KR20190106376A - 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법 - Google Patents

냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내기의 부하 및 소음을 고려하여 성능 향상은 물론 냉매소음을 줄일 수 있는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기는, 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기, 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬, 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어, 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서, 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어, 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서, 실내기의 외장에 설치되며, 실내기의 취출온도를 검출하는 제3 온도센서, 및 제3 온도센서에서 검출된 취출온도를 이용하여 실내기의 부하를 예측하여 팬에 의한 풍량의 증감을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 팽창밸브의 개도 조절과 함께 실내기의 취출온도를 측정하여 팬의 회전속도를 제어함으로써 냉매의 열교환량을 증가시킬 수 있으며 과냉도의 확보에 따라 냉매소음을 저감시킬 수 있다.

Description

냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법{COOLANT NOISE REDUCTION TYPE AIR CONDITIONER INDOOR UNIT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 실내기의 부하 및 소음을 고려하여 성능 향상은 물론 냉매소음을 줄일 수 있는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하고, 실내공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다.
일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기에 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 이에 따라, 공기조화기는 실내기와 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로써 동작된다.
공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있는데, 1개의 실외기에 1개의 실내기가 연결될 수도 있으며, 1개의 실외기에 다수 개의 실내기가 연결될 수도 있다. 이와 같이 구성된 공기조화기는 사용자의 지령에 따라 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방 모드로 운전된다.
구체적으로는, 실외기와 실내기는 냉매배관으로 연결된다. 실외기의 압축기로부터 냉매가 압축되면, 압축된 냉매는 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급된다. 그리고 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그리고 한편, 실내기는 냉매의 열교환을 통해 냉각된 공기를 실내로 토출한다.
도 1은 종래의 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
종래의 공기조화기 실내기(10)는 열교환기(11), 공기를 유동시키는 팬(13), 열교환기(11)에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(15), 실내 열교환기(11)의 입구 및 출구 온도를 측정하는 온도센서(16, 17)로 구성되었다.
이러한 실내기(10)의 입측과 출측에는 제1 배관(21)과 제2 배관(22)이 연결된다. 제1 배관(21)은 실외기의 압축기에서 응축된 냉매를 실내기(10)로 공급하며, 이와 반대로 제2 배관(22)은 열교환기(11)를 거친 냉매를 실외기로 공급한다.
도 2는 종래의 공기조화기 실내기의 난방성능, 냉매소음, 팽창밸브의 개도, 과냉도(SC: Super Cool), 팬(Fan)의 rpm 관계를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 구간 ①의 경우, 난방성능을 높이기 위해 냉매의 유량을 증가시키기 위해 팽창밸브(iEEV)의 개도를 증가시킨다. 구간 ②의 경우, 과냉도(SC)가 높아지기까지 냉매소음이 최대로 발생된다. 구간 ③의 경우 과냉도(SC)의 상승과 함께 냉매소음이 낮아지며, 팽창밸브(iEEV)의 개도를 증가시킨 상태로 유지한다. 그리고 구간 ④는 안정화 구간으로서 냉매소음이 낮아진다.
그런데 이러한 종래의 공기조화기 실내기의 경우 난방운전 시 냉매소음을 저감시키기 위하여 오로지 팽창밸브의 제어에 의존하였는데, 이는 냉매 유량을 제어하는 역할을 하므로 난방성능과도 직결되는 문제점이 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0090326호(2004.10.22. 공개일)(이하, '선행문헌 1'이라 함)에는 멀티에어컨의 실내기 냉매소음 회피방법이 개시된다. 이에 개시된 선행문헌 1에는 실내기 초기기동 시, 배관의 압력 차에 의해 냉매유동 소음을 회피하기 위하여, 사용자에 의해, 냉방운전 또는 난방운전이 선택되면, 실내기 루버를 오픈시킨 다음, 실내 팬과 전자팽창변을 동시에 동작시키도록 구성된다. 이를 통해 전자팽창변의 오픈 시에 배관의 압력 차에 의해 발생하는 냉매유동 소음을 실내 팬의 송풍 소음에 실어 발생시켰다. 다만, 이러한 선행문헌 1에 따르면 냉매소음을 줄이는 사이클 제어가 아니라 팬 소음에 의해 냉매소음이 안 들리도록 하는 방법으로서, 본질적으로 냉매소음을 저감시키기에는 어려움이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0040766호(2004.05.13. 공개일)(이하, '선행문헌 2'라 함)에는 에어컨 냉매의 유동 소음 저감장치가 개시된다. 다만, 선행문헌 2에 개시된 냉매의 유동 소음 저감장치는 팽창밸브에 방진 스프링을 적용하여 냉매 흐름의 진동을 억제하도록 구성된 것으로, 차량의 에어컨에 적용되어 안락한 운행 및 차량의 상품성을 높이는 장점이 있다. 따라서, 본질적으로 난방성능 향상 및 냉매소음을 저감시키기 위하여 공기조화기 실내기에 적용하기에는 어려움이 있었다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 선행문헌으로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0087228호(2006.08.02. 공개일)(이하, '선행문헌 3'이라 함)에는 실내기용 다발관형 소음기가 개시된다. 다만, 선행문헌 3에 따르면 다수의 유로를 통해 냉매가 분할하여 유동하도록 구성하여 냉매소음을 최소화하는 기술로서, 냉매 사이클 제어를 이용하여 난방성능 향상 및 냉매소음 저감의 효과를 동시에 얻기에는 어려움이 있었다.
따라서, 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기 및 그 제어 방법에 관한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기를 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기는 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기로서, 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기, 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬, 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어, 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서, 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어, 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서, 실내기의 외장에 설치되며, 실내기의 취출온도를 검출하는 제3 온도센서, 및 제3 온도센서에서 검출된 취출온도를 이용하여 실내기의 부하를 예측하여 팬에 의한 풍량의 증감을 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기에서, 제3 온도센서는 팬에 근접하여 위치할 수 있다. 이러한 위치에서 실내기의 취출온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 제1 온도센서는 열교환기의 입구에 근접하여 위치할 수 있으며, 제2 온도센서는 열교환기의 출구에 근접하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 제1 온도센서를 통해 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 정확하게 측정할 수 있으며, 제2 온도센서를 통해 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 그리고 팽창밸브는, 열교환기에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치될 수 있는데, 바람직하게는 제2 온도센서의 후방에 근접하여 배치될 수 있다. 그리고 한편, 실내기 내부의 공기의 온도를 검출하는 제4 온도센서를 더 포함할 수 있는데, 제4 온도센서는 열교환기로 냉매를 공급하는 배관 주변에 설치되되, 열교환기를 사이에 두고 팬의 반대편에 배치될 수 있다. 이와 같이, 실내기에 취출온도를 측정하는 온도센서를 포함시킴에 따라, 난방 성능 안정화를 위해 기기의 온/오프를 반복하는 것을 최소화하여 난방안정화에 필요한 시간을 단축시킬 수 있으며, 온/오프에 의한 냉매소음을 저감시킬 수 있다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기 제어 방법을 제공할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방 성능을 안정화시키면서 냉매소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 실내기 제어 방법은 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기 제어 방법으로서, 실내기에 냉매가 공급되어 난방운전을 수행하는 난방운전 수행단계, 난방운전의 수행 중에 팽창밸브의 개도를 증감 조절하여 냉매의 유량을 조절시키는 팽창밸브 조절단계, 실내기의 취출온도를 검출하여 실내기의 부하를 예측하는 취출온도 검출단계, 및 검출된 실내기의 취출온도에 기초하여 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기의 열교환량을 증감 조절하도록 팬의 풍량을 가감 제어하는 팬 풍량 제어단계를 포함한다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기 실내기 제어 방법은, 난방운전 수행단계 이후에, 열교환기로 공급되는 냉매 온도와 열교환기를 통해 토출되는 냉매 온도를 검출하여 과냉도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기 실내기 제어 방법은, 산출된 과냉도에 기초하여 팽창밸브의 개도를 증가 또는 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 팬 풍량 제어단계에서, 팬의 풍량이 증가 시, 열교환기의 열교환량이 증가되어 과냉도가 확보될 수 있는데, 이로 인하여 냉매의 액상화에 의해 냉매소음이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 팽창밸브의 개도 조절과 함께 팬의 회전속도를 가변 제어하여 난방성능 및 과냉도 조절이 가능해 질 수 있다.
