KR20070065709A - 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법 - Google Patents

냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 냉난방운전시, 운전 정지된 실내기에 대하여 난방용 개폐밸브와 전동팽창밸브를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 개폐밸브를 개방시켜 운전 정지된 실내기 내에 정체된 냉매를 배출시킴으로서 냉매부족현상을 방지할 수 있어 냉난방성능을 향상시킨다.
이를 위해 본 발명은 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기와 전동팽창밸브를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 각각 접속되는 고압가스관 저압가스관 및 액관과, 상기 고압가스관과 저압가스관에 각각 마련된 난방용 개폐밸브와 냉방용 개폐밸브를 갖춘 냉난방절환기를 구비하고, 전실 난방운전, 전실 냉방운전, 난방주체운전, 냉방주체운전을 수행하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기에 있어서, 운전 정지된 실내기가 있는지를 판단하고, 운전 정지된 실내기가 있는 경우, 운전 정지된 실내기의 난방용 개폐밸브와 전동팽창밸브를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 개폐밸브를 개방시키는 것을 특징으로 한다.

Description

냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법{CONTROL METHOD FOR SIMULTANEOUS COOLING-HEATING TYPE MULTI-TYPE AIR}
도 1은 종래 냉난방 동시형 멀티공기조화기 냉매사이클도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 냉매사이클도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기에서 운전 정지된 실내기 내의 냉매정체를 방지하기 위한 제어과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
도 3은 도 2의 난방주체운전 중에 일부 실내기가 운전 정지된 경우, 운전 정지된 실내기 내에 정체된 냉매를 배출하기 위한 작동을 설명하기 위한 작동도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
21:실외기 22:압축기
23:사방밸브 24:실외열교환기
25,30:전동팽창밸브 26:레시버탱크
27:어큐뮬레이터 28:실내기
29:실내열교환기 31:냉난방절환기
32:고압가스관 32A,32B,32C,32D: 전자밸브
33:저압가스관 33A,33B,33C,33D: 전자밸브
34, 액관
본 발명은 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방운전시, 정지 중인 실내기에 냉매가 정체되어 냉매사이클에서 냉매부족현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 사방밸브, 전동팽창밸브를 갖는 1개의 실외기(1)와, 실내열교환기(2A,2B,2C,2D), 전동팽창밸브(3A,3B,3C,3D)를 갖는 복수의 실내기(4)(일예로, 4개)와, 복수의 난방용 개폐밸브(5A,5B,5C,5D) 및 냉방용 개폐밸브(6A,6B,6C,6D)를 갖는 냉난방절환기(7)와, 이 냉난방절환기(7)를 통해 실외기와 실내기들 사이에 마련된 고압가스관(8), 저압가스관(9) 및 액관(10)을 포함한다.
이러한 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 냉난방절환기(7)의 여러 개의 냉난방 전자밸브(5A,5B,5C,5D)(6A,6B,6C,6D)를 선택적으로 개폐하여 각 실내기(4)의 냉매유입 또는 냉매유출을 조절함으로서 전체 실내기를 난방운전시키는 전실 난방운전, 전체 실내기를 냉방운전시키는 전실 냉방운전, 소수의 실내기는 냉방운전시키고, 나머지 다수의 실내기를 난방운전시키는 난방주체운전, 소수의 실내기를 난방 운전시키고, 나머지 다수의 실내기를 냉방운전시키는 냉방주체운전을 수행한다.
난방운전하는 경우, 실외기를 통하여 나온 냉매는 고압가스관을 통하여 난방용 개폐밸브를 지나 실내기의 실내열교환기로 유입된 후 전동팽창밸브를 거쳐 액관을 지나서 실외기로 다시 유입되어 난방사이클을 형성한다.
반면에, 냉방운전하는 경우, 실외기를 통하여 나온 냉매는 액관(12)을 통하여 실내기의 전동팽창밸브를 지나 실내열교환기로 유입된 후 냉방용 개폐밸브를 거쳐 가스관을 지나서 실외기로 다시 유입되어 난방사이클을 형성한다.
난방운전시, 냉난방절환기(7)에 의해 난방운전하는 난방실내기측 난방용 개폐밸브가 열림과 함께 동시에 냉방용 개폐밸브는 닫혀지며, 전동팽창밸브의 개도는 실내기의 온도에 따라 닫힘과 열림제어에 의해 조절된다. 반대로, 냉방운전시, 냉난방절환기(7)에 의해 냉방운전하는 냉방실내기측 냉방용 개폐밸브는 열림과 함께 동시에 난방용 개폐밸브는 닫혀지며, 전동팽창밸브의 개도는 실내기의 온도에 따라 닫힘과 열림제어에 의해 조절된다.
이때, 종래에는 냉방운전 또는 난방운전을 수행하다가 운전이 정지되면, 운전 정지된 실내기의 난방용 개폐밸브와 냉방용 개폐밸브가 닫혀짐은 물론 전동팽창밸브도 닫혀진다.
따라서, 실내기 운전 정지하는 순간에 실내열교환기로 이미 유입된 냉매는 실내기 내에 갇혀 정체되는 현상이 발생하게 되고, 이로 인해, 레시버가 없는 멀티공기조화기의 실외기의 경우에는 냉매부족현상이 생겨 냉난방 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉난방운전시, 운전 정지된 실내기가 있는 경우, 운전 정지된 실내기에서의 냉매정체로 인해 나타날 수 있는 냉매부족현상을 방지하여 냉난방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기와 전동팽창밸브를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 각각 접속되는 고압가스관 저압가스관 및 액관과, 상기 고압가스관과 저압가스관에 각각 마련된 난방용 개폐밸브와 냉방용 개폐밸브를 갖춘 냉난방절환기를 구비하고, 전실 난방운전, 전실 냉방운전, 난방주체운전, 냉방주체운전을 수행하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기에 있어서, 운전 정지된 실내기가 있는지를 판단하고, 운전 정지된 실내기가 있는 경우, 운전 정지된 실내기의 난방용 개폐밸브와 전동팽창밸브를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 개폐밸브를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
상기 냉방용 개폐밸브를 소정시간동안 개방시키고, 소정시간 경과 후 상기 냉방용 개폐밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.
상기 운전 정지된 실내기가 운전 정지되기 직전에 냉방운전 또는 난방운전을 수행한 경우, 상기 운전 정지된 실내기의 냉방용 개폐밸브를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 냉매사이클도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실외기(21)는 압축기(22), 사방밸브(23), 실외열교환기(24), 전동팽창밸브(25), 레시버탱크(26) 및 어큐뮬레이터(27)를 구비하며, 실내기(28)는 복수 개(본 실시의 형태에서는 4개) 마련되어 있으며 각각 실내열교환기(29A,29B,29C,29D)와 이에 직렬로 접속된 전동팽창밸브(30A,30B,30C,30D)를 구비하고 있으며 이 실내기(28)들이 실외기(21)와의 사이에 냉난방절환기(31)를 통해 고압가스관(32), 저압가스관(33) 및 액관(34)에 의해 접속된 구성으로 되어 있다.
여기서 고압가스관(32), 저압가스관(33) 및 액관(34)은 냉난방절환기(31)에 서 분기시킬 수 있으며 분기된 액관(34)은 실내기(28)의 전동팽창밸브(30A,30B,30C,30D)에 각각 접속되어 있다. 또한 고압가스관(32) 및 저압가스관(33)은 각각 냉난방절환기(31)에서의 절환밸브로서의 난방용 개폐밸브(32A,32B,32C,32D)와 냉방용 개폐밸브(33A,32B,32C,32D)를 통해 실내기(28)의 실내열교환기(29A,29B,29C,29D)에 접속되는 동시에 이 난방용 개폐밸브(32A,32B,32C,32D)와 냉방용 개폐밸브(33A,32B,32C,32D)들보다 실외기(21)와 가까운 측에서 전자밸브(35A) 및 캐필러리 튜브(35B)를 통해 서로 접속 가능하게 되어 있다. 한편 이 전자밸브(35A)는 전폐 가능한 압력기구인 것이 바람직하며, 예를 들어 전폐 가능한 전동팽창밸브 등이 바람직하다.
한편, 실외기(21)에서는, 저압가스관(33)이 어큐뮬레이터(27)를 통해 압축기(22)의 흡입측에 접속되는 동시에 실외열교환기(24)와 전동팽창밸브(25)는 직렬로 접속되어 있고 이 전동팽창밸브(25)에 액관(34)이 레시버탱크(26)를 통해 접속되어 있다. 한편, 본 실시의 형태에 따른 실외열교환기(24)는 복수 개(도면에서는 2개)의 열교환기가 병렬로 접속된 구성으로 되어 있다. 또한 이 실외열교환기(24)들과 액관(34) 사이에는 레시버탱크(26)보다 실외열교환기(24)와 가까운 측에 본 실시의 형태에서 유량조정밸브로서 기능하는 전자밸브(36A)가 역지밸브(36B)와 함께 전동팽창밸브(25)와 병렬로 접속되고 있어 냉방운전시 등에는 실외열교환기(24)로부터 나온 액냉매가 이 전자밸브(36A) 및 역지밸브(36B)를 통과하고 전동팽창밸브(25)를 바이패스하도록 할 수 있으며 난방운전시 등에는 이 바이패스가 폐쇄되어 냉매가 전동팽창밸브(25)를 통과할 수 있도록 되어 있다.
그리고 실외기(21)의 사방밸브(23)는 그 제1 포트(23A)가 압축기(22)의 토출측에 오일 세퍼레이터(37)를 통해 접속되는 동시에 제2포트(23B)는 실외열교환기(24), 전동팽창밸브(25) 및 레시버탱크(26)를 통해 액관(34)에 접속되며 또한 제3포트(23C)는 고압가스관(32)에, 제 4 포트(23D)는 저압가스관(33)에 각각 접속되어 있다. 또한 이 중 제2 포트(23B)와 액관(34) 사이에서는 고압 분기관(38)이 분기되어 고압가스관(32)에 접속되어 있으며 특히 본 실시의 형태에서는 이 고압 분기관(38)은 사방밸브(23)의 제2 포트(23B)와 실외열교환기(24) 사이에서 분기되어 있다.
또한, 고압 분기관(38)에는 본 실시예에서 전자밸브로서 기능하는 전자밸브 (38A)가 고압가스관(32)측으로부터의 냉매의 역류를 방지하는 역지밸브(38B)와 함께 설치되어 있다. 또한 사방밸브(23)의 제3포트(23C)와 고압가스관(32) 사이에도, 이 고압가스관(32)과 고압 분기관(38)의 접속부보다 사방밸브(23)에 가까운 측에 역시 고압가스관(32)측으로부터의 냉매의 역류를 방지하는 역지밸브(39)가 설치되어 있다. 또한 사방 밸브(23)의 제4 포트(23D)는 어큐뮬레이터(27)보다 하류측(실내기(28)측)에서 저압가스관(33)에 접속되어 있다.
참고로, 전반적인 전실냉방운전, 전실난방운전, 냉방주체운전, 난방주체운전을 제어하는 제어부는 실내외온도와 입출구온도 등의 각종 센서 정보에 의해서 사방밸브, 각각의 전자밸브, 각각의 냉난방용 개폐밸브, 각각의 전동팽창밸브 등의 각종 밸브들과 압축기 등의 각종 장치들을 제어한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티공기조화기는 복수의 실내기(28)의 다수(도 2에서는 하측의 3개)가 난방 운전되고 나머지 실내기(28)(도2에서는 최상측 1개)가 냉방 운전되는 난방 주체운전시에는 사방밸브(23)는 그 제1 포트(23A)와 제3포트(23C)가 접속되는 동시에 제2 포트(23B)와 제 4 포트(23D)가 접속된다. 즉, 난방 주체운전시에는 실외기(21) 측에서는 사방밸브(23)의 제1, 제 3포트(23A), (23C) 상호간과 제2, 제 4 포트(23B), (23D) 상호간이 각각 접속되는 동시에 고압 분기관(38)의 전자밸브(38A)는 닫힌다.
또한 실내기(28) 측에서는 난방 운전되는 실내기(28)의 경우에는 냉난방절환기(31)에서 그 고압가스관(32)의 난방용 개폐밸브(32B,32C,32D)가 열림과 동시에 저압가스관(33)의 냉방용 개폐밸브(33B,33C,33D)는 닫힌다. 반대로, 냉방 운전되는 실내기(28)의 고압가스관(32)의 난방용 개폐밸브(32A)는 닫혀짐과 동시에 저압가스관(33)의 냉방용 개폐밸브(33A)가 열린다.
이러한 난방 주체운전시의 경우, 압축기(22)로부터 토출되는 냉매는 도 3의 화살표로 나타낸 바와 같이, 사방밸브(23)의 제1, 제3포트(23A), (23C)를 거쳐 역지밸브(39)를 통해 고압가스관(32)으로 공급되며, 또한, 냉난방절환기(31)의 난방용 개폐밸브(32B,32C,32D)로부터 난방 운전하는 실내기(28)의 실내열교환기(29B,29C,29D)로 공급되어 응축됨으로써 실내를 난방시키며 전동팽창밸브(30B,30C,30D)를 통해 액관(34)으로 보내진다. 여기서, 액관(34)으로 보내진 냉매의 일부는 냉방운전하는 실내기(28)로 공급되고 그 실내열교환기(29A)에서 증발됨으로써 실내를 냉방시키며, 전동팽창밸브(30A)를 통해 저압가스관(33)으로 보내진다. 저압가스관(33)으로 보내진 냉매는 저압가스관(33)을 지나 어큐뮬레이터(27)를 거쳐 압축기(22)의 흡입측으로 순환될 수 있다. 또한, 액관(34)으로 보내진 나머지 냉매도 실외기(21)측으로 되돌아와 레시버탱크(26), 전동팽창밸브(25)를 거쳐 실외열교환기(24)에 의해 증발되며 이어서 사방밸브(23)의 제3, 제4 포트(23C), (23D)를 거쳐 저압가스관(33)으로부터 어큐뮬레이터(27)을 통해 압축기(22)로 순환될 수 있다.
