KR100244315B1 - 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에서 열교환된 공기의 실내토출온도를 상승시키는 전기히터를 구비하는 공기조화기에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 난방운전시에 변화하는 상기 실내열교환기의 온도를 감지하는 실내배관온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도의 온도차를 연산하고, 상기 실내배관온도감지수단에 의해 감지된 실내배관온도가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 상기 전기히터의 구동을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 난방운전을 수행하도록 상기 전기히터를 구동하는 히터구동수단으로 이루어져, 설정온도와 실내온도의 온도차를 연산하고, 실내배관온도가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 전기히터의 동작을 제어하므로 전력절감 및 빈번한 압축기 온/오프를 줄여 쾌적도를 향상시킨다.

Description

공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법

본 발명은 보조전기히터를 장착한 공기조화기에 관한 것으로, 특히 난방운전시 실내온도 및 실내배관온도에 따라 전기히터의 동작을 효율적으로 제어하는 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래의 공기조화기는 도 1에 도시한 바와같이, 실내공기가 흡입되는 다수의 흡입구(3)가 형성된 흡입그릴부재(5)가 실내기본체(1;이하, 본체라 한다)의 전면하부에 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 냉풍 또는 온풍으로 열교환된 공기를 실내로 토출하는 토출구(7)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(7)에는 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 상하풍향날개(9)와 좌우로 조절하는 좌우풍향날개(11)가 설치되어 있고, 상기 본체(1)의 전면에는 실내기의 외관을 미려하게 함과 동시에 내장물을 보호하는 커버부재(13)가 고착되어 있으며, 상기 커버부재(13)의 하측부에는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 운전의 시작/정지, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량 및 풍향 등을 조절하는 조작부(15)가 구비되어 있다.

도 2에 도시한 바와같이, 상기 흡입그릴부재(5)의 내측에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기에 부유하는 먼지등의 이물질을 필터링하는 필터부재(17)가 설치되어 있고, 상기 필터부재(17)의 내측에는 상기 필터부재(17)에 의해 필터링된 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환시키도록 일자형상의 실내열교환기(19)가 설치되어 있다.

또한, 상기 실내열교환기(19)의 상부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(7)를 통해 실내로 토출하도록 실내팬모터(21)의 구동에 따라 회전하는 블로워팬(23;이하, 실내팬이라 한다)이 설치되어 있고, 상기 실내팬(23)의 외측에는 상기 실내팬(23)을 카바함과 동시에 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(7)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(25)가 설치되어 있다.

또, 상기 실내팬(23)의 상부에는 실외온도가 낮은 경우의 난방운전시 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 온도를 상승시키는 전기히터(27)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기가 냉난방을 겸하여 사용하는 인버터에어콘인 경우, 난방시에는 사방밸브(31)가 온되어 냉매가 도 3의 점선으로 도시한 바와같이, 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(35)→ 난방용 팽창밸브(37)→ 실외열교환기(39)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되도록 한다.

반면, 냉방시에는 사방밸브(31)가 오프되어 냉매가 도 3의 실선으로 도시한 바와같이, 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실외열교환기(39)→ 한방향밸브(38)→ 팽창밸브(35)→ 실내열교환기(19)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되도록 한다.

이때, 사방밸브(31)는 오프시에 실선으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절하고, 온시에는 점선으로 냉매가 순환하도록 유로를 조절한다.

상기와 같이 구성된 냉난방겸용의 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘이나 조작부(15)를 조작하여 원하는 운전모드(예를들면, 냉방)를 선택한다음 운전키를 온시키면, 실내팬모터(21)의 구동에 따라 실내팬(23)이 회전하면서 흡입구(3)를 통해 실내공기가 본체(1)내로 흡입된다.

상기 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기의 온도(Tr;이하, 실내온도라 한다)와 설정온도(Ts)를 비교하여 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 낮은 경우 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차에 따라 압축기(33)의 운전주파수를 결정하여 압축기(33)를 구동시킨다.

상기 압축기(33)가 구동되면, 냉매가 도 3의 실선으로 도시한 바와같이, 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실외열교환기(39)→ 한방향밸브(38)→ 팽창밸브(35)→ 실내열교환기(19)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 냉각되기 시작한다.

따라서, 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 실내열교환기(19)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환되고, 실내열교환기(19)에서 열교환된 냉풍은 상부로 안내되어 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 냉풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내냉방을 수행한다.

반면, 난방시에는 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)를 비교하여 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 4℃이상 높은 경우에만 난방싸이클과 전기히터(27)를 동시에 동작시키고, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 높은 경우에는 난방싸이클만 동작시킨다.

즉, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 4℃미만이면 압축기(33)만을 구동시키고, 4℃이상이면 압축기(33)와 전기히터(27)를 구동시킨다.

상기 압축기(33)가 구동되면, 냉매가 도 3의 점선으로 도시한 바와같이, 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(35)→ 난방용 팽창밸브(37)→ 실외열교환기(39)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 가열되기 시작하는데, 이때에 변화하는 실내열교환기(19)의 온도에 따라 실내팬(23)의 구동을 제어한다.

만약, 실내열교환기(19)의 온도가 일정온도(약, 32℃) 미만이면, 실내팬(23)을 정지시켜 난방초기시 실내로 냉풍이 토출되는 것을 방지하고, 실내열교환기(19)의 온도가 일정온도(약, 32℃) 이상이면, 실내팬(23)을 구동시킨다.

상기 실내팬(23)이 구동되면, 흡입구(3)를 통해 본체(1)내로 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 실내열교환기(19)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 온풍으로 열교환되고, 실내열교환기(19)에서 열교환된 온풍은 상부로 안내되어 토출구(7)를 통해 실내로 토출되는데, 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 온풍은 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내난방을 수행한다.

한편, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 4℃이상으로 전기히터(27)가 구동되었다면, 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 온풍이 전기히터(27)를 통과하면서 가열되므로 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 온도가 난방에 충분한 온도로 올라가는데, 이때에 실내온도(Tr)가 설정온도(Ts)보다 1℃이상 높게 되면, 난방싸이클과 전기히터(27) 모두 정지시키고 난방대기상태로 복귀한다.

그런데, 이와같은 종래의 냉난방 공기조화기에 있어서는, 실외온도가 낮은 경우의 난방운전시 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 토출온도가 난방에 충분한 온도로 올라가도록 전기히터(27)를 장착하였으나, 실외온도가 소정온도이상이면 난방싸이클만으로 충분한 토출온도를 낼 수 있음에도 불구하고 불필요하게 전기히터(27)를 동작시켜 전력낭비 및 토출온도 과승으로 빈번한 압축기(33) 온/오프를 유발하여 쾌적감을 떨어뜨린다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 설정온도와 실내온도의 온도차를 연산하고, 실내배관온도가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 전기히터의 동작을 제어하므로 전력절감 및 빈번한 압축기 온/오프를 줄여 쾌적도를 향상시키는 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어장치는 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에서 열교환된 공기의 실내토출온도를 상승시키는 전기히터를 구비하는 공기조화기에 있어서, 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 난방운전시에 변화하는 상기 실내열교환기의 온도를 감지하는 실내배관온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도의 온도차를 연산하고, 상기 실내배관온도감지수단에 의해 감지된 실내배관온도가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 상기 전기히터의 구동을 제어하는 제어수단과, 상기 제어수단의 제어에 따라 난방운전을 수행하도록 상기 전기히터를 구동하는 히터구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어방법은 설정온도와 실내온도의 온도차가 제1소정온도이상인가를 판별하는 제1온도판별단계와, 상기 제1온도판별단계에서 온도차가 제1소정온도이상이면 압축기, 실외팬, 사방밸브를 구동시켜 난방싸이클을 동작시키는 싸이클동작단계와, 상기 압축기의 구동시간이 소정시간을 경과하였는지를 판별하는 시간판별단계와, 실내배관온도가 상기 소정시간이내에 제2소정온도에 도달하였는지를 판별하는 제2온도판별단계와, 상기 제2온도판별단계에서 실내배관온도가 소정시간이내에 제2소정온도에 도달하지 않으면 전기히터 및 실내팬을 구동시켜 난방을 하는 제1난방단계와, 상기 제2온도판별단계에서 실내배관온도가 소정시간이내에 제2소정온도에 도달하면 실내팬만을 구동시켜 난방을 하는 제2난방단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도,

도 2는 종래 공기조화기의 실내기를 도시한 종단면도,

도 3은 종래 공기조화기의 냉·난방싸이클도,

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 난방제어장치의 제어블록도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어 동작순서를 도시한 플로우챠트.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

3 : 흡입구 7 : 토출구

23 : 실내팬 27 : 전기히터

104 : 제어수단 106 : 실내온도감지수단

108 : 실내배관온도감지수단 120 : 히터구동수단

122 : 압축기구동수단 124 : 실외팬모터구동수단

126 : 실내팬모터구동수단 128 : 사방밸브구동수단

130 : 표시수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 4에 도시한 바와같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 운전조작수단(102)은 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 풍량(강풍, 약풍, 미풍 등) 및 풍향, 설정온도(Ts), 공기조화기의 운전/정지를 입력하는 것으로서, 이 운전조작수단(102)은 본체(1)의 콘트롤판넬상에 구비된 조작부(15)와, 도시되지 않은 리모콘의 키조작에 따라 리모콘으로부터 송신되는 적외선신호를 수신하는 리모콘신호수신부(103)로 구성되어 있다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택신호에 따라 상기 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 이 제어수단(104)은 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 온도차를 연산하고, 실내배관온도(Tip)가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 전기히터(27)의 동작을 제어한다.

실내온도감지수단(106)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts)로 실내온도를 제어하여 상기 공기조화기의 난방운전을 수행하도록 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하고, 실내배관온도감지수단(108)은 상기 공기조화기의 난방운전시에 변화하는 실내열교환기(19)의 배관온도 즉, 상기 실내열교환기(19)를 통과하는 냉매온도를 감지하여 상기 제어수단(104)에 출력한다.

또한, 히터구동수단(120)은 실내온도(Tr) 및 실내배관온도(Tip)에 따라 상기 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 온도를 상승시키도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 전기히터(27)를 구동제어하고, 압축기구동수단(122)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(33)를 구동제어한다.

실외팬모터구동수단(124)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실외열교환기(39)에서 열교환된 공기를 실외로 송풍하도록 실외팬모터(125)의 회전수를 제어하여 실외팬을 구동제어하고, 실내팬모터구동수단(126)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 송풍하도록 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동제어한다.

사방밸브구동수단(128)은 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전조건(냉방 또는 난방)에 따라 냉매의 흐름을 변환시키도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 사방밸브(31)를 온/오프 구동제어하고, 표시수단(130)은 상기 제어수단(104)의 제어에 따라 상기 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전선택모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 온도 및 시간을 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법의 작용효과를 설명한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 도 5a 및 도 5b에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(104)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 운전조작수단(102)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전모드(예를들면, 난방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력한다음 운전키를 누르면, 상기 운전조작수단(102)으로부터 운전선택신호 및 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)가 제어수단(104)에 입력된다.

이에 따라, 스텝S2에서 제어수단(104)은 상기 운전조작수단(102)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 스텝S3으로 나아가서 제어수단(104)은 운전조작수단(102)에 의해 입력된 운전조건이 난방운전인가를 판별하여, 난방운전이 아닌 경우(NO일 경우)에는 스텝S31로 나아가서 공기조화기의 냉방 또는 제습운전을 수행하면서 상기 스텝S3으로 복귀하여 스텝S3이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S3에서의 판별결과, 난방운전인 경우(YES일 경우)에는 공기조화기의 난방운전을 수행하기위해 스텝S4로 나아가서 제어수단(104)은 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 아날로그데이터를 입력받아 디지탈로 변환하여 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 온도차를 연산한다음 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 온도차가 소정온도(T1;약, 4℃)이상인가를 판별한다.

상기 스텝S4에서의 판별결과, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 온도차가 소정온도(T1)이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S5로 나아가서 제어수단(104)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기(33)의 운전주파수와 실외팬모터(125)의 회전수를 결정하여 압축기(33)와 실외팬을 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(122)과 실외팬모터구동수단(124)에 출력함과 동시에 사방밸브(31)를 제어하기위한 제어신호를 사방밸브구동수단(128)에 출력한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(122)에서는 제어수단(104)에서 결정된 운전주파수에 따라 압축기(33)를 구동시키고, 실외팬모터구동수단(124)에서는 제어수단(104)에서 결정된 회전수에 따라 실외팬을 구동시키며, 사방밸브구동수단(128)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 사방밸브(31)를 온시킴으로써 냉매가 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(35)→ 난방용 팽창밸브(37)→ 실외열교환기(39)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 가열되기 시작한다.

이때, 스텝S6에서 제어수단(104)은 내장되어 있는 타이머에 의해 압축기(33)의 구동시간을 카운터하기 시작하고, 스텝S7에서는 카운터한 구동시간이 소정시간(t2;약, 30초)을 경과하였는지를 판별한다.

상기 스텝S7에서의 판별결과, 소정시간(t2)이 경과한 경우(YES일 경우)에는 실내배관온도(Tip)가 소정시간(t2)이내에 소정온도(T3)에 도달하지 않은 상태(실외온도가 낮은 상태)라고 판단하여 스텝S71로 나아가서 제어수단(104)은 전기히터(27)와 실내팬(23)을 구동하기위한 제어신호를 히터구동수단(120)과 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

따라서, 상기 히터구동수단(126)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 전기히터(27)에 인가되는 전원전압을 공급하여 전기히터(27)를 구동시키고, 실내팬모터구동수단(126)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동시킨다.

한편, 상기 스텝S7에서의 판별결과, 소정시간(t2)이 경과하지 않은 경우(NO일 경우)에는 스텝S8로 나아가서 제어수단(104)은 실내배관온도감지수단(108)에 의해 감지된 실내배관온도(Tip)의 아날로그데이타를 입력받아 디지탈로 변환하여 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3;난방초기시 냉풍토출을 방지하는 예열배관온도, 약 32℃)이상인가를 판별한다.

상기 스텝S8에서의 판별결과, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3)미만인 경우(NO일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출될 수 있는 온도조건이라고 판단하여 송풍동작을 대기하면서 상기 스텝S6으로 복귀하여 스텝S6이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S8에서의 판별결과, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3)이상인 경우(YES일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출되지 않는 온도조건이라고 판단하여 스텝S9로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬(23)을 구동하기위한 제어신호를 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

따라서, 상기 실내팬모터구동수단(126)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동시킨다.

상기 실내팬(23)이 구동되면, 스텝S10에서는 압축기(33)에 의해 고온고압의 기체로 압축된 냉매가 사방밸브(31)를 통해 실내열교환기(19)에 유입되고, 실내열교환기(19)에서는 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실내팬(23)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 상온고압의 냉매로 냉각시킴에 따라 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기가 실내열교환기(19)를 통과하면서 온풍으로 열교환된다.

상기 실내열교환기(19)에서 온풍으로 열교환된 공기는 상부로 이동되어 토출구(7)에 회동가능케 설치된 상하풍향날개(9) 및 좌우풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하 또는 좌우로 풍향이 조절되면서 실내를 난방시킨다.

이때에, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 4℃이상이고, 실내배관온도(Tip)가 소정시간(t2)이내에 소정온도(T3)에 도달하지 않아 전기히터(27)가 구동되었다면, 상기 실내열교환기(19)에서 열교환된 온풍이 전기히터(27)를 통과하면서 가열되므로 토출구(7)를 통해 토출되는 공기의 온도가 난방에 충분한 온도로 올라간다.

그리고, 상기 실내열교환기(19)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력까지 팽창시키는 팽창밸브(35)와 난방용 팽창밸브(37)를 통과하면서 저온저압의 무상냉매로 감압되어 실외열교환기(39)에 유입된다.

따라서, 상기 실외열교환기(39)에서는 팽창밸브(35)와 난방용 팽창밸브(37)에서 감압된 저온저압의 무상냉매를 받아서 실외팬에 의해 송풍되는 공기를 냉매의 증발잠열에 의해 열교환하여 냉각하고, 상기 실외열교환기(39)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 사방밸브(31)를 통해 다시 압축기(33)로 흡입되면서 도 3의 점선으로 도시한 바와같이, 반복순환하는 난방싸이클을 형성하면서 실내난방을 수행한다.

상기와 같이, 난방운전이 일정시간 수행되면, 실내온도(Tr)가 점차 상승하므로 스텝S11로 나아가서 실내온도감지수단(106)은 이때에 변화하는 실내온도(Tr)를 감지하고, 제어수단(104)에서는 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 온도차를 연산한다음 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 온도차가 소정온도(T4;약, 1℃)이상인가를 판별한다.

상기 스텝S11에서의 판별결과, 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 온도차가 소정온도(T4)미만인 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S10으로 복귀하여 난방운전을 계속해서 수행하면서 스텝S10이하의 동작을 반복수행하고, 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 온도차가 소정온도(T4)이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S12로 나아가서 제어수단(104)은 압축기(33), 실외팬, 사방밸브(31), 실내팬(23) 및 전기히터(27)를 모두 오프시켜 난방운전을 중지하면서 상기 스텝S4로 복귀하여 스텝S4이하의 동작을 반복수행하는 난방대기상태로 복귀한다.

한편, 상기 스텝S4에서의 판별결과, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 온도차가 소정온도(T1)미만인 경우(NO일 경우)에는 스텝S41로 나아가서 제어수단(104)은 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)이상인가를 판별하여, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)미만인 경우(NO일 경우)에는 상기 스텝S4로 복귀하여 스텝S4이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S41에서의 판별결과, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)이상인 경우(YES일 경우)에는 스텝S42로 나아가서 제어수단(104)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 압축기(33)의 운전주파수와 실외팬모터(125)의 회전수를 결정하여 압축기(33)와 실외팬을 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(122)과 실외팬모터구동수단(124)에 출력함과 동시에 사방밸브(31)를 제어하기위한 제어신호를 사방밸브구동수단(128)에 출력한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(122)에서는 제어수단(104)에서 결정된 운전주파수에 따라 압축기(33)를 구동시키고, 실외팬모터구동수단(124)에서는 제어수단(104)에서 결정된 회전수에 따라 실외팬을 구동시키며, 사방밸브구동수단(128)에서는 제어수단(104)의 제어에 따라 사방밸브(31)를 온시킴으로써 냉매가 압축기(33)→ 사방밸브(31)→ 실내열교환기(19)→ 팽창밸브(35)→ 난방용 팽창밸브(37)→ 실외열교환기(39)→ 사방밸브(31)→ 압축기(33)순으로 순환되어 실내열교환기(19)가 가열되기 시작한다.

이때, 스텝S43에서 제어수단(104)은 실내배관온도감지수단(108)에 의해 감지된 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3)이상인가를 판별하여, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3)미만인 경우(NO일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출될 수 있는 온도조건이라고 판단하여 송풍동작을 대기하면서 상기 스텝S43으로 복귀하여 스텝S43이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S43에서의 판별결과, 실내배관온도(Tip)가 소정온도(T3)이상인 경우(YES일 경우)에는 실내로 냉풍이 토출되지 않는 온도조건이라고 판단하여 스텝S44로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬(23)을 구동하기위한 제어신호를 실내팬모터구동수단(126)에 출력한다.

따라서, 상기 실내팬모터구동수단(126)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(21)의 회전수를 제어하여 실내팬(23)을 구동시키면서 상기 스텝S10으로 나아가서 스텝S10이하의 동작을 반복수행한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 난방제어장치 및 그 방법에 의하면, 설정온도와 실내온도의 온도차를 연산하고, 실내배관온도가 소정온도에 도달하는 시간을 카운터하여 전기히터의 동작을 제어하므로 전력절감 및 빈번한 압축기 온/오프를 줄여 쾌적도를 향상시킨다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에서 열교환된 공기를 가열시켜 실내토출온도를 상승시키는 전기히터를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 난방을 제어하는 장치는 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 상기 실내열교환기의 온도를 감지하는 실내배관온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도의 온도차를 연산하고, 상기 압축기의 소정구동시간내에 상기 실내배관온도감지수단에 의해 감지된 실내배관온도가 냉풍방지온도에 도달하였는지를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단으로 부터의 제어신호에 따라 전기히터를 구동하는 히터구동수단으로 구성되어 있으며, 상기 제어수단은 설정온도 및 실내온도의 온도차가 히터구동온도 이상일 때 난방싸이클을 동작시킨후, 상기 압축기의 소정구동시간내에 실내배관온도가 냉풍방지온도에 도달하지 않으면 상기 전기히터를 실내팬과 함께 동작시켜 난방운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 난방제어장치.
2. 실내팬에 의해 송풍되는 공기를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기에서 열교환된 공기를 가열시켜 실내토출온도를 상승시키는 전기히터를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 공기조화기의 난방을 제어하는 장치는 설정온도를 입력하는 운전조작수단과, 실내온도를 감지하는 실내온도감지수단과, 압축기의 구동에 따른 난방운전시에 변화하는 상기 실내열교환기의 온도를 감지하는 실내배관온도감지수단과, 상기 운전조작수단에 의해 입력된 설정온도 및 상기 실내온도감지수단에 의해 감지된 실내온도의 온도차를 연산하고, 상기 압축기의 소정구동시간내에 상기 실내배관온도감지수단에 의해 감지된 실내배관온도가 냉풍방지온도에 도달하였는지를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어수단과, 상기 제어수단으로 부터의 제어신호에 따라 전기히터를 구동하는 히터구동수단으로 구성되어 있으며, 상기 제어수단은 설정온도 및 실내온도의 온도차가 히터구동온도 이상일 때 난방싸이클을 동작시킨후, 상기 압축기의 소정구동시간내에 실내배관온도가 냉풍방지온도에 도달하면 실내팬만을 동작시켜 난방운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 난방제어장치.
3. 설정온도와 실내온도의 온도차가 히터구동온도 이상인가를 판별하는 히터구동온도판별단계와, 상기 히터구동온도판별단계에서 온도차가 히터구동온도 이상이면 압축기, 실외팬, 사방밸브를 구동시켜 난방싸이클을 동작시키는 싸이클동작단계와, 상기 압축기의 구동시간이 실내열교환기의 온도를 상승시키는 소정구동시간을 경과하였는지를 판별하는 시간판별단계와, 상기 시간판별단계에서 압축기의 구동시간이 소정구동시간을 경과하지 않았을 때 실내배관온도가 냉풍방지온도에 도달하였는지를 판별하는 냉풍방지온도판별단계와, 상기 냉풍방지온도판별단계에서 실내배관온도가 소정구동시간내에 냉풍방지온도에 도달하지 않으면 전기히터와 실내팬을 함께 구동시켜 난방운전을 하는 제1난방단계와, 상기 냉풍방지온도판별단계에서 실내배관온도가 소정구동시간내에 냉풍방지온도에 도달하면 실내팬만을 구동시켜 난방운전을 하는 제2난방단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 난방제어방법.

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