KR100303680B1 - 냉,난방겸용에어콘 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉, 난방 겸용 에어콘에 관한 것으로서, 압축기(2)의 출구측과 제 1실외열교환기(6)의 입구측 및 제 1,2실내열교환기(16,18)의 출구측 사이에 설치된 제 1포 웨이 밸브(40)로 냉매의 흐름을 변경하여 냉, 난방을 전환시키도록 하는 냉, 난방겸용 에어콘에 있어서, 제 2,3실외열교환기(60,62)연결된 제 2,3포 웨이 밸브(30,40)를 사용하여 제 1,2실내열교환기(16,18)내로 냉매가 정, 역으로 동시에 흐르도록 하여 개별 냉, 난방이 되도록 한 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘을 제공하는데 있다.

Description

냉, 난방 겸용 에어콘{Cooling and heating of air conditioner}
본 발명은 냉, 난방 겸용 에어콘에 관한 것으로서, 특히 복수개의 포 웨이밸브(Four way valve)를 사용하여 별도의 실외 열교환기 내로 냉매가 선택적으로 흐르도록 함으로써, 사용자의 기호에 맞추어 개별적인 냉, 난방을 할 수 있도록 하는 냉, 난방 겸용 에어콘에 관한 것이다.
일반적으로, 일정한 공간내의 온도나 습도를 일정하게 유지하여 일의 능률을 올리도록 하는 것을 공기조화라 하며, 이때 사용되는 인위적인 수단 및 장치를 공기조화장치라 한다. 공기조화장치는 실내의 온도를 높이는 히팅장치와, 그 온도를 낮추는 냉방장치가 있다.
히팅장치는 열원이 산화되면서 발생되는 열을 열교환기를 이용하여 공기를 간접 가열하여 온도가 높은 상태로 재토출시킴으로써, 실내를 난방 하도록 한 것이다.
냉방장치는 압축된 냉매가 팽창되면서 발생하는 흡열작용을 이용하여 그 주위의 공기를 냉각시키고, 이 냉각된 공기를 실내로 배출시킴으로써, 실내를 냉방하도록 한 것이다.
냉방장치와 히팅장치는 통상 분리되어 있어 별도로 구입하여 사용하게 되나 그 구입 비용이 큼으로써, 경제적으로 큰 부담이 되었다. 이러한 경제적인 문제점을 해결하기 위해 하나의 유닛으로 사용되는 에어콘에 있어 그 내부에 흐르는 냉매의 방향을 변경하여 냉, 난방을 겸하는 멀티 에어콘이 등장하였다. 이 멀티 에어콘은 여름철에는 냉매가 압축기, 응축기, 증발기로 흐르도록 하여 냉방을 하도록 하고, 겨울철에는 냉매의 흐름을 반대로 하여 응축기에서 발생하는 열을 이용하여 공기를 가열하고, 이 가열된 공기를 실내로 배출시켜 난방을 하도록 되어 있다.
도 1,2는 일반적인 냉,난방겸용 에어콘의 냉, 난방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 구성도로서, 이 에어콘의 전체적인 구성은 냉매를 압축시키는 압축기(2)와, 압축기(2)로 부터 토출되는 고압의 냉매를 제 1실외열교환기(응축기)(6)와 복수개의 제 1,2룸(12,14)의 내부에 설치된 제 1,2실내열교환기(증발기)(12,14)로 선택적으로 분배되도록 하는 제 1포 웨이 밸브(4)와, 응축기(6)를 통과한 냉매를 제 1,2실내열교환기(16,18)의 유입측에 연결된 제 1,2팽창변(10,10a)으로 흐르도록 콘트롤러(22)에 의해 선택적으로 ON/OFF 되는 제 1,2솔레노이드 밸브(8,8a)와, 제 1,2실내열교환기(16,18)를 경유한 냉매를 제 1포 웨이 밸브(4)를 통해 압축기(2)로 유입시 이를 제어하는 제 3,4솔레노이드 밸브(20,20a)로 구성된다.
여기에서, 제 1포 웨이 밸브(4)는 4방향의 출구 또는 입구를 갖는 밸브로서, 압축기(2)의 출구측과 응축기(6)의 입구측 및 제 1,2실내열교환기(증발기)의 출구측에 연결되어 냉매의 흐름을 변경할 수 있도록 설치되어 있다. 즉, 제 1,2,3,4출구(4a,4b,4c,4d)와 이 각각의 출구를 선택적으로 여닫을 수 있는 가동단(미도시함)이 그 내부에 설치되어 있다.
이러한 냉, 난방겸용 에어콘은 냉방운전시 압축기(2)로부터 압축된 냉매는 제 1포 웨이 밸브(4)의 제 1입구(출구)(4a)로 유입된 후 제 2출구(입구)(4b)를 통해 응축기(6)를 통과하는 과정에서 액체 상태로 냉각된다.
액체 상태의 냉매는 콘트롤러(22)의 신호에 따라 개방되는 제 1,2솔레노이드 밸브(8,8a)를 통해 제 1,2팽창변(10,10a)을 경유하게 되면서, 압력강하작용으로 저온, 압으로 변환된다.
변환된 저온, 압의 냉매는 제 1,2룸(12,14)의 내부에 설치된 제 1,2실내열교환기(16,18)를 통과하면서 그 주위의 공기를 냉각시키고, 이 냉각된 공기를 각각의 룸내로 배출시켜 냉방을 하게 된다.
그리고, 제 1,2실내열교환기(16,18)를 통과한 냉매는 제 3,4솔레노이드 밸브 (20,20a)를 통과한 후 제 1포 웨이 밸브(4)의 제 3입구(출구)(4c)와 제 4출구(입구)(4d)를 통해 압축기(2)의 흡입측으로 유입된다.
한편, 난방운전시 압축기(2)로부터 압축된 냉매는 제 1포 웨이 밸브(4)의 제 1입구(출구)(4a)로 유입된 후 제 3출구(입구)(4c)를 통해 배출된 후 제 3,4솔레노이드 밸브(20,20a)를 거쳐 제 1,2룸(12,14)내에 설치된 제 1,2실내열교환기(16,18)를 통과하는 과정에서 냉방시 증발기의 작용이 역으로 변환되어 응축기의 작용을 변환된다. 즉, 고온, 고압의 냉매가 제 1,2실내열교환기(16,18)내를 흐르면서 주위의 공기와 열교환이 이루어짐으로써, 공기의 온도가 높아지게 되고, 이 높아진 공기를 실내로 배출시켜 난방을 하게 된다.
그러나, 다수의 실내를 냉, 난방을 할 때 모든 실내가 동시에 냉방 또는 난방 되도록 되어 있음으로, 개개의 취향에 따라 일측룸은 난방을 하고, 다른 일측은 냉방을 요구하게 되는 경우 이를 충족시키지 못하게 됨으로써, 재실자의 불만이 높아지게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉매의 흐름을 변환시키는 포 웨이 밸브를 복수개 사용하여 이와 연결된 실외 열교환기로 냉매를 선택적으로 흐르도록 함으로써, 사용자의 요구에 맞추어 개별 냉, 난방을 할 수 있는 냉, 난방 에어콘을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 냉, 난방겸용 에어콘의 냉방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 구성도,
도 2는 일반적인 냉, 난방겸용 에어콘의 난방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 냉, 난방겸용 에어콘의 흐름을 도시한 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
16,18;제 1,2실내열교환기 30,40;제 3,4포 웨이 밸브
60,62;제 2,3실외열교환기 70;제 5솔레노이드 밸브
72;제 6솔레노이드 밸브 74;제 8솔레노이드 밸브
76;제 7솔레노이드 밸브
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기의 출구측과 제 1실외열교환기의 입구측 및 제 1,2실내열교환기의 출구측 사이에 설치된 포 웨이 밸브로 냉매의 흐름을 변경하여 냉, 난방을 전환시키도록 하는 냉, 난방겸용 에어콘에 있어서, 제 2,3실외열교환기에 연결된 제 1포 웨이 밸브를 사용하여 제 1,2실내열교환기내로 냉매가 정, 역으로 동시에 흐르도록 하여 개별 냉, 난방이 되도록 한 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘을 제공함에 달성된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 냉, 난방겸용 에어콘의 흐름을 도시한 구성도로서, 종래 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 사용한다.
먼저, 본 실시예를 설명함에 앞서 종래와 연계하여 설명하면, 도 1,2에 도시된 바와 같이, 에어콘은 압축기(2)와, 압축기(2)의 토출측에 연결되어 냉매를 제 1실외열교환기(6)와 제 1,2룸(12,14)의 내부에 설치된 제 1,2실내열교환기(16,18)로 분배하는 제 1포 웨이 밸브(4)와, 제 1실외열교환기(6)를 통과한 냉매가 제 1,2실내열교환기(16)(18)의 유입측에 설치된 제 1,2팽창변(10,10a)으로 흐르도록 콘트롤러(22)에 의해 ON/OFF 되는 제 1,2솔레노이드 밸브(8,8a)와, 제 1,2실내열교환기(16)(18)의 토출측에 설치되어 제 1포 웨이 밸브(4)를 통해 압축기(2)로 냉매를 유입시키는 제 3,4솔레노이드 밸브(20)(20a)로 이루어진다.
