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KR20160056515A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20160056515A
KR20160056515A KR1020140156819A KR20140156819A KR20160056515A KR 20160056515 A KR20160056515 A KR 20160056515A KR 1020140156819 A KR1020140156819 A KR 1020140156819A KR 20140156819 A KR20140156819 A KR 20140156819A KR 20160056515 A KR20160056515 A KR 20160056515A
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Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기를 구비하는 실외기; 상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서; 상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부; 및 상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서로부터 감지된 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는, 상기 실외 온도가 미리 설정된 값을 가질 때, 외기 습도가 높을수록 목표 증발온도는 낮아지도록 결정하며, 상기 결정된 목표 증발온도에 대응하는 운전 주파수로 상기 압축기를 구동하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{An air conditioning system and a method for controlling the same}
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기 조화기(1)에는, 실내공간의 설정온도를 입력하는 설정온도 입력부(2)와, 실내공간의 온도를 감지하는 실내온도 센서(3) 및 상기 설정온도 입력부(2)와 실내온도 센서(3)에서 감지된 온도정보에 기초하여 압축기(4), 실외 팬(5) 및 실내 팬(6)의 작동을 제어하는 제어부(7)가 포함된다.
상기 설정온도 입력부(2), 실내온도 센서(3) 및 실내 팬(6)은 실내기에 구비되며, 상기 압축기(4) 및 실외 팬(5)은 실외기에 구비될 수 있다.
일례로, 공기 조화기(1)의 냉방운전시, 상기 실내온도 센서(3)에서 감지된 온도값이 상기 설정온도 입력부(2)를 통하여 입력된 설정 온도값보다 높은 경우 상기 제어부(7)는 상기 압축기(4), 실외 팬(5) 및 실내 팬(6)을 작동할 수 있다. 이러한 작동은, 실내공간의 온도가 상기 설정 온도값에 도달할 때까지 계속될 수 있다.
이와 같이, 종래의 공기 조화기의 경우, 실내공간의 온도값에 기초하여 압축기 및 송풍 팬의 작동을 제어할 뿐, 공기 조화기의 운전에 있어 습도값이 고려되지 않았다. 상대적으로 습도가 높은 경우 내실자는 불쾌감을 느낄 수 있다.
공기 조화기의 능력에는 실내 온도를 낮추는 현열부하 및 실내공간의 습도를 낮추는 잠열부하가 포함된다. 상기 실내 온도가 높거나 습도가 높은 경우, 공기 조화기는 더 많은 냉방능력을 내기 위하여 증발온도를 낮게 제어할 필요가 있다.
그러나, 상기한 바와 같이, 종래의 공기 조화기는 습도값을 고려하지 않으므로, 여름철과 같이 상대습도가 높은 환경에서도 충분한 능력이 발휘될 수 있도록, 냉동 사이클에 있어, 증발온도가 설정온도 이하로 낮게 형성될 수 있도록 설계된다.
이와 같이 설계된 공기 조화기가, 습도가 낮은 환경에서 운전될 경우, 과다한 압축기 운전으로 운전효율이 저하되고, 과도하게 낮은 취출온도로 인하여 인체에 불쾌감을 주는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실내기에 습도센서를 구비하여 공기 조화기의 운전시 습도값을 이용하는 방법을 고려할 수 있으나, 다수의 실내기가 구비되는 시스템 공기 조화기의 경우, 각 실내기에 습도 센서를 장착하여야 하므로 너무 많은 비용이 소요되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉방효율을 개선할 수 있는 공기 조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기를 구비하는 실외기; 상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서; 상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부; 및 상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서로부터 감지된 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며, 상기 제어부는, 상기 실외 온도가 미리 설정된 값을 가질 때, 외기 습도가 높을수록 목표 증발온도는 낮아지도록 결정하며, 상기 결정된 목표 증발온도에 대응하는 운전 주파수로 상기 압축기를 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외습도 인식부는, 실외습도 센서인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외온도와 실외습도 값에 따라, 상기 목표 증발온도에 관한 정보가 매핑된 메모리부가 더 포함된다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와, 상기 제 1 설정온도(T1)보다 큰 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면, 실외 온도의 증가에 따라, 상기 목표 증발온도를 리니어 하게 감소되도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매핑된 정보는, 상기 실외 습도가 높을수록, 실외 온도의 증가치 대비 상기 목표 증발온도의 감소치에 대응하는 기울기가 작아지도록 결정된 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1) 미만이면, 상기 실외 온도의 변화에 관계없이, 상기 실외 습도에 따라 상기 목표 증발온도를 미리 설정된 목표 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실외 온도가 상기 제 2 설정온도(T2)보다 크면, 상기 실외 온도 및 실외 습도의 변화에 관계없이, 상기 목표 증발온도를 제 1 기준 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실외 습도가 미리 설정된 습도(RHA5) 이상이면, 상기 목표 증발온도를 제 1 기준 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외온도와 실외습도를 이용한 상기 압축기의 제어 여부를 선택적으로 온/오프 할 수 있는 제어 설졍부가 더 포함된다.
또한, 상기 제어 설정부에는, 습도값을 수동으로 입력할 수 있는 입력부가 구비된다.
또한, 상기 실외습도 인식부는, 서버로부터 실외 습도정보를 수신하는 통신부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외기에는, 실외 팬 및 메인 팽창밸브가 더 포함되며, 상기 결정된 목표 증발온도에 대응하여, 상기 실외 팬의 회전수 및 메인 팽창밸브의 개도가 결정되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 공기 조화기의 운전명령이 입력되는 단계; 실외 공간의 실외 온도 및 실외 습도에 관한 정보가 인식되는 단계; 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2) 사이의 값을 가지면, 상기 실외 온도의 증가에 따라, 목표 증발온도를 리니어 하게 감소시키는 매핑 정보에 기초하여, 상기 공기 조화기의 운전이 제어되는 단계가 포함된다.
또한, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)보다 작으면, 상기 실외 온도의 변화에 관계없이, 상기 실외 습도에 따라 미리 결정된 목표 증발온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외 온도가 상기 제 2 설정온도(T1)보다 크면, 상기 실외 온도 및 상기 실외 습도의 변화에 관계없이, 미리 결정된 목표 증발온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기 조화기에 의하면, 실외측 상대습도를 이용하여 냉방 고효율 제어가 가능하다는 장점이 있다. 특히, 상대습도가 낮은 경우에는 증발온도를 높여서 고효율 운전을 수행하고, 상대습도가 높은 경우에는 증발온도를 낮추어서 충분한 냉방 능력이 확보될 수 있게 된다.
또한, 실외기에 습도 센서를 장착하여 상대습도 정보를 획득할 수 있으므로, 다수의 실내기에 습도 센서를 장착할 필요가 없게 된다.
또한, 실내의 상대습도와 실외의 상대습도의 경향이 불일치하는 장소에 설치되는 경우, 사용자가 상대습도 정보를 직접 입력할 수도 있고, 상대습도를 참조한 제어수행 여부를 선택할 수 있으므로, 사용자 맞춤 제어가 가능하게 된다.
또한, 실외기에 습도센서를 장착하지 않더라도, 외부 서버로부터 습도 정보를 획득하여 공기 조화기의 제어에 활용할 수 있으므로, 습도센서에 의한 고장 발생염려가 적고 비용이 절감되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 현열부하 및 잠열 부하를 포함한 냉방능력을 보여주는 습공기 선도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방능력 중, 잠열 비중에 따라 변화되는 증발온도를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 운전에 있어, 상대습도 및 실외온도에 따라 제어되는 목표 증발온도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외기(100)와, 분배유닛(200) 및 다수의 실내기(300)가 포함된다.
상세히, 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 실외기(100)와 상기 분배유닛(200)을 연결하는 3개의 배관(131,133,135)이 포함된다. 상기 3개의 배관(131,133,135)에는, 제 1 연결배관(131), 제 2 연결배관(133) 및 제 3 연결배관(135)이 포함된다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 분배유닛(200)과 다수의 실내기(300)를 연결하는 다수의 분배배관(250,260)이 포함된다. 상기 다수의 분배배관(250,260)에는, 일 실내기(300)로 냉매의 유입을 가이드 하는 유입배관(250) 및 상기 일 실내기(300)로부터 냉매의 유출을 가이드 하는 유출배관(250)이 포함될 수 있다. 상기 유입배관(250) 및 유출배관(250)은, 각 실내기(300)에 대응하여 제공될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 외관을 형성하며 다수의 부품이 설치되는 케이스(101) 및 상기 케이스(101)의 일측에 설치되는 실외온도 센서(110) 및 실외습도 센서(120)가 포함된다.
