KR101048495B1

KR101048495B1 - 냉난방 동시형 멀티 공기조화기

Info

Publication number: KR101048495B1
Application number: KR1020060133833A
Authority: KR
Inventors: 김주상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2011-07-12
Also published as: KR20080059908A

Abstract

냉난방 동시 운전 시에도 안정적인 운전 제어가 가능하도록 하기 위하여, 본 발명은 복수 개의 냉난방 겸용 실내기들과, 및 압축기를 구비하는 냉난방 겸용 실외기를 포함하고, 상기 냉난방 겸용 실내기들의 냉난방 동시 운전 시, 상기 압축기의 냉매 흡입압력과 냉매 토출압력에 따라 복수 개의 운전영역들로 구획되는 운전영역 도메인에서 운전되며, 상기 운전영역 도메인은, 난방 주체 동시 운전할 경우, 상기 압축기의 냉매 토출압력에 대응하는 응축온도(Tc)와 상기 냉난방 겸용 실내기들로부터 상기 냉난방 겸용 실외기로 유입되는 냉매 온도(Tq) 사이의 온도차(Tc-Tq)가 설정온도 이상이면, 상기 난방 주체 동시 운전을 상기 냉방 주체 동시 운전으로 절환하는 제1운전영역을 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공한다.

Description

냉난방 동시형 멀티 공기조화기 {Multi-air conditioner for heating and cooling operations at the same time}

도 1은 본 발명의 일 실싱예에 따른 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 개략적인 구성도이다.

도 2는 냉방 전실 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 3은 난방 전실 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 4는 냉방 주체 동시 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 5는 난방 주체 동시 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 6은 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 냉난방 동시 운전 시, 제어되는 운전영역 도메인을 나탄낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

A: 냉난방 겸용 실외기

B1, B2, B3, B4: 냉난방: 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기

C: 분배기

R1, R2, R3, R4: 제1,2,3,4운전영역

11, 21, 31, 41: 제1,2,3,4실내 열교환기

12, 22, 32, 42: 제1,2,3,4실내 전자팽창 밸브

13, 23, 33, 43: 제1,2,3,4실내 연결배관

14, 24, 34, 44: 제5,6,7,8실내 연결배관

15, 25, 35, 45: 제1,2,3,4실내기 팬

51: 실외 열교환기 53, 54: 제1,2압축기

61: 실외기 팬 62: 사방밸브

63: 고압기체배관 64: 흡입배관

65: 실외 전자팽창밸브 69: 압축기 토출압력 센서

72: 액체배관 75: 저압기체배관

81: 고압기체헤더 82: 저압기체헤더

83: 액체헤더 88: 과냉각 냉매온도 센서

100: 냉난방 동시형 멀티 공기조화기

150: 운전영역 도메인

본 발명은 멀티 공기조화기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 주거공간, 레스토랑, 또는 사무실 등의 실내 공간을 냉방 또는 난방시키기 위한 장치이다. 다수의 룸으로 구획된 실내 공간을 보다 효율적으로 냉방 또는 난방시키기 위해, 각 룸을 냉방 또는 난방 운전시키는 멀티 공기조화기의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 특히, 멀티 공기조화기는, 하나의 실외기에 복수 개의 실내기가 연결되고, 각 실내기가 각 룸에 설치되는 형태된다. 또한, 각 실내기는 난방과 냉방 중 어느 하나의 운전모드로 동작되어 실내를 공기조화한다.

다만, 종래의 멀티 공기조화기는 전체 룸들은 냉방하거나 난방하기 때문에, 각 룸의 공기조화 요구를 만족시키지 못하는 한계가 있었다.

