KR20070098442A - Air-conditioning system and controlling method for the same - Google Patents
Air-conditioning system and controlling method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070098442A KR20070098442A KR1020060112718A KR20060112718A KR20070098442A KR 20070098442 A KR20070098442 A KR 20070098442A KR 1020060112718 A KR1020060112718 A KR 1020060112718A KR 20060112718 A KR20060112718 A KR 20060112718A KR 20070098442 A KR20070098442 A KR 20070098442A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refrigerant
- compressor
- compressors
- conditioning system
- air conditioning
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/022—Compressor control arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/006—Accumulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/06—Details of flow restrictors or expansion valves
- F25B2341/062—Capillary expansion valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
- F25B2400/0751—Details of compressors or related parts with parallel compressors the compressors having different capacities
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/02—Increasing the heating capacity of a reversible cycle during cold outdoor conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
- F25B2600/0253—Compressor control by controlling speed with variable speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 구성도1 is a schematic view showing an air conditioner according to the prior art
도 2는 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 관한 제1 실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.2 is a configuration diagram schematically showing a first embodiment of an air conditioning system according to the present invention;
도 3은 도 2의 공기조화 시스템의 압력-엔탈피 선도.3 is a pressure-enthalpy diagram of the air conditioning system of FIG.
도 4는 도 2의 공기조화 시스템에 구비된 압축기를 개략적으로 나타낸 종단면도.Figure 4 is a longitudinal sectional view schematically showing a compressor provided in the air conditioning system of FIG.
도 5는 도 2의 공기조화 시스템에 구비된 압축기의 운전모드를 나타내는 도면.5 is a view showing an operation mode of the compressor provided in the air conditioning system of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 관한 제2 실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도6 is a configuration diagram schematically showing a second embodiment of an air conditioning system according to the present invention;
도 7은 도 6의 공기조화 시스템에 구비된 압축기의 운전모드를 나타내는 도면. FIG. 7 is a diagram illustrating an operation mode of a compressor included in the air conditioning system of FIG. 6.
도 8은 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 관한 제3 실시 예를 개략적으로 나타낸 구성도.8 is a configuration diagram schematically showing a third embodiment of an air conditioning system according to the present invention;
도 9는 도 8의 공기조화 시스템에 구비된 압축기의 운전모드를 나타내는 도 면.9 is a view showing an operation mode of the compressor provided in the air conditioning system of FIG.
도 10은 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 성능을 나타내는 그래프.10 is a graph showing the performance of the air conditioning system according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 제1 압축기 110:제1 압축기의 제1 압축부100: first compressor 110: first compression unit of first compressor
120: 제1 압축기의 제2 압축부 200:4방 밸브120: second compression unit 200: four-way valve of the first compressor
300:응축기 410:제1 팽창밸브300: condenser 410: first expansion valve
420:제2 팽창밸브 500:상 분리기420: second expansion valve 500: phase separator
600:증발기 711: 제1 기상냉매관600: evaporator 711: first vapor refrigerant tube
713: 제1 분지관 715: 제2 분지관713:
721:액상 냉매관 731: 온/오프밸브721: liquid refrigerant pipe 731: on / off valve
741: 제1 중간 냉매관 742:제2 중간 냉매관741: first intermediate refrigerant tube 742: second intermediate refrigerant tube
본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전영역을 확대시킬 수 있는 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 공기조화기는 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 과정을 수행함에 따라 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 상기 공기조화기는 실외기에 1대의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화기와, 실외기에 다수대의 실내기가 연결되는 멀티형 공기조화기로 구분된다. 또한, 공기조화기는 냉매사이클을 일방향으로만 가동하여 실내에 냉기만을 공급하도록 냉방용 공기조화기와, 냉매사이클을 양방향으로 선택적으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉난방 공기조화기로 구분된다.In general, an air conditioner is a device for cooling or heating an indoor space by performing a process of compressing, condensing, expanding, and evaporating a refrigerant. The air conditioner is classified into a conventional air conditioner in which one indoor unit is connected to the outdoor unit, and a multi-type air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to the outdoor unit. In addition, the air conditioner is classified into a cooling air conditioner for operating only one direction of the refrigerant cycle to supply only cold air to the room, and a cooling and heating air conditioner for supplying cold or warm air to the room by selectively operating the refrigerant cycle in both directions.
도 1을 참조하여, 종래 기술에 따른 공기조화기의 구성을 간단하게 설명한다.Referring to Figure 1, the configuration of the air conditioner according to the prior art will be briefly described.
상기 공기조화기는 기본적으로 압축기(10), 응축기(30), 팽창밸브(40), 증발기(60), 4방 밸브(20)로 구성되는 냉동사이클을 형성한다. 그리고, 상술한 구성요소들은 냉매가 흐르는 통로역할을 하는 연결배관(70)에 의하여 연결된다.The air conditioner basically forms a refrigeration cycle consisting of a compressor (10), a condenser (30), an expansion valve (40), an evaporator (60), a four-way valve (20). In addition, the above-described components are connected by a
실내 공간을 냉방시키기 위하여 상기 공기조화 시스템가 운전되는 과정을 냉매의 흐름을 따라 설명하면 다음과 같다.When the air conditioning system is operated to cool the indoor space, the flow of the refrigerant will be described as follows.
증발기(60)에서 실내 공기와 열교환된 기체상태의 냉매는 압축기(10)로 유입된다. 상기 압축기(10)로 유입된 기체 냉매는 상기 압축기(10)에서 고온 고압으로 압축된다. 이후에 기체 냉매는 응축기(30)로 유입되어 액체 냉매로 상변화를 하게 된다. 상기 응축기(30)에서 냉매가 상변화를 하면서 외부로 열을 방출하게 된다.The gaseous refrigerant exchanged with the indoor air in the
이후에 응축기(30)에서 배출되는 냉매는 팽창밸브(40)를 거치면서 팽창되고 증발기(60)로 유입된다. 그리고, 증발기(60)로 유입된 액체 냉매는 기체 냉매로 상변화를 하게 된다. 상기 냉매가 증발기(60)에서 상변화를 하면서 외부의 열을 흡수하게 됨으로써 실내 공간을 냉방시키게 된다. 물론, 실내 공간을 난방시키기 위해서는 4방 밸브(20)로 냉매의 흐름을 절환하여 상기 냉동사이클을 역방향으로 운전하면 된다.Thereafter, the refrigerant discharged from the
그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기의 운전영역은 각각의 압축기 용량에 의해서만 결정되므로 운전범위가 제한되는 문제가 있다.However, since the operating area of the air conditioner according to the prior art is determined only by each compressor capacity, there is a problem in that the operating range is limited.
또한, 고온 지역에서 공기조화기를 운전할 경우, 평상시보다 온도와 압력이 높은 냉매가 압축기로 유입되기 때문에, 압축기의 압축일이 증가하여 압축기의 성능이 떨어지고, 공기조화기의 운전효율이 저하된다.In addition, when the air conditioner is operated in a high temperature region, since a refrigerant having a higher temperature and pressure than the usual flows into the compressor, the compression work of the compressor is increased, thereby degrading the performance of the compressor and lowering the operating efficiency of the air conditioner.
