KR101877986B1

KR101877986B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR101877986B1
Application number: KR1020110110387A
Authority: KR
Inventors: 최봉수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2018-07-12
Also published as: KR20130046056A

Abstract

본 명세서는 공기조화기를 제안한다. 일 측면에 따른 공기조화기는, 다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위한 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고, 냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 냉매는 상기 다수의 열교환부를 유동할 수 있고, 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브가 닫혀, 상기 다수의 열교환부 중 일부로 냉매가 유동하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 명세서는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위하여 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키거나 공기를 정화시키는 기기이다.

상기 공기조화기는 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결된 공기조화기와, 하나 이상의 실외기에 다수의 실내기를 연결하여 공기조화기를 여러 대 설치한 것과 같은 효과를 얻는 멀티형 공기조화기 등이 있다.

상기 멀티형 공기조화기의 경우, 실외기의 실외 열교환기의 용량은 다수의 실내기의 실내 열교환기 전체의 용량에 맞추어 결정된다.

그런데, 종래의 멀티형 공기조화기에 의하면, 실외 열교환기의 용량이 가변되지 않기 때문에, 작동되는 실내 열교환기의 용량이 작거나 작동되는 실내기의 개수가 적은 경우, 실내 열교환기의 용량에 비하여 실외 열교환기의 용량이 상대적으로 크게 된다. 이러한 경우, 공기조화기가 냉방 운전되는 경우에는 실외 열교환기가 응축기로 작용하므로, 응축 용량이 과다하게 되고, 압축기의 고압 및 저압 각각이 정상 압력보다 하강하게 되는 문제가 있다. 또한, 공기조화기가 난방 운전되는 경우에는 실외 열교환기가 증발기로 작용하므로, 증발 용량이 과다하게 되고, 압축기의 고압 및 저압이 정상 압력보다 상승하게 되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 작동되는 실내기의 용량에 대응하여 실외 열교환기의 용량이 가변될 수 있는 공기조화기를 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 공기조화기는, 다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위한 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고, 냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 냉매는 상기 다수의 열교환부를 유동할 수 있고, 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브가 닫혀, 상기 다수의 열교환부 중 일부로 냉매가 유동하는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 공기조화기는, 다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위한 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고, 난방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 상기 다수의 실외 팽창부에 의해서 팽창된 냉매가 상기 다수의 열교환부로 유동될 수 있고, 상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 다수의 실외 팽창부 중 일부가 닫혀, 상기 다수의 열교환부 중 일부로 냉매가 유동하는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 공기조화기는, 다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위한 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및 상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고, 냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 냉매 중 일부 또는 전부는 상기 다수의 열교환부를 순차적으로 유동할 수 있고, 난방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 닫히면, 냉매는 상기 다수의 열교환부를 병렬로 유동할 수 있으며, 냉방 또는 난방 시, 상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 냉매는 상기 다수의 열교환부 중 일부 열교환부를 유동하는 것을 특징으로 한다.

제안되는 발명에 의하면, 냉방 또는 난방 중에, 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 냉매가 실외 열교환기의 일부를 유동하게 되므로, 실내기의 열교환 용량과 실외기의 열교환 용량의 불균형이 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클도.
도 2는 냉방 운전 시의 공기조화기의 냉매 흐름을 보여주는 도면.
도 3은 난방 운전 시의 공기조화기의 냉매 흐름을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기가 냉방 운전될 때의 제어방법을 설명하는 도면.
도 5는 냉방 운전 시, 실외 열교환기 중 일부로 냉매가 유동되는 모습을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기가 난방 운전될 때의 제어방법을 설명하는 도면.
도 7은 난방 운전 시, 실외 열교환기 중 일부로 냉매가 유동되는 모습을 보여주는 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, 실외기(10)와, 상기 실외기(10)와 냉매 배관에 의해서 연결되는 실내기 유닛(20)을 포함할 수 있다.

