KR101120371B1

KR101120371B1 - 냉매시스템

Info

Publication number: KR101120371B1
Application number: KR1020100004090A
Authority: KR
Inventors: 장지영; 곽태희; 장세동; 정백영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2012-02-27
Also published as: KR20110084047A

Abstract

본 발명은, 제상 운전 중에, 압축기로부터 토출되는 냉매를 복수개의 실외열교환유닛 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 제상 배관를 포함하는 냉매시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 의하면, 제상 운전 중에 복수개의 실외를 교대로 제상 가능하고, 제상 운전 중에도 실내 난방이 연속적으로 수행될 수 있는 이점이 있다.

Description

냉매시스템{A refrigerant system}

본 발명은 냉매사이클을 수행하는 냉매시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 냉매시스템은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매사이클을 수행하여, 실내를 냉난방하는 장치이다.

상기 냉매시스템은 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내기 및 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외기를 포함한다. 상기 실내기에는 냉매와 실내 공기의 열교환을 위한 실내열교환기와, 상기 실내 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터가 포함된다. 상기 실외기에는 냉매와 실외 공기의 열교환을 위한 실외열교환기와, 상기 실외 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터와, 상기 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 상기 냉매의 유동 방향을 변경시키는 사방밸브가 포함된다.

그리고, 실내의 냉방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 증발수단, 상기 실외열교환기는 응축수단이 된다. 실내의 난방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 응축수단, 상기 실외열교환기는 증발수단이 된다. 상기 냉난방 운전의 전환은 상기 사방밸브에 의해 냉매의 유동 방향이 변경됨으로써 수행된다.

본 발명은 제상 운전 중에도 실내 난방이 연속적으로 수행될 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 열전달 효율 및 성능이 최적화될 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 제안되는 본 발명에 의한 냉매시스템은, 냉매를 압축하는 압축기; 각각 실외 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛을 포함하는 실외열교환기; 상기 냉매가 팽창되는 팽창부; 상기 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기; 상기 압축기, 실외열교환기, 팽창부 및 실내열교환기를 순차적으로 연결하는 메인 냉매배관; 및 일단이 상기 압축기와 실외열교환기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 실외열교환기와 팽창부 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되는 제상배관;를 포함하고, 상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛은 상기 메인 냉매배관에 서로 병렬로 연결되고, 상기 제상배관은 상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 실외열교환기로 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 냉매시스템에 의하면, 제상 운전 중에는, 복수개의 실외열교환유닛 중 일부에서는 냉매가 응축되고, 나머지에서는 냉매가 증발된다. 즉, 상기 복수개의 실외열교환유닛 중 일부는 제상이 수행되는 동안 나머지는 난방 운전이 수행되므로, 제상 운전 중에도 실내 난방 운전이 연속적으로 수행될 수 있는 이점이 있다.

그리고, 복수개의 실내기 중 난방 모드로 운전되는 것과 냉방 모드로 운전되는 것의 비율에 따라, 상기 복수개의 실외열교환유닛 중 냉매가 응축되는 것과 냉매가 증발되는 것의 비율을 달리함으로써, 냉매시스템의 전체적인 열전달 효율 및 성능이 최적화될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 전실 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 난방 및 냉방 동시 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 제 1 실외열교환유닛의 제상 운전이 수행되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 제 2 실외열교환유닛의 제상 운전이 수행되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.

이하에서는 본 발명에 의한 냉매시스템을, 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 냉매시스템은, 실외에 설치되어 실외 공기에 노출되는 실외기(1)와, 실내에 설치되어 실내 공기에 노출되는 복수개의 실내기(2)와, 상기 실외기(1) 및 복수개의 실내기(2)를 연결하는 분배기(3)와, 상기 실외기(1), 실내기(2) 및 분배기(3) 사이에 냉매가 유동하기 위한 냉매 배관을 포함한다.

