KR100274259B1 - 열 교환 매체량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨 - Google Patents

Abstract

압축기와 실외 열 교환기와 한 쌍의 실내 열 교환기와 한 쌍의 모세관과 4 웨이 밸브와 두 쌍의 솔레노이드 밸브와 바이패스부를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨이 개시되어 있다. 한 쌍의 모세관과 한 쌍의 실내 열 교환기는, 실외 열 교환기와 압축기 사이에서 병렬로 연결, 설치된다. 4 웨이 밸브는, 압축기와 실외 열 교환기와 모세관과 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 순환 방향을 제어한다. 또한, 두 쌍의 솔레노이드 밸브는, 한 쌍의 실내 열 교환기의 양측에 각각 설치되어, 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 흐름을 단속한다. 이와 같은 솔레노이드 밸브의 조작에 따라 한 쌍의 실내 열 교환기가 선택적으로 작동된다. 이에 따르면, 한 쌍의 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동될 때 압축기로부터 토출된 열 교환 매체는 그 일부가 바이패스부를 통해 다시 압축기로 바이패스된다. 따라서, 작동되는 측의 멀티측 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 양은 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있어 실내열 교환기와 압축기에 과부하가 걸리는 일이 없다.

Description

열 교환 매체량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨

본 발명은 하나의 압축기에 둘 이상의 실내 열 교환기가 연결된 냉난방 겸용 멀티 에어컨에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 동일한 압축기에 연결된 다수의 실내 열 교환기들의 작동 상태에 따라 각각의 실내 열 교환기로 공급되는 열 교환 매체의 양이 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 열 교환 매체의 유량을 조절하기 위한 바이패스부를 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컨은 실내의 환경을 쾌적한 상태로 조절하기 위한 장치로서, 압축기, 실외 열 교환기, 모세관 및 실내 열 교환기 등을 포함한다.

최근에는 각각 다른 실내에 설치되는 다수의 실내 열 교환기를 하나의 압축기에 병렬로 연결함으로써, 적은 비용으로 보다 높은 효율을 얻을 수 있는 멀티 에어컨이 제공되고 있다.

이러한 멀티 에어컨을 도 1에 도시된 일 예를 통해 간략하게 설명한다.

도시된 멀티 에어컨은 두 개의 압축기(11)(12)와, 하나의 실외 열 교환기(20)와, 세 개의 모세관(31)(32)(32')와, 세 개의 실내 열 교환기(41)(42)(42')를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨이다.

독립측 압축기(11)는 하나의 독립측 실내 열 교환기(41)만을 구동시키고, 멀티측 압축기(12)는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)(42')를 구동시킨다.

실외 열 교환기(20)는 독립측 압축기(11)와 멀티측 압축기(12)로부터 토출된 열 교환 매체를 순환시킬 수 있도록 독립측 순환 통로(21)와 멀티측 순환 통로(22)를 가진다.

한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)(42')의 양측에는 각 실내 열 교환기의 구동을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브(62a)(62'a)(62b)(62'b)가 설치되어 있다.

또한, 4 웨이 밸브(4-way valve)(51)(52)는 압축기(11)(12)로부터 토출되는 열 교환 매체의 순환 방향을 변환시키는 역할을 한다.

이와 같이 된, 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 독립측 압축기(11)에 의해 구동되는 독립측 실내 열 교환기(41)와, 멀티측 압축기(12)에 의해 구동되는 한 쌍의 실내 열 교환기(42)(42')는 서로 별도의 순환 사이클을 가지고 작동된다.

또한, 각각의 압축기(11)(12)에 연결된 4 웨이 밸브(51)(52)의 조작에 의해 열 교환 매체의 순환 방향이 전환되고, 이에 의해 실내 열 교환기(41)(42)(42')의 냉난방 작동이 결정된다. 즉, 압축기(11)(12)로부터 토출된 열 교환 매체가 실외 열 교환기(20)를 먼저 거치도록 4 웨이 밸브(51)(52)가 설정되어 있는 경우, 실내 열 교환기(41)(42)(42')는 냉방 작용을 하게 되며, 열 교환 매체가 실내 열 교환기(41)(42)(42')를 먼저 거치도록 4 웨이 밸브(51)(52)가 설정된 경우에는 실내 열 교환기(41)(42)(42')는 난방 작용을 하게 된다.