본 발명인 공기조화기 실내기에 의하면, 실내기의 취출온도를 측정하여 팬의 회전속도를 제어함에 따라 냉매의 열교환량을 증가시킬 수 있어 과냉도의 확보에 따른 냉매소음 저감 효과를 가져올 수 있다. 나아가, 난방 성능 안정화를 위해 기기의 온/오프를 반복하는 것을 최소화하여 난방안정화에 필요한 시간을 단축시킬 수 있으며, 온/오프에 의한 냉매소음을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명인 공기조화기 실내기 제어 방법에 의하면, 팽창밸브의 제어와 함께 팬의 회전속도를 가변 조절하여 난방성능 및 과냉도 조절이 가능한 장점이 있다. 특히, 종래의 팽창밸브에만 의존하던 것과 달리 본 발명에 의하면 팽창밸브와 팬의 구동을 함께 제어함으로써 난방성능 향상 및 냉매소음 저감 효과를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
도 2는 종래의 공기조화기 실내기의 난방성능, 냉매소음, 팽창밸브의 개도, 과냉도(SC: Super Cool), 팬(Fan)의 rpm 관계를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 난방성능, 냉매소음, 팽창밸브의 개도, 과냉도(SC: Super Cool), 팬(Fan)의 rpm 관계를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 7은 종래의 공기조화기 실내기의 과냉 제어 사이클을 간략히 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 과냉 제어 사이클을 간략히 도시한 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기를 간략히 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(100)는 열교환기(110), 팬(130), 팽창밸브(150), 제1 온도센서(160), 제2 온도센서(170), 제3 온도센서(180), 그리고 제4 온도센서(190)를 포함한다.
여기서, 공기조화기는 에어컨디셔너 또는 에어컨이라 일컫는 장치를 말하는 것으로, 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내 온도를 조절하고, 실내공기를 정화하여 사용자에게 쾌적한 실내 공기를 제공하는 장치를 말한다.
주지된 바와 같이, 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 등을 포함하며 실내기에 냉매를 공급하는 실외기를 포함하여 구성되는데, 실내기와 실외기로 별도로 제어될 수 있다.
공기조화기는 실외기에 하나 이상의 실내기가 연결될 수 있다. 예컨대, 실외기에 1개의 실내기가 연결될 수도 있으며, 실외기에 다수 개의 실내기가 연결될 수도 있다. 이러한 구성을 가지는 공기조화기는 사용자로부터 입력된 신호에 따라 실내기로 냉매를 공급하며 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다.
별도로 도시하진 않았으나, 실외기의 압축기에서 냉매가 압축된다.
압축된 냉매는 제1 냉매배관(210)을 통해 실내기(100)로 공급되며, 이후 열교환기(110)로 유입된다.
그리고 열교환기(110)에서 열교환된 냉매는 제2 냉매배관(220)을 통해 다시 실외기를 향하여 토출된다. 한편, 이 경우 실내기(100)는 열교환기(110) 내에서 냉매에 의해 냉각된 공기를 실내로 토출한다.
구체적으로 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(100)의 세부 구성을 살펴보기로 한다.
열교환기(110)는 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 역할을 담당한다.
팬(130)은 냉매가 유입 및 토출되는 열교환기(110)로 공기를 강제 유동시키도록 회전하는 장치로서, 회전속도(즉, rpm) 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
팽창밸브(150)는 열교환기(110) 내에서 공기와의 열교환을 마친 후 토출되는 냉매를 팽창시키는 역할을 담당한다.
제1 온도센서(160)는 열교환기(110)로 유입되는 냉매의 온도를 검출한다.
이를 위해, 제1 온도센서(160)는 열교환기(110)로 냉매를 공급하는 배관상에 설치될 수 있다.
예컨대, 제1 온도센서(160)는 열교환기(110)의 입구에 근접하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 제1 온도센서(160)는 열교환기(110)로 유입되는 냉매의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
제2 온도센서(170)는 열교환기(110)에서 토출되는 냉매의 온도를 검출한다.
이를 위해, 제2 온도센서(170)는 열교환기(110)에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치될 수 있다.
예컨대, 제2 온도센서(170)는 열교환기(110)의 출구에 근접하여 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2 온도센서(170)는 열교환기(110)에서 토출되는 냉매의 온도를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
이 경우, 팽창밸브(150)는 열교환기(110)에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치되는데, 제2 온도센서(170)의 후방에 근접한 위치에서 실내기(100)에 내장되어 설치될 수 있다.
한편, 제3 온도센서(170)는 실내기(100)의 취출온도를 검출하는 센서로서, 도 3에 도시된 바와 같이 실내기(100)의 외장(예: 외장 케이스 등)에 설치될 수 있다.
이러한 제3 온도센서(170)에서 검출된 취출온도를 이용하여 제어부(140)는 실내기(100)의 부하를 예측하고, 팬(130)의 회전속도(즉, rpm)를 제어하여 팬(130)에 의한 풍량의 증가 및 감소를 조절할 수 있다.
더 구체적으로 설명하면, 제3 온도센서(170)는 팬(130)에 근접하여 위치할 수 있다.
제3 온도센서(170)는 도 3에 도시된 바와 같이 실내기(100)의 외장을 통해 설치되는데, 팬(130)의 날개 말단에 근접한 위치 상에 배치되어 취출온도를 보다 정확하게 검출해 낼 수 있다.
그리고 한편, 제4 온도센서(190)가 더 구비될 수 있는데, 제4 온도센서(190)는 실내기(100) 내부의 공기의 온도를 검출한다.
예컨대, 제4 온도센서(190)는 열교환기(110)로 냉매를 공급하는 배관 주위에 설치될 수 있는데, 구체적으로는 열교환기(110)를 사이에 두고 팬(130)의 반대편에 배치되도록 설치될 수 있다.
제어부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, 팬(130)의 구동 및 회전속도(즉, rpm)를 제어할 수 있으며, 이와 함께 팽창 밸브(150)의 개도를 증가 또는 감소시키도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 난방운전 시 열교환기로 공급되는 냉매의 온도는 제1 온도센서(160)에서 검출되고, 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도는 제2 온도센서(170)에서 검출된다.
제어부(140)는 각각의 제1, 2 온도센서(160, 170)에서 검출된 온도를 이용하여 과냉도를 산출할 수 있는데, 산출된 과냉도에 기초하여 팽창밸브(150)의 개도를 증가 또는 감소시키도록 제어할 수 있다.
이와 함께, 제어부(140)는 제3 온도센서(180)에서 검출된 실내기의 취출온도를 기초로 팬의 회전속도(즉, rpm)를 증가시키거나 또는 감소시키도록 제어할 수 있다.
이처럼 팬의 풍량을 가감 제어함으로써 팽창밸브와 팬의 구동을 함께 제어할 수 있어 종래 대비 난방성능이 향상될 수 있으며, 냉매소음을 저감시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 난방성능, 냉매소음, 팽창밸브의 개도, 과냉도(SC: Super Cool), 팬(Fan)의 rpm 관계를 보여주는 도면이다.
구간 ①′의 경우, 난방성능을 높이기 위해 팽창밸브(iEEV)의 개도를 증가시켜 냉매의 유량을 증가시키는 구간이다. 구간 ①′에서는 팽창밸브(iEEV)의 개도가 증가되고, 팬의 풍량이 설정풍에 비해 증가되며, 이로써 과냉도(SC)가 높아진다. 그 결과 난방성능 안정화가 가속되는 효과를 가져오며, 다만 냉매소음이 약간 증가하거나 그대로 유지된다.
이어서 구간 ②′에서는 과냉도(SC)가 높아지는데, 그 결과 냉매소음이 저감되는 효과를 가져올 수 있다. 즉, 난방성능 안정화가 빨라지며 난방성능까지 만족될 수 있다.
그 다음으로, 구간 ③′에서는 실내기의 운전이 안정화되고, 팬의 풍량은 설정풍에 비해 감소되도록 제어될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 냉매소음이 저감될 수 있으며, 난방성능 향상은 물론 난방성능 안정화에 필요한 시간이 단축되는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 제어 방법은 냉매 사이클 난방운전단계(S100), 팽창밸브 개도 증가단계(S200), 취출온도 측정단계(S300), 팬 풍량 제어단계(S400)를 포함한다.
