KR19990038849A - 멀티형 공조기기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기 및 복수의 실내열교환기를 갖는 멀티형 공조기기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상기 압축기의 유입배관온도를 감지하는 압축기배관온도센서와, 상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 실외측 전동팽창밸브와, 상기 각 실내열교환기로 냉매가 유입되도록 분지된 각 분지유입배관의 온도를 감지하는 복수의 유입배관온도센서와, 상기 각 실내열교환기로부터 유출되는 냉매가 흐르는 각 분지유출배관의 온도를 감지하는 복수의 유출배관온도센서와, 상기 각 실내열교환기로 향하는 상기 분지유입배관의 개방도를 조절하는 복수의 실내측 전동팽창밸브와, 상기 압축기배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실외측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하며, 상기 유입배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 기기의 안정적인 운전을 도모하고, 최적의 냉난방상태를 유지할 수 있는 멀티형 공조기기 및 그 제어방법이 제공된다.

Description

멀티형 공조기기 및 그 제어방법

본 발명은 멀티형 공조기기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 냉매의 팽창량과 각 실내기에 유입되는 냉매의 양을 조절함으로써, 안정적인 기기의 운전을 도모하고, 냉난방효율을 향상시킨 공조기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공조기기는, 실내에 설치되어 실내의 공기를 열교환하는 실내기와, 실외에 설치되어 냉매를 열교환하는 실외기로 이루어진다. 이러한 공조기기 중, 도 3에 도시된 바와 같은, 멀티형 공조기기는, 단일의 실외기(52)와 복수의 실내기(51)를 구비하고 있다. 여기서, 실외기(52)는, 기체상태의 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(53)와, 압축기(53)에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 저온고압의 액체냉매로 응축하는 실외열교환기(54)를 구비하고 있다. 한편, 실내기(51)는 실외열교환기(54)로부터의 냉매를 열교환하여 실내공기를 열교환하는 실내열교환기(55)를 구비하고 있다.

여기서, 각각의 실내열교환기(55) 및 압축기(53), 실외열교환기(54)는 냉매유동관(58)에 의해 연결되며, 압축기(53)는 냉매유동관(58)으로부터 바이패스된 바이패스배관(68)상에 설치되어 있으며, 냉매유동관(58)과 바이패스배관(68)의 접속부분에는 압축기(53)로부터의 냉매를 실내열교환기(55) 또는 실외열교환기(54)로 안내하기 위한 4방향밸브인 전환밸브(64)가 설치되어 있다.

한편, 실외열교환기(54)와 실내열교환기(55)를 연결하는 냉매유동관(58)은 복수개로 분지되어 분지유입배관(65)을 형성하고, 압축기(53)와 실내열교환기(55)를 연결하는 냉매유동관(58)은 복수개로 분지되어 분지유출배관(75)을 형성한다. 그리고, 실외열교환기(54)와 실내열교환기(55)를 연결하는 냉매유동관(58)상에는 냉매유동관(58)을 개폐하는 전자밸브(61)가 설치되어 있으며, 냉매유동관(58)상에는 개폐밸브(59)를 중심으로 냉매유동관(58)의 양측을 연결하는 바이패스배관이 형성되어 있고, 바이패스배관에는 주모세관(62)이 형성되어 있다.

여기서, 각 분지유입배관(65)상에는 분지유입배관(65)을 개폐하여 각각의 실내기(51)로의 냉매의 유동을 단속하는 개폐밸브(59)와, 보조모세관(63)이 각각 설치되어 있다. 개폐밸브(59)는 각각의 실내기(51)로부터의 운전온 신호에 의해 개폐되며, 구동을 온한 실내기(51)로 냉매를 안내하는 역할을 한다. 그리고, 보조모세관(63)과 실내열교환기(55) 사이에는 히트펌프구동시 냉매의 유동을 단속하기 위한 개폐밸브(59)가 설치되어 있다.

이러한 공조기기의 제어부는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전원공급부(80)와, 각 실내기의 조작패널부(81)로부터의 신호를 입력받아, 압축기구동회로(83)로 전원을 공급하여 압축기(53)를 구동시키고, 전자밸브(61) 및 각 실내기내의 개폐밸브(59)의 개폐를 조절하며, 전환밸브(64)를 절환시키게 된다.

이러한 구성에 의한 공조기기는, 복수의 실내기 중 단일의 실내기(51)만을 온시켰을 경우, 제어부(60)는 먼저 압축기(53)를 구동시키고, 전자밸브(61)와 운전을 온한 실내기에 설치된 한 쌍의 개폐밸브(59)를 개방시킨다. 그러면, 압축기(53)에서 압축된 냉매는 개방된 전자밸브(61)와 주모세관(62)을 통과하고, 주모세관(62)을 통과한 냉매만이 팽창하여 분지유입배관(65)을 따라 실내기로 유입된다. 유입된 냉매는 보조모세관(63)을 통과하며 팽창하여 실내열교환기(55)로 유입되어 실내공기와 열교환하게 된다.

한편, 복수의 실내기를 온시키는 경우, 제어부(60)는 먼저 압축기(53)를 구동시키고, 전자밸브(61)를 폐쇄시킨다. 그런 다음, 운전을 온한 실내기의 한 쌍의 개폐밸브(59)를 개방시키면, 압축기(53)로부터의 냉매는 주모세관(62)을 통과하여 팽창하여 각 분지유입배관(65)을 따라 실내기로 유입된다. 유입된 냉매는 각 보조모세관(63)을 통과하며 팽창하여 각 실내열교환기(55)로 유입된 다음, 실내공기와 열교환하게 된다.

이러한 공조기기의 난방운전시, 제어부(60)는 전환밸브(64)에 전원을 공급하여 전환밸브(64)를 절환시켜 냉매의 흐름을 역전시키며, 다음 과정은 냉방운전의 경우와 마찬가지이다.

그런데, 이러한 종래의 공조기기는, 복수의 실내기를 선택적으로 혹은 동시에 구동시, 냉매의 팽창량이 단지 주모세관(62)에 의해 결정되어 지고, 실내부화변동이나 외기온도변화에 따른 제어가 이루어지지 아니함에 따라, 압축기(53)내에 액상냉매가 유입되어 액압축이 이루어지거나, 과열압축이 이루어진다. 따라서, 압축기(53) 파손의 원인이 되며, 냉난방겸용인 경우 양방향을 제어하는 개폐밸브(59)가 마련되어야 하므로 원가가 상승한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 안정적인 운전을 도모하여 냉난방효율을 향상시킬 수 있는 공조기기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공조기기의 개략적 구성도,

도 2는 도 1의 공조기기를 제어하는 제어부의 제어블럭도,

도 3은 종래의 멀티형 공조기기의 개략적 구성도,

도 4는 도 3의 공조기기를 제어하는 제어부의 제어블럭도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실내기 2 : 실외기

3 : 압축기 4 : 실외열교환기

5 : 실내열교환기 9 : 실내측 전동팽창밸브

10 : 제어부 11 : 실외측 전동팽창밸브

13 : 압축기온도센서 14 : 전환밸브

15 : 분지유입배관 16 : 유입배관온도센서

25 : 분지유출배관 26 : 유출배관온도센서

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기 및 복수의 실내열교환기를 갖는 멀티형 공조기기에 있어서, 상기 압축기의 유입배관온도를 감지하는 압축기배관온도센서와, 상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 실외측 전동팽창밸브와, 상기 각 실내열교환기로 냉매가 유입되도록 분지된 각 분지유입배관의 온도를 감지하는 복수의 유입배관온도센서와, 상기 각 실내열교환기로부터 유출되는 냉매가 흐르는 각 분지유출배관의 온도를 감지하는 복수의 유출배관온도센서와, 상기 각 실내열교환기로 향하는 상기 분지유입배관의 개방도를 조절하는 복수의 실내측 전동팽창밸브와, 상기 압축기배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실외측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하며, 상기 유입배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상기 실내열교환기로부터 유출된 냉매의 온도보다 소정 더 높도록 상기 실외측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매의 온도보다 상기 실내열교환기로부터 유출되는 냉매의 온도 소정 높도록 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하도록 할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 각 실내열교환기간의 온도차를 소정 이하로 유지하도록 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하도록 할 수도 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기 및 복수의 실내열교환기를 갖는 멀티형 공조기기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기로 유입되는 압축기유입배관온도를 감지하는 단계와, 상기 각 실내열교환기에 연결된 유입배관온도 및 유출배관온도를 감지하는 단계와, 상기 압축기유입배관온도 및 상기 유출배관온도에 따라 상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 단계와, 상기 유입배관온도 및 상기 유출배관온도에 따라 상기 각 실내열교환기로 냉매가 유입되는 유입배관의 개방도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기의 제어방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 단계는, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상기 실내열교환기로부터 유출된 냉매의 온도보다 소정 더 높도록 냉매의 팽창량을 조절하도록 할 수 있다. 그리고, 상기 유입배관의 개방도를 조절하는 단계는, 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매의 온도보다 상기 실내열교환기로부터 유출되는 냉매의 온도 소정 높도록 조절할 수도 있다. 또한, 상기 각 실내열교환기간의 온도차를 소정 이하로 유지하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 멀티형 공조기기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단일의 실외기와 복수의 실내기를 포함한다. 여기서, 실외기는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(3)와, 냉방시에는 압축기(3)로부터의 냉매를 난방시에는 후술할 실내열교환기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기(4)를 가지며, 실내기는 냉방시에는 실외열교환기(4)로부터의 냉매를 난방시에는 압축기(3)로부터의 냉매를 실내공기와 열교환하는 실내열교환기(5)를 가진다.

