KR100690667B1 - Air conditioner comprising pre-compressor - Google Patents

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KR100690667B1 KR1020050038145A KR20050038145A KR100690667B1 KR 100690667 B1 KR100690667 B1 KR 100690667B1 KR 1020050038145 A KR1020050038145 A KR 1020050038145A KR 20050038145 A KR20050038145 A KR 20050038145A KR 100690667 B1 KR100690667 B1 KR 100690667B1
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    • F25B1/10Compression machines, plant, or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression

Abstract

본 발명은 예(豫)압축기가 구비된 공기 조화기에 관한 것으로서, 압축기 및 실외 열교환기로 구성되는 실외기와; 실내 열교환기를 구비한 실내기와; 흡입 측은 상기 압축기와 병렬로 연결되고 토출 측은 분기되어 상기 압축기 및 상기 실외 열교환기에 연결되어 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 일부 또는 전부를 선택적으로 압축시키는 예(豫)압축기를 포함하여 구성됨으로써, 압축기의 압축비를 감소시켜 압축기가 안정적인 운전을 하게 되어 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키며, 토출되는 냉매의 온도를 적정하게 유지하여 냉매가 이동하는 유로의 신뢰도를 증가시키고, 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기 부품의 윤활부위에 오일을 안정적으로 공급함으로써 압축기 부품의 마모 및 신뢰성 저하를 방지할 뿐만 아니라, 냉방 및 난방 부하의 정도에 따라 선택적으로 1단계 압축 또는 2단계 압축을 하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.The present invention relates to an air conditioner equipped with an example compressor, comprising: an outdoor unit comprising a compressor and an outdoor heat exchanger; An indoor unit having an indoor heat exchanger; The suction side is connected in parallel with the compressor and the discharge side is branched and connected to the compressor and the outdoor heat exchanger to comprise an example compressor for selectively compressing some or all of the refrigerant sucked into the compressor, By reducing the compression ratio, the compressor operates stably, preventing wear, cracking and stiffness of the compressor parts, reducing operating noise, and maintaining the proper temperature of the discharged refrigerant to increase the reliability of the flow path through which the refrigerant moves, By reducing the separation of oil and refrigerant, the oil is reliably supplied to the lubrication part of the compressor to prevent the wear and reliability of compressor parts, as well as optional one-stage compression or two-stage depending on the degree of cooling and heating load. Compression can increase energy efficiency.
공기 조화기, 예압축기, 압축비 Air conditioner, precompressor, compression ratio

Description

예(豫)압축기가 구비된 공기 조화기{AIR CONDITIONER COMPRISING PRE-COMPRESSOR}Air conditioner with example compressor {AIR CONDITIONER COMPRISING PRE-COMPRESSOR}

도 1은 종래의 공기 조화기의 냉동 사이클의 구성을 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing the configuration of a refrigeration cycle of a conventional air conditioner.

도 2는 도 1의 공기 조화기의 냉동 사이클에 따른 P-h 선도.2 is a P-h diagram according to the refrigeration cycle of the air conditioner of FIG.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 냉동 사이클의 구성을 도시한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of the refrigeration cycle of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기의 냉동 사이클의 구성을 도시한 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of the refrigeration cycle of the air conditioner according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 3의 공기 조화기의 냉동 사이클에 따른 P-h 선도.5 is a P-h diagram according to the refrigeration cycle of the air conditioner of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 실외기 111 : 압축기110: outdoor unit 111: compressor

112 : 예압축기 113 : 실외 열교환기112: precompressor 113: outdoor heat exchanger

114 : 어큐뮬레이터 140 : 실내기114: accumulator 140: indoor unit

141 : 팽창 밸브 143 : 실내 열교환기141: expansion valve 143: indoor heat exchanger

210 : 메인 실외기 211 : 메인 압축기210: main outdoor unit 211: main compressor

213 : 메인 실외 열교환기 230 : 서브 실외기213: main outdoor heat exchanger 230: sub outdoor unit

231 : 서브 압축기 233 : 서브 실외 열교환기231: sub compressor 233: sub outdoor heat exchanger

본 발명은 예압축기가 구비된 공기 조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2단계의 압축과정을 거침으로써 압축기의 압축비를 감소시켜 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키며, 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기의 신뢰도를 증가시키며, 냉방 및 난방 부하의 정도에 따라 선택적으로 1단계 압축 또는 2단계 압축을 하여 에너지 효율을 증가시키는 예압축기가 구비된 공기 조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner equipped with a pre-compressor, and more particularly, to reduce the compression ratio of the compressor by going through a two-stage compression process, to prevent wear, cracks and stiffness of the compressor parts, and to reduce operating noise. The present invention relates to an air conditioner equipped with a pre-compressor which reduces the separation of oil and refrigerant to increase the reliability of the compressor, and increases energy efficiency by selectively performing one-stage or two-stage compression according to the degree of cooling and heating load. .

