KR101498626B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기조화기는 압축 용량이 일정한 복수개의 정속 압축기와; 압축 용량이 가변되는 용량가변 압축기와; 상기 복수개의 정속 압축기와 상기 용량 가변 압축기로 냉매가 흡입되게 연결된 흡입관과; 싱기 용량가변 압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 용량가변 압축기에 연결된 전용 오일분리기와; 상기 전용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 전용 오일 회수관과; 상기 복수개 정속압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 복수개 정속 압축기에 연결된 공용 오일분리기와; 상기 공용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 공용 오일 회수관을 포함하여, 압축기의 개수와 동일하게 오일분리기를 설치할 경우 보다 오일분리기의 개수를 줄일 수 있고, 하나의 오일분리기 및 캐필러리 튜브를 용량 가변 압축기의 최대 압축 용량에 대응되게 크게 설계할 경우 보다 비용을 출일 수 있을 뿐만 아니라 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

공기조화기, 용량가변 압축기, 정속 압축기, 오일분리기, 전용 오일분리기, 공용 오일분리기

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 압축용량이 가변되는 용량가변 압축기와 압축용량이 일정한 복수개의 정속 압축기를 설치하고, 용량가변 압축기에서 냉매와 함께 토출된 오일과 복수개 정속 압축기에서 냉매와 함께 토출된 오일을 복수개의 오일분리기로 분리시키는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기로 이루어진 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 혹은 난방하는 장치로서, 최근에는 실외기 하나에 복수개의 실내기를 연결하는 공기조화기가 점차 증대되는 추세이다.

상기 공기조화기는 압축기와 오일분리기와 실외열교환기 등을 포함하는 실외기와, 실내열교환기 등을 포함하는 복수개의 실내기와, 상기 실외기와 실내기 간의 냉매를 수송하도록 실외기와 실내기를 연결하는 냉매 배관을 포함한다.

상기 오일분리기는 압축기의 출구관과 연결되고, 압축기의 흡입관과 오일 회수관으로 연결되며, 오일 회수관에 캐필러리 튜브가 설치된다.

상기와 같은 공기조화기는 압축기의 구동시 압축기에서 냉매와 함께 오일이 유출되고, 냉매와 오일은 오일분리기에서 분리되며, 냉매와 분리된 오일은 오일 회수관을 통해 압축기의 흡입관으로 회수된다.

한편, 상기와 같은 공기조화기는 대용량화됨에 따라 압축기가 복수개 설치되고, 특히 압축 용량을 다양하게 조절되면서 비용이 최소되도록 용량가변 압축기와 정속 압축기가 함께 설치되며, 용량 가변 압축기와 정속 압축기의 각각에 각각의 오일분리기를 연결한다.

그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는 압축기 하나에 오일분리기가 하나씩 설치됨에 따라 구조가 복잡하고 부품수가 많으며 컴팩트화하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오일분리기의 개수를 최소화하면서 오일분리기 및 캐필러리 튜브를 적정 크기로 설계할 수 있고, 시스템의 효율이 높은 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 압축 용량이 일정한 복수개의 정속 압축기와; 압축 용량이 가변되는 용량가변 압축기와; 상기 복수개의 정속 압축기와 상기 용량 가변 압축기로 냉매가 흡입되게 연결된 흡입관과; 싱기 용량가변 압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 용량가변 압축기에 연결된 전용 오일분리기와; 상기 전용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 전용 오일 회수관과; 상기 복수개 정속압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 복수개 정속 압축기에 연결된 공용 오일분리기와; 상기 공용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 공용 오일 회수관을 포함한다.

상기 용량 가변 압축기와 전용 오일분리기에는 상기 용량 가변 압축기에서 압축된 냉매와 오일이 전용 오일분리기로 안내되게 하는 용량가변 압축기 토출관이 연결되고, 상기 복수개의 정속 압축기와 공용 오일분리기에는 각각의 정속 압축기에서 압축된 냉매와 오일이 혼합되어 공용 오일분리기로 안내되게 하는 정속 압축기 토출관이 연결된다.

상기 정속 압축기 토출관은 상기 정속 압축기의 각각에 연결된 정속 압축기 연결관과, 상기 정속 압축기 연결관이 연결되고 상기 공용 오일분리기와 연결된 정속 압축기 공용 토출관을 포함한다.

상기 공용 오일 회수관에는 유량을 조절하는 공용 캐필러리 튜브가 설치되고, 상기 전용 오일 회수관에는 유량을 조절하는 전용 캐필러리 튜브가 설치된다.

상기 공용 오일 회수관은 상기 공용 오일분리기의 하부에 연결된 공용 오일분리기 연결관과, 상기 공용 오일분리기 연결관에 연결되고 공용 오일분리기에서 분리된 오일을 복수개의 정속 압축기로 분산 회수하도록 상기 흡입관에 연결된 흡입관 연결관을 포함하고, 상기 공용 캐필러리 튜브는 상기 공용 오일분리기 연결관 에 설치된다.

상기 공용 오일분리기에 연결되어 오일과 분리된 냉매를 안내하는 공용 오일분리기 연결관과, 상기 전용 오일분리기에에 연결되어 오일과 분리된 냉매를 안내하는 전용 오일분리기 연결관과, 상기 전용 오일분리기 연결관과 공용 오일분리기 연결관이 연결된 토출 공통관을 더 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기는 용량 가변 압축기와 연결되는 전용 오일분리기와, 복수개의 정속 압축기와 연결되는 공용 오일분리기를 함께 설치하고 연결하여, 압축기의 개수와 동일하게 오일분리기를 설치할 경우 보다 오일분리기의 개수를 줄일 수 있고, 전용 오일분리기와 공용 오일분리기 대신에 하나의 오일분리기 및 캐필러리 튜브를 용량 가변 압축기의 최대 압축 용량에 대응되게 크게 설치하는 경우 보다 비용을 출일 수 있을 뿐만 아니라 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 사이클 구성도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축부(2)와, 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외 열교환기(4)와, 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 실내 열교환기(6)와, 실외 열교환기(4)와 실내 열교환기(6) 사이에서 냉매를 팽창시키는 팽창기구(8)(9)를 포함하고, 실외기(O)와 복수개의 실내기(I)가 설치 배관으로 연결된다.

압축부(2)와 실외 열교환기(4)는 실외기(O)에 설치되고, 실외기(O)에는 실외 공기를 실외 열교환기(4)로 유동시키는 실외 송풍기(5)가 설치된다.

실내 열교환기(6)는 실내기(I)에 설치되고, 실내기(I)에는 실내 공기를 실내 열교환기(6)로 유동시키는 실내 송풍기(7)가 설치된다.

팽창기구(8)(9)는 실내기(I)에 설치되는 것도 가능하고, 실외기(O)에 설치되는 것도 가능하며, 실내기(I)와 실외기(O)에 각각 설치되는 것도 가능하고, 이하, 실내기(I)에 실내 팽창밸브(8)가 설치되고 실외기(O)에 실외 팽창밸브(9)가 설치된 것으로 설명한다.

그리고, 공기조화기는 냉방과 난방을 절환하는 냉/난방 절환밸브(10)를 더 포함한다.

냉/난방 절환밸브(10)는 압축부(2)의 출구와, 실외 열교환기(4)와, 실내 열교환기(8)와, 압축부(2)의 입구와 연결된다.

냉/난방 절환밸브(10)는 냉방시 압축부(2)의 출구에서 유출된 냉매를 실외 열교환기(4)로 흐르게 하면서 실내 열교환기(6)를 통과한 냉매를 압축기(2)의 입구로 흐르게 하고, 이때 공기조화기는 실외 열교환기(4)가 응축기로 작용하고 실내 열교환기(6)가 증발기로 작용하면서 실내 열교환기(6)가 실내를 냉방시킨다.

냉/난방 절환밸브(10)는 냉방시 압축부(2)의 출구에서 유출된 냉매를 실내 열교환기(6)로 흐르게 하면서 실외 열교환기(4)를 통과한 냉매를 압축기(2)의 입구로 흐르게 하고, 이때 공기조화기는 실내 열교환기(6)가 응축기로 작용하면서 실내 열교환기(4)가 응축기로 작용하면서 실내 열교환기(6)가 실내를 난방시킨다.

압축부(2)는 압축 용량이 가변되는 인버터 압축기 등의 용량가변 압축기(20)와, 압축 용량이 일정한 복수개의 정속 압축기(30)(40)와, 용량가변 압축기(20)와 복수개 정속 압축기(30)(40)로 냉매가 흡입되게 연결된 흡입관(50)과, 용량가변 압축기(20)와 연결되어 용량가변 압축기(20)에서 토출된 냉매와 오일을 분리하는 전용 오일분리기(60)와, 복수개의 정속 압축기(14)(16)와 연결되어 복수개의 정속 압축기(14)(16)에서 토출된 냉매와 오일을 분리하는 공용 오일분리기(70)를 포함한다.

