KR20070023399A

KR20070023399A - 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법

Info

Publication number: KR20070023399A
Application number: KR1020050077944A
Authority: KR
Inventors: 이원희
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2007-02-28
Also published as: US20070044490A1; CA2541248A1; KR100712928B1

Abstract

본 발명은 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법에 관한 것으로서, 복수개의 중앙집중식 냉온풍기에서의 압축기의 운전 요구신호 및 1개 이상의 개별 냉온풍기의 압축기의 운전 요구신호를 각각 감지하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계의 각각의 신호에 가중치를 부여하여 압축기 운전 요구신호를 수치화(압축기 용량값)하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계의 압축기 용량값에 따라 복수개의 병렬연결된 압축기를 선택하여 운전하는 제 3 단계를 포함하여 수행되어, 복수개의 압축기 중 실제 요구되는 부하의 양에 대응되는 압축기를 정확하게 선택하여 운전함으로서, 소비자가 느끼는 쾌적성이 향상됨과 동시에 에너지 효율이 증가되는 혼합형 유니터리 공기조화장치를 제공하는 효과가 있다.

공기조화기, 압축기, 유니터리, 선택운전, 실내기, 냉온풍기

Description

혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법{Compressure Operate Select Method For Dual Type Unitary Air Conditioner}

도 1은 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도,

도 2는 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도,

도 3은 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 모식도,

도 4는 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 계통도,

도 5는 종래 유니터리 공기조화기의 또 다른 실시예를 보인 계통도,

도 6은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도,

도 7은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도,

도 8은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기장치의 압축기 선택 운전방법을 나타낸 순서도.

도 9는 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기장치의 압축기 선택 운전방법에 따라 압축기를 선택하는 일례를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110 : 실외기 111,111' : 제 1, 2 압축기

112 : 실외측 열교환기 113 : 팽창기구

114a,115a,116a : 입구측 전자밸브 114b,115b,116b : 출구측 전자밸브

120,130 : 중앙집중식 냉온풍기 121,131 : 급기덕트

121a,131a : 토출구 122,132 : 배기덕트

122a,132a : 흡입구 123,133 : 제1 실내측 열교환기

140 : 개별 냉온풍기 141 : 제2 실내측 열교환기

Z1,Z2,Z3 : 영역

본 발명은 혼합형 유니터리 공기조화장치에 관한 것으로서, 특히 중앙 냉난방식과 개별 냉난방식을 혼합한 혼합형 공기조화장치에서 복수개의 압축기를 효율적으로 운전할 수 있도록 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법에 관한 것이다.

일반적으로 유니터리 공기조화장치(Unitary Air condition System)는 공장, 사무실, 호텔, 가정 등의 지하실에 구비하는 냉난방 기구를 이용하여 한 곳에서 냉풍 또는 온풍을 만들고, 이를 건물내 벽체 등에 구비한 덕트(duct)를 통해 개별 공간으로 이송하여 공급하는 중앙집중식 냉난방 시스템의 일종이다.

유니터리 공기조화장치는 냉난방이 필요한 영역과 필요하지 않은 영역을 구 분하여 개별 영역마다 냉풍 또는 온풍을 독립적으로 공급할 수 있도록 대개 덕트의 중간에 영역제어기(zone controller)를 설치하거나, 또는 영역의 개수에 따라 복수 개의 냉난방 기구를 독립적으로 설치하고 있다.

도 1은 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도, 도 2는 종래 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도, 도 3은 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 모식도, 도 4는 종래 유니터리 공기조화기의 다른 실시예를 보인 계통도, 도 5는 종래 유니터리 공기조화기의 또 다른 실시예를 보인 계통도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 유니터리 공기조화장치의 일실시예는, 건물(도면에선 2층 주택)의 외부에 고정 설치하는 한 개의 실외기(1)와, 실외기(1)의 제1 교환기(1b)와 냉매관으로 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기(2)와, 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트(3) 및 배기덕트(4)와, 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 설치하여 각 층으로의 급기 및 배기를 구분하는 영역조절기(5a~5d)를 포함하고 있다.

실외기(1)는 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(1a)와, 압축기(1a)에 냉매관으로 연결하여 냉매가스를 응축(냉방운전시)하거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 제1 열교환기(1b)와, 냉매가스의 압력을 감압팽창하는 팽창기구(1c)와, 외부의 공기를 제1 열교환기(1b)로 공급하여 그 열교환기(1b)의 열교환성능을 높이는 실외팬(미도시)으로 이루어져 있다.

냉온풍기(2)는 케이스의 내부에 상기한 제1 열교환기(1b)에 일단을 연결하는 동시에 팽창기구(1c)에 타단을 연결하는 제2 열교환기(2a)와, 제2 열교환기(2a)의 하류에 위치하여 냉풍 또는 온풍을 상기한 급기덕트(3)로 유도하는 급기팬(미도시)으로 이루어져 있다. 냉온풍기의 케이스는 그 내부에 상기한 제2 열교환기(2a)와 급기팬(미도시)을 수용하도록 대체로 "유(U)"자 모양의 공기유로를 형성하고, 그 공기유로의 급기측에는 급기덕트(3)를, 배기측에는 배기덕트(4)를 각각 연결하고 있다.

급기덕트(3)와 배기덕트(4)는 전술한 바와 같이 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 연결하여 해당 영역(Z1,Z2)에 분관 매설하고, 각 급기덕트(3)와 배기덕트(4)에는 해당 영역에 냉풍이나 온풍을 공급하는 토출구(3a)와 실내공기를 순환하도록 흡입하는 흡입구(4a)를 형성하고 있다.

영역조절기(5a~5d)는 통상 냉풍이나 온풍을 해당 영역으로 구분하여 공급할 수 있도록 그 해당 영역(Z1,Z2)에 매설된 급기덕트(3)의 중간과 배기덕트(4)의 중간에 설치하는 일종의 밸브로서, 해당 영역의 온도나 습도 등을 검출하여 이 검출된 값과 설정값을 비교하여 자동으로 온/오프 할 수 있도록 제어부(미도시)에 연결하거나 또는 수동으로 조작하도록 이루어져 있다.

상기와 같은 영역조절기를 구비한 히트펌프형 유니터리 공기조화장치는 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 경우 각 층(해당 영역)(Z1,Z2)의 부하를 검출하여 그 부하가 설정값 이상이면 각각의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 동시에 공급하는 반면 그 중 어느 한 쪽 영역만이 설정값 이상이면 해당 영역(Z1,Z2)의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 구분하여 공급한다.

예컨대, 냉방운전시에는 실외기(1)의 압축기(1a)가 구동하여 냉매가스를 압축하고, 이 냉매가스는 실외기(1)의 제1 열교환기(1b)에서 응축되어 팽창기구(1c)를 통과한 후 냉온풍기(2)의 제2 열교환기(2a)를 거치면서 배기덕트(4)를 통해 공기유로로 흡입된 공기와 열전달하여 냉기를 발생하며, 이 냉기는 급기팬(미도시)에 의해 급기구를 통해 급기덕트(3)로 이동한다. 이때, 각 층(Z1,Z2)의 부하가 모두 설정값 이상이면 자동인 경우 제어부에 의해 자동으로 각 영역조절기(5a~5d)가 온(ON)되고 수동인 경우 사용자의 조작에 의해 각 영역조절기(5a~5d)를 열어 냉온풍기(2)에서 생성된 냉기가 상기한 각각의 급기덕트(3)로 이동하면서 각 층을 냉방하는 것이다. 반면, 어느 한 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이하인 경우에는 부하가 높은 쪽의 영역조절기만 자동 또는 수동으로 열어 냉기가 해당 영역의 급기덕트(3)로만 이동하도록 하여 해당 층을 냉방하는 것이다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

이러한 영역조절기를 구비한 유니터리 공기조화장치의 실시예는 한 개의 실외기(1)를 가지고도 해당 영역(Z1,Z2)의 온도변화에 따라 선택적으로 냉풍 또는 온풍을 공급할 수 있어 공기조화장치의 소모 전력을 줄일 수는 있으나, 기존에 급기덕트(3)와 배기덕트(4)가 설치되어 있는 건물의 경우 특별히 부하 많은 공간(예를 들어 부엌,옥탑방,운동하는 방 등)에 개별 냉난방기를 부가적으로 설치하려고 할 때 상기한 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 새로운 영역조절기를 추가 설치하 기가 난해할 뿐만 아니라 중앙집중 냉난방식이므로 냉온풍기(2)의 용량에 한계가 있어 효율저하를 초래하는 등의 문제점이 있다.

이를 감안한 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 유니터리 공기조화장치의 다른 실시예는 영역조절기(5a~5d)를 제거하고 각각의 영역(Z1,Z2)마다에 독립적인 유니터리 공기조화장치를 설치하는 것이다.

즉, 2층 주택의 경우 1층은 제1 실외기(11)와, 제1 냉온풍기(12)와, 제1 급기덕트(13) 및 제1 배기덕트(14)로 구성하는 반면, 2층은 제2 실외기(21)와, 제2 냉온풍기(22)와, 제2 급기덕트(23) 및 제2 배기덕트(24)로 구성하고 있다.

제1 실외기(11)에는 제1 압축기(11a)와, 제1 압축기(11a)에 4방밸브로 연결하는 제1 열교환기(11b)와, 제1 열교환기(11b)에 연결하는 제1 팽창기구(11c)를 구비하고 있다.

제1 냉온풍기(12)는 제1 팽창기구(11c)와 연결하는 제3 열교환기(12a)와, 제3 열교환기(12a)의 하류에 설치하는 제1 급기팬(미도시)을 구비하고 있다.

한편, 제2 실외기(21)에는 제2 압축기(21a)와, 제2 압축기(21a)에 역시 4방밸브로 연결하는 제2 열교환기(21b)와, 제2 열교환기(21b)에 연결하는 제2 팽창기구(21c)를 구비하고 있다.

제2 냉온풍기(22)는 제2 팽창기구(21c)와 연결하는 제4 열교환기(22a)와, 제4 열교환기(22a)의 하류에 설치하는 제2 급기팬(미도시)을 구비하고 있다.

상기와 같은 독립적 유니터리 공기조화장치는 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 냉방운전시에는 각 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이상일 경우 에는 제1 압축기(11a)와 제2 압축기(21a)가 함께 운전하여 냉매를 압축한 후 각각 제1 열교환기(11b)와 제2 열교환기(21b)에서 응축하고, 이 냉매가스는 각 팽창기구(11c)(21c)를 통해 제3 열교환기(12a)와 제4 열교환기(22a)로 이동하여 각 열교환기(12a)(22a)를 통과하면서 제1 냉온풍기(12)와 제2 냉온풍기(22)의 각 배기덕트(14)(24)를 통해 유입되는 공기에 의해 각각 증발되어 냉풍을 발생하며, 이 냉풍은 제1 급기팬(미도시)과 제2 급기팬(미도시)에 의해 제1 급기덕트(13)와 제2 급기덕트(23)로 이동하면서 각 층(Z1,Z2)을 냉방한다. 이후 각 층(Z1,Z2)의 제1 배기덕트(14)와 제2 배기덕트(24)를 통해 각 냉온풍기(12)(22)로 순환되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 유니터리 공기조화장치의 다른 실시예는, 덕트(13,23)(14,24)에 영역조절기를 설치할 필요가 없어 설치나 제어가 용이하고 각 영역(Z1,Z2)을 독립적으로 냉난방할 수 있어 효율이 우수하나, 특별히 부하가 많은 공간에 별도의 냉난방기를 설치하기가 난해할 뿐만 아니라 실외기(11)(21)를 영역(Z1,Z2)별로 독립 설치함에 따라 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같은 종래 유니터리 공기조화장치의 또다른 실시예는 압축기의 용량의 한계를 극복하기 위하여, 대용량 압축기(31a) 및 소용량 압축기(31a')를 병렬로 연결하는데, 이를 제외하고는 종래 영역조절기를 갖는 유니터리 공기조화장치의 일실시예와 동일하다.

