KR101372146B1 - 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흡입되는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하는 압축기; 상기 압축기와 배관으로 연결되어 외부 공기와 열교환하는 실외열교환기 및 다수의 실내열교환기; 상기 다수의 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 연결되어 냉매가 감압 팽창되도록 하는 전자팽창밸브; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매 흐름을 바꾸도록 절환되는 사방밸브; 기체상태의 냉매가 상기 압축기로 제공되도록 상기 사방밸브와 상기 압축기 사이에 구비되는 어큐뮬레이터; 상기 다수의 실내열교환기와 상기 전자팽창밸브 사이에 연결되어 과응축되어 유입되는 가스상태의 냉매를 액화시켜 배출하는 리시버 탱크; 및 상기 리시버 탱크와 상기 압축기를 연결하는 바이패스 배관 및 상기 바이패스 배관의 냉매 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 구비한 바이패스 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 난방능력이 향상된 공기조화기로서, 겨울철 난방운전시, 실외온도의 급격한 저하로 인해 실외열교환기의 열교환효율이 저하되어 난방능력이 부족한 경우, 리시버 탱크에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기 측으로 유입되도록 함으로써, 냉매 순환량을 증가시켜 공기조화기의 난방능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020070086226
공기조화기, 난방, 리시버 탱크, 바이패스

Description

난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기{MULTI AIR CONDITIONER IMPROVED AIR HEATING EFFICIENCY}
본 발명은 멀티형 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외온도의 급격한 저하로 인해 실외열교환기의 열교환효율이 저하되어 난방능력이 부족한 경우, 리시버 탱크에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기 측으로 유입되도록 하는 바이패스 수단을 구비함으로써, 냉매 순환량을 증가시켜 공기조화기의 난방능력을 향상시킬 수 있는 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 멀티형 공기조화기는 한 대의 실외기에 여러대의 실내기가 연결되고, 실외기에 다수의 배관이 연결되어 각 실내기로 냉매를 공급하여 각 실내기를 통해 실내를 공조하는 장치로서, 초기 투자비가 저렴하며, 일반 에어컨 대비 실외기 면적을 줄일 수 있는 장점을 갖는 공조 장치이다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도로서, 도시된 바와 같이, 압축기(10), 사방밸브(20), 실외열교환기(30) 및 다수의 실내열교환기(40)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 종래의 멀티형 공기조화기의 난방운전시 작동을 살펴보면, 압축 기(10)로부터 고온고압으로 토출되는 냉매는 사방밸브(20)를 경유하여 다수의 실내열교환기(40)로 각각 유입되어 실내를 난방하게 된다.
각 실내열교환기(40)를 통해 토출되는 냉매는 실외열교환기(30)의 입구측에 설치된 전자팽창밸브(50)를 통해 감압 팽창되며, 이 감압 팽창된 냉매는 사방밸브(20)를 경유하여 어큐뮬레이터(60)로 유입되어 액냉매가 걸러진 후, 다시 압축기(10)로 흡입된다.
여기서, 각 실내열교환기(40)의 출구측 배관에 설치된 전자팽창밸브(70)들은 사용하고자 하는 실내열교환기(40)로 냉매가 유입될 수 있도록 on/off 동작을 하게 된다.
따라서, 실내열교환기(40)가 설치된 다수의 공간 중 사용자가 원하는 공간만을 냉방 또는 난방할 수 있게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 멀티형 공기조화기는 겨울철 실외온도가 낮은 경우, 실외열교환기의 열교환효율이 저하되고 이로 인해 실내 난방능력이 감소하게 됨으로써, 소비자의 욕구를 충족하지 못하게 된다.