상기 다수의 부품에는, 냉매를 압축하는 압축기(160), 실외 공기를 실외 열교환기(미도시)로 유동시키는 실외 팬(170) 및 냉매의 감압을 위한 메인 팽창밸브(180)가 포함된다. 그리고, 상기 실외온도 센서(110)는 상기 케이스(101)의 내부에 설치되어 실외 온도를 감지하며, 상기 실외습도 센서(120)는 상기 케이스(101)의 내부에 설치되어 실외 습도를 감지한다.
상기 실외기(100)에는, 상기 실외온도 센서(110)와 실외습도 센서(120)에서 각각 감지된 값과, 냉동 사이클의 목표 증발온도 값을 매핑하여 저장하는 메모리부(130)가 포함된다.
상기 목표 증발온도 값은 냉동 사이클의 저압에 대응하는 온도값으로서, 상기 압축기(160)의 운전 주파수를 조절하는 것에 의하여 제어될 수 있다. 일례로, 상기 압축기(160)의 운전 주파수가 증가되면, 상기 목표 증발온도는 감소하며 공기 조화기(10)의 냉방능력이 증가될 수 있다. 반면에, 상기 압축기(160)의 운전 주파수가 감소하면, 상기 목표 증발온도는 증가할 수 있다.
따라서, 상기 메모리부(130)에는, 상기 실외온도 센서(110)와 실외습도 센서(120)에서 각각 감지된 값과,상기 압축기(160)의 운전 주파수에 관한 매핑 정보를 저장할 수 있다.
그리고, 상기 공기 조화기(10)의 냉방능력을 증가하기 위하여 상기 압축기(160)의 운전 주파수를 증가할 때에는, 상기 실외 팬(170)의 회전수를 증가시킬 수 있고, 상기 메인 팽창밸브(180)의 개도를 증대할 수 있다. 반면에, 상기 압축기(160)의 운전 주파수를 감소하여 상기 공기 조화기(10)의 냉방능력을 감소시킬 때에는, 상기 실외 팬(170)의 회전수를 감소시키고, 상기 메인 팽창밸브(180)의 개도를 감소할 있다.
이를 위하여, 상기 메모리부(130)에는, 상기 실외온도 센서(110)와 실외습도 센서(120)에서 각각 감지된 값과, 상기 실외 팬(170)의 회전수 및 상기 메인 팽창밸브(180)의 개도에 관한 정보가 매핑되어 저장될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 실외온도 센서(110)와 실외습도 센서(120)에서 각각 감지된 값과, 상기 메모리부(130)에 저장된 정보를 이용하여, 상기 압축기(160), 실외 팬(170) 및 메인 팽창밸브(180)의 작동을 제어하는 메인 제어부(150)가 더 포함된다.
상기 실내기(300)에는, 실내기(300)의 운전을 시작하기 위하여 입력 가능한 운전명령 입력부(310)와, 실내공간의 원하는 온도를 입력하기 위한 설정온도 입력부(320) 및 상기 실내공간의 온도를 감지하기 위한 실내온도 센서(330)가 포함된다.
그리고, 상기 실내기(300)에는, 상기 운전명령 입력부(310), 설정온도 입력부(320) 및 실내온도 센서(330)로부터 입력 또는 인식된 정보로부터 실내 팬(300)의 작동을 제어하는 실내기 제어부(350)가 더 포함된다.
상기 메인 제어부(150)와 실내기 제어부(350)는 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 메인 제어부(150)와 실내기 제어부(350)를 합하여, "제어부"라 이름할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 현열부하 및 잠열 부하를 포함한 냉방능력을 보여주는 습공기 선도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방능력 중, 잠열 비중에 따라 변화되는 증발온도를 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(10)는 냉방운전을 통하여 소정의 냉방능력을 구현할 수 있고, 상기 냉방능력에는 실내온도를 낮추기 위한 현열능력(부하) 및 실내습도를 낮추기 위한 잠열능력(부하)가 포함될 수 있다.
도 4에 도시된 습공기 선도의 가로축 및 세로축은 실내공간의 건구온도(℃) 및 절대습도(kg/kg)를 나타내며, 점선은 각각 상대습도(RH1,RH2,RH3)를 나타낸다. 일례로, RH1, RH2 및 RH3는 상대습도 80%, 50% 및 30%를 나타낼 수 있다.