그리고, 평상시보다 고온 고압의 냉매가 압축기로 유입되는 것에 대한 보상으로 응축기로부터 토출되는 액상냉매를 증발기 출구에 분사하는데, 상기 증발기 출구로 분사된 액상냉매가 압축기로 유입됨에 따라 압축기 신뢰성이 떨어진다.In addition, the liquid refrigerant discharged from the condenser is injected to the evaporator outlet in order to compensate for the introduction of the refrigerant having a high temperature and high pressure into the compressor.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 운전영역을 확대할 수 있는 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an air conditioning system and a method of controlling the same, which can enlarge an operation area.
본 발명의 다른 목적은 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상시키고, 운전효율을 증가시킬 수 있는 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an air conditioning system and a control method thereof that can improve the reliability and performance of the compressor and increase the operating efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입된 냉매 중에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 상 분리기, 상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축부와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 상기 제1 압축부를 경유한 냉매와 함께 유입되는 제2 압축부를 가지는 제1 압축기 및 제2 압축기를 포함하는 복수의 압축기, 그리고 상기 복수의 압축기로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 조절하는 기상냉매 조절장치를 포함하는 공기조화 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a phase separator for separating the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant from the introduced refrigerant, an evaporator for evaporating the liquid refrigerant separated from the phase separator, the agent passing through the evaporator is introduced A plurality of compressors including a first compressor and a second compressor having a first compression unit and a second compression unit through which the gaseous phase refrigerant separated by the phase separator is introduced together with the refrigerant via the first compression unit, and the plurality of compressors It provides an air conditioning system including a gas phase refrigerant control device for controlling the flow of the gas phase refrigerant flowing into.
상기 공기조화 시스템은 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 흐르는 제1 기상냉매관, 상기 제1 기상냉매관에서 분지되어 상기 제1 압축기와 연결되는 제1 분지관, 상기 제1 기상냉매관에서 분지되어 상기 제2 압축기로 기상냉매를 공급하기 위한 제2 분지관을 포함할 수 있다. The air conditioning system includes a first gas phase refrigerant pipe through which gaseous phase refrigerant separated from the phase separator flows, a first branch pipe branched from the first gas phase refrigerant pipe, and connected to the first compressor, and a branch from the first gas phase refrigerant pipe. And a second branch pipe for supplying gaseous refrigerant to the second compressor.
상기 복수의 압축기는 외부에서 가해지는 부하에 관계없이 일정한 압축용량을 가지는 정속 압축기로 구성될 수 있다.The plurality of compressors may be configured as constant speed compressors having a constant compression capacity regardless of the load applied from the outside.
상기 제1 압축기는 외부에서 가해지는 부하에 따라 압축용량이 변하는 가변 압축기이고, 상기 제2 압축기는 외부에서 가해지는 부하와 관계없이 일정한 압축용량을 가지는 정속 압축기일 수 있다. The first compressor may be a variable compressor whose compression capacity is changed according to an externally applied load, and the second compressor may be a constant speed compressor having a constant compression capacity regardless of an externally applied load.
상기 기상냉매 조절장치는 상기 제1 기상냉매관 상에 설치되어 상기 기상냉매의 흐름을 제어하는 온/오프 밸브를 포함할 수 있다.The gas phase refrigerant control device may include an on / off valve installed on the first gas phase refrigerant pipe to control the flow of the gas phase refrigerant.
상기 기상냉매 조절장치는 상기 제1 분지관에 설치되어 상기 제1 압축기로 유입되는 기상냉매량을 조절하는 보조 전자팽창밸브와 상기 제2 분지관에 설치되어 상기 제2 압축기로 유입되는 기상냉매량을 조절하는 온/오프밸브를 포함할 수 있다. The gas phase refrigerant control device is installed in the first branch pipe to adjust the amount of gaseous refrigerant flowing into the first compressor and the secondary electronic expansion valve installed in the second branch pipe to adjust the amount of gaseous refrigerant flowing into the second compressor. It may include an on / off valve.
상기 공기조화 시스템은 상기 상 분리기에서 토출되는 기상 냉매가 상기 제1 압축기로 흐르도록 하는 제1 냉매관과, 상기 제1 냉매관과 병렬로 설치되어 상분리기에서 토출되는 기상냉매가 상기 제2 압축기로 흐르도록 하는 제2 냉매관을 포함할 수 있다. The air conditioning system includes a first refrigerant pipe through which the gaseous refrigerant discharged from the phase separator flows to the first compressor, and a gaseous refrigerant discharged from the phase separator by being installed in parallel with the first refrigerant tube. It may include a second refrigerant pipe to flow to.
상기 제1 압축기 및 제2 압축기는 외부의 부하에 따라 압축용량이 가변하는 가변 압축기일 수 있다. The first compressor and the second compressor may be a variable compressor whose compression capacity is variable according to an external load.
상기 기상냉매 조절장치는 상기 복수의 압축기와 상 분리기를 연결하며, 굵기에 따라 기상냉매의 유량을 조절하는 모세관을 포함할 수 있다.The gas phase refrigerant control device may include a capillary tube connecting the plurality of compressors and a phase separator and adjusting the flow rate of the gas phase refrigerant according to the thickness.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 상 분리기의 내부로 유입된 냉매 중에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 단계, 상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발기를 사용하여 증발시키는 단계, 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축부와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 상기 제1 압축부를 경유한 냉매와 함께 유입되는 제2 압축부를 가지는 제1 압축기 및 제2 압축기를 포함하는 복수의 압축기를 운전하는 압축기 운전단계, 그리고 상기 복수의 압축기에 유입되는 기상 냉매의 흐름을 조절하는 냉매조절단계를 포함하는 공기조화 시스템의 제어방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention comprises the steps of separating the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant from the refrigerant introduced into the phase separator, the step of evaporating the liquid refrigerant separated in the phase separator using an evaporator, the evaporator A plurality of compressors including a first compressor and a second compressor having a first compression unit through which the refrigerant having passed through flows in, and a second compression unit through which the gaseous phase refrigerant separated from the phase separator flows through the first compression unit. It provides a control method of the air conditioning system comprising a compressor operation step of operating a compressor, and a refrigerant control step of controlling the flow of gaseous refrigerant flowing into the plurality of compressors.
상기 냉매조절단계는 상기 복수 개의 압축기가 모두 정속압축기인 경우에는 상기 기상냉매의 흐름을 온/오프 형태로 제어할 수 있다.In the refrigerant control step, when the plurality of compressors are all constant speed compressors, the flow of the gaseous refrigerant may be controlled in an on / off form.
또한, 상기 냉매조절단계는 상기 복수 개의 압축기 중에서 가변 압축기가 포함된 경우에는 상기 가변 압축기에 유입되는 기상냉매의 흐름은 전자팽창밸브의 개도에 의하여 조절될 수 있다.In the refrigerant control step, when a variable compressor is included among the plurality of compressors, the flow of the gaseous refrigerant flowing into the variable compressor may be controlled by an opening degree of the electronic expansion valve.
또한, 상기 냉매조절단계는 상기 상 분리기와 복수 개의 압축기를 연결하는 냉매배관의 굵기에 따라서 상기 압축기에 유입되는 기상냉매량을 조절할 수도 있다.In addition, the refrigerant control step may adjust the amount of gas phase refrigerant flowing into the compressor according to the thickness of the refrigerant pipe connecting the phase separator and the plurality of compressors.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the air conditioning system according to the present invention.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 일 실시 예를 설명한다.2, an embodiment of an air conditioning system according to the present invention will be described.
상기 공기조화 시스템은 증발기(600), 응축기(300), 팽창밸브(410,420), 복수의 압축기뿐만 아니라 유입된 냉매 중에서 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 상분리기(500)를 포함한다. 또한, 상기 공기조화 시스템에는 상기 응축기(300), 압축기(100, 1000) 및 증발기(600)로 공급되는 냉매를 제어하는 4방 밸브(200)가 설치된다. 이하에서는, 실내공간을 냉방시키기 위하여 냉방운전을 할 때의 냉매 흐름을 따라 두 개의 압축기(100, 1000), 즉 두 개의 정속 압축기를 구비한 공기조화 시스템을 설명한다.The air conditioning system includes an
상기 복수의 압축기는 증발기와 응축기 사이에 서로 병렬로 배치되는 제1 압축기(100)와 제2 압축기(1000)를 포함한다. 물론, 상기 제1 압축기(100)와 제2 압축기(1000)는 직렬로 설치될 수도 있다.The plurality of compressors include a
여기서, 상기 제1 압축기(100) 및 제2 압축기(1000)는 각각 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축부(110, 1100)와 상분리기에서 분리된 기상 냉매가 선택적으로 유입되는 제2 압축부(120, 1200)를 포함한다.Here, each of the
또한, 상기 제1 압축기 및 제2 압축기에는 압축기의 동작시 필요한 오일을 공급하는 오일 공급관(820)이 연결된다. 상기 오일 공급관상에는 오일을 팽창시키기 위한 모세관(800)이 설치되고, 상기 오일 공급관(820)의 타측은 오일분리 기(810)와 연결되어 있다. 또한, 상기 제1 압축기(100) 및 제2 압축기(1000)의 출구측에는 냉매의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(900)가 설치된다.In addition, an
또한, 상기 공기조화 시스템에는 상기 상 분리기(500)에서 분리되는 기상 냉매를 상기 제1 압축기(100) 및 제2 압축기(1000)로 안내하는 냉매관들이 구비된다.In addition, the air conditioning system is provided with a refrigerant pipe for guiding the gaseous refrigerant separated in the
구체적으로, 상기 공기조화 시스템에는 상 분리기(500)에서 토출되는 기상 냉매가 흐르는 제1 기상냉매관(711), 상기 제1 기상냉매관(711)에서 분지되어 상기 제1 압축기(100)와 연결되는 제1 분지관(713), 상기 제1 기상냉매관(711)에서 분지되어 상기 제2 압축기(1000)와 연결되는 제2 분지관(715)이 구비된다.In detail, the air conditioning system is branched from the first gas phase
그리고, 상기 제1 분지관(713)은 상기 제1 압축기에 구비된 제1 압축부(110)와 제2 압축부(120) 사이에 설치된 제1 중간 냉매관(741)과 연결된다. 또한, 상기 제2 분지관(715)은 상기 제2 압축기에 구비된 제2 중간 냉매관(742)과 연결된다.In addition, the
또한, 상기 공기조화 시스템에는 상기 상 분리기(500)와 증발기(600)를 연결하며, 상기 상 분리기(500)에서 분리되는 액상 냉매가 흐르는 액상 냉매관(721)이 구비된다. 상기 증발기(600)를 경유한 냉매는 상기 기체상태의 냉매로서 4방 밸브(200)를 경유한 후에 분지되어 제1 압축기의 제1 압축부(110)와 제2 압축기의 제1 압축부(1100)로 유입된다.In addition, the air conditioning system is provided with a liquid
이를 위해, 상기 공기조화 시스템에는 상기 증발기(600)와 상기 4방 밸브(200)를 연결하는 제2 기상냉매관(723)이 구비되고, 상기 제2 기상냉매관(723)과 상기 제1 압축기의 제1 압축부(110)를 연결하는 제1 기상냉매 분지관(725)이 구비되고, 상기 제2 기상냉매관(723)과 상기 제2 압축기의 제1 압축부(1100)를 연결하 는 제2 기상냉매 분지관(727)이 구비된다.To this end, the air conditioning system is provided with a second gas phase
상기 팽창밸브(410,420)는 응축기(300)를 통과한 냉매를 1차적으로 팽창시키는 제1 팽창밸브(410)와 상 분리기에서 분리된 액체 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브(420)를 포함한다. 상기 응축기(300)를 통과한 냉매는 과냉상태에 있으며, 상기 제1 팽창밸브(410)를 통과하면서 팽창된 후 기상 냉매와 액상냉매가 혼합된 상태로 상분리기(500)로 유입된다.The
상기 상 분리기(500)는 제1 팽창밸브(410)와 제2 팽창밸브(420) 사이에 설치되며, 액상냉매와 기상냉매를 분리하는 역할을 한다. 상기 상분리기(500)는 상기 응축기를 통과한 냉매가 흐르는 혼합 냉매관(750)과 연결되고, 상분리기에서 분리된 기상냉매가 흐르는 제1 기상냉매관(711)과 연결되고, 상기 상분리기에서 분리된 액상냉매가 흐르는 액상 냉매관(721)과 연결된다.The
또한, 상기 공기조화 시스템은 증발기(600)를 통과한 냉매와 상기 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환장치(미도시)를 포함할 수 도 있다. 구체적으로, 상기 열교환장치는 이중관의 형태로 구성되어 증발기를 통과한 냉매가 흐르는 냉매관과 상분리기에서 분리된 기상냉매가 흐르는 냉매관이 서로 구획되어 열교환이 되도록 한다.In addition, the air conditioning system may include a heat exchanger (not shown) for mutual heat exchange between the refrigerant passing through the
따라서, 상기 열교환장치는 상 분리기로부터 토출된 기상 냉매와 증발기를 통과한 냉매를 서로 교차되도록 유동시킴에 따라, 보다 균일하고 신속한 열교환을 유도할 수 있다.Therefore, the heat exchanger may induce more uniform and rapid heat exchange by flowing the gaseous refrigerant discharged from the phase separator and the refrigerant passing through the evaporator to cross each other.
이하에서는, 제1 압축기 및 제2 압축기가 모두 상 분리기에서 분리되는 기상 냉매를 이용하여 압축과정을 수행하는 것을 설명한다.Hereinafter, it will be described that the first compressor and the second compressor perform a compression process using gaseous refrigerant separated from the phase separator.
