KR100624672B1 - 복수 압축기의 균유방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균유관으로의 냉매 가스의 유입을 방지하여 압축기 오일량을 적정하게 복귀시킬 수 있는 균유방법에 관한 것으로서, 제1 내지 제3 압축기(11~13)와, 제1 내지 제3 압축기(11~13)로 오일을 공급하고, 균유관 집합점(P3)을 통해 서로 연결된 균유관(16)과, 제1 내지 제3 압축기(11~13)에 접속되어 제1 내지 제3 압축기(11~13)로 냉매 가스를 공급하는 흡입관(14)을 구비한 냉매회로(Ka)에 대해 제1 내지 제3 압축기(11~13)의 각 용기(11a, 12a, 13a)의 균유를 수행하는 균유방법에 있어서, 균유를 수행하는 압축기 이외의 압축기 용기내에서의 운전중 압력과 균유관 집합점(P3)의 압력을 같게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수 압축기의 균유방법{A oil balancing method of multiple compressor}
도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 형태에서의 복수 압축기의 균유 시스템을 도시한 개략 측단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시 형태에서의 균유방법을 나타낸 플로우챠트이고,
도 3은 종래의 복수 압축기의 균유 시스템을 도시한 개략 측단면도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
11 제1 압축기
12 제2 압축기
13 제3 압축기
11a, 12a, 13a 용기
16 균유관
14 흡입관
21 제1 분기 흡입관
23 제2 분기 흡입관
24 제3 분기 흡입관
25 제4 분기 흡입관
Ka 냉매회로
P1 제1 흡입관 분기점
P2 제2 흡입관 분기점
P3 균유관 집합점
본 발명은 공기조화기 등에 사용할 수 있는 복수의 압축기에 있어서 각 압축기 오일량을 적정하게 유지할 수 있는 복수 압축기의 균유방법에 관한 것이다.
공기 조화기의 일 예로 복수의 실내기에 대처할 수 있도록 1대의 실외기에 복수의 압축기를 구비한 소위 멀티형 공기조화기가 있다.
이러한 공기조화기의 경우 장시간 운전을 실시하면 각 압축기에 의해 각각 저장되는 오일량이 달라지므로 압축기 오일량에 편차가 발생하여 오일량 부족으로 인해 압축기가 손상될 우려가 있다. 이에 장시간 운전에 의해 압축기 오일량에 편차가 발생했을 경우에는 균유관을 통해 각 압축기의 잉여 오일을 순차 이동시켜 오일을 적정량으로 복귀시키는 균유 시스템이 제안되어 있다(일본국 특개평10-205897호 공보 (도 1) 참조).
상기 공보에 기재된 복수 압축기의 균유 시스템에 대해 간단히 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 냉매회로(Kb) 내에는 3대의 압축기(51, 52, 53)가 서로 병렬이 되도록 흡입측 냉매배관인 흡입관(54)과, 토출측 냉매배관인 토출관(55)에 각각 접속되어 있다. 그 압축기들의 용기(51a, 52a, 53a)는 균유관(56)을 통해 서로 연통되어 있다. 압축기(51, 52, 53)의 토출관(55)은 개폐밸브(57)가 중도에 설치된 바이패스관(58)에 의해 균유관(56)에 접속되어 있다.
이러한 균유 시스템은 통상의 냉난방 운전중에는 개폐밸브(57)를 열고 바이패스관(58)을 통해 고압냉매 가스를 균유관(56)으로 유입시킨다. 이에 의해 균유관(56)을 통한 각 압축기 용기(51a, 52a, 53a)간의 오일 미스트의 이동을 방지하여 고압측 압축기에 발생하는 오일량 부족을 방지하고 있다.
또한 장시간 운전에 의해 각 압축기의 용기(51a, 52a, 53a)간의 오일량에 편차가 발생했을 경우에는 개폐밸브(57)를 닫은 상태에서 복수의 압축기(51, 52, 53)를 1대씩 순차 운전하는 소위 균유 운전을 수행하여 균유관(56)을 통해 각 압축기(51, 52, 53)의 잉여 오일을 순차 이동시켜 각 압축기의 용기(51a, 52a, 53a) 내의 오일량을 적정값으로 복귀시키도록 하고 있다.
한편 바이패스관(58)의 직경은 균유관(56)의 직경에 비해 훨씬 작으므로 이 소경의 바이패스관(58)을 통해 액상의 오일이 압축기들 사이에서 이동하지 못한다.
