KR100744774B1 - 공기조화기 - Google Patents

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장민
이승택
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Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 압축기를 포함하여 냉동부하에 효율적으로 대응할 수 있도록 되어 있는 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 제 1 압축기에 비하여 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기와, 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 일부를 상기 제 1 압축기에 전달하는 바이패스관을 포함한 것으로, 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 일부가 바이패스관을 통해 제 1 압축기에 전달되어 제 1 압축기의 내부 압력을 상승시키고 그에 따라 제 1 압축기에 담겨있던 오일이 제 1 압축기로부터 냉매관을 통해 제 2 압축기에 전달되게 되므로 제 2 압축기에서의 오일 부족 현상 발생은 예방되게 되는 효과가 있다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우를 보인 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 실외기 11: 제 1 압축기
12: 제 2 압축기 13: 실외 열교환기
14: 사방밸브 15: 팽창밸브
16: 어큐뮬레이터 17: 제 1 체크밸브
18: 제 2 체크밸브 19: 바이패스 밸브
20: 실내기 21: 실내 열교환기
P1: 제 1 토출관 P2: 제 2 토출관
P3: 제 1 흡입관 P4: 제 2 흡입관
P5: 바이패스관
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 압축기를 포함하여 냉동부하에 효율적으로 대응할 수 있도록 되어 있는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 실내공간을 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매가 실외공기와 열교환하게 하는 실외 열교환기와, 냉매가 실내공기와 열교환하게 하는 실내 열교환기와, 냉매가 실외 열교환기로 유입되기 이전에 감압팽창되게 하는 실외 팽창장치와, 냉매가 실내 열교환기로 유입되기 이전에 감압팽창되게 하는 실내 팽창장치 등의 냉동사이클 구성요소를 포함하며, 각 구성요소들은 냉매관을 통해 서로 연결되어 폐회로로 구성된다.
근래 이러한 공기조화기 중에는 한국공개 10-2006-26812호에 개시되어 있는 바와 같이 서로 다른 용량을 갖는 한 쌍의 압축기를 포함하여 냉동부하에 따라 한 쌍의 압축기 중 어느 하나 혹은 모두가 동작하도록 제어함으로써 냉동부하에 탄력적으로 대응하도록 한 공기조화기가 있다.
이때, 이러한 공기조화기에 포함되어 있는 한 쌍의 압축기 내에는 압축기 내부구성들의 윤활 및 냉각을 위한 오일이 하부에 각각 담겨있는데, 이러한 오일 중 일부는 압축기에서 압축된 냉매가 토출되는 과정에서 불가피하게 냉매와 함께 토출되어 냉매관을 따라 이동하다가 다시 압축기로 회수되게 된다.
그런데 이러한 종래의 공기조화기에 있어서, 한 쌍의 압축기 중 어느 하나의 압축기만이 단독으로 동작할 경우 냉매관을 통과하는 냉매의 유속이 현저하게 낮아지게 되는데, 이와 같이 냉매의 유속이 낮아지면 냉매와 함께 냉매관을 따라 이동하여 압축기에 회수되어야 할 오일이 회수되지 못하고 냉매관에 잔류하게 되고 그에 따라 동작하고 있는 압축기에는 오일 부족 현상이 발생하게 된다는 문제점이 있다.