상기 실내기 유닛(20)은, 다수의 실내기(21, 22)를 포함한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 하나의 실외기가 두 개의 실내기에 연결되는 것을 예를 들어 설명하나, 본 명세서에서 실내기의 개수와 실외기의 개수에는 제한이 없음을 밝혀둔다. 즉, 2개 이상의 실외기에 2개 이상의 실내기가 연결될 수 있다.

상기 실외기(10)는 냉매를 압축하기 위한 압축 유닛(110)과, 실외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(130)를 포함한다.

상기 압축 유닛(110)은 하나 이상의 압축기를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는 일 례로 상기 압축 유닛(110)이 다수의 압축기(111, 112)를 포함하는 것에 대해서 설명하기로 한다. 다수의 압축기(111, 112, 113) 중 일부는, 용량이 가변되는 인버터 압축기(111)이고, 다른 일부는 정속 압축기(112, 113) 일 수 있다. 또는 다수의 압축기(111, 112) 전부가 정속 압축기이거나, 인버터 압축기 일 수 있다. 상기 다수의 압축기(111, 112)는 병렬로 배치될 수 있다. 상기 실내기 유닛(1)의 용량에 따라서 다수의 압축기 중 일부 또는 전부가 작동할 수 있다.

상기 각 압축기(111, 112)의 토출 측 배관은, 개별 배관(115)과 합지 배관(116)을 포함한다. 즉, 상기 각 압축기(111, 112)의 개별 배관(115)은 상기 합지 배관(116)에서 합지된다. 상기 각 개별 배관(115)에는, 냉매에서 오일을 분리시키기 위한 오일 분리기(113, 114)가 구비될 수 있다. 상기 오일 분리기(113, 114)에서 분리된 오일은 상기 각 압축기(111, 112)로 회수될 수 있다.

상기 합지 배관(116)은, 냉매의 유로를 절환하기 위한 사방 밸브(120)에 연결된다. 상기 사방 밸브(120)는 연결배관유닛에 의해서 실외 열교환기(130)에 연결된다. 상기 연결배관유닛은, 공통 연결배관(122)과, 제1연결배관(123) 및 제2연결배관(124)을 포함한다. 그리고, 상기 사방 밸브(120)는 어큐물레이터(135)에 연결될 수 있으며, 상기 어큐물레이터(135)는 상기 압축 유닛(110)과 연결될 수 있다.

상기 실외 열교환기(130)는, 제1실외 열교환부(131: 이하에서는 "제1열교환부"라 함)와 제2실외 열교환부(132: 이하에서는 "제2열교환부"라 함)를 포함한다. 상기 각 제1열교환부(131)와 상기 제2열교환부(132)는 별도의 독립된 열교환기이거나 단일의 실외 열교환기에서 냉매의 유동을 기준으로 구분되는 열교환기일 수 있다. 상기 제1열교환부(131)와 상기 제2열교환부(132)는 수평 방향으로 배치되거나 상하 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1열교환부(131)와 상기 제2열교환부(132)의 열교환 용량은 동일하거나 다를 수 있다.

상기 제1열교환부(131)에 상기 제1연결배관(123)이 연결되고, 상기 제2열교환부(132)에 상기 제2연결배관(124)이 연결된다. 다른 예로서, 상기 제1연결배관(123) 및 제2연결배관(124)은 상기 각 열교환부(131, 132)를 구성하는 냉매배관의 일부일 수 있다. 본 실시 예에서 상기 제1연결배관과 상기 제2연결배관을 사방밸브 연결배관이라 할 수 있다.

그리고, 상기 제2연결배관(124)에는 냉매가 일 방향으로만 유동되도록 하기 위한 체크밸브(125)가 구비된다. 상기 체크밸브(125)에 의해서 상기 제1열교환부(131)를 미통과한 냉매는 상기 제2연결배관(124)을 통과하지 못하고, 상기 제2열교환부(132)를 통과한 냉매가 상기 제2연결배관(124)을 통과하여 상기 공통 연결배관(122) 측으로 유동할 수 있다.