용량 가변 압축기(20)와 전용 오일분리기(60)에는 압축된 냉매와 오일이 전용 오일분리기(60)로 안내되게 하는 용량가변 압축기 토출관(22)이 연결된다.

복수개의 정속 압축기(30)(40)와 공용 오일분리기(70)에는 각각의 정속 압축기(30)(40)에서 압축된 냉매와 오일이 혼합되어 공용 오일분리기(70)로 안내하게 하는 정속 압축기 토출관(32)이 연결된다.

정속 압축기 토출관(32)은 정속 압축기(30)(40)의 각각에 연결된 정속 압축기 연결관(34)(36)과, 정속 압축기 연결관(34)(36)이 연결되고 공용 오일분리기(70)와 연결된 정속 압축기 공용 토출관(38)을 포함한다.

흡입관(50)은 용량 가변 압축기(20)에 연결된 용량가변 압축기 흡입관(52) 와, 정속 압축기(30)(40)에 연결된 정속 압축기 흡입관(54)(56)과, 용량 가변 압축기 흡입관(52)과 정속 압축기 흡입관(54)(56)이 연결된 흡입 공통관(58)을 포함한다.

흡입 공통관(58)은 액냉매가 축적되는 어큐물레이터(59)와 연결되고, 어큐물레이터(59)는 압축부(2)의 입구를 구성함과 아울러 냉/난방 절환밸브(10)와 냉매관으로 연결된다.

전용 오일분리기(60)는 상부에 오일과 분리된 냉매를 안내하는 전용 오일분리기 연결관(62)이 연결되고, 하부에 냉매와 분리된 오일을 흡입관(20)으로 회수하는 전용 오일 회수관(64)이 연결된다.

전용 오일 회수관(64)에는 유량을 조절하는 전용 캐필러리 튜브(66)가 별도로 설치되거나 오일분리기 연결관(64) 자체가 전용 캐필러리 튜브로 이루어진다.

전용 오일 회수관(64)은 흡입 공통관(58)에 연결되거나 용량 가변 압축기 흡입관(52)에 연결된다.

공용 오일분리기(70)는 상부에 오일과 분리된 냉매를 안내하는 공용 오일분리기 연결관(72)이 연결되고, 하부에 냉매와 분리된 오일을 흡입관(20)으로 회수하는 공용 오일 회수관(74)이 연결된다.

공용 오일 회수관(74)에는 유량을 조절하는 공용 캐필러리 튜브(76)가 별도로 설치되거나 공용 오일 회수관(74) 자체가 공용 캐필러리 튜브로 이루어진다.

공용 오일 회수관(74)은 흡입관(20) 중 정속 압축기 흡입관(54)(56)과 연결되거나 흡입 공통관(58)에 연결된다.

공용 오일 회수관(74)은 정속 압축기 흡입관(54)(56)에 연결될 경우 공용 오일분리기(70)의 하부에 연결된 공용 오일분리기 연결관(78)과, 공용 오일분리기 연결관(78)에 연결되고 흡입관(20)에 연결된 흡입관 연결관(80)(82)을 포함하고, 흡입 공통관(58)에 연결될 경우 공용 오일분리기(70)와 흡입 공통관(58)을 연결하는 하나의 배관으로 이루어진다.

공용 오일 회수관(74)은 정속 압축기 흡입관(54)(56)에 연결될 경우 공용 오일분리기 연결관(78)에 공용 캐필러리 튜브(76)가 설치되거나 공용 오일분리기 연결관(78)이 공용 캐필러리 튜브로 이루어진다.

즉, 압축부(2)는 최대 구동시 오일토출량이 많은 용량가변 압축기(20)에서 토출된 냉매와 오일이 전용 오일분리기(60)에서 분리되어 용량가변 압축기(20)로 회수되고, 상대적으로 오일토출량이 적은 정속 압축기(30)(40)에서 토출된 냉매와 오일이 공용 오일분리기(70)에서 분리되어 복수개의 정속 압축기(30)(40)으로 분산 회수된다.

압축부(2)는 용량가변 압축기(20)와 복수개의 정속 압축기(30)(40)가 함께 설치되면서, 하나의 대형 오일분리기(미도시)로 용량가변 압축기(20)와 복수개의 정속 압축기(30)(40)에서 토출된 냉매와 오일 모두를 분리하고, 하나의 대형 오일분리기에 연결된 오일 회수관(미도시)에 하나의 공용 캐필러리 튜브(미도시)를 설치하는 것도 가능하나, 이 경우 용량 가변 압축기(20) 최대 구동시 오일 토출량이 매우 크므로 하나의 대형 오일분리기 및 캐필러리 튜브의 크기가 용량 가변 압축기(20)의 최대 용량에 대응하여 설계되어야 하고, 비용이 증대됨과 아울러 효율이 저하되게 된다.

반면에, 압축부(2)는 상기와 같이 최대 구동시 오일 토출량이 많은 용량 가변 압축기(20)에서 토출되는 냉매와 오일을 하나의 전용 오일분리기(60)에서 분리하고, 용량 가변 압축기(30)(40) 보다 상대적으로 오일 토출량이 적은 복수개의 정속 압축기(30)(40)에서 토출되는 냉매와 오일을 하나의 공용 오일분리기(70)에서 분리하면, 전용 오일분리기(60) 및 공용 오일분리기(70)와 캐필러리 튜브(66)(76)를 필요이상으로 크게 할 필요가 없고, 오일분리기가 너무 클 때 발생될 수 있는 효율 저하를 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는 전용 오일분리기(60)에서 토출된 냉매가 안내되는 전용 오일분리기 연결관(62)과, 공용 오일분리기(70)에서 토출된 냉매가 안내되는 공용 오일분리기 연결관(72)이 연결되어 전용 오일분리기(60)에서 분리된 냉매와 공용 오일분리기(70)에서 분리된 냉매가 함께 통과하는 토출 공통관(90)을 더 포함한다.

여기서, 토출 공통관(90)은 압축부(2)의 출구를 구성함과 아울러 냉/난방 절환밸브(10)와 냉매관으로 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 용량가변 압축기(20)와 복수개 정속 압축기(30)(40)의 구동시, 용량가변 압축기(20)에서 토출된 냉매와 오일은 용량가변 압축기 토출관(22)을 통해 전용 오일분리기(60)로 유입되어 분리되고, 복수개의 정속 압축기(30)(40)에서 각각 토 출된 냉매와 오일은 정속 압축기 토출관(32)의 정속 압축기 연결관(34)(36) 각각을 통과하고, 정속 압축기 공용 토출관(38)에서 합쳐진 후 공용 오일분리기(60)로 유입되어 분리된다.

즉, 용량가변 압축기(20)에서 압축된 냉매와 오일은 그 최대 압축용량을 고려하여 독립적으로 설계된 하나의 전용 오일분리기(60)에서 분리되고, 복수개의 정속 압축기(30)(40)에서 각각 압축된 냉매와 오일은 복수개 정속압축기(30)(40)의 일정한 압축용량을 고려하여 설계된 하나의 공용 오일분리기(70)에서 함께 분리된다.

전용 오일분리기(60)에서 오일과 분리된 냉매는 전용 오일분리기 연결관(62)을 통해 토출 공통관(90)으로 흐른 후 냉/난방 절환밸브(10)로 이동되고, 공용 오일분리기(70)에서 오일과 분리된 냉매는 공용 오일분리기 연결관(72)을 통해 토출 공통관(90)으로 흐르고 전용 오일분리기 연결관(62)을 통해 토출 공통관(90)으로 흐른 냉매와 혼합되어 함께 냉/난방 절환밸브(10)로 이동된다.

냉방 운전시 냉/난방 절환밸브(10)는 냉매를 실외 열교환기(4)로 흐르게 안내하고, 냉매는 실외 열교환기(4)에서 응축된 후 팽창기구(8)(9)에서 팽창된다.

팽창된 냉매는 실내 열교환기(6)에서 증발되고, 이후 냉/난방 절환밸브(10)에 의해 어큐물레이터(59)로 흐르게 되며, 이후 흡입 공통관(58)으로 유동된다. 흡입 공통관(58)으로 유동된 냉매는 분산되어 일부가 용량가변 압축기 흡입관(52)을 통해 용량가변 압축기(20)로 흡입되고, 나머지가 복수개의 정속 압축기(30)(40)로 분산되어 정속 압축기(30)(40)로 흡입된다.

