KR100626757B1 - 공기조화기 - Google Patents

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KR100626757B1
KR100626757B1 KR1020050066329A KR20050066329A KR100626757B1 KR 100626757 B1 KR100626757 B1 KR 100626757B1 KR 1020050066329 A KR1020050066329 A KR 1020050066329A KR 20050066329 A KR20050066329 A KR 20050066329A KR 100626757 B1 KR100626757 B1 KR 100626757B1
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compressors
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compressor
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송길홍
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주식회사 대우일렉트로닉스
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Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 용량이 서로 다른 제 1 및 제 2압축기; 상기 압축기들 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로부터 고온고압의 기체 상태의 냉매를 제공받으며, 송풍기에 의해 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기로부터 상온고압 액체상태의 냉매를 제공받아 저온저압의 액체상태의 냉매로 감압하는 적어도 하나의 모세관; 및 상기 모세관으로부터 냉매를 제공받아 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키며, 송풍기에 의해 실내공기와 열교환하는 적어도 하나의 실내 열교환기를 포함하며, 상기 실내 열교환기와 상기 압축기들 간에 설치되어 상기 압축기들이 모두 가동 중일 경우나 상기 압축기들 중 어느 하나만 가동할 경우에 상기 실내 열교환기에서 상기 압축기들로 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로만 냉매가 향하도록 냉매의 경로를 전환하는 냉매경로 전환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
공기조화기,압축기,사방밸브,솔레노이드밸브.

Description

공기조화기{Air-conditioner}
도 1은 종래기술에 따른 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
41; 제1압축기 42; 제2압축기
43; 실내 열교환기 45; 실외 열교환기
48; 모세관 49; 어큐뮬레이터
50; 체크밸브 60; 솔레노이드밸브
70; 사방밸브 71; 제1배관
72; 제2배관 73; 제3배관
74; 제4배관 75; 제5배관
80; 제어부
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기들의 압력을 빠른 시간 내에 평형상태로 만들어 압축기들의 정지시간을 단축시키고 신뢰성을 향 상시키도록 하는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 압축기와 응축기, 그리고 모세관과 증발기 등을 구비하여 폐회로를 형성하는 냉동사이클에서 이 냉동사이클을 순환하는 냉매가 기화 또는 액화됨으로써 이루어지는 흡열작용과 발열작용을 이용하여 주위를 냉방 또는 난방시키는 장치이다.
도 1은 종래기술에 따른 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래기술에 따른 공기조화기는, 압축기(11,12), 체크밸브(20,21), 실내 열교환기(13) 및 그의 송풍기(미도시), 모세관(18), 실외 열교환기(15) 및 그의 송풍기(미도시), 및 어큐뮬레이터(accumulator: 19)로 구성된다.
먼저, 압축기(11,12)는 제 1압축기(11)와 제 2압축기(12)로 이루어지며, 각각 흡입구와 토출구를 가지며, 흡입구로부터 흡입되는 저온저압(低溫低壓) 기체상태의 냉매(冷媒)를 압축하여 고온고압(高溫高壓) 기체상태로 토출구를 통해 토출해 낸다. 상기 체크밸브(20,21)는 냉매가 실외 열교환기(15)를 향해서만 진행하고 인접한 압축기로 역류를 방지하는 밸브이다.
실내 열교환기(13)는 실내에 위치되며, 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키는 증발기(evaporator)역할을 하여, 냉매의 엔탈피(enthalpy) 변화에 대응하여 주변 공기와 열교환하는 작용을 한다.
실내측 송풍기(미도시)는 상기 실내 열교환기(13)에 구비되어 실내 열교환기(13)의 증발기로서의 열교환 작용을 촉진시키는 동시에 실내에 필요한 냉풍을 발생 시키도록 작동된다.
모세관(18; capillary)은 실내 열교환기(13)와 실외 열교환기(15) 사이에 연결되어 실외 열교환기(15)에서 이송되어 오는 상온고압 액체상태 냉매를 저온저압의 액체상태로 감압하는 것이다.
실외 열교환기(15)는 상기 실내 열교환기(13)와는 반대로 실외측에 위치되며, 운전시는 응축기로서 주변공기와의 열교환 작용을 한다.