공기 조화기는 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있는 장치로서, 그 유니트의 구성에 따라 단일의 케이스내에 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기가 모두 수납되도록 구성되는 일체형 공기 조화기와 압축기 및 응축기(실외 열교환기)를 구비하는 실외기와 팽창 밸브 및 증발기(실내 열교환기)를 구비하는 실내기로 분리되도록 구성한 분리형 공기 조화기로 대별된다. The air conditioner is a device that can adjust the temperature, humidity, air flow and cleanliness of the air to create a pleasant indoor environment. The compressor, condenser, expansion valve and evaporator are all contained in a single case according to the configuration of the unit. It is roughly classified into a separate air conditioner configured to be separated into an integrated air conditioner, an outdoor unit having a compressor and a condenser (outdoor heat exchanger), and an indoor unit having an expansion valve and an evaporator (indoor heat exchanger).

또한, 공기 조화기 중 일부는 4방 밸브를 구비하여 냉매의 유로를 전환함으로써 냉방 및 난방 기능을 선택적으로 수행하는 냉난방 겸용 공기 조화기로 구성된다. In addition, some of the air conditioners are composed of a combined air-conditioning and air conditioner having a four-way valve to selectively perform cooling and heating functions by switching the flow path of the refrigerant.

최근에는 실내의 각 공간별로 냉방 및 난방이 가능하도록 복수의 실내기 및 실외기를 구비한 소위 멀티형 공기 조화기가 이용되고 있다.Recently, a so-called multi-type air conditioner having a plurality of indoor units and outdoor units has been used to enable cooling and heating for each space in the room.

도 1은 종래의 공기 조화기의 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 공기 조화기의 냉동 사이클을 도시한 P-h 선도이다.1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional air conditioner, and FIG. 2 is a P-h diagram showing a refrigeration cycle of the air conditioner of FIG.

일반적으로 종래의 공기 조화기(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축시키는 하나 이상의 압축기(11)와, 압축기(11)로부터 토출된 냉매를 실외의 공기와 열교환시키는 실외 열교환기(12)와, 압축기(11)로 흡입되는 냉매를 비축하여 완충작용을 하는 어큐뮬레이터(13)로 구성되는 하나 이상의 실외기(10)와, 실외 열교환기(12)에서 열교환된 냉매를 감압 팽창시키는 팽창 밸브(21)와, 감압 팽창된 냉매를 실내의 공기와 열교환시키는 실내 열교환기(22)를 구비하는 하나 이상의 실내기(20)로 구성된다.In general, the conventional air conditioner 1, as shown in Figure 1, one or more compressors 11 for compressing the refrigerant, and an outdoor heat exchanger for heat exchange the refrigerant discharged from the compressor 11 with the outdoor air (12), at least one outdoor unit (10) consisting of an accumulator (13) for storing a refrigerant sucked into the compressor (11) and a buffering action, and an expansion for expanding and depressurizing and expanding the refrigerant exchanged in the outdoor heat exchanger (12). At least one indoor unit 20 having a valve 21 and an indoor heat exchanger 22 for exchanging a reduced pressure expanded refrigerant with indoor air.

상기와 같이 구성되는 공기 조화기(1)의 작용 원리는 다음과 같다.The working principle of the air conditioner 1 configured as described above is as follows.

실내를 냉방시키고자 하는 경우에, 압축기(11)에 전원을 인가하여 압축된 냉매를 토출시키고, 토출된 고온 고압의 토출 가스를 실외 열교환기(12)로 유입시키면, 고온 고압의 토출 가스는 실외 열교환기(12)에서 실외의 공기와 열교환을 일으켜 저온의 냉매로 변하게 된다.When the indoor air is to be cooled, the compressor 11 is supplied with power to discharge the compressed refrigerant, and the discharged high-temperature high-pressure discharge gas is introduced into the outdoor heat exchanger 12 so that the high-temperature, high-pressure discharge gas is outdoors. The heat exchanger 12 generates heat exchange with the outdoor air, thereby changing to a low temperature refrigerant.

저온의 냉매를 팽창 밸브(21)로 감압 팽창시키고, 감압 팽창된 저온 저압의 냉매를 실내 열교환기(22)로 유입시키면, 실내 열교환기(22)로 유입된 차가운 냉매가 실내의 더운 공기와 열교환을 함으로써 실내가 냉방된다. When the low temperature refrigerant is expanded under reduced pressure by the expansion valve 21 and the low temperature low pressure refrigerant expanded under reduced pressure is introduced into the indoor heat exchanger 22, the cold refrigerant introduced into the indoor heat exchanger 22 exchanges heat with hot air in the room. By cooling the room is cooled.

실내 열교환기(22)에서 열교환된 냉매는 어큐뮬레이터(13)에 잠시 비축되었다가 압축기(11)로 회귀하여 상기 과정을 반복함으로써 실내 냉방 작용이 지속되는 것이다.The refrigerant heat-exchanged in the indoor heat exchanger (22) is temporarily stored in the accumulator (13) and then returned to the compressor (11) to repeat the above process, thereby maintaining the indoor cooling operation.

