KR100382911B1 - 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법 - Google Patents

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KR100382911B1 KR10-1999-0052689A KR19990052689A KR100382911B1 KR 100382911 B1 KR100382911 B1 KR 100382911B1 KR 19990052689 A KR19990052689 A KR 19990052689A KR 100382911 B1 KR100382911 B1 KR 100382911B1
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Abstract

본 발명은, 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는, 압축기와; 상기 압축기로부터의 냉매를 수령하여 열교환하는 실외열교환기와; 상기 실외열교환기와 상호 연통되도록 설치되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기의 일측에 배치되어 상기 실내열교환기를 통과한 공기를 실내로 제공하는 실내송풍팬을 구비한 복수의 실내유니트와; 상기 실외열교환기와 상기 각 실내열교환기사이에 형성된 냉매의 유로중에 배치되어 유로를 개폐하는 복수의 전자팽창밸브와; 상기 압축기의 토출측과 상기 압축기의 흡입측을 연결하는 우회유로와; 상기 우회유로중에 설치되어 상기 우회유로를 개폐하는 우회유로개폐밸브와; 상기 각 실내열교환기의 온도를 검출하는 복수의 온도검출센서와; 상기 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우 상기 우회유로가 개방되도록 상기 우회유로개폐밸브를 제어함과 동시에 상기 온도검출센서로부터의 온도검출신호에 기초하여 상기 실외열교환기를 경유한 냉매가 운전되지 않는 실내유니트중 검출된 온도값이 가장 높은 실내유니트를 경유하여 상기 압축기의 흡입측으로 유동되도록 해당 전자팽창밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 압축기의 운전효율을 제고시킬 수 있으며 우회유로 및 전자팽창밸브의 설치개수를 줄여 제조비용을 절감시킬 수 있다.

Description

멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법{MULTI AIR CONDITIONER AND OPERATING CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 압축기의 운전효율을 제고시킬 수 있으며 우회유로 및 전자팽창밸브의 설치개수를 줄여 제조비용을 절감시킬 수 있도록 한 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있도록 한 장치로서, 최근에는 복수의 실내유니트를 각 설치공간별로 배치하고 설치공간별로 공기의 온도 등을 조절할 수 있도록 한 멀티형 공기조화기가 개발되어 있다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기의 개략적인 냉동사이클 구성도이다. 도시된 바와 같이, 멀티형 공기조화기는, 적어도 하나의 실내열교환기(103a~103n) 및 실내열교환기(103a~103n)의 일측에 배치되어 실내를 향하여 송풍하는 송풍팬(105)을 갖는 복수의 실내유니트(101a~101n)와, 각 실내유니트(101a~101n)와 냉매배관에 의해 상호 연결되어 각 실내유니트(101a~101n)로부터의 냉매를 수령하여 압축하는 단일의 실외유니트(111)를 가진다.
실외유니트(111)는, 각 실내유니트(101a~101n)로부터의 냉매를 수령하여 압축하는 압축기(113)와, 압축기(113)에 의해 압축되어 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 실외열교환기(115)와, 실외열교환기(115)의 일측에 배치되어 실외열교환기(115)를 향해 송풍함으로써 열교환작용을 촉진시키는 냉각팬(117)을 가진다. 이들 실내열교환기(103a~103n)와, 압축기(113) 및 실외열교환기(115)는 상호냉매가 유동할 수 있도록 냉매배관에 의해 연결되어 있다.
압축기(113)의 흡입측에는 기체상태의 냉매가 흡입될 수 있도록 어큐물레이터(119)가 결합되어 있으며, 실외열교환기(115)의 토출측에는 냉매의 수용공간을 형성하는 수액기(121)가 연결되어 있다. 수액기(121)의 토출측에는 각 실내열교환기(103a~103n)로 냉매가 공급될 수 있도록 분기유로가 형성된 분기유로관(123)이 결합되어 있으며, 분기유로관(123)에 결합된 각 실내열교환기(103a~103n)의 유입측에는 실외열교환기(115)를 통과한 냉매가 감압팽창될 수 있도록 팽창밸브(125a~125n)가 각각 설치되어 있다. 각 실내열교환기(103a~103n)의 유출측 냉매배관은 다시 합류하여 어큐물레이터(119)의 흡입측 냉매배관에 연결된다.
