KR20080060756A

KR20080060756A - 냉난방 동시형 멀티 공기조화기

Info

Publication number: KR20080060756A
Application number: KR1020060135220A
Authority: KR
Inventors: 하도용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-02
Also published as: KR101186331B1

Abstract

본 발명은 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시운전시, 저압기체배관을 통해 복수의 실외기 사이에 상호 유입될 수 있는 냉매의 양을 제어하기 위하여, 저압기체배관 상에 설치된 제 1,2 유량조절밸브를 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공하기 때문에, 실외기 사이의 냉매의 유량을 효율적으로 제어할 수 있고, 복수의 실외기들의 압축기 토출온도를 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

냉난방 동시형 멀티 공기조화기, 난방전실 운전, 난방 주체 동시 운전, 냉방전실 운전, 냉방 주체 동시 운전, 전자팽창밸브

Description

냉난방 동시형 멀티 공기조화기{Multi-air conditioner for heating and cooling operations at the same time}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 개략적인 구성도이다.

도 2는 난방 전실 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 3은 난방 주체 동시 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 4는 냉방 전실 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 5는 냉방 주체 동시 운전 시 도 1의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>

A1 : 냉난방 겸용 메인 실외기 A2 : 냉난방 겸용 서브 실외기

B1,B2,B3,B4 : 제 1,2,3,4 냉난방 겸용 실내기

C : 분배기

11,21,31,41 : 제 1,2,3,4 실내 열교환기

12,22,32,42 : 제 1,2,3,4 실내 전자팽창 밸브

13,23,33,43 : 제 1,2,3,4 실내 연결배관

14,24,34,44 : 제 5,6,7,8 실내 연결배관

15,25,35,45 : 제 1,2,3,4 실내기 팬

51,51' : 메인실외기의 실외 열교환기, 서브실외기의 실외 열교환기

53,54 : 메인 실외기의 압축기

53',54' : 서브 실외기의 압축기

61,61' : 메인 실외기와 서브 실외기의 팬

62,62' : 메인 실외기와 서브 실외기의 사방밸브

63,63' : 고압기체배관 64,64' : 흡입배관

65,65' : 실외 전자팽창밸브 72,72' : 액체배관

75,75' : 저압기체배관 81 : 고압기체헤더

82 : 저압기체헤더 83 : 액체헤더

90,90' : 제 1,2 유량조절밸브

91,91' : 제 1,2 개폐밸브

92,92' : 제 1,2 바이패스배관

100 : 냉난방 동시형 멀티 공기조화기

본 발명은 냉난방 동시형 멀티 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외기에 연결된 저압기체배관 상에 유량조절밸브를 설치하여 실외기간의 냉매의 유량을 효과적으로 분배할 수 있는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기에 복수개의 실내기들을 연결한 것으로, 실외기를 공용으로 사용하면서 복수개의 실내기들 각각을 냉방기 또는 난방기로 사용한다.

최근에는 실내기의 운전 대수에 따른 냉방 또는 난방 부하에 효과적으로 대응할 수 있도록 복수의 압축기를 구비하거나 복수의 실외기들을 서로 병렬로 연결하여 사용하고 있다.

종래 기술에 따른 멀티 공기조화기는 복수개의 실외기들과, 복수개의 실내기들과, 상기 복수개의 실외기들과 실내기들을 연결하는 냉매배관을 포함하여 구성되고, 여기서 상기 복수의 실외기들은 메인 실외기와 복수의 서브 실외기로 구성된다.

상기 복수개의 실외기들 각각에는 저온 저압의 기체상태의 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기와, 순환되는 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외 열교환기와, 냉방 또는 난방 작동에 따라 냉매 흐름을 절환시키는 사방밸브가 설치된다. 상기 복수개의 실내기들 각각에는 팽창기구와, 순환되는 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 실내 열교환기가 각각 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 멀티 공기조화기는 냉방 운전시는 상기 메인 실외기와 서브실외기의 압축기에서 압축된 냉매가 상기 사방밸브에 의해 상기 실외 열교환기로 보내지고, 상기 실외 열교환기를 통과하는 냉매는 주변공기와의 열교환으로 응축된 후, 상기 팽창기구로 보내진다. 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매는 상기 실내 열교환기로 유입되어, 실내 공기의 열을 흡수하면서 증발되어, 실내를 냉방시키게 된다.

한편, 난방 운전시에는 상기 사방밸브에서 유로가 절환되어, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 사방밸브, 실내 열교환기, 실외 전자팽창밸브(LEV:linear expansion valve), 실외 열교환기를 차례로 통과하면서, 실내를 난방시키게 된다.

그러나 종래의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는, 난방 전실 운전시, 상기 실외 전자팽창밸브의 제어만으로 냉매의 유량 제어를 수행하였는 바, 상기 메인 실외기의 실외 전자팽창밸브를 많이 닫더라도 서브 실외기를 통한 냉매가 저압기체배관을 통해 상기 메인 실외기로 전달되거나 또는 상기 서브 실외기의 실외 전자팽창밸브를 많이 닫더라도 메인 실외기를 통한 냉매가 저압기체배관을 통해 상기 서브 실외기로 전달되어 복수의 실외기 사이의 냉매의 유량 분배가 효과적으로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

또한, 난방 주체 운전시, 냉매가 실내기 측에서 유입되어 상기 메인 실외기 또는 서브 실외기로 전달되는 과정에서, 다른 실외기로 유입되어야 하는 냉매마저도 특정한 실외기로 유입됨으로써 복수의 실외기 사이의 냉매의 유량 분배에 불균형이 발생하는 문제점이 있다.

본원 발명은, 실외기에 연결된 저압기체배관 상에 유량조절밸브를 설치하여 실외기간의 냉매의 유량을 효과적으로 분배할 수 있는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시운전시, 복수의 실외기 사이의 냉매의 유동유량이 일정하게 조절되도록, 상기 복수의 압축기의 흡입부들에 연결된 저압기체배관 상에 설치되어 냉매의 유동유량을 제어하는 유량조절부를 포함한 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본원 발명의 제 1,2 유량조절밸브는 각각 제 1, 2 전자팽창밸브이며, 상기 저압기체배관 상에 상기 제 1,2 유량조절밸브로 유입되는 냉매를 바이패스시키는 제 1,2 바이패스 배관과, 상기 제 1,2 바이패스 배관 상에 설치된 제 1,2 개폐밸브를 더 포함한 냉난방 동시형 멀티 공기조화기를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)는 제 1,2,3,4 냉난방 겸용 실내기들(B1,B2,B3,B4), 냉난방 겸용 실외기들(A1,A2) 및 분배기(C)를 포함한다.

냉난방 겸용 실외기들(A1,A2)은 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2)로 구성되고, 각각 제 1,2 압축기들(53,54,53',54'), 실외 열교환기(51,51'), 실외 열교환기 팬(61,61') 및 절환유닛을 포함한다. 여기서 절환유닛은 사방밸브(62,62')를 포함한다. 이하에서는 메인 실외기(A1)에 한정하여 각 구성요소를 설명한다.

메인실외기의 압축기는 제1,2압축기들(53,54)로 구성되고, 서브실외기의 압축기는 제1,2압축기들(53',54')로 구성된다. 메인 실외기(A1)에 한정하여 설명하면, 상기 제1,2압축기들(53,54)의 흡입부는 공용 어큐뮬레이터(52)에 의해 연결되어 있다. 제1압축기(53)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 인버터 압축기이고, 제2압축기(54)는 냉매의 압축용량이 일정한 정속 압축기이다.

제 1,2압축기(53)(54)의 토출부에는 제1,2토출배관(55)(56)이 연결되고, 제1,2토출배관(55)(56)은 합지부(57)에 의해 합지되고, 제1,2토출배관(55)(56)에는 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하도록 제1,2오일분리기(58)(59)가 각각 설치되어 있다. 제1,2오일 분리기(58)(59)에는, 제1,2오일분리기(58)(59)로부터 분리된 오일을 제1,2압축기(53)(54)의 흡입부로 안내하는, 제1,2오일 회수관(30)(31)이 연결되어 있다.

합지부(57a)에는 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 냉매가 사방밸브(62)를 거치지 않고 바이패스시키는 고압기체배관(63)이 연결된다. 또한, 합지부(57)는 사방밸브(57)와 제3토출배관(68)으로 연결되어 있다.

