KR101645180B1 - 공기조화기 - Google Patents

공기조화기 Download PDF

Info

Publication number
KR101645180B1
KR101645180B1 KR1020120151880A KR20120151880A KR101645180B1 KR 101645180 B1 KR101645180 B1 KR 101645180B1 KR 1020120151880 A KR1020120151880 A KR 1020120151880A KR 20120151880 A KR20120151880 A KR 20120151880A KR 101645180 B1 KR101645180 B1 KR 101645180B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
flow path
heat source
heat exchanger
control valve
Prior art date
Application number
KR1020120151880A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140082233A (ko
Inventor
여재현
나병철
류홍곤
백은성
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120151880A priority Critical patent/KR101645180B1/ko
Publication of KR20140082233A publication Critical patent/KR20140082233A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101645180B1 publication Critical patent/KR101645180B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26—Refrigerant piping
    • F24F1/32—Refrigerant piping for connecting the separate outdoor units to indoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/01—Timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2519—On-off valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명의 공기조화기는 압축기와 냉난방 절환밸브와 실외열교환기와 실외팽창기구가 냉매 유로로 연결된 실외기와; 실내팽창기구와 실내열교환기가 냉매 유로로 연결된 실내기와; 실내 열교환기와 냉난방 절환밸브를 연결하는 기관과; 실외팽창기구와 실내팽창기구를 연결하는 액관과; 액관 및 기관과 연결된 열원유닛을 포함하고, 열원유닛은 상기 액관과 제 1 유로로 연결된 리시버와, 리시버와 제 2 유로로 연결되고 상기 냉난방 절환밸브와 실외열교환기의 사이와 제 3 유로로 연결되며 냉매와 열원수를 열교환시키는 수냉매 열교환기와; 제 2 유로에 설치된 열원유닛 팽창기구와; 리시버에 연결된 제 4 유로와, 제 4 유로와 상기 제 3 유로를 연결하는 제 5 유로와, 제 4 유로와 상기 기관을 연결하는 제 6 유로를 포함하여, 열원유닛이 냉방 운전시의 냉매 저장부로 기능할 뿐만 아니라 난방 운전시의 냉매 저장부로 기능할 수 있어, 냉방 운전 뿐만 아니라 난방 운전의 최적 냉매량을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기{Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 냉매를 증발시키는 열을 냉매로 전달하는 열원유닛이 냉매를 저장할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 것이다.
공기조화기는 실외기와 실내기를 포함할 수 있고, 실외기에 압축기와 냉난방 절환밸브와 실외열교환기와 실외팽창기구가 설치될 수 있고, 실내기에 실내팽창기구와 실내열교환기가 설치될 수 있으며, 실내 열교환기와 냉난방 절환밸브가 기관으로 연결될 수 있고, 실외팽창기구와 실내팽창기구가 액관으로 연결될 수 있다. 공기조화기는 실외 열교환기가 실외 공기와 냉매를 열교환시키는 공랭식 열교환기로 구성될 수 있다.
공기조화기는 냉매가 압축기에서 압축된 후 실외 열교환기에서 응축되고 실내 열교환기에서 증발되는 냉방 운전으로 운전될 수 있다.
공기조화기는 냉매가 압축기에서 압축된 후 실내 열교환기에서 응축되고 실외 열교환기에서 증발되는 난방 운전으로 운전될 수 있다.
종래 기술에 따른 공기조화기는 냉방 운전과 난방 운전 각각의 최적 냉매량이 상이하여 최적 냉매량에 따른 효율적인 냉난방이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 냉방 운전 뿐만 아니라 난방 운전시 최적의 냉매 순환량을 확보할 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 압축기와 냉난방 절환밸브와 실외열교환기와 실외팽창기구가 냉매 유로로 연결된 실외기와; 실내팽창기구와 실내열교환기가 냉매 유로로 연결된 실내기와; 상기 실내 열교환기와 냉난방 절환밸브를 연결하는 기관과; 상기 실외팽창기구와 실내팽창기구를 연결하는 액관과; 상기 액관 및 기관과 연결된 열원유닛을 포함하고, 상기 열원유닛은 리시버와; 상기 액관과 상기 리시버를 연결하는 제 1 유로와; 냉매와 열원수를 열교환시키는 수냉매 열교환기와; 상기 리시버와 수냉매 열교환기를 연결하는 제 2 유로와; 상기 제 2 유로에 설치된 열원유닛 팽창기구와; 상기 냉난방 절환밸브와 실외열교환기의 사이와 상기 수냉매 열교환기를 연결하는 제 3 유로와; 상기 리시버에 연결된 제 4 유로와; 상기 제 4 유로와 상기 제 3 유로를 연결하는 제 5 유로와; 상기 제 4 유로와 상기 기관을 연결하는 제 6 유로를 포함한다.
상기 제 1 유로와 제 2 유로는 상기 리시버의 하부에 연결될 수 있고, 상기 제 4 유로는 상기 리시버의 상부에 연결될 수 있다.
상기 열원 유닛은 상기 제 1 유로에 설치된 제 1 냉매 조절밸브와; 상기 제 1 유로 중 상기 리시버와 열원유닛 팽창기구 사이에 설치된 제 2 냉매 조절밸브와; 상기 제 5 유로에 설치된 제 3 냉매 조절밸브와; 상기 제 6 유로에 설치된 제 4 냉매 조절밸브를 포함한다.
상기 제 4 유로에 설치된 캐필러리 튜브를 포함할 수 있다.
상기 열원유닛은 상기 제 1 냉매 조절밸브의 냉매가 상기 액관으로 유동되는 것을 막는 제 1 일방향 밸브와; 상기 열원유닛 팽창기구의 냉매가 제 2 냉매 조절밸브로 유동되는 것을 막는 제 2 일방향 밸브와; 상기 제 3 유로의 냉매가 상기 제 3 냉매 조절밸브로 직접 유동되지 않게 하는 제 3 일방향 밸브와; 상기 기관의 냉매가 상기 제 4 냉매 조절밸브로 유동되는 것을 막는 제 4 일방향 밸브를 포함할 수 있다.
냉방 운전시 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브는 오픈될 수 있고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브는 클로즈되어 냉매를 상기 리시버에 저장할 수 있다.
냉방 운전시 상기 액관의 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 3 조절밸브가 클로즈될 수 있다.
상기 제 1 냉매 조절밸브가 먼저 오픈된 후 상기 제 4 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 오픈될 수 있다.
상기 제 6 유로의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 클로즈될 수 있다.
상기 제 4 냉매 조절밸브가 먼저 클로즈된 후 상기 제 1 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 클로즈될 수 있다.
실외 온도가 영하의 설정 온도 초과인 난방 운전시 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 클로즈되어 냉매를 리시버에 저장할 수 있다.
실외 온도가 영하의 설정 온도 초과인 난방 운전시 상기 액관의 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 4 조절밸브가 클로즈될 수 있다.
상기 제 1 냉매 조절밸브가 먼저 오픈된 후 상기 제 3 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 오픈될 수 있다.
상기 제 5 유로의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 클로즈될 수 있다.
