KR102007301B1 - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내공간을 냉난방하며 냉온수를 공급할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 실내공기와 냉매를 열교환하여 실내를 냉방 또는 난방하는 실내기와, 물과 냉매를 열교환하여 온수 또는 냉수를 공급하는 냉온수기와, 실내기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하거나 압축기에서 압축된 냉매를 실내기로 안내하는 제 1 절환부와, 압축기에서 압축된 냉매를 냉온수기로 안내하거나 냉온수기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하는 제 2 절환부를 포함하여 냉방전용모드, 난방전용모드, 온수전용모드, 냉수전용모드, 냉방온수모드, 난방온수모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드로 운전될 수 있다.

Description

공기조화기 {Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공간을 냉난방하며 냉온수를 공급할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시킨다.
산업용 공기조화기 또는 중앙식 공기조화기의 경우 냉동사이클의 응축기 또는 증발기에서 물과 냉매를 열교환하여 온수 또는 냉수를 생성한 후 생성된 온수 또는 냉수를 물탱크, 바닥난방, 라디어에터, 팬코일유닛 또는 수전에 공급한다.
이러한 냉온수 공급 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방과 온수공급 또는 냉수공급의 다양한 조합이 불가능하거나 조합시 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내의 냉방 또는 난방과 온수공급 또는 냉수공급의 다양한 조합이 가능한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 실내의 냉방 또는 난방과 온수공급 또는 냉수공급의 다양한 조합한 조합에도 성능이 높은 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 실내공기와 냉매를 열교환하여 실내를 냉방 또는 난방하는 실내기와, 물과 냉매를 열교환하여 온수 또는 냉수를 공급하는 냉온수기와, 실내기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하거나 압축기에서 압축된 냉매를 실내기로 안내하는 제 1 절환부와, 압축기에서 압축된 냉매를 냉온수기로 안내하거나 냉온수기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하는 제 2 절환부를 포함하여 냉방전용모드, 난방전용모드, 온수전용모드, 냉수전용모드, 냉방온수모드, 난방온수모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드로 운전될 수 있다.
본 발명의 공기조화기는, 개방시 압축기에서 압축된 냉매를 제 2 절환부로 안내하는 고압밸브를 더 포함하여, 냉방전용모드, 온수전용모드, 냉수전용모드, 냉방온수모드, 난방온수모드 및 냉방냉수모드로 운전될 수 있다. 고압밸브는 난방전용모드 및 난방냉수모드시 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 공기조화기는, 냉온수기에서 응축된 냉매를 팽창하는 실내팽창밸브를 더 포함하여, 상기 냉방온수모드로 운전될 수 있다. 본 발명의 공기조화기는, 실내기에서 응축된 냉매를 팽창하는 냉온수팽창밸브를 더 포함하여, 난방냉수모드로 운전될 수 있다. 실내팽창밸브는 온수전용모드 및 냉방전용모드시 폐쇄될 수 있고, 냉온수팽창밸브는 냉방전용모드 및 난방전용모드시 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 공기조화기는, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기를 더 포함하여, 냉방전용모드, 냉수전용모드 및 냉방냉수모드로 운전될 수 있다. 제 2 절환부는 실외열교환기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하여, 본 발명의 공기조화기는, 난방전용모드, 온수전용모드 및 난방온수모드로 운전될 있다.
본 발명의 공기조화기는, 실내기 및/또는 냉온수기에서 응축된 냉매 또는 를 팽창하는 실외팽창밸브를 더 포함하여, 난방전용모드, 온수전용모드 및 난방온수모드로 운전될 수 있다. 실외열교환기는 실외팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발할 수 있다.
실외팽창밸브는 냉방온수모드 및 난방냉수모드시 폐쇄되어 실외열교환기가 동작하지 않을 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 두 개의 절환부와 고압밸브를 통해 냉온수기가 동작하지 않고 실내기가 냉방 또는 난방을 하는 운전과, 실내기가 동작하지 않고 냉온수기가 온수공급 또는 냉수공급을 하는 운전과, 실내기가 냉방 또는 난방을 하며 냉온수가 온수공급 또는 냉수공급을 하는 운전을 모두 수행할 수 있는 장점이 있다. 특히, 본 발명의 공기조화기는 냉방온수모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드로 운전될 수 있는 장점도 있다.
