KR102032178B1 - 공조 냉각 일체형 시스템 - Google Patents

공조 냉각 일체형 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102032178B1
KR102032178B1 KR1020120125034A KR20120125034A KR102032178B1 KR 102032178 B1 KR102032178 B1 KR 102032178B1 KR 1020120125034 A KR1020120125034 A KR 1020120125034A KR 20120125034 A KR20120125034 A KR 20120125034A KR 102032178 B1 KR102032178 B1 KR 102032178B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
cooling
unit
air conditioning
Prior art date
Application number
KR1020120125034A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140058251A (ko
Inventor
하도용
유윤호
곽태희
최재혁
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120125034A priority Critical patent/KR102032178B1/ko
Publication of KR20140058251A publication Critical patent/KR20140058251A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102032178B1 publication Critical patent/KR102032178B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26Refrigerant piping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/16Arrangement or mounting thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/81Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the air supply to heat-exchangers or bypass channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F24F11/84Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/40Pressure, e.g. wind pressure

Abstract

본 발명은, 제 1 압축기 및 제 1 실내 열교환기를 포함하며, 제 1 냉매 사이클을 형성하는 공조부, 제 2 압축기 및 제 2 실내 열교환기를 포함하며, 제 2 냉매 사이클을 형성하는 냉각부, 제 1 냉매 사이클을 형성하는 제 1 열교환부 및 제 2 냉매 사이클을 형성하는 제 2 열교환부를 포함하는 실외 열교환기, 실외 열교환기의 일측에 제공되어, 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 실외공기를 불어주는 송풍팬, 제 2 압축기 및 제 2 열교환부를 연결하는 제 1 냉매배관, 제 2 열교환부 및 제 2 실내 열교환기를 연결하는 제 2 냉매배관, 및 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관을 연결하는 바이패스 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 냉각 일체형 시스템에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 공조부의 실외 열교환기 및 냉각부의 실외 열교환기가 하나의 유니트로 구성된 공조 냉각 일체형 시스템에서, 공조부가 냉방 운전인 경우는 물론, 난방 운전인 경우에도 냉각부의 냉각 성능을 극대화할 수 있다.

Description

공조 냉각 일체형 시스템{Integral air conditioning system for heating and cooling}
본 발명은 공조 냉각 일체형 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 공조부의 실외 열교환기로서 역할하는 제 1 열교환부 및 냉각부의 실외 열교환기로서 역할하는 제 2 열교환부가 하나의 유니트로서 포함되는 공조 냉각 일체형 시스템에 있어서, 공조부의 난방 운전 시 송풍팬의 회전 속도를 제 1 열교환부의 필요 회전 속도에 따라 맞추고, 냉각부의 냉각 성능을 위해 제 2 열교환부를 바이패스하는 바이패스 배관을 포함하는 공조 냉각 일체형 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 냉매 시스템은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매 사이클을 수행하여, 실내를 냉난방하거나 식품의 보관을 위하여 냉각시키는 장치이다.
상기 냉매 시스템은, 냉매를 압축시키는 압축기와, 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기와, 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기를 포함한다. 그리고, 상기 냉매 사이클을 수행하기 위한 냉매의 유동 방향을 전환하기 위한 사방밸브와, 상기 실내 열교환기 또는 실외 열교환기를 향하여 각각 실내 공기 또는 실외 공기를 강제 유동시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키기 위한 모터를 더 포함할 수 있다.
그리고, 실내의 냉방을 수행하는 경우에는 상기 실내 열교환기는 증발수단, 상기 실외 열교환기는 응축수단이 된다. 실내의 난방을 수행하는 경우에는 상기 실내 열교환기는 응축수단, 상기 실외 열교환기는 증발수단이 된다. 상기 냉난방 운전의 전환은 상기 사방밸브에 의해 냉매의 유동 방향이 변경됨으로써 수행된다.
상기한 냉매 시스템은 선택적으로 냉난방 운전이 제어되는 공조부, 식품의 보관을 위하여 냉각 운전되는 냉각부로 구분될 수 있으며, 공조부 및 냉각부의 상호작용을 통해 공조부 및 냉각부 모두에서 효율적인 운전을 수행할 수 있는 구조가 요구되고 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공조부의 실외 열교환기 및 냉각부의 실외 열교환기를 하나의 유니트로 구성한 공조 냉각 일체형 시스템을 제공하고자 한다.
나아가, 공조부의 난방 성능 및 냉각부의 냉각 성능 모두를 최대화할 수 있는 바이패스 구조 및 제어를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제 1 압축기, 공조측 팽창부, 제 1 실내 열교환기 및 사방밸브를 포함하며, 제 1 냉매 사이클을 형성하는 공조부; 제 2 압축기, 냉각측 팽창부 및 제 2 실내 열교환기를 포함하며, 제 2 냉매 사이클을 형성하는 냉각부; 상기 제 1 냉매 사이클을 형성하는 제 1 열교환부 및 상기 제 1 열교환부의 일측에 배치되며 상기 제 2 냉매 사이클을 형성하는 제 2 열교환부를 포함하는 실외 열교환기; 상기 제 1 열교환부를 기준으로 상기 제 2 열교환부와 반대 방향인 상기 제 1 열교환부의 타측에 제공되어, 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 실외공기를 불어주는 송풍팬; 상기 제 2 압축기 및 상기 제 2 열교환부를 연결하는 제 1 냉매배관; 상기 제 2 열교환부 및 상기 냉각측 팽창부를 연결하는 제 2 냉매배관; 상기 제 1 냉매배관에서 분지되어 상기 제 2 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관; 상기 공조부와 연통되는 제 1 유로와 상기 냉각부의 제 2 유로가 상호간 열교환하는 인터쿨러; 상기 바이패스 배관에 구비되는 제 1 밸브; 및 상기 제 1 냉매배관 상에 구비되어 상기 제 2 열교환부로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 제 2 밸브를 포함하고, 상기 공조측 팽창부는, 상기 제 1 열교환부 및 상기 제 1 실내 열교환기 사이에 배치되며, 상기 사방밸브에 의하여 상기 공조부가 냉방운전시 상기 제 1 열교환부를 통과한 냉매가 팽창되는 제 1 팽창부; 상기 제 1 팽창부 및 상기 제 1 열교환부 사이에 배치되며, 상기 사방밸브에 의하여 상기 공조부가 난방운전시 상기 제 1 실내 열교환기를 통과한 냉매가 팽창되는 제 2 팽창부; 및 상기 제 1 유로 상에 배치되며, 상기 제 1 유로를 유동하는 냉매가 상기 인터쿨러에 유입되기 전 팽창되는 제 3 팽창부를 포함하고, 상기 제 1 유로는 상기 제 1 열교환부 및 상기 제 1 실내 열교환기를 연결하는 배관 중 상기 제 1 팽창부 및 제 2 팽창부 사이에서 분지되어 상기 제 1 압축기에 연결되고, 상기 제 2 유로는 상기 제 2 냉매배관에 연결되어 상기 냉각측 팽창부 및 상기 제 2 실내 열교환기로 연결되고, 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 고압이 기준압보다 낮은 경우, 상기 제 1 밸브 및 제 2 밸브의 조절에 의하여 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매는 상기 바이패스 배관을 통과하여 상기 제 2 유로를 통해 상기 인터쿨러로 유입되고, 상기 제 1 유로를 유동하며 상기 제 3 팽창부에서 팽창된 냉매와 열교환되는 것을 특징으로 하는 공조 냉각 일체형 시스템을 제공한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 하나의 샤시 내에 위치하는 하나의 유니트로 구성된 공조부의 실외 열교환기 및 냉각부의 실외 열교환기를 통해 제작비 등 원가와 유지비 절감 효과가 있다.
공조부가 냉방 운전인 경우는 물론, 난방 운전인 경우에도 냉각부의 냉각 성능을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 실외 열교환기를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 제어부를 설명하기 위해 구성요소 간 연결관계를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 밸브를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
공조 냉각 일체형 시스템의 구성의 설명
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이 공조부(100), 냉각부(200), 실외 열교환기(300), 바이패스 배관(400), 밸브(500a,500b), 센서부(600), 및 인터쿨러(700)를 포함할 수 있다.
공조부(100)는 제 1 냉매의 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 제 1 냉매 사이클을 형성한다.
공조부(100)는 제 1 압축기(110), 제 1 실내 열교환기(120), 및 공조측 팽창부(131,132,133)를 포함할 수 있다.
제 1 압축기(110)는 공조부(100)를 유동하는 제 1 냉매를 압축한다.
제 1 실내 열교환기(120)에서는 상기 제 1 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어진다.
공조측 팽창부(131,132,133)는 상기 제 1 냉매를 팽창시킨다.
후술할 실외 열교환기(300)의 제 1 열교환부(310)는 공조부(100)의 실외 열교환기로서 역할을 한다. 즉, 제 1 열교환부(310)에서는 제 1 냉매와 실외 공기 간의 열교환이 이루어진다.
상기한 제 1 압축기(110), 제 1 실내 열교환기(120), 공조측 팽창부(131,132,133), 및 제 1 열교환부(310)가 제 1 냉매의 압축-응축-팽창-증발의 제 1 냉매 사이클을 형성하는 것이다.
또한, 공조부(100)는 사방밸브(140)를 더 포함할 수 있다.
사방밸브(140)는 제 1 압축기(110)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 전환하여, 공조부(100)가 선택적으로 난방 운전 또는 냉방 운전을 할 수 있도록 한다.
또한, 공조부(100)는 제 1 유로(150)를 더 포함할 수 있다.
제 1 유로(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 실내 열교환기(120)와 제 1 열교환부(310)를 연결하는 냉매 배관과 연통되어, 후술할 인터쿨러(700)와 연결된다. 제 1 유로(150)를 지나는 제 1 냉매는 후술할 제 2 유로(250)를 지나는 제 2 냉매와 인터쿨러(700)에서 열교환할 수 있다.
냉각부(200)는 제 2 냉매의 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 제 2 냉매 사이클을 형성한다.
냉각부(200)는 제 2 압축기(210), 제 2 실내 열교환기(220), 냉각측 팽창부(231), 제 1 냉매배관(260), 및 제 2 냉매배관(270)을 포함할 수 있다.
제 2 압축기(210)는 냉각부(200)를 유동하는 제 2 냉매를 압축한다.
제 2 실내 열교환기(220)에서는 상기 제 2 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어진다.
냉각측 팽창부(231)는 상기 제 2 냉매를 팽창시킨다.
후술할 실외 열교환기(300)의 제 2 열교환부(320)는 냉각부(200)의 실외 열교환기로서 역할을 한다. 즉, 제 2 열교환부(320)에서는 제 2 냉매와 실외 공기 간의 열교환이 이루어진다.
상기한 제 2 압축기(210), 제 2 실내 열교환기(220), 냉각측 팽창부(231), 및 제 2 열교환부(320)가 제 2 냉매의 압축-응축-팽창-증발의 제 2 냉매 사이클을 형성하는 것이다.
냉각부(200)는 앞서 설명한 공조부(100)와 달리, 사방밸브(140)를 포함하지 않는 것으로 도 1에서 도시되고 설명되고 있으나, 냉각부(200)에 사방밸브가 제공되는 것을 제한하는 것은 아니다. 사방밸브가 냉각부(200)에 제공되는 경우, 냉각부(200)는 선택적으로 난방 운전도 수행할 수 있음은 자명하다.
또한, 냉각부(200)는 제 2 유로(250)를 더 포함할 수 있다.
제 2 유로(250)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 열교환부(320)와 제 2 실내 열교환기(220)를 연결하는 냉매 배관 상에 위치할 수 있다. 제 2 유로(250)를 지나는 제 2 냉매는 제 1 유로(150)를 지나는 제 1 냉매와 인터쿨러(700)에서 열교환할 수 있음은 살핀 바이다.
제 1 냉매배관(260)은 제 2 압축기(210) 및 제 2 열교환부(320)를 연결한다. 즉, 제 1 냉매배관(260)은 제 2 압축기(210)에서 토출된 냉매를 제 2 열교환부(320)로 가이드하는 냉매배관이다.
제 2 냉매배관(270)은 제 2 열교환부(320) 및 제 2 실내 열교환기(220)를 연결한다. 즉, 제 2 냉매배관(270)은 제 2 열교환부(320)에서 토출된 냉매를 제 2 실내 열교환기(220)로 가이드하는 냉매배관이다.
실외 열교환기(300)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 열교환부(310), 제 2 열교환부(320), 송풍팬(330), 샤시(340), 흡입구(350), 및 토출구(360)를 포함할 수 있다.
제 1 열교환부(310)가 공조부(100)의 실외 열교환기로서 역할을 수행함은 이미 살핀 바이다.
제 2 열교환부(320)가 냉각부(100)의 실외 열교환기로서 역할을 수행함도 역시 살핀 바이다.
제 1 열교환부(310) 및 제 2 열교환부(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상하부로 구분되어 위치할 수 있다. 다만, 위치를 상하로 제한하는 것은 아니며, 전후, 좌우 등 다양하게 위치할 수 있다.
또한, 제 1 열교환부(310)는 제 2 열교환부(320) 보다 송풍팬(330)에 가깝게 위치한다. 이 경우, 송풍팬(330)의 회전 속도를 제 1 열교환부(310)에 필요한 회전 속도로 맞추는 것이 용이하다.
제 1 열교환부(310) 및 제 2 열교환부(320)은 도 3에 도시된 바와 같이 상하부에 위치한 상태로, 도 2의 A에 위치한다.
송풍팬(330)은 제 1 열교환부(310) 및 제 2 열교환부(320) 모두에 실외 공기를 불어준다. 즉, 모터 등의 구동부(미도시)를 통해 동력을 전달받아 회전을 통해, 실외 공기가 제 1 열교환부(310) 및 제 2 열교환부(320)를 지나도록 하여, 제 1 열교환부(310)를 유동하는 제 1 냉매 및 제 2 열교환부(320)를 유동하는 제 2 냉매가 실외 공기와 열교환하도록 한다.
일반적인 종래의 공조 냉각 시스템은 공조부(100) 및 냉각부(200)가 별도의 실외 열교환기를 포함하는바, 송풍팬(330) 역시 각각 별도로 구비된다. 본 발명에서는, 하나의 샤시(340)에 제 1 열교환부(310) 및 제 2 열교환부(320)가 위치하고, 하나의 송풍팬(330)에 의해 실외 공기가 유도된다. 이에 따라, 본 발명은 종래의 공조 냉각 시스템과 비교하여, 제작 및 유지에 드는 비용을 절감할 수 있다는 장점을 갖는다.
샤시(340)는 제 1 열교환부(310), 제 2 열교환부(320), 송풍팬(330) 등을 수용하는 케이스이며, 흡입구(350)는 실외 공기가 유입되는 통로이며, 토출구(360)는 흡입구(350)를 통해 유입된 실외 공기가 열교환부(310,320)를 거쳐 토출되는 통로이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 열교환부(310), 제 2 열교환부(320), 및 송풍팬(330)이 하나의 유니트가 되어, 복수의 유니트가 실외 열교환기(300)에 포함될 수 있다.
바이패스 배관(400)은, 제 1 냉매배관(260) 및 제 2 냉매배관(270)을 연결한다.
냉매 유동의 측면에서 볼때, 바이패스 배관(400)은, 제 1 냉매배관(260)을 유동하는 냉매를 제 2 열교환부(320)를 바이패스 시켜 제 2 냉매배관(270)으로 가이드하는 역할을 한다.
밸브(500a,500b)는 개도 조절을 통해 밸브(500a,500b)가 제공된 배관을 유동하는 냉매의 흐름을 조절한다. 일례로서, 개도 조절은 1/2 온(on), 1/4 온(on) 등과 같이 이루어질 수 있다.
또한, 밸브(500a,500b)의 개도 조절은 온(on)/오프(off)를 통해 이루어질 수 있다. 이를 통해, 밸브(500a,500b)가 제공된 배관을 유동하는 냉매의 흐름을 차단하거나 허용할 수 있다.
일례로서, 밸브(500a,500b) 각각은, 도 1에 도시된 바와 같이 바이패스 배관(400) 및 제 1 냉매배관(260)에 각각 위치할 수 있다. 이하에서는, 바이패스 배관(400)에 위치하는 밸브를 제 1 밸브(500a), 제 1 냉매배관(260)에 위치하는 밸브를 제 2 밸브(500b)로 칭할 것이나, 이러한 기재는 단순히 양자를 구분하기 위한 것이며 밸브의 순서 등을 한정하기 위한 것이 아니다.
제 1 밸브(500a)는 바이패스 배관(400)에 구비되어 바이패스 배관(400)을 통과하는 냉매의 양을 조절한다. 제 1 밸브(500a)의 개도 조절은 후술할 제어부(510)에 의한다.
제 2 밸브(500b)는 제 1 냉매배관(260)에 구비되어 제 2 열교환부(320)로 유입되는 냉매의 양을 조절한다. 제 2 밸브(500b)의 개도 조절 역시 후술할 제어부(510)에 의한다.
제어부(510)는, 도 4에 도시된 바와 같이 후술할 센서부(600)로부터 감지된 값을 이용해, 밸브(500a,500b)의 개도를 조절한다.
센서부(600)는 냉각부(200)를 순환하는 냉매의 압력을 감지한다. 다만, 센서부(600)는 냉매의 압력이 아닌 냉매의 온도 등을 감지하도록 할 수도 있다.
또한, 센서부(600)는 냉각부(200)의 제 2 압축기(210)의 출구측에 배치된다. 이를 통해, 제 2 압축기(210)로부터 토출되는 고압의 냉매의 압력을 측정하여, 제 2 냉매 사이클을 순환하는 제 2 냉매의 고압이 떨어졌는지 여부를 체크할 수 있다.
또한, 센서부(600)는 공조부(100)에 배치되어, 제 1 냉매 사이클을 순환하는 제 1 냉매의 압력 또는 온도를 감지할 수 있다. 이렇게 감지된 제 1 냉매의 압력 또는 온도의 감지값은 송풍팬(330)의 회전 속도 제어에 이용될 수 있다.
인터쿨러(700)는, 제 1 유로(150)를 유동하는 제 1 냉매, 및 제 2 유로(250)를 유동하는 제 2 냉매가 열교환을 하는 곳이다. 인터쿨러(700)를 통한 열교환에 의해, 냉각부(200)에서는 냉각 성능 계수(COP)가 상대적으로 높아질 수 있는 이점이 있다.
공조 냉각 일체형 시스템의 운전 방법의 설명
우선, 공조부(100)가 냉방 운전하는 경우를 설명한다.
제 1 압축기(110)로부터 토출된 제 1 냉매는 사방밸브(140)를 지나 제 1 열교환부(310)를 유동한다. 제 1 냉매는 제 1 열교환부(310)를 통해 실외 공기로 열을 방출하여 응축된다. 응축된 제 1 냉매는 공조측 팽창부(131,132,133) 중 제 1 팽창부(131)를 유동하면서 팽창된다. 이렇게 팽창된 제 1 냉매는 제 1 실내 열교환기(120)를 유동하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하여, 실내에 냉방을 제공하고 증발하게 된다.
이렇게 증발된 제 1 냉매는 제 1 압축기(110)로 유입되어 제 1 냉매 사이클을 순환한다.
이 경우, 냉각부(200)의 냉각 운전은 다음과 같다.
제 2 압축기(210)로부터 토출된 제 2 냉매는 제 2 열교환부(320)를 유동한다. 제 2 냉매는 제 2 열교환부(320)를 통해 실외 공기로 열을 방출하여 응축된다. 응축된 제 2 냉매는 인터쿨러(700)를 지나는 제 2 유로(250)를 유동하면서, 제 1 유로(150)를 유동하는 제 1 냉매와 열교환을 통해 더욱 응축된다. 이 때, 제 1 유로(150)를 유동하는 제 1 냉매는 제 1 열교환부(310)를 유동하여 응축된 상태임을 도 1을 통해 알 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 제 1 열교환부(310)가 제 2 열교환부(320) 보다 송풍팬(330)에 더 가깝게 위치하여, 제 1 열교환부(310)를 유동하는 제 1 냉매가 제 2 열교환부(320)를 유동하는 제 2 냉매 보다 많이 응축된 상태이다. 이 경우, 냉각부(200)에서의 냉각 성능 계수(COP)가 보다 많이 향상된다.
제 2 유로(250)를 지난 제 2 냉매는 냉각측 팽창부(231)에서 팽창된다. 이렇게 팽창된 제 2 냉매는 제 2 실내 열교환기(120)를 유동하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발하게 된다. 이를 통해, 제 2 실내 열교환기(120)는, 일례로서 쇼케이스 등에 냉각을 제공할 수 있는 것이다.
이렇게 증발된 제 2 냉매는 제 2 압축기(210)로 유입되어 제 2 냉매 사이클을 순환한다.
이하에서는, 공조부(100)가 난방 운전하는 경우를 설명한다.
제 1 압축기(110)로부터 토출되는 제 1 냉매는 사방밸브(140)에 의해 제 1 실내 열교환기(120)로 유동 방향이 제어되어 제 1 실내 열교환기(120)를 유동한다. 이를 통해, 제 1 냉매는 실내 공기로 열을 방출하여 응축된다. 그리고, 제 1 실내 열교환기(120)를 유동한 제 1 냉매는 제 2 팽창부(132)로 유입된다. 제 2 팽창부(132)는 유입된 제 1 냉매를 팽창시킨다. 제 2 팽창부(132)를 유동하여 팽창된 제 1 냉매는 제 1 열교환부(310)를 유동하며 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발하게 된다.
증발된 제 1 냉매는 다시 제 1 압축기(110)로 유입되어 제 1 냉매 사이클을 순환한다.
이 경우, 냉각부(200)의 냉각 운전은 상기한 냉각부(200)의 냉각 운전과 같다.
다만, 제 1 유로(150)를 유동하는 제 1 냉매가 제 1 실내 열교환기(120)를 유동하여 응축된 것이라는 점에서는 차이를 가질 뿐이다.
공조 냉각 일체형 시스템의 제어 방법의 설명
이하에서는, 본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일례에 따른 공조 냉각 일체형 시스템의 제어 방법은, 이하에서 공조부(100)가 난방 운전인 경우를 예시적으로 설명하나, 냉방 운전인 경우에도 적용될 수 있음은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이다.
공조부(100)는 앞서 기술한 바와 같이 난방 운전을 수행한다. 이 경우, 송풍팬(330)을 최고 회전 속도로 제어하여, 제 1 열교환부(310)를 유동하는 제 1 냉매가 실외 공기와 충분히 열교환하여 많은 양의 제 1 냉매가 증발하도록 한다. 이를 통해, 공조부(100)의 난방 성능이 높아진다.
다만, 상기와 같이 송풍팬(330)을 빠른 회전 속도로 제어하면, 제 1 열교환부(310)와 하나의 송풍팬(330)에 의해 실외 공기를 제공받는 제 2 열교환부(320) 역시 빠른 회전 속도로 회전하는 송풍팬(330)의 영향을 받게 된다. 이 경우, 제 2 열교환부(320) 내를 유동하는 제 2 냉매가 필요 이상으로 실외 공기에 많은 열을 방출하게 되고, 그 결과 냉각부(200)의 제 2 냉매 사이클을 순환하는 제 2 냉매의 고압이 전체적으로 떨어지게 되어, 냉각 성능이 저하된다.
상기한 문제점의 해결을 위해, 본 발명에 따른 공조 냉각 일체형 시스템은, 제 2 열교환부(320)로 유입되는 제 2 냉매를 조절하기 위한 바이패스 배관(400)을 포함한다.
이하에서는, 도 5를 참고하여 제 1 밸브(500a) 및 제 2 밸브(500b)의 제어 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 센서부(600)가 냉각부(200)의 제 2 압축기(210)에서 토출되는 제 2 냉매의 고압을 측정한다(S100).
이렇게 측정된 제 2 냉매의 고압이 기설정된 기준압 보다 작은지 판단한다(S200).
이때, 제 2 냉매의 고압이 기준압 보다 작은 것으로 판단되는 경우, 제 2 냉매 사이클의 냉방 효율이 떨어진 것이므로, 제어부(510)는 제 2 냉매의 고압을 높이도록 밸브(500a,500b)를 제어한다.
구체적으로, 제어부(510)는 제 1 밸브(500a)의 개도가 증가하도록 제어하거나, 제 2 밸브(500b)의 개도가 감소하도록 제어하며, 양자를 동시에 수행할 수도 있다(S300). 여기서 제 1 밸브(500a)는 바이패스 배관(400)에 구비되어 바이패스 배관(400)으로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 밸브이며, 제 2 밸브(500b)는 제 1 냉매배관(260)에 구비되어 제 2 열교환부(320)로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 밸브임은 앞서 살핀 바이다.
제어부(510)는 밸브(500a,500b)를 제어하기에 앞서, 밸브(500a,500b)의 현재 상태를 체크하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(510)가 제 1 밸브(500a)의 개도가 완전히 온(on)된 상태임을 체크했다면, 제 1 밸브(500a)의 개도를 증가하도록 하는 제어의 시도 없이, 제 2 밸브(500b)의 개도만을 감소하도록 제어할 수 있다. 반대로, 제어부(510)가 제 2 밸브(500b)의 개도가 완전히 오프(off)된 상태임을 체크했다면, 제 2 밸브(500b)의 개도를 감소하도록 하는 제어의 시도 없이, 제 1 밸브(500a)의 개도만을 증가하도록 제어할 수 있다.
S200 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압 보다 작지 않은 것으로 판단되는 경우, 제어부(510)는 S100 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압과 같은지 판단한다(S400).
이때, S100 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압과 같은 것으로 판단되면, 제어부(510)는 밸브(500a,500b)를 모두 현재 상태를 유지하도록 제어한다(S500).
다만, S100 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압과 같지 않은 것으로 판단되는 경우, 즉 S100 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압 보다 높은 것으로 판단되는 경우, 제어부(510)는 제 2 냉매의 고압이 낮아지도록 밸브(500a,500b)를 제어한다.
제어부(510)는 제 1 밸브(500a)의 개도가 감소하도록 제어할 수 있으며, 제 2 밸브(500b)의 개도가 감소하도록 제어할 수 있고, 양자를 함께 수행할 수도 있다.
또한, S100 단계에서 측정된 제 2 냉매의 고압이 기준압 보다 큰 경우에도, S500와 같은 유지 제어를 할 수 있다.
위와 같은 밸브(500)의 제어를 통해, 공조부(100)가 난방 운전이며, 송풍팬(330)의 회전 속도를 제 1 열교환부(310)의 필요 회전 속도에 맞추었을 때에도, 냉각부(200)는 요구되는 냉각 성능을 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 공조부 110 : 제 1 압축기
120 : 제 1 실내 열교환기 131, 132, 133 : 공조측 팽창부
140 : 사방밸브 150 : 제 1 유로
200 : 냉각부 210 : 제 2 압축기
220 : 제 2 실내 열교환기 231 : 냉각측 팽창부
250 : 제 2 유로 260 : 제 1 냉매배관
270 : 제 2 냉매배관 300 : 실외 열교환기
310 : 제 1 열교환부 320 : 제 2 열교환부
330 : 송풍팬 340 : 샤시
350 : 흡입구 360 : 토출구
400 : 바이패스 배관 500a : 제 1 밸브
500b : 제 2 밸브 510 : 제어부
600 : 센서부 700 : 인터쿨러

Claims (11)

  1. 제 1 압축기, 공조측 팽창부, 제 1 실내 열교환기 및 사방밸브를 포함하며, 제 1 냉매 사이클을 형성하는 공조부;
    제 2 압축기, 냉각측 팽창부 및 제 2 실내 열교환기를 포함하며, 제 2 냉매 사이클을 형성하는 냉각부;
    상기 제 1 냉매 사이클을 형성하는 제 1 열교환부 및 상기 제 1 열교환부의 일측에 배치되며 상기 제 2 냉매 사이클을 형성하는 제 2 열교환부를 포함하는 실외 열교환기;
    상기 제 1 열교환부를 기준으로 상기 제 2 열교환부와 반대 방향인 상기 제 1 열교환부의 타측에 제공되어, 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부에 실외공기를 불어주는 송풍팬;
    상기 제 2 압축기 및 상기 제 2 열교환부를 연결하는 제 1 냉매배관;
    상기 제 2 열교환부 및 상기 냉각측 팽창부를 연결하는 제 2 냉매배관;
    상기 제 1 냉매배관에서 분지되어 상기 제 2 냉매배관에 연결되는 바이패스 배관;
    상기 공조부와 연통되는 제 1 유로와 상기 냉각부의 제 2 유로가 상호간 열교환하는 인터쿨러;
    상기 바이패스 배관에 구비되는 제 1 밸브; 및
    상기 제 1 냉매배관 상에 구비되어 상기 제 2 열교환부로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 제 2 밸브를 포함하고,
    상기 공조측 팽창부는,
    상기 제 1 열교환부 및 상기 제 1 실내 열교환기 사이에 배치되며, 상기 사방밸브에 의하여 상기 공조부가 냉방운전시 상기 제 1 열교환부를 통과한 냉매가 팽창되는 제 1 팽창부;
    상기 제 1 팽창부 및 상기 제 1 열교환부 사이에 배치되며, 상기 사방밸브에 의하여 상기 공조부가 난방운전시 상기 제 1 실내 열교환기를 통과한 냉매가 팽창되는 제 2 팽창부; 및
    상기 제 1 유로 상에 배치되며, 상기 제 1 유로를 유동하는 냉매가 상기 인터쿨러에 유입되기 전 팽창되는 제 3 팽창부를 포함하고,
    상기 제 1 유로는 상기 제 1 열교환부 및 상기 제 1 실내 열교환기를 연결하는 배관 중 상기 제 1 팽창부 및 제 2 팽창부 사이에서 분지되어 상기 제 1 압축기에 연결되고,
    상기 제 2 유로는 상기 제 2 냉매배관에 연결되어 상기 냉각측 팽창부 및 상기 제 2 실내 열교환기로 연결되고,
    상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매의 고압이 기준압보다 낮은 경우, 상기 제 1 밸브 및 제 2 밸브의 조절에 의하여 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매는 상기 바이패스 배관을 통과하여 상기 제 2 유로를 통해 상기 인터쿨러로 유입되고, 상기 제 1 유로를 유동하며 상기 제 3 팽창부에서 팽창된 냉매와 열교환되는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브의 개도를 조절하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부의 제 1 밸브 개도 조절에 의해 상기 바이패스 배관을 통과하는 냉매의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉각부에 배치되어, 상기 냉각부를 순환하는 냉매의 압력을 감지하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공조부의 난방 운전 중 상기 센서부에 의해 감지된 상기 냉각부를 순환하는 냉매의 압력이 기준압 보다 떨어지는 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 밸브의 개도를 증가시켜 상기 제 2 열교환부를 바이패스 하는 냉매의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 2 밸브의 개도를 조절하여 상기 제 2 열교환부로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 공조부의 난방 운전 중 상기 센서부에 의해 감지된 상기 냉각부를 순환하는 냉매의 압력이 기준압 보다 떨어지는 경우,
    상기 제어부는 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브의 개도를 조절하여 상기 제 2 열교환부를 바이패스 하는 냉매의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 제 2 압축기의 출구 측에 위치하는 것을 특징으로 하는,
    공조 냉각 일체형 시스템.
  11. 삭제
KR1020120125034A 2012-11-06 2012-11-06 공조 냉각 일체형 시스템 KR102032178B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120125034A KR102032178B1 (ko) 2012-11-06 2012-11-06 공조 냉각 일체형 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120125034A KR102032178B1 (ko) 2012-11-06 2012-11-06 공조 냉각 일체형 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140058251A KR20140058251A (ko) 2014-05-14
KR102032178B1 true KR102032178B1 (ko) 2019-10-15

Family

ID=50888700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120125034A KR102032178B1 (ko) 2012-11-06 2012-11-06 공조 냉각 일체형 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102032178B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105066255A (zh) * 2015-09-01 2015-11-18 珠海格力电器股份有限公司 一种除霜过程中具有持续供热功能的空调系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277087A (ja) 2001-03-16 2002-09-25 Hitachi Ltd 空気調和機
JP2005241090A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合型空気調和設備及びその運転方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3078044B2 (ja) * 1991-07-23 2000-08-21 東芝キヤリア株式会社 空気調和装置
KR101639814B1 (ko) * 2009-11-20 2016-07-22 엘지전자 주식회사 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
KR101250100B1 (ko) * 2011-01-24 2013-04-09 엘지전자 주식회사 냉매시스템 및 그 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002277087A (ja) 2001-03-16 2002-09-25 Hitachi Ltd 空気調和機
JP2005241090A (ja) * 2004-02-25 2005-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合型空気調和設備及びその運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140058251A (ko) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101973203B1 (ko) 공조 냉각 일체형 시스템
JP5951109B2 (ja) 暖房能力増強用付加ユニット付き空気調和装置
EP3301376B1 (en) Air conditioner and method for controlling the same
JP5533926B2 (ja) 空気調和機
JP2019219133A5 (ko)
EP3683511B1 (en) Air conditioning device
KR20140103352A (ko) 냉동 장치
WO2013157406A1 (ja) 空気調和機
JP5375919B2 (ja) ヒートポンプ
JP2014088977A (ja) 空気調和装置
WO2015132843A1 (ja) 空気調和装置
WO2013157402A1 (ja) 空気調和機
JP3973441B2 (ja) 空気調和装置
JP5787102B2 (ja) 分離型空気調和装置
KR20120122704A (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
JP2016020784A (ja) 空気調和装置
KR102032178B1 (ko) 공조 냉각 일체형 시스템
JP5310904B1 (ja) 空気調和機
JP4074422B2 (ja) 空調機とその制御方法
KR101275580B1 (ko) 공기조화기 및 그 운전방법
WO2021014520A1 (ja) 空気調和装置
JP6745895B2 (ja) 空調システム
JP6938950B2 (ja) 空気調和システム
JP5066022B2 (ja) 冷暖房システム
JP4012892B2 (ja) 空気調和機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant