KR100712857B1 - 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법에 있어서, 복수개의 중앙집중식 냉온풍기 및 1개 이상의 개별 냉온풍기를 구비한 혼합형 유니터리 공기조화장치의 실외기에 구비된 압축기의 운전량을 입력받는 제 1 단계와; 상기 운전량이 클수록 상기 개별 냉온풍기의 과열도를 상대적으로 작은 값으로 설정하고, 상기 운전량이 작을수록 상기 개별 냉온풍기의 과열도를 상대적으로 큰 값으로 설정하는 제 2 단계와; 상기 과열도에 따라 상기 개별 냉온풍기로 유입되는 냉매량이 조절되는 제 3 단계를 포함하여 수행되어, 특정 장소에 독립적으로 구비된 개별 냉온풍기에 유입되는 냉매가 적절하게 유지되도록 하여 최적화된 냉매 싸이클을 구성하는 효과가 있다.

공기조화기, 압축기, 유니터리, 냉매량 조절, 과열도

Description

혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법{Refrigerants Control Method For Dual Type Unitary Air Conditioner}

도 1은 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도,

도 2는 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도,

도 3은 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 모식도,

도 4는 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 계통도,

도 5는 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도,

도 6은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도,

도 7은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 냉매량 조절방법을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110 : 실외기 111,111' : 제 1, 2 압축기

112 : 실외측 열교환기 113 : 팽창기구

114a,115a,116a : 입구측 전자밸브 114b,115b,116b : 출구측 전자밸브

120,130 : 중앙집중식 냉온풍기 121,131 : 급기덕트

121a,131a : 토출구 122,132 : 배기덕트

122a,132a : 흡입구 123,133 : 제1 실내측 열교환기

140 : 개별 냉온풍기 141 : 제2 실내측 열교환기

Z1,Z2,Z3 : 영역

본 발명은 혼합형 유니터리 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 중앙 냉난방식과 개별 냉난방식을 혼합한 혼합형 공기조화장치에서 개별 냉온풍기를 통과한 냉매가 과냉의 상태이거나, 반대로 개별난방기가 과부하 상태로 운전되지 않고, 적당한 냉매가 개별 냉온풍기로 유입될 수 있도록 조절하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법에 관한 것이다.

일반적으로 유니터리 공기조화장치(Unitary Air condition System)는 공장, 사무실, 호텔, 가정 등의 지하실에 구비하는 냉난방 기구를 이용하여 한 곳에서 냉풍 또는 온풍을 만들고, 이를 건물내 벽체 등에 구비한 덕트(duct)를 통해 개별 공간으로 이송하여 공급하는 중앙집중식 냉난방 시스템의 일종이다.

유니터리 공기조화장치는 냉난방이 필요한 영역과 필요하지 않은 영역을 구분하여 개별 영역마다 냉풍 또는 온풍을 독립적으로 공급할 수 있도록 대개 덕트의 중간에 영역제어기(zone controller)를 설치하거나, 또는 영역의 개수에 따라 복수 개의 냉난방 기구를 독립적으로 설치하고 있다.

도 1은 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도, 도 2는 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도, 도 3은 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 모식도, 도 4는 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 계통도이다.

종래 유니터리 공기조화장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 건물(도면에선 2층 주택)의 외부에 고정 설치하는 한 개의 실외기(1)와, 실외기(1)의 제1 교환기(1b)와 냉매관으로 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기(2)와, 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트(3) 및 배기덕트(4)와, 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 설치하여 각 층으로의 급기 및 배기를 구분하는 영역조절기(5a~5d)를 포함하고 있다.

실외기(1)는 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(1a)와, 압축기(1a)에 냉매관으로 연결하여 냉매가스를 응축(냉방운전시)하거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 제1 열교환기(1b)와, 냉매가스의 압력을 감압팽창하는 팽창기구(1c)와, 외부의 공기를 제1 열교환기(1b)로 공급하여 그 열교환기(1b)의 열교환성능을 높이는 실외팬(미도시)으로 이루어져 있다.