상 분리기(500)에서 분리된 액상냉매는 증발기(600)를 경유하여 기상냉매로 상변화하고, 상변화된 기상냉매는 각각의 제1 기상냉매 분지관(725)과 제2 기상냉매 분지관(727)을 따라 이동한 후 제1 압축기의 제1 압축부(110) 및 제2 압축기의 제1 압축부(1100)로 유입된다.The liquid refrigerant separated from the
그리고, 상기 제1 압축기의 제1 압축부(110)에서 압축된 기상냉매는 제1 분지관(713)에서 유입되는 기상 냉매와 제1 중간 냉매관(741)에서 만나 혼합된다. 혼합된 기상냉매는 제1 압축기의 제2 압축부(120)로 유입되어 다시 압축된다.The gaseous refrigerant compressed by the
상기 제2 압축기의 제1 압축부(1100)로 유입된 기상냉매도 마찬가지로 제2 분지관(715)에서 유입되는 기상냉매와 제2 중간 냉매관(742)에서 만나 혼합되고, 다시 제2 압축기의 제2 압축부(1200)로 유입되어 압축된다.Similarly, the gaseous refrigerant introduced into the
이후에, 상기 제1 압축기의 제2 압축부(1200)에서 토출되는 기상냉매와 제2 압축기의 제2 압축부(1200)에서 토출되는 기상냉매가 만나서 4방 밸브(200)로 이동하게 된다.Thereafter, the gaseous refrigerant discharged from the
또한, 상기 제1 기상 냉매관(711) 상에는 상기 복수의 압축기로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 조절하는 기상냉매 조절장치가 구비된다. 상기 기상냉매 조절장치로는 여러 가지가 사용될 수 있지만 본 실시예에서는 제1 기상 냉매관(711)에 흐르는 냉매의 흐름을 조절하는 온/오프 밸브(731)가 사용된다. 상기 온/오프 밸브(731)는 상기 제1 분지관(713) 및 제2 분지관(715)이 연결되기 전의 제1 기상 냉매관(711) 상에 설치된다. In addition, the first gas phase
따라서, 상분리기에서 분리된 기상냉매를 이용하여 상기 제1 압축기와 제2 압축기를 구동할 때는 상기 온/오프 밸브(731)는 열린 상태가 된다. 물론, 상기 상분리기(500)에서 분리된 기상냉매를 이용하지 않은 경우에는 상기 온/오프밸브(731)는 닫힌 상태가 될 것이다. 구체적으로, 공기조화 시스템의 신뢰성 테스트 또는 기동 초기에는 상기 온/오프 밸브(731)는 닫힌 상태로 유지되어 상기 압축기에 별도로 기상냉매가 유입됨이 없이 운전될 수 있다.Therefore, the on / off
또한, 상기 제1 기상냉매 분지관(725)과 제2 기상냉매 분지관(727)에도 온/오프밸브가 설치될 수 있다. 또한, 상기 제1 기상냉매관(711)에 온/오프 밸브가 설치되지 않고 제1 분지관 및 제2 분지관의 각각에 온/오프 밸브가 설치될 수도 있다.In addition, an on / off valve may be installed in the first gaseous
그러면, 제1 압축기 및 제2 압축기를 선택적으로 구동할 수 있게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 외부에서 가해지는 부하에 따라 제1 압축기만 구동될 수도 있고, 제1 압축기 및 제2 압축기가 동시에 구동될 수도 있다. 즉, 외부에서 가해지는 부하가 제1 압축기의 운전범위 내에 있으면, 제1 압축기만 운전되고, 외부에서 가해지는 부하가 제1 정속압축기의 운전범위를 벗어나게 되면, 제1 압축기와 제2 압축기가 동시에 운전된다. 물론, 제2 압축기만 구동될 수도 있을 것이다.Then, the first compressor and the second compressor can be selectively driven. That is, as shown in FIG. 5, only the first compressor may be driven according to an externally applied load, and the first compressor and the second compressor may be simultaneously driven. That is, when the externally applied load is within the operating range of the first compressor, only the first compressor is operated, and when the externally applied load is out of the operating range of the first constant speed compressor, the first compressor and the second compressor are simultaneously Is driven. Of course, only the second compressor may be driven.
예를 들어, 상 분리기에서 분리된 기상냉매를 이용하여 제1 압축기(100)만 구동하는 경우에는 제2 분지관(715) 상에 설치된 온/오프밸브는 닫힌 상태가 되고, 제1 분지관(713) 상에 설치된 온/오프 밸브는 열린 상태가 된다. 물론, 제1 기상냉매 분지관 상에 설치된 온/오프 밸브는 열린 상태가 되고, 제2 기상냉매 분지관 상 에 설치된 온/오프 밸브는 닫힌 상태가 될 것이다. 여기서, 상기 온/오프 밸브는 공기조화시스템의 운전을 제어하는 제어장치(미도시)에 의하여 제어된다. 상기 제어장치는 외부부하에 상기 온/오프밸브의 개폐여부를 제어함으로써 상기 압축기에 유입되는 냉매의 흐름을 제어하게 된다.For example, when only the
또한, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 기상냉매 조절장치는 상기 복수의 압축기와 상 분리기를 연결하며, 굵기에 따라 기상냉매의 유량을 조절하는 모세관을 포함할 수도 있다.In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, the gas phase refrigerant control device may include a capillary tube for connecting the plurality of compressors and the phase separator, and adjust the flow rate of the gas phase refrigerant according to the thickness.
구체적으로, 제1 압축기와 제2 압축기의 운전시 요구되는 기상냉매량과 모세관의 직경에 대한 정보를 미리 실험을 통하여 데이터 베이스를 만들고, 상기 모세관의 직경에 따라 상기 제1 압축기와 제2 압축기의 운전성능, 즉 공기조화 시스템의 운전효율을 검사한 후 상기 제1 압축기와 제2 압축기의 운전성능에 크게 영향을 미치지 않는 한도 내에서 모세관의 직경을 결정할 수 있다.Specifically, a database is created through experiments on the amount of gaseous refrigerant and the capillary diameters required for the operation of the first and second compressors, and the first and second compressors are operated according to the capillary diameters. After examining the performance, that is, the operating efficiency of the air conditioning system, the diameter of the capillary tube can be determined within a limit that does not significantly affect the operating performance of the first and second compressors.
즉, 제1 압축기 및 제2 압축기로 유입되는 기상냉매의 유량은 상기 상 분리기와 복수 개의 압축기를 연결하는 냉매배관의 굵기에 따라서 상기 압축기에 유입되는 기상냉매량을 조절하게 된다. That is, the flow rate of the gaseous refrigerant flowing into the first compressor and the second compressor controls the amount of the gaseous refrigerant flowing into the compressor according to the thickness of the refrigerant pipe connecting the phase separator and the plurality of compressors.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 압력-엔탈피 변환과정을 설명한다.2 and 3, the pressure-enthalpy conversion process of the air conditioning system according to the present invention will be described.
일반적인 공기조화 시스템에서의 냉동사이클은 도시된 바와 같이, 1→2a의 압축과정과, 2a→3의 응축과정과, 3→6a의 팽창과정과, 6a→1의 증발과정으로 구성된다. 그러나, 본 실시 예에 따른 공기조화 시스템에서의 냉동사이클은 1→9→8→ 2의 압축과정과, 2→3의 응축과정과, 3→4→5→6의 팽창과정과, 6→1의 증발과정으로 구성된다.As shown in the drawing, a refrigeration cycle in a general air conditioning system includes a compression process of 1 → 2a, a condensation process of 2a → 3, an expansion process of 3 → 6a, and an evaporation process of 6a → 1. However, the refrigeration cycle in the air conditioning system according to the present embodiment is the compression process of 1 → 9 → 8 → 2, the condensation process of 2 → 3, the expansion process of 3 → 4 → 5 → 6, and 6 → 1. It consists of the evaporation process of.
본 실시 예에 있어서의 압축과정은 1→9의 제1 압축과정과 8→2의 제2 압축과정으로 구성된다. 상기 제1 압축과정은 제1 압축부(110, 1100)에서 일어나는 압축과정을 나타내는 것이고, 상기 제2 압축과정은 제2 압축부(120, 1200)에서 일어나는 압축과정을 나타낸 것이다.The compression process in this embodiment is composed of a first compression process of 1 → 9 and a second compression process of 8 → 2. The first compression process represents a compression process occurring in the
여기서, 제2 압축과정의 시작점이 9지점에서 8지점으로 이동되는 이유는 상분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 제1 중간 냉매관(741),제2 중간 냉매관(742)을 통하여 제1 압축기의 제2 압축부(120), 제2 압축기의 제2 압축부(1200)로 유입되기 때문이다. 즉, 상분리기에서 분리된 기상 냉매는 제2 압축부로 곧바로 유입됨으로써 전체 냉매의 엔탈피를 낮추는 역할을 하게 된다. The reason why the start point of the second compression process is moved from 9 to 8 is that the gaseous phase refrigerant separated from the
결과적으로, 상분리기에서 분리된 기상냉매를 제2 압축부에 직접 공급함으로써 압축기에서 소요되는 압축일이 W2 만큼 줄어들게 되고, 시스템의 전체적인 에너지 효율이 증가하게 된다.As a result, by directly supplying the gaseous refrigerant separated from the phase separator to the second compression unit, the compression work required by the compressor is reduced by W2, and the overall energy efficiency of the system is increased.
또한, 본 실시 예에 있어서, 팽창과정은 3→4의 제1 팽창과정과 5→6의 제2 팽창과정으로 구성된다. 상기 제1 팽창과정은 제1 팽창밸브(410)에서 일어나는 팽창과정을 나타내는 것이고, 제2 팽창과정은 제2 팽창밸브(420)에서 일어나는 팽창과정을 나타낸 것이다.In addition, in the present embodiment, the expansion process is composed of a first expansion process of 3 → 4 and a second expansion process of 5 → 6. The first expansion process represents an expansion process occurring in the
여기서, 제2 팽창과정의 시작점이 4지점에서 5지점으로 이동되는 이유는 상분리기로 유입된 냉매 중에서 기상냉매만이 별도로 분리되어 제1 냉매관으로 흐르 기 때문이다. 즉, 상분리기에서 기상냉매가 빠짐으로써 증발기로 유입되는 냉매의 엔탈피가 줄어들게 된다. 결과적으로, 증발기(600)의 열교환 효율이 증가함으로써 공기조화 시스템의 냉동능력이 향상된다.The reason why the start point of the second expansion process is moved from four points to five points is because only the gaseous refrigerant is separately separated from the refrigerant introduced into the phase separator and flows to the first refrigerant pipe. That is, the enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator is reduced by removing the gaseous refrigerant from the phase separator. As a result, the heat exchange efficiency of the
뿐만 아니라, 열교환 장치를 통해 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매와 상기 증발기(600)를 통과한 냉매를 상호 열교환시킴에 따라, 압축기로 유입되는 냉매의 엔탈피를 더 낮출 수 있고 이로 인하여 압축기에서 소요되는 압축일은 더 줄어들게 된다.In addition, as the gaseous phase refrigerant separated from the
또한, 증발기(600)를 통과한 냉매뿐만 아니라 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매 역시 압축기(100, 1000)로 공급함에 따라, 냉매의 순환량이 증가함으로써 압축기(100, 1000)의 용량이 증가하게 되어 공기조화 시스템의 능력이 향상된다.In addition, as the refrigerant passing through the
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 제1 압축기와 상기 제1 압축기로 냉매가 유입되는 과정을 설명한다. 본 실시 예에 따른 압축기는 복수의 압축기로 구성되지만, 이하에서는 하나의 압축기에 관한 구조를 설명한다.Referring to FIG. 4, a process of introducing refrigerant into the first compressor and the first compressor according to the present invention will be described. Although the compressor according to the present embodiment is composed of a plurality of compressors, a structure related to one compressor will be described below.
압축기는 외형을 형성하는 케이스(130), 상기 케이스(130) 내부에 설치되는 구동장치(140), 상기 구동장치(140)에 의하여 구동되는 제1 압축부(110) 및 제2 압축부(120)를 포함하여 구성된다.The compressor includes a
상기 구동장치(140)는 권선코일이 구비된 고정자(141)와 상기 고정자(141)의 내부에 회전가능하게 삽입되는 회전자(143)를 포함하여 구성된다. 상기 회전자(143)의 내부에는 회전축(145)이 압입되고, 상기 회전축(145)은 상기 제1 압축부(110) 및 제2 압축부(120)와 연결된다.The
상기 제1 압축부(110)와 제2 압축부(120)는 하나의 압축기(100)에 설치되며, 상기 압축기는 외부 부하에 관계없이 일정한 용량을 가진다. 물론, 상기 압축기의 용량이 변하는 가변 압축기가 설치될 수도 있다.The
상기 제1 압축부(110)는 상기 케이스(130)의 하단부에 설치되고, 상기 제2 압축부(120)는 상기 제1 압축부(110)의 상부에 설치된다. The
상기 제1 압축부(110)는 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 제1 실린더(111)와 상기 제1 실린더(111)의 하부에 설치되는 제1 베어링(113)을 포함한다. 상기 제2 압축부(120)는 냉매가 압축되는 제2 실린더(121)와 상기 제2 실린더(121)의 상부에 설치되는 제2 베어링(123)을 포함한다. 물론, 상기 제1 베어링(113)은 상기 제1 실린더(111)의 상부에 설치될 수도 있으며, 상기 제2 베어링(123)은 상기 제2 실린더(121)의 하부에 설치될 수도 있다.The
상기 제1 실린더(111)의 일측에는 증발기(600)를 경유한 냉매가 유입되는 제1 실린더 흡입구(111a)가 구비되어 있고, 타측에는 상기 제1 실린더(111) 내부에서 압축된 냉매가 토출되는 제1 실린더 토출구(111b)가 구비되어 있다. 물론, 상기 제1 실린더의 토출구(111b)에는 상기 토출구를 개폐하는 제1 개폐밸브가 설치될 수도 있다.One side of the
상기 제2 실린더(121)의 일측에는 상기 제1 압축부(110)에서 압축된 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 함께 유입되는 제2 실린더 흡입구(121a)가 구비되어 있고, 타측에는 상기 제2 실린더(121)에서 압축된 냉매가 토출되는 제2 실린더 토출구(121b)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제2 실린더 토출구(121b)에는 상기 토출구를 개폐하는 제2 개폐밸브(125)가 구비되어 있다.One side of the
상기 제1 압축기의 제1 압축부와 제2 압축부 사이에 설치되는 제1 중간 냉매관(741)은 제2 실린더의 흡입구(121b)와 연통되어 있으며, 제1 실린더의 토출구(111b)와도 연통되어 있다. 따라서, 제1 실린더(111)에서 압축된 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 함께 제2 실린더(121)로 유입되어 압축된다.The first
상기 제1 실린더(111)와 제2 실린더(121)의 부피는 서로 다른 부피를 가지며, 상기 제1 압축부(110)와 제2 압축부(120)의 압축율은 서로 다른 값을 가진다. 구체적으로, 상기 제1 실린더(111)의 부피를 100이라고 했을때, 상기 제2 실린더(121)의 부피는 40~80의 비율을 가진다.Volumes of the
구체적으로, 제1 실린더(111)의 부피와 제2 실린더(121)의 부피 비율이 100:50의 경우에 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 운전영역은 종래보다 30%가 증가하고, 운전효율은 20% 증가됨을 알 수 있다.Specifically, in the case where the volume ratio of the volume of the
상기 공기조화 시스템의 성능계수(COP: Coefficient Of Performance)의 관점에서 살펴보면 동일한 냉동능력을 얻는데 소요되는 압축일, 즉 소비전력이 줄어들기 때문에 성능계수가 증가함을 할 수 있다. 물론, 종래와 동일한 압축일을 공기 조화 시스템에 제공하게 되면 성능계수가 크기 때문에 냉동능력이 증가됨을 알 수 있다.In terms of the coefficient of performance (COP) of the air conditioning system (COP) can be increased because the compression days, that is, the power consumption is reduced to obtain the same refrigeration capacity. Of course, it can be seen that if the same compression work as the conventional air conditioning system is provided, the refrigeration capacity is increased because of the large coefficient of performance.
여기서, 이론적으로 성능계수는 압축일의 열량에 대한 증발기의 흡수열량으로 표현된다. 실질적으로는 상기 압축일의 열량은 실제 소요전력을 의미하고, 증발기의 흡수열량은 냉동능력을 의미할 것이다. Here, in theory, the coefficient of performance is expressed as the heat of absorption of the evaporator relative to the heat of the compression work. In practical terms, the calorific value of the compressed work will mean the actual power required, and the calorific value of the evaporator will mean the freezing capacity.
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 제2 실시 예를 설명한다.6 and 7, a second embodiment of an air conditioning system according to the present invention will be described.
상기 공기조화 시스템은 상술한 제1 실시 예와 대체적으로 동일한 구성을 가진다. 다만, 본 실시 예에 구비된 복수의 압축기는 가변 압축기, 즉 제1 압축기와 정속 압축기, 즉 제2 압축기를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제1 압축기와 제2 압축기로 유입되는 기상 냉매의 유량을 조절하기 위하여 기상 냉매조절장치로서 보조 전자팽창밸브(733)와 온/오프 밸브(735)가 사용된다. 구체적으로, 제1 압축기에 사용되는 기상냉매의 흐름을 제어하기 위해서는 보조 전자팽창밸브(733)가 사용되고, 제2 압축기에 사용되는 기상냉매의 흐름을 제어하기 위해서는 온/오프밸브(735)가 사용된다. 이하에서는 상 분리기에서 분리되는 기상냉매를 이용하여 제1 압축기와 제2 압축기가 동시에 구동되는 과정을 설명한다.The air conditioning system has a configuration substantially the same as that of the first embodiment described above. However, the plurality of compressors provided in the present embodiment include a variable compressor, that is, a first compressor and a constant speed compressor, that is, a second compressor. In addition, an auxiliary
상기 제1 압축기(100)와 제2 압축기(1000)가 동시에 구동되면, 상 분리기에서 토출되는 기상냉매는 제1 기상냉매관(711)을 흐르다가 제1 분지관(713)과 제2 분지관(715)을 따라 제1 압축기(100) 및 제2 압축기(1000)로 유입된다. When the
구체적으로, 제1 분지관(713)을 흐르는 냉매는 보조 전자팽창밸브(733)를 경유하여 제1 압축기에 연결된 제1 중간 냉매관(741)로 유입된다. 그러면, 상기 제1 중간 냉매관(741)에서는 상기 제1 분지관(713)을 경유한 기상냉매와 상기 제1 압축기(100)에 구비된 제1 압축부(110)에서 압축된 기상냉매가 혼합되고, 혼합된 기상냉매는 제1 압축기의 제2 압축부(120)로 유입되어 압축된다.Specifically, the refrigerant flowing through the
여기서, 상기 제1 압축기(100)는 부하에 따라 용량이 가변하기 때문에 상기 공기조화 시스템의 제어장치는 상기 부하에 맞는 기상냉매량을 공급하기 위하여 상기 보조 전자팽창밸브(733)의 개도를 제어하게 된다. 예를 들어, 제1 압축기의 운전주파수가 80Hz이고, 제2 압축기의 운전주파수가 60Hz이면 제1 압축기의 제1 중간냉매관으로 유입되는 기상 냉매의 양이 제2 압축기의 제2 중간 냉매관으로 유입되는 기상 냉매의 양보다 많아 질 것이다.Here, since the capacity of the
동시에, 제2 분지관(715)을 흐르는 냉매는 온/오프밸브(735)를 경유하여 제2 압축기(1000)에 연결된 제2 중간 냉매관(742)으로 유입된다. 그러면, 상기 제2 중간 냉매관에서는 상기 제2 분지관(715)을 경유한 기상냉매와 상기 제2 압축기의 제1 압축부(1100)에서 압축된 기상냉매가 혼합되고, 상기 혼합된 기상냉매는 제2 압축기의 제2 압축부(1200)로 유입되어 압축된다.At the same time, the refrigerant flowing through the
이후에, 상기 제1 압축기에서 토출되는 기상냉매와 제2 압축기에서 토출되는 기상냉매는 서로 혼합되어 합쳐진 뒤 4방 밸브(200)로 이동하게 된다.Subsequently, the gaseous refrigerant discharged from the first compressor and the gaseous refrigerant discharged from the second compressor are mixed with each other and then moved to the four-
상기 4방 밸브(200)로 이동된 기상냉매는 응축기(300)를 경유하면서 액상냉매로 상변화를 하게 되고, 상기 액상냉매는 제1 팽창밸브(410)를 경유하면서 팽창된 후 상분리기로 유입되게 된다.The gas phase refrigerant moved to the four-
물론, 도 7에 도시된 바와 같이, 외부에서 가해지는 부하에 따라 제1 압축기만 구동될 수도 있고, 제1 압축기 및 제2 압축기가 동시에 구동될 수도 있다. 즉, 외부부하가 제1 압축기의 운전범위 내에 있으면 제1 압축기만 구동되고, 외부부하가 제1 압축기의 운전범위를 벗어나면 제1 압축기와 제2 압축기가 동시에 구동될 것이다. 물론, 제2 압축기만 구동될 수도 있을 것이다.Of course, as shown in FIG. 7, only the first compressor may be driven according to an externally applied load, and the first compressor and the second compressor may be simultaneously driven. That is, when the external load is within the operating range of the first compressor, only the first compressor is driven. When the external load is outside the operating range of the first compressor, the first compressor and the second compressor will be simultaneously driven. Of course, only the second compressor may be driven.
제1 압축기(100)만 구동되는 경우에는 상기 제2 압축기(1000)와 연결된 제2 분지관(715)에서의 기상 냉매의 흐름은 차단될 것이고, 제2 압축기만 구동되는 경우에는 상기 제1 압축기와 연결된 제1 분지관(713)에서의 기상냉매의 흐름은 차단될 것이다. When only the
도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 관한 제3 실시 예로서 두 개의 가변압축기를 갖는 공기조화 시스템의 운전과정에 대하여 설명한다.8 and 9, the operation of the air conditioning system having two variable compressors as a third embodiment of the air conditioning system according to the present invention will be described.
상기 공기조화 시스템은 상술한 실시 예들과 대체적으로 동일한 구성을 가진다. 다만, 본 실시 예에 따른 공기조화 시스템에는 두 개의 가변 압축기, 즉 제1 압축기, 제2 압축기가 구비되어 있다. 또한, 상기 제1 압축기(100) 및 제2 압축기(1000)로 유입되는 기상 냉매의 유량을 조절하기 위하여 냉매조절장치로서 보조 전자팽창밸브가 사용된다.The air conditioning system has substantially the same configuration as the above-described embodiments. However, the air conditioning system according to the present embodiment includes two variable compressors, namely, a first compressor and a second compressor. In addition, an auxiliary electromagnetic expansion valve is used as the refrigerant control device to adjust the flow rate of the gaseous refrigerant flowing into the
또한, 본 실시예에 따른 공기조화 시스템에는 상 분리기와 두 개의 압축기를 연결하는 냉매배관들이 하나의 냉매배관에서 별도로 분지되어 있지 않고, 상분리기와 압축기가 직접 연결되어 있다.In addition, in the air conditioning system according to the present embodiment, the refrigerant pipes connecting the phase separator and the two compressors are not separately branched in one refrigerant pipe, and the phase separator and the compressor are directly connected to each other.
구체적으로, 상기 냉매배관들은 상 분리기(500)에서 토출되는 기상 냉매가 상기 제1 압축기(100)로 흐르도록 하는 제1 냉매관(717), 상기 제1 냉매관(717)과 병렬로 설치되어 상 분리기(500)에서 토출되는 기상냉매가 상기 제2 압축기(1000)로 흐르도록 하는 제2 냉매관(719)을 포함하여 구성된다. 이하에서는 두 개의 압축기가 모두 작동되는 경우에 대하여 설명한다.Specifically, the refrigerant pipes are installed in parallel with the first
먼저, 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매 중의 일부는 제1 냉매관(717)을 경유하여 제1 압축기의 제1 중간 냉매관(741)으로 유입된다. 여기서, 상기 제1 냉매관(717)상에 구비된 제1 보조 전자팽창밸브(737)는 상기 기상 냉매의 유량을 조절하게 된다. 즉, 공기조화 시스템의 제어장치는 제1 압축기(100)에 가해지는 부하에 따라 상기 제1 보조 전자팽창밸브(737)의 개도를 조정하게 된다.First, some of the gaseous phase refrigerant separated from the
상기 제1 중간 냉매관(741)으로 유입된 기상냉매는 제1 압축기의 제1 압축부(110)에서 압축된 기상냉매와 혼합된 후에 다시 제1 압축기의 제2 압축부(120)로 유입되게 된다. The gaseous refrigerant introduced into the first
마찬가지로, 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매 중의 나머지는 제2 냉매관(719)을 경유하여 제2 압축기의 제2 중간 냉매관(742)으로 유입된다. 여기서, 상기 제2 냉매관 상에 구비된 제2 보조 전자팽창밸브(739)의 개도가 제2 압축기에 가해지는 부하에 따라 조절됨으로써 상기 기상 냉매의 유량이 조절된다.Similarly, the remainder of the gaseous phase refrigerant separated from the
물론, 도 9에 도시된 바와 같이, 외부에서 가해지는 부하에 따라 제1 압축기만 구동될 수도 있고, 제1 압축기와 제2 압축기가 동시에 구동될 수도 있다. 즉, 제1 압축기가 감당할 수 있는 외부부하인 경우에는 제1 압축기만 구동되고, 외부부하가 제1 압축기의 용량이상이 되는 경우에는 제1 압축기와 제2 압축기가 동시에 구동될 것이다. 물론, 제2 압축기만 구동될 수도 있을 것이다. Of course, as shown in FIG. 9, only the first compressor may be driven according to an externally applied load, and the first compressor and the second compressor may be simultaneously driven. That is, only the first compressor is driven when the external compressor is capable of handling the first compressor, and when the external load is greater than or equal to the capacity of the first compressor, the first compressor and the second compressor will be simultaneously driven. Of course, only the second compressor may be driven.
도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 있어서 온도에 대한 압축기의 압축용량을 그래프로 나타낸 것이다. 여기서, 상기 압축용량은 가변압축기만을 사용했을 때의 온도에 따른 압축용량을 기준으로 나타낸 값이다.Referring to Figure 10, in the air conditioning system according to the present invention is a graph showing the compression capacity of the compressor against the temperature. Here, the compression capacity is a value expressed based on the compression capacity according to the temperature when only the variable compressor is used.
구체적으로, 온도가 -15℃일 때 가변압축기만을 사용한 경우의 압축용량을 78 정도 라고 했을 때 정속압축기만을 사용한 경우의 압축용량은 55 정도가 되고, 본 발명에 따른 압축기, 즉 증발기를 경유한 기상냉매가 유입되는 제1 압축부와 상 분리기에서 분리된 기상냉매를 사용하는 제2 압축부를 갖는 가변압축기가 복수 개 설치된 압축기의 압축용량은 100 이 된다.Specifically, assuming that the compression capacity when only the variable compressor is about 78 at a temperature of -15 ° C., the compression capacity when the constant speed compressor is only about 55 is about 55, and the gas phase is passed through the compressor according to the present invention, that is, the evaporator. The compressor has a compression capacity of 100, in which a plurality of variable compressors including a first compression unit into which the refrigerant flows and a second compression unit using gaseous refrigerant separated from the phase separator are installed.
또한, 온도가 7 ℃일 때 가변압축기만 사용한 경우의 압축용량을 100이라고 했을 때 정속압축기만을 사용한 경우의 압축용량은 93정도 되고, 본 발명에 따른 압축기의 압축용량은 110 정도가 된다.When the compression capacity when only the variable compressor is used at a temperature of 7 ° C. is 100, the compression capacity when only the constant speed compressor is used is about 93, and the compression capacity of the compressor according to the present invention is about 110.