또한, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)(42')의 양측에 각각 설치된 솔레노이드 밸브(62a)(62'a)(62b)(62'b)를 개폐하는 것에 의해 한 쌍의 실내 열 교환기(42)(42')를 둘 다 작동시키거나 필요에 따라 하나만을 작동시킬 수 있다. 이때, 모세관(32)(32')측에 설치된 솔레노이드 밸브(62a)(62'a)는 냉방시 실내 열 교환기(42)(42')의 작동 여부를 결정하기 위한 것이고, 멀티측 압축기(12)측에 설치된 솔레노이드 밸브(62b)(62'b)는 난방시의 작동 여부를 결정하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 종래의 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 멀티측 압축기의 열 교환 매체 토출량은 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기가 동시에 작동되는 경우를 기준으로 결정되어 있다. 따라서, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동되는 경우, 과다한 양의 열 교환 매체, 즉 두 개의 실내 열 교환기로 공급되어야 하는 양의 열 교환 매체가 작동되는 측의 하나의 실내 열 교환기로 공급되게 된다. 이는 실내 열 교환기 및 압축기에 과부하가 걸리는 원인이 되며, 이에 따라 소비 전력이 상승되고, 압축기의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 발생된다. 또한, 냉방시 과다한 양의 열 교환 매체가 공급됨으로써 실내 열 교환기에 수빙 현상이 발생되고, 이에 따라 실내 열 교환기의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

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제1도는 종래의 냉난방 겸용 멀티 에어컨의 일례를 보인 구성도이고,

제2도는 본 발명에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨의 구성을 보인 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

101, 102, 103 : 순환 파이프 111 : 독립측 압축기

112 : 멀티측 압축기 120 : 실외 열 교환기

121 : 독립측 순환 통로 122 : 멀티측 순환 통로

131, 132, 132', 172 : 모세관 141 : 독립측 실내 열 교환기

142, 142' : 멀티측 실내 열 교환기 151, 152 : 4 웨이 밸브

162a, 162'a, 152b, 162'b : 솔레노이드 밸브

171 : 바이패스 관 173 : 바이패스 밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨은, 압축기와, 실외 열 교환기와, 한 쌍의 실내 열 교환기와, 한 쌍의 모세관과, 4 웨이 밸브와, 두 쌍의 솔레노이드 밸브와, 바이패스부를 포함한다.

한 쌍의 모세관과 한 쌍의 실내 열 교환기는, 실외 열 교환기와 압축기 사이에서 병렬로 연결된다. 4 웨이 밸브는, 압축기와 실외 열 교환기와 모세관과 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 그 순환 방향을 제어한다. 또한, 두 쌍의 솔레노이드 밸브는, 한 쌍의 실내 열 교환기의 양측에 각각 설치되어, 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 흐름을 단속한다. 이와 같은 솔레노이드 밸브의 조작에 따라 한 쌍의 실내 열 교환기가 선택적으로 작동된다.

바이패스부는, 4 웨이 밸브로부터 실외 열 교환기로 연결되는 순환 파이프의 일측과, 4 웨이 밸브로부터 실내 열 교환기로 연결되는 순환 파이프의 일측을 연결하는 바이패스 관 및 이 바이패스 관의 일측에 설치되어 솔레노이드 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 개방되는 바이패스 밸브를 가진다.

바람직하게는, 바이패스부는 바이패스 관의 일측에 설치되어 바이패스 관을 통해 바이패스되는 열 교환 매체의 압력을 저하시키는 모세관을 더 가진다.

이에 따르면, 한 쌍의 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동될 때 압축기로 부터 토출된 열 교환 매체는 그 일부가 바이패스부를 통해 압축기로 바이패스된다. 따라서, 작동되는 하나의 멀티측 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 양은 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있어, 실내 열 교환기와 압축기에 과부하가 걸리는 일이 없다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨이 도 2에 도시되어 있다.

