KR0176929B1 - 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치에 관한 것으로, 종래에는 온/오프 압축기 1대에 연결된 3대의 증발기 보다 전체적인 운전이나 부분운전시 효율이 높은 면은 있으나, 부분 운전시에 일측 증발기에 과도한 냉매가 유입되어 압축기의 효율 및 전체의 효율을 저하시키는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 요구되는 실내부하에 따라 압축기의 운전주파수가 가변적으로 작동되게 하고 그에 따른 냉매의 흐름을 조절함으로써 최적의 운전상태를 유지하여 소비되는 에너지를 절감시키고 전체효율을 향상시킬 뿐만 아니라 실내의 쾌적성을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치

제1도는 일반적인 냉동사이클장치를 도시한 개략도.

제2도는 종래의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치를 도시한 개략도.

제3도는 본 발명의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치를 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 온/오프 압축기 2 : 제1응축기

2' : 제2응축기 3 : 모세관

4 : 제1증발기 4' : 제2증발기

4" : 제3증발기 6 : 인버터압축기

7 : 제1전자팽창변 7 : 제2전자팽창변

8 : 온도센서

본 발명은 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치에 관한 것으로, 특히 실내의 부하에 따라 압축기의 운전주파수를 가변화 하여 최적의 운전상태를 이룰 수 있는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치에 관한 것이다.

일반적인 냉동사이클장치는, 제1도에 도시한 바와 같이, 저온저압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 외부에 열을 방출하면서 액체상태의 냉매로 변화시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 변화된 상온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(3)과, 상기 모세관(3)에서 변화된 저온저압의 액체상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다.

일반적으로 공기조화기는 내부에 상기 냉동사이클장치를 설치하여 열을 외부로 방출하는 응축기(2)와 외부의 열을 흡수하는 증발기(4) 등의 열교환기를 이용하여 실내에 온/냉풍을 공급함으로써 실내를 쾌적한 상태로 유지시켜 준다.

또한 멀티형 공기조화기는 상기 응축기(2)나 증발기(4)의 열교환기를 다수 개 연결하여 여러 실내 공간을 쾌적한 상태로 유지시키게 된다.

제2도는 종래 멀티형 공기조화기에 적용되는 냉동사이클장치의 일예를 개략적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 종래 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치는 인가되는 전류의 온/오프에 의해 작동하는 온/오프형 제1압축기(1)와 상기 제1압축기(1)에 냉매관으로 연결된 제1응축기(2)와 상기 제1응축기(2)에 냉매관으로 연결되는 제1모세관(3)과 상기 제1모세관(3)과 냉매관으로 연결되는 제1증발기(4)와 상기 제1증발기(4)를 상기 제1압축기(1)와 냉매관으로 연결하여 구성되는 제1냉동사이클이 이루어져 있다.

그리고 인가되는 전류의 온/오프에 의해 작동하는 온/오프형 제2압축기(1')와 상기 제2압축기(1')에 냉매관으로 연결된 제2응축기(2')와 상기 제2응축기(2')에 냉매관으로 연결되는 제2모세관(3')과 상기 제2모세관(3')과 냉매관으로 연결되는 제2증발기(4')와 상기 제2증발기(4')를 상기 제2압축기(1')와 냉매관으로 연결하여 제2냉동사이클이 이루어져 있으며, 상기 제2모세관(3')과 제2증발기(4') 사이의 냉매관에는 제2증발기(4')으로 흐르는 냉매의 양을 조절하는 제1솔레노이드밸브(5)가 설치되어 있다.

또한, 상기 제2응축기(2')와 상기 제2모세관(3') 사이의 냉매관에서 분지된 냉매관에 제3모세관(3")이 연결되고 상기 제3모세관(3")에 제3증발기(4")가 냉매관에 의해 연결되며 제3증발기(4")는 제2증발기(4')와 제2압축기(1') 사이의 냉매관에서 분지된 냉매관에 연결되어, 제2압축기(1')-제2응축기(2')-제3모세관(3")-제3증발기(4")-제2압축기(1')로 구성되는 제3냉동사이클이 이루어져 있으며, 상기 제3모세관(3")과 제3증발기(4") 사이의 냉매관에는 제3증발기(4")로 흐르는 냉매의 양을 조절하는 제2솔레노이드밸브(5')가 설치되어 있다.

상기 구조에서 제1,2,3증발기(4,4',4")는 각각 실내에 설치하게 되며 제1,2 압축기(1,1')의 온/오프에 의해 실내 차게 유지하게 된다. 또한 부분 운전시 제1,2솔레노이드밸브(5,5')를 개폐하거나 조절하여 운전하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 구조는 온/오프 압축기(1) 1대에 연결된 3대의 증발기(4)보다 전체적인 운전이나 부분운전시 효율이 높은 면은 있으나, 부분 운전시에 일측 증발기(4)에 과도한 냉매가 유입되어 압축기(1)의 효율 및 전체의 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 요구되는 실내 부하에 따라 압축기의 운전 주파수를 가변화하여 최적의 운전상태를 이룰 수 있는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 인가되는 전류의 온/오프에 의해 작동하는 온/오프형 압축기가 설치되고 상기 온/오프형 압축기에 이어 제1응축기가 연결되며 상기 제1응축기에 이어 모세관이 연결되고 상기 모세관에 이어 제1증발기가 연결되며 상기 제1증발기가 상기 온/오프형 압축기에 연결되어 이루어지는 제1사이클과, 운전주파수가 가변화되는 인버터압축기가 설치되고 상기 인버터압축기에 이어 제2응축기가 연결되며 상기 제2응축기에 이어 제1전자팽창변이 연결되고 상기 제1전자팽창변에 이어 제2증발기가 연결되고 상기 제2증발기가 상기 인버터압축기에 연결되어 이루어지는 제2사이클과, 상기 제2응축기와 제1전자팽창변 사이에서 분지되어 제2전자팽창변이 연결되고 상기 제2전자팽창변에 이어 제3증발기가 연결되며 상기 제3증발기는 제2증발기와 인버터압축기 사이에 연결되어 인버터압축기-제2응축기-제2전자팽창변-제3증발기-인버터용 압축기로 이루어지는 제3사이클을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치가 제공된다.

또한 상기 제2,3증발기의 입구측과 출구측에는 온도를 감지하는 온도센서가 설치됨을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치가 제공된다.

이하 본 발명의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치는, 제3도에 도시한 바와 같이, 인가되는 전류의 온/오프에 의해 작동하는 온/오프형 압축기(1)가 설치되고 상기 온/오프형 압축기(1)에 이어 제1응축기(2)가 연결되며 상기 제1응축기(2)에 이어 모세관(3)이 연결되고 상기 모세관(3)에 이어 제1증발기(4)가 연결되며 상기 제1증발기(4)가 상기 온/오프형 압축기(1)에 연결되어 이루어지는 제1사이클과, 운전주파수가 가변화되는 인버터압축기(6)가 설치되고 상기 인버터압축기(6)에 이어 제2응축기(2)가 연결되며 상기 제2응축기(2')에 이어 제1전자팽창변(7)이 연결되고 상기 제1전자팽창변(7)에 이어 제2증발기(4')가 연결되고 상기 제2증발기(4')가 상기 인버터압축기(6)에 연결되어 이루어지는 제2사이클과, 상기 제2응축기(2')와 제1전자팽창변(7) 사이에서 분지되어 제2전자팽창변(7')이 연결되고 상기 제2전자팽창변(7')에 이어 제3증발기(4")가 연결되며 상기 제3증발기(4")는 제2증발기(4')와 인버터압축기(6) 사이에 연결되어 인버터압축기(6)-제2응축기(2')-제2전자팽창변(7')-제3증발기(4")-인버터압축기(6)로 이루어지는 제3사이클을 포함하여 이루어진다.

상기 제1,2,3사이클을 각각 구성요소는 냉매관에 의해 연결되어 내부에 냉매가 상태변화를 일으키면서 순환하게 된다.

또한 상기 제2증발기(4')와 제3증발기(4")의 입구측 냉매관에 증발온도를 감지하는 입구측 온도센서(8)가 각각 설치되고 출구측 냉매관에 제2,3증발기(4',4")를 거친 과열된 냉매의 온도를 감지하는 출구측 온도센서(8)가 각각 설치되어, 상기 입구측 온도센서(8)와 출구측 온도센서(8)에서 감지되는 온도차에 의해 증발기(4',4")에서 과열되는 냉매의 양을 감지하게 된다.

또한, 상기 제1,2전자팽창변(7,7')은 제2,3증발기(4',4")로 흐르는 냉매의 양을 조절하게 되어 제2,3증발기(4',4")의 과열도를 제어하게 된다.

그리고 상기 온도센서(8)와 제1,2전자팽창변(7,7") 그리고 인버터압축기(6) 등은 마이콤(미도시)에 의해 연결되어 마이콤에 의해 제어된다.

상기 제1,2,3증발기(4,4',4")는 실내에 각각 설치되는 실내기를 이루며 상기 인버터압축기(6)와 온/오프 압축기(2)의 작동에 의해 전체사이클이 운전되어 실내를 차가운 상태로 유지하게 된다.

그리고 부분 운전하게 될 경우에는 제1사이클은 온/오프 압축기(2)의 온/오프에 의해 작동하게 되며, 제2,3사이클은 인버터압축기(6)의 작동에 의해 운전되며 운전주파수는 제2,3증발기(4',4")가 설치되는 실내부하와 제2,3증발기(4',4")가 이루는 실내기의 용량에 따라 가변적으로 운전된다.

상기 인버터압축기(6)의 운전주파수가 가변적으로 결정되는 알고리즘(ALGORITHM)은 아래의 식과 표 1, 표 2에 의해 이루어지게 된다.

위 식에서

Ci : 실내기의 정격 능력, Ct : 각 실내기 능력의 총합

STEPi : 실내기의 현실내온도와 설정온도와의 차이에 따른 스텝번호

Pf : 운전주파수의 환산번호, n : 연결된 실내기의 수

상기 알고리즘은 현실내 온도와 사용자가 원하는 설정온도와 각 증발기(4',4)에 의해 제작되는 실내기의 정격능력과 사용되는 실내기의 수를 알게 되면 그에 맞는 운전수파수로 인버터압축기(6)가 운전하게 된다.

상기 인버터압축기(6)에서 토출되는 냉매의 흐름은 전자팽창변(7,7')에 의해 제어되며 상기 전자팽창변(7,7')의 제어에 의해 증발기(4) 입구측과 출구측의 냉매관에 각각 설치된 온도센서(8)에서 감지되는 측정치의 차가 일정하게 유지하게 된다.

이하 본 발명의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치는 인가되는 전류에 의해 온/오프 압축기(1)와 인버터압축기(6)가 운전되어 전체 사이클이 작동하게 되며 전체 사이클의 작동에 의해 실내기를 이루는 제1,2,3증발기(4)의 열교환에 의해 실내를 차게 유지하게 되며, 실내기의 부분 운전시에 사용자가 원하는 실내기나 설정온도 등의 실내부하에 따라 그에 맞는 운전주파수로 인버터압축기(6)가 가변적으로 운전하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 요구되는 실내부하에 따라 압축기(6)의 운전주파수가 가변적으로 작동하게 됨으로써 소비되는 에너지의 절감 및 전체 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 최적상태의 운전으로 실내의 쾌적성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 인가되는 전류의 온/오프에 의해 작동하는 온/오프형 압축기가 설치되고 상기 온/오프형 압축기에 이어 제1응축기가 연결되며 상기 제1응축기에 이어 모세관이 연결되고 상기 모세관에 이어 제1증발기가 연결되며 상기 제1증발기가 상기 온/오프형 압축기에 연결되어 이루어지는 제1사이클과, 운전주파수가 가변화되는 인버터압축기가 설치되고 상기 인버터압축기에 이어 제2응축기가 연결되며 상기 제2응축기에 이어 제1전자팽창변이 연결되고 상기 제1전자팽창변에 이어 제2증발기가 연결되고 상기 제2증발기가 상기 인버터압축기에 연결되어 이루어지는 제2사이클과, 상기 제2응축기와 제1전자팽창변 사이에서 분지되어 제2전자팽창변이 연결되고 상기 제2전자팽창변에 이어 제3증발기가 연결되며 상기 제3증발기는 제2증발기와 인버터압축기 사이에 연결되어 인버터압축기-제2응축기-제2전자팽창변-제3증발기-인버터용 압축기로 이루어지는 제3사이클을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2,3증발기의 입구측과 출구측에는 온도를 감지하는 온도센서가 설치됨을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치.