그러나, 상기와 같은 종래의 공기 조화기(1)는 냉방 또는 난방 부하가 크거나, 실외기(10)가 설치되는 외기의 온도가 낮은 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 흡입구(A)의 냉매의 온도가 지나치게 낮아짐에 따라 흡입구(A) 냉매의 압력이 토출구(A) 냉매의 압력에 비하여 낮아지게 되어, 압축기(11)의 압축비(b/a)가 매우 높아지게 되고, 이에 따라 압축기(11)가 불안정한 운전을 하게 되어 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하가 발생하게 되고 운전 소음이 증가하며, 토출되는 냉매의 온도가 지나치게 높아져 냉매가 이동하는 유로의 신뢰도를 감소시키는 문제점이 있었다. However, the conventional air conditioner 1 as described above has a large cooling or heating load, or when the temperature of the outside air in which the outdoor unit 10 is installed is low, as shown in FIG. 2, the refrigerant in the intake port A. As the temperature of the refrigerant is too low, the pressure of the refrigerant in the inlet (A) is lower than the pressure of the refrigerant in the outlet (A), so that the compression ratio (b / a) of the compressor (11) becomes very high, and thus the compressor (11) The unstable operation of the compressor caused wear, cracking and stiffness degradation of the compressor parts, increased operation noise, and excessively high temperature of the discharged refrigerant, thereby reducing the reliability of the flow path of the refrigerant.

뿐만 아니라, 흡입 냉매의 온도가 낮기 때문에 압축기 내부의 오일의 온도도 낮아지게 되어 오일과 냉매의 층분리 현상이 심화되어 오일 대신 냉매가 압축기 부품의 윤활부위에 공급됨으로써 압축기 부품의 마모 및 신뢰성 저하가 발생하게 되는 문제점이 있었다.In addition, since the temperature of the intake refrigerant is low, the temperature of the oil inside the compressor is also lowered, so that delamination between oil and the refrigerant is intensified, and instead of oil, the refrigerant is supplied to the lubrication part of the compressor component, thereby reducing wear and reliability of the compressor component. There was a problem that occurred.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축기의 압축비를 감소시켜 압축기가 안정적인 운전을 하게 되어 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키며, 토출되는 냉매의 온도를 적정하게 유지하여 냉매가 이동하는 유로의 신뢰도를 증가시키고, 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기 부품의 윤활부위에 오일을 안정적으로 공급함으로써 압축기 부품의 마모 및 신뢰성 저하를 방지할 뿐만 아니라, 냉방 및 난방 부하의 정도에 따라 선택적으로 1단계 압축 또는 2단계 압축을 하여 에너지 효율을 증가시 키는 예압축기가 구비된 공기 조화기를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems as described above, by reducing the compression ratio of the compressor to ensure a stable operation of the compressor to prevent wear, cracks and stiffness degradation of the compressor parts, reduce the operating noise, the refrigerant discharged Maintains the proper temperature to increase the reliability of the flow path of the refrigerant and reduces the separation of oil and the refrigerant to stably supply oil to the lubrication area of the compressor to prevent wear and deterioration of the compressor. Rather, it is an object of the present invention to provide an air conditioner equipped with a pre-compressor for increasing energy efficiency by selectively compressing one stage or two stages according to the degree of cooling and heating load.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 압축기 및 실외 열교환기로 구성되는 실외기와; 실내 열교환기를 구비한 실내기와; 흡입 측은 상기 압축기와 병렬로 연결되고 토출 측은 분기되어 상기 압축기 및 상기 실외 열교환기에 연결되어 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 일부 또는 전부를 선택적으로 압축시키는 예(豫)압축기가 구비된 공기 조화기를 제공한다. The present invention is an outdoor unit composed of a compressor and an outdoor heat exchanger to achieve the above object; An indoor unit having an indoor heat exchanger; An intake side is connected in parallel with the compressor and the outlet side is branched to the compressor and the outdoor heat exchanger to provide an air conditioner equipped with an example compressor for selectively compressing some or all of the refrigerant sucked into the compressor. .

이는 압축기로 흡입되는 냉매를 예압축기에서 1단계 압축시킨 후 압축기에서 2단계 압축시킴으로써, 압축기의 압축비가 너무 높아지지 않도록 하기 위함이다.This is to prevent the compression ratio of the compressor from becoming too high by compressing the refrigerant sucked into the compressor by one stage in a precompressor and then compressing it in two stages in the compressor.

여기서, 실외기는 예압축기에서 토출되어 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 밸브와, 예압축기와 제 1 밸브 사이에서 분기되어 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 밸브를 포함하고, 실내 열교환기에서 토출되어 예압축기로 흡입되는 냉매를 임시로 비축하여 완충작용을 하는 어큐뮬레이터와, 어큐뮬레이터에서 토출되어 예압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 3 밸브와, 어큐뮬레이터에서 토출되어 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 4 밸브를 포함하여 구성된다.Here, the outdoor unit includes a first valve for controlling the flow of the refrigerant discharged from the precompressor and sucked into the compressor, and a second valve for branching between the precompressor and the first valve to control the flow of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger. Accumulators temporarily buffering the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger and sucked into the precompressor, a third valve for controlling the flow of the refrigerant discharged from the accumulator and sucked into the precompressor, and discharged from the accumulator And a fourth valve for regulating the flow of the refrigerant sucked into the compressor.

이는 냉방의 부하 정도에 따라 예압축기와 압축기 모두 사용하거나, 예압축기 또는 압축기 중 어느 하나만을 선택적으로 사용할 수 있도록 하기 위함이다.This is to use both the precompressor and the compressor, or to selectively use either the precompressor or the compressor depending on the degree of cooling load.

또한, 예압축기 및 압축기로부터 토출된 냉매를 선택적으로 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에 유입시킬 수 있도록 냉매의 유로를 전환하는 4방 밸브를 구비함으로써 선택적으로 냉방 또는 난방 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, by providing a four-way valve for switching the refrigerant flow path to selectively flow the refrigerant discharged from the pre-compressor and the compressor to the outdoor heat exchanger or indoor heat exchanger can be configured to selectively perform the cooling or heating function. have.