실외 열교환기(51)는 제1연결배관(71)에 의하여 사방밸브(62)와 연결되어 있다. 실외 열교환기(51)에서는 외기와의 열교환에 의하여 냉매가 응축되거나 증발된다. 이 때, 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여, 실외기 팬(61)은 실외 열교환기(51)로 공기를 유입한다. 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)에서는, 냉방 전실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 중에는 실외 열교환기(51)가 응축기로 이용되고, 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 중에는 실외 열교환기(51)가 증발기로 이용된다.

실외 열교환기(51)와 분배기(C)를 연결하는 액체배관(72) 상에는 실외 전자팽창밸브(65) 및 과냉각장치(66)가 설치되어 있다. 실외 전자뱅창밸브(65)는 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 시 냉매를 팽창시킨다. 과냉각장치(66)는 냉방 전실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 시 분배기(C)로 이동되는 냉매를 냉각시킨다. 실외 전자팽창밸브(65)는 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시 운전 시 제1,2,3,4실내 열교환기들(11, 21, 32, 41)에서 응축된 냉매를 실외 열교환기(51)로 유입되기 전에 팽창시킨다. 과냉각장치(66)는, 액체배관(72) 중 일부를 감싸며 설치되는 과냉각기(66a)와, 과냉각기(66a)와 분배기(C) 사이에 배치되어 분배기(C)로 이동하는 냉매 중 일부를 과냉각기(66a) 내부로 바이패스 시키는 바이패스 배관(66b)과, 바이패스 배관(66b)에 설치되는 전자팽창밸브(66c)와, 과냉각기(66a)와 제3토출배관(64)을 연결하는 회수배관(66d)을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는 복수의 압축기의 흡입부들에 연결된 저압기체배관 상에 설치되어 냉매의 유동유량을 제어하는 유량조 절부를 포함하고, 이는 상기 메인 실외기(A1)에 연결된 저압기체배관(75) 상에 설치된 제 1 유량조절밸브(90) 및 상기 서브 실외기(A2)에 연결된 저압기체배관(75') 상에 설치된 제 2 유량조절밸브(90')를 의미한다.

냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시운전시, 상기 메인 실외기(A1)에 연결된 저압기체배관(75)을 통해 상기 서브 실외기(A2)로 냉매가 유입되거나, 상기 서브 실외기(A2)에 연결된 저압기체배관(75')을 통해 상기 메인 실외기(A1)로 냉매가 유입될 수 있다.

즉, 난방 전실 운전시, 상기 저압기체배관(75,75')을 통한 냉매의 전달이 발생하지 않는 것이 바람직하지만, 상기 액체배관(72)을 통해 상기 메인 실외기(A1)로 유입된 냉매가 상기 사방밸브(62)를 지나 상기 어큐뮬레이터(52)로 유입되는 과정에서, 냉매가 상기 저압기체배관(75)으로 전달될 수 있고, 상기 저압기체배관(75)으로 전달된 냉매는 상기 서브 실외기(A2) 측에 연결된 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)로 전달될 수 있다.

그 이유는 일반적으로 압축기의 토출온도를 일정한 온도로 유지하기 위하여 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')의 개도값을 정하는 제어가 이루어지는데, 상기 실외기들(A1,A2)의 압축기(53,54,53',54')의 토출온도가 낮으면 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되는 냉매량을 줄이기 위해 상기 실외기들(A1,A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')를 닫는 제어를 하고, 반대로 상기 실외기들(A1,A2)의 압축기(53,54,53',54')의 토출온도가 높으면 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되는 냉매량을 늘리기 위해 상기 실외기들(A1,A2)의 실외 전자팽 창밸브(65,65')를 여는 제어를 하기 때문이다.

상기와 같은 실외기들(A1,A2) 사이의 냉매 분배 제어를 수행하는 과정에서 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)를 폐쇄하고 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')를 개방하는 경우 또는 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)를 개방하고 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')를 폐쇄하는 경우가 발생한다.

이 때, 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)를 폐쇄하더라도 상기 서브 실외기(A2) 내의 냉매가 상기 저압기체배관(75')을 통해 상기 메인 실외기(A1)로 유입될 수 있고, 반대로 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')를 폐쇄하더라도 상기 메인 실외기(A1) 내의 냉매가 상기 저압기체배관(75)을 통해 상기 서브 실외기(A2)로 유입될 수 있다.