본 발명의 목적은 냉난방 동시 운전 시에도 안정적인 운전 제어가 가능한 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 본 발명은 복수 개의 냉난방 겸용 실내기들과, 및 압축기를 구비하는 냉난방 겸용 실외기를 포함하고, 상기 냉난방 겸용 실내기들의 냉난방 동시 운전 시, 상기 압축기의 냉매 흡입압력과 냉매 토출압력에 따라 복수 개의 운전영역들로 구획되는 운전영역 도메인에서 운전되며, 상기 운전영역 도메인은, 난방 주체 동시 운전할 경우, 상기 압축기의 냉매 토출압력에 대응하는 응축온도(Tc)와 상기 냉난방 겸용 실내기들로부터 상기 냉난방 겸용 실외기로 유입되는 냉매 온 도(Tq) 사이의 온도차(Tc-Tq)가 설정온도 이상이면, 상기 난방 주체 동시 운전을 상기 냉방 주체 동시 운전으로 절환하는 제1운전영역을 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제1흡입압력 미만이며 상기 압축기의 토출압력은 제1토출압력 미만이고, 상기 제2운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제1흡입압력 이상이고 제2흡입압력(단, 제1흡입압력<제2흡입압력) 이하이며, 상기 압축기의 토출압력은 제1토출압력 이상이고 제2토출압력(단, 제1토출압력<제2토출압력) 이하이고, 상기 제3운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제2흡입압력 초과이고 상기 압축기의 토출압력은 제2토출압력 초과이고, 상기 제4운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 상기 제1흡입압력 미만이고, 상기 압축기의 토출압력은 상기 제1토출압력 이상이고 상기 제2토출압력 이하일 수 있다. 또한, 상기 설정온도는 15℃ 내지 35 ℃일 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1운전영역, 상기 제3운전영역 및 상기 제4운전영역에서 상기 제2운전영역으로 이동되도록 제어될 수 있는데, 상기 압축기의 냉매 토출 유량이 제어되거나 상기 실외기 팬의 풍량이 제어될 수 있다.

최근에는 복수 개의 실내기들 중에서 일부 실내기들은 냉방 운전을 수행하고, 다른 실내기들은 난방 운전을 수행하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기가 연구되고 있다. 이러한 종래의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는, 냉난방 동시 운전 시 설정된 압축기의 목표 토출압력 및 흡입압력으로 운전되도록 제어된다. 이 때, 냉방 운전 또는 난방 운전하는 실내기들의 운전비율에 따라, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기가 냉방 주체 동시 운전을 하기도 하고, 난방 주체 동시 운전을 하기도 한다. 또한, 실내 온도 및 실외 온도에 따라, 냉방 주체 동시 운전 및 난방 주체 동시 운전도 다르게 제어된다. 예를 들면, 냉방 주체 동시 운전도 저 실외 온도 냉방 주체 동시 운전과 고 실외 온도 냉방 주체 동시 운전으로 제어된다. 따라서, 실내기들의 운전 비율, 실내 온도 및 실외 온도에 따라, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기가 상황마다 다르게(case by case) 제어되기 때문에, 목표 토출압력 및 흡입압력으로 제어되지 않는 운전 영역이 발생하는 문제점이 있다.

특히, 상기 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는, 다양한 설계 사양과 다양한 실내 온도 및 실외 온도 조건에 대응하지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는, 최적의 운전 효율을 가지기 못하기 때문에, 난방 또는 냉방이 불충분한 문제가 발생한다. 또한, 상기 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 제어가 복잡해지기 때문에, 냉방 주체 동시 운전과 난방 주체 동시 운전 사이의 주체 절환 시간이 증가하고(5분 내지 15분 정도), 주체 절환시 소음이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 주체 절환에 의한 소음을 감소시키려 할 경우에도, 압축기에 추가적인 손상이 발생되는 문제점이 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 도시되어 있다. 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 제1,2,3,4냉난 방 겸용 실내기들(B1, B2, B3, B4), 냉난방 겸용 실외기(A) 및 분배기(C)를 포함한다.

냉난방 겸용 실외기(A)는 제1,2압축기들(53)(54), 실외 열교환기(51), 실외 열교환기 팬(61) 및 절환유닛을 포함한다. 여기에서 절환유닛은 사방밸브(62)를 포함한다. 제1,2압축기들(53)(54)의 흡입부는 공용 어큐뮬레이터(52)에 의해 연결되어 있다. 제1압축기(53)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 인버터 압축기이고, 제2압축기(54)는 냉매의 압축용량이 일정한 정속 압축기이다.

제1,2압축기(53)(54)의 토출부에는 제1,2토출배관(55)(56)이 연결되고, 제1,2토출배관(55)(56)은 합지부(57)에 의해 합지되고, 제1,2토출배관(55)(56)에는 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하도록 제1,2오일분리기(58)(59)가 각각 설치되어 있다. 제1,2오일 분리기(58)(59)에는, 제1,2오일분리기(58)(59)로부터 분리된 오일을 제1,2압축기(53)(54)의 흡입부로 안내하는, 제1,2오일 회수관(30)(31)이 연결되어 있다.

합지부(57)에는 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 냉매가 사방밸브(62)를 거치지 않고 바이패스시키는 고압기체배관(63)이 연결된다. 또한, 합지부(57)는 사방밸브(57)와 제3토출배관(68)으로 연결되어 있다.

