KR101694603B1

KR101694603B1 - 공기 조화기

Info

Publication number: KR101694603B1
Application number: KR1020150004175A
Authority: KR
Inventors: 신광호; 정호종; 정민호; 최송
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2017-01-09
Also published as: US20160201962A1; KR20160086615A; EP3043127B1; US10041706B2; EP3043127A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 적어도 하나의 실내기, 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 전기를 사용하여 제1 압축기를 구동하며, 냉매의 열교환을 위한 제1 실외열교환기를 구비하는 EHP 실외기, 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 연소 가스를 통해 제2 압축기를 구동하는 엔진, 냉매의 열교환을 위한 제1 실외열교환기 및 엔진의 폐열을 이용하여 냉매와 열교환하는 폐열 열교환기를 구비하는 GHP 실외기 및 제1 실외열교환기와 제2 실외열교환기를 연결하며, GHP 실외기의 저압 냉매를 EHP 실외기로 공급하기 위한 저압 냉매 공통관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.

공기 조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내를 냉/난방하거나 또는 실내 공기를 정화시키는 장치를 말한다. 공기 조화기는 압축기를 구동시키는 동력원에 따라, 전기를 사용하는 전기식 히트 펌프(Electric Heat Pump; EHP) 방식과, LPG나 LNG 등의 가스 연료를 사용하는 가스 히트 펌프(Gas Heat Pump; GHP) 방식 등으로 분류할 수 있다. 여기서, GHP 방식은 가스 연료 연소를 통해 엔진을 작동시켜 압축기를 구동시킨다.

종래 EHP 방식에 따른 공기 조화기는 한국특허출원번호 제10-2003-0077857호에 개시된다. 공보에 개시된 EHP 방식에 따른 공기 조화기에서는 공급 전류를 조절함으로써 압축기의 제어가 용이하여 부분 부하 대응에 적합하고 에너지 효율이 높은 장점이 있다. 그러나, EHP 방식에 따른 공기 조화기에서는 저온 난방시 실외 열교환기에 서리가 착상되는 문제가 있다.

그리고, 종래 GHP 방식에 따른 공기 조화기는 한국특허출원번호 제10-2003-0077857호에 개시된다. 공보에 개시된 GHP 방식에 따른 공기 조화기에서는 엔진의 폐열을 이용함으로써 제상 성능이 우수한 장점이 있으나, 열 손실 등에 의해 엔진의 효율이 낮은 문제가 있다.

그러므로, 이러한 공기 조화기 시장에서, 보다 더 개선된 성능 및 효율을 갖는 공기 조화기를 제공할 수 있는 방안의 모색이 요청된다.

따라서, 본 발명의 목적은 성능 및 효율을 보다 더 개선할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 적어도 하나의 실내기; 상기 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 전기를 사용하여 제1 압축기를 구동하며, 냉매의 열교환을 위한 제1 실외열교환기를 구비하는 EHP 실외기; 상기 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 연소 가스를 통해 제2 압축기를 구동하는 엔진, 냉매의 열교환을 위한 제1 실외열교환기 및 상기 엔진의 폐열을 이용하여 냉매와 열교환하는 폐열 열교환기를 구비하는 GHP 실외기; 및 상기 제1 실외열교환기와 상기 제2 실외열교환기를 연결하며, 상기 GHP 실외기의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기로 공급하기 위한 저압 냉매 공통관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기를 제공한다.

상기 저압 냉매 공통관은, 상기 EHP 실외기와 상기 GHP 실외기의 공통 운전 또는 상기 EHP 실외기의 제상 운전시, 상기 GHP 실외기의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기로 공급할 수 있다.

상기 EHP 실외기는, 상기 제1 압축기로 냉매를 공급하기 위한 제1 어큐뮬레이터; 및 상기 제1 실외열교환기와 상기 제1 어큐뮬레이터를 연결하는 제1 어큐뮬레이터 연결관;을 포함하며, 상기 저압 냉매 공통관은 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관으로부터 분기되어 상기 GHP 실외기와 연결될 수 있다.

