KR20090041846A

KR20090041846A - 공기 조화기

Info

Publication number: KR20090041846A
Application number: KR1020070107558A
Authority: KR
Inventors: 윤필현; 오세기; 신정섭
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-04-29
Also published as: WO2009054593A1; US8028539B2; US20090107173A1

Abstract

본 실시예는 공기 조화기에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 공기 조화기는, 다수 개의 압축기; 상기 각 압축기로 흡입되기 위한 유체가 유동하는 공통 흡입관; 상기 공통 흡입관에서 분지되어 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 개별 흡입관; 및 상기 각 압축기에 각각 연결되어 상기 각 압축기에서 배출된 유체가 유동하는 출되는 바이패스 배관이 포함되며, 상기 바이패스 배관을 따라 이동하는 유체는 상기 공통 흡입관으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

공기 조화기, 오일

Description

공기 조화기{Air conditioner}

본 실시예는 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 압축-응축-팽창-증발이라는 일련의 사이클 과정을 수행하면서 공기의 온도나 습도를 조절하는 장치이다.

최근에는 다수 개의 실내기를 하나 또는 복수의 실외기에 연결하여 사용하고 있다. 그리고, 상기 실외기에는 상기 다수 개의 실내기의 용량에 따라 다수 개의 압축기가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 각 압축기의 토출 측에는 오일을 분리시키는 오일 분리기가 각각 구비된다. 그리고, 상기 각 오일 분리기에서 분리된 오일은 오일 회수관을 통하여 상기 각 압축기의 흡입 측으로 이동된다.

그런데, 종래의 공기 조화기에 의하면, 각 압축기와 연결된 각각 오일 분리기에서 분리된 오일이 다시 원래의 압축기 흡입 측으로 이동되므로, 각 압축기 간의 오일 레벨의 불균형이 발생할 수 있으며, 오일이 부족한 압축기의 경우 내부 부품의 마모가 발생하는 문제가 있다.

본 실시예는 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 많은 양의 오일이 저장된 압축기에서 잉여 오일이 상기 압축기의 외부로 배출되도록 하는 공기 조화기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 실시예는 다수 개의 압축기 간의 오일 레벨 불균형이 해소되도록 하며, 특정 압축기의 오일 부족에 의해서 압축기가 손상되는 것이 방지되는 공기 조화기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 실시예에 따른 공기 조화기는, 다수 개의 압축기; 상기 각 압축기로 흡입되기 위한 유체가 유동하는 공통 흡입관; 상기 공통 흡입관에서 분지되어 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 개별 흡입관; 및 상기 각 압축기에 각각 연결되어 상기 각 압축기에서 배출된 유체가 유동하는 출되는 바이패스 배관이 포함되며, 상기 바이패스 배관을 따라 이동하는 유체는 상기 공통 흡입관으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 공기 조화기는 다수 개의 압축기; 상기 각 압축기로 흡입되기 위한 유체가 유동하는 공통 흡입관; 상기 공통 흡입관에서 분지되어 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 개별 흡입관; 상기 각 압축기에서 배출된 유체가 상기 공통 흡입관으로 이동되도록 하는 바이패스 유닛; 및 상기 바이패스 유닛으로 유입된 유체를 감압시키는 감압부가 더 포함된다.

또 다른 측면에 따른 공기 조화기는 다수 개의 압축기; 상기 각 압축기에 각각 연결되어 상기 압축기 내부의 유체가 상기 압축기의 흡입 측으로 바이패스되도록 하는 다수 개의 바이패스 배관; 및 상기 각 바이패스 배관에 제공되어 상기 각 바이패스 배관을 유동하는 유체의 온도를 감지하는 다수 개의 온도 센서가 포함되며, 상기 각 온도 센서에서 감지되는 온도 정보에 따라 상기 각 바이패스 배관을 유동하는 유체의 유량이 조절되는 것을 특징으로 한다.

제안되는 실시예에 의하면, 어느 압축기에 과도하게 오일이 저장된 경우, 압축기에 연결된 바이패스 배관을 통하여 상기 압축기의 외부로 배출된 후에, 공통 흡입관에서 각 압축기로 분배되므로, 다른 압축기에 오일이 부족하게 되는 것이 방지되는 장점이 있다.

그리고, 공통 흡입관으로 유입된 오일이 각 압축기로 분배되므로, 상기 각 압축기의 오일 레벨이 균형을 이룰 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 조화기(1)는, 병렬로 배치된 다수 개의 압축기(11, 12, 13)가 포함된다. 본 실시예에서는 일 례로 세 개의 압축기가 구비되는 것을 설명하나, 상기 압축기의 수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

그리고, 본 실시예에서 상기 각 압축기(11, 12, 13)는 용량이 서로 다를 수 있다. 또한, 어느 압축기는 회전수가 가변되는 인버터 압축기이고, 다른 압축기는 정속 압축기일 수 있다.

