KR101404105B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 실내기가 동일 배관 라인에 설치된 단배관 멀티형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 냉매가 압축되는 압축기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 실외 열교환기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 소정 용량의 제1실내 열교환기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되고 상기 제1실내 열교환기보다 용량이 큰 제2실내 열교환기와, 상기 제1,2실내 열교환기와 각각 연결되어 냉매가 팽창되는 제1,2전자변과, 상기 제2전자변과 병렬로 설치되어 상기 제2실내 열교환기에서 응축된 냉매가 경유되는 바이패스 유닛을 포함함으로써, 용량이 같지 않은 실내기들이 동시에 구동될 때 일부 실내기, 특히 대용량 실내기에서의 유량 부족 현상을 방지할 수 있는 공기조화기를 제공한다.

공기조화기, 실내기, 실내 열교환기, 전자변, 유량 조절, 바이패스

Description

공기조화기{Air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기가 설치된 조감도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 도시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기를 나타낸 구성도이다.

도 4는 도 3의 'A'부분 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 ; 제1실내 열교환기 4 ; 제1실내 송풍기

6 ; 제1전자변 2' ; 제2실내 열교환기

4' ; 제2실내 송풍기 6' ; 제2전자변

8 ; 바이패스 유닛 8A ; 바이패스 유로

8B ; 솔레노이드 밸브 8C ; 체크밸브

10 ; 실외 열교환기 12 ; 실외 송풍기

14 ; 어큐뮬레이터 15,16 ; 압축기

17 ; 사방밸브 18 ; 실외 전자 팽창밸브

20 ; 실외 열교환기 온도센서

본 발명은 복수 개의 실내기가 동일 배관 라인에 설치된 단배관 멀티형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 대용량 실내기에서 응축된 냉매가 경유되는 바이패스 유닛이 포함됨으로써, 용량이 같지 않은 실내기들이 동시에 구동될 때 일부 실내기에서의 유량 부족 현상을 방지할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 밸브로 이루어진 공기조화 사이클을 이용하여 상기 공기조화기가 설치된 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급하는 등 공기 조화가 이루어지게 하는 장치로서, 크게 분리형과 일체형으로 구분된다.

상기한 분리형과 일체형은 기능적으로는 같지만 분리형은 실내기에 실내 열교환기(증발기 혹은 응축기)를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기(응축기 혹은 증발기)와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 실내 열교환기와 압축기와 실외 열교환기와 팽창 밸브를 하나의 장치로 설치한 것이다.

상기 일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화 기 등이 있다. 상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기와, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.

또한 상기 공기조화기는 냉방용으로만 사용되는 냉방 전용 공기조화기와, 냉/난방 겸용으로 사용될 수 있는 히트 펌프식 공기조화기로 구분될 수 있다.

또한 최근에는 적어도 하나의 실외기와 복수 개의 실내기가 시리즈로 연결된 멀티형 공기조화기가 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 공기 조화기는, 멀티형에서 복수 개의 실내기가 동일 배관 라인에 설치된 경우, 난방 운전시 소용량의 실내기와 대용량의 실내기가 동시에 구동될 때 대용량의 실내기의 유량이 부족하게 되어 대용량 실내기의 능력, 특히 난방 능력이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 멀티형에서 복수 개의 실내기가 동일 배관 라인에 설치된 경우, 용량이 같지 않은 실내기들이 동시에 구동되더라도 일부 실내기에서 유량 부족 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 냉매가 압축되는 압축기와; 상기 압 축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 실외 열교환기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 소정 용량의 제1실내 열교환기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되고, 상기 제1실내 열교환기보다 용량이 큰 제2실내 열교환기와; 상기 제1,2실내 열교환기와 각각 연결되어 냉매가 팽창되는 제1,2전자변과; 상기 제2전자변과 병렬로 설치되어 상기 제2실내 열교환기에서 응축된 냉매가 경유되는 바이패스 유닛을 포함하는 공기조화기를 제공한다.

상기 바이패스 유닛은 상기 제2전자변의 입,출구 측을 연결하는 바이패스 유로와; 상기 바이패스 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.

상기 바이패스 유닛은 상기 바이패스 유로 상 냉매가 상기 제2실내 열교환기에서 상기 솔레노이드 밸브를 향해 흐르도록 단속하는 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 솔레노이드 밸브는 공기조화기의 난방 운전시 상기 바이패스 유로가 개방되게 하고, 공기조화기의 냉방 운전시 상기 바이패스 유로가 폐쇄되도록 제어될 수 있다.