다음으로 실외측 송풍기(미도시)는 실외 열교환기(15)의 열교환 작용을 촉진시키도록 작동된다.
어큐뮬레이터(19)는 실내측 열교환기(13)로부터 유입되는 냉매중에서 액체상태로 남아 있는 냉매를 걸러줌과 동시에 오일을 제1 및 제2 압축기(11,12) 측으로 공급하는 역할을 한다.
이러한 구성을 가진 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2압축기(11,12)의 용량이 서로 다르며, 제 1 및 제 2압축기(11,12)는 실내외 부하변동에 따라 어느 하나만 운전되거나 동시에 운전될 수 있다.
먼저, 제 1 및 제 2압축기(11,12)가 동시에 운전되는 조건일 경우, 각 압축기(11,12)에서 압축된 기상냉매는 압축기들(11,12)의 출구단에 장착된 체크밸브(20,21)를 통하여 실외 열교환기(15)로 유입되고 외부공기와 열교환하여 액상의 냉매로 전환된다.
이 액상의 냉매는 모세관(18)을 통하여 실내측 열교환기(13,14)로 유입되어 실내공기와 열교환하고 다시 기상 냉매로 상변환하여 어큐뮬레이터(19)로 유입된 다. 이 어큐뮬레이터(19)로 유입된 냉매는 오일과 더불어 제 1 및 제 2압축기(11,12)로 유입된다.
하지만, 종래의 공기조화기는 제 1 및 제 2압축기(11,12) 중 어느 하나만 장시간 운전할 경우, 예를 들어 상기 제 2압축기(12)가 장시간 정지해 있는 경우에는 제 1압축기(11)만 가동하게 되는데, 이 때 정지 상태의 제 2압축기(12)를 가동시킬 경우에 제 1 및 제 2압축기(11,12) 상호 간에 압력 평형이 제대로 이루어지지 않아서 제 2압축기(12)가 충분한 가동 토크를 낼 수 없을 뿐만 아니라, 도면에는 별도로 도시되지 않았지만 별도로 구비된 솔레노이드밸브를 작동시켜 상당 시간이 지난 후 압력 평형을 만든 후에야 제 2압축기(12)를 재가동시킬 수 있는 문제점이 있었다.
그리고, 체크밸브(20,21)가 조립시 발생하는 용접열에 의해 손상되었을 경우, 예를 들어 정지된 제 2압축기(12)가 다시 재가동될 경우에 손상된 체크밸브(20,21)가 냉매의 흐름을 제대로 막지 못하기 때문에 유효냉매량을 유지하는데 상당히 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압축기 간의 상호 압력을 빠른 시간 내에 평형상태로 유지시켜 정지상태에서 가동하는 압축기가 신속하게 충분한 가동토크를 낼 수 있도록 하고, 이에 따라 압축기의 정지 시간을 단축시켜 신뢰성을 향상시키도록 하며, 항시 유효 냉매량을 적정하게 유지할 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 용량이 서로 다른 제 1 및 제 2압축기; 상기 압축기들 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로부터 고온고압의 기체 상태의 냉매를 제공받으며, 송풍기에 의해 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기로부터 상온고압 액체상태의 냉매를 제공받아 저온저압의 액체상태의 냉매로 감압하는 적어도 하나의 모세관; 및 상기 모세관으로부터 냉매를 제공받아 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키며, 송풍기에 의해 실내공기와 열교환하는 적어도 하나의 실내 열교환기를 포함하며, 상기 실내 열교환기와 상기 압축기들 간에 설치되어 상기 압축기들이 모두 가동 중일 경우나 상기 압축기들 중 어느 하나만 가동할 경우에 상기 실내 열교환기에서 상기 압축기들로 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로만 냉매가 향하도록 냉매의 경로를 전환하는 냉매경로 전환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.
상기 냉매경로 전환수단은, 상기 실내 열교환기와 제1배관으로 연결되고 상기 제 1 및 제 2압축기와는 제2배관으로 연결되고 상기 제1압축기의 토출측과는 제3배관으로 연결되며 상기 제2압축기의 토출측과는 제4배관으로 연결되는 사방밸브와, 상기 제 1배관과 상기 제 4배관을 연결하는 제 5배관 상에 구비되어 상기 사방밸브의 방향 전환에 따라 개폐되어 냉매의 흐름을 소통시키거나 차단하는 솔레노이드밸브를 포함한다.
상기 압축기들이 모두 가동 중일 경우에 상기 사방밸브가 상기 제 1 및 2배 관과 상기 제 3 및 제 4배관과 소통되도록 제어함과 동시에 상기 솔레노이드밸브가 폐쇄되도록 제어하거나, 상기 제 1 및 제 2압축기 중 제1 압축기만 가동할 경우에 상기 사방밸브를 상기 제 1 및 4배관과 상기 제 2 및 제 3배관과 소통되도록 제어함과 동시에 상기 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상기 제어부는 상기 제1 및 제 2압축기, 상기 사방밸브, 상기 솔레노이드밸브와 전기적으로 연결된다.
상기 제 2배관 상에는 상기 제 1 및 제 2압축기로 오일과 냉매를 공급하는 어큐뮬레이터가 더 구비된다.
상기 제 1압축기의 토출측에는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기조화기에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 제 1 및 제 2압축기(41,42), 실외 열교환기(45), 모세관(48), 실내 열교환기(43), 어큐뮬레이터(49), 냉매경로 전환수단을 포함한다.
먼저, 제 1 및 제 2압축기(41,42)는 용량이 서로 다른 것으로, 각각 흡입구와 토출구를 가지며, 흡입구로부터 흡입되는 저온저압 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압 기체상태로 토출구를 통해 토출해 낸다.
실시예에서, 제 1압축기(41)의 토출측에 구비된 체크밸브(50)는 냉매가 실외 열교환기(45)를 향해서만 진행하도록 역류를 방지하는 것이다.
상기 실외 열교환기(45)는 상기 압축기(41,42)들 또는 상기 압축기(41,42)들 중 어느 하나로부터 고온고압의 기체 상태의 냉매를 제공받으며, 실외측 송풍기(미도시)에 의해 실외공기와 열교환한다.
이 실외 열교환기(45)는 하기한 실내 열교환기(43)와는 반대로 실외측에 위치되며, 운전시는 응축기로서 주변공기와의 열교환 작용을 한다.
그리고 실외측 송풍기는 실외 열교환기(45)의 열교환 작용을 촉진시키도록 작동된다.
상기 모세관(48)은 상기 실외측 열교환기(45)로부터 상온고압 액체상태의 냉매를 제공받아 저온저압의 액체상태의 냉매로 감압하며, 하기된 실내 열교환기(43)가 멀티형으로 적용되었을 시에는 적어도 하나 이상으로 이루어진다.
실시예에서, 모세관(48)은 하나이며, 실내 열교환기(43)와 실외 열교환기(45) 사이에 연결되어 어느 일측에서 이송되어 오는 상온고압 액체상태 냉매를 저온저압의 액체상태로 감압하는 것이다.
상기 실내 열교환기(43)는 모세관(48)으로부터 냉매를 제공받아 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키며, 실내측 송풍기(미도시)에 의해 실내공기와 열교환하고, 멀티형의 공기조화기일 경우에는 적어도 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
실시예에서, 상기 실내 열교환기(43)는 하나로 이루어진다.
이 실내 열교환기(43)는 실내에 위치되며, 저온저압 액체상태의 냉매를 기체 상태로 증발시키는 증발기 역할을 하여, 냉매의 엔탈피 변화에 대응하여 주변 공기와 열교환하는 작용을 한다.
그리고 실내측 송풍기는 상기 실내 열교환기(43)에 구비되어 실내 열교환기(43)의 증발기로서의 열교환 작용을 촉진시키는 동시에 실내에 필요한 냉풍을 발생시키도록 작동된다.
상기 냉매경로 전환수단은 실내 열교환기(43)와 상기 압축기(41,42)들 간에 설치되어 상기 압축기(41,42)들이 모두 가동중일 경우나 상기 압축기(41,42)들 중 어느 하나만 가동할 경우에 상기 실내 열교환기(43)에서 상기 압축기(41,42)들로 또는 상기 압축기(41,42)들 중 어느 하나로만 냉매가 향하도록 냉매의 경로를 전환한다.
실시예에서, 냉매경로 전환수단은 사방밸브(70), 솔레노이드밸브(60), 및 제어부(80)를 포함한다.
상기 사방밸브(70)는 상기 실내 열교환기(43)와 제1배관(71)으로 연결되고 상기 제 1 및 제 2압축기(41,42)와는 제2배관(72)으로 연결되고 상기 제1압축기(41)의 토출측과는 제3배관(73)으로 연결되며 상기 제2압축기(42)의 토출측과는 제4배관(74)으로 연결된다.
상기 솔레노이드밸브(60)는 상기 제 1배관(71)과 상기 제 4배관(74)을 연결하는 제 5배관(75) 상에 구비되어 상기 사방밸브(70)의 방향 전환에 따라 개폐되어 냉매의 흐름을 소통시키거나 차단한다.
상기 제어부(80)는 상기 압축기(41,42)들이 모두 가동중일 경우에 사방밸브 (70)가 제 1 및 2배관(71,72)과 상기 제 3 및 제 4배관(73,74)과 소통되도록 제어함과 동시에 솔레노이드밸브(60)가 폐쇄되도록 제어한다.
또한, 제어부(80)는 상기 제 1 및 제 2압축기(41,42) 중 제1 압축기(41)만 가동할 경우에 상기 사방밸브(70)를 상기 제 1 및 4배관(71,74)과 상기 제 2 및 제 3배관(72,73)과 소통되도록 제어함과 동시에 솔레노이드밸브(60)가 개방되도록 제어한다.
상기 제 2배관(72) 상에는 제 1 및 제 2압축기(41,42)로 오일과 냉매를 공급하는 어큐뮬레이터(49)를 더 포함한다. 이 어큐뮬레이터(49)는 일반적으로 널리 공지된 것으로서 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 제어부(80)는 사방밸브(70) 및 상기 솔레노이드밸브(60)와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
이러한 냉매경로 전환수단은 압축기(41,42) 간의 상호 압력을 빠른 시간 내에 평형상태로 유지시켜 정지상태에서 가동하는 압축기(41,42)가 신속하게 충분한 가동토크를 낼 수 있도록 하고, 이에 따라 압축기(41,42)의 정지 시간을 단축시켜 신뢰성을 향상시키도록 하며, 항시 유효냉매량을 적정하게 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 동작은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 제 1 및 제 2압축기(41,42)가 동시에 운전되는 조건일 경우, 실외 열교환기(45)에서 배출된 냉매는 모세관(48)을 통과하여 실내 열교환기(43)로 유입된다.
상기 실내 열교환기(43)로 유입된 냉매는 제1배관(71)을 따라서 사방밸브 (70)로 유입되고, 이 사방밸브(70)에서 배출되는 냉매는 제2배관(72)을 따라 어큐뮬레이터(49)로 유입된다.
상기 어큐뮬레이터(49)로 유입된 냉매는 상기 제1 및 제 2압축기(41,42)로 각각 유입되며, 이 중 상기 제1 압축기(41)로 유입된 냉매는 체크밸브(50)를 통과하여 상기 실외 열교환기(45)로 유입되고, 상기 제2압축기(42)로 유입된 냉매는 사방밸브(70)를 거쳐 제3배관(73)을 따라 상기 체크밸브(50)를 통과한 냉매와 더불어 실외 열교환기(45)로 유입된다.
이 때, 상기 제5배관(75) 상에 구비된 솔레노이드밸브(60)는 제어부(80)의 제어에 의해 폐쇄된 상태인 것이 바람직하다.
반면, 상기 제 1 및 제 2압축기(41,42) 중 제1 압축기(41)만 가동할 경우, 실외 열교환기(45)에서 배출된 냉매는 모세관(48)을 통과하여 실내 열교환기(43)로 유입된다.
상기 실내 열교환기(43)로 유입된 냉매는 제1배관(71)을 따라 사방밸브(70)로 유입되고, 사방밸브(70)에서 배출된 냉매는 제4배관(74)을 따라 제5배관(75)으로 유입된다.
이 때, 솔레노이드밸브(60)는 제어부(80)의 제어에 의해 개방된 상태인 것이 바람직하다.
상기 제5배관(75)으로 유입된 냉매는 솔레노이드밸브(60)를 거쳐 어큐뮬레이터(49)로 유입된다. 여기서, 상기 제4배관(74)에서 제5배관(75)으로 향하는 냉매는 제2압축기(42) 측으로 유입되지 못한다.
그 이유로는 상기 제2압축기(42)의 토출측의 압력이 제4배관(74)의 압력보다 높기 때문에 냉매는 제2압축기(42) 측으로 유입되지 못하는 것이다.
상기 어큐뮬레이터(49)로 유입된 냉매는 상기 제1 및 제 2압축기(41,42)로 각각 유입되며, 이 중 상기 제1 압축기(41)로 유입된 냉매는 체크밸브(50)를 통과하여 상기 실외 열교환기(45)로 유입된다.
하지만, 상기 어큐뮬레이터(49)에서 제2압축기(42)로 유입된 냉매는 상기 사방밸브(70)에서 상기 제4배관(74)을 따라 다시 제5배관(75)으로 진입하는 냉매로 인해 상기 실외 열교환기(45)로 향할 수 없고 제1압축기(41)로 진행하게 된다.
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 실내 열교환기와 압축기들 간에 설치되어 압축기들이 모두 가동 중일 경우나 압축기들 중 어느 하나만 가동할 경우에 실내 열교환기에서 압축기들로 또는 압축기들 중 어느 하나로만 냉매가 향하도록 냉매의 경로를 전환하는 냉매경로 전환수단을 가지므로써, 종래와 달리 압축기 간의 상호 압력을 빠른 시간 내에 평형상태로 유지시켜 정지상태에서 가동하는 압축기가 신속하게 충분한 가동토크를 낼 수 있도록 하고, 이에 따라 압축기의 정지 시간을 단축시켜 신뢰성을 향상시키도록 하는 우수한 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 종래와 달리 체크밸브가 조립 시 발생하는 용접열에 의해 손상되었다 하더라도, 상기한 냉매경로 전환수단에 의해 항시 유효냉매량을 적정하게 유지할 수 있게 하는 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 용량이 서로 다른 제 1 및 제 2압축기;
    상기 압축기들 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로부터 고온고압의 기체 상태의 냉매를 제공받으며, 송풍기에 의해 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기;
    상기 실외 열교환기로부터 상온고압 액체상태의 냉매를 제공받아 저온저압의 액체상태의 냉매로 감압하는 적어도 하나의 모세관; 및
    상기 모세관으로부터 냉매를 제공받아 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키며, 송풍기에 의해 실내공기와 열교환하는 적어도 하나의 실내 열교환기를 포함하며,
    상기 실내 열교환기와 상기 압축기들 간에 설치되어 상기 압축기들이 모두 가동 중일 경우나 상기 압축기들 중 어느 하나만 가동할 경우에 상기 실내 열교환기에서 상기 압축기들로 또는 상기 압축기들 중 어느 하나로만 냉매가 향하도록 냉매의 경로를 전환하는 냉매경로 전환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매경로 전환수단은,
    상기 실내 열교환기와 제1배관으로 연결되고 상기 제 1 및 제 2압축기와는 제2배관으로 연결되고 상기 제1압축기의 토출측과는 제3배관으로 연결되며 상기 제 2압축기의 토출측과는 제4배관으로 연결되는 사방밸브와, 상기 제 1배관과 상기 제 4배관을 연결하는 제 5배관 상에 구비되어 상기 사방밸브의 방향 전환에 따라 개폐되어 냉매의 흐름을 소통시키거나 차단하는 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 압축기들이 모두 가동 중일 경우에 상기 사방밸브가 상기 제 1 및 2배관과 상기 제 3 및 제 4배관과 소통되도록 제어함과 동시에 상기 솔레노이드밸브가 폐쇄되도록 제어하거나, 상기 제 1 및 제 2압축기 중 제1 압축기만 가동할 경우에 상기 사방밸브를 상기 제 1 및 4배관과 상기 제 2 및 제 3배관과 소통되도록 제어함과 동시에 상기 솔레노이드밸브가 개방되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제 2압축기, 상기 사방밸브, 상기 솔레노이드밸브와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2배관 상에는 상기 제 1 및 제 2압축기로 오일과 냉매를 공급하는 어큐뮬레이터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1압축기의 토출측에는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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