상기 GHP 실외기는, 상기 제2 압축기로 냉매를 공급하기 위한 제2 어큐뮬레이터; 및 상기 제2 실외열교환기와 상기 제2 어큐뮬레이터를 연결하는 제2 어큐뮬레이터 연결관;을 포함하며, 상기 저압 냉매 공통관은 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관으로부터 분기되어 상기 EHP 실외기와 연결될 수 있다.

상기 제1 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제1 실외열교환기에 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 제1 체크 밸브가 구비될 수 있다.

상기 제2 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제2 실외열교환기에서 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 제2 체크 밸브가 구비될 수 있다.

상기 제2 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제1 실외열교환기에서 나온 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제어 밸브가 구비될 수 있다.

상기 제어 밸브는, 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기가 기 설정된 운전 영역을 벗어난 경우, 닫힐 수 있다.

상기 제어 밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

상기 제1 실외열교환기의 제상 운전시, 상기 GHP 실외기는 상기 제2 실외 열교환기 및 상기 폐열 열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행할 수 있다.

상기 제1 실외열교환기의 제상 운전시, 상기 제2 실외 열교환기에서 나온 저압 냉매는 상기 저압 냉매 공통관을 통해 상기 EHP 실외기의 상기 제1 어큐뮬레이터로 공급될 수 있다.

상기 제2 실외열교환기의 제상 운전시, 상기 EHP 실외기는 상기 제1 실외열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하고, 상기 GHP 실외기는 상기 폐열 열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행할 수 있다.

이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 성능 및 효율을 보다 더 개선할 수 있는 공기 조화기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 공기 조화기의 GHP 실외기의 폐열을 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 공기 조화기의 EHP 실외기의 효율 향상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 공기 조화기의 EHP 실외기의 제1 실외열교환기를 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 공기 조화기의 GHP 실외기의 제2 실외열교환기를 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 따른 공기 조화기의 동작시 하이브리드 운전 맵을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 공기 조화기(1)는, 실내기(10) 및 실외기(100)를 포함한다.

상기 실내기(10)는 하나 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 즉, 상기 실내기(10)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 상기 적어도 하나의 실내기(10)는 상기 실외기(100)와 연결되어 실내를 냉/난방하거나 또는 실내 공기를 정화할 수 있다.

상기 실내기(10)는 상기 실외기(100)와의 연결을 위한 한 쌍의 실내기 배관(12, 14)을 포함한다. 한 쌍의 실내기 배관(12, 14)은, 후술하는 EHP 가스 배관(230)과 GHP 가스 배관(340)을 연결하는 실내기 가스 배관(12)과, 후술하는 EHP 액체 배관(240)과 GHP 액체 배관(345)을 연결하는 실내기 액체 배관(14)으로 구비된다.

상기 실외기(100)는 상기 실내기(10)에 연결되며, 상기 실내기(10)의 충분한 열교환 동작을 이루도록 냉매의 압축, 팽창 등을 수행한다. 이러한 상기 실외기(100)는 복수 개로 구비될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 한 쌍으로 구비된 것으로 한정하여 설명한다.

상기 실외기(100)는 전기를 사용하는 전기식 히트 펌프(Electric Heat Pump; EHP) 방식과, LPG나 LNG 등의 가스 연료를 사용하는 가스 히트 펌프(Gas Heat Pump; GHP) 방식을 조합한 방식으로 구비된다.

이러한 상기 실외기(100)는 EHP 실외기(200), GHP 실외기(300) 및 저압 냉매 공통관(400)을 포함한다.

상기 EHP 실외기(200)는 전기식 히트 펌프 방식으로 동작하는 실외기로서, 제1 압축기(210), 제1 어큐뮬레이터(220), EHP 가스 배관(230), EHP 액체 배관(240), 한 쌍의 접속밸브(232, 244), 제1 실외열교환기(250), 제1 실외열교환기 조절밸브(260), 제1 사방밸브(270), 제1 어큐뮬레이터 연결관(280) 및 제1 체크 밸브(285)를 포함한다.

