KR100613151B1 - 에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법 - Google Patents

에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도가 저온인 경우 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매가 응축기에서 열 교환 된 후 공용 어큐머레이터로 유입되도록 하여 저온의 냉매로 인한 압축기의 액압축을 방지하는 에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해 어큐머레이터으로부터 유입되는 상기 액상 냉매를 응축기에서 열 교환하여 상기 어큐머레이터로 유입되도록 하는 바이패스 유로; 상기 액상 냉매가 상기 어큐머레이터와 상기 바이패스 유로 중 어느 하나로 유입되도록 개폐하는 바이패스 밸브; 상기 어큐머레이터로 유입되는 상기 액상 냉매의 온도를 검출하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터의 상기 검출된 온도에 따라 상기 바이패스 밸브의 개폐 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 본 발명은 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도가 저온인 경우 발생되는 압축기의 액압축을 방지하는 장점이 있다.
에어컨, 액압축

Description

에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법{System and method for preventing compressed liquid of air-conditioner}
도 1 은 종래의 에어컨 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 액압축 방지 시스템이 적용된 에어컨의 구성을 나타낸 블록도.
도 3 은 도 2의 액압축 방지 시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 에어컨의 액압축 방지 방법을 나타낸 흐름도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
100 : 공용 어큐머레이터 110 : 제 1 압축기
120 : 제 2 압축기 130 : 공급유로
140 : 배출유로 200 : 온도센서
300 : 바이패스 밸브 310 : 제 1 유로
320 : 바이패스 유로 400 : 응축기
410 : 바이패스 열교환부 500 : 제어부
본 발명은 에어컨의 액압축 방지에 관한 것으로서 보다 상세하게는 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도가 저온인 경우 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매가 응축기에서 열교환 된 후 공용 어큐머레이터로 유입되도록 하여 저온의 냉매로 인한 압축기의 액압축을 방지하는 에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨은 압축기와, 실외열교환기(이하, 응축기라고 한다)와, 모세관과, 실내열교환기(이하, 실내기라고 한다) 등으로 이루어져 이들을 계속해서 순환하는 냉매의 열교환작용에 의해 실내의 온도를 원하는 수준으로 조절하게 된다.
이러한 에어컨의 동작은 압축기에서 압축되어 고온고압의 상태가 된 냉매가 냉매관을 통하여 응축기로 유입되고, 이 응축기에서 액상으로 변한 후 모세관을 거치면서, 저온저압으로 된 냉매는 실내기로 유입되고, 주위의 열을 흡수하여 실내온도를 내리는 역할을 하게 된다.
최근에는 가정이나 사무실에 두 대 이상의 실내기를 구동하는 멀티 에어컨의 보급이 확대되고 있다. 도 1은 종래의 멀티 에어컨의 구성을 나타낸 도면으로써, 용량이 다른 두 대의 압축기(10 및 12)와, 응축기(20)와, 용량이 다른 두 대의 실내기(50 및 52)와, 공용 어큐머레이터(60)로 구성되고, 이러한 종래의 멀티 에어컨은 용량이 다른 두 대의 압축기(10 및 12)가 실내외 부하 변동에 따라 어느 하나만 운전되거나 동시에 운전될 수 있다. 에어컨이 동시 운전 조건인 경우 각 압축기(10 및 12)에서 압축된 냉매는 각 압축기(10 및 12)의 출구단에 장착된 체크밸브(14 및 16)를 통하여 응축기(20)로 유입되어 외부공기와 열교환하여 액상의 냉매로 전환된다. 이 액상의 냉매는 모세관(30)과, 전자 팽창밸브(40) 및 솔레노이드 밸브(42)를 통하여 각각의 실내기(50 및 52)로 유입되어 실내공기와 열교환되어 다시 공용 어큐머레이터(60)로 유입된 후 다시 압축기(10 및 12)로 유입된다.
그러나 이러한 종래의 멀티 에어컨은 용량이 작은 실내기(52) 하나만 동작하는 경우 용량이 상대적으로 작은 압축기(12)가 동작하게 되고 두 대의 압축기(10 및 12)를 사용하는 멀티 에어컨의 경우 동시 운전조건에서 용량이 상대적으로 큰 실내기(50)와 용량이 작은 실내기(52)와의 용량 분배가 최적이 될 수 있도록 설계되기 때문에 용량이 작은 실내기(52)만 단독으로 운전되는 경우 실내기의 용량에 비해 압축기(12)의 용량이 크게 되어 실외 온도가 저온인 경우 작은 용량의 실내기(52)에서 냉매가 미증발하는 문제가 발생된다.
이러한 미증발된 냉매가 공용 어큐머레이터(60)로 과다하게 유입되는 경우 압축기(12)에서 냉매의 액압축이 발생하여 압축기(12)가 파손되는 문제점이 있다.
또한, 멀티 에어컨의 경우 설치과정에서 연결 배관이 길어진 경우 기본 냉매량보다 더 많은 냉매를 추가로 충진하게 되고 이 경우 실내외 부하 변동이 커졌을 경우 특히 낮은 온도 조건에서 저용량 측의 실내기만 운전되었을 경우 냉매가 미증발된 상태로 압축기로 유입되어 액압축으로 인한 압축기의 파손이 발생되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도에 따라 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매가 응축기에서 열교환 된 후 공용 어큐머레이터로 유입되도록 하여 저온의 냉매로 인한 압축기의 액압축을 방지하는 에어컨의 액압축 방지 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매의 압축 용량이 다른 다수의 압축기와 상기 다수의 압축기에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관과 상기 액상 냉매를 기화하는 다수의 실내기와 상기 실내기로부터 증발된 액상 냉매를 유입되는 공용 어큐머레이터를 갖는 멀티 에어컨에 있어서, 상기 어큐머레이터로부터 유입되는 상기 액상 냉매를 상기 응축기에서 열 교환하여 상기 어큐머레이터로 유입되도록 하는 바이패스 유로; 상기 액상 냉매가 상기 어큐머레이터와 상기 바이패스 유로 중 어느 하나로 유입되도록 개폐하는 바이패스 밸브; 상기 어큐머레이터로 유입되는 상기 액상 냉매의 온도를 검출하는 온도센서; 및 상기 온도센서로부터의 상기 검출된 온도에 따라 상기 바이패스 밸브의 개폐 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 응축기는 일측에 바이패스 열교환부를 설치하여 상기 압축기로부터 유입되는 냉매와 별도로 상기 공용 어큐머레이터로부터 유입되는 냉매를 열 교환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 에어컨의 액압축 방지 방법으로서, a) 제어부가 온도센서로부터 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도를 검출하여 상기 냉매의 온도가 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 미만인지 여부를 판단하는 단계; 및 b) 단계 a에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 미만인 경우 상기 제어부가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매를 응축기로 바이패스 시키고 상기 바이패스된 상기 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되도록 바이패스 밸브를 온 시키는 단계를 포함한다.
또한, c) 상기 제어부가 상기 온도센서로부터 단계 b에서 바이패스 되어 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 상기 냉매의 온도를 검출하여 상기 냉매의 온도가 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및 d) 단계 c에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 이상인 경우 상기 제어부가 상기 응축기로 바이패스 되는 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 직접 유입되도록 상기 바이패스 밸브를 오프하는 단계를 더 포함한다.
또한, 단계 c에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 미만인 경우 상기 제어부가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매를 응축기로 바이패스 시키고 상기 바이패스된 상기 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되도록 바이패스 밸브를 온 시키는 단계를 포함한다.
또한, 단계 a에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 이상인 경우 상기 제어부가 상기 응축기로 바이패스 되는 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 직접 유입되도록 상기 바이패스 밸브를 오프하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 우선 종래 기술과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 액압축 방지 시스템이 적용된 에어컨의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2의 액압축 방지 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3에서, 본 발명에 따른 에어컨의 액압축 방지 시스템은 공용 어큐머레이터(100)와 냉매의 압축 용량이 다른 제 1 압축기(110)와, 제 2 압축기(120)와, 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 냉매의 온도를 검출하는 온도센서(200)와, 냉매가 공용 어큐머레이터(100)로 직접 유입되도록 하거나 제 1 및 제 2 압축기(110 및 120)에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하는 응축기(400)를 통해 바이패스 되어 유입되도록 하는 바이패스 밸브(300)와 바이패스 밸브(300)의 개폐를 제어하는 제어부(500)로 구성된다.
온도센서(200)는 공용 어큐머레이터(100)로 냉매가 유입되는 제 1 유로(310) 외주연에 설치되고 제 1 유로(310)를 통과하는 냉매의 온도를 검출한다.
바이패스 밸브(300)는 제 1 및 제 2 실내기(50 및 52)에서 증발된 냉매가 제 1 유로(310)를 통해 직접 공용 어큐머레이터(100)로 유입되도록 하거나 바이패스 유로(320)를 통해 응축기(400)로 바이패스 된 다음 제 1 유로(310)를 통해 공용 어큐머레이터(100)로 유입되도록 한다. 바이패스 밸브(300)는 3방향 밸브로써 바람직하게 솔레노이드 밸브이다.
응축기(400)는 제 1 및 제 2 압축기(110 및 120)의 출구단에 연결된 냉매 공급을 위한 공급 유로(130)를 통해 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)와 연결되고 공급 유로(120)를 통해 유입되는 냉매는 열교환하여 배출 유로(140)를 따라 종래의 에어컨 냉방 경로로 이동한다.
또한, 응축기(400)는 일측에 제 1 및 제 2 압축기(110 및 120)로부터 유입되는 냉매의 열 교환과는 분리되어 바이패스용 열교환부(410)가 설치되고, 바이패스용 열교환부(410)의 일측이 바이패스 유로(320)와 연결되며 바이패스용 열교환부(410)에서 열교환된 냉매는 제 1 유로(310)를 통해 공용 어큐머레이터로 유입된다.
제어부(500)는 온도센서(200)로부터 검출된 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 냉매의 온도를 메모리(미도시)에 미리 저장된 액압축 발생 판단용 기준온도와 비교하고 비교 결과에 따라 바이패스 밸브(300)의 개폐동작 제어를 위한 신호를 출력한다.
도 4는 본 발명에 따른 에어컨의 액압축 방지 방법을 나타낸 흐름도로서 도 2 내지 도 4를 참조하여 에어컨의 액압축 방지 방법을 설명한다.
제어부(500)는 공용 어큐머레이터(100)로 냉매가 유입되도록 하는 제 1 유로(310)의 외주연에 설치된 온도센서(200)로부터 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 냉매의 온도를 검출(S100)한다.
상기 S100단계에서 검출된 상기 냉매의 온도를 제어부(500)가 메모리(미도시)에 미리 저장된 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도와 비교하여 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 미만인지 여부를 판단(S110)한다. 상기 S110단계에서 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도는 냉매가 압축기에서 액압축을 발생시킬 수 있는 냉매의 온도이다.
상기 S110단계에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도를 초과하는 경우 제어부(500)는 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 냉매를 응축기(400)의 바이패스용 열교환부(410)로 바이패스 시키고 바이패스용 열교환부(410)에서 바이패스된 상기 냉매가 공용 어큐머레이터(100)로 유입되도록 바이패스 밸브(300)를 온(S120) 시킨다.
상기 S120단계를 수행한 다음 제어부(500)는 온도센서(200)로부터 상기 S120단계에서 바이패스 되어 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 상기 냉매의 온도를 검출(S130)한다.
상기 S130단계에서 검출된 상기 냉매의 온도를 제어부(500)가 메모리(미도시)에 미리 저장된 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도와 비교하고 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도를 초과하는지 여부를 판단(S140)한다. 상기 S140단계에서 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도는 냉매가 압축기에서 액압축이 발생되지 않도록 하는 온도이다.
상기 S140단계에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도를 초과하는 경우 제어부(500)가 바이패스 밸브(300)를 오프시켜(S150) 바이패스 경로를 차단한다.
또한, 상기 S140단계에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 미만인 경우 제어부(500)는 공용 어큐머레이터(100)로 유입되는 냉매를 응축기(400)의 바이패스용 열교환부(410)로 바이패스 시키고 바이패스용 열교환부(410)로 바이패스 된 상기 냉매가 공용 어큐머레이터(100)로 유입되도록 바이패스 밸브(300)의 온 상태를 유지한다.
한편, 상기 S110단계에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 이상인 경우 제어부(500)는 응축기(400)의 바이패스용 열교환부(410)로 바이패스 되는 냉매가 공용 어큐머레이터(100)로 직접 유입되도록 바이패스 밸브(300)를 오프한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도가 저온인 경우 발생되는 압축기의 액압축을 방지하는 장점이 있다.
또한, 액압축을 방지함으로써 압축기의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 냉매의 압축 용량이 다른 다수의 압축기와 상기 다수의 압축기에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관과 상기 액상 냉매를 기화하는 다수의 실내기와 상기 실내기로부터 증발된 액상 냉매를 유입되는 공용 어큐머레이터를 갖는 멀티 에어컨에 있어서,
    상기 어큐머레이터로부터 유입되는 상기 액상 냉매를 상기 응축기에서 열 교환하여 상기 어큐머레이터로 유입되도록 하는 바이패스 유로;
    상기 액상 냉매가 상기 어큐머레이터와 상기 바이패스 유로 중 어느 하나로 유입되도록 개폐하는 바이패스 밸브;
    상기 어큐머레이터로 유입되는 상기 액상 냉매의 온도를 검출하는 온도센서; 및
    상기 온도센서로부터의 상기 검출된 온도에 따라 상기 바이패스 밸브의 개폐 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 에어컨의 액압축 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 응축기는 일측에 바이패스 열교환부를 설치하여 상기 압축기로부터 유입되는 냉매와 별도로 상기 공용 어큐머레이터로부터 유입되는 냉매를 열 교환하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 액압축 방지 시스템.
  3. 에어컨의 액압축 방지 방법으로서,
    a) 제어부가 온도센서로부터 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매의 온도를 검출하여 상기 냉매의 온도가 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 미만인지 여부를 판단하는 단계; 및
    b) 단계 a에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 미만인 경우 상기 제어부가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매를 응축기로 바이패스 시키고 상기 바이패스된 상기 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되도록 바이패스 밸브를 온 시키는 단계를 포함하는 에어컨의 액압축 방지 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, c) 상기 제어부가 상기 온도센서로부터 단계 b에서 바이패스 되어 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 상기 냉매의 온도를 검출하여 상기 냉매의 온도가 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 이상인지 여부를 판단하는 단계; 및
    d) 단계 c에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 이상인 경우 상기 제어부가 상기 응축기로 바이패스 되는 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 직접 유입되도록 상기 바이패스 밸브를 오프하는 단계를 더 포함하는 에어컨의 액압축 방지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 단계 c에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 2 기준온도 미만인 경우 상기 제어부가 상기 공용 어큐머레이터로 유입되는 냉매를 응축기로 바이패스 시키고 상기 바이패스된 상기 냉매가 상기 공용 어큐머레 이터로 유입되도록 바이패스 밸브를 온 시키는 단계를 포함하는 에어컨의 액압축 방지 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 단계 a에서 상기 냉매의 온도가 상기 액압축 발생 판단용 제 1 기준온도 이상인 경우 상기 제어부가 상기 응축기로 바이패스 되는 냉매가 상기 공용 어큐머레이터로 직접 유입되도록 상기 바이패스 밸브를 오프하는 단계를 포함하는 에어컨의 액압축 방지 방법.
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