그리고, 상기 각 압축기(11, 12, 13)에는 도시되지 않은 증발기에서 배출된 냉매가 흡입되도록 하는 흡입 배관 유닛이 연결된다. 상기 흡입 배관 유닛은 상기 증발기에서 배출된 냉매가 유동하는 공통 흡입관(30)과, 상기 공통 흡입관(30)에서 분지되며, 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 연결되는 복수 개의 개별 흡입관(31, 32, 33)이 포함된다.

따라서, 상기 공통 흡입관(30)으로 유입된 냉매는 상기 각 개별 흡입관(31, 32, 33)으로 분배된 후에 상기 각 압축기(11, 12, 13)로 이동된다. 그리고, 상기 공통 흡입관(30)은 어큐물레이터(10)에 연결된다. 상기 어큐물레이터(10)는 상기 증발기를 통과한 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리시키는 역할을 한다.

그리고, 분리된 기상 냉매 만이 상기 공통 흡입관(30)으로 이동되고, 분리된 액 냉매는 상기 어큐물레이터(10)에 저장된다.

그리고, 상기 각 압축기(11, 12, 13)에는 상기 각 압축기(11, 12, 13)에서 토출된 냉매가 유동하는 토출 배관 유닛이 연결된다. 상기 토출 배관 유닛은 상기 압축기(11, 12, 13)에 각각 연결되는 복수 개의 개별 토출관(34, 35, 36)과, 상기 각 토출관(34, 35, 36)을 따라 유동하는 냉매가 합쳐 흐르도록 하는 공통 토출관(37)이 포함된다.

따라서, 상기 각 압축기(11, 12, 13)에서 토출된 냉매는 상기 각 개별 토출관(34, 35, 36)을 따라 흐르다가 상기 공통 토출관(37)에서 합쳐진 후에 도시되지 않은 응축기로 이동된다.

상기 각 개별 토출관(34, 35, 36)에는 상기 각 압축기(11, 12, 13)에서 토출된 냉매와 오일이 분리되도록 하는 오일 분리기(21, 22, 23)가 설치된다.

상기 각 오일 분리기(21, 22, 23)에는 상기 오일 분리기(21, 22, 23)에서 분리된 오일이 상기 각 압축기(11, 12, 13)의 흡입 측으로 회수되도록 하기 위한 오일 회수관(41, 42, 43)이 연결된다. 그리고, 상기 각 오일 회수관(41, 42, 43)은 상기 각 흡입관(31, 32, 33)에 연결된다.

따라서, 상기 각 오일 분리기(21, 22, 23)에서 분리된 오일은 상기 각 오일 회수관(41, 42, 43)을 따라 흐르다가 상기 각 개별 흡입관(31, 32, 33)으로 유입된다.

그리고, 상기 각 오일 회수관(41, 42, 43)에는 감압을 위한 캐필러리(44, 45, 46)가 구비된다. 상기 캐필러리(44, 45, 46)는 상기 각 압축기(11, 12, 13)에서 토출된 고압 상태의 오일을 상기 각 압축기(11, 12, 13)의 흡입 측으로 회수하기 위하여 저압 상태로 변화시킨다.

그리고, 상기 각 압축기(11, 12, 13)에는 상기 압축기(11, 12, 13) 내부에 과도한 오일이 저장된 경우, 잉여 오일을 상기 압축기(11, 12, 13)의 외부로 배출되도록 하는 바이패스 유닛이 연결된다.

상기 바이패스 유닛은 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 각각 연결되는 다수 개의 바이패스 배관(51, 52, 53)과, 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)을 따라 유동하는 오일이 합쳐 흐르도록 하는 공통 배관(50)이 포함된다. 그리고, 상기 공통 배 관(50)은 상기 공통 흡입관(30)에 연결된다.

여기서, 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)은 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 요구되는 오일 레벨 보다 높은 위치에서 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 연결된다.

그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)에 요구되는 오일 레벨은 상기 각 압축기(11, 12, 13)의 용량에 따라 달라지므로, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)의 연결 위치 또한 달라질 수 있다.

그리고, 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)에는 상기 압축기(11, 12, 13)에서 배출되는 유체를 감압시키는 감압부(54, 55, 56)가 설치된다. 상기 감압부(54, 55, 56)로는 캐필러리가 사용될 수 있다.

상세히, 상기 압축기(11, 12, 13)로는 고압식 압축기가 사용될 수 있다. 상기 고압식 압축기는 오일이 저장되는 공간이 고압 상태이다. 이와 같이 고압식 압축기가 사용되는 경우 상기 압축기(11, 12, 13) 내부의 압력에 의해서 상기 압축기 내부의 유체가 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 배출될 수 있다.

