KR20040020615A - 다실형 공기조화기의 균유 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 실외기에 복수의 실내기를 연결하는 다실형 공기조화기에서 저압식 능력가변 압축기와 고정능력 압축기간 오일 불균형을 방지하기 위하여 압축기에 오일저장탱크를 서리하고 압축기 운전시간에 따라 균유 운전을 수행한다. 본 발명은 기존과 같이 고가의 오일 감지센서를 구비하지 않고도 실외기간 오일 불균형을 방지할 수 있으므로 제조 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

다실형 공기조화기의 균유 제어장치 및 그 방법{APPARATUS CONTROLLING OIL BALANCING IN AN AIR-CONDITIONER MULTI TYPE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 실외측 압축기들간의 오일 불균형을 방지하기 위한 다실형 공기조화기의 균유 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

다실형 공기조화기는 통상 하나의 실외기에 복수의 실내기가 연결되는 공조 시스템으로 구성되고, 실외기에 마련된 압축기를 운전하도록 되어 있다.

그런데, 실내측에서 요구하는 능력(공조부하)은 다양하고 수시로 변동되기 때문에 실외측에 복수의 압축기(예를 들어 고정능력 압축기와 능력가변 압축기)를 마련하고 실내기의 요구 능력에 맞게 어느 하나의 압축기 또는 두 압축기를 모두 구동하는 방식을 채택하고 있다. 이 경우 실외기측 복수 압축기들은 실내기측과 연결되는 냉매관을 공유하는 관계로 각 압축기에서 토출되는 오일이 해당 압축기로 전부 회수된다고 보장할 수 없으며 그 공조 운전조건에 따라 오일의 회수량은 압축기마다 변하게 된다.

이를 감안하여 종래에는 압축기의 오일을 감지하기 위한 오일 감지센서를 이용하여 압축기들간 오일 불균형을 해소하고 있으며, 그러한 전형적인 예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에서는 2개의 실외기(10)(20)에 2개의 실내기(25)(35)에 연결 구성하여 구성한 공조시스템을 보인 것이다.

실외기(10)(20)에는 압축기(2)(12)가 설치되어 있고, 하나의 실외기(10)에는 능력가변 압축기(2)를 채용한 것이고, 다른 실외기(20)는 고정능력 압축기(12)를 채용한 것으로, 두 압축기(2)(12)는 실내측과 냉매관을 공유하고 있다. 두 압축기(2)(12)에 냉방운전 또는 난방운전에 따라 절환하는 사방밸브(7)(17)가 연결되며, 그 압축기(2)(12)에서 토출된 오일을 압축기 입구측으로 되돌리기 위한 오일분리기(1)(11)가 마련된다.

또한, 압축기(2)(12)에서 토출된 냉매를 외부공기와 열교환하기 위한 실외팬(3)(13) 및 실외열교환기(4)(14)가 각각 구비한다. 실외열교환기(4)(14)에 난방운전 시 냉매유량조절을 위한 실외전자밸브(5)(15)가 연결된다.

각 실외기(10)(20)는 냉매관(42)(43)을 공유하며, 오일 순환을 위한 오일순환관(41)을 매개로 연결되고 그 오일순환관(41)에 실외기간 오일을 순환시키기 위한 전자밸브(8)(9)(18)(19)가 설치된다.

실내기(25)(35)에는 냉방운전 시 냉매유량을 조절하기 위한 전자밸브(23)(33), 실내기 본체로 흡입되는 공기의 온도을 측정하기 위한 온도센서(24)(34), 및 배관온도를 측정하기 위한 각각의 온도센서(21)(22)(31)(32)가 마련된다.

그리고 제1실외기(10)의 압축기(2)와 제2실외기(20)의 압축기(12)는 압축기 내 부의 오일량을 측정하기 위한 오일 감지센서(51)(52)가 설치되어 있다.

종래의 다실형 공기조화기는 실외기에 오일 감지센서를 장착하여 압축기내의 오일량이 적정한지를 감지하고 그 감지결과에 따라 전자밸브(8)(9)(18)(19)를 제어하여 오일이 충분한 실외기로부터 오일이 부족한 실외기로 오일을 이동시키게 된다.

미설명 부호 6, 16는 어큐뮬레이터이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 초기에 오일 순환 경로의 전자밸브(8)(9)(18)(19)를 닫는다(80). 각 압축기(2)(12)에 설치된 오일 감지센서(51)(52)를 통해서 감지된 압축기(2)의 오일량은 충분하고 압축기(12)의 오일량이 부족하다고 판단된 경우에는 제1실외기(10)의 전자밸브(8) 및 제2실외기(20)의 전자밸브(19)를 열고 다른 전자밸브(9)(18)는 닫는다(81)(82)(83). 이러한 상태에서 오일량이 충분한 압축기(2)의 오일분리기(1)에서 분리된 오일이 오일순환관(41)을 통하여 오일량이 부족한 압축기(12)로 이동하게 된다. 이런 상태가 일정 시간 경과한 후 전자밸브(8)(19)를 닫고 균유운전을 종료한다(84).

이와 달리 각 압축기(2)(12)에 설치된 오일 감지센서(51)(52)를 통해서 감지된 압축기(12)의 오일량은 충분하고 압축기(2)의 오일량이 부족하다고 판단된 경우에는 제2실외기(20)의 전자밸브(18) 및 제1실외기(10)의 전자밸브(9)를 열고 다른 전자밸브(8)(19)는 닫는다(81)(85). 이러한 상태에서 오일량이 충분한 압축기(12)의 오일분리기(11)에서 분리된 오일이 오일순환관(41)을 통하여 오일량이 부족한 압축기(2)로 이동하게 된다. 이런 상태가 일정 시간 경과한 후 전자밸브(8)(19)를 닫고(84) 균유운전을 종료한다(86).

그러나 종래의 다실형 공기조화기는 압축기의 균유 운전을 수행하기 위해 고가의 오일 감지센서를 구비해야 하므로 제조 단가가 상승하는 단점이 있다. 또한 오일 감지센서가 고장하면 압축기내의 오일량이 적절한지 또는 부족한지 판단할 수 없고 이로 인하여 압축기 고장이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 압축기에 오일저장장치를 설치하고 실외측 압축기의 오일을 순환시키는 균유 운전을 수행함으로써 실외측 압축기들간의 오일 불균형을 방지할 수 있도록 한 다실형 공기조화기의 균유 제어 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어장치의 구성도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 실외측 압축기 균유운전을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 본 발명에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어 장치의 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 실외측 압축기 균유운전을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10, 20 : 실외기 25, 35 : 실내기

2 : 능력가변 압축기 12 : 고정능력 압축기

8, 9, 18, 19 : 전자밸브 61, 62 : 오일저장탱크

상기와 같은 본 발명의 목적에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어 장치는 복수의 실외기에 복수의 실내기를 연결하고, 상기 실외기를 제어하기 위한 실외제어부를 구비하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치에 있어서, 상기 압축기에 잉여 오일을 저장하기 위한 오일저장장치를 설치하고, 상기 실외제어부는, 상기 압축기의 운전시간에 따라 압축기들간 오일 불균형을 방지하기 위한 균유 운전을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어 방법은 복수의 실외기에 복수의 실내기를 연결하고 실외기마다 오일저장장치를 갖는 압축기를 구비하는 다실형 공기조화기의 균유 제어방법에 있어서, 실외측 압축기 운전시간을 누적하는 단계; 및 누적된 압축기 운전시간이 설정시간을 경과하면 압축기간 오일 불균형을 방지하기 위한 균유 운전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어장치에 대한 구성도로서, 종래의 구성요소와 동일 기능을 수행하는 구성요소에 대하여 동일 부호를 인용하고 중복 설명은 생략한다.

제1실외기(10)에는 저압식 능력가변 압축기(2)를 설치하고, 제2실외기(20)에는 저압식 고정능력 압축기(12)를 설치한다. 상기 압축기(2)(12)에는 오일저장장치(61)(62)가 추가로 설치된다. 상기 압축기(2)(12)와 오일저장장치(61)(62)는 균유관 및 균압관에 의해 상호 연결된다.

실외기(10)(20)는 사방밸브(7)(17), 오일분리기(1)(11), 실외팬(3)(13), 실외 열교환기(4)(14), 실외전자밸브(5)(15), 및 어큐뮬레이터(6)(16)를 각각 구비한다.

또 실외기(10)(20)는 냉매관(42)(43)을 공유하며, 오일 순환을 위한 오일순환관(41)을 매개로 연결되고 그 오일순환관(41)에 실외기간 오일을 순환시키기 위한 전자밸브(8)(18)(19)가 설치된다.

실내기(25)(35)는 전자밸브(23)(33), 온도센서(24)(34), 및 온도센서(21)(22)(31)(32)를 구비한다.

오일분리기(1)(11)에서 분리된 오일은 오일저장탱크(61)(62)에 저장된 후 압축기(2)(12)와 연결된 균유관을 통하여 압축기 내부로 이동한다. 오일저장탱크(61)(62)는 균압관과 균유관에 의해 압축기(2)(12)에 연결되어 있다. 균유관은 압축기가 운전하는데 필요로 하는 최소유면(최소 오일량에 대응하는 유면) 이상의 위치에 설치하며, 이에 따라 압축기가 필요로하는 최소유면보다 압축기내의 오일량이 많으면 이 오일저장탱크에 오일이 축적되게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 다실형 공기조화기의 균유 제어방법을 도 4에 따라 설명하기로 하며, 이하의 제어동작은 실외기의 동작을 전반적으로 제어하는 실외기 제어용 마이컴(미도시)에 의하여 이루어진다.

초기에 오일 순환 경로의 전자밸브(8)(18)(19)를 닫는다(90). 실외기(10)(20)의 압축기(2)(12)중 적어도 하나가 운전하는 경우 그 압축기 운전시간을 누적적으로 카운트한다(91).

누적된 압축기 운전시간이 미리 설정된 제1설정시간보다 큰지를 판단한다(92). 여기서 제1설정시간은 압축기의 토출량을 감안하여 결정하는 것으로 실시 예에서는 5시간으로 설정된다.

단계 92의 판단결과 제1설정시간보다 크지 않으면 계속 압축기 운전시간을 누적하기 위해 단계 91로 돌아가고, 단계 92의 판단결과 제1설정시간보다 크면 실질적인 균유 운전을 수행하며 이하에서 설명한다.

균유 운전을 시작하는 경우, 제1실외기(10)의 압축기(2)를 최대 능력으로 운전한다(93). 이를 설명하면, 압축기(2)(12)가 모두 저압방식의 압축기를 사용하므로, 두 개의 압축기 중 최대능력으로 운전하는 압축기는 압축기 내부압력이 다른 압축기의 내부압력보다 상대적으로 낮아진다. 따라서 압축기내의 오일은 상대적으로 압력이 높은 압축기로부터 상대적으로 압력이 낮은 압축기의 오일저장탱크로 이동할 수 있다.

이를 위해 전자밸브(8)(18)를 열고 동시에 1차밸브개방시간을 카운트한다(94). 밸브(8)를 연 상태로 전자밸브(19)를 열고 2차 밸브개방시간을 카운트한다(97). 이에 따라 제2실외기(20)의 압축기(12)측 즉 오일저장탱크(62)에 저장된 잉여 오일이 제1실외기(10)의 저압측(압축기 흡입부)로 이동됨에 따라 제1실외기(10) 측으로 순환한다.

카운트한 1차개방시간이 미리 설정된 제2설정시간보다 큰지를 판단한다(95).

여기서 제2설정시간은 압축기의 토출량을 감안하여 결정하는 것으로 압축기간의 오일순환이 충분히 가능하도록 설정하는 것이 바람직하며 실시 예에서는 5분으로 설정된다.

그 판단결과 1차개방시간이 제2설정시간보다 크지 않으면 단계 94로 돌아가고,

그 판단결과 1차개방시간이 제2설정시간보다 크면 전자밸브(8)를 열고 전자벨브(18)를 닫는다(96).

이어 전자밸브(8)를 연 상태로 전자밸브(19)를 열고 2차 밸브개방시간을 카운트한다(97). 이에 따라 제1실외기(10)의 압축기(2)측 즉 오일저장탱크(61)에 저장된 잉여 오일이 실외기(20)의 저압측(압축기 흡입부)로 이동됨에 따라 제2실외기(20)측으로 순환한다.

카운트한 2차밸브개방시간이 미리 설정된 제3설정시간보다 큰지를 판단한다(98). 여기서 제3설정시간은 압축기의 토출량을 감안하여 결정하는 것으로 실시 예에서는 5시간으로 설정된다.

그 판단결과 2차밸브개방시간이 제3설정시간보다 크지 않으면 단계 97로 돌아가고, 그 판단결과 2차밸브개방시간이 제3설정시간보다 크면 균유 운전을 종료한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 오일저장장치가 설치된 압축기와 오일 순환경로에 설치된 전자밸브를 제어하는 균유 운전을 수행함으로써 실외측 압축기들간 오일 불균형을 해소할 수 있다. 본 발명은 압축기의 오일을 측정하기 위한 고가의 오일 감지센서를 구비하지 않고도 실외기간 오일 불균형을 방지할 수 있으므로 제조 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 복수의 실외기에 복수의 실내기를 연결하고, 상기 실외기를 제어하기 위한 실외제어부를 구비하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치에 있어서,

   상기 압축기에 잉여 오일을 저장하기 위한 오일저장장치를 설치하고,

   상기 실외제어부는, 상기 압축기의 운전시간에 따라 압축기들간 오일 불균형을 방지하기 위한 균유 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   적어도 하나의 실외기에 능력가변 압축기를 설치하고 다른 실외기에 고정능력 압축기를 설치하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 능력가변 압축기와 상기 고정능력 압축기 사이에 마련된 오일순환관과, 그 오일순환관에 설치된 복수의 전자밸브를 포함하고, 상기 실외제어부는 균유 운전시 전자밸브의 작동을 제어하여 오일의 순환을 제어하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 능력가변 압축기 및 고정능력 압축기는 저압식 압축기인 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어장치.
5. 복수의 실외기에 복수의 실내기를 연결하고 실외기마다 오일저장장치를 갖는 압축기를 구비하는 다실형 공기조화기의 균유 제어방법에 있어서,

   실외측 압축기 운전시간을 누적하는 단계; 및

   누적된 압축기 운전시간이 설정시간을 경과하면 압축기간 오일 불균형을 방지하기 위한 균유 운전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 균유 운전은 제1압축기에서 제2압축기로 오일이 순환하는 제1순환운전과, 제2압축기에서 제1압축기로 오일이 순환되도록 하는 제2순환운전으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 및 제2순환운전은 제1압축기와 제2압축기 사이를 연결하는 오일 순환경로에 설치된 전자밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기의 균유 제어방법.