KR101951673B1 - 멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법 - Google Patents

멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 액고임 방지 운전방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 멀티 공기조화기는 실내에 공조된 공기를 토출시키는 복수개의 실내기, 상기 실내기와 연결되며 압축기를 포함하는 하나 이상의 실외기, 상기 실내기 및 상기 실외기와 연결되는 전자팽창밸브와 액고임이 발생한 경우에 상기 실내기 내부의 액고임 정도에 따라 상기 전자팽창밸브를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시켜 액고임 방지 운전을 실시하도록 하는 제어부를 포함한다. 본 발명은 획일적으로 전자팽창밸브를 개방하지 않고 실내기 내부의 액고임 정도에 따라 전자팽창밸브를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 단계적으로 개방시킴으로써, 비운전(OFF) 실내기의 액고임 해소를 위해 유입되는 냉매의 손실을 줄이고 효율적으로 냉/난방 운전을 수행할 수 있다.

Description

멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법{Multi type Air Conditioner and Method for preventing the refrigerant's remnants for the same}
본 발명은 멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비운전(OFF) 실내기 내부의 냉매 액고임 정도에 따라 단계적으로 전자팽창밸브를 개방시킴으로써 압축기의 과열을 방지하고 실내의 냉/난방 성능을 향상시킬 수 있는 멀티 공기조화기 및 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법에 관한 것이다.
공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 실내를 냉/난방시키거나 공기를 정화시키는 장치를 말한다.
이러한 공기조화기는 실내기와 실외기를 각각 분리한 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 구분할 수 있다. 또한, 공기조화기의 용량에 따라 하나의 실내기를 구동시킬 수 있는 용량으로 좁은 장소에서 이용하도록 구성된 싱글형 공기조화기, 회사 또는 음식점에서 사용할 수 있도록 매우 큰 용량으로 구성된 중대형 공기조화기 및 다수개의 실내기를 충분히 구동시킬 수 있는 용량으로 구성된 멀티 공기조화기로 구분할 수 있다.
여기서, 멀티 공기조화기는 설치비용을 줄이고 공간효율을 높이기 위해 대형건물이나 여러개의 공간으로 구획된 실내의 냉/난방하도록 복수개의 실내기 및 실외기를 서로 연결하여 설치하는 바, 실내에 설치되어 공조공간 내부로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 복수개의 실내기와 상기 실내기에서 충분한 열교환 동작이 이루어질 수 있도록 냉매를 압축, 팽창 등을 수행하는 실내기와 연결된 적어도 하나 이상의 실외기로 구성된다.
멀티 공기조화기는 일반적으로 내부를 순환하는 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발의 순으로 순환하여 열을 전달하는 싸이클을 가진다. 이러한 싸이클에 의해 공기조화기는 하절기에는 실내의 열을 외부로 배출하는 냉방 싸이클로 동작하고, 동절기에는 냉방 싸이클과 반대로 순환하여 실내로 열을 공급하는 히트 펌프(Heat Pump)의 난방 싸이클로 동작하게 된다.