상기 감압부(54, 55, 56)는 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)을 따라 유동하는 유체를 팽창시켜 온도 및 압력이 낮아지도록 한다.

여기서, 상기 유체에는 냉매 또는 오일이 포함될 수 있다. 즉, 상기 압축기(11, 12, 13)에 저장된 오일이 많은 경우에는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 오일이 배출되고, 오일이 적당하거나 부족한 경우에는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매가 배출된다.

그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)에서 배출되는 냉매는 상기 압축기(11, 12, 13)의 흡입 측으로 이동된다. 여기서, 상기 압축기(11, 12, 13)의 흡입 측으로는 저압의 냉매가 유입되어야 하는데, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 유입되는 냉매는 고압이므로, 본 실시예에서는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)을 유동하는 냉매가 상기 감압부(54, 55, 56)에 의해서 감압되도록 한다.

이하에서는 본 실시예의 공기 조화기의 작용에 대해서 설명한다.

도 2는 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 작동 상태를 보여주는 구성도이다.

도 2를 참조하면, 공기 조화기의 작동 명령이 입력되면, 상기 압축기(11, 12, 13)가 구동된다. 그러면, 상기 압축기(11, 12, 13)로 흡입된 냉매가 압축된 상태에서 오일과 함께 상기 각 개별 토출관(34, 35, 36)으로 토출된다.

그리고, 상기 각 개별 토출관(34, 35, 36)으로 토출된 냉매 및 오일은 상기 각 오일 분리기(21, 22, 23)로 유입된다. 그리고, 상기 오일 분리기(21, 22, 23)에서 냉매와 오일이 서로 분리된다.

그리고, 분리된 냉매는 상기 오일 분리기(21, 22, 23)에서 배출되어 상기 공통 토출관(37)으로 이동된다. 그리고, 상기 공통 토출관(37)을 유동하는 냉매는 순차적으로 도시되지 않은 응축기, 팽창기 및 증발기를 거쳐 상기 어큐물레이터(70)로 유입된다.

반면, 분리된 오일은 상기 오일 회수관(41, 42, 43)으로 배출된다. 그리고, 상기 오일 회수관(41, 42, 43)으로 배출된 오일은 상기 각 개별 흡입관(31, 32, 33)으로 이동된다.

그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)가 동작되는 중에는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매 또는 오일이 배출된다.

상세히, 도 2에서 제 1 압축기(11)의 오일 레벨은 제 1 바이패스 배관(51)이 연결되는 부분과 대응하게 위치되므로, 상기 제 1 압축기(11)에서는 압축된 냉매의 일부와 오일의 일부가 상기 제 1 바이패스 배관(51)으로 토출된다.

그리고, 제 2 압축기(12)의 오일 레벨은 제 2 바이패스 배관(52)이 연결되는 부분 보다 낮게 위치하므로, 상기 제 2 압축기(12)에서는 압축된 냉매(점선으로 표시)의 일부가 상기 제 2 바이패스 배관(52)으로 토출된다. 물론, 압축된 냉매의 다른 일부는 상기 개별 토출관(35)으로 토출된다.

그리고, 제 3 압축기(13)의 오일 레벨은 제 3 바이패스 배관(53)가 연결되는 부분 보다 높게 위치하므로, 상기 제 3 압축기(13)에서는 오일(실선으로 표시)이 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 토출된다.

그리고, 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 토출된 냉매 또는 오일은 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과하면서 감압된 후에 상기 공통 배관(50)으로 이동된다. 그리고, 상기 공통 배관(50)으로 이동된 냉매 또는 오일은 상기 공통 흡입관(30)으로 이동된 후에 상기 각 개별 흡입관(31, 32, 32)으로 분배된다. 즉, 특정 압축기에서 배출된 잉여 오일이 상기 각 압축기(11, 12, 13)로 골고루 분배된다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 특정 압축기에서 과도하게 오일이 저장된 경우, 상기 압축기에 연결된 바이패스 배관을 통하여 상기 압축기의 외부로 배출된 후에 각 압축기로 분배되므로, 다른 압축기에서 오일이 부족하게 되는 현상이 방지된다. 그리고, 압축기에서 오일이 부족한 현상이 방지되는 경우 압축기의 손상이 방지될 수 있다.

그리고, 특정 압축기의 잉여 오일이 각 압축기로 골고루 분배되므로, 각 압축기 간의 오일 레벨 불균형이 해소되는 장점이 있다.

도 3은 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고 다만 바이패스 배관의 연결 위치가 다른 것에 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 제 1 실시예를 원용하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이패스 배관(51a, 52a, 53a)은 일단이 상기 압축기(11, 12, 13)에 연결되고, 타단이 상기 공통 흡입관(30)에 연결된다.