P1에 규정되는 습공기는, 건구온도가 Td1이고, 상대습도가 RH1을 나타낸다. 그리고, P2에 규정되는 습공기는, 건구온도가 Td1이고, 상대습도가 RH2를 나타낸다. 즉, P1과 P2에 각각 규정되는 습공기의 건구온도는 동일하나, 상대습도는 P1의 습공기가 더 높게 형성된다.
상기 P1의 습공기를 가지는 실내공간과, 상기 P2의 습공기를 가지는 실내공간을 각각 냉방 운전하여, P3에 규정되는 습공기로 조화할 경우, 상기 P1의 습공기를 가지는 실내공간을 냉방하는 데 더 많은 냉방능력이 요구된다. 여기서, 상기 P3의 습공기는, 건구온도가 Td2이고, 상대습도가 RH3를 나타낸다. 상기 Td2는 Td1보다 낮고, PH3는 PH1 및 PH2보다 낮게 형성된다.
상세히, 공기 조화기(10)가 상기 P1의 습공기를 가지는 실내공간을 냉방할 때, 습기를 제거하기 위한 LH1의 잠열부하 및 실내온도를 낮추기 위한 SH1의 현열부하가 필요하게 된다. 즉, 상기 공기 조화기(10)의 냉방능력은, 제 1 냉방능력(LH1+SH1)으로 형성된다.
반면에, 공기 조화기(10)가 상기 P2의 습공기를 가지는 실내공간을 냉방할 때, 습기를 제거하기 위한 LH2의 잠열부하 및 실내온도를 낮추기 위한 SH1의 현열부하가 필요하게 된다. 즉, 상기 공기 조화기(10)의 냉방능력은, 제 2 냉방능력(LH2+SH1)으로 형성된다.
LH1이 LH2보다 크게 형성되므로, 상기 제 1 냉방능력은 상기 제 2 냉방능력보다 크게 형성된다. 다시 말하면, 상기 공기 조화기(10)는, 상기 P2의 습공기를 가지는 실내공간을 냉방하는 경우보다, 상기 P1의 습공기를 가지는 실내공간을 냉방하는 데 더 많은 냉방능력이 요구된다.
한편, 공기 조화기를 운전할 때 제어되어야 할 공간은 실내공간이므로, 실내습도가 제어될 필요가 있다. 다만, 종래기술에 언급한 바와 같이, 실내공간의 습도를 일일이 감지하여 제어하는 것은 비용적인 측면 또는 신뢰성 측면에서 비효율적이다.
다만, 실내공간의 상대습도(이하, 실내습도)와, 실외의 상대습도(이하, 실외습도)는 소정의 패턴 또는 경향성을 가질 수 있다. 일례로, 덥고 습한 여름철에 실외의 상대습도가 높으면 실내의 상대습도 또한 높아질 수 있으며, 춥고 건조한 겨울철에는 실외의 상대습도가 낮으면 실내의 상대습도 또한 낮아질 수 있다.
이러한 실외습도 및 실내습도의 경향성에 기초하여, 상기 실외습도로부터 실내습도를 예상할 수 있다. 따라서, 상기 실내습도를 직접 감지하지 않더라도 상기 실외습도를 이용하여 냉방 제어를 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공기 조화기의 전체 냉방능력 중 잠열부하의 비율에 따라, 공기 조화기(10)의 증발온도(Te)가 변화되도록 제어될 수 있다. 일례로, 상기 잠열부하가 상대적으로 높으면 습기를 많이 제거해야 하므로 상기 증발온도(Te)가 낮아지도록 압축기(160)의 운전 주파수를 증가할 수 있다. 반면에, 상기 잠열부하가 상대적으로 낮으면 제거되어야 할 습기가 적으므로 상기 증발온도(Te)가 높아지도록 압축기(160)의 운전 주파수를 감소할 수 있다.
상세히, 도 5의 세로축에서, 잠열 비율이 "A"인 경우는, 도 4에서 P1으로부터 P3로 냉방할 때의 잠열 비율을 나타내며, 상기 잠열 비율이 "B"인 경우는, 도 4에서 P2로부터 P3로 냉방할 때의 잠열 비율을 나타낸다.
