KR100426892B1 - 절전형 에어컨 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절전형 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것으로, 실외기(10)와 실내기(20)를 연결하는 액관을 냉매저장액관인 제1 액관(31)과 냉매통과액관인 제2 액관(32)으로 분리하여 구성하고, 제1 액관(31)의 일단부인 실외기(10)측에는 전자식 개폐밸브(A)를 설치하고, 타단부인 실내기측에는 전자식 개폐밸브(B)를 설치하며, 제2 액관(32)의 실내기(20)측에는 전자식 개폐밸브(C)를 설치하여 정상운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관을 모두 개방하여 정상적인 냉방을 실시하고, 절전운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 모두 폐쇄시켜 액관들의 냉매밀도를 상승시킨 후에 냉매저장액관의 실외기측 전자식개폐밸브를 폐쇄시킴과 동시에 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 개방시켜 냉매저장액관 내부에는 압축된 상태의 냉매를 저장하고, 냉매통과액관을 통해서만 액체냉매를 증발기로 공급시켜 냉방사이클을 가동함으로써 소비전력을 절감하도록 한 것이다.

Description

절전형 에어컨 및 그 제어방법 {power saving type air conditioner and adjusting method therefor}

본 발명은 절전형 분리형 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매의 일부분을 압축된 상태로 저장하여 순환되는 냉매의 양을 감소시킴으로써 전력의 소비를 절감하도록 한 절전형 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉매의 순환에 의한 냉매순환 사이클을 이용한 분리형 에어컨은 도 1에 도시한 바와 같이, 실외기(10) 내의 압축기(11)에서 증기냉매가 압축되고, 응축기(12)에서 액화되며, 이때 발생되는 열은 응축기(12)의 인접한 위치에 설치되는 실외팬(13)에 의해 외부로 배출된다.

이어서 액화된 냉매는 팽창밸브(14)를 통과하며 압력 강하되어 액관(30)을 통과하여 실내기(20)의 증발기(21)로 유입되고, 증발기(21)로 유입된 냉매는 증발기(21)에서 기화되면서 주위의 열을 흡수하는데 이때 발생되는 찬공기는 증발기 (21)의 인접한 위치에 설치되는 실내팬(22)에 의해 실내로 토출되는 것이다.

그리고 기화된 냉매는 가스관(40)을 통과하여 다시 실외기(10)의 압축기(11)로 재유입된다.

이와 같이 종래 기술에 의한 냉매순환 사이클이 적용된 분리형 에어컨이 도 2에 도시되어 있는바, 실외기(10)와 실내기(20)는 액체상태의 냉매가 통과하는 액관(30)과 기체상태의 냉매가 통과하는 가스관(40)으로 연결되어 있다.

이러한 실외기(10)와 실내기(20)에 적용되는 냉매순환 사이클에서 적정량의 냉매가 봉입된 이후에는 사이클상의 냉매의 질량은 동일하며, 또한 동일한 온도조건에서는 밀도도 동일하다.

그런데, 일반적으로 에어컨의 소비전력은 압축기의 고압에 따라 비례하고, 압축기의 고압은 냉매의 밀도와 비례한다. 즉, 냉매순환 사이클에서 일정한 밀도의냉매량이 충진되어 있는 경우에는 동일한 온도 조건에서는 동일한 전력을 소비하게 된다.

따라서 일정한 양의 냉매가 봉입된 냉방시스템인 종래 기술의 에어컨에서는 전력의 소비를 절약하기에 어려움이 있다.

상술한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 에어컨의 구동시 절전모드에서는 냉매를 일시적으로 저장함으로써 사용되는 냉매의 밀도를 저하시켜 소비전력을 절감하도록 한 절전형 에어컨을 제공함에 있다.

또한 본 발명은 냉매의 일부분을 압축된 상태로 저장하여 순환되는 냉매의 양을 감소시킴으로써 전력의 소비를 절감하도록 한 절전형 에어컨의 제어방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 에어컨의 냉매순환 사이클의 구성도.

