KR100788477B1

KR100788477B1 - 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템

Info

Publication number: KR100788477B1
Application number: KR1020070027831A
Authority: KR
Inventors: 장철용; 조수
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2007-12-24

Abstract

본 발명은 실내기에 두 개의 열교환기를 병렬로 연결하여 구비하고, 일측의 열교환기에 병렬로 제습용 고온가스관을 설치하여 냉매의 흐름을 제어하여 냉난방은 물론 제습 기능을 수행할 수 있게 함으로서 제습시에 제열을 위한 별도의 히터가 불필요한 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매의 열기 또는 냉기를 외부 공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 냉매가 흐르는 방향을 전환시키는 4방밸브를 포함하여 구성된 실외기와 ; 제어수단을 구비한 냉난방 장치에 있어서, 상기 4방밸브에 연결된 제1냉매 순환관과 상기 실외 열교환기에 연결된 제2냉매 순환관 사이에 연결된 제1, 제2냉매관의 중단에 연결되어 응축 또는 증발 작용을 하는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결된 제1, 제2냉매관과 병렬로 연결된 제1, 제2병렬냉매관 사이에 연결된 제2열교환기로 구성된 실내기와 ; 상기 제2열교환기에 연결된 제1병렬냉매관의 중단과 제2순환관 사이에 연결되고, 중단에 밸브가 설치된 제습용 고온가스관과 ; 상기 제1열교환기에 연결된 제2냉매관과 제2열교환기에 연결된 제2병렬냉매관 사이에 병렬로 연결되고, 중단에 밸브가 설치된 제습 병렬관과 ; 상기 제1열교환기에 연결된 제2냉매관과 제2열교환기에 연결된 제2병렬냉매관의 중단에 설치된 제1, 제2팽창밸브와 ; 상기 제2팽창밸브와 병렬로 연결되고, 중단에 우회밸브가 설치된 우회관 및 ; 제1, 제2냉매관과 제1, 제2병렬냉매관의 중단에 각각 설치된 밸브들을 포함하여 구 성됨을 특징으로 한다.

열교환기, 제습용 고온가스관, 밸브, 압축기, 팽창밸브

Description

열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템{heat pump type air harmony system having heat-exchanger}

도 1은 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 일예를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 냉방 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고,

도 3은 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 난방 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고,

도 4는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 제습 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고,

도 5는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고,

도 6은 도 5에 도시한 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템에서 실내열교환기의 부하에 따른 압축기의 구동 상태를 도시한 그래프이고,

도 7은 종래의 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 일예를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10 : 실내기

11 : 제1열교환기

111 : 제1냉매관 112 : 제2냉매관

12 : 제2열교환기

121 : 제1병렬냉매관 122 : 제2병렬냉매관

20 : 실외기

2 : 압축기 2a : 인버터압축기 2b : 정속형압축기

21 : 배출관 22 : 유입관 23, 24, 25 : 냉매순환관

3 : 실외열교환기

4 : 4방밸브

5 : 제1팽창밸브 51 : 우회관 51a : 일방향밸브

6 : 제2팽창밸브 61 : 우회관 61a : 일방향밸브

7 : 제습용 고온가스관

8 : 제습 병렬관 8a, 111a, 112a, 121a, 122a : 밸브

9 : 난방용 팽창밸브 91 : 우회관 91a : 일방향밸브

본 발명은 히트펌프형 공조시스템에 관한 것으로, 상세하게는 실내기에 두 개의 열교환기를 병렬로 연결하여 구비하고, 일측의 열교환기에 병렬로 제습용 고 온가스관을 설치하여 냉매의 흐름을 제어하여 냉난방은 물론 제습 기능을 수행할 수 있게 함으로서 제습시에 제열을 위한 별도의 히터가 불필요한 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 히트 펌프형 냉난방 장치는 냉난방 겸용 공기조화시스템에 적용되는 것으로, 여름과 겨울철에 4방향(4-Way) 밸브를 통해 냉매가 흐르는 방향을 전환시켜 하나의 장치로 냉방과 난방을 수행할 수 있도록 설계되어 있다.