냉온풍기(2)는 케이스의 내부에 상기한 제1 열교환기(1b)에 일단을 연결하는 동시에 팽창기구(1c)에 타단을 연결하는 제2 열교환기(2a)와, 제2 열교환기(2a)의 하류에 위치하여 냉풍 또는 온풍을 상기한 급기덕트(3)로 유도하는 급기팬(미도시) 으로 이루어져 있다. 냉온풍기의 케이스는 그 내부에 상기한 제2 열교환기(2a)와 급기팬(미도시)을 수용하도록 대체로 "유(U)"자 모양의 공기유로를 형성하고, 그 공기유로의 급기측에는 급기덕트(3)를, 배기측에는 배기덕트(4)를 각각 연결하고 있다.

급기덕트(3)와 배기덕트(4)는 전술한 바와 같이 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 연결하여 해당 영역(Z1,Z2)에 분관 매설하고, 각 급기덕트(3)와 배기덕트(4)에는 해당 영역에 냉풍이나 온풍을 공급하는 토출구(3a)와 실내공기를 순환하도록 흡입하는 흡입구(4a)를 형성하고 있다.

영역조절기(5a~5d)는 통상 냉풍이나 온풍을 해당 영역으로 구분하여 공급할 수 있도록 그 해당 영역(Z1,Z2)에 매설된 급기덕트(3)의 중간과 배기덕트(4)의 중간에 설치하는 일종의 밸브로서, 해당 영역의 온도나 습도 등을 검출하여 이 검출된 값과 설정값을 비교하여 자동으로 온/오프 할 수 있도록 제어부(미도시)에 연결하거나 또는 수동으로 조작하도록 이루어져 있다.

상기와 같은 영역조절기를 구비한 히트펌프형 유니터리 공기조화장치의 일실시예는 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 경우 각 층(해당 영역)(Z1,Z2)의 부하를 검출하여 그 부하가 설정값 이상이면 각각의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 동시에 공급하는 반면 그 중 어느 한 쪽 영역만이 설정값 이상이면 해당 영역(Z1,Z2)의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 구분하여 공급한다.

예컨대, 냉방운전시에는 실외기(1)의 압축기(1a)가 구동하여 냉매가스를 고 온고압의 가스로 압축하고, 이 냉매가스는 실외기(1)의 제1 열교환기(1b)에서 고온고압의 액체냉매로 응축되어 팽창기구(1c)를 통과하면서 저온저압의 상태로 변환된 다음, 냉온풍기(2)의 제2 열교환기(2a)를 거치면서 배기덕트(4)를 통해 공기유로로 흡입된 공기와 열전달하여 냉기를 발생하며, 이 냉기는 급기팬(미도시)에 의해 급기구를 통해 급기덕트(3)로 이동한다. 이때, 각 층(Z1,Z2)의 부하가 모두 설정값 이상이면 자동인 경우 제어부에 의해 자동으로 각 영역조절기(5a~5d)가 온(ON)되고 수동인 경우 사용자의 조작에 의해 각 영역조절기(5a~5d)를 열어 냉온풍기(2)에서 생성된 냉기가 상기한 각각의 급기덕트(3)로 이동하면서, 냉매가 증발에 의해 기체 냉매로 변환되면서 각 층을 냉방하는 것이다. 반면, 어느 한 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이하인 경우에는 부하가 높은 쪽의 영역조절기만 자동 또는 수동으로 열어 냉기가 해당 영역의 급기덕트(3)로만 이동하도록 하여 해당 층을 냉방하는 것이다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

이러한 영역조절기를 구비한 유니터리 공기조화장치의 일실시예는 한 개의 실외기(1)를 가지고도 해당 영역(Z1,Z2)의 온도변화에 따라 선택적으로 냉풍 또는 온풍을 공급할 수 있어 공기조화장치의 소모 전력을 줄일 수는 있으나, 기존에 급기덕트(3)와 배기덕트(4)가 설치되어 있는 건물의 경우 특별히 부하 많은 공간(예를 들어 부엌,옥탑방,운동하는 방 등)에 개별 냉온풍기를 부가적으로 설치하려고 할 때 상기한 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 새로운 영역조절기를 추가 설치하기가 난해할 뿐만 아니라 중앙집중 냉난방식이므로 냉온풍기(2)의 용량에 한계가 있어 효율저하를 초래하는 등의 문제점이 있다.

이를 감안한 유니터리 공기조화장치의 다른 실시예는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은, 영역조절기(5a~5d)를 제거하고 각각의 영역(Z1,Z2)마다에 독립적인 유니터리 공기조화장치를 설치하는 것이다.