종래의 경우, 난방운전 시 냉매소음 저감을 위해서는 오로지 팽창밸브만을 제어하는 것이 유일한 방법이었으나, 팽창밸브는 냉매의 유량을 제어하는 역할을 하므로 난방성능과 직결되는 문제점이 있었다.
본 발명은 실내기의 취출온도를 검출하고, 검출된 취출온도를 이용하여 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기의 열교환량을 증감 조절하도록 팬의 풍량을 가감 제어할 수 있다. 즉, 냉매의 유량 제어는 팽창밸브가 담당하고, 열량 및 과냉도 제어는 팽창밸브와 함께 팬의 회전속도를 조절하여 가능해질 수 있다. 그리고 취출온도를 직접 측정하여 현열 부하 예측의 정확도가 향상될 수 있다.
먼저, 실내기(100, 도 3 참조)에 냉매가 공급되어 난방운전을 수행할 수 있다(S100).
그리고 실내기(100, 도 3 참조)의 난방운전 시 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도를 증감 조절하여 냉매의 유량을 조절할 수 있다(S200).
다음으로, 제3 온도센서(180, 도 3 참조)를 이용하여 실내기(100, 도 3 참조)의 취출온도를 검출하고, 실내기(100, 도 3 참조)의 부하를 예측할 수 있다(S300).
그 다음으로, 제3 온도센서(180, 도 3 참조)에서 검출된 실내기의 취출온도에 기초하여 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기(110, 도 3 참조)의 열교환량을 증감 조절할 수 있다. 즉, 팬(130, 도 3 참조)의 회전속도(즉, rpm)를 증감 조절하여 설정풍에 +풍량 또는 -풍량을 주도록 제어할 수 있는데, 냉매와 실내 공기 간의 열교환량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
한편, 난방운전 시 제1 온도센서(160, 도 3 참조)를 이용하여 열교환기(110, 도 3 참조)로 공급되는 냉매 온도를 검출하고, 제2 온도센서(170, 도 3 참조)를 이용하여 열교환기(110, 도 3 참조)를 통해 토출되는 냉매 온도를 검출한다. 이를 통해 냉매의 과냉도를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 과냉도에 기초하여 팽창밸브(150, 도 3 참조)의 개도를 증가 또는 감소시키도록 제어할 수 있다.
그리고 한편, 팬(130, 도 3 참조)의 풍량이 증가되는 경우, 열교환기(110, 도 3 참조)의 열교환량이 증가되어 과냉도가 확보될 수 있는데, 냉매의 액상화에 의해 냉매 소음이 저감되는 효과를 기대할 수 있다.
도 7은 종래의 공기조화기 실내기의 과냉 제어 사이클을 간략히 도시한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기의 과냉 제어 사이클을 간략히 도시한 그래프이다.
과냉도(SC)를 크게 하면 할수록 냉매는 액상화될 가능성이 높으며, 액상 냉매는 밀도가 높아 유속이 느리고 기포가 없기 때문에 냉매소음을 저감시키는데 유리할 수 있다.
다만, 종래의 공기조화기 실내기(도 7 참조)는 과냉도(SC)를 제어하는 구성으로서 오로지 팽창밸브(iEEV)만이 제공된다. 그런데 팽창밸브(iEEV)는 냉매의 유량을 제어하는 역할까지 담당하므로 냉매소음을 저감시키는 기능과 난방성능을 향상시키는 기능을 함께 제공하기에 어려움이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 실내기(도 8 참조)는 팬의 회전속도(즉, rpm)를 증감 조절할 수 있어 설정풍에 +풍량 또는 -풍량을 추가할 수 있다.
예컨대, 설정풍에 +풍량을 줄 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 열교환량이 증가하여 냉매의 과냉도(SC)가 좀 더 확보될 수 있어 냉매가 액상화 상태가 될 수 있다. 이로써, 냉매소음을 저감할 수 있는 효과를 가져올 수 있다.
이와 함께, 냉매의 과냉도(SC)가 높아지면 팽창밸브(iEEV)의 본연의 기능인 냉매의 유량 제어에도 도움을 줄 수 있어 난방성능을 향상시키는데 유리한 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 공기조화기 실내기의 구성 및 작용에 따르면, 실내기의 취출온도를 측정하여 팬의 회전속도를 제어함에 따라 냉매의 열교환량을 증가시킬 수 있어 과냉도의 확보에 따른 냉매소음 저감 효과를 가져올 수 있다. 나아가, 난방 성능 안정화를 위해 기기의 온/오프를 반복하는 것을 최소화하여 난방안정화에 필요한 시간을 단축시킬 수 있으며, 온/오프에 의한 냉매소음을 저감시킬 수 있다.
그리고 본 발명인 공기조화기 실내기 제어 방법의 구성 및 작용에 따르면, 팽창밸브의 제어와 함께 팬의 회전속도를 가변 조절하여 난방성능 및 과냉도 조절이 가능한 장점이 있다. 특히, 종래의 팽창밸브에만 의존하던 것과 달리 본 발명에 의하면 팽창밸브와 팬의 구동을 함께 제어함으로써 난방성능 향상 및 냉매소음 저감 효과를 극대화시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 공기조화기 실내기
110: 열교환기(또는 실내 열교환기)
130: 팬
140: 제어부
150: 팽창밸브
160: 제1 온도센서
170: 제2 온도센서
180: 제3 온도센서
190: 제4 온도센서
210: 제1 냉매배관
220: 제2 냉매배관

Claims (10)

  1. 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기로서,
    냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기;
    상기 열교환기로 공기를 유동시키도록 회전하는 팬;
    상기 열교환기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
    상기 열교환기로 냉매를 공급하는 배관상에 설치되어, 상기 열교환기로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 제1 온도센서;
    상기 열교환기에서 냉매를 토출하는 배관상에 설치되어, 상기 열교환기에서 토출되는 냉매의 온도를 검출하는 제2 온도센서;
    상기 실내기의 외장에 설치되며, 상기 실내기의 취출온도를 검출하는 제3 온도센서; 및
    상기 제3 온도센서에서 검출된 취출온도를 이용하여 상기 실내기의 부하를 예측하여 상기 팬에 의한 풍량의 증감을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 온도센서는,
    상기 팬에 근접하여 위치하는 것을 특징으로 하는
    냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 온도센서는 상기 열교환기의 입구에 근접하여 위치하며,
    상기 제2 온도센서는 상기 열교환기의 출구에 근접하여 위치하는 것을 특징으로 하는
    냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 팽창밸브는,
    상기 열교환기에서 실외기를 향하여 냉매를 토출하는 배관상에 설치되되, 상기 제2 온도센서의 후방에 근접하여 배치되는 것을 특징으로 하는
    냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 실내기 내부의 공기의 온도를 검출하는 제4 온도센서를 더 포함하는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제4 온도센서는,
    상기 열교환기로 냉매를 공급하는 배관 주변에 설치되되, 상기 열교환기를 사이에 두고 상기 팬의 반대편에 배치되는 것을 특징으로 하는
    냉매소음 저감형 공기조화기 실내기.
  7. 냉매소음 저감형 공기조화기의 실내기 제어 방법으로서,
    상기 실내기에 냉매가 공급되어 난방운전을 수행하는 난방운전 수행단계;
    상기 난방운전의 수행 중에 팽창밸브의 개도를 증감 조절하여 냉매의 유량을 조절시키는 팽창밸브 조절단계;
    상기 실내기의 취출온도를 검출하여 상기 실내기의 부하를 예측하는 취출온도 검출단계; 및
    상기 검출된 실내기의 취출온도에 기초하여 냉매와 실내 공기를 열교환시키는 열교환기의 열교환량을 증감 조절하도록 상기 팬의 풍량을 가감 제어하는 팬 풍량 제어단계;
    를 포함하는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난방운전 수행단계 이후에,
    상기 열교환기로 공급되는 냉매 온도와 상기 열교환기를 통해 토출되는 냉매 온도를 검출하여 과냉도를 산출하는 단계;
    를 더 포함하는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 산출된 과냉도에 기초하여 상기 팽창밸브의 개도를 증가 또는 감소시키는 단계;
    를 더 포함하는 냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 팬 풍량 제어단계에서, 상기 팬의 풍량이 증가 시, 상기 열교환기의 열교환량이 증가되어 과냉도가 확보됨에 따라 냉매의 액상화에 의해 냉매소음이 저감되는 것을 특징으로 하는
    냉매소음 저감형 공기조화기 실내기 제어 방법.
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