여기서, 제 1포 웨이 밸브(4)는 제 1,2,3,4출구(입구)를 갖는 밸브로서, 압축기(2)의 출구측과 응축기(6)의 입구측 및 제 1,2실내열교환기(16)(18)의 출구측에 연결되어 냉매의 흐름을 변경할 수 있도록 설치되어 있다.
이러한 냉, 난방겸용 에어콘에 있어서, 냉방운전시 냉매는 압축기(2)로부터 제 1포 웨이 밸브(4)의 제 1입구(출구)(4a)로 유입된 후 제 2출구(입구)(4b)를 통해 응축기(6)를 통과시 냉각되어 액체 상태로 변환된다. 이 냉매는 개방된 제 1,2솔레노이드 밸브(8)(8a)를 통해 제 1,2팽창변(10)(10a)을 경유하여 저온, 압으로 변환되고, 이어 제 1,2룸(12)(14)의 내부에 설치된 제 1,2실내열교환기(16)(18)를 통과하면서 그 주위의 공기를 냉각시킴으로써, 실내를 냉방하게 된다.
한편, 난방시 압축기(2)로부터 제 1포 웨이 밸브(4)를 경유한 냉매의 흐름이 역으로 변환되어 흐름으로써, 실내를 난방하게 된다. 즉, 고온, 고압의 냉매가 제 1,2실내열교환기(16)(18)를 통과하는 과정중 그 주위의 공기와 열교환이 이루어지게 되고, 열교환이 이루어져 온도가 상승한 공기를 실내로 배출시켜 실내 온도를 높이게 된다.
이와 같이, 제 1포 웨이 밸브(4)를 사용하여 냉매의 흐름을 역으로 변경시켜 냉, 난방을 하는 과정에서 각각의 룸을 사용하는 다양화된 요구조건(냉, 난방이 동시에 이루어지도록 하는 것)에 충족시키도록 하기 위해 본 발명에서 실외에 복수의 제 2,3실외열교환기(60)(62)를 설치하고, 이 제 2,3실외열교환기(60)(62)의 입구측과 출구측에 제 3,4포 웨이 밸브(30)(40)를 설치하여 냉, 난방이 동시에 이루어지도록 설치하였다.
상기 제3,4포 웨이 밸브(30)(40)에는 다수의 연결관(32)(34)(36)(42)(44) (46)이 형성되어서 상기 제1,제2실내열교환기(16)(18) 및 압축기(2)로 각각 연결되어진다.
여기에서, 제 3포 웨이 밸브(30)는 냉방중 냉매가 압축기(2)에 연결된 제 5솔레노이드 밸브(70)를 통해 제 2실외열교환기(60)를 통과하도록 하고, 제 1실내열교환기(16)를 통해 이 제 3포웨이 밸브(30)로 유입된 후 압축기(2)의 유입측에 설치된 제 7솔레노이드 밸브(76)를 통해 압축기(2)로 유입되도록 설치되어 있다.
또한, 제 4포 웨이 밸브(40)는 난방중 냉매가 압축기(2)의 출력측을 통해 토출된 냉매가 제 6솔레노이드 밸브(72)와 제 4포 웨이 밸브(40)를 통해 제 2실내열교환기(18)로 유입되도록 하고, 이 제 2실내열교환기(18)에서 제 3실외열교환기 (62)를 거친 냉매가 제 4포 웨이 밸브(40)와 제 8솔레노이드 밸브(74)를 통해 압축기(2)로 유입되도록 설치되어 있다.
이러한 제 3,4포 웨이 밸브(30)(40)는 난방과 냉방으로 전환토록 하는 스위치부(52)(54)가 구비된 콘트롤러(50)에 의해 제어되도록 되어 있다.
이와 같이, 제 1,2룸(12)(14)내에 있는 사용자로부터 동일한 냉방을 요구할 경우 콘트롤러(50)에 설치된 스위치부(52)(54)를 동일한 방향으로 접점 시키게 되면 제 3,4포 웨이 밸브(30)(40)가 같은 방향으로 전환됨으로써, 냉매는 압축기(2)로부터 제 5,6솔레노이드 밸브(70)(72)를 통해 제 3,4포 웨이 밸브(30)(40)로 유입된 후 각각 제 2,3실외열교환기(60)(62)를 통과하면서 열교환이 이루어진다.