상기 제 3 냉매 조절밸브가 먼저 클로즈된 후 상기 제 1 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 클로즈될 수 있다.
실외 온도가 영하의 설정 온도 이하인 난방 운전시 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 2 냉매 조절밸브는 오픈될 수 있고, 상기 제 3 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브는 클로즈될 수 있으며, 상기 열원유닛 팽창기구는 개도 조절될 수 있다. 상기 실외팽창기구는 클로즈될 수 있다.
상기 수냉매 열교환기는 상기 수냉매 열교환기로 열원수를 공급하고 상기 열원유닛 외부에 위치되는 열원수 공급원과 수배관으로 연결될 수 있다.
본 발명은 열원유닛이 냉방 운전시의 냉매 저장부로 기능할 뿐만 아니라 난방 운전시의 냉매 저장부로 기능할 수 있어, 냉방 운전 뿐만 아니라 난방 운전의 최적 냉매량을 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 열원유닛을 실외기와 액관 및 기관에 연결하는 간단한 작업으로, 열원유닛이 간편하게 설치될 수 있는 이점이 있다.
또한, 냉매가 실외기에 연결되는 열원유닛에 저장될 수 있어, 공기조화기가 충분한 냉매 저장공간을 확보할 수 있고, 잦은 냉매 봉입 작업을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 열원유닛에 의해 냉매 순환량이 능동적으로 조절될 수 있어, 사용 편의성이 높은 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시의 냉매 차징이 도시된 이며,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도,
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 차징이 도시된 도이며,
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 극저온 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시 냉매 차징 방법이 도시된 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 차징 방법이 도시된 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시의 냉매 차징이 도시된 이다. 도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 차징이 도시된 도이다. 도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 극저온 난방 운전시 냉매 흐름이 도시된 도이다.
도 1 내지 도 5을 참조하면, 공기조화기는 실외기(2)와, 적어도 하나의 실내기(4)와, 열원 유닛(6)을 포함한다.
실외기(2)는 압축기(21)와 냉난방 절환밸브(24)와 실외열교환기(27)와 실외팽창기구(30)가 냉매 유로로 연결될 수 있다. 실외기(2)는 건물의 옥상 등과 같은 실외에 설치될 수 있다. 실내기(4)는 실내팽창기구(42)와 실내열교환기(44)가 냉매 유로로 연결될 수 있다. 실내기(4)는 공조를 희망하는 실내에 설치되거나 공조를 희망하는 실내로 공조된 공기를 토출하게 설치될 수 있다. 열원유닛(6)은 리시버(62)와 수냉매열교환기(64)와 열원유닛 팽창기구(66)를 포함할 수 있다. 열원유닛(6)은 건물 내 지하실이나 기계실과 같은 비주거공간에 설치될 수 있고, 후술하는 열원수 공급원(10)과 함께 비주거공간에 설치될 수 있다.
압축기(21)는 냉매를 압축할 수 있다. 압축기(21)에는 압축기(21)로 흡입되는 냉매가 안내되는 압축기 흡입유로(22)와, 압축기(21)에서 토출된 냉매가 안내되는 압축기 출구유로(23)가 연결될 수 있다.
냉난방 절환밸브(24)는 공기조화기의 냉방 운전과 난방 운전을 절환할 수 있다. 냉난방 절환밸브(24)에는 압축기 흡입유로(22)가 연결될 수 있고, 압축기 출구유로(23)가 연결될 수 있다. 냉난방 절환밸브(24)에는 냉난방 절환밸브(24)와 실외열교환기(27)를 연결하는 실외열교환기 연결유로(25)가 연결될 수 있다. 냉난방 절환밸브(24)에는 냉난방 절환밸브(24)와 실내열교환기(44)를 연결하는 기관(26)이 연결될 수 있다.
실외열교환기(27)는 실외 공기를 냉매와 열교환할 수 있다. 실외열교환기(27)는 냉매가 통과하는 냉매 유로가 형성될 수 있다. 실외열교환기(27)는 냉매가 통과하는 튜브와, 튜브에 설치된 핀을 포함하는 핀 튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 실외기(2)에는 실외 공기를 실외열교환기(27)로 송풍시키는 실외팬(28)이 설치될 수 있다. 실외열교환기(27)에는 실외열교환기(27)와 실외팽창기구(30)와 연결하는 실외팽창기구 연결유로(29)가 연결될 수 있다.
실외팽창기구(30)는 실외열교환기(27)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 것으로서, 캐필러리 튜브와 EEV 등으로 구성될 수 있고, 특히 개도 조절이 가능한 EEV로 구성되는 것이 바람직하다. 실외팽창기구(30)에는 실외팽창기구(30)와 실내팽창기구(42)를 연결하는 액관(32)이 연결될 수 있다.
실외기(2)에는 냉매가 실외팽창기구(30)를 바이패스할 수 있는 바이패스 유로(33)가 설치될 수 있고, 바이패스 유로(33)는 실외 팽창기구 연결유로(29)와 액관(32)을 연결할 수 있다. 바이패스 유로(33)에는 실내기(4)에서 실외열교환기(27)로 냉매가 유동될 때, 냉매가 바이패스 유로(33)를 통과하지 못하게 막는 체크밸브(34)가 설치될 수 있다.
실외기(2)는 실외온도를 감지하는 실외온도센서(35)를 포함할 수 있다.
실내기(4)는 복수개가 실외기(2)와 기관(26) 및 액관(32)으로 연결될 수 있다. 기관(26) 및 액관(32)은 복수개의 실내기(4)를 병렬 연결할 수 있다.
실내팽창기구(42)는 실내열교환기(44)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 것으로서, 캐필러리 튜브와 EEV 등으로 구성될 수 있고, 특히 개도 조절이 가능한 EEV로 구성되는 것이 바람직하다. 실내팽창기구(42)에는 실내팽창기구(42)와 실내열교환기(44)를 연결하는 실내열교환기 연결유로(43)가 연결될 수 있다.
실내열교환기(44)는 실내 공기를 냉매와 열교환할 수 있다. 실내열교환기(44)는 냉매가 통과하는 냉매 유로가 형성될 수 있다. 실내열교환기(44)는 냉매가 통과하는 튜브와, 튜브에 설치된 핀을 포함하는 핀 튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 실내기(4)에는 실내 공기를 실내열교환기(44)로 송풍시키는 실내팬(45)이 설치될 수 있다.
열원유닛(6)은 공기조화기로 봉입된 냉매 중 일부를 저장하여 실외기(2)와 실내기(4)로 적정량의 냉매가 순환되게 하는 냉매 저장부로 기능할 수 있고, 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다.
