KR100528295B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 냉매순환을 위한 배관이 장배관이 될 경우에 냉매를 충전하지 않고도, 증발기 측에서의 압력과 온도저하를 방지하여 공기조화기의 효율저하를 방지할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 압축기와, 응축기와, 팽창장치와, 증발기와, 장배관을 위한 착탈가능한 연결배관을 포함하고, 상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하고, 상기 밸브는 상기 연결배관이 장착되면 냉매의 일부가 상기 우회관으로 흐르도록 개방되고, 상기 연결배관이 탈거되면 냉매가 상기 주모세관으로만 흐르도록 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장배관 시에도 냉매 보충이 요구되지 않는 팽창장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와 응축기와 모세관과 증발기와 이들 사이의 냉매의 순환을 위한 배관을 포함하여 구성되고, 상기 배관은 공기조화기의 설치 장소에 따라 길이가 달라지게 된다. 경우에 따라 장배관이 될 경우는 냉매가 부족하여 증발기 측의 압력이 현저히 떨어지게 되고, 그에 따라 증발기에서 온도가 낮아져 공기조화기의 효율이 낮아지게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 종래에는 장배관에 따른 냉매를 보충하였는데, 냉매를 보충할 때 냉매에 불응축가스 등이 유입되어 공기조화기의 성능을 떨어뜨리고 수명을 단축시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 노력으로 종래에는 도1에 도시된 바와 같이, 압축기(1)와, 응축기(2)와, 전자팽창밸브(EEV, Electronic Expansion Valve)(3)와 증발기(4)와, 장배관을 위한 연결배관(5)를 포함하는 공기조화기를 구성하였다. 즉 모세관 대신에 전자팽창밸브(3)를 사용하여 장배관에 따른 냉매의 압력과 온도를 조절하였으나, 이러한 제어를 위해서 추가되는 부품이 많았고, 경우에 따라서는 냉매 보충이 불가피하여 상기한 문제점을 완전히 해결할 수 없었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 장배관시에도 냉매보충이 요구되지 않는 팽창장치를 사용하여, 공기조화기의 효율저하를 방지하고, 장배관에 따른 냉매 보충 시 발생하는 불응축 가스의 유입의 위험을 제거할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압축기와 응축기와 팽창장치와 증발기를 포함하고,

상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 증발기와 열교환하는 실내공기의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서와, 상기 증발기의 온도를 측정하기 위한 증발기온도센서와, 상기 실내온도센서와 상기 증발기온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 밸브 개폐를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 압축기와, 응축기와, 팽창장치와, 증발기와, 장배관을 위한 착탈가능한 연결배관을 포함하고,

상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하고,

상기 밸브는 상기 연결배관이 장착되면 냉매의 일부가 상기 우회관으로 흐르도록 개방되고, 상기 연결배관이 탈거되면 냉매가 상기 주모세관으로만 흐르도록 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 증발기와 열교환하는 실내공기의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서와, 상기 증발기의 온도를 측정하기 위한 증발기온도센서와, 상기 실내온도센서와 상기 증발기온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 밸브 개폐를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 압축기와, 응축기와, 증발기와, 팽창장치와, 장배관을 위한 착탈가능한 연결배관을 포함하고, 상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

실내온도를 검출하는 단계와, 증발기의 온도를 검출하는 단계와, 검출된 실내온도와 증발기 온도와의 온도차를 산출하여 산출된 온도차가 소정의 기준값 이상일 때는 상기 밸브를 개방하고, 산출된 온도차가 기준값보다 작을 때는 상기 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실내온도는 실내온도센서로 검출되고, 상기 증발기의 온도는 증발기온도센서로 검출되며, 상기 밸브의 개폐는 상기 실내온도센서와 상기 증발기온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 밸브 개폐를 제어하기 위한 제어부에 의해 개폐되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 공기조화기는 도2에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)로부터 압축된 기체상태의 냉매를 액체상태로 응축시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치(30)와, 감압된 냉매를 기화시키는 증발기(40)를 포함한다.

그리고 상기 팽창장치(30)는 서로 직렬연결된 주모세관(31)과 보조모세관(32)을 구비하며, 주모세관(31)으로 흐르는 냉매를 바이패스 시키기 위해 상기 주모세관(31)과 병렬연결된 우회관(33)과 상기 우회관(33)의 개폐를 단속하는 밸브(34)를 포함한다.

상기 증발기(40)와 압축기(10) 사이, 그리고 상기 주모세관(31)과 보조모세관(32) 사이에는 공기조화기의 장배관을 위한 연결배관(50)이 구비된다.

상기 밸브(34)는 증발기(40)와 열교환하는 실내공기의 온도와 증발기(40) 온도간의 차에 따라 개폐되고, 이를 위하여 상기 증발기(40)의 온도를 측정하기 위한 증발기온도센서(41)와, 실내공기의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서(42)와, 밸브 개폐를 제어하는 제어부(미도시)가 구비된다. 따라서 상기 밸브(34)는 솔레노이드밸브와 같이 전자제어가 가능한 밸브로 구비되는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기한 실시예에 따른 공기조화기의 동작을 설명한다.

