KR20040045093A - 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사방밸브에 의해 냉매의 유로를 절환시키는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법에 관한 것으로서, 특히 냉방 또는 난방 절환시 압축기 전원이 오프되는 제1단계와, 상기 제1단계에서 압축기 전원이 오프된 후 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시키는 제2단계와, 상기 제2단계에서 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시킨 후 상기 압축기 전원이 온되는 제3단계를 포함하여 이루어져 냉매의 유동을 감소 또는 정지시킨 다음 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시킴으로 냉/난방 절환시 냉매의 유동 소음을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법 {The heating or cooling control method of heat pump system}

본 발명은 사방밸브에 의해 냉매의 유로를 절환시키는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법에 관한 것으로서, 특히 냉매의 유동을 감소 또는 정지시킨 다음 사방밸브가 냉매 유로를 절환시킴으로 냉/난방 절환시 냉매의 유동 소음을 줄일 수 있는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 절환시 압축기 및 사방밸브 측으로 공급되는 전원이 도시된 그래프이다.

일반적으로 히트펌프 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 난방시를 기준으로 하여 설명하면, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)를 통과한 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실내 열교환기(4)와, 상기 실내 열교환기(4)를 통과한 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 전자 팽창밸브(6)와, 상기 전자 팽창밸브(6)를 통과한 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 실외 열교환기(8)와, 상기 압축기(2) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터(10)와, 상기 압축기(2) 후단에 설치되어 냉방 또는 난방시 냉매의 유로를 절환시키는 사방밸브(12)를 포함하여 구성되며, 이러한 히트펌프 시스템은 마이컴(미도시)에 의해 작동이 제어된다.

여기서, 히트펌프 시스템은 난방시 냉매는 상기 압축기(2), 실내열교환기(4), 전자 팽창밸브(6), 실외 열교환기(8)를 따라 순환하고, 상기 실내 열교환기(4)와 실외 열교환기(8)는 응축기와 증발기 역할을 수행하는 반면, 냉방시 냉매는 상기 압축기(2), 실외 열교환기(8), 전자 팽창밸브(6), 실내 열교환기(4)를 따라 순환하고, 상기 실내 열교환기(4)와 실외 열교환기(8)는 증발기와 응축기 역할을 수행한다.

물론, 상기 히트펌프 시스템은 냉방 운전으로 절환시키거나, 난방 운전으로 절환시키거나, 난방시 제상 운전을 수행할 경우 상기 사방밸브(12)가 작동되는데, 도 2에 도시된 바와 같이 냉/난방 절환시 상기 압축기(2)에 전원이 지속적으로 공급됨에 따라 작동되어 냉매가 유동되는 상태이고, 상기 사방밸브(12)에 공급되는 전원이 온/오프됨에 따라 냉매의 유로를 절환시키게 된다.

그러나, 종래의 히트펌프 시스템은 냉매가 유동되는 상태에서 상기 사방밸브(12)가 냉매의 유로를 절환시키기 때문에 냉매의 유로가 급격하게 절환됨에 따라 냉매의 소음이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매의 유동이 감소되거나 멈춘 상태에서 사방밸브가 냉매의 유로를 절환하도록 하여 냉매의 유로가 급격하게 절환되는 경우 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 히트펌프 시스템이 도시된 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 절환시 압축기 및 사방밸브 측으로 공급되는 전원이 도시된 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법이 도시된 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 절환시 압축기 및 사방밸브 측으로 공급되는 전원이 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 압축기 4 : 실내 열교환기

6 : 전자 팽창밸브 8 : 실외 열교환기

10 : 어큐뮬레이터 12 : 사방밸브

t : 설정 시간

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법은 냉방 또는 난방 절환시 압축기 전원이 오프되는 제1단계와, 상기 제1단계에서 압축기 전원이 오프된 후 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시키는 제2단계와, 상기 제2단계에서 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시킨 후 상기 압축기 전원이 온되는 제3단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법이 도시된 순서도이며, 도 4는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 절환시 압축기 및 사방밸브 측으로 공급되는 전원이 도시된 그래프이다.

상기 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법은 난방 운전에서 냉방 운전으로 절환되는 경우를 일예로 들어 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1단계는 압축기(2)가 작동되어 난방 운전을 수행한다.(S1 참조)

이때, 냉매는 압축기(2), 실내 열교환기(4), 전자 팽창밸브(6), 실외 열교환기(8)를 따라 순환되고, 상기 실내 열교환기(4)와 실외 열교환기(8)는 각각 냉매를 실내 공기와 열교환시켜 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와 냉매를 실외 공기와 열교환시켜 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키는 증발기 역할을 수행한다.

