KR19990079430A - 냉매량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 멀티에어컨 - Google Patents

냉매량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 멀티에어컨 Download PDF

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Abstract

실외 열 교환기의 입구측과 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 이 바이패스 관에 설치되며 각각의 실내 열 교환기에 연결된 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브를 가지는 바이패스부가 설치된 멀티 에어컨이 개시되어 있다. 이에 따르면, 한 쌍의 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동되는 경우에는 작동되는 측의 개폐 밸브와 바이패스 밸브가 열리게 된다. 따라서, 압축기에서 압축되어 실외 열 교환기로 유입되는 냉매중 일부가 바이패스부를 통해 바이패스되어 다시 압축기로 유입되므로, 실내 열 교환기로 유입되는 냉매의 양이 적절한 수준으로 유지될 수 있다.

Description

냉매량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 멀티 에어컨
본 발명은 하나의 압축기와 둘 이상의 실내 열 교환기가 연결된 멀티 에어컨에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 동일한 압축기에 연결된 다수의 실내 열 교환기들의 작동 상태에 따라 각각의 실내 열 교환기로 공급되는 냉매의 양이 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 냉매량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 멀티 에어컨에 관한 것이다.
일반적으로, 에어컨은 압축기와, 실외 열 교환기, 모세관, 및 실내 열 교환기로 이루어진 장치로서, 이들을 계속해서 순환하는 냉매의 열 교환 작용에 의해 실내의 온도를 원하는 수준으로 조절하게 된다.
최근에는 용량이 큰 하나의 압축기에 다수의 실내 열 교환기를 병렬로 연결하고, 각각의 실내 열 교환기를 각각 다른 실내에 설치하도록 된 멀티 에어컨이 제공되고 있다.
이러한 멀티 에어컨의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도시된 멀티 에어컨은 두 개의 압축기(11, 12)와, 하나의 실외 열 교환기(20) 및 세 개의 실내 열 교환기(51, 52)를 포함한다.
압축기는 독립측 압축기(11)와 멀티측 압축기(12)로 나누어져 있다.
실외측 열 교환기(20)는 독립측 압축기(11) 및 멀티측 압축기(12)에서 압축된 냉매가 각각 순환되는 독립측 순환 통로(21) 및 멀티측 순환 통로(22)를 가진다.
독립측 순환 통로(21)의 출구는 냉매 파이프(1)를 통해 독립측 실내 열 교환기(51)와 연결되어 있으며, 이 냉매 파이프(1)의 중간에는 이 냉매 파이프(1)를 통해 흐르는 냉매의 압력을 저하시키기 위한 모세관(31)이 설치되어 있다.
멀티측 순환 통로(22)의 출구와 연결된 냉매 파이프(2)는 그 중간에서 두 갈래로 갈라져 각각 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(52)의 입구로 연결된다.
도면에서 참조 부호 2a로 지시된 냉매 파이프가 두 갈래로 갈라지기 전의 부분에 냉매의 압력을 저하시키기 위한 모세관(33)이 설치되며, 그 중간 일측에 유량 제어 밸브(43)가 설치된 유량 제어관(3)이 모세관(33)에 대하여 병렬로 설치되어 있다.
또한, 참조 부호 2b로 지시된 냉매 파이프(2)의 갈라진 부분에도 각각 모세관(32)이 설치되어 있고, 한 쌍의 개폐 밸브(42)가 각 모세관(32)에 대하여 직렬로 설치되어 있다.
그리고, 독립측 실내 열교환기(51)의 출구는 독립측 압축기(11)의 입구와 연결되며, 멀티측 실내 열 교환기(52)의 각 출구는 멀티측 압축기(12)의 입구로 연결된다.
이와 같이 되어, 독립측 압축기(11)에서 압축된 냉매는 실외 열 교환기(20)의 독립측 순환 통로(21)와, 모세관(31) 및 독립측 실내 열 교환기(51)를 거쳐 다시 독립측 압축기(11)로 유입되는 독립측 냉매 싸이클을 이룬다.
