KR19990080600A

KR19990080600A - 냉난방 겸용 멀티 에어컨

Info

Publication number: KR19990080600A
Application number: KR1019980013972A
Authority: KR
Inventors: 구형모
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1999-11-15
Also published as: CN1129751C; ITTO980691A0; ITTO980691A1; ES2155745B1; IT1303218B1; ES2155745A1; CN1232942A; SA98190284B1; KR100329472B1

Abstract

압축기와, 실외 열 교환기와, 한 쌍의 실내 열 교환기와, 4 웨이 밸브와, 보조 탱크와, 온도 감지 센서, 및 한 쌍의 전동 팽창 밸브를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨이 개시되어 있다. 보조 탱크는 냉방시 하나의 실내 열 교환기만 사용될 때, 압축기로부터 토출되는 여분의 열 교환 매체를 저장하여 과도한 양의 열 교환 매체가 실내 열 교환기로 공급되는 것을 방지한다. 따라서, 실내 열 교환기에 과부하가 걸리는 것이 방지된다. 또한, 한 쌍의 전동 팽창 밸브는 실외 열 교환기와 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 순환 파이프 상에 각각 설치되어 각 실내 열 교환기로 흐르는 열 교환 매체의 흐름을 단속한다. 이 전동 팽창 밸브는 개방시에는 온도 감지 센서에 의해 감지된 실외 온도에 따라 그 개방 정도가 조절된다. 따라서, 실외의 온도에 따라 열 교환 매체의 유량이 조절되므로 운전 조건의 변화에 관계없이 높은 냉난방 효율을 얻을 수 있다.

Description

냉난방 겸용 멀티 에어컨

본 발명은 하나의 압축기와 둘 이상의 실내 열 교환기가 연결된 냉난방 겸용 멀티 에어컨에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 운전 조건의 변화에 따라 열 교환 매체의 유량을 조절할 수 있도록 되어 높은 냉난방 효율을 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 실내의 환경을 쾌적한 상태로 조절하기 위한 장치로서, 압축기와, 실외 열 교환기, 모세관, 및 실내 열 교환기 등을 포함한다.

최근에는 각각 다른 실내에 설치되는 다수의 실내 열 교환기를 하나의 압축기에 병렬로 연결함으로써, 적은 비용으로 보다 높은 효율을 얻을 수 있는 멀티 에어컨이 제공되고 있다.

이러한 멀티 에어컨을 도 1에 도시된 일예를 통해 간략하게 설명한다.

도시된 멀티 에어컨은 두 개의 압축기(11, 12)와, 하나의 실외 열 교환기(20)와, 세 개의 모세관(31, 32), 및 세 개의 실내 열 교환기(41, 42)를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨이다.

독립측 압축기(11)는 하나의 독립측 실내 열 교환기41만을 구동시키고, 멀티측 압축기(12)는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)를 구동시킨다.

실외 열 교환기(20)는 독립측 압축기(11)와 멀티측 압축기(12)로부터 토출된 열 교환 매체를 순환시킬 수 있도록 독립측 순환 통로(21)와 멀티측 순환 통로(22)를 가진다.

한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)의 양측에는 각 실내 열 교환기의 구동을 제어하기 위한 솔레노이드 밸브(62a, 62b)가 설치되어 있다.

또한, 4 웨이 밸브(4-way valve; 51, 52)는 압축기(11, 12)로부터 토출되는 열 교환 매체의 순환 방향을 변화시키는 역할을 한다.

이와 같이 된, 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 독립측 압축기(11)에 의해 구동되는 독립측 실내 열 교환기(41)와, 멀티측 압축기(12)에 의해 구동되는 한 쌍의 실내 열 교환기(42)는 서로 별도의 순환 사이클을 가지고 작동된다.

또한, 각각의 압축기(11, 12)에 연결된 4 웨이 밸브(51, 52)의 조작에 의해 열 교환 매체의 순환 방향이 전환되는 것에 의해 실내 열 교환기(41, 42)의 냉난방 작동이 결정된다. 즉, 압축기(11, 12)로부터 토출된 열 교환 매체가 실외 열 교환기(20)를 먼저 거치도록 4 웨이 밸브(51, 52)가 설정되어 있는 경우에는 실내 열 교환기(41, 42)는 냉방 작용을 하게 되며, 이 열 교환 매체가 실내 열 교환기(41, 42)를 먼저 거치도록 4 웨이 밸브(51, 52)가 설정되는 경우에는 실내 열 교환기(41, 42)는 난방 작용을 하게 된다.