실외 열교환기(51)는 제1연결배관(71)에 의하여 사방밸브(62)와 연결되어 있다. 실외 열교환기(51)에서는 외기와의 열교환에 의하여 냉매가 응축되거나 증발된다. 이 때, 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여, 실외기 팬(61)은 실외 열교환기(51)로 공기를 유입한다. 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)에서는, 냉방 전 실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 중에는 실외 열교환기(51)가 응축기로 이용되고, 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 중에는 실외 열교환기(51)가 증발기로 이용된다.

실외 열교환기(51)와 분배기(C)를 연결하는 액체배관(72) 상에는 실외 전자팽창밸브(65) 및 과냉각장치(66)가 설치되어 있다. 실외 전자뱅창밸브(65)는 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 시 냉매를 팽창시킨다. 과냉장장치(66)는 냉방 전실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 시 분배기(C)로 이동되는 냉매를 냉각시킨다. 실외 전자팽창밸브(74)는 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 시 제1,2,3,4실내 열교환기들(11, 21, 32, 41)에서 응축된 냉매를 실외 열교환기(51)로 유입되기 전에 팽창시킨다. 과냉각장치(66)는, 액체배관(72) 중 일부를 감싸며 설치되는 과냉각기(66a)와, 과냉각기(66a)와 분배기(C) 사이에 배치되어 분배기(C)로 이동하는 냉매 중 일부를 과냉각기(66a) 내부로 바이패스 시키는 바이패스 배관(66b)과, 바이패스 배관(66b)에 설치되는 전자팽창밸브(66c)와, 과냉각기(66a)와 제3토출배관(64)을 연결하는 회수배관(66d)을 포함한다.

분배기(C)는 냉난방 겸용 실외기(A)와 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4) 사이에 배치되어, 냉매를 냉방 전실, 난방 전실, 냉방 주체 동시, 및 난방 주체 동시 운전 조건에 따라 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4)에 분배한다. 분배기(C)는 고압 기체 헤더(81), 저압 기체 헤더(82), 액체 헤더(83) 및 제어밸브들(미표기)을 포함한다.

제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4)은 각각 제1,2,3,4실내 열교 환기들(11)(21)(31)(41), 제1,2,3,4실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42) 및 제1,2,3,4실내기 팬들(15)(25)(35)(45)을 포함한다. 제1,2,3,4실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42)은 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)과 고압 기체 헤더(81)를 연결하는 제1,2,3,4실내 연결배관들(13)(23)(33)(43) 상에 설치되어 있다.

고압 기체 헤더(81)는 합지부(57)의 고압기체배관(63) 및 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 일 측에 각각 연결된다. 또한, 저압 기체 헤더(82)는 흡입배관(64)에 저압기체배관(75)으로 연결되고, 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 타 측에 연결된다. 액체 헤더(83)는 과냉각장치(66) 및 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 일 측에 각각 연결되어 있다. 고압 기체 헤더(81), 저압 기체 헤더(82) 및 액체 헤더(83)에는 다른 실외기(미도시)의 고압기체배관(63'), 저압기체배관(75') 및 액체배관(72')이 각각 더 연결될 수도 있다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 도 1에 도시된 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명한다.

도 2는 냉방 전실 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고압 기체의 냉매는, 제1,2토출배관(55)(56)을 흐르다가 제3토출배관(68) 및 사방밸브(62)를 거쳐, 실외 열교환기(51)로 유입된다. 실외 열교환기(51)에서 응축된 고압 액체 냉매는 과냉각장치(66)를 거쳐 액체 헤더(83)로 유입된다. 액체 헤더(83)로부터 제 1,2,3,4실내 연결배관들(13)(23)(33)(43)을 통하여 토출되는 냉매는 제1,2,3,4실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42)에서 팽창된 후, 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)에서 증발되고, 저압 기체 헤더(82)로 유입된다. 저압 기체 헤더(82)로부터 토출되는 저압 기체 냉매는 흡입출배관(64)으로 유입된 후, 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 제1,2압축기(53)(54)로 흡입된다.

