KR100612092B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실외온도가 낮을 경우 현열을 이용하여 요구되는 냉방부하를 공급할 수 있는 공기조화기를 개시한다.

본 발명에 따른 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창장치와 증발기를 포함하고, 상기 압축기를 바이패스하는 바이패스관이 형성되며, 상기 바이패스관 상에는 상기 압축기와는 별도로 냉매를 전송하는 펌프와 상기 펌프로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제 1개폐밸브가 설치된다. 또한, 상기 바이패스관과 병렬로 연결된 냉매관에는 상기 압축기로 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제 2개폐밸브가 설치된다.

Description

공기조화기{Air-conditioner}

도 1은 종래 공기조화기의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 압축기 20: 응축기

30: 팽창장치 40: 증발기

50: 펌프 60: 바이패스관

61: 제 1개폐밸브 62: 제 2개폐밸브

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외온도가 저온이지만 실내를 냉방해야 할 경우, 압축기를 가동시키지 않고도 간단하게 필요한 냉방부하를 공급할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창장치와 증발기와 이들 사이의 냉매의 순환을 위한 배관을 포함하여 구성된다. 이러한 공기조화기 중에는 하나의 실외기에 다수개의 실내기를 연결하여 사용할 수 있는 멀티형 공기조화기가 있는데, 이러한 멀티형 공기조화기의 예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 멀티형 공기조화기는 압축기(1)와 응축기(2)로 이루어진 하나의 실외기(A)와 실외기(A)와 연결된 다수개의 실내기(B)로 구분되며 각각의 실내기(B1,B2,B3,B4)는 팽창장치(3a,3b,3c,3d)와 증발기(4a,4b,4c,4d)를 구비하고 있다. 또한, 실외기(A)에 여러 개의 실내기(B1,B2,B3,B4)를 실외기(A)의 용량에 맞게 추가할 수 있도록 각각의 실내기(B1,B2,B3,B4)가 연결되는 각각의 냉매배관에는 서비스밸브(5a,5b,5c,5d)가 구비되어 쉽게 실내기(B)를 연결 및 분리할 수 있는 구조를 가진다.

이와 같은 공기조화기의 냉방운전 시 압축기(1)로부터 토출된 고압의 기체 냉매는 응축기(2)에서 고압의 액체냉매로 응축되고, 팽창장치(3a,3b,3c,3d)에서 팽창하여 저압의 냉매로 변환되어 증발기(4a,4b,4c,4d)로 유입되고, 증발기 (4a,4b,4c,4d)에서는 냉매가 증발되면서 열교환작용에 의해 실내공기를 냉각시키게 된다.

이와 같은 멀티형 공기조화기가 설치된 건물에서 실외온도가 높은 여름철에 주로 냉방운전을 하게 되는데, 전산장치들이 많이 설치되어 있는 전산실과 같은 공간은 전산장치를 가동할 때 발생하는 열을 식히기 위하여 실외온도가 낮은 겨울철에도 냉방을 필요로 하는 경우가 있다. 이처럼 겨울철과 같이 실외온도가 저온임에도 실내를 냉방해야 하는 경우, 실외온도가 너무 낮기 때문에 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 기체냉매가 응축되는 응축압력이 너무 낮아지게 되어 공기조화기의 운전이 불가능하였거나, 공기조화기를 운전하기 위해서는 특별한 제어방식을 이용하여야만 했다.

또한, 특별한 제어방식을 이용하여 공기조화기를 운전하더라도 실내에서 발생한 작은 냉방부하에 대응하여 대형 압축기를 운전시켜야 했기 때문에 전력손실이 큰 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실외온도가 저온임에도 실내를 냉방해야 할 필요가 있는 경우, 압축기를 운전하지 않고도 간단하게 필요한 냉방부하를 공급할 수 있는 공기조화기를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창장치와 증발기를 포함하고, 상기 압축기를 바이패스하는 바이패스 관이 형성되며, 상기 바이패스관 상에는 상기 압축기와는 별도로 냉매를 전송하는 펌프와 상기 펌프로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제 1개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바이패스관과 병렬로 연결된 냉매관에는 상기 압축기로 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제 2개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 실외온도가 고온이고 실내를 냉방해야 할 경우, 상기 제 1개폐밸브는 닫히고, 상기 제 2개폐밸브는 열리며, 냉매는 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기 순으로 흐르는 것을 특징으로 한다.

또한, 실외온도가 저온이나 실내를 냉방해야 할 경우, 상기 제 1개폐밸브는 열리고, 상기 제 2개개폐밸브는 닫히며, 냉매는 펌프, 증발기, 팽창장치, 응축기 순으로 흐르는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 하나의 실외기에 다수개의 실내기가 연결되는 멀티형 공기조화기인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기조화기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기조화기는 하나의 실외기(A)에 다수개의 실내기(B1,B2,B3,B4)를 연결하여 사용할 수 있는 멀티형 공기조화기로, 실외기(A)는 압축기(10)와 응축기(20)를 구비하고, 다수개의 실내기(B1,B2,B3,B4)는 팽창장치(30a,30b,30c,30d)와 증발기(40a,40b,40c,40d)를 각각 구비한다.

실외기(A)와 각각의 실내기(B1,B2,B3,B4)를 연결하는 냉매배관에는 실내기(B)를 설치 및 분리하기 쉽도록 서비스 밸브(45a,45b,45c,45d)가 각각 마련되어 있다.