그러나 상기한 종래의 균유 시스템에는 여전히 다음과 같은 문제가 남아 있었다. 즉 복수의 압축기를 1대씩 순차 운전하는 균유 운전을 위해 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(51)만을 운전할 경우 압축기(52)의 오일레벨이 균유관 접속구(52b)보다 낮아지면 그 압축기(52)에 접속되는 흡입관(54)으로부터 유입되는 냉매 가스가 균유관(56)으로 유출된다(도 3의 흰색 화살표 참조). 여기서 냉매 가스의 점성이 오일의 점성보다 낮으므로 압축기(53)로부터 균유관(56)으로 유출된 오일은 압축기(51)로 쉽게 이동하지 못하게 된다. 따라서 균유운전을 실시해도 오일량을 적정값으로 복귀시킬 수 없게 될 우려가 있다.
본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서 균유관으로의 냉매 가스의 유입을 방지하여 압축기 오일량을 적정하게 복귀시킬 수 있는 균유방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 구성을 채용했다. 즉, 본 발명의 균유방법은 3대 이상의 복수의 압축기와, 이 복수의 압축기로 오일을 공급하고, 균유관 집합점를 통해 서로 연결된 복수의 균유관과, 상기 복수의 압축기에 각각 분기 흡입관으로 접속되어 이 압축기에 냉매 가스를 공급하는 공통 흡입관을 구비한 냉매회로에 대해 상기 복수의 압축기의 각 용기의 균유를 수행하는 균유방법에 있어서, 균유를 수행하는 압축기 이외의 압축기 용기 내의 운전 중 압력을 상기 균유관 집합점의 압력과 동일하게 하기 위해 상기 복수의 균유관과 상기 복수의 분기 흡입관 중에서 각각 선택되는 균유관 및 분기 흡입관의 배관압력손실을 같게 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 균유방법에서는 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기 용기내의 압력과 균유관 집합점의 압력을 같게 함으로써 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기로부터 균유관으로 냉매 가스가 유출되는 것을 막아 균유관으로는 오일만이 흐르게 된다. 따라서 확실하고 신속하게 각 압축기 오일량을 적정값으로 복귀시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 균유방법은, 서로 병렬로 접속된 저압 용기식 제1 압축 기, 제2 압축기 및 제3 압축기와, 균유관 집합점에서 분기되어서 상기 각 압축기의 각 용기에 접속되는 균유관과, 상기 각 압축기의 각 용기에 접속하는 흡입측 냉매배관을 마련하고, 이 흡입측의 냉매배관이 제1 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제2 압축기에 접속되는 제1 분기 흡입관과, 상기 제1 흡입관 분기점에서 상기 제1 분기 흡입관과 분기되는 제2 분기 흡입관을 가지며, 이 제2 분기 흡입관이 제2 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제1 압축기에 접속되는 제3 분기 흡입관과, 상기 제2 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제3 압축기에 접속되는 제4 분기 흡입관을 구비하고, 상기 제3 분기 흡입관의 배관 압력 손실과, 상기 균유관의 상기 제3 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같고, 상기 제4 분기 흡입관의 배관 압력손실과, 상기 균유관의 상기 제1 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같고, 상기 제2 분기 흡입관의 배관 압력손실과, 상기 균유관의 상기 제2 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같은 냉매회로에 대해 상기 제1 압축기, 상기 제2 압축기, 상기 제3 압축기의 각 용기의 균유를 수행하는 균유방법에 있어서, 상기 제1 압축기를 정지, 상기 제2 압축기 및 상기 제3 압축기를 운전하는 제1 공정과, 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기를 정지, 상기 제3 압축기를 운전하는 제2 공정과, 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기를 운전, 상기 제3 압축기를 정지하는 제3 공정과, 상기 제1 압축기를 운전, 상기 제2 압축기 및 상기 제3 압축기를 정지하는 제4 공정을 마련하고, 상기 제1 공정, 상기 제2 공정, 상기 제3 공정 및 상기 제4 공정을 임의의 순서로 수행하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따른 균유방법에서는 제1 압축기를 정지, 제2 압축기 및 제3 압축기를 운전했을 때 제3 압축기의 용기내의 압력과 균유관 집합점의 압력을 같게 함으로써 제3 압축기의 오일레벨이 제3 압축기에 접속된 균유관의 접속구보다 낮을 경우에도 제3 압축기로부터 균유관으로 냉매 가스가 유출되는 것을 막을 수 있다. 따라서 정지 상태에 있는 제1 압축기로부터 운전 상태에 있는 제2 압축기로 균유관을 통해 오일이 이동하여 균유가 이루어진다.