본 발명에 따른 압축기는 제1 압축부와 제2 압축부를 갖는 복수 개의 압축기라면 어떠한 조합으로 구성된 복수의 압축기라도 무관하다. 예를 들면, 본 발명에 따른 복수의 압축기는 제1 압축부와 제2 압축부를 모두 갖는 정속압축기만으로 구성되거나, 제1 압축부와 제2 압축부를 모두 갖는 가변압축기만으로 구성되거나, 제1 압축부와 제2 압축부를 모두 갖는 가변압축기와 정속압축기를 포함하여 구성될 수 있다.The compressor according to the present invention may be a plurality of compressors composed of any combination as long as the compressor has a first compression unit and a second compression unit. For example, the plurality of compressors according to the present invention consist only of a constant speed compressor having both a first compression part and a second compression part, or only a variable compressor having both a first compression part and a second compression part, or a first compression part. And a variable compressor having a second compression unit and a constant speed compressor.
상기 데이터를 바탕으로 보면, 본원발명에 따른 압축기는 상대적으로 온도가 낮은 한랭지에서 압축기의 압축용량이 큰 것을 알 수 있다. 즉, 제1 압축부와 제2 압축부를 가지는 복수의 압축기가 병렬로 배치되어 운전되는 공기조화 시스템의 운전영역은 특히 한랭지역에서 더 넓은 운전범위를 가진다. 물론, 상기 복수의 압축기는 직렬로 배치될 수도 있을 것이다.Based on the data, it can be seen that the compressor according to the present invention has a large compression capacity of the compressor in a relatively cold district. That is, the operating region of the air conditioning system, in which a plurality of compressors having a first compression unit and a second compression unit are arranged in parallel and operated, has a wider operating range, particularly in a cold region. Of course, the plurality of compressors may be arranged in series.
본 발명은 상술한 실시 예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make modifications without departing from the spirit of the present invention, and such modifications are within the scope of the present invention.
상술한 본 발명에 따른 공기조화 시스템 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.The air conditioning system and control method thereof according to the present invention described above have the following effects.
첫째, 증발기를 경유한 기상냉매가 유입되는 제1 압축부와, 상분리기에서 분리된 기상냉매와 상기 제1 압축부에서 토출되는 기상냉매가 함께 유입되는 제2 압축부를 갖는 복수의 압축기를 설치함으로써 공기조화 시스템의 운전영역을 넓힐 수 있는 이점이 있다. 특히, 한랭지에서의 운전영역이 크게 확대되는 이점이 있다.First, by installing a plurality of compressors having a first compression unit into which the gaseous refrigerant through the evaporator flows, and a second compression unit into which the gas phase refrigerant separated from the phase separator and the gaseous refrigerant discharged from the first compression unit are introduced together. There is an advantage that can extend the operating range of the air conditioning system. In particular, there is an advantage that the operating area in the cold region is greatly expanded.
둘째, 외부에서 가해지는 부하에 따라 상 분리기에서 분리된 기상냉매를 상기 제1 압축기 및 제2 압축기에 선택적으로 공급함으로써 압축기에 가해지는 압축일을 줄이고, 공기조화 시스템의 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.Second, by selectively supplying the gaseous refrigerant separated in the phase separator to the first compressor and the second compressor according to the load applied from the outside, the compression work applied to the compressor can be reduced, and the efficiency of the air conditioning system can be increased. There is this.
셋째, 외부에서 가해지는 부하에 따라 정속압축기와 가변압축기에 공급되는 기상냉매량을 기상냉매 조절장치를 사용하여 조절함으로써 공기조화 시스템을 효율적으로 운전할 수 있는 이점이 있다.Third, there is an advantage that the air conditioning system can be efficiently operated by controlling the amount of gaseous refrigerant supplied to the constant speed compressor and the variable compressor by using the gaseous refrigerant control device according to the load applied from the outside.
Claims (13)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KR2007/000026 WO2007078144A2 (en) | 2006-01-06 | 2007-01-03 | Air-conditioning system and controlling method thereof |
CN2007800080663A CN101553695B (en) | 2006-01-06 | 2007-01-03 | Air-conditioning system and controlling method thereof |
US12/160,097 US8806888B2 (en) | 2006-01-06 | 2007-01-03 | Air-conditioner with multi-stage compressor and phase separator |
EP10188395.7A EP2287545B1 (en) | 2006-01-06 | 2007-01-03 | Air-conditioning system and controlling method thereof |
EP07700818.3A EP1969291B1 (en) | 2006-01-06 | 2007-01-03 | Air-conditioning system and controlling method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060029534 | 2006-03-31 | ||
KR1020060029534 | 2006-03-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070098442A true KR20070098442A (en) | 2007-10-05 |
KR100813053B1 KR100813053B1 (en) | 2008-03-14 |
Family
ID=38804477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060112718A KR100813053B1 (en) | 2006-01-06 | 2006-11-15 | Air-conditioning system and Controlling Method for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100813053B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3164626B2 (en) * | 1992-01-27 | 2001-05-08 | 松下電器産業株式会社 | Two-stage compression refrigeration cycle device |
JP2001241780A (en) | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerating air conditioner |
JP2003130477A (en) | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Hitachi Ltd | Refrigeration device |
-
2006
- 2006-11-15 KR KR1020060112718A patent/KR100813053B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100813053B1 (en) | 2008-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1703230B1 (en) | Multi type air-conditioner and control method thereof | |
KR101387478B1 (en) | Compression system and Air-conditioning system using the same | |
US8205467B2 (en) | Air conditioning apparatus | |
CN110332635B (en) | Double-stage compression multi-air-supplementing refrigeration heat pump system, control method and air conditioner | |
CN110337570B (en) | Air conditioner | |
JPH07234038A (en) | Multiroom type cooling-heating equipment and operating method thereof | |
US20060123834A1 (en) | Air conditioner | |
US7908878B2 (en) | Refrigerating apparatus | |
KR20070082501A (en) | Air-conditioning system and controlling method for the same | |
US7574872B2 (en) | Capacity-variable air conditioner | |
EP2034255A1 (en) | Refrigeration device | |
JP4179595B2 (en) | Air conditioner | |
KR20100096857A (en) | Air conditioner | |
US9874383B2 (en) | Air conditioner | |
JP2001235245A (en) | Freezer | |
KR20120053381A (en) | Refrigerant cycle apparatus | |
JP2006234263A (en) | Refrigerating cycle device | |
KR100813053B1 (en) | Air-conditioning system and Controlling Method for the same | |
JP4169080B2 (en) | Freezer refrigerator | |
KR101146783B1 (en) | Refrigerant system | |
JP2007147228A (en) | Refrigerating device | |
KR100606277B1 (en) | heat-pump air-conditioner | |
KR100512421B1 (en) | A Inverter Compressor Pipeline Structure Of Cooling System | |
KR100710312B1 (en) | Air-conditioning system and controlling method for the same | |
KR20040003628A (en) | The heat pump system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
G170 | Publication of correction | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130226 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140224 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150224 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160224 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170214 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |