KR100667198B1 - 멀티형 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉방 및 난방을 동시에 수행할 수 있는 멀티형 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기, 실내공기와 열교환하는 다수의 실내 열교환기와, 냉매를 압축하며 서로 병렬로 연결된 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비한 것으로, 제 1 압축기 및 제 2 압축기의 토출측에는 제 1 압축기 및 제 2 압축기에서 각각 토출된 고온의 냉매를 실외 열교환기와 다수의 실내 열교환기 중 어느 하나로 각각 안내하는 제 1 사방밸브 및 제 2 사방밸브가 마련되어 냉방부하 및 난방부하가 변화되어 냉방운전 및 난방운전이 전환될 경우, 냉방부하 및 난방부하가 변화되어 냉방운전 및 난방운전이 전환될 경우에도 제 1 압축기와 제 2 압축기 중 어느 하나에서는 냉매의 압축이 지속적으로 이루어지므로 냉방운전 및 난방운전이 끊김없이 지속적으로 이루어질 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

멀티형 공기조화기{MULTI TYPE AIR CONDITIONER}
도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 냉방운전과 저부하의 난방운전을 수행할 경우를 보인 개략도이다.
도 3는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 냉방운전 및 난방운전을 수행할 경우를 보인 개략도이다.
도 4은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 냉방운전을 수행할 경우를 보인 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 난방운전을 수행할 경우를 보인 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 실외기 11a, 11b: 압축기
12: 실외 열교환기 13a, 13b: 사방밸브
14: 실외 팽창밸브 15a, 15b: 개폐밸브
16: 바이패스 밸브 20: 실내기
21: 실내 열교환기 22: 실내 팽창밸브
30: 모드전환유닛 31: 냉방밸브
32: 난방밸브 41, 42, 43, 44, 45, 46: 냉매관
본 발명은 멀티형 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉방과 난방의 전환시에도 실내 열교환기로의 냉매공급이 지속적으로 이루어질 수 있는 멀티형 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 멀티형 공기조화기는 다수의 실내기에 하나의 실외기를 구비한 것으로, 하나의 실외기를 통해 다수의 실내기에 냉매를 분산 공급함으로써 다수의 실내공간을 개별적으로 냉방 및 난방할 수 있도록 되어 있는 장치이다.
멀티형 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기와, 각 실내기에 배치되어 실내공기와 열교환하는 다수의 실내 열교환기와, 실외에 배치되어 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 냉매를 감압팽창시키는 팽창밸브와, 압축기에서 토출된 냉매를 실내 열교환기와 실외 열교환기 중 어느 하나로 안내하는 사방밸브 등의 구성요소를 포함하여 냉방운전 및 난방운전을 전환하여 수행할 수 있도록 되어 있다.
이러한 멀티형 공기조화기 중에는 냉방과 난방을 동시에 수행할 수 있도록 실외기와 실내기 사이에 실외기에서 전달된 고온의 냉매와 저온의 냉매 중 어느 하나를 실내기에 전달하는 모드전환유닛을 구비하여 일부 실내기에서는 냉방이 이루어지게 함과 동시에 다른 일부 실내기에서는 난방이 이루어지는 멀티형 공기조화기가 있다.