한편, 이러한 멀티형 공기조화기에 있어서는, 실내유니트(101a~101n)가 일부운전되는 경우와 모두 운전되는 경우에 따라 압축기(113)의 냉매 압축부하량이 달라지게 된다. 즉, 실내유니트(101a~101n)가 하나만 가동되는 경우를 예를 들어 설명하면, 압축기(113)에 의해 압축된 냉매는 실외열교환기(115)를 거쳐 응축되고 해당 팽창밸브를 통하여 해당 실내열교환기로 유입된다. 이 때, 압축기(113)에 의해 토출되는 냉매량에 비해 운전되는 실내열교환기를 통과하여 흡입측으로 유입되는 냉매량이 상대적으로 현저히 작기 때문에 압축기(113)의 흡입측의 흡입압력이 낮아지게 되어 운전효율을 저해하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여, 수액기(121)의 토출측과 어큐물레이터(119)의 흡입측을 연결하여 수액기(121)를 통과한 냉매의 일부를 압축기(113)의 흡입측에 제공되도록 함으로써, 압축기(113)의 흡입압력이 낮아지는 것을 방지할 수 있도록 하는 제1우회유로(127)가 마련되어 있다. 이 제1우회유로(127)에는 냉매의 갑압팽창 및 우회유로의 개도조절을 용이하게 할 수 있도록 제1전자팽창밸브(129)가 마련되어 있다.
제1우회유로(127)내로 유입된 냉매는 제1전자팽창밸브(129)를 통과하면서 교축을 받아 감압되면서 온도가 급강하하게 되고, 압축기(113)의 흡입측 온도를 낮추기 때문에 냉매가 충분히 기화되지 못하므로 액상의 냉매가 압축기(113)내로 흡입될 우려가 있다.
따라서, 압축기(113)의 흡입측의 냉매온도를 보상하여 줌으로써, 액상냉매가 압축기(113)내로 흡입되는 것을 방지하기 위해 압축기(113)의 토출측과 어큐물레이터(119)의 흡입측을 상호 연통되도록 연결하는 제2우회유로(131) 및 제2우회유로(131)의 개도조절을 용이하게 할 수 있도록 제2전자팽창밸브(133)를 마련하고 있다. 이에 따라, 어큐물레이터(119)의 흡입측에는 압축기(113)에 의해 압축되어 고온고압의 기체상태의 냉매가 유입되고, 이에 의해 어큐물레이터(119)의 흡입측은 과냉이 방지된다.
그런데, 이러한 종래의 멀티형 공기조화기에 있어서는, 복수의 실내유니트중 일부만 가동될 경우를 대비하여 제1 및 제2우회유로를 형성하고, 각 우회유로에 비교적 고가품인 전자팽창밸브를 각각 설치하도록 되어 있어, 전체적인 제조비용을 상승시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 압축기의 운전효율을 제고시킬 수 있으며 우회유로 및 전자팽창밸브의 설치개수를 줄여 제조비용을 절감시킬 수 있도록 한 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기의 개략적인 냉동사이클 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 개략적인 냉동사이클 구성도,
도 3은 도 2의 멀티형 공기조화기의 개략적인 제어블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 운전제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1a~1n : 실내유니트 3a~3n : 실내열교환기
7 : 유입분기관 9 : 유출분기관
13a~13n : 전자팽창밸브 21 : 실외유니트
23 : 압축기 25 : 실외열교환기
35 : 우회유로개폐밸브 37a~37n : 온도검출센서
39 : 제어부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기로부터의 냉매를 수령하여 열교환하는 실외열교환기와; 상기 실외열교환기와 상호 연통되도록 설치되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기의 일측에 배치되어 상기 실내열교환기를 통과한 공기를 실내로 제공하는 실내송풍팬을 구비한 복수의 실내유니트와; 상기 실외열교환기와 상기 각 실내열교환기사이에 형성된 냉매의 유로중에 배치되어 해당 실내열교환기로 냉매가 선택적으로 유입될 수 있도록 유로를 개폐하는 복수의 전자팽창밸브와; 상기 압축기의 토출측과 상기 압축기의 흡입측을 연결하는 우회유로와; 상기 우회유로중에 설치되어 상기 우회유로를 개폐하는 우회유로개폐밸브와; 상기 각 실내열교환기의 온도를 검출하는 복수의 온도검출센서와; 상기 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우 상기 우회유로가 개방되도록 상기 우회유로개폐밸브를 제어함과 동시에 상기 온도검출센서로부터의 온도검출신호에 기초하여 상기 실외열교환기를 경유한 냉매가 운전되지 않는 실내유니트중 검출된 온도값이 가장 높은 실내유니트를 경유하여 상기 압축기의 흡입측으로 유동되도록 해당 전자팽창밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기에 의해 달성된다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 복수의 실내유니트의 운전여부를 확인하는 단계와; 상기 확인결과, 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우, 압축기의 흡입측과 토출측을 상호 연결하는 우회유로가 개방될 수 있도록 우회유로개폐밸브를 제어하는 단계와; 상기 운전되지 않는 실내유니트가 복수개인 경우, 상기 운전되지 않는 각 실내유니트의 냉매배관의 온도를 검출하고, 검출된 온도값을 상호 비교하는 단계와; 실외열교환기를 통과한 냉매가 비교결과 가장 높은 온도값을 가지는 실내유니트로를 경유하여 상기 압축기의 흡입측으로 유동되도록 해당 전자팽창밸브를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 운전제어방법이 제공된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 개략적인 냉동사이클 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 멀티형 공기조화기는, 복수의 실내유니트(1a~1n)와, 복수의 실내유니트(1a~1n)와 상호 연통되도록 설치되어 상기 실내유니트(1a~1n)로부터의 냉매를 압축하여 상기 각 실내유니트(1a~1n)로 제공하는 단일의 실외유니트(21)를 가진다.
각 실내유니트(1a~1n)는, 공기가 통과하면서 열교환되는 실내열교환기(3a~3n)와, 실내열교환기(3a~3n)의 일측에 배치되어 실내열교환기(3a~3n)를 통과하면서 열교환된 공기를 실내로 송풍하는 실내송풍팬(5a~5n)과, 각 실내열교환기(3a~3n)의 냉매배관의 온도를 검출하는 온도검출센서(37a~37n)를 가진다. 각 실내열교환기(3a~3n)의 유입측에는 실외유니트(21)의 유출측에 접속되어 실외유니트(21)로부터의 냉매를 각 실내열교환기(3a~3n)로 제공할 수 있도록 분기유로가 형성된 유입분기관(7)이 설치되어 있으며, 각 실내열교환기(3a~3n)의 유입측에는 유입분기관(7)으로부터 각 실내열교환기(3a~3n)로 유입되는 냉매가 감압팽창될 수 있도록 함과 동시에 개도를 조절하는 전자팽창밸브(13a~13n)가 각각 결합되어 있다.
각 실내열교환기(3a~3n)의 유출측 냉매배관에는 각 실내열교환기(3a~3n)를 통과하면서 냉각작용을 수행한 냉매가 합류될 수 있도록 유출분기관(9)이 설치되어 있다. 이들 유입분기관(7)의 유입측 및 유출분기관(9)의 유출측에는 냉동사이클이 외부에 대해 개방될 수 있도록 하는 서비스포트(11a,11b)가 각각 형성되어 있다.
실외유니트(21)는, 냉매를 압축하는 압축기(23)와, 압축기(23)와 상호 연통되도록 설치되어 냉매가 열교환되는 실외열교환기(25)와, 실외열교환기(25)의 일측에 배치되어 실외열교환기(25)의 열교환작용을 촉진시키는 실외팬(27)을 가진다. 실외열교환기(25)와 유입분기관(7)사이에는 냉매의 수용공간을 형성하는 통형상의 수액기(31)가 설치되어 있으며, 압축기(23)의 흡입측에는 기체상태의 냉매가 흡입될 수 있도록 어큐물레이터(29)가 연결설치되어 있다.
한편, 어큐물레이터(29)의 흡입측에는 일단이 압축기(23)의 토출배관으로부터 분기되어 압축기(23)로부터 토출된 고온고압상태의 냉매가 어큐물레이터(29)의 흡입측으로 유입될 수 있도록 냉매의 우회유로를 형성하는 우회유로배관(33)이 접속되어 있다. 이 우회유로배관(33)에는 우회유로를 개폐할 수 있도록우회유로개폐밸브(35)가 구비되어 있다.
도 3은 도 2의 멀티형 공기조화기의 개략적인 제어블럭도이다. 도시된 바와 같이, 제어프로그램이 내장된 마이컴 등으로 구성되는 제어부(39)에는, 각 실내열교환기(3a~3n)의 냉매배관의 온도를 검출하는 온도검출센서(37a~37n)와, 각 실내열교환기(3a~3n)로 유입되는 냉매의 유로를 개폐하는 전자팽창밸브(13a~13n)와, 우회유로의 개폐를 위한 우회유로개폐밸브(35)가 각각 접속되어 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 운전제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 제어부(39)는, 먼저 복수의 실내유니트(1a~1n)의 전체운전여부를 확인하고(S10), 운전되지 않는 실내유니트(1a~1n)의 수를 확인한 후, 운전되지 않는 실내유니트가 복수개인 경우(S20), 각 온도검출센서(37a~37n)으로부터 검출된 냉매배관의 온도값을 확인한다(S30). 이 때, 가동되고 있는 실내유니트(1a~1n)의 냉매배관의 온도값은 제외한다. 다음, 각 온도검출센서(37a~37n)에 의해 검출된 냉매배관의 온도값을 비교하여 고온값을 선정한다(S40). 선정된 값이 최고온값인 경우(S50), 제어부(39)는 최고온값에 해당하는 실내유니트(1a~1n)의 전자팽창밸브(13a~13n)가 개방되도록 한다(S60).
한편, 운전되지 않는 실내유니트(1a~1n)가 하나뿐인 경우(S20)에는 물론 해당 실내유니트(1a~1n)의 전자팽창밸브(13a~13n)가 개방되도록 한다(S60). 제어부(39)는 해당 전자팽창밸브(13a~13n)가 개방되면, 우회유로가 개방될 수 있도록 우회유로개폐밸브(35)를 제어하고(S70), 압축기(23)의 전동모터부에 전원을 인가하여 압축기(23)를 구동시킨다(S80).
이러한 구성에 의하여, 압축기(23)에 의해 압축된 고온고압상태의 냉매는, 실외열교환기(25)를 거치면서 방열되어 응축된다. 응축된 상온고압상태의 액상의 냉매는 수액기(31)를 거쳐 유입분기관(7)에 의해 운전중인 각 실내유니트(1a~1n)로 제공된다. 이 때, 제어부(39)는 운전중인 실내유니트(1a~1n)의 전자팽창밸브(13a~13n)를 제어하여 해당 개도비율로 개방되도록 한다.
유입분기관(7)을 통해 각 실내유니트(1a~1n)의 냉매유입배관으로 유입된 냉매는 해당 실내열교환기(3a~3n)를 거치면서 주위의 증발잠열을 흡수하는 냉각작용을 수행하게 되고, 다시 유출분기관(9)에 의해 합류하게 된다.
한편, 제어부는 실내유니트(1a~1n)중 일부 만 운전되는 경우, 도 4와 관련하여 설명한 바와 같이, 수액기(31)로부터의 냉매가 운전되지 않는 실내유니트중 적어도 어느 하나의 실내열교환기(3a~3n)를 경유할 수 있도록 해당 전자팽창밸브(13a~13n)를 개방하게 된다. 이 때, 해당 실내유니트(1a~1n)의 실내송풍팬(5a~5n)은 물론 구동되지 않는다.
운전되지 않는 실내유니트의 전자팽창밸브를 통과한 냉매는 실내열교환기에서 충분한 열교환을 하지 못한상태로 어큐물레이터(29)의 흡입측으로 유입되므로 어큐물레이터(29)의 흡입측은 과냉각 상태가 된다. 이 때, 제어부(39)는 우회유로개폐밸브(35)를 제어하여 우회유로가 개방되도록 한다. 그러면, 압축기(23)에 의해 압축된 고온고압의 기체상태의 냉매중 일부가 우회유로를 통해 어큐물레이터(29)의 흡입측으로 유입되고, 이에 의해 어큐물레이터(29)의 흡입측의 과냉각상태는 해소된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우, 운전되지 않는 실내유니트중 온도가 높은 실내유니트의 전동팽창밸브를 개방되도록하여 수액기를 통과한 냉매가 운전되지 않는 실내유니트를 경유하도록 함으로써, 압축기의 흡입측과 토출측 냉매용량의 불균형을 해소할 수 있어 압축기의 운전효율을 제고시킬 수 있다. 따라서, 별도의 냉매우회유로를 형성하고 전자팽창밸브를 설치함으로써 제조비용을 상승시키던 종래와는 달리, 우회유로 및 전자팽창밸브를 제거할 수 있어 압축기의 운전효율을 제고시킬 수 있으며 제조비용을 절감시킬 수 있는 멀티형 공기조화기 및 그 운전제어방법이 제공된다.

Claims (4)

  1. 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기로부터의 냉매를 수령하여 열교환하는 실외열교환기와; 상기 실외열교환기와 상호 연통되도록 설치되는 실내열교환기와, 상기 실내열교환기의 일측에 배치되어 상기 실내열교환기를 통과한 공기를 실내로 제공하는 실내송풍팬을 구비한 복수의 실내유니트와; 상기 실외열교환기와 상기 각 실내열교환기사이에 형성된 냉매의 유로중에 배치되어 해당 실내열교환기로 냉매가 선택적으로 유입될 수 있도록 유로를 개폐하는 복수의 전자팽창밸브와; 상기 압축기의 토출측과 상기 압축기의 흡입측을 연결하는 우회유로와; 상기 우회유로중에 설치되어 상기 우회유로를 개폐하는 우회유로개폐밸브와; 상기 각 실내열교환기의 온도를 검출하는 복수의 온도검출센서와; 상기 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우 상기 우회유로가 개방되도록 상기 우회유로개폐밸브를 제어함과 동시에 상기 온도검출센서로부터의 온도검출신호에 기초하여 상기 실외열교환기를 경유한 냉매가 운전되지 않는 실내유니트중 검출된 온도값이 가장 높은 실내유니트를 경유하여 상기 압축기의 흡입측으로 유동되도록 해당 전자팽창밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 복수의 실내유니트의 운전여부를 확인하는 단계와; 상기 확인결과, 복수의 실내유니트중 일부만이 운전되는 경우, 압축기의 흡입측과 토출측을 상호 연결하는 우회유로가 개방될 수 있도록 우회유로개폐밸브를 제어하는 단계와; 상기 운전되지 않는 실내유니트가 복수개인 경우, 상기 운전되지 않는 각 실내유니트의 냉매배관의 온도를 검출하고, 검출된 온도값을 상호 비교하는 단계와; 실외열교환기를 통과한 냉매가 비교결과 가장 높은 온도값을 가지는 실내유니트를 경유하여 상기 압축기의 흡입측으로 유동되도록 해당 전자팽창밸브를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 운전제어방법.
  4. 삭제
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