KR101321546B1 - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기와; 냉매가 실내를 냉방시키거나 난방시키는 실내 열교환기와; 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기와; 상기 실외 열교환기로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬과; 냉/난방을 절환하는 냉/난방 절환밸브와; 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기 사이에 설치된 제 1 팽창기구와; 상기 실외 열교환기와 냉/난방 절환밸브 사이에 설치되어 냉매를 증발시키는 씨엔티 히터 모듈과; 상기 실외 열교환기와 상기 씨엔티 히터 모듈 사이에 설치된 제 2 팽창기구와; 난방 운전시 제상 조건이 되면, 상기 냉/난방 절환밸브의 난방 모드를 유지하고, 상기 제 1 팽창기구를 풀 오픈시키며, 상기 제 2 팽창기구가 냉매를 팽창시키게 개도 조절하고, 상기 씨엔티 히터 모듈을 작동시키는 연속난방 제상 운전을 실시하는 제어부를 포함하여, 실외 열교환기를 제상시키면서, 실내 열교환기로 지속적인 난방이 가능한 이점이 있다.
Figure R1020090109893
공기조화기, 압축기, 사방밸브, 팽창기구, 씨엔티 히터 모듈,

Description

공기조화기{Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 난방 운전 중 실외 열교환기 제상을 위한 제상 운전을 실시할 필요가 없는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치로서, 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되거나, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기(즉, 히트 펌프)로 구성된다.
상기 공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 경우, 냉방운전과 난방 운전에 따라 압축기에서 압축된 냉매를 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(즉, 사방 밸브)를 포함하여, 냉방 운전시 압축기에서 압축된 냉매가 냉/난방 절환밸브와 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기와 냉/난방 절환밸브를 차례로 통과하여 압축기로 순환됨에 따라 실외 열교환기가 응축기로 작용함과 아울러 실내 열교환기가 증발기로 작용하고, 난방 운전시 압축기에서 압축된 냉매가 냉/난방 절환밸브와 실내 열교환기와 팽창기구와 실외 열교환기와 냉/난방 절환밸브를 차례로 통과하여 압축기로 순환됨에 따라 실내 열교환기가 응축기로 작용함과 아울러 실외 열교환기 가 증발기로 작용한다.
상기와 같은 공기조화기는 그 운전 중에 증발기로 작용하는 열교환기의 표면에 물이 생성되는 바, 냉방 운전의 경우에는 실내 열교환기의 표면에 물이 생성되며, 난방 운전의 경우에는 실외 열교환기의 표면에 물이 생성되는데, 특히 실외 열교환기 표면에 생성된 응축수가 결빙되는 경우 실외 공기의 원활한 흐름 및 열교환을 방해하여 난방 성능이 저하되게 된다.
한편, 공기조화기는 난방 운전의 도중에 난방 운전을 정지하고, 냉동 사이클을 역사이클(즉, 냉방 운전)로 운전시키면, 실외 열교환기로는 고온고압의 냉매가 통과하고, 실외 열교환기 표면의 결빙은 이 냉매의 열에 의해 녹게 된다. 상기와 같은 냉동 사이클의 역사이클에 의해 실외 열교환기 표면의 결빙이 모두 제거되면, 다시 냉동 사이클을 난방 운전으로 운전시키면, 실내에는 온기가 토출된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외 열교환기를 제상시키면서, 실내 열교환기로 지속적인 난방이 가능한 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉매를 압축하는 압축기와; 냉 매가 실내를 냉방시키거나 난방시키는 실내 열교환기와; 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기와; 상기 실외 열교환기로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬과; 냉/난방을 절환하는 냉/난방 절환밸브와; 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기 사이에 설치된 제 1 팽창기구와; 상기 실외 열교환기와 냉/난방 절환밸브 사이에 설치되어 냉매를 증발시키는 씨엔티 히터 모듈과; 상기 실외 열교환기와 상기 씨엔티 히터 모듈 사이에 설치된 제 2 팽창기구와; 난방 운전시 제상 조건이 되면, 상기 냉/난방 절환밸브의 난방 모드를 유지하고, 상기 제 1 팽창기구를 풀 오픈시키며, 상기 제 2 팽창기구가 냉매를 팽창시키게 개도 조절하고, 상기 씨엔티 히터 모듈을 작동시키는 연속난방 제상 운전을 실시하는 제어부를 포함한다.
상기 냉/난방 절환 밸브와 씨엔씨 히터 모듈의 사이와 상기 실외 열교환기와 제 2 팽창기구의 사이를 연결하는 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로를 더 포함한다.