도면에서 부호 120은 실외 열 교환기를 나타낸 것으로, 이 실외 열 교환기(120)는 독립측 순환 통로(121)와 멀티측 순환 통로(122)를 가진다.

독립측 순환 통로(121)의 일측은 독립측 4 웨이 밸브(151)를 통해 독립측 압축기(111)와 연결되고, 그 타측은 모세관(131)을 통해 독립측 실내 열 교환기(141)와 연결된다. 그리고, 독립측 실내 열 교환기(141)는 4 웨이 밸브(151)를 통해 독립측 압축기(111)와 연결된다.

멀티측 순환 통로(122)는 그 일측이 멀티측 4 웨이 밸브(152)를 통해 멀티측 압축기(112)와 연결되며, 그 타측은 두 갈래로 갈라지는 순환 파이프(101)를 통해 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(141)(142')와 연결된다. 그리고, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(141)(142')는 하나로 합쳐지는 다른 순환 파이프(102)를 통해 멀티측 4 웨이 밸브(152)에 연결된다. 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(141)(142')의 양측에는 각각 솔레노이드 밸브(162a)(162'a)(162b)(162'b)가 설치된다.

또한, 멀티측 4 웨이 밸브(152)로부터 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)로 이어지는 순환 파이프(103)의 일측과, 멀티측 4 웨이 밸브(152)로부터 실내 열 교환기(141)(142')로 이어지는 순환 파이프(102)의 일측 사이에는 바이패스관(171)이 설치된다. 이 바이패스 관(171)상에는 모세관(172)와 바이패스 밸브(173)가 각각 설치되어, 본 발명의 요부인 바이패스부를 이룬다.

상기 바이패스부는, 한 쌍의 실내 열 교환기(142)(142') 중 어느 하나만이 작동될 때, 압축기(112)로부터 토출된 열 교환 매체의 일부를 압축기(112)로 바이패스시킴으로써, 작동되는 하나의 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 양을 적절한 수준으로 유지시키는 작용을 한다. 이에 의해 실내 열 교환기와 압축기에 과부하가 걸리는 일이 없다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 독립측 사이클과 멀티측 사이클로 나누어져 작동되며, 이를 설명하면 다음과 같다.

멀티측 사이클에서는, 멀티측 압축기(112)로부터 토출된 열 교환 매체가 4 웨이 밸브(152)와, 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)와, 모세관(132)(132')과, 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')를 거치고, 다시 4 웨이 밸브(152)를 통해 멀티측 압축기(112)로 되돌아 오게 된다. 이에 따라 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')에서 냉방 작용이 이루어진다.

4 웨이 밸브(152)의 조작에 의해 멀티측 압축기(112)로부터 토출된 열 교환 매체가 반대 방향, 즉 4 웨이 밸브(152)와, 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')와, 모세관(132)(132')과, 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)와, 4 웨이 밸브(152)와, 멀티측 압축기(112)의 순서로 순환되면, 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')에서는 멀티측 압축기(112)로부터 토출된 고온 고압의 열 교환 매체에 의해 실내의 온도를 높이는 난방 작용이 이루어진다.

독립측 사이클에서는 열 교환매체가 독립측 압축기(111)와, 독립측 4 웨이 밸브(151)와, 실외 열 교환기(120)의 독립측 순환 통로(121)와, 모세관(131)과, 독립측 실내 열 교환기(141)를 거쳐 다시 독립측 4 웨이 밸브(151) 및 독립측 압축기(111)로 되돌아오게 되며, 멀티측 사이클과 동일하게 독립측 4 웨이 밸브(151)에 의해 그 순환 방향이 바뀌는 것에 의해 독립측 실내 열 교환기(141)에서 냉방 또는 난방 작용이 이루어진다.

