KR20060121031A - 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 에어컨의 운전 상태와 실외온도 조건에 따라 일부 냉매를 압축기로 바이패스 하여 압축기의 파손을 방지하는 패키기 에어컨의 압축기 보호에 관한 것이다. 이를 위해 냉매의 압축 용량이 다른 다수의 압축기와 상기 다수의 압축기에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관과 상기 액상 냉매를 기화하는 다수의 실내기를 갖는 멀티 에어컨에 있어서, 상기 응축기로 유입된 냉매의 일부가 열교환하여 상기 압축기로 유입되도록 하는 바이패스 유로를 설치하고, 제어밸브를 통해 바이패스 유로를 개폐하고, 온도센서를 통해 상기 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 제어부를 통해 상기 압축기의 개별 운전여부와 상기 온도센서로부터의 상기 실외공기 온도에 따라 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어한다. 따라서 멀티 에어컨에서 실내기의 운전상태와 실외공기의 온도에 따라 응축기로 유입된 냉매의 일부를 바이패스 시킴으로써 미증발된 액냉매와 고온에 의한 압축기보호의 발생회수 증가로 인한 압축기의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
멀티 에어컨, 압축기

Description

멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템 및 방법{System and method for protecting compressor of multi air-conditioner}
도 1 은 종래의 멀티 에어컨의 구성을 나타낸 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템 구성을 나타낸 블록도.
도 3 은 도 2의 압축기 보호 시스템이 적용된 멀티 에어컨의 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 도 3의 바이패스 유로가 설치된 응축기를 나타낸 사시도.
도 5 는 본 발명에 따른 멀티 에어컨 시스템의 압축기 보호방법을 나타낸 흐름도.
도 6 은 도 5의 소용량 실내기 동작 중에 압축기를 보호하는 방법을 나타낸 흐름도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
100 : 제 1 압축기 110 : 제 2 압축기
120 : 유입 유로 130 : 배출 유로
200 : 응축기 210 : 바이패스 유로
220 : 모세관 230 : 온도센서
240 : 제 3 밸브 300 : 모세관
400 : 제 1 밸브 410 : 제 2 밸브
500 : 제 1 실내기 510 : 제 2 실내기
600 : 공용 어큐머레이터
본 발명은 멀티 에어컨의 압축기 보호에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 멀티 에어컨의 운전 상태와 실외온도 조건에 따라 일부 냉매를 압축기로 바이패스 하여 압축기의 파손을 방지하는 패키기 에어컨의 압축기 보호에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨은 압축기와, 실외열교환기와, 모세관과, 실내열교환기 등으로 이루어져 이들을 계속해서 순환하는 냉매의 열교환작용에 의해 실내의 온도를 원하는 수준으로 조절하게 된다.
이러한 에어컨의 동작은 압축기에서 압축되어 고온고압의 상태가 된 냉매가 냉매관을 통하여 응축기로 유입되고, 이 응축기에서 액상으로 변한 후 모세관을 거치면서, 저온저압으로 된 냉매는 실내기로 유입되고, 주위의 열을 흡수하여 실내온도를 내리는 역할을 하게 된다.
최근에는 가정이나 사무실에 두 대 이상의 실내기를 구동하는 멀티 에어컨의 보급이 확대되고 있다. 도 1은 종래의 멀티 에어컨의 구성을 나타낸 도면으로써, 용량이 다른 두 대의 압축기(10 및 12)와, 응축기(20)와, 용량이 다른 두 대의 실내기(50 및 52)와, 공용 어큐머레이터(60)로 구성되고, 이러한 종래의 멀티 에어컨은 용량이 다른 두 대의 압축기(10 및 12)가 실내외 부하 변동에 따라 어느 하나만 운전되거나 동시에 운전될 수 있다. 에어컨이 동시 운전 조건인 경우 각 압축기(10 및 12)에서 압축된 냉매는 각 압축기(10 및 12)의 출구단에 장착된 체크밸브(14 및 16)를 통하여 응축기(20)로 유입되어 외부공기와 열교환하여 액상의 냉매로 전환된다. 이 액상의 냉매는 모세관(30)과, 전자 팽창밸브(40) 및 솔레노이드 밸브(42)를 통하여 각각의 실내기(50 및 52)로 유입되어 실내공기와 열교환되어 다시 공용 어큐머레이터(60)로 유입된 후 다시 압축기(10 및 12)로 유입된다.
그러나 이러한 종래의 멀티 에어컨은 용량이 작은 실내기(52) 하나만 동작하는 경우 용량이 상대적으로 작은 압축기(12)가 동작하게 되고 두 대의 압축기(10 및 12)를 사용하는 멀티 에어컨의 경우 동시 운전조건에서 용량이 상대적으로 큰 실내기(50)와 용량이 작은 실내기(52)와의 용량 분배가 최적이 될 수 있도록 설계되기 때문에 용량이 작은 실내기(52)만 단독으로 운전되는 경우 실내기의 용량에 비해 압축기(12)의 용량이 크게 되어 실외 온도가 저온인 경우 작은 용량의 실내기(52)에서 액냉매가 미증발하는 문제가 발생된다.
이러한 미증발된 액냉매가 공용 어큐머레이터(60)로 과다하게 유입되는 경우 압축기(12)가 파손되는 문제점이 있다.
또한, 실외의 온도가 과도하게 높은 상태에서 큰 용량의 실내기(50)와 작은 용량의 실내기(52) 모두 운전하거나, 용량이 큰 실내기(50)만 운전하는 경우 두 대 의 압축기(10 및 12)가 모두 동작하게 되는데 이 때 하나의 압축기가 OLP(Over Load Protector) 동작하게 될 경우 연속적인 OLP 동작으로 인한 압축기의 파손이 발생되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 멀티 에어컨의 운전상태와 실외온도 조건에 따라 일부 냉매를 압축기로 바이패스 하여 압축기의 파손을 방지하는 패키기 에어컨의 압축기 보호 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매의 압축 용량이 다른 다수의 압축기와 상기 다수의 압축기에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관과 상기 액상 냉매를 기화하는 다수의 실내기를 갖는 멀티 에어컨에 있어서, 상기 응축기로 유입된 냉매의 일부가 열교환하여 상기 압축기로 유입되도록 하는 바이패스 유로; 상기 바이패스 유로를 개폐하는 제어밸브; 상기 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하는 온도센서; 및 상기 압축기의 개별 운전여부와 상기 온도센서로부터의 상기 실외공기 온도에 따라 상기 제어밸브의 개폐 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 응축기로 유입된 냉매의 일부가 열교환하여 상기 압축기로 유입되도록 하는 상기 바이패스 유로는 상기 압축기로 이동하는 냉매의 압력을 감압하는 모세관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법으로서, a) 제어부가 다수 의 실내기가 모두 운전되고 있는지 여부를 판단하는 단계; b) 상기 실내기가 모두 운전 중인 경우 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 응축기의 냉매 일부가 압축기로 유입되도록 하는 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 c) 단계 b)의 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부가 다수의 실내기가 모두 운전되고 있는지 여부를 판단하는 단계는 하나의 실내기만 운전하는 경우 냉방 용량이 작은 실내기인지 판단하는 단계; 상기 실내기가 냉방 용량이 작은 실내기인 경우 상기 제어부가 상기 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도 미만인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 실외공기 온도와 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도와의 비교 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도 미만인 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하나의 실내기만 운전하는 경우 냉방 용량이 작은 실내기인지 판단하는 단계는 상기 실내기가 냉방 용량이 큰 실내기인 경우 상기 제어부가 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 응축기의 냉매 일부가 압축기로 유입되도록 하는 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과 하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도의 초과 여부 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2의 압축기 보호 시스템이 적용된 멀티 에어컨의 구성을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 도 3의 바이패스 유로가 설치된 응축기를 나타낸 사시도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템을 설명하면 다음과 같다.
