KR101329753B1 - 공기조화 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공기조화 시스템에서는, 압축기로 인젝션되는 냉매 중에 액상의 냉매가 포함되는 것이 방지된다. 따라서, 압축기의 액압축 우려가 크게 경감되기 때문에, 압축기의 손상 가능성이 감소한다.

Description

공기조화 시스템 {Air conditioning system}
본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기로 인젝션되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되는 것이 방지되는 공기조화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화장치는 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기를 포함한다. 압축기에서 토출된 냉매는, 응축기에서 응축된 후, 팽창기에서 팽창된다. 팽창된 냉매는, 증발기에서 증발된 후, 압축기로 흡입된다. 냉방 운전 시 또는 난방 운전 시, 압축기로 냉매를 인젝션하여 시스템의 성적 계수(coefficient of performance)를 향상시킬 수 있다. 하지만, 인젝션되는 냉매 중에 액상의 냉매가 존재할 경우, 압축기에서 액압축이 발생하여, 압축기가 손상되는 문제점이 있다.
본 발명은 압축기로 인젝션되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되는 것이 방지되는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 냉매가 응축되는 응축기와, 상기 응축기를 거친 냉매가 증발되는 증발기와, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 냉매와, 상기 응축기에서 상기 증발기로 유동하는 냉매로부터 분기되어 인젝션되는 냉매가 압축되는 압축기와, 상기 인젝션되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되는 것을 방지하는 방지 수단을 포함하는 공기조화 시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 방지 수단은, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 상기 인젝션되는 냉매를 가열하도록, 상기 압축기의 토출배관과 상기 인젝션되는 냉매가 유동하는 인젝션 배관을 연결하는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관 상에 배치되어, 상기 바이패스되는 냉매량을 제어하는 바이패스 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 방지 수단은, 상기 인젝션되는 냉매가 유동하는 인젝션 배관 상에 배치되어, 상기 인젝션되는 냉매를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 압축기는, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제1압축부, 및 상기 인젝션되는 냉매와 상기 제1압축부를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제2압축부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 공기조화 시스템은, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 상 분리기와, 상기 상 분리기로부터 기상의 냉매가 상기 제2압축부로 인젝션되도록, 상기 상 분리기의 기상 토출관과 상기 제2압축부를 연결하는 인 젝션 배관을 더 포함한다. 이 때, 상기 방지 수단은, 상기 인젝션 배관의 적어도 일부를 커버하도록 배치되는 단열수단을 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 방지 수단은, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 제1상 분리기와, 상기 제1상 분리기의 기상 토출관으로부터 유입되는 냉매의 상을 분리하는 제2상 분리기를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 인젝션 냉매는 상기 제2상 분리기의 기상 토출관으로부터 상기 제2압축부로 유입되고, 상기 제1상 분리기 또는 상기 제2상 분리기의 액상 토출관으로부터 유출되는 냉매가, 상기 증발기로 유입될 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 방지 수단은, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 상 분리기를 포함할 수 있다. 상기 상 분리기는, 내부공간을 한정하며, 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 저장되는 바디와, 상기 바디에 배치되며, 상기 응축기를 통과한 냉매가 유입되는 유입관과, 상기 바디 내에 삽입되어 배치되고, 상기 바디 내에 저장된 냉매로부터 분리된 기상의 냉매 및 액상의 냉매가 각각 배출되는 기상 토출관 및 액상 토출관과, 상기 바디 내에 저장된 액상의 냉매의 유면이 상승하거나 하강함에 따라, 상기 기상 토출관을 개폐하는 냉매관개폐부를 구비할 수 있다. 상기 냉매관개폐부는, 상기 유면과 상기 바디 사이에 배치되는 수평부재와, 상기 수평부재와 상기 바디 사이에 배치되어, 상기 유면이 설정 수위 이하이면 상기 수평부재가 상기 기상 토출관을 폐쇄하지 못하도록 상기 수평부재를 하방으로 탄성적으로 밀고, 상기 유면이 설정 수위를 초과하면 상기 기상 토출관을 폐쇄하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화 시스템에서는, 압축기로 인젝션되는 냉매 중에 액상의 냉매가 포함되는 것이 방지된다. 따라서, 압축기의 액압축 우려가 크게 경감되기 때문에, 압축기의 손상 가능성이 감소한다.
공기조화 시스템은, 냉방 운전만을 수행하는 일반적인 가정용 냉방용 공기조화기, 난방 운전만을 수행하는 난방용 공기조화기, 냉난방 운전을 모두 수행하는 히트 펌프식 공기조화기, 복수 개의 실내공간들을 냉/난방하는 멀티형 공기조화기를 모두 포함한다. 이하에서는, 공기조화 시스템의 일 실시예로서, 히트 펌프식 공기조화기에 대하여 상세하게 살펴본다.
도 1 및 도 2에, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 펌프식 공기조화기(이하, '공기조화기'라 함)(100)가 도시되어 있다. 도 1은 공기조화기(100)의 구성도이고, 도 2는 공기조화기(100)의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는 압축기(110), 실내 열교환기(120), 실외 열교환기(140), 제1팽창밸브(131), 제2팽창밸브(132), 방지 수단, 상 분리기(150) 및 사방밸브(160)를 포함한다. 실내 열교환기(120)는, 냉방 운전 시 증발기로 작용하고, 난방 운전 시 응축기로 작용한다. 실외 열교환기(140)는, 냉방 운전 시 응축기로 작용하고, 난방 운전 시 증발기로 작용한다. 압축기(110) 는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시키고, 압축기는 제1압축부(111) 및 제2압축부(112)를 포함한다. 제1압축부(111)는 증발기로부터 유입되는 냉매를 압축하고, 제2압축부(112)는 제1압축부(111)로부터 유입되는 냉매 및 인젝션되는 냉매를 혼합하여 압축한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 압축기(110)가 3단 이상의 다단 구조를 가질 수 있다.
사방밸브(160)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방 시 실외 열교환기(140)로 안내하고, 난방 시 실내 열교환기(120)로 안내한다. 사방밸브(160)와 압축기(110)는 제1연결배관(171)으로 연결되어 있다. 제1연결배관(171)은 압축기의 토출배관이다. 제1연결배관(171) 상에는 냉매의 토출 온도/압력을 측정하기 위하여, 토출온도 센서(181) 및 토출 압력 센서(182)가 배치되어 있다. 실내 열교환기(120)는 실내에 배치되고, 사방밸브(160)와 제2연결배관(172)으로 연결되어 있다.
상 분리기(150)는 유입되는 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하여, 액상 냉매를 증발기로 보내고, 기상 냉매를 제2압축부(112)로 보낸다. 상기 분리기의 제1연결부(151)와 실내 열교환기(120)는 제3연결배관(173)으로 연결되어 있다. 제1연결부(151)는, 냉방 운전 시 액상 토출관이고, 난방 운전 시 냉매 유입관이다. 제1팽창밸브(131)는 제3연결배관(173) 상에 배치되며, 냉방 운전 시 상 분리기(150)로부터 유입되는 액상 냉매를 교축하고, 난방 운전 시 실내 열교환기(120)로부터 유입되는 액상 냉매를 교축한다.
실외 열교환기(140)는 실외에 배치되고, 상 분리기의 제2연결부(152)와 제4 연결배관(174)으로 연결되어 있다. 제2연결부(152)는, 냉방 운전 시 냉매 유입관이고, 난방 운전 시 액상 토출관이다. 제2팽창밸브(132)는 제4연결배관(174) 상에 배치되며, 냉방 운전 시 실외 열교환기(140)로부터 유입되는 액상 냉매를 교축하고, 난방 운전 시 상 분리기(150)로부터 유입되는 액상 냉매를 교축한다.
실외 열교환기(140)는 사방밸브(160)와 제5연결배관(175)으로 연결되어 있다. 또한, 사방밸브(160)와 압축기(110)의 유입배관은 제6연결배관(176)으로 연결되어 있다.
제2압축부(112)는 상 분리기의 제3연결부(153)와 인젝션 배관(180)으로 연결되어 있다. 제3연결부(153)는 냉방 및 난방 운전 시 기상 토출관으로서 기능을 수행할 수 있다. 인젝션 배관(180) 상에는 인젝션 밸브(133)가 배치되어 있다. 인젝션 밸브(133)는 상 분리기(150)로부터 제2압축부(112)로 인젝션되는 냉매량 및/또는 냉매 압력을 제어한다. 인젝션 밸브(133)가 개방되면, 상 분리기(150) 내의 기상의 냉매가 인젝션 배관(180)을 통하여 제2압축부(112)로 유입된다. 인젝션 배관(180) 상에는, 인젝션되는 냉매의 온도를 측정하는 인젝션 온도 센서(183)와, 인젝션되는 냉매의 유량을 측정하는 인젝션 유량 센서(184)가 배치되어 있다.
