KR100524719B1 - 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치에 관한 것으로서, 흡입측 배관으로 유입된 냉매를 토출측 배관으로 가압 토출하며 단독 또는 동시 운전 가능하도록 병렬 배치되는 복수의 압축기와, 상기 토출측 배관으로 토출되는 냉매 일부를 흡입측 배관으로 바이패스 시키도록 상기 토출측 배관과 흡입측 배관을 연통 결합시킨 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관 상에 구비되어 바이패스 되는 냉매의 유량을 가변제어하기 위한 전자 팽창 밸브와, 상기 전자 팽창 밸브의 일측에 단독 또는 동시 운전 가능하게 병렬 배치되는 온/오프 밸브를 구비하여 실내측 열교환기의 용량 및 냉난방 부하에 대응하는 적정 순환 냉매 유량을 갖도록 함과 아울러 과도한 냉매 유동에 의해 시스템 내부의 소음을 방지할 수 있다.

Description

멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치{BY-PASS DEVICE WITH VARIABLE FLOW RATE OF MULTI AIR-CONDITIONER SYSTEM}

본 발명은 멀티 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기에서 압축된 후 토출측 배관을 따라 토출되는 고온고압의 냉매가스를 압축기의 흡입측 배관으로 바이패스 적정 순환 냉매 유량을 갖도록 하기 위한 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 멀티 에어컨 시스템은 하나의 대용량 실외기 유니트를 이용하여 냉방 및 난방 하고자 하는 복수개의 실내 공간에 각각 가설된 복수개의 실내기 유니트를 운용하도록 한다. 따라서, 사용되는 실내기 유니트의 용량 및 이에 의해 냉방 및 난방되는 실내 공간의 부하에 대응하도록 냉매 유량을 제어하기 위한 바이패스 장치가 구비된다.

이하, 종래 멀티 에어컨 시스템의 바이패스 장치를 첨부한 도면에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래 멀티 에어컨 시스템을 도시한 개략도, 도 2 또는 도 3은 종래 멀티 에어컨 시스템의 바이패스 밸브의 작동상태를 도시한 부분 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이, 종래의 멀티형 에어컨 시스템은 실외측에 가설됨과 아울러 냉매를 압축하여 시스템을 순환하도록 하는 실외기 유니트(10)와, 냉방 및 난방하고자 하는 실내측 재실 공간에 각각 가설되는 복수개의 실내기 유니트(31)와, 상기 실외기 유니트(10)로부터 공급된 냉매를 각 재실 공간의 냉방 및 난방에 필요한 상태로 실내기 유니트(31)에 분배하여 공급하거나 또는 공급된 냉매를 회수하기 위한 해더부(20)로 구성된다.

상기 실외기 유니트(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)의 토출측에 배치되어 난방운전 및 냉방운전 상태로 유로를 절환하는 사방밸브(13)와, 압축기의 일 측에 배치되는 실외측 열교환기(14)와, 실외측 열교환기 일측에 배치되어 난방 운전시 후기 실내측 열교환기로부터 유입되는 고압 액 냉매를 감압 팽창시키기 위한 실외측 팽창밸브와, 압축기(11) 일 측에 구비되어 압축기(112)로 기체 상태의 냉매가 흡입될 수 있도록 어큐뮬레이터(12)로 이루어진다.

상기 어큐뮬레이터에 의해 기액 분리된 저압 가스 상태의 냉매가 압축기 내부로 유입되도록 하는 흡입측 배관(17)과, 상기 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매를 사방 밸브(13) 쪽으로 토출하기 위한 토출측 배관(18)과 , 상기 토출측 배관(18)으로부터 토출되는 고온고압의 냉매가스를 흡입측 배관으로 바이패스 시키기 위한 바이패스 회로가 가설된다.

상기 바이패스 회로는 상기 흡입측 배관(17)과 토출측 배관(18)을 연통 연결하는 바이패스 배관(41)과 바이패스 배관(41)을 개폐시키는 온/오프 밸브(40)로 이루어진다.

