KR100833859B1 - 공기조화 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 효율을 높일 수 있는 공기조화 시스템과 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 의하여, 복잡하고 값비싼 장비를 갖추지 않고도 간편하게 공기조화 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다.
Figure R1020060128055
공조, 실외유닛, 실내유닛, 냉매, 배관

Description

공기조화 시스템 및 그 제어방법{air conditioning system and the controlling method thereof}
도 1은 종래의 공조유닛의 구성을 나타낸 구성도
도 2는 종래의 공조유닛의 공기 흐름을 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 개략적인 구성도
도 4는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우의 배관구성도
도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우의 배관구성도
도 6은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 복수의 실외유닛을 구비하도록 확장되어 난방주체운전을 수행하는 경우를 도시한 구성도
도 7은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 복수의 실외유닛을 구비하도록 확장되어 냉방주체운전을 수행하는 경우를 도시한 구성도
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101 : 공조유닛 116 : 제1 열교환기
117 : 제1 팽창밸브 140 : 실외유닛
141 : 압축기 142 : 실외열교환기
143 : 사방밸브 144 : 어큐뮬레이터
145 : 증발팬 146 : 실외팽창밸브
150 : 보조유닛 152 : 제2 열교환기
154 : 제2 팽창밸브 160a, 160b : 실내유닛
162a, 162b : 실내열교환기 164a, 164b : 실내팽창밸브
172a, 172b, 172c, 172d : 제1 냉매조절밸브
174a, 174b, 174c, 174d : 제2 냉매조절밸브
182 : 제1 냉매배관 184 : 제2 냉매배관
186 : 제3 냉매배관
본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기를 통해 버려지는 에너지를 회수하여 에너지 효율을 높일 수 있는 공기조화 시스템과 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공조유닛(AHU:air handling unit)은 실외공기를 실내로 공급하고 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 장치이다. 상기 공조유닛은 냉원(cooling source) 또는 열원(heating source)을 이용하여 공기를 가열시키거나 냉각시켜, 필요한 공조공간에 덕트를 통하여 송풍한다.
상기 냉원과 열원으로는 냉, 온수 코일을 조합하여, 냉방 시에는 코일에 냉 동기의 냉수를, 난방 시에는 보일러의 증기나 온수를 보내는 방식도 이용되지만, 최근에는 냉각 사이클을 이루는 열교환기가 장착되어 사용되는 추세이다.
뿐만 아니라, 공조유닛은 여과 기능을 이용한 공기청정과, 실내 상태에 따른 가습과, 감습 기능을 더 갖추어, 실내 공간을 쾌적한 환경으로 만드는 역할을 수행한다. 즉, 상기 공조유닛은 실내로 공급되는 공기를 정화, 냉각 및 감습, 가열 및 가습할 수 있도록 구성되며, 이렇게 실내 공간의 상태에 맞게 변화된 공기는 송풍기에 의해 각 실내로 송풍된다.
공조에 사용된 공기는 다시 공조유닛으로 되돌아와 환기를 위해 일정부분 외기와 혼합되며, 다시금 냉각/가열되어 사용된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 공조유닛(1)은 실내공기(R.A.:room air)의 순환을 위해 설치되는 순환팬(12), 실내로 공급되는 공기(S.A.:supply air)를 정화하기 위한 여과장치(14), 상기 공기를 가열 또는 냉각시키기 위한 열교환기(16), 상기 공기의 가습 또는 감습을 위한 습도조절장치(18) 및, 실내 공간으로 공기를 공급하기 위한 송풍팬(20)을 포함하여 구성된다.
상기 공조유닛(1) 일측에는 실외공기(O.A.:outdoor air)가 공조유닛(1) 내부로 흡입되기 위한 실외공기 흡입구(32)가 구비된다. 그리고, 실내공기(R.A.)를 순환시키기 위한 실내공기 흡입구(34), 상기 순환되는 공기의 일부가 실외로 배출되기 위한 배기구(36), 실내로 공기를 공급하기 위한 송풍구(38) 등도 함께 구비된다.
상기 실외공기 흡입구(32), 실내공기 흡입구(34), 배기구(36) 및, 송풍 구(38)는 각각 공기가 진행할 수 있는 유로를 형성하는 덕트(미도시)와 연결되며, 상기 덕트는 실내 또는 실외와 연통되도록 구비된다. 이에 의해, 공기가 실외 또는 실내로부터 흡입되고 다시 실외 또는 실내로 배출된다.
상기 열교환기(16)는 실외기(40)와 연결되어 냉각사이클을 구성한다. 구체적으로, 상기 실외기(40) 내부에 압축기(미도시)와 실외열교환기(미도시)가 구비되고, 상기 열교환기(16) 주변에 팽창밸브(미도시)가 제공되어 함께 냉각사이클을 이룬다. 여기서, 상기 압축기, 실외열교환기, 팽창밸브, 열교환기(16)를 거치는 냉매의 순환방향을 절환시킴으로써, 상기 열교환기(16)는 냉원 또는 열원으로서의 역할을 수행한다.
이와 같이 구성된 공조유닛(1)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
상기 공조유닛(1)이 가동되면, 상기 순환팬(12)과 상기 송풍팬(20)이 회전하여 공기를 유동시킨다. 구체적으로 상기 송풍팬(20)이 구동됨으로써, 흡입력이 제공되어 실외로부터 상기 실외공기 흡입구(32)를 통하여 실외공기(O.A.)가 유입된다.
한편, 상기 순환팬()이 구동됨으로써, 실내 공간으로부터 상기 실내공기 흡입구(34)를 통하여 실내공기(R.A.)가 흡입되어 순환된다. 상기 흡입된 실내공기(R.A.)의 일부는 배기(E.A.:exhaust air)로서 상기 배기구(36)를 통하여 배출된다. 그리고, 그 나머지는 유입된 실외공기(O.A.)와 혼합되며, 상기 송풍팬(20)에 의하여 상기 여과장치(14)와 열교환기(16) 및, 습도조절장치(18) 등을 거쳐 상기 송풍구(38)를 통해 실내 공간으로 공급된다. 즉, 실내공기(R.A.)가 순환되면서 일 부가 외부로 배출되고, 신선한 실외공기(O.A.)가 새롭게 공급되어 환기 기능이 수행되는 것이다.
여기서, 상기 실내 공간으로 공급되는 공기(S.A.)는 상기 여과장치(14)에 의해 정화되고, 상기 열교환기(16)를 지나며 가열 또는 냉각되며, 상기 습도조절장치(18)에 의해 원하는 습도를 갖도록 조절되어 실내 공간으로 공급된다. 이와 같이, 상기 공조유닛(1)은 실내로 공급되는 공기(S.A.)가 사용자가 원하는 상태로 변화되어 실내 공간으로 공급되도록 함으로써, 실내의 공기조화를 수행한다.
