KR100510852B1 - 멀티 에어컨의 냉매라인 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 관한 것으로서, 냉매를 압축시키는 멀티 압축기와; 상기 멀티 압축기 중 적어도 어느 하나로부터의 냉매를 응축하는 응축기와; 상기 응축기로부터 응축된 냉매를 선택적으로 제공받아 증발시키는 멀티 증발기를 연결하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 있어서, 상기 멀티 증발기로부터의 냉매가 운전하지 않는 압축기로 유입되지 않고 각각 해당하는 압축기로 제공될 수 있도록 상기 멀티 증발기와 상기 멀티 압축기 사이의 냉매라인을 형성하는 소정 길이의 입상배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은, 공용 어큐뮬레이터를 사용하지 않고 충분한 입상배관만으로 멀티 압축기로의 냉매라인(Suction Line)을 형성함으로써 원가절감 효과를 이룰 수 있게 되는 것이다.

Description

멀티 에어컨의 냉매라인 구조{Suction Line Structure Of Multi-Air Conditioner}

본 발명은 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공용 어큐뮬레이터를 사용하지 않고 충분한 입상배관만으로 멀티 압축기로의 냉매라인(Suction Line)을 형성함으로써 원가절감 효과를 이룰 수 있도록 한 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 냉동시스템은 크게 압축기, 응축기 및 증발기 등의 폐회로로 구성되어 있다.

즉, 냉동시스템은 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축기를 통해 액상으로 응축된 후, 증발기에서 증발되며, 증발기에서는 냉매를 증발시키는 과정에서 주위의 잠열을 이용하여 냉기를 발생시키게 된다.

이러한 냉동시스템이 적용되는 가전기기로는 냉장고를 포함하여 에어컨이 있다.

이 중, 에어컨은, 실내에 배치되는 실내기와 실외에 배치되는 실외기로 이루어져 있으며, 실내기 내에는 단일의 증발기가, 실외기에는 단일의 압축기 및 응축기가 각각 마련되어 있는 것이 보통이다.

그러나, 근자에 들어서는 에너지의 소비효율을 증대하고자 냉동시스템에 부분부하가 걸릴 경우, 압축기의 압축능력을 가변하기 위해 실외기에 복수의 압축기(이를, "멀티 압축기"라고도 함)를 채용하고, 실내기 역시 복수개로 채용한(이를 "멀티 증발기"라고도 함) 멀티 에어컨이 등장하고 있다.

이러한 에어컨은 거실이나 방에 각각 실내기를 이중으로 배치하면서도 하나의 실외기만을 이용함으로써 실외기에 대한 부담을 줄이기 위한 방편으로 개발되었다.

도 1은 실외기에 2개의 압축기가 사용되고, 2대의 실내기에 각각 증발기가 마련된 에어컨에 채용되는 종래 멀티 에어컨의 냉동시스템에 대한 회로도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 종래 멀티 에어컨의 냉동시스템은, 냉매를 압축하는 제1 및 제2압축기(111,112)와, 제1 및 제2압축기(111,112)의 해당 냉매 배관에 마련되는 제1 및 제2팽창밸브(113,114)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(115)와, 응축된 냉매를 증발시키는 제1 및 제2증발기(131,132)를 갖는다.

상기 응축기(115)와 제1 및 제2증발기(131,132) 사이에는, 응축기(115)로부터 연장된 단일의 냉매관을 각각 제1 및 제2증발기(131,132)로 분기하는 제1 및 제2분기관(116,117)이 마련되어 있다.

상기 제1분기관(116)에는 제1 및 제2압축기(111,112)의 운전 상태에 따라 냉동시스템 내에 흐르는 유량을 조절하는 전자팽창밸브(118)가 마련되어 있고 제2분기관(117)에는 솔레노이드밸브(119)가 장착되어 있다.

그리고, 상기 전자팽창밸브(118)와 응축기(115) 사이에는 냉매관으로부터의 냉매를 제1 및 제2분기관(116,117) 중 어느 일측으로 선택 공급하기 위한 제1 및 제2감압튜브(121,122)가 마련되어 있다.

상기 제1 및 제2증발기(131,132)를 사이에 두고 각각 응축기(115)와 제1 및 제2압축기(111,112) 사이에는 복수의 서비스밸브(120)가 마련되어 있다.

이들 서비스밸브(120)에 의해 냉매는 제1 및 제2압축기(111,112), 응축기(115), 제1 및 제2감압튜브(121,122), 전자팽창밸브(118), 제1 및 제2증발기(131,132)로 순환하는 냉동사이클을 형성하게 된다.

한편, 상기 제1 및 제2증발기(131,132)와 제1 및 제2압축기(111,112) 사이에는 미처 기화하지 못한 액상의 냉매가 제1 및 제2압축기(111,112)로 유입되는 것을 저지하기 위한 공용 어큐뮬레이터(140)가 설치되어 있다.

이러한 구성에 의해, 상기 제1 및 제2압축기(111,112)가 동시운전 하여 냉매를 압축하면, 상기 제1 및 제2압축기(111,112)에서 압축된 냉매는 해당하는 체크밸브를 통해 응축기(115)로 유입된다.

그리고는 상기 응축기(115)에서 응축된 후, 냉매관을 따라 이동한 다음, 제1 및 제2분기관(116,117)으로 나뉘어 흐른다.

그런 다음, 상기 제1 및 제2증발기(131,132)로 각각 향하여 제1 및 제2증발기(131,132)에서 각각 증발됨으로써, 제1 및 제2증발기(131,132) 영역의 실내공기를 냉각시킨다.

상기 제1 및 제2증발기(131,132)에서 증발된 기체상태의 냉매는, 다시 공용 어큐뮬레이터(140)를 통해 제1 및 제2압축기(111,112)로 순환되는 과정을 거치게 된다.

한편, 위와 같은 냉동시스템에서 예를 들어, 상기 제2증발기(132)만이 단독으로 운전하면, 이에 해당하는 제2압축기(112)가 단독운전 한다.

상기 제2압축기(112)에서 압축된 냉매는 제2체크밸브(114)를 통해 응축기(115)에서 응축된다.

상기 솔레노이드밸브(119)가 동작하여 제2분기관(117)의 유로를 개방함으로서 응축기(115)에서 응축된 냉매는 제1분기관(116)측으로는 향하지 않고, 제1 및 제2감압튜브(121,122)를 거쳐 제2분기관(117)측으로만 향한다.

그리고는, 상기 제2증발기(132)에서 증발된 후, 다시 공용 어큐뮬레이터(140)를 거쳐 제2압축기(112)로 순환된다.

그런데, 이러한 종래의 냉동시스템에 있어서는, 공용 어큐뮬레이터(140)를 사용하여 제1 및 제2압축기(111,112)로의 냉매라인(Suction Line)을 형성하고 있기 때문에 공용 어큐뮬레이터(140)를 채용해야 하는데 따른 비용이 상승하는 단점이 있다.

이에, 공용 어큐뮬레이터(140)를 사용하지 않고 충분한 입상배관만으로 제1 및 제2압축기(111,112)로의 냉매라인(Suction Line)을 형성한다면 원가절감의 효과를 기대할 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 공용 어큐뮬레이터를 사용하지 않고 충분한 입상배관만으로 멀티 압축기로의 냉매라인(Suction Line)을 형성함으로써 원가절감 효과를 이룰 수 있도록 한 멀티 에어컨의 냉매라인 구조를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 압축시키는 멀티 압축기와; 상기 멀티 압축기 중 적어도 어느 하나로부터의 냉매를 응축하는 응축기와; 상기 응축기로부터 응축된 냉매를 선택적으로 제공받아 증발시키는 멀티 증발기를 연결하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 있어서, 상기 멀티 증발기로부터의 냉매가 운전하지 않는 압축기로 유입되지 않고 각각 해당하는 압축기로 제공될 수 있도록 상기 멀티 증발기와 상기 멀티 압축기 사이의 냉매라인을 소정 길이의 입상배관으로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조를 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 입상배관은, 상기 멀티 증발기 중 상대적으로 용량이 큰 증발기로부터의 냉매가 상기 멀티 압축기로 각각 제공되도록 일영역에서 분기되어 냉매유로를 형성하는 제1배관부분과; 상대적으로 작은 용량을 가진 증발기로부터의 냉매가 상기 멀티 압축기 중 상대적으로 용량이 작은 압축기로 제공되도록 냉매유로를 형성하는 한편 일측은 분기되어 상기 제1배관부분에 연통하는 제2배관부분을 포함한다.

상기 냉매의 흐름방향을 따라 상기 멀티 압축기의 유입측에는 해당하는 압축기로 액상의 냉매가 유입되는 것을 저지하는 보조 어큐뮬레이터가 각각 마련되어 있을 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 냉동시스템에 대한 구성도 이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에어컨의 냉동시스템은, 도 1에서 설명한 시스템과 거의 유사하기는 하지만 설명의 편의를 위해 다시 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 에어컨의 냉동시스템을 보면, 크게 실외에 배치되는 실외기 영역과, 실내에 배치되는 실내기 영역으로 구분된다.

상기 실외기 영역에는 제1 및 제2압축기(11,12), 제1 및 제2팽창밸브(13,14), 응축기(15), 제1 및 제2감압튜브(21,22), 전자팽창밸브(18) 및 솔레노이드밸브(19) 등이 배치되고 나머지 구성인 제1 및 제2증발기(31,32)는 실내기 영역에 마련되어 해당 실내 공간을 냉각한다.

본 발명이 적용되는 에어컨의 냉동시스템은, 냉매를 압축하는 제1 및 제2압축기(11,12)와, 제1 및 제2압축기(11,12)의 해당 냉매 배관에 마련되는 제1 및 제2팽창밸브(13,14)와, 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기(15)와, 응축된 냉매를 증발시키는 제1 및 제2증발기(31,32)를 갖는다.

이처럼 두 대의 제1 및 제2압축기(11,12)를 채용할 경우, 제1 및 제2압축기(11,12)의 용량이 동일한 것을 채용할 수도 있으나, 본 발명에서는 제1압축기(11)에 비해 제2압축기(12)의 압축용량이 적은 것을 사용하고 있다.

그리고, 두 대의 제1 및 제2증발기(31,32)도 역시, 제1증발기(31)에 비해 제2증발기(32)의 증발용량이 적은 것을 채용하고 있다.

상기 응축기(15)와 제1 및 제2증발기(31,32) 사이에는, 응축기(15)로부터 연장된 단일의 냉매관을 각각 제1 및 제2증발기(31,32)로 분기하는 제1 및 제2분기관(16,17)이 마련되어 있다.

상기 제1분기관(16)에는 제1 및 제2압축기(11,12)의 운전 상태에 따라 냉동시스템 내에 흐르는 유량을 조절하는 전자팽창밸브(18)가 마련되어 있고, 상기 제2분기관(17)에는 제2분기관(17)의 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드밸브(19)가 장착되어 있다.

그리고, 상기 전자팽창밸브(18)와 응축기(15) 사이에는 냉매관으로부터의 냉매를 제1 및 제2분기관(16,17) 중 어느 일측으로 선택 공급하기 위한 제1 및 제2감압튜브(21,22)가 마련되어 있다.

상기 제1 및 제2증발기(31,32)를 사이에 두고 각각 응축기(15)와 제1 및 제2압축기(11,12) 사이에는 복수의 서비스밸브(미도시)가 마련되어 있다.

이들 서비스밸브에 의해 실내기 영역과 실외기 영역은 상호 연결되어, 제1 및 제2압축기(11,12), 응축기(15), 제1 및 제2감압튜브(21,22), 전자팽창밸브(18), 제1 및 제2증발기(31,32)로 순환하는 냉동사이클을 형성할 수 있게 된다.

한편, 종래의 냉동시스템을 보면, 공용 어큐뮬레이터(140, 도 1 참조)를 사용하여 제1 및 제2압축기(11,12)로의 냉매라인(Suction Line)을 형성한 것을 알 수 있다.

그러나, 이럴 경우 공용 어큐뮬레이터(140, 도 1 참조)에 따른 비용이 상승하게 되는 바, 본 발명에서는 공용 어큐뮬레이터(140, 도 1 참조) 대신, 충분하게 세워진 입상배관(50)을 형성하고 있다.

상기 입상배관(50)은, 제1 및 제2증발기(31,32)로부터의 냉매가 운전하지 않는 압축기로는 유입되지 않고 각각 해당하는 압축기로 제공될 수 있도록 제1 및 제2증발기(31,32)와 제1 및 제2압축기(11,12) 사이의 냉매라인을 형성한다.

따라서, 이러한 입상배관(50)은, 상기 제1 및 제2증발기(31,32)로부터의 냉매가 운전하지 않는 압축기로는 유입되지 않도록 하기 위해 충분한 길이를 갖도록 제조해야 한다.

상기 입상배관(50)은, 제1 및 제2증발기(31,32) 중 상대적으로 용량이 큰 제1증발기(31)로부터의 냉매가 제1 및 제2압축기(11,12)로 각각 제공되도록 하는 제1배관부분(50a)과, 상대적으로 용량이 작은 제2증발기(32)로부터의 냉매가 제2압축기(12) 및 제1배관부분(50a)에 연통하도록 냉매의 유로를 형성하는 제2배관부분(50b)으로 이루어져 있다.

상기 제1배관부분(50a)의 냉매유로를 보면, 상기 제1증발기(31)측의 밸브(31a)로부터 연장된 후, 일정한 지점에서 분기되어 제1 및 제2압축기(11,12)로 냉매가 공급될 수 있도록 하는 가지 형태를 가진다.

그리고, 상기 제2배관부분(50b)은, 제2증발기(32)측의 밸브(32a)로부터 연장된 후, 분기되어 일측은 제2압축기(12)로 냉매가 제공되도록 하고 타측은 제1배관부분(50a)의 유로와 합쳐지도록 역시 가지 형태로 이루어져 있다.

따라서, 상기 제1 및 제2증발기(31,32)가 모두 운전한다면, 상기 제1 및 제2증발기(31,32)로부터의 냉매는 해당하는 밸브(31a,32a)를 통해 제1 및 제2배관부분(50a,50b)을 거쳐 각각에 대응하는 압축기로 냉매를 보내게 된다.

물론, 액상의 냉매가 제1 및 제2배관부분(50a,50b)을 거쳐 제1 및 제2압축기(11,12)로 직접 유입되는 과정에서, 액상의 냉매가 유입되면, 제1 및 제2압축기(11,12)의 소손이 이루어질 수 있다.

이를 저지하기 위해, 본 발명에서는 냉매의 흐름방향을 따라 제1 및 제2압축기(11,12)의 유입측에 해당하는 압축기로 액상의 냉매가 유입되는 것을 저지하는 제1 및 제2보조 어큐뮬레이터(11a,12a)를 더 마련하고 있다.

한편, 상기와는 다르게, 상기 제2증발기(32)만이 단독으로 운전한다면, 상기 제1증발기(31)의 운전은 정지하고 있는 상태에 있으므로, 상기 제2증발기(32)로부터의 냉매는 해당하는 밸브(32a)를 통해 제2배관부분(50b)을 거쳐 제2압축기(12)로만 제공된다.

이때, 상기 제2배관부분(50b)의 유로 특성에 의해 냉매는 제1배관부분(50a) 측을 통해 제1압축기(11)로 유입되지는 않는다.

따라서, 이를 보다 확실하게 구현하기 위해서는 제1 및 제2배관부분(50a,50b)에 각각의 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 하는 별도의 수단을 더 마련하는 것이 유리할 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 냉동시스템에서 냉매가 순환하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 제1 및 제2증발기(31,32) 모두가 동시운전 한다고 가정할 경우, 제1 및 제2압축기(11,12)가 동시운전 하여 냉매를 압축하면, 상기 제1 및 제2압축기(11,12)에서 압축된 냉매는 해당하는 체크밸브를 통해 응축기(15)로 유입된다.

그리고는 상기 응축기(15)에서 응축된 후, 냉매관을 따라 이동한 다음, 제1 및 제2분기관(16,17)으로 나뉘어 흐른다.

상기 솔레노이드밸브(19)의 동작에 의해 제1 및 제2분기관(16,17)으로 유입된 냉매는 제1 및 제2감압튜브(21,22)와, 전자팽창밸브(18)를 거쳐 냉매의 유량이 조절된 후, 해당하는 냉매관을 따라 흘러 제1 및 제2증발기(31,32)로 향한다.

그리고는, 상기 제1 및 제2증발기(31,32)에서 각각 증발됨으로써, 제1 및 제2증발기(31,32)가 설치된 해당 영역의 실내공기를 냉각시킨다.

상기 제1 및 제2증발기(31,32)에서 증발된 기체상태의 냉매는, 해당하는 밸브(31a,32a)를 통해 제1 및 제2배관부분(50a,50b)을 거쳐, 각각에 대응하는 압축기로 유입되고, 다시 상기의 순환을 거치게 된다.

이때, 상기 제1 및 제2배관부분(50a,50b)이 충분한 길이로 형성되어 있기 때문에 별도의 공용 어큐뮬레이터를 시스템 내에서 삭제하더라도 무방한 것이다.

한편, 위와는 다르게 비교적 용량이 적은 제2증발기(32)만이 단독으로 운전한다고 가정할 경우, 상기 제2압축기(12)가 단독운전 하면, 상기 제2압축기(12)에서 압축된 냉매는 제2체크밸브(14)를 통해 응축기(15)에서 응축된다.

상기 솔레노이드밸브(19)가 동작하여 제2분기관(17)의 유로를 개방하고, 상기 전자팽창밸브(18)가 유로를 폐쇄하여 전자팽창밸브(18)를 통과하는 유량을 제로(0)로 함으로서, 상기 응축기(15)에서 응축된 냉매는 제1분기관(16)측으로는 향하지 않고, 상기 제1 및 제2감압튜브(21,22)를 거쳐 제2분기관(17)측으로만 향한다.

그리고는, 상기 제2증발기(32)에서 증발되어 제2증발기(32)가 설치된 영역을 냉각시킨다.

상기 제2증발기(32)에서 증발된 기체상태의 냉매는, 해당하는 밸브(32a)를 통해 제2배관부분(50b)을 거쳐 제2압축기(12)로만 제공된다.

이때, 상기 제2배관부분(50b)의 유로 특성에 의해 냉매는 제1배관부분(50a) 측을 통해 제1압축기(11)로 유입되지는 않는다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 공용 어큐뮬레이터를 사용하지 않고 충분한 입상배관(50)만으로 제1 및 제2압축기(11,12)로의 냉매라인(Suction Line)을 형성할 수 있어 원가절감의 효과를 기대할 수 있게 된다.

전술한 실시예에서는 2대의 압축기(11,12)와 2대의 증발기(31,32)를 사용하여 냉동시스템을 구성하고 있지만, 3개 이상의 압축기, 증발기가 채용된 냉동시스템은 물론, 2대의 압축기에 한 대의 증발기를 채용한 냉동시스템일지라도 본 발명의 사상을 충분히 적용할 수 있을 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공용 어큐뮬레이터를 사용하지 않고 충분한 입상배관만으로 멀티 압축기로의 냉매라인(Suction Line)을 형성함으로써 원가절감 효과를 이룰 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 멀티 에어컨의 냉동시스템에 대한 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 냉동시스템에 대한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11,12 : 제1 및 제2압축기 13,14 : 제1 및 제2체크밸브

15 : 응축기 16,17 : 제1 및 제2분기관

18 : 전자팽창밸브 19 : 솔레노이드밸브

20 : 서비스밸브 31,32 : 제1 및 제2증발기

50 : 입상배관 50a : 제1배관부분

50b : 제2배관부분

Claims (3)

1. 냉매를 압축시키는 멀티 압축기와;

   상기 멀티 압축기 중 적어도 어느 하나로부터의 냉매를 응축하는 응축기와;

   상기 응축기로부터 응축된 냉매를 선택적으로 제공받아 증발시키는 멀티 증발기를 연결하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조에 있어서;

   상기 멀티 증발기로부터의 냉매가 운전하지 않는 압축기로 유입되지 않고 각각 해당하는 압축기로 제공될 수 있도록 상기 멀티 증발기와 상기 멀티 압축기 사이의 냉매라인을 소정 길이의 입상배관으로 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 입상배관은,

   상기 멀티 증발기 중 상대적으로 용량이 큰 증발기로부터의 냉매가 상기 멀티 압축기로 각각 제공되도록 일영역에서 분기되어 냉매유로를 형성하는 제1배관부분과;

   상대적으로 작은 용량을 가진 증발기로부터의 냉매가 상기 멀티 압축기 중 상대적으로 용량이 작은 압축기로 제공되도록 냉매유로를 형성하는 한편 일측은 분기되어 상기 제1배관부분에 연통하는 제2배관부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 냉매의 흐름방향을 따라 상기 멀티 압축기의 유입측에는 해당하는 압축기로 액상의 냉매가 유입되는 것을 저지하는 보조 어큐뮬레이터가 각각 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 냉매라인 구조.