상세히, 상기 실외기(1)는, 상기 실외 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(11)와, 상기 냉매를 압축하는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 전환하는 유동 전환부(13)와, 상기 실외열교환기(11)로 유입되는 냉매를 선택적으로 팽창시키기 위한 실외팽창부(14)와, 상기 압축기로 유입되는 냉매 중 액상의 냉매를 걸러내기 위한 어큐뮬레이터(15)를 포함한다.

상기 실외열교환기(11)는, 상기 실외기(1) 내부에서 상기 실외 공기에 노출될 수 있도록 설치되는 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)은, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 냉매가 증발하는 증발기 또는 냉매가 응축되는 응축기 역할을 선택적으로 할 수 있다. 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)은 상기 냉배 배관 상에 병렬로 연결된다.

상기 압축기(12)는, 일정한 압축율로 냉매를 압축하는 정속압축기(미도시)와, 압축율이 가변되는 인버터압축기(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 유동 전환부(13)는, 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관에 설치되는 제 1 유동 전환부(131) 및 제 2 유동 전환부(132)를 포함한다. 상기 제 1 유동 전환부(131) 및 제 2 유동 전환부(132)는, 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)에 각각 대응되도록 병렬로 연결된다. 즉, 상기 제 1 유동 전환부(131)는 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 직렬로 연결되고, 상기 제 2 유동 전환부(132)는 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 직렬로 연결된다.

보다 상세히, 상기 제 1 유동 전환부(131)는, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 연결되는 냉매배관을, 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매배관 및 상기 어큐뮬레이터의 유입측에 해당하는 냉매배관 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킨다. 즉, 상기 제 1 유동 전환부(131)의 냉매 유동 방향 전환에 따라, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매가 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 유입되거나, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과한 냉매가 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입될 수 있다.

그리고, 상기 제 2 유동 전환부(132)는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 연결되는 냉매배관을, 상기 압축기의 토출측에 해당하는 냉매배관 및 상기 어큐뮬레이터의 유입측에 해당하는 냉매배관 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킨다. 즉, 상기 제 2 유동 전환부(132)의 냉매 유동 방향 전환에 따라, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매가 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입되거나, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매가 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입될 수 있다.

상기 실외팽창부(14)는, 실외열교환기(11)에 인접한 지점에 해당하는 냉매 배관에 설치된다. 특히, 상기 실외열교환기(11)와 상기 분배기(3)를 연결하는 냉매 배관에 설치된다.

보다 상세히, 상기 실외팽창부(14)는, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 인접한 지점에 해당하는 냉매배관에 설치되는 제 1 실외팽창부(141)와, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 인접한 지점에 해당하는 냉매배관에 설치되는 제 2 실외팽창부(142)를 포함한다. 상기 제 1 실외팽창부(141)는, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)이 증발기 역할을 하도록 상기 냉매시스템이 운전되는 경우에, 상기 분배기(3)로부터 토출되는 냉매가 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 유입되기 이전에 상기 제 1 실외팽창부(141)를 통과하면서 팽창되도록 한다. 그리고, 상기 제 2 실외팽창부(142)는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)이 증발기 역할을 하도록 상기 냉매시스템이 운전되는 경우에, 상기 분배기(3)로부터 토출되는 냉매가 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입되기 이전에 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하면서 팽창되도록 한다.

더불어, 상기 실외기(1)는, 상기 실외열교환기(11)를 향하여 상기 실외 공기를 강제 유동시키기 위한 실외팬(미도시) 및 상기 실외팬을 회전시키기 위한 실외모터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

한편, 상기 복수개의 실내기(2) 각각은, 상기 실내 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기(23)와, 상기 실내열교환기(23)로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위한 실내팽창부(24)를 포함한다. 즉, 상기 냉매시스템은 전체적으로 복수개의 실내열교환기(23)와, 상기 복수개의 실내열교환기(23) 각각에 대응되는 복수개의 실내팽창부(24)를 포함하는 것이다.

