KR100471430B1 - 멀티형 에어컨 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 실외기에 다수개의 실내기가 연결된 멀티형 에어컨에 관한 것으로서, 특히 복수개의 압축기가 개별 운전 가능하도록 설치됨으로써, 운전되는 실내기의 개수에 따라 그 용량이 조절되며, 긴 냉매관 상의 오일의 회수가 용이해져 압축기에 과부하가 발생되는 것이 억제되고, 압축기 내의 오일이 회수되지 않아 발생되는 압축기의 파손을 방지할 수 있도록 한 멀티형 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 멀티형 에어컨은 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 구동되는 실내기의 개수에 따라 요구되는 압축기의 용량으로 운전될 수 있도록 개별적으로 구동되는 다수개의 압축기와; 상기 압축기로부터 공급된 냉매를 저온의 냉매로 변환시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 공급된 냉매를 저온, 저압의 액체 냉매로 변환시키는 다수개의 팽창밸브와; 상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열 교환시켜 실내 공기가 쾌적하게 유지되도록 하는 증발기와; 실외기 측 냉매를 회수하는 냉매회수장치가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

멀티형 에어컨 및 그 제어방법 {A multi type air-conditioner and control method therefore}

본 발명은 하나의 실외기에 다수개의 실내기가 연결된 멀티형 에어컨에 관한 것으로서, 특히 복수개의 압축기가 개별 운전 가능하도록 설치됨으로써, 운전되는 실내기의 개수에 따라 그 용량이 조절되며, 긴 냉매관 상의 오일의 회수가 용이해져 압축기에 과부하가 발생되는 것이 억제되고, 압축기 내의 오일이 회수되지 않아 발생되는 압축기의 파손을 방지할 수 있도록 한 멀티형 에어컨 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 실내 공기를 쾌적하게 유지시키기 위해 실내 공기를 열 교환시키는 장치로서, 그 구조적인 특징에 따라 일체형, 분리형, 천정 매립형, 천정 카세트형, 멀티형 등 다양한 제품이 있으나, 여기서는 하나의 실외기에 다수개의 실내기가 연결된 멀티형 에어컨에 한정하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 멀티형 에어컨이 도시된 구성도이다.

종래 기술에 의한 멀티형 에어컨은 도 1에 도시된 바와 같이 실외기(10)와 실내기(20,30)로 구획되는 바, 하나의 실외기(10)에 다수개의 실내기(20,30)가 설치되며, 상기 실외기(10)는 냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)에서 공급된 냉매를 실외 공기와 열 교환시켜 저온의 냉매로 변환시키는 응축기(14)와, 상기 응축기(14)에서 토출된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 액체 냉매로 변환시키는 다수개의 팽창밸브(16)가 포함되어 구성된다.

그리고, 상기 실외기(10)로부터 각각의 실내기(20,30)로 연결되는 토출관에는 유량조절밸브(18)가 설치되고, 각각의 실내기(20,30)에서 구동의 신호가 입력되면 개방되도록 하여 사용자의 조작에 의해 운전이 개시되는 실내기로만 냉매가 공급되도록 한다.

아울러, 상기 실내기(20,30)는 상기 팽창밸브(16)에서 공급된 냉매를 실내측 송풍장치(22,32)에 의해 유입된 공기로부터 열을 흡수하도록 하는 증발기(24,34)가 포함되어 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 멀티형 에어컨의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되면 상기 압축기(12)가 구동되어 냉매가 고온, 고압으로 압축되고, 압축된 냉매는 상기 응축기(14)를 지나면서 상기 실외측 송풍장치(미도시)에 의해 유입된 실외 공기와 열 교환되어 저온의 냉매로 변환되고, 상기 응축기(14)로부터 토출된 냉매는 각각의 냉매관으로 분기되어 각각의 팽창밸브(16)를 지나 각각의 실내기(20,30)로 공급된다.

각각의 실내기(20,30)로 공급된 냉매는 증발기인 실내측 열교환기(24,34)를 지나면서 각실에 설치된 실내측 송풍장치(22,32)에 의해 유입된 실내 공기와 열 교환되고, 다시 실외기(10)로 유입되어 하나의 냉매관으로 합쳐져 압축기(12)로 이동되면서 순환된다.

이때, 사용자의 조작에 의해 상기 제 1 실내기(20)의 운전이 정지되면 이를 감지한 센서가 상기 제 1 유량조절밸브(16a)에 전기적 신호를 송출하여 냉매관을 폐쇄시킴으로써, 실외기(10)에서 공급되는 냉매는 제 1 실외기(20)를 제외한 제 2 실내기(30)로만 공급되므로 각실의 개별적인 공기 조화 작용을 행할 수 있다.

그러나, 종래 기술에 의한 멀티형 에어컨은 하나의 압축기(12)가 설치되기 때문에 소수의 실내기가 구동될 때에도 대용량인 하나의 압축기가 구동되므로 냉동 효율이 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 종래 기술에 의한 멀티형 에어컨은 다수개의 상기 팽창밸브(16)가 실외기(10)에 설치되기 때문에 냉매가 저온, 저압으로 팽창된 이후에 각실로 공급되므로 냉매관이 길어지면 냉매가 실내기로 이동되는 도중에 증발되어 각각의 실내기에서는 실내 공기와 냉매 사이의 열 교환이 용이하지 않은 문제점이 있다.

또한, 압축기(12)가 구동 또는 정지될 때에 긴 냉매관 상에서 오일의 회수가 용이하지 않아 오일 결핍으로 인한 압축기(10)의 파손이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대용량과 소용량의 압축기가 복수개 설치되고, 각각의 실내기 내부에 팽창밸브가 설치됨으로써, 구동되는 실내기에 개수에 따라 요구되는 용량의 압축기가 작동되고, 실외기로 냉매가 유입된 후에 팽창밸브를 지나면서 저온, 저압의 냉매로 변환되므로 에어컨의 효율을 향상시킬 수 있으며, 압축기의 파손이 방지된 안정된 운전을 행할 수 있도록 한 멀티형 에어컨을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티형 에어컨은 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 구동되는 실내기의 개수에 따라 요구되는 압축기의 용량으로 운전될 수 있도록 개별적으로 구동되는 다수개의 압축기와; 상기 압축기로부터 공급된 냉매를 저온의 냉매로 변환시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 공급된 냉매를 저온, 저압의 액체 냉매로 변환시키는 다수개의 팽창밸브와; 상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열 교환시켜 실내 공기가 쾌적하게 유지되도록 하는 증발기와; 실외기 측 냉매를 회수하는 냉매회수장치가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.본 발명에 따른 멀티형 에어컨은 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 구동되는 실내기의 개수에 따라 요구되는 압축기의 용량으로 운전될 수 있도록 개별적으로 구동되는 다수개의 압축기와; 상기 압축기로부터 공급된 냉매를 저온의 냉매로 변환시키는 응축기와; 상기 응축기로부터 공급된 냉매를 저온, 저압의 액체 냉매로 팽창시키는 다수개의 팽창밸브와; 상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 증발기와; 상기 압축기로부터 배출된 고압 측 냉매의 일부가 상기 증발기와 상기 압축기 사이에 연결되는 저압 측 냉매관으로 회수되게 하는 회수관과; 상기 회수관에 설치되어 유동되는 회수 냉매의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 멀티형 에어컨의 제어방법은 다수개의 압축기가 설치된 실외기에 다수개의 실내기가 연결된 멀티형 에어컨에 있어서, 상기 실내기의 구동 여부를 판단하는 감지단계(A)와, 상기 감지단계에서 상기 실내기가 모두 정지된 상태로 감지되면 상기 실외기에서 상기 실내기로의 냉매 공급이 중단되고, 다수개의 상기 압축기 중에 소용량의 압축기만 구동되며, 냉매회수장치에 의해 실외기에 냉매가 모아지도록 하는 회수단계(B)와, 상기 회수단계가 행하여지면 냉매가 회수되는 상기 압축기 입구의 압력을 감지하는 측정단계(C)와, 상기 측정단계에서 감지된 압력이 설정 압력과 비교하여 상대적으로 더 낮으면 상기 소용량 압축기의 운전이 정지되는 정지단계(D)가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 멀티형 에어컨의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 멀티형 에어컨이 도시된 구성도이다.

본 발명에 따른 멀티형 에어컨은 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 실외기(50)에 다수개의 실내기(60,70)가 연결되어 다수의 공간에 공기 조화 작용을 행할 수 있도록 구성된다.

상기 실외기(50)는 냉매를 고온, 고압으로 압축시켜 냉동 사이클의 구동력을 생성토록 하며 각각 그 용량이 다양한 다수개의 압축기(51,52)와, 상기 압축기(51,52)에서 공급된 냉매를 실외 공기와 열 교환시켜 저온의 냉매로 변환시키는 응축기인 실외측 열교환기(53)가 포함되어 구성된다.

여기서, 상기 압축기(51,52)는 대용량 압축기(51) 및 소용량 압축기(52)가 한 쌍을 이루어 설치되므로 구동되는 실내기(60,70)의 개수에 따라 필요로 하는 압축기가 개별 운전되거나 한 쌍의 압축기가 동시에 운전되어 에어컨의 효율이 향상되도록 하고, 대용량 압축기(51)와 소용량 압축기(52)의 용량의 비는 약 70 : 30 내지 80 : 20으로 책정되는 것이 보통이다.

그리고, 상기 실외측 열교환기(53)의 토출관에는 제 1 유량조절밸브(54)가 설치되고, 상기 실외측 열교환기(53)의 토출관과 상기 제 1 유량조절밸브(54) 사이로부터 상기 압축기(51,52)의 흡입관 사이에는 회수관(55)이 설치되고, 상기 회수관(55) 일 측에는 제 2 유량조절밸브(56)가 설치된다. 상기 제 1, 2 유량조절밸브(54)(56)는 유동되는 냉매의 유량을 조절하는 것으로서, 에어컨의 제어부에 의해 제어되어 유동되는 냉매를 개폐시키는 것은 물론 냉매관을 따라 유동되는 냉매의 양을 조절한다.

여기서 상기 압축기(51, 52)는 공기조화를 위해 사용될 뿐만 아니라 실외기의 냉매를 회수하는 펌프다운 작업에도 사용되는 바, 에어컨의 운전이 정지되면 대용량의 압축기(51)는 구동이 정지되고, 소용량의 압축기(52)만 구동되어 실내기(60,70) 및 냉매관 상에 잔존하는 냉매 및 오일을 회수하는 펌프다운 작업을 수행한다.

이때, 상기 제 1 유량조절밸브(54)는 폐쇄되어 냉매가 실내기(60,70) 측으로 공급되는 것을 억제하고, 상기 제 2 유량조절밸브(56)는 소정량 냉매를 유동시키도록 개방된다.

그리고, 상기 압축기(51,52)의 입구관에는 펌프다운 작업 시에 냉매가 충진되는 보조 어큐물레이터(57)가 설치되고, 상기 보조 어큐물레이터(57)의 후방에는 압력 스위치(58)가 설치되며, 상기 압력스위치(58)는 유동되는 냉매의 압력이 설정치 이하로 낮아지면 이를 감지하여 상기 소용량 압축기(52)에 정지 신호를 출력하도록 한다.

아울러, 상기 대용량 압축기(51)와 소용량 압축기(52)의 흡입관 및 토출관에는 각각 한 쌍의 체크 밸브(59)가 설치되어 하나의 압축기만이 구동될 경우 다른 압축기에서 냉매가 역류되는 것을 방지토록 한다.

여기서, 상기 압력 스위치(58)는 유체 압력이 소정의 값에 도달하였을 때에 전기 접점을 개폐하는 전기 부품으로서, 유압, 공기압의 안전장치, 검출장치로 중용되고 있다.

상기 실내기(60,70)는 각각의 실내기 내부에 상기 실외기(50)의 실외측 열교환기(53)로부터 공급된 냉매를 팽창시켜 냉매를 저온, 저압의 냉매로 변환시키는 팽창밸브(62,72)와, 상기 팽창밸브(62,72)로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열 교환시켜 공기 조화 작용을 행하는 실내측 열교환기(64,74)와, 실내기의 입구관에 설치되어 사용자의 조작에 따라 개폐되어 실내기로의 냉매 유입 여부를 결정하여 실내기의 개별 운전이 가능하도록 하는 실내측 유량조절밸브(66,76)가 포함되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 멀티형 에어컨의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 멀티형 에어컨의 제어방법이 도시된 순서도이다.

먼저, 전원이 인가되면 상기 압축기(51,52) 구동되어 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 압축된 냉매를 실외측 열교환기(53)를 지나면서 저온의 냉매로 변환되어 상기 제 1 유량조절밸브(54)를 지나 각각의 실내기(60,70)로 공급된다.

상기 실내기(60,70)로 공급된 냉매는 상기 팽창밸브(62,72)를 지나면서 저온, 저압의 액체 냉매로 변환되어 실내측 열교환기(64,74)로 공급되고, 상기 실내측 열교환기(64,74)를 지나면서 실내 공기와 열 교환되어 공기 조화 작용을 행한다.

이때, 사용자의 조작에 의해 제 1 실내기(60)의 구동이 정지되면 상기 제 1 실내측 유량조절밸브(62)가 폐쇄되어 제 1 실내기(60)로의 냉매 공급이 중단된다.

아울러, 모든 실내기(60,70)의 운전이 정지되면 상기 대용량 압축기(51)는 정지되고, 상기 소용량 압축기(52)만 구동되며, 상기 제 1 유량조절밸브(54)는 폐쇄되고, 제 2 유량조절밸브(56)는 소정량의 냉매 만이 유동되도록 소폭 개방된다. 여기서, 상기 소용량 압축기(52)에 의해 순환되는 냉매는 상기 제 1 유량조절밸브(54)의 폐쇄에 의해 상기 회수관(55)으로 안내되고, 상기 회수관(55)으로 안내된 냉매 중 일부만 상기 제 2 유량조절밸브(56)를 통해 배출된다. 그래서 상기 소용량 압축기(52)부터 상기 제 2 유량조절밸브(56)까지의 냉매는 고압으로 형성되고, 상기 제 2 유량조절밸브(56)를 통과한 냉매는 저압으로 형성된다. 이때, 상기 제 2 류량조절밸브(56)를 통해 배출되는 냉매의 압력은 상기 실내기(60,70)에서 배출되는 냉매의 압력보다 낮도록 상기 제 2 유량조절밸브(56)가 조절된다. 그래서 상기 실내기(60,70)에서 배출된 냉매는 체크밸브(80)를 통과하여 상기 회수관(55) 측으로 유입되고, 상기 소용량 압축기(52)에 의해 형성된 압력에 의해 점진적으로 상기 실외기(50) 내부에 충진된다.

이후, 일정량 이상의 냉매 및 오일이 회수되어 압력이 설정치 이하로 낮아지면 상기 압력 스위치(58)가 이를 감지하여 상기 소용량 압축기(52)의 구동을 정지시킨다.

이와 같이, 상기 압축기(51,52)는 실내기에서 필요로 하는 용량으로 구동될 뿐만 아니라 상기 압축기(51,52) 및 유량조절밸브(54,56)에 의해 실내기 측의 오일 및 냉매가 용이하게 회수되어 압축기(51,52)의 파손을 예방할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 멀티형 에어컨은 다양한 용량의 압축기가 다수개 설치되고, 실외기로 냉매 및 오일이 회수되도록 펌프다운 작업을 행하는 냉매회수장치가 설치됨으로써, 에어컨의 운전이 정지되면 실내기 및 긴 냉매관 상에 잔존하는 냉매가 회수하여 에어컨의 운전 효율을 향상시키고, 오일 결핍으로 발생되는 압축기의 파손을 억제하는 이점을 가지고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 멀티형 에어컨이 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 멀티형 에어컨이 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 멀티형 에어컨의 제어방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 실외기 51 : 대용량 압축기

52 : 소용량 압축기 53 : 실외측 열교환기

54 : 제 1 유량조절밸브 55 : 회수관

56 : 제 2 유량조절밸브 57 : 보조 어큐물레이터

60 : 제 1 실내기 62 : 제 1 실내측 열교환기

64 : 제 1 송풍장치 66 : 제 1 실내측 유량조절밸브

Claims (8)

1. 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 구동되는 실내기의 개수에 따라 요구되는 압축기의 용량으로 운전될 수 있도록 개별적으로 구동되는 다수개의 압축기와;

   상기 압축기로부터 공급된 냉매를 저온의 냉매로 변환시키는 응축기와;

   상기 응축기로부터 공급된 냉매를 저온, 저압의 액체 냉매로 변환시키는 다수개의 팽창밸브와;

   상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열 교환시켜 실내 공기가 쾌적하게 유지되도록 하는 증발기와;

   실외기 측 냉매를 회수하는 냉매회수장치가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기는 상대적으로 토출 용량이 큰 대용량 압축기와; 상기 대용량 압축기와 비교하여 상대적으로 토출 용량이 작은 소용량 압축기가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,

   상기 압축기의 유입관 및 토출관에는 각각 체크가 밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 팽창밸브는 각각의 상기 실내기에 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매회수장치는 소용량 압축기와; 실외기의 토출관에 설치되는 제 1 유량조절밸브와; 상기 제 1 유량조절밸브 및 상기 응축기 사이에서 실외기의 흡입관으로 연결되는 회수관과; 상기 회수관 상에 설치되는 제 2 유량조절밸브와; 상기 압축기 입구의 압력이 설정치 이하로 낮아지면 이를 감지하여 상기 소용량 압축기에 정지 신호를 송출하는 압력 스위치가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 압축기의 입구관에는 상기 냉매회수장치에 의해 유입되는 냉매가 보관될 수 있도록 보조 어큐물레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.
7. 다수개의 압축기가 설치된 실외기에 다수개의 실내기가 연결된 멀티형 에어컨에 있어서;

   상기 실내기의 구동 여부를 판단하는 감지단계와;

   상기 감지단계에서 상기 실내기가 모두 정지된 상태로 감지되면 상기 실외기에서 상기 실내기로의 냉매 공급이 중단되고, 다수개의 상기 압축기 중에 소용량의 압축기만 구동되며, 냉매회수장치에 의해 실외기에 냉매가 모아지도록 하는 회수단계와;

   상기 회수단계가 행하여지면 냉매가 회수되는 상기 압축기 입구의 압력을 감지하는 측정단계와;

   상기 측정단계에서 감지된 압력이 설정 압력과 비교하여 상대적으로 더 낮으면 상기 소용량 압축기의 운전이 정지되는 정지단계가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 멀티형 에어컨의 제어방법.
8. 냉매를 고온, 고압으로 압축시키고, 구동되는 실내기의 개수에 따라 요구되는 압축기의 용량으로 운전될 수 있도록 개별적으로 구동되는 다수개의 압축기와;

   상기 압축기로부터 공급된 냉매를 저온의 냉매로 변환시키는 응축기와;

   상기 응축기로부터 공급된 냉매를 저온, 저압의 액체 냉매로 팽창시키는 다수개의 팽창밸브와;

   상기 팽창밸브로부터 공급된 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 증발기와;

   상기 압축기로부터 배출된 고압 측 냉매의 일부가 상기 증발기와 상기 압축기 사이에 연결되는 저압 측 냉매관으로 회수되게 하는 회수관과;

   상기 회수관에 설치되어 유동되는 회수 냉매의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 에어컨.