상기 잠열 비율이 "A"인 경우의 증발온도(Te1)는 상기 잠열 비율이 "B"인 경우의 증발온도(Te2)보다 낮게 형성될 수 있다. 결국, 상기 잠열 비율이 "A"일 때, 공기 조화기(10)의 냉방 능력을 크게 하여 습도를 낮추는 쾌적 운전을 수행하고, 상기 잠열 비율이 "B"일 때, 공기 조화기(10)의 냉방 능력을 상대적으로 작게 하여 고효율 운전이 가능하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 운전에 있어, 상대습도 및 실외온도에 따라 제어되는 목표 증발온도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상기 실외온도 센서(110)에서 감지된 실외 온도와, 상기 실외습도 센서(120)에서 감지된 실외 습도에 기초하여, 공기 조화기(10)의 목표 증발온도가 변화될 수 있다. 상기 목표 증발온도는, 상기 압축기(160)의 운전 주파수, 실외 팬(170)의 회전수 및 메인 팽창밸브(180)의 개도 조절에 의하여 제어될 수 있다.
상기 메모리부(130)에는, 상기 실외 온도 및 실외 습도와, 상기 목표 증발온도를 매핑한 정보가 저장될 수 있다. 따라서, 상기 실외 온도와 실외 습도가 감지되면, 상기 목표 증발온도가 결정될 수 있다.
그리고, 상기 메모리부(130)에는, 결정된 목표 증발온도에 대응하여, 작동되어야 할 압축기(160)의 운전 주파수, 실외 팬(170)의 회전수 및 메인 팽창밸브(180)의 개도에 관한 정보가 매핑되어 저장될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)는, 실외 온도가 제 1 설정온도(T1) 미만인 경우, 실외 온도의 변화에 관계없이, 실외 습도에 따라 미리 결정된 목표 증발온도에 따라 운전 제어될 수 있다. 일례로, 실외 습도가 RHA1(제 1 실외습도)이면, 상기 미리 결정된 목표 증발온도는 Tg5이며, 실외 습도가 RHA2(제 2 실외습도)이면, 상기 미리 결정된 목표 증발온도는 Tg4이다. 그리고, 실외 습도가 RHA3,RH4,RH5(제 3~5 실외습도)이면, 상기 미리 결정된 목표 증발온도는 Tg3~Tg1으로 결정될 수 있다.
도 6에는 하나의 예로서, 5개의 실외 습도에 대하여 목표 증발온도가 결정되는 사상에 대하여만 도시하고 있으나, 실제로는 더 많은 실외 습도값 또는 실외 습도의 범위에 따라 결정된 목표 증발온도가 상기 메모리부(130)에 저장될 수 있다.
이와 같이, 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1) 이하이면, 실질적으로 냉방능력의 필요성이 크지 않은 점을 고려하여, 공기 조화기(10)가 운전되더라도 실외 습도에 따라 목표 증발온도를 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 제어 방식이 단순화 될 수 있다.
한편, 상기 공기 조화기(10)는, 실외 온도가 제 2 설정온도(T2) 이상인 경우, 실외 온도 및 실외 습도의 변화에 관계없이, 미리 결정된 목표 증발온도(Tg1)에 따라 운전 제어될 수 있다. 상기 제 2 설정온도(T2)는 상기 제 1 설정온도(T1)보다 높게 형성된다. 상기 실외 온도가 제 2 설정온도(T2) 이상이면, 상대적으로 너무 더운 날씨에 해당하여 상기 공기 조화기(10)는 충분한 냉방능력을 낼 수 있도록 운전될 수 있다.
상기 목표 증발온도(Tg1)는 충분한 냉방능력을 낼 때에 대응하는 목표 증발온도로서, "제 1 기준 증발온도"라 이름할 수 있다. 일례로, 상기 충분한 냉방능력은, 상기 공기 조화기(10)의 최대 능력의 90%~100%의 범위에서 형성될 수 있다.
도 6의 그래프에 표시된 RHA1 내지 RHA5는 각각 외기 습도를 나타내며, RHA1 < RHA2 < RHA3 < RHA4 < RHA5를 만족한다.
실외 온도가 T1 이상 T2 이하의 어느 하나의 값을 가질 때, 실외 습도가 높을수록 목표 증발온도는 낮아지도록 결정될 수 있다.
상세히, 실외 습도가 RHA1(제 1 실외습도)인 경우, 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)로부터 상기 제 2 설정온도(T2)로 갈수록, 상기 목표 증발온도는 감소되도록 제어될 수 있다. 상세히, 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)이면 미리 결정된 목표 증발온도(Tg5)로 운전되며, 상기 실외 온도가 제 2 설정온도(T2)이면 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있다. 그리고, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면, 목표 증발온도는 제 1 기울기로, 실외 온도의 증가에 따라 리니어 하게 감소되도록 제어될 수 있다.