또한 제1 압축기 및 제2 압축기를 정지, 제3 압축기를 운전했을 경우 제1 압축기의 용기내 압력과 균유관 집합점의 압력이 동일해짐에 따라 상술한 바와 같이 제2 압축기로부터 제3 압축기로 오일이 이동하여 균유가 이루어진다.
또한 제1 압축기 및 제2 압축기를 운전, 제3 압축기를 정지했을 경우 제1 압축기의 용기내 압력과 균유관 집합점의 압력이 같아짐에 따라 상술한 바와 같이 제3 압축기로부터 제2 압축기로 오일이 이동하여 균유가 이루어진다.
또한 제1 압축기를 운전, 제2 압축기 및 제3 압축기를 정지했을 경우, 제3 압축기의 용기내 압력과 균유관 집합점의 압력이 동일해짐에 따라 상술한 바와 같이 제2 압축기로부터 제1 압축기로 오일이 이동하여 균유가 이루어진다.
이와 같이 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기의 용기내 압력과 균유관 집합점의 압력을 같게 함으로써 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기로부터 균유관으로 냉매 가스가 유출되는 것을 막아 균유관으로는 오일만이 통과하게 된다. 따라서 확실하고 신속하게 각 압축기 오일량을 적정값으로 복귀시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 균유 시스템의 일 실시 형태를 도 1을 참조하여 설명 하기로 한다.
본 실시 형태에 의한 균유 시스템은 예를 들어 공기조화기와 같은 냉매회로에 사용할 수 있는 것이다.
이 냉매회로(Ka)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)가 서로 병렬이 되도록 흡입측 냉매배관인 흡입관(14)과 토출측 냉매배관인 토출관(15)에 각각 접속되어 있다. 이 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)의 용기(11a, 12a, 13a)들은 균유관(16)을 통해 서로 연통되어 있다. 한편 여기서 사용되고 있는 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)는 저압 용기식 압축기이다.
흡입관(14)은 제1 내지 제3 압축기(11, 12, 13)에 공통되는 메인 흡입관 (21)과, 제1 흡입관 분기점(P1)에서 분기되어 메인 흡입관(21)과 제2 압축기를 접속하는 제1 분기 흡입관(22)과, 제1 흡입관 분기점(P1)에서 제1 분기 흡입관(22)과 분기된 제2 분기 흡입관(23)을 구비하고 있다. 또한 제2 분기 흡입관(23)은 제2 흡입관 분기점(P2)에서 분기되어 제1 압축기(11)에 접속되는 제3 분기 흡입관(24)과, 제3 압축기(13)에 접속되는 제4 분기 흡입관(25)을 구비하고 있다.
균유관(16)은, 균유관 집합점(P3)과 제1 압축기(11)의 균유관 접속구(11b)를 접속하는 제1 분기 균유관(31)과 균유관 집합점(P3)과 제2 압축기(12)의 균유관 접속구(12b)를 접속하는 제2 분기 균유관(32)과 균유관 집합점(P3)과 제3 압축기(13)의 균유관 접속구(13b)를 접속하는 제3 분기 균유관(33)을 구비하고 있다.
여기서 제3 분기 흡입관(24) 및 제3 분기 균유관(33)은 제3 분기 흡입관(24) 의 배관 압력손실인 Δ24와 제3 분기 균유관(33)의 배관 압력손실인 Δ33이 같아질 수 있는 형상을 각각 가지며 제4 분기 흡입관(25) 및 제1 분기 균유관(31)은 제4 분기 흡입관(25)의 배관 압력손실인 Δ25와 제1 분기 균유관(31)의 배관 압력손실인 Δ31이 같아질 수 있는 형상을 각각 가지며 제2 분기 흡입관(23) 및 제2 분기 균유관(32)은 제2 분기 흡입관(23)의 배관 압력손실인 Δ23과 제2 분기 균유관(32)의 배관 압력손실인 Δ32가 같아질 수 있는 형상을 각각 갖는다.
이어서 이와 같이 구성된 냉매회로(Ka)의 균유방법에 대해 도 2를 통해 설명한다.
우선 제1 압축기(11)만을 정지시키고 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)를 운전 상태로 한다(스텝 ST1). 여기서 제1 압축기(11)가 정지하고 있으므로 제3 분기 흡입관(24)으로 배관 압력손실이 발생하지 않아 제2 흡입관 분기점(P2)에서의 압력과 제1 압축기(11) 용기(11a) 내의 압력이 같아진다. 또한 제4 분기 흡입관(25)의 배관 압력손실인 Δ25와 제1 분기 균유관(31)의 배관 압력손실인 Δ31이 같아지도록 구성되어 있으므로 균유관 집합점(P3)에서의 압력과 제3 압축기(13) 용기(13a) 내의 압력이 같아진다. 따라서 균유 대상 이외의 제3 압축기(13)의 오일레벨이 균유관 접속구(13b)보다 낮을 경우에도 제3 압축기(13)로부터 균유관(16)으로 냉매 가스가 유입되는 것을 방지하여 제1 압축기(11)로부터 제2 압축기(12) 사이에서 균유가 이루어진다.