상기 실외 열교환기(130)의 냉매는 실외 팬모터 어셈블리(140: 실외팬 및 팬 모터를 포함함)에 의해서 송풍되는 실외 공기와 열교환될 수 있다. 상기 실외 팬모터 어셈블리는 1개가 구비되거나 다수 개가 구비될 수 있다. 도 1에서는 일 례로 1개의 실외 팬모터 어셈블리가 구비되는 것이 도시된다. 이 때, 상기 실외 팬의 속도는 가변될 수 있다. 따라서, 실외 팬의 속도 가변에 의해서 풍량이 가변될 수 있다.

상기 실외기(10)는 실외 팽창기구(150)를 더 포함한다. 상기 실외 팽창기구(150)는 상기 실외 열교환기(130)를 통과한 냉매가 통과할 때는 냉매를 팽창시키지 않고, 상기 실외 열교환기(130)를 미통과한 냉매가 통과할 때는 냉매를 팽창시킨다.

상기 실외 팽창기구(150)는 제3연결배관(154)에 의해서 상기 제1열교환부(131)에 연결되는 제1실외팽창밸브(151: 또는 제1실외팽창부)와, 제4연결배관(155)에 의해서 상기 제2열교환부(132)에 연결되는 제2실외팽창밸브(152: 또는 제2실외팽창부)를 포함한다. 그리고, 상기 체크밸브(153)가 제2실외팽창밸브(152)와 병렬로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제4연결배관(155)과 병렬로 병렬 배관이 구비되며, 상기 병렬 배관에 상기 체크밸브(153)가 구비될 수 있다. 상기 체크밸브(153)는 상기 제2열교환부(132)를 통과한 냉매만이 유동 가능하도록 한다. 본 실시 예에서 상기 제3연결배관과 제4연결배관을 팽창부 연결배관이라 할 수 있다.

상기 제1실외팽창밸브(151)에 의해서 팽창된 냉매는 상기 제1열교환부(131)로 유동할 수 있고, 상기 제2실외팽창밸브(152)에 의해서 팽창된 냉매는 상기 제2열교환부(132)로 유동할 수 있다. 상기 각 실외 팽창밸브(151, 152)는 일 례로 전자팽창밸브(EEV)일 수 있다.

상기 제3연결배관(154)과 상기 제2연결배관(124)에는 패스가변 배관(126)이 연결된다. 그리고, 상기 패스가변 배관(126)에는 패스가변 밸브(127)가 구비된다. 상기 패스가변 밸브(127)는 일 례로 솔레노이드 밸브일 수 있다. 상기 패스가변 배관(126)은 상기 제2연결배관(124) 중 체크밸브(123)와 상기 제2열교환부(132) 사이 배관에 연결된다. 즉, 상기 패스가변 배관(126)은 상기 열교환부(131, 132) 중 어느 하나의 흡입측 배관과 다른 하나의 토출 측 배관에 연결된다. 예를 들어, 냉방인 경우에는 상기 패스가변 배관(126)은 상기 제1열교환부(131)의 토출 측 배관에 연결되고 제2열교환부(132)의 흡입측 배관에 연결되는 것으로 설명될 수 있고, 난방인 경우에는 상기 패스가변 배관(126)은 상기 제1열교환부(131)의 흡입 측 배관에 연결되고, 상기 제2열교환부(132)의 토출측 배관에 연결되는 것으로 설명될 수 있다.

상기 패스가변 배관(126)과 상기 밸브(127)는 상기 실외 열교환기(130)에서의 냉매 유동이 가변되도록 한다. 상기 패스가변 배관(126) 및 상기 밸브(127)에 의해서 냉매는 상기 제1열교환부(131)와 제2열교환부(132)를 동시에 유동(냉매가 각 열교환부로 분배되어 병렬로 유동)하거나, 어느 한 열교환부를 유동한 후에 다른 한 열교환부를 유동하거나 어느 한 열교환부 만 유동할 수 있다. 또는 서로 다른 상태(일 례로, 온도, 압력, 기상 또는 액상 상태 등)의 냉매가 상기 각 열교환부(131, 132)로 유동할 수 있다.

한편, 상기 제3연결배관(154)과 상기 제4연결배관(155)에는 바이패스 배관유닛이 연결된다. 그리고, 상기 바이패스 배관유닛은 상기 합지 배관(116)에 연결된다. 상기 바이패스 배관유닛은 공통 배관(160)과, 상기 공통 배관(160)에서 분지되는 제1바이패스 배관(161) 및 제2바이패스 배관(162)을 포함할 수 있다. 상기 제1바이패스 배관(161)은 상기 제3연결배관(154)에 연결되고, 상기 제2바이패스 배관(162)은 상기 제4연결배관(155)에 연결된다. 그리고, 상기 제1바이패스 배관(161)에는 제1바이패스 밸브(163)가 구비되고, 상기 제2바이패스 배관(162)에는 제2바이패스 밸브(164)가 구비된다. 상기 각 바이패스 밸브(163, 164)는 일 례로 유량 조절이 가능한 솔레노이드 밸브일 수 있다.

다른 예로서, 상기 바이패스 배관유닛이 상기 합지 배관(116)과 상기 제3연결배관(154)을 연결하는 제1바이패스배관과, 상기 합지 배관(116)과 상기 제4연결배관을 연결하는 제2바이패스배관을 포함할 수 있다. 즉, 상기 바이패스 배관유닛에서 상기 공통 배관이 생략될 수 있다.

상기 바이패스 밸브(163, 164)는, 난방 운전 시 개방될 수 있으며, 상기 바이패스 밸브(163, 164)가 개방되며, 상기 바이패스 배관(161, 162)으로는 상기 압축 유닛(110)에서 압축된 고온의 냉매가 유동할 수 있다. 상기 고온의 냉매가 상기 바이패스 배관(161, 162)으로 유동되면, 상기 고온의 냉매에 의해서 상기 실외 열교환기(130)가 제상될 수 있다.

한편, 상기 실외기(10)는 기관(31)과 액관(34)에 의해서 상기 실내기 유닛(20)에 연결될 수 있다.

상기 기관(31)은 상기 사방밸브(120)와 연결될 수 있고, 상기 액관(34)은 상기 제3연결배관(154) 및 제4연결 배관(155)과 연결될 수 있다. 또는 상기 액관(34)은 상기 제3연결배관(154)과 상기 제4연결배관(155)의 합지배관에 연결될 수 있다.

한편, 상기 각 실내기(21, 22)는, 실내 열교환기(211, 221)와, 실내 팬(212, 222) 및 실내 팽창기구(213, 223)를 포함할 수 있다. 상기 실내 팽창기구(213, 223)는 일 례로, 전자팽창밸브(EEV)일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 공기조화기의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 냉방 운전 시의 공기조화기의 냉매 흐름을 보여주는 도면이며, 도 3은 난방 운전 시의 공기조화기의 냉매 흐름을 보여주는 도면이다.

도 2에는 다수의 실내기 전부가 냉방 운전되는 것이 도시되고, 도 3에는 다수의 실내기 전부가 난방 운전되는 것이 도시된다.

먼저, 도 2를 참조하면, 상기 공기조화기가 냉방 운전되면, 상기 실외기(10)의 압축 유닛(110)이 작동한다. 상기 압축 유닛(110)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 상기 사방밸브(120)의 유로조절에 의해서 상기 실외 열교환기(130) 측로 유동한다. 이 때, 공기조화기의 냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브(127)는 개방되고, 상기 바이패스 밸브(163, 164)는 닫힌 상태를 유지된다. 또한, 상기 실외 팽창밸브(151, 152)는 닫힌다.