종래 기술과 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템은 냉매의 압축 용량이 다른 제 1 압축기(100)와, 제 2 압축기(110)와, 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기(200)와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관(300)과 상기 액상 냉매를 기화하는 제 1 실내기(500)와 제 2 실내기(510)로 구성된다.
제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)는 실내외 부하변동에 따라 어느 하나만 운전되거나 모두 운전될 수 있다. 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)는 냉매의 압축 용량이 동일하거나 차이가 발생될 수 있고 바람직하게 서로 다른 용량의 압축기이다.
제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)로부터 토출되는 냉매는 유입 유로(120)를 통해 응측기(200)로 유입되고 응축기(200)와 연결된 유입 유로(120)의 단부는 Y자 형상으로 바이패스 유로(210)와 배출 유로(130)에 냉매가 유입될 수 있도록 한다.
응축기(200)는 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)의 출구단에 설치된 체크밸브(101 및 111)를 통해 냉매가 유입되도록 유입 유로(120)를 통해 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)와 연결되고 유입 유로(120)를 통해 유입되는 냉매의 일부가 공용 어큐머레이터(600)로 바이패스 되도록 하는 바이패스 유로(210)와 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)로 유입되도록 하는 배출 유로(130)를 구비한다.
바이패스 유로(210)는 냉매가 응축기(200)에서 공용 어큐머레이터(600)로 이동되도록 제어하는 바이패스 유로 개페용 제어 밸브(240)를 포함하고, 응축기(200)에서 저온 고압으로 열교환된 냉매를 저온 저압의 냉매로 변환하는 모세관(220)을 더 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)는 냉방 용량이 다른 실내기로 본 실시예에서는 제 1 실내기(500)의 냉방 용량이 제 2 실내기(510)의 냉방 용량보다 큰 것으로 한다. 응축기(200)에서 토출된 액상의 냉매는 제 1 밸브(400) 및 모세관(300)과 연동된 제 2 밸브(410)를 통해 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)로 각각 유입되어 실내공기와 열교환하고 열교환된 냉매가 공용 어큐머레이터(600)로 유입되도록 한다.
제어부(700)는 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)가 모두 운전되거나 어느 하나만 운전되는지 판단하고 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)의 운전 상태와 온도센서(230)를 통해 응축기(200) 주변에서 검출한 실외공기의 온도에 따라 바이패스 유로 개폐용 제어 밸브(240)의 동작을 제어한다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티 에어컨 시스템의 압축기 보호방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5의 소용량 실내기 동작 중에 압축기를 보호하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법을 설명한다.
제어부(700)가 제 1 실내기(500)와 제 2 실내기(510)의 운전 상태를 검출(S100)하여 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510) 모두 운전되고 있는지 여부를 판단(S110)한다. 상기 S100단계에서 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)의 운전 상태뿐만 아니라 제 1 및 제 2 압축기(100 및 110)의 운전 상태를 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 S110단계에서 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)가 모두 운전 중인 경우 제어부(700)는 온도센서(230)로부터 응축기(200)의 주변 실외공기 온도를 검출(S120)하여 응축기(200)의 냉매 일부가 공용 어큐머레이터(600)로 유입되도록 하는 바이패스 유로의 개폐를 판단하기 위한 제 1 기준온도를 초과하는지 여부를 판단(S130)한다. 상기 제 1 기준온도는 압축기에 OLP가 발생될 수 있는 실외온도이다.
상기 S130단계에서 검출된 실외공기 온도가 상기 제 1 기준온도를 초과하지 않은 경우 제어부(700)는 제어밸브(240)가 닫힘 상태를 유지하도록 제어신호를 출 력하여 바이패스 유로를 개방하지 않고 정상운전을 수행(S150)한다.
또한, 상기 S130단계에서 검출된 실외공기 온도가 제 1 기준온도를 초과하는 경우 제어부(700)는 제어밸브(240)가 개방 상태를 유지하도록 제어신호를 출력하여 바이패스 유로가 개방되도록 한다.
한편, 상기 S110단계에서 제 1 및 제 2 실내기(500 및 510)중 어느 하나의 실내기만 운전 중인 경우 제어부(700)는 운전 중인 실내기가 냉방 용량이 작은 제 2 실내기(510)인지 여부를 판단(S200)하여 냉방 용량이 작은 제 2 실내기(510)인 경우 제어부(700)가 온도센서(230)로부터 응축기(200)의 주변 실외공기 온도를 검출(S210)한다.
상기 S210단계에서 검출된 실외공기 온도는 바이패스 유로의 개폐를 판단하기 위한 제 2 기준온도와 비교(S220)하고 상기 검출된 실외공기가 상기 제 2 기준온도 이상인 경우 제어부(700)는 제어밸브(240)가 닫힘 상태를 유지하도록 제어신호를 출력하여 바이패스 유로를 개방하지 않고 정상운전을 수행(S240)한다. 상기 제 2 기준온도는 냉매가 실내기에서 미증발되기 시작하는 온도이다.
또한, 상기 S220단계에서 검출된 실외공기 온도가 제 2 기준온도 미만인 경우 제어부(700)는 제어밸브(240)가 개방 상태를 유지하도록 제어신호를 출력하여 바이패스 유로가 개방되도록 한다.
한편, 상기 S200단계에서 운전 중인 실내기가 냉방 용량이 큰 실내기인 경우 상술한 S120 내지 S140단계를 수행한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 멀티 에어컨에서 실내기의 운전상태와 실외공기의 온도에 따라 응축기로 유입된 냉매의 일부를 바이패스 시킴으로써 미증발된 액냉매로 인한 압축기의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 냉매 순환량을 감소시켜 실외 온도가 상대적으로 높은 과부하조건에서 압축기의 과열을 방지하면서 냉방운전을 원활하게 할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 냉매의 압축 용량이 다른 다수의 압축기와 상기 다수의 압축기에서 압축된 냉매를 실외공기와 열교환하여 액상으로 만드는 응축기와 상기 액상 냉매의 압력을 감압하는 모세관과 상기 액상 냉매를 기화하는 다수의 실내기를 갖는 멀티 에어컨에 있어서,
    상기 응축기로 유입된 냉매의 일부가 열교환하여 상기 압축기로 유입되도록 하는 바이패스 유로;
    상기 바이패스 유로를 개폐하는 제어밸브;
    상기 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하는 온도센서; 및
    상기 압축기의 개별 운전여부와 상기 온도센서로부터의 상기 실외공기 온도에 따라 상기 제어밸브의 개폐 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 바이패스 유로는 상기 압축기로 이동하는 냉매의 압력을 감압하는 모세관을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 시스템.
  3. 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법으로서,
    a) 제어부가 다수의 실내기가 모두 운전되고 있는지 여부를 판단하는 단계;
    b) 상기 실내기가 모두 운전 중인 경우 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 응축기의 냉매 일부가 압축기로 유입되도록 하는 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    c) 단계 b)의 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 단계 a)는 하나의 실내기만 운전하는 경우 냉방 용량이 작은 실내기인지 판단하는 단계;
    상기 실내기가 냉방 용량이 작은 실내기인 경우 상기 제어부가 상기 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도 미만인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 실외공기 온도와 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도와의 비교 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 하나의 실내기만 운전하는 경우 냉방 용량이 작은 실내기인지 판단하는 단계는 상기 실내기가 냉방 용량이 큰 실내기인 경우 상기 제어부가 온도센서로부터 응축기의 주변 실외공기 온도를 검출하여 상기 응축기의 냉매 일부가 압축기로 유입되도록 하는 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도의 초과 여부 판단 결과에 따라 상기 제어부가 상기 바이패스 유로의 개폐를 제어하는 단계를 포함하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 2 기준온도 미만인 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
  8. 제 3 항에 있어서, 단계 c)는 상기 주변 실외공기 온도가 상기 바이패스 유로의 개폐 판단용 제 1 기준온도를 초과하는 경우 상기 바이패스 유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨의 압축기 보호 방법.
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