그리고, 2개의 압축기를 병렬로 연결함으로써 하나의 압축기에만 과부하가 걸리지 않도록 하고, 2개의 압축기의 압축 운전이 서로 밸런스를 유지하여 안정된 운전을 할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, by connecting two compressors in parallel, only one compressor may be overloaded, and the compression operation of the two compressors may be balanced to each other to allow stable operation.

뿐만 아니라, 예압축기와 압축기는 가변속 압축기 또는 정속 압축기를 선택적으로 사용함으로써 예압축기 또는 압축기의 용량에 따라 안정적인 운전을 가능케 하고 압축 운전의 밸런스를 유지할 수 있다.In addition, the pre-compressor and the compressor can be stably operated according to the capacity of the pre-compressor or the compressor by maintaining a variable speed compressor or a constant speed compressor to maintain a balance of the compression operation.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 도시한 개략도이고, 도 5는 도 3의 공기 조화기의 냉동 사이클에 따른 P-h 선도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of an air conditioner according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is Ph diagram for the refrigeration cycle of the air conditioner.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기(100)는, 병렬 연결된 2개의 압축기(111)와, 압축기(111)로 흡입되는 냉매를 미리 압축시키는 예압축기(112)와, 예압축기(112)에서 토출된 가스나 압축기(111)에서 토출된 가스가 유입되어 실외의 공기와 열교환을 일으키는 실외 열교환기(113)와, 예압축기(112)나 압축기(111)로 흡입되는 냉매를 비축하여 완충작용을 하는 어큐뮬레이터(114)를 구비하는 2개의 실외기(110)와, 냉매를 감압 팽창하는 팽창 밸브(141)와, 감압 팽창된 냉매를 실내의 공기와 열교환을 일으키는 실내 열교환기(143)를 구비 하는 2개의 실내기(140)를 포함하여 구성되며, 2개의 실외기(110)에 구비된 각각의 실외 열교환기(113)는 2개의 실내기(140)에 구비된 각각의 팽창밸브(141)와 연결되고, 2개의 실외기(110)에 구비된 각각의 어큐뮬레이터(114)는 2개의 실내기(140)에 구비된 각각의 실내 열교환기(143)와 연결된다.As shown in FIG. 3, the air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention includes two compressors 111 connected in parallel and a precompressor 112 that compresses the refrigerant sucked into the compressor 111 in advance. ), The gas discharged from the precompressor 112 or the gas discharged from the compressor 111 flows into the outdoor heat exchanger 113 to heat exchange with the outdoor air, and the precompressor 112 or the compressor 111. Two outdoor units 110 including an accumulator 114 that buffers the refrigerant to be sucked, an expansion valve 141 for expanding the refrigerant under reduced pressure, and a chamber for exchanging the reduced-pressure expanded refrigerant with indoor air. It includes two indoor unit 140 having a heat exchanger 143, each of the outdoor heat exchanger 113 provided in the two outdoor unit 110, each expansion provided in the two indoor unit (140) Each accumulator connected to the valve 141 and provided in the two outdoor units 110. The eater 114 is connected to each indoor heat exchanger 143 provided in the two indoor units 140.

여기서, 각각의 실외기(110)는 예압축기(112)에서 토출되어 2개의 압축기(111)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 밸브(121)와, 예압축기(112)와 제 1 밸브(121) 사이에서 분기되어 실외 열교환기(113)로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 밸브(122)와, 어큐뮬레이터(114)에서 토출되어 예압축기(112)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 3 밸브(123)와, 어큐뮬레이터(114)에서 토출되어 2개의 압축기(111)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 4 밸브(124)와, 실외 열교환기(113)에서 열교환되어 팽창 밸브(141)로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 5 밸브(125)를 포함하여 구성된다.Here, each outdoor unit 110 is a first valve 121 for controlling the flow of the refrigerant discharged from the pre-compressor 112 and sucked into the two compressors 111, the pre-compressor 112 and the first valve ( The second valve 122 for controlling the flow of the refrigerant flowed into the outdoor heat exchanger 113 branched between the 121 and the flow of the refrigerant discharged from the accumulator 114 and sucked into the precompressor 112 A third valve 123, a fourth valve 124 that regulates the flow of refrigerant discharged from the accumulator 114 and sucked into the two compressors 111, and an expansion valve that is heat-exchanged in the outdoor heat exchanger 113 ( 141 is configured to include a fifth valve 125 for controlling the flow of the refrigerant flowing into.

