KR100376827B1 - 멀티에어컨 및 그 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내기를 여러대 포함하여 냉방하는 멀티에어컨에 있어서, 실외기의 내부에 설치되어 저압의 기체냉매를 고압의 기체냉매로 압축시키는 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 병렬로 결합한 압축기와, 상기 병렬로 결합된 압축기의 고온 고압의 기체 냉매를 주변 공기와의 열교환을 통해 고압, 액체 상태로 변환시키는 응축기와, 상기 응축기의 배출구에 연결되어 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 팽창장치와, 복수의 실내기에는 저압의 액체냉매를 고압의 기체냉매로 기화시키는 증발기가 포함되어 이루어진 것으로서, 각 실내기의 운전상황에 따라 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 균등 배분하여 운전함으로써, 에너지 효율향상 및 냉매 유량제어가 용이해진다.

Description

멀티에어컨 및 그 운전제어방법{Multi air-conditioner and operation control method thereof}

본 발명은 멀티에어컨에 관한 것으로서, 특히 본 발명은 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 병렬로 결합하여 각 실내기의 운전상황에 따라 정속형 압축기와 인버터형 압축기를 균등 배분하여 운전함으로써, 에너지 효율향상 및 냉매 유량제어가 용이해지도록 하는 것이다.

일반적으로 냉각사이클을 이용한 분리형 에어컨은 실외기의 압축기(compressor)에서 압축된 냉매를 응축기(condenser)에서 액화시킨 뒤 팽창밸브(expansion valve)를 통해 실내기의 증발기(evaporator)에서 다시 기화시켜 흡수되는 기화열에 의해 실내를 냉각시키게 된다.

이러한 분리형 에어컨의 일종인 멀티형 에어컨은, 실외에 통상 한 대의 실외기를 설치하고, 냉방시켜야 할 다수의 공간 각각에 실내기를 설치하여 실내를 냉방시키게 된다.

이와 같은 멀티형 에어컨의 구성을 도 1에 개략적으로 나타내고 있다.

실외기(1)의 내부에는 저압의 기체냉매를 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기(2)가 설치되고, 압축된 냉매는 응축기(3)에서 고압의 액체냉매로 액화시킨다. 이 때 발생되는 응축열은 외부로 방출되고, 응축기(3)의 배출구에 연결되어 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 팽창장치(4)와, 응축기(3)와 팽창장치(4)를 거쳐 감온/감압 되어진 냉매는 다음으로 각각의 이방변(5a∼5c)을 거쳐 다수의 액관측 밸브(6a∼6c)에 의해 각각의 실내기(7a∼7c)로 선택적으로 유입되고, 복수의 실내기(7a∼7c)에 설치된 저압의 액체냉매를 고압의 기체냉매로 기화시키는 각각의 증발기(8a∼8c)로 유입되어 냉방하게 된다. 이와 같이 기화된 저압의 기체냉매는 다수의 가스관측 밸브(9a∼9c)를 거쳐, 어큐뮬레이터(10)에서 냉매 내에 포함된 액체성분이 걸러지고 다시 압축기(2)로 유입된다.

또한, 상기 실외기(1) 내에 설치된 압축기(2)는 용량이 큰 정속형 압축기 한 대 또는 두 대 이상의 정속형 압축기를 이용한 시스템이 대다수를 차지하고 있다.

따라서, 종래의 멀티에어컨은 다수의 실내기 중 한 대만 운전하는 경우 압축기 소비동력 증가에 따른 효율의 극심한 저하 및 냉매량의 과다 증가로 인한 실내 증발기의 응축수 비산 또는 압축기 소손 등의 문제점이 대두된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 압축기 로터의 회전수를 제어하는 속도 가변형인 대용량 인버터 압축기가 구비되어야 하는데, 그에 따른 압축기의 가격비용이 커지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 병렬로 결합하여 각 실내기의 운전상황에 따라 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 균등 배분하여 운전함으로써, 에너지 효율향상 및 냉매 유량제어가 용이해지도록 하는 멀티에어컨 및 그 운전제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 멀티에어컨의 구성을 도시한 개략도이고,

도 2는 본 발명의 따른 멀티에어컨의 구성을 도시한 개략도이고,

도 3은 본 발명의 따른 멀티에어컨의 운전제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11 : 실외기 12 : 팽창장치

13 : 응축기 14 : 인버터형 압축기

15 : 정속형 압축기 16 : 어큐뮬레이터

17a∼17h : 이방변 18a∼18h : 액관측 밸브

19a∼19h : 실내기 20a∼20h : 증발기

21a∼21h : 가스관측 밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 한 대의 실외기에 대응되는 실내기를 여러대 설치하여 냉방하는 멀티에어컨에 있어서, 실외기의 내부에 설치되어 저압의 기체냉매를 고압의 기체냉매로 압축시키는 인버터 압축기와 정속형 압축기를 병렬로 결합한 압축기와, 상기 병렬로 결합된 압축기의 고온 고압의 기체 냉매를 주변 공기와의 열교환을 통해 고압 액체상태로 변환되는 응축기와, 상기 응축기의 배출구에 연결되어 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 팽창장치와, 복수의 실내기에는 저압의 액체냉매를 고압의 기체냉매로 기화시키는 증발기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 멀티에어컨은 병렬로 결합된 인버터형 압축기와 정속형 압축기가 복수의 실내기를 분담하여 운전함으로써, 에너지 효율향상 및 냉매 유량제어가 용이해지도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 따른 멀티에어컨의 구성을 도시한 개략도이다.