도 2는 종래 기술에 의한 에어컨의 실내기와 실외기의 연결상태 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 절전형 에어컨의 연결상태 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 절전형 에어컨의 운전모드 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; 실외기 11 ; 압축기

12 ; 응축기 13 ; 실외팬

14 ; 팽창밸브 20 ; 실내기

21 ; 증발기 22 ; 실내팬

31 ; 제1 액관 32 ; 제2 액관

40 ; 가스관 A,B,C ; 전자식개폐밸브

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 증기냉매가 압축되는 압축기와 냉매를 액화시키는 응축기 및 액화된 냉매를 압력강화시키는 팽창밸브가 구비되는 실외기와, 액체상태의 냉매가 유입되는 증발기가 구비된 실내기와, 상기 실외기와 실내기를 연결하는 액관 및 가스관을 구비하는 에어컨에 있어서, 상기 액관을 냉매저장액관과 냉매통과액관으로 분리 형성하고, 상기 냉매저장액관의 양단에는 전자식개폐밸브를 설치하고, 냉매통과액관은 일단에 전자식개폐밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 냉매통과액관의 전자식개폐밸브는 실내기측에설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 냉매저장액관과 냉매통과액관은 동일한 체적을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 절전형 에어컨의 제어방법은 정상운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관을 모두 개방하여 정상적인 냉방을 실시하고; 절전운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 모두 폐쇄시켜 액관들의 냉매밀도를 상승시키는 단계와, 상기 냉매저장액관의 실외기측 전자식개폐밸브를 폐쇄시킴과 동시에 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 개방시켜 냉매저장액관 내부에는 압축된 상태의 냉매를 저장하고, 냉매통과액관을 통해서만 액체냉매를 증발기로 공급시켜 냉방사이클을 가동하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하며, 종래 기술과 동일구성은 동일부호를 사용한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 의한 절전형 에어컨의 연결상태 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 절전형 에어컨의 운전모드 흐름도이다.

도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 실외기(10) 내의 압축기(11)에서 증기냉매가 압축되고, 응축기(12)에서 액화되며, 이때 발생되는 열은 응축기의 인접한 위치에 설치되는 실외팬(13)에 의해 외부로 배출되고, 액화된 냉매는 팽창밸브(14)를 통과하며 압력강하되어 액관(30)을 통과하여 실내기(20)의 증발기(21)로 유입되고, 증발기(21)로 유입된 냉매는 증발기(21)에서기화되면서 주위의 열을 흡수하는데 이때 발생되는 찬공기는 증발기(21)의 인접한 위치에 설치되는 실내팬(22)에 의해 실내로 토출되며, 기화된 냉매는 가스관(40)을 통과하여 다시 실외기의 압축기(11)로 재유입되는 통상의 에어컨의 구성과 동일하다.

여기서 본 발명의 실시예는 실외기(10)와 실내기(20)를 연결하는 액관을 제1 액관(31)과 제2 액관(32)으로 분리하여 구성하고, 제1 액관(31)의 일단부인 실외기(10)측에는 전자식 개폐밸브(A)를 설치하고, 타단부인 실내기측에는 전자식 개폐밸브(B)를 설치하며, 제2 액관(32)의 실내기측에는 전자식 개폐밸브(C)를 설치하여 구성한 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 절전형 에어컨의 작동을 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저 정상상태의 운전시에는 전자식 개폐밸브 A, B, C가 모두 개방되어 실외기(10) 내의 압축기(11)에서 압축되고, 응축기(12)에서 액화된 후에 팽창밸브(14)를 통과하여 압력강하된 액체상태의 냉매는 제1 액관(31) 및 제2 액관(32)을 통해 증발기(21)로 유입됨으로써 정상적인 냉방효과를 발휘하게 되는데 이 상태에서는 소비전력의 저감이 없게 된다.

절전상태의 운전모드를 전환하게 되면, 먼저 제1 액관(31)의 실내기측 밸브인 전자식개폐밸브(B)와, 제2 액관(32)의 실내기측밸브인 전자식개폐밸브(C)가 폐쇄되어 제1 액관(31)과 제2 액관(32)을 통해 액체상태의 냉매는 실내기(20)측으로 유입되는 것이 차단되며, 제1 액관(31) 및 제2 액관(32)의 내부 밀도는 상승된다.이때, 전자식개폐밸브(A)는 개방된 상태이다.

이러한 상태가 지속되어 제1 액관(31) 및 제2 액관(32)의 냉매의 밀도가 충분히 상승된 후에, 제2 액관(32)의 실내기측밸브인 전자식개폐밸브(C)가 개방됨과 동시에 제1 액관(32)의 실외기측밸브인 전자식개폐밸브(A)가 폐쇄됨으로써 제1 액관(32)의 내부에는 압축된 상태의 액체냉매가 저장된 상태가 되고, 제2 액관(32)을 통해서는 증발기(21)로 냉매가 공급된다.

따라서 냉매순환 사이클은 압축기(11)⇒ 응축기(12)⇒ 팽창밸브(14)⇒ 가스관(30)⇒ 증발기(21)⇒제2 액관(32)의 경로로 이루어지며, 압축된 상태의 상당량의 냉매가 제1 액관(31)에 저장된 상태이기 때문에 순환되는 냉매의 밀도는 낮아지므로 전력의 소비가 감소되는 것이다.

이때, 전력의 소비가 감소되는 만큼 냉방능력이 저하되지만 에어컨을 구동시키는 상태에서 절전모드를 실시하게 되는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에서는 제1 액관(31)과 제2 액관(32)을 동일하거나 유사한 배관을 사용하는 것이 바람직하며, 절전운전모드시에 냉매를 저장하는 제1 액관을 제2 액관보다 상대적으로 용량이 큰 배관을 사용하지 않는 것은 압축기로 냉매가 유입되지 않게 되면, 오일 리턴(oil return)이 되지 않아 압축기가 파손되는 문제를 초래할 수 있기 때문이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 절전형 에어컨 및 그 제어방법에 의하면, 본 발명은 실외기에서 액화된 액체상태의 냉매를 실내기측으로 전달하는액관을 냉매저장액관과 냉매통과액관으로 분리형성하고, 각각의 액관에는 전자식개폐밸브를 구비하여 정상운전시에는 액관을 모두 개방시키도록 하고, 절전운전시에는 냉매저장액관의 내부에 압축된 상태의 냉매를 일시적으로 저장시키도록 하고, 냉매통과액관을 통해서만 밀도가 저하된 상태의 냉매를 순환시킴으로써 소비전력을 현저하게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 증기냉매가 압축되는 압축기와 냉매를 액화시키는 응축기 및 액화된 냉매를 압력 강화시키는 팽창밸브가 구비되는 실외기와, 액체상태의 냉매가 유입되는 증발기가 구비된 실내기와, 상기 실외기와 실내기를 연결하는 액관 및 가스관을 구비하는 에어컨에 있어서,

   상기 액관을 냉매저장액관과 냉매통과액관으로 분리 형성하고, 상기 냉매저장액관의 양단에는 전자식개폐밸브를 설치하며, 냉매통과액관은 일단에 전자식개폐밸브를 설치한 절전형 에어컨.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉매통과액관의 전자식개폐밸브는 실내기측에 설치되는 것을 특징으로 하는 절전형 에어컨.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 냉매저장액관과 냉매통과액관은 동일한 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 절전형 에어컨.
4. 정상운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관을 모두 개방하여 정상적인 냉방을 실시하고;

   절전운전모드시에는 냉매저장액관과 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 모두 폐쇄시켜 액관들의 냉매밀도를 상승시키는 단계와,

   상기 냉매저장액관의 실외기측 전자식개폐밸브를 폐쇄시킴과 동시에 냉매통과액관의 실내기측 전자식개폐밸브를 개방시켜 냉매저장액관 내부에는 압축된 상태의 냉매를 저장하고, 냉매통과액관을 통해서만 액체냉매를 증발기로 공급시켜 냉방사이클을 가동하는 단계를 수행하는 절전형 에어컨의 제어방법.