상기 제1 압축기(210)는 냉매를 압축하기 위한 구성요소로서 전압 인가를 통해 구동한다. 상기 제1 압축기(210)에 전압이 인가되면, 상기 제1 압축기(210)는 냉매를 압축할 수 있다.

상기 제1 어큐뮬레이터(220)는 상기 제1 압축기(210)로 냉매를 공급하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 상기 제1 어큐뮬레이터(220)는, 냉매의 역류 또는 액으로 흡입될 경우 상기 제1 압축기(210)의 손상을 주기 때문에, 오일과 냉매의 혼합물을 일시적으로 저장한다.

상기 EHP 가스 배관(230)은 상기 제1 압축기(210)와 상기 적어도 하나의 실내기(10)를 연결한다. 구체적으로, 상기 EHP 가스 배관(230)은 상기 제1 압축기와 상기 실내기 가스 배관(12)을 연결한다.

상기 EHP 액체 배관(240)은 상기 제1 실외열교환기(250)와 상기 적어도 하나의 실내기(10)를 연결한다. 구체적으로, 상기 EHP 액체 배관(240)은 상기 제1 실외열교환기(250)와 상기 실내기 액체 배관(14)을 연결한다.

상기 한 쌍의 접속밸브(232, 244)는 상기 실내기(10)와의 연결을 위한 구성요소이다. 이러한 상기 한 쌍의 접속밸브(232, 244)는 상기 EHP 가스 배관(232)과 상기 실내기 가스 배관(12)을 접속하기 위한 접속밸브(232)와, 상기 EHP 액체 배관(240)과 상기 실내기 액체 배관(14)을 접속하기 위한 접속밸브(244)로 구비된다.

상기 제1 실외열교환기(250)는 상기 공기 조화기(1)의 냉난방 운전에 따라 냉매의 증발이나 냉매의 응축을 하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 상기 공기 조화기(1)가 냉방 운전을 수행할 때는 냉매의 응축이 이루어지고, 상기 공기 조화기(1)가 난방 운전을 수행할 때는 냉매의 증발이 이루어진다.

상기 제1 실외열교환기 조절밸브(260)는 상기 제1 실외열교환기(250)로의 냉매의 흐름을 조절하기 위한 구성요소이다. 상기 제1 실외열교환기 조절밸브(260)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 제1 사방밸브(270)는 상기 EHP 실외기(200)에서 유동하는 냉매의 유로를 전환하기 위한 구성요소이다. 상기 제1 사방밸브(270)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)은 상기 제1 어큐뮬레이터(220)와 상기 제1 실외 열교환기(250)를 연결한다. 이러한 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)에는 후술하는 상기 저압 냉매 공통관(400)과 연결된다.

상기 제1 체크 밸브(285)는 상기 제1 실외 열교환기(250)에서 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 구성요소이다. 이러한 상기 제1 체크 밸브(285)는 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)에 구비된다.

상기 GHP 실외기(300)는 가스 히트 펌프 방식으로 동작하는 실외기로서, 제2 압축기(310), 제2 어큐뮬레이터(320), 엔진(330), GHP 가스 배관(340), GHP 액체 배관(345), 한 쌍의 접속밸브(342, 346), 냉각수 열교환기(350), 냉각수 펌프(355), 제2 실외열교환기(360), 제2 실외열교환기 조절밸브(365), 폐열 열교환기(370), 폐열 열교환기 조절밸브(375), 제2 사방밸브(380), 제2 어큐뮬레이터 연결관(390), 제2 체크 밸브(395) 및 제어 밸브(397)을 포함한다.

상기 제2 압축기(310)는 냉매를 압축하기 위한 구성요소로서, 후술하는 상기 엔진(330)의 구동을 통해 동작한다. 상기 엔진(330)을 통해 상기 제2 압축기(310)로 구동력이 전달되면, 상기 제2 압축기(310)는 상기 제1 압축기(210)와 같이 냉매를 압축할 수 있다.