그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1) 및 상기 복수개의 실내기(2)에 동시에 연결된다. 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1)로부터 토출되는 냉매를 상기 복수개의 실내기(2)로 분배하는 역할을 한다. 또한, 상기 분배기(3)는, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 상기 실내기(2) 내부에의 냉매 유동 방향을 전환하는 역할을 한다.

그리고, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기(12)로부터 토출된 냉매를 상기 분배기(3)로 안내하는 고압 배관(41)과, 상기 실내기(2) 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기(12)로 안내하는 저압 배관(42)과, 상기 실내기(2) 또는 실외기(1)에서 응축된 냉매가 유동하기 위한 액냉매 배관(43)과, 상기 분배기(3)와 실내기(2)를 연결하는 실내기 배관(44)을 포함한다. 다른 한편으로는, 상기 냉매 배관은, 전체적으로 상기 압축기(12), 실외열교환기(11), 팽창부(14,24) 및 실내열교환기(23)을 순차적으로 연결한다.

상기 고압 배관(41), 저압 배관(42) 및 액냉매 배관(43)은 상기 실외기(1) 및 분배기(3)를 연결한다. 다른 한편으로는, 상기 고압 배관(41)은 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관으로부터 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 그리고, 상기 저압 배관(42)은 상기 압축기(12)의 유입측에 해당하는 냉매 배관에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 또한, 상기 액냉매 배관(43)은 상기 실외팽창부(14)에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다.

그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 고압 배관(41)의 냉매를 상기 복수개의 실내열교환기(23)로 각각 안내하기 위한 복수개의 고압 분지 배관(45)과, 상기 복수개의 실외열교환기(11)의 냉매를 상기 저압 배관(42)으로 각각 안내하기 위한 복수개의 저압 분지 배관(46)과, 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46) 내부의 냉매 유동을 각각 선택적으로 차단하기 위한 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)를 포함한다.

즉, 상기 고압 분지 배관(45)은 상기 고압 배관(41)으로부터 분지되고, 상기 저압 배관(42)은 상기 저압 배관(42)으로부터 분지된다. 그리고, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는, 각각 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 설치된다.

그리고, 상기 실내기 배관(44)의 일단은 상기 액냉매 배관(43)에 연결되고, 타단은 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 동시에 연결된다. 또한, 상기 실내기 배관(44)에는, 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)가 설치된다. 즉, 상기 실내기 배관(44)은 상기 실내열교환기(23)와 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)을 동시에 연결한다.

또한, 상기 실내기(2)의 운전 모드에 따라, 상기 액냉매 배관(43)의 냉매가 상기 실내팽창부(24) 및 실내열교환기(23)를 순차적으로 통과하여 상기 저압 분지 배관(46)으로 유동하거나, 상기 고압 분지 배관(45)의 냉매가 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)를 순차적으로 통과하여 상기 액냉매 배관(43)으로 유동할 수 있다.

그리고, 상기 실외팽창부(14), 실내팽창부(24)는 상기 냉매시스템의 운전 상태에 따라 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 구비된다.

한편, 상기 실외기(1)는, 상기 실외열교환기(11)의 제상을 위한 제상배관(18) 및 제상밸브(19)를 더 포함한다. 상기 제상배관(18)은 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매를 상기 실외열교환기(11)로 안내한다. 그리고, 상기 제상밸브(19)는 상기 제상배관(18)을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단한다.

보다 상세히, 상기 제상배관(18)은, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매를 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 안내하는 제 1 제상배관(181)과, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매를 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 안내하는 제 2 제상배관(182)을 포함한다. 상기 제 1 제상배관(181)의 일단은 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매배관에 연결되고, 상기 제 1 제상배관(181)의 타단은 상기 제 1 실외열교환유닛(111)과 상기 제 1 실외팽창부(141)의 사이에 해당하는 냉매배관에 연결된다. 그리고, 상기 제 2 제상배관(182)의 일단은 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매배관에 연결되고, 상기 제 2 제상배관(182)의 타단은 상기 제 2 실외열교환유닛(112)과 상기 제 2 실외팽창부(142)의 사이에 해당하는 냉매배관에 연결된다.

상기 제상밸브는, 상기 제 1 제상배관(181)을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 제 1 제상밸브(191)와, 상기 제 2 제상배관(182)을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 제 2 제상밸브(192)를 포함한다. 상기 제 1 제상밸브(191)는 상기 제 1 제상배관(181)에 설치되고, 상기 제 2 제상밸브(192)는 상기 제 2 제상배관(182)에 설치된다.

이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 냉매 유동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 전실 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 난방 및 냉방 동시 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 냉매시스템의 모든 실내기(2)가 실내 난방을 위하여 운전되는 경우가 있다. 여기서, 상기 냉매시스템의 모든 실내기(2)가 실내 난방을 위하여 운전되는 경우를 전실 난방 운전이라 칭한다.

그리고, 상기 냉매시스템이 전실 난방 운전되는 경우에는, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매는 상기 고압 배관(41)을 따라 상기 분배기(3)로 유동한다. 상기 분배기(3)로 유입되는 냉매는, 상기 복수개의 실내기(2) 각각에 대응되는 상기 고압 분지 배관(45)으로 유입된다.

그리고, 상기 고압 분지 배관(45)으로 유입된 냉매는 상기 실내기 배관(44)을 따라 상기 실내열교환기(23)를 통과하게 된다. 상기 냉매가 상기 실내열교환기(23)를 통과하는 과정에서, 상기 냉매는 실내 공기로 열을 방출하여 응축된다. 그리고, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 실내팽창부(24)를 거쳐 상기 액냉매관(43)으로 유입된다. 이때, 상기 실내팽창부(24)는 완전히 개방된 상태를 유지하므로, 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 된다.

상기 액냉매관(43)으로 유입된 냉매는, 상기 액냉매관(43)을 따라 상기 실외팽창부(14)로 유입된다. 이때 상기 실외팽창부(14)는 부분적으로 개방된 상태를 유지하여, 상기 냉매는 상기 실외팽창부(14)를 통과하는 과정에서 팽창되게 된다. 그리고, 상기 실외팽창부(14)를 통과한 냉매는 상기 실외열교환기(11)를 통과하면서 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된다. 이때, 상기 유동전환부(13)는 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매배관을 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시키는 상태를 유지한다.

보다 상세히, 상기 액냉매관(43)을 통과한 냉매는 상기 제 1 실외팽창부(141) 및 제 2 실외팽창부(142)로 유입된다. 상기 냉매는 상기 제 1 실외팽창부(141) 및 제 2 실외팽창부(142)를 통과하면서 팽창된다. 그리고, 상기 제 1 실외팽창부(141) 및 제 2 실외팽창부(142)를 통과한 냉매는 각각 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입된다. 상기 냉매는 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과하는 과정에서 실외공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 또한, 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(15)로 함께 유입된다. 이때, 상기 제 1 유동전환부(13) 및 제 2 유동전환부(13)는 각각, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 연결되는 냉매배관 및 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 연결되는 냉매배관을, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시키는 상태를 유지한다.

상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된 냉매는, 액상의 냉매는 걸러지고 기상의 냉매는 상기 압축기(12)를 통하여 다시 압축된다. 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(15)를 통과한 후 상기 압축기(12)로 유입된다. 그리고, 상기 냉매가 상기 어큐뮬레이터(15)를 통과하는 과정에서, 상기 냉매 중 액상의 냉매는 걸러지고 기상의 냉매만이 상기 압축기(12)를 통하여 다시 압축된다.

즉, 상기 냉매시스템에 전실 난방 운전되는 경우에는, 상기 실내열교환기(23)는 모두 응축기 역할을 하고, 상기 실외열교환유닛(111,112)은 모두 증발기 역할을 하게 된다.

한편, 상기 냉매시스템의 실내기(2) 중 일부는 실내 난방을 위하여 운전되고, 나머지는 실내 냉방을 위하여 운전되는 경우도 있다. 이러한 경우를 냉난방 동시 운전이라 칭한다.

도 3을 참조하면, 상기 냉매시스템이 냉난방 동시 운전되는 경우에는, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매가 상기 고압 배관(41) 및 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 향하여 유동하게 된다. 이때, 상기 제 1 유동전환부(13)는 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 연결되는 냉매배관을, 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매배관과 연통시키는 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 고압 배관(41)으로 유입된 냉매는, 고압 분지 배관(45) 및 실내기 배관(44)을 통하여 상기 복수개의 실내기(2) 중 실내 난방을 위하여 운전되는 실내기(2)로 유입된다. 상기 실내기(2)로 유입된 냉매는 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)를 통과한 후, 상기 액냉매배관(43)을 따라 실내 냉방을 위하여 운전되는 나머지 실내기(2)로 유입되게 된다. 이때, 상기 실내팽창부(24)는 완전히 개방된 상태를 유지하여, 상기 냉매는 상태 변환없이 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 된다.

한편, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 유입된 냉매는, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과하면서 실외 공기로 열을 방출하여 응축된다. 그리고, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과한 냉매는 상기 제 1 실외팽창부(141)로 유입된다. 이때, 상기 제 1 실외팽창부(141)는 완전히 개방된 상태를 유지하여, 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 제 1 실외팽창부(141)를 통과하게 된다.

상기 제 1 실외팽창부(141)를 통과한 냉매는, 상기 액냉매배관(43) 및 제 2 실외팽창부(142)를 향하여 유동한다. 먼저, 상기 액냉매배관(43)을 따라 유동하는 냉매는, 실내 난방을 위하여 운전되는 상기 실내기(2)로부터 토출되는 냉매와 합류된 후, 상기 실내 냉방을 위하여 운전되는 나머지 실내기(2)로 유입된다.

그리고, 상기 제 2 실외팽창부(142)로 유입된 냉매는 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하는 과정에서 팽창된다. 즉, 상기 제 2 실외팽창부(142)는 상기 냉매가 팽창될 수 있도록 부분적으로 개방된 상태를 유지한다.

상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과한 냉매는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과하면서 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 그리고, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된다. 이때, 상기 제 2 유동전환부(132)는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 연결되는 냉매배관을, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시킨다.

한편, 상기 실내 냉방을 위하여 운전되는 나머지 실내기(2)로 유입되는 냉매는, 상기 실내팽창부(24)를 통과하면서 팽창된 후, 상기 실내열교환기(23)를 통과하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 그리고, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는, 상기 실내기 배관(44) 및 저압 분지 배관(46)을 거쳐 상기 저압 배관(42)으로 유입된다.

그리고, 상기 저압 배관(42)으로 유입된 냉매는, 상기 저압 배관(42)을 따라 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된다. 즉, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매와 합류되어 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된 냉매는 액상의 냉매는 걸리지고, 기상의 냉매는 상기 압축기(12)를 통하여 다시 압축된다.

이러한 과정을 통하여, 상기 냉매시스템의 실내기(2) 중 일부는 실내 난방을 위하여 운전되고, 나머지는 실내 냉방을 위하여 운전될 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 제상 운전되는 경우에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 제 1 실외열교환유닛의 제상 운전이 수행되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 제 2 실외열교환유닛의 제상 운전이 수행되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 냉매시스템의 실외열교환유닛(111,112) 중 적어도 하나가 증발기로 사용되는 경우에는 상기 증발기로 사용되는 실외열교환유닛(111,112)에 성에가 발생될 수 있다. 특히, 겨울철 또는 한랭지역과 같이 상기 냉매시스템이 전실 난방으로 작동하는 경우에는, 상기 실외열교환유닛(111,112) 모두에 성에가 발생될 가능성이 높다. 이러한 경우에는, 상기 실외열교환기(11)에 발생된 성에를 제거하기 위하여 상기 냉매시스템이 제상 모드로 운전된다.

상기 냉매시스템에 제상모드로 운전되는 경우에는, 상기 제 1 제상밸브(181)가 개방되고, 상기 실외팽창부(14)가 폐쇄된다. 그리고, 상기 제 2 제상밸브(182)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 실외팽창부(14)는 상기 실외팽창부(14)를 통과하는 냉매가 팽창될 수 있도록 부분적으로 개방된 상태를 유지한다.

따라서, 상기 압축기(12)로부터 토출된 고온고압 상태의 냉매 중 일부는 상기 제 1 제상배관(181)으로 유입된다. 그리고, 상기 제 1 제상배관(181)으로 유입된 냉매는, 상기 제 1 제상배관(181)을 따라 상기 제 1 제상밸브(181)를 통과한다. 이때, 상기 제 1 제상밸브(181)는 부분적으로 개방되어, 상기 냉매는 상기 제 1 제상밸브(181)를 통과하는 과정에서 팽창되게 된다. 즉, 상기 제 1 제상밸브(181)를 통과한 냉매는 고온저압의 상태가 된다.

그리고, 상기 제 1 제상밸브(181)를 통과한 고온저압 상태의 냉매는 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 유입된다. 이때, 상기 제 1 실외팽창부(141)가 폐쇄된 상태를 유지하기 때문에, 상기 제 1 제상밸브(181)를 통과한 냉매 전부가 상기 제 1 실외열교환유닛(111)으로 유입될 수 있다. 또한, 상기 냉매가 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과하는 과정에서, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상이 수행된다.

그리고, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과한 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관으로 유입된다. 이때, 상기 제 1 유동전환부(13)는 상기 제 1 실외열교환유닛(111)에 연결되는 냉매배관을, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시킨 상태를 유지한다. 따라서, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)을 통과한 냉매가 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관으로 유입되는 것이다.

한편, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매 중 나머지는 상기 분배기(3) 및 실내기(2)를 통과한 후, 상기 액냉매배관(43)을 통하여 상기 실외기(1)로 유입된다. 그리고, 상기 실외기(1)로 유입된 냉매는 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하면서 팽창된다. 이때, 상기 제 1 실외팽창부(141)가 폐쇄된 상태를 유지하기 때문에, 상기 실외기(1)로 유입된 냉매 전부가 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하여 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입된다.

또한, 상기 냉매는 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과하는 과정에서, 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 그리고, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관으로 유입된다. 이때, 상기 제 2 유동전환부(13)는 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 연결되는 냉매배관을, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시킨 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입되는 냉매는 액상의 냉매가 걸리진 후 기상의 냉매만이 상기 압축기(12)을 통과하면서 다시 압축되게 된다.

상기한 바와 같은 냉매 유동이 지속되는 과정에서, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상이 수행될 수 있다.

다음으로, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상이 완료된 후에는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상이 수행되게 된다. 즉, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상을 위한 제상 모드에서, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상을 위한 제상 모드로 상기 냉매시스템의 운전 상태가 전환된다.

도 5를 참조하면, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상이 완료된 후에는, 상기 제 1 제상밸브(181)가 폐쇄되고, 상기 제 1 실외팽창부(141)가 냉매의 팽창이 가능하도록 부분적으로 개방된다. 그리고, 상기 제 2 제상밸브(182)가 개방되고, 상기 제 2 실외팽창부(142)가 폐쇄된다.

따라서, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 고온고압 상태의 냉매 중 일부가 상기 제 2 제상배관(182)을 따라 상기 제 2 제상밸브(182)를 통과하게 된다. 이때, 상기 제 2 제상밸브(182)는, 상기 제 2 제상밸브(182)를 통과하는 냉매가 팽창될 수 있도록 부분적으로 개방된다. 즉, 상기 냉매는 상기 제 2 제상밸브(182)를 통과하면서 고온저압의 상태로 팽창된다.

그리고, 상기 제 2 제상밸브(182)를 통과한 냉매는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입된다. 이때, 상기 제 2 실외팽창부(142)는 폐쇄된 상태를 유지하기 때문에, 상기 제 2 제상밸브(182)를 통과한 냉매는 전부 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입될 수 있다. 또한, 상기 냉매가 상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과하는 과정에서 상기 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상이 수행될 수 있다.

상기 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과한 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관으로 유입된다. 이때, 상기 제 2 유동전환부(13)는 상기 제 2 실외열교환유닛(112)에 연결되는 냉매배관을, 상기 어큐뮬레이터(15)의 유입측에 해당하는 냉매배관과 연통시킨 상태를 유지한다.

한편, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매 중 나머지는, 상기 분배기(3) 및 실내기(2)를 통과한 후, 상기 액냉매배관(43)을 따라 상기 실외기(1)로 유입된다. 그리고, 상기 실외기(1)로 유입된 냉매는, 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하면서 팽창된다. 이때, 상기 제 1 실외팽창부(141)가 폐쇄된 상태를 유지하기 때문에, 상기 실외기(1)로 유입된 냉매 전부는 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과하게 된다. 또한, 상기 제 2 실외팽창부(142)는 상기 냉매가 팽창 가능하도록 부분적으로 개방된 상태를 유지한다.

그리고, 상기 제 2 실외팽창부(142)를 통과한 냉매는, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)으로 유입된다. 이때, 상기 냉매는 제 2 실외열교환유닛(112)을 통과하는 과정에서, 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다.

그리고, 상기 어큐뮬레이터(15)로 유입된 냉매는 액상의 냉매가 걸리지고 기상의 냉매만이 상기 압축기(12)로 유입된다. 상기 냉매는 상기 압축기(12)를 통과하는 과정에서, 고온고압의 상태로 다시 압축된다.

상기한 바와 같은 과정이 반복됨으로써, 상기 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상이 수행될 수 있다.

한편, 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교한유닛의 제상 운전이 교대로 수행된 후에는, 다시 전실 난방 운전 모드로 전환된다. 보다 상세히, 상기 제 2 제상밸브(182)가 폐쇄되고, 상기 제 2 실외팽창부(142)가 냉매의 팽창이 가능하도록 부분적으로 개방됨으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 전실 난방 운전이 수행되게 된다.

여기서, 상기 제 1 실외열교환유닛(111) 및 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상 순서는 역순이 될 수도 있다. 즉, 상기 냉매시스템의 제상 운전은 상기 제 2 실외열교환유닛(112)의 제상 운전이 수행된 후에, 상기 제 1 실외열교환유닛(111)의 제상 운전이 수행될 수도 있다.

상기 냉매시스템에 의하면, 제상 운전 시에도 실내 난방이 동시에 연속적으로 수행될 수 있다. 보다 상세히, 상기 복수개의 실내열교환유닛(111,112) 중 어느 하나의 제상을 위한 제상 운전이 수행되더라도, 나머지는 실내 난방을 위한 증발기로 사용될 수 있다. 또한, 상기 어느 하나의 실내열교환유닛(111,112)의 제상 운전이 완료된 후에는, 나머지 중 다른 하나의 실내열교환유닛(111,112)의 제상 운전이 수행되는 방식으로, 상기 복수개의 실내열교환유닛(111,112)의 제상 운전이 순차적으로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 복수개의 실내열교환유닛(111,112) 중 어느 하나의 제상 운전이 수행되더라도, 실내 난방은 연속적으로 수행될 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 냉매시스템에 의하면, 상기 냉매시스템의 전체적인 열전달 효율 및 성능이 최적화될 수 있는 이점이 있다. 보다 상세히, 상기 복수개의 실내기(21,22) 중 난방 운전되는 것과 냉방 운전되는 것의 비율에 따라, 상기 복수개의 실외열교환유닛(111,112) 중 냉매가 응축되는 것과 냉매가 증발되는 것의 비율을 달리할 수 있다. 따라서, 상기 냉매시스템의 전체적인 열전달 효율 및 성능이 최적화될 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