또한, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(42)의 양측에 각각 설치된 솔레노이드 밸브(62a, 62b)를 개폐하는 것에 의해 한 쌍의 실내 열 교환기(42)를 둘 다 작동시키거나 필요에 따라 하나만을 작동시킬 수 있다. 이때, 모세관(32)측에 설치된 솔레노이드 밸브(62a)는 냉방시 실내 열 교환기(42)의 작동 여부를 결정하기 위한 것이고, 멀티측 압축기(12)측에 설치된 솔레노이드 밸브(62b)는 난방시의 작동 여부를 결정하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 종래의 냉난방 겸용 멀티 에어컨은, 멀티측 압축기의 열 교환 매체 토출량이 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기가 동시에 작동되는 경우를 기준으로 결정되어 있다. 따라서, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기중 어느 하나만이 작동되는 경우, 과다한 양의 열 교환 매체가 작동되는 측의 실내 열 교환기로 공급되게 된다. 이는 실내 열 교환기 및 압축기에 과부하가 걸리는 원인이 되며, 이에 따라 소비 전력이 상승되고, 압축기의 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 발생된다.

따라서, 이를 해소하기 위한 방안으로 본 출원인에 의해 동일자로 출원된 "열 교환 매체량 조절을 위한 바이패스부를 가지는 냉난방 겸용 멀티 에어컨"에서는, 한 쌍의 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 작동될 때 압축기로부터 토출된 열 교환 매체의 일부를 바이패스부를 통해 다시 압축기로 되돌려 보냄으로써 과부하를 방지할 수 있도록 된 냉난방 겸용 멀티 에어컨이 제시되었다.

그러나, 이와 같은 냉난방 겸용 멀티 에어컨도 모세관이 표준 운전 조건에 알맞게 설정된 규격을 가지고 있으므로, 실외 온도의 변화 등과 같은 운전 조건의 변화에 따라 실내 열 교환기로 유입되는 열 교환 매체의 유량을 조절할 수 없다는 단점이 있었다.

따라서, 운전 조건이 설정된 표준 조건에 가까운 경우에는 최대의 냉난방 효율을 발휘하지만 그렇지 않은 경우에는 그 냉난방 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 이러한 종래의 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 모세관과 솔레노이드 밸브와 같은 열 교환 매체의 흐름을 제어하기 위한 부품들의 수가 많아 제품의 크기가 커지고, 그 설치 공간을 많이 차지하는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은, 운전 조건의 변화에 따라 열 교환 매체의 유량 조절이 가능하도록 하여 운전 조건에 관계없이 난방 효율을 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 열 교환 매체의 유량을 제어하기 위한 구조를 간단하게 하여 그 크기를 작게 함으로써 설치 공간을 줄이는데 있다.

도 1은 종래의 냉난방 겸용 멀티 에어컨의 일례를 보인 구성도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨의 구성을 보인 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

111 ; 독립측 압축기 112 ; 멀티측 압축기

120 ; 실외 열 교환기 121 ; 독립측 순환 통로

122 ; 멀티측 순환 통로 131 ; 모세관

132, 132' ; 전동 팽창 밸브 141 ; 독립측 실내 열 교환기

142, 142' ; 멀티측 실내 열 교환기 151 ; 독립측 4 웨이 밸브

152 ; 멀티측 4 웨이 밸브 182 ; 보조 탱크

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와, 실외 열 교환기와, 한 쌍의 실내 열 교환기와, 4 웨이 밸브와, 보조 탱크와, 온도 감지 센서, 및 한 쌍의 전동 팽창 밸브를 포함한다.

한 쌍의 실내 열 교환기는 압축기와 실외 열 교환기 사이에 병렬로 연결된다. 4 웨이 밸브는 압축기와 실외 열 교환기 및 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 그 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 그 순환 방향을 제어한다.