그런데, 이러한 종래의 공조유닛(1)은 환기를 위해 실외공기(O.A.)를 일정부분 도입하면서 배기(E.A.)가 발생하고, 배기(E.A.)를 통해 에너지가 버려지게 된다. 즉, 일정 실외공기(O.A.)를 유입시키면서 일정 실내공기(R.A.)가 배기(E.A.)로서 배출되는데, 이러한 배기(E.A.)는 여름에는 외기(O.A.)보다 차갑고, 겨울에는 외기(O.A.)보다 따뜻하기 때문에 그만큼의 에너지 손실이 발생하게 된다.
이렇게 버려지는 에너지를 회수하기 위하여, 전열교환기(미도시) 등이 사용되기도 하지만, 상기 전열교환기 내부에 열교환을 위해 설치되는 전열교환소자(미도시)의 경우 가격이 비싸고, 전열교환기를 통과하는 공기의 압력손실과 이를 보상하기 위한 팬 동력의 증가 때문에 효율적인 에너지회수 방법이 되지 못한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배기를 통해 버려지는 에너지를 회수하여 에너지 효율을 높일 수 있는 공기조화 시스템과 그 제어방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실외유닛과, 실외공기를 실내로 공급하고 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛 및, 상기 공조유닛으로부터 배기되는 공기의 에너지 회수를 수행하기 위하여, 상기 공조유닛의 배기측에 설치되며, 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루는 적어도 하나의 보조유닛을 포함하는 공기조화 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 공조유닛에 설치되고, 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루며,실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 토출하기 위한 적어도 하나의 제1 열교환기가 더 포함될 수 있다.
상기 보조유닛은 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루기 위한 제2 열교환기와 팽창밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실외유닛과 연결되는 적어도 하나의 실내유닛이 더 포함된다.
한편, 상기 실내유닛과 공조유닛 및 보조유닛 중 일부가 냉방운전을 수행 하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매가 흐르는 방향을 조절하며, 일측은 상기 실외유닛과 연결되고, 타측은 상기 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛과 연결되는 냉매분배유닛이 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 공기조화 시스템의 배관 구성은, 상기 실외유닛의 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛으로 안내하는 제1 냉매배관과, 상기 실외유닛과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛으로 안내하는 제2 냉매배관과, 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛으로 안내하는 제3 냉매배관을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 냉매분배유닛은 상기 제1 냉매배관의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브와, 상기 제3 냉매배관의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브를 포함하여 이루어진다.
상기 공조유닛이 난방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 냉방운전되고, 상기 공조유닛이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 난방운전되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 실외유닛 내부의 압축기를 운전하여 공기조화 시스템을 가동하는 단계 및, 상기 실외기와 연결되는 실내유닛과 공조유닛 및 보조유닛 중 일부가 냉방운전하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매분배유닛이 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 단계를 포함하는 공기조화 시스템의 제어방법을 제공한다.
상기 냉매분배유닛은 상기 보조유닛이 상기 공조유닛으로부터 배기되는 공기의 에너지 회수를 수행할 수 있도록, 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 냉매분배유닛은 상기 공조유닛이 난방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 냉방운전되도록 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절하고, 상기 공조유닛이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 난방운전되도록 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설 명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우의 배관구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우의 배관구성도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 크게 실외유닛(140)과, 실외공기(O.A)를 실내로 공급하고 실내공기(R.A.)를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛(101) 및, 상기 공조유닛(101)으로부터 배기되는 공기(E.A.)의 에너지 회수를 수행하기 위하여, 상기 공조유닛(101)의 배기측에 설치되며, 상기 실외유닛(140)과 연결되어 냉각사이클을 이루는 적어도 하나의 보조유닛(150)을 포함하여 구성된다.
상기 실외유닛(140)은 냉매를 압축하는 복수의 압축기(141)와, 냉매가 열교환되는 복수의 실외열교환기(142)와, 압축기(141)의 토출측에 배치되어 냉매의 유로를 절환하는 사방밸브(143)와, 압축기(141)의 흡입측에 연결되어 압축기(141)에 기체상태의 냉매가 제공되도록 하는 어큐뮬레이터(144) 등을 포함하여 구성된다.
상기 사방밸브(143)는 상기 실외유닛(140)이 난방운전되느냐, 냉방운전되느냐에 따라 냉매의 흐름 방향을 절환시킨다. 상기 사방밸브(143)는, 상기 실외유 닛(140)이 난방운전되는 경우에는, 상기 압축기(141)에서 토출된 냉매를 실외유닛(140) 밖으로 흘러나가도록 안내하고, 냉방운전되는 경우에는 압축기(141)에서 토출된 냉매를 상기 실외열교환기(142)로 흐르도록 안내한다.
즉, 상기 실외유닛(140)이 난방운전되는 경우, 상기 실외열교환기(142)는 증발기의 역할을 수행하며, 상기 실외열교환기(142)에서 증발된 냉매는 압축기(141)로 유입되어 다시 압축되도록 유로가 형성된다. 한편, 상기 실외유닛(140)이 냉방운전되는 경우, 상기 실외열교환기(142)는 응축기의 역할을 수행하며, 상기 압축기(141)에서 토출된 냉매는 상기 실외열교환기(142)에서 응축된다. 이와 같이, 상기 사방밸브(143)의 절환에 의하여 상기 냉매가 흐르는 유로가 결정되며, 상기 실외유닛(140), 더 나아가 상기 공기조화 시스템의 운전상태가 결정된다.
상기 실외열교환기(142)의 부근에는 증발팬(145)이 구비되어 상기 실외열교환기(142)가 증발기의 역할을 수행하는 경우 냉매의 기화를 돕는다.
상기 실외열교환기(142)의 압축기(141) 반대측 배관상에는 실외팽창밸브(146)가 구비된다. 상기 실외팽창밸브(146)로는 전자팽창밸브(EEV:electronic expansion valve)가 사용될 수 있다. 상기 전자팽창밸브는 증발기의 냉매유량을 전자제어장치에 의하여 조절하는 밸브이다. 전자팽창밸브는 특히, 운전시간이 길고 부하변동이 클 경우에 적용됨으로써 에너지 사용을 절감시킬 수 있으므로, 근래에 많이 사용되고 있다.
한편, 상기 공조유닛(101)은 실내공기(R.A.)의 순환을 위해 설치되는 순환팬(112), 실내로 공급되는 공기(S.A.)를 정화하기 위한 여과장치(114), 상기 공기 를 가열 또는 냉각시키기 위한 열교환기(116), 상기 공기의 가습 또는 감습을 위한 습도조절장치(118) 및, 실내 공간으로 공기를 공급하기 위한 송풍팬(120)을 포함하여 구성된다.
상기 공조유닛(101) 일측에는 실외공기(O.A.)가 공조유닛(101) 내부로 흡입되기 위한 실외공기 흡입구(132)가 구비된다. 그리고, 실내공기(R.A.)를 순환시키기 위한 실내공기 흡입구(134), 상기 순환되는 공기의 일부가 실외로 배출되기 위한 배기구(136) 및, 실내로 공기를 공급하기 위한 송풍구(138)가 함께 구비된다.
