다.(S370) 그리고, 2단운전을 수행한다.(S380) 이와 같이 1단운전 수행 중 2단 또는 3단운전으로 운전모드 변경 시 정지해 있던 압축기(11)가 압평형을 이루는데 필요한 시간동안 대기상태를 유지한 후 변경된 운전모드에 맞춰 운전을 수행하게 된다.

도 12a 및 도 12b에는 2단운전 중 1단 또는 3단으로 운전모드가 변경된 경우의 제어방법을 도시하고 있는데, 이는 도 11a 및 도 11b에 도시한 방법과 유사하므로 이하 설명을 생략한다.

도 13에는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 도시하고 있다. 제2실시예에서는 압평형이 이루어지는데 필요한 시간을 제1실시예와 같이 Ts라는 기준시간으로 설정하는 대신 제1압축기(11a)와 제2압축기(11b)에 압력센서(미도시)를 설치하여 압력센서로부터 압력평형이 이루어져 기동 가능한지를 판단한 후에 압축기(11)를 기동하는 방법이다. 1단운전 수행 중 2단운전으로 운전모드가 변경된 경우를 예로 들어 설명하면 먼저 1단운전이 시작되면 제1압축기(11a)를 기동 시키고, 제1토출구 구동부(27a)를 제어하여 제1토출구(26a)를 개방시켜 냉각된 공기가 제1토출구(26a)로 토출되도록 한다.(S600, S610)

1단운전 수행 중 2단으로 운전모드가 변경되면,(S620) 제2압축기(11b)에 설치된 압력센서에서 감지한 값을 이용하여 제2압축기(11b)가 압평형이 이루어졌는지를 판단한다.(S630) 압평형이 이루어지지 않았다고 판단되면 제1압축기(11a)를 정지시킨 후 일정시간(3분)동안 대기상태에 있는다.(S640, S650) 일정시간이 경과하면 제2압축기(11b)의 기동을 시작한다.(S660) 한편 630단계에서 제2압축기(11b)가 압평형이 이루어졌다면 제1압축기(11a)를 정지시킨 후 바로 제2압축기(11b)의 기동을 시작한다.(S690, S660)

제2압축기(11b)의 기동이 시작되면 제1토출구 구동부(27a)는 제1토출구(26a)를 닫고, 제2토출구 구동부(27b)는 제2토출구(26b)를 개방하여 냉각된 공기가 제2 토출구(26b)를 통해 토출되도록 한다.(S670) 이와 같이 2단운전에 맞추어 각 구동부를 제어한 후 2단운전을 수행하게 된다.(S680)

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 두개의 압축기를 사용하는 공기조화기의 냉방능력을 3단계로 제어하여 냉방부하에 따라 적절한 운전단계를 선택할 수 있고, 그에 따라 불필요한 소비전력의 낭비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 각 운전단계에 따라 공기의 토출방법을 다르게 제어하여 적절한 토출온도를 유지할 수 있어 쾌적한 공조를 수행할 수 있다.

또한 운전모드의 변경 시에도 적절한 제어를 통해 기동실패확률을 최소화하고 운전대기시간을 최소화 하여 재실자에게 최적의 실내환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (22)

1. 적어도 하나 이상의 압축기를 이용하여 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   상기 압축기의 구동상태에 따라 3단계의 운전모드로 운전을 제어하되,

   상기 3단계의 운전모드는, 용량이 작은 제1압축기가 구동 되는 제1운전모드와, 용량이 큰 제2압축기가 구동 되는 제2운전모드와, 상기 제1압축기와 제2압축기를 모두 구동하는 제3운전모드로 구성되며,

   상기 제1운전모드로 운전 시 상기 공기조화기의 제1토출구로 공기가 토출되고, 상기 제2운전모드로 운전 시 상기 공기조화기의 제2토출구로 공기가 토출되고, 상기 제3운전모드로 운전 시 상기 제1토출구 및 제2토출구로 공기가 토출되며,

   상기 운전모드가 변경되는 경우, 정지해 있던 압축기가 압평형을 이룰 때까지 대기상태를 유지한 다음, 변경된 운전모드에 맞추어 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제1 토출구는 상기 공기조화기의 정면중앙에 위치하며,

   상기 제2토출구는 상기 공기조화기의 좌우측면에 위치한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   상기 3단계의 운전모드 중 상기 제3운전모드로 갈수록 토출면적과 풍량이 증가하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 3항에 있어서,

    상기 제3운전모드로 운전 중 상기 제1운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제2압축기를 정지시키고 상기 제1압축기의 운전을 지속하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
12. 제 3항에 있어서,

    상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제3운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제1운전모드의 누적운전시간이 미리 설정된 기준시간 미만이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제1운전모드의 누적운전시간이 상기 기준시간 이상이면 상기 제1압축기의 구동을 지속하면서 상기 제2압축기를 추가로 구동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
14. 제 3항에 있어서,

    상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제2운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제1운전모드의 누적운전시간이 미리 설정된 기준시간 미만이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 미리 설정된 지연시간이 경과하면 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 제1운전모드의 누적운전시간이 상기 기준시간 이상이면 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
16. 제 3항에 있어서,

    상기 제1운전모드로 운전 중 상기 제2운전모드로 변경신호 입력 시, 상기 제1압축기의 운전을 정지하고, 상기 제2압축기의 압력평형이 이루어지면 상기 제2압축기를 구동 시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
17. 부하에 따라 냉매의 용량을 가변 시킬 수 있는 복수의 압축기와,

    복수의 토출구와,

    상기 복수의 압축기의 운전모드에 따라 상기 복수의 토출구의 토출상태를 제어하는 제어부를 포함하고,

    상기 운전모드는, 상기 복수의 압축기 중 용량이 작은 제1압축기를 구동 시키는 제1운전모드와, 상기 복수의 압축기 중 용량이 큰 제2압축기를 구동 시키는 제2운전모드와, 상기 제1압축기 및 제2압축기를 구동 시키는 제3운전모드로 구성되며,

    상기 제1운전모드로 운전 시 상기 복수의 토출구 중 제1토출구를 통해 공기가 토출되고, 상기 제2운전모드로 운전 시 상기 복수의 토출구 중 제2토출구를 통해 공기가 토출되고, 상기 제3운전모드로 운전 시 상기 제1토출구 및 상기 제2토출구를 통해 공기가 토출되며,

    상기 제어부는 상기 운전모드가 변경되는 경우, 상기 복수의 압축기 중에서 정지해 있던 압축기가 압평형을 이룰 때까지 대기상태를 유지한 다음, 변경된 운전모드에 맞추어 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
18. 삭제
19. 제 17항에 있어서,

    상기 제1토출구는 상기 공기조화기의 정면중앙에 위치하며,

    상기 제2토출구는 상기 공기조화기의 좌우측면에 위치한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
20. 삭제
21. 제 19항에 있어서,

    상기 운전모드는 단계적 또는 비단계적으로 변경 가능한 것을 특징으로 하되,

    상기 운전모드의 비단계적 변경은 상기 제1 운전모드에서 상기 제3 운전모드로의 변경 및 상기 제3 운전모드에서 상기 제1 운전모드로의 변경 중 적어도 하나를 포함하는 공기조화기.
22. 제 3항에 있어서,

    상기 3단계의 운전모드는 단계적 또는 비단계적으로 변경 가능한 것을 특징으로 하되,

    상기 3단계의 운전모드의 비단계적 변경은 상기 제1 운전모드에서 상기 제3 운전모드로의 변경 및 상기 제3 운전모드에서 상기 제1 운전모드로의 변경 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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