즉, 상기 바이패스 배관(51a, 52a, 53a)을 따라 이동하는 유체가 상기 공통 흡입관(30)으로 직접 이동되어 상기 공통 흡입관(30)에서 합쳐진다. 이와 같은 본 실시예에 의하면, 상기 각 바이패스 배관(51a, 52a, 53a)을 유동하는 냉매 또는 오일이 합쳐지는 공통 배관이 불필요한 장점이 있다.

도 4는 제 3 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이고, 도 5는 제 3 실시예에 따른 어큐물레이터의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고 다만 공통 배관의 연결 위치가 다른 것에 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 제 1 실시예를 원용하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 압축기(11, 12, 13)에는 바이패스 배관(51, 52, 53)의 일단이 연결된다. 그리고, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)의 타단은 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)을 따라 이동하는 유체가 합쳐져 흐르도록 하는 공통 배관(60)에 연결된다. 그리고, 상기 공통 배관(60)은 어큐물레이터(70)에 연결된다.

따라서, 상기 공통 배관(60)의 오일은 상기 어큐물레이터(70)로 유입된 후에 상기 어큐물레이터(60)에 저장된 오일과 함께 상기 공통 흡입관(30)으로 이동된다.

여기서, 상기 어큐물레이터(70)에 저장된 오일은 증발기에서 토출되어 상기 어큐물레이터(70)로 유입된 오일을 말한다. 즉, 상기 오일 분리기(21, 22, 23)에서 분리되지 않은 오일은 냉매와 함께 응축기, 팽창기, 증발기를 거쳐 상기 어큐물레이터(70)로 유입된다.

상기 어큐물레이터(70)는, 상기 압축기(11, 12, 13)로 기상 냉매가 유입되도록 하기 위하여, 액상 냉매와 기상 냉매가 분리되도록 한다. 상세히, 상기 어큐물레이터의(70) 내부에는 "U" 형상의 기상 냉매관(71)이 제공되며, 상기 기상 냉매관(71)의 일단은 상기 공통 흡입관(30)과 연결된다. 그리고, 상기 어큐물레이터(70)에는 증발기에서 토출된 냉매가 유입되는 연결관(74)이 연결된다.

따라서, 상기 어큐뮬레이터(70)로 유입된 냉매 중 기상 냉매는 상기 기상 냉매관(71)의 입구(71a) 통하여 상기 기상 냉매관(71)으로 유입되고, 액 냉매는 상기 어큐뮬레이터(70)의 하부에 저장된다.

그리고, 상기 기상 냉매관(71)의 하측에는 오일 유입홀(72)이 형성되어 상기 어큐물레이터(70)에 저장된 오일이 상기 기상 냉매관(71)으로 유입되도록 한다. 이 때, 상기 어큐물레이터(70)에 저장된 액 냉매와 오일은 비중 차이에 의해서 오일이 하측에 쌓이고, 오일의 상측에 냉매가 쌓이게 된다.

여기서, 상기 공통 배관(60)을 통하여 상기 어큐뮬레이터(70)로 유입된 오일은 상기 액 냉매 및 오일에 비하여 온도가 높은 상태이며, 상기 어큐물레이터(70)에 저장된 저온의 액 냉매 및 오일에 의해서 온도가 하강하게 된다.

이와 같이 압축기(11, 12, 13)에서 회수된 고온의 오일이 일차적으로 감압부(54, 55, 56)에 의해서 온도가 하강되고, 이차적으로 상기 어큐물레이터(70) 내부에서 온도가 하강하게 됨에 따라, 상기 회수된 오일에 의해서 상기 압축기(11, 12, 13)로 흡입되는 저온 냉매의 온도가 상승되는 것이 방지된다.

본 실시예에서는 상기 기상 냉매관(71)에 오일 유입홀(72)을 형성하여 오일이 상기 기상 냉매관(71)으로 유입되어 상기 각 압축기로 이동되도록 하나, 이와 달리 상기 어큐물레이터(70)의 하측에 별도의 오일 유동관을 연결하고, 상기 오일 유동관을 상기 공통 흡입관(30)에 연결하여 상기 어큐뮬레이터(70) 내부의 오일이 상기 공통 흡입관으로 이동되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 오일 유동관에 오일의 유량을 조절하는 밸브를 설치할 수 있다.

또한, 본 실시예는 상기 어큐물레이터(70)에 상기 공통 배관(60)이 연결되나, 이와 달리 상기 증발기에서 토출된 냉매가 유동하는 상기 연결관(74)에 연결될 수도 있다.

도 6은 제 4 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고 다만 바이패스 배관에 바이패스 밸브가 더 구비되는 것에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 제 1 실시예를 원용하기로 한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이패스 배관(51, 52, 53)에는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)을 선택적으로 개폐시키는 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 설치된다.

