KR101119335B1 - 냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법 - Google Patents

냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨은, 압축기를 구비한 실외유니트와; 복수의 실내유니트와; 일측이 상기 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 상기 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관을 구비하여 상기 실외유니트와 상기 실내유니트 사이에 개재되어 상기 실외유니트를 경유한 냉매가 상기 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기와; 일측은 상기 고압기관에 연결되고 타측은 상기 저압기관에 연결되도록 형성되는 연결관과; 상기 연결관을 개폐하는 연결관개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 고압기관 내에 액상 냉매가 누적되는 것을 억제할 수 있어 순환되는 냉매 및 오일 부족에 기인한 성능저하 및 압축기의 손상을 방지할 수 있다.

Description

냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법{MULTI-AIR CONDITIONER CAPABLE OF COOLING AND HEATING SIMULTANEOUSLY AND CONDENSED REFRIGERANT CONTROL METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 냉난방 동시형 멀티 에어컨을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 냉방전실 운전 상태를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 구성도,
도 4는 도 3의 제어블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 실외유니트 11 : 압축기
15 : 실외열교환기 19 : 실외팽창장치
30 : 실내유니트 31 : 실내열교환기
33 : 실내팽창장치 40 : 분배기
41 : 고압기관 42 : 고압밸브
43 : 고압액관 45 : 저압기관
46 : 저압밸브 51 : 연결관
53 : 연결관개폐밸브 55 : 모세관
57 : 제1온도센서 59 : 제2온도센서
61 : 제어부 63 : 온도차산출부
본 발명은, 냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고압기관 내에 액상 냉매가 누적되는 것을 억제할 수 있도록 한 냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 냉난방 동시형 멀티 에어컨을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 냉방전실 운전 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 냉난방 동시형 멀티 에어컨은, 실외유니트(10)와, 실내에 각각 배치되는 복수의 실내유니트(30)와, 실외유니트(10) 및 실내유니트(30) 사이에 개재되어 실외유니트(10)의 냉매가 실내유니트(30)로 적절히 분배되도록 하는 분배기(40)를 구비하고 있다.
실외유니트(10)는, 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 배치되는 유로절환밸브(13)와, 냉방 운전 시 압축된 냉매가 방열을 통해 응축되도록 하는 실외열교환기(15)로 구성되어 있다. 압축기(11)의 일측에는 어큐뮬레이터(12)가 구비되어 있으며, 실외열교환기(15)의 일측에는 열교환이 촉진될 수 있도록 실외팬(17)이 설치되어 있다. 냉매의 유동방향을 따라 실외열교환기(15)의 일측에는 실외팽창장치(19)가 마련되어 있으며, 실외팽창장치(19)의 일측에는 체크밸브(23)가 구비된 우회유로(21)가 형성되어 있다.
각 실내유니트(30)는, 냉매가 통과되면서 실내 공기와 열교환되는 실내열교환기(31)와, 실내열교환기(31)의 일측에 구비되는 실내팽창장치(33)를 각각 구비하 고 있다.
한편, 분배기(40)는, 일측이 압축기(11)의 토출측에 연결되는 고압기관(41)과, 일측이 실외열교환기(15)에 연결되는 고압액관(43)과, 일측이 압축기(11)의 흡입측에 연결되는 저압기관(45)을 각각 구비하고 있으며, 고압기관(41) 및 저압기관(45)에는 각각 해당 냉매관을 개폐할 수 있도록 고압밸브(42) 및 저압밸브(46)가 각각 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 실내유니트(30) 중 일부는 냉방운전되고 일부는 난방운전되는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(11)에서 토출된 냉매 중 일부는 실외열교환기(15)를 경유하여 고압액관(43)을 따라 분배기(40)로 유동되고, 일부는 고압기관(41)을 따라 분배기(40)로 유동된다. 분배기(40)로 유동된 고압액관(43)의 냉매는 냉방운전되는 실내유니트(30)로 유동되어 실내팽창장치(33)를 통과하면서 감압팽창되고 실내열교환기(31)에서 잠열을 흡수하는 냉방작용을 수행하게 된다. 고압기관(41)의 냉매는 난방운전되는 실내유니트(30)로 유입되어 방열되면서 난방작용을 수행하고 응축된 후 고압액관(43)의 냉매와 합류된다.