실외기(11)의 내부에 설치되어 저압의 기체냉매를 고압의 기체냉매로 압축시키는 인버터형 압축기(14)와 정속형 압축기(15)를 병렬로 결합하여 설치되고, 압축된 냉매는 응축기(13)에서 고압의 액체냉매로 액화시킨다. 이 때 발생되는 응축열은 외부로 방출되고, 응축기(13)의 배출구에 연결되어 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 팽창장치(12)와, 응축기(13)와 팽창장치(12)를 거쳐 감온/감압 되어진 냉매는 다음으로 각각의 이방변(17a∼17h)을 거쳐 다수의 액관측 밸브(18a∼18h)에 의해 각각의 실내기(19a∼19h)로 선택적으로 유입되고, 복수의 실내기(19a∼19h)에 설치된 저압의 액체냉매를 고압의 기체냉매로 기화시키는 각각의 증발기(20a∼20h)로 유입되어 냉방하게 된다. 이와 같이 기화된 저압의 기체냉매는 다수의 가스관측 밸브(21a∼21h)를 거쳐, 어큐뮬레이터(16)에서 냉매 내에 포함된 액체성분이 걸러지고 다시 인버터형 압축기(14)와 정속형 압축기(15)로 유입된다.

도 3은 상기와 같이 구성된 멀티에어컨의 운전제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 상기 각 압축기의 용량은 다음과 같이 선정된다. 상기 멀티에어컨의 실내기 수가 8대라고 가정하면, 유도모터(도시 않됨)의 입력 주파수를 가변시켜 구동되는 인버터형 압축기(14)는 최소 용량 실내기 1대부터 전체 실내기의 절반인 8/2 대의 냉방용량까지 구동할 수 있고, 정속형 압축기(15)는 전체 실내기들의 절반인 8/2 대의 냉방용량을 구동할 수 있는 압축기로 선정된다.

도 3을 참조하면, 실내기가 한 대라도 운전 중인 경우, 실내기 운전합계가 한 대인지 판단하는 제 1판단 단계(S100)와, 상기 제 1판단 단계(S100)에서 실내기 운전합계가 한 대이면, 인버터형 압축기(14)를 a Hz(a ; 실내기 한 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전(S110)하고, 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 한 대가 아니면, 실내기 운전 합계가 두 대인지 판단하는 제 2판단 단계(S200)로 이동한다. 상기 제 2판단 단계(S200)에서 실내기 운전합계가 두 대이면, 인버터형 압축기(14)를 b Hz(b ; 실내기 두 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전(S210)하고, 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 두 대가 아니면, 실내기 운전 합계가 세 대인지 판단하는 제 3판단 단계(S300)로 이동한다. 상기 제 3판단 단계(S300)에서 실내기 운전합계가 세 대이면, 인버터형 압축기(14)를 c Hz(c ; 실내기 세 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전(S310)하고, 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 세 대가 아니면, 전체 실내기들의 절반인 실내기 운전 합계가 8/2 대인지 판단하는 제 8/2판단 단계(S400)로 이동한다. 상기 제 8/2판단 단계(S400)에서 실내기 운전합계가 8/2 대이면, 인버터형 압축기(14)를 d Hz(d ; 실내기 8/2 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전(S410)하고, 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 8/2 대가 아니면, 실내기 운전합계가 (8/2＋1)대인지 판단하는 제 (8/2＋1)판단 단계(S500)로 이동한다.

상기 제 (8/2＋1)판단 단계(S500)에서 실내기 운전합계가 (8/2＋1)대 이면, 인버터형 압축기(14)를 a Hz(a ; 실내기 한 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전함과 동시에 정속형 압축기(15)를 운전하는 단계(S510)를 거쳐 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 (8/2＋1)대가 아니면, 실내기 운전합계가 (8/2＋2)대인지 판단하는 제 (8/2＋2)판단 단계(S600)로 이동한다. 상기 제 (8/2＋2)판단 단계(S600)에서 실내기 운전합계가 (8/2＋2)대 이면, 인버터형 압축기(14)를 b Hz(b ; 실내기 두 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전함과 동시에 정속형 압축기(14)를 운전하는 단계(S610)를 거쳐 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 (8/2＋2)대가 아니면, 실내기 운전합계가 (8/2＋3)대인지 판단하는 제 (8/2＋3)판단 단계(S700)로 이동한다. 상기 제 (8/2＋3)판단 단계(S700)에서 실내기 운전합계가 (8/2＋3)대 이면, 인버터형 압축기(14)를 c Hz(c ; 실내기 세 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전함과 동시에 정속형 압축기(14)를 운전하는 단계(S710)를 거쳐 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다. 실내기 운전합계가 (8/2＋3)대가 아니면, 실내기 운전합계가 8대로 운전하는 단계(S800)로 이동하여 인버터형 압축기(14)를 d Hz(d ; 실내기 8/2 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값)로 운전함과 동시에 정속형 압축기(15)를 운전하는 단계(S810)를 거쳐 상기 제 1판단 단계(S100)로 순환한다.

