KR20040108250A - 히터 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 실내기 중 구동 정지중인 실내기의 냉매를 회수하여 실내기의 난방성능을 향상시킬 수 있는 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어방법에 관한 것으로서, 복수개 실내기의 운전 여부를 감지하는 실내기 운전 감지 단계와; 상기 실내기 운전 단계에서 복수개의 실내기 중 일부가 구동 정지이고 나머지가 난방 운전이면 구동 정지인 실내기의 전자 팽창밸브를 일정 범위 개방시키는 전자 팽창밸브 개방 단계를 포함하여 정지 중인 실내기의 실내 열교환기 내부에 잔존하는 액냉매를 회수할 수 있으므로, 냉매 부족 현상을 방지하고 구동 중인 실내기의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

히터 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어 방법{A hotting drive method of heat pump multi-air conditioner}

본 발명은 히트 펌프식 멀티 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 복수개의 실내기 중 구동 정지중인 실내기의 냉매를 회수하여 실내기의 난방성능을 향상시킬 수 있는 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 일예가 도시된 사시도이다.

일반적으로 히트 펌프식 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기(10)에 복수개의 실내기(1,2,3)를 냉매관(8)으로 각각 연결한 것으로, 실외기(10)를 공용으로 사용하면서 복수개의 실내기(1,2,3) 각각을 냉방기 또는 난방기로 사용한다.

도 2는 종래 기술에 따른 히트 펌프식 멀티 공기조화기의 실내기가 냉방기로작동될 때 냉매의 흐름이 도시된 주요부 구성도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 히트 펌프식 멀티 공기조화기의 실내기가 난방기로 작동될 때 냉매의 흐름이 도시된 주요부 구성도이다.

도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 히트 펌프식 멀티 공기조화기는 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 변화시키는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)에서 나온 냉매를 냉방시에는 실외 열교환기(13)로 난방시에는 실내 열교환기(21,22,23)로 보내는 사방 밸브(12)와, 고온 고압의 기체 냉매를 액냉매로 응축시키는 응축수단(냉방시 실외 열교환기(13), 난방시 실내 열교환기(21,22,23))과, 상기 응축수단에 의해 응축된 액냉매를 기체와 액체가 혼합된 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 전자 팽창밸브(14,15,16)와, 외부의 열을 흡수하여 2상 냉매를 기체 상태로 변화시키는 증발수단(냉방시 실내 열교환기(21,22,23), 난방시 실외 열교환기(13))과, 상기 실외 열교환기(13)의 근방에 설치되어 실외 열교환기(13)쪽으로 공기를 송풍하여 열교환 효율을 상승시키는 실외 팬(미도시) 및 모터(미도시)와, 상기 실내 열교환기(21,22,23)에 실내의 공기를 통하도록 하고 더워지거나 차가워진 공기를 실내로 토출시키는 실내 팬(27,28,29) 및 모터(31,32,33)와, 상기 압축기(11)와 사방밸브(12)와 전자 팽창밸브(14,15,16)와 실외 모터 및 실내 모터(31,32,33)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성되고, 상기 압축기(11), 사방밸브(12), 응축수단, 전자 팽창밸브(14,15,16), 증발수단은 냉매관(8)으로 연결된다.

여기서, 상기 실내 열교환기(21,22,23)와 전자 팽창밸브(14,15,16)와 실내팬(27,28,29) 및 모터(31,32,33)는 복수개의 실내기(1,2,3,4)의 각각에 설치되고, 상기 실외 열교환기(13)와 압축기(11)와 사방밸브(12)와 실외 팬 및 모터는 실외기(10)에 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 히트 펌프식 멀티 공기조화기는 상기 실내기(1,2,3)의 모두를 냉방 구동시키면, 상기 사방밸브(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉방 모드로 전환되어 상기 압축기(11)에서 나온 고온, 고압의 냉매를 실외 열교환기(13)로 보내고, 상기 실외 열교환기(13)를 통과하는 냉매는 주변 공기와의 열교환으로 고온 고압의 기체 상태에서 액냉매로 응축된 후, 각각의 실내 열교환기(21,22,23)와 연결된 상기 전자 팽창밸브(14,15,16)로 분산되면서 보내진다. 이러한 냉매는 상기 전자 팽창밸브(14,15,16)를 지나면서 저온,저압으로 2상 냉매로 팽창된 후 상기 실내 열교환기(21,22,23)로 유입되고, 상기 실내 열교환기(21,22,23)를 통과하는 도중에 기체 상태로 증발되면서 주변의 열을 흡수함으로써, 상기 복수개의 실내기(1,2,3) 각각이 냉방기로서의 기능을 수행토록 한다.

그리고, 상기 실내기(1,2,3,4)의 모두를 난방 구동시키면, 상기 사방밸브(12)는 도 3에 도시된 바와 같이, 난방 모드로 전환되고 냉방 모드와는 반대방향으로 냉매의 흐름을 절환하여 상기 압축기(11)에서 나온 고온, 고압의 냉매를 실내 열교환기(21,22,23)로 보낸다. 상기 실내 열교환기(21,22,23)는 고온 고압의 기체 냉매가 액냉매로 응축되면서 주변으로 냉매의 열을 방열하여 실내기(1,2,3) 각각이 난방기로서의 기능을 수행토록 한다. 그런 다음, 상기 실내열교환기(21,22,23)를 지난 냉매는 상기 전자 팽창밸브(14,15,16)를 지나면서 저온,저압으로 팽창되어 상기 실외 열교환기(13)로 유입되고, 상기 실외 열교환기(13)를 통과하는 냉매는 주변 공기와의 열교환에 의해 기체 상태로 증발된 후 다시 상기 사방밸브(12)로 보내진다.

한편, 상기와 같은 히트 펌프식 멀티 공기조화기는 복수개의 실내기(1,2,3)의 난방 운전 중에 일부(1)를 구동 정지시키는 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 중인 실내기(2,3)의 실내 열교환기(22,23)를 통과한 액체 상태의 냉매는 각각의 전자 팽창밸브(15,16)를 통과하면서 저온,저압으로 팽창되어 실외 열교환기(13)로 순환되는 반면에, 구동 정지중인 실내기(1)의 전자 팽창밸브(14)는 밀폐되어 구동 정지중인 실내기(1)의 실내 열교환기(21)에 액냉매가 남게된다.

그러나, 종래의 기술에 따른 히트 펌프식 멀티 공기조화기는 난방 운전시 정지된 실내기(1)의 실내열교환기(21)에 액체 상태의 냉매가 남게되므로, 실외 열교환기(13)측으로 순환되는 냉매가 부족해져서 구동 중인 실내기(2,3)의 난방 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수개의 실내기 중 일부만이 구동중이고 구동 중인 실내기가 난방 운전일 경우 정지 중인 실내기측의 냉매를 회수하여 실내기의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 히트 펌프식 멀티 공기조화기의 난방 운전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 일예가 도시된 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 실내기가 냉방기로 작동될 때 냉매의 흐름이 도시된 주요부 구성도,

도 3은 종래 기술에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 실내기가 난방기로 작동될 때 냉매의 흐름이 도시된 주요부 구성도,

도 4는 종래 기술에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 실내기 중 일부가 운전 정지되고 나머지가 난방 운전되는 경우의 냉매 흐름이 도시된 주요부 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 실외기가 도시된 주요부 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 실내기 중 일부가 운전 정지되고 나머지가 난방 운전되는 경우의 냉매 흐름이 도시된 주요부 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 난방 운전 제어 방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 실외기 52: 실외 열교환기

54,56: 압축기 58,61: 오일 분리기

70: 어큐물레이터 72: 유로 절환밸브

100,110,120: 실내기 104,114,124: 실내 열교환기

106,116,126: 전자 팽창밸브

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 히트 펌프식 멀티 공기조화기의 난방 운전 제어방법은 복수개 실내기의 운전 여부를 감지하는 실내기 운전 감지 단계와; 상기 실내기 운전 감지 단계에서 복수개의 실내기 중 일부가 구동 정지이고 나머지가 난방 운전이면 구동 정지인 실내기의 전자 팽창밸브를 개방시키는 전자 팽창밸브 개방 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 실외기가 도시된 주요부 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기(50)는 실외에서 흡입된 공기를 냉매와 열교환되게 하는 실외 열교환기(52)와, 냉매를 압축하는 복수개의 압축기(54,56)를 포함하여 구성된다.

상기 실외 열교환기(52)는 하나의 냉매 유로를 갖는 것도 가능하고, 복수개의 냉매 유로가 병렬로 연결되게 분할되는 것도 가능하다.

상기 복수개의 압축기(54,56)는 용량이 가변되는 용량 가변 압축기(54)와, 정속 구동되는 정속 압축기(56)로 구성되어, 실내기의 운전 대수가 작은 경우 즉, 복수개의 실내기 중 일부만이 운전될 때 상기 용량 가변 압축기(54)만 부하에 대응하여 구동되고, 실내기의 부하가 상대적으로 큰 경우 즉, 복수개의 실내기의 전부혹은 대부분이 운전될 때 상기 용량 가변 압축기(54)와 함께 제 1 정속 압축기(56)가 구동된다.

또한, 상기 압축기(54,56)의 각각은 냉매가 압축되는 압축실을 갖는 압축부와, 상기 압축실을 압축시키는 모터부와, 상기 모터부 또는 압축부의 윤활을 위해 오일을 펌핑하는 오일펌프를 포함하여 구성되며, 냉매의 토출시 내부의 오일이 냉매와 함께 일부 토출되게 된다.

상기 실외기(50)는 냉매와 함께 토출된 오일을 냉매와 분리시키도록 상기 압축기(54,56) 각각의 냉매 배출배관(54a,56a)에 연결되는 오일 분리기(58,61)와, 상기 오일 분리기(58,60)에서 분리된 오일을 상기 압축기(54,56)측으로 복귀시키도록 상기 압축기(54,56)의 냉매 흡입배관(54b,56b)에 연결된 오일 리턴 배관(59,62)과, 상기 압축기(54,56) 각각의 냉매 배출배관(54a,56a)에 각각 장착되어 냉매 또는 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(60,63)를 더 포함하여 구성되고, 상기 압축기(54,56)에서 냉매와 함께 토출된 오일은 대부분이 상기 오일분리기(58,60)에서 분리되어 상기 압축기(54,56)의 냉매 흡입배관(54b,84b)으로 순환되나, 일부가 냉매와 함께 냉동 사이클을 순환하게 된다.

미설명부호 70은 상기 실외기(50) 내에 장착되고 상기 용량 가변 압축기(54) 및 정속 압축기(56)의 냉매 흡입배관(54b,56b)에 연결되어 상기 용량 가변 압축기(54)와 정속 압축기(56) 각각으로 기체 냉매만이 유입될 수 있도록 액체 냉매를 축적하는 공용 어큐물레이터이다.

미설명부호 72는 상기 실외기(50) 내에 장착되어 상기 복수개의 실내기를 냉방기 또는 난방기로 사용할 수 있도록 상기 오일 분리기(58,60)를 통과한 냉매가 실내 열교환기와 실외 열교환기(52) 중 어느 일측으로 유입되게 유로를 절환하는 사방밸브이다.

미설명 부호 74는 상기 실외기(50) 내에 장착되어 잉여 냉매를 저장함과 아울러 냉방 운전시 액체 냉매만 실내기 측으로 순환토록 하는 리시버이다.

미설명 부호 76은 난방시 실외 열교환기(52)를 통과한 냉매를 팽창시킨 후 실내 열교환기로 보내기 위한 팽창장치로서, 상기 실외 열교환기(52)와 리시버(74)를 연결하는 냉매배관에 장착된 체크밸브(76a)이고, 상기 체크 밸브(76a)에 막힘된 냉매가 바이패스되는 바이패스 배관(76b)과, 상기 바이패스 배관(76b)으로 바이패스된 냉매가 팽창되는 전자팽창밸브(76c, LEV)를 포함하여 구성된다.

미설명 부호 78은 냉매 배관에 장착되어 냉매 또는 오일에 혼재된 이물질이 걸름되는 스트레이너이다.