상기 실외공기 흡입구(132), 실내공기 흡입구(134), 배기구(136) 및, 송풍구(138)는 각각 공기가 진행할 수 있는 유로를 형성하는 덕트(미도시)와 연결되며, 상기 덕트는 실내 또는 실외와 연통되도록 구비된다. 이에 의해, 공기가 실외 또는 실내로부터 흡입되고, 다시 실외 또는 실내로 배출된다.
한편, 상기 공조유닛(101) 내부에는 상기 실외유닛(140)과 연결되어 냉각사이클을 이루며, 실내로 공급되는 공기(S.A.)를 열교환시켜 토출하기 위한 제1 열교환기(116)가 설치된다.
상기 제1 열교환기(116)는 실외유닛(140)과 연결되어 냉각사이클을 구성하는데, 구체적으로, 상기 압축기(141), 실외열교환기(142), 상기 제1 열교환기(116) 일측에 제공되는 제1 팽창밸브(117)와 함께 냉각사이클을 이룬다. 상기 제1 팽창밸브(117)는 전술한 바와 같이 전자팽창밸브로 이루어질 수 있다. 상기 제1 열교환기(116)는, 상기 실외유닛(140)과 냉각사이클을 이룸으로써, 상기 공조유닛(101)의 냉원 또는 열원으로서의 역할을 수행하며, 상기 제1 열교환기(116)를 통과하는 공 기를 가열 또는 냉각시킨다.
여기서, 상기 제1 열교환기(116)는 단일의 열교환기일 수 있지만, 복수 개의 얇은 열교환기가 결합된 집합체로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 공조유닛(101)의 배기측에는 상기 실외유닛(140)과 연결되어 냉각사이클을 이루는 보조유닛(150)이 구비된다. 구체적으로, 상기 보조유닛(150)은 상기 실외유닛(140)과 연결되어 냉각사이클을 이루기 위한 제2 열교환기(152)와 제2 팽창밸브(154)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제2 팽창밸브(154)는 전자팽창밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 보조유닛(150)은 상기 공조유닛(101)의 배기(E.A.)를 통해 버려지는 에너지를 간편하게 회수하고자 설치된다. 에너지 회수가 가능하도록, 상기 보조유닛(150)은 상기 공조유닛(101)의 배기구(136) 근처의 배기덕트(미도시) 일측에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 공조유닛(101)이 난방으로 운전되는 경우, 배기(E.A.)는 실외공기(O.A.)보다 높은 온도로 배출된다. 이때, 상기 보조유닛(150)의 제2 열교환기(152)를 냉방운전시키면, 배기(E.A.)로부터 에너지가 흡수될 수 있다. 이렇게 흡수된 에너지는 다른 공조공간의 난방으로 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 열교환기(152)를 통과하는 냉매는 상대적으로 고온에서 증발함으로써, 결국 실외유닛(140)에 설치된 압축기(141)의 압축일이 줄어든다. 그리고, 그만큼의 에너지는 다른 공조공간의 난방에 더 사용될 수 있으므로, 에너지 효율이 올라간다.
상기 공조유닛(101)이 냉방으로 운전되는 경우, 배기(E.A.)는 실외공기(O.A.)보다 낮은 온도로 배출된다. 이때, 제2 열교환기(152)를 난방운전시키면, 상기 실외유닛(140)이 버려야 되는 열을 효과적으로 버릴 수 있게 되므로, 상기 공기조화 시스템의 사이클 전체적으로는, 배기(E.A.)를 통해 버려지는 에너지가 회수되어 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 공조유닛(101)의 배기측에 열교환기를 구비한 보조유닛(150)이 설치됨으로써, 상기 압축기(141)의 압축일은 줄어들고, 실내에 공급되는 에너지는 증가한다. 따라서, 실내에 공급되는 에너지에 대한 압축기(141)의 압축일의 비를 나타내는 성적계수(COP:coefficient of performance)는 시스템 전체적으로 높아진다. 결국, 전체 시스템의 에너지 효율이 증가하는 것이다.
한편, 상기 공기조화 시스템은 상기 실외유닛(140)과 연결되는 적어도 하나의 실내유닛(160a, 160b)을 더 포함한다. 상기 실내유닛(160a, 160b)은 실내열교환기(162a, 162b) 및 상기 실내열교환기(162a, 162b)와 냉매배관으로 연결되는 실내팽창밸브(164a, 164b)를 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 실내팽창밸브(164a, 164b)는 전자팽창밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상술한 바와 같이 상기 공조유닛(101)이 난방운전될 때, 상기 보조유닛(150)이 냉방운전되고, 상기 공조유닛(101)이 냉방운전될 때, 상기 보조유닛(150)이 난방운전되기 위해서는 상기 공기조화 시스템이 각 공조공간에서 난방과 냉방이 동시에 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 실내유닛(160a, 160b)과 공조유닛(101) 및, 보조유닛(150) 중 일부가 냉방운전을 수행하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매가 흐르는 방향을 조절하며, 일측은 상기 실외유닛(140)과 연결되고, 타측은 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및 보조유닛(150)과 연결되는 냉매분배유닛(170)이 구비된다.
상기 냉매분배유닛(170)은 상기 실외유닛(140), 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및, 보조유닛(150)을 상호연결하는 냉매배관 상에서 상기 냉매배관의 개폐를 조절하도록 구비된다.
상기 냉매분배유닛(170)에 대한 설명 이전에 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 냉매배관 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 실외유닛(140)의 압축기(141)로부터 토출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및, 보조유닛(150)으로 안내하는 제1 냉매배관(182)이 구비된다.
상기 제1 냉매배관(182)은 압축기(141)의 출구단과 연결되며, 상기 실외유닛(140)을 빠져나와 상기 냉매분배유닛(170) 내부를 통과한다. 상기 제1 냉매배관(182)은 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 분지되는데, 분지된 제1 냉매배관(182)은 각각 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 열교환기(116, 152, 162a, 162b)와 연결된다.
이와 같이 구성된 상기 제1 냉매배관(182)은 압축기(141)로부터 토출되는 고온, 고압의 기상 냉매를 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및 보조유닛(150)으로 안내한다.
한편, 상기 실외유닛(140)과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및, 보조유닛(150)으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및 보조유닛(150)으로 안내하는 제2 냉매배관(184)이 구비된다.
상기 제2 냉매배관(184)은 상기 실외유닛(140)의 실외팽창밸브(146)와 연결되며, 상기 실외유닛(140)을 빠져나와 상기 냉매분배유닛(170) 내부를 통과한다. 상기 제2 냉매배관(184)은 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 분지되는데, 분지된 제2 냉매배관(184)은 각각 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 팽창밸브(117, 154, 164a, 164b)와 연결된다.