이 경우, 예압축기(112) 및 압축기(111)로부터 토출된 냉매를 선택적으로 실외 열교환기(113) 또는 실내 열교환기(143)로 유입시킬 수 있도록 냉매의 유로를 전환하는 4방 밸브(미도시)를 구비함으로써 선택적으로 냉방 및 난방 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있다.In this case, a four-way valve (not shown) for switching the flow path of the refrigerant to selectively introduce the refrigerant discharged from the precompressor 112 and the compressor 111 into the outdoor heat exchanger 113 or the indoor heat exchanger 143. ) Can be configured to selectively perform the cooling and heating functions.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기(100)의 작용 원리는 다음과 같다.The working principle of the air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

실내를 냉방시키고자 하는 경우에는, 예압축기(112)에 전원을 인가하여 냉매를 미리 압축시키고, 제 2 밸브(122)는 차단하고 제 1 밸브(121)를 개방하여 예압 축기(112)로부터 토출된 냉매를 2개의 압축기(111)에 흡입시키면 2개의 압축기(111)에서 고온 고압의 가스가 토출된다.In order to cool the room, power is supplied to the precompressor 112 to compress the refrigerant in advance, the second valve 122 is shut off, and the first valve 121 is opened to discharge from the precompressor 112. When the refrigerant is sucked into the two compressors 111, the gas of high temperature and high pressure is discharged from the two compressors 111.

토출 가스를 실외 열교환기(113)에서 실외의 공기와 열교환시키면 토출 가스는 저온의 냉매로 바뀌게 되고, 냉매의 흐름을 제 5 밸브(125)로 조절하여 실내기(140)의 팽창 밸브(141)로 유입시키면 냉매는 감압 팽창되어 저온 저압의 냉매가 된다.When the discharge gas is heat-exchanged with outdoor air in the outdoor heat exchanger 113, the discharge gas is changed into a low temperature refrigerant, and the flow of the refrigerant is controlled by the fifth valve 125 to the expansion valve 141 of the indoor unit 140. When introduced, the refrigerant expands under reduced pressure to form a low temperature low pressure refrigerant.

저온 저압의 냉매를 실내 열교환기(143)에서 실내의 공기와 열교환시키면 실내의 공기가 차가워지면서 실내 냉방이 이루어지고, 열교환된 냉매는 실외기(110)의 어큐뮬레이터(114)로 보내져서 일시 비축되고, 제 4 밸브(124)는 차단하고 제 3 밸브(123)를 개방하여 다시 예압축기(112)로 흡입시켜 상기의 과정을 반복하면 실내를 지속적으로 냉방시키게 된다. When the low temperature low pressure refrigerant is heat-exchanged with the indoor air in the indoor heat exchanger 143, the indoor air is cooled while the indoor air is cooled, and the heat-exchanged refrigerant is sent to the accumulator 114 of the outdoor unit 110 to be temporarily stored. If the fourth valve 124 is blocked and the third valve 123 is opened to be sucked back into the precompressor 112 and the above process is repeated, the room is continuously cooled.

이 경우, 예압축기(112)와 압축기(111)의 2단계 압축 과정을 거치기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이, 예압축기의 흡입구(A)와 토출구(B) 사이의 압축비(b/a)와 압축기의 흡입구(C)와 토출구(D) 사이의 압축비(c/b)가 각각 낮아져서 압축기가 안정적인 운전을 하게 되어 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키며, 토출되는 냉매의 온도를 적정하게 유지하여 냉매가 이동하는 유로의 신뢰도를 증가시키고, 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기 부품의 윤활부위에 오일을 안정적으로 공급함으로써 압축기 부품의 마모 및 신뢰성 저하를 방지하게 된다.In this case, since a two-stage compression process of the precompressor 112 and the compressor 111 is performed, as shown in FIG. 5, the compression ratio (b / a) between the inlet port (A) and the discharge port (B) of the precompressor; Compression ratio (c / b) between the suction port (C) and the discharge port (D) of the compressor is lowered to ensure stable operation of the compressor to prevent wear, cracks and stiffness of the compressor components, to reduce operating noise, and to discharge the refrigerant It maintains the proper temperature to increase the reliability of the flow path through which the refrigerant moves, and reduces the delamination of the oil and the refrigerant to stably supply oil to the lubrication part of the compressor to prevent wear and deterioration of the compressor parts. .