이러한 히트 펌프형 냉난방장치는 도 7에 도시한 바와 같이, 구동모터를 가동하여 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(210)를 포함하는 실외기(200)와, 실내에 배치되면서 실외기(200)와 냉매관(210a, 210b, 210c, 210d)을 통해 폐회로로 연결된 실내기(100)로 이루어지며, 실외기(200)에는 압축기(210), 실외열교환기(220), 팽창밸브(230, 250) 등이 구비되어 있고, 실내기(100)에는 실내 열교환기(110)와 열교환된 공기를 실내측으로 강제 송풍시키기 위한 팬(120) 등을 포함하여 구성되며, 실외열교환기(220)에도 역시 열교환된 공기를 외부로 배출시키기 위한 송풍팬(240)이 구비되어 있다.

이러한 히트 펌프식 냉난방 장치는 상기 각각의 냉매관들(210a, 210b, 210c, 210d)사이에 연결된 4방향 밸브(240)의 구동에 의해 냉매가 순환하는 방향이 바뀌어 냉방 또는 난방을 수행한다.

먼저, 냉방의 경우에는 도 7에서 일점쇄선으로 표시한 바와 같이 냉매의 흐름은 압축기(210) - 실외열교환기(220) - 팽창밸브(230) - 실내 열교환기(110) - 압축기(210)의 방향으로 이루어지며, 이러한 과정에서 압축기(210)에서 압축된 고 온, 고압의 기체 상태의 냉매는 실외열교환기(220)의 응축작용에 의해 응축되어 외부에 열을 방출한 후 저온, 고압의 반 액체 상태로 팽창밸브(230)에 공급된다. 냉매는 팽창밸브(230)를 통과하면서 저온, 저압의 액체가 되고, 이 액체 상태의 냉매가 실내 열교환기(110)의 증발작용에 기체 상태로 변하면서 실내의 열을 흡수하여 냉방이 이루어진다.

반대로 난방의 경우에는 도 7의 점선으로 표시한 바와 같이 냉매의 흐름은 압축기(210)에서 실내 열교환기(110), 팽창밸브(250), 실외열교환기(220), 압축기(210)로 이어지고, 이러한 과정에서 압축기(210)에 의해 고온, 고압의 기체상태의 냉매가 실내 열교환기(110)를 통과하면서 응축되고 이 과정에서 실내에 열을 방출하여 난방이 이루어지고, 냉매는 저온, 고압의 액체 냉매가 된다.

실내 열교환기(110)를 통과한 액체 상태의 냉매는 팽창밸브(250)를 통과하면서 저온, 저압의 액체 상태가 되고, 이는 실외열교환기(220)의 증발 작용에 의해 저온, 저압의 기체 상태가 된다. 이때 실외열교환기(220)는 외부의 열을 흡수하게 된다.

이렇게 구성된 히트 펌프형 냉난방 장치는 실내의 습도를 조절하기 위한 수단(미도시)을 더 구비함으로서 공조기로 사용되고 있으며, 이러한 습도 조절 수단은 실내의 습도에 따라 물을 공급하기 위한 수단과 공급되는 물을 가열하여 실내의 습도를 조절하기 위한 가열 수단이 구비되어 있다.