그런데 이러한 종래의 멀티형 공기조화기에 있어서, 냉방운전과 난방운전을 전환할 경우, 사방밸브의 특성상 압축기가 동작하고 있는 동안에는 냉방 및 난방을 전환할 수 없으므로, 냉방 및 난방을 전환하기 위해서는 먼저 압축기의 구동을 멈춘 후, 사방밸브를 동작시켜 유로를 전환하고 압축기를 재기동시켜야만 한다. 따라서, 압축기의 재기동까지 소정시간 동안에는 실내 열교환기로의 냉매 공급이 이루어지지지 않으므로 소정시간 동안 냉방운전 및 난방운전이 중지된다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉방운전과 난방운전이 전환될 경우에도 실내 열교환기에 지속적으로 냉매를 공급할 수 있는 멀티형 공기조화기를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기, 실내공기와 열교환하는 다수의 실내 열교환기와, 냉매를 압축하며 서로 병렬로 연결된 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기에 있어서, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 토출측에는 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 각각 토출된 고온의 냉매를 상기 실외 열교환기와 상기 다수의 실내 열교환기 중 어느 하나로 각각 안내하는 제 1 사방밸브 및 제 2 사방밸브가 구비되며, 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 다수의 실내 열교환기를 연결하여 고온의 냉매가 상기 실내열교환기에 전달될 수 있게 하는 제 1 냉매관과, 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 실외 열교환기를 연결하는 제 2 냉매관과, 상기 실외 열교환기와 상기 다수의 실내 열교환기를 연결하여 저온의 냉매가 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기 중 어느 하나에서 다른 하나로 전달될 수 있게 하는 제 3 냉매관과, 상기 실내 열교환기와 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기를 연결하는 제 4 냉매관과, 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 제 4 냉매관을 연결하며 난방운전 시 개방되어 상기 제 1 사방밸브와 상기 제 2 사방밸브에 전달된 냉매를 상기 제 1 압축기와 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 5 냉매관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 제 5 냉매관의 중도에는 난방운전 시 상기 제 5 냉매관을 개방하는 개폐밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 5 냉매관은 분기되어 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브에 각각 연결되는 한 쌍의 분기관을 포함하며, 상기 개폐밸브는 상기 한 쌍의 분기관에 각각 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관을 연결하는 바이패스관과, 상기 바이패스관을 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 실외 공간에 설치되는 실외기(10)와 독립적인 실내공간에 각각 설치되며 실외기(10)와 냉매관(41, 42, 43, 44, 45, 46)들을 통해 각각 실외기와 연계되는 다수의 실내기(20)를 포함하며, 실외기(10)와 다수의 실내기(20) 사이에는 실외기(10)에서 전달 된 고온의 냉매와 저온의 냉매 중 어느 하나를 다수의 실내기(20)에 선택적으로 전달하여 다수의 실내기(20)에서 냉방운전 또는 난방운전이 선택적으로 수행될 수 있게 하는 모드전환유닛(30)이 구비되어 있다.
실외기(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11a, 11b)와, 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기(12)와, 압축기(11a, 11b)에서 토출된 냉매를 실외기(10)와 실내기(20) 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 사방밸브(13a, 13b)와, 난방 시 실외 열교환기(12)로 안내되는 냉매를 감압팽창시키는 실외 팽창밸브(14)를 포함하며, 다수의 실내기(20)는 실내공기와 열교환하는 실내 열교환기(21)와 냉방 시 실내 열교환기(21)로 안내되는 냉매를 감압팽창시키는 실내 팽창밸브(22)를 각각 포함한다.
이 때, 실외 팽창밸브(14) 및 실내 팽창밸브(22)는 통과하는 냉매를 선택적으로 감압팽창시킬 수 있도록 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 각각 이루어진다.
압축기(11a, 11b)는 요구되는 냉방부하 및 난방부하의 변화에 탄력적으로 대응할 수 있도록 병렬로 연결된 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)를 포함하며, 사방밸브(13a, 13b)는 제 1 압축기(11a)와 제 2 압축기(11b)의 토출측에 각각 배치되어 제 1 압축기(11a)와 제 2 압축기(11b)에서 각각 토출된 냉매를 독립적으로 실외 열교환기(12)와 실내 열교환기(21) 중 어느 하나로 안내하는 제 1 사방밸브(13a)와 제 2 사방밸브(13b)를 포함하여, 요구되는 냉방부하 및 난방부하가 변경되어 냉방운전과 난방운전이 서로 전환될 경우에도 제 1 압축기(11a)와 제 2 압축기(11b) 중 어느 하나는 지속적으로 실내 열교환기(21)에 냉매를 공급할 수 있도록 함으로써 냉방운전 및 난방운전을 지속적으로 수행할 수 있게 되어 있다.
또한, 이러한 각 구성요소들은 냉매관(41, 42, 43, 44, 45, 46)들을 통해 서로 연결되어 냉매가 순환할 수 있도록 되어 있는데, 냉매관(41, 42, 43, 44, 45, 46)들은 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)와 실내 열교환기(21)들을 연결하여 고온의 냉매를 실내 열교환기(21)들에 전달하는 제 1 냉매관(41)과, 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)와 실외 열교환기(12)를 연결하여 고온의 냉매를 실외 열교환기(12)에 전달하는 제 2 냉매관(42)과, 실외 열교환기(12)와 실내 열교환기(21)들을 연결하여 실외 열교환기(12)나 실내 열교환기(21) 중 어느 하나에서 열을 발산한 저온의 냉매를 다른 하나로 안내될 수 있게 하는 제 3 냉매관(43)과, 실내 열교환기(21)와 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)를 연결하여 냉방운전 시 실내 열교환기(21)에서 열을 흡수한 냉매가 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)로 안내될 수 있게 하는 제 4 냉매관(44)과, 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)와 제 4 냉매관(44)을 연결하여 난방 시 실외 열교환기(12)에서 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)를 통해 전달된 냉매를 제 4 냉매관(44)을 통해 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)로 안내하는 제 5 냉매관(45)을 포함한다.
이 때, 제 5 냉매관(45)은 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)에 각각 연결될 수 있도록 두 개의 분기관(45a, 45b)으로 분기되어 있으며 각 분기관(45a, 45b)에는 난방 시에 각 분기관(45a, 45b)을 개방하여 제 1 사방밸브(13a) 및 제 2 사방밸브(13b)에 전달된 냉매가 제 5 냉매관(45)을 통해 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)로 전달될 수 있게 하는 한 쌍의 개폐밸브(15a, 15b)가 구비되어 있다.
또한, 제 1 냉매관(41)과 제 2 냉매관(42) 사이에는 제 1 냉매관(41)과 제 2 냉매관(42)을 연결하여 냉방부하에 비하여 상대적으로 매우 적은 부하의 난방운전이 수행될 경우에 제 2 냉매관(42)을 통해 실외 열교환기(12)로 전달되는 냉매의 일부를 제 1 냉매관(41)을 통해 특정 실내 열교환기(21)에 전달하여 해당 실내 열교환기(21)에서 난방이 수행될 수 있게 하는 바이패스관(46)이 더 구비되며 이러한 바이패스관(46)을 개폐할 수 있도록 바이패스 밸브(16)가 구비되어 있다.
한편, 모드전환유닛(30)에는 실외기(10)로부터 제 3 냉매관(43)을 통해 전달된 저온의 냉매나 실외기(10)로부터 제 1 냉매관(41)을 통해 전달된 고온의 냉매 중 어느 하나가 냉방운전 및 난방운전에 따라 각 실내 열교환기(21)에 선택적으로 전달될 수 있도록 하기 위하여 냉방밸브(31) 및 난방밸브(32)가 서로 쌍을 이루어 다수개가 배치되어 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 냉방운전 함께 저부하로 난방운전을 각각 수행할 경우를 살펴보면, 냉방운전과 함께 저부하로 난방운전을 수행할 경우에 필요한 냉매의 양이 적으므로 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 제 1 압축기(11a)만이 구동하고 제 1 사방밸브(13a)는 제 1 압축기(11a)에서 토출된 고온의 냉매를 제 2 냉매관(42)을 통해 실외 열교환기(12)로 전달하여 고온의 냉매가 실외 열교환기(12)에서 냉각되어 냉각된 냉매가 실내 열교환기(21)로 전달되게 함으로써 일부 실내 열교환기(21)에서 냉방운전이 수행되게 한다. 이 때, 냉방운전과 함께 저부하의 난방운전이 수행될 수 있도록 하기 위해서는 바이패스 밸브(16)를 개방시켜 제 1 압축기(11a)에서 토출된 고온의 냉매 중 일부가 바이패스관(46)을 통해 다른 일부 소수의 실내 열교환기(21)로 전달되게 하여 난방운전을 수행한다.
이러한 상태에서 난방부하가 증가하면, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 제 2 압축기(11b)가 구동되며 고온의 냉매를 토출하고, 제 2 사방밸브(13b)는 제 2 압축기(11b)에서 토출된 고온의 냉매를 제 1 냉매관(41)을 통해 실내 열교환기(21)들로 안내한다. 따라서 실내 열교환기(21)들에 공급되는 고온의 냉매 양이 증가하여 증가된 난방부하에 대응할 수 있게 된다.
이와 반대로 냉방부하가 증가하면, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제 2 압축기(11b)가 구동되며 고온의 냉매를 토출하고, 제 2 사방밸브(13b)는 제 2 압축기(11b)에서 토출된 고온의 냉매를 제 2 냉매관(42)을 통해 실외 열교환기(12)로 안내한다. 실외 열교환기(12)로 안내된 고온의 냉매는 실외 열교환기(12)를 통과하며 냉각되고 이와 같이 냉각된 냉매는 제 3 냉매관(43)을 통해 실내 열교환기(21)들에 공급되어 증가한 냉방부하에 대응할 수 있게 된다.
이 때, 실내 열교환기(21)들 중 일부 소수의 실내 열교환기(21)에 난방운전이 필요하여 저부하의 난방부하가 필요할 경우 바이패스관(46)을 통해서 고온의 냉매 일부를 우회시켜 실내 열교환기(21)에 고온의 냉매를 공급하여 저부하의 난방운전을 수행할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 냉방운전과 난방운전을 전환하여 수행할 경우를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 모든 실내 열교환기(21)에서 냉방운전을 수행하고 있는 상태에서 점진적으로 난방부하가 증가할 경우, 그 난방부하가 일정 수준 이하일 경우에는 바이패스관(46)을 통해 제 1 압축기(11a) 및 제 2 압축기(11b)에서 토출된 고온의 냉매 일부를 바이패스관(46)을 통해 실내 열교환기(21)로 우회시켜 일부 소수의 실내 열교환기(21)에서 난방을 수행할 수 있게 한다.
계속해서 난방부하가 증가하여 난방부하가 일정 수준 이상이 되면, 제 1 압축기(11a)를 구동시키고 있는 상태에서 제 2 압축기(11b)의 구동만을 일시적으로 정지시킨 후, 제 2 사방밸브(13b)를 동작시켜 유로를 전환하여 제 2 압축기(11b)에서 토출된 고온의 냉매가 제 1 냉매관(41)을 통해 실내 열교환기로 전달될 수 있게 한다. 이 때, 제 1 압축기(11a)는 구동하며 냉매를 압축하는 상태를 유지하므로 실내 열교환기(21)들로의 냉매공급은 지속적으로 이루어져 실내 열교환기(21)들에서의 냉방운전 및 난방운전은 지속적으로 유지된다.
또한, 계속해서 난방부하가 증가하면 제 2 압축기(11b)를 구동시키고 있는 상태에서 제 1 압축기(11a)의 구동만을 일시적으로 정지시킨 후, 제 1 사방밸브(13a)를 동작시켜 유로를 전환하여 제 1 압축기(11a)에서 토출된 고온의 냉매가 제 2 냉매관(42)을 통해 실내 열교환기(21)들로 전달될 수 있게 한다. 이 경우에도 제 2 압축기(11b)는 구동하고 있는 상태를 유지하므로 실내 열교환기(21)들로의 냉매공급은 지속적으로 이루어져 실내 열교환기(21)들에서의 냉방운전 및 난방운전은 끊김없이 지속적으로 유지된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 제 1 압축기 및 제 2 압축기와, 각 압축기에서 토출된 냉매를 실내기와 실외기 중 어느 하나로 독립적으로 안내하는 제 1 사방밸브와 제 2 사방밸브를 포함하고 있으므로, 냉방부하 및 난방부하가 변화되어 냉방운전 및 난방운전이 전환될 경우에도 제 1 압축기와 제 2 압축기 중 어느 하나에서는 냉매의 압축이 지속적으로 이루어지므로 냉방운전 및 난방운전이 끊김없이 지속적으로 이루어질 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 실외공기와 열교환하는 실외 열교환기, 실내공기와 열교환하는 다수의 실내 열교환기와, 냉매를 압축하며 서로 병렬로 연결된 제 1 압축기 및 제 2 압축기를 구비한 멀티형 공기조화기에 있어서,
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 토출측에는 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 각각 토출된 고온의 냉매를 상기 실외 열교환기와 상기 다수의 실내 열교환기 중 어느 하나로 각각 안내하는 제 1 사방밸브 및 제 2 사방밸브가 구비되며,
    상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 다수의 실내 열교환기를 연결하여 고온의 냉매가 상기 실내열교환기에 전달될 수 있게 하는 제 1 냉매관과, 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 실외 열교환기를 연결하는 제 2 냉매관과, 상기 실외 열교환기와 상기 다수의 실내 열교환기를 연결하여 저온의 냉매가 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기 중 어느 하나에서 다른 하나로 전달될 수 있게 하는 제 3 냉매관과, 상기 실내 열교환기와 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기를 연결하는 제 4 냉매관과, 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브와 상기 제 4 냉매관을 연결하며 난방운전 시 개방되어 상기 제 1 사방밸브와 상기 제 2 사방밸브에 전달된 냉매를 상기 제 1 압축기와 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 5 냉매관을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 5 냉매관의 중도에는 난방운전 시 상기 제 5 냉매관을 개방하는 개폐밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 5 냉매관은 분기되어 상기 제 1 사방밸브 및 상기 제 2 사방밸브에 각각 연결되는 한 쌍의 분기관을 포함하며, 상기 개폐밸브는 상기 한 쌍의 분기관에 각각 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 냉매관과 상기 제 2 냉매관을 연결하는 바이패스관과, 상기 바이패스관을 개폐하는 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
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