방지 수단은 인젝션되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되는 것을 방지한다. 방지 수단은, 제1연결배관(171)과 인젝션 배관(180)을 연결하는 바이패스 배관(190), 및 바이패스 패관(190) 상에 배치되는 바이패스 밸브(195)를 포함한다.
제1연결배관(171) 내의 냉매는 고온의 냉매이다. 비록, 상 분리기(150)로부터 기상의 냉매가 분리되어 제2압축부(112)로 유입되더라도, 인젝션 배관(180) 상 에서 응축될 가능성이 존재한다. 따라서, 바이패스 밸브(190)가 개방하여, 고온의 냉매가 인젝션 배관(180)으로 유입되면, 인젝션 배관(180) 상의 냉매의 온도가 상승하여, 냉매가 응축될 가능성이 방지된다. 특히, 제어부(165)는, 압축기 토출 냉매 온도, 토출 냉매 압력, 인젝션 냉매 온도 및 인젝션 냉매 유량을 고려하여, 인젝션 밸브(133) 및 바이패스 밸브(195)의 개도를 조절한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 인젝션 밸브(133) 및 바이패스 밸브(195)가 컨트롤 밸브가 아니라, 단순 개폐밸브일 수도 있다.
또한, 상기에서, 제어부(165)는 자동으로 인젝션 밸브(133) 및 바이패스 밸브(190)를 조작하지만, 사용자가 입력 장치(185)를 이용하여 수동으로 인젝션 밸브(133) 및 바이패스 밸브(190)를 조작할 수도 있다.
도 3에 공기조화기(100)의 난방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방밸브(160)를 거쳐 실내 열교환기(120) 내로 유입된다. 실내 열교환기(120)에서, 기상의 냉매는 실내 공기와 열교환을 하여, 응축된다. 상기 응축된 냉매는 제1팽창밸브(131)에서 교축된 후, 상 분리기(150)로 유입된다. 상 분리기(150)에서 분리된 액상의 냉매는 제2팽창밸브(132)에서 다시 교축된 후, 실외 열교환기(140)로 유입된다. 실외 열교환기(140)에서 냉매는 외부 공기와의 열교환에 의하여 증발하고, 증발된 냉매는 제1압축부(111)로 유입된다. 인젝션 밸브(133)가 개방되어, 상 분리기(150)에서 분리된 기상의 냉매는 제2압축부(112)로 유입된다. 또한, 바이패스 밸브(195)가 개방되어, 인젝션되는 냉매를 가열하면서 혼합된 후, 제2압축 부(112)로 유입된다. 제1압축부(111)에서 토출되는 냉매는 인젝션되는 냉매와 혼합된 후, 제2압축부(112)로 유입된다. 전술한 바와 같이, 바이패스되는 고온의 냉매에 의하여, 인젝션되는 냉매가 가열되는 바, 제2압축부(112)로 유입되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되지 않기 때문에, 압축기(110)의 액압축 가능성이 크게 경감된다.
도 4에 공기조화기(100)의 냉방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방밸브(160)를 거쳐 실외 열교환기(140) 내로 유입된다. 실외 열교환기(140)에서, 기상의 냉매는 실내 공기와 열교환을 하여, 응축된다. 상기 응축된 냉매는 제2팽창밸브(132)에서 교축된 후, 상 분리기(150)로 유입된다. 상 분리기(150)에서 분리된 액상의 냉매는 제1팽창밸브(131)에서 다시 교축된 후, 실내 열교환기(120)로 유입된다. 실내 열교환기(120)에서 냉매는 외부 공기와의 열교환에 의하여 증발하고, 증발된 냉매는 제1압축부(111)로 유입된다. 인젝션 밸브(133) 및 바이패스 밸브(195)가 페쇄되어, 압축기(110)로 냉매가 인젝션되지 않는다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 냉방 운전 시 상 분리기의 기상의 냉매가 제2압축부(112)로 인젝션될 수 있다. 이 때, 바이패스 밸브(195)가 개방되어, 바이패스되는 냉매가 인젝션되는 냉매를 가열할 수 있다.
도 5에 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기(200)의 구성도가 도시되어 있다. 이하에서는, 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
전술한 실시예와 상이한 점은, 방지 수단이 바이패스 배관(190) 및 바이패스 밸브(195)를 포함하지 않고, 방지 수단이 인젝션 배관(180)을 감싸는 단열수단(290)을 포함한다. 단열 수단(290)은 인젝션 배관(180)을 전체적으로 감쌀 수도 있지만, 외부 공기와의 열교환이 큰 부분만 감쌀 수도 있다. 단열 수단(290)으로는 다양한 부재가 이용될 수 있으며, 일반적인 단열 부재가 이용될 수 있다. 단열 수단(290)에 의하여, 인젝션되는 냉매와 외부 공기 사이의 열교환이 차단되기 때문에, 기상의 냉매가 응축되지 않고 제2압축부(112)로 유입될 수 있다. 특히, 상 분리기(150)와 압축기(110) 사이의 거리가 짧을 경우, 적은 비용으로 액상 냉매의 인젝션이 방지될 수 있다.
도 6에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기(300)의 구성도가 도시되어 있다. 이하에서는, 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
전술한 실시예와 상이한 점은, 방지 수단이 인젝션 배관(180)을 통하여 인젝션되는 냉매를 가열하는 히터(390)를 포함한다. 히터는 인젝션 밸브(133)의 개방 전후로 작동한다. 인젝션 밸브(133)의 초기 개방 시, 제2압축부(112)로 유입되는 냉매가 안정적이지 못할 가능성이 있는 바, 히터(390)는 인젝션 밸브(133)의 개방으로부터 소정 시간 이전에 작동을 시작할 수 있다.
도 7 및 도 8에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기(400)의 방지 수단의 구성도가 도시되어 있다. 도 7에 난방 운전 시 냉매의 흐름이 도시되고, 도 8에 냉방 운전 시 냉매의 흐름이 도시되어 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 방지 수단은, 제1상 분리기(450a) 및 제2상 분리기(450b)를 포함한다. 제1상 분리기의 제3연결부(451)와 제2 상 분리기의 제1연결부(454)는 보조 연결배관(459)으로 연결되어 있다. 보조 연결배관(459)을 개폐하도록, 보조 밸브(458)가 배치되어 있다.
난방 운전 시, 냉매가 실내 열교환기(미도시)를 거친 후, 제1팽창밸브(미도시)에서 교축되어, 제1상 분리기의 제1연결부(451)를 통하여 유입된다. 제1상 분리기(450a)에서 분리된 액상의 냉매는 제2연결부(452)를 통하여 제2팽창밸브(미도시)로 유출되고, 제2팽창밸브(미도시)에서 교축된 후, 실외 열교환기(미도시)로 유입된다. 보조 밸브(458)가 개방되어 있어서, 제1상 분리기(450a)에서 분리된 기상의 냉매는 제3연결부(453) 및 보조 연결배관(459)을 통하여 유출된 후, 제2상 분리기의 제1연결부(454)를 통하여 제2상 분리기(450b)로 유입된다. 인젝션 밸브(433)가 개방되어 있기 때문에, 제2상 분리기(450b)에서 분리된 기상의 냉매는 제2연결부(455)를 통하여 압축기(미도시)로 인젝션된다. 난방 운전 시, 제1상 분리기의 제3연결부(453) 및 제2상 분리기의 제2연결부(455)는 기상 토출관의 기능을 수행하고, 제1상 분리기의 제2연결부(452)는 액상 토출관의 기능을 수행한다. 제1상 분리기의 제1연결부(451)는 냉매 유입관의 기능을 수행한다. 제1상 분리기(450a)에서 1차로 분리된 기상의 냉매를 제2상 분리기(450b)에서 2차로 분리하여 압축기(미 도시)로 인젝션하기 때문에, 압축기(미도시)로 액상의 냉매가 유입될 가능성이 크게 경감된다. 특히, 제1상 분리기(450a)의 액상의 유면이 안정적이지 못할 경우, 액상의 냉매가 기상 토출관을 통하여 압축기(미도시)되는 것이 원천적으로 방지된다.
냉방 운전 시, 보조 밸브(458) 및 인젝션 밸브(433)가 폐쇄된다. 따라서, 냉매가 제2팽창밸브(미도시)로부터 제1상 분리기의 제2연결부(452)를 통하여 제1상 분리기(450a)로 유입된 후, 제1상 분리기(450a)에서 분리된 액상의 냉매만이 제1상 분리기의 제1연결부(450a)를 통하여 제1팽창장치(미도시)로 유출된다. 제1팽창밸브(미도시)에서 냉매는 교축된 후, 실내 열교환기(미도시)로 유입된다.
도 9에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기(500)의 방지 수단의 구성도가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 상기 방지 수단은, 응축기(미도시)와 증발기(미도시) 사이에 배치되며, 상기 응축기(미도시)로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 상 분리기(550)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 실외 열교환기(미도시)는 냉방 운전 시 응축기의 작용을 하고, 난방 운전 시 증발기의 작용을 한다. 실내 열교환기(미도시)는 냉방 운전 시 증발기의 작용을 하고, 난방 운전 시 응축기의 작용을 한다.
상 분리기(550)는 바디(555), 제1연결부(551), 제2연결부(552), 제3연결부(553) 및 냉매관개폐부(559)를 포함한다. 바디(555)는 내부공간을 한정하며, 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 저장된다. 제1연결부(551)는 제1팽창밸브(미 도시)와 연결되며 바디(555) 내의 액상의 냉매 속으로 연장되어 있고, 제2연결부(552)는 제2팽창밸브(미도시)와 연결되어 바디(555) 내의 액상의 냉매 속으로 연장되어 있다. 또한, 제3연결부(553)는 인젝션 배관(미도시)과 연결되어 있으며, 액상의 냉매 유면으로부터 이격되도록 삽입되어 있다.
수평부재(557)는 액상의 냉매의 유면(555a)과 바디(555) 사이에 배치되어 있다. 제1탄성부재(558a)는 제1연결부(551)에 끼워진 상태로, 일 단은 바디의 내면에 고정되고, 타 단은 수평부재(557)의 상면에 고정되어 있다. 또한, 제2탄성부재(558b)는 제2연결부(552)에 끼워진 상태로, 일 단은 바디(555)의 내면에 고정되고, 타 단은 수평부재(556)의 상면에 고정되어 있다. 수평부재(556)의 가운데 부분에는 밀폐부(557)가 형성되어 있다. 따라서, 액상 냉매의 유면(555a)이 설정 수위 이하이면, 제1탄성부재(558a) 및 제2탄성부재(558b)는 밀폐부(557)가 제3연결부(553)를 폐쇄하지 못하도록 수평부재(556)를 하방으로 탄성적으로 민다. 하지만, 액상 냉매의 유면(555a)이 설정 수위를 초과하면, 액상 냉매의 유면(555a)이 제1탄성부재(558a) 및 제2탄성부재(558b)를 밀어 올려서 밀폐부(557)가 제3연결부(553)를 폐쇄한다.
난방 운전 시, 제1연결부(551)로 냉매가 유입된 후, 바디(555) 내에서 분리된 액상의 냉매는 제2연결부(552)를 통하여 제2팽창밸브(미도시)를 거쳐 실외 열교환기(미도시)로 유입된다. 냉방 운전 시, 제2연결부(552)로 냉매가 유입된 후, 바디(555) 내에서 분리된 액상의 냉매는 제1연결부(551)를 통하여 제1팽창밸브(미도시)를 거쳐 실내 열교환기(미도시)로 유입된다. 난방 운전 시, 제3연결부(553)를 통하여 압축기(미도시)로 기상의 냉매가 인젝션된다. 제1연결부(551)는 난방 운전 시 냉매 유입관이고, 냉방 운전 시 액상 토출관이다. 제2연결부(552)는 난방 운전 시 액상 토출관이고, 냉방 운전 시 냉매 유입관이다. 제3연결부(553)는 기상 토출관이다.
상 분리기(550)에서는, 액상 냉매의 유면(555a)이 설정 값이 이상 높을 경우, 밀폐부(557)가 제3연결부(553)를 폐쇄하기 때문에, 액상의 냉매가 제3연결부(553)를 통하여 압축기(미도시)로 인젝션되는 것이 차단된다. 따라서, 기상의 냉매만이 제3연결부(553)를 통하여 압축기(미도시)로 인젝션되기 때문에, 압축기(미도시)의 액 압축 가능성이 크게 경감된다.
전술한 실시예들에서, 공기조화기들은 각각 방지 수단을 포함한다. 하지만, 공기조화기들은 상기 방지 수단들 중 복수 개가 선택될 수도 있다. 이 경우, 압축기로의 액상의 냉매의 유입이 상대적으로 더 방지되어, 압축기의 액 압축 가능성이 크게 경감될 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기조화기의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 공기조화기의 난방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시된 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 공기조화기의 냉방 운전 시의 냉매의 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기의 방지 수단의 구성도로서, 난방 운전 시 냉매의 흐름이 도시되어 있다.
도 8은 도 7의 방지 수단에서 냉방 운전 시 냉매의 흐름이 도시된 구성도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기조화기의 방지 수단의 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
100, 200, 300, 400, 500: 공기조화기
110, 210, 310: 압축기 120, 220: 실내 열교환기
131, 231, 331: 제1팽창밸브 132, 232, 332: 제2팽창밸브
133, 233, 333: 인젝션 밸브 140, 240, 340: 실외 열교환기
150, 250, 350, 450, 550: 상 분리기
160, 260, 360: 사방밸브 180, 280, 380: 인젝션 배관

Claims (8)

  1. 냉매가 응축되는 응축기;
    상기 응축기를 거친 냉매가 증발되는 증발기;
    상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 냉매와, 상기 응축기에서 상기 증발기로 유동하는 냉매로부터 분기되어 인젝션되는 냉매가 압축되는 압축기; 및
    상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 상기 인젝션되는 냉매를 가열하도록, 상기 압축기의 토출배관과 상기 인젝션되는 냉매가 유동하는 인젝션 배관을 연결하는 바이패스 배관 및 상기 바이패스 배관 상에 배치되어, 상기 바이패스되는 냉매량을 제어하는 바이패스 밸브를 포함하여 구성되어 상기 인젝션되는 냉매 중 액상의 냉매가 포함되는 것을 방지하는 방지 수단을 포함하는 공기조화 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방지 수단은, 상기 인젝션되는 냉매가 유동하는 인젝션 배관 상에 배치되어, 상기 인젝션되는 냉매를 가열하는 히터를 더 포함하는 공기조화 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 압축기는, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제1압축부, 및 상기 인젝션되는 냉매와 상기 제1압축부를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제2압축부를 구비하는 공기조화 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 상 분리기; 및
    상기 상 분리기로부터 기상의 냉매가 상기 제2압축부로 인젝션되도록, 상기 상 분리기의 기상 토출관과 상기 제2압축부를 연결하는 인젝션 배관을 더 포함하고,
    상기 방지 수단은, 상기 인젝션 배관의 적어도 일부를 커버하도록 배치되는 단열수단을 더 포함하는 공기조화 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 방지 수단은,
    상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 제1상 분리기; 및
    상기 제1상 분리기의 기상 토출관으로부터 유입되는 냉매의 상을 분리하는 제2상 분리기를 더 포함하고,
    상기 인젝션 냉매는 상기 제2상 분리기의 기상 토출관으로부터 상기 제2압축부로 유입되고,
    상기 제1상 분리기 또는 상기 제2상 분리기의 액상 토출관으로부터 유출되는 냉매가, 상기 증발기로 유입되는 공기조화 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 방지 수단은, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 배치되며, 상기 응축기로부터 유출되는 냉매가 교축된 후 유입되고, 상기 유입된 냉매의 상을 분리하는 상 분리기를 더 포함하고,
    상기 상 분리기는,
    내부공간을 한정하며, 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 저장되는 바디;
    상기 바디에 배치되며, 상기 응축기를 통과한 냉매가 유입되는 유입관;
    상기 바디 내에 삽입되어 배치되고, 상기 바디 내에 저장된 냉매로부터 분리된 기상의 냉매 및 액상의 냉매가 각각 배출되는 기상 토출관 및 액상 토출관; 및
    상기 바디 내에 저장된 액상의 냉매의 유면이 상승하거나 하강함에 따라, 상기 기상 토출관을 개폐하는 냉매관개폐부를 구비하는 공기조화 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉매관개폐부는,
    상기 유면과 상기 바디 사이에 배치되는 수평부재; 및
    상기 수평부재와 상기 바디 사이에 배치되어, 상기 유면이 설정 수위 이하이면 상기 수평부재가 상기 기상 토출관을 폐쇄하지 못하도록 상기 수평부재를 하방으로 탄성적으로 밀고, 상기 유면이 설정 수위를 초과하면 상기 기상 토출관을 폐쇄하는 탄성부재를 포함하는 공기조화 시스템.
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