한편, 종래에는 일부 실내기만 작동시켜 장시간 냉/난방 운전을 수행하는 경우, 비운전(OFF) 실내기 내부에 냉매가 축적되는 냉매 액고임 현상이 발생하였다. 이에 따라, 작동 중인 실내기 내부를 순환하는 전체적인 냉매량이 감소함으로써, 실내 열교환기에서의 열교환량이 적어져 공기조화기의 냉/난방 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 압축기에 유입되는 냉매량이 감소함에 비해, 동일한 압축기일이 냉매에 가해지므로 압축기가 과열되어 압축기 파손의 우려가 높았다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 비운전(OFF) 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시킴으로써 압축기의 과열을 방지하고 공기조화기의 냉/난방 성능을 높일 수 있는 멀티 공기조화기 및 이를 이용한 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 공기조화기는 실내에 공조된 공기를 토출시키는 복수개의 실내기, 상기 실내기와 연결되며, 압축기를 포함하는 하나 이상의 실외기, 상기 실내기 및 상기 실외기와 연결되는 복수개의 전자팽창밸브 및 상기 실내기, 상기 실외기와 상기 전자팽창밸브를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 비운전(OFF) 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하여, 액고임이 발생한 경우에 상기 실내기 내부의 액고임 정도에 따라 상기 전자팽창밸브를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시켜 액고임 방지 운전을 실시하도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 제어부는 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우에 액고임이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부는 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)와 기설정된 복수개의 설정온도를 비교하여 상기 냉매 토출온도(Td)가 더 높을수록 상기 냉매의 액고임 정도가 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 2개 이상의 서로 다른 개도값은 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값이며, 제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부는 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제1 개도값으로 개방시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부는 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제2 개도값으로 개방시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제어부는 냉매 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제3 개도값으로 개방시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 이론 토출온도(Ti)는 상기 실내기 내부에 냉매의 액고임이 발생하지 않은 경우에 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 X ℃의 범위는 5℃ ≤ X ≤ 10℃ 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 압축기는 냉매의 토출온도(Td)를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법은 비운전(OFF) 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하는 단계 및 상기 비운전(OFF) 실내기에 액고임이 발생한 경우, 상기 실내기 내부의 액고임 정도에 따라 전자팽창밸브를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시켜 상기 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 상기 비운전(OFF) 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하는 단계는, 압축기의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우에 액고임이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 본 발명은 상기 2개 이상의 서로 다른 개도값은 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값이며, 제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제1 개도값으로 개방시켜 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제2 개도값으로 개방시켜 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 상기 전자팽창밸브를 상기 제3 개도값으로 개방시켜 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 한다.
도 1은 다수개의 실외기와 이에 연결된 다수개의 실내기로 구성된 멀티 공기조화기를 나타낸 구성도이다.
도 2는 하나의 실외기와 이에 연결된 다수개의 실내기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 멀티 공기조화기의 P-H 선도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 멀티 공기조화기의 액고임 방지 운전방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 멀티 공기조화기의 액고임 방지 운전방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 전자팽창밸브의 작동을 나타낸 Pulse-time 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
한편, 제1 또는 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들이 상기 용어들에 의해 한정되지 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별시키는 목적으로만 사용된다.
본 발명에 따른 멀티 공기조화기는 실내에 공조된 공기를 토출시키는 복수개의 실내기, 상기 실내기와 연결되며 압축기를 포함하는 하나 이상의 실외기, 상기 실내기 및 상기 실외기와 연결되는 복수개의 전자팽창밸브와 액고임 정도에 따라 전자팽창밸브를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시키도록 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명은 비운전(OFF) 실내기 내부의 액고임 정도를 구분하여 실내기의 전자팽창밸브의 개도값을 달리함으로써, 액고임 방지 운전에 따른 냉매의 손실을 방지하여 냉/난방의 효율을 높일 수 있다. 이하 도면을 참고하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 멀티 공기조화기는 복수개의 실외기(110a, 110b, 110c)와 이에 연결된 복수개의 실내기(120a, 120b, 120c, 120d)로 구성될 수 있다. 또는, 도 2에서와 같이 본 발명의 공기조화기는 하나의 실외기(110)에 복수개의 실내기(120a, 120b, 120c)가 연결된 형태일 수도 있다.
도 2를 참고하여 본 발명에 따른 멀티 공기조화기의 구성을 구체적으로 보면, 본 발명의 멀티 공기조화기는 1 개의 실외기(110)에 복수개의 실내기(120a, 120b, 120c)가 냉매관에 의해 연결되고 실외기(110)와 실내기(120a, 120b, 120c) 사이에는 상기 냉매관을 연결시키는 분배기(130)가 설치된다. 또한, 상기 실외기(110) 및 상기 실내기(120a, 120b, 120c)와 연결되는 전자팽창밸브(124a, 124b, 124c)를 포함한다.
이때, 실외기(110)는 냉매를 압축하는 압축기(112) 및 외부와 열교환하는 실외 열교환기(114)를 내부에 포함한다. 또한, 실외기(110)는 압축기(112)의 성능을 높이기 위해 압축기(112)로 유입되는 액체 냉매를 방지하고, 이물질을 여과하도록 어큐뮬레이터(116)를 포함할 수 있다. 또한, 압축기(112)는 냉매의 토출온도를 측정하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
실내기(120a, 120b, 120c)는 실내공기와 열교환하는 실내 열교환기(122a, 122b, 122c)를 포함한다. 또한, 실내기(120a, 120b, 120c)는 실내온도를 측정하는 실내 온도센서를 포함할 수도 있다.
전자팽창밸브(124a, 124b, 124c)는 냉매를 팽창시켜 저온 저압상태로 토출시키는 역할을 하며, 실내기(120a, 120b, 120c) 대수와 동일하게 복수개가 설치될 수 있다. 이러한 전자팽창밸브(124a, 124b, 124c)는 배관을 통해 실내기(120a, 120b, 120c)와 실외기(110) 모두에 연결된다. 구체적으로는 전자팽창밸브(124a, 124b, 124c)는 실외기의(110)의 실외 열교환기(114)와 실내기(120a, 120b, 120c)의 열교환기기(122a, 122b, 122c)사이에 위치하여 배관을 통해 연결될 수 있으며, 상기 배관은 분배기(130)에서 분지된 형태일 수 있다.
실외기(110)와 실내기(120a, 120b, 120c)는 각각 실외팬(118)과 실내팬(126a, 126b, 126c)을 포함하여, 실외기(110)는 실외팬(118)을 통해 외부 공기를 실외 열교환기(114) 또는 실외로 유동시키며, 실내기(120a, 120b, 120c)는 실내팬(126a, 126b, 126c)을 통해 공조된 공기를 실내에 공급할 수 있다.
한편, 실외 열교환기(114)는 분배기(130)와 제1 냉매관(132)에 의해 연결되고, 압축기(112)는 분배기(130)와 제2 냉매관(134)에 의해 연결된다. 또한, 분배기(130)에서는 제1 냉매관(132)과 제2 냉매관(134)이 실내기(120a, 120b, 120c)의 수만큼 분지된다. 제1 냉매관(132) 및 제2 냉매관(134)에서 분지된 분배 배관(132a,132b,132c,134a,134b,134c)은 실내기(120a, 120b, 120c)와 각각 연결된다.
본 발명의 실내 냉방운전 과정은 다음과 같다. 먼저, 압축기(112)에서 고온으로 압축된 기체 냉매는 실외 열교환기(114)에 유입된다. 이때, 실외 열교환기(114)에 유입된 냉매는 실외 공기와 열교환하면서 액체로 응축된다. 응축된 냉매는 제1 냉매관(132)을 통해 분배기(130)에 유입되고, 상기 분배기(130)에 유입된 냉매는 제1 냉매관(132)에서 분지된 분배 배관(132a, 132b, 132c)을 통해 각 실내기(120a, 120b, 120c)로 분배될 수 있다. 이때, 모든 실내기(120a, 120b, 120c)를 운전(ON)할 경우, 분배기(130)에서는 분배 배관을 통해 모든 실내기(120a, 120b, 120c)에 냉매를 공급한다. 이와 달리 일부의 실내기(120b, 120c)만을 운전시킬 경우에는 비운전(OFF) 실내기(120a)에 연결된 전자팽창밸브(124a)를 폐쇄시킴으로써 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부로 냉매가 유입되는 것을 방지한다.
운전 중인 실내기(120b, 120c)에 유입되는 냉매는 전자팽창밸브(124b, 124c)를 통과하면서 저온, 저압상태로 팽창되어 실내 열교환기(122b, 122c)에 유입된다. 실내 열교환기(122b, 122c)로 유입된 액체 냉매는 기체로 상변화하게 되는데, 이때 기화하는데 필요한 열을 실내 공기로부터 흡수함으로써 공기를 냉각시킬 수 있다. 냉각된 공기는 실내팬(126b, 126c)이 회전하면서 실내로 토출시켜 실내 공간을 냉방시킬 수 있다.
한편, 실내 열교환기(122b, 122c)에서 증발된 냉매는 분배 배관을 통해 분배기(130)로 유입되고, 제2 냉매관(134)을 통해 다시 실외기(110)로 공급된다. 이때, 실외기(110)에 유입된 냉매는 어큐뮬레이터(116)를 거친 후 압축기(112)로 회수되어 냉방 싸이클을 완성하게 된다. 이러한 일련의 과정을 연속적으로 수행함으로써 멀티 공기조화기는 실내 공간을 냉방시킨다.
다음으로, 본 발명의 실내 난방운전 과정을 살펴보기로 한다. 압축기(112)에서 고온으로 압축된 기체 냉매는 제2 냉매관(134)을 통해 분배기(130)에 유입되고, 분배기(130)에 유입된 냉매는 제2 냉매관(134)의 분배 배관(134a, 134b, 134c)을 통해 실내기(120a, 120b, 120c)로 공급된다. 이때, 모든 실내기(120a, 120b, 120c)를 운전할 경우는 물론, 일부의 실내기(120b, 120c)만을 운전할 경우에도 분배기(130)에서는 실내기(120a, 120b, 120c) 모두에 냉매를 공급하게 된다. 운전(ON) 중인 실내기(120b, 120c)의 실내 열교환기(122b, 122c)에는 고온의 기체 냉매가 유입되어 액체로 응축되면서 열을 방출하게 되는데 이를 이용하여 실내 공기를 가열할 수 있다. 실내기(120b, 120c)의 실내팬(126b, 126c)은 회전함으로써 가열된 공기를 실내에 공급하게 된다.
한편, 응축된 냉매는 전자팽창밸브(124b, 124c)를 통과하면서 저온, 저압으로 팽창되고, 냉매는 제1 냉매관(132)의 분배 배관을 통해 분배기(130)에 유입된다. 분배기(130)에 유입된 냉매는 제1 냉매관(132)을 통해 실외 열교환기(114)에 유입되어 외부와 열교환하면서 증발되게 된다. 상기 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(116)를 거쳐 압축기(112)에 회수되면서 난방 싸이클이 완성된다. 마찬가지로 상기 일련의 과정을 연속적으로 수행함으로써 실내 공간을 난방시킬 수 있다.
한편, 일부 실내기(120b, 120c)만으로 장시간 냉/난방 운전을 수행할 경우, 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 냉매가 유입되는 냉매 액고임 문제점이 있다. 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 냉매 액고임이 발생하면 운전중인 실내기(120b, 120c)로 유입되는 냉매의 양이 줄어들어 멀티 공기조화기의 냉/난방 용량이 감소하였다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(112)에서의 냉매 압축량이 적어져 고온으로 가압되므로, 압축기(112)가 과열되어 파손의 우려가 있다.
본 발명은 비운전(OFF) 실내기(120a)의 냉매 액고임 여부를 판단하여, 액고임이 발생한 경우에 실내기(120a) 내부의 액고임 정도에 따라 비운전(OFF) 실내기(120a)에 연결된 전자팽창밸브(124a)를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시켜 액고임 방지 운전을 실시한다.
일률적으로 전자팽창밸브(124a)를 완전히 개방하여 실내기(120a) 내부에 고인 냉매를 배출시키면, 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부로 유입되는 냉매량이 많아 멀티 공기조화기의 냉/난방 능력이 감소하는 반면에, 본 발명은 냉매의 액고임 정도에 따라 전자팽창밸브(124a)를 개도값을 달리하여 단계적으로 개방함으로써 냉매의 손실을 줄이고 운전중인 실내기(120b, 120c)의 냉/난방 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 제어부를 포함하여, 제어부가 액고임 방지 운전 실시를 위한 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임 여부와 액고임 정도의 판단 및 각 구성요소의 제어를 수행한다. 뿐만 아니라 도 6에 도시된 바와 같이 제어부는 실외기(110) 및 실내기(120a, 120b, 120c)의 구성요소를 모두 제어함으로써 실내의 냉/난방을 수행하게 한다. 구체적으로 제어부의 기능을 살펴보면 다음과 같다.
제어부는 비운전(OFF) 실내기(120a)가 있는지 여부를 파악하고, 상기 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 액고임이 발생하였는지를 판단한다. 이때, 제어부는 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 압축기(112)에서의 이론 토출온도(Ti)를 비교함으로써, 액고임이 발생하였는지를 판단하게 된다. 즉, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우(Td > Ti + X )에는 액고임이 발생하였다고 판단하여 액고임 방지 운전을 실시하게 된다. 반면에 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃ 같거나 작은 경우(Td ≤ Ti + X )에는 일반적인 냉/난방 운전을 계속 수행하도록 멀티 공기조화기를 제어한다.
여기서, 이론 토출온도(Ti)는 동일한 냉/난방 조건에서 비운전 실내기(120a) 내부에 냉매의 액고임이 발생하지 않은 경우에 실외기(110)에서의 압축기 토출온도(Td)를 말한다. 더욱 상세하게는 동일한 개수로 일부 실내기(120b, 120c)만 운전 중인 경우, 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임에 따른 냉매 손실없이 냉매가 모두 냉/난방 싸이클에 따라 순환할 때 실외기(110)에서의 압축기(112) 토출온도(Td)이다.
또한, X ℃의 범위는 5℃ ≤ X ≤ 10℃ 일 수 있다. X는 압축기(112)의 실제 토출온도(Td)와 이론 토출온도(Ti)와의 차이를 의미하는 것으로써, 본 발명은 멀티 공기조화기의 가동시간이나 계절상황에 따라 가변적으로 X의 값을 설정할 수 있다. 즉, 가동시간이 큰 경우 상대적으로 압축기(112)가 과열되었으므로 오차를 반영하여 X의 값을 상기 범위에서 높은 값으로 설정하고, 가동시간이 짧은 경우에는 X의 값을 낮게 설정하도록 한다. 또한, 마찬가지로 더운 여름에는 실외기(110)의 내부온도가 전체적으로 높으므로 X의 값을 높게 설정하고, 겨울에는 X의 값을 낮게 설정하도록 할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 X의 값을 상기 범위에서 상황에 따라 변경할 수 있어, 액고임이 발생하지 않은 경우에도 액고임 방지 운전을 실시하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 2개 이상의 서로 다른 개도값은 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값일 수 있으며, 제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값인 관계를 가질 수 있다. 개도값이 클수록 전자팽창밸브(124a)의 개방정도가 증가하여 냉매의 유동량이 증가함으로써, 비운전(OFF) 실내기(120a) 외부로 더 빠르게 냉매를 배출시킬 수 있다.
본 발명에 따른 멀티 공기조화기는 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임 정도를 판단하여 전자팽창밸브(124a)를 단계적으로 개방시킨다.
이때, 제어부는 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 기설정된 복수개의 설정온도(T1, T2, T3)를 비교하여 상기 냉매 토출온도(Td)가 더 높을수록 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 고인 냉매의 액고임 양이 크다고 판단한다. 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 고인 냉매의 양이 많을수록, 압축기(112)로 유입되는 냉매양은 줄어드므로 적은 냉매를 동일한 압축기일로 압축함으로써 압축기(112) 냉매 토출온도(Td)가 높아지기 때문이다.
구체적으로는 압축기(112)의 토출온도(Td)를 단계적으로 증가하는 설정온도(T1, T2, T3)와 순차적 비교한다. 압축기(112)의 토출온도(Td)가 높은 경우에는 액고임 정도가 크다고 판단하여 전자팽창밸브(124a)의 개도값을 높이고, 압축기(112)의 토출온도(Td)가 낮은 경우에는 개도값을 낮춘다.
먼저, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 제1 설정온도(T1)와 비교하여, 냉매 토출온도(Td)가 제1 설정온도(T1)보다 작은 경우, 즉 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면 전자팽창밸브(124a)를 제1 개도값으로 개방시키도록 제어한다. 이처럼 적은 양의 냉매 액고임이 발생한 경우에는 낮은 개도값으로 전자팽창밸브(124a)를 개방시킴으로써 소음을 감소시킬 수 있다.
압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 제1 설정온도(T1)보다 큰 경우에는 제2 설정온도(T2)와 비교한다. 이때, 냉매 토출온도(Td)가 제2 설정온도(T2)보다 작다면(T1 ≤ Td ≤ T2) 제어부는 상기 전자팽창밸브(124a)를 제2 개도값으로 개방시키도록 한다.
또한, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 전자팽창밸브(124a)를 제3 개도값으로 개방시킨다.
앞서 설명한 바와 같이 상기 제1 설정온도(T1), 제2 설정온도(T2) 및 제3 설정온도(T3)는 차례대로 증가하여, '제1 설정온도(T1) < 제2 설정온도(T2) < 제3 설정온도(T3)'의 관계를 갖는다. 마찬가지로 전자팽창밸브(124a)의 개도값인 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값은 차례대로 증가하여, '제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값'의 관계를 갖는다.
본 발명은 상기예에 제한되는 것은 아니며 전자팽창밸브(124a)의 개도값을 3개 이상으로 세분하여 액고임 방지 운전을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제4 설정온도를 추가하여, 제1 개도값 ~ 제4 개도값의 4단계로 전자팽창밸브(124a)의 개도를 조절하여 액고임 방지 운전을 수행할 수도 있을 것이다.
본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 전자팽창밸브(124a)의 개방주기인 펄스값(Pulse)을 달리하여 개방시킴으로써, 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 냉매를 제거할 수도 있다.
압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면 전자팽창밸브(124a)를 제1 펄스값으로 개폐시키고, 냉매 토출온도(Td)의 범위가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2)이면 상기 전자팽창밸브(124a)를 제2 펄스값으로 개폐시킨다. 만약, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 전자팽창밸브(124a)를 제3 펄스값으로 개폐시킬 수 있다.
여기서 펄스값인 제1 펄스값, 제2 펄스값 및 제3 펄스값은 차례대로 증가하여, '제1 펄스값 < 제2 펄스값 < 제3 펄스값'의 관계를 갖는다. 즉 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임 정도가 큰 경우, 높은 펄스값으로 더욱 빈번하게 전자팽창밸브(124a)를 개폐시켜 신속하게 냉매를 배출시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 공기조화기의 액고임 방지 운전방법을 순서대로 도시한 순서도이다. 이하 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하여 멀티 공기조화기의 액고임 방지 운전 순서별로 나누어 설명하도록 한다. 앞에서 설명한 부분과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 언급하도록 하겠다.
먼저, 비운전(OFF) 실내기(120a)가 1대 이상 있는지 판단하여, 비운전(OFF) 실내기(120a)가 존재시 상기 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 냉매 액고임 여부를 판단한다.(S1, S2)
비운전(OFF) 실내기(120a)의 냉매 액고임 여부의 판단은 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 이론 토출온도(Ti)를 비교하여, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우에 액고임이 발생하였다고 보고 아래와 같은 냉매 액고임 방지 운전을 수행하게 된다.
다음으로, 액고임이 발생하였다고 판단한 경우 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임 정도에 따라 전자팽창밸브(124a)를 2개 이상의 서로 다른 개도값으로 개방시켜 실내기(120a) 내부에 고인 냉매를 배출시킨다.
비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 냉매의 액고임 정도는 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)를 기준으로 설정온도(T1, T2, T3)와 비교하여 판단한다. 구체적으로 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 기설정된 복수개의 설정온도(T1, T2, T3)를 비교하여 상기 냉매 토출온도(Td)가 더 높을수록 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 고인 냉매의 액고임 양이 크다고 판단한다. 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부에 고인 냉매의 양이 많을수록, 압축기(112)로 유입되는 냉매양은 줄어드므로 적은 냉매를 동일한 압축기일로 압축함으로써 압축기(112) 냉매 토출온도(Td)가 높아지기 때문이다.
한편, 2개 이상의 서로 다른 개도값은 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값일 수 있으며, 제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값인 관계를 가질 수 있다. 개도값이 클수록 전자팽창밸브(124a)의 개방정도가 증가하여 냉매의 유동량이 증가함으로써, 비운전(OFF) 실내기(120a) 외부로 더 빠르게 냉매를 배출시킬 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이 전자팽창밸브(124a)를 2개의 개도값으로 단계적으로 구분하여 액고임 방지 운전을 수행할 수 있다. 먼저, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)와 제1 설정온도(T1)를 비교하여, 냉매 토출온도(Td)가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면, 전자팽창밸브(124a)를 제1 개도값으로 조절하여 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 냉매를 배출시킨다.(S3, S4a)
냉매의 액고임 양이 적은 경우, 제1 개도값으로 전자팽창밸브(124a)의 개방정도를 낮게 하여 고인 냉매를 비운전(OFF) 실내기(120a) 외부로 배출시킴으로써, 액고임 해소를 위해 사용되는 냉매의 양을 줄일 수 있으며, 소음을 감소시킬 수 있다.
반면에 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 Td ≥ 제1 설정온도(T1)이면 전자팽창밸브(124a)를 제2 개도값으로 조절하여 냉매를 배출시킨다.(S3, S4b)
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 전자팽창밸브(124a)의 개도값을 3개로 나누어 단계적으로 개방시킬 수도 있다. 즉, 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 제1 설정온도(T1)보다 큰 경우, 제2 설정온도(T2)와 비교하는 단계를 더 포함한다.(S3a, S3b)
이때에는 압축기(112)의 냉매 토출온도(Td)가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2) 범위이면 전자팽창밸브(124a)를 제2 개도값으로 개방시키고, 냉매 토출온도(Td)가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 상기 전자팽창밸브(124a)를 제3 개도값으로 개방시켜 냉매를 배출시킨다.(S4b, S4c)
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 설정온도(T1), 제2 설정온도(T2) 및 제3 설정온도(T3)는 차례대로 증가하여, '제1 설정온도(T1) < 제2 설정온도(T2) < 제3 설정온도(T3)'의 관계를 갖는다. 마찬가지로 전자팽창밸브(124a)의 개도값인 제1 개도값, 제2 개도값 및 제3 개도값은 차례대로 증가하여, '제1 개도값 < 제2 개도값 < 제3 개도값'의 관계를 갖는다.
다음으로 비운전(OFF) 실내기(120a) 내부의 액고임 해소 여부를 판단하여, 액고임이 해소된 경우 전자팽창밸브(124a)의 제어를 중단한다.(S5)
앞서 언급한 바와 같이 본 발명은 상기예에 제한되는 것은 아니며 전자팽창밸브(124a)의 개도값을 3개 이상으로 세분하여 단계적으로 전자팽창밸브(124a)를 개방하거나, 이와 달리 전자팽창밸브(124a)의 펄스값을 여러 단계로 나누어 전자팽창밸브(124a)의 개폐주기를 달리하여 개폐시킴으로써 냉매를 배출시킬 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 멀티 공기조화기 110 : 실외기
112 : 압축기 114 : 실외 열교환기
116 : 어큐뮬레이터 118 : 실외팬
120 : 실내기
122a, 122b, 122c : 실내 열교환기
124a, 124b, 124c : 전자팽창밸브
126a, 126b, 126c : 실내팬
130 : 분배기 132 : 제1 냉매관
134 : 제2 냉매관
132a, 132b, 132c, 134a, 134b, 134c : 분배 배관

Claims (16)

  1. 실내에 공조된 공기를 토출시키는 복수개의 실내기;
    상기 실내기와 연결되며, 압축기를 포함하는 하나 이상의 실외기;
    상기 실내기 및 상기 실외기와 연결되는 복수개의 전자팽창밸브; 및
    상기 실내기, 상기 실외기 및 상기 전자팽창밸브를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수개의 실내기 중 비운전(OFF) 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하되, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우에 냉매 액고임이 발생하였다고 판단하고,
    냉매 액고임이 발생한 경우 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브를 개방시키되, 상기 실내기 내부의 냉매 액고임 정도에 따라 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 복수개의 서로 다른 펄스값을 인가함으로써 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브의 개방주기를 변화시키는 냉매 액고임 방지 운전을 실시하며,
    상기 X는 상기 압축기의 가동시간 또는 계절에 따라 가변되되, 상기 압축기의 가동시간이 상대적으로 길수록 상기 X는 상대적으로 높은 값으로 설정되고, 여름의 경우 다른 계절에 비해 상기 X는 상대적으로 높은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)와 기설정된 복수개의 설정온도를 비교하여 상기 냉매 토출온도(Td)가 더 높을수록 냉매 액고임 정도가 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 서로 다른 펄스값은 제1 펄스값과, 상기 제1 펄스값보다 큰 제2 펄스값 및 상기 제2 펄스값보다 큰 제3 펄스값이며,
    상기 비운전 실내기 내부의 냉매 액고임 정도가 큰 경우 상대적으로 높은 펄스값으로 더욱 빈번하게 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브를 개폐시키는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉매 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제1 펄스값을 인가하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉매 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)의 범위가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제2 펄스값을 인가하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉매 액고임 방지 운전을 실시하는 경우, 상기 압축기의 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제3 펄스값을 인가하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이론 토출온도(Ti)는 상기 실내기 내부에 냉매 액고임이 발생하지 않은 경우 상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)인 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 X는 5 이상, 10 이하인 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기는 상기 냉매 토출온도(Td)를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기.
  11. 비운전(OFF) 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 비운전 실내기에 냉매 액고임이 발생한 경우, 상기 실내기 내부의 냉매 액고임 정도에 따라 상기 비운전 실내기에 연결된 전자팽창밸브를 개방시키되, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 복수개의 서로 다른 펄스값을 인가함으로써 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브의 개방주기를 변화시켜 상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계;를 포함하고,
    상기 비운전 실내기의 냉매 액고임 여부를 판단하는 단계는,
    압축기의 냉매 토출온도(Td)가 이론 토출온도(Ti)보다 X ℃가 더 큰 경우에 냉매 액고임이 발생하였다고 판단하고,
    상기 X는 상기 압축기의 가동시간 또는 계절에 따라 가변되되, 상기 압축기의 가동시간이 상대적으로 길수록 상기 X는 상대적으로 높은 값으로 설정되고, 여름의 경우 다른 계절에 비해 상기 X는 상대적으로 높은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 서로 다른 펄스값은 제1 펄스값과, 상기 제1 펄스값보다 큰 제2 개도값 및 상기 제2 펄스값보다 큰 제3 펄스값이며,
    상기 비운전 실내기 내부의 냉매 액고임 정도가 큰 경우 상대적으로 높은 펄스값으로 더욱 빈번하게 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브를 개폐시키는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는,
    상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Ti + X < Td < 제1 설정온도(T1)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제1 펄스값을 인가하여 상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는,
    상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)의 범위가 제1 설정온도(T1)≤ Td ≤ 제2 설정온도(T2)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제2 펄스값을 인가하여 상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 비운전 실내기 내부에 고인 냉매를 배출시키는 단계는,
    상기 압축기의 상기 냉매 토출온도(Td)의 범위가 Td > 제2 설정온도(T2)이면, 상기 비운전 실내기에 연결된 상기 전자팽창밸브에 상기 제3 펄스값을 인가하여 상기 비운전 실내기에 고인 냉매를 배출시키는 것을 특징으로 하는, 멀티 공기조화기의 냉매 액고임 방지 운전방법.
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