제2단계는 상기 제1단계에서 난방 운전 수행 중 냉방 운전으로 절환 여부를 판단하여 냉방 운전으로 절환된 경우 상기 압축기(2)를 정지시킨다.(S2,S3 참조)

여기서, 히트펌프 시스템은 사용자의 조작에 의해 난방 운전에서 냉방 운전으로 절환되거나, 난방 운전 중 상기 실외 열교환기(8)가 증발기 역할을 수행하는 도중 실외 온도가 낮기 때문에 상기 실외 열교환기(8) 표면에 생성되는 서리 등을 녹이기 위하여 제상 운전이 수행될 경우 냉방 운전으로 절환된다.

제3단계는 상기 제2단계에서 상기 압축기(2)가 정지된 상태로 설정 시간(t)이 경과하였는지 판단하고, 상기 설정 시간(t)이 경과되면 상기 사방밸브(12)가 냉매의 유로를 절환시킨다.(S4,S5 참조)

보통, 상기 압축기(2)가 정지되면, 냉매의 유동이 서서히 멈추게 되는데, 상기 설정 시간(t)은 상기와 같이 상기 압축기(2)가 정지될 경우 상기 사방밸브(12)를 통과하는 냉매의 유동 속도가 설정 속도 이하로 감소되는데 걸리는 시간이다.

물론, 상기 설정 시간(t)은 상기 압축기(2)가 정지될 경우 상기 사방밸브(12)를 통과하는 냉매가 멈추는데 걸리는 시간일 수도 있다.

따라서, 상기 사방밸브(12)는 냉매의 유동 속도가 감소됨에 따라 상기 사방밸브에 걸리는 압력이 감소되면 냉매의 유로를 절환시킨다.

이때, 상기 사방밸브(12)는 공급되는 전원이 차단되면 냉방 절환되고, 다시 전원이 공급되면 난방 절환된다.

제4단계는 상기 제3단계에서 사방밸브(12)가 절환되면 상기 압축기(2)가 재가동되어 냉방 운전을 수행하게 된다.(S6 참조)

이때, 냉매는 압축기(2), 실외 열교환기(8), 전자 팽창밸브(6), 실내 열교환기(4)를 따라 순환되고, 상기 실외 열교환기(8)와 실내 열교환기(8)는 각각 냉매를 실내 공기와 열교환시켜 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와 냉매를 실외 공기와 열교환시켜 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키는 증발기 역할을 수행한다.

한편, 상기와 같은 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법을 도 4에 도시된 바와 같이 시간에 따른 압축기와 사방밸브의 동작을 살펴보면, 상기 압축기(2)와 사방밸브(12)에 전원이 공급되어 난방 운전 상태를 유지하지만, 냉방 절환시 냉방 절환 신호에 의해 상기 압축기(2)로 공급되는 전원이 차단되어 정지된다.

다음, 상기 압축기(2)가 정지된 상태에서 냉매의 유동 속도가 감소되도록 설정 시간(t) 경과 후 상기 사방밸브(12)로 공급되는 전원이 차단되어 냉매의 유로를 절환시키고, 다시 압축기(2)로 전원이 공급되어 냉방 운전 상태가 유지된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법은 냉매의 유동이 감소되거나 멈추도록 압축기를 정지시키고 설정 시간이 경과한 다음 사방밸브가 냉매의 유로를 절환하도록 하여 냉매의 유로가 급격하게 절환되는 경우 발생되는 소음을 저감시킬 수 있어 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 냉방 또는 난방 절환시 압축기 전원이 오프되는 제1단계와,

   상기 제1단계에서 압축기 전원이 오프된 후 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시키는 제2단계와,

   상기 제2단계에서 사방밸브가 냉매의 유로를 절환시킨 후 상기 압축기 전원이 온되는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2단계에서 상기 사방밸브는 냉매의 유동 속도가 감소될 수 있도록 설정시간 경과 후 냉매의 유로를 절환시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2단계는 냉방 절환시 상기 사방밸브로 공급되는 전원을 차단시키고, 난방 절환시 상기 사방밸브로 전원을 공급하는 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 냉/난방 제어방법.