즉, 2층 주택의 경우 1층은 제1 실외기(11)와, 제1 냉온풍기(12)와, 제1 급기덕트(13) 및 제1 배기덕트(14)로 구성하는 반면, 2층은 제2 실외기(21)와, 제2 냉온풍기(22)와, 제2 급기덕트(23) 및 제2 배기덕트(24)로 구성하고 있다.

제1 실외기(11)에는 제1 압축기(11a)와, 제1 압축기(11a)에 4방밸브로 연결하는 제1 열교환기(11b)와, 제1 열교환기(11b)에 연결하는 제1 팽창기구(11c)를 구비하고 있다.

제1 냉온풍기(12)는 제1 팽창기구(11c)와 연결하는 제3 열교환기(12a)와, 제3 열교환기(12a)의 하류에 설치하는 제1 급기팬(미도시)을 구비하고 있다.

한편, 제2 실외기(21)에는 제2 압축기(21a)와, 제2 압축기(21a)에 역시 4방밸브로 연결하는 제2 열교환기(21b)와, 제2 열교환기(21b)에 연결하는 제2 팽창기구(21c)를 구비하고 있다.

제2 냉온풍기(22)는 제2 팽창기구(21c)와 연결하는 제4 열교환기(22a)와, 제4 열교환기(22a)의 하류에 설치하는 제2 급기팬(미도시)을 구비하고 있다.

상기와 같은 독립적 유니터리 공기조화장치는 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 냉방운전시에는 각 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이상일 경우에는 제1 압축기(11a)와 제2 압축기(21a)가 함께 운전하여 냉매를 고온고압의 기체 로 압축한 후 각각 제1 열교환기(11b)와 제2 열교환기(21b)에서 고온고압의 액체냉매로 응축하고, 이 냉매가스는 각 팽창기구(11c)(21c)를 통해 저온저압으로 변환된 다음, 제3 열교환기(12a)와 제4 열교환기(22a)로 이동하여 각 열교환기(12a)(22a)를 통과하면서 제1 냉온풍기(12)와 제2 냉온풍기(22)의 각 배기덕트(14)(24)를 통해 유입되는 공기에 의해 각각 증발되어 냉풍을 발생하며, 이 냉풍은 제1 급기팬(미도시)과 제2 급기팬(미도시)에 의해 제1 급기덕트(13)와 제2 급기덕트(23)로 이동하면서 각 층(Z1,Z2)을 냉방한다. 이후 각 층(Z1,Z2)의 제1 배기덕트(14)와 제2 배기덕트(24)를 통해 각 냉온풍기(12)(22)로 순환되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 유니터리 공기조화장치의 다른 실시예는, 덕트(13,23)(14,24)에 영역조절기를 설치할 필요가 없어 설치나 제어가 용이하고 각 영역(Z1,Z2)을 독립적으로 냉난방할 수 있어 효율이 우수하나, 특별히 부하가 많은 공간에 별도의 냉온풍기를 설치하기가 난해할 뿐만 아니라 실외기(11)(21)를 영역(Z1,Z2)별로 독립 설치함에 따라 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 영역조절기를 구비한 유니터리 공기조화장치 및 독립적 유니터리 공기조화장치는 모두 각각 영역에서의 제어온도, 즉 실내 온도를 사용자가 원하는 설정 온도를 유지하기 위해서는 각 영역에서의 총 부하량에 대응하도록 압축기의 운전량을 제어하고, 이에 대응되도록 전자 밸브의 개도를 조절하여 각 실내 열교환기를 통과하는 냉매량을 적절하게 제어할 필요가 요구된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중앙집중식 냉온풍기 및 개별 냉온풍기에 유입되는 냉매의 분배함에 있어서, 특정 장소에 독립적으로 구비된 개별 냉온풍기에 유입되는 냉매의 양을 최적으로 조절하여 최적화된 냉매 싸이클을 구성할 수 있는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법은, 복수개의 중앙집중식 냉온풍기와; 1개 이상의 개별 냉온풍기와; 상기 복수개의 중압집중식 냉온풍기 및 상기 1개 이상의 개별 냉온풍기에 냉매를 공급하는 압축기를 포함하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법에 있어서, 상기 압축기의 운전량을 입력받는 제 1 단계와; 상기 개별 냉온풍기에서, 상기 운전량이 큰 경우의 과열도를 상기 운전량이 작은 경우의 과열도 보다 작은 값으로 설정하는 제 2 단계와; 상기 과열도에 따라 상기 개별 냉온풍기로 유입되는 냉매량을 조절하는 제 3 단계를 포함합니다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도, 도 6은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도, 도 7은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 냉매량 조절방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 혼합형 유니터리 공기조화장치는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 건물의 외부에 설치하는 한 개의 실외기(110)와, 그 실외기(110)에 연결하여 지하실이나 별채 등 건물의 내부에 설치하는 복수 개의 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)와, 실외기(110)에 연결하여 부엌이나 옥탑방 등 건물의 특정 공간에 설치하는 개별 냉온풍기(140)로 구성한다.