이러한 멀티형 공기조화기에서 압축기(10)는 냉매를 고온, 고압으로 압축하여 토출시키고, 응축기(20)는 압축기(10)로부터 토출된 고온, 고압의 냉매가스를 실외공기와 열교환하여 액화된 저온, 고압의 냉매로 변환하며, 각각의 실내기(B1,B2,B3,B4)에 마련된 팽창장치(30a,30b,30c,30d)는 액화된 고압의 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 냉매로 변환하며, 각각의 증발기(40a,40b,40c,40d)는 팽창장치(30a,30b,30c,30d)를 지난 냉매를 증발시켜 실내공기와 열교환하여 실내공기를 냉각시키게 된다.

본 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기(A)에는 압축기(10)를 바이패스하는 바이패스관(60)과 바이패스관(60) 상에 마련되어 냉매를 전송할 수 있는 소형 펌프(50)를 더 구비한다. 또한, 바이패스관(60) 상에는 소형 펌프(50)로 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제 1개폐밸브(61)가 설치되어 있으며, 바이패스관(60)과 병렬로 배치되어 압축기(10)와 연결된 냉매관(15)에는 압축기(10)로 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제 2개폐밸브(62)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 공기조화기의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

일반적인 냉방운전의 경우(실외온도가 고온일 경우), 제 1개폐밸브(61)을 닫고 제 2개폐밸브(62)를 열어 압축기(10)쪽으로만 냉매가 흐르도록 한 후, 압축기(10)를 동작시킨다. 압축기(10)를 떠난 냉매가 응축기(20)를 지나 완전히 응축된 후 실내기(B)로 들어가 각각의 팽창장치(30a,30b,30c,30d)에서 상태변화하기 쉽도록 감압되며, 감압된 냉매는 각각의 증발기(40a,40b,40c,40d)에서 증발할 때 냉매가 가지고 있는 잠열만큼 실내공기와 열교환하여 실내공기를 냉각하게 된다.

즉, 일반적인 공기조화기의 동작과 동일하게 수행된다.(냉매는 점선화살표 방향으로 흐름)

반면 실외온도는 저온이나 실내를 냉방해야 할 경우(이하 "저부하 저온냉방"이라 함)에는 제 1개폐밸브(61)을 열고 제 2개폐밸브(62)는 닫아 펌프(50) 쪽으로만 냉매가 흐르도록 한 후, 펌프(50)를 가동시킨다. 이때, 혹시나 일어날 수 있는 냉매의 상태변화를 차단하기 위해서 일반적인 냉방운전일 때의 냉매흐름(점선화살표 방향)과 반대방향(실선화살표 방향)으로 냉매가 흐르도록 한다.

이와 같이 구성된 공기조화기에서 펌프(50)를 가동시키면 냉매의 흐름은 기존 냉방운전시의 냉매 흐름과 반대 방향(실선화살표 방향)으로 흐르게 되며, 응축기(20)에서 실외의 차가운 공기와 열교환하여 차가워진 액체 냉매가 펌프(50)를 통해 가압되어 실내의 증발기(40a,40b,40c,40d))측으로 흘러가며 증발기(40a,40b,40c,40d))에서는 실내의 따듯한 공기와 열교환하게 된다.

만일, 다수의 실내공간 중 B1실내기가 설치된 실내공간만이 냉방부하가 필요하다면, 냉방부하가 필요없는 실내기(B2,B3,B4)의 팽창장치(30b,30c,30d)는 닫고, 냉방부하가 필요한 실내기(B1)의 팽창장치(30a)는 완전히 개방시킨다. 그러면 펌프(50)를 통해 가압된 냉매는 증발기(40a)를 지난 후 개방된 팽창장치(30a)를 통과하므로 냉매는 상태변화하지 않고 냉방부하가 필요한 실내기(B1)의 증발기(40a)에서 현열만을 교환하여 따뜻해진 액체상태로 증발기(40a)에서 배출된다.

증발기(40a)를 떠난 따듯해진 냉매는 응축기(20)에서 다시 열교환하여 차가운 액체 냉매가 된 후 펌프(50)를 통해 순환되는 과정을 반복하게 된다.

이와 같이, 저부하 저온냉방이 필요한 경우에도 고용량의 압축기를 운전시킬 필요없이 실외 공기가 가지고 있는 현열만을 이용하여 간단하게 필요한 냉방부하를 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기에 의하면, 실외온도가 저온이지만 실내를 냉방해야 할 경우 압축기를 가동시키지 않고도 간단하게 필요한 냉방부하를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 압축기와 응축기와 팽창장치와 증발기를 포함하고, 상기 압축기를 바이패스하는 바이패스관이 형성되며, 상기 바이패스관 상에는 상기 압축기와는 별도로 냉매를 전송하는 펌프와 상기 펌프로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제 1개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 바이패스관과 병렬로 연결된 냉매관에는 상기 압축기로 흐르는 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제 2개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 2항에 있어서,

   실외온도가 고온이고 실내를 냉방해야 할 경우, 상기 제 1개폐밸브는 닫히고, 상기 제 2개폐밸브는 열리며, 냉매는 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기 순으로 흐르는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 2항에 있어서,

   실외온도가 저온이나 실내를 냉방해야 할 경우, 상기 제 1개폐밸브는 열리고, 상기 제 2개개폐밸브는 닫히며, 냉매는 펌프, 증발기, 팽창장치, 응축기 순으로 흐르는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 공기조화기는 하나의 실외기에 다수개의 실내기가 연결되는 멀티형 공기조화기인 것을 특징으로 하는 공기조화기.

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