또한, 겨울철 실외온도가 영하 15도 이하로 떨어지는 경우, 실내 난방능력이 급격히 저하되어 실내열교환기측에 히터 등의 보조 난방 열원을 설치함으로써, 공기조화기의 부족한 난방능력을 보완하고 있는 실정이다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 리시버 탱크에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기 측으로 유입되도록 하여 냉매 순환량을 증가시킴으로써, 겨울철 외기온도 저하로 인한 난방능력 부족을 해소할 수 있는 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기는 흡입되는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하는 압축기; 상기 압축기와 배관으로 연결되어 외부 공기와 열교환하는 실외열교환기 및 다수의 실내열교환기; 상기 다수의 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 연결되어 냉매가 감압 팽창되도록 하는 전자팽창밸브; 상기 압축기로부터 토출되는 냉매 흐름을 바꾸도록 절환되는 사방밸브; 기체상태의 냉매가 상기 압축기로 제공되도록 상기 사방밸브와 상기 압축기 사이에 구비되는 어큐뮬레이터; 상기 다수의 실내열교환기와 상기 전자팽창밸브 사이에 연결되어 과응축되어 유입되는 가스상태의 냉매를 액화시켜 배출하는 리시버 탱크; 및 상기 리시버 탱크와 상기 압축기를 연결하는 바이패스 배관 및 상기 바이패스 배관의 냉매 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 구비한 바이패스 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 바이패스 수단은 상기 리시버 탱크와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 병렬로 설치되는 또 하나의 솔레노이드 밸브 및 모세관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 바이패스 배관은 상기 리시버 탱크의 상부측과 상기 압축기의 중간압부에 연결한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매 중 일부가 다시 압축기로 흡입되도록 상기 압축기의 토출측 배관과 흡입측 배관 사이에 용량 가변용 바이패스 배관을 설치하고, 상기 용량 가변용 바이패스 배관에 on/off 밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브의 흡입측 배관과 상기 어큐뮬레이터의 흡입측 배관 사이에 핫가스 바이패스 배관을 설치하고, 상기 핫가스 바이패스 배관에 솔레노이드 밸브 및 모세관을 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리시버 탱크와 상기 어큐뮬레이터 사이에 액냉매 바이패스 배관을 설치하고, 상기 액냉매 바이패스 배관에 솔레노이드 밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
본 발명은 겨울철 난방운전시, 실외온도의 급격한 저하로 인해 실외열교환기의 열교환효율이 저하되어 난방능력이 부족한 경우, 리시버 탱크에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기 측으로 유입되도록 하는 바이패스 수단을 구비함으로써, 냉매 순환량을 증가시켜 공기조화기의 난방능력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공 기조화기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기의 제 1실시예를 도시한 구성도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 흡입되는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하는 압축기(110), 압축기(110)와 배관으로 연결되어 실외공기와 열교환하는 실외열교환기(120), 압축기(110)와 배관으로 연결되어 실내공기와 열교환하는 다수의 실내열교환기(130), 실외열교환기(120)와 다수의 실내열교환기(130) 사이에 설치되어 냉매를 감압 팽창하는 전자팽창밸브(140), 냉방운전 또는 난방운전에 따라 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브(150), 및 사방밸브(150)와 압축기(110) 사이에 설치되어 액냉매를 걸러 기체상태의 냉매가 압축기(110)로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(160)를 포함하여 선택적으로 냉방운전 및 난방운전을 하는 공기조화기로서, 과응축된 냉매를 일시 저장하여 가스상태의 냉매를 액화시키는 리시버 탱크(170) 및 리시버 탱크(170) 내의 가스상태 냉매가 압축기(110)로 유입되도록 하는 바이패스 수단을 포함한다.
리시버 탱크(170)는 다수의 실내열교환기(130)와 전자팽창밸브(140) 사이에 설치되어 난방운전시에는 다수의 실내열교환기(130)로부터 유입되는 냉매 중 과응축되어 액화되지 못한 냉매를 일시 저장하여 액화시키게 된다(냉방운전시는 실외열교환기(120)로부터 유입되는 냉매 중 과응축되어 액화되지 못한 냉매를 일시 저장하여 액화시킴).
여기서, 리시버 탱크(170)의 상세한 구성을 도면에 도시하지는 않았지만, 두 개의 냉매관(유입관 및 유출관)이 리시버 탱크(170) 내부의 바닥과 거의 인접하게 설치되어, 유입되는 냉매 중 액상의 냉매는 리시버 탱크(170) 하부에 저장되고 가스상태의 냉매는 액상냉매의 상부에 저장된다. 즉, 유입관 및 유출관이 액상의 냉매에 잠겨 있는 상태가 된다.
이와 같이 저장된 냉매 중 액상의 냉매는 유출관을 통해 유출되지만, 기상의 냉매는 액상의 냉매에 의해 유출되지 않게 되며, 시간이 지남에 따라 액상냉매로 변환하게 된다.
또한, 바이패스 수단은 리시버 탱크(170)와 압축기(110) 사이에 설치되어, 난방운전시, 겨울철 외기온도가 낮은 경우에 리시버 탱크(170)에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기(110) 측으로 유입되도록 한다.
구체적으로, 바이패스 수단은 리시버 탱크(170)와 압축기(110)를 연결하는 바이패스 배관(211)과, 이 바이패스 배관(211)에 설치되어 냉매 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(212)를 포함한다.
여기서, 바이패스 배관(211)은 리시버 탱크(170)의 상부측 즉, 가스상태의 냉매가 저장된 부분에 연결되어, 리시버 탱크(170)로부터 액상상태가 아닌 가스상태의 냉매만이 압축기(110)로 유입되도록 한다.
또한, 바이패스 배관(211)은 압축기(110)의 중간압부에 연결되어, 리시버 탱크(170) 내에 저장된 가스상태의 냉매가 압축기(110)로 보다 원활하게 유입될 수 있도록 한다. 만약 바이패스 배관(211)이 압축기의 고압부에 연결된 경우, 압축기(110)의 고압의 냉매가 리시버 탱크(170)측으로 유입될 수 있으며, 바이패스 배관(211)이 압축기의 저압부에 연결된 경우, 리시버 탱크(170)의 가스상태의 냉매가 어느 정도 고압상태이므로, 바이패스 배관(211) 및 솔레노이드 밸브(212)에서의 냉매 누설이 발생할 수 있다.
따라서, 바이패스 배관(211)은 리시버 탱크(170)의 상부측과 압축기(110)의 중간압부에 사이에 연결되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 리시버 탱크(170)와 압축기(110) 사이에 바이패스 수단이 설치됨으로써, 겨울철 난방운전시, 실외온도가 너무 낮아 실외열교환기(120)의 열교환효율이 저하된 경우, 솔레노이드 밸브(211)를 개방하여 리시버 탱크(170) 내의 가스상태의 냉매가 압축기(110)로 유입되도록 함으로써, 압축기(110)로부터 토출되는 냉매량을 증가시켜 실내난방 효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 압축기(110)의 토출측 배관과 흡입측 배관 사이에 용량 가변용 바이패스 배관(221)이 설치되고, 이 용량 가변용 바이패스 배관(221)에는 on/off 밸브(222)가 설치된다.
이 용량 가변용 바이패스 배관(221) 및 on/off 밸브(222)는 다수의 실내열교환기(130)의 용량에 따라 압축기(110)의 용량을 가변시키기 위한 것으로서, 압축기(110) 전체의 용량이 100이라 가정하였을 때, 실제 필요한 실내열교환기(130)의 용량이 90인 경우, on/off 밸브(222)를 일정시간 on시켜 압축기(110)로부터 토출되는 냉매 중 일부를 다시 회수함으로써, 압축기(110)의 용량을 실내열교환기(130)의 용량에 맞추어 가변시키게 된다.
또한, 사방밸브(150)의 흡입측 배관과 어큐뮬레이터(160)의 흡입측 배관 사이에 핫가스 바이패스 배관(231)을 설치되고, 이 핫가스 바이패스 배관(231)에 모세관(232) 및 솔레노이드 밸브(233)가 설치된다.
이 핫가스 바이패스 배관(231), 핫가스 바이패스 배관(231)에 설치된 모세관(232) 및 솔레노이드 밸브(233)는 압축기로(110)로부터 토출되는 고압의 냉매 중 일부를 어큐뮬레이터(160)로 흡입되도록 함으로써, 냉매 싸이클 전체의 압력평형을 유지하기 위한 것이다.
즉, 압축기(110)로 흡입되는 냉매의 압력이 설정압력보다 낮은 경우, 압축기(110)의 토출측과 흡입측 사이에 압력차가 너무 커서 압축기(110)에 과부하가 발생하는 것을 방지하기 위하여, 솔레노이드 밸브(233)를 개방하여 압축기(110)로부터 토출되는 고압의 냉매 중 일부를 바이패스시켜 다시 압축기(110)로 흡입되도록 함으로써, 냉매 싸이클 전체의 압력평형을 유지하게 된다.
이때, 압축기(110)로부터 토출되는 냉매는 매우 고압상태이므로, 솔레노이드 밸브(233)에서의 냉매누설 우려가 있으므로, 솔레노이드 밸브의 흡입측에 모세관(232)을 설치하여 냉매를 감압시키는 것이 바람직하다.
또한, 리시버 탱크(170)와 어큐뮬레이터(160) 사이에 액냉매 바이패스 배관(241)이 설치되고, 이 액냉매 바이패스 배관(241)에는 냉매의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(242)와 모세관(243)이 설치된다.
이 액냉매 바이패스 배관(241) 및 솔레노이드 밸브(242)는 난방운전 수행 중에 압축기(110)의 토출 온도 상승시, 다수의 실내열교환기(130)를 통해 열교환된 액상의 냉매 중 일부가 어큐뮬레이터(160) 측으로 유입되도록 함으로써, 압축기로 흡입되는 냉매의 온도를 일정온도 상승시켜 압축기(110)의 과부하를 방지하게 된다.
또한, 액냉매 바이패스 배관(241)에 설치된 모세관(243)은 어큐뮬레이터(160)로 유입되는 냉매의 압력을 일정량 감압시켜, 어큐뮬레이터(160)에 손상을 방지한다.
도 3은 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기의 제 2실시예를 도시한 구성도로서, 도시된 바와 같이, 리시버 탱크(170)와 압축기(110)를 연결하여 리시버 탱크(170)에 저장된 가스상태의 냉매를 압축기(110) 측으로 유입되도록 하는 바이패스 수단은 바이패스 배관(211)에 설치되어 냉매의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(212)와 리시버 탱크(170) 사이에 설치된 또 하나의 솔레노이드 밸브(213) 및 모세관(214)을 더 포함하여 구성된다.
이때, 추가로 설치된 솔레노이드 밸브(213)와 모세관(214)은 병렬로 연결되어 바이패스 배관(211)을 통과하는 냉매 중 일부는 모세관(214)을 통해 감압되어 압축기(110)로 유입된다.
리시버 탱크(170)에 저장되어 있는 가스상태의 냉매가 감압되지 않고 솔레노이드 밸브(212)측으로 유입될 경우, 가스상태의 냉매 압력에 의해 솔레노이드 밸브(212)에서의 냉매 누설이 발생하게 되는데, 상기와 같이, 추가로 솔레노이드 밸브(213) 및 모세관(214)을 설치함으로써, 가스상태의 냉매 중 일부를 감압함으로써, 솔레노이드 밸브(212)의 냉매 누설을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 멀티형 공기조화기를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기의 제 1실시예를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기의 제 2실시예를 도시한 구성도.
(도면의 부호에 대한 설명)
110: 압축기 120: 실외열교환기
130: 실내열교환기 140: 전자팽창밸브
150: 사방밸브 160: 어큐뮬레이터
170: 리시버 탱크 211: 바이패스 배관
212, 213: 솔레노이드 밸브 214: 모세관
221: 용량 가변용 바이패스 배관 222: on/off 밸브
231: 핫가스 바이패스 배관 232: 모세관
233: 솔레노이드 밸브 241: 액냉매 바이패스 배관
242: 솔레노이드 밸브 243: 모세관

Claims (6)

  1. 흡입되는 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출하는 압축기;
    상기 압축기와 배관으로 연결되어 외부 공기와 열교환하는 실외열교환기 및 다수의 실내열교환기;
    상기 다수의 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 연결되어 냉매가 감압 팽창되도록 하는 전자팽창밸브;
    상기 압축기로부터 토출되는 냉매 흐름을 바꾸도록 절환되는 사방밸브;
    기체상태의 냉매가 상기 압축기로 제공되도록 상기 사방밸브와 상기 압축기 사이에 구비되는 어큐뮬레이터;
    상기 다수의 실내열교환기와 상기 전자팽창밸브 사이에 연결되어 과응축되어 유입되는 가스상태의 냉매를 액화시켜 배출하는 리시버 탱크; 및
    상기 리시버 탱크와 상기 압축기를 연결하는 바이패스 배관 및 상기 바이패스 배관의 냉매 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브를 구비한 바이패스 수단을 포함하되,
    상기 바이패스 수단은 상기 리시버 탱크와 상기 솔레노이드 밸브 사이에 병렬로 설치되는 또 하나의 솔레노이드 밸브 및 모세관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바이패스 배관은 상기 리시버 탱크의 상부측과 상기 압축기의 중간압부에 연결한 것을 특징으로 하는 난방능력이 향상된 멀티형 공기조화기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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