KR20070031653A - 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(S)/압력(Q)이 소정온도(T)/소정압력(P)보다 큰 경우(S20), 핫가스밸브를 개방하여 압축기에서 토출된 냉매 중 일부를 어큐뮬레이터로 바이패스 시킴으로서, 고온으로 인해 압축기가 손상되는 것을 방지할 뿐만 아니라 고압으로 인해 공기조화기의 성능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법{Process for preventing rising of pressure in multi type air conditioner}
도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도
도 2는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 구성도
도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법이 도시된 순서도
도 4는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 구성도
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
11, 12, 13, 14 : 실내기 21, 22 : 실외기
51 : 실내열교환기 54 : 실내 전자팽창밸브
61 : 어큐뮬레이터 62 : 인버터 압축기
63 : 정속압축기 64 : 오일분리기
65 : 사방밸브 66 : 모세관
70 : 실외열교환기 74 : 실외 전자팽창밸브
80 : 과냉각장치 90 : 리퀴드 인젝션장치
100 : 핫가스배관 101 : 온도센서
102, 104 : 압력센서 105 : 모세관
106 : 핫가스밸브
본 발명은 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기의 토출 측 냉매의 온도/압력이 기준치 이상으로 상승되는 경우 압축기에서 토출되는 냉매 중 일부가 어큐뮬레이터 측으로 바이패스되도록 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법에 관한 것이다.
종래 멀티형 공기조화기는 하나 이상의 실외기 및 복수개의 실내기로 구성되고, 상기 실내기 및 상기 실외기는 냉매배관을 통해 연결된다.
도 4는 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 구성도이다.
종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 실외기는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 실외기(1)(2)(3)와 복수개의 실내기가 냉매배관을 통해 연결되고, 상기 실외기(1)(2)(3)는 상기 실내기의 부하에 대응하여 적어도 하나 이상이 구동된다.
여기서 상기 실외기(1)는 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(4)와, 상기 어큐뮬레이터(4)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(5)(6)와, 상기 압축기(5)(6)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선 택하는 사방밸브(7)와, 상기 사방밸브(7)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(8)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 압축기(5)(6)는 냉매의 압축 용량을 가변시켜 토출할 수 있는 인버터압축기(5)와, 일정용량의 냉매만을 토출하는 정속압축기(6)로 구성되고, 나머지 실외기(2)(3)는 상기 실외기(1)와 달리 2개의 정속압축기(6)가 설치된다.
여기서 복수개의 실내기 중 어느 하나의 실내기만 구동되고, 상기 실내기의 부하에 대응되어 상기 실외기(1)가 구동되는 경우, 상기 제어부는 상기 실외기(1)가 설치된 실외온도 및 상기 인버터압축기(5)에서 토출된 냉매의 토출온도에 따라 상기 인버터압축기(5)를 온/오프 시킨다.
예를 들어 실외온도가 15℃이상이고 상기 인버터압축기(5)의 토출 온도가 95℃ 이상인 경우, 상기 인버터압축기(5)가 과부하상태인 것으로 판단하여 상기 인버터압축기(5)의 구동을 정지시킨다.
그런데, 상기 실외온도가 15℃ 이하임에도 불구하고 태양광이 상기 실외기(1) 또는 상기 압축기(5)(6)를 직접 비추는 경우, 압축기(5)(6)의 온도가 상승되어 상기 제어부가 예상한 토출압력보다 실제 토출압력이 상승되는 문제점이 있다.