상기 제2연결배관(124)에 구비된 체크밸브(125)에 의해서 상기 공통 연결배관(122)의 냉매는 상기 제1열교환부(131)로만 유동하게 된다. 그 다음, 냉매는 상기 제1열교환부(131)를 유동하면서 응축된다. 상기 제1열교환부(131)에서 응축된 냉매는 상기 패스가변 배관(126)을 따라 유동한 후에 상기 제2열교환부(132)로 유동한다. 그 다음, 냉매는 상기 제2열교환부(132)를 유동하면서 응축된다.

본 실시 예에 의하면, 냉매가 제1열교환부와 제2열교환부를 순차적으로 유동하므로, 냉매의 유동 길이가 길어지게 되어 냉매의 응축 성능이 향상되는 장점이 있다.

상기 제2열교환부(132)에서 응축된 냉매는 상기 체크밸브(153)를 통과한 후에 상기 액관(134)을 따라 상기 각 실내기(21, 20)로 유입된다. 상기 각 실내기(21, 22)로 유입된 냉매는 실내 팽창기구(213, 223)에 의해서 팽창된 후에 상기 각 실내 열교환기(211, 221)로 유입된다. 냉매는 상기 각 실내 열교환기(211, 221)를 유동하면서 증발된 후에 상기 기관(31)을 따라 상기 실외기(10)로 이동된다. 그 다음 냉매는 상기 사방밸브(120)를 지나 어큐물레이터(135)로 유입된다. 그리고, 상기 어큐물레이터(135)로 유입된 냉매 중 기상 냉매가 상기 압축 유닛(110)으로 유입된다.

다른 예로서, 냉방 운전 중에, 상기 제1실외 팽창밸브(151) 및 상기 제2실외 팽창밸브(152)는 풀 오픈될 수 있다. 이 경우, 제1열교환부(131)에서 응축된 냉매 중 일부는 상기 패스가변 배관(126)으로 유동되고, 다른 일부는 상기 제3연결배관(154)으로 유동될 수 있다. 그리고, 냉매는 상기 제1실외 팽창밸브(151) 및 상기 제2실외 팽창밸브(152)를 팽창없이 통과할 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하면, 상기 공기조화기가 난방 운전되면, 상기 실외기(10)의 압축 유닛(110)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 상기 사방밸브(120)의 유로조절에 의해서 상기 기관(31)을 따라 상기 각 실내기(21, 22)로 유동한다. 상기 각 실내기(21, 22)로 유동한 냉매는 상기 실내 열교환기(211, 221)에서 응축된 후에 상기 실내 팽창기구(213, 223)를 팽창없이 통과한다. 그 다음, 냉매는 상기 액관(34)을 통하여 상기 실외기(10)로 유동한다. 상기 실외기(10)로 유동한 냉매는 상기 각 실외 팽창밸브(151, 152)에 의해서 팽창된 후에 상기 각 열교환부(131, 132)로 유동된다. 이 때, 상기 공기조화기가 난방 운전될 때에는, 상기 각 바이패스 밸브(163, 164) 및 패스가변 밸브(127)는 닫힌 상태를 유지한다.

그 다음, 냉매는 상기 각 열교환부(131, 132)를 유동하면서 증발된 후에 상기 사방밸브(120)를 지나 상기 어큐물레이터(135)로 유입된다. 이 때, 상기 제2열교환부(132)에서 증발된 냉매는 상기 제2연결배관(122)의 체크밸브(125)를 통과하게 된다. 그리고, 상기 어큐물레이터(135)로 유입된 냉매 중 기상 냉매가 상기 압축 유닛(110)으로 유입된다.

본 실시 예에 의하면, 냉매가 분배되어 각 열교환부를 동시에 유동하므로, 냉매의 패스 수가 증가되어 증발 성능이 향상되는 장점이 있다.

이하에서는 냉방 및 난방 시 실외 열교환기의 용량이 가변되는 것에 대해서 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기가 냉방 운전될 때의 제어방법을 설명하는 도면이고, 도 5는 냉방 운전 시, 실외 열교환기 중 일부로 냉매가 유동되는 모습을 보여주는 도면이다.