그러나 이러한 종래의 공조 시스템은 제습을 위해서는 별도의 히터를 구비하여야 하므로 구성이 복잡할 뿐만 아니라 에너지 효율이 낮아지는 단점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 발명된 것으로, 별도의 히터가 필요없이 제습을 수행할 수 있는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매의 열기 또는 냉기를 외부 공기와 열교환하는 실외열교환기와, 냉매가 흐르는 방향을 전환시키는 4방밸브를 포함하여 구성된 실외기와 ; 제어수단을 구비한 냉난방 장치에 있어서, 상기 4방밸브에 연결된 제1냉매 순환관과 상기 실외열교환기에 연결된 제2냉매 순환관 사이에 연결된 제1, 제2냉매관의 중단에 연결되어 응축 또는 증발 작용을 하는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결된 제1, 제2냉매관과 병렬로 연결된 제1, 제2병렬냉매관 사이에 연결된 제2열교환기로 구성된 실내기와 ; 상기 제2열교환기에 연결된 제1병렬냉매관의 중단과 제2순환관 사이에 연결되고, 중단에 밸브가 설치된 제습용 고온가스관과 ; 상기 제1열교환기에 연결된 제2냉매관과 제2열교환기에 연결된 제2병렬냉매관 사이에 병렬로 연결되고, 중단에 밸브가 설치된 제습 병렬관과 ; 상기 제1열교환기에 연결된 제2냉매관과 제2열교환기에 연결된 제2병렬냉매관의 중단에 설치된 제1, 제2팽창밸브와 ; 상기 제2팽창밸브와 병렬로 연결되고, 중단에 일방향밸브가 설치된 우회관 및 ; 제1, 제2냉매관과 제1, 제2병렬냉매관의 중단에 각각 설치된 밸브들을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 일예를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 냉방 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 난방 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 제습 운전상태를 도시한 냉매의 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템의 다른 일예를 도시한 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시한 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템에서 실내열교환기의 부하에 따른 압축기의 구동 상태를 도시한 그래프이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 제습을 위한 장치가 더 구비되어 있다.

이러한 본 발명의 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 실내기(10)에 두 개의 열교환기(11, 12)를 구비하고 있으며, 상기한 제습을 위한 장치로는 냉매의 흐름을 제습 모드로 변환시키기 위한 관(7, 8)을 구비하고 있다.

이렇게 구성된 본 발명의 열교환기가 구비된 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 통상적인 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템과 동일 유사한 구조를 갖는 실외기(20)를 구 비하고 있다.

이러한 실외기(20)는 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축기(2)와, 응축 또는 증발 작용을 하여 냉매의 온기나 열기를 외부로 발산하는 실외열교환기(3)를 포함하고 있으며, 상기 압축기(2)와 실외열교환기(3) 사이에 실내기(10)가 연결되고, 실내기(10)는 제1, 제2열교환기(11, 12)로 구성되어 있다.

상기 제1, 제2열교환기(11, 12)는 서로 병렬로 연결되어 있다.

상기 실외기(20)를 구성하는 압축기(2)에는 도시한 바와 같이, 배출관(21)과 유입관(22)이 연결되어 있고, 이들 유입, 배출관(22, 21)은 4방밸브(4)에 의해 냉매순환관(23, 24)과 연결되어 있어 4방밸브(4)의 유로 개폐 방향에 따라 냉매가 흐르는 방향이 제어되어 냉방 또는 난방을 수행하게 된다.

상기 4방밸브(4)에 연결된 냉매순환관(24)에는 실외열교환기(3)가 연결되어 있다.

상기 실외열교환기(3)는 냉매의 냉기나 온기를 외부로 방출하는 역할을 하는 수단 즉, 냉방시에는 응축기의 역할을 하고 난방시에는 증발기의 역할을 한다.

상기 실외열교환기(3)에 연결된 냉매순환관(25)과, 4방밸브(4)에 연결된 냉매순환관(23) 사이에 상기한 실내기(10)가 연결되어 있다.

즉, 상기 제1, 제2열교환기(11, 12) 각각에 연결된 제1냉매관(111)과 제1병렬냉매관(121)은 상기 냉매순환관(23)과 연결되고, 제2냉매관(112)과 제2병렬냉매관(122)은 상기 냉매순환관(25)과 연결되어 있다.

상기 제1, 제2열교환기(11, 12)에 연결된 냉매관들(111, 112, 121, 122)들의 중단에는 각각 밸브(111a, 112a, 121a, 122a)가 설치되어 있고, 이들 중 제2냉매관(112)과 제2병렬냉매관(122)에는 제1, 제2팽창밸브(5, 6)가 각각 설치되어 있다.