상기 목표 증발온도(Tg5)를 "제 2 기준 증발온도"라 이름한다. 상기 제 2 기준 증발온도는 공기 조화기(10)의 미리 설정된 능력에 대응하는 목표 증발온도에 대응될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기(10)의 미리 설정된 능력은 상대적으로 적은 능력으로서 상기 최대 능력의 50~60%의 범위에서 형성될 수 있다.
다음으로, 실외 습도가 RHA2(제 2 실외습도)인 경우, 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)로부터 상기 제 2 설정온도(T2)로 갈수록, 상기 목표 증발온도는 감소되도록 제어될 수 있다. 상세히, 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)이면 미리 결정된 목표 증발온도(Tg4)로 운전되며, 상기 실외 온도가 제 2 설정온도(T2)이면 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있다. 상기 목표 증발온도(Tg4)는 상기 목표 증발온도(Tg5)보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면, 목표 증발온도는 제 2 기울기로, 실외 온도의 증가에 따라 리니어 하게 감소되도록 제어될 수 있다. 상기 제 2 기울기는 상기 제 1 기울기보다 작을 수 있다.
다음으로, 실외 습도가 RHA3(제 3 실외습도)인 경우, 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)로부터 상기 제 2 설정온도(T2)로 갈수록, 상기 목표 증발온도는 감소되도록 제어될 수 있다. 상세히, 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)이면 미리 결정된 목표 증발온도(Tg3)로 운전되며, 상기 실외 온도가 제 2 설정온도(T2)이면 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있다. 상기 목표 증발온도(Tg3)는 상기 목표 증발온도(Tg4)보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면, 목표 증발온도는 제 3 기울기로, 실외 온도의 증가에 따라 리니어 하게 감소되도록 제어될 수 있다. 상기 제 3 기울기는 상기 제 2 기울기보다 작을 수 있다.
다음으로, 실외 습도가 RHA4(제 4 실외습도)인 경우, 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)로부터 상기 제 2 설정온도(T2)로 갈수록, 상기 목표 증발온도는 감소되도록 제어될 수 있다. 상세히, 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)이면 미리 결정된 목표 증발온도(Tg2)로 운전되며, 상기 실외 온도가 제 2 설정온도(T2)이면 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있다. 상기 목표 증발온도(Tg2)는 상기 목표 증발온도(Tg3)보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면, 목표 증발온도는 제 4 기울기로, 실외 온도의 증가에 따라 리니어 하게 감소되도록 제어될 수 있다. 상기 제 4 기울기는 상기 제 3 기울기보다 작을 수 있다.
다음으로, 실외 습도가 RHA5(제 5 실외습도)인 경우, 상기 실외 습도가 상대적으로 매우 높은 것으로 인식되어, 실외 온도에 관계없이, 상기 목표 증발온도는 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 일정하게 유지되도록 제어될 수 있다. 즉, 실외 습도가 RHA5인 경우 상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)보다 크면, 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있다. 상기 목표 증발온도(Tg1)는 상기 목표 증발온도(Tg2)보다 작을 수 있다. 물론, 상기 실외 습도가 상기 RHA5보다 큰 경우에도, 상기 목표 증발온도는 상기 제 1 기준 증발온도(Tg1)로 일정하게 유지되도록 제어될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 운전명령 입력부(310)의 입력에 의하여 공기 조화기(10)의 운전이 시작되면, 상기 실외온도 센서(110) 및 상기 실외습도 센서(120)를 통하여 실외온도 및 실외습도 정보가 인식된다(S11,S12).
상기 실외온도가 제 1 설정온도(T1)보다 작은지 여부가 인식된다. 상기 실외온도가 상기 제 1 설정온도(T1)보다 작으면, 상기 공기 조화기(10)는 미리 설정된 목표 증발온도로 운전될 수 있도록 결정된다. 상기 미리 설정된 목표 증발온도는, 일례로 도 6의 Tg3일 수 있다(S13,S14).
반면에, 상기 실외온도가 상기 제 1 설정온도(T1)보다 높으면, 상기 제 2 설정온도(T2)보다 높은지 여부가 인식된다. 상기 실외온도가 상기 제 2 설정온도(T2)보다 높으면, 목표 증발온도는 제 2 기준 증발온도(Tg1)로 결정되며, 상기 공기 조화기(10)는 상기 제 2 기준 증발온도(Tg1)로 운전될 수 있도록 결정된다(S15,S16).
상기 실외온도가 상기 제 2 설정온도(T2)보다 낮으면, 즉 상기 실외온도가 상기 제 1 설정온도(T1) 이상이고 상기 제 2 설정온도(T2) 이하이면, 상기 공기 조화기(10)는 상기 실외온도 정보 및 상기 실외습도 정보에 기초하여, 매핑된 목표 증발온도로 운전 제어될 수 있다.
상세히, 실외온도가 증가할수록 상기 목표 증발온도는 감소되도록 결정되며, 이 때 실외습도가 높을수록 실외온도 증가치 대비 상기 목표 증발온도의 감소치에 대응하는 기울기가 작아지도록 결정될 수 있다(S17,S18).
S14, S16 및 S18 단계에서 결정된 목표 증발온도에 대응하는, 압축기(160)의 운전 주파수, 실외 팬(170)의 회전수 및 메인 팽창밸브(180)의 개도가 결정되고 결정된 정보에 기초하여 상기 압축기(160), 실외 팬(170) 및 메인 팽창밸브(180)의 작동이 이루어질 수 있다.
이와 같은 제어방식, 즉 실외습도 이용 제어방식에 의하여, 외기 습도가 상대적으로 높을 때에는 공기 조화기의 능력을 증가시키고, 외기 습도가 상대적으로 낮을 때에는 공기 조화기의 능력을 감소시켜 운전효율을 개선할 수 있다(S19).
이하에서는 본 발명의 제 2,3 실시예에 대하여 설명한다. 이들 실시예들은 제 1 실시예와 비교하여 공기 조화기의 일부 구성에 있어서 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기(10a)에는, 실외온도 센서(110), 실내습도 센서(120), 메모리부(130), 메인 제어부(150), 압축기(160), 실외 팬(170) 및 메인 팽창밸브(180)가 포함된다.
상기 공기 조화기(10a)에는, 제어 설정부(340)가 구비되는 실내기(300a)가 포함된다. 상기 제어 설정부(340)는, 실외습도와 실내습도가 경향성을 가지지 않는 특수한 경우, 예를 들어 실내공간이 목욕탕 또는 주방인 경우, 이상에서 설명한 실외습도 이용 제어방식을 온 또는 오프할 수 있도록 구성된다.
사용자가 상기 제어 설정부(340)를 조작하여, 상기 실외습도 이용 제어방식을 오프한 경우, 상기 공기조화기(10a)는 실내기(300a)의 설정온도 입력부(320)를 통하여 입력된 설정온도와, 실내온도 센서(330)를 통하여 감지된 온도값에 기초하여 운전 제어될 수 있다.
그리고, 상기 제어 설정부(340)에는, 소정의 습도값을 수동으로 입력할 수 있는 입력부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 실내 공간이 목욕탕인 경우, 사용자는 상기 습도값을 80%로 입력할 수 있다. 그리고, 상기 공기 조화기(10a)는 입력된 80%의 상대습도 값과 외기온도 값에 기초하여, 도 6에 개시된 매핑정보에 따라 목표 증발온도를 결정할 수 있다.
상기 실내기(300a)에는, 제 1 실시예에서 설명한 운전명령 입력부(310) 및 실내팬(370)이 더 포함된다.
본 실시예에 따른 구성에 의하여, 실외습도 이용 제어방식의 적용이 용이하지 않는 환경에서는 사용자에게 선택권을 줌으로써, 사용자 맞춤형 공기 조화기의 운전이 가능하다는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공기 조화기(10b)에는, 실외기(100b) 및 실내기(300)가 포함된다. 상기 실외기(100b)에는, 서버(500)와 통신 가능하게 구비되는 통신부(190)가 구비된다. 상기 서버(500)와 통신부(190) 간에는 통신 인터페이스(450)가 규정된다. 일례로, 상기 통신 인터페이스(450)에는, 인터넷이 포함될 수 있다.
상기 서버(500)는 실외습도 정보를 가지고 있다. 상기 통신부(190)는 상기 서버(500)로부터 상기 실외습도 정보를 수신할 수 있으며, 상기 공기 조화기(10b)는 수신된 실외습도 정보에 기초하여, 제 1 실시예서 설명한 실외습도 이용 제어방식에 따라 운전될 수 있다.