상세히, 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)는 주기적으로 개방되어 상기 압축기(11, 12, 13) 내부의 냉매 또는 오일이 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 주기적으로 유입되도록 한다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 상기 압축기(11, 12, 13)에서 압축된 고압의 냉매가 불필요하게 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 유입되는 현상이 방지될 수 있게 된다.

도 7은 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 4 실시예와 동일하고, 다만, 상기 바이패스 배관에 온도 센서가 구비되는 것에 차이가 있다. 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 제 1 실시예를 원용하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이패스 배관(51, 52, 53)에는 상기 압축기(11, 12, 13)에서 배출되는 유체를 감압시키는 감압부(54, 55, 56)와, 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과한 유체의 온도를 측정하는 온도 센서(84, 85, 86)와, 상기 각 바이패스 배관(51, 52, 53)을 선택적으로 개폐시키는 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 포함된다.

상세히, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 배출된 냉매 또는 오일은 상기 감압부(54, 55, 56)를 지나면서 팽창되어 온도가 낮아지게 되며, 상기 온도 센서(84, 85, 86)는 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과한 냉매 또는 오일의 온도를 센싱하게 된다.

여기서, 상기 온도 센서(84, 85, 86)는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)의 외측에 구비되므로, 실질적으로는 상기 온도 센서(84, 85, 86)는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)의 온도를 측정함으로써, 간접적으로 상기 냉매 또는 오일의 온도를 측정한다.

이 때, 상기 냉매와 오일은 물성치의 차이에 의해서, 상기 각 감압부(54, 55, 56)의 통과 전후 온도 변화 폭이 서로 다르다. 그리고, 온도 변화 폭은 상기 냉매가 오일 보다 더 크다. 즉, 상기 냉매의 온도 하강 폭이 상기 오일에 비하여 크다.

이와 같이 냉매와 온도의 온도 변화 폭이 차이가 있으므로, 본 실시예에서는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지된 온도를 이용하여 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 배출되는 유체가 냉매인지 아니면 오일인지 판단하게 된다.

그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)에서 배출되는 유체의 온도가 높은 경우가 낮은 경우보다 온도 변화 폭이 크다. 따라서, 본 실시예에서는 압축기로서 고압식 압축기가 사용됨이 바람직하다.

도 8은 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 공기 조화기는, 상기 바이패스 배관((51, 52, 53)에 제공되는 제 1 내지 제 3 온도 센서(84, 85, 86)와, 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과한 냉매 또는 오일의 기준 온도가 저장되어 있는 메모리부(110)와, 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 센싱된 온도와 상기 메모리부(110)에 저장된 온도를 비교하는 제어부(100)와, 상기 제어부(100)에 의해서 선택적으로 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)이 개폐되도록 하는 제 1 내지 제 3 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 포함된다.

상세히, 상기 제어부(100)는 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 주기적으로 개방되도록 제어한다. 따라서, 상기 압축기(11, 12, 13) 내부의 유체가 주기적으로 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 이동될 수 있게 된다.

상기 메모리부(110)에는 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과한 후의 냉매 및 오일의 기준 냉매 온도(T1) 및 기준 오일 온도(T2)가 각각 저장되어 있다. 또한, 상기 메모리부(110)에는 상기 압축기(11, 12, 13)에 적정량의 오일이 저장된 상태를 판단하는 기준 온도(T3)가 저장되어 있다.

여기서, 상기 기준 온도(T3)는 상기 기준 냉매 온도(T1)와 기준 오일 온 도(T2) 사이 값을 갖는다. 상세히, 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지되는 냉매의 온도는 오일의 온도에 비하여 낮다. 그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)에서 일정량의 오일이 배출되면, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 오일 및 냉매가 동시에 배출된다.

이 때, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매 및 오일이 배출될 때의 상기 온도 센서(61, 62, 63)에서 감지되는 온도는, 오일 만 배출되는 경우보다 낮고, 냉매 만 배출되는 경우 보다 높다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 오일 및 냉매가 동시에 배출될 때의 온도를 기준 온도(T3)로 정한다.

여기서, 상기 각 기준 온도(T1, T2, T3)는 실외 온도에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 상기 실외 온도가 높을수록 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지되는 냉매 또는 오일의 온도는 높아진다. 따라서, 본 실시예에서 상기 각 기준 온도(T1, T2, T3)는 상기 실외 온도가 높을수록 높게 설정된다.

그리고, 상기 메모리부(110)에는 상기 실외 온도에 대응하는 각 기준 온도(T1, T2, T3)가 저장된다.

상기 제어부(100)는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 센싱되는 온도와 상기 메모리부에 저장된 기준 온도(T1, T2, T3)를 비교하여 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매 또는 오일이 배출되는지 여부를 판단한다.

그리고, 상기 제어부(100)는 냉매 또는 오일의 배출 여부에 따라 상기 밸브(81, 82, 83)의 작동을 달리 제어한다.

도 9는 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 7 및 도 9를 참조하여 공기 조화기의 제어 방법에 대해서 설명한다.

도 7에는 일 례로 제 1 압축기(11)에는 적정량의 오일이 저장되어 있고, 제 2 압축기(12)에는 요구되는 오일량보다 적은 양의 오일이 저장되어 있고, 제 3 압축기(13)에는 과도한 오일이 저장되어 있는 상태가 도시되어 있다.

공기 조화기의 작동 명령이 입력되면, 상기 압축기(11, 12, 13)가 구동된다(S1). 그러면, 상기 압축기(11, 12, 13)로 흡입된 냉매가 압축된 상태에서 오일과 함께 상기 압축기(11, 12, 13)의 외부로 배출된다.

그리고, 상기 압축기(11, 12, 13)가 동작되는 중에는 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 개방된다(S2). 그리고, 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 개방되면, 상기 압축기(11, 12, 13)에서 냉매 또는 오일이 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 이동된다.

도 7를 참조하면, 상기 제 1 압축기(11)의 오일 레벨은 상기 제 1 바이패스 배관(51)이 연결되는 부분과 대응하게 위치되므로, 상기 제 1 압축기(11)에서는 압축된 냉매의 일부와 오일의 일부가 상기 제 1 바이패스 배관(51)으로 토출된다.

그리고, 상기 제 2 압축기(12)의 오일 레벨은 상기 제 2 바이패스 배관(52)이 연결되는 부분 보다 낮게 위치하므로, 상기 제 2 압축기(12)에서는 압축된 냉매(점선으로 표시)의 일부가 상기 제 2 바이패스 배관(52)으로 토출된다.

상기 제 3 압축기(13)의 오일 레벨은 상기 제 3 바이패스 배관(53)이 연결되 는 부분 보다 높게 위치하므로, 상기 제 3 압축기(13)에서는 오일(실선으로 표시)이 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 토출된다.

그리고, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)을 따라 이동하는 냉매 또는 오일은 상기 감압부(54, 55, 56)를 지나면서 팽창되어 온도가 하강하게 된다. 그리고, 상기 각 온도 센서(84, 85, 86)에서는 상기 감압부(54, 55, 56)를 통과한 냉매 또는 오일의 온도가 감지된다(S3).

그러면, 상기 제어부(100)에서는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지된 온도와 상기 메모리부(110)에 저장된 기준 온도를 비교하여 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매 또는 오일이 배출되었는지 여부를 판단한다.

먼저, 상기 제어부(100)는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매가 배출되었는지 여부를 판단한다(S4). 즉, 상기 제어부(100)는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지된 온도가 기준 냉매 온도(T1)에 해당하는지 여부를 판단한다.

여기서, 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지되는 온도는 변할 수 있으므로, 상기 기준 냉매 온도(T1)는 특정값이 아니고 일정 범위 내에 포함되는 온도를 말한다. 상기 기준 오일 온도(T2) 및 기준 온도(T3) 또한 일정 범위 내에 포함되는 온도를 말한다.

그리고, 상기 제어부(100)는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지된 온도가 기준 냉매 온도(T1)에 해당하는 경우 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 폐쇄되도록 한다(S5). 이 때, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매가 배출되는 경우 상기 압축기의 능력 저하가 발생되므로, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매 가 배출되는 상태에서는 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 폐쇄된다.

여기서, 상기 제 2 바이패스 배관(52)으로 냉매가 배출되므로, 상기 제어부(100)에 의해서 상기 제 2 바이패스 밸브(52)는 폐쇄된다.

반면, 단계 S5에서 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 냉매가 배출되지 않았다고 판단되면, 다음으로 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 오일이 배출되었는지 여부가 판단된다(S6). 즉, 상기 제어부(100)는 상기 온도 센서(84, 85, 86)에서 감지된 온도가 기준 오일 온도(T2)에 해당하는지 여부를 판단한다.

그리고, 상기 감지된 온도가 상기 기준 오일 온도(T2)에 해당하는 경우에는 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)가 개방된 상태가 유지된다(S7).

여기서, 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 오일이 배출되므로, 상기 제 3 바이패스 밸브(66)가 개방된 상태가 유지된다.

그리고, 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 배출된 오일은 상기 공통 배관(50)으로 이동된다. 그리고, 상기 공통 배관(50)으로 이동된 오일은 상기 공통 흡입관(30)으로 이동된 후에 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 분배된다.

그리고, 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 오일이 배출되는 중에 상기 제 3 온도 센서(86)에서는 온도가 지속적으로 감지된다. 그리고, 상기 제어부(100)는 감지되는 온도가 기준 온도(T3)에 도달하는지 여부를 판단한다(S8).

