KR100830462B1 - 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 증가하는 공조부하에 따른 대응을 효율적으로 하고, 공조부하 뿐만 아니라 다양한 부하에 대한 요구에도 효율적으로 대응할 수 있으며, 에너지 소비 효율을 저감할 수 있도록 하는 공기조화시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화시스템은, 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 흡입하여 열교환이나 필터링을 하여 실내로 토출함으로써 실내공간의 환기, 공기정화 및 냉난방을 선택적으로 수행하는 적어도 하나의 공조유닛; 상기 공조유닛으로 열을 공급하거나 상기 공조유닛으로부터 열을 회수함으로써 상기 공조유닛이 실내공간의 냉난방을 수행하도록 하는 적어도 하나의 실외유닛; 및 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나가 구동되도록 에너지를 공급하고, 상기 에너지를 발생함에 따라 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛으로 공급하여 난방 효율을 높이도록 하는 적어도 하나의 에너지발생유닛을 포함한다.

Description

공기조화시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 제6실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 제8실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 제9실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 제10실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 제11실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 12는 본 발명의 제12실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 13은 본 발명의 제13실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도 면.

도 14는 본 발명의 제14실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

도 15는 본 발명의 제15실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 나타낸 도면.

<도면에 사용된 주요 부호의 설명>

100 : 공조유닛 108 : 실내열교환기

109 : 예열교환기 200 : 실외유닛

201 : 압축기 202 : 실외열교환기

203 : 팽창장치 300 : 에너지발생유닛

300a: 코제너레이션 유닛 300b: 엔진유닛

410 : 저장탱크 420 : 공급탱크

430 : 난방유닛 10 : 냉매관

30 : 액관 50 : 공급관

70 : 복귀관 D : 분배유닛

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 빌딩 등과 같은 건물의 환기, 공기정화 및 냉난방을 수행하는 공기조화시스템의 에너지 소비 효율 을 향상시키도록 하는 공기조화시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화시스템은 실외 측에 설치된 실외기를 이용하여 냉매의 상변화 현상을 통해 실내를 냉난방 및 환기하는 장치로서 일반 건물의 공기조화 설비로 사용되고 있다.

이러한 종래의 공기조화시스템은 실내의 공기를 실외로 배출시키고 실외의 신선한 공기를 실내로 공급함으로써 기본적으로 환기의 기능을 수행하며, 실외로부터 흡입된 공기를 열교환 시켜 실내로 공급함으로써 냉난방의 기능을 수행하고, 실내로 공조된 공기를 공급할 때 필터 등에 의해 필터링시켜 공급함으로써 공기정화 기능도 수행한다.

이러한 종래의 공기조화시스템을 구동하는 에너지원으로 발전소 등에서 공급되는 전기에너지를 이용할 수도 있고, 건물 자체에서 발전 설비를 구비하도록 하여 자체 발전으로부터 생산되는 전기에너지를 이용할 수도 있으며, 전기에너지 대신 기계적인 동력을 이용하여 실외기의 압축기를 직접 구동하도록 하는 것도 가능하다.

그러나, 이와 같은 종래의 공기조화시스템은 공조부하가 증가함에 따라, 특히 난방의 경우 난방을 위한 별도의 장치를 추가하여 난방 부하에 맞는 공조를 수행하도록 하므로, 난방을 위한 별도의 장치를 추가함에 따라 별도의 운전 비용이 더 추가되어 전체적인 운전 비용 등이 과다하게 소요된다는 문제점이 있었다.

또한 공기조화시스템을 구동하기 위한 에너지의 소비가 과다한데 대해 쓸데없이 낭비되는 에너지를 유용하게 회수할 수 있는 방법이 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 증가하는 공조부하에 따른 대응을 효율적으로 하고, 공조부하 뿐만 아니라 다양한 부하에 대한 요구에도 효율적으로 대응할 수 있으며, 에너지 소비 효율을 저감할 수 있도록 하는 공기조화시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화시스템은, 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 흡입하여 열교환이나 필터링을 하여 실내로 토출함으로써 실내공간의 환기, 공기정화 및 냉난방을 선택적으로 수행하는 적어도 하나의 공조유닛; 상기 공조유닛으로 열을 공급하거나 상기 공조유닛으로부터 열을 회수함으로써 상기 공조유닛이 실내공간의 냉난방을 수행하도록 하는 적어도 하나의 실외유닛; 및 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나가 구동되도록 에너지를 공급하고, 상기 에너지를 발생함에 따라 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛으로 공급하여 난방 효율을 높이도록 하는 적어도 하나의 에너지발생유닛을 포함한다.

또한, 상기 에너지발생유닛은, 발전을 통해 얻은 전기에너지를 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나에 공급하며, 발전 과정에서 발생하는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 코제너레이션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛은, 소정의 연료를 연소하여 동력을 발생시켜 상 기 실외유닛에 전달하며, 동력 발생과정에서 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 엔진유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조유닛은, 실내와 연통되는 흡입구 및 토출구, 실외와 연통되는 흡기구 및 배기구가 구비되는 케이스; 상기 케이스 내부에 구비되어 실내 공기를 실외로 배기시키고 실외 공기를 흡입하여 실내로 토출시키는 적어도 하나의 팬; 상기 케이스 내부의 일측에 구비되며 상기 에너지발생유닛과 연결되어 상기 에너지발생유닛이 공급하는 열에 의해 주변 공기와 열교환이 이루어지는 적어도 하나의 예열교환기; 및 상기 케이스 내부의 타측에 구비되며 상기 실외유닛과 연결되는 적어도 하나의 실내열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실외유닛은, 냉매를 압축하는 압축기; 냉매를 팽창시키는 팽창장치; 열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기; 상기 압축기와 상기 실내열교환기를 연결하는 냉매관; 및 상기 팽창장치와 상기 실내열교환기를 연결하는 액관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛과 상기 예열교환기를 연결하며 상기 에너지발생유닛에서 회수한 열에 의해 가열된 유체가 상기 예열교환기로 공급되도록 하는 공급관과, 상기 예열교환기와 상기 에너지발생유닛을 연결하며 상기 예열교환기에서 열교환된 유체가 상기 에너지발생유닛으로 복귀되도록 하는 복귀관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조유닛이 복수개 구비되는 경우, 상기 적어도 하나의 에너지발생유닛과 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기에 연결되어 유체의 공급을 분배 및 제어하며, 상기 적어도 하나의 실외유닛과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기에 연결되어 냉매의 공급을 분배 및 제어하는 분배유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배유닛은, 상기 실외유닛의 냉매관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지냉매관과, 상기 실외유닛의 액관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지액관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실외유닛이 복수개 구비되는 경우, 상기 분배유닛은, 상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과, 상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배유닛은, 상기 복수개의 냉매관과 상기 복수개의 분지냉매관을 연결하는 공통냉매관과, 상기 복수개의 액관과 상기 복수개의 분지액관을 연결하는 공통액관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배유닛은, 상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와, 상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배유닛은, 상기 복수개의 냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와, 상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름 을 제어하는 분지제어밸브와, 상기 복수개의 액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브와, 상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분배유닛은, 상기 적어도 하나의 에너지발생유닛의 공급관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과, 상기 적어도 하나의 에너지발생유닛의 복귀관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛이 복수개 구비되는 경우, 상기 복수개의 에너지발생유닛 각각에 연결되어 상기 각 에너지발생유닛에서 가열된 유체가 흐르며 상기 공급관과 연결되는 복수개의 고온관과, 상기 복수개의 에너지발생유닛 각각에 연결되어 상기 복귀관과 연결되는 복수개의 저온관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 분지공급관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 공급밸브와, 상기 복수개의 분지복귀관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 복귀밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 고온관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 고온측 밸브와, 상기 복수개의 저온관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 저온측 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛으로부터 회수된 열에 의해 가열된 유체가 저장되며 상기 공급관과 연결되어 상기 공급관을 통해 가열된 유체를 공급하는 저장탱크 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저장탱크로부터 가열된 유체를 공급받아 급탕 공급 및 바닥난방 중 적어도 하나를 수행하는 난방유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화시스템은, 실내열교환기를 구비하여 흡입한 실외공기를 열교환 하여 실내로 토출함으로써 실내공간의 환기, 공기정화 및 냉난방을 선택적으로 수행하는 적어도 하나의 공조유닛; 상기 실내열교환기와 연결되는 냉매관을 구비하여 상기 냉매관을 통해 상기 실내열교환기로 열을 공급하거나 회수함으로써 상기 공조유닛이 실내공간의 냉난방을 수행하도록 하는 적어도 하나의 실외유닛; 소정의 가열된 유체에 의해 급탕 및 바닥난방 중 적어도 하나를 수행하는 적어도 하나의 난방유닛; 상기 공조유닛 내부에 구비되며 상기 난방유닛으로부터 유체를 공급받아 상기 공조유닛에서 흡입한 실외공기가 예열되도록 하는 적어도 하나의 예열교환기; 상기 냉매관 상에 설치되고 상기 예열교환기를 통과한 유체가 상기 냉매관을 유동하는 냉매와 열교환 되어 상기 난방유닛으로 공급되도록 하는 적어도 하나의 열교환장치를 포함한다.

또한, 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나가 구동되도록 에너지를 공급하고, 상기 에너지를 발생함에 따라 생성되는 열에 의해 상기 난방유닛으로 공급되는 유체를 가열하도록 하는 적어도 하나의 에너지발생유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛은, 발전을 통해 얻은 전기에너지를 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나에 공급하며, 발전 과정에서 발생하는 열을 회수하 여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 코제너레이션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에너지발생유닛은, 소정의 연료를 연소하여 동력을 발생시켜 상기 실외유닛에 전달하며, 동력 발생과정에서 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 엔진유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실외유닛은, 냉매를 압축하는 압축기; 냉매를 팽창시키는 팽창장치; 열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기; 상기 압축기와 상기 실내열교환기를 연결하며 상기 열교환장치가 설치되는 냉매관; 및 상기 팽창장치와 상기 실내열교환기를 연결하는 액관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난방유닛과 상기 예열교환기를 연결하며 상기 난방유닛으로 공급되는 유체 또는 상기 난방유닛을 통과한 유체가 상기 예열교환기로 공급되도록 하는 공급관과, 상기 예열교환기에서 상기 열교환장치를 통과하여 상기 난방유닛으로 연결되며, 상기 예열교환기를 통과한 유체가 상기 열교환장치에서 열교환되어 상기 난방유닛으로 복귀하도록 하는 복귀관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조유닛이 복수개 구비되는 경우, 상기 냉매관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지냉매관과, 상기 액관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지액관과, 상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과, 상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며, 상기 각 분지복귀관을 통해 복 귀하는 유체가 상기 복귀관을 통해 상기 열교환장치에서 열교환 되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조유닛 및 상기 실외유닛이 각각 복수개 구비되는 경우, 상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과, 상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관과, 상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과, 상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며, 상기 열교환장치는 상기 복수개의 냉매관 또는 상기 복수개의 분지냉매관 상에 공통으로 설치되며, 상기 각 분지복귀관을 통해 복귀하는 유체가 상기 열교환장치에서 열교환 되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조유닛 및 상기 실외유닛이 각각 복수개 구비되는 경우, 상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과, 상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관과, 상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과, 상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며, 상기 열교환장치는 상기 복수개의 냉매관 또는 상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되며, 상기 각 분지복귀관을 통해 복귀하는 유체가 상기 각 열교환장치에서 각각 열교환 되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분지냉매관 각각에 구비되어 냉매의 유동을 제어하는 제어밸 브와, 상기 분지액관 각각에 구비되어 냉매의 유동을 제어하는 개폐밸브와, 상기 분지공급관 각각에 구비되어 유체의 유동을 제어하는 공급밸브와, 상기 분지복귀관 각각에 구비되어 유체의 유동을 제어하는 복귀밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 냉매관과 상기 복수개의 분지냉매관을 연결하는 하나의 공통냉매관과, 상기 복수개의 액관과 상기 복수개의 분지액관을 연결하는 하나의 공통액관과, 상기 복수개의 냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와, 상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지제어밸브와, 상기 복수개의 액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브와, 상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 공기조화시스템에 관한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 내지 도 15는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제1실시예 내지 제15실시예를 각각 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템은, 실내 측에 설치되는 공조유닛(100)과, 실외 측에 설치되는 실외유닛(200), 그리고 에너지발생유닛의 하나로서 코제너레이션 유닛(300a)을 포함하여 이루어진다.

