KR20020053450A - 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 압축기가 구비된 공기조화기의 구조를 개선하여, 정지된 압축기의 압력평형 도달시간을 단축시키는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 두 개의 압축기가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 이루는 것에 있어서, 상기 각 압축기에 구비되어 압축된 냉매를 다음 사이클로 안내하는 토출관과, 상기 각 압축기에 구비되어 상기 토출관을 거치고 상기 공기조화 사이클 중 응축기/팽창기/증발기를 거친 냉매를 압축기로 안내하는 흡입관과, 상기 압축기 중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측의 압력을 상호 평형시킴과 함께 그 평형 도달시간을 단축시키는 제어수단이 포함되어 이루어진 공기조화기를 제공한다.

Description

두 개의 압축기를 구비한 공기조화기{Air conditioner with two compressors}

본 발명은 두 개의 압축기가 구비된 공기조화기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 두 개의 압축기 중 정지된 압축기의 압력평형 도달시간을 단축시킬 수 있게한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내를 냉/난방시키기 위해 사용되는 기기로서, 압축기와 응축기와 팽창기와 그리고 증발기를 한 사이클로 하는 공기조화 사이클로 이루어진다.

특히, 공기조화기 중 두 개의 압축기를 구비한 공기조화기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 두 개의 압축기(1a, 1b)와, 상기 각 압축기에 구비되어 압축된 기상(氣狀)냉매를 안내하는 토출관(2a, 2b)과, 상기 각 토출관을 통과한 기상냉매를 합유시켜 오일분리기(3)와 응축기(4)와 팽창기(5) 그리고 증발기(6)로 냉매가 순환되도록 안내하는 연결관(7)과, 상기 증발기를 거친 냉매가 각 압축기로 분지되어 유입되도록 상기 연결관에서 분지되는 흡입관(8a, 8b)과, 상기 각 흡입관상에 구비되어 상기 각 압축기의 운전용량에 따라 발생되는 잉여냉매를 저장할 수 있는 어큐물레이터(9a, 9b)로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 오일분리기(3)와 상기 흡입관(8a, 8b)에 연통되어 상기 오일분리기에서 걸러진 오일을 흡입관으로 안내함과 함께 압력을 강하시키는 모세관(10a, 10b)이 더 포함되어 이루어진다. 그리고, 상기 각 토출관(2a, 2b)상에 구비되어 상기 각 압축기(1a, 1b) 중 운전중인 압축기에서 토출된 냉매가 정지된 압축기로 유입되지 못하도록 한 역류차단밸브(2c, 2d)가 더 포함되어 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 종래기술에 따른 공기조화기는 다음과 같은 동작을 수행한다.

실내부하변동에 따라 각 압축기(1a, 1b)는 독립적으로 운전되거나 동시에 운전될 수 있다. 일예로, 실내부하변동이 각 압축기를 동시에 운전시켜야 하는 상황인 경우, 각 압축기에서 압축된 기상냉매는 각 토출관(2a, 2b)을 따라 이동된 후, 연결관(7)상에 구비된 오일분리기(3)로 유입되어 오일분리기의 그물망(도시생략)을 통과하게 된다. 이때, 각 압축기에서 냉매와 함께 토출되는 오일은 그물망을 통과하지 못하고 각 모세관(10a, 10b)으로 유입되어 모세관을 통과하면서 압력이 강하되고 각 어큐물레이터(9a, 9b)를 거쳐 각 압축기(1a, 1b)로 유입된다.

그리고, 그물망(도시생략)을 통과한 기상냉매는 연결관(7)을 통해 응축기(4)를 거치면서 외부와 열교환을 하여 액상(液狀)냉매로 상전환되고, 팽창기(5)를 거치면서 압력이 하강되며, 증발기(6)를 거치면서 외부와 열교환을 하여 기상냉매로 상전환된 후, 각 흡입관(8a, 8b)을 통해 각 어큐물레이터(9a, 9b)를 거쳐 각 압축기(1a, 1b)로 유입된다.

그러나, 상기와 같이 이루어진 종래기술은 다음과 같은 문제를 가지고 있다.

첫째, 도 2에 도시된 바와 같이 두 개의 압축기(1a, 1b) 중 적어도 한 개의 압축기가 정지되는 경우, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측 간의 압력평형 도달시간이 길어져, 정지된 압축기가 압력평형 도달시간에 이를 때까지 정지된 압축기를 운전시킬 수 없게 된다. 특히, 압축기에 따라 다르지만 일반적으로, 압축용량이 작은 압축기가 정지된 후 재 운전되는데 소요되는 시간은 23분 정도이고, 압축용량이 큰 압축기가 정지된 후 재 운전되는데 소요되는 시간은 8분 정도이다.

즉, 실내부하의 변동에 즉각적으로 대응을 하기 위해, 정지된 압축기를 운전시키기 위해서는 압력평형 도달시간까지 기다려야 하는 문제가 있다.

둘째, 실내부하변동 및 압축기(1a, 1b)의 압축용량에 따라 정지된 압축기의 압력평형 도달시간이 달라지므로, 실제 기기 설계시 충분한 안전시간을 고려하게 되고, 이로 인해 어떤 조건에서는 압력평형이 바로 이루어졌음에도 불구하고 압축기가 계속해서 정지되는 문제가 있다.

따라서, 즉각적인 실내부하에 대응하기 위해 압축기를 모두 정지시키고 다시 운전시키게 되는데, 이로 인해 소비전력이 증가되는 문제가 있다. 이는 압축기의 용량을 가변시킴으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 두 개의 압축기가 구비된 공기조화기의 장점을 역행하는 것으로서, 한 개의 압축기가 구비된 공기조화기가 단속 운전될 때 에너지 효율이 저하되는 문제점과 똑같은 현상이 초래된다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두 개의 압축기가 구비된 공기조화기의 구조를 개선하여, 정지된 압축기의 압력평형 도달시간을 단축시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 두 개의 압축기가 구비된 일반적인 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭도.

도 2는 종래기술에 따른 두 개의 압축기 중 정지된 압축기의 압력평형 도달시간을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b: 압축기 4: 응축기

5: 팽창기 6: 증발기

11a, 11b: 토출관 12a, 12b: 흡입관

13a, 13b: 연통관 14a, 14b: 밸브

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 두 개의 압축기가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 이루는 공기조화기에 있어서, 상기 각 압축기에 구비되어 압축된 냉매를 다음 사이클로 안내하는 토출관과, 상기 각 압축기에 구비되어 상기 토출관을 거치고 상기 공기조화 사이클 중 응축기/팽창기/증발기를 거친 냉매를 압축기로 안내하는 흡입관과, 상기 압축기 중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측의 압력을 상호 평형시킴과 함께 그 평형도달시간을 단축시키는 제어수단이 포함되어 이루어진 공기조화기를 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭도이다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 압축기(1a, 1b)가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 이루는 것에 있어서, 상기 각 압축기에 구비되어 압축된 냉매를 다음 사이클로 안내하는 토출관(11a, 11b)과, 상기 각 압축기에 구비되어 상기 토출관을 거치고 상기 공기조화 사이클 중 응축기(4)/팽창기(5)/증발기(6)를 거친 냉매를 압축기로 안내하는 흡입관(12a, 12b)과, 상기 압축기 중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측의 압력을 상호 평형시킴과 함께 그 평형 도달시간을 단축시키는 제어수단이 포함되어 이루어진다.

이 때, 상기 제어수단은, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 각 압축기(1a, 1b)에 구비된 토출관(11a, 11b)과 흡입관(12a, 12b)을 상호 연통시키는 연통관(13a, 13b)과; 상기 각 연통관상에 구비되어 연통관을 개폐시키는 밸브(14a, 14b)와; 상기 압축기(1a, 1b)중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 운전중인 압축기를 A(1a)라 하고, 정지된 압축기를 B(1b)라 하면, A(1a)에서 토출되는 냉매가 A측 연결관(13a)을 통해 A측 흡입관(12a)으로 바이패스되지 못하도록 A측 밸브(14a)를 닫아주고, B(1b)에서 이미 토출된 냉매가 B측 연통관(13b)을 통해 B측 흡입관(12b)으로 바이패스되도록 B측 밸브(14b)를 열어주는 마이콤(도시생략)이 포함되어 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공기조화기는 다음과 같은 동작을 수행한다.

실내부하변동에 따라 각 압축기(1a, 1b)는 독립적으로 운전되거나 동시에 운전될 수 있다. 일예로, 실내부하변동이 각 압축기를 동시에 운전시켜야 하는 상황인 경우, 각 압축기에서 압축된 기상냉매는 각 토출관(11a, 11b)을 따라 이동된 후, 연결관(7)상에 구비된 오일분리기(3)로 유입되어 오일분리기의 그물망(도시생략)을 통과하게 된다. 이때, 각 압축기에서 냉매와 함께 토출되는 오일은 그물망을 통과하지 못하고 각 모세관(10a, 10b)으로 유입되어 모세관을 통과하면서 압력이 강하되고 각 어큐물레이터(9a, 9b)를 거쳐 각 압축기(1a, 1b)로 유입된다.

그리고, 그물망(도시생략)을 통과한 기상냉매는 연결관(7)을 통해 응축기(4)를 거치면서 외부와 열교환을 하여 액상(液狀)냉매로 상전환되고, 팽창기(5)를 거치면서 압력이 하강되며, 증발기(6)를 거치면서 외부와 열교환을 하여 기상냉매로 상전환된 후, 각 흡입관(12a, 12b)을 통해 각 어큐물레이터(9a, 9b)를 거쳐 각 압축기(1a, 1b)로 유입된다.

이와 함께, 상기 두 개의 압축기(1a, 1b) 중 적어도 어느 한 개의 압축기가 실내부하조건에 따라 정지될 경우, 운전중인 압축기를 A(1a)라 하고 정지된 압축기를 B(1b)라 하면, A(1a)에서 토출되는 냉매는 마이콤(도시생략)에 의해 A측 밸브(14a)가 닫히게 되므로 A측 토출관(11a)으로만 토출되고, B(1b)에서 이미 토출된 냉매는 마이콤에 의해 B측 밸브(14b)가 열리게 되므로 B측 연통관(13b)을 통과하여 B측 흡입관(12b)을 통해 B측 어큐물레이터(9b)를 거쳐 B(1b)로 다시 유입된다. 따라서, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측 간의 압력평형이 이루어지되 밸브가 열림과 동시에 압력평형이 이루어지게 된다.

결국, 본 발명은 두 개의 압축기(1a, 1b) 중 한 개의 압축기가 필요한 경우 정지되더라도, 정지된 압축기의 압력평형 도달시간이 단축됨으로써, 실내부하에 따라 정지된 압축기를 곧 다시 운전시킬 수 있게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 두 개의 압축기가 구비된 공기조화기의 구조를 개선하여, 정지된 압축기의 압력평형 도달시간을 단축시킨 것으로서, 두 개의 압축기 중 한 개의 압축기가 필요한 경우 정지되더라도 정지된 압축기의 압력평형 도달시간이 단축됨으로써, 실내부하에 따라 정지된 압축기를 곧 다시 운전시킬 수 있다.

그리고, 실내부하변동에 따라, 두 개의 압축기를 모두 운전시키거나, 한 개의 압축기만을 운전시킬 수 있고, 두 개의 압축기를 모두 정지시킨 후 빠른 시간내에 적어도 어느 한 개의 압축기를 다시 운전시키거나, 한 개의 압축기를 정지시킨 후 빠른 시간내에 재 운전시킬 수 있으므로, 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 실내를 쾌적하게 유지할 수 있다.

Claims (2)

1. 두 개의 압축기가 구비되어 한 개의 공기조화 사이클을 이루는 공기조화기에 있어서,

   상기 각 압축기에 구비되어 압축된 냉매를 다음 사이클로 안내하는 토출관과,

   상기 각 압축기에 구비되어 상기 토출관을 거치고 상기 공기조화 사이클 중 응축기/팽창기/증발기를 거친 냉매를 압축기로 안내하는 흡입관과,

   상기 압축기 중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 정지된 압축기의 토출관측과 흡입관측의 압력을 상호 평형시킴과 함께 그 평형 도달시간을 단축시키는 제어수단이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어수단은;

   상기 각 압축기에 구비된 토출관과 흡입관을 상호 연통시키는 연통관과,

   상기 각 연통관상에 구비되어 연통관을 개폐시키는 밸브와,

   상기 압축기중 적어도 한 개의 압축기가 정지되었을 때, 운전중인 압축기를 A라하고, 정지된 압축기를 B라하면, A에서 토출되는 냉매가 A측 연통관을 통해 A측 흡입관으로 바이패스되지 못하도록 A측 밸브를 닫아주고, B에서 이미 토출된 냉매가 B측 연통관을 통해 B측 흡입관으로 바이패스되도록 B측 밸브를 열어주는 마이콤이 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 공기조화기.