또한, 냉방 또는 난방 부하가 작은 경우나 실외기가 설치되는 외기 온도가 낮지 않은 경우에는, 제 1 밸브(121)와 제 4 밸브(124)를 차단하고 제 2 밸브(122)와 제 3 밸브(123)를 개방함으로써 예압축기(112)만을 이용하여 냉매를 압축하거나, 이와는 반대로 제 1 밸브(121)와 제 2 밸브(122)와 제 3 밸브(123)를 차단하고 제 4 밸브(124)를 개방함으로써 압축기(111)만을 이용하여 냉매를 압축하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, when the cooling or heating load is small or when the outdoor air temperature at which the outdoor unit is installed is not low, the first valve 121 and the fourth valve 124 are blocked and the second valve 122 and the third valve 123 are closed. ) By compressing the refrigerant using only the precompressor 112, or vice versa, the first valve 121, the second valve 122, and the third valve 123 are blocked and the fourth valve 124 is opened. As a result, the refrigerant may be compressed using only the compressor 111 to increase energy efficiency.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기(200)는, 병렬 연결된 2개의 메인 압축기(211)와, 메인 압축기(211)로 흡입되는 냉매를 미리 압축시키는 예압축기(212)와, 예압축기(212)에서 토출된 가스나 메인 압축기(211)에서 토출된 가스가 유입되어 실외의 공기와 열교환을 일으키는 메인 실외 열교환기(213)와, 예압축기(212)나 메인 압축기(211)로 흡입되는 냉매를 비축하여 완충작용을 하는 어큐뮬레이터(214)를 구비하는 메인 실외기(210)와, 병렬 연결된 2개의 서브 압축기(231)와, 서브 압축기(231)에서 토출된 가스가 유입되어 실외의 공기와 열교환을 일으키는 서브 실외 열교환기(233)만을 구비하는 서브 실외기(230)와, 냉매를 감압 팽창하는 팽창 밸브(241)와, 감압 팽창된 냉매를 실내의 공기와 열교환을 일으키는 실내 열교환기(243)를 구비하는 2개의 실내기(240)를 포함하여 구성되며, 메인 실외기(210)와 서브 실외기(230)에 구비된 각각의 실외 열교환기(213, 233)는 2개의 실내기(240)에 구비된 각각의 팽창밸브(241)와 연결되고, 메인 실외기(210)에 구비된 어큐뮬레이터(214)는 서브 실외기(230)에 구비된 2개의 서브 압축기(231)와 2개의 실내기(240)에 구비된 각각의 실내 열교환기(243)와 연결된다.Meanwhile, the air conditioner 200 according to another embodiment of the present invention includes two main compressors 211 connected in parallel, and a precompressor 212 for compressing the refrigerant sucked into the main compressor 211 in advance. The gas discharged from the compressor 212 or the gas discharged from the main compressor 211 is introduced into the main outdoor heat exchanger 213 which causes heat exchange with outdoor air, and is sucked into the precompressor 212 or the main compressor 211. A main outdoor unit 210 having an accumulator 214 which buffers a refrigerant to be buffered, two sub compressors 231 connected in parallel, and gas discharged from the sub compressor 231 flows in The sub outdoor unit 230 including only the sub outdoor heat exchanger 233 generating heat exchange, the expansion valve 241 for expanding the refrigerant under reduced pressure, and the indoor heat exchanger 243 for exchanging the reduced pressure expanded refrigerant with indoor air. Two indoor units 240 equipped with ), And each of the outdoor heat exchangers 213 and 233 provided in the main outdoor unit 210 and the sub outdoor unit 230 is connected to each of the expansion valves 241 provided in the two indoor units 240. The accumulator 214 provided in the main outdoor unit 210 is connected to two sub compressors 231 provided in the sub outdoor unit 230 and each indoor heat exchanger 243 provided in the two indoor units 240. do.

여기서, 메인 실외기(210)는 예압축기(212)에서 토출되어 2개의 메인 압축기 (211)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 밸브(221)와, 예압축기(212)와 제 1 밸브(221) 사이에서 분기되어 메인 실외 열교환기(213)로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 밸브(222)와, 어큐뮬레이터(214)에서 토출되어 예압축기(212)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 3 밸브(223)와, 어큐뮬레이터(214)에서 토출되어 2개의 메인 압축기(211)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 4 밸브(224)와, 메인 실외 열교환기(213)에서 열교환되어 팽창 밸브(241)로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 5 밸브(225)와, 어큐뮬레이터(214)에서 토출되어 서브 실외기(230)에 구비된 2개의 서브 압축기(231)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 6 밸브(226)를 포함하여 구성된다.Here, the main outdoor unit 210 is a first valve 221 for controlling the flow of the refrigerant discharged from the pre-compressor 212 and sucked into the two main compressor 211, the pre-compressor 212 and the first valve ( The second valve 222 for controlling the flow of the refrigerant flowing into the main outdoor heat exchanger 213 branched between the 221 and the flow of the refrigerant discharged from the accumulator 214 and sucked into the precompressor 212 The third valve 223, the fourth valve 224 for controlling the flow of refrigerant discharged from the accumulator 214 and sucked into the two main compressors 211, and the heat exchanger in the main outdoor heat exchanger 213. A fifth valve 225 for controlling the flow of the refrigerant flowing into the expansion valve 241 and a flow of the refrigerant discharged from the accumulator 214 and sucked into the two sub compressors 231 provided in the sub outdoor unit 230. It is configured to include a sixth valve 226 to adjust.

또한, 서브 실외기(230)는 메인 실외기(210)에 구비되는 예압축기(212)에서 토출되어 서브 실외기(230)의 2개의 서브 압축기(231)로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 7 밸브(227)와, 서브 실외 열교환기(233)에서 열교환되어 실내기의 팽창 밸브(241)로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 8 밸브(228)를 포함하여 구성된다.In addition, the sub outdoor unit 230 may be discharged from the precompressor 212 provided in the main outdoor unit 210 to control the flow of refrigerant sucked into the two sub compressors 231 of the sub outdoor unit 230 ( 227 and an eighth valve 228 that controls the flow of the refrigerant that is heat-exchanged in the sub outdoor heat exchanger 233 and flows into the expansion valve 241 of the indoor unit.

이 경우, 예압축기(212) 및 압축기(211, 231)로부터 토출된 냉매를 선택적으로 실외 열교환기(213, 233) 또는 실내 열교환기(243)로 유입시킬 수 있도록 냉매의 유로를 전환하는 4방 밸브(미도시)를 구비함으로써 선택적으로 냉방 및 난방 기능을 수행할 수 있도록 구성할 수 있다.In this case, four chambers for switching the flow path of the refrigerant to selectively introduce the refrigerant discharged from the precompressor 212 and the compressors 211 and 231 into the outdoor heat exchanger 213 or 233 or the indoor heat exchanger 243. By providing a valve (not shown) it can be configured to selectively perform the cooling and heating functions.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기(200)의 작용 원리는 다음과 같다.The working principle of the air conditioner 200 according to another embodiment of the present invention configured as described above is as follows.

실내를 냉방시키고자 하는 경우에는, 메인 실외기(210)의 예압축기(212)에 전원을 인가하여 냉매를 미리 압축시키고, 제 2 밸브(222)는 차단하고 제 1 밸브(221)와 제 7 밸브(227)를 개방하여 예압축기(212)로부터 토출된 냉매를 메인 실외기(210)의 2개의 메인 압축기(211)와 서브 실외기(230)의 2개의 서브 압축기(231)에 흡입시키면 메인 실외기(210) 및 서브 실외기(230)의 2개의 압축기(211, 231)에서 고온 고압의 가스가 토출된다.In order to cool the room, power is supplied to the precompressor 212 of the main outdoor unit 210 to compress the refrigerant in advance, the second valve 222 is shut off, and the first valve 221 and the seventh valve are closed. 227 is opened and the refrigerant discharged from the precompressor 212 is sucked into the two main compressors 211 of the main outdoor unit 210 and the two sub compressors 231 of the sub outdoor unit 230. ) And two compressors 211 and 231 of the sub outdoor unit 230 discharge gas of high temperature and high pressure.

토출 가스를 메인 실외기(210)와 서브 실외기(230)의 실외 열교환기(213, 233)에서 실외의 공기와 열교환시키면 토출 가스는 저온의 냉매로 바뀌게 되고, 냉매의 흐름을 메인 실외기(210)의 제 5 밸브(225)와 서브 실외기(230)의 제 8 밸브(228)로 조절하여 2개의 실내기(240)의 팽창 밸브(241)로 유입시키면 냉매는 감압 팽창되어 저온 저압의 냉매가 된다.When the discharge gas is heat-exchanged with outdoor air in the outdoor heat exchangers 213 and 233 of the main outdoor unit 210 and the sub outdoor unit 230, the discharge gas is changed into a low temperature refrigerant, and the flow of the refrigerant is transferred to the main outdoor unit 210. When controlled by the fifth valve 225 and the eighth valve 228 of the sub outdoor unit 230 and introduced into the expansion valves 241 of the two indoor units 240, the refrigerant is expanded under reduced pressure to become a low temperature low pressure refrigerant.

저온 저압의 냉매를 실내 열교환기(243)에서 실내의 공기와 열교환시키면 실내의 공기가 차가워지면서 실내 냉방이 이루어지고, 열교환된 냉매는 메인 실외기(210)의 어큐뮬레이터(214)로 보내져서 일시 비축되고, 제 4 밸브(224)와 제 6 밸브(226)는 차단하고 제 3 밸브(223)를 개방하여 다시 예압축기(212_로 흡입시켜 상기의 과정을 반복하면 실내를 지속적으로 냉방시키게 된다. When the low temperature low pressure refrigerant is exchanged with the indoor air in the indoor heat exchanger 243, the indoor air is cooled while the indoor air is cooled, and the heat exchanged refrigerant is sent to the accumulator 214 of the main outdoor unit 210 to be temporarily stored. In addition, the fourth valve 224 and the sixth valve 226 are blocked, and the third valve 223 is opened to be sucked back into the precompressor 212_, thereby repeatedly cooling the room.

이 경우, 예압축기(212)와 압축기(211, 231)의 2단계 압축 과정을 거치기 때문에 압축기가 안정적인 운전을 하게 되어 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키며, 토출되는 냉매의 온도를 적정하게 유지하여 냉매가 이동하는 유로의 신뢰도를 증가시키고, 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기 부품의 윤활부위에 오일을 안정적으로 공급함으로써 압축기 부품의 마모 및 신뢰성 저하를 방지하게 된다.In this case, since the compressor undergoes a two-stage compression process of the precompressor 212 and the compressors 211 and 231, the compressor operates stably, thereby preventing wear, cracking and stiffness deterioration of the compressor parts, reducing operating noise, and being discharged. By maintaining the temperature of the refrigerant appropriately, it increases the reliability of the flow path through which the refrigerant moves, and reduces the delamination of the oil and the refrigerant to stably supply the oil to the lubrication part of the compressor component to prevent the wear and deterioration of the compressor components. do.

또한, 메인 실외기(210)에만 예압축기(212)와 어큐뮬레이터(214)를 설치함으로써 2단계의 압축 효과는 그대로 얻으면서 공간적, 비용적인 낭비를 방지할 수 있다.In addition, by installing the pre-compressor 212 and the accumulator 214 only in the main outdoor unit 210, it is possible to prevent the waste of space and cost while still obtaining the two-stage compression effect.

이 경우, 냉방 또는 난방 부하가 작은 경우나 실외기가 설치되어 있는 외기 온도가 낮지 않은 경우에는, 제 1 밸브(221)와 제 2 밸브(222)와 제 3 밸브(223)를 차단하고 제 4 밸브(224)와 제 6 밸브(226)를 개방함으로써 압축기(211, 231)만을 이용하여 냉매를 압축하여 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.In this case, when the cooling or heating load is small or when the outdoor air temperature where the outdoor unit is installed is not low, the first valve 221, the second valve 222, and the third valve 223 are shut off and the fourth valve is closed. By opening the 224 and the sixth valve 226, the refrigerant may be compressed using only the compressors 211 and 231 to increase energy efficiency.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope described in the claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 2단계의 압축과정을 거침으로써 압축기의 압축비를 감소시켜 압축기 부품의 마모, 균열 및 강성 저하를 방지하고 운전 소음을 감소시키는 공기 조화기를 제공한다.As described above, the present invention provides an air conditioner that undergoes a two-stage compression process to reduce the compression ratio of the compressor to prevent wear, cracking and stiffness degradation of the compressor parts and to reduce operating noise.

또한, 본 발명은 예압축기로 냉매를 적정 온도로 유지시킴으로써 오일과 냉매의 층분리를 감소시켜 압축기의 신뢰도를 증가시키고, 냉방 및 난방 부하의 정도에 따라 선택적으로 1단계 압축 또는 2단계 압축을 함으로써 에너지 효율을 증가시킨다.In addition, the present invention increases the reliability of the compressor by reducing the separation of oil and refrigerant by maintaining the refrigerant at an appropriate temperature with a precompressor, by selectively performing one-stage compression or two-stage compression depending on the degree of cooling and heating load Increase energy efficiency.

한편, 본 발명은 주 실외기에만 예압축기와 어큐뮬레이터를 구비함으로써, 2단계 압축 효과를 얻으면서도 공간적, 비용적인 낭비를 방지할 수 있는 공기 조화기를 제공한다.On the other hand, the present invention is provided with an air compressor and the accumulator only in the main outdoor unit, to provide a two-stage compression effect, while providing an air conditioner that can prevent spatial and costly waste.

Claims (10)

  1. 압축기 및 실외 열교환기로 구성되는 실외기와;An outdoor unit comprising a compressor and an outdoor heat exchanger;
    실내 열교환기를 구비한 실내기와;An indoor unit having an indoor heat exchanger;
    흡입 측은 상기 압축기와 병렬로 연결되고 토출 측은 분기되어 상기 압축기 및 상기 실외 열교환기에 연결되어 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 일부 또는 전부를 선택적으로 압축시키는 예(豫)압축기를;An example compressor connected to the suction side in parallel with the compressor and the discharge side branched to connect to the compressor and the outdoor heat exchanger to selectively compress some or all of the refrigerant sucked into the compressor;
    포함하는 공기 조화기.Including air conditioner.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 실외기는 상기 예압축기에서 토출되어 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 밸브와;The outdoor unit may include: a first valve controlling a flow of a refrigerant discharged from the precompressor and sucked into the compressor;
    상기 예압축기와 상기 제 1 밸브 사이에서 분기되어 상기 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 밸브를;A second valve branched between the precompressor and the first valve to control a flow of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger;
    더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.Air conditioner, characterized in that further comprises.
  3. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 실외기는 상기 실내 열교환기에서 토출되어 상기 예압축기로 흡입되는 냉매를 비축하는 어큐뮬레이터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.And the outdoor unit further comprises an accumulator for storing refrigerant discharged from the indoor heat exchanger and sucked into the precompressor.
  4. 제 3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 실외기는 상기 어큐뮬레이터에서 토출되어 상기 예압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 3 밸브와;A third valve configured to control a flow of a refrigerant discharged from the accumulator and sucked into the precompressor;
    상기 어큐뮬레이터에서 토출되어 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 4 밸브를;A fourth valve controlling the flow of the refrigerant discharged from the accumulator and sucked into the compressor;
    더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.Air conditioner, characterized in that further comprises.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 압축기는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.And at least two compressors.
  6. 제 5항에 있어서,The method of claim 5,
    상기 압축기는 하나 이상의 가변속 압축기와 하나 이상의 정속 압축기로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.Wherein said compressor is comprised of at least one variable speed compressor and at least one constant speed compressor.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4,
    상기 실외기는 2개 이상이고, 상기 실내기는 2개 이상인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.And at least two outdoor units, and at least two indoor units.
  8. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 실외기는 상기 실외 열교환기에서 열교환되어 상기 실내기로 유입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 5 밸브를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The outdoor unit is an air conditioner, characterized in that it further comprises a fifth valve for controlling the flow of the refrigerant heat exchanged in the outdoor heat exchanger introduced into the indoor unit.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 3 or 4,
    상기 실내기는 복수로 구성되며,The indoor unit is composed of a plurality,
    상기 예압축기로부터 토출된 냉매를 흡입하거나 상기 어큐뮬레이터로부터 토출된 냉매를 흡입하는 서브 압축기와, 서브 실외 열교환기로 구성되는 하나 이상의 서브 실외기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.And at least one sub outdoor unit configured to suck the refrigerant discharged from the precompressor or to suck the refrigerant discharged from the accumulator and a sub outdoor heat exchanger.
  10. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 어큐뮬레이터로부터 토출되어 상기 서브 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 6밸브와;A sixth valve controlling the flow of the refrigerant discharged from the accumulator and sucked into the sub-compressor;
    상기 예압축기로부터 토출되어 상기 서브 압축기로 흡입되는 냉매의 흐름을 조절하는 제 7밸브를;A seventh valve controlling the flow of the refrigerant discharged from the precompressor and sucked into the sub-compressor;
    더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.Air conditioner, characterized in that further comprises.
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