1 : 실외기, 2 : 실내기
3 : 분배기, 11 : 실외열교환기
18 : 제상배관, 19 : 제상밸브

Claims

냉매를 압축하는 압축기;
각각 실외 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛을 포함하는 실외열교환기;
상기 냉매가 팽창되는 팽창부;
상기 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 복수개의 실내열교환기;
상기 압축기, 실외열교환기, 팽창부 및 실내열교환기를 순차적으로 연결하는 메인 냉매배관; 및
일단이 상기 압축기와 실외열교환기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되고, 타단이 상기 실외열교환기와 팽창부 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되는 제상배관;
상기 압축기로부터 토출된 냉매를 상기 실내열교환기로 안내하는 고압 배관;
상기 실내열교환기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 저압 배관;
상기 실외열교환기 및 실내열교환기 중 적어도 하나에서 응축된 냉매가 유동하기 위하여, 상기 실외열교환기 및 실내열교환기를 연결하는 액냉매 배관;을 포함하고,
상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛은 상기 메인 냉매배관에 서로 병렬로 연결되고, 상기 제상배관은 상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 실외열교환기로 선택적으로 안내하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제상배관은,
상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 제 1 실외열교환유닛으로 안내하는 제 1 제상배관; 및
상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 상기 제 2 실외열교환유닛으로 안내하는 제 2 제상배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 제상배관을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 제 1 제상배관에 설치되는 제 1 제상밸브; 및
상기 제 2 제상배관을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 제 2 제상배관에 설치되는 제 2 제상밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 3 항에 있어서,
제상 운전 중에는, 상기 제 1 제상밸브 및 제 2 제상밸브 중 어느 하나는 개방되고, 나머지 하나는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기와 실외열교환기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 설치되고, 상기 실외열교환기의 유입측 배관을 상기 압축기의 유입측 배관 및 토출측 배관 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 유동전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 유동전환부는,
상기 제 1 실외열교환유닛의 유입측 배관을 상기 압축기의 유입측 배관 및 토출측 배관 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 제 1 유동전환부; 및
상기 제 2 실외열교환유닛의 유입측 배관을 상기 압축기의 유입측 배관 및 토출측 배관 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 제 2 유동전환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 6 항에 있어서,
제상 운전 중에는, 상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛 중 어느 하나의 유입측 배관은 상기 압축기의 유입측 배관, 나머지 하나의 유입측 배관은 상기 압축기의 토출측 배관에 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 압축기로부터 상기 제상배관을 통하여 상기 제 1 실외열교환유닛을 향한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 제 1 제상밸브; 및
상기 압축기로부터 상기 제상배관을 통하여 상기 제 2 실외열교환유닛을 향한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 제 2 제상밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 8 항에 있어서,
제상 운전 중에는, 상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛 중 어느 하나의 유입측 배관이 상기 압축기의 유입측 배관과 연통되고, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 상기 제상배관을 통하여 상기 어느 하나의 실외열교환유닛으로 유동되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 8 항에 있어서,
제상 운전이 시작되면, 상기 제 1 유동전환부 및 제 2 유동전환부 중 어느 하나에 의한 냉매 유동 방향이 전환되고, 상기 어느 하나에 대응되는 상기 제 1 제상밸브 및 제 2 제상밸브 중 어느 하나가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고,
제상 운전이 시작된 후, 상기 제 1 실외열교환유닛 및 제 2 실외열교환유닛 중 어느 하나의 온도가 기준온도 이상에 해당하는 경우에는, 상기 제 1 유동전환부 및 제 2 유동전환부에 의한 냉매 유동 방향이 전환되고, 상기 어느 하나에 대응되는 제상밸브가 폐쇄됨과 동시에 나머지 하나에 대응되는 제상밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 실내열교환기를 각각 포함하는 복수개의 실내기;
상기 고압 배관 및 저압 배관을 상기 실내기와 선택적으로 연통시키는 적어도 하나의 분배기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.