상기 팽창밸브들(5, 6)은 열교환기들(11, 12)과 밸브(112a, 122a)들 사이에 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템은 상기 압축기(2)에 연결된 배출관(24)과 제2열교환기(12)에 연결된 제1병렬냉매관(121) 사이에는 제습용 고온가스관(7)이 연결되고, 상기 제1열교환기(11)에 연결된 제2냉매관(112)과 제2열교환기(12)에 연결된 제2병렬냉매관(122) 사이에는 제습 병렬관(8)이 연결되어 있다.

즉, 상기 제습용 고온가스관(7)은 상기 압축기(2)와 실외열교환기(3) 사이에 연결된 냉매순환관(24)의 중단에 일측 단부가 연결되어 있다.

상기 제습용 고온가스관(7)과 제습 병렬관(8)은 본 발명의 공조시스템이 제습 모드로 작동할 때 냉매가 흐르는 관으로서 각각에는 밸브(7a, 8a)가 구비되어 있다.

상기 제습용 고온가스관(7)과 제1병렬냉매관(121)이 연결되는 부분은 상기 제1팽창밸브(5)와 밸브(121a) 사이이고, 상기 제습 병렬관(8)과 제2병렬냉매관(122)이 연결되는 부분과 상기 제습 병렬관(8)과 제2냉매관(112)이 연결되는 부분 역시 각 팽창밸브(5, 6)와 밸브(112a, 122a) 사이이다.

또한, 상기 제1, 제2팽창밸브(5, 6)들과 병렬로 우회관(51, 61)이 더 설치되어 있으며, 상기 우회관(51, 61)에는 일방향밸브(51a, 61a)가 설치되어 있어 난방 모드에서의 냉매 흐름이 상기 제1, 제2팽창밸브(5, 6)를 우회하여 흐르게 하였다.

본 발명에 따른 공조기의 실외기(20)에 구성된 압축기(2)는 도 5에 도시한 바와 같이 두 개의 압축기(2a, 2b)를 병렬로 연결하여 구성될 수 있다.

이와 같이 제1, 제2압축기(2a, 2b)를 병렬로 연결하고 제2압축기(2b)와 연결된 냉매관에 밸브(26)를 설치하여 밸브의 개폐를 자동으로 조절되게 함으로서 실내기(10)의 부하에 따라 전체 압축기(2)의 출력을 조절할 수 있게 하였다.

또한, 상기 제1압축기(2a)는 인버터압축기를 사용하고, 제2압축기(2b)는 정속형압축기를 사용함으로서 도 6에 도시한 바와 같이 실내기(10)의 부하가 작은 경우에는 제1압축기(2a)만을 구동시키고, 실내기(10)의 부하가 소정치 이상일 경우에는 제2압축기(2b)가 구동되는 상태에서 제1압축기(2a)의 구동을 제어하여 실내기(10)의 부하에 적응 할 수 있게 하였다.

상기와 같이 구성된 공조시스템에 있어서, 상기 제1, 제2팽창밸브(5, 6)들은 도 2에 도시한 바와 같이 냉방시에만 작동을 하는 팽창밸브이고, 난방시에는 난방용 팽창밸브(9)가 작동하게 된다.

즉, 상기 제1, 제2팽창밸브(5, 6)들이 난방시 작동하게 되면 이들의 팽창 작용에 의해 냉매가 저온, 저압의 액체로 상변화를 일으키게 됨으로서 난방 효율이 낮아지게 되므로 난방시에는 이들 제1, 제2팽창밸브(5, 6)를 우회하여 우회관(51, 61)으로 냉매가 통과되게 하고 이렇게 통과한 냉매가 상기 실외열교환기(3)로 공급되기 직전에 팽창시켜 실외열교환기(3)에 공급한다. 이렇게 하기 위해 도시한 바와 같이 실외열교환기(3)의 일측에 연결된 냉매순환관(25)에 난방용 팽창밸브(9)를 설 치하였다.