여기서, 각각의 실내열교환기(5) 및 압축기(3), 실외열교환기(4)는 냉매유동관(8)에 의해 연결되며, 압축기(3)는 냉매유동관(8)으로부터 바이패스된 바이패스배관(18)상에 설치되어 있으며, 냉매유동관(8)과 바이패스배관(18)의 접속부분에는 압축기(3)로부터의 냉매를 실내열교환기(5) 또는 실외열교환기(4)로 안내하기 위한 4방향밸브인 전환밸브(14)가 설치되어 있다. 그리고, 압축기(3)로 냉매가 유입되는 바이패스배관(18)상에는 압축기(3)로 유입되는 냉매의 온도감지를 위한 압축기온도센서(13)가 부착되어 있다.

한편, 실외열교환기(4)와 실내열교환기(5)를 연결하는 냉매유동관(8)은 복수개로 분지되어 분지유입배관(15)을 형성하고, 압축기(3)와 실내열교환기(5)를 연결하는 냉매유동관(8)은 복수개로 분지되어 분지유출배관(25)을 형성한다. 그리고, 실외열교환기(4)와 실내열교환기(5)를 연결하는 냉매유동관(8)상에는 냉매의 팽창량을 조절할 수 있도록 냉매유동관(8)의 개방도를 조절하는 실외측 전동팽창밸브(11)가 설치되어 있다.

한편, 각 분지유입배관(15)에는 분지유입배관(15)의 개방도를 조절하는 실내측 전동팽창밸브(9)가 설치되어 있으며, 실내열교환기(5)와 인접한 분지유입배관(15)과 분지유출배관(25)에는 각 배관을 유동하는 냉매의 온도감지를 위한 유입배관온도센서(16)와 유출배관온도센서(26)가 부착되어 있다.

이러한 공조기기를 제어하는 제어부는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원공급부(30)와, 조작패널부(31)로부터의 신호와, 압축기온도센서(13)와, 유입배관온도센서(16) 및 유출배관온도센서(26)로부터 감지된 감지값을 입력받는다. 그리고, 이 입력된 값에 따라, 압축기구동회로(33)에 전원을 공급하여 압축기(3)를 구동하고, 실내측 전동팽창밸브(9) 및 실외측 전동팽창밸브(11), 전환밸브(14)의 작동을 조절하게 된다.

이러한 구성에 의하여, 공조기기에 전원이 공급되고 실내기로부터 운전 온신호가 입력되면, 제어부(10)는 먼저 압축기(3)를 구동시키고, 운전 온신호가 입력된 실내기의 수에 따라 실외측 전동팽창밸브(11)의 개방도를 조절한다. 이 때, 운전 온신호가 입력된 실내기의 수가 많을수록 실외측 전동팽창밸브(11)의 개방도를 낮추어 냉매의 팽창율을 높게 한다. 그런 다음, 운전 온신호가 입력된 실내기의 실내측 전동팽창밸브(9)의 개방도를 조절하여 실내열교환기(5)로 유입되는 냉매의 양과 팽창율을 조절하게 된다. 이러한 과정에 의해, 냉방운전을 하는 도중, 제어부(10)는 압축기온도센서(13)와, 유입배관온도센서(16) 및 유출배관온도센서(26)에 의한 감지값을 계속적으로 입력받는다. 입력되는 감지값에 따라, 제어부(10)는 압축기(3)로 유입되는 냉매의 온도가 실내열교환기(5)로부터 유출되는 냉매의 온도보다 소정 더 높도록 실외측 전동팽창밸브(11)를 조절한다. 그리고, 제어부(10)는 실내열교환기(5)로 유입되는 냉매보다 유출되는 냉매의 온도가 소정 더 높도록 실내측 전동팽창밸브(9)를 조절하게 되며, 이 때, 온도차가 거의 차이나지 아니할 경우에는 전동팽창밸브의 개방도를 교축하여 냉매의 팽창율을 높이게 된다. 한편, 제어부(10)는 임의의 실내열교환기(5)의 분지유입배관온도와 분지유출배관온도의 차이를 측정하고, 타 실내열교환기(5)의 분지유입배관온도와 분지유출배관온도의 차이를 측정하여 각 실내간의 온도차가 소정 온도, 예컨대 2℃이상 차이나지 아니하도록 실내측 전동팽창밸브(9)를 조절하게 된다.

이에 따라, 압축기(3)로 유입되는 냉매의 온도를 측정하여 실외측 전동팽창밸브(11)를 조절함에 따라, 냉매의 팽창량을 제어하여 압축기(3)로 액상냉매가 유입되는 것이 방지되어 압축기(3)가 안정적으로 구동하고, 압축기(3)의 수명이 연장된다. 그리고, 실내측 전동팽창밸브(9) 및 실외측 전동팽창밸브(11)를 사용하여 냉매의 팽창량을 조절함으로써, 각 실내기간의 냉매분배를 원활히 할 수 있으며, 각 센서로부터의 감지값에 따라 최적의 냉방운전상태를 유지할 수 있다. 또한, 전동팽창밸브의 사용으로 기기부품의 수가 감소하여 원가를 감소시킬 수 있다.

상술한 실시예에서는 냉방운전인 경우에 대해 설명하였으나, 난방운전시에는 전환밸브(14)에 전원을 공급하여 절환시킴으로써 냉매의 흐름만을 전환시킬 뿐, 나머지 과정은 냉방운전과 동일하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기기의 안정적인 운전을 도모하고, 최적의 냉난방상태를 유지할 수 있는 멀티형 공조기기 및 그 제어방법이 제공된다.

Claims (8)

1. 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기 및 복수의 실내열교환기를 갖는 멀티형 공조기기에 있어서,

   상기 압축기의 유입배관온도를 감지하는 압축기배관온도센서와,

   상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 실외측 전동팽창밸브와,

   상기 각 실내열교환기로 냉매가 유입되도록 분지된 각 분지유입배관의 온도를 감지하는 복수의 유입배관온도센서와,

   상기 각 실내열교환기로부터 유출되는 냉매가 흐르는 각 분지유출배관의 온도를 감지하는 복수의 유출배관온도센서와,

   상기 각 실내열교환기로 향하는 상기 분지유입배관의 개방도를 조절하는 복수의 실내측 전동팽창밸브와,

   상기 압축기배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실외측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하며, 상기 유입배관온도센서와 상기 유출배관온도센서로부터의 감지값에 따라 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상기 실내열교환기로부터 유출된 냉매의 온도보다 소정 더 높도록 상기 실외측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매의 온도보다 상기 실내열교환기로부터 유출되는 냉매의 온도 소정 높도록 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 각 실내열교환기간의 온도차를 소정 이하로 유지하도록 상기 실내측 전동팽창밸브의 개방도를 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기.
5. 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 열교환하는 실외열교환기 및 복수의 실내열교환기를 갖는 멀티형 공조기기의 제어방법에 있어서,

   상기 압축기로 유입되는 압축기유입배관온도를 감지하는 단계와,

   상기 각 실내열교환기에 연결된 유입배관온도 및 유출배관온도를 감지하는 단계와,

   상기 압축기유입배관온도 및 상기 유출배관온도에 따라 상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 단계와,

   상기 유입배관온도 및 상기 유출배관온도에 따라 상기 각 실내열교환기로 냉매가 유입되는 유입배관의 개방도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기의 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 실외열교환기로부터의 냉매의 팽창량을 조절하는 단계는, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상기 실내열교환기로부터 유출된 냉매의 온도보다 소정 더 높도록 냉매의 팽창량을 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기의 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 유입배관의 개방도를 조절하는 단계는, 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매의 온도보다 상기 실내열교환기로부터 유출되는 냉매의 온도 소정 높도록 조절하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기의 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 각 실내열교환기간의 온도차를 소정 이하로 유지하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공조기기의 제어방법.