그리고, 멀티측 압축기(12)에서 압축된 냉매는 실외 열 교환기(20)의 멀티측 순환 통로(22)와, 모세관(32, 33), 및 멀티측 실내 열 교환기(52)를 거쳐 다시 멀티측 압축기(12)로 유입되는 멀티측 냉매 사이클을 이룬다.
이들 독립측 냉매 사이클과 멀티측 냉매 사이클은 그의 작동이 각각 독립적으로 제어된다.
여기서, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(52)를 동시에 사용할 경우에는 유량 조절 밸브(43)는 잠긴 상태, 한 쌍의 개폐 밸브(42)는 열린 상태가 된다.
그리고, 유량 조절 밸브(43)를 열고 한 쌍의 개폐 밸브(42) 중 어느 하나를 잠그면, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(52) 중 어느 하나만을 사용하는 상태가 된다. 이때 유량 제어 밸브(43)는 냉매가 모세관(33)을 거치지 않고 흐르게 함으로써 실내 열 교환기(52)를 거쳐 다시 멀티측 압축기(12)로 유입되는 냉매의 양을 일정하게 조절하는 역할을 한다.
그러나, 이러한 종래의 멀티 에어컨은 다음과 같은 단점이 있었다.
즉, 멀티측 사이클에서 한 쌍의 실내 열 교환기(52) 중 어느 하나만을 작동시키는 경우, 유량 제어 밸브(43)를 여는 것에 의해 멀티측 압축기로 유입되는 냉매의 양은 일정하게 조절될 수 있으나, 작동되는 실내 열 교환기(52)로 유입되는 냉매의 양은 증가되는 단점이 있었다. 따라서, 실내 열 교환기(52)로 유입된 냉매가 충분히 증발되지 못하고, 액체 상태에서 압축기(12)로 유입됨으로써 압축기(12)의 작동에 이상이 발생될 우려가 높았다. 또한 많은 양의 냉매가 실내 열 교환기(52)로 유입됨으로써 냉매의 증발열에 의해 증발기가 동결되는 현상이 발생되기도 하였다.
본 발명은 멀티 에어컨에서 작동되는 실내 열 교환기의 수가 바뀌어도 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 양이 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 멀티 에어컨의 일례를 보인 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 구성을 보인 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101, 102 ; 냉매 파이프 111 ; 독립측 압축기
112 ; 멀티측 압축기 120 ; 실외 열 교환기
121 ; 독립측 순환 통로 122 ; 멀티측 순환 통로
131, 132, 163 ; 모세관 142, 142' ; 개폐 밸브
151 ; 독립측 실내 열 교환기
152, 152' ; 멀티측 실내 열 교환기
161 ; 바이패스 관 162 ; 바이패스 밸브
상기와 같은 목적은, 냉매를 압축하는 압축기와; 압축기에 의해 압축된 냉매의 온도를 낮추는 실외 열 교환기와; 실외 열 교환기와 압축기의 사이에서 서로 병렬로 연결되는 한 쌍의 실내 열 교환기와; 실외 열 교환기와 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프의 중간에 설치되는 한쌍의 모세관과; 실외 열교환기와 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프에 설치되는 한 쌍의 개폐 밸브; 및 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 실외 열 교환기의 입구로 유입되는 냉매의 일부를 압축기의 입구측으로 바이패스시키기 위한 바이패스부를 포함하는 본 발명에 따른 멀티 에어컨에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 바이패스부는 실외 열 교환기의 입구측과 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 이 바이패스 관에 설치되며 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브를 가진다. 바람직하게는, 이 바이패스 관의 일측에 이 바이배스 관을 통해 바이패스되는 냉매의 압력을 저하시키기 위한 모세관이 설치된다.
이와 같이 되어, 한 쌍의 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동되는 경우에는 작동되는 측의 개폐 밸브와 바이패스 밸브가 열리게 된다. 이에 따라 압축기에서 압축되어 실외 열 교환기로 유입되는 냉매중 일부가 바이패스부를 통해 바이패스되어 다시 압축기로 유입되므로, 실내 열 교환기로 유입되는 냉매의 양이 적절한 수준으로 유지될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 에어컨이 도 2에 도시되어 있다.