그래서 이와 같이 토출압력이 상승된 상태에서 공기조화기가 구동되는 경우 공기조화기의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
더불어 종래와 같이 상기 멀티형 공기조화기의 고압 상승방지를 위해 실외온도를 기준으로 하는 경우, 다양한 필드조건을 만족시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 상기 제어되는 압축기가 빈번하게 온/오프되어 효율이 저하되는 문제점이 있 다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 압축기의 토출 측 냉매의 온도/압력이 기준치 이상으로 상승되는 경우 압축기에서 토출되는 냉매 중 일부가 어큐뮬레이터 측으로 바이패스되도록 핫가스밸브를 개방시키는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 압축기에서 토출되는 냉매의 토출압력(Q)과 제어부에 저장된 소정압력을 비교하는 단계(S20)와; 상기 토출압력(Q)이 상기 소정압력(P)보다 큰 경우, 상기 압축기에서 토출된 냉매 중 일부가 어큐뮬레이터 측으로 바이패스되도록 핫가스밸브를 개방하는 단계(S30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 압축기에서 토출되는 냉매의 토출압력(Q)과 제어부에 저장된 소정압력을 비교하는 단계(S60)와; 상기 토출압력(Q)이 상기 소정압력(P)보다 큰 경우, 상기 멀티형 공기조화기의 전자팽창밸브를 오픈시키는 단계(S70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 도시된 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법이 도시된 순서도이다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 건물의 실내에 설치되는 다수개의 실내기(11)(12)(13)(14)와, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에 연결되는 실외기(21)(22)(23)로 구성되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)와 상기 실외기(21)(22)(23)는 냉매배관(30)(40)을 통해 연결되며, 상기 실외기(21)(22)(23)는 상기 실내기(11)(12)(13)(14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 상기 실내기(11)(12)(13)(14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 상기 실외기(21)(22)(23)의 작동 개수 및 상기 실외기(21)(22)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.
여기서 상기 실내기(11)(12)(13)(14)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기(51)와, 상기 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 실외기(21)(22)(23)는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1, 2, 3 실외기(21)(22)(23)로 구성되고, 실내기로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하 는 어큐뮬레이터(61)와, 상기 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62)(63)(67)와, 상기 압축기(62)(63)(67)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 상기 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 제 1 실외기(21)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 상기 제 2, 3 실외기(22)(23)에는 정속압축기(67)만이 복수개 구비되며, 상기 인버터압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 상기 정속압축기(63)(67)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.
더불어 상기 인버터압축기(62)는 상기 제 1 실외기(21) 압축용량의 70%를 담당하고, 상기 제 1 실외기(21)에 설치된 정속압축기(63)는 나머지 30%를 담당하며, 나머지 실외기(22)(23)의 정속압축기(67)는 각각 50%의 압축용량을 담당한다.
특히 상기 압축기(62)(63)(67)에서 흡입/토출되는 냉매의 압력을 감지하기 위해, 상기 어큐뮬레이터(61)의 입구 측 냉매배관(61') 및 상기 압축기(62)(63)(67)의 토출 측 냉매배관(62")에는 각각 압력센서(102)(104)가 설치된다.
더불어 상기 실외기(21)(22)(23)에는 상기 사방밸브(65)를 중간에 두고, 상기 어큐뮬레이터(61)의 입구 측 냉매배관(61')과 상기 압축기(62)(63)(67)의 토출 측 냉매배관(62")을 연결하는 핫가스배관(hot gas pipe, 100)이 설치되고, 상기 핫가스배관(100)에는 모세관(105) 및 핫가스밸브(106)가 설치된다.
여기서 상기 핫가스배관(100)은 상기 압축기(62)(63)(67)에서 토출된 기체 냉매의 토출온도 및 토출압력이 소정 기준 값보다 고온/고압일 경우 상기 고온의 기체냉매를 바이패스하여 상기 어큐뮬레이터(61)로 이동시키기 위한 배관이고, 제어부는 상기와 같은 경우 상기 핫가스밸브(106)를 제어한다.
그리고 상기 압축기(62)(63)(67)의 토출 측 냉매배관에는 토출된 냉매의 온도를 감지하는 온도센서(101)가 설치된다.
한편, 상기 압축기(62)(63)와 상기 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)의 흡입측에 연결된다.
특히 상기 오일분리기(64)는 상기 압축기(62)(63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 상기 압축기(62)(63)에 공급함으로서 상기 압축기(62)(63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고 상기 오일분리기(64)와 상기 압축기(62)(63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 상기 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.
그리고 상기 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 상기 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관(30)에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 상기 실내열교환기(51)기로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 상기 압축기(62)(63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.
여기서 상기 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 상기 실외열교환기에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 상기 실외열교환기(70)로 유입되기 전 에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.
한편, 냉매배관(30")에는 상기 냉매배관(30") 내부의 습기를 제거하기 위한 드라이어(110)가 설치되고, 상기 드라이어(110)를 통과하는 냉매는 상기 냉매배관(30")에서 바이패스 되어 상기 실내열교환기(51) 측으로 유동된다.