리시버(62)는 냉매가 유입되어 담겨질 수 있고, 일종의 냉매 보관장치로 기능할 수 있다. 리시버(62)는 하부에 액냉매가 담겨질 수 있고, 상부에 기상냉매가 위치될 수 있다. 리시버(62)는 열원유닛(6) 내부에 상하 방향으로 길게 설치될 수 있다. 리시버(62)는 수냉매열교환기(64)와 함께 실외열교환기 바이패스 유로를 구성할 수 있다. 리시버(62)는 액관(32)과 제 1 유로(63)로 연결될 수 있다. 액관(32)을 통과하는 냉매는 제 1 유로(63)를 통해 리시버(62)로 유동될 수 있다. 제 1 유로(63)는 일단이 액관(32) 중 실외기(2)와 실내기(4) 사이에 위치하는 부분에 연결될 수 있고, 타단이 리시버(62)에 연결될 수 있다. 제 1 유로(63)는 액관(32)과 리시버(62)를 연결하는 냉배배관에 의해 형성될 수 있다. 제 1 유로(63)는 리시버(62)의 하부에 연결될 수 있다. 액관(32)을 통과하는 냉매는 제 1 유로(63)를 통해 리시버(62)의 하부로 유입될 수 있다.
수냉매열교환기(64)는 냉매를 열원수와 열교환시킬 수 있다. 수냉매열교환기(64)는 냉매가 통과하는 냉매 유로와, 열원수가 통과하는 열원수 유로가 형성될 수 있다. 수냉매열교환기(64)는 냉매 유로와 열원수 유로가 교대 형성된 판형 열교환기나, 냉매 유로와 열원수 유로 중 어느 하나가 다른 하나의 외측에 위치되는 이중관 열교환기나, 냉매 유로와 열원수 유로 중 어느 하나를 형성하는 튜브가 냉매 유로와 열원수 유로 중 다른 하나를 쉘 내부에 배치된 쉘 튜브형 열교환기 등으로 구성될 수 있다. 수냉매열교환기(64)는 열원수 유로로 열원수를 공급하는 열원수 공급원(10)과 수배관(12)(14)으로 연결될 수 있다.
여기서, 열원수 공급원(10)은 열원유닛(6) 외부에 위치될 수 있고, 수배관(12)(14) 중 출수관(12)를 통해 고온의 열원수를 수냉매 열교환기(64)로 공급할 수 있고, 수배관(12)(14) 중 입수관(14)을 통해 수냉매 열교환기(64)에서 냉각된 열원수를 회수할 수 있다. 출수관(12)과 입수관(14) 중 하나에는 열원수를 열원수 공급원(10)와 수냉매 열교환기(64)로 순환시키는 순환펌프(15)가 설치될 수 있다. 순환펌프(15)는 열원수 공급원(10)의 구동시 함께 구동될 수 있다. 열원수 공급원(10)은 지열을 이용하여 물을 가열하는 지열 시스템이나 물을 버너로 가열하는 보일러 등으로 구성될 수 있다. 열원수 공급원(10)에서 가열된 열원수는 수냉매열교환기(64)와 열원수 공급원(10)을 순환하면서 수냉매열교환기(64)를 가열할 수 있다. 열원수 공급원(10)은 대략 20℃ 이상의 열원수를 수냉매열교환기(64)로 순환 공급할 수 있고, 수냉매열교환기(64)는 냉매로 열원수의 열을 전달하여 냉매를 증발시킬 수 있다.
수냉매 열교환기(64)는 리시버(62)와 제 2 유로(65)로 연결될 수 있다. 제 2 유로(65)는 일단이 리시버(62)에 연결될 수 있고, 타단이 수냉매 열교환기(64)에 형성된 냉매 유로와 연결될 수 있다. 제 2 유로(65)는 리시버(62)와 수냉매 열교환기(64) 사이에 배치된 적어도 하나의 냉매배관에 의해 형성될 수 있다. 제 2 유로(65)는 리시버(62)와 열원유닛 팽창기구(66)를 연결하는 열원유닛 팽창기구 입구유로(67)와, 열원유닛 팽창기구(66)와 수냉매 열교환기(64)를 연결하는 열원유닛 팽창기구 출구유로(68)를 포함할 수 있다. 제 2 유로(65)는 리시버(62)의 하부에 연결될 수 있다. 리시버(62)의 냉매는 제 2 유로(65)를 통해 수냉매 열교환기(64)로 유동될 수 있다.
수냉매 열교환기(64)는 냉난방 절환밸브(24)와 실외열교환기(27)의 사이(25)와 제 3 유로(70)로 연결될 수 있다. 수냉매 열교환기(64)는 냉난방 절환밸브(24)와 실외열교환기(27)의 사이로 열원수와 열교환된 냉매를 공급할 수 있다. 제 3 유로(70)는 일단이 수냉매 열교환기(64)에 형성된 냉매 유로에 연결되고, 타단이 냉난방 절환밸브(24)와 실외열교환기(27)를 연결하는 실외열교환기 연결유로(25)에 연결될 수 있다.
열원유닛 팽창기구(66)는 제 2 유로(65)에 설치되어, 제 2 유로(65)를 통과하는 냉매를 팽창시킬 수 있다. 열원유닛 팽창기구(66)은 수냉매 열교환기(64)를 향해 유동되는 냉매를 팽창시키는 것으로서, 캐필러리 튜브와 EEV 등으로 구성될 수 있고, 특히 개도 조절이 가능한 EEV로 구성되는 것이 바람직하다.
열원유닛(6)은 리시버(62)의 냉매를 열원유닛 팽창기구(66)에서 팽창시킬 수 있고, 열원유닛 팽창기구(66)에서 팽창된 냉매를 수냉매 열교환기(64)에서 열원수와 열교환시켜 증발시킬 수 있다. 열원유닛(6)은 수냉매 열교환기(64)에서 열원수와 열교환된 냉매가 실외열교환기(27)를 바이패스하여 압축기(21)로 유동되게 할 수 있다. 공기조화기는 실내기(4)에서 응축된 냉매를 리시버(62)로 유동시킬 수 있고, 리시버(62)의 냉매가 열원유닛(6)에서 팽창,증발되게 되면, 실외기(2)의 실외팬(28)이 오프될 수 있고, 수냉매열교환기(64)가 증발기로 기능할 수 있다.
열원유닛(6)은 리시버(62)에 담겨지는 냉매량에 따라 냉매 사이클의 순환 냉매량을 조절할 수 있고, 냉방 운전 뿐만 아니라 난방 운전시 냉매가 리시버(62)에 담겨질 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
열원유닛(6)은 리시버(62)에 연결된 제 4 유로(82)와, 제 4 유로(82)와 제 3 유로(70)를 연결하는 제 5 유로(84)와, 제 4 유로(82)와 기관(26)을 연결하는 제 6 유로(86)를 포함한다.
제 4 유로(82)는 리시버(62)의 상부에 연결될 수 있고, 리시버(62)의 내측 상부에 위치하는 기상 냉매는 제 4 유로(82)를 통해 제 5 유로(84) 또는 제 6 유로(86)로 유동될 수 있다. 제 4 유로(82)는 리시버(62)의 상부에 돌출되게 배치되는 냉매 배관에 의해 형성될 수 있다. 리시버(62)는 제 1 유로(63)가 액냉매 입구관이 될 수 있고, 제 2 유로(65)가 액냉매 출구관이 될 수 있으며, 제 4 유로(82)가 기상냉매 출구관이 될 수 있다. 리시버(62)의 냉매는 제 4 유로(82)와 제 5 유로(84)를 순차적으로 통과하여 제 3 유로(70)로 유동될 수 있다. 리시버(62)의 냉매는 제 4 유로(82)와 제 6 유로(86)를 통해 기관(26)으로 유동될 수 있다.
제 5 유로(84)는 일단이 제 4 유로(82)에 연결되고 타단이 제 3 유로(70)에 연결되는 냉매 배관에 의해 형성될 수 있다.
제 6 유로(86)는 일단이 제 4 유로(82)에 연결되고 타단이 기관(26)에 연결되는 냉매 배관에 의해 형성될 수 있다.
제 5 유로(84)와 제 6 유로(86)는 제 4 유로(62)에서 분지되게 연결될 수 있고, 제 4 유로(62)와 제 5 유로(84)와 제 6 유로(86)는 삼방 밸브로 연결되는 것이 가능하다.
공기조화기는 냉방 운전과 난방 운전을 선택적으로 실시할 수 있고, 난방 운전은 극저온 난방 운전과, 일반 난방 운전으로 구분될 수 있다. 여기서, 극저온 난방 운전은 실외 온도가 영하의 설정온도 이하일 때 실시되는 난방 운전이고, 일반 난방 운전은 실외 온도가 영하의 설정온도 초과일 때 실시되는 난방 운전이다. 여기서, 영하의 설정온도는 실외 열교환기(27)가 증발기로 기능할 때 효율이 낮은 온도이고, -15℃로 설정될 수 있다. 이하, 극저온 난방 운전이 아닌 일반 난방 운전을 난방 운전으로 칭하여 설명한다.
공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같은 냉방 운전 모드와, 도 3에 도시된 바와 같은 난방 운전 모드와, 도 5에 도시된 바와 같은 극저온 난방 운전 모드를 선택적으로 실시하는 것이 가능하다.
냉방 운전시 열원유닛(6)과 열원수 공급원(10)은 도 1에 도시된 같이 오프될 수 있다. 이때, 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매는 열원유닛(6)으로 출입되지 않을 수 있다.
냉방 운전시, 열원유닛(6)은 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매의 양을 조절하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 일시적으로 온될 수 있다. 이때, 열원수 공급원(10)은 오프 상태를 유지할 수 있다.
난방 운전시 열원유닛(6)과 열원수 공급원(10)은 도 3에 도시된 같이 오프될 수 있다. 이때, 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매는 열원유닛(6)으로 출입되지 않을 수 있다.
난방 운전시, 열원유닛(6)은 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매의 양을 조절하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 일시적으로 온될 수 있다. 이때, 열원수 공급원(10)은 오프 상태를 유지할 수 있다.
극저온 난방 운전시, 열원유닛(6)과 열원수 공급원(10)은 도 3에 도시된 같이 온될 수 있다. 이때, 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매는 열원유닛(6)을 통과할 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 극저온 난방 운전시, 실내기(4)에서 액관(32)로 유동된 냉매는 리시버(62)와 열원유닛 팽창기구(66)와 수냉매 열교환기(66)를 순차적으로 통과한 후 냉난방 절환밸브(24)를 통해 압축기(21)로 유동될 수 있다.
열원유닛 팽창기구(66)는 냉방 운전이거나 실외 온도가 설정 온도 초과인 난방 운전이면 클로즈될 수 있다.
열원유닛 팽창기구(66)는 실외 온도가 영하의 설정 온도 이하인 난방 운전이면 개도 조절될 수 있다.
열원유닛(6)은 열원유닛(6)의 냉매 유동 방향을 결정하는 복수개의 냉매 조절밸브를 포함할 수 있다. 열원유닛(6)은 리시버(62)에서 유출되는 기상 냉매의 양을 조절할 수 있는 유량 조절부를 포함할 수 있다. 유량 조절부는 캐필러리 튜브(98)로 구성될 수 있다.
냉매 조절밸브는 제 1 유로(63)에 설치된 제 1 냉매 조절밸브(72)와; 제 1 유로(65)에 설치된 제 2 냉매 조절밸브(74)를 포함할 수 있다. 제 2 냉매 조절밸브(74)는 리시버(62)와 열원유닛 팽창기구(66) 사이에 설치될 있다. 냉매 조절밸브는 제 5 유로(84)에 설치된 제 3 냉매 조절밸브(92)와; 제 6 유로(86)에 설치된 제 4 냉매 조절밸브(94)를 포함할 수 있다.
캐필러리 튜브(98)는 제 4 유로(82)에 설치되어 리시버(62)의 기상 냉매를 조절하는 유량 조절부로 기능하는 것이 가능하다. 캐필러리 튜브(98)는 제 5 유로(84)와 제 6 유로(86) 각각에 설치되어 리시버(62)의 기상 냉매를 조절하는 유량 조절부로 기능하는 것이 가능하다.
제 1 냉매 조절밸브(72)는 액관(32)의 냉매가 리시버(62)로 유동되게 오픈되거나, 액관(32)의 냉매가 리시버(62)로 유동되지 않게 클로즈될 수 있다. 제 1 냉매 조절밸브(72)는 냉방 운전시 클로즈된 상태를 유지하다가 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매 순환량 변화가 필요할 경우 오픈될 수 있다. 제 1 냉매 조절밸브(72)는 난방 운전시 클로즈된 상태를 유지하다가 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매 순환량 변화가 필요할 경우 오픈될 수 있다. 제 1 냉매 조절밸브(72)는 실외 온도가 영하의 설정 온도 이하인 난방 운전이면 오픈될 수 있다.
제 2 냉매 조절밸브(74)는 냉방 운전시 클로즈된 상태를 유지할 수 있고, 난방 운전시 클로즈된 상태를 유지할 수 있다. 제 2 냉매 조절밸브(74)는 실외 온도가 영하의 설정 온도 이하인 난방 운전이면 제 1 냉매 조절밸브(72)의 오픈시 함께 오픈될 수 있고, 제 1 냉매 조절밸브(72)의 클로즈시 함께 클로즈될 수 있다.
제 3 냉매 조절밸브(92)는 리시버(62)의 냉매가 제 5 유로(84)를 통해 제 3 유로(70)로 유동되게 오픈되거나, 리시버(62)의 냉매가 제 5 유로(84)를 통해 제 3 유로(70)로 유동되지 않게 클로즈될 수 있다. 제 3 냉매 조절밸브(92)는 냉방 운전시 도 1 내지 도 2와 같이, 클로즈될 수 있다. 제 3 냉매 조절밸브(92)는 난방 운전시, 도 3에 도시된 바와 같이 클로즈되거나 도 4에 도시된 바와 같이, 리시버(62)에 냉매가 차징되게 오픈될 수 있다.
제 4 냉매 조절밸브(94)는 리시버(62)의 냉매가 제 6 유로(86)를 통해 기관(26)으로 유동되게 오픈되거나, 리시버(62)의 냉매가 제 6 유로(86)를 통해 기관(26)으로 유동되지 않게 클로즈될 수 있다. 제 4 냉매 조절밸브(94)는 냉방 운전시, 도 1에 도시된 바와 같이 클로즈되거나 도 2에 도시된 바와 같이, 리시버(62)에 냉매가 차징되게 오픈될 수 있다. 제 4 냉매 조절밸브(94)는 난방 운전시 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 클로즈될 수 있다.