만약, 감지된 온도가 기준 온도(T3)에 도달한 경우에는, 상기 제 3 바이패스 배관(53)으로 냉매 및 오일이 동시에 배출되는 경우이므로, 상기 제 3 바이패스 밸브(66)는 폐쇄된다(S9). 반면, 감지된 온도가 기준 온도(T3)에 도달하지 않은 경우 에는 지속적으로 상기 제 3 바이패스 밸브(66)는 개방된 상태가 유지된다.

한편, 단계 S6에서, 감지된 온도가 상기 기준 오일 온도(T2)에 해당하지 않는다고 판단되면, 상기 바이패스 밸브(81, 82, 83)는 폐쇄된다(S10). 여기서, 상기 제 1 바이패스 배관(51)으로 냉매 및 오일이 동시에 배출되므로 상기 제 1 바이패스 밸브(81)는 폐쇄된다. 여기서, 상기 제 1 온도 센서(84)에서 감지된 온도 값은 기준 온도(T3)에 해당하게 될 것이다. 이와 같이 감지된 온도값이 기준 온도에 해당하는 경우 상기 압축기에 적정량의 오일이 저장된 상태이므로, 상기 압축기에 저장된 오일이 배출되지 않도록 상기 바이패스 밸브가 폐쇄되도록 한다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 압축기에서 바이패스 배관으로 냉매가 배출되는 경우 바이패스 밸브가 차단되므로, 압축기 흡입 측으로 이동되는 냉매의 양이 최소화되는 장점이 있다.

도 10은 제 6 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도이다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고, 다만, 감압부에있어서 차이가 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 제 1 실시예와 동일한 부분은 제 1 실시예를 원용하기로 한다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 바이패스 배관(51, 52, 53)은 일단이 상기 각 압축기(11, 12, 13)에 연결되고, 타단이 공통 배관(50)에 연결된다. 그리고, 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)에는 상기 압축기(11, 12, 13) 내부의 유체가 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 선택적으로 유입되도록 함과 동시에 상기 바 이패스 배관(51, 52, 53)을 유동하는 유체를 감압시키는 바이패스 밸브(91, 92, 93)가 포된다.

상세히, 상기 바이패스 밸브(91, 92, 93)는 개도 조절이 가능하도록 구성된다. 그리고, 상기 바이패스 밸브(91, 92, 93)로는 일 례로 전자팽창밸브가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 바이패스 밸브(91, 92, 93)가 개방되면, 상기 압축기(11, 12, 13) 내부의 유체가 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)으로 유동된다. 그리고, 상기 바이패스 밸브(91, 92, 93)의 개도 조절에 의해서 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)을 통과하는 유체가 감압된다.

따라서, 본 실시예에서 상기 바이패스 밸브(91, 92, 93)는 상기 바이패스 배관(51, 52, 53)을 유동하는 유체의 압력을 낮추는 역할을 하므로, 상기 바이패스 밸브를 "감압부"라 이름할 수도 있을 것이다.

본 실시예에 의하면, 감압을 위한 추가적인 구성이 요구되지 않으므로, 구조가 간단해지는 장점이 있다.

본 실시예는 상기 각 바이패스 배관에 감압부가 제공되는 것이 설명되나, 이와 달리 상기 공통 배관에 감압부가 제공될 수도 있을 것이다.

본 실시예에 의하면, 특정 압축기에서 오일이 부족하게 되는 것이 방지되고, 다수 개의 압축기의 오일 레벨이 적절히 유지될 수 있으므로 산업상 이용가능성이 높다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

도 2는 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 작동 상태를 보여주는 구성도.

도 3은 제 2 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

도 4는 제 3 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

도 5는 제 3 실시예에 따른 어큐물레이터의 내부 구성을 보여주는 단면도.

도 6은 제 4 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

도 7은 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

도 8은 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 구성을 보여주는 블럭도.

도 9는 제 5 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 설명하는 흐름도.

도 10은 제 6 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매 사이클의 일부 구성도.

Claims

다수 개의 압축기;

상기 각 압축기로 흡입되기 위한 유체가 유동하는 공통 흡입관;

상기 공통 흡입관에서 분지되어 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 개별 흡입관; 및

상기 각 압축기에 각각 연결되어 상기 각 압축기에서 배출된 유체가 유동하는 출되는 바이패스 배관이 포함되며,

상기 바이패스 배관을 따라 이동하는 유체는 상기 공통 흡입관으로 이동되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 각 바이배스 배관을 따라 유동하는 유체가 합쳐져 흐르도록 하는 공통 배관이 더 포함되며,

상기 공통 배관은 상기 공통 흡입관에 연결되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 각 바이패스 배관은 상기 공통 흡입관에 각각 연결되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,

증발기에서 배출된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리시키는 어큐물레이터가 더 포함되며,