상기 공조유닛(100)은 건물 내부의 실내공간의 일측에 설치되거나 천정 내부 또는 외부에 설치되는 케이스(101)와, 상기 케이스(101)의 일단부에 마련되어 실내공간과 연통되며 실내공간으로부터 실내공기가 흡입되는 흡입구(102)와, 상기 케이스(101)의 타단부에 마련되어 실내공간과 연통되며 실내공간으로 공조된 공기가 토출되는 토출구(103)가 마련된다. 여기서 흡기구(104)를 통해 흡입된 실외공기만이 열교환되어 토출되는 것은 아니고 흡입구(102)를 통해 흡입된 실내공기의 일부가 흡기구(104)를 통해 흡입된 실외공기와 섞여서 열교환 된 후 토출될 수 있으며, 이는 이하의 모든 공조유닛에서 동일하다.

또한 상기 케이스(101)의 일측에는 실외와 연통되고 상기 흡입구(102)를 통해 흡입된 실내공기가 실외로 배기되는 배기구(105)와, 실외와 연통되어 실외의 공기가 상기 케이스(101) 내부로 흡입되는 흡기구(104)가 마련된다.

상기 흡입구(102) 및 배기구(105)를 통한 공기의 유동은 흡입팬(106)을 통해 이루어지고, 상기 흡기구(104) 및 토출구(103)를 통한 공기의 유동은 토출팬(107)을 통해 이루어진다. 이하의 공조유닛에서는 공기의 순환을 위한 장치로서 흡입팬(106)과 토출팬(107)의 두 가지가 모두 구비된 경우에 관하여 도시하였으나, 케이스(101) 내부의 적절한 위치에 하나의 팬을 장착함으로써 상기와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 물론 필요하다면 3개나 4개 이상의 팬을 설치하는 것도 가능하다.

한편, 상기 케이스(101) 내부에는 상기 흡기구(104)를 통해 케이스(101) 내부로 유입된 실외공기 및 상기 흡입구(102)를 통해 흡입된 실내공기 중 실외로 배출되지 못한 일부 공기가 토출구(103) 쪽으로 유동하면서 열교환되도록 하는 실내열교환기(108)와, 상기 실내열교환기(108)를 공기가 통과하기 전에 이물질 등이 여 과되도록 하는 필터(F), 그리고 실내공간의 습도 조절을 위한 가습부재(H) 등이 구비될 수 있다. 상기 필터(F)와 가습부재(H)는 사용자가 선택적으로 설치할 수도 있고 제외시킬 수도 있다.

상기 공조유닛(100)의 내부에는 흡기구(104)를 통해 흡입된 실외공기가 상기 실내열교환기(108)를 통과하기 전에도 예열되도록 하여 난방 능력을 더욱 높이도록 하는 예열교환기(109)가 설치된다.

상기 실내열교환기(108)와 연결되어 열의 순환이 이루어지도록 하는 것이 상기 실외유닛(200)이고, 상기 예열교환기(109)와 연결되어 열의 이동이 이루어지도록 하는 것이 상기 코제너레이션 유닛(300a)이다. 물론 상기 코제너레이션 유닛(300a)은 상기 기능 외에도 전기 에너지의 발생 및 공급이라는 기능을 더 가지고 있다.

상기 실외유닛(200)은 냉매를 압축하는 압축기(201)와, 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기(202), 그리고 냉매를 팽창시키는 팽창장치(203)를 포함하며, 상기 압축기(201)와 상기 실내열교환기(108)를 연결하는 배관이 냉매관(10)이고, 상기 실내열교환기(108)와 상기 팽창장치(203)를 연결하는 배관이 액관(30)이다. 여기서 상기 압축기(201)는 공조부하에 대응하여 냉난방의 능력을 가변할 수 있도록 용량가변 압축기를 사용하도록 함이 바람직하다.

또한 상기 실외유닛(200)은 상기 공조유닛(100)이 냉방운전을 하는 경우와 난방운전을 하는 경우에 따라 냉매의 방향을 바꾸어야하는데, 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(201)의 토출 측에 절환밸브(205)를 구비하고 있다. 상기 절 환밸브(205)는 난방일 때에는 압축기(201)에서 토출되는 냉매가 실내열교환기(108) 쪽으로 먼저 유입되도록 냉매의 방향을 정하고, 냉방일 때에는 압축기(201)에서 토출되는 냉매가 실외열교환기(202)로 먼저 유입되도록 냉매의 방향을 절환하도록 함으로써 냉방과 난방을 결정하는 역할을 한다. 이하의 본 발명에 관한 도면에서는 도면 상의 간결성을 위해 절환밸브에 관한 구성은 생략하고 기본적으로 포함되어 있는 것으로 가정하도록 한다.

상기 팽창장치(203)는 이론적으로는 하나만 있으면 되지만 실제로는 냉방과 난방의 절환에 따라 냉매를 팽창시켜 주어야 하는 위치가 달라지는 관계상 도 1에 도시된 바와 같이 난방시에 냉매의 팽창을 수행하는 실외측 팽창장치(203)와, 냉방시에 냉매의 팽창을 수행하는 실내측 팽창장치(204)로서 구비되도록 함이 바람직하다. 실외측 팽창장치(203)가 팽창 기능을 수행할 때 실내측 팽창장치(204)는 개도를 완전히 개방하여 냉매가 팽창 없이 통과할 수 있도록 하고, 반대로 실내측 팽창장치(204)가 팽창 기능을 수행할 때 실외측 팽창장치(203)도 개도를 완전히 열어서 냉매가 그냥 통과할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템은, 상기 코제너레이션 유닛(300a)과 상기 예열교환기(109)를 연결하며 상기 코제너레이션 유닛(300a)에서 가열된 유체가 상기 예열교환기(109)로 공급되도록 하는 공급관(50)과, 상기 예열교환기(109)를 통과한 유체가 다시 상기 코제너레이션 유닛(300a) 측으로 복귀하도록 하는 복귀관(70)를 더 포함하며, 상기 공급관(50) 상에 설치되어 상기 코제너레이션 유닛(300a)으로부터 가열된 유체가 일시 저장되는 저장탱크(410)와, 상기 복 귀관(70) 상에 설치되어 상기 코제너레이션 유닛(300a)으로 유체 공급이 되기 전에 저온의 유체가 일시 저장되는 공급탱크(420)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 코제너레이션 유닛(300a)은 전기에너지를 발생하는 발전장치(301)와, 상기 발전장치(301)의 발전 과정에서 생성되어 배기되는 열을 회수하는 배기열회수장치(302)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 발전장치(301)는, 예컨대 가스터빈이나 디젤엔진 등의 원동기 기관이나 연료전지 등을 사용할 수 있고, 상기 배기열회수장치(302)는 상기 가스터빈이나 디젤엔진, 또는 연료전지 등에서 발생하는 배기열과 유체를 열교환 하도록 하여 상기 배기열에 의해 유체가 가열되도록 하는 열교환기구 등이 사용될 수 있다.

상기 발전장치(301)에서 생산되는 전기에너지는 상기 실외유닛(200)의 압축기(201)와 공조유닛(100)의 전기장치 등에 공급되고 상기 팽창장치(203, 204)가 전자팽창밸브인 경우에는 상기 팽창장치(203, 204)에도 공급되어 상기 각 장치들이 구동되도록 하는 원동력을 제공한다.

상기 배기열회수장치(302)는 상기 발전장치(301)의 발전 과정에서 발생하는 배기열을 회수하여 상기 공급탱크(420)로부터 저온관(306)을 통해 공급되는 저온의 유체에 전달하는 역할을 하며, 상기와 같이 열전달 또는 열교환에 의해 가열된 유체는 고온관(304)을 따라 상기 저장탱크(410)에 일시 저장된다.

상기 저장탱크(410)에 저장된 가열된 유체는 공급관(50)을 따라 상기 예열교환기(109)로 공급됨으로써 상기 공조유닛(100)에서 더욱 높은 효율의 공조가 가능 하고 또 실외로부터 흡입하는 실외공기의 양을 더욱 증가시켜 실내로 공급할 수 있어 더 큰 부하에 대한 대응이 가능하다는 특징이 있다.

한편, 상기 저장탱크(410)에 저장된 유체는 상기 공급관(50)을 통해 상기 예열교환기(109)로 공급될 뿐만 아니라 제1유체공급관(411)을 통해 난방유닛(430)으로도 공급될 수 있다.

상기 난방유닛(430)은 급탕이나 바닥난방 등을 수행하는 장치로서 급탕의 경우 상기 저장탱크(410)에 저장된 유체에 의해 건물 내의 샤워장치나 세면장치 등에 급탕 공급이 가능하도록 하며, 바닥난방의 경우 상기 저장탱크(410)에 저장된 유체에 의해 건물 내의 바닥난방이 필요한 부분에 바닥난방이 이루어지도록 하는 기능을 한다. 여기서 상기 유체는 사용자에게 직접 공급되는 물이 될 수도 있고, 또는 상기 유체에 의해 열교환된 물이 사용자에게 공급되도록 하는 것도 가능하다.

따라서 도 1에 도시된 공조유닛의 작동에 관하여 설명하면, 냉방시에는 압축기(201)에서 압축된 냉매가 실외열교환기(202)에서 응축되어 액관(30)을 따라 실내측 팽창장치(204)에서 팽창된 후 실내열교환기(108)에서 증발하여 냉기를 발생하며 흡기구(104)를 통해 흡입되는 실외공기가 상기 실내열교환기에서 열교환되어 차갑게 된 후에 실내공간으로 토출되어 냉방이 이루어지고, 이때 예열교환기로 유체의 이동이 없도록 하여 상기 예열교환기에서는 공기의 예열교환이 이루어지지 않도록 함이 바람직하다.

그리고 난방시에는 상기 저장탱크(410)에서 공급되는 가열된 유체에 의해 예열교환기(109)에서 발열이 일어나고, 또 실외유닛(200)에서도, 압축기(201)에서 압 축된 냉매가 곧바로 냉매관(10)을 따라 실내열교환기(108)로 유입되어 발열이 이루어져, 결국 흡기구(104)를 통해 유입되는 실외공기는 상기 예열교환기(109)에서 열교환되고 또 상기 실내열교환기(108)에서 다시 한 번 열교환되어 더욱 효과적인 난방이 이루어지도록 할 수 있고, 난방 능력이 더욱 증가하여 더 큰 부하에도 대응할 수 있다.

도 1에서는 본 발명의 제1실시예의 에너지발생유닛의 예로서 코제너레이션 유닛이 채용된 경우에 관하여만 도시하고 있으나, 상기 코제너레이션 유닛 대신 후술할 엔진유닛을 사용하는 것도 가능하다. 엔진유닛을 사용하는 경우에는 전기에너지를 실외유닛에 공급하는 대신 실외유닛의 압축기를 기계적 동력으로 직접 구동하는 것이 특징이다.

또한, 상기 에너지발생유닛(코제너레이션유닛(300a) 또는 엔진유닛, 상기 엔진유닛은 그 특성상 실외유닛과 근접하여 설치될 수밖에 없다)과 실외유닛(200)을 근접하여 배치시키거나, 상기 저장탱크(410)를 상기 실외유닛(200)과 근접하여 배치시키는 경우, 겨울철에 실외열교환기에서 냉매의 증발이 일어나는 과정에서 발생하는 착상현상을 제거하기 위한 제상운전을 별도로 할 필요가 없다. 왜냐하면 상기 에너지발생유닛 또는 상기 저장탱크로부터 주변으로 발산되는 열에 의해 착상이 잘 일어나지 않게 되기 때문이다.

따라서 겨울철에 제상운전을 하는 경우 난방이 중단되는 경우가 생기는데, 본 발명의 경우에는 그러한 난방 중단의 우려 없이 연속적인 난방이 가능하여 쾌적한 난방이 가능하다는 특징이 있다. 이는 이하의 거의 모든 실시예에서 동일하게 적용된다.

한편, 미설명 부호 303은 폐열회수장치에 관하여 도시한 것이다.

도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예의 경우에 대해 공조유닛이 복수개 구비되는 경우에 관하여 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템은 복수개의 공조유닛(110, 120, 130), 실외유닛(200), 에너지발생유닛(코제너레이션 유닛(300a)) 및 난방유닛(430) 등을 포함하며, 상기 코제너레이션 유닛(300a) 및 실외유닛(200)과 상기 복수개의 공조유닛(110, 120, 130) 사이에 분배유닛(D)을 더 포함한다.

상기 공조유닛(110, 120, 130) 각각의 구성과 실외유닛(200), 코제너레이션 유닛(300a), 그리고 난방유닛(430) 등에 관한 사항은 상기 도 1에 도시된 제1실시예의 경우와 동일하다.

상기 분배유닛(D)은 실외유닛(200)의 냉매관(10)으로부터 분지되어 상기 각 공조유닛(110, 120, 130)의 실내열교환기(108a, 108b, 108c)과 각각 연결되는 제1분지냉매관(11)과 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 포함하고, 상기 실외유닛(200)의 액관(30)으로부터 분지되어 상기 각 공조유닛(110, 120, 130)의 실내열교환기(108a, 108b, 108c)와 각각 연결되는 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33)을 포함한다.

상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상 에는 각각 제1제어밸브(41), 제2제어밸브(42), 그리고 제3제어밸브(43)가 설치되고, 상기 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33) 상에는 각각 제1개폐밸브(21), 제2개폐밸브(22), 그리고 제3개폐밸브(23)가 설치되어 각각의 냉매 유동을 제어하도록 한다.

또한 상기 분배유닛(D)은 공급관(50)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 포함하며, 복귀관(70)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)을 포함한다.

상기 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53) 상에는 각각 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)가 설치되고, 상기 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73) 상에는 각각 제1복귀밸브(81), 제2복귀밸브(82), 그리고 제3복귀밸브(83)가 설치되어 상기 코제너레이션 유닛(300a)에서 가열된 유체의 흐름을 제어한다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템은 비교적 낮은 온도로 난방이 요구되는 경우, 즉 저온 난방의 경우, 상기 분배유닛(D)의 제어에 의해 실내열교환기에 대한 냉매의 공급을 제한하고 예열교환기에 대한 유체의 공급만 이루어지도록 함으로써 상기 저온 난방이 가능하도록 할 수 있다.

도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템의 동작에 관하 여, 예컨대 제2공조유닛(120)과 제3공조유닛(130)이 냉방운전을 하는 경우와 제1공조유닛(110)이 난방운전을 하는 경우에 관하여 설명한다.

상기 실외유닛(200)의 액관(30)을 통해 응축된 냉매가 제2분지액관(32)과 제3분지액관(33)을 따라 유동하도록 제2개폐밸브(42) 및 제3개폐밸브(43)를 개방하고 제1개폐밸브(41)를 폐쇄하며, 제2분지액관(32)과 제3분지액관(33)을 따라 유동하는 냉매는 각 실내열교환기(108b, 108c)에서 증발되어 냉방이 이루어지도록 한다. 한편 코제너레이션 유닛(300a)에서 가열된 유체가 저장되는 저장탱크(410)로부터 공급관으로 가열된 유체가 공급되며 제1공급밸브(61)는 개방하되 제2, 제3공급밸브(62, 63)는 각각 폐쇄하여 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a)에만 상기 가열된 유체가 공급되도록 하여 난방이 이루어지게 할 수 있다.

한편, 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)이 난방 운전을 하고 제3공조유닛(130)이 냉방 운전을 하는 경우, 실외유닛(200의 액관(30)을 통해 나오는 냉매가 제3분지액관(33)을 통해(이때 제1개폐밸브(41) 및 제2개폐밸브(42) 폐쇄, 제3개폐밸브(43) 개방) 유동하여 제3공조유닛(130)의 실내열교환기(108c)로 유입되어 증발됨으로써 냉방이 이루어지고, 상기 공급관(50)을 통해 제1분지공급관(51)과 제2분지공급관(52)으로 가열된 유체를 제공하여 난방이 이루어지도록 하면 된다.

도 2에서는 본 발명의 제2실시예에서의 에너지발생유닛을 코제너레이션 유닛으로 도시하고 있으나, 이를 엔진유닛으로 대체할 수 있다.

도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우에 대해 실외유닛이 복수개 구비되고, 에너지발 생유닛인 코제너레이션 유닛도 복수개 구비되는 경우에 관하여 도시한 것이다.

상기 공조유닛(110, 120, 130) 각각의 구성과 실외유닛(210, 220, 230) 각각의 구성, 그리고 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 320c) 각각의 구성 및 난방유닛(430) 등에 관한 사항은 상기 도 2에 도시된 제2실시예의 경우와 동일하다.

도 3에 도시된 바와 같이 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 압축기(201a, 201b, 201c)에 연결되는 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c)이 공통냉매관(10)을 통해 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)에 연결된다. 여기서 제어밸브(21,22,23)는 상기 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c) 상에 각각 설치될 수도 있고, 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에 각각 설치될 수도 있으며, 상기 공통냉매관(10) 상에 하나의 제어밸브를 설치하는 것도 가능하다. 그런데 냉매 제어의 자유도를 높이기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(10a, 10b, 10c) 각각에 제어밸브(21, 22, 23)을 설치하고, 상기 분지냉매관(11, 12, 13) 각각에 분지제어밸브(24, 25, 26)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 팽창밸브(203a, 203b, 203c)에 연결되는 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c)이 공통액관(30)을 통해 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33)에 연결된다. 여기서 개폐밸브(41,42,43)는 상기 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c) 상에 각각 설치될 수도 있고, 상기 제1분지액 관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33) 상에 각각 설치될 수도 있으며, 상기 공통액관(30) 상에 하나의 개폐밸브를 설치하는 것도 가능하다. 그런데 제어의 자유도를 높이기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 액관(30a, 30b, 30c) 각각에 개폐밸브(41, 42, 43)을 설치하고, 상기 분지냉매관(31, 32, 33) 각각에 분지개폐밸브(44, 45, 46)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 저장탱크(410)와 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)를 연결하는 공급관(50) 및 분지공급관(51, 52, 53), 그리고 상기 분지공급관(51, 52, 53) 각각에 설치되는 공급밸브(41, 42, 43)에 관한 구성 및 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 공급탱크(420)를 연결하는 복귀관(70) 및 분지복귀관(71, 72, 73), 그리고 상기 분지복귀관(71, 72, 73) 각각에 설치되는 복귀밸브(81, 82, 83)에 관한 구성은 상기 도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예와 동일하다.

상기 공통냉매관(10) 및 공통액관(30)을 생략하고 각 냉매관(10a, 10b, 10c)과 각 분지냉매관(11, 12, 13)이 각각 서로 연결되도록 구성하고,각 액관(30a, 30b, 30c)과 각 분지액관(31, 32, 33)이 각각 서로 연결되도록 구성하는 것도 가능하지만, 상기와 같이 구성하면, 예컨대 제1실외유닛(210)이 가동되는 경우에는 제1공조유닛(110)만 운전되므로 다양한 부하를 만족하는 데 있어서 그다지 바람직하지 못하다.

도 3에 도시된 바와 같이 공통냉매관(10) 및 공통액관(30)이 존재하는 경우, 예컨대 제1실외기(210)를 냉방으로 가동하고 제2실외기(220)를 난방으로 가동하며 제3실외기(230)는 정지한 경우, 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)은 냉방 운전을 하도록 하고 제3공조유닛(130)은 난방 운전을 하도록 하는 것이 가능하다. 즉 가동되는 실외유닛에 운전되는 공조유닛이 정해지지 않고 자유롭게 운전될 공조유닛을 결정할 수 있기 때문에, 공통냉매관(10) 및 공통액관(30)을 설치한 경우가 제어적 측면에서도 더욱 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)과 저장탱크(410) 및 공급탱크(420)의 연결에 관하여 설명하면, 복수개의 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)과 상기 저장탱크(410) 및 공급탱크(420)의 연결배관은, 상기 공급탱크(420)와 연결되어 저온의 유체가 유동하는 저온관(306)으로부터 분지되어 각 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)의 배기열회수장치(미도시) 쪽으로 연결되는 분지저온관(306a, 306b, 306c)과, 상기 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a) 각각으로부터 가열된 유체가 유동하는 각각의 분지고온관(304a, 304b, 304c)을 구비하고, 상기 각 분지고온관(304a, 304b, 304c)은 고온관(304)으로 통합되어 저장탱크(410)로 연결된다. 즉 공급탱크(420)의 저온관(306)으로부터 분지된 각 분지저온관(306a, 306b, 306c)을 통해 유입되는 유체가 배기열회수장치(미도시)에 의해 가열되어 각 분지고온관(304a, 304b, 304c)을 통해 고온관(304)에서 통합되어 저장탱크(410)로 모이게 된다.

이때 상기 각 분지고온관(304a, 304b, 304c) 각각에 설치되는 고온측 밸브(305a, 305b, 305c) 및 상기 각 분지저온관(306a, 306b, 306c) 각각에 설치되는 저온측 밸브(307a, 307b, 307c)에 의해 유체의 공급과 이동 등이 제어된다.

도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예에서는 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)이 복수개 구비되는 경우에 관하여 도시하고 있는데, 상기 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)은 반드시 복수개 구비될 필요는 없으며 용량을 고려하여 하나의 코제너레이션 유닛을 구비할 수도 있다. 또한, 도 3에서는 복수개의 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)과 저장탱크(410)의 연결관계를 고온관(304)과 분지고온관(304a, 304b, 304c), 그리고 고온측 밸브(305a, 305b, 305c)로써 구성하였는데, 상기 고온측 밸브(305a, 305b, 305c) 없이 상기 분지고온관(304a, 304b, 304c)을 각각 상기 저장탱크(410)에 직접적으로 연결시키도록 하는 것도 가능하다.

한편, 본 제3실시예에 있어서의 본 발명에 따른 공기조화시스템에 관한 동작의 한 예로서, 제1코제너레이션 유닛(310a) 및 제2코제너레이션 유닛(320a), 그리고 제1실외기(210) 및 제2실외기(220)만을 각각 가동하고, 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)은 난방 운전을 하고, 제3공조유닛(130)은 정지된 경우에 관하여 설명한다.

상기 제1코제너레이션 유닛(310a) 및 제2코제너레이션 유닛(320a)을 가동함에 따른 전기에너지가 각 실외유닛(210, 220, 230), 그리고 각 공조유닛(110, 120, 130)에 전달된다.

제1실외유닛(210)은 난방 운전을 하는 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)으로 냉매를 순환시키고, 제2실외유닛(220)은 냉방 운전을 하는 제3공조유닛(130)으로 냉매를 순환시킨다.

즉 제1실외유닛(210)의 압축기(201a)로부터 토출된 냉매가 제1냉매관(10a)을 따라 유동하고, 제어밸브 중 제1제어밸브(21)만 개방되고 제2제어밸브(22) 및 제3제어밸브(23)는 모두 폐쇄되며 상기 제1분지제어밸브(24) 및 제2분지제어밸브(25)는 개방되고 제3분지제어밸브(26)는 폐쇄되어, 상기 제1냉매관(10a)을 유동하는 냉매는 공통냉매관(10)을 지나서 제1분지냉매관(11)과 제2분지냉매관(12)을 따라 유동하도록 하고 제3분지냉매관(13)으로는 냉매가 흐르지 않게 되면서 상기 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)의 각 실내열교환기(108a, 108b)로 냉매가 유입되고 제3공조유닛(130) 쪽으로는 유입되지 않도록 한다.

상기 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)의 각 실내열교환기(108a, 108b)에서 냉매가 응축되면서 방열하여 주변공기에 열을 공급하고(실내 공간이 난방 되도록 함) 응축된 냉매는 제1분지액관(31)과 제2분지액관(32)을 따라 유동하며, 이때 제1분지개폐밸브(44)와 제2분지개폐밸브(45)는 개방되고 제3분지개폐밸브(46)는 폐쇄되어 냉매는 상기 제1분지액관(31)과 제2분지액관(32)을 따라 공통액관(30)으로 유입된다. 그리고 제1개폐밸브(41)가 개방되고 제2개폐밸브(42) 및 제3개폐밸브(43)는 폐쇄되어 냉매는 상기 제1개폐밸브(41)를 통과하여 제1액관(30a)을 따라 제1실외유닛(210)으로 유입된다. 상기 제1실외유닛(210)에서 냉매는 팽창밸브(203a)에서 팽창된 후 실외열교환기(202a)에서 증발되어 압축기(201a)로 복귀된다.

한편, 공급탱크(420)에서 저온관(306)을 통해 유체를 공급하는데 제1저온측 밸브(307a) 및 제2저온측 밸브(307b)가 개방되고 제3저온측 밸브(307c)는 폐쇄되어 저온의 유체는 제1분지저온관(306a)과 제2분지저온관(306b)을 따라 제1코제너레이 션 유닛(310a) 및 제2코제너레이션 유닛(320a)으로 유입되어 배기열회수장치(미도시)에서 배기열에 의해 가열된 유체가 각각 제1분지고온관(304a) 및 제2분지고온관(304b)을 따라 유동하게 된다. 이때 제1고온측 밸브(305a) 및 제2고온측 밸브(305b)는 개방되고 제3고온측 밸브(305c)는 폐쇄되어 상기 제1코제너레이션 유닛(310a) 및 제2코제너레이션 유닛(320a)에서 가열된 유체는 고온관(304)으로 통합되어 저장탱크(410)로 저장된다.

저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 공급관(50)을 따라 유동하고 제1공급밸브(61) 및 제2공급밸브(62)는 개방, 제3공급밸브(63)는 폐쇄된 상태에서 상기 유체는 제1분지공급관(51) 및 제2분지공급관(52)을 따라 흐르며 각각 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)의 각 예열교환기(109a, 109b)로 각각 유입되어 실외에서 흡입된 공기의 예열이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 제1유체공급관(411)을 따라 난방유닛(430)으로도 공급되는데, 상기 난방유닛(430)은 상기 고온의 유체를 이용하여 물을 가열하여 급탕으로서 사용자에게 공급할 수도 있고 상기 고온의 유체를 이용하여 바닥난방을 수행할 수도 있다. 앞서 언급한 바와 같이 상기 고온의 유체는 가열된 물이 될 수도 있어 급탕 공급시 곧바로 사용자에게 제공될 수도 있다.

상기 예열교환기(109a, 109b)를 통과한 유체는 열을 잃어 저온의 유체가 되고 저온의 유체는 각각 제1분지복귀관(71)과 제2분지복귀관(72)을 따라 각각 복귀관(70)으로 통합되는데, 이때 제1복귀밸브(81) 및 제2복귀밸브(82)는 개방되고 제3 복귀밸브(83)는 폐쇄된다. 상기 복귀관(70)을 유동하는 저온의 유체는 공급탱크(420)로 다시 저장된다.

한편, 도 4를 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 공기조화시스템에 관하여 설명한다.

도 4에 도시된 본 발명의 제4실시예는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예에서 복수개의 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a) 대신 에너지발생유닛으로서 엔진유닛(310b, 320b, 330b)을 채용한 것을 특징으로 한다. 그 이외의 사항은 도 1 내지 도 3에 도시된 내용과 동일하고, 그 동작에 관한 사항도 동일하다.

즉 상기 엔진유닛(310b, 320b, 330b)은 가스터빈이나 디젤엔진 등과 같은 동력 발생 기관으로서 상기 코제너레이션 유닛이 전기에너지에 의해 실외유닛의 압축기를 가동함에 반해 상기 엔진유닛(310b, 320b, 330b)은 기계적인 동력을 발생시켜 이를 구동력으로 하여 압축기를 구동한다.

그리고 상기 엔진유닛(310b, 320b, 330b)은 동력의 발생과정에서 발생하는 과다한 손실열을 회수하여 유체를 가열시키고 이를 저장탱크(410)에 저장하여 난방유닛(430)과 예열교환기(109a, 109b, 109c)에 공급한다.

공급탱크(420)는 상기 제1엔진유닛(310b)과 제1분지저온관(306a)으로 연결되고, 상기 제2엔진유닛(320b)과는 제2분지저온관(306b)으로 연결되며, 제3엔진유닛(330b)과는 제3분지저온관(306c)으로 연결된다. 그리고 상기 각 분지저온관(306a, 306b, 306b) 상에는 각각 제1저온측 밸브(307a), 제2저온측 밸브(307b), 그리고 제3저온측 밸브(307c)가 설치되어, 가동되지 않는 엔진유닛으로는 유체가 공급되지 않도록 유체의 흐름을 각각 제어할 수 있도록 한다.

그리고 상기 엔진유닛(306a, 306b, 306b) 쪽으로 저온의 유체가 공급되면 상기 엔진유닛에서 발생하는 열에 의해 유체가 가열되어 각각 제1분지고온관(304a), 제2분지고온관(304b), 그리고 제3분지고온관(304c)을 통해 저장탱크(410)로 고온의 유체가 보내어 져서, 소정 양의 고온 유체가 상기 저장탱크(410)에 저장된다.

한편, 본 발명의 제4실시예에 따른 공기조화시스템의 동작에 관하여, 예컨대 제1공조유닛(110)은 난방 운전, 제2공조유닛(120) 및 제3공조유닛은 냉방 운전 되는 경우이고, 제2실외유닛(220)과 제3실외유닛(230)은 가동되고 제1실외유닛(210)은 정지된 상태인 경우에 관하여 설명한다.

제1실외유닛(210)은 정지되므로 제1엔진유닛(310b)도 정지되며, 제2엔진유닛(320b) 및 제3엔진유닛(330b)이 가동된다. 상기 제2엔진유닛(320b) 및 제3엔진유닛(330b) 가동됨에 따라 제2실외유닛(220) 및 제3실외유닛(230)이 가동된다.

제2실외유닛(220) 및 제3실외유닛(230)의 각 압축기(201b, 201c)로부터 실외열교환기(202b, 202c)로 냉매가 유동하여 응축되고 각각 제2액관(30b) 및 제3액관(30c)을 따라 유동하며 공통액관(30)을 지나서 제2분지액관(32) 및 제3분지액관(33)통해 각각 제2공조유닛(120) 및 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동한다(이때 제1개폐밸브(41) 폐쇄, 제2개폐밸브(42) 및 제3개폐밸브(43) 개방, 그리고 제1분지개폐밸브(44) 폐쇄, 제2분지개폐밸브(45) 및 제3분지개폐밸브(46) 개방이 이루어진다).

상기 제2공조유닛(120) 및 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동하는 냉매는 각각 팽창장치(204b, 204c)에서 팽창되어 실내열교환기(108b, 108c)로 유입되어 증발됨으로써 냉방이 이루어지도록 한다.

냉방 후의 냉매는 분지냉매관(12, 13)과 공통냉매관(10), 그리고 냉매관(10b, 10c)을 통해 제2실외유닛(220) 및 제3실외유닛(230)으로 각각 복귀된다.

이때 엔진유닛(320b, 330b)으로부터 가열된 유체가 저장탱크(410)에 저장되고 저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 공급관(50)을 따라 제1분지공급관(51)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a)로 유입된다(이 경우 물론 제1공급밸브(61)는 개방되고 제2공급밸브(62) 및 제3공급밸브(63)는 폐쇄된다).

상기 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a)로 유입된 고온의 유체가 방열함으로써 실내로 공급되는 공기는 가열되어 실내공간의 난방이 이루어지도록 한다(이때 실내열교환기(108a)로의 냉매 공급은 없다).

상기 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a)를 거친 유체는 제1분지복귀관(71)을 통해 복귀관(70)을 따라 공급탱크(420)로 복귀된다(이 경우 물론 제1복귀밸브(81)는 개방, 제2복귀밸브(82) 및 제3복귀밸브(83)는 폐쇄된다).

한편, 도 5에 도시된 본 발명의 제5실시예에 따른 공기조화시스템은 공조유닛(100), 실외유닛(200), 코제너레이션 유닛(300a), 공급탱크(420)와 저장탱크(410)에 관한 사항에 있어서 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예와 동일하다. 다만 본 제5실시예는 난방유닛(430)과 예열교환기(109) 사이의 유체 순환 구조, 특히 유체의 열교환을 위한 열교환장치(600)가 구비된다는 점에서 차이가 있다. 도 1과 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

저장탱크(410)와 연결되는 난방유닛(430)은 사용자에게 급탕 공급을 하기 위한 급탕유닛(431)과, 바닥난방을 하기 위한 바닥난방유닛(432)을 포함하여 구성된다. 그리고 상기 난방유닛(430) 중 바람직하게는 상기 바닥난방유닛(432)과 예열교환기(109)가 연결된다.

저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 상기 급탕유닛(431)으로 제1유체공급관(411)을 통해 공급되고, 상기 바닥난방유닛(432)으로의 유체 공급은 제2유체공급관(412)을 통해 이루어지며, 상기 바닥난방유닛(432)과 상기 예열교환기(109)가 공급관(50)에 의해 연결된다. 즉 바닥난방유닛(432)으로 공급되는 유체 또는 상기 바닥난방유닛(432)에 사용된 후의 유체가 상기 공급관(50)을 통해 예열교환기(109)로 공급된다.

한편, 실외유닛(200)과 실내열교환기(108)는 냉매관(10)과 액관(30)에 의해 연결되는데, 상기 냉매관(10) 상에 열교환장치(600)가 구비되고 상기 예열교환기(109)와 상기 난방유닛(430)을 연결하는 복귀관(70)이 상기 열교환장치(600)를 거치도록 함으로써, 상기 예열교환기(109)로부터 복귀하는 유체가 상기 열교환장치(600)에서 압축기(201)로부터 실내열교환기(108)로 유동하는 고온의 냉매와 열교환되도록 하는 것이 특징이다.

상기 열교환장치(600)는 고온의 냉매가 유동하는 냉매관(10)과 저온의 유체가 유동하는 복귀관(70)이 서로 미앤더(Meander) 형상으로 접하거나 뒤엉키도록 하는 등 전열 면적이 최대화 되도록 하여 열교환되도록 하는 것도 가능하고, 소정의 크기의 박스 내부를 냉매관이 미앤더 형상으로 관통하고 복귀관(70)이 상기 박스 내부와 연통되도록 하여 상기 복귀관(70)을 유동하는 유체가 상기 박스 내부로 유입되어 열교환 된 되 다시 복귀관(70)을 따라 복귀되도록 하는 것도 가능하며, 반대로 소정의 크기의 박스 내부가 냉매관(10)과 연통되도록 하여 상기 박스 내부를 가득 채운 고온의 냉매 속을 상기 복귀관(70)이 미앤더 형상으로 관통함으로써 열교환되도록 하는 것도 가능하다.

한편, 복귀관(70) 상에는 밸브(V)가 구비되어 상기 열교환장치(600)에서 열교환 된 유체가 상기 바닥난방유닛(432)으로 유입되는 것을 제어하는데, 저장탱크(410)로부터 상기 바닥난방유닛(432)으로 고온의 유체가 유입되는 경우에 상기 복귀관(70)에 유체가 유동하고 있지 않다면 고온의 유체가 상기 복귀관(70)을 통해 열교환장치(600) 쪽으로 역류할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다.

한편, 도 6은 본 발명의 제6실시예를 나타낸 것인데, 상기 도 5에 도시된 제5실시예의 경우와 에너지발생유닛에 있어서의 차이를 제외하고 모두 동일하다. 따라서 동일한 부분의 설명은 생략하고 에너지발생유닛에 관하여 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제6실시예에 따른 공기조화시스템은, 실외유닛(200)을 구동시키는 에너지발생유닛이 엔진유닛(300b)이다. 즉 엔진유닛(300b)의 기계적 구동력에 의해 실외유닛(200)의 압축기(201)를 구동시킨다. 그 이외의 작용 효과에 관한 것은 모두 제5실싱예에서 설명한 것과 동일하므로 그에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.

본 발명의 제5실시예와 제6실시예에 따른 본 발명의 동작에 관하여, 공조유닛(100)이 냉방 운전을 하는 경우는 상기 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예의 경 우와 동일하므로 구체적 설명을 생략하기로 하고 난방 운전을 하는 경우에 관하여 설명한다.

에너지발생유닛(300a, 300b)이 작동을 함에 따라 실외유닛(200)에 전기에너지가 공급되거나 동력이 공급되어 압축기(201)가 구동되고, 압축된 냉매는 냉매관(10)을 따라 실내열교환기(108)로 유입된다.

실내열교환기(108)는 발열을 하므로 실내공간은 난방이 되고, 냉매는 액관(30)을 따라 실외유닛(200)의 팽창장치(203)로 와서 팽창되며 다시 실외열교환기(202)를 거쳐 증발되어 다시 압축기(201)로 복귀한다.

이때 에너지발생유닛(300a, 300b)의 배기열에 의해 가열된 유체가 저장탱크(410)에 저장되고 상기 저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 제1유체공급관(411)과 제2유체공급관(412)을 따라 난방유닛(430)으로 공급되어 급탕 및 바닥난방이 이루어지도록 한다.

바닥난방에 사용된 유체는 공급관(50)을 따라 예열교환기(109)로 유입되어 실내공간의 난방에 사용되고, 예열교환기(109)를 거친 유체는 복귀관(70)을 따라 유동하면서 상기 냉매관(10) 상에 설치된 열교환장치(600)에서 상기 냉매관(10)을 유동하는 고온의 냉매와 열교환이 이루어진다.

열교환된 유체는 복귀관(70)을 따라 다시 난방유닛(430)으로 공급된다.

한편, 도 7은 본 발명의 제7실시예에 따른 공기조화시스템에 관한 것인데, 도 6에 도시된 본 발명의 제6실시예의 경우에 대해 공조유닛이 복수개 구비되는 경우에 관하여 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제7실시예에 따른 공기조화시스템은 복수개의 공조유닛(110, 120, 130), 실외유닛(200), 에너지발생유닛(엔진유닛(300b)) 및 난방유닛(430) 등을 포함하며, 상기 엔진유닛(300a) 및 실외유닛(200)과 상기 복수개의 공조유닛(110, 120, 130) 사이에 분배유닛(D)을 더 포함한다.

상기 공조유닛(110, 120, 130) 각각의 구성과 실외유닛(200), 엔진유닛(300a), 그리고 난방유닛(430) 등에 관한 사항은 상기 도 6에 도시된 제6실시예의 경우와 동일하다.

상기 분배유닛(D)은 실외유닛(200)의 냉매관(10)으로부터 분지되어 상기 각 공조유닛(110, 120, 130)의 실내열교환기(108a, 108b, 108c)과 각각 연결되는 제1분지냉매관(11)과 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 포함하고, 상기 실외유닛(200)의 액관(30)으로부터 분지되어 상기 각 공조유닛(110, 120, 130)의 실내열교환기(108a, 108b, 108c)와 각각 연결되는 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33)을 포함한다.

상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에는 각각 제1제어밸브(41), 제2제어밸브(42), 그리고 제3제어밸브(43)가 설치되고, 상기 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33) 상에는 각각 제1개폐밸브(21), 제2개폐밸브(22), 그리고 제3개폐밸브(23)가 설치되어 각각의 냉매 유동을 제어하도록 한다.

또한, 상기 분배유닛(D)은 상기 냉매관(10) 상에 설치되는 열교환장치(600)를 포함한다. 상기 열교환장치(600)에 관한 사항은 도 5 및 도 6에 도시된 제5실시 예 및 제6실시예의 경우와 동일하다.

한편, 상기 분배유닛(D)은 공급관(50)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 포함하며, 복귀관(70)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)을 포함한다.

상기 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53) 상에는 각각 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)가 설치되고, 상기 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73) 상에는 각각 제1복귀밸브(81), 제2복귀밸브(82), 그리고 제3복귀밸브(83)가 설치되어 상기 난방유닛(430) 또는 상기 저장탱크(410)로부터의 유체의 흐름을 제어한다.

또한 상기 각 분지복귀관(71, 72, 73)으로부터 복귀관(70)으로 통합된 뒤 상기 복귀관(70)은 상기 열교환장치(600)를 통과하면서 냉매와 열교환되어 다시 난방유닛(430)으로 복귀된다. 그 이외의 사항들에 관한 것은 앞서 설명한 제6실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

한편, 도 8에 도시된 본 발명의 제8실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 도 7에 도시된 제7실시예의 경우와 에너지발생유닛에 있어서의 차이를 제외하고 모두 동일하다. 따라서 동일한 부분의 설명은 생략하고 에너지발생유닛에 관하여 설명한다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제8실시예에 따른 공기조화시스템은, 실외유닛(200) 및 공조유닛(110, 120, 130) 중 적어도 하나를 구동시키는 에너지발생유닛인 코제너레이션 유닛(300a)을 포함하고, 그 이외의 사항에 관한 것은 모두 상기 제7실시예와 동일하다.

즉 복수개의 공조유닛(110, 120, 130), 실외유닛(200), 에너지발생유닛으로서 코제너레이션 유닛(300a), 난방유닛(430), 그리고 분배유닛(D)을 포함하여 이루어진다.

상기 제7실시예와 제8실시예에 따른 공기조화시스템은 복수개의 공조유닛(110, 120, 130)을 구비하므로 전부 또는 일부 운전이 가능하고 냉방과 난방의 동시 운전도 가능하다.

상기 제7실시예와 제8실시예에 따른 공기조화시스템에 있어서, 제1공조유닛(110)과 제2공조유닛(120)이 난방 운전이 되고 제3공조유닛(130)이 냉방 운전이 되는 경우에 관하여 설명한다.

에너지발생유닛(제7실시예의 경우 엔진유닛(300a), 제8실시예의 경우 코제너레이션 유닛(300b))이 작동을 함에 따라 실외유닛(200)이 작동하면서 압축된 유체가 실외열교환기(202)에서 응축되어 액관(30)을 따라 제3분지액관(33)을 통해 제3공조유닛(130)의 실내열교환기(108c)로 유입되어 증발됨으로써 냉방이 이루어지고 냉매는 제3분지냉매관(13)을 통해 냉매관(10)을 따라 압축기(201)로 복귀된다(이때 제1개폐밸브(41) 및 제2개폐밸브(42)는 폐쇄, 제3개폐밸브(43)는 개방, 제1제어밸브(21) 및 제2제어밸브(22)는 폐쇄, 제3제어밸브(23)는 개방된다).

이때, 에너지발생유닛(300a, 300b)의 배기열에 의해 가열된 유체가 저장탱크(410)에 저장되고, 상기 저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체는 제1유체공급관(411)과 제2유체공급관(412)을 따라 난방유닛(430)으로 공급되어 급탕 및 바닥난방이 수행된다. 상기 바닥난방에 사용된 유체는 어느 정도의 온기를 가지고 있는 상태이므로 이를 공급관(50)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a) 및 제2공조유닛(120)의 예열교환기(109b)로 각각 공급하며(물론 저장탱크(410)에 저장된 고온의 유체를 바닥난방을 거치지 않고 곧바로 예열교환기로 공급하는 것도 가능하다), 이때 제1공급밸브(61) 및 제2공급밸브(62)는 개방되고 제3공급밸브(63)는 폐쇄되어 유체는 제1분지공급관(51) 및 제2분지공급관(52)을 따라 유동한다.

제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120)에서 고온의 유체에 의해 난방이 이루어지고 유체는 제1분지복귀관(71) 및 제2분지복귀관(72)을 따라 복귀관(70)으로 통합되어 난방유닛(430) 쪽으로 복귀된다. 이 경우에는 열교환장치(600)를 통한 유체와 냉매 사이의 열교환은 발생하지 않는다.

만약 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(130)이 난방운전 되는 경우에는, 압축기(201)로부터 압축되어 토출된 냉매가 냉매관(10)을 따라 제1분지냉매관(11) 및 제2분지냉매관(12)을 통해 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(130)의 각 실내열교환기(108a, 108b)에서 주변 공기와 열교환되도록 하여 난방을 수행하도록 하는데, 이때 냉매관(10) 상에 설치된 열교환장치(600)에서 복귀관(70)을 유동하는 유체가 지나가면서 고온의 냉매와 열교환이 이루어지게 된다.

한편, 도 9는 본 발명의 제9실시예에 따른 공기조화시스템에 관한 것으로, 실외유닛(210, 220, 230)이 복수개 구비되고 에너지발생유닛으로서 엔진유닛(310b, 320b, 330b)도 복수개 구비되는 경우에 관하여 도시하고 있다.

상기 공조유닛(110, 120, 130) 각각의 구성과 실외유닛(210, 220, 230) 각각의 구성, 그리고 엔진유닛(310b, 320b, 320b) 및 난방유닛(430) 등에 관한 사항은 상기 도 7에 도시된 제7실시예의 경우와 동일하다.

도 9에 도시된 바와 같이 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 압축기(201a, 201b, 201c)에 연결되는 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c)이 공통냉매관(10)을 통해 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)에 연결된다. 여기서 제어밸브(21,22,23)는 상기 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c) 상에 각각 설치되고, 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에는 각각 분지제어밸브(24, 25, 26)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 팽창밸브(203a, 203b, 203c)에 연결되는 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c)이 공통액관(30)을 통해 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33)에 연결된다. 여기서 개폐밸브(41,42,43)는 상기 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c) 상에 각각 설치되며, 상기 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33) 상에는 각각 분지개폐밸브(44, 45, 46)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c) 또는 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에는 각각 제1열교환장치(610), 제2열교환장치(620), 그리고 제3열교환장치(630)가 설치된다.

한편, 상기 분배유닛(D)은 공급관(50)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 포함하며, 복귀관(70)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)을 포함한다.

상기 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53) 상에는 각각 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)가 설치되어 유체의 흐름을 제어하고, 상기 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)은 각각 상기 제1열교환장치(610), 제2열교환장치(620), 그리고 제3열교환장치(630)에서 열교환되어 복귀관(70)으로 통합되어 상기 난방유닛(430)으로 복귀된다. 그런데 상기 각 분지복귀관(71, 72, 73)이 복귀관(70)으로 통합되지 않고 각각 난방유닛(430)으로 복귀되도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 엔진유닛(310b, 320b, 330b)은 동력의 발생과정에서 발생하는 과다한 손실열을 회수하여 유체를 가열시키고 이를 저장탱크(410)에 저장하여 난방유닛(430)과 예열교환기(109a, 109b, 109c)에 공급한다.

공급탱크(420)는 상기 제1엔진유닛(310b)과 제1분지저온관(306a)으로 연결되고, 상기 제2엔진유닛(320b)과는 제2분지저온관(306b)으로 연결되며, 제3엔진유닛(330b)과는 제3분지저온관(306c)으로 연결된다. 그리고 상기 각 분지저온관(306a, 306b, 306b) 상에는 각각 제1저온측 밸브(307a), 제2저온측 밸브(307b), 그리고 제3저온측 밸브(307c)가 설치되어, 가동되지 않는 엔진유닛으로는 유체가 공급되지 않도록 유체의 흐름을 각각 제어할 수 있도록 한다.

도 10은 도 9에 도시된 본 발명의 제9실시예와 기본적으로 동일한데 에너지발생유닛에 있어서 차이가 있다. 즉 본 발명의 제9실시예에서 에너지발생유닛을 복수개의 엔진유닛(310b, 320b, 330b)으로 구성한 데 대해, 본 발명의 제10실시예에서는 에너지발생유닛이 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)으로 대체된다.

그리고 각 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)과 저장탱크(410) 및 공급탱크(420)의 연결관계는 상기 본 발명의 제3실시예에서 설명한 바와 동일하므로, 그 부분에서의 설명으로 갈음하기로 한다.

상기 제9실시예 및 제10실시예에 따른 공기조화시스템에 관한 동작을 제1공조유닛(110) 내지 제3공조유닛(120)이 난방 운전하고, 제1실외유닛(210) 및 제2실외유닛(220)이 구동되는 경우를 예로서 설명한다.

에너지발생유닛(제9실시예의 엔진유닛(310a, 320a, 330a) 및 제10실시예의 코제너레이션 유닛(310b, 320b, 330b))이 가동되면 전기에너지 또는 동력이 실외유닛(210, 220, 230)으로 전달되고, 제1실외유닛(210)의 압축기(201a)에서 토출된 냉매는 제1냉매관(10a)을 따라 유동하고, 제2실외유닛(220)의 압축기(201b)에서 토출 된 냉매는 제2냉매관(10b)을 따라 유동하며, 제1제어밸브(21) 및 제2제어밸브(22)는 개방되고 제3제어밸브(23)는 폐쇄되며, 제1분지제어밸브(24) 및 제2분지제어밸브(25)는 개방되고 제3분지제어밸브(26)는 폐쇄되어, 상기 냉매는 공통냉매관(10)을 지나서 제1분지냉매관(11) 및 제2분지냉매관(12)으로 각각 유동하며 각각 제1열교환장치(610)와 제2열교환장치(620)를 통과한다.

제1분지냉매관(11) 및 제2분지냉매관(12)을 유동하는 냉매는 각각 제1공조유닛(110)의 실내열교환기(108a) 및 제2공조유닛(120)의 실내열교환기(108b)로 유입되어 발열됨으로써 제1공조유닛(110) 및 제2공조유닛(120) 각각이 난방 운전이 이루어지도록 하고, 냉매는 각각 제1분지액관(31) 및 제2분지액관(32)을 따라 유동한다.

이때 제1분지개폐밸브(44) 및 제2분지개폐밸브(45)는 개방되고 제3분지개폐밸브(46)는 폐쇄되며, 제1개폐밸브(41) 및 제2개폐밸브(42)는 개방되고 제3개폐밸브(43)는 폐쇄되어, 상기 제1분지액관(31) 및 제2분지액관(32)을 따라 유동하는 냉매는 공통액관(30)을 지나서 각각 제1액관(30a) 및 제2액관(30b)으로 유동하여 각각 제1실외유닛(210)의 팽창장치(203a) 및 제2실외유닛(220)의 팽창장치(203b)에서 팽창되며 실외열교환기(202a, 202b)에서 각각 증발되고 난 후에 각각 압축기(201a, 201b)로 복귀된다.

이때 에너지발생유닛(제9실시예의 엔진유닛(310a, 320a, 330a) 및 제10실시예의 코제너레이션 유닛(310b, 320b, 330b))에서 가열된 유체가 저장탱크(410)에 저장되어 난방유닛(430)으로 제1유체공급관(411) 및 제2유체공급관(412)을 통해 공 급되고, 바닥난방에 사용된 유체는 공급관(50)과 제1분지공급관(51) 및 제2분지공급관(52)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a) 및 제2공조유닛(120)의 예열교환기(109b)로 각각 유입되어 공기의 예열을 통해 난방 효율을 향상시킨다(이때 제1공급밸브(61) 및 제2공급밸브(62)는 개방되고 제3공급밸브(63)는 폐쇄된다).

예열교환기(109a, 109b)를 통과한 유체는 각각 제1분지복귀관(71) 및 제2분지복귀관(72)을 통해 난방유닛(430)으로 복귀하는 과정에서 각각 제1열교환장치(610) 및 제2열교환장치(620)를 통과하여, 상기 제1열교환장치(610)를 통과하는 유체는 제1분지냉매관(11)을 유동하는 냉매와 열교환하고, 제2열교환장치(620)를 통과하는 유체는 제2분지냉매관(12)을 유동하는 냉매와 열교환한다.

열교환장치(610, 620)에서 각각 열교환한 유체는 복귀관(70)에서 통합되어 또는 제1분지복귀관(71) 및 제2분지복귀관(72)을 따라 난방유닛(430)으로 복귀된다.

한편, 도 11에 도시된 본 발명의 제11실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 도 9에 도시된 본 발명의 제9실시예와 동일한데, 도 11에 도시된 바와 같이, 열교환장치(600)가 각 냉매관 또는 각 분지냉매관에 각각 독립적으로 설치된 것이 아니라 공통으로 설치된 것에 관하여 나타낸 것이다. 따라서 열교환장치에 관한 부분과 각 분지복귀관(71, 72, 73)이 복귀관(70)을 통합되어 상기 열교환장치(600)에서 열교환된다는 점을 제외하고는 제9실시예와 동일하다.

도 12에 도시된 본 발명의 제12실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 도 11에 도시된 본 발명의 제11실시예와 에너지발생유닛에서 차이가 있고, 도 10에 도시 된 본 발명의 제10실시예와는 열교환장치에 있어서 차이가 있는 구성이다.

즉 에너지발생유닛은 엔진유닛이 아니라 코제너레이션 유닛(310a, 320a, 330a)을 채용하고 있고, 열교환장치(600)는 각 냉매관 또는 각 분지냉매관에 각각 독립적으로 설치된 것이 아니라 공통으로 설치된다는 점이 특징이다.

상기 제11실시예와 제12실시예에 따른 공기조화시스템에 관한 동작을, 예컨대 제1공조유닛(110) 내지 제3공조유닛(130)이 난방 운전되고, 제1실외유닛(210) 및 제2실외유닛(220)이 구동되는 경우에 관하여 설명한다.

에너지발생유닛(제11실시예의 엔진유닛(310a, 320a, 330a) 및 제12실시예의 코제너레이션 유닛(310b, 320b, 330b))이 가동되면 전기에너지 또는 동력이 제1실외유닛(210) 및 제2실외유닛(220)으로 전달되고 제1실외유닛(210)의 압축기(201a) 및 제2실외유닛(220)의 압축기(201b)는 각각 구동되어 냉매를 압축하여 토출한다.

상기 제1실외유닛(210)의 압축기(201a)에서 토출된 냉매는 제1냉매관(10a)을 따라 유동하고, 제2실외유닛(220)의 압축기(201b)에서 토출된 냉매는 제2냉매관(10b)을 따라 유동하며(이때 제1제어밸브(21) 및 제2제어밸브(22)는 개방되고 제3제어밸브(23)는 폐쇄된다), 공통냉매관(10)을 지나서 각각 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 각각 제1공조유닛(110), 제2공조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동한다(이때 제1분지제어밸브(21) 내지 제3분지제어밸브(23)는 모두 개방된다).

이때 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 유동하는 냉매는 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리 고 제3분지냉매관(13) 상에 공통으로 설치되는 열교환장치(600)를 지나게 된다.

그리고 상기 제1공조유닛(110), 제2공조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동하는 냉매는 각각 제1열교환장치(610)와 제2열교환장치(620)를 통과하여 각각 제1공조유닛(110)의 실내열교환기(108a), 제2공조유닛(120)의 실내열교환기(108b), 그리고 제3공조유닛(130)의 실내열교환기(108c)로 유입되어 실내공간의 난방이 이루어지도록 한다.

한편, 에너지발생유닛(제11실시예의 엔진유닛(310a, 320a, 330a) 및 제12실시예의 코제너레이션 유닛(310b, 320b, 330b))에서 가열된 유체가 저장탱크(410)에 저장되어 난방유닛(430)으로 제1유체공급관(411) 및 제2유체공급관(412)을 통해 공급되고, 바닥난방에 사용된 유체는 공급관(50)과 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a), 제2공조유닛(120)의 예열교환기(109b), 그리고 제3공조유닛(130)의 예열교환기(109c)로 각각 유입되어 공기의 예열을 통해 난방 효율을 향상시킨다(이때 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)는 개방된다).

예열교환기(109a, 109b, 109c)를 통과한 유체는 각각 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)으로부터 복귀관(70)으로 통합되어 유동하며 난방유닛(430)으로 복귀하는 과정에서 상기 열교환장치(600)를 통과함으로써 상기 각 분지냉매관(11, 12, 13)을 유동하는 냉매와 하나의 열교환장치에서 열교환 된다.

상기 열교환장치(600)에서 열교환을 통해 냉매의 열을 전달받은 유체는 복귀 관(70)을 따라 난방유닛(430)으로 복귀된다.

한편, 도 13 내지 도 15에 도시된 본 발명의 제13실시예 내지 제15실시예에 관하여 설명한다.

도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 제13실시예에 따른 공기조화시스템은 공조유닛(100)과, 실외유닛(200), 그리고 난방유닛(430)을 포함하여 이루어진다.

상기 공조유닛(100) 및 실외유닛(200), 그리고 난방유닛(430)의 구성은 상기 도 1 내지 도 12에 도시된 공조유닛(100), 실외유닛(200), 그리고 난방유닛(430)과 동일하므로 구체적 설명은 생략하기로 한다.

본 제13실시예에서는 실외유닛(200)과 실내열교환기(108)를 연결하는 냉매관(10) 상에 열교환장치(600)가 설치되고, 공조유닛(100) 내부에 설치되는 예열교환기(109)와 상기 열교환장치(600)와 상기 난방유닛(430)이 서로 연결되어 하나의 유체사이클을 형성하는 것이 특징이다.

즉, 공조유닛(100)이 난방운전을 하는 경우, 실외유닛(200)으로부터 압축된 냉매가 냉매관(10)을 따라 실내열교환기(108)로 유입되어(이 과정에서 열교환장치(600)를 통과하게 된다) 난방이 이루어지도록 하고, 상기 실내열교환기(108)를 통과한 냉매는 액관(30)을 따라 실외유닛(200)으로 다시 복귀된다.

한편, 난방유닛(430)(급탕유닛(431)과 바닥난방유닛(432)에 의해 각각 급탕공급 및 바닥난방이 이루어진다)으로부터 공급되는 유체가 공급관(50)을 따라 예열교환기(109)로 유입되어, 실외로부터 흡입된 실외공기가 실내열교환기(108)를 통과하기 전에 상기 예열교환기(109)를 통과함으로써 공조될 공기가 미리 예열되므로 난방 효율이 더욱 높아지게 되고 더욱 많은 양의 실외공기를 흡입하여 실내공간을 난방시킬 수 있게 되는 특징이 있다.

상기 예열교환기(109)를 거친 유체는 복귀관(70)을 따라 상기 냉매관(10) 상에 설치된 열교환장치(600)를 통과하게 되는데, 이때 상기 냉매관(10)을 유동하는 고온의 냉매와 상기 복귀관(70)을 유동하는 저온의 유체가 서로 열교환 하여 상기 저온의 유체는 상기 고온의 냉매의 열의 일부를 전달받아 고온의 유체가 된다. 상기 고온의 유체는 바닥난방유닛(432)으로 다시 공급된다.

이때 상기 바닥난방유닛(432)과 연결되는 복귀관(70)으로부터 바이패스되어 급탕유닛(431)으로 연결되는 바이패스관(74)과, 상기 바이패스관(74) 상에 설치되어 상기 바이패스관(74)을 통한 유체의 흐름을 제어하는 바이패스밸브(75)를 구비하여, 급탕유닛(431)에서 급탕공급의 요구가 있는 경우 상기 바이패스밸브(75)가 개방되어 유체가 공급된다.

한편, 상기 바닥난방유닛(431)에서 바닥난방에 사용된 유체는 아직 많은 양의 열을 가지고 있으므로 이를 예열교환기(109)에 사용하기 위해 상기 공급관(50)을 통해 예열교환기(109)로 공급되도록 함으로써 상기와 같은 과정들이 반복된다.

도 14에 도시된 본 발명의 제14실시예에 따른 공기조화시스템은 복수개의 공조유닛(110, 120, 130)과 복수개의 실외유닛(210, 220, 230)을 구비한 경우에 관하여 나타낸 것이다. 그리고 열교환장치(600)가 상기 복수개의 실외유닛(210, 220, 230)과 상기 복수개의 공조유닛(110, 120, 130)을 연결하는 복수개의 냉매관(10a, 10b, 10c) 또는 복수개의 분지냉매관(11, 12, 13) 상에 공통으로 설치된 경우에 관 하여 나타낸 것이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제14실시예에 따른 공기조화시스템은, 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 압축기(201a, 201b, 201c)에 연결되는 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c)이 공통냉매관(10)을 통해 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)에 연결된다. 여기서 제어밸브(21,22,23)는 상기 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c) 상에 각각 설치되고, 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에는 각각 분지제어밸브(24, 25, 26)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 제1실외유닛(210), 제2실외유닛(220), 그리고 제3실외유닛(230) 각각의 팽창밸브(203a, 203b, 203c)에 연결되는 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c)이 공통액관(30)을 통해 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33)에 연결된다. 여기서 개폐밸브(41,42,43)는 상기 제1액관(30a), 제2액관(30b), 그리고 제3액관(30c) 상에 각각 설치되며, 상기 제1분지액관(31), 제2분지액관(32), 그리고 제3분지액관(33) 상에는 각각 분지개폐밸브(44, 45, 46)를 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1냉매관(10a), 제2냉매관(10b), 그리고 제3냉매관(10c) 또는 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에는 열교환장치(600)가 설치된다.

한편, 난방유닛(430) 중 바닥난방유닛(432)은 공급관(50)과 연결되고, 상기 공급관(50)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 포함하며, 복귀관(70)으로부터 분지되어 각 공조유닛(110, 120, 130)의 예열교환기(109a, 109b, 109c)와 각각 연결되는 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)을 포함한다.

상기 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53) 상에는 각각 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)가 설치되어 유체의 흐름을 제어하고, 상기 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)은 상기 열교환장치(600)와 연결되고, 상기 유체는 상기 열교환장치(600)에서 열교환되어 복귀관(70)으로 통합되어 상기 난방유닛(430)으로 복귀된다. 그런데 상기 각 분지복귀관(71, 72, 73)이 복귀관(70)으로 통합되지 않고 각각 난방유닛(430)으로 복귀되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 제14실시예에 따른 공기조화시스템에 관한 동작을, 예컨대 제1공조유닛(110) 내지 제3공조유닛(130)이 난방 운전되고, 제1실외유닛(210) 및 제2실외유닛(220)이 구동되는 경우에 관하여 설명한다.

상기 제1실외유닛(210)의 압축기(201a)에서 토출된 냉매는 제1냉매관(10a)을 따라 유동하고, 제2실외유닛(220)의 압축기(201b)에서 토출된 냉매는 제2냉매관(10b)을 따라 유동하며(이때 제1제어밸브(21) 및 제2제어밸브(22)는 개방되고 제3제어밸브(23)는 폐쇄된다), 공통냉매관(10)을 지나서 각각 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 각각 제1공조유닛(110), 제2공 조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동한다(이때 제1분지제어밸브(21) 내지 제3분지제어밸브(23)는 모두 개방된다).

이때 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 유동하는 냉매는 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에 공통으로 설치되는 열교환장치(600)를 지나게 된다.

그리고 상기 제1공조유닛(110), 제2공조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동하는 냉매는 각각 제1열교환장치(610)와 제2열교환장치(620)를 통과하여 각각 제1공조유닛(110)의 실내열교환기(108a), 제2공조유닛(120)의 실내열교환기(108b), 그리고 제3공조유닛(130)의 실내열교환기(108c)로 유입되어 실내공간의 난방이 이루어지도록 한다.

한편, 난방유닛(430) 중 바닥난방유닛(432)으로부터 유체가 공급관(50)과 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a), 제2공조유닛(120)의 예열교환기(109b), 그리고 제3공조유닛(130)의 예열교환기(109c)로 각각 유입되어 공기의 예열을 통해 난방 효율을 향상시킨다(이때 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)는 개방된다).

예열교환기(109a, 109b, 109c)를 통과한 유체는 각각 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)으로부터 복귀관(70)으로 통합되어 유동하며 난방유닛(430)으로 복귀하는 과정에서 상기 열교환장치(600)를 통과함으로써 상기 각 분지냉매관(11, 12, 13)을 유동하는 냉매와 하나의 열교환장치에서 열 교환 된다.

상기 열교환장치(600)에서 열교환을 통해 냉매의 열을 전달받은 유체는 복귀관(70)을 따라 바닥난방유닛(432)으로 복귀된다. 이때 상기 복귀관(70)으로부터 바이패스 되는 바이패스관(74)으로 일부 유체가 공급되어 급탕에 사용된다(이때 바이패스밸브(75)가 개방된다). 급탕이 필요하지 않은 경우에는 상기 바이패스밸브(75)가 폐쇄된 상태가 된다.

한편, 본 발명의 제15실시예에 따른 공기조화시스템은 상기 제14실시예에 따른 공기조화시스템과 마찬가지로 복수개의 공조유닛(110, 120, 130)과 복수개의 실외유닛(210, 220, 230)을 구비하며, 상기 복수개의 실외유닛(210, 220, 230)과 상기 복수개의 공조유닛(110, 120, 130)의 각 실내열교환기(108a, 108b, 108c)를 연결하는 각각의 냉매관(10a, 10b, 10c) 또는 각각의 분지냉매관(11, 12, 13)에 독립적으로 설치되는 제1열교환장치(610)와, 제2열교환장치(620), 그리고 제3열교환장치(630)를 각각 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 공조유닛(110, 120, 130)의 각 예열교환기(109a, 109b, 109c)로부터 복귀하는 유체가 유동하는 제1분지복귀관(71), 제2분지복귀관(72), 그리고 제3분지복귀관(73)이 제1열교환장치(610)와, 제2열교환장치(620), 그리고 제3열교환장치(630)를 각각 거쳐서 복귀관(70)으로 연결되도록 하는 구성이다.

본 제15실시예에 따른 공기조화시스템의 동작에 관하여 예컨대 제1공조유닛(110) 내지 제3공조유닛(130)이 난방 운전되고, 제1실외유닛(210) 및 제2실외유닛(220)이 구동되는 경우에 관하여 설명한다.

상기 제1실외유닛(210)의 압축기(201a)에서 토출된 냉매는 제1냉매관(10a)을 따라 유동하고, 제2실외유닛(220)의 압축기(201b)에서 토출된 냉매는 제2냉매관(10b)을 따라 유동하며(이때 제1제어밸브(21) 및 제2제어밸브(22)는 개방되고 제3제어밸브(23)는 폐쇄된다), 공통냉매관(10)을 지나서 각각 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 각각 제1공조유닛(110), 제2공조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동한다(이때 제1분지제어밸브(21) 내지 제3분지제어밸브(23)는 모두 개방된다).

이때 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 유동하는 냉매는 상기 제1분지냉매관(11) 상에 설치되는 제1열교환장치(610), 제2분지냉매관(12) 상에 설치되는 제2열교환장치(620), 그리고 제3분지냉매관(13) 상에 설치되는 제3열교환장치(630)를 각각 지나게 된다.

그리고 상기 제1분지냉매관(11), 제2분지냉매관(12), 그리고 제3분지냉매관(13)을 따라 제1공조유닛(110), 제2공조유닛(120), 그리고 제3공조유닛(130) 쪽으로 유동하는 냉매는 각각 제1열교환장치(610)와 제2열교환장치(620)를 통과하여 각각 제1공조유닛(110)의 실내열교환기(108a), 제2공조유닛(120)의 실내열교환기(108b), 그리고 제3공조유닛(130)의 실내열교환기(108c)로 유입되어 실내공간의 난방이 이루어지도록 한다.

한편, 난방유닛(430) 중 바닥난방유닛(432)으로부터 유체가 공급관(50)과 제1분지공급관(51), 제2분지공급관(52), 그리고 제3분지공급관(53)을 통해 제1공조유닛(110)의 예열교환기(109a), 제2공조유닛(120)의 예열교환기(109b), 그리고 제3공 조유닛(130)의 예열교환기(109c)로 각각 유입되어 공기의 예열을 통해 난방 효율을 향상시킨다(이때 제1공급밸브(61), 제2공급밸브(62), 그리고 제3공급밸브(63)는 개방된다).

상기 제1예열교환기(109a)를 통과한 유체는 제1분지복귀관(71)을 따라 난방유닛(430)으로 복귀하며, 복귀 과정에서 상기 제1열교환장치(610)를 통과하여 제1분지냉매관(11)을 유동하는 냉매와 열교환되고, 제2분지복귀관(72)을 따라 유동하는 유체는 상기 제2열교환장치(620)를 통과하여 제2분지냉매관(12)을 유동하는 냉매와 열교환되며, 제3분지복귀관(73)을 따라 유동하는 유체는 상기 제3열교환장치(630)를 통과하여 제3분지냉매관(13)을 유동하는 냉매와 열교환된 후, 복귀관(70)으로 통합되어 난방유닛(430)으로 복귀된다. 이때 상기 복귀관(70)으로부터 바이패스 되는 바이패스관(74)으로 일부 유체가 공급되어 급탕에 사용된다(이때 바이패스밸브(75)가 개방된다). 급탕이 필요하지 않은 경우에는 상기 바이패스밸브(75)가 폐쇄된 상태가 된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 공기조화시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 에너지발생유닛에 의한 공기조화시스템의 운전으로 말미암아 운전비용이 저렴하고 상기 에너지발생유닛에서 버려지는 에너지를 회수하여 다른 곳의 공조 또는 난방에 사용할 수 있어 매우 효율적이고 효과적인 운전이 가능하다.

둘째, 예열교환과 열교환을 동시에 수행함으로써 난방 능력을 향상시킬 수 있으며, 또 예열교환만 수행하도록 하여 비교적으로 낮은 온도로 난방이 이루어지도록 하는 저온 난방이 가능하여 다양한 부하에 대한 대응이 가능하다.

셋째, 난방시에 발생하는 실외열교환기의 착상 제거를 위한 제상 운전을 별도로 할 필요가 없어 난방 중단 없이 쾌적한 난방이 가능하다.

넷째, 공기조화에 의한 냉난방 뿐만 아니라 급탕과 바닥난방 등 여러 가지 다양한 열원의 활용이 가능하므로 다양한 부하에 대한 대응이 매우 효과적인 특장점이 있다.

Claims (29)

1. 실내공간의 환기, 공기정화 및 냉난방을 선택적으로 수행하며, 냉난방을 위해 각각 실내열교환기를 구비하는 복수개의 공조유닛;

   상기 실내열교환기로 열을 공급하거나 열을 회수함으로써 상기 공조유닛이 실내공간의 냉난방을 수행하도록 하는 적어도 하나의 실외유닛;

   상기 각 공조유닛에 구비되는 예열교환기;

   상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나가 구동되도록 에너지를 공급하고, 상기 에너지를 발생함에 따라 생성되는 열을 회수하여 상기 예열교환기로 공급하는 적어도 하나의 에너지발생유닛; 및

   상기 적어도 하나의 에너지발생유닛과 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기에 연결되어 유체의 공급을 분배 및 제어하며, 상기 적어도 하나의 실외유닛과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기에 연결되어 냉매의 공급을 분배 및 제어하는 분배유닛을 포함하는 공기조화시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 에너지발생유닛은,

   발전을 통해 얻은 전기에너지를 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나에 공급하며, 발전 과정에서 발생하는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 코제너레이션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 에너지발생유닛은,

   소정의 연료를 연소하여 동력을 발생시켜 상기 실외유닛에 전달하며, 동력 발생과정에서 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 엔진유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공조유닛은,

   실내와 연통되는 흡입구 및 토출구, 실외와 연통되는 흡기구 및 배기구가 구비되는 케이스;

   상기 케이스 내부에 구비되어 실내 공기를 실외로 배기시키고 실외 공기를 흡입하여 실내로 토출시키는 적어도 하나의 팬;

   상기 케이스 내부의 타측에 구비되며 상기 실외유닛과 연결되는 적어도 하나의 실내열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 실외유닛은,

   냉매를 압축하는 압축기;

   냉매를 팽창시키는 팽창장치;

   열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기;

   상기 압축기와 상기 실내열교환기를 연결하는 냉매관; 및

   상기 팽창장치와 상기 실내열교환기를 연결하는 액관을 포함하는 것을 특징 으로 하는 공기조화시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 에너지발생유닛과 상기 예열교환기를 연결하며 상기 에너지발생유닛에서 회수한 열에 의해 가열된 유체가 상기 예열교환기로 공급되도록 하는 공급관과,

   상기 예열교환기와 상기 에너지발생유닛을 연결하며 상기 예열교환기에서 열교환된 유체가 상기 에너지발생유닛으로 복귀되도록 하는 복귀관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 상기 분배유닛은,

   상기 실외유닛의 냉매관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지냉매관과,

   상기 실외유닛의 액관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지액관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
9. 제6항에 있어서,

   상기 실외유닛이 복수개 구비되는 경우,

   상기 분배유닛은, 상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과,

   상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 분배유닛은,

    상기 복수개의 냉매관과 상기 복수개의 분지냉매관을 연결하는 공통냉매관과,

    상기 복수개의 액관과 상기 복수개의 분지액관을 연결하는 공통액관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 분배유닛은,

    상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와,

    상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
12. 제10항에 있어서, 상기 분배유닛은,

    상기 복수개의 냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와,

    상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지제어밸브와,

    상기 복수개의 액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브와,

    상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
13. 제6항에 있어서, 상기 분배유닛은,

    상기 적어도 하나의 에너지발생유닛의 공급관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과,

    상기 적어도 하나의 에너지발생유닛의 복귀관으로부터 분지되어 상기 복수개의 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
14. 제13항에 있어서,

    상기 에너지발생유닛이 복수개 구비되는 경우, 상기 복수개의 에너지발생유 닛 각각에 연결되어 상기 각 에너지발생유닛에서 가열된 유체가 흐르며 상기 공급관과 연결되는 복수개의 고온관과,

    상기 복수개의 에너지발생유닛 각각에 연결되어 상기 복귀관과 연결되는 복수개의 저온관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
15. 제13항에 있어서,

    상기 복수개의 분지공급관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 공급밸브와,

    상기 복수개의 분지복귀관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 복귀밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
16. 제14항에 있어서,

    상기 복수개의 고온관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 고온측 밸브와,

    상기 복수개의 저온관 각각에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 저온측 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
17. 제6항에 있어서,

    상기 에너지발생유닛으로부터 회수된 열에 의해 가열된 유체가 저장되며 상기 공급관과 연결되어 상기 공급관을 통해 가열된 유체를 공급하는 저장탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
18. 제17항에 있어서,

    상기 저장탱크로부터 가열된 유체를 공급받아 급탕 공급 및 바닥난방 중 적어도 하나를 수행하는 난방유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
19. 실내열교환기를 구비하여 흡입한 실외공기를 열교환 하여 실내로 토출함으로써 실내공간의 환기, 공기정화 및 냉난방을 선택적으로 수행하는 적어도 하나의 공조유닛;

    상기 실내열교환기와 연결되는 냉매관을 구비하여 상기 냉매관을 통해 상기 실내열교환기로 열을 공급하거나 회수함으로써 상기 공조유닛이 실내공간의 냉난방을 수행하도록 하는 적어도 하나의 실외유닛;

    소정의 가열된 유체에 의해 급탕 및 바닥난방 중 적어도 하나를 수행하는 적어도 하나의 난방유닛;

    상기 공조유닛 내부에 구비되며 상기 난방유닛으로부터 유체를 공급받아 상기 공조유닛에서 흡입한 실외공기가 예열되도록 하는 적어도 하나의 예열교환기;

    상기 냉매관 상에 설치되고 상기 예열교환기를 통과한 유체가 상기 냉매관을 유동하는 냉매와 열교환 되어 상기 난방유닛으로 공급되도록 하는 적어도 하나의 열교환장치를 포함하는 공기조화시스템.
20. 제19항에 있어서,

    상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나가 구동되도록 에너지를 공급하고, 상기 에너지를 발생함에 따라 생성되는 열에 의해 상기 난방유닛으로 공급되는 유체를 가열하도록 하는 적어도 하나의 에너지발생유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 에너지발생유닛은,

    발전을 통해 얻은 전기에너지를 상기 공조유닛 및 실외유닛 중 적어도 하나에 공급하며, 발전 과정에서 발생하는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 코제너레이션 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
22. 제20항에 있어서, 상기 에너지발생유닛은,

    소정의 연료를 연소하여 동력을 발생시켜 상기 실외유닛에 전달하며, 동력 발생과정에서 생성되는 열을 회수하여 상기 공조유닛의 난방에 사용되도록 하는 엔진유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실외유닛은,

    냉매를 압축하는 압축기;

    냉매를 팽창시키는 팽창장치;

    열교환을 통해 냉매를 응축 또는 증발시키는 실외열교환기;

    상기 압축기와 상기 실내열교환기를 연결하며 상기 열교환장치가 설치되는 냉매관; 및

    상기 팽창장치와 상기 실내열교환기를 연결하는 액관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
24. 제23항에 있어서,

    상기 난방유닛과 상기 예열교환기를 연결하며 상기 난방유닛으로 공급되는 유체 또는 상기 난방유닛을 통과한 유체가 상기 예열교환기로 공급되도록 하는 공급관과,

    상기 예열교환기에서 상기 열교환장치를 통과하여 상기 난방유닛으로 연결되며, 상기 예열교환기를 통과한 유체가 상기 열교환장치에서 열교환되어 상기 난방유닛으로 복귀하도록 하는 복귀관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
25. 제24항에 있어서,

    상기 공조유닛이 복수개 구비되는 경우,

    상기 냉매관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지냉매관과,

    상기 액관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 실내열교환기와 연결되는 복수개의 분지액관과,

    상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과,

    상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며,

    상기 각 분지복귀관을 통해 복귀하는 유체가 상기 복귀관을 통해 상기 열교환장치에서 열교환 되도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
26. 제24항에 있어서,

    상기 공조유닛 및 상기 실외유닛이 각각 복수개 구비되는 경우,

    상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과,

    상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관과,

    상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과,

    상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며,

    상기 열교환장치는 상기 복수개의 냉매관 또는 상기 복수개의 분지냉매관 상에 공통으로 설치되며, 상기 각 분지복귀관을 통해 복귀하는 유체가 상기 열교환장 치에서 열교환 되도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
27. 제24항에 있어서,

    상기 공조유닛 및 상기 실외유닛이 각각 복수개 구비되는 경우,

    상기 복수개의 실외유닛의 각 냉매관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지냉매관과,

    상기 복수개의 실외유닛의 각 액관과 상기 복수개의 공조유닛의 각 실내열교환기를 각각 연결시키는 복수개의 분지액관과,

    상기 공급관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지공급관과,

    상기 복귀관으로부터 분지되어 상기 공조유닛의 각 예열교환기와 연결되는 복수개의 분지복귀관을 포함하며,

    상기 열교환장치는 상기 복수개의 냉매관 또는 상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되며, 상기 각 분지복귀관을 통해 복귀하는 유체가 상기 각 열교환장치에서 각각 열교환 되도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
28. 제25항에 있어서,

    상기 분지냉매관 각각에 구비되어 냉매의 유동을 제어하는 제어밸브와,

    상기 분지액관 각각에 구비되어 냉매의 유동을 제어하는 개폐밸브와,

    상기 분지공급관 각각에 구비되어 유체의 유동을 제어하는 공급밸브와,

    상기 분지복귀관 각각에 구비되어 유체의 유동을 제어하는 복귀밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
29. 제26항에 있어서,

    상기 복수개의 냉매관과 상기 복수개의 분지냉매관을 연결하는 하나의 공통냉매관과,

    상기 복수개의 액관과 상기 복수개의 분지액관을 연결하는 하나의 공통액관과,

    상기 복수개의 냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 제어밸브와,

    상기 복수개의 분지냉매관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지제어밸브와,

    상기 복수개의 액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 개폐밸브와,

    상기 복수개의 분지액관 각각에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 분지개폐밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.

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