이어서 제1 압축기(11) 및 제2 압축기(12)을 정지시키고 제3 압축기(13)만을 운전한다(스텝 ST2). 여기서 제1 압축기(11)가 정지하고 있음에 따라 상술한 바와 동일한 이유에 의해 제2 흡입관 분기점(P2)에서의 압력과 제1 압축기(11) 용기(11a) 내의 압력이 같아진다. 또한 제1 흡입관 분기점(P1)에서의 압력과 제2 압축기(12)의 용기(12a) 내의 압력이 동일해진다. 또한 제2 분기 흡입관(23)의 배관 압력손실인 Δ23과 제2 분기 균유관(32)의 배관 압력손실인 Δ32가 같아지도록 구성되어 있으므로 균유관 집합점(P3)에서의 압력과 제1 압축기(11) 용기(11a) 내의 압력이 같아진다. 따라서 상술한 바와 같이 제1 압축기(11)로부터 균유관(16)으로 냉매 가스가 유입되는 것을 막아 제2 압축기(12)와 제3 압축기(13) 사이에서 균유가 이루어진다.
그리고 제1 압축기(11) 및 제2 압축기(12)를 운전하고 제3 압축기(13)만을 정지시킨다(스텝 ST3). 여기서 제3 압축기(13)가 정지하고 있음에 따라 상술한 바와 동일한 이유에 의해 제2 흡입관 분기점(P2)에서의 압력과 제3 압축기(13) 용기(13a) 내의 압력이 같아진다. 또한 제3 분기 흡입관(24)의 배관 압력손실인 Δ24와 제3 분기 균유관(33)의 배관 압력손실인 Δ33이 같아지도록 구성되어 있으므로 균유관 집합점(P3)에서의 압력과 제1 압축기(11) 용기(11a) 내의 압력이 같아진다. 따라서 상술한 바와 같이 제1 압축기(11)로부터 균유관(16)으로 냉매 가스가 유입되는 것을 막아 제3 압축기(13)와 제2 압축기(12) 사이에서 균유가 이루어진다.
마지막으로 제1 압축기(11)만을 운전하고 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13) 를 정지시킨다(스텝 ST4). 여기서 상술한 바와 같은 이유에 의해 제2 흡입관 분기점(P2)에서의 압력과 제3 압축기(13)의 용기(13a) 내의 압력이 같아진다. 또한 제1 흡입관 분기점(P1)에서의 압력과 제2 압축기(12) 용기(12a) 내의 압력이 같아진다. 또한 제2 분기 흡입관(23)의 배관 압력손실인 Δ23과 제2 분기 균유관(32)의 배관 압력손실인 Δ32가 같아지도록 구성되어 있으므로 균유관 집합점(P3)에서의 압력과 제3 압축기(13)의 용기(13a) 내의 압력이 같아진다. 따라서 상술한 바와 같이 제3 압축기(13)로부터 균유관(16)으로 냉매 가스가 유입되는 것을 막아 제2 압축기(12)와 제1 압축기(11) 사이에서 균유가 이루어진다.
이상에 의해 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)에서의 각 용기(11a, 12a, 13a) 내부의 균유를 수행한다.
이와 같이 구성된 균유시스템 및 균유방법에 따르면 균유관(16) 및 흡입관(14)이, 제3 분기 흡입관(24)의 배관 압력손실인 Δ24와 제3 분기 균유관(33)의 배관 압력손실인 Δ33이 같고, 제4 분기 흡입관(25)의 배관 압력손실인 Δ25와 제1 분기 균유관(31)의 배관 압력손실인 Δ31이 같고 제2 분기 흡입관(23)의 배관 압력손실인 Δ23과 제2 분기 균유관(32)의 배관 압력손실인 Δ32가 같아질 수 있는 형상을 가지므로 공정에서 균유 대상 이외의 압축기 압력과 균유관 집합점(P3)의 압력이 같아진다. 이에 의해 균유 대상 이외의 압축기로부터 균유관(16)으로 오일이 유출되는 것이 방지되어 균유관(16)에는 오일만이 이동하게 된다. 따라서 확실하고 신 속하게 각 압축기 오일량을 적정값으로 복귀시킬 수 있다.