제 1 실시예에서 설명한 실외습도 센서(120)와, 본 실시예의 통신부(190)를 합하여 "실외습도 감지부"라 이름한다.
도면에서는, 상기 통신부(190)가 실외기(100b)에 구비되는 것으로 설명되나, 이와는 달리 실내기(300)에 구비될 수도 있을 것이다.
본 실시예에 따른 구성에 의하여, 실외기에 습도 센서를 설치하지 않고서도 실외습도 정보를 획득할 수 있다는 장점이 있다.
10 : 공기 조화기 100 : 실외기
110 : 실외온도 센서 120 : 실외습도 센서
130 : 메모리부 150 : 메인 제어부
160 : 압축기 170 : 실외 팬
180 : 메인 팽창밸브 300 : 실내기
310 : 운전명령 입력부 320 : 설정온도 입력부
330 : 실내온도 센서 350 : 실내기 제어부
370 : 실내 팬

Claims (15)

  1. 압축기를 구비하는 실외기;
    상기 실외기에 설치되어, 실외온도를 감지하는 실외 온도센서;
    상기 실외기에 설치되어, 실외습도 정보를 인식하는 실외습도 인식부; 및
    상기 실외 온도센서 및 실외습도 인식부로부터 감지된 정보에 기초하여, 상기 압축기의 운전을 제어하는 제어부가 포함되며,
    상기 제어부는,
    상기 실외 온도가 미리 설정된 값을 가질 때, 외기 습도가 높을수록 목표 증발온도는 낮아지도록 결정하며,
    상기 결정된 목표 증발온도에 대응하는 운전 주파수로 상기 압축기를 구동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외습도 인식부는, 실외습도 센서인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외온도와 실외습도 값에 따라, 상기 목표 증발온도에 관한 정보가 매핑된 메모리부가 더 포함되는 공기 조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)와, 상기 제 1 설정온도(T1)보다 큰 제 2 설정온도(T2)의 사이에서 형성되면,
    실외 온도의 증가에 따라, 상기 목표 증발온도를 리니어 하게 감소되도록 매핑된 정보에 기초하여, 상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 매핑된 정보는,
    상기 실외 습도가 높을수록, 실외 온도의 증가치 대비 상기 목표 증발온도의 감소치에 대응하는 기울기가 작아지도록 결정된 정보인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1) 미만이면,
    상기 실외 온도의 변화에 관계없이, 상기 실외 습도에 따라 상기 목표 증발온도를 미리 설정된 목표 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외 온도가 상기 제 2 설정온도(T2)보다 크면, 상기 실외 온도 및 실외 습도의 변화에 관계없이, 상기 목표 증발온도를 제 1 기준 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외 습도가 미리 설정된 습도(RHA5) 이상이면, 상기 목표 증발온도를 제 1 기준 증발온도로 유지하도록 매핑된 정보에 기초하여,
    상기 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외온도와 실외습도를 이용한 상기 압축기의 제어 여부를 선택적으로 온/오프 할 수 있는 제어 설정부가 더 포함되는 공기 조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 설정부에는, 습도값을 수동으로 입력할 수 있는 입력부가 구비되는 공기 조화기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외습도 인식부는,
    서버로부터 실외 습도정보를 수신하는 통신부인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외기에는, 실외 팬 및 메인 팽창밸브가 더 포함되며,
    상기 결정된 목표 증발온도에 대응하여, 상기 실외 팬의 회전수 및 메인 팽창밸브의 개도가 결정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  13. 공기 조화기의 운전명령이 입력되는 단계;
    실외 공간의 실외 온도 및 실외 습도에 관한 정보가 인식되는 단계;
    상기 실외 온도가 제 1 설정온도(T1)와 제 2 설정온도(T2) 사이의 값을 가지면, 상기 실외 온도의 증가에 따라, 목표 증발온도를 리니어 하게 감소시키는 매핑 정보에 기초하여,
    상기 공기 조화기의 운전이 제어되는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 실외 온도가 상기 제 1 설정온도(T1)보다 작으면, 상기 실외 온도의 변화에 관계없이, 상기 실외 습도에 따라 미리 결정된 목표 증발온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 실외 온도가 상기 제 2 설정온도(T1)보다 크면, 상기 실외 온도 및 상기 실외 습도의 변화에 관계없이, 미리 결정된 목표 증발온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
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