도면에서 부호 120은 실외 열 교환기로서, 두 개의 냉매 순환 통로, 즉 독립측 순환 통로(121)와 멀티측 순환 통로(122)를 가진다.
독립측 순환 통로(121)의 입구는 독립측 압축기(111)와 연결되며, 그 출구는 독립측 실내 열 교환기(151)와 연결된다. 독립측 순환 통로(121)의 출구와 독립측 실내 열 교환기(151)를 연결하는 냉매 파이프(101)의 중간에는 모세관(131)이 설치된다. 그리고, 독립측 실내 열 교환기(151)의 출구는 독립측 압축기(111)의 입구와 연결된다.
한편, 멀티측 순환 통로(122)의 입구는 멀티측 압축기(112)와 연결된다. 그리고, 이 멀티측 순환 통로(122)의 입구에 가까운 일측과 멀티측 압축기(111)의 입구측을 연결하는 바이패스 관(161)이 설치되며, 이 바이패스 관(161)에 모세관(163)과 바이패스 밸브(162)가 설치되어 바이패스부를 이룬다.
또한, 멀티측 순환 통로(122)의 출구는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(152, 152')와 연결된다. 멀티측 순환 통로(122)의 출구로부터 토출되는 냉매를 이송하는 냉매 파이프(102)는 그 중간이 두 갈래로 갈라져 각각의 멀티측 실내 열 교환기(152, 152')와 연결된다. 이 냉매 파이프(102)의 두 갈래로 갈라진 부분에는 모세관(132)과 개폐 밸브(142, 142')가 각각 설치된다. 그리고, 이 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(152, 152')의 각 출구는 멀티측 압축기(112)의 입구와 연결된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 에어컨은 독립측 사이클과 멀티측 사이클로 나누어져 각각 별도로 작동된다.
독립측 사이클은 냉매가 독립측 압축기(111)로부터 실외 열 교환기(120)의 독립측 순환 통로(121)과 모세관(131) 및 독립측 실내 열 교환기(151)를 거쳐 다시 독립측 압축기(111)로 유입된다.
그리고, 멀티측 사이클은 한 쌍의 개폐 밸브(142, 142')를 조작하는 것에 의해 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(152, 152')를 선택적으로 작동시킬 수 있다.
이를 보다 상세하게 살펴보자.
우선 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(152, 152')를 동시에 작동시킬 경우, 한 쌍의 개폐 밸브(142, 142')는 모두 열린 상태이다. 한 쌍의 개폐 밸브(142, 142')가 모두 열리면 바이패스 밸브(162)는 잠기게 된다.
이와 같이 되어, 멀티측 압축기(112)에서 압축된 냉매는 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)를 통과한다. 이때, 바이패스 밸브(162)는 잠긴 상태이므로 냉매는 바이패스 관(161)을 통해 멀티측 압축기(112)의 입구측으로 바이패스되지 않고 모두 멀티측 순환 통로(122)의 출구를 통해 유출된다. 멀티측 순환 통로(122)의 출구로부터 유출된 냉매는 냉매 파이프(102)를 따라 이송되면서 갈라지게 되고, 각각 모세관(132)을 통과하면서 압력이 저하된다. 각각의 모세관(132)을 통과한 냉매는 한 쌍의 실내측 열 교환기(152, 152')로 유입되어 열 교환된다. 각 실내 열 교환기(152, 152')로부터 유출된 냉매는 다시 하나로 합쳐져 멀티측 압축기(112)로 유입된다.
그리고, 한 개의 실내 열 교환기만(152')을 작동시킬 경우, 작동되지 않는 측의 실내 열 교환기(152)로 이어지는 냉매 파이프(102)에 설치된 개폐 밸브(142)는 잠기게 된다. 이때, 바이패스 밸브(162)는 열리게 된다.
이에 따라, 멀티측 압축기(112)에서 토출되어 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)로 유입되는 냉매는, 멀티측 순환 통로(122)의 출구로부터 이어진 냉매 파이프(102)를 따라 멀티측 실내 열 교환기(152')로 이송된다. 냉매는 개폐 밸브(142')가 열린 쪽으로만 흐르게 되고, 이 개폐 밸브(1422')가 설치된 냉매 파이프(102)에 연결된 멀티측 실내 열 교환기(152')로 유입된다.
이때, 바이패스 밸브(162)가 열린 상태이므로, 멀티측 순환 통로(122)로 유입되는 냉매의 일부는 바이패스 관(161)을 통해 다시 멀티측 압축기(112)의 입구측으로 바이패스된다. 바이패스 관(161)을 통해 바이패스되는 냉매는 모세관(163)을 통과하면서 압력이 저하된다. 이처럼 바이패스 관(161)의 일측에 모세관(163)을 설치하여 냉매의 압력을 저하시키는 것은, 고압의 냉매가 다시 압축기(112)로 유입되어 과압축되는 것을 방지하여, 결과적으로 많은 양의 냉매가 멀티측 사이클을 통해 순환되는 것을 방지하기 위함이다.
이와 같이, 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로로 유입되는 냉매의 일부가 바이패스 관을 통해 멀티측 압축기로 바이패스되는 것에 의해 압축기의 입구측으로 유입되는 냉매의 양도 적절한 수준으로 유지될 수 있음은 물론, 작동되는 멀티측 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 양도 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따르면, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 사용될 때 냉매의 일부가 실내 열 교환기로 유입되기 전에 바이패스부를 통해 다시 멀티측 압축기로 바이패스된다. 따라서, 압축기의 입구측으로 유입되는 냉매의 양 및 실내 열 교환기로 흐르는 냉매의 양이 항상 적절한 수준으로 유지될 수 있다. 이에 따라 종래와 같이 실내 열 교환기로 과도한 양의 냉매가 유입되어 실내 열 교환기가 동결되는 현상을 방지할 수 있고, 또한 냉매가 충분히 증발되지 못하여 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있어 압축기의 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 온도를 낮추는 실외 열 교환기;
    상기 실외 열 교환기와 상기 압축기의 사이에서 서로 병렬로 연결되는 한 쌍의 실내 열 교환기;
    상기 실외 열 교환기와 상기 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프의 중간에 설치되는 한쌍의 모세관;
    상기 실외 열교환기와 상기 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프에 설치되는 한 쌍의 개폐 밸브; 및
    상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 상기 실외 열 교환기의 입구로 유입되는 냉매의 일부를 압축기의 입구측으로 바이패스시키기 위한 수단을 포함하는 멀티 에어컨.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 실외 열 교환기의 입구측과 상기 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브를 가지는 멀티 에어컨.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 실외 열 교환기의 입구측과 상기 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브, 및 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 바이패스 관을 통해 바이패스되는 냉매의 압력을 저하시키기 위한 모세관을 가지는 멀티 에어컨.
  4. 냉매를 압축하기 위한 독립측 압축기와, 멀티측 압축기;
    상기 독립측 압축기 및 멀티측 압축기에서 압축된 냉매가 순환되는 독립측 및 멀티측 순환 통로를 각각 가지는 실외 열 교환기;
    상기 실외 열 교환기의 독립측 순환 통로와, 독립측 압축기 사이에 위치되는 독립측 실내 열 교환기;
    상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로와, 멀티측 압축기 사이에 서로 병렬로 위치되는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기;
    상기 실외 열 교환기와, 상기 독립측 및 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프의 중간에 설치되는 세 개의 모세관;
    상기 실외 열 교환기와, 상기 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기를 연결하는 각각의 냉매 파이프에 설치되는 한 쌍의 개폐 밸브; 및
    상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로의 입구로 유입되는 냉매의 일부를 멀티측 압축기의 입구측으로 바이패스시키기 위한 수단을 포함하는 멀티 에어컨.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로의 입구측과 상기 멀티측 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브를 가지는 멀티 에어컨.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 바이패스 수단은 상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로의 입구측과 상기 멀티측 압축기를 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 한 쌍의 개폐 밸브 중 어느 하나가 닫힐 때 열리는 바이패스 밸브, 및 상기 바이패스 관의 일측에 설치되어 상기 바이패스 관을 통해 바이패스되는 냉매의 압력을 저하시키기 위한 모세관을 가지는 멀티 에어컨.
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