상기 실내기 유니트(31)는 실내측 열교환기(32)와, 실내기 열교환기(32)의 일 측에 구비되어 실외측 열교환기(14)로부터 유입되는 고압 액체 상태의 냉매를 감압 팽창하기 위한 실내측 팽창밸브(33)로 이루어진다.

상기 해더부(20)는 압축기(11)에서 고온 기체 상태로 압축되어 실외측 열교환기를 통해 열교환 후 응축된 고압 액체 상태의 냉매를 실내기 유니트(31)로 공급하기 위한 고압액관(21)과, 고압액관(21)으로부터 각 실내기 유니트(31)로 분지되는 분지액관(25)과, 팽창밸브(33)를 통해 감압 팽창된 후 실내측 열교환기(32)에서 실내기와 열교하며 증발된 저압 기체 상태의 냉매를 회수하는 분지기관(24)과, 각 분지배관이 합관되어 실외측 유니트의 어큐뮬레이터(12)로 회수되도록 하는 저압기관(22)으로 이루어진다.

도면중 미설명 부호 15는 체크 밸브이며, 23은 분지기관을 개폐시키기 위한 온/오프 밸브이다.

이와 같은 구성에 의하여, 종래 멀티 에어컨 시스템은 동작을 살펴보면 다음과 같다.

냉방 운전 시, 사방밸브를 냉방 운전에 대응하도록 절환하여 압축기(11)에서 압축된 고온고압의 냉매가스는 사방밸브(13)를 통해 실외측 열교환기(14)로 유입되고, 실외측 열교환기(14)에서 실외기와 열교환된 고압 액 냉매가 해더부(20)를 통해 각 실내기 유니트(31)로 분배되며, 각 실내측 팽창밸브(33)를 통해 감압 팽창된 저온 저압의 액 냉매는 실내측 열교환기(32)에서 실내기와 열교환 후 저압 냉매 가스로 되어 사방밸브(13)를 통해 어큐뮬레이터(12)에서 기액 분리된 후 다시 압축기(11)로 유입되도록 한다.

그리고, 난방 운전 시, 압축기(11)에서 압축된 고온고압의 냉매가스가 사방밸브(13)를 통해 해더부(20)로 토출되고, 해더부(20)에서 복수개의 실내기 유니트(31)로 분배된 고온고압의 냉매 가스는 실내측 열교환기(32)에서 실내기와 열교환하여 응축된 고압 액냉매는 실외측 팽창 밸브(16)에서 감압 팽창된 후 실외측 열교환기로 유입되며, 실외측 열교환기(14)에서 실외기와 열교환 된 저온 저압의 냉매 가스는 사방밸브(13)를 통해 어큐뮬레이터(12)에서 기액 분리된 후 기상의 냉매 가스가 다시 압축기로 흡입되도록 한다.

그러나, 냉방 및 난방 운전 시 실외기 유니트(10)에 의해 운전되는 실내기 유니트(31)가 줄어 사용 용량이 작아지거나 또는 각 실내의 냉, 난방 부하가 감소되는 경우 실내기 유니트(31) 내부에서 증발되지 못한 액체 상태의 냉매의 유량이 증가함에 따라 액 냉매의 유동에 의해 유동 소음이 발생하게 문제점을 갖는다.

따라서, 압축기 흡입측 배관(17)을 통해 유입되는 냉매가 일정 온도 이하로 떨어지면 바이패스 회로의 온/오프 밸브(40)가 개방되어 바이패스 배관(41)을 따라 토출측 배관(18)으로부터 토출되는 고온고압 냉매 가스중 일부를 흡입측 배관(17) 쪽으로 바이패스시켜 실내측 열교환기(32) 및 실외측 열교환기(14)로 유출되는 냉매가스의 유량을 제어하여 사용되는 실내기 유니트의 용량에 대응시키거나 또는 실내측 냉난방부하에 대응하도록 한다.

