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KR101984924B1 - 공기조화장치 및 그 제어방법 - Google Patents

공기조화장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101984924B1
KR101984924B1 KR1020170099751A KR20170099751A KR101984924B1 KR 101984924 B1 KR101984924 B1 KR 101984924B1 KR 1020170099751 A KR1020170099751 A KR 1020170099751A KR 20170099751 A KR20170099751 A KR 20170099751A KR 101984924 B1 KR101984924 B1 KR 101984924B1
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정용기
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 공기조화장치는, 외기가 실내측으로 이동하게 안내하는 급기 유로와, 내기가 실외측으로 이동하게 안내하는 배기 유로를 포함한다. 상기 공기조화장치는, ⅰ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기 및 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 열교환 모듈; 배기의 습도 정보를 감지하는 배기 습도 센서와, 내기의 습도 정보를 감지하는 내기 습도 센서를 포함하는 복수의 습도 센서; 및 제습 운전 또는 가습 운전 중에, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 상기 급기 유로 및 상기 배기 유로 상에 배치되도록 유로 절환하는 사이클 절환을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 배기의 습도 정보 및 상기 내기의 습도 정보를 근거로 하여 소정의 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환하게 제어한다.
본 발명에 따른 공기조화장치의 제어방법은, 제습 운전 또는 가습 운전 중, 공기내 수분의 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 근거로 하여 소정의 절환 조건의 만족여부를 판단하는 (a)단계; 및 상기 절환 조건이 만족되면, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 유로 절환하는 사이클 절환을 수행하는 (b)단계를 포함한다.

Description

공기조화장치 및 그 제어방법{Air Conditioner and Method for the same}
본 발명은 열교환 시스템이 구비된 공기조화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기조화장치는, 공기의 온도를 조절하거나 공기의 습도를 조절하는 장치이다.
실내 공기(내기)를 실외로 배출하는 배기 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있고, 실외 공기(외기)를 실내로 유입시키는 급기 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있다.
또한, 외기를 가열하여 실내로 공급하는 난방 운전 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있고, 외기를 냉각하여 실내로 공급하는 냉방 운전 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있다.
또한, 외기를 제습하여 실내로 공급하는 제습 운전 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있고, 외기를 가습하여 실내로 공급하는 가습 운전 기능을 가진 공기조화장치가 알려져 있다. 데시칸트(Desiccant) 방식을 이용하여, 제습 운전이나 가습 운전을 하는 공기조화장치가 알려져 있다.
종래의 데시칸드 방식을 이용한 제습 운전시 데시칸트 코팅에 흡착된 수분이 포화될 경우, 제습이 원활히 일어나지 않는 제습 기능 상의 문제가 있다. 본 발명의 제 1과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
종래의 데시칸드 방식을 이용한 가습 운전시 데시칸트 코팅에 흡착된 수분이 없을 경우, 가습이 원활히 일어나지 않는 가습 기능 상의 문제가 있다. 본 발명의 제 2과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
종래의 데시칸트 방식을 이용한 공기조화장치에 있어서는, 제습 운전 또는 가습 운전시에도 2개의 열교환기의 증발기 기능 및 응축기 기능이 주기적으로 절환된다. 그런데, 이러한 절환 주기가 너무 짧아지면, 열교환기의 기능 변경(증발기 기능 및 응축기 기능)이 잦아지며, 이에 따른 에너지 손실이 발생하고, 가습/제습 기능이 제대로 발휘되지 않는 구간이 길어지는 문제가 있다. 반면, 이러한 절환 주기가 너무 길어지면, 상술한 바와 같이 데시칸트 코팅에 흡착된 수분이 포화된 이후에도 제습 운전이 진행되어 제습 기능이 발휘되지 않거나, 데시칸트 코팅에 흡착된 수분이 없어진 이후에도 가습 운전이 진행되어 가습 기능이 발휘되지 않게되는 문제가 있다. 본 발명의 제 3과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
종래의 데시칸트 방식을 이용한 공기조화장치에 있어서, 가습 운전시에도, 다음의 절환 주기에 실내 가습을 위한 수분 저장을 위하여, 증발기로 기능하는 열교환기의 흡착제에도 충분한 수분 흡착이 필요하다. 본 발명의 제 4과제는 이러한 필요를 충족하게 하는 장치를 제안하는 것이다.
종래의 데시칸트 방식을 이용한 공기조화장치에 있어서, 제습 운전시에도, 다음의 절환 주기에 실내 제습을 위한 수분 흡착을 위하여, 응축기로 기능하는 열교환기의 흡착제로부터 충분한 수분 탈착이 필요하다. 본 발명의 제 5과제는 이러한 필요를 충족하게 하는 장치를 제안하는 것이다.
종래의 데시칸트 방식을 이용한 공기조화장치에 있어서 일정한 시간을 주기로 사이클 절환이 수행되면, 실내외 공기 상태 등의 조건에 따라, 상술한 문제들이 발생할 수 있다. 본 발명의 제 6과제는 절환 주기를 상황에 따라 변경 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 제 7과제는, 최적의 절환 시점을 판단하는 흡착제를 이용한 공기조화장치를 구현하는 것이다.
공기조화장치는 외기가 실내측으로 이동하게 안내하는 급기 유로와, 내기가 실외측으로 이동하게 안내하는 배기 유로를 포함한다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 공기조화장치는, ⅰ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기 및 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 열교환 모듈; 배기의 습도 정보를 감지하는 배기 습도 센서와, 내기의 습도 정보를 감지하는 내기 습도 센서를 포함하는 복수의 습도 센서; 및 제습 운전 또는 가습 운전 중에, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 상기 급기 유로 및 상기 배기 유로 상에 배치되도록 유로 절환하는 사이클 절환을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 배기의 습도 정보 및 상기 내기의 습도 정보를 근거로 하여 소정의 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환하게 제어한다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 공기조화장치는, ⅰ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기 및 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 열교환 모듈; 외기의 습도 정보를 감지하는 외기 습도 센서와, 급기의 습도 정보를 감지하는 급기 습도 센서를 포함하는 복수의 습도 센서; 및 제습 운전 또는 가습 운전 중에, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 상기 급기 유로 및 상기 배기 유로 상에 배치되도록 유로 절환하는 사이클 절환을 제어하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 상기 외기의 습도 정보 및 상기 급기의 습도 정보를 근거로 하여 소정의 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환하게 제어한다.
상기 복수의 습도 센서는, 배기의 습도 정보를 감지하는 배기 습도 센서와, 내기의 습도 정보를 감지하는 내기 습도 센서와를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 외기의 습도 정보, 상기 급기의 습도 정보, 상기 배기의 습도 정보 및 상기 내기의 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족 여부를 판단하게 제어할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 복수의 습도 센서의 습도 정보의 차이값이 소정치 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 배기의 절대 습도와 상기 내기의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 외기의 절대 습도와 상기 급기의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 배기의 절대 습도와 상기 내기의 절대 습도의 차이값이 제 1소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건; 및 상기 외기의 절대 습도와 상기 급기의 절대 습도의 차이값이 제 2소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건이 모두 만족할 때 만족하는 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 습도 조건이 불만족되더라도 현재 사이클 시간이 최대 기준값 이상이면 사이클 전환되게 기설정되는 최대 시간 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 습도 조건이 만족되더라도 현재 사이클 시간이 최소 기준값 미만이면 사이클 유지되게 기설정되는 최소 시간 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 현재 사이클 시간이 최소 기준값과 최대 기준값 사이의 값이 될 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함할 수 있다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 공기조화장치의 제어방법은, 제습 운전 또는 가습 운전 중, 공기내 수분의 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 근거로 하여 소정의 절환 조건의 만족여부를 판단하는 (a)단계; 및 상기 절환 조건이 만족되면, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 유로 절환하는 사이클 절환을 수행하는 (b)단계를 포함한다.
상기 (a)단계에서, 상기 흡착량 및 탈착량을 모두 감지할 수 있다. 상기 절환 조건은, 상기 탈착량이 기준 탈착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건; 및 상기 흡착량이 기준 흡착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 현재 사이클 시간이 최소 기준값과 최대 기준값 사이의 값이 될 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건을 통해서, 상기 흡착제에 수분이 포화된 상태에서 절환이 일어나게 하고, 제습 기능 및 가습 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 절환 조건을 통해서, 상기 흡착제에 흡착된 수분이 없는 상태에서 절환이 일어나게 하고, 제습 기능 및 가습 기능을 향상시킬 수 있다.
상기 절환 조건을 통해서, 상기 흡착제에 수분이 포화된 상태 및 상기 흡착제에 흡착된 수분이 없는 상태에서 절환이 일어나게 하고, 제습 기능 및 가습 기능에 도움이 되지 않는 시점까지 사이클 절환을 가급적 늦추어, 절환에 따른 에너지 손실을 더욱 감소시킬 수 있다.
제습/가능 기능을 향상시키고 에너지 손실을 최소화하는 최적의 사이클 절환 시점을 결정할 수 있는 효과가 있다.
상기 최대 시간 조건을 통해서, 상기 습도 센서의 고장이나 에러 등에 의해 지나치게 긴 시간 동안 사이클 절환이 일어나지 않는 것을 방지할 수 있다.