도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 냉방 운전 명령에 의해서 공기조화기가 냉방 운전된다(S1). 본 실시 예에서는 일 례로 다수의 실내기가 동시에 작동하는 중에 실외 열교환기 용량 가변 조건이 만족하는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

상기 공기조화기가 냉방 운전되는 중에는 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되는지 여부가 판단된다(S2). 본 실시 예에서 실외 열교환기 용량 감소 조건은, 다수의 실내기 중 작동하는 실내기의 개수가 제1기준수 이하인 경우 또는 작동하는 실내 열교환기의 용량이 제1기준용량 이하인 경우, 실외온도가 제1기준온도 이하인 경우 중 하나 이상을 만족하는 것이다. 이 때, 상기 제1기준수는 실내기의 전체 개수에 따라서 달라질 수 있다.

단계 S2에서 판단 결과, 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브(127)가 닫힌다. 그리고, 상기 제1실외 팽창밸브(151)는 풀 오픈되고(개도가 100이됨), 상기 제2실외 팽창밸브(152)는 닫힌 상태를 유지한다.

그러면, 상기 압축유닛(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1열교환부(131)를 통과한다. 상기 제1열교환부(131)를 통과한 냉매는 상기 패스가변 밸브(127)가 닫혀있기 때문에 상기 제2열교환부(132)로 이동하지 못하게 된다. 따라서, 상기 제1열교환부(131)를 통과한 냉매는 상기 제3연결배관(154)을 따라 유동하고, 상기 제1실외팽창밸브(151)를 팽창없이 통과한 후에 상기 각 실내기(21, 22)로 유동한다. 필요에 따라서는 실외 팬의 속도를 함께 가변시켜 실외 팬 풍량을 조절함으로써, 실외 열교환기의 열교환 용량이 추가적으로 가변되도록 할 수도 있다.

본 실시 예에 의하면, 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실외 열교환기의 일부(일 례로 제1열교환부) 만을 유동하게 되므로, 실내기의 열교환 용량(증발 용량)과 실외기의 열교환 용량(응축 용량)이 균형을 이룰 수 있게 된다. 즉, 증발 용량에 비하여 응축 용량이 과다해지는 문제가 해소될 수 있다.

상기 패스가변 밸브(127)가 닫힌 후에는 실외 열교환기 용량 증가 조건이 만족되었는지 여부가 판단된다(S4). 실외 열교환기 용량 증가 조건은, 작동하는 실내기의 개수가 제1기준수를 초과하는 경우 또는 작동하는 실내 열교환기의 용량이 제1기준 용량을 초과하는 경우 또는 실외온도가 제1기준온도를 초과한 경우 중 하나 이상을 만족하는 것이다.

단계 S4에서 판단결과, 실외 열교환기 용량 증가 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브(127)는 열리게 된다(S5). 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이 제1열교환부(131)를 통과한 냉매 중 일부 또는 전부는 상기 제2열교환부(132)를 통과하게 된다. 따라서, 증가되는 실내기의 열교환 용량에 대응하여 상기 실외기의 열교환 용량이 증가될 수 있어 증발 용량과 응축 용량이 균형을 이룰 수 있게 된다.

이 때, 상기 실외 열교환기 용량 증가 조건이 만족되는 경우 상기 제1실외 팽창밸브(151)는 열린 상태를 유지하거나 또는 닫힐 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기가 난방 운전될 때의 제어방법을 설명하는 도면이고, 도 7은 난방 운전 시, 실외 열교환기 중 일부로 냉매가 유동되는 모습을 보여주는 도면이다.

도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 난방 운전 명령에 의해서 공기조화기가 난방 운전된다(S11). 본 실시 예에서는 일 례로 다수의 실내기가 동시에 작동하는 중에 실외 열교환기 용량 가변 조건이 만족하는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

상기 공기조화기가 난방 운전되는 중에는 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되는지 여부가 판단된다(S12). 본 실시 예에서 실외 열교환기 용량 감소 조건은, 다수의 실내기 중 작동하는 실내기 개구가 제2기준수 이하인 경우 또는 사용되는 실내 열교환기의 용량이 제2기준용량 이하인 경우, 실외온도가 제2기준온도 이상인 경우 중 하나 이상을 만족하는 것이다. 이 때, 상기 제1기준수와 상기 제2기준수는 동일하거나 다를 수 있다. 또한, 상기 제1기준 용량과 제2기준 용량은 동일하거나 다를 수 있다. 그리고, 상기 제1기준온도와 상기 제2기준온도는 다르다.

단계 S12에서 판단 결과, 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 제2실외팽창밸브(152)가 닫힌다(S13). 본 실시 예에서는 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 제2열교환부(132)를 사용하지 않으므로, 제2열교환부(132)에 대응하는 제2실외팽창밸브(152)가 닫히게 된다. 그리고, 상기 패스가변 밸브(127)는 닫힌 상태를 유지하게 된다.

그러면, 상기 실내기(21, 22)에서 응축된 냉매는 상기 제1실외팽창밸브(151)를 통과하면서 팽창된 후에 상기 제1열교환부(131)를 지나면서 증발된다. 이 때, 응축된 냉매는 상기 제2실외팽창밸브(152)의 닫힘 상태 및 상기 체크밸브(153)에 의해서 상기 제2열교환부(132)로 유동하지 못한다. 필요에 따라서는 상기 실외 팬의 속도도 함께 가변하여 실외 팬 풍량을 조절함으로써, 실외 열교환기의 열교환 용량이 추가적으로 가변되도록 할 수도 있다.

본 실시 예에 의하면, 실외 열교환기 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 실내기에서 응축된 냉매가 상기 실외 열교환기의 일부(일 례로 제1열교환부) 만을 유동하게 되므로, 실내기의 열교환 용량(응축 용량)과 실외기의 열교환 용량(증발 용량)이 균형을 이룰 수 있게 된다. 즉, 응축 용량에 비하여 증발 용량이 과다해지는 문제가 해소될 수 있다.

상기 제2실외팽창밸브(152)가 닫힌 후에는 실외 열교환기 용량 증가 조건이 만족되었는지 여부가 판단된다(S14). 실외 열교환기 용량 증가 조건은, 작동하는 실내기 개구가 제2기준수를 초과한 경우 또는 작동되는 실내 열교환기의 용량이 제2기준용량을 초과하는 경우 또는 실외온도가 제2기준온도 미만인 경우 중 하나 이상을 만족하는 것이다.

단계 S14에서 판단결과, 실외 열교환기 용량 증가 조건이 만족되면, 상기 제2실외팽창밸브(152)는 열리게 된다(풀 오픈되지는 않음). 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이 실내기에서 응축된 냉매는 상기 제1실외팽창밸브(151) 및 상기 제2실외팽창밸브(152) 측으로 분배되어 각 실외팽창밸브(151, 152)에 의해서 팽창된 후에 상기 제1열교환부(131) 및 제2열교환부(132)를 통과하면서 증발된다.

따라서, 증가되는 실내기 열교환 용량에 대응하여 상기 실외기의 열교환 용량이 증가될 수 있어 증발 용량과 응축 용량이 균형을 이룰 수 있게 된다.

10: 실외기 21, 22: 실내기
126: 패스가변 배관 127: 패스가변 밸브

Claims

다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위해 상기 다수의 열교환부 중 어느 하나의 흡입측 배관과 다른 하나의 토출측 배관을 연결하는 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및
상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고,
냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되고, 상기 다수의 실외 팽창부가 닫히면서, 냉매는 상기 다수의 열교환부를 순차적으로 유동할 수 있고,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브가 닫히면서, 상기 다수의 열교환부 중 일부로 냉매가 유동하되,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건은, 상기 다수의 실내기 중 작동하는 실내기의 개수가 기준수 이하이거나, 작동되는 실내 열교환기의 용량이 기준 용량이하이거나 실외 온도가 기준온도 이하인 경우 중 하나 이상이 해당되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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제 1 항에 있어서,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 다수의 실외 팽창부 중 일부가 닫히고, 나머지 실외 팽창부는 풀 오픈되며,
풀 오픈되는 실외 팽창부는, 상기 다수의 열교환부 중 냉매가 유동하는 열교환부와 대응되는 실외 팽창부인 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
냉방 운전 시 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 다수의 열교환부 중 특정 열교환부를 통과한 냉매의 일부 또는 전부가 다른 열교환부를 유동할 수 있으며,
상기 패스가변 밸브가 닫히면, 냉매는 상기 특정 열교환부 만을 유동하는 공기 조화기.
다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위해 상기 다수의 열교환부 중 어느 하나의 흡입측 배관과 다른 하나의 토출 측 배관을 연결하는 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및
상기 실외기와 연결되며, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하고,
난방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 닫히고, 상기 다수의 실외 팽창부가 개방되면서, 상기 다수의 실외 팽창부에 의해서 팽창된 냉매가 상기 다수의 열교환부를 유동할 수 있고,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 다수의 실외 팽창부 중 일부가 닫히면서, 상기 다수의 열교환부 중 일부로 냉매가 유동하되,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건은, 상기 다수의 실내기 중 작동하는 실내기의 개수가 기준수 이하이거나, 작동되는 실내 열교환기의 용량이 기준 용량이하 이거나 실외 온도가 기준온도 이하인 경우 중 하나 이상이 해당되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 실외기는, 상기 다수의 실외팽창밸브와 상기 다수의 열교환부를 각각 연결하는 팽창부 연결배관과,
상기 다수의 실외팽창밸브와 냉매 유동을 조절하는 사방밸브를 연결하는 사방밸브 연결배관을 포함하고,
상기 패스가변 배관의 일단은, 상기 다수의 열교환부 중 제1열교환부에 대응하는 팽창부 연결배관과 연결되고,
타단은 상기 다수의 열교환부 중 제2열교환부에 대응하는 사방밸브 연결배관에 연결되며,
상기 제2열교환부에 대응하는 사방밸브 연결배관에는 상기 제2열교환부에서 토출된 냉매가 유동 가능하도록 하는 체크밸브가 구비되는 공기 조화기.
다수의 열교환부를 가지는 실외 열교환기와, 다수의 열교환부와 대응되는 다수의 실외 팽창부와, 상기 실외 열교환기에서의 냉매 유동을 가변시키기 위해 상기 다수의 열교환부 중 어느 하나의 흡입측 배관과 다른 하나의 토출 측 배관을 연결하는 패스가변 배관과, 상기 패스가변 배관에 구비되는 패스가변 밸브를 포함하는 실외기; 및
상기 실외기와 연결되어, 각각 실내 열교환기를 가지는 다수의 실내기를 포함하되,
냉방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 개방되면, 냉매 중 일부 또는 전부는 상기 다수의 열교환부를 순차적으로 유동하고,
난방 운전 시, 상기 패스가변 밸브가 닫히면, 냉매는 상기 다수의 열교환부를 병렬로 유동하며,
냉방 또는 난방 시, 상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 냉매는 상기 다수의 열교환부 중 일부 열교환부를 유동하고,
상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건은, 상기 다수의 실내기 중 작동하는 실내기의 개수가 기준수 이하이거나, 작동되는 실내 열교환기의 용량이 기준 용량이하이거나 실외 온도가 기준온도 이하인 경우 중 하나 이상이 해당되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 9 항에 있어서,
냉방 운전 시, 상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 패스가변 밸브가 닫히는 공기 조화기.
제 9 항에 있어서,
난방 운전 시, 상기 실외 열교환기의 용량 감소 조건이 만족되면, 상기 다수의 실외 팽창부 중 일부가 닫히는 공기 조화기.