상기 각 바이패스 배관의 유체는 상기 어큐물레이터로 유입된 후에 상기 공기 공통 흡입관으로 이동되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 각 바이패스 배관에는 상기 각 바이패스 배관으로 배출된 유체를 감압시키기 위한 감압부가 구비되는 공기 조화기.
제 5 항에 있어서,

상기 감압부는 개도 조절이 가능한 밸브인 공기 조화기.
제 5 항에 있어서,

상기 감압부는 캐필러리인 공기 조화기.
제 7 항에 있어서,

상기 각 바이패스 배관으로 유입되는 유체의 유량을 조절하는 바이패스 밸브가 더 포함되는 공기 조화기.
제 5 항에 있어서,

상기 각 바이패스 배관에는 상기 감압부를 통과한 유체의 온도를 감지하는 온도 센서가 제공되는 공기 조화기.
제 6 항에 있어서,

상기 감압부를 통과한 유체의 기준 온도가 저장되는 메모리부가 더 포함되는 공기 조화기.
제 10 항에 있어서,

상기 각 온도 센서에서 감지된 온도가 상기 기준 온도의 비교 결과에 따라 상기 각 바이패스 배관으로 유동하는 유체의 유량이 조절되는 공기 조화기.
제 10 항에 있어서,

상기 기준 온도는 실외 온도에 따라 가변되며, 상기 메모리부에는 실외 온도에 대응하는 기준 온도가 저장되어 있는 공기 조화기.
다수 개의 압축기;

상기 각 압축기로 흡입되기 위한 유체가 유동하는 공통 흡입관;

상기 공통 흡입관에서 분지되어 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 개별 흡입관;

상기 각 압축기에서 배출된 유체가 상기 공통 흡입관으로 이동되도록 하는 바이패스 유닛; 및

상기 바이패스 유닛으로 유입된 유체를 감압시키는 감압부가 더 포함되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 바이패스 유닛은 일단이 상기 각 압축기에 연결되고, 타단이 상기 각 공통 흡입관에 연결되는 다수 개의 바이패스 배관이 포함되며,

상기 감압부는 상기 각 바이패스 배관에 제공되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 바이패스 유닛은 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 바이패스 배관과, 상기 각 바이배스 배관 및 상기 공통 흡입관에 연결되는 공통 배관이 포함되며,

상기 감압부는 상기 공통 배관 또는 상기 각 바이패스 배관에 제공되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 바이패스 유닛은 상기 각 압축기에 각각 연결되는 다수 개의 바이패스 배관과, 상기 각 바이패스 배관 및 어큐물레이터에 연결되는 공통 배관이 포함되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 감압부는 캐필러리인 공기 조화기.
제 17 항에 있어서,

상기 바이패스 유닛으로 선택적으로 유체가 유입되도록 하는 바이패스 밸브가 더 포함되며,

상기 바이패스 밸브는 주기적으로 개폐되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 감압부는 개도 조절이 가능하며, 상기 개도는 주기적으로 조절되는 공기 조화기.
제 13 항에 있어서,

상기 바이패스 유닛에는 상기 감압부를 통과한 유체의 온도를 감지하기 위한 온도 센서가 더 포함되며,

상기 온도 센서에서 감지된 유체의 온도에 따라 상기 바이패스 유닛을 유동하는 유체의 유량이 조절되는 공기 조화기.
다수 개의 압축기;

상기 각 압축기에 각각 연결되어 상기 압축기 내부의 유체가 상기 압축기의 흡입 측으로 바이패스되도록 하는 다수 개의 바이패스 배관; 및

상기 각 바이패스 배관에 제공되어 상기 각 바이패스 배관을 유동하는 유체의 온도를 감지하는 다수 개의 온도 센서가 포함되며,

상기 각 온도 센서에서 감지되는 온도 정보에 따라 상기 각 바이패스 배관을 유동하는 유체의 유량이 조절되는 공기 조화기.
제 21 항에 있어서,

상기 각 바이패스 배관에는 유체를 감압시키는 감압부가 제공되며,

상기 온도 센서는 상기 감압부를 통과한 유체의 온도를 감지하는 공기 조화기.
제 22 항에 있어서,

상기 감지된 유체의 온도가 기준 냉매 온도(T1)에 해당하는 경우, 상기 바이패스 배관으로 유체의 유입이 차단되는 공기 조화기.
제 22 항에 있어서,

상기 감지된 유체의 온도가 기준 오일 온도(T2)에 해당하는 경우, 상기 바이패스 배관으로 유체가 지속적으로 유입되는 공기 조화기.
제 24 항에 있어서,

상기 온도 센서에서 감지된 유체의 온도가 기준 온도(T3)에 도달하는 경우 상기 바이패스 배관으로 유체의 유입이 차단되는 공기 조화기.