상기 최소 시간 조건을 통해서, 지나치게 잦은 사이클 절환으로 인한 제 1 및 2 열교환기의 증발기 기능 또는 응축기 기능이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 일부가 투영된 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기조화장치의 제 1층을 라인 S1-S1'를 따라 X축 방향으로 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 공기조화장치의 제 2층을 라인 S2-S2'를 따라 X축 방향으로 자른 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 공기조화장치의 냉매 흐름 및 공기 흐름의 개념도이다. 도 4a는, 제 1유로 모드의 공기 흐름을 보여주며, 제 2열교환 모드의 냉매 흐름을 보여준다. 도 4b는, 제 2유로 모드의 공기 흐름을 보여주며, 제 1열교환 모드의 냉매 흐름을 보여준다.
도 5는 도 1의 공기조화장치의 제어 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는, 증발기로 기능하는 열교환기(41 또는 42)의 수분 흡착에 따른 공기 상태 변화를 보여주는 습공기 선도(psychometric chart) 및 개념도이다. 도 6a는 증발기(41 또는 42)의 흡착제(Ab)가 포화되기 전 수분(W)을 흡착하는 경우, 공기 상태 변화의 예시를 보여준다. 도 6b는 증발기(41 또는 42)의 흡착제(Ab)가 포화되어 흡착된 수분(W) 이외에 결로 수분(W')이 생기는 경우, 공기 상태 변화의 예시를 보여준다.
도 6c는, 응축기로 기능하는 열교환기(41 또는 42)의 수분 탈착에 따라, 흡착제(Ab)의 수분이 모두 탈착된 상태를 보여주는 개념도이다.
도 7은 공기조화장치의 일 실시예(E1)에 따른 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 공기조화장치의 다른 실시예(E2)에 따른 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 9은 공기조화장치의 또 다른 실시예(E3)에 따른 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10는 공기조화장치의 또 다른 실시예(E4)에 따른 제어방법을 도시한 순서도이다.
도면들에 표기된 화살표 O 및 I는 각각 실외측(O) 및 실내측(I)을 의미한다. 실외측(O) 및 실내측(I)은 본 발명에 따른 공기조화장치가 흡입하거나 토출하는 공기와 주변 환경과의 관계를 설명하기 위한 것으로서, 도면에서는 예시적으로 실외측(O) 및 실내측(I)이 서로 반대 방향으로 도시되었으나, 서로 반대 방향이 아닐 수도 있다.
도 1을 참고하여, X축 방향은 +X축 방향과 -X축 방향을 포괄하는 의미이며, Y축 방향은 +Y축 방향과 -Y축 방향을 포괄하는 의미이다. 본 도면에서는, Y축 방향 및 X축 방향을 각각 상하 방향 및 좌우 방향으로 지칭하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 설명에서 언급되는 '상류' 및 '하류'는, 해당되는 유로 상에서 유체의 흐름 방향을 기준으로 정의된다.
이하에서 언급되는 구성요소의 용어 중 앞에 ‘제 1, 제 2, 제 3’ 등의 표현이 붙는 용어는, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것 일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제 1 구성요소 없이 제 2구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
본 설명 전체에 걸쳐 언어적/수학적으로 표현된 대소비교에 있어서, '작거나 같음(이하)'과 '작음(미만)'은 통상의 기술자 입장에서 서로 용이하게 치환가능한 정도이며, '크거나 같음(이상)'과 '큼(초과)'은 통상의 기술자 입장에서 서로 용이하게 치환가능한 정도이며, 본 발명을 구현함에 있어서 치환하여도 그 효과 발휘에 문제가 되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치는, 외형을 형성하는 케이스(10)를 포함한다. 상기 공기조화장치는, 외기(Outdoor Air)(OA)가 실내측(I)으로 이동하게 안내하는 급기 유로(OA-SA)를 포함한다. 상기 공기조화장치는, 내기(Indoor Air)(IA)가 실외측(O)으로 이동하게 안내하는 배기 유로(IA-EA)를 포함한다. 상기 공기조화장치는, 공기를 이동시키도록 압력을 가하는 팬모듈(20, 30)을 포함한다. 상기 공기조화장치는, 공기 중 수분량을 변경시키도록 구비된 열교환 모듈(40)을 포함한다.
도 4a 및 도 4b를 참고하여, 급기 유로(OA-SA)는 외기(OA)가 유입되어 급기(Supplying Air)(SA)로 배출되기 까지의 경로를 가진 유로를 의미한다. 배기 유로(IA-EA)는 내기(IA)가 유입되어 배기(Exhaust Air)(EA)로 배출되기 까지의 경로를 가진 유로를 의미한다. 급기 유로(OA-SA) 및 배기 유로(IA-EA)는 후술할 댐퍼들에 의해 변경 가능하게 구비된다. 외기(OA)는 급기 유로(OA-SA)를 거치며 급기(SA)가 되고, 내기(IA)는 배기 유로(IA-EA)를 거치며 배기(EA)가 된다.
도 1 내지 도 3을 참고하여, 케이스(10)는 상기 공기조화장치의 외관을 형성한다. 케이스(10)의 내부에 급기 유로(OA-SA) 및 배기 유로(IA-EA)가 형성된다. 케이스(10)의 내부에 팬모듈(20, 30)이 배치된다. 케이스(10)의 내부에 열교환 모듈(40)이 배치된다. 케이스(10)의 내부에 후술할 챔버들 및 댐퍼들이 배치된다.
팬모듈(20, 30)은, 공기가 실외 측으로 토출되도록 공기에 압력을 가하는 배기팬(20)을 포함한다. 배기팬(20)은 배기 챔버(58) 또는 내기 챔버(52)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 배기팬(20)은 배기 챔버(58)에 배치된다.
팬모듈(20, 30)은, 공기를 실내 측으로 토출시키도록 공기에 압력을 가하는 급기팬(30)을 포함한다. 급기팬(30)은 외기 챔버(56) 또는 급기 챔버(54)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 급기팬(30)은 급기 챔버(54)에 배치된다.
상기 공기조화장치는 공기 유로 상의 이물질을 걸러내는 필터(19)를 포함할 수 있다. 필터(19b, 19c)는 급기 유로(OA-SA) 상의 이물질을 걸러낸다. 필터(19a, 19d)는 배기 유로(IA-EA) 상의 이물질을 걸러낸다.
내기 챔버(52) 상에 필터(19a)가 배치될 수 있다. 배기 챔버(58) 상에 필터(19d)가 배치될 수 있다. 외기 챔버(56) 상에 필터(19c)가 배치될 수 있다. 급기 챔버(54) 상에 필터(19b)가 배치될 수 있다.
도 4a 내지 도 4b을 참고하여, 열교환 모듈(40)은 냉매가 순환하는 압축기(45)와 제 1열교환기(41)와 팽창밸브(43)와 제 2열교환기(42)를 포함한다. 열교환 모듈(40)은 압축기(45)와 제 1열교환기(41)와 팽창밸브(43)와 제 2열교환기(42)를 연결하는 냉매배관 (미도시)를 포함한다.
제습 운전(제습 운전 모드) 또는 가습 운전(가습 운전 모드) 중에, 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42) 중 어느 하나는 증발기로 기능하고 다른 하나는 응축기로 기능하게 구비된다. 냉매가 압축기(45)와 제 1열교환기(41)와 팽창밸브(43)와 제 2열교환기(42)를 순차적으로 거치며 냉매 사이클을 형성할 경우, 제 1열교환기(41)가 응축기로 기능하고 제 2열교환기(42)가 증발기로 기능한다. 냉매가 압축기(45)와 제 2열교환기(42)와 팽창밸브(43)와 제 1열교환기(41)를 순차적으로 거치며 냉매 사이클을 형성할 경우, 제 2열교환기(42)가 응축기로 기능하고 제 1열교환기(41)가 증발기로 기능한다.
열교환 모듈(40)은, 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)가 수행하는 증발기의 기능 및 응축기의 기능을 서로 절환시켜주는 냉매절환밸브(44)를 더 포함할 수 있다. 냉매절환밸브(44)에 의해, 냉매 사이클이 절환될 수 있고, 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42)의 응축기 기능 및 압축기 기능이 서로 절환될 수 있다.
압축기(45)를 거친 냉매는, 냉매절환밸브(44)에 의하여 제 1열교환기(41) 측으로 유입되거나 제 2열교환기(42) 측으로 유입될 수 있다. 냉매는 압축기(45) 및 냉매절환밸브(44)를 순차적으로 거친 후, 냉매절환밸브(44)에 의해 선택된 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42) 중 어느 하나로 먼저 이동한 후, 팽창밸브(43)를 거쳐, 제 1열교환기(41) 및 제 2열교환기(42) 중 다른 하나로 이동한다. 제 1열교환기(41), 팽창밸브(43) 및 제 2열교환기(42)를 모두 거친 냉매는 어큐뮬레이터(accumulator) (미도시)를 지나 다시 압축기(45)로 회수될 수 있다.
제 1열교환기(41)는 제 1공유 유로(11) 상에 배치된다. 제 2열교환기(42)는 제 2공유 유로(12) 상에 배치된다.
급기 유로(OA-SA) 및 배기 유로(IA-EA) 중, 어느 하나 상에는 제 1열교환기(41)가 배치되고 다른 하나 상에는 제 2열교환기(42)가 배치된다.
도 4a를 참고하여, 제 1공유 유로(11)가 배기 유로(IA-EA)의 일부를 구성하고 제 2공유 유로(12)가 급기 유로(OA-SA)의 일부를 구성하는 제 1유로 모드에서, 배기 유로(IA-EA) 상에 제 1열교환기(41)가 배치되고 급기 유로(OA-SA) 상에 제 2열교환기(42)가 배치된다.