도 3은 난방 전실 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고압 기체의 냉매는, 제1,2토출배관(55)(56)을 흐르다가 사방밸브(62)로 유입되지 않고 합지부(57) 및 고압기체배관(63)을 지나 고압 기체 헤더(81)로 유입된다. 고압 기체 헤더(81)로부터 제5,6,7,8실내 연결배관들(14)(24)(34)(44)을 통하여 토출되는 냉매는, 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)에서 응축된다. 그 후, 냉매는 액체 헤더(83)로 유입되고, 액체배관(72)을 통하여 배출되어 실외 전자팽창밸브(65)에서 팽창된 후, 실외 열교환기(51)에서 증발된다. 저온 저압 기체 냉매는 사방밸브(62)를 거쳐 흡입배관(64)으로 유입된 후, 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 제1,2압축기(53)(54)로 흡입된다.

도 4는 냉방 주체 동시 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)는 냉방 모드로 작동하고, 제4실내기(B4)는 난방 모드로 작동하는 것으로 한다. 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)를 냉방 모드로 운전하기 위한 냉매의 유동은, 냉방 전실 운전에서의 냉매의 유동과 동일하다. 이하, 도 2와 상이한 사항 을 중심으로 설명한다.

제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고압 기체 냉매의 일 부분은 합지부(57)를 지나 고압기체배관(63)을 흐른 후, 고압 기체 헤더(81)로 유입된다. 고압 기체 헤더(81)로부터 유출되는 냉매는 제8실내 연결배관(44)을 흐른 후, 제4실내 열교환기(41)에서 응축되어, 액체 헤더(83)로 유입된다. 액체 헤더(83)에서는, 제4실내기(B4)를 지난 냉매와, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)로 유출되기 위하여 실외 열교환기(51)를 지난 냉매가 모두 유입된다.

도 5는 난방 주체 동시 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)는 난방 모드로 작동하고, 제4실내기(B4)는 냉방 모드로 작동하는 것으로 한다. 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)를 난방 모드로 운전하기 위한 냉매의 유동은, 난방 전실 운전에서의 냉매의 유동과 동일하다. 다만, 제4실내기(B4)에는 액체 헤더(83)로부터 고압 액체 냉매가 제4실내 연결배관(43)을 통하여 유입된 후, 제4실내 전자팽창밸브(42)에서 팽창하고, 제4실내 열교환기(41)에서 증발된 후, 저압 기체 헤더(82)로 유입된다. 그 후, 냉매는 저압 기체 배관(75)을 흐른 후, 제3토출배관(64)으로 유입되어, 실외 열교환기(51)에서 증발된 냉매와 섞인다.

도 6을 참조하면, 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4)이 냉난방 동시 운전 시, 제어되는 운전영역 도메인(150)이 도시되어 있다. 운전영역 도메인(150)은 제1,2압축기(53)(54)의 냉매 흡입압력과 냉매 토출압력에 따라 복수 개의 운전영역들로 구획되어 있다. 운전영역들은 매트릭스 형태로 구획되며, 제1운 전영역(R1), 제2운전영역(R2), 제3운전영역(R3) 및 제4운전영역(R4)을 포함한다. 제1운전영역(R1)에서 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력은 제1흡입압력(P1) 미만이며, 제1,2압축기(53)(54)의 토출압력은 제1토출압력(P3) 미만이다. 제2운전영역(R2)에서 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력은 제1흡입압력(P1) 이상이고 제2흡입압력(P2)(단, P1<P2) 이하이며, 제1,2압축기(53)(54)의 토출압력은 제1토출압력(P3) 이상이고 제2토출압력(P4)(단, P3<P4) 이하이다. 또한, 제3운전영역(R3)에서 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력은 제2흡입압력(P4) 초과이고, 제1,2압축기(53)(54)의 토출압력은 제2토출압력(P4) 초과이다. 제4운전영역(R4)에서 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력은 제1흡입압력(P1) 미만이고, 제1,2압축기(53)(54)의 토출압력은 제1토출압력(P3) 이상이고 제2토출압력(P4) 이하이다. 예를 들면, 제1흡입압력(P1)은 725 ㎪(게이지 압력), 제2흡입압력(P2)은 987 ㎪(게이지 압력)이고, 제1토출압력(P3)은 2565 ㎪(게이지 압력), 제2토출압력(P4)은 2958 ㎪(게이지 압력)일 수 있다.

냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 제1운전영역(R1)에서 냉방 주체 동시 운전을 난방 주체 동시 운전으로 절환한다. 즉, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 냉방 주체 동시 운전을 수행하다가 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력 또는 토출압력이 감소하여 제1운전영역(R1)으로 진입하면, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는 난방 주체 동시 운전으로 절환된다.