한편, 전용 오일분리기(60)에서 냉매와 분리된 오일은 전용 오일 회수관(64)과 전용 캐필러리 튜브(66)를 통과해 용량가변 압축기 흡입관(52)으로 이동된 후 용량가변 압축기(20)로 회수된다.

그리고, 공용 오일분리기(70)에서 냉매와 분리된 오일은 공용 오일 회수관(74)의 공용 오일분리기 연결관(78)과 공용 캐필터리 튜브(76)를 통과한 후 흡입관 연결관(80)(82)에서 분산되어 복수개의 정속 압축기(30)(40)로 분산 회수된다.

상기와 같은 냉매의 순환과 오일의 분리/회수가 진행되는 동안, 전용 오일분리기(60)는 용량가변 압축기(20)의 최대 압축 용량에 대응하여 설계된 상태에서 용량가변 압축기(20)에서 토출된 오일을 효율적으로 분리하고, 공용 오일분리기(70)는 용량가변 압축기(20)의 최대 압축 용량과 무관한 복수개 정속 압축기(30)(40)의 압축 용량에 대응하여 설계된 상태에서 복수개 정속 압축기(30)(40)에서 토출된 오일을 효율적으로 분리한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 사이클 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 압축부 20: 용량가변 압축기

22: 용량가변 압축기 토출관 30,40: 정속 압축기

32: 정속 압축기 토출관 34,36; 정속 압축기 연결관

38: 정속 압축기 공용 토출관 50: 흡입관

52: 용량가변 압축기 흡입관 54,56: 정속 압축기 흡입관

58: 흡입 공통관 60: 전용 오일분리기

62: 전용 오일분리기 연결관 64: 전용 오일회수관

66: 전용 캐필러리 튜브 70: 공용 오일분리기

72: 공용 오일분리기 연결관 74: 공용 오일회수관

76: 공용 캐필러리 튜브 78: 공용 오일분리기 연결관

80,82: 흡입관 연결관

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 압축 용량이 일정한 복수개의 정속 압축기와;

   압축 용량이 가변되는 용량가변 압축기와;

   상기 복수개의 정속 압축기와 상기 용량 가변 압축기로 냉매가 흡입되게 연결된 흡입관과;

   싱기 용량가변 압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 용량가변 압축기에 연결된 전용 오일분리기와;

   상기 전용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 전용 오일 회수관과;

   상기 복수개 정속압축기에서 토출된 냉매와 오일이 분리되게 상기 복수개 정속 압축기에 연결된 공용 오일분리기와;

   상기 공용 오일분리기에서 냉매와 분리된 오일을 상기 흡입관으로 안내하는 공용 오일 회수관을 포함하고,

   상기 용량 가변 압축기와 전용 오일분리기에는 상기 용량 가변 압축기에서 압축된 냉매와 오일이 전용 오일분리기로 안내되게 하는 용량가변 압축기 토출관이 연결되고,

   상기 복수개의 정속 압축기와 공용 오일분리기에는 각각의 정속 압축기에서 압축된 냉매와 오일이 혼합되어 공용 오일분리기로 안내되게 하는 정속 압축기 토출관이 연결되며,

   상기 공용 오일 회수관에는 유량을 조절하는 공용 캐필러리 튜브가 설치되고,

   상기 전용 오일 회수관에는 유량을 조절하는 전용 캐필러리 튜브가 설치되고,

   상기 공용 오일 회수관은 상기 공용 오일분리기의 하부에 연결된 공용 오일분리기 연결관과, 상기 공용 오일분리기 연결관에 연결되고 공용 오일분리기에서 분리된 오일을 복수개의 정속 압축기로 분산 회수하도록 상기 흡입관에 연결된 흡입관 연결관을 포함하고,

   상기 공용 캐필러리 튜브는 상기 공용 오일분리기 연결관에 설치된 공기조화기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 공용 오일분리기에 연결되어 오일과 분리된 냉매를 안내하는 공용 오일분리기 연결관과,

   상기 전용 오일분리기에에 연결되어 오일과 분리된 냉매를 안내하는 전용 오일분리기 연결관과,

   상기 전용 오일분리기 연결관과 공용 오일분리기 연결관이 연결된 토출 공통관을 더 포함하는 공기조화기.

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