보조 탱크는 4 웨이 밸브와 실내 열 교환기 사이에 설치되며, 냉방시 하나의 실내 열 교환기만 사용될 때 압축기로부터 토출되는 여분의 열 교환 매체를 저장하여 과도한 양의 열 교환 매체가 실내 열 교환기로 공급되는 것을 방지한다. 따라서, 실내 열 교환기에 과부하가 걸리는 것이 방지된다.

또한, 한 쌍의 전동 팽창 밸브는 실외 열 교환기와 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 순환 파이프 상에 각각 설치되어 각 실내 열 교환기로 흐르는 열 교환 매체의 흐름을 단속한다. 이 전동 팽창 밸브는 개방시에는 온도 감지 센서에 의해 감지된 실외 온도에 따라 그 개방 정도가 조절된다. 또한, 난방시 실내 열 교환기 중 어느 하나 만이 작동될 때, 작동되지 않는 실내 열 교환기 측에 설치된 전동 팽창 밸브는 미세하게 개방되어 작동되지 않는 실내 열 교환기를 통해 미세한 양의 열 교환 매체가 순환된다. 이때, 전동 팽창 밸브의 개방 정도는 이백분의 일 내지 이백분의 삼이 적당하다.

이와 같이된 본 발명은, 실외의 온도에 따라 전동 팽창 밸브의 개도가 변화되는 것에 의해 열 교환 매체의 유량이 조절되므로 운전 조건의 변화에 관계없이 높은 냉난방 효율을 얻을 수 있다.

또한, 냉방시 하나의 실내 열 교환기를 사용할 경우 압축기로부터 토출된 여분의 열 교환 매체가 보조 탱크에 저장된다. 따라서, 사용되는 측의 실내 열 교환기에 과다한 양의 열 교환 매체가 공급되어 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 열 교환 매체의 유량 조절에 전동 팽창 밸브를 사용함으로써 부품수가 저감되고, 이에 따라 제품의 크기가 작아진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨의 구성이 도 2에 도시되어 있다.

도면에서 부호 120은 실외 열 교환기를 나타낸 것으로, 독립측 순환 통로(121)와 멀티측 순환 통로(122)를 가진다.

독립측 순환 통로(121)의 일측은 독립측 4 웨이 밸브(151)를 통해 독립측 압축기(111)와 연결되고, 그 타측은 모세관(131)을 거쳐 독립측 실내 열 교환기(141)와 연결된다. 독립측 실내 열 교환기(141)는 또한 4 웨이 밸브(151)를 통해 독립측 압축기(111)와 연결된다.

또한, 멀티측 순환 통로(122)는 그 일측이 멀티측 4 웨이 밸브(152)를 통해 멀티측 압축기(112)와 연결되며, 그 타측은 두 갈래로 갈라지는 순환 파이프(101)를 통해 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142, 142')와 연결된다. 두 갈래로 갈라진 순환 파이프(101) 상에는 각각 전동 팽창 밸브(132, 132')가 설치된다. 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142, 142')는 또한 하나로 합쳐지는 순환 파이프(102)를 통해 멀티측 4 웨이 밸브(152)에 연결된다.

멀티측 실내 열 교환기(142, 142')와 멀티측 4 웨이 밸브(152)를 연결하는 순환 파이프(102) 상에는 보조 탱크(182)가 설치된다.

그리고, 실외 온도를 감지하는 온도 감지 센서(161)가 제공된다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 겸용 멀티 에어컨은 독립측 사이클과 멀티측 사이클로 나누어져 각각 독립적으로 작동되며, 이를 설명하면 다음과 같다.

우선 독립측 사이클은, 압축기(111)와 4 웨이 밸브(151)와 실외 열 교환기(120)의 독립측 순환 통로(121)와 모세관(131) 및 독립측 실외 열 교환기(141)를 거치고, 다시 4 웨이 밸브(151)를 통해 독립측 압축기(111)로 되돌아 오는 순환 사이클에 의해 독립측 실내 열 교환기(141)에서 실내의 온도를 낮추는 냉방 작용이 이루어진다.