하지만, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 제3운전영역(R3)에서 난방 주체 동시 운전을 냉방 주체 동시 운전으로 절환한다. 즉, 냉난방 동시형 멀티 공 기조화기(100)가 난방 주체 동시 운전을 수행하다가 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력 또는 토출압력이 증가하여 제3운전영역(R3)으로 진입하면, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 냉방 주체 동시 운전으로 절환된다.

제2운전영역(R2)은 정상운전영역으로서, 냉방 주체 동시 운전 또는 난방 주체 동시 운전을 절환하지 않는 영역이다. 즉, 제1운전영역(R1)에서 난방 주체 동시 운전을 수행하다가, 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력 또는 토출압력이 증가하여, 제2운전영역(R2)으로 진입하더라도 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 난방 주체 동시 운전을 그대로 유지한다. 또한, 제3운전영역(R3)에서 냉방 주체 동시 운전을 수행하다가, 제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력 또는 토출압력이 감소하여, 제2운전영역(R2)으로 진입하더라도 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 냉방 주체 동시 운전을 그대로 유지한다.

제4운전영역(R4)에서는, 냉방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 난방 주체 동시 운전할 경우, 제1,2압축기(53)(54)의 냉매 토출압력에 대응하는 응축온도(Tc)와 액체배관(72) 내에서 과냉각된 냉매 온도(Tq)의 온도차(Tc-Tq)(이하, "냉매 온도차(Tc-Tq)"라고 함)가 설정온도 이상이면, 난방 주체 동시 운전을 냉방 주체 동시 운전으로 절환한다. 이 때, 설정온도는 15℃ 내지 35 ℃이다. 여기에서, 응축온도(Tc)는 압축기 토출압력 센서(69)에서 측정된 냉매의 압력에 대응하는 응축온도로 정의되며, 과냉각된 냉매 온도(Tq)는 액관 온도 센서(88)에서 측정된 냉매의 온도로 정의된다.

냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 제1운전영역(R1), 제3운전영역(R3) 및 제4운전영역(R4)에서 제2운전영역(R2)으로 이동되도록 제어된다. 제어되는 방법은 다양한 방법이 이용될 수 있으며, 제1,2압축기(53)(54)의 냉매 토출 유량을 제어할 수 있다. 즉, 제1압축기(53)의 주파수를 변경하거나, 제2압축기(54)를 온/오프하여 냉매 토출 유량을 제어할 수 있다. 또한, 실외기 팬(61)의 회전수를 제어하여 풍량을 조절할 수도 있다. 예를 들면, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 제3운전영역(R3)에서 냉방 주체 동시 운전을 수행하고 있을 때, 제1,2압축기(53)(54)의 냉매 토출 유량을 증가시키거나, 실외기 팬(61)의 회전수를 증가시키면, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 제2운전영역(R2)으로 안정적으로 이동될 수 있다. 제1운전영역(R1) 또는 제3운전영역(R3)에서 제2운전영역(R2)으로 이동하는데 걸이는 시간은 종래(5분 내지 15분)에 비하여 크게 감축될 수 있으며, 예를 들면 3분 이하에서 절환될 수 있다. 따라서, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)가 제2운전영역(R2)에서 안정적으로 운전되는 시간이 증가하기 때문에, 최적의 사이클 효율을 구현할 수 있으며, 제어 구조도 단순해지는 효과가 있다.

제4운전영역(R4)에서 난방 주체로 운전하는 경우, 일부 1제1,2압축기(53)(54)의 흡입압력 및 토출압력에서 냉방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기에 냉매가 충분히 유입되지 못하는 문제점이 있다. 예를 들면, 일정한 과냉각온도(Tq)에서 제1,2압축기(53, 54)의 토출압력이 증가하면 응축온도(Tc)가 증가하여, 난방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기에 충분한 난방 열량이 공급될 수 있다. 하지만, 제1,2압축기(53, 54)의 냉매 토출 유량이 감소되기 때문에, 냉방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기에 냉매가 충분히 유입되지 못하게 된다. 따라서, 냉 방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기의 냉방 열량이 요구되는 냉방 열량에 미치지 못하는 문제점이 있을 수 있다. 하지만, 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)에서는, 냉매 온도차(Tc-Tq)가 제1설정온도 이상일 경우, 냉방 주체 동시 운전으로 전환되기 때문에, 난방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기에 충분한 난방 열량이 공급될 수 있을 뿐만 아니라 냉방 모드로 작동하는 냉난방 겸용 실내기도에 냉매가 충분히 유입될 수 있다. 그리고, 상기의 주체 절환에 의하여, 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 운전영역이 제3운전영역(R4)에서 제2운전영역(R2)으로 신속하게 이동하게 된다.