또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 냉매가 압축되는 압축기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매가 실외 공기와 열교환되어 증발되는 증발기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매가 실내 공기로 열을 방출하여 응축되는 소정 용량의 제1실내 열교환기와; 상기 압축기에서 토출된 냉매가 실내 공기로 열을 방출하여 응축되고, 상기 제1실내 열교환기보다 용량이 큰 제2실내 열교환기와; 상기 제1,2실내 열교환기와 각각 연결되어 냉매가 팽창되는 제1,2전자변과; 상기 제2전자변과 병렬로 설 치되어 상기 제2실내 열교환기에서 응축된 냉매가 경유되는 바이패스 유닛을 포함하는 공기조화기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기가 설치된 조감도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 도시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기를 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 3의 'A'부분 확대도이다.

본 실시 예에 따른 공기 조화기는 여러 유형의 공기조화기에 적용될 수 있는데, 설명의 편의를 위해 여러 유형의 공기조화기 중 건물의 실내에 설치되고 상호 동일 배관에 설치된 복수개의 실내기(I1~I9)와, 상기 복수 개의 실내기(I1~I9)와 냉매 배관(P)을 통해 연결된 실외기(M)(S1)(S2)를 포함하여 구성되어, 공기 조화 사이클을 이용하여 냉방 또는 난방 운전되는 멀티형이고, 히트 펌프 타입에 한정하여 설명한다.

상기 복수 개의 실내기(I1~I9)는 서로 용량이 같지 않다. 즉 상기 복수 개의 실내기(I1~I9)는 모두 용량이 같지 않을 수도 있고, 일부끼리는 같을 수도 있다. 이하, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 상기 복수 개의 실내기( I1 ~ I9 ) 중 도면부호 ' I1' 부터 ' I6' 까지의 실내기는 서로 용량이 같은 제1실내기( I1 ~ I6 )라 하고, 도면부호 ' I7' 부터 ' I9' 까지의 실내기는 서로 용량이 같고 상기 제1실내기( I1 ~ I6 )보다 용량이 대용량의 제2실내기( I7 ~ I9 )라 한다.

상기 제1실내기( I1 ~ I6 )에는 각각, 각 제1실내기( I1 ~ I6 )가 설치된 룸의 실내 공기와 냉매가 열교환되는 소정 용량의 제1실내 열교환기(2)와, 각 제1실내기( I1 ~ I6 )가 설치된 룸의 실내 공기를 상기 제1실내 열교환기(2)로 송풍시키는 제1실내 송풍기(4)와, 냉방 운전시 냉매가 감압되게 하고 냉매 유량을 조절하는 실내 팽창밸브인 제1전자변 (6)을 포함한다.

상기 제2실내기( I7 ~ I9 )는 각각, 각 제2실내기( I7 ~ I9 )가 설치된 룸의 실내 공기와 냉매가 열교환되는 소정 용량의 제2실내 열교환기(2')와, 각 제2실내기( I7 ~ I9 )가 설치된 룸의 실내 공기를 상기 제2실내 열교환기(2')로 송풍시키는 제2실 내 송풍기(4')와, 냉방 운전시 냉매가 감압되게 하고 냉매 유량을 조절하는 실내 팽창밸브인 제2전자변 (6')과, 상기 제2전자변 (6')과 병렬로 설치되어 상기 제2실내 열교환기(2')에서 응축된 냉매가 경유되는 바이패스 유닛(8)을 포함한다.

상기 바이패스 유닛(8)은 상기 제2전자변 (6')의 입,출구 측을 연결하는 바이 패스 유로(8A)와, 상기 바이패스 유로(8A)를 개폐하는 솔레노이드 밸브(8B)를 포함한다. 상기 솔레노이드 밸브(8B)는 공기조화기의 난방 운전시 상기 바이패스 유로( 8A)가 개방되게 하고, 공기조화기의 냉방 운전시 상기 바이패스 유로(8A)가 폐쇄되도록 제어된다.

또한 상기 바이패스 유닛(8)은 상기 바이패스 유로(8A) 상 냉매가 상기 제2실내 열교환기(2')에서 상기 솔레노이드 밸브(8B)를 향해 흐르도록 단속하는 체크 밸브(8C)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1,2실내 열교환기(2,2')는 공기 조화기의 냉방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 액상 냉매가 냉방 운전을 요청한 실내기(I1~I9)가 설치된 실 내 공기에 의해 증발되면서 실내 공기가 냉각되게 하는 증발기로 작용되고, 공기 조화기의 난방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 기상 냉매가 난방 운전을 요청한 실내기(I1~I9)가 설치된 실내 공기에 의해 응축되면서 실내 공기 온도가 상승되게 하는 응축기로 작용된다.

상기 복수개의 실외기(M)(S1)(S2)는 상기 실내기(I)의 부하와 상관없이 항상 작동되는 메인 실외기(M)와, 상기 실내기(I)의 부하에 따라 선택적으로 작동되는 서브 실외기(S1)(S2)로 이루어진다.

상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2)는 실외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(10)와, 실외 공기를 상기 실외 열교환기(10)로 송풍시키는 실외 송풍기(12)와, 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(14)와, 상기 어큐뮬레이터(14)에서 추출된 기체 냉매를 압축하는 2대의 압축기(15)(16)와, 냉매 흐름을 절환하는 사방밸브(17)와, 난방 운전시 과열도에 따라 제어되어 냉매를 감압하고 냉매의 유량을 조절하는 팽창밸브인 실외 전자 팽창밸브(18)를 포함하여 구성된다.

상기 실외 열교환기(10)는 공기 조화기의 냉방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 기상 냉매가 실외 공기에 의해 응축되게 하는 응축기로 작용되고, 공기 조화기의 난방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 액상 냉매가 실외 공기에 의해 증발되게 하는 증발기로 작용된다.

상기 실외 열교환기(10)에는 상기 실외 열교환기(10)를 통과하는 냉매의 온도를 센싱할 수 있는 실외 열교환기 온도 센서(20)가 설치될 수 있다. 상기 실외 열교환기 온도 센서(20)는 냉방 운전시 상기 실외 열교환기(10)가 응축기로 작용되 는 바 상기 실외 열교환기(10)에서 응축되는 냉매의 응축 온도를 센싱하고, 난방 운전시 상기 실외 열교환기(10)가 증발기로 작용되는 바 상기 실외 열교환기(10)에서 증발되는 냉매의 증발 온도를 센싱한다.

상기 실외 송풍기(12)는 상기 제어 유닛(38)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 실외 모터부(12a)와, 상기 실외 모터부(12a)와 연결되어 상기 실외 모터부(12a)의 동력에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실외 팬(12b)으로 이루어진다.

상기 메인 실외기(M)의 2대의 압축기(15)(16) 중 하나는 인버터 압축기이고, 나머지 하나는 정속 압축기로 구비될 수 있다.

상기 서브 실외기(S1)(S2)의 2대의 압축기(15)(16)는 모두 정속 압축기로 구비될 수 있다.

상기 압축기(15)(16)의 흡입 측과 토출 측에는 각각 상기 압축기(15)(16)의 흡입/토출 압력을 센싱하는 저압 압력 센싱부(22)와 고압 압력 센싱부(23)가 구비된다.

상기 어큐뮬레이터(14)는 2대의 압축기(15)(16)에 함께 연결되어 공용 이용될 수 있도록 공용 어큐뮬레이터이다.

또한, 상기 메인 실외기(M)와 서브 실외기(S1)(S2)에는 각각, 상기 압축기(15)(16)의 흡입 측에 설치된 오일분리기(30) 및 모세관(32)과, 냉방 운전시 상기 실내 열교환기(2)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(34)와, 상기 압축기(15)(16)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(36)가 더 포함된다.

한편, 상기 냉매배관(P)에는 상기 냉매배관(P) 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(38)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 운전시 작용을 도 1 내지 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 참고로 본 발명에 따른 공기 조화기의 냉방 운전시 냉매의 흐름은 도 3에 도시된 화살표와 같다.

상기 복수 개의 실내기(I1~I9) 중 어느 하나라도 냉방 운전을 요청하면, 상기 냉방 운전을 요청한 실내기(I1~I9) 및 상기 실외기(M)(S1)(S2)가 구동된다. 그러면 냉매가 상기 압축기(15)(16)에서 압축되고, 상기 압축기(15)(16)에서 압축된 냉매는 사방밸브(17)와, 실외 열교환기(10)와, 실외 전자 팽창밸브(18)와, 제1,2전자변(6,6')과, 제1,2실내 열교환기(2,2')를 차례로 통과한 후, 상기 사방밸브(17)를 통해 상기 압축기(15)(16)로 순환된다. 물론, 냉매는 냉방 운전을 요청한 실내기(I1~I9)와 실외기(M)(S1)(S2)로만 순환된다. 상술한 바와 같이 냉매가 냉매 배관(P)을 따라 순환되면, 냉매가 상기 제1,2실내 열교환기(2,2')에서 상기 실내기(I1~I9)가 설치된 룸의 실내 공기 열을 빼앗음으로써, 상기 실내기(I1~I9)가 설치된 룸이 냉방된다.

이때, 상기 제1,2전자변(6)은 흡입 과열도 또는 토출 과열도에 따라 제어된다. 상기 실외 전자 팽창밸브(18)는 냉매가 상기 실외 전자 팽창밸브(18)를 통과하되, 팽창되지 않도록 완전 개방(Full Open)된다. 상기 바이패스 유닛(8)의 솔레노이드 밸브(8A)는 냉매가 상기 바이패스 유로(8A)를 경유하지 못하도록 상기 바이패 스 유로(8A)를 폐쇄시킨다.

그리고, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기의 난방 운전시 작용을 살펴보면 다음과 같다. 참고로 본 발명에 따른 공기 조화기의 난방 운전시 냉매의 흐름은 도 3에 도시된 화살표와 반대 방향이다.

상기 복수개의 실내기(I1~I9) 중 어느 하나라도 난방 운전을 요청하면, 상기 압축기(15)(16)에서 압축된 냉매가 사방밸브(17)와, 제1,2실내 열교환기(2,2')와, 제1,2전자변(6,6')과, 실외 전자 팽창밸브(18)와, 실외 열교환기(60)를 차례로 통과한 후, 상기 사방밸브(17)를 통해 상기 압축기(15)(16)로 순환된다. 그러면, 냉매가 상기 제1,2실내 열교환기(2,2')에서 상기 실내기(I1~I9)가 설치된 룸의 실내 공기로 열을 방출함으로써, 난방 운전을 요청한 실내기(I1~I9)가 설치된 룸이 난방된다. 물론 냉매는 난방 운전 요청된 실내기(I1~I9)와 구동된 실외기(M)(S1)(S2)로만 순환된다.

이때, 상기 실내 전자 팽창밸브(6)는 냉매가 상기 실내 전자 팽창밸브(6)를 통과하되, 팽창되지 않도록 완전 개방(Full Open)된다. 그리고, 상기 실외 전자 팽창밸브(18)는 흡입 과열도 또는 토출 과열도에 의해 제어된다.

특히, 상기 바이패스 유닛(8)의 솔레노이드 밸브(8B)가 상기 바이패스 유로(8A)를 개방함으로써, 상기 제2실내 열교환기(2')에서 응축된 냉매는 상기 제2전자변(6')과 상기 바이패스 유로(8A)로 나누어 순환된다. 물론, 난방 운전 요청과 상관없이 모든 제2실내기(I7~I9)의 솔레노이드 밸브(8B)가 상기 바이패스 유로(8A) 를 개방할 수도 있고, 난방 운전 요청한 제2실내기(I7~I9)의 솔레노이드 밸브(8B)만 바이패스 유로(8A)를 개방할 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 공기조화기는 복수 개의 실내기의 용량이 같지 않은 경우, 복수 개의 실내기 중 대용량 실내기에서 응축된 냉매 중 일부는 전자변을 경유하여 유량 조절되고, 나머지는 전자변을 바이패스할 수 있기 때문에 용량차가 큰 실내기가 조합되었더라도 특히 난방시 대용량 실내기에서의 유량 부족 현상이 방지될 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 바이패스 유닛에 체크 밸브가 솔레노이드 밸브와 직렬로 구성됨으로써, 냉매의 역류 및 누설이 방지될 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 냉매가 압축되는 압축기와;

   상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 실외 열교환기와;

   상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되는 제1실내 열교환기와, 상기 제1실내 열교환기와 연결되어 냉매가 팽창되는 제1전자변을 포함하는 제1실내기와;

   상기 압축기에서 토출된 냉매가 응축 또는 증발되고 상기 제1실내 열교환기 보다 용량이 큰 제2실내 열교환기와 상기 제2실내 열교환기와 연결되어 냉매가 팽창되는 제2전자변을 포함하는 제2실내기와;

   상기 제1실내기와 제2실내기 중 대용량인 실내기의 전자변과 병렬로 설치되어 상기 대용량인 실내기의 난방운전시 냉매를 바이패스하는 바이패스 유닛을 포함하는 공기조화기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2실내기는 상기 제1실내기의 용량 보다 대용량이고,

   상기 바이패스 유닛은 상기 제2전자변의 입,출구 측을 연결하는 바이패스 유로와; 상기 바이패스 유로를 개폐하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 공기조화기.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 바이패스 유닛은 상기 바이패스 유로 상 냉매가 상기 제2실내 열교환기에서 상기 솔레노이드 밸브를 향해 흐르도록 단속하는 체크 밸브를 더 포함하는 공기조화기.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 솔레노이드 밸브는 상기 제2실내기의 난방 운전시 상기 바이패스 유로가 개방되게 하고, 상기 제2실내기의 냉방 운전시 상기 바이패스 유로가 폐쇄되도록 제어되는 공기조화기.

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