4 웨이 밸브(152)의 조작에 의해 열 교환 매체의 순환이 반대 방향, 즉 압축기(111)로부터 실내 열 교환기(141)를 거쳐 모세관(131)과 실외 열 교환기(120)의 독립측 순환 통로(121)를 거쳐 다시 독립측 압축기(111)로 되돌아 오는 방향으로 이루어지게 되면, 독립측 실내 열 교환기(141)에서는 압축기(111)로부터 토출된 고온 고압의 열 교환 매체에 의해 실내의 온도를 높이는 난방 작용이 이루어진다.

또한, 멀티측 압축기(112)와, 멀티측 4 웨이 밸브(152), 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122), 전동 팽창 밸브(132, 132') 및 멀티측 실내 열 교환기(142, 142')를 순환하는 멀티측 사이클도 독립측 사이클과 동일한 방식으로 이루어진다.

다만, 이 멀티측 사이클에서는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142, 142')를 통해 두 곳의 장소에 대하여 냉방 및 난방 작용이 이루어질 수 있다.

또한, 이 멀티측 사이클에서는 독립측 사이클의 모세관(131) 역할을 전동 팽창 밸브(132, 132')가 하게 된다. 즉, 전동 팽창 밸브(132, 132')는 온도 감지 센서(161)에서 감지된 실외의 온도에 따라 그 개방 정도가 조절된다. 이에 따라 냉방시 멀티측 실내 열 교환기(142, 142')로 이송되는 열 교환 매체의 유량 및 난방시 실외 열 교환기(120)의 멀티측 순환 통로(122)로 이송되는 열 교환 매체의 유량이 조절되는 것이다. 따라서, 실외의 온도 변화에 관계없이 높은 냉난방 효율을 얻을 수 있다.

그리고, 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기(142, 142') 중 어느 하나(142')를 사용하지 않을 경우 이 실내 열 교환기(142')측에 설치된 전동 팽창 밸브(132')는 닫히게 된다. 따라서, 이 실내 열 교환기(142')로는 열 교환 매체가 순환되지 못하게 된다.

그런데, 바람직하게는 이 전동 팽창 밸브(132')는 그에 연결된 실내 열 교환기(142')가 사용되지 않을 경우 냉방시에는 완전히 닫히고, 난방시에는 대략 이백분의 일 내지 이백분의 삼(1/200~3/200) 정도로 미세하게 개방된다. 더욱 바람직하게는 이 전동 팽창 밸브(132')는 대략 일백분의 일(1/100)이 열리게 된다.

이렇게 난방시 사용되지 않는 측의 전동 팽창 밸브(132')를 미세하게 개방시키는 것에 의해, 실외의 온도가 낮은 상태에서 난방 작용이 이루어질 때 사용되는 측의 실내 열 교환기(142)와 전동 팽창 밸브(132)를 통과한 저온의 열 교환 매체에 사용되지 않는 측의 실내 열 교환기(142')를 통과한 고온의 열 교환 매체가 혼합된다. 따라서, 실외 열 교환기(120)의 동결에 의한 난방 효율의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 보조 탱크(181)는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 하나만이 사용될 때 여분의 열 교환 매체를 그 내부에 저장함으로써, 사용되는 측의 실내 열 교환기에 적절한 수준의 열 교환 매체가 공급될 수 있다. 따라서, 과다한 양의 열 교환 매체가 순환되는 것에 의해 멀티측 실내 열 교환기 및 압축기에 과부하가 걸리는 것이 방지된다.

상기된 바와 같은 본 발명은, 실외의 온도 변화에 따라 전동 팽창 밸브의 개도가 변화되어 열 교환 매체의 유량을 조절함으로써 운전 조건에 관계없이 높은 냉난방 효율을 얻을 수 있다. 또한, 난방시 하나의 실내 열 교환기만을 사용할 경우에도 사용되지 않는 측의 전동 팽창 밸브를 미세하게 개방시킴으로써 실외의 온도가 낮을 때 실외 열 교환기의 동결로 인한 난방 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 냉방시 하나의 실내 열 교환기를 사용할 경우, 여분의 열 교환 매체가 보조 탱크에 저장된다. 따라서, 사용되는 측의 실내 열 교환기에 항상 적절한 수준의 열 교환 매체가 공급되어 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 전동 팽창 밸브를 사용함으로써 부품수가 저감되고, 이에 따라 제품의 크기가 작아져 그 설치 공간을 적게 차지하는 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

열 교환 매체를 압축하는 압축기;

열 교환 매체와 실외의 공기를 열 교환시키는 실외 열 교환기;

상기 압축기와 실외 열 교환기 사이에 병렬로 연결되며, 열 교환 매체와 실내의 공기를 열 교환시키는 한 쌍의 실내 열 교환기;

상기 압축기와 실외 열 교환기 및 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 그 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 순환 방향을 제어하는 4 웨이 밸브;

상기 4 웨이 밸브와 실내 열 교환기 사이에 설치되어 상기 각각의 실내 열 교환기로 공급되는 열 교환 매체의 유량을 일정한 수준으로 조절하기 위한 보조 탱크;

실외 온도를 감지하는 온도 감지 센서;

상기 실외 열 교환기와 상기 한 쌍의 실내 열 교환기를 연결하는 순환 파이프 상에 각각 설치되어 열 교환 매체의 흐름을 단속하며, 개방시에는 상기 온도 감지 센서에 의해 감지된 실외 온도에 따라 그 개방 정도가 조절되는 한 쌍의 전동 팽창 밸브를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
제 1 항에 있어서, 상기 열 교환 매체가 역방향으로 순환되고 상기 실내 열 교환기 중 어느 하나 만이 작동될 때, 나머지 하나의 실내 열 교환기 측에 설치된 전동 팽창 밸브가 미세하게 개방됨으로써 상기 나머지 하나의 실내 열 교환기를 통해 미세한 양의 열 교환 매체가 순환되는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
제 2 항에 있어서, 상기 전동 팽창 밸브의 개방 정도는 이백분의 일 내지 이백분의 삼인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
열 교환 매체를 압축하는 독립측 압축기와, 멀티측 압축기;

독립측 순환 통로와 멀티측 순환 통로를 가지는 실외 열 교환기;

상기 실외 열 교환기의 독립측 순환 통로와, 독립측 압축기 사이에 위치되는 독립측 실내 열 교환기;

상기 실외 열 교환기의 독립측 순환 통로와 상기 독립측 실내 열 교환기 사이에 위치되는 모세관;

상기 독립측 압축기와, 실외 열 교환기의 독립측 순환 통로와, 모세관 및 독립측 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 그 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 순환 방향을 제어하는 독립측 4 웨이 밸브;

상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로와, 멀티측 압축기 사이에 병렬로 연결되는 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기;

상기 멀티측 압축기와, 실외 열 교환기의 멀티측 순환 통로, 및 멀티측 실내 열 교환기를 차례로 순환하는 열 교환 매체가 그 정방향 또는 역방향으로 순환되도록 순환 방향을 제어하는 멀티측 4 웨이 밸브;

상기 4 웨이 밸브와 실내 열 교환기 사이에 설치되어 상기 각각의 실내 열 교환기로 공급되는 열 교환 매체의 유량을 일정한 수준으로 조절하기 위한 보조 탱크;

실외 온도를 감지하는 온도 감지 센서;

상기 실외 열 교환기의 멀티측 순환 밸브와 상기 한 쌍의 멀티측 실내 열 교환기를 연결하는 순환 파이프 상에 각각 설치되어 열 교환 매체의 흐름을 단속하며, 개방시에는 상기 온도 감지 센서에 의해 감지된 실외 온도에 따라 그 개방 정도가 조절되는 한 쌍의 전동 팽창 밸브를 포함하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
제 4 항에 있어서, 상기 열 교환 매체가 역방향으로 순환되고 상기 멀티측 실내 열 교환기 중 어느 하나 만이 작동될 때, 나머지 하나의 멀티측 실내 열 교환기 측에 설치된 전동 팽창 밸브가 미세하게 개방됨으로써 상기 나머지 하나의 멀티측 실내 열 교환기를 통해 미세한 양의 열 교환 매체가 순환되는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.
제 5 항에 있어서, 상기 전동 팽창 밸브의 개방 정도는 이백분의 일 내지 이백분의 삼인 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 멀티 에어컨.