냉매는 압축기(10), 응축기(20), 팽창장치(30), 증발기(40)를 거쳐 다시 압축기(10)로 흡입되는 순환을 하게 된다. 이러한 냉매의 순환과정에서 공기조화기의 용량에 따라 최적의 효율을 갖도록 응축기(20)와 증발기(40)에서 냉매의 온도와 압력이 정해지고, 이에 필요한 냉매의 양이 결정이 된다. 그런데 배관이 길어지면 냉매의 양이 상대적으로 부족하게 되어 증발기(40) 측의 압력이 현저히 떨어지고, 그에 따라 증발기(40) 측의 온도가 낮아지며, 압축기에 과부하가 걸리게 된다.

따라서 연결배관(50)이 포함된 장배관 시에 증발기(40) 측의 압력이 낮아지는 것을 방지하기 위하여 일반적으로 장배관에 따른 냉매를 보충하고 있으나, 본 발명의 공기조화기에 따르면 장배관으로 인해 증발기(40)의 압력과 온도가 낮아질 때, 밸브(34)를 개방하여 주모세관(31)에 흐르던 냉매의 일부를 우회관(33)을 통해 바이패스 시켜 냉매의 감압량을 줄이게 된다. 결과적으로 장배관에 따른 냉매를 보충하지 않아도 증발기(50)에서의 온도와 압력이 낮아지는 것을 방지하게 된다.

이하에서는 장배관에 따른 밸브(34) 개폐의 제어방법을 설명한다.

본 발명에 따른 공기조화기에는 증발기의 온도를 측정하기 위한 증발기온도센서(41)과 실내공기의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서(42)가 구비되어 있다. 연결배관(50)이 포함된 장배관 시에 증발기(40)는 압력과 함께 온도가 낮아져 실내공기와의 온도차가 커지므로, 이 온도차가 기준값보다 커지면 제어부(미도시)에서는 이를 장배관으로 인식하여 밸브(34)를 개방하게 된다.

이를 도3을 참조하여 단계별로 설명하면 다음과 같다.

우선 제어부(미도시)에는 증발기(40)와 실내온도간의 적절한 온도차의 기준값이 설정되는 단계(101)가 행해진다. 다음에는 증발기온도센서(41)와 실내온도센서(42)로부터 검출된 온도로 증발기온도와 실내온도의 온도차를 산출하는 단계(102)와, 산출된 온도차가 기준값보다 큰지 작은지를 비교하는 단계(103)가 순차로 이루어지고, 그 결과 산출된 온도차가 기준값보다 크거나 같을 때는 밸브(34)를 개방하는 단계(104)와, 산출된 온도차가 기준값보다 작을 때에는 밸브(34)를 폐쇄하는 단계(105)가 선택적으로 이루어지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 주모세관과 병렬연결되는 우회관과 이를 개폐하는 밸브를 포함하고 있어서 장배관에 따른 냉매를 보충하지 않고도 증발기 측에서의 압력과 온도저하를 방지하여 공기조화기의 효율저하를 방지하고, 장배관의 냉매 보충시 발생하는 불응축 가스의 유입의 위험을 제거할 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래의 공기조화기의 냉동사이클 구성도.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉동사이클 구성도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 밸브 제어방법을 도시한 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 압축기 20: 응축기

30: 팽창장치 31: 주모세관

32: 보조모세관 33: 우회관

34: 밸브 40: 증발기

41: 증발기온도센서 42: 실내온도센서

50: 연결배관

Claims (6)

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3. 압축기와, 응축기와, 팽창장치와, 증발기와, 장배관을 위한 착탈가능한 연결배관을 포함하고,

   상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하고,

   상기 밸브는 상기 연결배관이 장착되면 냉매의 일부가 상기 우회관으로 흐르도록 개방되고, 상기 연결배관이 탈거되면 냉매가 상기 주모세관으로만 흐르도록 폐쇄되어 장배관에 따른 냉매를 보충하지 않아도 증발기에서의 온도와 압력의 감소를 방지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 공기조화기는 상기 증발기와 열교환하는 실내공기의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서와, 상기 증발기의 온도를 측정하기 위한 증발기온도센서와, 상기 실내온도센서와 상기 증발기온도센서에서 검출된 온도에 따라 상기 밸브 개폐를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 압축기와, 응축기와, 증발기와, 팽창장치와, 장배관을 위한 착탈가능한 연결배관을 포함하고,

   상기 팽창장치는 서로 직렬연결된 주모세관과 보조모세관 및 상기 주모세관에 병렬연결된 우회관과 상기 우회관을 개폐하는 밸브를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   실내온도를 실내온도센서로 검출하는 단계와,

   증발기의 온도를 증발기온도센서로 검출하는 단계와,

   검출된 실내온도와 증발기 온도와의 온도차를 산출하여 산출된 온도차가 소정의 기준값 이상일 때는 제어부는 상기 밸브를 개방하고, 산출된 온도차가 기준값보다 작을 때는 상기 밸브를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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