따라서, 상기 메인 실외기(A1) 및 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')의 개도값 제어만으로는 상기 압축기(53,54,53',54')의 토출온도를 일정하게 유지하는 제어가 불가능한 경우가 발생한다.

상기와 같은 경우를 방지하여 상기 압축기(53,54,53',54')의 토출온도를 일정하게 유지하기 위해서 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)를 폐쇄하는 경우, 상기 서브 실외기(A2)에 연결된 저압기체배관(75')을 통해 상기 메인 실외기(A1)로 냉매가 전달되지 않도록, 상기 제 1 유량조절밸브(90)를 닫는다.

반대의 경우, 즉 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')를 폐쇄하는 경우에는 상기 메인 실외기(A1)에 연결된 저압기체배관(75)을 통해 상기 서브 실외기(A2)로 냉매가 전달되지 않도록 상기 제 2 유량조절밸브(90')를 닫는다.

한편, 난방 주체 동시운전시, 상기 저압기체배관(75,75')을 통해 상기 실외기들(A1,A2)로 냉매가 유입된다. 특히, 냉방 운전되는 실내기(B4)의 용량의 비율이 설정값 미만인 경우에는, 상기 서브 실외기(A2)의 압축기(53',54')의 강한 압축력으로 인해 상기 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달되는 냉매가 많게 되고, 이 때 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달되어야 하는 냉매까지도 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달될 수 있다. 마찬가지로, 상기 메인 실외기(A1)의 메인 압축기(53,54)의 강한 압축력으로 인해 상기 저압기체배관(75)을 통해 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달되는 냉매가 많은 경우에도, 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달되어야 하는 냉매가 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달될 수 있다.

따라서, 상기와 같은 경우를 방지하도록 압축기의 토출온도를 일정하게 유지하기 위해 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90')를 제어한다. 즉, 상기 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달되는 냉매의 양이 많으면, 상기 제 2 유량조절밸브(90')를 소정의 값만큼 폐쇄하는 제어를 하고, 상기 제 1 유량조절밸브(90)는 소정의 값만큼 개방하는 제어를 한다.

마찬가지로 상기 저압기체배관(75)을 통해 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달되는 냉매의 양이 많으면, 상기 제 1 유량조절밸브(90)를 소정의 값만큼 폐쇄하는 제어를 하고, 상기 제 2 유량조절밸브(90')는 소정의 값만큼 개방하는 제어를 한다.

한편, 상기 제 1, 2 유량조절밸브(90,90')는 각각 제 1, 2 전자팽창밸브(LEV:linear expansion valve)로 구성되고, 상기 저압기체배관(75,75') 상에는 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90')와 병렬적으로 설치되어, 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90')로 유입되는 냉매를 바이패스시키는 제 1,2 바이패스 배관(92,92')과, 상기 제 1,2 바이패스 배관(92,92') 상에 설치된 제 1,2 개폐밸브(91,91')가 설치된다. 여기서 상기 제 1,2 개폐밸브(91,91')는 전기 신호에 의한 제어가 가능하도록 솔레노이드 밸브로 구성된다.

분배기(C)는 냉난방 겸용 실외기들(A1,A2)과 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4) 사이에 배치되어, 냉방 전실, 난방 전실, 냉방 주체 동시, 및 난방 주체 동시 운전 조건에 따라 냉매를 상기 제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4)에 분배한다. 즉, 상기 메인 실외기(A1) 및 서브 실외기(A2)와 상기 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4) 사이에 배치되어 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 운전 조건에 따라 냉매의 흐름을 제어할 수 있다. 여기서 분배기(C)는 고압 기체 헤더(81), 저압 기체 헤더(82), 액체 헤더(83) 및 제어밸브들(미도시)을 포함한다.

제1,2,3,4냉난방 겸용 실내기들(B1)(B2)(B3)(B4)은 각각 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41), 제1,2,3,4실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42) 및 제1,2,3,4실내기 팬들(15)(25)(35)(45)을 포함한다. 제1,2,3,4 실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42)은 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)과 고압 기체 헤더(81)를 연결하는 제1,2,3,4실내 연결배관들(13)(23)(33)(43) 상에 설치되어 있다.