한편, 운전되는 실내유니트(30) 전부가 냉방운전되는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(11)에서 토출된 냉매는 실외열교환기(15)를 경유하여 고압액관(43)을 따라 분배기(40)로 유동되고, 운전되는 실내유니트(30)의 실내팽창장치(33)를 거쳐 감압팽창된 후 실내열교환기(31)에서 잠열을 흡수하는 냉방작용을 수행하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 냉난방 동시형 멀티 에어컨에 있어서는, 운전되는 실 내유니트(30) 전부 냉방운전되는 경우, 압축기(11)에서 압축되어 토출된 냉매중 일부는 고압기관(41)을 통해 분배기(40)로 유동하도록 되어 있어, 고압기관(41)의 내부에는 냉매의 응축이 발생되어 액냉매가 누적되어 순환되는 냉매의 부족현상을 유발하여 냉방성능을 저해하게 된다고 하는 문제점이 있다. 특히, 실외유니트(10)와 분배기(40)의 사이 거리가 길어 고압기관(41)이 수 십 미터 내지 백 수십 미터의 장배관으로 되는 경우, 고압기관(41)의 분배기(40)측 내부에는 상당량의 액냉매가 누적되어 순환되는 냉매의 부족 현상을 심화시킬 뿐만 아니라 오일부족에 따른 압축기(11)의 강제열화를 가중시키게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 고압기관 내에 액상 냉매가 누적되는 것을 억제할 수 있는 냉난방 동시형 멀티 에어컨 및 그의 응축냉매 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기를 구비한 실외유니트와; 복수의 실내유니트와; 일측이 상기 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 상기 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관을 구비하여 상기 실외유니트와 상기 실내유니트 사이에 개재되어 상기 실외유니트를 경유한 냉매가 상기 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기와; 일측은 상기 고압기관에 연결되고 타측은 상기 저압기관에 연결되는 연결관과; 상기 연결관을 개폐하는 연결관개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨에 의해 달성된다.
여기서, 상기 연결관개폐밸브는 전동팽창밸브를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 연결관은 모세관을 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.
상기 연결관개폐밸브는 솔레노이드밸브를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 압축기의 토출측 온도를 검출하는 제1온도센서와, 상기 고압기관의 온도를 검출하는 제2온도센서와, 상기 제1온도센서 및 제2온도센서의 온도 검출 결과의 차를 산출하는 온도차산출부와, 상기 온도차산출부에 의해 산출된 온도차가 설정값 이상인 경우 상기 연결관이 개방되도록 상기 연결관개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 압축기를 구비한 실외유니트와, 복수의 실내유니트와, 일측이 상기 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 상기 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관과, 일측은 상기 고압기관에 연결되고 타측은 상기 저압기관에 연결되는 연결관을 구비하여 상기 실외유니트와 상기 실내유니트 사이에 개재되어 상기 실외유니트를 경유한 냉매가 상기 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기를 구비한 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 상기 고압기관의 내부의 응축 냉매를 제어하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법에 있어서, 운전중인 실내유니트의 운전모드를 확인하는 단계와; 상기 운전중인 실내유니트가 전부 냉방운전되는 경우, 상기 압축기의 토출측 온도 및 상기 고압기관의 온도를 각각 검출하는 단계와; 상기 검출된 압축기의 토출측 온도 및 상기 고압기관의 온도차를 산출하는 단계와; 상기 온도차의 검출결과에 기초하여 상기 연결관을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법이 제공된다.
여기서, 상기 온도차가 설정값 이상인 경우 상기 연결관이 개방되도록 하고, 상기 온도차가 설정값 미만인 경우 상기 연결관이 차단되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 연결관의 개방후 상기 고압기관의 액냉매가 감압팽창되도록 하는 것이 효과적이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 구성도이고, 도 4는 도 3의 제어블록도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하여 설명하고, 일부 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 냉난방 동시형 멀티 에어컨은, 압축기(11)를 구비한 실외유니트(10)와, 복수의 실내유니트(30)와, 일측이 압축기(11)의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관(41)과, 일측이 압축기(11)의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관(45)을 구비하여 실외유니트(10)와 실내유니트(30) 사이에 개재되어 실외유니트(10)를 경유한 냉매가 실내유니트(30)로 분배되도록 하는 분배기(40)와, 일측은 고압기관(41)에 연결되고 타측은 저압기관(45)에 연결되는 연결관 (51)과, 연결관(51)을 개폐하는 연결관개폐밸브(53)를 포함하여 구성되어 있다.
실외유니트(10)는, 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 배치되는 유로절환밸브(13)와, 냉방 운전 시 압축된 냉매가 방열을 통해 응축되도록 하는 실외열교환기(15)로 구성되어 있다. 압축기(11)의 일측에는 어큐뮬레이터(12)가 구비되어 있으며, 실외열교환기(15)의 일측에는 실외팬(17)과, 실외팽창장치(19)와, 체크밸브(23)가 구비된 우회유로(21)가 형성되어 있다.
각 실내유니트(30)는, 냉매가 통과되면서 실내 공기와 열교환되는 실내열교환기(31)와, 실내열교환기(31)의 일측에 구비되는 실내팽창장치(33)를 각각 구비하고 있다.
분배기(40)는, 일측이 압축기(11)의 토출측에 연결되는 고압기관(41)과, 일측이 실외열교환기(15)에 연결되는 고압액관(43)과, 일측이 압축기(11)의 흡입측에 연결되는 저압기관(45)을 각각 구비하고 있으며, 고압기관(41) 및 저압기관(45)에는 각각 해당 냉매관을 개폐할 수 있도록 고압밸브(42) 및 저압밸브(46)가 각각 설치되어 있다.
한편, 압축기(11)의 토출측에는 토출되는 냉매의 온도를 검출할 수 있도록 제1온도센서(57)가 구비되어 있으며, 분배기(40)의 내부에는 고압기관(41)의 온도를 검출할 수 있도록 제2온도센서(59)가 마련되어 있다.
분배기(40)의 내부에는 일측은 고압기관(41)과 상호 연통되게 연결되고 타측은 저압기관(45)에 상호 연통되게 연결된 연결관(51)이 구비되어 있으며, 연결관 (51)에는 응축된 냉매가 통과하면서 감압팽창될 수 있도록 모세관(55)이 설치되어 있다. 냉매의 유동방향을 따라 모세관(55)의 일측에는 연결관(51)을 개폐할 수 있도록 솔레노이드밸브 형태로 구현된 연결관개폐밸브(53)가 구비되어 있다.
한편, 제어프로그램을 구비하여 마이컴의 형태로 구현되는 제어부(61)에는 압축기(11)의 토출측 온도 및 고압기관(41)의 온도를 검출하여 온도차를 검출할 수 있도록 온도차산출부(63)가 구비되며, 산출된 온도차에 따라 고압기관(41)의 내부의 응축된 냉매를 제어할 수 있도록 제1온도센서(57) 및 제2온도센서(59)와, 연결관개폐밸브(53)와, 각 실내유니트(30)의 운전모드를 확인할 수 있도록 각 실내유니트(30)가 각각 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 장치적 특징을 가지는 본 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제어부(61)는 먼저 운전되는 실내유니트(30)의 운전모드를 각각 확인하고(S10), 운전되는 실내유니트(30)중 하나 이상이 난방운전되는 경우(S20), 연결관개폐밸브(53)를 제어하여 연결관(51)이 차단된 상태를 유지하도록 한다(S30).
운전되는 실내유니트(30)가 모두 냉방운전되는 경우(S20), 제어부(61)는 제1온도센서(57) 및 제2온도센서(59)에 의해 압축기(11)의 토출측 온도 및 고압기관(41)의 온도가 각각 검출되도록 하고(S40), 온도차산출부(63)를 제어하여 검출된 두 온도의 차가 산출되도록 한다(S50). 제어부(61)는 산출된 온도 차가 설정값 미만인 경우(S60) 연결관(51)이 차단된 상태를 유지하도록 하고(S30), 온도차가 설정값 이상인 경우(S60), 고압기관(41)의 내부의 응축된 냉매가 저압기관(45)을 따라 압축기(11)로 복귀될 수 있도록 연결관개폐밸브(53)를 제어하여 연결관(51)이 개방되도록 한다(S70).
한편, 연결관(51)이 개방되면 고압기관(41)의 내부의 응축된 냉매의 유동은, 도 3의 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 모세관(55)을 지나면서 감압 팽창된 후 저압기관(45)의 냉매와 합류된 후 어큐뮬레이터를 거쳐 압축기(11)로 흡입되어 압축 및 토출되는 과정을 반복하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 냉난방 동시형 멀티 에어컨은, 압축기(11)를 구비한 실외유니트(10)와, 복수의 실내유니트(30)와, 일측이 압축기(11)의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관(41)과, 일측이 압축기(11)의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관(45)을 구비하여 실외유니트(10)와 실내유니트(30) 사이에 개재되어 실외유니트(10)를 경유한 냉매가 실내유니트(30)로 분배되도록 하는 분배기(40)와, 일측은 고압기관(41)에 연결되고 타측은 저압기관(45)에 연결되는 연결관(71)과, 연결관(71)을 개폐하는 연결관개폐밸브(73)를 포함하여 구성되어 있다.
압축기(11)의 토출측에는 온도를 검출할 수 있도록 제1온도센서(57)가 설치되어 있으며, 분배기(40)의 내부 고압기관(41)에는 고압기관(41)의 온도를 검출할 수 있도록 제2온도센서(59)가 구비되어 있다.
한편, 분배기(40)의 내부에는 일측은 고압기관(41)과 상호 연통되고 타측은 저압기관(45)과 상호 연통될 수 있도록 연결관(71)이 설치되어 있으며, 연결관(71)에는 연결관(71)을 개폐함과 아울러 고압기관(41)의 내부의 응축된 냉매가 통과하 면서 감압팽창될 수 있도록 전동팽창밸브 형태로 구현된 연결관개폐밸브(73)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 운전되는 실내유니트(30)가 모두 냉방운전되는 경우, 제어부(61)는 제1온도센서(57) 및 제2온도센서(59)에 의해 압축기(11)의 토출측 온도 및 고압기관(41)의 온도가 각각 검출되도록 하고, 온도차산출부(63)를 제어하여 검출된 두 온도의 차가 산출되도록 한다. 검출된 두 온도의 차가 설정값 이상인 경우 제어부(61)는 연결관개폐밸브(73)를 제어하여 고압기관(41)의 내부의 응축된 냉매가 감압팽창되어 압축기(11)로 복귀되도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압축기를 구비한 실외유니트와, 복수의 실내유니트와, 일측이 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관을 구비하여 실외유니트와 실내유니트 사이에 개재되어 실외유니트를 경유한 냉매가 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기와, 일측은 고압기관에 연결되고 타측은 저압기관에 연결되는 연결관과, 연결관을 개폐하는 연결관개폐밸브를 포함하도록 함으로써, 고압기관 내에 액상 냉매가 누적되는 것을 억제할 수 있는 냉난방 동시형 멀티 에어컨이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 운전중인 실내유니트의 운전모드를 확인하는 단계와, 운전중인 실내유니트가 전부 냉방운전되는 경우 압축기의 토출측 온도 및 고압기관의 온도를 각각 검출하는 단계와, 검출된 압축기의 토출측 온도 및 고압기관의 온도차를 산출하는 단계와, 산출된 온도차에 따라 연결관을 개폐하는 단계를 포함하도록 함으로써, 고압기관 내에 액상 냉매가 누적되는 것을 억제할 수 있는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법이 제공된다.

Claims (8)

  1. 압축기를 구비한 실외유니트와;
    복수의 실내유니트와;
    일측이 상기 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 상기 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관을 구비하여 상기 실외유니트와 상기 실내유니트 사이에 개재되어 상기 실외유니트를 경유한 냉매가 상기 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기와;
    일측은 상기 고압기관에 연결되고 타측은 상기 저압기관에 연결되도록 형성되는 연결관과;
    상기 연결관을 개폐하는 연결관개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결관개폐밸브는 전동팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방동시형 멀티 에어컨.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결관은 모세관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결관개폐밸브는 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 압축기의 토출측 온도를 검출하는 제1온도센서와, 상기 고압기관의 온도를 검출하는 제2온도센서와, 상기 제1온도센서 및 제2온도센서의 온도 검출 결과의 차를 산출하는 온도차산출부와, 상기 온도차산출부에 의해 산출된 온도차가 설정값 이상인 경우 상기 연결관이 개방되도록 상기 연결관개폐밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨.
  6. 압축기를 구비한 실외유니트와, 복수의 실내유니트와, 일측이 상기 압축기의 토출측에 상호 연통되게 연결되는 고압기관과, 일측이 상기 압축기의 흡입측에 상호 연통되게 연결되는 저압기관과, 일측은 상기 고압기관에 연결되고 타측은 상기 저압기관에 연결되는 연결관을 구비하여 상기 실외유니트와 상기 실내유니트 사이에 개재되어 상기 실외유니트를 경유한 냉매가 상기 실내유니트로 분배되도록 하는 분배기를 구비한 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 상기 고압기관의 내부의 응축 냉매를 제어하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법에 있어서,
    운전중인 실내유니트의 운전모드를 확인하는 단계와;
    상기 운전중인 실내유니트가 전부 냉방운전되는 경우, 상기 압축기의 토출측 온도 및 상기 고압기관의 온도를 각각 검출하는 단계와;
    상기 검출된 압축기의 토출측 온도 및 상기 고압기관의 온도차를 산출하는 단계와;
    상기 온도차의 검출결과에 기초하여 상기 연결관을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 온도차가 설정값 이상인 경우 상기 연결관이 개방되도록 하고, 상기 온도차가 설정값 미만인 경우 상기 연결관이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 연결관의 개방후 상기 고압기관의 액냉매가 감압팽창되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티 에어컨의 응축냉매 제어방법.
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