상기 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로에 설치되어 냉매가 상기 실외 열교환기와 제 2 팽창기구의 사이에서 상기 냉/난방 절환 밸브와 씨엔씨 히터 모듈의 사이로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브를 더 포함한다.
상기 제 2 팽창기구와 씨엔티 히터 모듈의 사이와 상기 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로를 연결하는 제 2 팽창기구 바이패스 유로를 포함한다.
상기 제 2 팽창기구 바이패스 유로에 설치되어, 냉매가 상기 제 2 팽창기구와 씨엔티 히터 모듈의 사이에서 상기 제 2 팽창기구 바이패스 유로로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브를 더 포함한다.
상기 제상 조건은 난방 운전의 도중에 상기 실외 열교환기의 배관 온도가 설정 온도 이하가 되는 조건이다.
상기 제어부는 상기 공기조화기의 제상 조건시, 상기 제 2 팽창기구를 제상 초기 개도로 초기화한 후 제 2 팽창기구의 개도를 조절한다.
상기 압축기의 흡입 온도를 감지하는 압축기 흡입 온도 센서와; 상기 씨엔티 히터 모듈의 입구 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 입구 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압축기의 흡입 온도와 상기 씨엔티 히터 모듈의 입구 온도의 차가 목표 흡입과열도에 이르게 상기 제 2 팽창기구를 개도 조절한다.
상기 제어부는 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간 간격으로 상기 제 2 팽창기구를 개도 조절한다.
상기 씨엔티 히터 모듈의 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 온도 센서를 더 포함하고, 상기 씨엔티 히터 모듈은 복수개의 씨엔티 히터를 포함하며, 상기 제어부는 상기 씨엔티 히터 모듈의 온도에 따라 상기 복수개의 씨엔티 히터 온 대수를 결정한다.
상기 제어부는 씨엔티 히터 모듈 변경 설정시간 간격으로 상기 복수개의 씨엔티 히터 온 대수를 결정한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기는 난방운전시 제상 조건이 되면, 실외 열교환기로 고온의 냉매가 흐르면서 실외 열교환기를 제상시키고, 실외 열교환기를 통과한 냉매가 제 2 팽창기구에서 팽창된 후 씨엔티 히터 모듈에서 증발되므로, 실내 열교환기로 지속적인 난방이 가능한 이점이 있다.
또한, 실외 기온의 낮은 저온 난방시, 실내를 연속적으로 난방할 수 있으므로, 난방 능력을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 냉방 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 제상 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 시엔티 히터 모듈의 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 제어 블록도이다.
본 실시예에 따른 공기조화기는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(2)와; 냉매가 실내를 냉/난방시키는 실내 열교환기(10)와; 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기(20)와; 실외 열교환기로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬(24)과; 냉/난방을 절환하는 냉/난방 절환밸브(30)와; 실내 열교환기(10)와 실외 열교환기(20) 사이에 설치된 제 1 팽창기구(40)와; 실외 열교환기와 냉/난방 절환밸브 사이에 설치되어 냉매를 증발시키는 씨엔티 히터 모듈(50)과; 실외 열교환기와 씨엔티 히터 모듈 사이에 설치된 제 2 팽창기구(60)를 포함한다.
압축기(2)는 정속 압축기나 용량 가변 압축기로 이루어진다.
압축기(2)에는 냉매가 흡입되는 압축기 흡입배관(3)이 연결되고, 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출배관(4)이 연결된다.
압축기 흡입배관(3)에는 냉매 중 액냉매를 축적하고 기상냉매가 압축기 흡입배관(3)으로 유동되는 어큐물레이터(5)가 연결된다.
어큐물레이터(5)에는 냉매가 어큐물레이터(5)로 흡입되는 어큐물레이터 흡입배관(6)이 연결된다.
실내 열교환기(10)는 냉방 운전시 제 1 팽창기구(40)에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기로 기능하고, 난방 운전시 압축기(2)에서 압축된 후 냉/난방 절환 밸브(30)에서 공급된 냉매가 응축되는 응축기로 기능하는 것으로서, 제 1 팽창기구(40)와 제 1 팽창기구-실내 열교환기 연결배관(11)으로 연결되고, 냉/난방 절환밸브(30)와 실내열교환기-냉난방 절환밸브 연결배관(12)으로 연결된다.
실내 열교환기(10)는 냉/난방시키고자 하는 실내의 공기가 실내 열교환기(10)로 송풍되어 냉매와 열교환된 후 실내로 다시 토출되어 실내를 직접 냉/난방시키는 공랭식 열교환기로 구성되는 것이 가능하다.
실내 열교환기(10)는 냉매가 통과하는 냉매 유로와 물이 통과하는 물 유로가 열교환되게 구성됨과 아울러 수배관이 연결되고, 수배관이 냉/난방시키고자 하는 실내의 바닥에 설치된 바닥 배관이나 냉/난방시키고자 하는 실내에 설치된 라디에이터에 연결되어 실내 열교환기(10)에서 냉각/가열된 냉수/온수가 바닥 배관이나 라디에이터를 통과하면서 실내를 간접 냉/난방시키는 것도 가능하다.
실내 열교환기(10)는 냉매가 통과하는 냉매 유로와 물이 통과하는 물 유로가 열교환되게 구성됨과 아울러 수배관이 연결되고, 수배관이 실내 공기와 실외 공기의 혼합공기가 통과하는 열교환 코일에 연결되어, 실내 열교환기(10)에거 냉각/가열된 냉수/온수가 혼합 공기를 냉각/가열시키고, 혼합공기가 실내로 토출되어 실내를 냉/난방시키는 것도 가능하다.
이하, 실내 열교환기(10)는 공랭식 열교환기로 구성되는 것으로 설명하고, 공기조화기는 실내의 공기를 실내 열교환기(10)와 실내로 순환시키는 실내팬(13)을 더 포함한다.
실외 열교환기(20)는 냉방 운전시 압축기(2)에서 압축된 후 냉/난방 절환 밸브(30)에서 공급된 냉매가 응축되는 응축기로 기능하고, 난방 운전시 제 1 팽창기구(40)에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기로 기능하는 것으로서, 제 2 팽창기구(60)와 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)으로 연결되고, 제 1 팽창기구(40)와 실외 열교환기-제 1 팽창기구 연결배관(22)으로 연결된다.
실외 열교환기(20)는 난방 운전시 제 1 팽창기구(40)가 풀 오픈되면, 냉매가 증발되는 증발기로 기능하지 않고, 냉매가 응축되는 응축기로 기능하며, 제 1 팽창기구(40)의 풀 오픈과 그에 따른 작용에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.
실외 팬(24)은 실외 공기를 실외 열교환기(20)로 송풍하게 설치된다.
냉/난방 절환밸브(30)는 냉방시 압축기(2)에서 토출된 냉매를 실외 열교환기(20)로 흐르게 하면서 실내 열교환기(10)에서 증발된 냉매를 압축기(2)측 특히 어큐물레이터(5)로 흐르게 하고, 난방시 압축기(2)에서 토출된 냉매를 실내 열교환 기(10)로 흐르게 하면서 실외 열교환기(20) 또는 씨엔티 히터 모듈(50)에서 증발된 냉매를 압축기(2)측 특히 어큐물레이터(5)로 흐르게 한다.
냉/난방 절환밸브(30)는 어큐물레이터 흡입배관(4)에 의해 압축기(2)의 흡입측 특히 어큐물레이터(5)와 연결되고, 압축기 토출배관(4)에 의해 압축기(2)의 토출측과 연결되며, 실내열교환기-냉난방 절환밸브 연결배관(12)에 의해 실내 열교환기(10)와 연결되고, 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)을 통해 씨엔티 히터 모듈(50)과 연결된다.
제 1 팽창기구(40)는 냉방시 실외 열교환기(20)에서 응축된 냉매를 팽창하고, 난방시 실내 열교환기(20)에서 응축된 냉매를 팽창하는 것으로서, 팽창 정도를 개도로 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 이루어진다.
제 1 팽창기구(40)는 냉방 운전과 난방 운전시 제 1 팽창기구(40)가 냉매를 팽창시키는 개도로 제어되고, 난방 운전시 제상 조건이 되면, 실외 열교환기(20)에서 냉매가 증발되지 않고 씨엔티 히터 모듈(50)에서 냉매가 증발되도록 제 1 팽창기구(40)가 냉매를 팽창시키지 않는 개도 즉, 개도가 풀 오픈되게 제어된다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 난방 운전시 제상 조건이 되면 냉매를 증발시키는 증발기로 기능하는 것으로서, 냉매가 통과하면서 증발되는 냉매 유로(51)가 형성되고, 냉매 유로를 통과하는 냉매로 열을 가하는 씨엔티 히터(52)(53)(54)를 포함한다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 내부에 냉매 유로(51)가 형성되고, 내부에 냉매 유로(51)가 지그재그 형상으로 형성되게 하는 격벽(55)이 형성된 채널 케이스(56)를 포함한다.
격벽(55)은 채널 케이스(56)의 내부에 상하 방향으로 길게 배치되는 것도 가능하고, 좌우 방향으로 길게 배치되는 것도 가능하다.
격벽(55)은 상하 방향으로 길게 배치되는 경우 복수개가 좌우 방향으로 이격되고, 좌우 방향으로 길게 배치되는 경우 복수개가 상하 방향으로 이격된다.
격벽(55)은 일단이 채널 케이스(56)의 일단에 연결되고, 타단이 채널 케이스(56)의 타단과 이격된다.
복수개의 격벽(55)은 어느 하나의 격벽이 채널 케이스(56)의 하단에 연결됨과 아울러 채널 케이스(56)의 상단과 이격되면, 그 옆에 위치하는 다른 격벽이 채널 케이스(56)의 상단과 연결됨과 아울러 채널 케이스(56)의 하단과 이격된다.
복수개의 격벽(55)은 어느 하나의 격벽이 채널 케이스(56)의 좌측단에 연결됨과 아울러 채널 케이스(56)의 우측단과 이격되면, 그 옆에 위치하는 다른 격벽이 채널 케이스(56)의 우측단과 연결됨과 아울러 채널 케이스(56)의 좌측단과 이격된다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 채널 케이스(56)의 복수개(56A)(56B)가 구비되고, 복수개의 채널 케이스(56A)(56B) 사이에 씨엔티 히터(52)(53)(54)가 형성된다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 씨엔티 히터(52)(53)(54)의 일면이 접촉되는 채널 케이스(56A)(56B) 중 어느 하나(56A)에 접촉되고, 씨엔티 히터(52)(53)(54)의 타면이 채널 케이스(56A)(56B) 중 다른 하나(56B)에 접촉된다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 단수개가 채널 케이스(56A)(56B)를 가열하는 것도 가능하고, 복수개가 채널 케이스(56A)(56B)를 가열하는 것도 가능하다.
씨엔티 히터(52)(53)(54)는 탄소나노튜브(CNT) 히터로서, 복수개가 이격되게 설치되고, 선택적으로 제어되는 경우, 소비 전력과 냉매의 온도를 조절할 수 있는 바, 복수개가 이격되게 설치되고, 선택적으로 제어되는 것이 바람직하다. 이하 편의를 위해 제 1,2,3, 씨엔티 히터(52)(53)(54)가 설치된 것으로 설명한다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)를 포함한다.
씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)는 채널 케이스(56)에 접촉되게 설치된다.
씨엔티 히터 모듈(50)은 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)을 통해 씨엔티 히터 모듈(50)과 연결되고, 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)을 통해 제 2 팽창기구(60)와 연결된다.
제 2 팽창기구(60)는 냉방 운전시와 난방 운전시 냉매를 팽창하지 않고, 난방운전시 제상조건이 되면, 냉매를 팽창시키는 것으로서, 팽창 정도를 개도로 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 이루어진다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 냉/난방 절환 밸브(50)와 씨엔티 히터 모듈(50)의 사이와 실외 열교환기(20)와 제 2 팽창기구(60)의 사이를 연결하는 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)를 더 포함한다.
씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)는 일단이 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)에 연결되고, 타단이 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)에 연결된다.
씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)에는 냉매가 실외 열교환기(20)와 제 2 팽창기구(60)의 사이에서 냉/난방 절환 밸브(30)와 씨엔씨 히터 모듈(50)의 사이로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브(72, 이하 " 제 1 체크밸브 " 라 칭함)가 설치된다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 제 2 팽창기구(60)와 씨엔티 히터 모듈(50)의 사이와 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)를 연결하는 제 2 팽창기구 바이패스 유로(80)를 포함한다.
제 2 팽창기구 바이패스 유로(80)는 일단이 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)에 연결되고, 타단이 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)에 연결된다.
제 2 팽창기구 바이패스 유로(80)는 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70) 중에서, 제 1 체크 밸브(72)와 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)의 사이에 연결된다.
제 2 팽창기구 바이패스 유로(80)는 냉매가 제 2 팽창기구(60)와 씨엔티 히터 모듈(50)의 사이에서 제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브(82, 이하 " 제 2 체크밸브 " 라 칭함) 가 설치된다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 사용자 등이 조작하는 조작부(90)와, 조작부(90)의 조작과 온도 조건에 따라 압축기(2)와 실내팬(13)과 실외 팬(24)과 냉/난방 절환밸브(30)와 제 1 팽창기구(40)와 씨엔티 히터 모듈(50)과 제 2 팽창기 구(60)를 제어하는 제어부(100)를 포함한다.
제어부(80)는 난방 운전시 제상 조건이 되면, 냉/난방 절환밸브(30)의 난방 모드를 유지하고, 제 1 팽창기구(40)를 풀 오픈시키며, 제 2 팽창기구(60)가 냉매를 팽창시키게 개도 조절하고, 씨엔티 히터 모듈(50)을 작동시키는 연속난방 제상 운전을 실시한다.
여기서, 연속난방 제상 운전은, 제상 조건시, 냉/난방 절환밸브(30)를 냉방 모드로 전환하지 않고, 실내 열교환기(10)가 실내를 연속하여 난방하면서, 냉매의 열에 의해 실외 열교환기(20)를 제상시키는 것으로서, 연속 난방 제상 운전의 도중에 공기조화기는 실외 열교환기(20)가 응축기로 기능하고, 제 2 팽창기구(60)가 팽창기로 기능하며, 씨엔티 히터 모듈(50)이 증발기로 기능한다.
그리고, 제상 조건은 난방 운전의 적산시간이 설정시간이 경과하고, 난방 운전의 도중에 실외 열교환기(20)의 배관 온도가 설정 온도 이하가 되는 조건으로서, 실외 열교환기(20)에 연결되는 연결배관 또는 실외 열교환기(20)에는 온도를 감지하는 실외 열교환기 배관 온도 센서(26)가 설치되고, 제어부(80)는 공기조화기의 제상 조건 즉, 실외 열교환기 배관 온도 센서(26)에서 감지된 온도가 설정 온도 이하이면, 제 2 팽창기구(60)가 냉매를 팽창시키게 제 2 팽창기구(60)의 개도를 설정 개도로 제어한다.
제어부(100)는 상기와 같은 제 2 팽창기구(60)의 제어시, 제 2 팽창기구를 제상 초기 개도로 초기화한 후 제 2 팽창기구(60)의 개도를 조절한다.
그리고, 제어부(100)는 상기와 같은 연속난방 제상 운전시 흡입과열도에 따 라 제 2 팽창기구(60)의 개도를 조절하는 바, 압축기(2)의 흡입 온도와 씨엔티 히터 모듈(50)의 입구 온도의 차가 목표 흡입과열도(예를 들면, 3℃)에 이르게 제 2 팽창기구(60)를 개도 조절한다.
압축기(2)측에는 압축기의(2) 흡입 온도를 감지하는 압축기 흡입 온도 센서(8)가 설치되고, 씨엔티 히터 모듈(50)측에는 씨엔티 히터 모듈(50)의 입구 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 입구 온도 센서(59)가 설치되는 바, 압축기 흡입 온도 센서(8)는 압축기 흡입 배관(3)에 설치되고, 씨엔티 히터 모듈 입구 온도 센서(59)는 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)에 설치된다.
제어부(90)는 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간(예를 들면, 10초) 간격으로 제 2 팽창기구(60)를 개도 조절한다. 즉, 제 2 팽창기구(60)의 개도가 초기화된 후 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간이 경과되면, 새로 감지된 압축기의(2)의 흡입 온도와 씨엔티 히터 모듈(50)의 입구 온도 차가 목표 흡입과열도(예를 들면, 3℃)에 이르게 제 2 팽창기구(60)를 개도 조절하고, 이후 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간 간격으로 제 2 팽창기구(60)를 개도 조절한다.
한편, 제어부(90)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도에 따라 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54)의 온 대수를 결정하는 바, 제어부(90)는 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)에서 감지된 온도에 따라 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54)를 순차적으로 온/오프시키는 바, 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)에서 감지된 온도가 제 1 설정온도(100℃) 미만이면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 순차적으로 증가시키고, 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)에서 감지된 온도가 제 1 설정온도(예 를 들면, 100℃) 이상이면서 제 1 설정온도 보다 높은 제 2 설정온도(예를 들면, 120℃) 미만이면, 현재의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 유지하며, 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)에서 감지된 온도가 제 2 설정온도 이상이면서 제 2 설정온도 보다 높은 제 3 설정온도(예를 들면, 150℃) 미만이면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 순차적으로 감소시키며, 씨엔티 히터 모듈 온도 센서(57)에서 감지된 온도가 제 3 설정온도(예를 들면, 150℃) 이상이면, 안전을 위해 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 모두를 오프시킨다.