고압 기체 헤더(81)는 합지부(57)의 고압기체배관(63) 및 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 일 측에 각각 연결된다. 또한, 저압 기체 헤더(82)는 흡입배관(64)에 저압기체배관(75)으로 연결되고, 제1,2,3,4 실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 타 측에 연결된다. 액체 헤더(83)는 과냉각장치(66) 및 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)의 일 측에 각각 연결되어 있다. 여기서 고압 기체 헤더(81), 저압 기체 헤더(82) 및 액체 헤더(83)에는 다른 서브 실외기(A2)의 고압기체배관(63'), 저압기체배관(75') 및 액체배관(72')이 각각 더 연결된다.

여기서, 상기 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 난방 전실 또는 난방 주체 동시 운전시에는 상기 저압기체배관(75,75')은 상기 저압기체헤더(82) 내의 냉매를 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64) 또는 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 안내하고, 상기 액체배관(72,72')은 상기 액체헤더(83) 내의 냉매를 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65) 또는 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')로 안내한다. 또한, 상기 고압기체배관(63,63')은 상기 실외기들(A1,A2)의 압축기(53,54,53',54')로부터 토출된 고압 기체 냉매를 상기 실내기들(B1,B2,B3,B4)로 안내한다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 도 1에 도시된 냉난방 동시형 멀티 공기조화기의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명한다.

도 2은 난방 전실 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 여기서는 상기 메인 실외기(A1)에서의 냉매의 흐름을 한정하여 설명한다. 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고압 기체의 냉매는, 제1,2토출배관(55)(56)을 흐르다가 사방밸브(62)로 유입되지 않고 합지부(57) 및 고압기체배관(63)을 지나 고압 기체 헤더(81)로 유입된다. 고압 기체 헤더(81)로부터 제5,6,7,8실내 연결배관들(14)(24)(34)(44)을 통하여 토출되는 냉매는, 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)에서 응축된다. 그 후, 냉매는 액체 헤더(83)로 유입되고, 액체배관(72,72')을 통하여 배출되어 상기 실외 전자팽창밸브(65,65')로 유입된다. 여기서 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')는 압축기(53,54,53',54')의 토출온도를 일정하게 유지하기 위하여 소정의 개도값만큼 개방되고 상기 액체배관(72,72')을 통해 배출된 냉매는 상기 실외 전자팽창밸브(65,65')로 분배되어 유입된다.

상기 실외 전자팽창밸브(65,65')에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(51,51')에서 증발된다. 저온 저압 기체 냉매는 사방밸브(62,62')를 거쳐 흡입배관(64,64')으로 유입된 후, 어큐뮬레이터(52,52')를 거쳐 제1,2압축기(53,53')(54,54')로 흡입된다.

여기서, 상기 실외 전자팽창밸브(65,65')로 냉매가 분배되는 경우, 상기 압축기(53,54,53',54')의 토출온도를 일정한 온도로 유지하기 위하여 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')의 개도값을 정하는 제어가 이루어지는데, 이는 상기 실외기들(A1,A2)의 압축기(53,54,53',54')의 토출온도가 낮으면 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되는 냉매량을 줄이기 위해 상기 실외기 들(A1,A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')를 닫는 제어를 하고, 반대로 상기 실외기들(A1,A2)의 압축기(53,54,53',54')의 토출온도가 높으면 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되는 냉매량을 늘리기 위해 상기 실외기들(A1,A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')를 여는 제어를 수행한다.

여기서, 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)의 개도값이 큰 경우에는 저온 저압 기체 냉매가 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 유입된 후, 어큐뮬레이터(52)로 전달되기 전에, 상기 저압기체배관(75)으로 냉매가 유출될 수 있고, 상기 저압기체배관(75)으로 전달된 냉매는 상기 서브 실외기 측에 연결된 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)로 전달될 수 있다.

따라서, 압축기의 토출온도를 일정하게 유지하기 위해서 상기 메인 실외기(A1)에서 서브 실외기(A2)로의 냉매의 유출을 방지하여야 하므로, 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90')인 제 1,2 전자팽창밸브와 상기 제 1,2 개폐밸브(91,91')를 제어하여야 한다. 여기서, 상기 제 1,2 개폐밸브(91,91')는 항상 폐쇄하고, 상기 제 1,2 전자팽창밸브(90,90')를 제어한다.