도 4b를 참고하여, 제 1공유 유로(11)가 급기 유로(OA-SA)의 일부를 구성하고 제 2공유 유로(12)가 배기 유로(IA-EA)의 일부를 구성하는 제 2유로 모드에서, 배기 유로(IA-EA) 상에 제 2열교환기(42)가 배치되고 급기 유로(OA-SA) 상에 제 1열교환기(41)가 배치된다.
예를 들어, 냉매절환밸브(44)로 제 1 및 2 열교환기(41, 42)의 기능을 서로 절환시키지 않은 상태에서도, 제 1유로 모드(도 4a 참고) 및 제 2유로 모드(도 4b 참고) 중 어느 하나에서 다른 하나로 변경시킴으로써, 가습 운전 모드 및 제습 운전 모드 중 어느 하나에서 다른 하나로 변경시킬 수 있다.
제어부(2)는, 제습 운전 또는 가습 운전 모드 중에, ⅰ제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 '냉매 절환'하는 동시에 ⅱ제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 교대로 급기 유로(OA-SA) 및 배기 유로(IA-EA) 상에 배치되도록 '유로 절환'하는 사이클 절환을 제어한다.
제 1유로 모드 및 제 2유로 모드 중 어느 하나에서 다른 하나로 절환(유로 절환)과 동시에, 냉매절환밸브(44)로 제 1 및 2 열교환기(41, 42)의 기능을 서로 절환(냉매 절환)시킴으로써, 제습 운전 모드가 유지된 상태에서도 제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 서로 번갈아가며 증발기 기능 및 응축기 기능을 수행할 수 있다.
상기 유로 절환과 동시에 상기 냉매 절환시킴으로써, 가습 운전 모드가 유지된 상태에서도 제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 서로 번갈아가며 증발기 기능 및 응축기 기능을 수행할 수 있다.
열교환 모듈(40)은 제습 기능을 수행할 수 있다. 열교환 모듈(40)에 의해서, 급기(SA)를 제습할 수 있고, 배기(EA)를 제습할 수도 있다. 제습 운전이란, 급기(SA)를 제습하는 운전을 의미한다. 제습 운전시, 배기(EA)의 가습이 동시에 수행될 수 있다. 열교환 모듈(40)은 공기 중의 수분을 흡착하여 제습할 수 있다. 열교환 모듈(40)은 실내측(I)으로 토출될 공기 중의 수분을 흡착하여, 실내측(I)으로 제습된 공기가 토출되게 할 수 있다. 이 때, 열교환 모듈(40)은 실외측(O)으로 토출될 공기 중에 수분을 공급하여, 실외측(O)으로 가습된 공기가 토출되게 할 수 있다.
열교환 모듈(40)은 가습 기능을 수행할 수 있다. 열교환 모듈(40)에 의해서, 급기(SA)를 가습할 수 있고, 배기(EA)를 가습할 수도 있다. 가습 운전이란, 급기(SA)를 가습하는 운전을 의미한다. 가습 운전시, 배기(EA)의 제습이 동시에 수행될 수 있다. 열교환 모듈(40)은 흡착하여 저장된 수분을 공기 중에 탈착하여 가습할 수 있다. 열교환 모듈(40)은 실내측(I)으로 토출될 공기 중에 수분을 공급하여, 실내측(I)으로 가습된 공기가 토출되게 할 수 있다. 이 때, 열교환 모듈(40)은 실외측(O)으로 토출될 공기 중의 수분을 흡착하여, 실외측(O)으로 제습된 공기가 토출되게 할 수 있다.
열교환 모듈(40)은 공기 중 수분을 흡착하게 구비된 흡착제(Ab)를 포함한다. 흡착제(Ab)는 제 1 및 2 열교환기(41, 42)의 외표면에 배치된다. 흡착제(Ab)는 상대적으로 저온에서 공기 중의 수분을 흡착하고 상대적으로 고온에서 공기 중으로 수분을 탈착시키게 구비된다.
흡착제(Ab)의 예시로서, 제 1 및 2 열교환기(41, 42)의 표면에 데시칸트(Desiccant) 코팅이 구비될 수 있다. 상기 데시칸트 코팅은 공기 중의 수분을 흡수하고, 열을 가할 경우 흡수된 수분을 공기 중으로 방출 시킬 수 있는 재질이며, 당업자가 일반적으로 사용하는 소재이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 제 1 및 2 열교환기(41, 42)는 사이클(cycle) 절환에 따라 교대로 응축기 또는 증발기로 기능할 수 있다. 어느 한 열교환기(41 or 42)의 외부에 배치된 흡착제(Ab)는, 상기 어느 한 열교환기(41 or 42)가 증발기로 기능할 때 수분을 흡수하고, 이미 흡수된 수분을 상기 어느 한 열교환기(41 or 42)가 응축기로 기능할 때 공기 중으로 방출시킨다.
상기 흡착제(Ab)는 수분을 흡착함에 따라 수분 포화도가 높아지는데, 상기 절환 사이클에 따라 제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 교대로 응축기 또는 증발기로 기능하게 하여, 지속적인 상기 제습 운전 또는 상기 가습 운전이 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하여, 상기 공기조화장치는 제 1열교환기(41)가 배치되는 제 1공유 유로(11)와, 제 2열교환기(42)가 배치되는 제 2공유 유로(12)를 포함한다. 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)는 서로 별도의 유로를 형성한다. 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)는 적층되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2공유 유로(12)는 제 1공유 유로(11)의 상측에 적층된다. 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)는 케이스(10) 내에 배치된다.
제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)는 공유 유로 분리판(13)에 의해 제 1층 및 제 2층으로 구획되게 분리된다. 본 실시예에서 공유 유로 분리판(13)의 하측에는 제 1공유 유로(11)가 배치되고, 공유 유로 분리판(13)의 상측에는 제 2공유 유로(12)가 배치된다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 하측에 제 2공유 유로(12)가 배치되고 상측에 제 1공유 유로(11)가 배치될 수도 있고, 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)가 좌우 방향으로 배치될 수도 있다.
도 1 내지 도 10을 참고하여, 상기 공기조화장치는, 제 1 및 2 공유 유로(11, 12)의 양단측(상류측 및 하류측)에 배치되는 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)를 포함한다. 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)는 각각 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)와 유로상 연결 가능하게 배치된다. 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)는 각각 상기 공유 유로 분리판(13)을 가로지르는 방향으로 연결된 공간을 형성한다. 본 실시예에서, 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)는 각각 공유 유로 분리판(13)을 상하로 가로지르며 연결된 공간을 형성한다. 이에 따라, 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)는 각각, 공유 유로 분리판(13) 하측의 제 1공유 유로(11) 및 공유 유로 분리판(13) 상측의 제 2공유 유로(12)에 연결 가능하게 배치된다. 후술할 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)에 의해, 복수의 챔버(52, 54, 56, 58)는 각각 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)와 유로상 연결 여부가 변경된다.
외기 챔버(56)는 실외측(O)으로부터 외기(OA)를 흡입한다. 실외측(O)으로부터 외기 챔버(56)의 내부로 외기(OA)가 유입된다. 외기 챔버(56)는 급기 유로(OA-SA)의 상류 부분의 적어도 일부를 구성한다.
급기 챔버(54)는 실내측(I)으로 급기(SA)를 토출시킨다. 급기 챔버(54)의 내부로부터 실내측으로 급기(SA)가 유출된다. 급기 챔버(54)는 상기 급기 유로의 하류 부분의 적어도 일부를 구성한다.
내기 챔버(52)는 실내측(I)으로부터 내기(IA)를 흡입한다. 내기 챔버(52)의 내부로 내기(IA)가 유입된다. 내기 챔버(52)는 배기 유로(IA-EA)의 상류 부분의 적어도 일부를 구성한다.
배기 챔버(58)는 실외측(O)으로 배기(EA)를 토출시킨다. 배기 챔버(58)의 내부로부터 실외측(O)으로 배기(EA)가 유출된다. 배기 챔버(58)는 배기 유로(IA-EA)의 하류 부분의 적어도 일부를 구성한다.
외기 챔버(56)와 급기 챔버(54)의 사이에 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)가 배치된다. 내기 챔버(52)와 배기 챔버(58)의 사이에 제 1공유 유로(11) 및 제 2공유 유로(12)가 배치된다.
도 4a를 참고하여, 제 1유로 모드에서, 외기(OA)는 외기 챔버(56)로 유입된 후, 제 2공유 유로(12) 및 급기 챔버(54)를 순차적으로 거쳐, 실내측(I)으로 공급된다. 제 1유로 모드에서, 내기(IA)는 내기 챔버(52)로 유입된 후, 제 1공유 유로(11) 및 배기 챔버(58)를 순차적으로 거쳐, 실외측(O)으로 배출된다.
도 4b를 참고하여, 제 2유로 모드에서, 외기(OA)는 외기 챔버(56)로 유입된 후, 제 1공유 유로(11) 및 급기 챔버(54)를 순차적으로 거쳐, 실내측(I)으로 공급된다. 제 2유로 모드에서, 내기(IA)는 내기 챔버(52)로 유입된 후, 제 2공유 유로(12) 및 배기 챔버(58)를 순차적으로 거쳐, 실외측(O)으로 배출된다.
내기 챔버(52)와 급기 챔버(54)는 제 1 및 2 공유 유로(11, 12)를 기준으로 실내측(I)에 배치될 수 있다. 내기 챔버(52)와 급기 챔버(54)는 실내측 챔버 분리판(17)에 의해 좌우(X축 방향)으로 구분될 수 있다. 실내측 챔버 분리판(17)은 공유 유로 분리판(13)을 가로지르는 방향으로 연장될 수 있다. 실내측 챔버 분리판(17)에 의해 분리된 두 공간의 배열 방향(X축 방향)과 공유 유로 분리판(13)에 의해 분리된 두 공간의 배열 방향(Y축 방향)은 서로 수직이다.
외기 챔버(56)와 배기 챔버(58)는 제 1 및 2 공유 유로(11, 12)를 기준으로 실외측(O)에 배치될 수 있다. 외기 챔버(56)와 배기 챔버(58)는 실외측 챔버 분리판(18)에 의해 좌우(X축 방향)으로 구분될 수 있다. 실외측 챔버 분리판(18)은 공유 유로 분리판(13)을 가로지르는 방향으로 연장될 수 있다. 실외측 챔버 분리판(18)에 의해 분리된 두 공간의 배열 방향(X축 방향)과 공유 유로 분리판(13)에 의해 분리된 두 공간의 배열 방향(Y축 방향)은 서로 수직이다.
도 1 내지 도 4b를 참고하여, 상기 공기조화장치는 제 1공유 유로(11) 또는 제 2공유 유로(12)와 상기 복수의 챔버(52, 54, 56, 58) 사이의 유로상 연결을 조절하는 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)을 포함한다. 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)은 제 1공유 유로(11)의 말단 또는 제 2공유 유로(12)의 말단에 배치된다.
제 1내기 댐퍼(62a)는 제 1공유 유로(11)와 내기 챔버(52)의 연결을 개폐한다.
제 1배기 댐퍼(68a)는 제 1공유 유로(11)와 배기 챔버(58)의 연결을 개폐한다.
제 1외기 댐퍼(66a)는 제 1공유 유로(11)와 외기 챔버(56)의 연결을 개폐한다.
제 1급기 댐퍼(64a)는 제 1공유 유로(11)와 급기 챔버(54)의 연결을 개폐한다.
제 2내기 댐퍼(62b)는 제 2공유 유로(12)와 내기 챔버(52)의 연결을 개폐한다.
제 2배기 댐퍼(68b)는 제 2공유 유로(12)와 배기 챔버(58)의 연결을 개폐한다.
제 2외기 댐퍼(66b)는 제 2공유 유로(12)와 외기 챔버(56)의 연결을 개폐한다.
제 2급기 댐퍼(64b)는 제 2공유 유로(12)와 배기 챔버(58)의 연결을 개폐한다.
제 1내기 댐퍼(62a) 및 제 1배기 댐퍼(68a)는 제 1공유 유로(11)의 양단에 각각 배치된다.
제 1외기 댐퍼(66a) 및 제 1급기 댐퍼(64a)는 제 1공유 유로(11)의 양단에 각각 배치된다.
제 2내기 댐퍼(62b) 및 제 2배기 댐퍼(68b)는 제 2공유 유로(12)의 양단에 각각 배치된다.
제 2외기 댐퍼(66b) 및 제 2급기 댐퍼(64b)는 제 2공유 유로(12)의 양단에 각각 배치된다.
도 5을 참고하여, 상기 공기조화장치는 사용자로부터 지시를 입력받는 입력부(3)를 포함할 수 있다. 상기 공기조화장치는 공기의 상태를 감지하는 센서부(110, 120)을 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치는 센서부(110, 120)의 감지 정보 및/또는 입력부(3)의 입력 정보를 근거로 공기조화장치의 작동을 제어하는 제어부(2)를 포함할 수 있다.
제어부(2)는 열교환 모듈(40)의 작동을 제어할 수 있다. 제어부(2)는 압축기(45)의 작동 여부를 제어할 수 있다. 제어부(2)는 냉매절환밸브(44)의 절환 동작을 제어할 수 있다. 제어부(2)는 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)의 개폐 동작을 제어할 수 있다.
상기 공기조화장치는 공기의 습도를 감지하는 복수의 습도 센서(110)을 포함한다. 습도 센서(110)는 공기조화장치가 처리하는 공기의 습도 정보를 감지할 수 있다. 습도 센서(110)는 공기의 절대 습도(Ha) 또는 상대 습도(Hr)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 습도 센서(110)는 공기의 절대 습도(Ha)를 직접적으로 감지할 수도 있고, 공기의 상대 습도(Hr) 및 온도를 측정하여 결과적으로 절대 습도(Ha)를 감지할 수도 있다.
복수의 습도 센서(110)는 실내측(I)의 공기 습도를 감지하는 실내 습도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 복수의 습도 센서(110)는, 실외측(O)의 공기 습도를 감지하는 실외 습도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 5를 참고하여, 복수의 습도 센서(110)는, 내기(IA)의 습도를 감지하는 내기 습도 센서(112)를 포함할 수 있다. 내기 습도 센서(112)는, 배기 유로(IA-EA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 상류 지점의 내기(IA)의 습도를 감지할 수 있다. 내기 습도 센서(112)는 내기 챔버(52)에 배치될 수 있다.
도 4a 내지 도 5를 참고하여, 복수의 습도 센서(110)는, 급기(SA)의 습도를 감지하는 급기 습도 센서(114)를 포함할 수 있다. 급기 습도 센서(114)는, 급기 유로(OA-SA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 하류 지점의 급기(SA)의 습도를 감지할 수 있다. 급기 습도 센서(114)는 급기 챔버(54)에 배치될 수 있다.
도 4a 내지 도 5를 참고하여, 복수의 습도 센서(110)는, 외기(OA)의 습도를 감지하는 외기 습도 센서(116)를 포함할 수 있다. 외기 습도 센서(116)는, 급기 유로(OA-SA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 상류 지점의 외기(OA)의 습도를 감지할 수 있다. 외기 습도 센서(116)는 외기 챔버(56)에 배치될 수 있다.
도 4a 내지 도 5를 참고하여, 복수의 습도 센서(110)는, 배기(EA)의 습도를 감지하는 배기 습도 센서(118)를 포함할 수 있다. 배기 습도 센서(118)는, 배기 유로(IA-EA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 하류 지점의 배기(EA)의 습도를 감지할 수 있다.
복수의 습도 센서(110)는, 증발기 입구 공기(증발기를 거치기 전 공기) 및 증발기 출구 공기(증발기를 거친 후 공기)의 습도 정보를 감지할 수 있다. 복수의 습도 센서(110)는, 응축기기 입구 공기(응축기를 거치기 전 공기) 및 응축기 출구 공기(응축기를 거친 후 공기)의 습도 정보를 감지할 수 있다. 복수의 습도 센서(110)는, 증발기 입구 공기(증발기를 거치기 전 공기), 증발기 출구 공기(증발기를 거친 후 공기), 응축기기 입구 공기(응축기를 거치기 전 공기) 및 응축기 출구 공기(응축기를 거친 후 공기)의 습도 정보를 감지할 수 있다.
제 1실시예에서, 복수의 습도 센서(110)는 배기 유로(IA-EA)의 입구 공기(배기 유로 상 열교환기를 거치기 전 공기) 및 배기 유로(IA-EA)의 출구 공기(배기 유로 상 열교환기를 거친 후 공기)의 습도 정보를 감지한다. 제 1실시예에서, 제습 운전시 복수의 습도 센서(110)가 응축기 입구 공기 및 응축기 출구 공기의 습도 정보를 감지하고, 가습 운전시 복수의 습도 센서(110)가 증발기 입구 공기 및 증발기 출구 공기의 습도 정보를 감지한다.
제 2실시예에서, 복수의 습도 센서(110)는 급기 유로(OA-SA)의 입구 공기(급기 유로 상 열교환기를 거치기 전 공기) 및 급기 유로(OA-SA)의 출구 공기(급기 유로 상 열교환기를 거친 후 공기)의 습도 정보를 감지한다. 제 2실시예에서, 제습 운전시 복수의 습도 센서(110)가 증발기 입구 공기 및 증발기 출구 공기의 습도 정보를 감지하고, 가습 운전시 복수의 습도 센서(110)가 응축기 입구 공기 및 응축기 출구 공기의 습도 정보를 감지한다.
제 3실시예에서, 복수의 습도 센서(110)는 배기 유로(IA-EA)의 입구 공기, 배기 유로(IA-EA)의 출구 공기, 급기 유로(OA-SA)의 입구 공기, 및 급기 유로(OA-SA)의 출구 공기의 습도 정보를 감지한다. 제 3실시예에서, 제습 운전시 및 가습 운전시에, 복수의 습도 센서(110)가 응축기 입구 공기, 응축기 출구 공기, 증발기 입구 공기, 및 증발기 출구 공기의 습도 정보를 감지한다.
상기 공기조화장치는 공기의 온도를 감지하는 적어도 하나의 온도 센서(120)를 포함할 수 있다. 온도 센서(120)는 공기조화장치가 처리하는 공기의 온도 정보를 감지할 수 있다.
적어도 하나의 온도 센서(120)는, 실내측(I)에서 흡입된 내기(IA)의 온도를 감지하는 내기 온도 센서(122)를 포함할 수 있다. 내기 온도 센서(122)는, 배기 유로(IA-EA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 상류 지점의 내기(IA)의 온도를 감지할 수 있다. 내기 온도 센서(122)는 내기 챔버(52)에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 온도 센서(120)는, 열교환 모듈(40)을 거쳐 실내측(I)으로 공급되는 급기(SA)의 온도를 감지하는 급기 온도 센서(124)를 포함할 수 있다. 급기 온도 센서(124)는, 급기 유로(OA-SA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 하류 지점의 급기(SA)의 온도를 감지할 수 있다. 급기 온도 센서(124)는 급기 챔버(54)에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 온도 센서(120)는, 실외측(O)에서 흡입된 외기(OA)의 온도를 감지하는 외기 온도 센서(126)를 포함할 수 있다. 외기 온도 센서(126)는, 급기 유로(OA-SA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 상류 지점의 외기(OA)의 온도를 감지할 수 있다. 외기 온도 센서(126)는 외기 챔버(56)에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 온도 센서(120)는, 열교환 모듈(40)을 거쳐 실외측(O)으로 배출되는 배기(EA)의 온도를 감지하는 배기 온도 센서(128)를 포함할 수 있다. 배기 온도 센서(128)는, 배기 유로(IA-EA) 상에서 열교환 모듈(40)보다 하류 지점의 배기(EA)의 온도를 감지할 수 있다.
적어도 하나의 온도 센서(120)는, 실내측(I)의 공기 온도를 감지하는 실내 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 온도 센서(120)는, 실외측(O)의 공기 온도를 감지하는 실외 온도 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 습도 센서(110)와 온도 센서(120)를 별도로 도시하였으나, 이는 하나의 센서가 온습도를 모두 센싱하는 실시예까지 포괄하는 의미로 이해될 수 있다.
제어부(2)는 입력부(3)의 입력 신호를 근거로 하여 상기 공기조화장치를 제어할 수 있다. 제어부(2)는 온도 센서(120)의 감지 신호를 근거로 하여 상기 공기조화장치를 제어할 수 있다. 제어부(2)는 습도 센서(110)의 감지 신호를 근거로 하여 상기 공기조화장치를 제어할 수 있다.
제어부(2)는 상기 입력 신호 및/또는 상기 감지 신호를 근거로 하여 복수의 운전 모드 중 적어도 하나를 선택하게 제어할 수 있다.
제어부(2)는 복수의 열교환 모드 중 어느 하나를 선택하기 위하여, 냉매절환밸브(44)의 절환 기능을 제어할 수 있다.
제어부(2)는 복수의 유로 모드 중 어느 하나를 선택하기 위하여, 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)의 작동을 제어할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참고하여, 증발기(41 또는 42)의 흡착제(Ab)가 포화되기 전 수분(W)을 흡착하는 경우의 습공기 선도 상의 공기 상태 변화와, 흡착제(Ab)가 포화된 경우의 습공기 선도 상의 공기 상태 변화의 예시를 설명하면 다음과 같다.
6a 및 도 6b에서, W는 흡착제(Ab)에 의해 흡착된 수분을 도시한 것이고, W'는 흡착제(Ab)의 외부에 결로 수분을 도시한 것이다. 도 6a 및 도 6b의 습공기 선도 상에서, X축(수평축) 좌표는 건구 온도(Td)를 의미하고, Y축(수직축) 좌표는 절대 습도를 의미하며, 우하단에서 좌상단으로 연장되는 대각선 좌표는 습구 온도(Tw)를 의미하고, 좌하단에서 우상단으로 휘어지며 연장되는 곡선 좌표는 상대 습도를 의미한다.
도 6a의 습공기 선도에는, 증발기(41 or 42)를 통과하기 전의 공기의 상태(C1) 및 통과한 후의 공기의 상태(C2)가 도시되고, 전후 공기의 절대 습도 차이(D1)가 도시된다. 도 6b의 습공기 선도에는, 증발기(41 or 42)를 통과하기 전의 공기의 상태(C3) 및 통과한 후의 공기의 상태(C4)가 도시되고, 전후 공기의 절대 습도 차이(D2)가 도시된다.
제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 증발기로 기능하는 어느 하나를 통과하는 공기(제습 운전시에는 외기이고, 가습 운전시에는 내기임) 중의 수분 중 적어도 일부가 흡착제(Ab)에 흡착된다. 흡착제(Ab)에 흡착된 수분(W)의 양이 늘어남에 따라 흡착제(Ab)는 포화 상태에 가까워지게 된다.
도 6a를 참고하여, 증발기(41 or 42)의 흡착제(Ab)가 포화 상태에 이르기 전에는, 공기 중의 수분은 활발하게 흡착제(Ab)에 흡수된다. 설령, 국소적으로 흡착제(Ab)의 외표면에 결로 수분이 발생하더라도 결로 수분은 곧 흡착제(Ab)로 흡수되게 된다. 이에 따라, 증발기(41 or 42)를 통과한 공기의 상태(C2)는 통과 전 공기의 상태(C1)에 비해, 절대 습도(Ha)가 상대적으로 크게 감소한다. 증발기 입구 공기 및 증발기 출구 공기의 절대 습도 차이값(D1)(감소량)이 상대적으로 커진다.
도 6b를 참고하여, 증발기(41 or 42)의 흡착제(Ab)가 포화 상태에 이른 경우에는, 공기 중의 수분은 더 이상 흡착제(Ab)에 흡수되지 않는다. 증발기(41 or 42)를 통과하는 공기 중의 수분이 흡착제(Ab)의 외표면 등에 결로 수분(W')을 형성시킬 수 있다. 증발기(41 or 42)를 통과한 공기는 이슬점 온도 이하로 낮아지면서 상대 습도가 100%가되고 결로가 발생될 수 있다. 이에 따라, 증발기(41 or 42)를 통과한 공기의 상태(C2)는 통과 전 공기의 상태(C1)에 비해, 절대 습도(Ha)가 상대적으로 작게 감소한다. 증발기 입구 공기 및 증발기 출구 공기의 절대 습도 차이값(D2)(감소량)이 상대적으로 작아진다.
한편, 응축기(41 또는 42)의 흡착제(Ab)가 흡착한 수분(W)이 잔존하는 경우의 공기 상태 변화와, 흡착제(Ab)가 모든 수분(W)을 탈착한 경우의 공기 상태 변화의 예시를 설명하면 다음과 같다.
제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 응축기로 기능하는 어느 하나를 통과하는 공기(제습 운전시에는 내기이고, 가습 운전시에는 외기임)에게 흡착제(Ab)의 수분(W)이 탈착된다. 흡착제(Ab)로부터 탈착된 수분(W)의 양이 늘어남에 따라 흡착제(Ab)의 흡착 수분은 점차 사라지게 된다.
도 6a 및 도 6b의 개념도와 같이 흡착제(Ab)의 잔존 수분(W)이 있는 경우에는, 응축기(41 or 42)를 통과하는 공기에 상대적으로 많은 수분이 가습될 수 있다. 이에 따라, 응축기(41 or 42)를 통과한 공기의 상태는 통과 전 공기의 상태에 비해, 절대 습도(Ha)가 상대적으로 크게 감소한다. 응축기 입구 공기 및 응축기 출구 공기의 절대 습도 차이값(증가량)이 상대적으로 커진다.
도 6c의 개념도와 같이 흡착제(Ab)의 잔존 수분이 없는 경우에는, 응축기(41 or 42)를 통과하는 공기에 수분이 거의 가습되지 않는다. 이에 따라, 응축기(41 or 42)를 통과한 공기의 상태는 통과 전 공기의 상태에 비해, 절대 습도(Ha)가 상대적으로 작게 증가한다. 응축기 입구 공기 및 응축기 출구 공기의 절대 습도 차이값(증가량)이 상대적으로 작아진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절환 조건은, ⅰ흡착제(Ab)의 포화 여부 및 증발기 통과 전후의 공기 상태 차이의 관계 및/또는 ⅱ흡착제(Ab)의 흡착 수분 유무 및 응축기 통과 전후의 공기 상태 차이의 관계를 이용한 것이다.
한편, 상기 공기조화장치는 복수의 운전 모드를 구비한다. 제어부(2)는 복수의 운전 모드 중 어느 하나를 선택하게 제어한다.
상기 복수의 운전 모드는, 제습 운전 모드와 가습 운전 모드를 포함한다. 상기 복수의 운전 모드는, 환기 운전 모드를 더 포함할 수 있다.
제습 운전 모드에서, 급기 유로(OA-SA) 상에 제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 증발기 기능을 하는 열교환기가 배치된다. 상기 제습 운전 모드에서, 배기 유로(IA-EA) 상에 제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 응축기 기능을 하는 열교환기가 배치된다. 상기 제습 운전 모드에서, 외기(OA)는 증발기를 거쳐 상기 흡착제(Ab)에 수분을 빼앗기고, 제습된 급기(SA)가 실내측(I)으로 공급된다. 상기 제습 운전 모드에서, 내기(IA)는 응축기를 거쳐 상기 흡착제(Ab)로부터 수분을 공급받고, 가습된 배기(EA)가 실외측(O)으로 배출된다.
상기 제 1유로 모드 및 제 2열교환기(42)가 증발기 기능을 하는 제 1열교환 모드를 동시에 설정하거나, 상기 제 2유로 모드 및 제 1열교환기(41)가 증발기 기능을 하는 제 2열교환 모드를 동시에 설정할 때, 상기 제습 운전 모드가 설정된다. 상기 제습 운전 모드 중, 상기 제 1유로 모드 및 상기 제 1열교환 모드 설정 상태에서 상기 제 2유로 모드 및 상기 제 2열교환 모드 설정 상태로 절환될 수 있고, 그 반대의 절환도 가능하다.
가습 운전 모드에서, 급기 유로(OA-SA) 상에 제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 응축기 기능을 하는 열교환기가 배치된다. 상기 가습 운전 모드에서, 배기 유로(IA-EA) 상에 제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 증발기 기능을 하는 열교환기가 배치된다. 상기 가습 운전 모드에서, 외기(OA)는 응축기를 거쳐 상기 흡착제(Ab)로부터 수분을 공급받고, 가습된 급기(SA)가 실내측(I)으로 공급된다. 상기 가습 운전 모드에서, 내기(IA)는 증발기를 거쳐 상기 흡착제(Ab)에 수분을 빼앗기고, 제습된 배기(EA)가 실외측(O)으로 배출된다.
상기 제 1유로 모드 및 제 2열교환기(42)가 응축기 기능을 하는 제 2열교환 모드를 동시에 설정하거나, 상기 제 2유로 모드 및 제 1열교환기(41)가 응축기 기능을 하는 제 1열교환 모드를 동시에 설정할 때, 상기 가습 운전 모드가 설정된다. 상기 가습 운전 모드 중, 상기 제 1유로 모드 및 상기 제 2열교환 모드 설정 상태에서 상기 제 2유로 모드 및 상기 제 1열교환 모드 설정 상태로 절환될 수 있고, 그 반대의 절환도 가능하다.
환기 운전 모드에서, 열교환 모듈(40)의 작동이 정지된 상태에서, 외기(OA)를 실내측(I)으로 유입시키고 내기(IA)를 실외측(O)으로 유출시킨다. 상기 환기 운전 모드에서, 압축기(45)의 작동이 오프(Off)되는 미교환 모드를 설정한 상태에서 배기팬(20) 및 급기팬(30)을 작동시킨다. 상기 환기 운전 모드에서, 상기 제 1유로 모드 또는 상기 제 2유로 모드를 설정한 상태에서 배기팬(20) 및 급기팬(30)을 작동시킬 수 있다.
제어부(2)는, 상기 제습 운전 모드 및 상기 가습 운전 모드에서 배기팬(20) 및 급기팬(30)을 작동시킨다. 제어부(2)는, 상기 환기 운전 모드에서 배기팬(20) 및 급기팬(30)을 작동시킨다.
한편, 상기 공기조화장치는 복수의 유로 모드를 구비한다. 제어부(2)는 복수의 유로 모드 중 어느 하나를 선택하게 제어할 수 있다.
상기 제습 운전 모드 및 상기 가습 운전 모드에서, 제어부(2)는 복수의 유로 모드 중 어느 하나를 선택하게 제어할 수 있다. 상기 제습 운전 모드 및 상기 가습 운전 모드에서, 서로 다른 유로 모드가 서로 번갈아가며 진행될 수 있다.
상기 복수의 유로 모드는, 제 1공유 유로(11)가 배기 유로(IA-EA)의 일부를 구성하고 제 2공유 유로(12)가 급기 유로(OA-SA)의 일부를 구성하는 제 1유로 모드, 및 제 1공유 유로(11)가 급기 유로(OA-SA)의 일부를 구성하고 제 2공유 유로(12)가 배기 유로(IA-EA)의 일부를 구성하는 제 2유로 모드를 포함한다.
제어부(2)는, 상기 제습 운전 또는 가습 운전시, ⅰ제 1유로 모드가 되도록 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)을 제어하거나, ⅱ제 2유로 모드가 되도록 공유 유로 댐퍼군(62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b, 68a, 68b)을 제어한다.
도 4a를 참고한 제 1유로 모드에서, 제 1내기 댐퍼(62a)와 제 1배기 댐퍼(68a)와 제 2외기 댐퍼(66b)와 제 2급기 댐퍼(64b)는 열리고, 제 2내기 댐퍼(62b)와 제 2배기 댐퍼(68b)와 제 1외기 댐퍼(66a)와 제 1급기 댐퍼(64a)는 닫힌다.
도 4b를 참고한 제 2유로 모드에서, 제 1내기 댐퍼(62a)와 제 1배기 댐퍼(68a)와 제 2외기 댐퍼(66b)와 제 2급기 댐퍼(64b)가 닫히고, 제 2내기 댐퍼(62b)와 제 2배기 댐퍼(68b)와 제 1외기 댐퍼(66a)와 제 1급기 댐퍼(64a)가 열린다.
제어부(2)는, 가습 운전 중 또는 제습 운전 중, 상기 제 1유로 모드 및 상기 제 2유로 모드 사이의 절환(전환)을 제어할 수 있다. 제 1유로 모드와 제 2유로 모드 사이의 이러한 절환을 '유로 절환'이라고 지칭할 수 있다.
한편, 상기 공기조화장치는 복수의 열교환 모드를 구비한다. 제어부(2)는 복수의 유로 모드 중 어느 하나를 선택하게 제어할 수 있다.
상기 복수의 열교환 모드는, 제 1열교환기(41)가 응축기로 기능하는 제 1열교환 모드(도 4b 참고), 및 제 2열교환기(42)가 응축기로 기능하는 제 2열교환 모드(도 4a 참고)를 포함한다. 복수의 열교환 모드는, 압축기(45)의 작동을 정지시키는 미교환 모드들 더 포함할 수 있다. 상기 제 1열교환 모드에서, 제 2열교환기(42)는 증발기로 기능한다. 상기 제 2열교환 모드에서, 제 1열교환기(41)는 증발기로 기능한다.
제습 운전 모드 및 가습 운전 모드에서, 제 1 및 2 열교환기(41, 42) 중 어느 하나는 증발기로 기능시키고 다른 하나는 응축기로 기능시킨다. 즉, 제습 운전 모드 및 가습 운전 모드에서, 상기 제 1열교환 모드 및 상기 제 2열교환 모드 중 어느 하나가 선택된다.
가습 운전 중 또는 제습 운전 중, 상기 제 1열교환 모드 및 상기 제 2열교환 모드 사이의 절환(전환)을 수행하게 제어될 수 있다. 제 1열교환 모드와 제 2열교환 모드 사이의 이러한 절환을 '냉매 절환'이라고 지칭할 수 있다.
가습 운전 중 또는 제습 운전 중, 상기 유로 절환이 수행됨과 동시에 상기 냉매 절환이 동시에 수행되게 제어될 수 있다. 정상 운전 중 상기 유로 절환 및 상기 냉매 절환이 동시에 수행되는 것을 '사이클 절환'이라 지칭할 수 있다. 가습 운전 모드 또는 제습 운전 모드를 유지한 상태에서, 상기 사이클 절환이 시간 간격을 두고 반복적으로 수행되게 제어될 수 있다.
제어부(2)는, '상기 복수의 유로 모드 중 어느 하나' 및 '상기 복수의 열교환 모드 중 어느 하나'를 동시에 각각 선택하게 제어할 수 있다. 상기 복수의 운전 모드 중 어느 하나의 선택은, 복수의 열교환 모드 중 어느 하나의 선택과 복수의 유로 모드 중 어느 하나의 선택의 조합에 의해서 수행될 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따른 상기 공기조화장치의 제어방법을 설명한다. 각 순서도들에서 서로 중복되는 내용은 동일한 도면 부호로 표기하고, 중복되는 설명은 생략한다. 제어방법은 제어부(2)에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명은, 상기 제어방법의 각 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 될 수도 있고, 상기 제어방법을 컴퓨터로 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 될 수도 있다. 상기 '기록매체'는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 상기 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
제어방법의 순서도 도면들의 각 단계와 순서도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(instruction)들에 의해 수행될 수 있다. 상기 인스트럭션들은 범용 컴퓨터 또는 특수용 컴퓨터 등에 탑재될 수 있고, 상기 인스트럭션들이 순서도 단계(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
또한, 몇 가지 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 7을 참고한 일 실시예(E1)에 따른 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 제어방법은, 상기 제습 운전 또는 가습 운전을 진행하는 과정(S10)을 포함한다.
상기 제어방법은, 상기 제습 운전 또는 가습 운전 과정(S50) 중, 소정의 절환 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S30)를 포함한다. 상기 판단 단계(S30)에서 공기의 습도 정보를 감지한다. 상기 판단 단계(S30)는 제습 운전(또는 가습 운전)이 진행되는 과정(S10) 중에 진행된다. 즉, 제습 운전(또는 가습 운전)이 진행되는 중, 공기의 습도 정보를 감지하고, 감지된 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족 여부를 판단한다.
상기 판단 단계(S30)에서, 공기내 수분의 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족여부를 판단할 수 있다.
상기 수분의 흡착량이란, 증발기 입구 공기의 습도 정보 및 증발기 출구 공기의 습도 정보의 차이에 의해, 증발기의 출구로 토출된 공기가 증발기의 흡착제(Ab)에 의해 빼앗긴 수분의 양으로 추정되는 값을 의미한다. 상기 흡착량은, 증발기 입구 공기의 절대 습도 및 증발기 출구 공기의 절대 습도의 차이값에 비례한다.
상기 수분의 탈착량이란, 응축기 입구 공기의 습도 정보 및 응축기 출구 공기의 습도 정보의 차이에 의해, 응축이의 출구로 토출된 공기가 응축기의 흡착제(Ab)로부터 가습된 수분의 양으로 추정되는 값을 의미한다. 상기 탈착량은, 응축기 입구 공기의 절대 습도 및 응축기 출구 공기의 절대 습도의 차이값에 비례한다.
상기 판단 단계(S30)에서, ⅰ'배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보' 및 ⅱ '외기(OA)의 습도 정보 및 급기(SA)의 습도 정보' 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 ⅰ'배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보' 및 ⅱ '외기(OA)의 습도 정보 및 급기(SA)의 습도 정보' 중 적어도 하나를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족여부를 판단할 수 있다.
상기 제 1실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보를 감지한다. 상기 제 1실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족여부를 판단한다.
상기 제 2실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보를 감지한다. 상기 제 2실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보 및 내기(SA)의 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족여부를 판단한다.
상기 제 3실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보, 내기(SA)의 습도 정보, 외기(OA)의 습도 정보, 및 급기(SA)의 습도 정보를 감지한다. 상기 제 3실시예의 상기 판단 단계(S30)에서, 배기(EA)의 습도 정보, 내기(SA)의 습도 정보, 외기(OA)의 습도 정보, 및 급기(SA)의 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족여부를 판단한다.
상기 제어방법은, 제습 운전 또는 가습 운전 과정(S10) 중에, 제습 운전 또는 가습 운전의 중지 여부를 판단하는 종료여부 판단단계(S90)를 포함할 수 있다. 종료여부 판단단계(S90)에서, 사용자에 의해 입력된 운전 시간 정보나, 설정된 실내 목표 습도 또는 실내 목표 온도 등을 근거로 하여, 운전 종료 여부를 판단할 수 있다. 상기 종료여부 판단단계(S90)에서, 운전이 종료되는 것으로 판단되면 제습 운전 또는 가습 운전 과정(S10)은 종료된다.
상기 판단 단계(S30)에서 상기 절환 조건이 불만족되면, 현재 사이클을 유지한다. (S51) 이후, 계속해서 판단 단계(S30)를 진행한다.
상기 판단 단계(S30)에서 상기 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환 단계(S52)을 진행한다. 상기 절환 조건이 만족되면, ⅰ제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 냉매 절환하는 동시에 ⅱ제 1 및 2 열교환기(41, 42)가 유로 절환하는 사이클 절환을 수행힌다. (S52)
사이클 절환 단계(S52)가 진행되더라도, 상기 제습 운전 또는 가습 운전(S10)은 계속 진행된다. 사이클 절환 단계(S52)가 진행된 이후, 계속해서 상기 판단 단계(S30)가 진행되고, 다시 상기 절환 조건이 만족되면 다음의 사이클 전환 단계(S52)가 진행된다. 이와 같은 방법으로, 사이클 전환(S52)이 시간 간격을 두고 계속적으로 수행될 수 있다.
도 8을 참고하여 다른 실시예(E2)에 따른 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 도 8의 순서도 중 도 7의 순서도와 중복되는 내용은 동일한 도면 부호로 표기하고, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 절환 조건은, 복수의 습도 센서(110)의 습도 정보의 차이값이 소정치(설정 차이값) 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 제 1실시예에서, 상기 습도 조건은, 감지된 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된다.
상기 제 2실시예에서, 상기 습도 조건은, 감지된 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된다.
상기 제 3실시예에서, 상기 습도 조건은, 감지된 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값이 제 1소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건, 및 감지된 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값이 제 2소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함한다. (도 9 및 도 10 참고)
본 설명에서, '소정 조건(Co1)이 다른 소정 조건(Co2)을 포함한다'는 것은, 상기 조건(Co1)이 상기 조건(Co2)만으로 구성된 경우와, 상기 조건(Co1)이 상기 조건(Co2)뿐만 아니라 다른 조건(Co3) 또는 다른 조건들(Co3, …)을 포함하는 경우까지 포괄하는 의미이다. 또한, '소정 조건(Co4)이 다른 소정 조건(Co5) 및 또 다른 소정 조건(Co6)을 포함할 때, 상기 조건(Co5) 및 상기 조건(Co6)의 합집합 조건(OR조건)으로 상기 조건(Co4)을 구성할 수도 있고, 상기 조건(Co5) 및 상기 조건(Co6)의 교집합 조건(AND조건)으로 상기 조건(Co4)을 구성할 수도 있다.
상기 제 1실시예의 제습 운전시에는, 응축기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이를 근거로 하여, 응축기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 잔존 수분이 충분히 작아지거나 없어진 것으로 판단될 때 사이클 절환이 되도록 할 수 있다.
상기 제 1실시예의 가습 운전시에는, 증발기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이를 근거로 하여, 증발기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 수분 포화도가 충분히 커지거나 포화 완료된 것으로 판단될 때 사이클 절환이 되도록 할 수 있다.
상기 제 2실시예의 제습 운전시에는, 증발기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이를 근거로 하여, 증발기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 수분 포화도가 충분히 커지거나 포화 완료된 것으로 판단될 때 사이클 절환이 되도록 할 수 있다.
상기 제 2실시예의 가습 운전시에는, 응축기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이를 근거로 하여, 응축기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 잔존 수분이 충분히 작아지거나 없어진 것으로 판단될 때 사이클 절환이 되도록 할 수 있다.
상기 제 3실시예의 제습 운전 및 가습 운전시에는, 응축기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이와, 증발기(41 or 42)를 통과하는 공기의 전후 습도 정보 차이를 근거로 하여, 상기 절환 조건의 만족 여부를 판단한다. 이를 통해, 응축기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 잔존 수분이 충분히 작아지거나 없어진 것으로 판단되며, 증발기(41 or 42)의 흡착제(Ab)에 수분 포화도가 충분히 커지거나 포화 완료된 것으로 판단될 때, 사이클 절환이 되도록 할 수 있다.
상기 절환 조건은, 현재 사이클 시간이 최소 기준값보다 클 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함할 수 있다. 상기 절환 조건은, 현재 사이클 시간이 최대 기준값보다 작을 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함할 수 있다. 상기 절환 조건은, 현재 사이클 시간이 최소 기준값과 최대 기준값 사이의 값이 될 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함할 수 있다.
상기 현재 사이클 시간이란, 현재의 제습 운전 또는 가습 운전 중 아직 사이클 절환이 수행되지 않은 경우에는 상기 제습 운전 또는 가습 운전의 시점부터 현재(시간 조건을 판단하는 시점)까지의 시간을 의미하고, 현재의 제습 운전 또는 가습 운전 중 아직 사이클 절환이 수행된 경우에는 최근의 사이클 절환이 수행된 시점부터 현재(시간 조건을 판단하는 시점)까지의 시간을 의미한다.
상기 절환 조건은, 상기 습도 조건이 불만족되더라도 현재 사이클 시간이 최대 기준값 이상이면 사이클 전환되게 기설정되는 최대 시간 조건을 포함할 수 있다. (S36) 상기 최대 시간 조건을 통해, 습도 센서(110)의 고장이나 에러 등에 의해 지나치게 긴 시간 동안 사이클 절환이 일어나지 않는 것을 방지할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 습도 조건이 만족되더라도 현재 사이클 시간이 최소 기준값 미만이면 사이클 유지되게 기설정되는 최소 시간 조건을 포함할 수 있다. (S37) 상기 최대 시간 조건을 통해, 지나치게 잦은 사이클 절환으로 인한 제 1 및 2 열교환기(41, 42)의 증발기 기능 또는 응축기 기능이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
도 8을 참고하여, 상기 제어방법은, 상기 제습 운전 또는 가습 운전 과정(S50) 중, 상기 습도 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S31)를 포함한다. 상기 습도조건 판단단계(S31)에서 공기의 습도 정보를 감지한다. 상기 판단 단계(S30)는 제습 운전(또는 가습 운전)이 진행되는 과정(S10) 중에 진행된다.
상기 습도조건 판단단계(S31)에서, 공기내 수분의 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 근거로 하여 상기 습도 조건의 만족여부를 판단할 수 있다.
상기 습도조건 판단단계(S31) 이후 상기 시간 조건 판단 단계(S36, 37)가 진행될 수 있다. 상기 습도조건 판단단계(S31)에서 상기 습도 조건이 불만족되면, 상기 최대 시간 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S36)가 진행된다. 상기 습도조건 판단단계(S31)에서 상기 습도 조건이 만족되면, 상기 최소 시간 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S37)가 진행된다.
상기 단계(S36)에서 상기 최대 시간 조건이 불만족되면 현재의 사이클을 유지하고(S51), 계속해서 상기 습도조건 판단단계(S31)를 진행된다.
상기 단계(S36)에서 상기 최대 시간 조건이 만족되면, 사이클 절환 단계(S52)가 진행된다.
상기 단계(S37)에서 상기 최소 시간 조건이 불만족되면, 현재의 사이클을 유지하고(S51), 계속해서 상기 습도조건 판단단계(S31)를 진행한다.
상기 단계(S37)에서 상기 최소 시간 조건이 만족되면, 사이클 절환 단계(S52)가 진행된다.
도 9 및 도 10을 참고하여, 또 다른 실시예(E3, E4)에 따른 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 도 9 및 도 10의 순서도 중 도 7 및 8의 순서도와 중복되는 내용은 동일한 도면 부호로 표기하고, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 절환 조건은, 상기 탈착량이 기준 탈착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 절환 조건은, 상기 흡착량이 기준 흡착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함할 수 있다.
상기 판단 단계(S30)에서, 상기 흡착량 및 탈착량을 모두 감지할 수 있다. 상기 절환 조건은, 상기 탈착량이 기준 탈착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건(CH1), 및 상기 흡착량이 기준 흡착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건(CH2)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 습도 조건은, 감지된 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값이 소정치(제 1기준값)를 미만일 때 만족하도록 기설정될 수 있다. 제습 운전시 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값은 상기 탈착량에 대응하고, 가습 운전시 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값은 상기 흡착량에 대응한다.
또한, 상기 습도 조건은, 감지된 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값이 소정치(제 2기준값)를 미만일 때 만족하도록 기설정될 수 있다. 제습 운전시 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값은 상기 흡착량에 대응하고, 가습 운전시 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값은 상기 탈착량에 대응한다.
또한, 상기 습도 조건은, 감지된 배기(EA)의 절대 습도와 내기(SA)의 절대 습도의 차이값이 제 1소정치(제 1기준값)를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건, 및 감지된 외기(OA)의 절대 습도와 급기(SA)의 절대 습도의 차이값이 제 2소정치(제 2기준값)를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함한다. 제습 운전시 상기 제 1습도 조건 및 제 2습도 조건은 각각 상기 습도 조건(CH1) 및 습도 조건(CH2)에 대응하고, 가습 운전시 상기 제 1습도 조건 및 제 2습도 조건은 각각 상기 습도 조건(CH2) 및 습도 조건(CH1)에 대응한다.
도 9를 참고하여, 상기 절환 조건은, 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건이 모두 만족할 때 만족하는 습도 조건을 포함한다. 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건이 모두 만족하면 사이클 절환(S52)이 수행되고, 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건 중 적어도 하나가 불만족하면 사이클 유지(S51)가 수행될 수 있다.
도 9를 참고하여, 상기 제어방법은, 상기 제습 운전 또는 가습 운전 단계(S50) 중, 상기 제 1습도 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S31a) 및 상기 제 2습도 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S31b)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 단계(S31a)가 상기 단계(S31b)보다 먼저 진행되는 것으로 도시되나, 상기 단계(S31b)가 상기 단계(S31a)보다 먼저 진행하는 것도 가능하고, 상기 단계(S31a)와 상기 단계(S31b)가 동시에 진행되는 것도 가능하다.
도 9를 참고하여, 상기 단계(S31a)에서 상기 제 1습도 조건이 불만족되면, 상기 단계(S36)가 진행된다. 상기 단계(S31a)에서 상기 제 1습도 조건이 만족되면, 상기 단계(S31b)가 진행된다. 상기 단계(S31b)에서 상기 제 2습도 조건이 불만족되면, 상기 단계(S36)가 진행된다. 상기 단계(S31b)에서 상기 제 2습도 조건이 만족되면, 상기 단계(S37)가 진행된다.
도 10을 참고하여, 상기 절환 조건은, 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건 중 적어도 하나가 모두 만족할 때 만족하는 습도 조건을 포함한다. 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건 중 적어도 하나가 만족하면 사이클 절환(S52)이 수행되고, 상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건이 모두 불만족하면 사이클 유지(S51)가 수행될 수 있다.
도 10을 참고하여, 상기 제어방법은, 상기 제습 운전 또는 가습 운전 단계(S50) 중, 상기 제 1습도 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S31a) 또는 상기 제 2습도 조건의 만족 여부를 판단하는 단계(S31b)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 단계(S31a)가 상기 단계(S31b)보다 먼저 진행되는 것으로 도시되나, 상기 단계(S31b)가 상기 단계(S31a)보다 먼저 진행하는 것도 가능하고, 상기 단계(S31a)와 상기 단계(S31b)가 동시에 진행되는 것도 가능하다.
도 10을 참고하여, 상기 단계(S31a)에서 상기 제 1습도 조건이 불만족되면, 상기 단계(S31b)가 진행된다. 상기 단계(S31a)에서 상기 제 1습도 조건이 만족되면, 상기 단계(S37)가 진행된다. 상기 단계(S31b)에서 상기 제 2습도 조건이 불만족되면, 상기 단계(S36)가 진행된다. 상기 단계(S31b)에서 상기 제 2습도 조건이 만족되면, 상기 단계(S37)가 진행된다.
10: 케이스 11: 제 1공유 유로
12: 제 2공유 유로 13: 공유 유로 분리판
20: 배기팬 30: 급기팬
40 : 열교환 모듈 41: 제 1열교환기
42: 제 2열교환기 43: 팽창밸브
44: 냉매절환밸브 45: 압축기
52: 내기 챔버 54: 급기 챔버
56: 외기 챔버 58: 배기 챔버
62a: 제 1내기 댐퍼 62b: 제 2내기 댐퍼
64a: 제 1급기 댐퍼 64b: 제 2급기 댐퍼
68a: 제 1외기 댐퍼 68b: 제 2외기 댐퍼
68a: 제 1배기 댐퍼 68b: 제 2배기 댐퍼
90: 가이드
2 : 제어부 3 : 입력부
110 : 습도 센서 112 : 내기 습도 센서
114 : 급기 습도 센서 116 : 외기 습도 센서
118 : 배기 습도 센서 120 : 온도 센서
Ab : 흡착제 W : 수분
Td : 건구 온도 Tw : 습구 온도
Ho : 절대 습도 Hr : 상대 습도

Claims (14)

  1. 외기가 실내측으로 이동하게 안내하는 급기 유로와, 내기가 실외측으로 이동하게 안내하는 배기 유로를 포함하는 공기조화장치에 있어서,
    ⅰ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기 및 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 열교환 모듈;
    배기의 습도 정보를 감지하는 배기 습도 센서와, 내기의 습도 정보를 감지하는 내기 습도 센서를 포함하는 복수의 습도 센서; 및
    제습 운전 또는 가습 운전 중에, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 상기 급기 유로 및 상기 배기 유로 상에 배치되도록 유로 절환하는 사이클 절환을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 배기의 습도 정보 및 상기 내기의 습도 정보를 근거로 한 습도 조건을 포함하는 소정의 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환하게 제어하고,
    상기 절환 조건은,
    상기 습도 조건이 불만족되더라도 현재 사이클 시간이 최대 기준값 이상이면 사이클 전환되게 기설정되는 최대 시간 조건을 포함하는 공기조화장치.
  2. 외기가 실내측으로 이동하게 안내하는 급기 유로와, 내기가 실외측으로 이동하게 안내하는 배기 유로를 포함하는 공기조화장치에 있어서,
    ⅰ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기 및 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 열교환 모듈;
    외기의 습도 정보를 감지하는 외기 습도 센서와, 급기의 습도 정보를 감지하는 급기 습도 센서를 포함하는 복수의 습도 센서; 및
    제습 운전 또는 가습 운전 중에, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 응축기 및 증발기로 기능하도록 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 교대로 상기 급기 유로 및 상기 배기 유로 상에 배치되도록 유로 절환하는 사이클 절환을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 외기의 습도 정보 및 상기 급기의 습도 정보를 근거로 한 습도 조건을 포함하는 소정의 절환 조건이 만족된 것으로 판단되면, 상기 사이클 절환하게 제어하고,
    상기 절환 조건은,
    상기 습도 조건이 불만족되더라도 현재 사이클 시간이 최대 기준값 이상이면 사이클 전환되게 기설정되는 최대 시간 조건을 포함하는 공기조화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 습도 센서는,
    배기의 습도 정보를 감지하는 배기 습도 센서와, 내기의 습도 정보를 감지하는 내기 습도 센서와를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 외기의 습도 정보, 상기 급기의 습도 정보, 상기 배기의 습도 정보 및 상기 내기의 습도 정보를 근거로 하여 상기 절환 조건의 만족 여부를 판단하게 제어하는 공기조화장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 복수의 습도 센서의 습도 정보의 차이값이 소정치 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함하는 공기조화장치.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 배기의 절대 습도와 상기 내기의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함하는 공기조화장치.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 외기의 절대 습도와 상기 급기의 절대 습도의 차이값이 소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 습도 조건을 포함하는 공기조화장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 배기의 절대 습도와 상기 내기의 절대 습도의 차이값이 제 1소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건; 및
    상기 외기의 절대 습도와 상기 급기의 절대 습도의 차이값이 제 2소정치를 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함하는 공기조화장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 제 1습도 조건 및 상기 제 2습도 조건이 모두 만족할 때 만족하는 습도 조건을 포함하는 공기조화장치.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    상기 습도 조건이 만족되더라도 현재 사이클 시간이 최소 기준값 미만이면 사이클 유지되게 기설정되는 최소 시간 조건을 포함하는 공기조화장치.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    현재 사이클 시간이 최소 기준값과 상기 최대 기준값 사이의 값이 될 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함하는 공기조화장치.
  12. ⅰ외기가 실내측으로 이동하게 안내하는 급기 유로와, ⅱ내기가 실외측으로 이동하게 안내하는 배기 유로와, ⅲ냉매가 순환하는 압축기와 제 1열교환기와 팽창밸브와 제 2열교환기와, ⅳ상기 제 1 및 2 열교환기의 외표면에 배치되는 흡착제를 포함하는 공기조화장치의 제어방법에 있어서,
    제습 운전 또는 가습 운전 중, 공기내 수분의 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 감지하고, 상기 흡착량 및 탈착량 중 적어도 하나를 근거로 한 습도 조건을 포함하는 소정의 절환 조건의 만족여부를 판단하는 (a)단계; 및
    상기 절환 조건이 만족되면, ⅰ상기 제 1 및 2 열교환기가 냉매 절환하는 동시에 ⅱ상기 제 1 및 2 열교환기가 유로 절환하는 사이클 절환을 수행하는 (b)단계를 포함하고,
    상기 절환 조건은,
    상기 습도 조건이 불만족되더라도 현재 사이클 시간이 최대 기준값 이상이면 사이클 전환되게 기설정되는 최대 시간 조건을 포함하는 공기조화장치의 제어방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 흡착량 및 탈착량을 모두 감지하고,
    상기 절환 조건은,
    상기 탈착량이 기준 탈착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 1습도 조건; 및
    상기 흡착량이 기준 흡착량 미만일 때 만족하도록 기설정된 제 2습도 조건을 포함하는 공기조화장치의 제어방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 절환 조건은,
    현재 사이클 시간이 최소 기준값과 상기 최대 기준값 사이의 값이 될 때 만족하도록 기설정된 시간 조건을 포함하는 공기조화장치의 제어방법.
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