이하, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저 멀티형 공기조화기가 운전되는 경우(S10), 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(S) 또는 상기 토출되는 냉매의 압력(Q)을 제어부에 저장된 소정온도(T) 또는 소정압력(P)과 비교하는 단계(S20)와, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 온도(S) 및 압력(Q)이 상기 소정온도(T) 및 상기 소정압력(P)보다 큰 경우, 실외기에 설치된 핫가스밸브(106)를 개방하는 단계(S30)와, 상기 핫가스밸브(106)가 개방되고 소정시간이 경과한 후에 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(S) 또는 상기 토출되는 냉매의 압력(Q)을 제어부에 저장된 소정온도(T) 또는 소정압력(P')과 다시 비교하는 단계(S40)와, 상기 토출된 냉매 온도(S) 및 압력(Q)이 상기 제어부에 저장된 소정온도(T) 및 상기 소정압력(P')보다 작은 경우 핫가스밸브(106)를 폐쇄하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.
여기서 상기 압축기의 온도/압력 제 1 비교단계(S20)는 상기 온도센서(101) 및 상기 압력센서(104)로부터 측정된 온도(S) 및 압력(Q)을 상기 제어부에 저장된 소정온도(T) 및 압력(P)과 비교하는 단계이고, 상기 비교된 온도(S)(T) 또는 압력 (P)(P') 중 적어도 어느 하나가 상기 비교조건을 만족하는 경우 상기 핫가스밸브 개방단계(S30)로 이행된다.
특히 제어부에 저장된 상기 소정온도(T)는 압축기의 손상을 방지하기 위해 설정된 온도로서 본 실시예에서는 95℃이고, 상기 소정압력(P)은 실외의 필드조건, 냉매 오 봉입 또는 공기조화기의 특별한 운전상황 등에서 비 정상적으로 압축기의 토출압력이 증가되는 것을 판별하기 위한 값으로서 본 실시예에서는 2284kPa이다.
한편, 멀티형 공기조화기에서 압축기의 토출압력이 비정상적으로 상승되는 예는 복수개의 실내기 중 어느 하나만이 구동되고, 실외조건이 상온으로 높게 형성되었을 때 작동되는 상기 실내기가 난방 운전되는 경우이다.
그래서 상기 압축기의 온도/압력 제 1 비교단계(S20)의 조건 중 적어도 어느 한 조건이 만족되는 경우, 제어부는 상기 핫가스밸브(106)를 개방하여 상기 압축기에서 토출된 냉매 중 일부가 핫가스배관(100)을 거쳐 어큐뮬레이터(61)로 바이패스되게 한다.(S30)
그리고 소정 시간이 경과된 후 제어부는 상기 온도센서(101) 및 상기 압력센서(104)를 통해 압축기에서 토출된 냉매의 온도(S)/압력(Q)을 다시 측정하고, 상기 측정된 온도(S)/압력(Q)을 압축기의 온도/압력 제 2 비교단계(S40)에서 다시 비교한다.
여기서 상기 압축기의 온도/압력 제 2 비교단계(S40)의 소정온도(T)는 그대로 95℃로 유지되나 상기 소정압력(P')은 상기 제 1 비교단계(S20)의 압력보다 낮은 1853kPa이고, 상기 핫가스배관(100)을 통해 압축기에서 토출된 냉매가 충분히 순환되는 경우 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 압력은 충분히 낮아져야 한다.
그리고 상기 압축기의 온도/압력 제 2 비교단계(S40)에서 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 제 2 비교조건을 모두 만족하는 경우, 상기 압축기의 토출압력 및 온도가 충분히 낮아진 것으로 판단하고 상기 핫가스밸브(106)를 폐쇄한다.
그러나 상기 압축기의 온도/압력 제 2 비교단계(S40)에서 상기 압축기의 토출 냉매가 상기 제 2 비교조건 중 적어도 어느 하나를 만족하지 않는 경우, 제어부는 압축기의 토출 냉매 온도(S)와 토출 압력(Q)을 제어부에 저장된 소정온도(T) 및 소정압력(P)과 비교하는 압축기의 온도/압력 제 3 비교단계(S60)를 수행한다.
여기서 압축기의 온도/압력 제 3 비교단계(S60)는 상기 핫가스밸브(106)를 개방하였음에도 불구하고 압축기의 온도/압력이 낮아지지 않는 경우를 판단하기 위한 것으로서, 상기 핫가스밸브(106)를 개방한 후에도 실외 필드조건 또는 실내/외기의 조건에 의해 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 온도/압력이 낮아지지 않는 경우 상기 멀티형 공기조화기의 전자팽창밸브(54)(74)를 오픈시킨다.(S70)
특히, 상기 전자팽창밸브(54)(74)는 작동 중인 실내기는 물론 작동되지 않는 실내기의 전자팽창밸브(54)(74)까지 모두 개방시키는 것이 바람직하다.
그래서 전자팽창밸브 오픈단계(S70)에서 모든 전자팽창밸브가 오픈되면, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 멀티형 공기조화기의 각 실내/외기로 순환되면서 온도/압력이 저하된다.
여기서 상기 제어부는 상기 전자팽창밸브(54)(74)를 약 1분 정도 오픈시켜 상기 토출 냉매의 온도/압력을 안정화시킨다.
한편 상기 압축기의 온도/압력 제 3 비교단계(S60)의 소정압력(P) 대신 상기 제 2 비교단계(S60)의 소정압력(P')을 적용하여도 무방하다.
그래서 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 압축기에서 토출되는 냉매의 온도(S)/압력(Q)이 소정온도(T)/소정압력(P)보다 큰 경우(S20), 핫가스밸브를 개방하여 압축기에서 토출된 냉매 중 일부를 어큐뮬레이터로 바이패스 시킴으로서, 고온으로 인해 압축기가 손상되는 것을 방지할 뿐만 아니라 고압으로 인해 공기조화기의 성능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.
특히 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 실외기온이 따뜻할 때 실내기 중 하나가 난방운전되는 경우, 핫가스밸브를 제어함으로서 압축기의 토출 측에서 발생되는 과부하 및 고압의 발생을 해소하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 압축기의 토출 측에서 온도/압력이 비정상적으로 높게 형성되는 경우, 종래와 같이 압축기를 정지시키는 대신 압축기를 구동시키면서 고온/고압을 해소하기 때문에 빈번한 압축기의 온/오프를 방지하고, 이를 통해 공기조화기의 성능 저하를 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 핫가스밸브를 작동시키는 비교기준으로 종래와 같이 필드조건에 따라 변경되는 실외온도를 기준으로 하는 대신 압축기에서 토출되는 냉매의 토출압력을 기준으로 핫개스밸브를 작동시키기 때문에, 외부조건에 의한 오차를 최소화하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법은 핫가스밸브를 개방하였음에도 불구하고 압축기의 고온/고압이 해소되지 않는 경우, 멀티형 공기조화기의 전자팽창밸브를 오픈하여 냉매를 순환시킴으로서 상기 고온/고압을 신속하게 해소시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 압축기에서 토출되는 냉매의 토출압력(Q)과 제어부에 저장된 소정압력을 비교하는 단계(S20)와;
    상기 토출압력(Q)이 상기 소정압력(P)보다 큰 경우, 상기 압축기에서 토출된 냉매 중 일부가 어큐뮬레이터 측으로 바이패스되도록 핫가스밸브를 개방하는 단계(S30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핫가스밸브 개방단계(S30) 후에 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력(Q)이 제어부에 저장된 소정압력(P')보다 낮은 경우, 상기 개방된 핫가스밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 핫가스밸브 개방단계(S30) 후에도 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력(Q)이 제어부에 저장된 소정압력보다 낮아지지 않는 경우, 상기 멀티형 공기조화기의 전자팽창밸브를 오픈시키는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전자팽창밸브 오픈단계(S70)는 상기 멀티형 공기조화기에서 구동되지 않던 나머지 실내/외기의 전자팽창밸브도 개방시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비교단계(S20)는 압축기에서 토출되는 냉매의 토출온도(S)를 제어부에 저장되는 소정온도(T)와 비교하는 조건을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 비교단계(S20)는 상기 냉매의 토출온도(S)가 상기 소정온도(T)보다 큰 조건 또는 상기 냉매의 토출압력(Q)이 상기 소정압력(P) 보다 큰 조건 중 적어도 어느 하나의 조건이 만족되는 경우,
    다음 단계(S30)로 이행되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상 승 방지방법.
  7. 압축기에서 토출되는 냉매의 토출압력(Q)과 제어부에 저장된 소정압력을 비교하는 단계(S60)와;
    상기 토출압력(Q)이 상기 소정압력(P)보다 큰 경우, 상기 멀티형 공기조화기의 전자팽창밸브를 오픈시키는 단계(S70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기의 고압상승 방지방법.
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