도 6은 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 실내기 중 일부가 운전 정지되고 나머지가 난방 운전되는 경우의 냉매 흐름이 도시된 주요부 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 실내기(100,110,120)의 각각은 실내의 공기를 실내기(100,110,120) 내부로 흡입한 후 실내로 다시 토출시키는 실내 송풍기(102,112,122)와, 실내기(100,110,120) 내로 흡입된 공기를 냉매와 열교환되게 하여 냉각 또는 가열시키는 실내 열교환기(104,114,124)와, 냉매를 팽창시키는전자 팽창 밸브(106,116,126 :LEV)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 실내기(100,110,120)의 각각을 통과한 냉매가 합지배관(132)에서 합쳐진 후 실외기로 유입되고, 실외기를 통과한 냉매가 분지배관(134,136,138)으로 분산되어 상기 실내기(100,110,120)의 각각으로 유입된다.

도 7은 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기 일실시예의 난방 운전 제어 방법이 도시된 순서도이다.

먼저, 상기 제어부가 복수개의 실내기(100,110,120) 각각의 구동 여부를 확인한다.(S1) 이와 함께, 상기 제어부는 구동 중인 실내기의 난방 여부를 확인한다.(S2)

이때, 상기 복수개의 실내기(100,110,120) 중 일부(100)가 구동 정지이고, 나머지(110,120)가 난방 운전인 것으로 판단되면 상기 용량 가변 압축기(54) 또는 정속 압축기(56)를 실내기(2,3) 전체 부하에 대응하여 구동시키고, 난방 운전되는 실내기(2,3)의 전자 팽창 밸브(116,126)를 실내기 각각의 부하에 대응하여 개방시킨다.

한편, 상기 제어부는 난방 운전되는 실내기(2,3)의 전자 팽창 밸브(116,126)를 개방시킴과 아울러 구동 정지중인 실내기(1)측 전자 팽창밸브(106)가 일부 개방되도록 제어신호를 출력한다.(S3)

여기서, 상기 제어부는 정지중인 실내기(100)의 전자 팽창 밸브(106) 개도가 완전 개방시의 약 1/10∼1/5 되도록 상기 전자 팽창밸브(106)에 제어신호를 출력한다.

한편, 구동 정지 중인 실내기(100)의 전자 팽창밸브(106)가 일부 개방으로, 구동 정지 중인 실내기(100)의 실내 열교환기(104)에는 냉매(점선)가 통과하게 되고, 냉매는 구동 정지 중인 실내기(100)의 전자 팽창밸브(106)를 통과한 후 구동 중인 실내기(110,120)의 전자 팽창밸브(116,126)를 통과한 냉매(실선)와 혼합되어 냉동 사이클을 순환하게 된다.

한편, 구동 정지중인 실내기(100)의 냉매 회수가 이루어지는 동안 상기 제어부는 구동 정지 중인 실내기(100)의 실내 송풍기(102)를 구동 오프시켜 구동 정지 중인 실내기(100)가 설치된 실내측의 난방이 이루어지지 않도록 함이 바람직하다.

본 발명은 상기 실시예 및 도면에 한정되지 않고 복수개의 실외기(50)가 장착되는 경우는 물론이고, 실외기(50)에 4대 이상의 실내기(100,110,120)가 연결되는 경우에도 적용 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어방법은 실내기의 난방 운전시 정지 중인 실내기의 전자 팽창밸브를 개방하여 정지 중인 실내기의 열교환기 내부에 잔존하는 액냉매를 회수할 수 있으므로, 냉매 부족 현상을 방지하고 구동 중인 실내기의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 복수개 실내기의 운전 여부를 감지하는 실내기 운전 감지 단계와;

   상기 실내기 운전 단계에서 복수개의 실내기 중 일부가 구동 정지이고 나머지가 난방 운전이면 구동 정지인 실내기의 전자 팽창밸브를 개방시키는 전자 팽창밸브 개방 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 히트 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자 팽창 밸브 개방 단계는 구동 정지인 실내기의 전자 팽창 밸브 개도를 최대 개방시의 1/10∼1/5로 하는 것을 특징으로 하는 히터 펌프식 멀티형 공기조화기의 난방 운전 제어방법.