KR101065082B1 - 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 실외기에 다수대의 실내기를 연결하여 사용하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 장(長)배관인 경우, 상기 장배관과 연결된 실내기의 용량을 고려하여 압축기의 주파수를 보정하는 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법에 관한 것으로, 하나의 실외기에 다수대의 실내기를 연결하여 사용하는 멀티형 공기조화기를 운전하는데 있어서, 상기 실외기와 각 실내기를 연결하는 배관이 장배관일 경우, 상기 장배관과 연결되는 실내기의 용량에 따라 압축기의 보정 주파수를 달리하는 것을 특징으로 한다.

공기조화기, 장배관, 압축기, 주파수, 실내기 용량

Description

멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법{Refrigerants volume control method of long pipe of multi type air conditioner}

도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 2는 다실(多室)을 갖는 건물에 멀티형 공기조화기를 설치한 예를 도시한 구성도이다.

도 3은 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 긴 경우(장배관) 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위해 압축기의 운전 주파수를 보정하는 종래의 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이다.

도 5는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 6은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

도 7은 용량이 서로 다른 실내기들을 하나의 실외기와 연결하여 사용하는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 설치 예를 도시한 구성도이다.

도 8은 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 긴 경우 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위해 압축기의 운전 주파수를 보정하는 본 발명에 의한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100, 180, 200 : 실외기 102, 160, 202 : 제 1 분배기

110, 204 : 제 2 분배기 104, 206 : 제 1 실내기

106, 208 : 제 2 실내기 108, 210 : 제 3 실내기

142a : 제 1 실내 열교환기 144a : 제 2 실내 열교환기

146a : 제 3 실내 열교환기 162 : 제 1 전자팽창밸브

164 : 제 2 전자팽창밸브 166 : 제 3 전자팽창밸브

168 : 제 1 분지관 170 : 제 2 분지관

182 : 인버터 압축기 184 : 정속 압축기

190 : 어큐물레이터 192 : 사방변

194 : 실외 열교환기 P1 : 메인 배관

P2,P3,P4,P5,P6,P7 : 제1,2,3,4,5,6 배관

본 발명은 멀티형 공기조화기 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 하나의 실외기에 다수대의 실내기를 연결하여 사용하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 장(長)배관인 경우, 상기 장배관과 연결된 실내기의 용량을 고려하여 압축기의 주파수를 보정하는 것에 의해 냉매의 양을 조절하는 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치로써, 크게, 일체형(window type)과 분리형(seperate type 또는 split type)으로 구분된다.

상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

통상 하나의 실내기에 대응하여 하나의 실외기를 설치하는 것이 일반적이나, 여러 개의 방을 갖는 건물의 경우, 각 방에 설치된 실내기에 대응하도록 실외기도 여러대 구입해야 하므로, 우선, 미관상 좋지 않고, 비경제적이며, 각 실외기마다 일정 면적의 공간이 확보되어야 공간 사용면에서 효율적이지 않다.

따라서, 하나의 실외기에 여러대의 실내기를 연결하여 한꺼번에 여러 개의 방을 냉난방시킬 수 있는 멀티형 공기조화기에 대한 개발이 활발이 진행되고 있다.

도 1은 일반적인 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도이다.

상기 멀티형 공기조화기는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 복수의 실내 열교환기(11a,11b,11c)를 구비한 실내유니트(10)와 실외에 배치되는 실외유니트(1)를 구비하고 있다.

상기 실외유니트(1)에는 냉매를 압축시키는 역할을 하는 인버터 압축기(2)와 정속 압축기(3), 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외 열교환기(5), 및 상기 실외 열교환기(5)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 냉각팬(6)을 구비하고 있다.

냉방 운전 시 냉매의 흐름 방향을 따라 상기 실외 열교환기(5)의 하류측에는 메인 전자팽창밸브(12)가 구비되어 있으며, 메인 전자팽창밸브(12)의 하류측에는 냉매가 해당 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)로 유입되기 전 감압 팽창될 수 있도록 하는 서브 전자팽창밸브(13a, 13b, 13c)가 각각 구비되어 있고, 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)의 각 출구측에는 상기 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)에서 토출되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 1 온도감지센서(15a,15b,15c)가 구비되어 있다.

한편, 상기 정속 압축기(3) 및 인버터 압축기(2)는 실내유니트(1)의 최대 냉난방부하의 절반(50%)에 대응하는 압축 능력을 각각 갖추고 있으며, 각 토출측은 냉매가 실외 열교환기(5)로 유입되기 전에 상호 합류되어 있고, 그 합류영역에는 각 압축기(2,3)로부터 압축되어 토출되는 냉매의 온도를 감지할 수 있도록 제 2 온도감지센서(4)가 구비되어 있다.

계속해서, 상기 멀티형 공기조화기의 냉방 과정에 대해 살펴본다.

압축기(2, 3)에서 압축된 고온고압의 기체 냉매는 사방변(미도시)에 의해 실외 열교환기(5)로 유도된 후, 상기 실외 열교환기(5)를 통과하는 과정에서 응축되어 고온고압의 액체냉매로 상변화 된다. 상기 실외 열교환기(5)로부터 나온 고온고압의 액체냉매는 메인 전자팽창밸브(12)로 유입된 후, 서브 전자팽창밸브(13a, 13b, 13c)를 통과하면서 저온저압의 상태로 변환된 다음 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)로 유입된다. 이때 유입된 냉매는 증발에 의해 기체 냉매로 변환되고, 사방변(미도시)에 의해 압축기(2, 3)의 흡입측으로 유도된다.

이때, 상기 실내 열교환기(11a, 11b, 11c)를 통과하는 냉매는 실내의 공기로 부터 열을 빼앗아 증발하므로, 공기조화 공간은 상기한 냉방 싸이클이 반복적으로 진행됨과 더불어 그 온도가 낮아지게 된다.

하나의 실외기에 한대의 실내기만을 연결하여 사용하는 일반적인 공기조화기에 비해, 상술한 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기를 이용하여 여러 방을 한꺼번에 냉/난방시킬 수 있으므로 전력면에서나 비용면에서 그리고 공간면에서 유리하다.

그러나, 실외기와 각 실내기들 사이의 각각의 거리(즉, 각각의 배관 길이)가 상기 실내기들이 설치되는 위치에 따라 다르므로, 각 실내기로 공급되는 냉매의 양은 고유 부하에 따라 설정된 양에 배관 길이에 따라 고려되어야 하는 양을 추가하여야 한다.

도 2는 다실(多室)을 갖는 건물에 멀티형 공기조화기를 설치한 예를 도시한 구성도이다.

여러 개의 방, 즉 제 1, 제 2 및 제 3 실(21, 24, 27)을 갖는 건물(20)의 각 실들에 각각 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(22, 25, 28)를 설치하고, 상기 건물(20) 외부에는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(22, 25, 28)와 제 1, 제 2 및 제 3 배관(23, 26, 29)을 통해 각각 연결되는 실외기(30)를 설치한다.

이때, 제 1 실내기(22), 제 1 배관(23) 및 실외기(30)는 제 1 냉매 싸이클을 이루고, 제 2 실내기(25), 제 2 배관(26) 및 실외기(30)는 제 2 냉매 싸이클을 이루며, 제 3 실내기(28), 제 3 배관(29) 및 실외기(30)는 제 3 냉매 싸이클을 이룬다. 즉, 각각의 실내기는 각 배관을 통해 실외기와 연결되어 독립적인 냉매 싸이클을 이룬다.

도 2를 참조하면, 제 2 냉매 싸이클은 제 1 냉매 싸이클에 비해 그 길이가 길고, 제 3 냉매 싸이클은 제 2 냉매 싸이클에 비해 그 길이가 길다. 이는 실외기(30)에서 제 2 실내기(25)를 연결하는 제 2 배관(26)의 길이가 실외기(30)에서 제 1 실내기(22)를 연결하는 제 1 배관(23)의 길이보다 길고, 실외기(30)에서 제 3 실내기(28)를 연결하는 제 3 배관(29)의 길이가 상기 제 2 배관(26)의 길이보다 길기 때문이다.

통상 최적의 냉매 싸이클을 위해, 표준 배관 길이에 따른 표준 냉매량이 정해져 있는데, 이에 따르면 배관의 길이가 변화하면 냉매량도 적절히 조절되어야 한다.

도 2의 경우, 제 1 냉매 싸이클을 이루는 배관 길이를 표준 배관 길이라고 했을 때, 상기 제 1 냉매 싸이클에는 상기 표준 배관 길이에 따른 표준량의 냉매가 흐른다. 이때, 제 2 및 제 3 냉매 싸이클을 흐르는 냉매량이 표준 배관을 기준으로 계산된 상기 표준 냉매량과 같다면, 상기 제 2 및 제 3 냉매 싸이클의 경우 최적의 조건으로 운전되지 않는다. 따라서, 냉매 싸이클을 이루는 배관의 길이가 길어지면 그 속에 봉입되는 냉매량도 그에 따라 많아져야 최적의 조건으로 공기조화기를 운 전할 수 있다.

도 3은 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 긴 경우(장배관) 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위해 압축기의 운전 주파수를 보정하는 종래의 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 냉매 싸이클을 이루는 배관이 길어져 사용자가 공기조화기의 작동을 장배관에 맞도록 설정하면(S11 단계), 제어부는 상기 배관의 길이에 따른 압축기의 보정 주파수를 계산한다(S12 단계). 표준 배관에 비해 장배관의 경우, 배관을 흐르는 냉매량도 그 만큼 많아져야 하므로 △㎐₁ 만큼 압축기의 주파수를 보정해 준다. 즉, 표준 배관 길이에서 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위한 주파수를 목표 주파수로 했을 때, 상기 표준 배관 길이에서 소정의 단위 길이만큼 배관의 길이가 늘어날 때 마다 △㎐₁ 만큼 보정 주파수를 더 한다.

한편, 냉매 싸이클을 이루는 배관이 장배관이 아닌 경우, 즉 표준 배관 길이인 경우엔, 상기 압축기의 보정 주파수는 0으로 처리한다(S13 단계).

이어, 각 실의 부하를 산출하여 공기조화기의 최적 운전을 위한 총 부하를 계산한 후, 이 계산에 기초하여 각 실의 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 총량을 생산하기 위한 압축기의 목표 주파수를 설정한다(S14 단계). 계속해서, 상기 목표 주파수와 보정 주파수를 더하여 압축기의 운전 주파수를 최종적으로 계산한 후(S15 단계), 압축기를 상기 운전 주파수로 작동시킴으로써 최적의 냉/난방 조건으로 공기조화기를 운전한다(S16 단계).

장배관에 따른 압축기의 목표 주파수를 보정하는 상술한 종래의 방법에 의하면, 실외기와 실내기 사이의 배관의 길이를 고려하여 압축기의 목표 주파수를 보정함으로써 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 있다. 그러나, 상기의 보정 주파수는 배관의 길이만을 고려한 것으로, 각 실에 설치된 실내기의 용량이 표준 용량을 벗어나 다양할 경우, 상기 보정 주파수에 따른 압축기의 운전으로는 최적의 냉매 싸이클을 구성하지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 실외기와 실내기 사이의 배관이 장(長)배관인 경우, 상기 장배관과 연결된 실내기의 용량까지 고려하여 압축기의 주파수를 보정하는 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법은, 하나의 실외기에 다수대의 실내기를 연결하여 사용하는 멀티형 공기조화기를 운전하는데 있어서, 상기 실외기와 각 실내기를 연결하는 배관이 장배관일 경우, 상기 장배관과 연결되는 실내기의 용량에 따라 압축기의 보정 주파수를 달리하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법은, 냉매 싸이클을 이루는 배관의 길이가 표준인 경우엔, 압축기의 보정 주파수를 "0"으로 하는 단계와, 상기 배관의 길이가 장배관인 경우엔, 먼저, 실내기의 용량이 A보다 작다고 판단되면 상기 압축기의 보정 주파수 를 단위 보정 주파수(△㎐₂)로 하고, 상기 실내기의 용량이 상기 A보다는 크고 B보다는 작다고 판단되면 상기 압축기의 보정 주파수를 단위 보정 주파수에 두배(△㎐₂*2)로 하는 방식으로 상기 실내기의 용량이 단위 용량씩 증가할 때 마다 상기 단위 보정 주파수의 정수배를 곱하여 압축기의 보정 주파수를 결정하는 단계와, 상기 압축기의 목표 주파수를 결정하는 단계와, 상기 압축기의 목표 주파수에 상기 보정 주파수를 더함으로써 압축기의 운전 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 실시예에 있어서, 실내기의 용량에 따라 압축기의 보정 주파수를 결정하는 상기 단계 전에, 표준 배관 길이를 기준으로 단위 길이 늘어난 장배관의 단위 보정 주파수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 장배관을 이루는 냉매 싸이클이 다양한 용량의 실내기를 포함하더라도 압축기의 운전 주파수를 적절하게 조절할 수 있으므로 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법에 대해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

먼저, 도 4는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 전체개념도이고, 도 5는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 개략적인 구성을 나타내는 블럭도이다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 2개의 분배기를 사용하여 6실을 제어하기 위한 것으로, 실외기(100)와, 상기 실외기(100)와 연결된 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)와, 그리고 각 실 마다 설치된 제 1 내지 제 6 실내기(104, 106, 108, 112, 114 및 116)를 구비한다. 상기 실외기(100)와 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)는 메인 배관(P1)으로 연결하고, 상기 제 1 분배기(102)와 제 1 내지 제 3 실내기(104, 106 및 108)는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 배관(P2, P3 및 P4)으로 연결하고, 상기 제 2 분배기(110)와 제 4 내지 제 6 실내기(112, 114 및 116)는 각각 제 4, 제 5 및 제 6 배관(P5, P6 및 P7)으로 연결한다.

이때, 상기 배관들(P1 내지 P7)은 실외기측에서 실내기측으로 냉매가 흐르기 위한 유입관과, 실내기측에서 실외기측으로 냉매가 흐르기 위한 유출관이 한 쌍으로 서로 격리된 상태로 되어 있다.

상기 실외기(100) 내부에는 인버터 압축기, 정속 압축기, 어큐뮬레이터, 사방변, 실외 열교환기, 실외팬 등과 이들을 제어하기 위한 실외 제어기(120)가 구비되어 있고, 상기 분배기(102,110)에는 냉매를 감압 팽창하기 위한 전자팽창밸브들과 냉매의 분배를 제어하기 위한 분배 제어기(122,130)가 구비되어 있으며, 상기 실내기(104 내지 116)에는 실내 열교환기와 실내팬 등과 이들을 제어하기 위한 실내 제어기(124 내지 136)가 구비되어 있다.

사용자가 공기조화기 작동을 위한 키 입력을 하면(냉방), 하나 또는 다수의 선택된 실내기(104 내지 116)에 설치되어 있는 실내 제어기(124 내지 136)는 희망 온도, 현재 실내 온도, 희망 풍량, 각 실내기의 용량 등에 관한 데이타를 수집하여 실외 제어기(120)로 보내고, 상기 실외 제어기(120)는 실외 온도 등의 추가적인 데이타를 검토하여 상기 선택된 실내기들의 운전을 위한 총부하를 계산한 후, 한편으 로는 이 데이타를 상기 분배 제어기(122,130)로 보내고, 다른 한편으로는 이를 기초로하여 압축기들을 구동시킨다.

압축기의 구동에 의해 토출된 냉매는 실외 열교환기를 거친 후 메인 배관(P1)의 유입관을 통해 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)로 분배되어 흐르고, 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)로 유입된 냉매는 각 실의 실내 열교환기와 각각 연결되어 있는 전자팽창밸브들을 통과하면서 감압 팽창된 후, 상기 제 1 내지 제 6 배관(P2 내지 P7)의 유입관을 따라 각 실내기(104 내지 116)로 흐른다.

상기 실내기들(104 내지 116)로 유입된 냉매는 실내 열교환기를 거치며 열교환된 후 상기 제 1 내지 제 6 배관(P2 내지 P7)의 유출관을 따라 흘러 상기 제 1 및 제 2 분배기(102 및 110)에서 합해진 후, 메인 배관(P1)의 유출관을 따라 실외기(100)로 유입된다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기와 다수의 실내기 사이에 분배기를 채용한다. 종래에는 하나의 실외기로 상기와 같이 6실의 실내기를 제어하고자 할 경우, 실외기와 각 실의 실내기를 연결하기 위해 유입관 6개, 유출관 6개의 총 12개의 배관을 설치하여야 하기 때문에, 외관이 좋지 않고 긴 배관을 실내기까지 끌어 설치하여야 하므로 배관 공사에 드는 비용이 적지 않았다.

그러나, 본 발명의 경우, 분배기를 채용하여 실외기와 분배기까지는 단일 배관을 설치하고, 상기 분배기에서 각 실내기까지는 각각의 배관을 설치함으로써 상기 단일 배관에 의해 외관을 좋게 하고, 장(長)배관에 의한 비용 문제를 해결하였다.

도 6은 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 냉매 싸이클의 구성도로서, 2개의 분배기를 사용하여 6실을 제어하는 상기 도 3의 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기(도 4의 100)와, 제 1 분배기(도 4의 102)와, 제 1 내지 제 3 실내기(도 4의 104 내지 108) 부분만을 도시한 것이다.

실내(140)의 각 실에는 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)와 제 1, 제 2 및 제 3 실내팬(142b, 144b, 146b)을 각각 구비하는 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(142, 144, 146)가 각각 설치되어 있다.

실외기(180)에는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하기 위한 인버터 압축기(182)와 정속 압축기(184)로 구성된 압축부가 있고, 상기 압축기들의 토출부에는 오일 공급을 위한 제 1 오일 공급기(186) 및 제 2 오일 공급기(188)가 각각 설치되어 있다. 상기 인버터 압축기(182) 및 정속 압축기(184)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 오일 공급기(186) 및 제 2 오일 공급기(188)를 각각 거친 후 합류되어 사방변(192)으로 유입된다.

상기 사방변(192)은 공기조화기가 냉방으로 운전되거나 난방으로 운전될 경우 상기 압축기들로 유입되거나 토출되는 냉매의 흐름을 각 운전 모드에 맞게 변화시키기 위한 장치로, 냉방 운전의 경우엔 실선으로된 화살표 방향으로 냉매가 유입/출되고, 난방 운전의 경우엔 점선으로 된 화살표 방향으로 냉매가 유입/출된다. 따라서, 상기 압축기들(182, 184)로 부터 토출된 냉매는, 상기 사방변(192)의 유동에 의해, 냉방의 경우엔 실외 열교환기(194)로 유입되고, 난방의 경우엔 제 1 분배기(160)로 유입된다.

상기 실외 열교환기(194)는 메인 배관(도 4의 P1)의 유입관(198a)을 통해 제 1 분배기(160)와 연결되어 있으며, 냉방의 경우엔, 상기 압축기들(182, 184)로 부터 토출된 고온고압의 냉매를 실외팬(196)의 도움을 받아 방열하는 응축기의 역할을 하고, 난방의 경우엔, 실외의 열을 흡열하는 증발기의 역할을 한다.

상기 제 1 분배기(160)는 그 내부에 제 1 분지관(168)과 제 2 분지관(170)을 구비하고 있는데, 상기 제 1 분지관(168)은 메인 배관의 유입관(198a)을 통해 유입된 냉매를 각 실내기로 분배하기 위한 관이고, 상기 제 2 분지관(170)은 각 실내기를 통과한 냉매를 한 곳으로 합류시키기 위한 관이다(난방의 경우, 반대로 작용).

따라서, 메인 배관(도 4의 P1)의 유입관(198a)은 상기 제 1 분지관(168)에서 각각 제 1 배관(도 4의 P2)의 유입관(163), 제 2 배관(도 4의 P3)의 유입관(165) 및 제 3 배관(도 4의 P4)의 유입관(167)으로 분지되며, 메인 배관(도 4의 P1)의 유출관(198b)은 상기 제 2 분지관(170)에서 각각 제 1 배관(도 4의 P2)의 유출관(143), 제 2 배관(도 4의 P3)의 유출관(145) 및 제 3 배관(도 4의 P4)의 유출관(147)으로 분지된다.

상기 제 1, 제 2 및 제 3 배관의 유입관(163, 165 및 167)에는 각각 제 1, 제 2 및 제 3 전자팽창밸브(162, 164 및 166)가 설치되어 있는데, 이는 각 실내기로 유입되는 냉매를 감압 팽창시켜 저온 저압의 냉매로 변환시키기 위한 장치이다. 상기 제 1 내지 제 3 전자팽창밸브(162 내지 166)에 의해 감압 팽창된 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 배관의 유입관(163 내지 167)을 통해 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(142a 내지 146a)로 유입되고, 상기 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(142a 내지 146a)를 거치며 열교환된 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 배관의 유출관(143 내지 147)을 통해 상기 제 2 분지관(170)으로 유입된다.

상기 제 2 분지관(170)은 사방변(192)과 연결되어 있으며, 상기 제 2 분지관(170)에서 흘러나온 냉매는 상기 사방변(192)의 유도에 의해 (실선의 화살표 참조) 어큐물레이터(accumulator)(190)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(190)는 인버터 압축기(182)와 정속 압축기(184)의 유입구와 연결되어 있으며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내 열교환기(142a, 144a, 146a)를 통과하면서 기화되지 않고 액체 상태를 유지하고 있는 액냉매가 상기 압축기들(182, 184)로 유입되는 것을 방지한다.

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기는 프리조인트(free joint) 방식으로 운전된다. 프리조인트 방식이란 각 압축기에서 토출되는 냉매가 지정된 냉매 싸이클만을 흐르도록 하는 구성 방식이 아닌, 각 압축기에서 토출되는 냉매가 어느 냉매 싸이클이든 필요한 싸이클을 흐르도록 압축기의 토출부를 하나로 합한 구성 방식을 의미한다.

이에 의하면, 필요한 부하에 해당하는 만큼 압축기의 주파수 및 운전 방법을 조정할 수 있으므로 전력면에서 절전 운전이 가능하고, 하나의 대형 압축기 대신 두개의 소형 압축기를 사용하므로 경제적으로도 유리하다.

상기 도 4 내지 도 6에서는 두 개의 분배기을 사용하여 6개의 실내기를 제어할 수 있는 멀티형 공기조화기를 예를 들어 설명하였으나, 상기 분배기의 갯수, 실내기의 갯수 및 실내기의 종류(예컨대, 천장형, 액자형, 스탠드형 등) 등에 의해 본 발명의 기술적 사상이 제한되지 않음은 물론이다.

도 7은 용량이 서로 다른 실내기들을 하나의 실외기와 연결하여 사용하는 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 설치 예를 도시한 구성도이다.

크기가 다른 여러 개의 방, 즉 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 및 제 6 실(302, 304, 306, 308, 310 및 312)을 갖는 건물(300)의 각 실들에 용량이 서로 다른 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 및 제 6 실내기(206, 208, 210, 212, 214 및 216)를 각각 설치하고, 상기 건물(300) 외부에는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(206, 208 및 210)와는 제 1 분배기(202)를 통해 각각 연결되고, 제 4, 제 5 및 제 6 실내기(212, 214 및 216)와는 제 2 분배기(204)를 통해 각각 연결되는 실외기(200)를 설치한다. 이때, 각각의 실내기는 상기 실외기를 포함하여 각각의 독립된 냉매 싸이클을 이룬다.

상기 도 7에서 보여지는 바와 같이, 상기 실외기(200)와 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(206, 208 및 210)들이 각각 이루는 냉매 싸이클의 배관의 길이는 상기 실외기(200)와 제 4, 제 5 및 제6 실내기(212, 214 및 216)들이 각각 이루는 냉매 사이클의 배관의 길이보다 길다. 즉, 상기 건물(300) 윗층에 설치된 실내기의 배관 길이는 상기 건물(300)의 아래층에 설치된 실내기의 배관 길이보다 길어 장배관을 형성한다.

따라서, 상기 건물(300)의 윗층에 설치되는 실내기들의 경우, 최적 냉매 싸이클을 구성하기 위해서는 표준 길이에 비해 늘어난 배관의 길이를 고려하여 운전 주파수를 설정하는데, 종래의 경우, 상기 도 3에서 설명한 바와 같이, 장배관일 경우, 표준 배관에서 일정 단위로 배관의 길이가 늘어나는 경우 압축기의 주파수를 일정 단위로 보정하여 압축기의 운전 주파수를 결정한다.

하지만, 종래의 보정 방법은 상기 장배관과 연결되는 실내기의 용량의 다양성을 고려하지 않은 방식으로, 상기 도 7에서와 같이 각 실에 설치되는 실내기의 용량이 서로 다른 경우, 장배관만을 고려한 상기의 보정 방식으로는 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 없다.

도 7에 있어서, 윗층의 경우, 실내기의 용량은 제3 실내기(210), 제 2 실내기(208), 제 1 실내기(206) 순으로 크고, 배관의 길이는 아래층의 실내기들의 배관 길이에 비해 모두 장(長)배관이다. 따라서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 실내기(206, 208 및 210)의 부하를 고려한 압축기의 운전 주파수를 결정할 때 장배관만을 고려하여 주파수 보정을 한다면, 상대적으로 큰 용량을 갖는 제 3 실내기(210)를 포함하는 냉매 싸이클의 경우, 부하에 비해 적은 양의 냉매가 공급되므로 최적의 냉매 싸이클을 이루지 못한다.

따라서, 압축기의 운전 주파수를 결정할 때, 장배관에 따른 주파수의 보정 뿐만 아니라 각 실내기의 용량에 따른 주파수의 보정도 필요하다.

도 8은 멀티형 공기조화기에 있어서, 실외기와 실내기 사이의 배관이 긴 경우 최적의 냉매 싸이클을 구성하기 위해 압축기의 운전 주파수를 보정하는 본 발명의 일 실시예에 의한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 본 발명에 의한 냉매량 조절 방법은, 하나의 실외기에 다수대의 실내기를 연결하여 사용하는 멀티형 공기조화기를 운전하는데 있어서, 상기 실외기와 각 실내기를 연결하는 배관이 장배관일 경우, 상기 장배관과 연결되는 실내기의 용 량에 따라 압축기의 보정 주파수를 달리하는 것을 특징으로 한다.

이에 대한 구체적인 예는, 먼저, 냉매 싸이클을 이루는 배관의 길이가 길어져 사용자가 공기조화기의 작동을 장배관에 맞도록 설정하면(S30 단계), 실외 제어기는 표준 배관 길이에 비해 늘어난 단위 길이에 따른 압축기의 단위 보정 주파수(△㎐₂)를 계산한 후, 각 실의 실내기들의 용량이 A보다 작은지를 판단한다(S31 단계). 상기 실내기들 중 그 용량이 A보다 작은 실내기의 경우, 압축기의 보정 주파수를 상기 단위 보정 주파수(△㎐₂)로 하고(S32 단계), 상기 실내기들 중 용량이 상기 A보다 작지 않은 실내기가 있을 경우엔, 그 용량이 A보다는 크고 B보다는 작은지를 판단한다(S33 단계). 이때, 그 용량이 상기 A보다는 크고 B보다는 작은 실내기의 경우, 압축기의 보정 주파수는 상기 단위 보정 주파수(△㎐₂)의 두배(즉, △㎐₂*2)로 한다(S34 단계).

실내기의 단위 용량이 점점 증가(A→B→C→D...)함과 더불어 압축기의 보정 주파수도 점점 증가하는 상기의 계산을 반복한 후, 상기 실내기들 중 용량이 Y보다는 크고 Z보다는 작은지를 판단하고(S35 단계), 그 용량이 상기 Y보다는 크고 Z보다는 작은 실내기의 경우엔, 압축기의 보정 주파수는 상기 단위 보정 주파수(△㎐₂)의 N-1배(즉, △㎐₂*(N-1))로 하고(S36단계), 그 용량이 상기 Z보다 큰 실내기의 경우엔, 상기 압축기의 보정 주파수를 단위 보정 주파수(△㎐₂)의 N배(즉, △㎐₂*N)로 한다(S37 단계).

한편, 냉매 싸이클을 이루는 배관의 길이가 표준 길이인 경우엔, 상기 압축기의 보정 주파수를 "0"으로 한다(S38 단계).

이어, 각 실의 부하를 산출하여 공기조화기의 최적 운전을 위한 총 부하를 계산한 후, 이 계산에 기초하여 각 실의 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 총량을 생산하기 위한 압축기의 목표 주파수를 설정한다(S39 단계). 계속해서, 상기 목표 주파수와 보정 주파수를 더하여 압축기의 운전 주파수를 최종적으로 계산한 후(S40 단계), 압축기를 상기 운전 주파수로 작동시킴으로써 최적의 냉/난방 조건으로 공기조화기를 운전한다(S41 단계).

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법에 의하면, 표준 배관 길이 보다 단위 길이씩 길어질 때 마다 단위 보정 주파수를 더하는 방법으로 압축기의 운전 주파수를 1차적으로 보정함과 더불어, 장배관을 이루는 실내기의 용량이 단위 용량씩 증가할 때 마다 상기 단위 보정 주파수에 정수배를 곱함으로써 상기 압축기의 운전 주파수를 2차적으로 보정한다.

따라서, 장배관을 이루는 냉매 싸이클이 다양한 용량의 실내기를 포함하더라도 압축기의 운전 주파수를 적절하게 조절할 수 있으므로 최적의 냉매 싸이클을 구성할 수 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 냉매 싸이클을 이루는 배관의 길이가 표준인 경우엔, 압축기의 보정 주파수를 "0"으로 하는 단계;

   상기 배관의 길이가 장배관인 경우엔, 먼저, 실내기의 용량이 A보다 작다고 판단되면 상기 압축기의 보정 주파수를 단위 보정 주파수(△㎐₂)로 하고, 상기 실내기의 용량이 상기 A보다는 크고 B보다는 작다고 판단되면 상기 압축기의 보정 주파수를 단위 보정 주파수에 두배(△㎐₂*2)로 하는 방식으로 상기 실내기의 용량이 단위 용량씩 증가할 때 마다 상기 단위 보정 주파수의 정수배를 곱하여 압축기의 보정 주파수를 결정하는 단계;

   상기 압축기의 목표 주파수를 결정하는 단계; 및

   상기 압축기의 목표 주파수에 상기 보정 주파수를 더함으로써 압축기의 운전 주파수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   실내기의 용량에 따라 압축기의 보정 주파수를 결정하는 상기 단계 전에, 표준 배관 길이를 기준으로 단위 길이 늘어난 장배관의 단위 보정 주파수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 장배관의 냉매량 조절 방법.

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