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈 변경 설정시간(예를 들면, 1초) 간격으로 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 결정한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 조작부(90)를 통해 냉방 운전이 조작되면, 제어부(100)는 냉/난방 절환밸브(30)를 냉방 모드로 제어하고, 압축기(2)를 구동하며, 실내팬(13)과 실외팬(24)을 구동하고, 제 1 팽창기구(40)를 개도 조절한다.
상기와 같은 냉방 운전시, 제어부(100)는 제 2 팽창기구(40)를 폐쇄시키는 것도 가능하고, 개방 모드로 제어하는 것도 가능하다.
압축기(2)의 구동시, 압축기(2)에서 압축된 냉매는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)으로 흐르고, 이후 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로(70)를 통과하여 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)으로 흐르며, 실외 열교환기(20) 로 유입된다.
실외 열교환기(20)로 유입된 냉매는 실외 공기와 열교환되면서 응축되고, 이후 제 1 팽창기구(40)에서 팽창되며, 실내 열교환기(10)로 유입된다.
실내 열교환기(10)로 유입된 냉매는 실내 공기 또는 물과 열교환되면서 증발되고, 이후 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 어큐물레이터(5)로 흐르고, 다시 압축기(2)로 회수되어 압축된다.
즉, 공기조화기는 냉방 운전시, 냉매가 압축기(2)에서 압축된 후 씨엔티 히터 모듈(50)과 제 2 팽창기구(60)를 바이패스 하고, 실외 열교환기(20)에서 응축되고, 제 1 팽창기구(4)에서 팽창되며, 실내 열교환기(10)에서 증발된다.
한편, 조작부(90)를 통해 난방 운전이 조작되면, 제어부(100)는 냉/난방 절환밸브(30)를 난방 모드로 제어하고, 압축기(2)를 구동하며, 실내팬(13)과 실외팬(24)을 구동하고, 제 1 팽창기구(40)를 개도 조절한다.
상기와 같은 냉방 운전시, 제어부(100)는 제 2 팽창기구(40)를 폐쇄시키는 것도 가능하고, 개방 모드로 제어하는 것도 가능하다.
압축기(2)의 구동시, 압축기(2)에서 압축된 냉매는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 실내 열교환기(10)로 흐르고, 실내 열교환기(10)를 통과하면서 실내 공기 또는 물과 열교환되어 응축되며, 이후 제 1 팽창기구(40)에서 팽창된다.
제 1 팽창기구(40)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(20)로 흐르고, 실외 열교환기(20)를 통과하면서 실외 공기와 열교환되어 증발된다.
실외 열교환기(20)에서 증발된 냉매는 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)으로 흐르고, 제 2 팽창기구(40)가 폐쇄이면 제 2 팽창기구 바이패스 유로(80)를 통과하여 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)으로 흐르고, 제 2 팽창기구(40)가 개방이면 제 2 팽창기구(40)를 통과하여 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)으로 흐른다.
제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)으로 흐른 냉매는 씨엔티 히터 모듈(50)의 냉매 유로(51)를 열교환 없이 통과한 후 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)으로 흐르고, 이후 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 어큐물레이터(5)로 흐르고, 다시 압축기(2)로 회수되어 압축된다.
즉, 공기조화기는 냉방 운전시, 냉매가 압축기(2)에서 압축되고, 실내 열교환기(10)에서 응축되며, 제 1 팽창기구(40)에서 팽창되고, 실외 열교환기(20)에서 증발되며, 제 2 팽창기구(60)를 통과하거나 바이패스하고 씨엔티 히터 모듈(50)을 열교환없이 통과한 후 압축기(2)로 회수된다.
상기와 같은 난방 운전시, 실외 열교환기(20)는 실외 공기와 열교환되면서 서리가 착상되고, 공기조화기는 난방 운전의 도중에 제상 조건이 되면, 연속 난방 제상운전을 실시한다.
이하, 연속 난방 제상운전에 대해 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법 일실시예의 순서도이다.
먼저, 제어부(100)는 난방 운전의 도중에 난방 적산 시간이 설정시간(예를 들면, 45분) 이상이고, 실외 열교환기(20)의 배관온도가 설정온도(-6℃) 이하이면, 연속 난방 제상운전을 실시한다.(S1)(S2)
즉, 제어부(100)는 실내팬(13)을 실내 열교환기(10) 출구 온도에 다라 제어한다. 제어부(100)는 제 1 팽창기구(40)를 풀 오픈시킨다. 제어부(100)는 실외팬(24)의 팬속도를 유지한다. 제어부(100)는 제 2 팽창기구(60)를 제상 초기 개도로 초기화하고, 씨엔티 히터 모듈(50)을 제어한다.(S2)
상기와 같은 제어시, 압축기(2)에서 압축된 냉매는 도 3에 도시된 바와 같이, 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 실내 열교환기(10)로 흐르고, 실내 열교환기(10)를 통과하면서 실내 공기 또는 물과 열교환되어 응축되며, 이후 제 1 팽창기구(40)에서 팽창없이 통과한다.
제 1 팽창기구(40)를 팽창없이 통과한 냉매는 실외 열교환기(20)로 흐르고, 실외 열교환기(20)를 통과하고, 그 표면에 착상된 서리를 제상시키면서 응축된다.
실외 열교환기(20)를 통과하면서 서리를 제상시킨 냉매는 제 2 팽창기구-실외 열교환기 연결배관(21)으로 흐르고, 제 2 팽창기구(40)를 통과하면서 팽창된다.
상기와 같이 제 2 팽창기구(40)에서 팽창된 냉매는 제 2 팽창기구-씨엔티 히터 모듈 연결배관(58)으로 흐른 후 씨엔티 히터 모듈(50)의 냉매 유로(51)로 유입되고, 이때, 씨엔티 히터(52)(53)(54) 중 온된 씨엔티 히터(52)(53)(54)로부터 열을 흡수하면서 증발된다.
상기와 같이 증발된 냉매는 씨엔티 히터 모듈-냉난방 절환밸브 연결배관(32)으로 흐른 후 냉/난방 절환밸브(30)를 통과하여 어큐물레이터(5)로 흐르고, 다시 압축기(2)로 회수되어 압축된다.
즉, 공기조화기는 연속 난방 제상운전시, 냉매가 압축기(2)에서 압축되고, 실내 열교환기(10)에서 응축되며, 제 1 팽창기구(40)를 팽창없이 통과하고, 실외 열교환기(20)에서 응축되며, 제 2 팽창기구(60)를 통과하면서 팽창되고, 씨엔티 히터 모듈(50)에서 증발된 후 압축기(2)로 회수된다.
상기와 같은 난방 운전시, 실외 열교환기(20)는 실외 공기와 열교환되면서 서리가 착상되고, 공기조화기는 난방 운전의 도중에 제상 조건이 되면, 연속 난방 제상운전을 실시한다.
그리고, 제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈 변경 설정시간(예를 들면, 1초) 간격으로 씨엔티 히터 모듈(50)을 제어한다.(S3~S10)
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 1 설정온도(100℃) 미만이면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 순차적으로 증가시킨다.(S3~S5)
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 1 설정온도(100℃) 미만일 때, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수가 복수개의 씨엔티 히터 대수(예를 들면, 3) 보다 작으면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 증가시킨다.(S3)(S4)(S5)
반면에, 제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 1 설정온도(100℃) 미만일 때, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수가 복수개의 씨엔티 히터 대수 보다 작지 않으면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 유지시킨다.(S3)(S4)(S7)
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 1 설정온도(예를 들면, 100℃) 이상이면서 제 1 설정온도 보다 높은 제 2 설정온도(예를 들면, 120℃) 미만이면, 현재의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 유지한다.(S6)(S7)
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 2 설정온도 이상이면서 제 2 설정온도 보다 높은 제 3 설정온도(예를 들면, 150℃) 미만이면, 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 온 대수를 순차적으로 감소시킨다.(S8)(S9)
제어부(100)는 씨엔티 히터 모듈(50)의 온도가 제 3 설정온도(예를 들면, 150℃) 이상이면, 안전을 위해 복수개의 씨엔티 히터(52)(53)(54) 모두를 오프시킨다.(S8)(S10)
제어부(100)는 상기와 같이 씨엔티 히터 모듈 변경 설정시간(예를 들면, 1초) 간격으로 씨엔티 히터 모듈(50)을 제어함과 동시에, 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간(예를 들면, 10초) 간격으로 제 2 팽창기구(60)를 개도 조절한다.(S11~S13)
제어부(100)는 제 2 팽창기구(60)의 개도를 목표 흡입과열도에 따라 제어한다.
제어부(100)는 압축기(2)의 흡입온도와 씨엔티 히터 모듈(50)의 입구 온도의 차가 목표 흡입과열도(예를 들면, 3℃) 이상이면, 제 2 팽창기구(60)를 기저장된 테이블에서 정해진 개도값으로 개도를 늘린다.(S11)(S12)
제어부(100)는 압축기(2)의 흡입온도와 씨엔티 히터 모듈(50)의 입구 온도의 차가 목표 흡입과열도(예를 들면, 3℃) 미만이면, 제 2 팽창기구(60)를 기저장된 테이블에서 정해진 개도값으로 개도를 줄인다.(S11)(S13)
상기와 같이 제 2 팽창기구(60)를 조절한 후 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간이 경과되면, 다시 제 2 팽창기구(60)의 개도를 조절한다.
한편, 제어부(100)는 상기와 같은 연속 난방 제상운전이 제상완료 설정시간(예를 들면 10분)동안 실시되고, 실외 열교환기(20)의 배관 온도가 제상 완료 설정온도(예를들면, 12℃) 이상이면, 제상을 완료하고, 일반 난방 운전을 실시한다.(S14)(S15)
제어부(100)는 냉/난방 절환밸브(30)의 난방 모드로 유지하고, 압축기(2)와 실내팬(13)과 실외팬(24)을 계속하여 구동하고, 제 1 팽창기구(40)를 개도 조절한다. 그리고, 제어부(100)는 제 2 팽창기구(40)를 폐쇄시키거나 개방 모드로 제어한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 냉방 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 일실시예의 제상 운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 시엔티 히터 모듈의 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 제어 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 공기조화기의 운전 방법 일실시예의 순서도이다.

Claims (11)

  1. 냉매를 압축하는 압축기와;
    냉매가 실내를 냉방시키거나 난방시키는 실내 열교환기와;
    냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기와;
    상기 실외 열교환기로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬과;
    냉/난방을 절환하는 냉/난방 절환밸브와;
    상기 실내 열교환기와 실외 열교환기 사이에 설치된 제 1 팽창기구와;
    상기 실외 열교환기와 냉/난방 절환밸브 사이에 설치되어 냉매를 증발시키는 씨엔티 히터 모듈과;
    상기 실외 열교환기와 상기 씨엔티 히터 모듈 사이에 설치된 제 2 팽창기구와;
    난방 운전시 제상 조건이 되면, 상기 냉/난방 절환밸브의 난방 모드를 유지하고, 상기 제 1 팽창기구를 풀 오픈시키며, 상기 제 2 팽창기구가 냉매를 팽창시키게 개도 조절하고, 상기 씨엔티 히터 모듈을 작동시키는 연속난방 제상 운전을 실시하는 제어부와;
    상기 냉/난방 절환 밸브와 씨엔씨 히터 모듈의 사이와 상기 실외 열교환기와 제 2 팽창기구의 사이를 연결하는 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로와;
    상기 제 2 팽창기구와 씨엔티 히터 모듈의 사이와 상기 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로를 연결하는 제 2 팽창기구 바이패스 유로를 포함하는 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 씨엔티 히터 모듈/제 2 팽창기구 바이패스 유로에 설치되어 냉매가 상기 실외 열교환기와 제 2 팽창기구의 사이에서 상기 냉/난방 절환 밸브와 씨엔씨 히터 모듈의 사이로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 팽창기구 바이패스 유로에 설치되어, 냉매가 상기 제 2 팽창기구와 씨엔티 히터 모듈의 사이에서 상기 제 2 팽창기구 바이패스 유로로 흐르지 않게 차단하는 체크 밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제상 조건은 난방 운전의 도중에 상기 실외 열교환기의 배관 온도가 설정 온도 이하가 되는 조건인 공기조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 공기조화기의 제상 조건시, 상기 제 2 팽창기구를 제상 초기 개도로 초기화한 후 제 2 팽창기구의 개도를 조절하는 공기조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기의 흡입 온도를 감지하는 압축기 흡입 온도 센서와;
    상기 씨엔티 히터 모듈의 입구 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 입구 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압축기의 흡입 온도와 상기 씨엔티 히터 모듈의 입구 온도의 차가 목표 흡입과열도에 이르게 상기 제 2 팽창기구를 개도 조절하는 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 제 2 팽창기구 개도변경 설정시간 간격으로 상기 제 2 팽창기구를 개도 조절하는 공기조화기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 씨엔티 히터 모듈의 온도를 감지하는 씨엔티 히터 모듈 온도 센서를 더 포함하고 ,
    상기 씨엔티 히터 모듈은 복수개의 씨엔티 히터를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 씨엔티 히터 모듈의 온도에 따라 상기 복수개의 씨엔티 히터 온 대수를 결정하는 공기조화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는 씨엔티 히터 모듈 변경 설정시간 간격으로 상기 복수개의 씨엔티 히터 온 대수를 결정하는 공기조화기.
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