여기서 상기 개별온풍기(140)는 프리조인트 형식으로 구성되어 사용자의 필요에 따라 부착 및 탈착이 용이하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 실외기(110)는 케이싱의 내부에 전체 압축기의 용량의 60%를 차지하는 제 1 압축기(111)와 전체 용량의 40%를 차지하는 제 2 압축기(111')를 각각 병렬로 설치하고, 상기 제 1, 2 압축기(111,111')의 일측에는 실외측 열교환기(112)를 설치하며, 실외측 열교환기(112)에는 냉매를 감압팽창하는 팽창기구(113)를 연결하여 설치하고, 실외측 열교환기(112)의 일측에는 외부의 공기를 흡입하여 상기한 실외측 열교환기(112)에 토출하는 송풍팬(미도시)으로 이루어진다.

상기 제 1, 2 압축기(111,111')는 본 발명의 실시예와 같이 두 개의 압축기를 사용할 수도 있으나, 건물의 넓이 등을 고려하여 세 개 이상의 압축기를 병렬로 연결하여 사용할 수도 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았으나 병렬 연결하는 압축기를 각각 인버터 구동형 압축기와 정속 구동형 압축기 등 구동방식이 다른 압 축기를 적용하는 것이 소비전력을 줄이고 운전을 안정적으로 유지하는데 바람직하다. 또, 이 경우 두 압축기의 용량을 달리 하는 것이 운전 조건에 따라 운전량을 다양하게 조절할 수 있어 바람직하다.

또, 상기 제 1, 2 압축기(111,111')는 그 토출측에 냉매의 순환순서를 바꿔가면서 공기조화장치를 일종의 히트펌프인 냉풍기 또는 온풍기 등으로 사용할 수 있도록 4방밸브로 된 냉매절환밸브(117)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 실외측 열교환기(112)는 그 입구측과 출구측에 각각 후술할 실내측 열교환기(123)(133)의 개수와 동일한 냉매관을 병렬로 연결하고, 각 냉매관에는 냉매의 유통량을 조절하는 냉매조절밸브(114a)(114b)를 각각 설치한다. 이 냉매조절밸브(114a)(114b)는 제어부에 의해 그 개도를 자동으로 조절할 수 있도록 전자밸브를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 팽창기구(113)는 오리피스관을 이용할 수도 있으나, 경우에 따라서는 상기한 각 냉매관의 냉매 유통량을 조절하기 위한 전자밸브를 이용할 수도 있다.

상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)는 건물의 영역(Z1,Z2)마다에 각각 독립적으로 연결할 수 있도록 영역(Z1,Z2)의 개수에 대응하여 설치하는 것이 바람직하다. 예컨대 2층 건물이고 각 층별로 영역(Z1,Z2)을 구분하는 경우에는 건물의 각 층에 급기덕트(121)(131)와 배기덕트(122)(132)를 각각 독립적으로 매설하고, 그 각 급기덕트(121)(131)와 배기덕트(122)(132)를 각 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 케이싱에 독립적으로 연통 설치하여 이루어진다.

상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 케이싱에는 각각 급기덕트(121)(131) 와 배기덕트(122)(132)를 서로 연통하는 대략 "유(U)"자 모양의 공기유로(미도시)를 설치하고, 그 공기유로의 급기측에 각각 제1 실내측 열교환기(123)(133)를 설치하며, 각 실내측 열교환기(123)(133)의 하류측에는 냉풍 또는 온풍을 급기덕트(121)(131)에서 배기덕트(122)(132)로 순환 공급하는 제1 급기팬(미도시)을 설치한다.

상기 실내측 열교환기(123)(133)는 실외기(110)의 실외측 열교환기(112)와 폐곡선을 이루도록 각각 독립적으로 병렬 연결하되, 일측은 상기한 팽창기구(113)에 각각 병렬 연결한다.

상기 개별 냉온풍기(140)는 통상적인 벽걸이형 또는 슬림형 또는 천장형 등 다양하게 형성할 수 있다. 또, 각각의 경우 케이싱의 내부에 상기한 실외측 열교환기(112)와 연결하는 제2 실내측 열교환기(141)를 설치하고, 그 제2 실외측 열교환기(141)의 하류측에 제2 급기팬(미도시)을 설치하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 혼합형 공기조화장치는 다음과 같은 작동한다.

예를 들어 2층 주택의 경우, 냉방운전시에는 상기 제 1,2 압축기(111,111') 중 일부 또는 전부가 선택 운전되어 냉매를 고온고압의 기체로 압축하고, 이 기체냉매는 냉매절환밸브(117)를 거쳐 함께 실외측 열교환기(112)로 이동하여 고온고압의 액체냉매로 응축된 후 팽창기구(113)를 통과한다. 이에 따라 저온저압의 냉매로 변환되고, 동시에 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 제1 실내측 열교환기(123)(133)에 연결된 냉매관의 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)가 열리면서 응축된 냉매가 각각의 냉매관으로 나뉘어 상기한 제1 실내측 열교환기(123)(133)로 이동한 후 증발되어 냉풍을 발생하고, 이 냉풍은 급기팬(미도시)에 의해 급기덕트(121)(131)로 이동하여 각 영역의 토출구(121a)(131a)를 통해 각 층으로 공급된다. 반면 각 층(Z1,Z2)의 더운 공기는 흡기구(122a)(132a)를 통해 배기덕트(122)(132)로 흡입되었다가 각 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 공기유로를 따라 이동하여 제1 실내측 열교환기(123)(133)를 통과하면서 다시 찬 냉풍으로 바뀌어 급기덕트(121)(131)로 순환 공급되는 일련의 과정을 반복한다. 이 때, 상기 실내측 열교환기(123)(133)를 통과하는 냉매는 실내의 공기로부터 열을 빼앗아 증발되어 다시 압축기측으로 유도된다.

한편, 각 층에서 특별히 부하가 많은 부엌이나 옥탑방의 경우에는 해당 전자밸브(116a,116b)를 열어 실외측 열교환기(112)와 팽창기구(113)를 통과한 저온저압의 기체냉매가 개별 냉온풍기(140)의 제2 실내측 열교환기(141)와 연결된 냉매관을 통해 그 제2 실내측 열교환기(141)로 이동하도록 하고, 이 냉매가 제2 실내측 열교환기(141)를 통과하면서 냉풍을 발생하여 상기한 제2 급기팬(미도시)에 의해 해당 공간(Z3)에 추가로 공급함으로써 특정 공간(Z3)에 대한 추가 냉방을 실시하도록 한다.

여기서 보는 바와 같이, 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130) 및 개별 냉온풍기(140)의 실내측 열교환기(123)(133)(134)로 유입되는 냉매량은 각각 입출구에 위치한 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)(116a,116b)의 개도에 의한다.

상기 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)(116a,116b)의 개도의 여부 및 정도는 실내 열교환기(123)(133)(134)로 유입되는 냉매의 온도 및 유출되는 냉매의 온도를 각각 감지하여, 각각의 온도의 차이가 설정된 온도차(이하 과열도라고 한다)를 유지할 수 있도록 제어된다. 즉, 각각의 실내 열교환기(123)(133)(134)의 입구 온도값과 출구온도값의 차이가 과열도보다 작으면, 냉매가 과냉된 액체 상태로 압축기(111,111a')로 유입될 수 있으므로 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)(116a,116b)의 펄스값을 감소하여 실내측 열교환기(123)(133)(134)로 유입되는 냉매의 양을 줄임으로써 상기 과냉 상태를 해결하고, 상기의 온도의 차이가 과열도보다 크면 실내측 열교환기가 과부하상태이므로 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)(116a,116b)의 펄스값을 증가하여 실내측 열교환기(123)(133)(134)로 유입되는 냉매의 양을 증가함으로써 상기 과부하 상태를 해결한다.

여기서 상기 개별 냉온풍기(140)의 과열도는 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130) 및 개별 냉온풍기(140)의 운전 여부 및 상기 제 1, 2 압축기(111,111a')의 운전 상태에 따라 다음의 순서에 따라 결정된다.

먼저, 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130) 및 개별 냉온풍기(140)의 실내 부하에 따라 상기 제 1, 2 압축기(111,111a')의 일부 또는 전부가 운전된다.(S10) 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)가 구비된 각 영역(Z1)(Z2)의 부하는 2-stage 시스템으로 강(Y2) 또는 약(Y1) 및 무(0)로 선택되고, 아울러 개별 냉온풍기(140)가 구비된 특정 공간(Z3)의 부하는 온 또는 오프의 형태로 입력 될 때, 모든 조합에서의 제 1, 2 압축기(111,111a')는 아래의 표에 따라 각각 운전된다고 하자.

	Z1	Z2	Z3	선택된 압축기(%)	과열도(℃)
1	Y2	Y2	온	100	0
2	Y2	Y2	오프	100
3	Y2	Y1	온	100	0
4	Y2	Y1	오프	60
5	Y2	0	온	60	1
6	Y2	0	오프	40
7	Y1	Y2	온	100	0
8	Y1	Y2	오프	60
9	Y1	Y1	온	60	1
10	Y1	Y1	오프	60
11	Y1	0	온	40	2
12	Y1	0	오프	40
13	0	Y2	온	60	1
14	0	Y2	오프	40
15	0	Y1	온	40	2
16	0	Y1	오프	40
17	0	0	온	40	3

이렇게 선택되어 운전되는 압축기의 운전량을 입력받으면(S20), 상기 운전량이 클수록 상기 개별 냉온풍기(140)의 과열도를 상대적으로 작은 값으로 설정하고, 상기 운전량이 작을수록 상기 개별 냉온풍기(140)의 과열도를 상대적으로 큰 값으로 설정한다.(S30)

즉, 위의 표와 같이, 상기 복수개의 압축기(111,111a')가 모두 운전되면(전체 압축기 용량의 100% 운전) 상기 개별 냉온풍기의 과열도를 0℃, 상기 제 1 압축기(111)만 운전되면(전체 압축기 용량의 60% 운전) 상기 과열도를 1℃로 설정한다. 그리고 상기 제 2 압축기(111a')만 운전되면(전체 압축기 용량의 40% 운전) 상기 과열도를 2℃로 설정하되, 상기 제 2 압축기(111a')만 운전되더라도(전체 압축기 용량의 40% 운전) 상기 개별 냉온풍기(140)만 운전될 때에는 상기 과열도를 3℃로 설정한다.

따라서, 복수개의 압축기가 100% 운전되고, 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 일부 또는 모두와 개별 냉온풍기(140)가 함께 운전되는 경우라면, 팽창된 냉매 가 중앙집중식 냉온풍기(120)(130) 및 개별 냉온풍기(140)에 나뉘게 되고, 특히 상기 개별 냉온풍기(140)에 유입되는 냉매의 유량이 충분하지 않아 개별 냉온풍기의 효율이 기본값에 비해 약 20%가 감소될 수 있으나, 본 발명에서와 같이 개별 냉온풍기(140)의 냉매를 조절하는 과열도가 상대적으로 낮아지도록 조절되면, 상기 개별냉온풍기(140)의 냉매밸브(116a,116b)의 펄스를 증가하여 상대적으로 냉매가 많이 유입되어 상기 개별냉온풍기의 과부하를 해소한다. 이는 Z3 영역에서 개별 냉온풍기(140)가 충분한 능력을 발휘하여 냉난방이 신속히 일어날 수 있게 하는 것으로서 사용자의 개별 냉온풍기의 설치 의도에 부합된다.

이와 반대로, 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)가 모두 운전되지 않는 경우에는 개별 냉온풍기(140)로의 냉매가 상대적으로 과량 유입되어, 실내측 열교환기(141)에서 실내 공기와 충분한 열교환이 이루어지지 않아 유입되는 냉매가 과냉 상태에서 열교환기(141)를 통과해 액냉매가 압축기로 유입될 수 있으나, 본 발명에서와 같이 개별 냉온풍기(140)의 냉매를 조절하는 과열도를 3℃로 높이게 되면, 개별냉온풍기(140)의 냉매밸브(116a,116b)의 펄스가 감소하여 유입되는 냉매의 양이 줄어들게 되어 과냉상태를 해소할 수 있게 된다.

아울러 상기 중앙집중식 냉온풍기(120)(130) 및 개별 냉온풍기(140)의 부하에 따라, 압축기가 각각 전체의 60%, 40%로 운전되는 경우에는 각각 개별냉온풍기(140)의 과열도를 1℃, 2℃로 설정하여, 적정 냉매가 상기 개별 냉온풍기(140)로 유입되도록 조절이 가능하다.(S40)

또한, 별도의 표로 도시하지는 않았으나 중앙집중식 냉온풍기 및 개별 냉온 풍기의 대수 및 압축기의 대수가 상이한 경우라도 상기의 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법에 의해 미리 설정된 과열도에 따라 전자밸브를 조절하면 개별 냉온풍기로 유입되는 냉매량을 최적으로 조절할 수 있다.

참고로, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매절환밸브에 의해 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법은, 압축기의 운전 상태에 따라 개별 냉온풍기의 과열도를 달리 설정함으로써, 특정 장소에 독립적으로 구비된 개별 냉온풍기에 유입되는 냉매가 적절하게 유지하여 최적화된 냉매 싸이클을 구성할 수 있는 이점이 있다.

또한, 중앙집중식 냉온풍기가 구비된 영역 내에 별도의 개별 냉온풍기가 설치하는 사용자의 의도에 부합되도록 냉매의 과냉 현상이 나타나지 않는 범위 내에서 개별 냉온풍기의 능력이 최대가 되도록 전자밸브를 조절하여 소비자의 신뢰도를 향상시키는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 복수개의 중앙집중식 냉온풍기와; 1개 이상의 개별 냉온풍기와; 상기 복수개의 중압집중식 냉온풍기 및 상기 1개 이상의 개별 냉온풍기에 냉매를 공급하는 압축기를 포함하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법에 있어서,

   상기 압축기의 운전량을 입력받는 제 1 단계와;

   상기 개별 냉온풍기에서, 상기 운전량이 큰 경우의 과열도를 상기 운전량이 작은 경우의 과열도 보다 작은 값으로 설정하는 제 2 단계와;

   상기 과열도에 따라 상기 개별 냉온풍기로 유입되는 냉매량을 조절하는 제 3 단계를 포함하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합형 유니터리 공기조화장치는, 상기 복수 개의 중앙집중식 냉온풍기 및 1개 이상의 개별 냉온풍기에 연결되는 실외측 열교환기를 더 포함하고,

   상기 복수개의 중앙집중식 냉온풍기는 건물의 해당 영역별로 독립적으로 그 영역의 개수에 따라 설치되며, 상기 실외측 열교환기와 각각 병렬 연결되고;

   상기 개별 냉온풍기가 복수개가 구비되면, 상기 복수개의 개별 냉온풍기는 특정 장소마다 독립적으로 설치되며, 상기 실외측 열교환기와 각각 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압축기는 건물 내의 부하에 따라 개별적 또는 동시에 운전하는 복수 개의 압축기를 병렬 연결하여 구성된 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 복수개의 압축기는 상호 용량이 상이한 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 복수개의 압축기는 상호 구동 방식이 상이한 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공지조화장치의 냉매량 조절방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 복수개의 압축기는 전체 압축기의 용량의 60%에 해당되는 제 1 압축기와, 40%에 해당되는 제 2 압축기로 구성되고;

   1대 이상의 중앙집중식 냉온풍기 및 1대 이상의 개별 냉온풍기가 함께 가동될 때에는, 상기 복수개의 압축기가 100% 운전되면 상기 개별 냉온풍기의 과열도를 0℃, 복수개의 압축기가 60% 운전되면 상기 과열도를 1℃, 복수개의 압축기가 40% 운전되면 상기 과열도를 2℃로 설정하고,

   상기 중앙집중식 냉온풍기는 운전되지 않고, 1대 이상의 개별 냉온풍기만 운전될 때에는, 상기 복수개의 압축기가 40% 운전되며, 상기 과열도를 3℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 냉매량 조절방법.

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