그러므로, 전체 실내기에서 1대부터 절반까지는 인버터형 압축기가 부담하게 되고, 전체 실내기의 절반 이상부터는 정속형 압축기가 더해져 부담되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 다수의 정속형 압축기와 하나의 인버터형 압축기를 조합하여 운영할 경우에는 각각의 정속형 압축기와 인버터형 압축기의 용량은 여러대의 실내기를 균등 배분하여 운전할 있는 용량으로 설정하여 균등 배분된 미세 부분은 인버터형 압축기에 의해 운전하고 정속형 압축기는 하나씩 더해가면서 운전할 수도 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명은 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 병렬로 결합하여 각 실내기의 운전상황에 따라 즉, 전체 실내기에서 1대부터 절반까지는 인버터형 압축기가 부담하게 되고, 전체 실내기의 절반 이상부터는 정속형 압축기가 더해져 부담되도록 인버터형 압축기와 정속형 압축기를 균등 배분하여 운전함으로써, 에너지 효율향상 및 냉매 유량제어가 용이해지는 이점이 있다.

또한, 압축기 용량 전체를 인버터형 압축기로 하는 것보다 정속형 압축기를 사용함으로써 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 실내기를 다수개 포함하여 냉방하는 멀티에어컨에 있어서,

   실외기의 내에 설치되어 저압의 기체냉매를 고압의 기체냉매로 압축시키는 인버터 압축기와 정속형 압축기가 병렬로 결합된 압축기와,

   상기 병렬로 결합된 압축기의 고온 고압의 기체 냉매를 주변 공기와의 열교환을 통해 고압, 액체 상태로 변환시키는 응축기와,

   상기 응축기의 배출구에 연결되어 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강화시키는 팽창장치와,

   복수의 실내기에는 저압의 액체냉매를 고압의 기체냉매로 기화시키는 증발기가 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티에어컨.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인버터형 압축기와 정속형 압축기의 용량은,

   상기 멀티에어컨의 다수개의 실내기를 인버터형 압축기와 정속형 압축기가 균등 배분하여 구동시킬 수 있는 용량인 것을 특징으로 하는 멀티에어컨.
3. 제 1항에 있어서, 상기 각 압축기는 정속형 압축기 하나와 인버터형 압축기 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티에어컨.
4. 실내기 수가 N대인 멀티에어컨의 운전방법제어에 있어서,

   상기 실내기 운전합계가 한 대인지 판단하는 제 1판단 단계와,

   상기 제 1판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 한 대이면, 상기 인버터형 압축기를 실내기 한 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계와,

   상기 제 1판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 한 대가 아니면, 상기 실내기 운전 합계가 두 대인지 판단하는 제 2판단 단계로 이동하는 단계와,

   상기 제 2판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 두 대이면, 상기 인버터형 압축기를 실내기 두 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계와,

   상기 제 2판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 두 대가 아니면, 상기 실내기 개수가 하나씩 증가하여 상기 제 1판단 단계나 제 2판단 단계와 같은 단계를 반복하여 상기 실내기 개수가 N/2 대가 될 때, 상기 실내기 운전 합계가 N/2 대인지판단하는 제 N/2판단 단계로 이동하는 단계와,

   상기 제 N/2판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 N/2 대이면, 상기 인버터형 압축기를 실내기 N/2 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계와,

   상기 제 N/2판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 N/2 대가 아니면, 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋1)대인지 판단하는 제 (N/2＋1)판단 단계로 이동하는 단계와,

   상기 제 (N/2＋1)판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋1)대 이면, 상기 인버터형 압축기를 실내기 한 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하고, 상기 정속형 압축기를 운전시키는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계와,

   상기 제 (N/2＋1)판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋1)대가 아니면, 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋2)대인지 판단하는 제 (N/2＋2)판단 단계로 이동하는 단계와,

   상기 제 (N/2＋2)판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋2)대 이면, 상기 인버터형 압축기를 실내기 두 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하고, 상기 정속형 압축기를 운전시키는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계와,

   상기 제 (N/2＋2)판단 단계에서 상기 실내기 운전합계가 (N/2＋2)대가 아니면, 상기 실내기 개수가 하나씩 증가하여 상기 제 (N/2＋1)판단 단계나 제 (N/2＋2)판단 단계와 같은 단계를 반복하여 상기 실내기 개수가 N 대가 될 때, 상기 실내기 운전합계가 N 대로 운전하는 단계로 이동하는 단계와,

   다음으로 상기 인버터형 압축기를 실내기 N/2 대의 냉방능력에 대응하는 주파수의 값으로 운전하고, 상기 정속형 압축기를 운전시키는 단계를 거쳐 상기 제 1판단 단계로 순환하는 단계를 포함하는 멀티에어컨의 운전제어방법.