특히 상대적으로 적은 용량을 갖는 압축기가 단독으로 동작할 경우에 냉매의 유속이 현저하게 낮아져 회수되는 오일의 양이 대폭 줄어들게 되므로 적은 용량을 갖는 압축기가 단독으로 동작할 경우에 오일 부족 현상이 보다 심각하게 발생할 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 한 쌍의 압축기 중 상대적으로 적은 용량을 갖는 압축기가 단독으로 동작할 경우에 발생할 수 있는 오일 부족 현상을 예방할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 상기 제 1 압축기에 비하여 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기와, 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 일부를 상기 제 1 압축기에 전달하는 바이패스관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이패스관에는 체크밸브로 이루어져 냉매가 상기 제 2 압축기측에서 상기 제 1 압축기측으로만 이동할 수 있게 하는 바이패스 밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이패스관에는 전자밸브로 이루어져 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 상기 바이패스관을 개방하는 바이패스 밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 제 1 토출관과, 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 제 2 토출관과, 상기 제 1 토출관에 배치된 제 1 체크밸브와, 상기 제 2 토출관에 배치된 제 2 체크밸브를 더 포함하며, 상기 바이패스관은 그 일단이 상기 제 1 토출관의 상기 제 1 체크밸브 상류측에 연결되고 그 타단이 상기 제 2 토출관의 상기 제 2 체크밸브 상류측에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 압축기 및 제 2 압축기로의 액냉매 유입을 방지하기 위한 어큐뮬레이터와, 냉매를 상기 어큐뮬레이터에서 상기 제 1 압축기로 안내하는 제 1 흡입관과, 냉매를 상기 어큐뮬레이터에서 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 2 흡입관을 더 포함하여, 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우에는 상기 제 1 압축기에 담긴 오일이 상기 제 1 흡입관과 상기 어큐뮬레이터와 상기 제 2 흡입관을 통해 상기 제 2 압축기에 공급되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시한 바와 같이 냉동사이클 구성요소를 포함하여 형성되는 것으로, 실외 공간에 설치되는 실외기(10)와, 다수의 실내공간에 각각 설치되며 냉매관을 통해 실외기(10)와 각각 연결되는 다수의 실내기(20)를 포함하여 하나의 실외기(10)로 다수의 실내기(20)에 냉매를 분산 공급하여 다수의 실내공간을 독립적으로 냉방 또는 난방할 수 있도록 되어 있는 장치이다.
실외기(10)에는 냉매를 압축하는 제 1 압축기(11)와, 제 1 압축기(11)에 비하여 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기(12)와, 냉매가 실외공기와 열교환하게 하는 실외 열교환기(13)와, 제 1 압축기(11) 및 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매를 실외기(10)와 실내기(20) 중 어느 하나로 안내하여 냉방 또는 난방을 선택적으로 수행할 수 있게 하는 사방밸브(14)와, 냉매를 감압팽창시키는 팽창밸브(15)와, 제 1 압축기(11) 및 제 2 압축기(12)로 액냉매가 유입되는 것을 방지하기 위한 어큐뮬레이터(16) 등의 구성이 포함되며, 실내기(20)에는 냉매가 실내공기와 열교환하게 하는 실내 열교환기(21)가 포함되어 있다.
이러한 공기조화기의 각 구성요소들은 냉매관을 통해 서로 연결되어 폐회로로 구성되는데, 냉매관에는 제 1 압축기(11)에서 토출된 냉매를 사방밸브(14)측으로 안내하는 제 1 토출관(P1)과, 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매를 사방밸브(14)측으로 안내하는 제 2 토출관(P2)과, 냉매를 어큐뮬레이터(16)로부터 제 1 압축기(11)로 안내하는 제 1 흡입관(P3)과, 냉매를 어큐뮬레이터(16)로부터 제 2 압축기(12)로 안내하는 제 2 흡입관(P4) 등이 포함되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기는 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기(12)가 단독으로 동작할 경우에 제 2 압축기(12)에서 발생할 수 있는 오일 부족 현상을 방지할 수 있도록 제 2 압축기(12)가 단독으로 동작할 경우 제 2 압축기(12)에서 발생한 냉매의 일부를 제 1 압축기(11)에 전달하는 바이패스관(P5)이 구비되어 있으며, 바이패스관(P5)에는 체크밸브로 이루어져 냉매가 제 2 압축기(12)측에서 제 1 압축기(11)측으로만 이동할 수 있게 하는 바이패스 밸브(19)가 구비되어 있다.
이때, 제 1 토출관(P1)에는 냉매가 제 1 압축기(11)측에서 사방밸브(14)측으로만 통과할 수 있게 하는 제 1 체크밸브(17)가 배치되고, 제 2 토출관(P2)에는 냉매가 제 2 압축기(12)측에서 사방밸브(14)측으로만 통과할 수 있게 하는 제 2 체크밸브(18)가 배치되어 있으며, 바이패스관(P5)은 그 일단이 제 1 토출관(P1)의 제 1 체크밸브(17) 상류측에 연결되고 그 타단이 제 2 토출관(P2)의 제 2 체크밸브(18) 상류측에 연결되어 있다. 따라서 제 2 토출관(P2)을 통해 이동하는 냉매의 일부가 바이패스관(P5)과 제 1 토출관(P1)을 차례로 통과하여 제 1 압축기(11)에 전달될 수 있게 된다.
이와 같이 바이패스관(P5)과 바이패스 밸브(19)를 구성하면, 제 1 압축기(11)와 제 2 압축기(12)가 모두 동작하는 경우에는 제 1 압축기(11)에서 토출된 냉매에 의해 제 1 토출관(P1) 내부의 압력은 높은 상태로 유지되므로 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매는 제 1 토출관(P1)측으로 이동하지 못해 모두 그대로 사방밸브(14)측으로만 전달되다가, 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 압축기(11)는 정지하고 제 2 압축기(12)만이 단독으로 동작하는 경우에는 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매 중 일부가 바이패스관(P5)과 제 1 토출관(P1)을 차례로 통과하여 제 1 압축기(11)에 전달된다.
이와 같이 제 2 압축기(12)에서 토출된 냉매의 일부가 제 1 압축기(11)에 전달되면 이에 의해 제 1 압축기(11)의 내부 압력은 증가하게 되고, 제 1 압축기(11) 내부의 압력이 증가하면 제 1 압축기(11) 내부에 담겨있던 오일은 제 1 압축기(11)로부터 밀려 나와 제 1 흡입관(P3)을 따라 어큐뮬레이터(16)로 전달된다. 계속해서 어큐뮬레이터(16)로 전달된 오일은 제 2 흡입관(P4)을 통해 제 2 압축기(12)로 흡입되어 제 2 압축기(12)의 윤활 및 냉각을 위하여 사용되어진다. 즉, 제 2 압축기(12)가 단독으로 동작할 경우, 제 1 압축기(11)에 담겨있던 오일이 제 2 압축기(12)에 전달되므로 제 2 압축기(12)에서의 오일 부족 현상은 발생하지 않게 되는 것이다.
본 실시예에서 바이패스 밸브(19)는 체크밸브로 이루어져 있으나 이에 한정하지 않고 도 3에 도시한 바와 같이 바이패스 밸브(19‘)가 전원을 인가받아 동작하는 전자밸브로 이루어지도록 하여, 제 1 압축기(11) 및 제 2 압축기(12)가 모두 동작하거나 제 1 압축기(11)만 동작할 경우에는 바이패스 밸브(19)가 바이패스관(P5)을 폐쇄하고 있는 상태를 유지하도록 제어하다가, 제 2 압축기(12)가 단독으로 동작할 경우에는 바이패스 밸브(19)가 바이패스관(P5)을 일정 시간동안 개방하도록 제어하여 제 1 압축기(11)에 담겨있던 오일이 제 2 압축기(12)로 전달되도록 하는 것도 가능하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 일부가 바이패스관을 통해 제 1 압축기에 전달되어 제 1 압축기의 내부 압력을 상승시키고 그에 따라 제 1 압축기에 담겨있던 오일이 제 1 압축기로부터 냉매관을 통해 제 2 압축기에 전달되게 되므로 제 2 압축기에서의 오일 부족 현상 발생은 예방되게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 상기 제 1 압축기에 비하여 상대적으로 적은 용량을 갖는 제 2 압축기와, 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 일부를 상기 제 1 압축기에 전달하는 바이패스관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스관에는 체크밸브로 이루어져 냉매가 상기 제 2 압축기측에서 상기 제 1 압축기측으로만 이동할 수 있게 하는 바이패스 밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스관에는 전자밸브로 이루어져 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우 상기 바이패스관을 개방하는 바이패스 밸브가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 제 1 토출관과, 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매를 안내하는 제 2 토출관과, 상기 제 1 토출관에 배치된 제 1 체크밸브와, 상기 제 2 토출관에 배치된 제 2 체크밸브를 더 포함하며,
    상기 바이패스관은 그 일단이 상기 제 1 토출관의 상기 제 1 체크밸브 상류측에 연결되고 그 타단이 상기 제 2 토출관의 상기 제 2 체크밸브 상류측에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제 1 압축기 및 제 2 압축기로의 액냉매 유입을 방지하기 위한 어큐뮬레이터와, 냉매를 상기 어큐뮬레이터에서 상기 제 1 압축기로 안내하는 제 1 흡입관과, 냉매를 상기 어큐뮬레이터에서 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 2 흡입관을 더 포함하여, 상기 제 2 압축기가 단독으로 동작할 경우에는 상기 제 1 압축기에 담긴 오일이 상기 제 1 흡입관과 상기 어큐뮬레이터와 상기 제 2 흡입관을 통해 상기 제 2 압축기에 공급되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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