그러나, 바이패스 배관(41)을 따라 압축기(11)의 흡입측 배관(17)으로 바이패스되는 냉매가스의 유량은 온/오프 밸브(40)의 개방 상태와 패쇄 상태에 의해서만 제어됨에 따라 실내기 유니트(20)의 사용 용량에 적절히 대응시키거나 또는 실내측 냉, 난방 부하의 변동에 따라 냉매 유량을 가변 제어할 수 없다는 문제점을 갖는다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 사용되는 실내기 유니트의 용량 및 그 실내기 유니트의 냉, 난방 부하의 변동에 대응하는 적정 냉매 유량이 시스템 내부를 순환하도록 압축기에서 압축되어 토출측 배관을 따라 토출되는 냉매를 흡입측 배관으로 바이패스시켜 순환 냉매 유량을 가변 제어하기 위한 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 흡입측 배관으로 유입된 냉매를 토출측 배관으로 가압 토출하는 압축기와, 상기 토출측 배관으로 토출되는 냉매 일부를 흡입측 배관으로 바이패스 시키도록 상기 토출측 배관과 흡입측 배관을 연통 결합시킨 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관 상에 구비되어 바이패스 되는 냉매의 유량을 가변제어하기 위한 유량 가변제어 수단이 구비됨을 특징으로 하는 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 유량 가변 제어 수단은 전자 팽창 밸브인 것이 바람직하다.

또한, 상기 유량 가변 제어 수단은 상기 전자 팽창 밸브와, 그 일 측에 온/오프 밸브가 단독 또는 동시 운전 가능하게 병렬 배치됨이 보다 바람직하다.

그리고, 상기 압축기는 복수개가 단독 또는 동시 운전 가능하게 병렬 배치됨을 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 에어컨 시스템의 바이패스 장치를 첨부 도면에 따라 그 구성 및 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티형 에어컨 시스템을 도시한 개략도이고, 도 4 또는 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치의 작동 상태도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 멀티형 에어컨 시스템은 실외측에 가설됨과 아울러 냉매를 압축하여 시스템을 순환하도록 하는 실외기 유니트(10)와, 냉방 및 난방하고자 하는 실내측 재실 공간에 각각 가설되는 복수개의 실내기 유니트(31)와, 상기 실외기 유니트(10)로부터 공급된 냉매를 각 재실 공간의 냉방 및 난방에 필요한 상태로 실내기 유니트(31)에 분배하여 공급하거나 또는 공급된 냉매를 회수하기 위한 해더부(20)로 구성된다.

상기 실외기 유니트(10)는 냉매를 압축하는 적어도 하나 이상의 압축기(11)와, 그 압축기(11)의 토출측에 배치되어 난방운전 및 냉방운전 상태로 유로를 절환하는 사방밸브(13)와, 압축기의 일 측에 배치되는 실외측 열교환기(14)와, 실외측 열교환기 일측에 배치되어 난방 운전시 후기 실내측 열교환기로부터 유입되는 고압 액 냉매를 감압 팽창시키기 위한 실외측 팽창밸브와, 압축기(11) 일 측에 구비되어 압축기(112)로 기체 상태의 냉매가 흡입될 수 있도록 어큐뮬레이터(12)로 이루어진다.

또한, 상기 압축기의 흡입측 배관(17)과 토출측 배관(18)을 연통 결합하여 사용되는 실내기 유니트(31)의 사용 용량 및 이에 대한 냉난방 부하에 대응하는 적정 냉매 유량이 순환되도록 바이패스 시키기 위한 바이패스 회로가 가설된다.

상기 바이패스 회로는 상기 흡입측 배관(17)과 토출측 배관(18)을 연통 연결하는 바이패스 배관(43)과, 상기 바이패스 배관(43)을 따라 바이패스 되는 냉매의 유량을 가변 제어하기 위한 유량 가변 제어 수단이 구비된다.

상기 유량 가변 제어 수단은 실외기 유니트의 컨트롤 박스 내부에 수용된 마이컴에 의해 개도량이 조절되는 전자 팽창 밸브(42)로 구성된다.

상기 실내기 유니트(31)는 실내측 열교환기(32)와, 실내기 열교환기(32)의 일 측에 구비되어 실외측 열교환기(14)로부터 유입되는 고압 액체 상태의 냉매를 감압 팽창하기 위한 실내측 팽창밸브(33)로 이루어진다.

상기 해더부(20)는 압축기(11)에서 고온 기체 상태로 압축되어 실외측 열교환기를 통해 열교환 후 응축된 고압 액체 상태의 냉매를 실내기 유니트(31)로 공급하기 위한 고압액관(21)과, 고압액관(21)으로부터 각 실내기 유니트(31)로 분지되는 분지액관(25)과, 팽창밸브(33)를 통해 감압 팽창된 후 실내측 열교환기(32)에서 실내기와 열교하며 증발된 저압 기체 상태의 냉매를 회수하는 분지기관(24)과, 각 분지배관이 합관되어 실외측 유니트의 어큐뮬레이터(12)로 회수되도록 하는 저압기관(22)으로 이루어진다.

도면중 미설명 부호 15는 체크밸브이며, 23은 분지기관을 개폐하기 위한 온/오프 밸브이다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 멀티 에어컨 시스템의 바이패스 장치는 에어컨 시스탬의 냉방 및 난방 운전시 압축기에서 압축되어 토출측 배관(18)을 따라 토출되는 고온 고압의 냉매 가스 중 일부를 토출측 배관(18)으로부터 흡입측 배관(17)에 연통 결합되는 바이패스 배관을 따라 바이패스 시키도록 하며, 이때, 마이컴에 제어되는 전자팽창 밸브(42)에 의해 바이패스 배관(42)의 개도량을 가변시켜 실내측 유니트(31)의 용량 및 냉난방 부하에 대응하는 적정 유량의 냉매 가스가 사방 밸브(13)에 의해 실외측 열교환기(14) 및 실내측 열교환기(30)로 토출되도록 한다.

따라서, 전자팽창 밸브(42)에 의해 제어된 적정 순환 냉매 유량이 에어컨 시스템 내부를 유동하도록 함으로써 실내측 열교환기(32) 내부의 액 냉매 유량의 과다로 인해 발생하는 냉매 소음을 방지하도록 한다.

또한, 압축기(11)에서 압축되어 토출측 배관(18)으로 토출되는 고온고압의 냉매가스를 바이패스 배관(43)을 통해 흡입측 배관(17)으로 바이패스시켜 실외측 열교환기(14) 또는 실내측 열교환기(32)로부터 흡입측 배관(17)을 통해 유입되는 냉매가스의 온도와 압력을 보상해 줌으로써 압축기의 운전에 필요한 에너지를 절감시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨용 용량 가변형 바이패스 장치는 첨부한 도면에 따라 설명하며, 일실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 그 반복적인 설명은 피하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨용 용량 가변형 바이패스 장치를 도시한 도면이고, 도 8 또는 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨용 용량 가변형 바이패스 장치를 도시한 부분 개략도이다

이에 도시한 바와 같이, 바이패스 회로는 일실시예에는 압축기의 토출측 배관(18)과 흡입측 배관(17)을 연통 결합시키는 바이패스 배관(43) 상에 가설되는 유량 가변 제어 수단을 전자팽창 밸브(42) 하나만을 사용한 반면, 온/오프 밸브(40)와 전자팽창 밸브(42)를 병렬로 가설하도록 구성된다.