이때, 일예로, 냉방운전하고 있던 실내기(28)(도2에서는 최상측 실내기)가 운전 정지하면, 상술한 바와 같이, 종래에는 이미 닫혀진 난방용 개폐밸브(32A)의 닫힘상태를 유지함과 함께 전동팽창밸브(30A) 및 냉방용 개폐밸브(33A)도 함께 닫기 때문에 운전 정지된 실내기(28)의 실내열교환기(29A)에 이미 유입된 냉매가 갇 혀 정체되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 도 3과 같이, 냉난방운전시, 운전 정지된 실내기가 있는지를 판단하고(S100), 운전 정지된 실내기가 있는 경우, 운전 정지된 실내기의 냉매의 유입을 방지하도록 운전 정지된 실내기의 고압가스관측의 난방용 개폐밸브를 폐쇄시킴과 함께 전동팽창밸브를 폐쇄시키고(S101,S102), 상대적으로 고압인 운전 정지된 실내기의 실내열교환기에 정체된 냉매가 상대적으로 저압인 저압가스관으로 배출되도록 저압가스측의 냉방용 개폐밸브를 개방시킨다(S103). 이때, 냉방용 개폐밸브를 오랜 시간동안 개방시키면 밸브손상이 우려되므로, 실험에 의해 정체된 냉매가 충분히 배출될 수 있는 시간동안 개방시킨 후 이 후 냉방용 개폐밸브를 폐쇄시킨다(S104, S105).
좀더 상세히 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 난방용 개폐밸브(32A) 및 전동팽창밸브(30A)의 닫힘 상태를 계속 유지한 상태에서, 냉방용 개폐밸브(33A)를 개방시켜 운전 정지된 실내기(28)의 실내열교환기(29A)에 갇혀 정체된 냉매가 상대적으로 저압인 저압가스관(33)을 거쳐 압축기(22) 흡입측으로 자연 배출되도록 함으로서 냉매정체로 인한 냉매부족현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 냉방운전하던 중에 운전 정지된 실내기 내에 정체된 냉매를 배출시키는 것에 한정되지 않으며, 난방운전하던 중에 운전 정지된 실내기에 대해서도 동일하게 적용된다. 즉, 일예로, 실내기(28)(도 2에서의 두 번째 실내기)가 운전 정지된 경우, 난방용 개폐밸브(32B) 및 전동팽창밸브(30B)를 닫고, 냉방용 개폐밸브(33B)를 개방시켜 운전 정지된 실내기(28)의 실내열교환기(29B)에 갇혀 정체 된 냉매가 상대적으로 저압인 저압가스관(33)을 거쳐 압축기(22) 흡입측으로 자연 배출될 수 있도록 함으로서 냉매정체로 인한 냉매부족현상이 발생하는 것을 방지한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 냉난방운전시, 운전 정지된 실내기애 대하여 난방용 개폐밸브와 전동팽창밸브를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 개폐밸브를 개방시켜 운전 정지된 실내기 내에 정체된 냉매를 배출시킴으로서 냉매부족현상을 방지할 수 있어 냉난방성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 실외열교환기를 구비한 실외기와, 실내열교환기와 전동팽창밸브를 각각 구비하고, 상기 실외기에 연결된 복수의 실내기와, 상기 실외기와 상기 복수의 실내기 사이에 각각 접속되는 고압가스관 저압가스관 및 액관과, 상기 고압가스관과 저압가스관에 각각 마련된 난방용 개폐밸브와 냉방용 개폐밸브를 갖춘 냉난방절환기를 구비하고, 전실 난방운전, 전실 냉방운전, 난방주체운전, 냉방주체운전을 수행하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기에 있어서,
    운전 정지된 실내기가 있는지를 판단하고, 운전 정지된 실내기가 있는 경우, 운전 정지된 실내기의 난방용 개폐밸브와 전동팽창밸브를 폐쇄시킴과 함께 냉방용 개폐밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉방용 개폐밸브를 소정시간동안 개방시키고, 소정시간 경과 후 상기 냉방용 개폐밸브를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 운전 정지된 실내기가 운전 정지되기 직전에 냉방운전 또는 난방운전을 수행한 경우, 상기 운전 정지된 실내기의 냉방용 개폐밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 동시형 멀티공기조화기의 제어방법.
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