둘째, 두 개의 절환부를 구비하여 냉온수기의 비동작시 냉온수기에 고압의 냉매가 유동되거나 실내기의 비동작시 실내기에 고압의 냉매가 유동되는 것을 방지하여 성능이 높아지는 장점도 있다. 특히, 온수전용모드시 실내기의 액고임을 방지하고 난방전용모드시 냉온수기의 액고임을 방지하여 고효율의 운전이 가능한 장점도 있다.
셋째, 실내기가 실내를 냉방하며 냉온수기가 온수를 공급하는 냉방온수모드시 실내열교환기에 의한 방열이 없어 외기온도의 영향을 받지않으며, 냉온수기의 응축열량을 전부 이용한 폐열 회수로 냉방을 수행하여 고효율 운전이 가능한 장점도 있다. 또한, 실내기가 실내를 난방하며 냉온수기가 냉수를 공급하는 난방냉수모드시 실내열교환기에 의한 방열이 없어 외기온도의 영향을 받지않으며, 실내기기의 응축열량을 전부 이용한 폐열 회수로 냉수공급을 수행하여 고효율 운전이 가능한 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 온수전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉수전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방온수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방온수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방냉수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방냉수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 실외에 배치되어 냉매를 압축하며 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외기(OU)와, 실내에 배치되어 냉매를 실내공기와 열교환하여 실내를 난방 또는 냉방하는 실내기(IU)와, 냉매를 물과 열교환하여 온수 또는 냉수를 공급하는 냉온수기(WU)를 포함한다. 실내기(IU)와 냉온수기(WU)는 실외기(OU)에 병렬로 연결된다. 본 실시예에서 실내기(IU)는 복수로 구비되며, 복수의 실내기(IU)는 냉온수기(WU)와 함께 실외기(OU)에 병렬로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 다양한 운전모드로 운전될 수 있으며, 본 실시예에서 공기조화기는 실내기(IU)가 실내를 냉방하고 냉온수기(WU)가 온수 및 냉수를 공급하지 않는 냉방전용모드와, 실내기(IU)가 실내를 난방하고 냉온수기(WU)가 온수 및 냉수를 공급하지 않는 난방전용모드와, 실내기(IU)가 냉난방을 하지 않고 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 온수전용모드와, 실내기(IU)가 냉난방을 하지 않고 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉수전용모드와, 실내기(IU)가 실내를 냉방하며 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 냉방온수모드와, 실내기(IU)가 실내를 난방하며 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 난방온수모드와, 실내기(IU)가 실내를 냉방하며 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉방냉수모드와, 실내기(IU)가 실내를 난방하며 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 난방냉수모드로 운전된다.
실외기(OU)는 냉매를 압축하고 운전모드에 따라 냉매를 증발하거나 응축한다. 실외기(OU)는 운전모드에 따라 실내기(IU) 및/또는 냉온수기(WU)에 압축된 냉매를 공급하거나 실내기(IU) 및/또는 냉온수기(WU)에 응축 및 팽창된 냉매를 공급하거나, 실내기(IU) 및/또는 냉온수기(WU)로부터 증발된 냉매를 전달받는다.
실외기(OU)는 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 실외공기와 냉매를 열교환하는 실외열교환기(120)와, 냉매를 팽창하거나 통과시키는 실외팽창밸브(130)와, 실내기(IU) 및 압축기(110) 간의 냉매 흐름을 절환하는 제 1 절환부(191)와, 냉온수기(WU), 실외열교환기(120) 및 압축기(110) 간의 냉매 흐름을 절환하는 제 2 절환부(192)와, 제 2 절환부(192)와 압축기(110) 간의 냉매 흐름을 조절하는 고압밸브(181)와, 냉매를 팽창하거나 통과시키는 실내팽창밸브(140)와, 냉매를 팽창하거나 통과시키는 냉온수팽창밸브(160)를 포함한다.
압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축한다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다. 본 실시예에서 압축기(110)는 스크롤 압축기이다. 압축기(110)는 실시예에 따라 복수로 구비될 수 있다.
압축기(110)는 냉매가 흡입되는 흡입단(111)과 냉매가 토출되는 토출단(112)을 구비한다. 압축기(110)의 토출단(112)은 제 1 절환부(191) 및 고압밸브(181)와 연결되며, 압축기(110)의 흡입단(111)은 제 1 절환부(191) 및 제 2 절환부(192)와 연결된다. 압축기(110)의 흡입단(111)과, 제 1 절환부(191) 및 제 2 절환부(192) 사이에는 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기가 배치될 수 있다.
제 1 절환부(191)는 냉매의 흐름을 절환하는 절환밸브이다. 제 1 절환부(191)는 실내기(IU)의 냉방과 난방을 변경한다. 제 1 절환부(191)는 4개의 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 유로 절환을 위한 사방밸브이다.
제 1 절환부(191)는 압축기(110)의 토출단(112), 실내기(IU), 압축기(110)의 흡입단(111) 및 실외체크밸브(182)와 연결된다. 실내기(IU)가 실내를 냉방하는 냉방전용모드, 냉방온수모드 및 냉방냉수모드시 제 1 절환부(191)는 실내기(IU)와 압축기(110)의 흡입단(111)을 연결하여 실내기(IU)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 안내한다. 실내기(IU)가 실내를 난방하는 난방전용모드, 난방온수모드 및 난방냉수모드시 제 1 절환부(191)는 압축기(110)의 토출단(112)과 실내기(IU)를 연결하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실내기(IU)로 안내한다.
제 2 절환부(192)는 냉매의 흐름을 절환하는 절환밸브이다. 제 2 절환부(192)는 냉온수기(WU)의 온수공급과 냉수공급을 변경한다. 제 2 절환부(192)는 4개의 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 4개의 유로 절환을 위한 사방밸브이다.
제 2 절환부(192)는 고압밸브(181), 냉온수기(WU), 압축기(110)의 흡입단(111) 및 실외열교환기(120)와 연결된다. 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 온수전용모드, 냉방온수모드 및 난방온수모드시 제 2 절환부(192)는 고압밸브(181)와 냉온수기(WU)를 연결하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉온수기(WU)로 안내한다. 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉수전용모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드시 제 2 절환부(192)는 냉온수기(WU)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결하여 냉온수기(WU)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 안내한다.
냉방전용모드, 냉수전용모드 및 냉방냉수모드시 제 2 절환부(192)는 고압밸브(181)와 실외열교환기(120)를 연결하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외열교환기(120)로 안내한다. 난방전용모드, 온수전용모드 및 난방온수모드시 제 2 절환부(192)는 실외열교환기(120)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결하여 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 안내한다.
고압밸브(181)는 압축기(110)의 토출단(112), 실외체크밸브(182) 및 제 2 절환부(192)와 연결된다. 냉방전용모드, 온수전용모드, 냉수전용모드, 냉방온수모드, 난방온수모드 및 냉방냉수모드시 고압밸브(181)는 개방되어 압축기(110)에서 압축된 냉매를 제 2 절환부(192)로 안내한다. 난방전용모드 및 난방냉수모드시 고압밸브(181)는 폐쇄된다.
제 1 절환부(191)와 고압밸브(181) 사이에는 실외체크밸브(182)가 배치된다. 실외체크밸브(182)는 압축기(110)에서 압축되어 개방된 고압밸브(181)로 유동되는 냉매가 제 1 절환부(191)로 유동되는 것을 방지한다.
실외열교환기(120)는 실외에 설치되어 실외공기와 냉매를 열교환한다. 실외열교환기(120)는 제 2 절환부(192) 및 실외팽창밸브(130)와 연결된다. 냉방전용모드, 냉수전용모드 및 냉방냉수모드시 실외열교환기(120)는 냉매를 응축한다. 난방전용모드, 온수전용모드 및 난방온수모드시 실외열교환기(120)는 냉매를 증발한다. 냉방온수모드 및 난방냉수모드시 실외열교환기(120)에 냉매가 유동하지 않아 동작하지 않는다.
실외팽창밸브(130)는 실외열교환기(120)와 연결되고 실내팽창밸브(140) 및 냉온수팽창밸브(160)와 병렬로 연결된다. 실외열교환기(120)가 냉매를 증발하는 난방전용모드, 온수전용모드 및 난방온수모드시 실외팽창밸브(130)는 개도가 조절되어 냉매를 팽창한다. 실외열교환기(120)가 냉매를 응축하는 냉방전용모드, 냉수전용모드 및 냉방냉수모드시 실외팽창밸브(130)는 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실외열교환기(120)가 동작하지 않는 냉방온수모드 및 난방냉수모드시 실외팽창밸브(130)는 폐쇄된다.
실내팽창밸브(140)는 실외팽창밸브(130) 및 실내기(IU)와 연결된다. 본 실시예에서 실내팽창밸브(140)는 복수로 구비되며 복수의 실내팽창밸브(140)는 냉온수팽창밸브(160)와 함께 실외팽창밸브(130)에 병렬로 연결된다. 복수의 실내팽창밸브(140)는 복수의 실내기(IU)와 각각 연결된다. 실시예에 따라 실내팽창밸브(140)는 실내기(IU)에 구비될 수 있다.
실내기(IU)가 실내를 냉방하는 냉방전용모드, 냉방온수모드 및 냉방냉수모드시 실내팽창밸브(140)는 개도가 조절되어 냉매를 팽창한다. 실내기(IU)가 실내를 난방하는 난방전용모드, 난방온수모드, 난방냉수모드시 실내팽창밸브(140)는 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실내기(IU)가 실내를 냉난방하지 않는 온수전용모드 및 냉수전용모드시 실내팽창밸브(140)는 폐쇄된다.
냉온수팽창밸브(160)는 실외팽창밸브(130)는 냉온수기(WU)와 연결된다. 실시예에 따라 냉온수팽창밸브(160)는 냉온수기(WU)에 구비될 수 있다. 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉수전용모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드시 냉온수팽창밸브(160)는 개도가 조절되어 냉매를 팽창한다. 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 온수전용모드, 냉방온수모드 및 난방온수모드시 냉온수팽창밸브(160)는 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 냉온수기(WU)가 냉온수를 공급하지 않는 냉방전용모드 및 난방전용모드시 냉온수팽창밸브(160)는 폐쇄된다.
실내기(IU)는 실외기(OU)와 연결되어 운전모드에 따라 실내를 냉방하거나 난방하거나 냉난방하지 않는다. 실내기(IU)는 실내열교환기(150)를 포함한다.
실내열교환기(150)는 실내에 설치되어 실내공기와 냉매를 열교환한다. 실내열교환기(150)는 제 1 절환부(191) 및 실내팽창밸브(140)와 연결된다. 실내기(IU)가 실내를 냉방하는 냉방전용모드, 냉방온수모드 및 냉방냉수모드시 실내열교환기(150)는 냉매를 증발한다. 실내기(IU)가 실내를 난방하는 난방전용모드, 난방온수모드, 난방냉수모드시 실내열교환기(150)는 냉매를 응축한다. 실내기(IU)가 실내를 냉난방하지 않는 온수전용모드 및 냉수전용모드시 실내열교환기(150)에 냉매가 유동하지 않아 동작하지 않는다.
냉온수기(WU)는 실외기(OU) 및 냉온수수요처(200)에 연결되어 운전모드에 따라 냉온수수요처(200)에 온수를 공급하거나 냉수를 공급하거나 냉온수를 공급하지 않는다. 냉온수기(WU)와 냉온수수요처(200) 간에는 물이 순환된다. 냉온수수요처(200)는 냉온수기(WU)로부터 냉수 또는 온수를 공급받아 실내를 냉방 또는 난방하는 라디어에터 또는 팬코일유닛일 수 있고, 냉수 또는 온수를 저장하는 물탱크일 수 있고, 냉수 또는 온수를 출수하는 수전일 수 있다. 냉온수기(WU)는 냉온수열교환기(170)를 포함한다.
냉온수열교환기(170)는 물과 냉매를 열교환한다. 냉온수열교환기(170)는 제 2 절환부(192) 및 냉온수팽창밸브(160)와 연결된다. 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 온수전용모드, 냉방온수모드 및 난방온수모드시 냉온수열교환기(170)는 냉매를 응축한다. 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉수전용모드, 냉방냉수모드 및 난방냉수모드시 냉매를 증발한다. 냉온수기(WU)가 냉온수를 공급하지 않는 냉방전용모드 및 난방전용모드시 냉온수열교환기(170)에 냉매가 유동하지 않아 동작하지 않는다.
제어부(10)는 운전모드에 따라 압축기(110), 제 1 절환부(191), 제 2 절환부(192), 고압밸브(181), 실외팽창밸브(130), 실내팽창밸브(140) 및 냉온수팽창밸브(160)를 제어한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 냉방하고 냉온수기(WU)가 온수 및 냉수를 공급하지 않는 냉방전용모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 실내기(IU)와 압축기(110)의 흡입단(111)을 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 고압밸브(181)와 실외열교환기(120)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)를 완전 개방하며 실내팽창밸브(140)의 개도를 조절하고 냉온수팽창밸브(160)를 폐쇄한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)로 토출된 냉매는 개방된 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 응축된다.
실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 실외팽창밸브(130)를 통과하여 실내팽창밸브(140)로 유동되어 팽창된다. 냉방전용모드시 냉온수팽창밸브(160)는 폐쇄되므로 실외열교환기(120)에서 응축되어 실외팽창밸브(130)를 통과한 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되지 않아 냉온수기(WU)는 동작하지 않는다.
실내팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 증발된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 증발되면 실내기(IU)는 실내를 냉방한다. 실내열교환기(150)에서 증발된 냉매는 제 1 절환부(191)로 유동된다. 제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 난방하고 냉온수기(WU)가 온수 및 냉수를 공급하지 않는 난방전용모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 압축기(110)의 토출단(112)과 실내기(IU)를 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 실외열교환기(120)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 폐쇄하고 실외팽창밸브(130)의 개도를 조절하며 실내팽창밸브(140)를 완전 개방하고 냉온수팽창밸브(160)를 폐쇄한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)으로 토출된 냉매는 제 1 절환부(191)로 유동된다. 난방전용모드시 고압밸브(181)는 폐쇄되므로 압축기(110)에서 압축된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동되지 않는다. 제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 응축된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 응축되면 실내기(IU)는 실내를 난방한다.
실내열교환기(150)에서 응축된 냉매는 실내팽창밸브(140)를 통과하여 실외팽창밸브(130)로 유동되어 팽창된다. 난방전용모드시 냉온수팽창밸브(160)는 폐쇄되므로 실내열교환기(150)에서 응축되어 실내팽창밸브(140)를 통과한 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되지 않아 냉온수기(WU)는 동작하지 않는다.
실외팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 증발된다. 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)을 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 온수전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 냉난방을 하지 않고 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 온수전용모드시 제어부(10)는 제 2 절환부(192)를 제어하여 고압밸브(181)와 냉온수기(WU)를 연결하고 실외열교환기(120)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)의 개도를 조절하며 실내팽창밸브(140)를 폐쇄하고 냉온수팽창밸브(160)를 완전 개방한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)으로 토출된 냉매는 개방된 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 응축된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 응축되면 냉온수기(WU)는 온수를 공급한다.
냉온수열교환기(170)에서 응축된 냉매는 냉온수팽창밸브(160)를 통과하여 실외팽창밸브(130)로 유동되어 팽창된다. 온수전용모드시 실내팽창밸브(140)는 폐쇄되므로 냉온수열교환기(170)에서 응축되어 냉온수팽창밸브(160)를 통과한 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되지 않아 실내기(IU)는 동작하지 않는다.
실외팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 증발된다. 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)을 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉수전용모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 냉난방을 하지 않고 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉수전용모드시 제어부(10)는 제 2 절환부(192)를 제어하여 고압밸브(181)와 실외열교환기(120)를 연결하고 냉온수기(WU)와 압축기(110)의 흡입단(111)을 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)를 완전 개방하며 실내팽창밸브(140)를 폐쇄하고 냉온수팽창밸브(160)의 개도를 조절한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)로 토출된 냉매는 개방된 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 응축된다.
실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 실외팽창밸브(130)를 통과하여 냉온수팽창밸브(160)로 유동되어 팽창된다. 냉수전용모드시 실내팽창밸브(140)는 폐쇄되므로 실외열교환기(120)에서 응축되어 실외팽창밸브(130)를 통과한 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되지 않아 실내기(IU)는 동작하지 않는다.
냉온수팽창밸브(160)에서 팽창된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 증발된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 증발되면 냉온수기(WU)는 냉수를 공급한다. 냉온수열교환기(170)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방온수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 냉방하며 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 냉방온수모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 실내기(IU)와 압축기(110)의 흡입단(111)을 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 고압밸브(181)와 냉온수기(WU)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)를 폐쇄하고 실내팽창밸브(140)의 개도를 조절하고 냉온수팽창밸브(160)를 완전 개방한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)로 토출된 냉매는 개방된 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 응축된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 응축되면 냉온수기(WU)는 온수를 공급한다.
냉온수열교환기(170)에서 응축된 냉매는 냉온수팽창밸브(160)를 통과하여 실내팽창밸브(140)로 유동되어 팽창된다. 냉방온수모드시 실외팽창밸브(130)는 폐쇄되므로 냉온수열교환기(170)에서 응축되어 냉온수팽창밸브(160)를 통과한 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되지 않는다.
실내팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 증발된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 증발되면 실내기(IU)는 실내를 냉방한다. 실내열교환기(150)에서 증발된 냉매는 제 1 절환부(191)로 유동된다. 제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방온수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 난방하며 냉온수기(WU)가 온수를 공급하는 난방온수모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 압축기(110)의 토출단(112)과 실내기(IU)를 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 고압밸브(181)와 냉온수기(WU)를 연결하며 실외열교환기(120)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)의 개도를 조절하며 실내팽창밸브(140)를 완전 개방하고 냉온수팽창밸브(160)를 완전 개방한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)으로 토출된 냉매의 일부는 제 1 절환부(191)로 유동되고 다른 일부는 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다.
제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 응축된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 응축되면 실내기(IU)는 실내를 난방한다. 실내열교환기(150)에서 응축된 냉매는 실내팽창밸브(140)를 통과하여 실외팽창밸브(130)로 유동되어 팽창된다.
제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 응축된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 응축되면 냉온수기(WU)는 온수를 공급한다. 냉온수열교환기(170)에서 응축된 냉매는 냉온수팽창밸브(160)를 통과하여 실내열교환기(150)에서 응축된 냉매와 합류한 후 실외팽창밸브(130)로 유동되어 팽창된다.
실외팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 증발된다. 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)을 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방냉수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 냉방하며 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 냉방냉수모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 실내기(IU)와 압축기(110)의 흡입단(111)을 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 냉온수기(WU)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결하며 고압밸브(181)와 실외열교환기(120)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)를 완전개방하고 실내팽창밸브(140)의 개도를 조절하고 냉온수팽창밸브(160)의 개도를 조절한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)로 토출된 냉매는 개방된 고압밸브(181)를 통과하여 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되어 응축된다.
실외열교환기(120)에서 응축된 냉매는 실외팽창밸브(130)를 통과하여 일부는 냉온수팽창밸브(160)로 유동되어 팽창되고 다른 일부는 실내팽창밸브(140)로 유동되어 팽창된다.
냉온수팽창밸브(160)에서 팽창된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 증발된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 증발되면 냉온수기(WU)는 냉수를 공급한다. 냉온수열교환기(170)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
실내팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 증발된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 증발되면 실내기(IU)는 실내를 냉방한다. 실내열교환기(150)에서 증발된 냉매는 제 1 절환부(191)로 유동된다. 제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 냉온수열교환기(170)에서 증발되어 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매와 합류한 후 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방냉수모드시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
실내기(IU)가 실내를 난방하며 냉온수기(WU)가 냉수를 공급하는 난방냉수모드시 제어부(10)는 제 1 절환부(191)를 제어하여 압축기(110)의 토출단(112)과 실내기(IU)를 연결하고, 제 2 절환부(192)를 제어하여 냉온수기(WU)와 압축기(110)의 흡입단(111)를 연결한다. 또한, 제어부(10)는 고압밸브(181)를 개방하고 실외팽창밸브(130)를 폐쇄하며 실내팽창밸브(140)를 완전 개방하고 냉온수팽창밸브(160)의 개도를 조절한다.
압축기(110)에서 압축되어 토출단(112)으로 토출된 냉매는 제 1 절환부(191)로 유동된다. 난방전용모드시 고압밸브(181)는 폐쇄되므로 압축기(110)에서 압축된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동되지 않는다. 제 1 절환부(191)로 유동된 냉매는 실내열교환기(150)로 유동되어 응축된다. 실내열교환기(150)에서 냉매가 응축되면 실내기(IU)는 실내를 난방한다.
실내열교환기(150)에서 응축된 냉매는 실내팽창밸브(140)를 통과하여 냉온수팽창밸브(160)로 유동되어 팽창된다. 난방냉수모드시 실외팽창밸브(130)는 폐쇄되므로 실내열교환기(150)에서 응축되어 실내팽창밸브(140)를 통과한 냉매는 실외열교환기(120)로 유동되지 않는다.
냉온수팽창밸브(160)에서 팽창된 냉매는 냉온수열교환기(170)로 유동되어 증발된다. 냉온수열교환기(170)에서 냉매가 증발되면 냉온수기(WU)는 냉수를 공급한다. 냉온수열교환기(170)에서 증발된 냉매는 제 2 절환부(192)로 유동된다. 제 2 절환부(192)로 유동된 냉매는 흡입단(111)로 흡입되어 압축기(110)에서 압축된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
OU: 실외기 IU: 실내기
WU: 냉온수기 110: 압축기
111: 흡입단 112: 토출단
120: 실외열교환기 130: 실외팽창밸브
140: 실내팽창밸브 150: 실내열교환기
160: 냉온수팽창밸브 170: 냉온수열교환기
181: 고압밸브 182: 실외체크밸브
191: 제 1 절환부 192: 제 2 절환부

Claims (8)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    실내공기와 냉매를 열교환하여 실내를 냉방 또는 난방하는 실내기;
    물과 냉매를 열교환하여 온수 또는 냉수를 공급하는 냉온수기;
    상기 실내기가 실내를 냉방하는 냉방전용모드, 냉방온수모드 및 냉방냉수모드시 상기 실내기에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하고,상기 실내기가 실내를난방하는난방전용모드, 난방온수모드 및 난방냉수모드시상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실내기로 안내하는 제 1 절환부;
    상기 냉온수기가 온수를 공급하는 온수전용모드, 상기 냉방온수모드 및 상기 난방온수모드시상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 냉온수기로 안내하고 상기 냉온수기가 냉수를 공급하는 냉수전용모드, 상기 냉방냉수모드 및 상기 난방냉수모드시 상기 냉온수기에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 제 2 절환부; 및
    상기 냉방전용모드, 상기 냉수전용모드 및 상기 냉방냉수모드시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 실외열교환기를 포함하고,
    상기 압축기 및 상기 제 2 절환부와 연결되어 상기 냉방전용모드, 상기 온수전용모드, 상기 냉수전용모드, 상기 냉방온수모드, 상기 난방온수모드 및 상기 냉방냉수모드시개방되어 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제 2 절환부로 안내하는 고압밸브를 더 포함하며,
    상기 고압밸브는 상기 난방전용모드 및 상기 난방냉수모드시 폐쇄되고,
    상기 압축기의 토출단은 상기 제 1 절환부 및 상기 고압밸브와 연결되며,
    상기 압축기의 흡입단은 상기 제 1 절환부 및 상기 제 2 절환부와 연결되고,
    상기 제 1 절환부는 상기 실내기, 상기 압축기의 흡입단과 연결되며,
    상기 제 2 절환부는 상기 고압밸브, 상기 냉온수기, 상기 압축기의 흡입단 및 상기 실외열교환기와 연결되며, 상기 고압밸브는 상기 압축기의 토출단 및 상기 제 1 절환부를 연결하는 배관에서 분지되어 상기 제 2 절환부와 연결된 배관에 배치되는 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉방온수모드시 상기 냉온수기에서 응축된 냉매를 팽창하는 냉온수팽창밸브; 및
    상기 난방냉수모드시 상기 실내기에서 응축된 냉매를 팽창하는 실내팽창밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실내팽창밸브는 상기 온수전용모드 및 상기 냉수전용모드시 폐쇄되고,
    상기 냉온수팽창밸브는 상기 냉방전용모드 및 상기 난방전용모드시 폐쇄되는 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 절환부는상기 난방전용모드, 상기 온수전용모드및상기 난방온수모드시 상기 실외열교환기에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 난방전용모드시 상기 실내기에서 응축된 냉매를 팽창하고 상기 온수전용모드시 상기 냉온수기에서 응축된 냉매를 팽창하고 상기 난방온수모드시 상기 실내기 및 상기 냉온수기에서 응축된 냉매를 팽창하는 실외팽창밸브를 더 포함하고,
    상기 실외열교환기는상기 난방전용모드, 상기 온수전용모드 및 상기 난방온수모드시 상시 실외팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 공기조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실외팽창밸브는 상기 냉방온수모드 및 상기 난방냉수모드시 폐쇄되는 공기조화기.
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