KR20050056057A

KR20050056057A - 멀티형 공기조화시스템

Info

Publication number: KR20050056057A
Application number: KR1020030089143A
Authority: KR
Inventors: 서무교; 최형서
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2005-06-14
Also published as: KR100535687B1

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화시스템에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 냉방사이클에서 사용되는 전자팽창밸브의 수를 최소화한 멀티형 공기조화시스템을 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 냉매를 공급할 실내기의 열교환용량에 따라 전자팽창밸브의 개도를 조절하는 멀티형 공기조화시스템을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 압축과정과 응축과정을 거친 냉매를 전달받아 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 공급받아 열교환을 수행하는 복수의 실내기와, 상기 복수의 실내기에 냉매를 공급하는 연결관에 각각 설치되어 상기 실내기에 공급되는 냉매의 흐름을 조절하는 복수의 유량조절밸브와, 상기 복수의 유량조절밸브 및 상기 팽창밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

멀티형 공기조화시스템{A Multi-type Air Conditioner}

본 발명은 멀티형 공기조화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외기에 연결된 복수의 실내기 중 작동중인 실내기의 열교환용량에 따라 전자팽창밸브를 제어하는 멀티형 공기조화시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화시스템은 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환한 후 이를 실내로 토출함으로써 실내를 냉방시키거나 반대로 차가운 공기를 열교환한 후 더운 공기로 변환시켜 토출하는 냉난방 시스템이다.

종래의 공기조화시스템은 통상 고온의 기체냉매를 압축하여 승압하는 압축기와, 압축기로부터 전달받은 기체냉매를 응축하여 고압의 액체상태로 만드는 응축기와, 응축기로부터 전달받은 액체냉매를 저온 저압상태로 변환시키는 모세관과, 모세관에서 이송된 액체냉매를 저온 저압상태에서 증발시키는 증발기로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 공기조화시스템은 한대의 실외기에 한대의 실내기만 설치되었으나 최근에는 한대의 실외기에 여러 대의 실내기가 결합되는 멀티형 공기조화시스템이 개발되고 있다. 멀티형 공기조화시스템은 가정에서 2대 이상의 공기조화기를 설치하고자 할 때나 여러 개의 사무실을 구비한 건물에서 각 사무실마다 공기조화기를 설치하고자 할 때 적은 비용으로 유용하게 적용할 수 있다.

멀티형 공기조화시스템에 대해서는 대한민국 등록특허공보 10-0382911에 상세히 개시되어 있으며 이것은 본 명세서에 속하는 것으로 한다.

그러나 이와 같은 종래의 멀티형 공기조화시스템은 한대의 실외기에서 분기되어 복수의 실내기에 연결되는 연결관 마다 전자팽창밸브가 설치되어 각 실내기에 공급되는 냉매의 흐름을 조절함으로써 공기조화시스템의 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

또한 복수의 실내기에 전자팽창밸브가 아닌 모세관이 연결되는 경우에는 해당 실내기의 용량을 변경시키고자 할 때마다 모세관을 교환해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉방사이클에서 사용되는 전자팽창밸브의 수를 최소화한 멀티형 공기조화시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 냉매를 공급할 실내기의 열교환용량에 따라 전자팽창밸브의 개도를 조절하는 멀티형 공기조화시스템을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축과정과 응축과정을 거친 냉매를 전달받아 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 공급받아 열교환을 수행하는 복수의 실내기와, 상기 복수의 실내기에 냉매를 공급하는 연결관에 각각 설치되어 상기 실내기에 공급되는 냉매의 흐름을 조절하는 복수의 유량조절밸브와, 상기 복수의 유량조절밸브 및 상기 팽창밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부는 상기 팽창밸브의 개도를 제어하고 상기 복수의 유량조절밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 팽창밸브의 개도는 복수의 실내기 중 작동중인 실내기의 열교환용량에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 팽창밸브의 개도는 압축기의 동작여부 및 상기 복수의 유량조절밸브의 개폐여부에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유량조절밸브는 연결관을 개방하거나 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 실내기의 열교환용량이 다를 경우 열교환용량이 작은 쪽의 연결관에 보조 감압장치를 설치하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 공기조화시스템은 한대의 실외기(10)와, 실외기(10)에 연결된 제1실내기(30) 및 제1실내기(30)보다 냉방용량이 작은 제2실내기(40)를 구비한다.

그리고 각 실내기(30,40)는 실내공기가 흡입된 후 열교환이 수행되는 제1 및 제2열교환기(31,41)와, 실내기(30,40)의 외부에서 실내공기가 흡입되어 열교환기(31,41)를 거친 후 실내기(30,40)의 외부로 토출되도록 하는 제1 및 제2실내팬(32,42)과, 제1 및 제2실내팬(32,42)을 회전시키는 제1 및 제2실내팬모터(36,46)와, 제1 및 제2열교환기(31,41)의 흡입측에 부착된 제1 및 제2흡입온도센서(33,43)와, 제1 및 제2열교환기(30,40)의 토출측에 부착된 제1 및 제2토출온도센서(34,44)로 이루어진다.

한편, 실외기(10)는 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 압축기(11)에 연결되어 압축기(11)에서 압축된 냉매를 전달받아 응축시키는 응축기(12)와, 응축기(12)에 강제로 송풍하는 실외팬(13)과, 실외팬(13)을 회전시키는 실외팬 모터(14)와, 응축된 냉매를 팽창시킴과 아울러 응축기(12)에서 토출되는 냉매의 흐름을 조절하는 전자팽창밸브(15)를 구비한다. 전자팽창밸브(15)는 운전상황에 따라 개도를 변화시켜 줌으로써 냉매의 흐름을 조절할 수 있다.

전자팽창밸브(15)의 토출측에는 제1 및 제2실내기(30,40)의 흡입측과 연결된 제1 및 제2연결관(35,45)이 결합된다. 각 연결관(35,45)은 전자팽창밸브(15)의 토출측에서 분기되며 분기된 제1연결관(35)에는 제1솔레노이드 밸브(16)가 설치되고 제2연결관(45)에는 제2솔레노이드 밸브(17)가 설치된다. 제1 및 제2솔레노이드 밸브(16,17)는 후술할 제어부(도2의 50)의 제어신호에 의해 개방되거나 폐쇄된다. 즉, 제어부(도 2의 50)에서 각 솔레노이드 밸브(16,17)에 작동신호를 보내면 각 솔레노이드 밸브(16,17)는 전송된 신호에 따라 개방되거나 폐쇄된다. 제2연결관(45)에는 제2솔레노이드 밸브(17)와 인접한 지점에 보조 모세관(18)이 구비된다. 보조 모세관(18)은 냉방용량이 다른 제1실내기(30)와 제2실내기(40)에서 배관저항의 차이에 의해 냉매가 제2실내기(40)로 지나치게 많이 흘러 들어가게 되는 것을 방지하기 위해 설치한다. 제1솔레노이드 밸브(16)와 제2솔레노이드 밸브(17)는 개방 또는 폐쇄됨으로써 제1실내기(30) 및 제2실내기(40)로 냉매를 공급하거나 차단하게 된다.

실외기(10)와 각 실내기(30,40)를 연결하는 배관에는 실외기(10)에 인접한 지점에 연결용 밸브(19)가 마련되어 실외기(10)와 각 실내기(30,40)의 배관을 연결하기 쉽도록 한다.

도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 공기조화시스템은 전자팽창밸브(15)를 구동하기 위한 전자팽창밸브 구동부(51)와, 제1 및 제2솔레노이드 밸브(16,17)를 구동하기 위한 제1 및 제2솔레노이드 밸브 구동부(52,53)와, 실외팬모터(14)을 구동하기 위한 실외팬모터 구동부(54)와, 제1 및 제2실내팬모터(36,46)을 구동하기 위한 제1 및 제2실내팬모터 구동부(55,56)와, 압축기(11)를 구동하기 위한 압축기 구동부(57)를 구비한다.

또한, 각 실내기(30,40)의 과열도를 판단하기 위해 각 실내기(30,40)에 마련된 증발기(31,41)에 설치된 제1 및 제2흡입온도센서(33,43)와, 제1 및 제2토출온도센서(34,44)를 구비한다.

또한, 동작중인 실내기의 열교환용량에 대응하여 전자팽창밸브(15)의 개도를 제어하는 제어부(50)를 구비한다. 제1솔레노이드 밸브(16)에 연결된 제1실내기(30)의 냉방용량은 제2솔레노이드 밸브(17)에 연결된 제2실내기(40)의 냉방용량 보다 크다. 따라서 제1실내기(30)만 작동하고 있을 때 제1실내기(30)로 공급되는 냉매량과 제2실내기(40)만 작동하고 있을 때 제2실내기(40)로 공급되는 냉매량은 차이가 있게 된다. 이러한 차이를 감안하여 제어부(50)는 현재 작동되고 있는 실내기를 파악하고(즉, 압축기(11)가 동작하고 있는지, 제1솔레노이드 밸브(16)가 개방되었는지, 제2솔레노이드 밸브(17)가 개방되었는지, 양 밸브(16,17)가 모두 개방되었는지 판단함)실내기(30,40)의 작동상태에 따라 실내기(30,40)에 최적량의 냉매가 공급될 수 있도록 제어한다.

이를 위해 제어부(50)에는 각 실내기의 냉방용량에 대한 정보, 각 실내기(30,40)에 공급될 냉매의 최적량에 대한 정보가 미리 저장되어 있다.

도3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 멀티형 공기조화시스템의 동작을 설명한다.

먼저 압축기(11)가 온 상태인지 판단한다(60). 압축기(11)가 오프 상태라면 리턴하고 압축기(11)가 온 상태라면 제어부(50)는 제1 및 제2솔레노이드 밸브(16,17)의 개폐여부에 대한 정보를 입력받는다(62). 다음으로 제어부(50)는 제1솔레노이드 밸브(16)가 개방되었는지 판단하고(64) 제1솔레노이드 밸브(16)가 개방되었다면 다시 제2솔레노이드 밸브(17)가 개방되었는지 판단한다(66). 제2솔레노이드 밸브(17)도 개방되었다면 제1실내기 및 제2실내기가 모두 작동하고 있는 상태이므로 제어부(50)는 각 실내기에 공급될 냉매의 최적량에 대한 정보를 참조하여 전자팽창밸브(15)의 개도를 A(A는 임의의 상수)로 설정한다(68).

만약 제2솔레노이드 밸브(17)가 폐쇄된 상태라면 제1실내기(30)만 작동하고 있는 상태이므로 각 실내기에 공급될 냉매의 최적량에 대한 정보를 참조하여 전자팽창밸브(15)의 개도를 B(B는 임의의 상수, A>B)로 설정한다(70). 이 때 제1실내기(30)에 공급되는 냉매량은 양 실내기가 모두 작동하고 있는 경우 보다 작아진다. 따라서 전자팽창밸브(15)의 개도B는 양 실내기가 모두 작동하고 있는 경우의 개도인 A보다 적은 값이 된다. 다만, 제1실내기(30)의 냉방용량이 제2실내기(40)의 냉방용량 보다 크므로 B는 제2실내기(40)만 작동되고 있을 때의 전자팽창밸브(15) 개도보다 큰 값이 되도록 설정한다.

64단계에서 제1솔레노이드 밸브(16)가 닫힌 상태라면 제2솔레노이드 밸브(17)가 개방상태인지 판단한다(72). 제2솔레노이드 밸브(17)가 개방되었다면 제2실내기(40)만 작동상태인 것으로 보아 제어부(50)는 전자팽창밸브(15)의 개도를 C(C는 임의의 상수, A>B>C)로 설정한다(74).

만약 제2솔레노이드 밸브(17)가 닫힌 상태라면 압축기(11)가 동작하고 있는 상태임에도 불구하고 제1 및 제2실내기(30,40)에 냉매가 공급되지 않고 있으므로 시스템의 보호를 위해 전자팽창밸브(15)를 닫고 압축기(11)에 공급되는 전원을 오프시킨다(76). 전자팽창밸브(15)의 개도가 설정되면 설정된 값이 되도록 전자팽창밸브(15)를 제어한다(78).

제어부(50)는 제1실내기(30) 및 제2실내기(40)의 운전여부 뿐만 아니라 각 실내기(30,40)에 설치된 증발기(31,41)의 과열도에 따라 전자팽창밸브(15)의 개도를 수정하기도 한다. 원래 과열도는 포화온도 이상으로 가열된 과열증기의 온도와 그 압력에 상당하는 포화온도와의 차이를 의미하지만 실제로는 측정이 용이한 증발기의 흡입측의 온도와 토출측의 온도와의 차이를 나타낸다. 과열도가 너무 낮으면 증발기에 액냉매의 유입가능성이 높아지고 과열도가 너무 높으면 압축기(11)의 과열 및 효율저하를 초래하므로 과열도를 적절한 수준으로 유지하는 것이 시스템의 효율측면에서 중요하다. 통상 적절한 과열도는 약 5?정도이다. 따라서 제어부(50)는 실내기 증발기의 흡입측에 설치된 흡입온도센서(33,43)와 토출측에 설치된 토출온도센서(34,44)와의 차이를 감지한 후 그 차이가 5?이상이면 과열도가 높은 상태로 보아 전자팽창밸브(15)의 개도를 크게 해주고, 차이가 5?이하인 경우 과열도가 낮은 상태로 보아 전자팽창밸브(15)의 개도를 작게 해준다.

이처럼 실내기의 동작여부나 실내기에 설치된 증발기의 과열도의 크고 작음에 따라 전자팽창밸브(15)를 조절함으로써 최적의 상태에서 시스템을 구동할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 복수의 실내기의 동작여부에 따라 전자팽창밸브의 개도를 조절하여 최적의 상태로 시스템을 구동할 수 있게 된다.

또한, 시스템에 설치되는 전자팽창밸브의 수를 최소화하여 재료비를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화시스템의 냉각사이클을 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:실외기 11:압축기

12:응축기 13:실외팬

15:전자팽창밸브 16:제1솔레노이드 밸브

17:제2솔레노이드 밸브 30:제1실내기

40:제2실내기 50:제어부

Claims

압축과정과 응축과정을 거친 냉매를 전달받아 감압시키는 팽창밸브와,

상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 공급받아 열교환을 수행하는 복수의 실내기와,

상기 복수의 실내기에 냉매를 공급하는 연결관에 각각 설치되어 상기 실내기에 공급되는 냉매의 흐름을 조절하는 복수의 유량조절밸브와,

상기 복수의 유량조절밸브 및 상기 팽창밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템
제1항에 있어서,

상기 제어부는 상기 팽창밸브의 개도를 제어하고 상기 복수의 유량조절밸브의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템
제2항에 있어서,

상기 팽창밸브의 개도는 복수의 실내기 중 작동중인 실내기의 열교환용량에 대응하여 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템
제2항에 있어서,

상기 팽창밸브의 개도는 압축기의 동작여부 및 상기 복수의 유량조절밸브의 개폐여부에 따라 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템
제2항에 있어서,

상기 유량조절밸브는 연결관을 개방하거나 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템
제1항에 있어서,

상기 복수의 실내기의 열교환용량이 다를 경우 열교환용량이 작은 쪽의 연결관에 보조 감압장치를 설치하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화시스템