이 난방용 팽창밸브(9)는 가능한 실외열교환기(3)와 인접되게 설치하여야 하고, 냉방시 냉매가 이 난방용 팽창밸브(9)를 통과하지 않도록 우회관(91)을 난방용 팽창밸브(9)와 병렬로 설치하였으며, 이 우회관(9)에는 냉매의 일방향으로만 흐르게 하는 일방향밸브(91a)가 설치되어 있다.

성기 일방향밸브(91a)는 냉매가 실외열교환기(3)로부터 제1, 제2팽창밸브(5, 6)를 향하는 방향으로만 흐르게 한다.

또한, 상기 난방용 팽창밸브(9)의 제1, 제2열교환기(11, 12)와 연결되는 부분과, 상기 제1, 제2팽창밸브(5, 6)들의 제1, 제2열교환기(11, 12)와 연결되는 부분에는 일방향밸브(미도시)를 더 설치함으로서 난방시에는 냉매가 상기 제1, 제2열교환기(11, 12)를 통과하지 못하게 하고, 냉방시에는 냉매가 상기 난방용 팽창밸브(9)를 통과하지 못하게 할 수 있다.

상기에서 설명한 각각의 밸브들(8a, 111a, 112a, 121a, 122a)은 전기 신호에 의해 작동하는 전자 밸브이고, 이들의 제어는 제어수단에 의해 이루어지며, 이러한 제어수단은 통상적으로 공조기에서 사용하는 것과 동일 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 도시되지 않고 설명되지 않은 밸브들이 더 구비될 수 있으나 이러한 밸브들은 후술하는 과정에서 냉매r 흐르는 방향을 알수 있고 이렇게 냉매의 흐르는 방향에 따라 미설명된 밸브들이 더 설치될 수 있다.

다만, 이하에서는 운전 방법에 따른 밸브의 작동상태나 순서들을 고려하여 본 발명에 따른 공조시스템의 작용을 설명한다.

먼저 냉방시에는 도 2에 도시한 바와 같이 냉매의 유로가 형성된다.

즉, 4방밸브(4)가 작동하여 압축기(2)의 배출관(21)은 냉매순환관(24)과 연결되고, 유입관(22)은 냉매순환관(23)과 연결된다.

이때 제습용 고온가스관(7)과 제습 병렬관(8)에 설치된 밸브(7a, 8a)는 폐쇄된 상태가 되고, 나머지 밸브(111a, 112a, 121a, 122a)는 개방된 상태가 된다.

이렇게 밸브들이 개폐된 상태에서 냉매의 흐름은 압축기(2) - 실외열교환기(3) - 우회관(91) - 제1, 제2팽창밸브(5, 6) - 제1, 제2열교환기(11, 12) - 압축기(2)의 방향으로 이루어지며, 이러한 과정에서 압축기(2)에서 압축된 고온, 고압의 기체 상태의 냉매는 실외열교환기(3)의 응축작용에 의해 응축되어 외부에 열을 방출한 후 저온, 고압의 반 액체 상태로 팽창밸브들(5, 6)에 공급된다.

냉매는 팽창밸브(5, 6)를 통과하면서 저온, 저압의 액체가 되고, 이 액체 상태의 냉매가 제1, 제2열교환기(11, 12)의 증발작용에 의해 기체 상태로 변하면서 실내의 열을 흡수하여 냉방이 이루어진다.

난방시에는 도 3에 도시한 바와 같이 냉매의 유로가 형성된다.

즉, 4방밸브(4)가 작동하여 압축기(2)의 배출관(21)은 냉매순환관(23)과 연결되고, 유입관(22)은 냉매순환관(24)과 연결된다.

이렇게 밸브들이 개폐된 상태에서 냉매의 흐름은 압축기(2) - 제1, 제2열교환기(11, 12), - 우회관(51, 61) - 난방용 팽창밸브(9) - 실외열교환기(3) - 압축기(2)로 이어지고, 이러한 과정에서 압축기(2)에 의해 고온, 고압의 기체상태의 냉매가 제1, 제2열교환기(11, 12)를 통과하면서 응축되고 이 과정에서 실내에 열을 방출하여 난방이 이루어지고, 냉매는 저온, 고압의 액체 냉매가 된다.

제1, 제2열교환기(11, 12)를 통과한 액체 상태의 냉매는 우회관(51, 61)을 통해 이동함으로서 제1, 제2팽창밸브(5, 6)를 우화하게 되고, 이렇게 우화관(51, 61)을 통과한 냉매는 난방용 팽창밸브(9)를 통과하면서 저온, 저압의 액체 상태가 되고, 이는 실외열교환기(3)의 증발 작용에 의해 저온, 저압의 기체 상태가 된다. 이때 실외열교환기(3)는 외부의 열을 흡수하게 된다.

다음은 제습 과정에 대한 설명으로 도 4에 도시한 바와 같이 냉매의 유로가 형성된다.

즉, 4방밸브(4)는 상기 냉방시와 동일하게 작동하여 압축기(2)의 배출관(21)과 냉매수놘관(24)이 연결되고, 유입관(22)은 냉매순환관(23)과 연결된다.

이때 제습용 고온가스관(7)과 제습 병렬관(8)에 설치된 밸브(7a, 8a)는 개방되고, 나머지 밸브(111a, 112a, 121a, 122a)는 폐쇄된다.

이렇게 밸브들이 개폐된 상태에서 냉매의 흐름은 압축기(2) - 제1열교환기(12) - 우회관(61) - 제습 병렬관(8) - 제1팽창밸브(5) - 제1열교환기(11) - 압축기(2)의 방향으로 이루어지며, 이러한 과정에서 압축기(2)에서 압축된 고온, 고 압의 기체 상태의 냉매는 제2열교환기(12)에 직접 공급되고 이렇게 제2열교환기(12)에 공급된 냉매는 외부에 열을 방출하여 실내 온도를 높이고, 이에 따라 실내의 공기 중 수분이 증발하게 된다.

제2열교환기(12)를 통과한 냉매는 제1팽창밸브(5)를 통과하면서 저온, 저압의 액체 상태가 되고, 이 냉매는 다시 제1열교환기(11)에 의한 증발작용에 의해 기체 상태로 변하면서 실내의 공기를 냉각시키고, 이에 따라 실내의 공기 중에 포함된 수분이 응축되고 이렇게 수분이 응축된 공기가 송풍팬에 의해 외부로 배출됨으로서 실내 공기의 습도가 조절된다.

즉, 제습 모드에서는 실내기(10)를 구성하는 두 개의 열교환기들(11, 12)중 제2열교환기(12)는 발열수단의 역할을 하여 상기 제1열교환기(11)의 냉각 작용에 의해 실내의 온도가 낮아지는 것을 방지하고, 상기 제2열교환기(11)는 냉각수단의 역할을 하여 공기 중의 수분을 응축시키는 역할을 한다. 물론 이때 송풍팬(미설명)의 구동에 의해 습기를 머금은 공기가 외부로 배출되게 된다.

상기의 냉난방은 물론 제습 과정에서 실내기(10)와 실외기(20)에 각각 구비된 송풍팬이 지속적으로 구동함으로서 실내의 공기가 순환되고, 실외열교환기(3)의 열기나 냉기가 외부로 배출된다.

또한, 상기와 같은 과정에 의해 냉방, 낭방 또는 제습이 이루어지는 과정에서 도 5에 도시한 바와 같이 두 대의 제1, 제2압축기(2a, 2b)가 병렬로 연결된 압축기(2)를 구비한 경우에는 실내기(10)의 부하에 따라 제1, 제2압축기(2a, 2b) 중 어느 하나만이 작동되게나 또는 두 개 모두 작동될 수 있다.

바람직하게는 두 압축기들(2a, 2b)중 어느 하나는 인버터압축기를 사용하고, 나머지 하나는 정속형 압축기를 사용하고, 실내기(10)의 부하에 따라 두 개의 압축기를 구동하되 도 6에 도시한 바와 같이, 인버터형 압축기를 먼저 구동시켜 실내기(10)의 부하에 따라 출력을 조절하고, 실내기(10)의 부하가 소정치 이상 즉, 인버터압축기의 용량을 넘게 되면, 정속형압축기를 구동시킨다.

이때, 정속형압축기가 최대 출력으로 구동되는 상태에서 부족한 부하량 만큼을 인버터 압축기가 보충하여 구동되게 함으로서 인버터 압축기에 의해 전체 압축기의 최대 출력을 조절할 수 있고 이에 따라 압축기의 구동에 소요되는 전력을 절감할 수 있다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명은 응축 또는 증발 작용을 하는 두 개의 열교환기를 병렬로 연결하여 실내기를 구비하고, 일측의 실내 열교환기에 병렬로 제습용 고온가스관을 설치하여 냉매의 흐름을 제어하여 어느 하나의 실내 열교환기가 제열 기능을 수행하게 함으로서 제습시에 제열을 위한 별도의 히터를 사용하지 않고도 제습 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 문언에 의해서만 제한 해석될 수 있다.

Claims

냉매를 압축하는 압축기(2)와, 냉매의 열기 또는 냉기를 외부 공기와 열교환하는 실외열교환기(3)와, 냉매가 흐르는 방향을 전환시키는 4방밸브(4)를 포함하여 구성된 실외기(20)와 제어수단을 구비한 냉난방 장치에 있어서,

상기 4방밸브(4)에 연결된 냉매순환관(23)과 상기 실외열교환기(3)에 연결된 냉매순환관(25) 사이에 연결된 제1, 제2냉매관(111, 112)의 중단에 연결되어 응축 또는 증발 작용을 하는 제1열교환기(11)와, 상기 제1열교환기(11)에 연결된 제1, 제2냉매관(111, 112)과 병렬로 연결된 제1, 제2병렬냉매관(121, 122)에 사이에 연결된 제2열교환기(12)로 구성된 실내기(10)와 ;

상기 제2열교환기(12)에 연결된 제1병렬냉매관(121)의 중단과 상기 압축기(2)에 연결된 배출관(24) 사이에 연결되고, 중단에 밸브(7a)가 설치된 제습용 고온가스관(7)과 ;

상기 제1열교환기(11)에 연결된 제2냉매관(112)과 제2열교환기(12)에 연결된 제2병렬냉매관(122) 사이에 병렬로 연결되고, 중단에 밸브(8a)가 설치된 제습 병렬관(8)과 ;

상기 제1열교환기(11)에 연결된 제2냉매관(112)과 제2열교환기(12)에 연결된 제2병렬냉매관(122)의 중단에 설치된 제1, 제2팽창밸브(5, 6)와 ;

상기 제2팽창밸브(6)와 병렬로 연결되고, 중단에 일방향밸브(61a)가 설치된 우회관(61) 및 ;

제1, 제2냉매관(111, 112)과 제1, 제2병렬냉매관(121, 122)의 중단에 각각 설치된 밸브들(111a, 112a, 121a, 122a)을 포함하는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 실외기(20)에 구성된 압축기(2)는 배출관(21)과 유입관(22) 사이에 연결된 제1압축기(2a)와 ;

상기 제1압축기(2a)와 병렬로 연결된 제2압축기(2b)로 구성됨을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 제1압축기(2a)와 제2압축기(2b)를 연결하는 연결관에는 밸브(26)가 더 구비됨을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 제1압축기(2a)는 실내기(10)의 부하에 따라 출력이 변하는 인버터형압축기이고, 제2압축기(2b)는 실내기의 부하에 무관하게 정속으로 구동하는 정속형압축기임을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 실외열교환기(3)의 일측에 연결된 냉매순환관(25)에는 난방용 팽창밸브(9)가 더 구비되고, 상기 난방용 팽창밸브(9)와 병렬로 연결된 우회관(91)의 중단에는 일방향밸브(91a)가 설치됨을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 히트펌프형 공조시스템.