이와 같이 구성된 상기 제2 냉매배관(184)은, 상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우, 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및 보조유닛(150)으로부터 빠져나온 냉매 중 일부를 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)으로 안내하고, 일부는 상기 실외유닛(140)의 실외팽창밸브(146)쪽으로 안내한다.
여기서, 난방주체운전은 상기 사방밸브(143)의 절환에 의하여 압축기(141)에서 토출된 냉매가 실외유닛(140) 내부의 실외열교환기(142)를 거치지 않고 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)쪽으로 냉매가 유동하도록 운전되는 경우를 말한다. 반대로, 냉방주체운전은 상기 사방밸브(143)의 절환에 의하여 압축기(141)에서 토출된 냉매가 실외유닛(140) 내부의 실외열교환기(142)를 거친 후, 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)쪽으로 냉매가 유동하도록 운전되는 경우를 말한다. 결국, 상기 실외유닛(140)의 운전상태에 따라서 난방주체운전인지 냉방주체운전인지가 결정된다.
또한, 상기 실외유닛(140)이 난방주체운전 또는 냉방주체운전될지 여부는 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150) 중에 난방으로 운전되는 유닛들의 용량이 큰지, 아니면, 냉방으로 운전되는 유닛들의 용량이 큰지에 따라 정해진다. 즉, 난방부하를 많이 필요로 하는지, 아니면, 냉방부하를 많이 필요로 하는지에 따라 난방주체운전 또는 냉방주체운전 여부가 결정된다.
상기 제2 냉매배관(184)은, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우에는, 상기 압축기(141)에서 토출되어 상기 실외열교환기(142)를 통과하며 응축된 냉매를 냉방운전을 하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)쪽으로 안내한다. 물론, 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)으로부터 배출되는 냉매를 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)쪽으로 안내하는 역할도 수행한다.
한편, 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101) 및 보조유닛(150)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(140)으로 안내하는 제3 냉매배관(186)이 더 구비된다.
상기 제3 냉매배관(186)은 상기 실외유닛(140)의 압축기(141) 입구단에 연결된다. 그리고, 상기 제3 냉매배관(186)은 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 분지되며, 상기 분지된 제3 냉매배관(186)이 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 열교환기(116, 152, 162a, 162b)와 각각 연결된다. 엄밀히 말해, 상기 분지된 제3 냉매배관(186)은 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 상기 분지된 제1 냉매배관(182)과 하나로 합쳐져 상기 열교환기(116, 152, 162a, 162b)와 연결된다.
이와 같이 구성된 제3 냉매배관(186)은 냉방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(140)으로 안내한다. 구체적으로, 상기 제3 냉매배관(186)을 통해 실외유닛(140)으로 안내된 기상 냉매는 상기 어큐뮬레이터(144)를 거쳐 압축기(141)로 유입되어 압축된다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 냉매배관(182), 제2 냉매배관(184), 제3 냉매배관(186)은 상기 냉매분배유닛(170)의 내부를 통과하는데, 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 분지되어 상기 실내유닛(160a, 160b), 보조유닛(150), 공조유닛(101)의 열교환기(116, 152, 162a, 162b) 또는 팽창밸브(117, 154, 164a, 164b)와 각각 연결된다.
이때, 상기 냉매분배유닛(170)은 상기 제1 냉매배관(182)의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와, 상기 제3 냉매배관(186)의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)는 상기 제1 냉매배관(182)과 제3 냉매배관(186)을 개폐하는 on/off 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)는 상기 분지된 제 1 냉매배관(182)와 제3 냉매배관(186) 상에 복수 개가 설치된다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 냉매배관(182) 및 제3 냉매배관(186)은 상기 냉매분배유닛(170) 내부에서 합쳐져 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 열교환기(116, 152, 162a, 162b)와 연결되는데, 상기 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)의 개폐에 따라 상기 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)을 통과하는 냉매의 흐름 방향이 바뀐다.
예를 들어, 상기 공조유닛(101)에 연결되는 제1 냉매배관(182)상의 제1 냉매조절밸브(172b)가 열리고, 제3 냉매배관(186)상의 제2 냉매조절밸브(174b)가 닫히면, 상기 공조유닛(101)은, 제1 냉매배관(182)을 통해 압축기(141)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매가 상기 제1 열교환기(116)를 통과하며 응축되므로, 난방운전을 수행한다.
반대로, 상기 제1 냉매조절밸브(172b)가 닫히고, 제2 냉매조절밸브(174b)가 열리면, 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)으로부터 배출되는 냉매가 제2 냉매배관(184)을 통해 유입되어 상기 제1 열교환기(116)에서 증발되므로, 상기 공조유닛(101)은 냉방운전을 수행한다. 물론 여기서, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우에는, 상기 실외유닛(140)의 실외열교환기(142)를 통과하여 흘러나오는 냉매도 상기 제2 냉매배관(184)을 통해 상기 제1 열교환기(116)로 유입되어 증발된다.
한편, 상기 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와 제2 냉매조절밸 브(174a, 174b, 174c, 174d)의 개폐와 상기 공기조화 시스템의 전반적인 기능을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 구비된다. 상기 제어부는 사용자가 각 공조공간을 난방 또는 냉방하도록 선택하는 경우, 그에 대응되게 상기 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)와 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)를 개폐하도록 상기 냉매분배유닛(170)을 제어한다.
이하에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 사용자가 각 공조공간의 난방 또는 냉방 여부를 결정하여 이를 시스템상에 입력하면, 상기 제어부는 전체 시스템에 필요한 난방부하와 냉방부하의 양을 결정하고 이를 비교한다. 즉, 상기 제어부는 냉방운전될 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 용량비율과 난방운전될 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)의 용량비율의 대소를 비교하여, 난방부하가 크면 난방주체운전을, 냉방부하가 크면 냉방주체운전을 하도록 결정한다.
그리고, 상기 실외유닛(140) 내부의 압축기(141)가 운전됨으로써, 상기 공기조화 시스템이 가동된다.
상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우부터 살펴본다.
상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 사방밸브(143)를 절환하여 상기 제2 냉매배관(184)을 통해 상기 실외유닛(140)으로 들어오는 냉매가 상기 실외팽창밸브(146)와 상기 실외열교환기(142)를 거쳐 압축기(141)로 유입되도록 유로를 형성한다.
여기서, 전자팽창밸브로 구성된 상기 실외팽창밸브(146)는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 제어된다. 상기 실외팽창밸브(146)를 거치며 팽창된 냉매는 상기 실외열교환기(142)에서 열교환되면서 증발되고, 상기 냉매는 압축기(141) 입구단에 연결된 어큐뮬레이터(144)에 흘러들어와 일시 저장된다. 상기 어큐뮬레이터(144)는 압축기(141)로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 역할과 함께, 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 역할도 수행한다.
그 후, 상기 냉매는 압축기(141)로 유입되며, 압축되어 토출된다. 상기 압축기(141)에서 토출된 냉매는 상기 제1 냉매배관(182)을 통하여 상기 냉매분배유닛(170) 내부로 안내된다.
한편, 상기 제어부는 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흘러가도록 상기 냉매분배유닛(170) 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)를 개방한다. 도 4에서와 같이 공조유닛(101)과 하나의 실내유닛(160a)이 난방운전되도록 결정된 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(172b, 172c)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(182)을 통하여 상기 공조유닛(101)의 제1 열교환기(116)와 상기 난방운전되는 실내유닛(160a)의 실내열교환기(162a)를 통과하며 응축되고, 상기 공조유닛(101)과 실내유닛(160a)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 공조유닛(101), 실내유닛(160a)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(174b, 174c)는 폐쇄되어야 할 것이다.
이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 제1 열교환기(116)와 연결된 제1 팽창밸 브(117)와, 상기 실내열교환기(162a)와 연결된 실내팽창밸브(164a)는 전개되는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1 열교환기(116)와 실내열교환기(162a)를 통과한 냉매가 바로 팽창되면 압력이 낮아져, 상기 냉매가 실외유닛(140) 또는 냉방운전되는 실내유닛(160a, 160b), 공조유닛(101), 보조유닛(150)으로 유동하기가 힘들기 때문이다.
이렇게, 상기 공조유닛(101)과 실내유닛(160a)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 유동한다. 이때, 상기 냉매 중 일부는 냉방운전되도록 결정된 실내유닛(160b), 보조유닛(150)으로 유입된다. 그리고, 나머지는 상기 제2 냉매배관(184)을 통해 실외유닛(140)으로 회수된다.
그런데, 전술한 바와 같이, 상기 공조유닛(101)의 배기측으로 버려지는 에너지를 회수하기 위하여, 상기 보조유닛(150)은 상기 공조유닛(101)과는 반대로 운전된다. 여기서, 상기 냉매분배유닛(170)은 상기 보조유닛(150)이 상기 공조유닛(101)으로부터 배기되는 공기의 에너지 회수를 수행할 수 있도록, 상기 보조유닛(150)에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절한다.
구체적으로, 상기 냉매분배유닛(170)은 상기 공조유닛(101)이 난방운전되는 경우, 상기 보조유닛(150)은 냉방운전되도록 상기 보조유닛(150)에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절한다. 또한, 상기 냉매분배유닛(170)은 상기 공조유닛(101)이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛(150)은 난방운전되도록 상기 보조유닛(150)에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절한다.
도 4에서와 같이, 상기 공조유닛(101)이 난방운전되는 경우 상기 보조유 닛(150)은 냉방운전되어야 한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 공조유닛(101)의 운전상태에 따라 상기 보조유닛(150)의 운전상태를 결정하고, 상기 냉매분배유닛(170)이 그에 대응하여 제1 냉매조절밸브(172a)와 제2 냉매조절밸브(174a)를 조절하도록 제어한다.
도 4에서 보듯이, 냉방운전되는 실내유닛(160b) 및 보조유닛(150)과 연결되는 제3 냉매배관(186)상의 제2 냉매조절밸브(174a, 174d)는 개방되고, 제1 냉매배관(182)상의 제1 냉매조절밸브(172a, 172d)는 폐쇄된다. 그러면, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(160a)과 공조유닛(101)으로부터 흘러나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 상기 냉방운전되는 실내유닛(160b)과 보조유닛(150)으로 유동한다. 상기 보조유닛(150)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 팽창밸브(154)를 통과하며 팽창된 후, 상기 제2 열교환기(152)에서 증발되고, 상기 실내유닛(160b)으로 흘러가는 냉매는 상기 실내팽창밸브(164b)를 통과하며 팽창된 후, 상기 실내열교환기(162b)에서 증발된다. 이렇게 해서, 상기 보조유닛(150)과 실내유닛(160b)은 냉방운전된다.
상기 보조유닛(150)과 실내유닛(160b)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매조절밸브(174a, 174d)가 개방되어 있으므로 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(140)으로 안내된다. 구체적으로, 상기 냉매는 상기 어큐뮬레이터(144)를 거쳐 상기 압축기로 유입된다.
상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우를 살펴본다.
상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 사방밸 브(143)를 절환하여 상기 압축기(141)에서 토출되는 냉매가 제1 냉매배관(182)과 제2 냉매배관(184)을 통하여 흘러나가도록 유로를 형성한다. 즉, 상기 압축기(141)에서 토출된 냉매는 압축기(141) 토출단에서 분기되어, 일부는 실외열교환기(142)를 거쳐 제2 냉매배관(184)으로 흘러가고, 나머지는 제1 냉매배관(182)으로 흘러간다.
상기 실외열교환기(142)쪽으로 유동하는 냉매는 실외열교환기(142)를 통과하며 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 실외팽창밸브(146)를 지나 제2 냉매배관(184)을 통하여 상기 냉매분배유닛(170) 내부로 안내된다. 이때, 상기 실외팽창밸브(146)는 전개된 상태이다.
상기 제어부는 냉방운전을 수행하는 실내유닛(140), 공조유닛(101), 보조유닛(150)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(174a, 174b, 174c, 174d)는 개방하고, 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)는 폐쇄하도록 상기 냉매분배유닛(170)을 제어한다. 도 5에서처럼 공조유닛(101)과 하나의 실내유닛(160a)이 냉방운전을 수행하도록 결정된 경우, 그들과 연결된 제1 냉매배관(182)상의 제1 냉매조절밸브(172b, 172c)는 폐쇄되고, 제3 냉매배관(186)상의 제2 냉매조절밸브(174b, 174c)는 개방된다.
그러면, 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 유동하는 냉매는 냉방운전을 수행하는 공조유닛(101), 실내유닛(160a)으로 흘러간다.
상기 공조유닛(101)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 상기 공조유닛(101)의 제1 팽창밸브(117)로 안내된다. 이때, 상기 제1 팽창밸 브(117)는 상기 냉매를 팽창시키도록 제어된다. 상기 팽창된 냉매는 상기 제1 열교환기(116)에서 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 상기 제1 열교환기(116)는 냉원으로서의 역할을 수행한다. 상기 증발된 냉매는 제1 냉매조절밸브(172b)가 폐쇄되어 있으므로, 제2 냉매조절밸브(174b)가 개방되어 있는 제3 냉매배관(186)으로 흐르게 되고, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(140)으로 안내된다.
마찬가지로, 상기 실내유닛(160a)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 상기 실내유닛(160a)의 실내팽창밸브(164a)로 안내된다. 이때, 상기 실내팽창밸브(164a)는 상기 냉매를 팽창시키도록 제어된다. 상기 팽창된 냉매는 상기 실내열교환기(162a)에서 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 상기 실내열교환기(162a)는 냉원으로서의 역할을 수행한다. 상기 증발된 냉매는 제2 냉매조절밸브(174c)가 개방되어 있는 제3 냉매배관(186)으로 흐르게 되고, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(140)으로 안내된다.