상기와 히트펌프형 유니터리 공기조화장치에서의 2대의 압축기는 다음과 같이 선택되어 작동된다.

각각의 실내기(32,32')로 유입, 토출되는 냉매의 각각의 온도차에 의하여 결정된 압축기의 운전 요구신호를 강(Y2) 또는 약(Y1)으로 산출하게 되고, 상기 압축기 운전 요구신호에 따라 다음 표와 같이 운전한다.

	1	2	3	4	5	6
Z1	Y1	0	Y1	Y2	0	0
Z2	Y1	Y1	Y2	Y2	Y2	0
선택신호	Y1	Y1	Y2	Y2	Y2	0
압축기가동여부	대용량 압축기 운전		대용량 압축기 및 소용량 압축기 운전			운전안함

상기 대용량(31a) 및 소용량 압축기(31a')를 선택적으로 운전함에 있어서, 두 영역에서 Y2가 없이 Y1의 신호만 있으면 소용량압축기(31a')만을 운전하고, 각 영역(Z1,Z2)에서 어느 한 곳이 Y2의 신호가 있으면 대용량 압축기 및 소용량 압축기(31a, 31a') 모두를 가동하도록 설정된다.

상기와 같이 압축기를 선택하여 운전함에 있어서는, Z1, Z2의 영역에서 각각 Y1의 신호가 감지되었을 때는 소용량 압축기(31a')만이 운전하게 된다. 그러나 실제 두 개의 각 영역에서 Y1의 신호가 송출되었을 경우에는 한 영역에서만의 Y2의 신호가 감지되었을 경우보다 전체 부하는 큰 것이나, 실제로 압축기의 운전 용량은 그와 반대가 되어 압축기의 운전량이 실제 부하와 달라지는 문제점이 있다. 따라서 2개 이상의 복수개의 압축기를 사용하는 경우에는 실제 부하에 따른 대응력이 떨어져 사용자의 쾌적성이 감소되며, 에너지효율 측면에서도 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 덕트형태의 기존 중앙집중식 냉난방기를 사용하면서도 보조 냉난방기가 필요한 공간에는 별도의 개별 냉난방기를 설치할 수 있는 혼합형 유니터리 공기조화장치에서 각각의 냉난방기의 부하신호에 대응되는 압축기를 선택하여 운전하게 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법은 복수개의 중앙집중식 냉온풍기에서의 압축기의 운전 요구신호 및 1개 이상의 개별 냉온풍기의 압축기의 운전 요구신호를 각각 감지하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계의 각각의 신호에 가중치를 부여하여 압축기 운전 요구신호를 수치화(압축기 용량값)하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계의 압축기 용량값에 따라 복수개의 병렬연결된 압축기를 선택하여 운전하는 제 3 단계로 구성된다.

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

도 6은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 모식도, 도 7은 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기의 일례를 보인 계통도, 도 8은 본 발명에 따 른 유니터리 공기조화기장치의 압축기 선택 운전방법을 나타낸 순서도, 도 9는 본 발명에 따른 유니터리 공기조화기장치의 압축기 선택 운전방법에 따라 압축기를 선택하는 일례를 나타낸 그래프이다.이다.

본 발명의 혼합형 유니터리 공기조화장치는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 건물의 외부에 설치하는 한 개의 실외기(110)와, 그 실외기(110)에 연결하여 지하실이나 별채 등 건물의 내부에 설치하는 복수 개의 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)와, 실외기(110)에 연결하여 부엌이나 옥탑방 등 건물의 특정 공간에 설치하는 개별 냉온풍기(140)로 구성한다.

여기서 상기 개별온풍기(140)은 프리조인트 형식으로 구성되어 사용자의 필요에 따라 부착 및 탈착이 용이하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 실외기(110)는 케이싱의 내부에 전체 압축기의 용량의 60%를 차지하는 제 1 압축기(111)와 전체 용량의 40%를 차지하는 제 2 압축기(111')를 각각 병렬로 설치하고, 상기 제 1, 2 압축기(111,111')의 일측에는 실외측 열교환기(112)를 설치하며, 실외측 열교환기(112)에는 냉매를 감압팽창하는 팽창기구(113)를 연결하여 설치하고, 실외측 열교환기(112)의 일측에는 외부의 공기를 흡입하여 상기한 실외측 열교환기(112)에 토출하는 송풍팬(미도시)으로 이루어진다.

상기 제 1, 2 압축기(111,111')는 두 개의 압축기를 사용할 수도 있으나, 건물의 넓이 등을 고려하여 세 개 이상의 압축기를 병렬로 연결하여 사용할 수도 있다. 또한, 도면으로 도시하지는 않았으나 병렬 연결하는 압축기를 각각 인버터 구동형 압축기와 정속 구동형 압축기 등 구동방식이 다른 압축기를 적용하는 것이 소 비전력을 줄이고 운전을 안정적으로 유지하는데 바람직하다. 또, 이 경우 두 압축기의 용량을 달리 하는 것이 운전 조건에 따라 풍량을 다양하게 조절할 수 있어 바람직하다.

또, 상기 제 1, 2 압축기(111,111')는 그 토출측에 냉매의 순환순서를 바꿔가면서 공기조화장치를 일종의 히트펌프인 냉풍기 또는 온풍기 등으로 사용할 수 있도록 4방밸브로 된 냉매절환밸브(117)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 실외측 열교환기(112)는 그 입구측과 출구측에 각각 후술할 실내측 열교환기(123)(133)의 개수와 동일한 냉매관을 병렬로 연결하고, 각 냉매관에는 냉매의 유통량을 조절하는 냉매조절밸브(114a)(114b)를 각각 설치한다. 이 냉매조절밸브(114a)(114b)는 제어부에 의해 그 개도를 자동으로 조절할 수 있도록 전자밸브를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 팽창기구(113)는 오리피스관을 이용할 수도 있으나, 경우에 따라서는 상기한 각 냉매관의 냉매 유통량을 조절하기 위한 전자밸브를 이용할 수도 있다.

중앙집중식 냉온풍기(120)(130)는 건물의 영역(Z1,Z2)마다에 각각 독립적으로 연결할 수 있도록 영역(Z1,Z2)의 개수에 대응하여 설치하는 것이 바람직하다. 예컨대 2층 건물이고 각 층별로 영역(Z1,Z2)을 구분하는 경우에는 건물의 각 층에 급기덕트(121)(131)와 배기덕트(122)(132)를 각각 독립적으로 매설하고, 그 각 급기덕트(121)(131)와 배기덕트(122)(132)를 각 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 케이싱에 독립적으로 연통 설치하여 이루어진다.

중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 케이싱에는 각각 급기덕트(121)(131)와 배 기덕트(122)(132)를 서로 연통하는 대략 "유(U)"자 모양의 공기유로(미도시)를 설치하고, 그 공기유로의 급기측에 각각 제1 실내측 열교환기(123)(133)를 설치하며, 각 실내측 열교환기(123)(133)의 하류측에는 냉풍 또는 온풍을 급기덕트(121)(131)에서 배기덕트(122)(132)로 순환 공급하는 제1 급기팬(미도시)을 설치한다.

상기 실내측 열교환기(123)(133)는 실외기(110)의 실외측 열교환기(112)와 폐곡선을 이루도록 각각 독립적으로 병렬 연결하되, 일측은 상기한 팽창기구(113)에 각각 병렬 연결한다.

개별 냉온풍기(140)는 통상적인 벽걸이형 또는 슬림형 또는 천장형 등 다양하게 형성할 수 있다. 또, 각각의 경우 케이싱의 내부에 상기한 실외측 열교환기(112)와 연결하는 제2 실내측 열교환기(141)를 설치하고, 그 제2 실외측 열교환기(141)의 하류측에 제2 급기팬(미도시)을 설치하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명 혼합형 공기조화장치는 다음과 같은 작동된다.

예를 들어 2층 주택의 경우, 냉방운전시에는 상기 제 1,2 압축기(111,111') 중 일부 또는 전부가 선택되어 기동하여 냉매를 압축하고, 이 냉매는 냉매절환밸브(117)를 거쳐 함께 실외측 열교환기(112)로 이동하여 응축된 후 팽창기구(113)를 통과한다. 이와 동시에 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 제1 실내측 열교환기(123)(133)에 연결된 냉매관의 전자밸브(114a,114b)(115a,115b)가 열리면서 응축된 냉매가 각각의 냉매관으로 나뉘어 상기한 제1 실내측 열교환기(123)(133)로 이동한 후 증발되어 냉풍을 발생하고, 이 냉풍은 급기팬(미도시)에 의해 급기덕트(121)(131)로 이동하여 각 영역의 토출구(121a)(131a)를 통해 각 층으로 공급된다. 반면 각 층(Z1,Z2)의 더운 공기는 흡기구(122a)(132a)를 통해 배기덕트(122)(132)로 흡입되었다가 각 중앙집중식 냉온풍기(120)(130)의 공기유로를 따라 이동하여 제1 실내측 열교환기(123)(133)를 통과하면서 다시 찬 냉풍으로 바뀌어 급기덕트(121)(131)로 순환 공급되는 일련의 과정을 반복한다.

한편, 각 층에서 특별히 부하가 많은 부엌이나 옥탑방의 경우에는 해당 전자밸브(116a,116b)를 열어 실외측 열교환기(112)와 팽창기구(113)를 통과한 냉매가 개별 냉온풍기(140)의 제2 실내측 열교환기(141)와 연결된 냉매관을 통해 그 제2 실내측 열교환기(141)로 이동하도록 하고, 이 냉매가 제2 실내측 열교환기(141)를 통과하면서 냉풍을 발생하여 상기한 제2 급기팬(미도시)에 의해 해당 공간(Z3)에 추가로 공급함으로써 특정 공간(Z3)에 대한 추가 냉방을 실시하도록 한다.

참고로, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매절환밸브에 의해 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

그리고 상기 제 1, 2 압축기(111,111')의 운전은 실내기의 부하의 용량에 따라 적절하게 압축기가 선택되어야 하는데, 이는 도 8에 도시된 순서도에 도시된 순서에 결정되어 운전된다.

Z1영역 및 Z2영역에 설치된 중앙집중식 냉온풍기(129,130)의 열교환기(123,124)에서 유입되는 냉매의 온도와 토출되는 냉매의 온도의 차이를 감지하고, 압축기의 운전 여부 및 운전 용량 나타내는 압축기 운전 요구신호는 2-stage 시스템으로 강(Y2) 또는 약(Y1) 및 무(0)로 송출하게 된다.(S10) 여기서 상기 압축기 운전 요구신호는 실내에 설치된 센서(미도시)에 의해 송출된다.

아울러 특정 공간(Z3)에 독립적으로 설치된 개별 냉온풍기(140)가 열교환기(141)에 유입되는 냉매의 온도 및 토출되는 온도를 감지하여 자동 또는 수동으로 운전 및 정지되도록 할 때, 압축기의 운전 여부를 결정하는 압축기 운전 요구신호를 온 또는 오프의 형태로 송출하게 된다.(S20) 여기서 상기 압축기 운전 요구신호는 DFS(Ducted Free System)에서와 같이 통신선으로 전달되도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 송출된 압축기의 운전 요구신호를 각각 감지하여 종합하고, 여기에 미리 결정된 가중치를 곱하여 압축기 운전 요구신호를 수치화(이하 압축기 용량값이라 한다)하여 값을 결정한다.(S30)

여기서는 상기 가중치를 상기 중앙집중식 냉온풍기에서 강 신호(Y2)는 2, 약 신호(Y1)는 1.3, 무 신호(0)는 0이고, 상기 개별 냉온풍기에서 온 신호는 0.8, 오프 신호는 0으로 한다.

상기 가중치는 약 신호(Y1)에 나오는 실제 부하의 요구량은 강 신호(Y2)에서 요구되는 실제 부하량에 대하여 0.65에 해당된다.

이렇게 수치화한 압축기 용량값이 4.0 이상인 경우에는 상기 제 1, 2 압축기를 모두 선택하여 100% 운전되게 하고, 압축기 용량값이 4.0 미만 2.8 이상인 경우에는 제 1 압축기만을 선택하여 전체의 60%가 운전되게 하고, 압축기 용량값이 2.8미만 0 이상인 경우에는 제 2 압축기만을 선택하여 전체의 40%가 운전되게 한다.(S40)

이렇게 선택된 압축기가 각각 운전되면(S50), 각각의 영역(Z1,Z2,Z3)의 부하 에 정확하게 대응되는 냉매가 냉난방사이클을 순환된다. 상기 과정에 따라 중앙집중식 냉온풍기 및 개별 냉온풍기의 압축기 운전 요구신호에 따른 모든 조합을 표로 나타내면 다음과 같다.

	Z1	Z2	Z3	압축기 용량합	선택된 압축기(%)
1	Y2	Y2	온	4.8	100
2	Y2	Y2	오프	4.0	100
3	Y2	Y1	온	4.1	100
4	Y2	Y1	오프	3.3	60
5	Y2	0	온	2.8	60
6	Y2	0	오프	2.0	40
7	Y1	Y2	온	4.1	100
8	Y1	Y2	오프	3.3	60
9	Y1	Y1	온	3.4	60
10	Y1	Y1	오프	2.6	60
11	Y1	0	온	2.1	40
12	Y1	0	오프	1.3	40
13	0	Y2	온	2.8	60
14	0	Y2	오프	2.0	40
15	0	Y1	온	2.1	40
16	0	Y1	오프	1.3	40
17	0	0	온	0.8	40

예를 들어, 도 9의 상단에 도시된 그래프에서와 같이 Z1, Z2, Z3 영역에서의 압축기 용량 요구신호 값이 감지된다면, 상기 표에 따라서 압축기 용량값이 도 9의 하단에 도시된 그래프와 같이 결정되고, 이에 따라 압축기 용량값이 4.0 이상인 경우에는 제 1, 2 압축기 모두를 운전시키도록 결정되는 A영역, 4.0 미만 2.8 이상인 경우에는 제 1 압축기만을 운전하도록 하는 B영역, 그리고 2.8미만 0 이상인 경우에는 제 2 압축기만을 선택하도록 하는 C영역으로 구분된다. 결국 상기 각 A, B, C영역에 따라 복수개의 압축기 중 일부 또는 전부가 선택되어 운전하게 된다.

나아가, 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나 압축기가 3개 이상이 병렬로 연결된 경우라도 상기의 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법에 따라 압축기 용량합을 계산하고, 이에 따라 미리 설정된 압축기의 운전 방식에 따 라 압축기를 선택 구동하면, 냉방 부하에 대응되도록 최적의 압축기를 선택 운전할 수 있게 된다. 또한, 서로 구동방식이 상이한 압축기를 설치한 경우라도, 최대 냉방부하의 합계 대비 절반(50%)을 초과하게 되는 경우에는 정속형 압축기를 구동시킴과 아울러 초과되는 냉방부하에 대응되게 인버터형 압축기가 구동되게 하기 위해, 상기의 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법에 따라 인버터형 압축기의 구동량을 결정할 수 있다.

나아가 중앙집중식 냉온풍기가 증가되거나, 2개 이상의 개별 냉온풍기가 장착 및 탈착되는 경우라도, 미리 설정된 조합에 의하여 압축기를 선택 운전할 수 있게 되므로, 실제 요구되는 부하에 정확하게 대응되도록 복수개의 압축기를 선택하여 운전할 수 있다.

그리고 상기 본 발명의 실시예에서와 달리, 압축기 운전 요구신호가 2-stage 이상으로 설정하고, 이에 따라 가중치를 재설정해 준다면, 실내 부하에 더욱 민감하게 대응하여 압축기를 구동시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법은, 복수개의 압축기 중 실제 요구되는 부하의 양에 대응되는 압축기를 정확하게 선택하여 운전함으로서, 소비자가 느끼는 쾌적성이 향상됨과 동시에 에너지 효율이 증가되는 이점이 있다.

또한, 한 개의 실외기에 중앙집중식 냉난방기는 물론 개별 냉난방기가 병렬 로 연결 설치되어 있음에도 불구하고, 각각의 부하에 가중치를 부여하여 압축기를 선택하게 되므로, 냉난방사이클을 순환하는 냉매가 각각의 실내기로 충분히 유입되도록 하는 이점이 있다.

Claims

복수개의 중앙집중식 냉온풍기에서의 압축기의 운전 요구신호 및 1개 이상의 개별 냉온풍기의 압축기의 운전 요구신호를 각각 감지하는 제 1 단계와;

상기 제 1 단계의 각각의 신호에 가중치를 부여하여 압축기 운전 요구신호를 수치화(압축기 용량값)하는 제 2 단계와;

상기 제 2 단계의 압축기 용량값에 따라 복수개의 병렬연결된 압축기를 선택하여 운전하는 제 3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 1 항에 있어서,

상기 중앙집중식 냉온풍기는 건물의 해당 영역별로 독립적으로 그 영역의 개수에 따라 설치되며, 중앙집중식 냉온풍기의 실외측 열교환기와 독립적으로 병렬 연결되고;

상기 개별 냉온풍기는 특정 장소마다 독립적으로 설치되며 실외측 열교환기와 독립적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 2 항에 있어서,

상기 복수개의 중앙집중식 냉온풍기에서의 압축기의 운전 요구신호는 강/약/ 무 3가지 신호로 감지되고, 상기 개별 냉온풍기의 압축기의 운전 요구신호는 온/오프의 신호로 감지되는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 3 항에 있어서,

상기 압축기의 운전요구신호에 따른 상기 약 신호의 가중치는 강 신호에 대하여 0.65인 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 3 항에 있어서,

상기 중앙집중식 냉온풍기는 2개의 영역을 각각 냉난방하고, 상기 개별 냉온풍기는 1개가 구비되고;

상기 복수개의 압축기는 전체 압축기의 용량의 60%에 해당되는 제 1 압축기와, 40%에 해당되는 제 2 압축기로 구성되고;

상기 가중치는 상기 중앙집중식 냉온풍기에서 강 신호는 2, 약 신호는 1.3, 무 신호는 0이고, 상기 개별 냉온풍기에서 온 신호는 0.8, 오프 신호는 0으로 하여,

상기 중앙집중식 냉온풍기 및 상기 개별 냉온풍기의 신호에 가중치를 각각 곱한 값의 합이 4.0 이상인 경우에는 상기 제 1, 2 압축기를 모두 운전하고, 4.0 미만 2.8 이상인 경우에는 제 1 압축기만을 운전하고, 2.8미만 0 이상인 경우에는 제 2 압축기만을 운전하는 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 복수개의 압축기는 상호 용량이 상이한 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 복수개의 압축기는 상호 구동 방식이 상이한 것을 특징으로 하는 혼합형 유니터리 공기조화장치의 압축기 선택 운전방법.