상기 제2 어큐뮬레이터(320)는 상기 제2 압축기(310)로 냉매를 공급하기 위한 구성요소이다. 상기 제2 어큐뮬레이터(320) 또한, 상기 제1 어큐뮬레이터(220)와 같이 냉매의 역류 또는 액으로 흡입될 경우 상기 제2 압축기(310)의 손상을 주기 때문에, 오일과 냉매의 혼합물을 일시적으로 저장한다.

상기 엔진(330)은 상기 제2 압축기(310)로 구동력을 전달하기 위한 구성요소로서, LPG나 LNG 등의 가스 연료 등의 연소를 통해 동작한다. 이와 같은 상기 엔진(330)을 통한 연소 가스를 통해 상기 GHP 실외기(300)는 가스 히트 펌프 방식으로 동작하게 된다.

상기 GHP 가스 배관(340)은 상기 적어도 하나의 실내기(10)와 연결하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 상기 GHP 가스 배관(340)은 상기 제2 압축기(310)와 상기 실내기 가스 배관(12)을 연결한다.

상기 GHP 액체 배관(345)은 상기 적어도 하나의 실내기(10)와 연결하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 상기 GHP 액체 배관(345)은 상기 제2 실외 열교환기(360)와 상기 실내기 액체 배관(14)을 연결한다.

상기 한 쌍의 접속밸브(342, 346)는 상기 실내기(10)와의 연결을 위한 구성요소이다. 이러한 상기 한 쌍의 접속밸브(342, 346)는 상기 GHP 가스 배관(340)과 상기 실내기 가스 배관(12)을 접속하기 위한 접속밸브(342)와, 상기 GHP 액체 배관(345)과 상기 실내기 액체 배관(14)을 접속하기 위한 접속밸브(346)로 구비된다.

상기 냉각수 열교환기(350)는 상기 엔진(330)을 냉각하기 위한 구성요소이다. 상기 냉각수 열교환기(350)는 냉각수를 이용하여 상기 엔진(330)의 구동에 따라 과열된 상기 엔진(330)의 열을 흡수하게 된다.

상기 냉각수 펌프(355)는 냉각수의 유동력을 제공하기 위한 구성요소로서, 상기 냉각수 열교환기(350)와 연결된다. 이에 따라, 상기 냉각수 펌프(355)는 상기 냉각수 열교환기(350)로 냉각수를 공급할 수 있다.

상기 제2 실외열교환기(360)는 앞선 상기 제1 실외열교환기(250)과 같이 상기 공기 조화기(1)의 냉난방 운전에 따라 냉매의 증발이나 냉매의 응축을 하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 상기 공기 조화기(1)가 냉방 운전을 수행할 때는 냉매의 응축이 이루어지고, 상기 공기 조화기(1)가 난방 운전을 수행할 때는 냉매의 증발이 이루어진다.

상기 제2 실외열교환기 조절밸브(365)는 상기 제2 실외열교환기(360)로의 냉매의 흐름을 조절하기 위한 구성요소이다. 상기 제2 실외열교환기 조절밸브(365) 또한, 상기 제1 실외열교환기 조절밸브(260)와 같이 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 폐열 열교환기(370)는 상기 제2 실외열교환기(360)와 같이 상기 공기 조화기(1)의 냉난방 운전에 따라 냉매의 증발이나 냉매의 응축을 하기 위한 구성요소이다. 상기 폐열 열교환기(370)는 판형 열교환기로 구비될 수 있다. 이러한 상기 폐열 열교환기(370)는 상기 제2 실외열교환기(360)와 함께 냉매의 증발이나 냉매의 응축을 함께 수행할 수 있다.

상기 폐열 열교환기 조절밸브(375)는 상기 폐열 열교환기(370)로의 냉매의 흐름을 조절하기 위한 구성요소이다. 상기 폐열 열교환기 조절밸브(375)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 제2 사방밸브(380)는 상기 GHP 실외기(300)에서 유동하는 냉매의 유로를 전환하기 위한 구성요소이다. 상기 제2 사방밸브(380) 또한, 상기 제1 사방밸브(270)와 같이 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.

상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)은 상기 제2 어큐뮬레이터(320)와 상기 제2 실외 열교환기(360)를 연결한다. 이러한 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)에는 후술하는 상기 저압 냉매 공통관(400)과 연결된다.

상기 제2 체크 밸브(395)는 상기 제2 실외 열교환기(360)에서 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 구성요소이다. 이러한 상기 제2 체크 밸브(395)는 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)에 구비된다.

상기 제어 밸브(397)는 상기 제1 실외열교환기(360)에서 나온 냉매의 흐름을 제어하기 위한 구성요소이다. 상기 제어 밸브(397)는 솔레노이드 밸브로 구비될 수 있다. 이러한 상기 제어 밸브(397)는 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)에 구비된다.

상기 제어 밸브(397)는 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 압축기(210) 및 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 압축기(310) 모두의 기 설정된 운전 영역을 벗어나는 경우, 닫힐 수 있게 제어된다.

상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 실외열교환기(250)와 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)를 연결하며, 상기 GHP 실외기(300)의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기(200)로 공급하기 위한 구성요소이다.

상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 EHP 실외기(200) 측면에서 보았을 때, 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)으로부터 분기되어 상기 GHP 실외기(300)와 연결된다. 아울러, 상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 GHP 실외기(300) 측면에서 보았을 때, 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)으로부터 분기되어 상기 EHP 실외기(200)와 연결된다.

결국, 상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)과 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관(390)을 서로 연결한다.

이러한 상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 EHP 실외기(200)와 상기 GHP 실외기(300)의 공통 운전, 또는 상기 EHP 실외기(200)의 제상 운전시, 상기 GHP 실외기(300)의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기(200)로 공급한다.

여기서, 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 실외열교환기(250)의 제상 운전시를 살펴 보면, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 제2 실외열교환기(360) 및 상기 폐열 열교환기(370)을 통해 저압 냉매의 열교환을 수행한다. 이때, 상기 제2 실외열교환기(360)에서 나온 저압 냉매는 상기 저압 냉매 공통관(400)을 통해 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 어큐뮬레이터(220)로 공급된다.

한편, 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)의 제상 운전시를 살펴 보면, 상기 EHP 실외기(200)는 상기 제1 실외열교환기(250)를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하고, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 폐열 열교환기(370)를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하게 된다.

이하에서는, 이러한 본 실시예에 따른 상기 공기 조화기(1)의 동작을 자세히 설명한다.

도 2는 도 1의 공기 조화기의 GHP 실외기의 폐열을 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 2의 공기 조화기의 EHP 실외기의 효율 향상을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 공기 조화기(1)의 난방 운전시, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 엔진(330)의 폐열을 냉각수로부터 회수 가능하므로, 상기 EHP 실외기(200)보다 높은 저압으로 운전될 수 있다.

이에 따라, 상기 공기 조화기(1)는 GHP의 팬 운전구간에서 상기 저압 냉매 공통관(400)을 개방할 수 있다. 상기 저압 냉매 공통관(400)을 개방한다는 것은 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)의 저압 냉매를 상기 제2 어큘뮬레이터(320) 뿐만 아니라 상기 저압 냉매 공통관(400)으로 내보낸다는 것을 말한다.

상기 저압 냉매 공통관(400)으로 내보내진 상기 저압 냉매는 이후 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관(280)을 거쳐 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 어큐뮬레이터(220)로 흐를 수 있다.

여기서, 상기 저압 냉매 공통관(400)의 개방시, 상기 EHP 실외기(200)의 저압은 도 3에 도시된 바와 같이, 참조부호 1에서 참조부호 2로 상승하게 된다. 이러한 EHP 실외기(200)의 운전 저압 변경에 따라, 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 압축기(210)의 소요 동력을 참조부호 W1에서 참조부호 W2로 감소시킬 수 있다. 이는 곧 EHP 실외기(200)의 효율 향상을 의미한다.

이러한 상기 저압 냉매 공통관(400)을 통해, 상기 GHP 실외기(300)의 저압은 하강할 수 있으나, 팬의 운전률을 높을 경우, GHP 실외기(300)의 효율 감소에 비해 EHP 실외기(200)의 효율 향상이 훨씬 더 크므로, 상기 공기 조화기(1)의 전체 효율 향상을 도모할 수 있다.

일반적으로, 상기 공기 조화기(1)의 난방 운전시, 팬의 운전률은 대략 50％ 정도이므로, 팬의 운전률 변경에 따라 상기 GHP 실외기(300)의 효율 저감을 최소화시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 공기 조화기의 EHP 실외기의 제1 실외열교환기를 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 1의 공기 조화기의 GHP 실외기의 제2 실외열교환기를 이용할 때 공기 조화기의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 4 및 도 5에 따른 공기 조화기의 동작시 하이브리드 운전 맵을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 공기 조화기(1)에서는 앞선 도 2 및 도 3에서 살펴 본 바와 같이, 상기 저압 냉매 공통관(400)을 이용하여 양 실외기들(200, 300)을 공통 운전할 경우, 외기 저하에 따라 저압이 하강하게 된다.

이때, 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 압축기(210) 및 상기 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 압축기(310)는 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 운전 영역을 갖고 있다. 도 6에서 멀티 V 운전맵은 상기 EHP 실외기(200)의 운전 영역을 의미하고, GHP 운전맵은 상기 GHP 실외기(300)의 운전 영역을 의미한다.

앞선 도 2 및 도 3에서 살펴 본 바와 같이, 상기 저압 냉매 공통관(400)은 상기 EHP 실외기(200) 및 상기 GHP 실외기(300)를 공통으로 운전 가능한 구간에서는 개방하여 사용할 수 있다.

그러나, 저압 하강에 의해 상기 GHP 운전 영역을 벗어날 경우, 상기 EHP 실외기(200) 및 상기 GHP 실외기(300)는 서로 독립적으로 운전하게 된다. 이때, 양자의 운전 영역을 벗어날 경우에는, 상기 공기 조화기(1)는 GHP 실외기(300)의 상기 제어 밸브(397)를 닫은 후 상기 실외기(100)를 운전한다.

본 실시예에서는 외기 저하에 의해 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 실외열교환기(250) 또는 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)에 결빙이 생기면, 엔진(330)의 폐열을 이용한 폐열 열교환기(370)을 통해 제상 운전을 실시하여 난방 운전을 연속적으로 수행할 수 있다.

구체적으로 살펴 보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 외기 저하에 의해 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)에 결빙이 생기면, 상기 EHP 실외기(200)는 상기 제1 실외열교환기(250)를 통해 난방 운전을 수행하며, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 폐열 열교환기(370)을 통해 난방 운전을 수행한다. 이때, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 엔진(330)의 핫 가스를 통해 상기 제2 실외열교환기(360)의 제상을 실시한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 외기 저하에 의해 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 실외열교환기(250)에 결빙이 생기면, 상기 GHP 실외기(300)는 상기 저압 냉매 공통관(400)을 통해 상기 제2 실외 열교환기(360)의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기(200)의 상기 제1 어큐뮬레이터(220)로 내보낸다.

그리고, 상기 EHP 실외기(200)는 상기 제1 실외열교환기(250)의 제상을 실시한다. 즉, 이때, 상기 EHP 실외기(200)는 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)를 열교환기로 사용할 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는 상기 EHP 실외기(200)의 제1 실외열교환기(250) 또는 상기 GHP 실외기(300)의 상기 제2 실외열교환기(360)의 결빙 등으로 제상 운전을 실시하더라도, 이에 구애받지 않고 연속적인 난방 운전이 이루어질 수 있다.

다시 말해, 본 실시예에서는 결빙 등에 의한 제상 운전시에도 연속 난방을 구현할 수 있는 바, 상기 공기 조화기(1)의 성능 저하를 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 공기 조화기 10: 실내기
100: 실외기 200: EHP 실외기
280: 제1 어큐뮬레이터 연결관 285: 제1 체크 밸브
300: GHP 실외기 390: 제2 어큐뮬레이터 연결관
395: 제2 체크 밸브 397: 제어 밸브
400: 저압 냉매 공통관

Claims

공기 조화기에 있어서,
적어도 하나의 실내기;
상기 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 전기를 사용하여 제1 압축기를 구동하며, 냉매의 열교환을 위한 제1 실외열교환기를 구비하는 EHP 실외기;
상기 적어도 하나의 실내기에 연결되고, 연소 가스를 통해 제2 압축기를 구동하는 엔진, 냉매의 열교환을 위한 제2 실외열교환기 및 상기 엔진의 폐열을 이용하여 냉매와 열교환하는 폐열 열교환기를 구비하는 GHP 실외기; 및
상기 제1 실외열교환기와 상기 제2 실외열교환기를 연결하며, 상기 GHP 실외기의 저압 냉매를 상기 EHP 실외기로 공급하기 위한 저압 냉매 공통관;을 포함하고,
상기 저압냉매 공통관은 상기 EHP실외기와 상기 GHP실외기의 공통운전 또는 상기 EHP 실외기의 제상 운전시, 상기 GHP 실외기의 저압냉매를 상기 EHP 실외기로 실내기를 거치지 않고 공급하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 EHP 실외기는,
상기 제1 압축기로 냉매를 공급하기 위한 제1 어큐뮬레이터; 및
상기 제1 실외열교환기와 상기 제1 어큐뮬레이터를 연결하는 제1 어큐뮬레이터 연결관;을 포함하며,
상기 저압 냉매 공통관은 상기 제1 어큐뮬레이터 연결관으로부터 분기되어 상기 GHP 실외기와 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제3항에 있어서,
상기 GHP 실외기는,
상기 제2 압축기로 냉매를 공급하기 위한 제2 어큐뮬레이터; 및
상기 제2 실외열교환기와 상기 제2 어큐뮬레이터를 연결하는 제2 어큐뮬레이터 연결관;을 포함하며,
상기 저압 냉매 공통관은 상기 제2 어큐뮬레이터 연결관으로부터 분기되어 상기 EHP 실외기와 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제3항에 있어서,
상기 제1 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제1 실외열교환기에 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 제1 체크 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제4항에 있어서,
상기 제2 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제2 실외열교환기에서 나온 냉매의 흐름을 조절하기 위한 제2 체크 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제4항에 있어서,
상기 제2 어큐뮬레이터 연결관에는 상기 제1 실외열교환기에서 나온 냉매의 흐름을 제어하기 위한 제어 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제7항에 있어서,
상기 제어 밸브는,
상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기가 기 설정된 운전 영역을 벗어난 경우, 닫히는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제7항에 있어서,
상기 제어 밸브는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제8항에 있어서,
상기 제1 실외열교환기의 제상 운전시,
상기 GHP 실외기는 상기 제2 실외 열교환기 및 상기 폐열 열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제10항에 있어서,
상기 제1 실외열교환기의 제상 운전시,
상기 제2 실외 열교환기에서 나온 저압 냉매는 상기 저압 냉매 공통관을 통해 상기 EHP 실외기의 상기 제1 어큐뮬레이터로 공급되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제8항에 있어서,
상기 제2 실외열교환기의 제상 운전시,
상기 EHP 실외기는 상기 제1 실외열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하고, 상기 GHP 실외기는 상기 폐열 열교환기를 통해 저압 냉매의 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.