이렇게 실외유닛(140)으로 안내된 냉매는 어큐뮬레이터(144)를 거쳐 압축기(141)로 유입되어 다시 압축된다.
한편, 상기 제1 냉매배관(182)을 통하여 유동하는 냉매는 상기 냉매분배유닛(170) 내부로 안내된다. 이때, 상기 제어부는, 냉매가 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흐르게 하기 위하여, 상기 냉매분배유닛(170)이 그 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(172a, 172b, 172c, 172d)를 개방하도록 제어한다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 공조유닛(101)의 배기측으로 버려지는 에너지를 회수하기 위하여, 상기 보조유닛(150)은 상기 공조유닛(101)과는 반대로 운전된 다. 도 5에서와 같이 상기 공조유닛(101)이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛(150)은 난방운전되어야 한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 보조유닛(150)이 난방운전되도록 상기 냉매분배유닛(170)의 제1 냉매조절밸브(172a)와 제2 냉매조절밸브(174a)의 개폐를 조절한다.
도 5에서와 같이 보조유닛(150)과 하나의 실내유닛(160b)이 난방운전되는 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(172a, 172d)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(182)을 통하여 상기 보조유닛(150)의 제2 열교환기(152)와 상기 난방운전되는 실내유닛(160b)의 실내열교환기(162b)를 통과하며 응축되고, 상기 보조유닛(150)과 실내유닛(160b)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2 냉매조절밸브(174a, 174d)는 폐쇄되어야 할 것이다.
이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 제2 열교환기(152)와 연결된 제2 팽창밸브(154)와, 상기 실내열교환기(162b)와 연결된 실내팽창밸브(164b)는 전술한 바와 같이, 전개되는 것이 바람직하다.
이렇게, 난방운전을 수행하는 보조유닛(150)과 실내유닛(160b)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(184)을 통하여 유동한다. 상기 냉매는 냉방운전을 수행하는 상기 실내유닛(160a), 공조유닛(101)으로 유입되어 상기 실내유닛(160a)과 공조유닛(101)이 냉방운전을 수행하도록 증발된 후, 제3 냉매배관(186)을 통해 실외유닛(140)으로 회수된다.
이하에서 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 확장되어 구성되는 실시 예를 살펴보기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 복수의 실외유닛을 구비하도록 확장되어 난방주체운전을 수행하는 경우를 도시한 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 복수의 실외유닛을 구비하도록 확장되어 냉방주체운전을 수행하는 경우를 도시한 구성도이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 복수의 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 포함한다. 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)은 상기와 마찬가지로, 냉매를 압축하는 복수의 압축기(241a, 241b, 241c)와, 냉매가 열교환되는 복수의 실외열교환기(242a, 242b, 242c)와, 압축기(241a, 241b, 241c)의 토출측에 배치되어 냉매의 유로를 절환하는 사방밸브(243a, 243b, 243c)와, 압축기(241a, 241b, 241c)의 흡입측에 연결되어 압축기(241a, 241b, 241c)에 기체상태의 냉매가 제공되도록 하는 어큐뮬레이터(244a, 244b, 244c)를 포함하여 구성된다.
본 실시 예에서는 실외유닛(240a, 240b, 240c)이 세 개가 제공되는 경우로 구성되었지만, 필요한 냉방 또는 난방부하에 따라 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 개수가 더 늘어날 수 있음은 이해 가능하다.
한편, 필요한 공조공간에 따라 공조유닛(201a, 201b, 201c)과 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f)의 개수도 확장될 수 있다. 예를 들어 고층건물의 경우, 도 6에서 보는 바와 같이, 각 층마다 공조유닛(201a, 201b, 201c), 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f)의 집합체가 구성될 수 있다. 따라서, 그 집합체의 개수 또한, 필요한 수만큼 더 늘어날 수 있다.
상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)들은 제1 열교환기(216a, 216b, 216c)와 제1 팽창밸브(217a, 217b, 217c)를 포함하여 구성되며, 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f)들은 실내열교환기(262a, 262b, 262c, 262d, 262e, 262f)와 실내팽창밸브(264a, 264b, 264c, 264d, 264e, 264f)를 포함하여 구성된다.
상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 배기측에는 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)과 연결되어 냉각사이클을 이루는 보조유닛(250a, 250b, 250c)이 구비된다. 구체적으로, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)은 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)과 연결되어 냉각사이클을 이루기 위한 제2 열교환기(252a, 252b, 252c)와 제2 팽창밸브(254a, 254b, 254c)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상술한 바와 같이 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)이 난방운전될 때, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)이 냉방운전되고, 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)이 냉방운전될 때, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)이 난방운전되기 위해서는 상기 공기조화 시스템이 각 공조공간에서 난방과 냉방이 동시에 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f)과 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및, 보조유닛(250a, 250b, 250c) 중 일부가 냉방운전을 수행하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매가 흐르는 방향을 조절하며, 일측은 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)과 연결되고, 타측은 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 연결되는 복수 개의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)이 구비된다.
상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)은 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c), 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및, 보조유닛(250a, 250b, 250c)을 상호연결하는 냉매배관 상에서 상기 냉매배관의 개폐를 조절하도록 구비된다.
한편, 본 실시 예에 의한 공기조화 시스템의 냉매배관의 구성을 살펴보면, 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 압축기(241a, 241b, 241c)로부터 토출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및, 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 안내하는 제1 냉매배관(282)이 구비된다.
상기 제1 냉매배관(282)은 각 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 압축기(241a, 241b, 241c)의 출구단과 연결되며, 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 빠져나와 합쳐졌다가, 다시 분지되어 각각의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부를 통과한다. 상기 제1 냉매배관(282)은 상기 복수 개의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부에서 또다시 분지되는데, 분지된 제1 냉매배관(282)은 각각 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)의 열교환기와 연결된다.
이와 같이 구성된 상기 제1 냉매배관(282)은 압축기(241a, 241b, 241c)로부터 토출되는 고온, 고압의 기상 냉매를 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 안내한다.
한편, 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및, 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 안내하는 제2 냉매배관(284)이 구비된다.
상기 제2 냉매배관(284)은 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)와 연결되며, 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 빠져나와 합쳐졌다가, 다시 분지되어 상기 각각의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부를 통과한다. 상기 제2 냉매배관(284)은 상기 복수 개의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부에서 또다시 분지되는데, 분지된 제2 냉매배관(284)은 각각 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)의 팽창밸브와 연결된다.
이와 같이 구성된 상기 제2 냉매배관(284)은, 상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로부터 빠져나온 냉매 중 일부를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 안내하고, 일부는 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)쪽으로 안내한다.
상기 제2 냉매배관(284)은, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우 에는, 상기 압축기(241a, 241b, 241c)에서 토출되어 상기 실외열교환기(242a, 242b, 242c)를 통과하며 응축된 냉매를 냉방운전을 하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)쪽으로 안내한다. 물론, 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로부터 배출되는 냉매를 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)쪽으로 안내하는 역할도 수행한다.
한편, 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내하는 제3 냉매배관(286)이 더 구비된다.
상기 제3 냉매배관(286)은 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)의 압축기(241a, 241b, 241c) 입구단에 연결된다. 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 빠져나온 제3 냉매배관(286)은 합쳐졌다가 다시 분지된다. 그리고, 상기 제3 냉매배관(286)은 상기 각각의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부에서 또다시 분지되며, 상기 분지된 제3 냉매배관(286)이 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)의 열교환기와 각각 연결된다. 이때, 상기 분지된 제3 냉매배관(286)은 상기 복수 개의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부에서 상기 분지된 제1 냉매배관(282)과 하나로 합쳐져 상기 열교 환기들과 연결된다.
이와 같이 구성된 제3 냉매배관(286)은 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내한다. 구체적으로, 상기 제3 냉매배관(286)을 통해 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된 기상 냉매는 상기 어큐뮬레이터(244a, 244b, 244c)를 거쳐 압축기(241a, 241b, 241c)로 유입되어 압축된다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 냉매배관(282), 제2 냉매배관(284), 제3 냉매배관(286)은 상기 복수 개의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)의 내부를 통과하는데, 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부에서 또다시 분지되어 상기 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 보조유닛(250a, 250b, 250c), 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 열교환기들 또는 팽창밸브들과 각각 연결된다.
이때, 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)은 상기 제1 냉매배관(282)의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와, 상기 제3 냉매배관(286)의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 상기 제1 냉매배관(282)과 제3 냉매배관(286)을 개폐하는 on/off 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 상기 분지된 제1 냉매배관(282)와 제3 냉매배관(286) 상에 복수 개가 설치된다.
한편, 상기 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)의 개폐와 상기 공기조화 시스템의 전반적인 기능을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 구비된다. 상기 제어부는 사용자가 각 공조공간을 난방 또는 냉방하도록 선택하는 경우, 그에 대응되게 상기 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와 제2 냉매조절밸브를 개폐하도록 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)을 제어한다.
이하에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 작용을 상세히 설명한다.
상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우부터 살펴본다.
상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 복수 개의 실외유닛(240a, 240b, 240c) 내부의 사방밸브(243a, 243b, 243c)를 절환하여 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 각 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 들어오는 냉매가 상기 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)와 상기 실외열교환기(242a, 242b, 242c)를 거쳐 압축기(241a, 241b, 241c)로 유입되도록 유로를 형성한다.
여기서, 전자팽창밸브로 구성된 상기 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 제어된다. 상기 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)를 거치며 팽창된 냉매는 상기 실외열교환기(242a, 242b, 242c)에서 열교환되면서 증발되며, 상기 냉매는 압축기(241a, 241b, 241c) 입구단에 연결된 어큐뮬레이터(244a, 244b, 244c)에 흘러들어와 일시 저장된다.
그 후, 상기 냉매는 압축기(241a, 241b, 241c)로 유입되며, 압축되어 토출된다. 상기 압축기(241a, 241b, 241c)에서 토출된 냉매는 상기 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 각각의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부로 안내된다.
한편, 상기 제어부는 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흘러가도록 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)를 개방한다. 도 6에서와 같이, 각 집합체마다 공조유닛(201a, 201b, 201c)과 하나의 실내유닛(260a, 260c, 260e)이 난방운전되도록 결정된 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 제1 열교환기(216a, 216b, 216c)와 상기 난방운전되는 실내유닛(260a, 260c, 260e)의 실내열교환기(262a, 262c, 262e)를 통과하며 응축되고, 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)과 실내유닛(260a, 260c, 260e)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(286)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 폐쇄된다.
이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 제1 열교환기(216a, 216b, 216c)와 연결된 제1 팽창밸브(217a, 217b, 217c)와, 상기 실내열교환기(262a, 262c, 262e)와 연결된 실내팽창밸브(264a, 264c, 264e)는 전개되는 것이 바람직하다.
이렇게, 공조유닛(201a, 201b, 201c)과 실내유닛(260a, 260c, 260e)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동한다. 이때, 상기 냉매 중 일부는 냉방운전되도록 결정된 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 유입된다. 그리고, 나머지는 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 회수된다.
한편, 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 배기측으로 버려지는 에너지를 회수하기 위하여, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)은 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)과는 반대로 운전된다. 도 6에서와 같이, 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)이 난방운전되는 경우 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)은 냉방운전되어야 한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 운전상태에 따라 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)의 운전상태를 결정한다.
도 6에서 보듯이, 냉방운전되는 실내유닛(260b, 260d, 260f) 및 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 연결되는 제3 냉매배관(286)상의 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 개방되고, 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)는 폐쇄된다. 그러면, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260c, 260e)과 공조유닛(201a, 201b, 201c)으로부터 흘러나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 냉방운전되는 실내유닛(260b, 260d, 260f)과 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 유동한다. 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 팽창밸브(254a, 254b, 254c)를 통과하며 팽창된 후, 상기 제2 열교환기(252a, 252b, 252c)에서 증발되고, 상기 실내유닛(260b, 260d, 260f)으로 흘러가는 냉매는 상기 실내팽창밸브(264b, 264d, 264f)를 통과하며 팽창된 후, 상기 실내열교환기(262b, 262d, 262f)에서 증발된다. 이렇게 해서, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 실내유닛(260b, 260d, 260f)은 냉방운전된다.
상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 실내유닛(260b, 260d, 260f)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)가 개방되어 있으므로 제3 냉매배 관(286)을 통하여 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된다. 구체적으로, 상기 냉매는 상기 어큐뮬레이터(244a, 244b, 244c)를 거쳐 상기 압축기로 유입된다.
상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우를 살펴본다.
상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 복수 개의 실외유닛(240a, 240b, 240c) 내부의 사방밸브(243a, 243b, 243c)를 절환하여 상기 압축기(241a, 241b, 241c)에서 토출되는 냉매가 제1 냉매배관(282)과 제2 냉매배관(284)을 통하여 흘러나가도록 유로를 형성한다. 즉, 상기 압축기(241a, 241b, 241c)에서 토출된 냉매는 압축기(241a, 241b, 241c) 토출단에서 분기되어, 일부는 실외열교환기(242a, 242b, 242c)를 거쳐 제2 냉매배관(284)으로 흘러가고, 나머지는 제1 냉매배관(282)으로 흘러간다.
상기 실외열교환기(242a, 242b, 242c)쪽으로 유동하는 냉매는 실외열교환기(242a, 242b, 242c)를 통과하며 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)를 지나 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부로 안내된다. 이때, 상기 실외팽창밸브(246a, 246b, 246c)는 전개된 상태이다.
상기 제어부는 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260c, 260d, 260e, 260f), 공조유닛(201a, 201b, 201c), 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 개방하고, 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)는 폐쇄하도록 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)을 제어한다. 도 7에서처럼 각 집합체 중에 공조유닛(201a, 201b, 201c)과 하나의 실내유닛(260a, 260c, 260e)이 냉방운전을 수행하도록 결정된 경우, 그들과 연결된 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)는 폐쇄되고, 제3 냉매배관(286)상의 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 개방된다.
그러면, 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동하는 냉매는 냉방운전을 수행하는 공조유닛(201a, 201b, 201c), 실내유닛(260a, 260c, 260e)으로 흘러간다.
상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 제1 팽창밸브(217a, 217b, 217c)로 안내된다. 이때, 상기 제1 팽창밸브(217a, 217b, 217c)는 상기 냉매를 팽창시키도록 제어된다. 상기 팽창된 냉매는 상기 제1 열교환기(216a, 216b, 216c)에서 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 상기 제1 열교환기(216a, 216b, 216c)는 냉원으로서의 역할을 수행한다. 상기 증발된 냉매는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)가 폐쇄되어 있으므로, 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)가 개방되어 있는 제3 냉매배관(286)으로 흐르게 되고, 상기 제3 냉매배관(286)을 통하여 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된다.
마찬가지로, 상기 실내유닛(260a, 260c, 260e)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 실내유닛(260a, 260c, 260e)의 실내팽창밸브(264a, 264c, 264e)로 안내된다. 이때, 상기 실내팽창밸브(264a, 264c, 264e)는 상기 냉매를 팽창시키도록 제어된다. 상기 팽창된 냉매는 상기 실내열교환기(262a, 262c, 262e)에서 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 상기 실내열교환기(262a, 262c, 262e)는 냉원으로서의 역할을 수행한다. 상기 증발된 냉매는 제2 냉매조절밸 브(274a, 274b, 274c)가 개방되어 있는 제3 냉매배관(286)으로 흐르게 되고, 상기 제3 냉매배관(286)을 통하여 상기 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된다.
이렇게 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된 냉매는 어큐뮬레이터(244a, 244b, 244c)를 거쳐 압축기(241a, 241b, 241c)로 유입되어 압축된다.
한편, 상기 제1 냉매배관(282)을 통하여 유동하는 냉매는 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c) 내부로 안내된다. 이때, 상기 제어부는, 냉매가 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흐르게 하기 위하여, 해당되는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)를 개방하도록 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)을 제어한다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)의 배기측으로 버려지는 에너지를 회수하기 위하여, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)은 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)과는 반대로 운전된다. 도 7에서와 같이 상기 공조유닛(201a, 201b, 201c)이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)은 난방운전되어야 한다. 따라서, 상기 제어부는, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)이 난방운전되게, 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)와 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)를 개폐하도록 상기 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)을 제어한다.
도 7에서와 같이 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 하나의 실내유닛(260b, 260d, 260f)이 난방운전되는 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(272a, 272b, 272c)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)의 제2 열교환기(252a, 252b, 252c)와, 상기 난방운전되는 실 내유닛(260b, 260d, 260f)의 실내열교환기(262b, 262d, 262f)를 통과하며 응축되고, 상기 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 실내유닛(260b, 260d, 260f)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(286)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2 냉매조절밸브(274a, 274b, 274c)는 폐쇄되어야 할 것이다.
이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 제2 열교환기(252a, 252b, 252c)와 연결된 제2 팽창밸브(254a, 254b, 254c)와, 상기 실내열교환기(262b, 262d, 262f)와 연결된 실내팽창밸브(264b, 264d, 264f)는 전술한 바와 같이, 전개되는 것이 바람직하다.
이렇게, 난방운전을 수행하는 보조유닛(250a, 250b, 250c)과 실내유닛(260b, 260d, 260f)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동한다. 상기 냉매는 냉방운전을 수행하는 상기 실내유닛(260a, 260c, 260e), 공조유닛(201a, 201b, 201c)으로 유입되어 상기 실내유닛(260a, 260c, 260e)과 공조유닛(201a, 201b, 201c)이 냉방운전을 수행하도록 증발되고, 제3 냉매배관(286)을 통해 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 회수된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
상술한 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 공조유닛의 배기를 통해 버려지는 에너지를 회수할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 전열교환기 등, 비용이 많이 들고, 팬동력이 증가되어 에너지 소비가 많은 장비를 갖추지 않아도 간편하게 에너지를 절약할 수 있다.
셋째, 배기로부터 회수된 에너지를 공조를 필요로 하는 각 공조공간의 부하특성에 맞게 냉방이 필요한 곳은 냉방에, 난방이 필요한 곳은 난방에 사용하여 공기조화 시스템 전체 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 실외유닛;
    실외공기를 실내로 공급하고 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛; 및
    상기 공조유닛으로부터 배기되는 공기의 에너지 회수를 수행하기 위하여, 상기 공조유닛의 배기측에 설치되며, 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루는 적어도 하나의 보조유닛을 포함하며,
    상기 공조유닛과 상기 보조유닛 중 하나가 냉방운전되며 나머지가 난방운전되는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공조유닛에 설치되고, 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루며,실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 토출하기 위한 적어도 하나의 제1 열교환기를 더 포함하는 공기조화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조유닛은 상기 실외유닛과 연결되어 냉각사이클을 이루기 위한 제2 열교환기와 팽창밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외유닛과 연결되는 적어도 하나의 실내유닛을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서
    상기 실내유닛과 공조유닛 및 보조유닛 중 일부가 냉방운전을 수행 하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매가 흐르는 방향을 조절하며, 일측은 상기 실외유닛과 연결되고, 타측은 상기 실내유닛, 공조유닛 및 보조유닛과 연결되는 냉매분배유닛을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실외유닛의 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 또는 보조유닛으로 안내하는 제1 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실외유닛과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 또는 보조유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 또는 보조유닛으로 안내하는 제2 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛, 공조유닛 또는 보조유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛으로 안내하는 제3 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 냉매분배유닛은 상기 제1 냉매배관의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브와, 상기 제3 냉매배관의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 실외유닛 내부의 압축기를 운전하여 공기조화 시스템을 가동하는 단계; 및
    상기 실외유닛과 연결되는 실내유닛, 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 공조유닛 및 상기 공조유닛의 배기측에 설치되는 보조유닛 중 일부가 냉방운전하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 상기 실외유닛, 상기 실내유닛, 상기 공조유닛 및 상기 보조유닛과 연결되는 냉매분배유닛이 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 단계;를 포함하는 공기조화 시스템의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 냉매분배유닛은 상기 보조유닛이 상기 공조유닛으로부터 배기되는 공기의 에너지 회수를 수행할 수 있도록, 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉매분배유닛은 상기 공조유닛이 난방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 냉방운전되도록 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉매분배유닛은 상기 공조유닛이 냉방운전되는 경우, 상기 보조유닛은 난방운전되도록 상기 보조유닛에 공급되는 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템의 제어방법.
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