또한 제1 공정 및 제3 공정에서 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13) 중 2대의 압축기를 운전시키므로 균유운전을 수행하고 있을 경우 냉방 능력의 열화량이 억제된다.
또한 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기로부터 균유관(16)으로 냉매 가스가 유출되지 않도록 제1 압축기(11), 제2 압축기(12) 및 제3 압축기(13)와 균유관 집합점(P3) 사이에 각각 개폐밸브를 마련할 필요가 없으므로 균유운전을 수행하는 시간을 단축할 수 있음과 아울러 개폐밸브의 고장이나 개폐밸브에 쓰레기 등의 불필요한 것들이 막힘에 따른 압축기 고장을 방지하여 균유 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
예를 들면 상기한 실시 형태에서 균유방법은 제1 공정부터 제4 공정을 임의의 순서로 실시하는 것도 가능하다.
또한 상기한 실시 형태에서는 3대의 압축기의 균유방법을 나타냈으나 이에 한정되지 않고 균유 대상 이외의 압축기를 운전했을 때 압축기 용기내의 압력과 균유관 분기점의 압력이 같은 것이라면 4대 이상도 가능하다.
본 발명의 균유방법 및 균유 시스템에 따르면 균유를 수행하는 대상 이외의 압축기 용기내의 압력과, 균유관 집합점의 압력을 같게 함으로써 그 압축기의 오일 레벨이 균유관 접속구보다 낮아진 경우에도 이 압축기로부터 균유관으로 냉매 가스가 유출되는 것을 막을 수 있다. 따라서 균유를 수행하는 압축기간의 균유관에 오일만이 흐르게 되어 확실하고 신속하게 각 압축기 오일량을 적정값으로 복귀시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 3대 이상의 복수의 압축기와, 이 복수의 압축기들로 오일을 공급하고 균유관 집합점를 통해 서로 연결된 복수의 균유관과, 상기 복수의 압축기에 각각 분기 흡입관으로 접속되어 이 압축기에 냉매 가스를 공급하는 공통 흡입관을 구비한 냉매회로에 대해 상기 복수 압축기의 각 용기의 균유를 수행하는 균유방법에 있어서,
    균유를 수행하는 압축기 이외의 압축기 용기 내의 운전 중 압력을 상기 균유관 집합점의 압력과 동일하게 하기 위해 상기 복수의 균유관과 상기 복수의 분기 흡입관 중에서 각각 선택되는 균유관 및 분기 흡입관의 배관압력손실을 같게 하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 균유방법.
  2. 서로 병렬로 접속된 저압 용기식 제1 압축기, 제2 압축기 및 제3 압축기와,
    균유관 집합점에서 분기되어 상기 각 압축기의 각 용기에 접속되는 균유관과,
    상기 각 압축기의 각 용기에 접속되는 흡입측 냉매배관을 마련하고,
    이 흡입측 냉매배관이 제1 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제2 압축기에 접속되는 제1 분기 흡입관과, 상기 제1 흡입관 분기점에서 상기 제1 분기 흡입관과 분기되는 제2 분기 흡입관을 가지며,
    이 제2 분기 흡입관이 제2 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제1 압축기에 접속되는 제3 분기 흡입관과, 상기 제2 흡입관 분기점에서 분기되어 상기 제3 압축기에 접속되는 제4 분기 흡입관을 구비하고,
    상기 제3 분기 흡입관의 배관 압력 손실과 상기 균유관의 상기 제3 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같고,
    상기 제4 분기 흡입관의 배관 압력손실과 상기 균유관의 상기 제1 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같고,
    상기 제2 분기 흡입관의 배관 압력손실과 상기 균유관의 상기 제2 압축기와 상기 균유관 집합점 사이의 배관 압력손실이 같은 냉매회로에 대해 상기 제1 압축기, 상기 제2 압축기, 상기 제3 압축기의 각 용기의 균유를 수행하는 균유방법에 있어서,
    상기 제1 압축기를 정지, 상기 제2 압축기 및 상기 제3 압축기를 운전하는 제1 공정과,
    상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기를 정지, 상기 제3 압축기를 운전하는 제2 공정과,
    상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기를 운전, 상기 제3 압축기를 정지하는 제3 공정과,
    상기 제1 압축기를 운전, 상기 제2 압축기 및 상기 제3 압축기를 정지하는 제4 공정을 마련하고,
    상기 제1 공정, 상기 제2 공정, 상기 제3 공정 및 상기 제4 공정을 임의의 순서로 수행하는 것을 특징으로 하는 복수 압축기의 균유방법.
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