상기 온/오프 밸브(40) 및 전자 팽창 밸브(42)는 상기 흡입측 배관(17)을 따라 유입되는 냉매 가스의 상태 즉, 온도와 압력의 범위에 따라 실외기 유니트의 컨트롤 박스 내부에 구비된 마이컴에 의해 단독 또는 동시에 동작하도록 구성된다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 용량 가변 바이패스 장치는 운전되는 실내기 유니트의 용량 저하 및 냉난방 부하의 감소로 인해 압축기(11)에서 압축되어 토출축 배관(18)을 따라 토출되는 고온 고압의 냉매 가스를 압축기(11)의 흡입측 배관(17)으로 바이패스시키도록 연통 결합된 바이패스 배관(41)(43) 상에 병렬 배치된 온/오프 밸브와(40), 전자팽창 밸브(42)가 압축기 내부로 유입되는 냉매의 온도 및 압력의 범위에 따라 전자팽창 밸브(40)만이 단독으로 개도되도록 제어되거나 또는 온/오프 밸브(40)와 동시에 개도되도록 제어된다.

따라서, 사용되는 실내기 유니트(31)의 용량 및 냉난방 부하의 변동이 적은 경우 전자팽장 밸브(42)의 개도량을 조절하여 바이패스 되는 냉매 가스량을 제어함에 따라 실내기 유니트(31)의 용량 및 냉난방 부하에 대응하는 순환 냉매 유량을 조절하도록 한다.

또한, 사용되는 실내기 유니트(31) 감소에 따른 용량 및 냉난방 부하의 편차가 현저하게 감소하는 경우 이에 대응하는 순환 냉매량을 갖도록 하기 위해서는 먼저 온/오프 밸브(40)를 개도시켜 일정량의 냉매가스를 바이패스 시키고 추가로 병렬 연결된 전자팽창 밸브(42)의 개도량을 조절하여 바이패스되는 냉매 유량을 가변제어함으로써 결국 멀티 에어컨 시스템 내부를 순환하는 적정 순환 냉매 유량을 갖도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압축기에서 압축된 후 토출측 배관을 따라 토출되는 냉매 중 일부를 흡입측 배관으로 바이패스시키고 그 바이패스 되는 냉매의 유량을 가변 제어함으로써 결국 시스템 내부를 순환하는 냉매 유량을 가변 제어함에 따라 사용되는 실내기의 용량 및 냉난방 부하에 대응하는 적정 순환 냉매 유량을 갖도록 함과 아울러 과도한 냉매 순환에 따라 유동 소음 저감 및 압축기의 소요 동력을 저감시키는 효과를 갖는다.

도 1은 종래 멀티 에어컨 시스템을 도시한 개략도,

도 2 또는 도 3은 종래 멀티 에어컨 시스템의 실외기의 바이패스 장치의 작동 상태를 도시한 부분 개략도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템을 도시한 개략도,

도 5 또는 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치의 작동 상태를 도시한 부분 개략도,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치를 도시한 개략도,

도 8 또는 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치의 작동 상태를 도시한 부분 개략도

*도면의 주요부분에 대한 설명*

10: 실외기 유니트 11: 압축기

12: 어큐뮬레이터 13: 사방밸브

14: 실외측 열교환기 17: 흡입측 배관

18: 토출축 배관 40: 온/오프 밸브

42: 전자 팽창 밸브 41, 43: 바이패스 배관

31: 실내기 유니트 32: 실내측 열교환기

33: 실내측 전자 팽창 밸브

Claims (4)

1. 흡입측 배관으로 유입된 냉매를 토출측 배관으로 가압 토출하며 단독 또는 동시 운전 가능하도록 병렬 배치되는 복수의 압축기와,

   상기 토출측 배관으로 토출되는 냉매 일부를 흡입측 배관으로 바이패스 시키도록 상기 토출측 배관과 흡입측 배관을 연통 결합시킨 바이패스 배관과,

   상기 바이패스 배관 상에 구비되어 바이패스 되는 냉매의 유량을 가변제어하기 위한 전자 팽창 밸브와, 상기 전자 팽창 밸브의 일측에 단독 또는 동시 운전 가능하게 병렬 배치되는 온/오프 밸브가 구비됨을 특징으로 하는 멀티 에어컨 시스템의 유량 가변형 바이패스 장치.
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