구체적으로, 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)의 개도값이 크고, 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')의 개도값이 작은 경우에는, 상기 메인 실외기(A1)에서 서브 실외기(A2)로 유출되는 냉매의 양이 증가하기 때문에, 상기 서브 실외기(A2)의 제 2 유량조절밸브(90')의 개도값을 감소시키는 제어를 수행한다.

반대로, 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)의 개도값이 작고, 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65')의 개도값이 큰 경우에는, 상기 서브 실외기(A2)에서 메인 실외기(A1)로 유출되는 냉매의 양이 증가하기 때문에, 상기 메인 실외기(A1)의 제 1 유량조절밸브(90)의 개도값을 감소시키는 제어를 수행한다.

즉, 상기 메인 실외기(A1)의 실외 전자팽창밸브(65)의 개도값의 증가 또는 감소에 따라 상기 제 1 유량조절밸브(90)의 개도값을 증가 또는 감소시키고, 상기 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65)의 개도값의 증가 또는 감소에 따라 상기 제 2 유량조절밸브(90')의 개도값을 증가 또는 감소시키는 제어를 수행한다. 구체적으로는 상기 제 1,2 전자팽창밸브(90,90')는 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2)의 실외 전자팽창밸브(65,65')의 개도값과 동일한 개도값으로 개폐될 수 있다.

도 3은 난방 주체 동시 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)는 난방 모드로 작동하고, 제4실내기(B4)는 냉방 모드로 작동하는 것으로 한다. 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)를 난방 모드로 운전하기 위한 냉매의 유동은, 난방 전실 운전에서의 냉매의 유동과 동일하다. 다만, 제4실내기(B4)에는 액체 헤더(83)로부터 고압 액체 냉매가 제4실내 연결배관(43)을 통하여 유입된 후, 제4실내 전자팽창밸브(42)에서 팽창하고, 제4실내 열교환기(41)에서 증발된 후, 저압 기체 헤더(82)로 유입된다. 그 후, 냉매는 저압 기체 배관(75,75')을 흐른 후, 흡입배관(64,64')으로 유입되어, 실외 열교환기(51,51')에서 증발된 냉매와 섞인 다.

상기와 같은 난방 주체 동시 운전 시에는, 냉매가 상기 저압 기체 배관(75,75')을 통해 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되기 때문에, 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90') 및 제 1,2 개폐 밸브(91,91')를 상기 난방 전실 운전시와는 다른 방식으로 제어한다.

구체적으로는, 냉방 운전되는 실내기들(B4)의 용량의 비율이 설정값 이상인 경우에는, 상기 제 1, 2 전자팽창밸브(90,90')와 제 1, 2 개폐 밸브(91,91')는 개방시킨다. 냉방 운전되는 실내기들(B4)의 용량의 비율이 설정값 이상인 경우에는, 상기 저압기체배관(75,75')을 통해 실외기로 유입되는 냉매의 유량이 많기 때문에, 실외기들(A1,A2)간의 냉매 분배는 종래와 같이 실외 전자팽창밸브(65,65')만으로 제어할 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 제 1,2 전자팽창밸브(90,90')와 제 1,2 개폐 밸브(91,91')를 완전히 개방시켜도 무방하다.

그러나, 냉방 운전되는 실내기들(B4)의 용량의 비율이 설정값 미만인 경우에는, 상기 제 1, 2 개폐 밸브(91,91')는 폐쇄되고, 상기 제 1, 2 전자팽창밸브(90,90')를 소정의 개도값만큼 열어 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2) 간 냉매를 분배시킨다.

이 때, 냉방 운전되는 실내기들(B4)의 용량의 비율이 설정값 미만인 경우에는 냉방 운전되는 실내기(B4)로부터 상기 저압기체배관(75,75')을 통해 상기 실외기들(A1,A2)로 유입되는 냉매의 유량이 적기 때문에, 실외기간의 냉매 분배가 효과적으로 이루어지지 않는 경우가 발생한다.

즉, 상기 서브실외기의 압축기(53',54')의 강한 압축력으로 인해 상기 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달되는 냉매가 많으면 상기 메인 실외기(A2)의 흡입배관(64)으로 전달되어야 하는 냉매까지도 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달될 수 있다. 이와 같은 현상은 상기 메인 실외기(A1)의 메인 압축기(53,54)의 강한 압축력으로 인해 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달되는 냉매가 많은 경우에도 마찬가지이다.

따라서, 상기와 같이 냉방운전되는 실내기들(B4)의 용량의 비율이 설정값 미만인 경우에는 상기 제 1,2 개폐 밸브(91,91')는 폐쇄시키고, 상기 제 1,2 전자팽창밸브(90,90')를 이용하여 상기 메인 실외기(A1)와 서브 실외기(A2) 간 냉매를 분배시킨다.

구체적으로, 상기 서브 실외기(A2)의 압축기(53',54')의 강한 압축력으로 인해 상기 저압기체배관(75')을 통해 상기 서브 실외기(A2)의 흡입배관(64')으로 전달되는 냉매가 많은 경우에는, 상기 제 2 전자팽창밸브(90')의 개도값을 감소시키고, 상기 제 1 전자팽창밸브(90)의 개도값을 증가시킨다. 마찬가지로, 상기 메인 실외기(A1)의 압축기(53,54)의 압축력으로 인해 상기 메인 실외기(A1)의 흡입배관(64)으로 전달되는 냉매가 많은 경우에는, 상기 제 1 전자팽창밸브(90)의 개도값을 감소시키고, 상기 제 2 전자팽창밸브(90')의 개도값을 증가시킨다.

도 4는 냉방 전실 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다.

메인 실외기(A1)를 기준으로 설명하면, 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고 압 기체의 냉매는, 제1,2토출배관(55)(56)을 흐르다가 제3토출배관(68) 및 사방밸브(62)를 거쳐, 실외 열교환기(51)로 유입된다. 실외 열교환기(51)에서 응축된 고압 액체 냉매는 과냉각장치(66)를 거쳐 액체 헤더(83)로 유입된다. 액체 헤더(83)로부터 제1,2,3,4실내 연결배관들(13)(23)(33)(43)을 통하여 토출되는 냉매는 제1,2,3,4실내 전자팽창밸브들(12)(22)(32)(42)에서 팽창된 후, 제1,2,3,4실내 열교환기들(11)(21)(31)(41)에서 증발되고, 저압 기체 헤더(82)로 유입된다. 저압 기체 헤더(82)로부터 토출되는 저압 기체 냉매는 흡입배관(64)으로 유입된 후, 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 제1,2압축기(53)(54)로 흡입된다.

도 5는 냉방 주체 동시 운전 시 냉난방 동시형 멀티 공기조화기(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 나타낸다. 설명의 편의를 위하여, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)는 냉방 모드로 작동하고, 제4실내기(B4)는 난방 모드로 작동하는 것으로 한다. 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)를 냉방 모드로 운전하기 위한 냉매의 유동은, 냉방 전실 운전에서의 냉매의 유동과 동일하다. 이하, 도 4와 상이한 사항을 중심으로 설명한다.

메인 실외기(A1)를 기준으로 설명하면, 제1,2압축기(53)(54)에서 토출된 고압 기체 냉매의 일 부분은 합지부(57)를 지나 고압기체배관(63)을 흐른 후, 고압 기체 헤더(81)로 유입된다. 고압 기체 헤더(81)로부터 유출되는 냉매는 제4실내기의 실내 연결배관(44)을 흐른 후, 제4실내 열교환기(41)에서 응축되어, 액체 헤더(83)로 유입된다. 액체 헤더(83)에서는, 제4실내기(B4)를 지난 냉매와, 제1,2,3실내기(B1)(B2)(B3)로 유출되기 위하여 실외 열교환기(51)를 지난 냉매가 모두 유 입된다.

상기한 바와 같이, 상기 냉방 전실 또는 냉방 주체 동시 운전시에는, 냉매가 상기 저압기체배관(75,75')을 통해 상기 흡입배관(64,64')으로 전달되고, 상기 실외 전자팽창밸브(65,65')의 제어에 의한 실외기들(A1,A2) 사이의 냉매 분배가 이루어지지 않기 때문에, 본 발명에 의한 제 1,2 유량조절밸브(90,90')와 제 1,2 개폐밸브(91,91')를 엄밀하게 제어할 필요가 없다. 따라서, 상기 제 1,2 유량조절밸브(90,90')와 제 1,2 개폐밸브(91,91')를 완전히 개방한다.

본원 발명의 냉난방 동시형 멀티 공기조화기는 실외기에 연결된 저압기체배관 상에 유량조절밸브를 설치하여 실외기들 사이의 냉매의 분배를 효과적으로 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 난방 전실 운전시, 실외 전자팽창밸브의 개도값의 증감에 따른 상기 유량조절밸브의 개도값의 증감을 조정하여 실외기 사이의 냉매의 유량 제어를 수행할 수 있으므로, 복수의 실외기의 압축기 토출온도를 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 난방 주체 운전시, 냉매가 실내기들에서 유입되어 상기 메인 실외기 또는 서브 실외기로 전달되는 과정에서, 다른 실외기로 유입되어야 하는 냉매마저도 특정한 실외기로 유입되지 않도록 상기 유량조절밸브와 개폐 밸브를 조정할 수 있으므로, 메인 실외기와 서브 실외기의 압축기 토출온도를 일정하게 유지할 수 있 는 이점이 있다.

Claims

복수의 압축기와;

실내 열교환기와 실외 열교환기 사이에 구비되어 냉매의 유량을 조절하는 실외 전자팽창밸브를 가진 복수의 실외기로 구성된 멀티형 공기조화기에서,

상기 복수의 압축기의 흡입부들을 연결하는 저압기체배관과;

난방 전실 운전 또는 난방 주체 동시운전시, 복수의 실외기 사이의 냉매의 유동유량이 일정하게 조절되도록, 상기 저압기체배관 상에 설치되어 냉매의 유동유량을 제어하는 유량조절부를 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 1 에 있어서,

상기 유량조절부는 상기 복수의 실외기 중 메인 실외기에 연결된 저압기체배관 상에 설치된 제 1 유량조절밸브와, 상기 복수의 실외기 중 서브 실외기에 연결된 저압기체배관 상에 설치된 제 2 유량조절밸브인 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 2 에 있어서,

상기 제 1,2 유량조절밸브는 각각 제 1,2 전자팽창밸브이고, 상기 저압기체배관 상에 상기 제 1,2, 유량조절밸브로 유입되는 냉매를 바이패스시키는 제 1,2 바이패스 배관과, 상기 제 1,2 바이패스 배관 상에 설치된 제 1,2 개폐밸브를 더 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 1 에 있어서,

상기 복수의 실외기들과 실내기들 사이에 배치되어, 상기 냉매를 냉방전실, 난방 전실, 냉방 주체 동시 및 난방 주체 동시 운전 조건에 따라 상기 냉난방 겸용 실내기들에 분배하고, 액체헤더, 저압기체헤더를 포함하는 분배기를 더 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 4 에 있어서,

상기 분배기는 상기 저압기체헤더내의 냉매보다 고압인 냉매가 흐를 수 있는 고압기체헤더를 더 포함하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 5 에 있어서,

상기 난방 전실 운전시, 상기 제 1,2 개폐 밸브는 폐쇄되고, 상기 메인 전자팽창밸브의 개도값의 증가 또는 감소에 따라 상기 제 1 전자팽창밸브의 개도값이 증가 또는 감소하고, 상기 서브 전자팽창밸브의 개도값의 증가 또는 감소에 따라 상기 제 2 전자팽창밸브의 개도값이 증가 또는 감소하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 6에 있어서,

상기 메인실외기의 전자팽창밸브와 제 1 전자팽창밸브의 개도값은 동일하고, 상기 서브실외기의 전자팽창밸브과 제 2 전자팽창밸브의 개도값은 동일한 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 5에 있어서,

상기 난방 주체 동시 운전시, 냉방 운전되는 실내기들의 용량의 비율이 설정값 이상인 경우, 상기 제 1, 2 전자팽창밸브와 제 1, 2 개폐 밸브는 개방되는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 5에 있어서,

상기 난방 주체 동시 운전시, 냉방 운전되는 실내기들의 용량의 비율이 설정값 미만인 경우, 상기 제 1, 2 개폐 밸브는 폐쇄되고, 상기 제 1, 2 전자팽창밸브를 소정의 개도값만큼 열어 상기 메인 실외기와 서브 실외기 간 냉매를 분배하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 5에 있어서,

상기 냉방 전실 또는 냉방 주체 운전시, 상기 제 1, 2 개폐 밸브와 제 1, 2 전자팽창밸브를 개방하는 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.
청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1,2 개폐밸브는 솔레노이드 밸브인 냉난방 동시형 멀티 공기조화기.