한편, 솔레노이드 밸브(162a)(162'a)(162b)(162'b)를 조작하는 것에 의해 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')로 유입되는 열 교환 매체의 흐름이 차단되며, 이에 따라 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')의 작동을 선택적으로 제어할 수 있게 된다. 여기서, 냉방시에는 모세관(132)(132')측 솔레노이드 밸브(162a)(162'a)를 개폐함으로써 멀티측 실내 열교환기(142)(142')의 작동을 제어하게 되며, 난방시에는 압축기(112)측 솔레노이드 밸브(162b)(162'b)를 개폐하는 것에 의해 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')의 작동을 제어하게 된다.

그리고, 이와 같이 솔레노이드 밸브(162a)(162'a)(162b)(162'b)를 조작하는 것에 의해 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142)(142') 중 어느 하나(142')만이 작동되는 경우, 바이패스 밸브(173)가 열리게 된다. 바이패스 밸브(173)가 열리는 것에 의해 압축기(122)로부터 토출되는 열 교환 매체는 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122; 난방시에는 멀티측 실내 열 교환기)와 바이패스 관(171)으로 나누어져 흐르게 된다. 이에 따라, 작동되는 측의 멀티측 실내 열 교환기(142')로 유입되는 열 교환 매체의 양은 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')가 모두 작동될 때 각각의 멀티측 실내 열 교환기(142)(142')로 유입되는 열 교환 매체의 양과 동일한 수준을 유지하게 된다.

이때, 바이패스 관(171)의 일측에 설치된 모세관(172)은 고압의 열 교환 매체가 다시 멀티측 압축기(112)로 유입되어 과압축되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따르면, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 사용될 때, 멀티측 실내 열 교환기로부터 토출된 열 교환 매체는 그 일부가 바이패스부를 통해 다시 압축기로 바이패스된다. 따라서, 작동되는 측의 멀티측 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 양은 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있다. 이에 따라 실내 열 교환기와 압축기에 과부하가 걸리는 것이 방지되므로 압축기와 실내 열 교환기의 신뢰성이 향상되는 장점이 있다. 또한, 냉방시 종래와 같이 실내 열 교환기에 과다한 양의 열 교환 매체가 공급되는 것이 방지되어, 실내 열 교환기의 수빙 현상이 방지됨과 아울러 그 효율이 향상되는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 열 교환 매체를 압축하는 독립측 압축기와 멀티측 압축기; 상기 독립측 압축기 및 멀티측 압축기로부터 토출된 열 교환 매체가 각각 순환되는 독립측 순환 통로와 멀티측 순환 통로를 가지는 실외 열 교환기; 상기 실외 열 교환기의 독립측 순환 통로와, 상기 독립측 압축기 사이에 위치되는 독립측 실내 열 교환기; 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로와 상기 멀티측 압축기 사이에 병렬로 연결되는 한 쌍의 실내 열 교환기; 상기 실외 열 교환기와, 상기 독립측 및 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 순환 파이프 상에 설치되는 세 개의 모세관; 상기 각 압축기와 실외 열 교환기의 각 순환 통로 및 각 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 그 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 그 순환 방향을 제어하는 독립측 4 웨이 밸브 및 멀티측 4 웨이 밸브; 상기 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기의 전후측에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 흐름을 단속하는 두 쌍의 솔레노이드 밸브; 및 상기 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 상기 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 한 쪽으로의 열 교환 매체의 유입이 차단될 때, 상기 멀티측 압축기로부터 토출된 열 교환 매체의 일부를 멀티측 압축기로 바이패스시키는 수단을 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
2. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 멀티측 4 웨이 밸브로부터 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로로 연결되는 순환 파이프의 일측과 상기 멀티측 4 웨이 밸브로부터 상기 멀티측 실내 열 교환기로 연결되는 순환 파이프의 일측을 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 솔레노이드 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 개방되는 바이패스 밸브는 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
3. 제1항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 멀티측 4 웨이 밸브로부터 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로로 연결되는 순환 파이프의 일측과 상기 멀티측 4 웨이 밸브로부터 상기 멀티측 실내 열 교환기로 연결되는 순환 파이프의 일측을 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 솔레노이드 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 개방되는 바이패스 밸브, 및 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 바이패스 관을 통해 바이패스되는 열 교환 매체의 압력을 저하시키기 위한 모세관을 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.