KR102031871B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기; 및 상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 바이패스 하여 저장시키는 냉매 저장장치가 포함되며, 상기 냉매 저장장치에는, 상기 바이패스 된 냉매를 저장하는 제 1 저장부; 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되고, 유입된 냉매 중 기상 냉매를 상기 압축기의 입구측으로 배출하는 제 2 저장부; 및 상기 제 1 저장부와 제 2 저장부를 구획하며, 상기 제 1 저장부의 열을 상기 제 2 저장부로 전달하는 구획판이 포함된다.

Description

공기 조화기 {An air conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기가 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
한편, 공기 조화기는 냉방 모드 또는 난방 모드로 전환 가능하게 작동될 수 있다. 상기 공기 조화기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 응축기, 상기 실내 열교환기는 증발기로 기능한다. 반면에, 상기 공기 조화기가 난방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 증발기, 상기 실내 열교환기는 응축기로서 기능한다. 냉방운전 또는 난방운전의 전환이 가능하도록, 상기 공기 조화기에는 냉매의 유동방향을 조절하는 유동조절 밸브가 구비될 수 있다.
공기조화기에는, 상기 압축기의 입구측에 배치되어 상기 증발기를 통과한 냉매 중 기상 냉매를 분리하고 상기 기상 냉매가 상기 압축기로 유입되도록 하는 기액분리기가 더 포함된다.
한편, 공기 조화기가 시스템 에어컨으로 동작하는 경우, 공기 조화기에는 다수의 실내기가 포함될 수 있다. 각 실내기는 다수의 실내공간에 각각 배치될 수 있다.
그리고, 실내공간의 공기조화 조건에 따라, 공기 조화기는 부분 부하로 작동될 수 있다. 즉, 상기 다수의 실내기 중 일부의 실내기기만이 작동될 수 있다.
일례로, 공기 조화기가 냉방 부분부하로 운전될 경우 접속된 실내기의 일부는 정지하고, 정지된 실내기의 내부에는 냉매가 저압가스 상태로 존재하게 된다. 이 때, 실내기의 접속대수를 고려하여 공기조화기에 소정량의 냉매를 주입한 경우, 운전되지 않는 실내기의 냉매는 냉매 사이클을 순환하지 못하고 실외 열교환기로 이동되는 현상이 나타난다.
즉, 실외 열교환기에 상대적으로 많은 양의 냉매가 쌓이게 되어 냉매량 상태가 변하게 되고 이에 따라 냉매량 분포가 최적 상태를 유지할 수 없어서 운전 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한 난방 운전의 경우 응축기와 증발기의 역할이 바뀌면서 실내기의 접속대수에 따라 실내외 열교환 체적 비율이 달라지므로, 냉매가 상기 다수의 실내기 중 일 실내기측으로 치우치게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 시스템의 냉매량 분포가 최적화 될 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 순환하는 냉매의 유동을 가이드하는 냉매 배관; 상기 응축기를 통과한 냉매를 과냉각 하기 위한 과냉각 열교환기; 상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부를 저장하는 제1저장부; 상기 제1저장부의 상측에 배치되어, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되고 유입된 냉매 중 기상 냉매를 상기 압축기의 입구측으로 배출하는 제2저장부; 상기 제1저장부와 제2저장부를 구획하며, 상기 제1저장부의 열을 상기 제2저장부로 전달하는 구획판; 상기 과냉각 열교환기의 입구측 또는 출구측에서 상기 제1저장부로 연장되며, 냉매를 상기 제1저장부로 유입시키기 위한 유입배관; 상기 제1저장부로부터 상기 제2저장부의 입구측으로 연장되어, 상기 제1저장부의 냉매를 배출시키는 유출배관; 및 상기 과냉각 열교환기로부터 상기 제2저장부로 연장되어, 상기 과냉각 열교환기를 통과한 냉매를 상기 제2저장부의 입구측으로 바이패스 하기 위한 바이패스 배관;을 포함하고, 상기 냉매 배관에는, 상기 증발기의 출구측에 구비되어 상기 바이패스 배관이 연결되는 제1합지부; 및 상기 제1합지부와 상기 제2저장부의 입구 사이에 구비되어 상기 유출배관과 연결되는 제2합지부가 포함된다.
이러한 본 발명에 의하면, 응축기를 통과한 냉매를 저장하는 제 1 저장부 및 압축기로 유입될 냉매가 저장되는 제 2 저장부가 하나의 본체에 형성되고, 상기 제 1 저장부와 제 2 저장부를 구획하는 구획판을 통하여 열전달이 이루어질 수 있으므로, 상기 제 1 저장부에 저장되는 기상 냉매가 액상으로 상변화될 수 있게 된다.
결국, 상기 제 1 저장부에는 액상의 냉매가 저장될 수 있고, 상기 액상의 냉매가 상기 제 2 저장부로 유입될 수 있으므로 시스템을 순환하는 냉매량을 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 구획판의 적어도 일측에 소정 물질이 코팅될 수 있으므로, 제 1 저장부와 제 2 저장부간 냉매의 열교환량이 증대될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 구획판의 적어도 일측에 돌기부가 구비되거나 구획판에 주름구조가 구비됨에 따라, 제 1 저장부와 제 2 저장부의 냉매간 열교환량이 증대될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 감지된 실내부하 또는 고압(응축압력)에 기초하여 시스템을 순환하는 냉매량이 조절될 수 있으므로, 운전상태에 따라 최적량의 냉매가 유동될 수 있다는 효과가 있다.
또한, 압축기의 운전율을 변화시키지 않고도, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량 변화만으로 실내공조 부하량을 감당하기 위한 냉매시스템의 성능을 가변할 수 있으므로, 상기 냉매시스텝의 전체적인 운전 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉매 저장장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉매 저장장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉매 저장장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉매 저장장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(100)에는, 실외 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(130)와, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 실내 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지도록 하는 실내열교환기(150)와, 냉매를 팽창시키는 팽창장치(135,155)와, 상기 실외열교환기(130), 압축기(110), 실내열교환기(150) 및 팽창장치(135,155)를 연결하여 냉매사이클을 형성하는 냉매배관(160)이 포함된다.
그리고, 상기 공기 조화기(100)에는, 상기 압축기(110)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 상기 실외열교환기(130) 및 실내열교환기(150) 중 어느 하나를 향하도록 선택적으로 전환하는 유동전환부(120)가 더 포함된다.
상기 실외열교환기(130) 및 실내열교환기(150)는, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라 응축기 또는 증발기 기능을 할 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기(100)가 난방운전되는 경우, 상기 실외 열교환기(130) 및 실내 열교환기(150)가 각각 증발기 및 응축기 기능을 한다.
반면에, 상기 공기 조화기(100)가 냉방운전되는 경우, 상기 실외 열교환기(130) 및 실내 열교환기(150)가 각각 응축기 및 증발기 기능을 할 수 있다. 이때, 상기 공기 조화기(100)의 운전 모드에 따라, 상기 압축기(110)를 통과한 냉매는 상기 유동전환부(120)에서 유동방향이 전환될 수 있다.
즉, 난방모드시 상기 압축기(110)에서 유동전환부(120)를 통과한 냉매는 상기 실내 열교환기(150)로 유동하며, 냉방모드시에는 상기 실외 열교환기(130)로 유동한다.
상기 실외 열교환기(130)는 실외 공간에 배치되며, 상기 실외 열교환기(130)의 일측에는 상기 실외 열교환기(130)로 유입될 냉매를 감압하기 위한 제 1 팽창장치(135)가 구비된다. 난방운전시 상기 제 1 팽창장치(135)에서 감압된 냉매는 상기 실외 열교환기(130)에서 증발될 수 있다.
상기 실내 열교환기(150)는, 복수개의 실내 공간에 각각 설치될 수 있도록 복수 개가 구비될 수 있다. 그리고, 각 실내 열교환기(150)의 일측에는, 상기 실내 열교환기(150)로 유입될 냉매를 감압하기 위한 제 2 팽창장치(155)가 구비된다. 즉, 상기 제 2 팽창장치(155)는 상기 실내 열교환기(150)의 수에 대응하여 복수 개가 구비될 수 있다.
상기 제 2 팽창장치(155)는, 상기 실내 열교환기(150)의 작동여부에 따라 상기 실내 열교환기(150)로 유입되는 냉매를 선택적으로 차단할 수 있도록 그 개도가 조절될 수 있다.
일례로, 상기 제 1 팽창장치(135) 또는 제 2 팽창장치(155)는 전자팽창밸브(EEV)와 같이 개도를 조절할 수 있는 밸브로 구성될 수 있다.
상세히, 난방운전시 상기 제 2 팽창장치(155)는 완전히 개방되고 상기 제 1 팽창장치(135)가 부분적으로 개방될 수 있으며, 이에 따라 상기 실내 열교환기(150)를 통과한 냉매는 상기 제 2 팽창장치(155)를 상태 변화없이 통과하고 상기 제 1 팽창장치(135)를 통과하면서 감압된 후 상기 실외 열교환기(130)로 유입될 수 있다.
반면에, 냉방운전시 상기 제 1 팽창장치(135)는 완전히 개방되고 상기 제 2 팽창장치(155)가 부분적으로 개방될 수 있으며, 이에 따라 상기 실외 열교환기(130)를 통과한 냉매는 상기 제 1 팽창장치(135)를 상태 변화없이 통과하고 상기 제 2 팽창장치(155)를 통과하면서 감압된 후 상기 실내 열교환기(150)로 유입될 수 있다.
편의상, 상기 제 1 팽창장치(135)를 "실외 팽창장치", 상기 제 2 팽창장치(155)를 "실내 팽창장치"라 이름할 수 있을 것이다.
상기 압축기(110)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 복수의 압축기(110)에는 압축용량이 일정하게 유지되는 정속 압축기와, 압축 용량이 가변되는 인버터 압축기가 포함될 수 있다.
상기 공기 조화기(100)에는, 냉매를 저장할 수 있는 냉매 저장장치(200)가 더 포함된다. 상기 냉매 저장장치(200)는 냉매 시스템을 순환하는 냉매을 유입하여 저장할 수 있고, 저장된 냉매 중 적어도 일부를 상기 압축기(110)로 유입시키는 구성으로서 이해될 수 있다. 상기 냉매 저장장치(200)의 구성에 대하여는 도면을 참조하여 후술한다.
상기 공기 조화기(100)에는, 과냉각 장치가 더 포함된다. 상기 과냉각 장치는 냉방 또는 난방모드에 따라 응축기를 통과한 냉매를 과냉각하기 위한 장치로서 이해된다.
상기 과냉각 장치에는, 상기 응축기를 통과한 냉매 중 일부를 바이패스시켜 상기 냉매 저장장치(200)의 입구측, 상세히는 제 2 저장부(230, 도 2 참조)의 입구측,으로 안내하는 바이패스 배관(148)과, 상기 바이패스 배관(148)으로 바이패스 되는 일부 냉매(이하, 바이패스 냉매)와 상기 냉매배관(160)의 냉매(이하, 메인 냉매) 간에 열교환이 이루어지도록 하는 과냉각 열교환기(140) 및 상기 과냉각열교환기(140)를 통과하는 일부 냉매량을 조절하기 위한 과냉각 조절부(145)가 포함된다. 냉매는 상기 과냉각 조절부(145)를 통과하는 과정에서 감압될 수 있다.
상기 냉매배관(160)에는 상기 바이패스 배관(148)과 연결되는 제 1 분지부(161) 및 제 1 합지부(164)가 포함된다. 상기 냉매배관(160)을 유동하는 냉매 중 일부는 상기 제 1 분지부(161)에서 분지되어 상기 과냉각 열교환기(140)를 통과하고 상기 제 1 합지부(164)로 유동한다. 그리고, 상기 바이패스 냉매는 상기 제 1 합지부(164)에서 상기 메인 냉매와 합류되며, 합류된 냉매는 상기 냉매 저장장치(200)로 유입될 수 있다.
상기 공기 조화기(100)에는, 상기 냉매배관(160)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 바이패스 하여 상기 냉매 저장장치(200)로 유입시키기 위한 유입배관(250) 및 상기 냉매 저장장치(200)에 저장된 냉매를 상기 냉매 저장장치(200)의 입구측으로 가이드 하기 위한 유출배관(260)이 더 포함된다.
상기 냉매배관(160)에는, 상기 유입배관(250)에 연결되는 제 2 분지부(162) 및 상기 유출배관(260)에 연결되는 제 2 합지부(165)가 포함된다. 즉, 상기 냉매배관(160)을 유동하는 냉매 중 상기 제 2 분지부(162)에서 분지된 냉매는 상기 냉매 저장장치(200)로 유입되고, 상기 냉매 저장장치(200)에 저장된 냉매 중 일부의 냉매는 상기 제 2 합지부(165)에서 상기 냉매배관(160)의 냉매와 합류된다. 상기 제 2 합지부(165)는 상기 제 1 합지부(164)와 냉매 저장장치(200)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 공기 조화기(100)에는, 상기 냉매 저장장치(200)의 적어도 일측에 제공되어, 상기 냉매 저장장치(200)로 냉매를 유입시키거나 상기 냉매 저장장치(200)로부터 냉매를 유출하기 위한 유동조절부(251,255,261,265)가 더 포함된다.
상기 유동조절부에는, 상기 유입배관(250)에 제공되어 상기 유입배관(250)에서의 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 제 1 밸브(251) 및 상기 유출배관(260)에 제공되어 상기 유출배관(260)에서의 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 제 2 밸브(261)가 포함된다. 일례로, 상기 제 1 밸브(251) 및 제 2 밸브(261)는 온/오프 밸브일 수 있다.
따라서, 상기 제 1 밸브(251)가 개방된 상태에서는 상기 실외열교환기(130)와 실내열교환기(150) 사이를 유동하는 냉매 중 일부가 상기 냉매 저장장치(200)로 유입되고, 상기 제 2 밸브(261)가 개방된 상태에서는 상기 냉매 저장장치(200)의 냉매가 상기 냉매 저장장치(200)의 입구측 냉매배관(160)으로 유입될 수 있다.
상기 유동조절부에는, 상기 유입배관(250)에 제공되어 상기 유입배관(250)을 유동하는 냉매량을 조절할 수 있는 제 1 유량조절부(255) 및 상기 유출배관(260)에 제공되어 상기 유출배관(260)을 유동하는 냉매량을 조절할 수 있는 제 2 유량조절부(265)가 포함된다.
유량조절부(255,265)는, 일례로 캐필러리 튜브(capillary tube)일 수 있으며, 냉매가 상기 유량조절부(255,265)를 통과할 때의 유동 속도 또는 유동량은 일정 속도 또는 일정량 이하로 제한될 수 있다. 그리고, 상기 유량조절부(255,265)를 통과할 때의 냉매압은 감압될 수 있다. 다만, 상기 유량조절부(255,265)는 전자팽창밸브(EEV)와 같이 연속적으로 개도 조절가능한 밸브로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 제 1 밸브(251)가 개방되었을 때 상기 제 1 밸브(251)를 통과한 냉매는 상기 제 1 유량조절부(255)에서 속도 조절되어 상기 냉매 저장장치(200)로 유입될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 밸브(261)가 개방되었을 때 상기 제 2 밸브(261)를 통과한 냉매는 상기 제 2 유량조절부(265)에서 속도 조절되어 상기 제 2 합지부(165)로 유동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉매 저장장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉매 저장장치(200)에는, 냉매의 저장공간을 형성하는 본체(210) 및 상기 저장공간을 상하로 구획하는 구획판(280)이 포함된다. 그리고, 상기 본체(210)의 하측에는 하부 커버(212)가 제공되며, 상기 본체(210)의 상측에는 상부 커버(215)가 제공된다. 상기 하부 커버(212)의 하측에는, 상기 냉매 저장장치(200)가 소정의 장소에 설치되도록 하는 마운트(270)가 제공된다.
상기 저장공간에는, 상기 구획판(280)의 하측에 규정되는 제 1 저장부(220) 및 상기 구획판(280)의 상측에 규정되는 제 2 저장부(230)가 포함된다.
상기 제 1 저장부(220)에는, 상기 유입배관(250) 및 유출배관(260)이 연결된다. 일례로, 상기 유입배관(250)은 상기 제 1 저장부(220)를 형성하는 본체(210)의 일측면에 결합되고, 상기 유출배관(260)은 상기 하부 커버(212)에 결합되도록 배치될 수 있다. 상기 유입배관(250)을 통하여 상기 제 1 저장부(220)로 유입된 냉매는 상기 유출배관(260)을 통하여 배출되어 상기 제 2 합지부(165)로 유동될 수 있다.
그리고, 상기 상부 커버(215)에는, 상기 냉매배관(160)을 유동하는 냉매가 상기 제 2 저장부(230)로 유입되도록 하는 유입부(216) 및 상기 제 2 저장부(230)에 저장된 액상 및 기상냉매 중 기상냉매가 배출되도록 하는 유출부(217)가 연결된다. 상기 유입부(216)는 상기 제 2 합지부(165)에 연결되며, 상기 유출부(217)는 상기 압축기(110)의 입구단에 연결될 수 있다.
상기 유입부(216)를 통하여 유입되는 냉매는 증발기에서 증발된 냉매이므로, 냉매 시스템 상 저압(증발압력)을 형성하는 냉매로서 이해된다. 반면에, 상기 유입배관(250)을 통하여 유입되는 냉매는 응축기에서 응축되고 과냉각 열교환기(140)에서 과냉된 냉매이므로, 냉매 시스템 상 고압(응축압력)을 형성하는 냉매로서 이해된다.
따라서, 상기 제 1 저장부(220)에 저장된 냉매와, 상기 제 2 저장부(230)에 저장된 냉매는 상기 구획판(280)을 통하여 열교환 될 수 있다. 상세히, 상대적으로 고온 고압을 형성하는 제 1 저장부(220)의 냉매는, 상대적으로 저온 저압을 형성하는 제 2 저장부(230)의 냉매에 의하여 냉각될 수 있다. 즉, 상기 제 1 저장부(220)의 냉매는 상기 제 2 저장부(230)의 냉매로 열을 전달한다.
그리고, 상기 제 1 저장부(220)의 냉매가 냉각되는 과정에서, 상기 유입배관(250)을 통하여 유입된 냉매 중 기상 냉매는 응축될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 저장부(220)에는, 액냉매가 채워질 수 있으며 이러한 액냉매가 소정 조건에 따라 냉매 시스템에 보충될 수 있다.
한편, 기상 냉매는 비중이 낮아 상기 제 1 저장부(220) 중 상부에 위치될 수 있으므로, 상기 제 2 저장부(230)의 냉매에 의하여 용이하게 냉각될 수 있다.
상기 제 1 저장부(220)는 응축된 냉매를 일시 저장한 후 상기 제 2 합지부(165)를 통하여 냉매배관(160)에 공급하는 점에서, "리시버"라 이름할 수 있고, 상기 제 2 저장부(230)는 증발된 냉매 중 기상 냉매를 상기 압축기(110)에 유입시키는 점에서 "기액 분리기"라 이름할 수 있다. 따라서, 상기 냉매 저장장치(200)는 리시버와 기액분리기의 일체형으로 구성된 장치로서 이해될 수 있다.
한편, 상기 구획판(280)에는, 적어도 하나 이상의 코팅층(282,284)이 형성된다. 상기 코팅층(282,284)에는, 상기 구획판(280)의 하측면에 형성되는 제 1 코팅층(282) 및 상기 구획판(280)의 상측면에 형성되는 제 2 코팅층(284)이 포함된다. 즉, 상기 제 1 코팅층(282)은 상기 제 1 저장부(220)에 배치되며, 상기 제 2 코팅층(284)은 상기 제 2 저장부(230)에 배치된다.
상기 제 1 코팅층(282) 또는 제 2 코팅층(284)은 열전달율이 높은 물질, 일례로 구리, 알루미늄 또는 세라믹과 같은 물질로 구성될 수 있다. 물론, 상기 구획판(280) 또한 위와 같은 열전달율이 높은 물질로 구성될 수 있다.
상기 구획판(280)에 소정 물질이 코팅됨으로써, 제 1 저장부(220)의 냉매와 제 2 저장부(230)의 냉매간 열전달 효과가 우수해질 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(100)에는, 실내 공조부하를 감지할 수 있는 실내부하 감지부(101)와, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매의 압력 즉, 고압을 감지하는 고압감지부(102) 및 상기 실내부하 감지부(101)와 고압감지부(102)에서 인식된 정보에 기초하여, 상기 제 1,2 밸브(251,261)의 온/오프를 제어할 수 있는 제어부(105)가 포함된다.
상기 실내부하 감지부(101)는 운전되는 실내기의 대수에 기초하여, 실내부하의 크기를 인식할 수 있으며, 상기 고압감지부(102)는 압력을 인식하기 위한 압력센서 또는 온도센서일 수 있다.
도 5를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 설명한다.
공기 조화기(100)의 운전이 시작되면, 상기 냉매시스템이 전체적으로 안정화되기 위한 과정이 수행된다. 예를 들면, 상기 공기 조화기의 운전이 시작되면 냉매의 유동 상태가 변경되기 때문에, 상기 공기 조화기의 운전 상태가 안정되기까지 시간이 필요할 수 있다. 이때, 상기 냉매시스템의 운전 상태가 안정되기까지 필요한 시간이 경과되면, 냉매 시스템이 안정화될 수 있다(S11).
그리고, 상기 냉매시스템이 안정화되면, 상기 실내부하 감지부(101)를 통하여 실내 공조부하가 인식될 수 있다(S12). 인식된 실내 공조부하가 설정부하 이상인지 여부가 인식된다. 즉, 가동되는 실내기의 수가 설정값(설정대수) 이상인지 여부가 인식된다.(S13).
상기 가동 실내기 수가 설정값 이상이면, 냉매 시스템을 순환하는 냉매량이 더 많이 필요한 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 상기 제 2 밸브(261)는 개방되도록 제어될 수 있다. 상기 제 2 밸브(261)가 개방되면, 상기 제 1 저장부(220)의 냉매는 상기 유출배관(260)을 통하여 배출되어 상기 제 2 합지부(165)로 유동한다. 따라서, 상기 냉매배관(160)을 순환하는 냉매량이 증가될 수 있다(S14,S15).
반면에, 상기 가동 실내기 수가 설정값 미만이면, 냉매 시스템을 순환하는 냉매량이 많이 필요하지 않은 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1 밸브(251)는 개방되도록 제어될 수 있다. 상기 제 1 밸브(251)가 개방되면, 상기 냉매배관(160)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 유입배관(250)을 통하여 상기 제 1 저장부(220)에 저장된다(S16,S17).
이러한 제어과정은 공기 조화기(100)의 운전종료 명령이 입력되기 전까지 반복될 수 있다(S18).
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
공기 조화기(100)의 운전시작 후 시스템이 안정화 되면, 상기 고압감지부(102)를 통하여 고압이 감지될 수 있다. 그리고, 상기 감지 고압이 설정압력 이상인지 여부가 인식될 수 있다.
이때, 상기 설정압력은, 실내 공조부하를 감당하기에 적절한 고압값을 의미할 수 있다. 상기 설정압력은 특정 압력값이 될 수도 있고, 상기 실내 공조부하를 감당하기에 적절한 압력값의 범위가 될 수도 있다. 따라서, 상기 감지 고압이 상기 설정압력 미만에 해당하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 고압이 실내 공조 부하를 감당하기에 부족함을 의미할 수 있다. 반대로, 감지 고압이 상기 설정압력을 초과하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 고압이 실내 공조부하를 감당하고 남은 만큼 과도함을 의미할 수 있다.
따라서, 상기 감지 고압이 상기 설정압력 이상이 되면, 상기 제 1 밸브(251)를 개방하여 상기 제 1 저장부(220)에 냉매를 채울 수 있다(S24,S25). 반면에, 상기 감지 고압이 상기 설정압력 보다 낮게 되면, 상기 제 2 밸브(261)를 개방하여 냉매 시스템에 냉매를 보충할 수 있게 된다(S26,S27).
이러한 제어과정은 공기 조화기(100)의 운전종료 명령이 입력되기 전까지 반복될 수 있다(S28).
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉매 저장장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉매 저장장치에는, 상기 구획판(280)의 적어도 일측에 제공되는 돌기부(310,320)가 제공된다. 상기 돌기부(310,320)에는, 상기 구획판(280)의 하측에 제공되는 제 1 돌기부(310) 및 상기 구획판(280)의 상측에 제공되는 제 2 돌기부(320)가 포함된다.
즉, 상기 제 1 돌기부(310)는 상기 구획판(280)의 일면(하면)으로부터 상기 제 1 저장부(220)측으로 돌출되며, 상기 제 2 돌기부(320)는 상기 구획판(280)의 타면(상면)으로부터 상기 제 2 저장부(230)측으로 돌출된다.
상기 제 1 돌기부(310) 및 제 2 돌기부(320)는 각각 복수 개가 제공될 수 있으며, 도 3에서 설명한 열전달율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 돌기부(310,320)에 의하여, 상기 구획판(280)을 통한 열전달 면적이 증대되므로, 상기 제 1 저장부(220)에 저장되는 냉매의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉매 저장장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 냉매 저장장치(200)에는, 제 1 저장부(220)와 제 2 저장부(230)를 구획하는 구획판(380)이 포함된다. 상기 구획판(380)은 일방향 및 타방향으로 절곡 형성되어 주름 구조를 가진다.
상세히, 상기 구획판(380)에는, 상기 본체(210)의 내주면에 연결되는 본체 연결부(381)와, 상기 본체 연결부(381)를 기준으로 상기 제 1 저장부(220) 측으로 돌출되는 제 1 주름부(382a) 및 상기 제 1 주름부(382a)로부터 연장되어 상기 본체 연결부(381)를 기준으로 상기 제 2 저장부(230) 측으로 돌출되는 제 2 주름부(382b)가 포함된다.
즉, 상기 제 1 주름부(382a)는 상기 본체 연결부(381)의 하측에 위치되며, 상기 제 2 주름부(382b)는 상기 본체 연결부(381)의 상측에 위치된다. 그리고, 상기 제 1 주름부(382a)는 상기 본체 연결부(381)로부터 하방으로 절곡되어 연장된 단부를 형성하며, 상기 제 2 주름부(382b)는 상기 제 1 주름부(382a)로부터 상방으로 절곡되어 연장된 단부를 형성한다. 이러한 주름부(382a,382b)의 형상이 반복적으로 구현된다.
이와 같이, 상기 구획판(380)에 제 1 주름부(382a) 및 제 2 주름부(382b)가 포함됨으로써, 상기 구획판(380)의 표면적이 증대될 수 있으며, 이에 따라 상기 구획판(380)을 통한 열전달 면적이 증대될 수 있다. 결국, 상기 제 1 저장부(220)에 저장된 냉매의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
100 : 공기 조화기 101 : 실내부하 감지부
102 : 고압 감지부 110 : 압축기
120 : 유동전환부 130 : 실외 열교환기
140 : 과냉각 열교환기 150 : 실내 열교환기
160 : 냉매배관 164 : 제 1 합지부
165 : 제 2 합지부 200 : 냉매 저장장치
220 : 제 1 저장부 230 : 제 2 저장부
250 : 유입배관 251 : 제 1 밸브
260 : 유출배관 261 : 제 2 밸브
280 : 구획판 282,284 : 코팅층
310,320 : 돌기부 382a,382b: 주름부

Claims (12)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치;
    상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기;
    상기 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 순환하는 냉매의 유동을 가이드하는 냉매 배관;
    상기 응축기를 통과한 냉매를 과냉각 하기 위한 과냉각 열교환기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부를 저장하는 제1저장부;
    상기 제1저장부의 상측에 배치되어, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되고 유입된 냉매 중 기상 냉매를 상기 압축기의 입구측으로 배출하는 제2저장부;
    상기 제1저장부와 제2저장부를 구획하며, 상기 제1저장부의 열을 상기 제2저장부로 전달하는 구획판;
    상기 과냉각 열교환기의 입구측 또는 출구측에서 상기 제1저장부로 연장되며, 냉매를 상기 제1저장부로 유입시키기 위한 유입배관;
    상기 제1저장부로부터 상기 제2저장부의 입구측으로 연장되어, 상기 제1저장부의 냉매를 배출시키는 유출배관; 및
    상기 과냉각 열교환기로부터 상기 제2저장부로 연장되어, 상기 과냉각 열교환기를 통과한 냉매를 상기 제2저장부의 입구측으로 바이패스 하기 위한 바이패스 배관;을 포함하고,
    상기 냉매 배관에는,
    상기 증발기의 출구측에 구비되어 상기 바이패스 배관이 연결되는 제1합지부; 및
    상기 제1합지부와 상기 제2저장부의 입구 사이에 구비되어 상기 유출배관과 연결되는 제2합지부가 포함되는 공기 조화기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획판에는,
    상기 제 1 저장부의 냉매로부터 상기 제 2 저장부의 냉매로 열전달율을 높이기 위한 코팅층이 구비되는 공기 조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅층에는,
    상기 구획판의 하측에 배치되는 제 1 코팅층; 및
    상기 구획판의 상측에 배치되는 제 2 코팅층이 포함되는 공기 조화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획판에는 돌기부가 제공되는 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 돌기부에는,
    상기 구획판의 일면으로부터 상기 제 1 저장부로 돌출되는 제 1 돌기부; 및
    상기 구획판의 타면으로부터 상기 제 2 저장부로 돌출되는 제 2 돌기부가 포함되는 공기 조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획판은 주름 구조를 형성하는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구획판에는,
    냉매 저장장치의 본체에 연결되는 본체 연결부;
    상기 본체 연결부로부터 하방으로 절곡되는 제 1 주름부; 및
    상기 제 1 주름부로부터 상방으로 절곡되어 연장되는 제 2 주름부가 포함되는 공기 조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 배관을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 온/오프 하기 위한 제1밸브가 더 포함되는 공기 조화기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유출 배관을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 온/오프 하기 위한 제 2 밸브가 더 포함되는 공기 조화기.
  11. 삭제
  12. 삭제
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