KR20050074124A - 공기조화기의 실외기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기조화기의 실외기 및 그 운전방법은 압축기의 냉매 토출 측과 냉매 흡입 측에 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달하면, 압축기에서 토출된 냉매를 다시 압축기로 바이패스하는 바이패스 관 및 솔레노이드 밸브가 설치되기 때문에 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달시 압축기를 정지하지 않고 계속 작동상태를 유지할 수 있어 압축기의 기동에 따른 소비전력을 절감할 수 있다.

Description

공기조화기의 실외기{Outdoor Unit of Air-Condition}

본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것으로서, 특히 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달하면, 압축기를 정지하지 않고 압축기에서 토출된 냉매를 다시 압축기로 바이패스하는 공기조화기 실외기에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 공기조화기는 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 실외기(100)에 하나의 실내기(이하, 제1실내기라 함 : 110)가 연결 설치된 상태에서 사용자의 선택 사항에 의해 추가적으로 보조 실내기(이하, 제2실내기라 함 : 120)가 더 연결 설치될 수 있다. 즉, 실외 측에 설치되어 냉매를 압축, 응축, 감압시키는 실외기(100)와, 상기 실외기(100)와 각각 연결되고 실내 측에 독립된 공간에 설치되어 냉매를 증발시키는 제1,2실내기(110,120)로 구성된다.

먼저, 상기 실외기(100)는 도 에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(102,103)와, 상기 압축기(102,103)와 연결되어 상기 압축기(102,103)에서 토출된 냉매를 실외 공기와 열교환시켜 응축시키는 실외 열교환기(104)와, 상기 실외 열교환기(104) 측으로 실외공기를 송풍시키는 실외 송풍기(106)와, 상기 실외 열교환기(104)에서 토출된 냉매를 팽창함과 아울러 냉매를 제1,2실내기(110,120)로 분배하는 팽창분배부(108)로 구성된다.

상기 제1,2실내기(110,120)는 각각 상기 팽창분배부(108)로부터 토출된 냉매를 냉매의 증발열에 의해 실내공기와 열교환시켜 냉기를 생성하는 실내 열교환기(112,122)와, 상기 실내 열교환기(112,122) 측으로 실내공기를 송풍시키는 실내 송풍기(114,124)로 구성된다.

이때, 상기 제1실내기(110)가 제2실내기(120)보다 더 큰 냉방 부하를 해소할 경우, 상기 제1실내기의 열교환기(112)는 상기 제2실내기의 열교환기(122)보다 열교환 용량이 더 크게 구성된다. 아울러, 상기 압축기(102,103)는 하나의 압축기(102)가 다른 하나의 압축기(103)보다 용량이 크게 구성될 수 있고, 상기 제1실내기(110)만 작동될 경우 상기 제1실내기(110)의 냉방 부하에 따라 상기 압축기(102,103) 중 적어도 하나 이상의 압축기가 작동되고, 상기 제2실내기(120)만 작동될 경우 상기 압축기(102,103) 중 용량이 작은 압축기(103)만 작동되며, 상기 제1,2실내기(110,120)가 동시에 작동될 경우 상기 압축기(102,103)가 모두 작동될 수 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1,2실내기(110,120) 중 적어도 하나가 작동되면, 냉매가 실내 열교환기(112,122), 압축기(102,103), 실외 열교환기(104), 팽창분배부(108)를 따라 순환하며, 실내공기가 상기 실내 열교환기(112,144)에서 냉매의 증발열에 의해 냉각되어 실내를 냉방하고, 차가운 실외공기가 상기 실외 열교환기(104)에서 냉매를 응축한다.

이 때, 소비자가 상기 제1,2실내기(110,120)가 설치된 피 공조실의 희망온도(T)를 설정하면, 설정된 희망온도(T)를 기준으로 희망온도 범위(T±m)가 산정되는데, 피 공조실의 현재 온도가 희망온도 범위(T±m)의 최소치(T-m)이면 상기 압축기(102,103)의 부하가 최소가 되고, 피 공조실의 현재 온도가 희망온도 범위(T±m)의 최대치(T+m)이면 상기 압축기(102,103)의 부하가 최대가 된다.

따라서, 상기 압축기(102,103)는 상기 제1,2실내기(110,120)의 작동되는 동안 반복적으로, 피 공조실의 현재 온도가 희망온도 범위(T±m)의 최소치(T-m)에 도달하면 정지되고, 피 공조실의 현재 온도가 희망온도 범위(T±m)의 최대치(T+m)에 도달하면 재작동된다.

그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기의 실외기는 상기 압축기(102.103)를 작동시킬 때 큰 기동력이 필요한데, 피 공조실의 현재 온도와 희망온도의 대비에 따라 상기 압축기(102,103)의 작동/정지가 반복됨에 따라 상기 압축기(102,103)가 재작동될 때마다 전력이 많이 소비되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피 공조실의 현재 온도와 희망온도의 대비에 따라 압축기가 작동/정지를 반복하는 것을 방지할 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 공기와 냉매가 열교환되는 열교환기와; 상기 열교환기와 연결되어 냉매를 압축하는 압축기와; 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에서 최대치로 변하는 동안, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 바이패스(Bypass)시키는 냉매 바이패스수단을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기 운전방법은 피 공조실의 희망온도에 따라 냉매를 압축하는 압축기가 작동되는 제1과정과; 상기 제1과정에서 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달하면, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 압축기로 바이패스하는 제2과정과; 상기 제2과정에서 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최대치에 도달하면, 냉매의 바이패스가 중지되는 제3과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 공기조화기는 크게 하나의 실외기(10)와, 상기 하나의 실외기(10)에 연결된 제1실내기(20) 및 상기 하나의 실외기(10)에 소비자의 선택에 따라 추가 연결되는 제2실내기(30)로 구성되며, 특히, 상기 실외기(10)에는 피 공조실의 온도(Tt)와 소비자가 설정한 희망온도의 범위(T±m)를 비교하여 냉매를 바이패스(Bypass)함으로써 소비전력을 절감할 수 있다.

즉, 상기 실외기(10)는 냉매가 실내공기와의 열교환되어 응축된 후 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)로 토출되는 열교환기(12)와, 상기 열교환기(12)와 연결되어 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)에서 토출된 냉매를 고온고압으로 압축하여 상기 열교환기(12)에 토출하는 압축기(14)와, 피 공조실의 온도(Tt)가 희망온도 범위(T±m)의 최소치(T-m)에서 최대치(T+m)로 변하는 동안, 상기 압축기(14)에서 토출된 냉매를 상기 압축기(14)로 바이패스(Bypass)시키는 냉매 바이패스수단(40)을 포함하여 구성된다.

상기 실외기의 열교환기(12)에는 앞에 실외공기를 상기 실외기의 열교환기(12)로 강제 송풍하는 송풍기(16)가 설치되고, 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)와의 사이에 상기 실외기의 열교환기(12)에서 응축된 냉매를 감압함과 아울러 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)로 분배하는 팽창분배부(18)가 있다.

그리고, 상기 압축기(14)는 압축용량이 서로 상이한 2개의 압축기(14a,14b)로 구비되고, 상기 압축기(14)로 냉매가 흡입되는 측(i1,i2)에는 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)에서 토출된 냉매 중 액냉매를 축적하는 어큐뮬레이터(15)가 설치된다.

상기 냉매 바이패스수단(40)은 상기 압축기(14)의 냉매 토출 측(o1,o2)과 냉매 흡입 측(i1,i2)을 일대일 대응되게 연결하는 2개의 바이패스 관(42,43)과, 상기 각 바이패스 관(42,43)과 상기 각 압축기의 냉매 토출 측(o1,o2) 사이에 설치되어 냉매의 바이패스가 필요한 시기에 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매가 상기 각 바이패스 관(42,43)으로 안내되도록 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매의 유로를 절환하는 2개의 솔레노이드 밸브(44,45)로 구성되어, 상기 2개의 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매를 각각 바이패스한다.

여기서, 다른 실시 예로써, 상기 냉매 바이패스수단은 상기 2개의 압축기 중 어느 하나의 압축기에만 적용될 수도 있고, 상기 각 압축기에서 토출된 냉매가 합해지는 측과 상기 압축기 사이에서 냉매가 바이패스되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 냉매 바이스패스 수단(40)은 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매가 기체 상태이어도 바이패스되는 동안 일부 응축될 수 있으므로, 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매를 상기 어큐뮬레이터(15)로 바이패스한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 소비자가 공기조화기의 기동시 피 공조실의 희망온도(T)를 선택하면(S10), 피 공조실의 희망온도(T)에 따라 일정 범위의 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)가 설정되고(S20), 피 공조실의 온도(Tt)가 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)에 도달하도록 실외기(10)가 작동된다(S30).

구체적으로, 제1 또는 제2실내기(20,30)의 작동여부 및 제1 또는 제2실내기(20,30)에 설정된 피 공조실의 희망온도(T)에 따라 상기 2개의 압축기(14a,14b)가 선택적으로 작동되어, 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)에서 증발된 냉매가 일정량 압축된다. 그리고, 상기 각 압축기(14a,14b)에서 압축된 냉매가 상기 실외기의 열교환기(12)에서 차가운 실외공기와 열교환되어 응축되고, 상기 실외기의 팽창분배부(18)에서 감압된 후 상기 제1 또는 제2실내기(20,30)로 분배된다.

특히, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기(10)는 소비전력을 절감할 수 있도록 다음과 같은 과정으로 운전된다.

먼저, 상기 각 압축기(14a,14b)가 피 공조실의 온도(Tt)와 설정된 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)의 대비에 따라 일정 압축용량으로 선택적으로 작동된다(S32).

상기 압축기(14)의 작동 후 일정 시간(t)이 지나면(S33), 즉 피 공조실의 온도(Tt)가 피 공조실의 희망온도(T)에 도달되었을 시점에 피 공조실의 온도(Tt)를 감지한다(S34).

이때, 먼저 피 공조실의 온도(Tt)가 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)의 최소치(T-m)이면(S36a), 설정된 피 공조실의 희망온도에 따른 상기 압축기(14)의 부하가 최소이므로 상기 압축기(14)에서 토출된 냉매를 다시 상기 입축기(14)로 바이패스하여 피 공조실이 상기 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)의 최소치(T-m)보다 더 낮게 냉방되지 않게 된다(S36b).

여기서, 상기 각 압축기(14a,14b)의 작동여부에 따라 각 솔레노이드 밸브(44,45)가 선택적으로 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매의 유로를 절환하기 때문에 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매가 각 바이패스 관(42,43)을 통해 선택적으로 바이패스되고, 상기 작동 중이던 압축기(14a 또는 14b)는 계속 작동된다.

그러다가 피 공조실의 온도(Tt)가 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)의 최대치(T+m)에 도달하면(S36c), 설정된 피 공조실의 희망온도에 따른 상기 압축기(14)의 부하가 최대이므로 상기 압축기(14)에서 토출된 냉매의 바이패스를 모두 중지하여, 피 공조실이 쾌적하게 냉방될 수 있도록 한다(S36d).

다음, 상기 피 공조실의 온도(Tt)가 피 공조실의 희망온도 범위(T±m)의 최대치(T+m)이면(S38a), 상기 각 압축기(14a,14b)에서 토출된 냉매는 평상시대로 응축, 감압된 후 상기 제1 또는 제2 실내기(20,30)로 순환된다(S38b).

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기 및 그 운전방법은 압축기의 냉매 토출 측과 냉매 흡입 측에 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달하면, 압축기에서 토출된 냉매를 다시 압축기로 바이패스하는 바이패스 관 및 솔레노이드 밸브가 설치되기 때문에 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달시 압축기를 정지하지 않고 계속 작동상태를 유지할 수 있어 압축기의 기동에 따른 소비전력을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 실외기 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기 운전방법에 따른 순서도,

도 5는 종래 기술에 따른 공기조화기의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 실외기 12 : 열교환기

14 : 압축기 15 : 어큐뮬레이터

16 : 송풍기 20 : 제1 실내기

30 : 제2 실내기 40 : 냉매 바이패스수단

42,42 : 바이패스관 44,45 : 솔레노이드 밸브

Claims (5)

1. 공기와 냉매가 열교환되는 열교환기와;

   상기 열교환기와 연결되어 냉매를 압축하는 압축기와;

   피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에서 최대치로 변하는 동안, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 압축기로 바이패스(Bypass)시키는 냉매 바이패스수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉매 바이패스수단은 상기 압축기의 냉매 토출 측과 냉매 흡입 측을 연결하는 바이패스 관과, 상기 바이패스 관과 상기 압축기의 냉매 토출 측 사이에 설치되어 상기 압축기에서 토출된 냉매의 유로를 절환하는 솔레노이드 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 실외기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압축기는 압축용량이 서로 상이한 2개의 압축기로 구비되고,

   상기 냉매 바이패스 수단은 상기 2개의 압축기에서 토출된 냉매를 각각 바이패스하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 냉매 바이스패스 수단은 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 2개의 압축기의 냉매 흡입 측에 함께 연결된 어큐뮬레이터로 바이패스하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
5. 피 공조실의 희망온도에 따라 냉매를 압축하는 압축기가 작동되는 제1과정과;

   상기 제1과정에서 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최소치에 도달하면, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 압축기로 바이패스하는 제2과정과;

   상기 제2과정에서 피 공조실의 온도가 희망온도 범위의 최대치에 도달하면, 냉매의 바이패스가 중지되는 제3과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기 운전방법.