본원 발명의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는 압축기의 냉매 흡입압력과 냉매 토출압력에 따라 복수 개의 운전영역들로 구획되는 운전영역 도메인에서 주체 절환하기 때문에, 냉난방 동시 운전 시에도 안정적인 운전 제어가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

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각각 실내 열교환기를 포함하는 복수 개의 냉난방 겸용 실내기들; 압축기, 실외 열교환기 및 상기 압축기의 토출측에 배치되며 냉방 전실, 난방 전실, 냉방 주체 동시, 난방 주체 동시 운전 조건에 따라 냉매의 흐름을 절환하는 절환 유닛 을 구비하는 냉난방 겸용 실외기; 및 상기 냉난방 겸용 실외기와 상기 냉난방 겸용 실내기들 사이에 배치되어, 상기 냉매를 상기 냉방 전실, 난방 전실, 냉방 주체 동시, 및 난방 주체 동시 운전 조건에 따라 상기 냉난방 겸용 실내기들에 분배하는 분배기를 포함하고,

상기 냉난방 겸용 실내기들의 냉난방 동시 운전 시, 상기 압축기의 냉매 흡입압력과 냉매 토출압력에 따라 복수 개의 운전영역들로 구획되는 운전영역 도메인에서 운전되며,

상기 운전영역 도메인은, 상기 냉방 주체 동시 운전을 상기 난방 주체 동시 운전으로 절환하는 제1운전영역; 상기 냉방 주체 동시 운전 또는 상기 난방 주체 동시 운전을 절환하지 않는 제2운전영역; 상기 난방 주체 동시 운전을 상기 냉방 주체 동시 운전으로 절환하는 제3운전영역; 및 상기 난방 주체 동시 운전할 경우, 상기 압축기의 냉매 토출압력에 대응하는 응축온도(Tc)와 상기 냉난방 겸용 실내기들로부터 상기 냉난방 겸용 실외기로 유입되는 냉매 온도(Tq) 사이의 온도차(Tc-Tq)가 설정온도 이상이면, 상기 난방 주체 동시 운전을 상기 냉방 주체 동시 운전으로 절환하는 제4운전영역을 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제7항에 있어서,

상기 제1운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제1흡입압력 미만이며, 상기 압축기의 토출압력은 제1토출압력 미만이고,

상기 제2운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제1흡입압력 이상이고 제2흡입압력(단, 제1흡입압력<제2흡입압력) 이하이며, 상기 압축기의 토출압력은 제1토출압력 이상이고 제2토출압력(단, 제1토출압력<제2토출압력) 이하이고,

상기 제3운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 제2흡입압력 초과이고, 상기 압축기의 토출압력은 제2토출압력 초과이고,

상기 제4운전영역에서 상기 압축기의 흡입압력은 상기 제1흡입압력 미만이고, 상기 압축기의 토출압력은 상기 제1토출압력 이상이고 상기 제2토출압력 이하인 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제8항에 있어서,

상기 설정온도는 15℃ 내지 35 ℃인 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제8항에 있어서,

상기 제1운전영역, 상기 제3운전영역 및 상기 제4운전영역에서 상기 제2운전영역으로 이동되도록 제어되는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제10항에 있어서,

상기 제1운전영역, 상기 제3운전영역 및 상기 제4운전영역에서 상기 제2운전영역으로 이동되도록 상기 압축기의 냉매 토출 유량이 제어되는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제10항에 있어서,

상기 냉난방 겸용 실외기는 상기 실외 열교환기로 외기를 유입시키는 실외기 팬을 더 포함하고,

상기 제1운전영역, 상기 제3운전영역 및 상기 제4운전영역에서 상기 제2운전영역으로 이동되도록 상기 실외기 팬의 풍량이 제어되는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제8항에 있어서,

상기 분배기는 액체헤더, 저압기체헤더 및 고압기체헤더를 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
제13항에 있어서,

상기 냉난방 겸용 실외기와 상기 액체헤더를 연결하는 액체냉매배관,

상기 냉난방 겸용 실외기와 상기 저압기체헤더를 연결하는 저압기체배관 및

상기 냉난방 겸용 실외기와 상기 고압기체헤더를 연결하는 고압기체배관을 더 포함하고

상기 냉난방 겸용 실외기로 유입되는 냉매 온도(Tq)는 상기 액체냉매배관의 온도에 대응하는 냉매 온도인 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.