열교환이 이루어져 액체 상태로 변환된 냉매는 제 1,2실내열교환기(16)(18)를 통과하면서 주위에 있는 공기를 냉각시키게 되고, 이 냉각된 공기를 실내로 배출시켜 동일한 냉방을 하게 된다.
제 1,2실내열교환기(16)(18)를 거친 냉매는 다시 제 3,4포 웨이 밸브 (30)(40)의 다른 측으로 유입된 후 제 7,8솔레노이드 밸브(76)(64)를 통해 압축기 (2)로 유입되어 연속적인 냉방을 하게 된다.
한편, 동시에 냉방을 하는 가운데 제 2룸(14)으로부터 난방을 요구할 경우 콘트롤러(50)의 스위치(54)를 재 접점시켜 제 4포 웨이 밸브(40)를 역방향으로 절환시켜 놓음으로써, 압축기(2)로 부터 토출된 냉매는 제 6솔레노이드 밸브(72)와 제 4포 웨이 밸브(40)를 경유한 후, 제 2룸(14)내에 설치된 제 2실내열교환기(18)를 통과하면서 열을 방출하게 된다.
즉, 제 2실내열교환기(18)를 거치면서 방출된 열을 실내로 토출시켜 난방을 하게 되며, 이후 냉매는 제 3실외열교환기(62)를 거치면서 열을 흡수한 후 제 4포 웨이 밸브(40)와 제 8솔레노이드 밸브(74)를 통해 압축기(2)로 유입되어 연속적인 난방을 하게 된다.
그 결과, 제 1,2룸(12,14)에서 상이한 상태의 요구 조건을 충족시키게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 압축기로부터 토출되는 냉매의 흐름을 변환시키는 포 웨이 밸브를 각각 실외열교환기에 연결 설치하고, 이 포 웨이 밸브를 작동시켜 냉매의 흐름을 바꿈으로써, 각각의 룸에서 요구하는 냉, 난방의 조건을 충족시키도록 하는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 냉,난방을 수행하도록 하는 냉,난방 겸용 에어콘에 있어서,
    냉매를 압축시키는 압축기(2)와;
    상기 압축기(2)로 부터 토출되는 고압의 냉매를 받아서 응축하는 제 3,4실외열교환기(60)(62)와;
    상기 제 3,4실외열교환기(60)(62)에 연결되고, 복수개의 제 1,2룸(12,14)의 내부에 설치되어 냉기 혹은 온기를 발생하도록 하는 제 1,2실내열교환기(16,18)와;
    상기 제3,제4실외열교환기(60)(62)를 통과한 냉매를 제 1,2실내열교환기 (16,18)의 유입측으로 공급하도록 연결된 제 1,2팽창변(10,10a)과;
    상기 제 1,2실내열교환기(16,18)와 상기 제 3,4실외열교환기(60)(62) 사이에 설치되어 선택적으로 냉매를 연결관(32)(34)(36)(42)(44)(46)을 통해 분배되도록 하는 제 3,제4포 웨이 밸브(30)(40)와;
    상기 제3,제4포웨이밸브(30)(40)와 상기 압축기(2) 사이에서 이동하는 냉매를 개폐하는 제5,제6,제7,제8솔레노이드밸브(70)(72)(74)(76)와;
    상기 제3,제4포 웨이 밸브(30)(40)에 연결되어 스위치부(52)(54)로 선택적으로 ON/OFF를 하도록 하는 콘트롤러(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 3포 웨이 밸브(30)는 냉방시, 냉매가 압축기(2)에 연결된 제 5솔레노이드 밸브(70)를 통해 제 2실외열교환기(60)내로 유입되도록 하고, 제 1실내열교환기(16)를 통해 제 3포 웨이 밸브(30)로 재 유입되며, 제 7솔레노이드 밸브(76)를 통해 압축기(2)로 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 4포 웨이 밸브(40)는, 난방시 냉매가 압축기(2)의 출력측을 통해 제 6솔레노이드 밸브(72)와 제 4포 웨이 밸브(40)를 통해 제 2실내열교환기(18)로 유입되도록 하고, 제 2실내열교환기(18)에서 제 3실외열교환기(62)를 거친 냉매가 제 4포 웨이 밸브(40)와 제 8솔레노이드 밸브(74)를 통해 압축기 (2)로 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘.
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