열교환유닛(6)은 냉방 운전시, 액관 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)가 오픈되고, 제 2 냉매 조절밸브(74)와 제 3 조절밸브(94)가 클로즈될 수 있다. 이 경우, 리시버(62)로는 액냉매가 유입되어 차징된다. 상기와 같이 리시버(62)로 냉매 차징이 개시된 후, 제 6 유로(86)의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)가 클로즈될 수 있고, 리시버(62)로의 냉매 차징은 종료된다. 여기서, 제 6 유로(86)의 온도는 캐필러리 튜브(98)의 출구측에 설치된 캐필러리 온도 센서(미도시)에서 감지된 온도일 수 있다.
열교환유닛(6)은 난방 운전시, 액관 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3 냉매 조절밸브(92)가 오픈되고, 제 2 냉매 조절밸브(74)와 제 4 냉매 조절밸브(94)가 클로즈될 수 있다. 이 경우, 리시버(62)로는 액냉매가 유입되어 차징된다. 상기와 같이 리시버(62)로 냉매 차징이 개시된 후, 제 5 유로(84)의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3 냉매 조절밸브(92)가 클로즈될 수 있고, 리시버(62)로의 냉매 차징은 종료된다. 여기서, 제 5 유로(84)의 온도는 캐필러리 튜브(98)의 출구측에 설치된 캐필러리 온도 센서(미도시)에서 감지된 온도일 수 있다.
열원 유닛(6)은 극저온 난방 운전시, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 2 냉매 조절밸브(74)가 오픈될 수 있다. 열원 유닛(6)은 극저온 난방 운전시, 제 3 냉매 조절밸브(92) 및 제 4 냉매 조절밸브(94)가 클로즈될 수 있다. 즉, 열원유닛(6)은 냉방 또는 난방의 운전방식에 따라 상기 제 2 냉매 조절밸브(74), 제 3 냉매 조절밸브(92) 및 제 4 냉매 조절밸브(94) 중 어느 하나의 냉매 조절밸브가 상기 제 1 냉매 조절밸브(72)와 함께 오픈되면, 나머지 두개의 냉매 조절밸브가 클로즈될 수 있다.
열원유닛(6)은 제 1 유로(63)에 설치되어 액관(32)의 냉매가 제 1 냉매 조절밸브(72)로 유동되게 하고, 제 1 냉매 조절밸브(72)의 냉매가 액관(32)으로 유동되는 것을 막는 제 1 일방향 밸브(76)를 포함할 수 있다.
열원유닛(6)은 제 2 유로(65)에 설치되어 제 2 냉매 조절밸브(74)의 냉매가 열원유닛 팽창기구(66)로 유동되게 하고, 열원유닛 팽창기구(66)의 냉매가 제 2 냉매 조절밸브(74)로 유동되는 것을 막는 제 2 일방향 밸브(78)를 포함할 수 있다.
열원유닛(6)은 제 3 냉매 조절밸브(92)의 냉매가 제 3 유로(70)로 유동되게 하고, 제 3 유로(70)의 냉매가 제 3 냉매 조절밸브(92)로 유동되는 것을 막는 제 3 일방향 밸브(102)를 포함할 수 있다.
열원유닛(6)은 제 4 냉매 조절밸브(94)의 냉매가 기관(26)으로 유동되게 하고, 기관(26)의 냉매가 제 4 냉매 조절밸브(94)로 유동되는 것을 막는 제 4 일방향 밸브(104)를 포함할 수 있다.
공기조화기는 액관(32)에는 온도를 감지하는 액관 온도센서를 포함할 수 있다. 액관 온도센서는 실외기(2) 내부에 위치되게 설치되는 것이 가능하고, 실내기(4) 내부에 위치되게 설치되는 것이 가능하다.
공기조화기는 실외열교환기(27)의 온도를 감지하는 실외열교환기 온도센서를 포함할 수 있다. 실외열교환기 온도센서는 실외열교환기(27)의 냉매배관에 설치될 수 있다. 공기조화기는 실외열교환기(44)의 온도를 감지하는 실내열교환기 온도센서를 포함할 수 있다. 실내열교환기 온도센서는 실내열교환기(44)의 냉매배관에 설치될 수 있다. 공기조화기는 캐필러리 튜브(98)의 출구측에 설치되어 온도를 감지하는 캐필러리 튜브 온도센서을 포함할 수 있다.
실외기(2)에는 실외기(2)에 설치된 압축기(21)와 냉난방 절환밸브(23)와 실외팬(28)과 실외팽창기구(30) 등을 제어하는 실외기 피시비(A)가 설치될 수 있다.
열원유닛(6)은 열원유닛 팽창기구(66)와 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 2 냉매 조절밸브(74)를 제어하는 열원유닛 피시비(B)가 설치될 수 있다.
열원수 공급원(10)에는 열원수 공급원의 각종 전장부품을 제어하는 열원수 공급원 피시비(C)가 설치될 수 있다.
실외기 피시비(A)는 열원유닛 피시비(B)과 통신할 수 있고, 열원유닛 피시비(B)은 열원수 공급원 피시비(C) 및 순환펌프(15)와 통신할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2을 참조하여 냉방 운전을 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉방 운전시 냉매 차징 방법이 도시된 순서도이다.
먼저, 냉방 운전시 실외기(2)는 냉난방 절환밸브(24)를 냉방 모드로 제어할 수 있고, 압축기(21)를 구동시킬 수 있으며, 실외팬(28)을 구동할 수 있다. 냉방 운전시, 실내기(4)는 실내팬(45)을 구동할 수 있고, 실내팽창기구(42)가 냉매를 팽창시키게 실내팽창기구(42)의 개도 조절할 수 있다. 냉방 운전시, 열원유닛(6) 및 열원수 공급원(10)은 오프일 수 있다.
도 1을 참조하면, 압축기(21)의 구동시, 압축기(21)에서 압축된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 실외 열교환기(27)로 유동될 수 있고, 실외 열교환기(28)에서 응축된 후 액관(32)으로 유동될 수 있다. 액관(32)으로 유동된 냉매는 전부 실내팽창기구(42)로 유동되어 실내팽창기구(42)에서 팽창될 수 있다. 실내팽창기구(42)에서 팽창된 냉매는 실내열교환기(44)로 유동되어 실내열교환기(44)에서 실내공기와 열교환되어 증발될 수 있다. 실내열교환기(44)에서 증발된 냉매는 기관(26)으로 유동될 수 있다. 기관(26)으로 유동된 냉매는 열원유닛(6)으로 유입되지 않고, 전부 냉난방 절환밸브(24)로 유동될 수 있다. 냉난방 절환밸브(24)로 유동된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 압축기(21)로 흡입될 수 있다. 공기조화기는 실외 열교환기(27)가 응축기로 기능하고, 실내열교환기(44)가 증발기로 기능할 수 있으며, 실내열교환기(44)에서 냉매와 열교환된 실내공기가 실내를 냉방할 수 있다.
공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같은 냉방 운전시, 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매량이 적정치 보다 많을 경우, 액관(32)의 온도가 응축온도 보다 과도하게 낮을 수 있고, 액관(32)의 온도가 응축온도 보다 과도하게 낮을 경우, 냉매를 리시버(42)로 차징하는 냉매 차징운전으로 열원유닛(6)을 제어할 수 있다. 여기서, 냉매 차징운전은 압축기(21)가 온된 후 안정화 설정시간이 경과되면 실시될 수 있고, 압축기(21)가 온된 후 안정화 설정시간이 경과되지 않으면, 냉매 차징운전을대기할 수 있다. 열원유닛(6)은 액관 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)가 오픈될 수 있고, 제 2 냉매 조절밸브(74)와 제 3 조절밸브(94)는 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S1)(S2)(S3)(S4) 여기서, 제 1 설정 온도치는 3℃ 내지 7℃ 중 하나의 온도치가 설정될 수 있고, 5℃로 설정될 수 있다. 응축온도는 실외 열교환기(27)에 설치된 실외 열교환기 온도 센서에서 감지된 온도가 사용되는 것이 가능하고, 냉매 사이클의 고압측에 설치된 고압센서(미도시)로부터 감지된 압력으로부터 환산되는 온도가 응축온도로 사용되는 것이 가능하다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)의 오픈시 열원유닛 팽창기구(66)가 현재 오픈 상태이면, 열원유닛 팽창기구(66)가 먼저 클로즈될 수 있다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)는 시간차를 두고 제 1 냉매 조절밸브(72)가 먼저 오픈된 후 제 4 냉매 조절밸브(94)가 오픈될 수 있다.
액관(32)을 통과하는 액냉매 중 일부는 제 1 유로(63)를 통과하여 리시버(62)로 유입될 수 있고, 리시버(62) 내측 하부에는 액냉매가 점차 쌓일 수 있다. 리시버(62) 내측 상부의 기상냉매는 캐필리러 튜브(98)와 제 4 냉매 조절밸브(94)를 통해 기관(26)으로 유동될 수 있다. 기관(26)으로 유동된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통해 압축기(21)로 흡입될 수 있다. 공기조화기는 시간이 경과함에 따라 리시버(62)에 수용되는 액냉매량은 증대될 수 있다.
한편, 공기조화기는 상기와 같이 리시버(62)로 냉매 차징이 개시된 후, 제 6 유로(86)의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)가 클로즈될 수 있다.(S5)(S6) 여기서, 제 2 설정 온도치는 3℃ 내지 7℃ 중 하나의 온도치가 설정될 수 있고, 5℃로 설정될 수 있다. 이 경우 리시버(62)로의 냉매 차징은 종료된다. 증발온도는 실내 열교환기(44)에 설치된 실외 열교환기 온도 센서에서 감지된 온도가 사용되는 것이 가능하고, 냉매 사이클의 저압측에 설치된 저압센서(미도시)로부터 감지된 압력으로부터 환산되는 온도가 증발온도로 사용되는 것이 가능하다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)는 시간차를 두고 제 4 냉매 조절밸브(94)가 먼저 클로즈 된 후 제 1 냉매 조절밸브(72)가 클로즈될 수 있다. 공기조화기는 냉방 운전시의 냉매 차징 운전이 종료될 수 있고, 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같은 냉방 운전의 냉매의 흐름으로 운전될 수 있다. 공기조화기는 상기와 같은 냉매 차징 운전을 실시한 후, 공기조화기가 정지되기 전까지 상기와 같은 냉매 차징 운전을 반복할 수 있다. 한편, 상기와 같은 냉방 운전시의 냉매 차징 운전은, 공기조화기의 통상저인 냉방 운전시 자동으로 실시되는 것이 가능하고, 별도의 시운전시 시운전 모드에서 실시되는 것이 가능함은 물론이다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 난방 운전을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 난방 운전은 실외 온도가 영하의 설정온도(-15℃) 초과인 조건에서 실시되는 운전이다. 도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 난방 운전시 냉매 차징 방법이 도시된 순서도이다.
먼저, 난방 운전시 실외기(2)는 냉난방 절환밸브(24)를 난방 모드로 제어할 수 있고, 압축기(21)를 구동시킬 수 있으며, 실외팬(28)을 구동할 수 있으며, 실외팽창기구(30)이 냉매를 팽창시키게 실외팽창기구(30)의 개도 조절할 수 있다. 난방 운전시, 실내기(4)는 실내팬(45)을 구동할 수 있다. 난방 운전시, 열원유닛(6) 및 열원수 공급원(10)은 오프일 수 있다.
도 3을 참조하면, 압축기(21)의 구동시, 압축기(21)에서 압축된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 기관(26)으로 유동될 수 있다. 기관(26)으로 유동된 냉매는 실내열교환기(44)로 유동될 수 있다. 실내열교환기(44)로 유동된 냉매는 실내열교환기(44)에서 실내공기와 열교환되어 응축되고, 이후 실내팽창기구(42)를 통과하고 액관(32)으로 유동될 수 있다. 액관(32)으로 유동된 냉매는 열원유닛(6)으로 유입되지 않고, 전부 실외팽창기구(30)로 유동되어 실외팽창기구(30)에서 팽창될 수 있다. 실외팽창기구(30)에서 팽창된 냉매는 실외열교환기(27)로 유동되어 실외열교환기(27)에서 실외공기와 열교환되어 증발될 수 있다. 실외열교환기(27)에서 증발된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)로 유동될 수 있고, 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 압축기(21)로 흡입될 수 있다. 공기조화기는 실내열교환기(44)가 응축기로 기능할 수 있고, 실외 열교환기(27)가 증발기로 기능하고, 실내열교환기(44)에서 냉매와 열교환된 실내공기가 실내를 난방할 수 있다.
공기조화기는 도 3에 도시된 바와 같은 난방 운전시, 실외기(2)와 실내기(4)를 순환하는 냉매량이 적정치 보다 많을 경우, 액관(32)의 온도가 응축온도 보다 과도하게 낮을 수 있고, 액관(32)의 온도가 응축온도 보다 과도하게 낮을 경우, 냉매를 리시버(42)로 차징하는 냉매 차징운전으로 열원유닛(6)을 제어할 수 있다. 여기서, 냉매 차징운전은 압축기(21)가 온된 후 안정화 설정시간이 경과되면 실시될 수 있고, 압축기(21)가 온된 후 안정화 설정시간이 경과되지 않으면, 냉매 차징운전을대기할 수 있다. 열원유닛(6)은 액관 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3 냉매 조절밸브(92)가 오픈될 수 있고, 제 2 냉매 조절밸브(74)와 제 4 조절밸브(96)는 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S11)(S12)(S13)(S14) 여기서, 제 1 설정 온도치는 3℃ 내지 7℃ 중 하나의 온도치가 설정될 수 있고, 5℃로 설정될 수 있다. 응축온도는 실내 열교환기(44)에 설치된 실외 열교환기 온도 센서에서 감지된 온도가 사용되는 것이 가능하고, 냉매 사이클의 고압측에 설치된 고압센서(미도시)로부터 감지된 압력으로부터 환산되는 온도가 응축온도로 사용되는 것이 가능하다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3냉매 조절밸브(94)의 오픈시 열원유닛 팽창기구(66)가 현재 오픈 상태이면, 열원유닛 팽창기구(66)가 먼저 클로즈될 수 있다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3 냉매 조절밸브(92)는 시간차를 두고 제 1 냉매 조절밸브(72)가 먼저 오픈된 후 제 3 냉매 조절밸브(92)가 오픈될 수 있다.
액관(32)을 통과하는 액냉매 중 일부는 제 1 유로(63)를 통과하여 리시버(62)로 유입될 수 있고, 리시버(62) 내측 하부에는 액냉매가 점차 쌓일 수 있다. 리시버(62) 내측 상부의 기상냉매는 캐필리러 튜브(98)와 제 3 냉매 조절밸브(92)를 통해 제 3 유로(70)로 유동되고, 제 3 유로(70)로 유동된 기상 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통해 압축기(21)로 흡입될 수 있다 공기조화기는 시간이 경과함에 따라, 리시버(62)에 수용되는 액냉매량은 증대될 수 있다.
한편, 공기조화기는 상기와 같이 리시버(62)로 냉매 차징이 개시된 후, 제 5 유로(84)의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 3 냉매 조절밸브(92)가 클로즈될 수 있다.(S15)(S16) 여기서, 제 2 설정 온도치는 3℃ 내지 7℃ 중 하나의 온도치가 설정될 수 있고, 5℃로 설정될 수 있다. 이 경우 리시버(62)로의 냉매 차징 운전은 종료된다. 증발온도는 실내 열교환기(44)에 설치된 실외 열교환기 온도 센서에서 감지된 온도가 사용되는 것이 가능하고, 냉매 사이클의 저압측에 설치된 저압센서(미도시)로부터 감지된 압력으로부터 환산되는 온도가 증발온도로 사용되는 것이 가능하다. 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 4 냉매 조절밸브(94)는 시간차를 두고 제 4 냉매 조절밸브(94)가 먼저 클로즈 된 후 제 1 냉매 조절밸브(72)가 클로즈될 수 있다. 공기조화기는 냉방 운전시의 냉매 차징이 종료될 수 있고, 공기조화기는 도 3에 도시된 바와 같은 난방 운전의 냉매의 흐름으로 운전될 수 있다. 공기조화기는 상기와 같은 냉매 차징 운전을 실시한 후, 공기조화기가 정지되기 전까지 상기와 같은 냉매 차징 운전을 반복할 수 있다. 한편, 상기와 같은 난방 운전시의 냉매 차징 운전은, 공기조화기의 통상저인 난방 운전시 자동으로 실시되는 것이 가능하고, 별도의 시운전시 시운전 모드에서 실시되는 것이 가능함은 물론이다.
이하, 도 5를 참조하여 극저온 난방 운전을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 극저온 난방 운전은 실외 온도가 영하의 설정온도(-15℃) 이하인 조건에서 실시되는 운전이다.
먼저, 극저온 난방 운전시 실외기(2)는 냉난방 절환밸브(24)를 난방 모드로 제어할 수 있고, 압축기(21)를 구동시킬 수 있다. 극저온 난방 운전시 실외기(2)는 실외팬(28)을 오프할 수 있으며, 실외팽창기구(30)를 클로즈할 수 있다. 극저온 난방 운전시, 실내기(4)는 실내팬(45)을 구동할 수 있다. 극저온 난방 운전시, 열원유닛(6) 및 열원수 공급원(10)은 온일 수 있다. 극저온 난방 운전시, 열원유닛(6)은 열원유닛 팽창기구(66)가 냉매를 팽창시키게 열원유닛 팽창기구(66)의 개도 조절할 수 있다. 극저온 난방 운전시, 열원유닛(6)은 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 2 냉매 조절밸브(74)가 냉매를 통과시키게 제 1 냉매 조절밸브(72)와 제 2 냉매 조절밸브(74)를 오픈시킬 수 있다.
도 5을 참조하면, 압축기(21)의 구동시, 압축기(21)에서 압축된 냉매는 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 기관(26)으로 유동될 수 있다. 기관(26)으로 유동된 냉매는 실내열교환기(44)로 유동될 수 있다. 실내열교환기(44)로 유동된 냉매는 실내열교환기(44)에서 실내공기와 열교환되어 응축되고, 이후 실내팽창기구(42)를 통과하고 액관(32)으로 유동될 수 있다. 액관(32)으로 유동된 냉매는 실외팽창기구(30)를 통해 실외 열교환기로 유동되지 않고, 제 1 유로(63)로 유동될 수 있고, 제 1 유로(63) 및 제 1 냉매조절밸브(72)를 통과하여 리시버(62)로 유입될 수 있다. 리시버(62)의 냉매는 제 2 유로(65)로 유동될 수 있고, 제 2 냉매조절밸브(74)를 통과한 후 열원유닛 팽창기구(66)를 통과할 수 있다. 냉매는 열원유닛 팽창기구(66)에 의해 증발이 용이한 2상 냉매로 팽창될 수 있다. 열원유닛 팽창기구(66)에 의해 팽창된 냉매는 수냉매 열교환기(64)를 통과하면서 열원수의 열을 흡수할 수 있고, 증발될 수 있다. 수냉매 열교환기(64)에 의해 증발된 냉매는 제 3 유로(70)을 통과하여 실외열교환기(27)와 냉난방 절환밸브(24)의 사이로 유동되고, 이후 냉난방 절환밸브(24)를 통과하여 압축기(21)로 흡입될 수 있다.
공기조화기는 실내열교환기(44)가 응축기로 기능할 수 있고, 열원유닛 팽창기구(66)가 팽창기로 기능할 수 있으며, 수냉매 열교환기(64)가 증발기로 기능하고, 실내열교환기(44)에서 냉매와 열교환된 실내공기가 실내를 난방할 수 있다. 냉매는 수냉매 열교환기(64)에서 20℃ 이상의 열원수와 열교환될 수 있고, 실외 열교환기(27)가 영하의 설정온도(-15℃) 실외공기와 열교환되는 경우 보다 증발 효과가 탁월하게 된다. 상기와 같이, 수냉매 열교환기(64)에서 20℃ 이상의 열원수에 의해 증발된 냉매는 실외 열교환기(27)가 영하의 설정온도(-15℃) 실외공기와 열교환되는 경우보다 냉매의 온도가 상승될 수 있고, 그로 인해 압축기(21)로 흡입되는 냉매 온도가 상승될 수 압축기(21)에서 토출되는 냉매의 온도를 상승시킬 수 있으며, 그로 인해 실내기(4)에서 취출되는 공기의 온도가 높을 수 있다.
2: 실외기 4: 실내기
6: 열원유닛 10: 열원수 공급원
12: 출수관 14: 입수관
21: 압축기 23: 냉난방 절환밸브
26: 기관 27: 실외 열교환기
30: 실외팽창기구 32: 액관
42: 실내팽창기구 44: 실내열교환기
62: 리시버 63: 제 1 유로
64: 수냉매 열교환기 65: 제 2 유로
66: 열원유닛 팽창기구 70: 제 3 유로
72: 제 1 냉매 조절밸브 74: 제 2 냉매 조절밸브
82: 제 4 유로 84: 제 5 유로
86: 제 6 유로 94: 제 3 냉매 조절밸브
96: 제 4 냉매 조절밸브 98: 캐필러리 튜브

Claims (18)

  1. 압축기와 냉난방 절환밸브와 실외열교환기와 실외팽창기구가 냉매 유로로 연결된 실외기와;
    실내팽창기구와 실내열교환기가 냉매 유로로 연결된 실내기와;
    상기 실내 열교환기와 냉난방 절환밸브를 연결하는 기관과;
    상기 실외팽창기구와 실내팽창기구를 연결하는 액관과;
    상기 액관 및 기관과 연결된 열원유닛을 포함하고,
    상기 열원유닛은 리시버와;
    상기 액관과 상기 리시버를 연결하는 제 1 유로와;
    냉매와 열원수를 열교환시키는 수냉매 열교환기와;
    상기 리시버와 수냉매 열교환기를 연결하는 제 2 유로와;
    상기 제 2 유로에 설치된 열원유닛 팽창기구와;
    상기 냉난방 절환밸브와 실외열교환기의 사이와 상기 수냉매 열교환기를 연결하는 제 3 유로와;
    상기 리시버에 연결된 제 4 유로와;
    상기 제 4 유로와 상기 제 3 유로를 연결하는 제 5 유로와;
    상기 제 4 유로와 상기 기관을 연결하는 제 6 유로를 포함하고
    상기 열원 유닛은
    상기 제 1 유로에 설치된 제 1 냉매 조절밸브와;
    상기 제 1 유로 중 상기 리시버와 열원유닛 팽창기구 사이에 설치된 제 2 냉매 조절밸브와;
    상기 제 5 유로에 설치된 제 3 냉매 조절밸브와;
    상기 제 6 유로에 설치된 제 4 냉매 조절밸브를 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유로와 제 2 유로는 상기 리시버의 하부에 연결되고,
    상기 제 4 유로는 상기 리시버의 상부에 연결된 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열원유닛은 냉방 또는 난방의 운전방식에 따라 상기 제 2 냉매 조절밸브, 제 3 냉매 조절밸브 및 제 4 냉매 조절밸브 중 어느 하나의 냉매 조절밸브가 상기 제 1 냉매 조절밸브와 함께 오픈되면, 나머지 두개의 냉매 조절밸브가 클로즈 되는 공기조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 유로에 설치된 캐필러리 튜브를 포함하는 공기조화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열원유닛은 상기 제 1 냉매 조절밸브의 냉매가 상기 액관으로 유동되는 것을 막는 제 1 일방향 밸브와;
    상기 열원유닛 팽창기구의 냉매가 제 2 냉매 조절밸브로 유동되는 것을 막는 제 2 일방향 밸브와;
    상기 제 3 유로의 냉매가 상기 제 3 냉매 조절밸브로 직접 유동되지 않게 하는 제 3 일방향 밸브와;
    상기 기관의 냉매가 상기 제 4 냉매 조절밸브로 유동되는 것을 막는 제 4 일방향 밸브를 포함하는 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    냉방 운전시
    상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브는 오픈되고,
    상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브는 클로즈되어 냉매를 상기 리시버에 저장하는 공기조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    냉방 운전시,
    상기 액관의 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 3 조절밸브가 클로즈되는 공기조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 냉매 조절밸브가 먼저 오픈된 후 상기 제 4 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 오픈되는 공기조화기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 6 유로의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 클로즈되는 공기조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 4 냉매 조절밸브가 먼저 클로즈된 후 상기 제 1 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 클로즈되는 공기조화기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    실외 온도가 영하의 설정 온도 초과인 난방 운전시
    상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브가 클로즈되어 냉매를 리시버에 저장하는 공기조화기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    실외 온도가 영하의 설정 온도 초과인 난방 운전시
    상기 액관의 온도와 제 1 설정 온도치의 합이 응축온도 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 오픈되고, 상기 제 2 냉매 조절밸브와 제 4 조절밸브가 클로즈되는 공기조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 냉매 조절밸브가 먼저 오픈된 후 상기 제 3 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 오픈되는 공기조화기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 5 유로의 온도가 증발온도와 제 2 설정 온도치의 합 보다 작으면, 상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 3 냉매 조절밸브가 클로즈되는 공기조화기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 냉매 조절밸브가 먼저 클로즈된 후 상기 제 1 냉매 조절밸브가 시간차를 두고 클로즈되는 공기조화기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    실외 온도가 영하의 설정 온도 이하인 난방 운전시
    상기 제 1 냉매 조절밸브와 제 2 냉매 조절밸브는 오픈되고,
    상기 제 3 냉매 조절밸브와 제 4 냉매 조절밸브는 클로즈되며,
    상기 열원유닛 팽창기구는 개도 조절되는 공기조화기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 실외팽창기구는 클로즈되는 공기조화기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 수냉매 열교환기는 상기 수냉매 열교환기로 열원수를 공급하고 상기 열원유닛 외부에 위치되는 열원수 공급원과 수배관으로 연결된 공기조화기.
KR1020120151880A 2012-12-24 2012-12-24 공기조화기 KR101645180B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151880A KR101645180B1 (ko) 2012-12-24 2012-12-24 공기조화기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151880A KR101645180B1 (ko) 2012-12-24 2012-12-24 공기조화기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140082233A KR20140082233A (ko) 2014-07-02
KR101645180B1 true KR101645180B1 (ko) 2016-08-03

Family

ID=51733212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120151880A KR101645180B1 (ko) 2012-12-24 2012-12-24 공기조화기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101645180B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121104A (ja) * 1998-10-21 2000-04-28 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08166175A (ja) * 1994-12-12 1996-06-25 Toshiba Corp 冷媒加熱式暖冷房機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121104A (ja) * 1998-10-21 2000-04-28 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140082233A (ko) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9003823B2 (en) Combined air-conditioning and hot-water supply system
KR101212698B1 (ko) 히트 펌프식 급탕장치
JP5784117B2 (ja) 空気調和装置
WO2013001572A1 (ja) 空気調和装置
KR101045435B1 (ko) 냉매사이클 연동 물 순환 시스템
JP6000373B2 (ja) 空気調和装置
CN103733002A (zh) 空气调节装置
JP2006284035A (ja) 空気調和装置およびその制御方法
CN103221759A (zh) 空调机
KR102032283B1 (ko) 공기조화기
CN102575860A (zh) 空气调节装置
KR101321549B1 (ko) 히트 펌프
JP6120943B2 (ja) 空気調和装置
JP5312606B2 (ja) 空気調和装置
JP5955409B2 (ja) 空気調和装置
KR20120083139A (ko) 히트펌프식 급탕장치
WO2011099056A1 (ja) 空気調和装置
JP2017161159A (ja) 空気調和機の室外ユニット
KR101321545B1 (ko) 공기조화기
KR102536079B1 (ko) 복합 칠러 시스템 및 이의 동작 방법
KR101645180B1 (ko) 공기조화기
CN220541253U (zh) 一种空调器
KR101640412B1 (ko) 공기조화기
KR20140089796A (ko) 급탕 겸용 공기조화기
KR20140094673A (ko) 히트 펌프

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant