KR20110092120A - 냉매시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 고압 배관의 냉매가 고압 밸브를 우회하여 실내기 배관으로 유입되도록 안내하는 고압 우회 배관을 포함하는 냉매시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 의하면, 상기 실내기의 운전 상태가 난방 운전으로 전환되는 과정에서 발생될 수 있는 충격 및 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Description

냉매시스템{A refrigerant system}
본 발명은 냉매사이클을 수행하는 냉매시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 냉매시스템은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매사이클을 수행하여, 실내를 냉난방하는 장치이다.
상기 냉매시스템은 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내기 및 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외기를 포함한다. 상기 실내기에는 냉매와 실내 공기의 열교환을 위한 실내열교환기와, 상기 실내 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터가 포함된다. 상기 실외기에는 냉매와 실외 공기의 열교환을 위한 실외열교환기와, 상기 실외 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터와, 상기 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 상기 냉매의 유동 방향을 변경시키는 사방밸브가 포함된다.
그리고, 실내의 냉방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 증발수단, 상기 실외열교환기는 응축수단이 된다. 실내의 난방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 응축수단, 상기 실외열교환기는 증발수단이 된다. 상기 냉난방 운전의 전환은 상기 사방밸브에 의해 냉매의 유동 방향이 변경됨으로써 수행된다.
본 발명은 운전 전환 시에 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 제안되는 본 발명에 의한 냉매시스템은, 냉매 및 실외 공기 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기와, 상기 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기; 상기 냉매 및 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 복수개의 실내열교환기를 각각 포함하는 복수개의 실내기; 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 상기 실내열교환기로 안내하는 고압 배관; 상기 실내열교환기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 저압 배관; 상기 고압 배관의 냉매를 상기 실내열교환기 중 어느 하나로 안내하기 위하여, 상기 고압 배관으로부터 분지되는 고압 분지 배관; 상기 어느 하나의 실내열교환기의 냉매를 상기 저압 배관으로 안내 하기 위하여, 상기 저압 배관으로부터 분지되는 저압 분지 배관; 상기 어느 하나의 실내열교환기를 상기 고압 배관 및 저압 배관에 동시에 연결시키는 실내기 배관; 상기 고압 분지 배관 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 고압 분지 배관에 설치되는 고압 밸브; 및 상기 고압 분지 배관의 냉매가 상기 고압 밸브를 우회하여 상기 실내기 배관으로 유입되도록 안내하는 고압 우회 배관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 냉매시스템에 의하면, 실내기의 운전 상태를 난방 운전으로 전환하는 과정에서, 고압 밸브가 개방되기 이전에 상기 고압 밸브보다 적은 용량의 고압 우회 밸브가 먼저 개방된다. 따라서, 고압 배관 내부를 유동하는 고압의 냉매와, 실내기 배관 내부를 유동하는 상대적으로 저압의 냉매가 혼합되는 속도를 늦출 수 있다. 그러므로, 상기 난방 운전 전환 과정에서, 상기 고압의 냉매와 저압의 냉매가 급격히 혼합됨으로써 발생되는 충격 및 소음이 최소화될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예가 동시 냉난방 운전되는 모습을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예의 실내기가 냉방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예의 실내기가 냉방 운전 또는 운전 정지 상태로부터 난방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면.
도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예의 실내기가 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예의 제어 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트.
도 7은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 2 실시예의 제어 구성도.
도 8은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 2 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트.
도 9는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 3 실시예의 제어 구성도.
도 10은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 3 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트.
이하에서는 본 발명에 의한 냉매시스템을, 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 동시 냉난방 운전되는 모습을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 냉매시스템은, 실외에 설치되어 실외 공기에 노출되는 실외기(1)와, 실내에 설치되어 실내 공기에 노출되는 복수개의 실내기(2)와, 상기 실외기(1) 및 복수개의 실내기(2)를 연결하는 분배기(3)와, 상기 실외기(1), 실내기(2) 및 분배기(3) 사이에 냉매가 유동하기 위한 냉매 배관을 포함한다.
상세히, 상기 실외기(1)는, 상기 실외 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(11)와, 상기 냉매를 압축하는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 전환하는 유동 전환부(13)와, 상기 실외열교환기(11)로 유입되는 냉매를 선택적으로 팽창시키기 위한 실외팽창부(14)를 포함한다.
상기 실외열교환기(11)는 상기 실외기(1) 내부에서 상기 실외 공기에 노출될 수 있도록 설치된다. 그리고, 상기 실외열교환기(11)는 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 냉매가 증발하는 증발기 또는 냉매가 응축되는 응축기 역할을 선택적으로 할 수 있다.
상기 압축기(12)는, 상기 냉매를 압축하기 위하여 정속으로 운전되는 정속압축기(121)와, 상기 냉매의 압축량이 가변되는 인버터 압축기(122)를 포함한다. 상기 정속압축기(121) 및 인버터 압축기(122)는 병렬로 연결된다.
상기 유동 전환부(13)는 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관에 설치된다. 상기 유동 전환부(13)는, 상기 압축기(12)의 유입측에 연결되는 냉매 배관을, 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관 및 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관과 선택적으로 연통시킨다. 즉, 상기 유동 전환부(13)의 냉매 유동 방향 전환에 따라, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매가 상기 실외열교환기(11)로 유입되거나, 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매가 상기 압축기(12)로 유입될 수 있다.
상기 실외팽창부(14)는, 실외열교환기(11)에 인접한 지점에 해당하는 냉매 배관에 설치된다. 특히, 상기 실외열교환기(11)와 상기 분배기(3)를 연결하는 냉매 배관에 설치된다. 상기 실외팽창부(14)는, 상기 실외열교환기(11)가 증발기 역할을 하도록 상기 냉매시스템이 운전되는 경우에, 상기 분배기(3)로부터 토출되는 냉매가 상기 실외열교환기(11)로 유입되기 이전에 상기 실외팽창부(14)를 통과하면서 팽창되도록 할 수 있다.
더불어, 상기 실외기(1)는, 상기 실외열교환기(11)를 향하여 상기 실외 공기를 강제 유동시키기 위한 실외팬(미도시) 및 상기 실외팬을 회전시키기 위한 실외모터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 복수개의 실내기(2) 각각은, 상기 실내 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기(23)와, 상기 실내열교환기(23)로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위한 실내팽창부(24)를 포함한다. 즉, 상기 냉매시스템은 전체적으로 복수개의 실내열교환기(23)와, 상기 복수개의 실내열교환기(23) 각각에 대응되는 복수개의 실내팽창부(24)를 포함하는 것이다.
그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1) 및 상기 복수개의 실내기(2)에 동시에 연결된다. 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1)로부터 토출되는 냉매를 상기 복수개의 실내기(2)로 분배하는 역할을 한다. 또한, 상기 분배기(3)는, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 상기 실내기(2) 내부에의 냉매 유동 방향을 전환하는 역할을 한다.
그리고, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기(12)로부터 토출된 냉매를 상기 분배기(3)로 안내하는 고압 배관(42)과, 상기 실내기(2) 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기(12)로 안내하는 저압 배관(43)과, 상기 실내기(2) 또는 실외기(1)에서 응축된 냉매가 유동하기 위한 액냉매 배관(41)과, 상기 분배기(3)와 실내기(2)를 연결하는 실내기 배관(44)을 포함한다.
상기 고압 배관(42), 저압 배관(43) 및 액냉매 배관(41)은 상기 실외기(1) 및 분배기(3)를 연결한다. 다른 한편으로는, 상기 고압 배관(42)은 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관으로부터 분지되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 그리고, 상기 저압 배관(42)은 상기 압축기(12)의 유입측에 해당하는 냉매 배관에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 또한, 상기 액냉매 배관(43)은 상기 실외팽창부(14)에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다.
그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 고압 배관(42)의 냉매를 상기 복수개의 실내열교환기(23)로 각각 안내하기 위한 복수개의 고압 분지 배관(45)과, 상기 복수개의 실외열교환기(11)의 냉매를 상기 저압 배관(43)으로 각각 안내하기 위한 복수개의 저압 분지 배관(46)과, 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46) 내부의 냉매 유동을 각각 선택적으로 차단하기 위한 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)를 포함한다.
즉, 상기 고압 분지 배관(45)은 상기 고압 배관(42)으로부터 분지되고, 상기 저압 분지 배관(46)은 상기 저압 배관(43)으로부터 분지된다. 그리고, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는, 각각 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 설치된다.
그리고, 상기 실내기 배관(44)의 일단은 상기 액냉매 배관(41)에 연결되고, 타단은 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 동시에 연결된다. 또한, 상기 실내기 배관(44)에는, 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)가 설치된다. 즉, 상기 실내기 배관(44)은 상기 실내열교환기(23)와 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)을 동시에 연결한다.
또한, 상기 실내기(2)의 운전 모드에 따라, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 실내팽창부(24) 및 실내열교환기(23)를 순차적으로 통과하여 상기 저압 분지 배관(46)으로 유동하거나, 상기 고압 분지 배관(45)의 냉매가 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)를 순차적으로 통과하여 상기 액냉매 배관(41)으로 유동할 수 있다.
한편, 상기 냉매 배관은, 상기 고압 배관(42)의 냉매를 상기 고압 밸브(31)를 우회하여 상기 실내기 배관(44)으로 안내하는 고압 우회 배관(46)을 더 포함한다. 그리고, 상기 고압 우회 배관(46)에는, 상기 고압 우회 배관(46) 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위한 고압 우회 밸브(33)가 설치된다.
보다 상세히, 상기 고압 우회 배관(46)의 일단은 상기 고압 배관(42)과 상기 고압 밸브(31)의 사이에 해당하는 상기 고압 분지 배관(45)에 설치되고, 상기 고압 우회 배관(46)의 타단은 상기 실내기 배관(44)에 설치된다. 따라서, 상기 고압 우회 배관(46)이 개방된 상태에서는, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 고압 우회 배관(46)을 통하여 상기 실내기 배관(44)으로 유입될 수 있다.
그리고, 상기 고압 우회 밸브(33)의 용량은 상기 고압 밸브(31)의 용량보다 작다. 즉, 상기 고압 우회 밸브(33)가 개방된 상태에서 상기 고압 우회 밸브(33)를 통과하는 냉매의 시간당 유동량은, 상기 고압 밸브(31)가 개방된 상태에서 상기 고압 밸브(31)를 통과하는 냉매의 시간당 유동량보다 적은 양이 되는 것이다.
따라서, 상기 고압 우회 밸브(33)가 개방된 상태에서는, 상기 고압 밸브(31)가 개방된 상태보다 상기 고압 배관(42)의 냉매가 더욱 천천히 상기 고압 우회 배관(46)을 통하여 상기 실내기 배관(44)으로 유입될 수 있다.
한편, 상기 실내기(2)는, 상기 실내열교환기(23)를 향하여 상기 실내 공기를 강제 유동시키기 위한 실내팬(미도시) 및 상기 실내팬을 회전시키기 위한 실내모터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 냉매 유동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 냉매시스템에서, 상기 복수개의 실내기(2)가 서로 다른 운전 모드로 동시에 운전될 수 있다. 도 1에는, 상기 실외열교환기(11)가 응축기 역할을 하고, 상기 복수개의 실내기(2) 중 제 1 실내기(21)는 난방 모드로 운전되고, 제 2 실내기(22)는 냉방 모드로 운전되는 경우의 냉매 유동이 도시된다.
상세히, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매 중 일부는, 상기 유동 전환부(13)에 의하여 상기 실외열교환기(11)로 유입된다. 그리고, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매 중 나머지는 상기 고압 배관(42)으로 유입된다.
먼저, 상기 실외열교환기(11)로 유입되는 냉매는, 상기 실외열교환기(11)를 통과하는 과정에서 실외 공기로 열을 방출하여 응축되게 된다. 그리고, 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매는 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다. 이때, 상기 냉매는 상기 실외팽창부(14)를 통과하게 되지만, 상기 실외팽창부(14)는 완전히 개방된 상태를 유지하여 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실외팽창부(14)를 통과하게 된다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된 냉매는 상기 제 1 실내기(21)의 실내기 배관(44)을 따라 상기 제 1 실내기(21)을 향하여 유동한다. 그리고, 상기 제 1 실내기(21) 내부로 유입된 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)의 실내팽창부(24)를 통과하면서 팽창된다. 상기 실내팽창부(24)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)의 실내열교환기(23)를 통과하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 즉, 상기 제 1 실내기(21)는 실내 냉방 모드로 운전되는 것이다.
그리고, 상기 제 1 실내기(21)의 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 상기 저압 분지 배관(46)을 따라, 상기 저압 배관(43)으로 유입된다. 이때, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 저압 밸브(32)는 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 실내열교환기(23) 즉, 상기 제 1 실내기(21)로부터 토출되는 냉매가 상기 저압 배관(43)으로 원활하게 유동할 수 있다.
상기 저압 배관(43)으로 유입되는 냉매는, 상기 압축기(12)로 유입되어 상기 압축기(12)를 통과하면서 다시 압축되게 된다.
한편, 상기 압축기(12)로부터 토출되어 상기 고압 배관(42)으로 유입된 냉매는, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 고압 분지 배관(45)을 거쳐, 상기 제 2 실내기(22)의 실내기 배관(44)으로 유입된다. 이때, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 고압 밸브(31)는 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 고압 배관(42)으로부터 상기 고압 분지 배관(45)을 통과한 냉매가 상기 실내열교환기(23) 즉, 상기 제 2 실내기(22)로 원활하게 유동할 수 있다.
상기 냉매는 상기 제 2 실내기(22)의 실내열교환기(23)를 통과하면서, 실내 공기로 열을 방출하여 응축된다. 즉, 상기 제 2 실내기(22)는 난방 모드로 운전되는 것이다. 그리고, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 실내기 배관(44)을 통하여 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다. 이때, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 되는데, 상기 실내팽창부(24)는 완전히 개방된 상태를 유지하여 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 된다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된 냉매는, 상기 실외기(1)로부터 상기 분배기(3)로 유입되는 냉매와 합류된다. 상기 합류된 냉매는 상술한 바와 같이 상기 제 1 실내기(21)를 통과한 후에, 상기 저압 배관(43)을 통하여 상기 압축기(12)로 유입되어, 다시 압축되게 된다.
한편, 상기 실외열교환기(11)는, 상기 실내기(2)의 운전 모드에 따라, 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 실내기(2)가 모두 냉방 모드로 운전되는 경우에는 상기 실외열교환기(11)는 응축기로 사용되고, 상기 실내기(2)가 모두 난방 모드로 운전되는 경우에는 상기 실외열교환기(11)는 증발기로 사용된다.
상기 실외열교환기(11)가 응축기로 사용되는 경우에는, 상기 유동전환부(13)는 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관을 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관과 연통시킨다. 그리고, 실외열교환기(11)가 증발기로 사용되는 경우에는, 상기 유동전환부(13)는 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관을 상기 압축기(12)의 유입측에 연결되는 냉매 배관과 연통시킨다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)을 기준으로 보면, 상기 실외열교환기(11)가 응축기로 사용되는 경우에는, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 분배기(3) 및 실내기(2)를 향한 방향으로 유동한다. 반대로, 상기 실외열교환기(11)가 증발기로 사용되는 경우에는, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 실외기(1)를 향한 방향으로 유동한다.
또한, 상기 실내기(2)의 운전 모드는, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 개폐에 따라서 냉방 및 난방 중 어느 하나로 전환될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 실내기(21)와 같이, 고압 밸브(31)가 폐쇄되고 저압 밸브(32)가 개방되는 경우에는, 상기 제 1 실내기(21)가 냉반 모드로 운전되게 된다. 반대로, 상기 제 2 실내기(22)와 같이, 저압 밸브(32)가 폐쇄되고 고압 밸브(31)가 개방되는 경우에는, 상기 제 2 실내기(22)가 난방 모드로 운전되게 된다. 즉, 상기 복수개의 실내기(2) 중 어느 하나의 실내기(2)에 대응되는 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)가 개폐됨에 따라, 상기 어느 하나의 실내기(2)는 냉방 및 난방 중 어느 하나의 운전 모드로 운전될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예에서 실내기의 운전 모드가 전환되는 과정에서 실내기 및 분배기의 냉매 유동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전 또는 운전 정지 상태로부터 난방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 실내기(2)가 냉방 운전되는 경우에는, 도 1 에서 제 1 실내기(2)와 같이, 상기 저압 배관(47)의 냉매가 상기 실내기(2)를 통과한 후에 상기 저압 분지 배관을 통하여 상기 저압 배관(47)으로 유입된다. 즉, 상기 실내기(2)가 실내 냉방을 위하여 운전되는 동안, 상기 실내기(2) 및 분배기(3)의 냉매 유동은 도 2에 도시된 바와 같다.
한편, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)가 냉방 운전에서 난방 운전으로 전환되어야 하는 경우가 발생될 수 있다. 또한, 상기 실내기(2)의 운전이 정지된 상태에서 난방 운전이 시작되는 경우도 발생될 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 실내기(2)가 난방 운전으로 전환되는 과정에서 발생되는 충격 및 소음을 최소화하기 위하여 밸런싱(balancing) 과정에 수행된다. 상기 밸런싱 과정은, 상기 실내기 배관(44)의 압력과 상기 고압 분지 배관(46)의 압력을 동일해지도록 하는 과정을 의미한다.
보다 상세히, 상기 실내기(2)의 운전이 정지된 상태 또는 상기 실내기(2)가 냉방 운전되고 있는 상태에서는, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 분지 밸브(33)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 분지 밸브(33)를 기준으로, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관의 내부에는 고압이 형성되고, 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관의 내부에는 상대적으로 저압이 형성된다.
그런데, 상기 실내기(2)가 난방 운전을 시작 또는 전환되는 경우에는, 상기 고압 밸브(31)가 개방되기 이전에 상기 고압 우회 밸브(33)가 먼저 개방된다. 즉, 상기 밸런싱 과정이 시작된다. 이때, 상기 밸런싱 과정이 수행되는 중에는, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 고압 우회 배관(33)은 개방된 상태를 유지한다.
따라서, 상기 고압 분지 배관(46) 및 상기 실내기 배관(44) 사이의 압력 차이로 인하여, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 고압 우회 배관(33)을 통하여 상기 실내기 배관(44)으로 유입된다. 상기 밸런싱 과정이 수행되는 중에 상기 실내기(2) 및 분배기(3) 간의 냉매 유동은 도 3에 도시되는 바와 같다. 이때, 상기 고압 우회 밸브(33)의 용량은 상기 고압 밸브(31)의 용량보다 적기 때문에, 상기 고압 우회 밸브(33)가 개방된 상태에서는 상기 고압 밸브(31)가 개방된 상태에 비하여 상기 고압 배관(42)의 냉매가 더욱 천천히 상기 실내기 배관(44)으로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 실내기(2)의 운전 전환 시에, 압력 차이를 가지는 냉매가 혼합되어 발생되는 충격 및 소음이 최소화될 수 있다.
이러한 냉매 유동은 상기 고압 분지 배관(46)과 상기 실내기 배관(44)의 내부 압력이 동일해질 때까지 일어난다. 즉, 상기 밸런싱 과정을 통하여, 상기 고압 분지 배관(46)과 상기 실내기 배관(44)의 내부 압력이 점차적으로 동일해지는 것이다.
그리고, 상기 밸런싱 과정이 완료되면 즉, 상기 고압 분지 배관(46)과 상기 실내기 배관(44)의 내부 압력이 서로 동일하거나 동일한 수준에 가까이 이르게 되면, 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)가 개방되고, 상기 고압 우회 밸브(33)가 폐쇄된다. 따라서, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 실내열교환기(23)를 통과하여 상기 저압 배관(47)을 향하여 지속적으로 유동하게 된다. 즉, 상기 실내기(2)의 난방 운전이 수행되는 것이다. 이때, 상기 실내기(2) 및 분배기(3) 간의 냉배 유동은 도 4에 도시되는 바와 같다.
이때, 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)는 완전히 개방되어, 상기 냉매가 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)를 상태 변화없이 통과하게 된다. 그리고, 상기 저압 밸브(32)는 폐쇄된 상태를 유지한다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예에서 실내기의 운전 모드가 전환되는 과정에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예의 제어 구성도이고, 도 6은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 1 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트이다.
도 5를 참조하면, 상기 냉매시스템은, 사용자에 의하여 상기 냉매시스템의 운전 상태를 변화시키기 위한 다양한 제어 신호가 입력될 수 있는 입력부(51)와, 상기 입력부(51)로부터 전달받은 제어 신호에 따라 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)의 작동을 제어하는 제어부(55)를 더 포함한다. 그리고, 상기 입력부(51), 제어부(55), 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)는, 제어 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 연결된다.
도 6을 참조하면, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)가 정지된 상태 또는 냉방 운전되는 상태로부터 난방 운전으로 전환되어야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 사용자의 의하여 상기 실내기(2)의 운전 전환을 위한 신호가 상기 입력부(51)를 통하여 입력될 수 있다(S11).
그리고, 상기 난방 모드 전환을 위한 신호가 입력되는 경우에는, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 고압 우회 밸브(33)는 개방된다(S12). 즉, 상기 밸런싱 과정이 수행된다.
상기 밸런싱 과정이 시작된 후 기준 시간이 경과하면(S13), 상기 고압 우회 밸브(33) 및 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)는 개방된다(S14). 즉, 상기 실내기(2)의 난방 운전이 수행된다.
상기 냉매시스템에 의하면, 상기 실내기(2)의 운전 상태가 정지 또는 냉방 운전으로부터 난방 운전으로 전환되는 경우에 발생될 수 있는 충격 및 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 보다 상세히, 상기 실내기(2)의 운전 상태가 정지 또는 냉방 운전되는 경우에는, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)가 폐쇄된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)를 기준으로, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이에 압력 차이가 존재한다.
그런데, 상기 실내기(2)의 운전 상태가 난방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 고압 밸브(31)가 개방되기 이전에 상기 밸런싱 과정이 수행된다. 즉, 상기 고압 밸브(31)가 개방되기 이전에 상기 고압 우회 밸브(33)가 먼저 개방되어, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이의 압력이 균형을 이루도록 한다. 따라서, 상기 고압 밸브(31)가 개방되는 경우에 비하여, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 더욱 천천히 상기 실내기 배관(44)으로 유입될 수 있다. 그러므로, 압력 차이를 가지는 상기 고압 배관(42)의 냉매와 상기 실내기 배관(44)의 냉매가 급격히 혼합되는 과정에서 발생되는 충격 및 소음이 최소화될 수 있는 것이다.
한편, 상기 기준 시간은, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)를 기준으로, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이의 압력이 균형을 이루는 데 걸리는 평균적인 시간으로 미리 설정될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 2 실시예에서 상기 실내기의 운전 모드가 전환되는 과정에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예는, 제 1 실시예와 비교하여, 밸런싱 과정이 실내기 배관의 온도에 따라 종료된다는 점에서 차이가 있다.
도 7은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 2 실시예의 제어 구성도이고, 도 8은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 2 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트이다.
도 7을 참조하면, 냉매시스템은, 사용자에 의하여 상기 냉매시스템의 운전 상태를 변화시키기 위한 다양한 제어 신호가 입력될 수 있는 입력부(61)와, 실내기 배관(44)의 온도를 감지하기 위한 배관 온도 센서(62)와, 상기 입력부(61) 및 배관 온도 센서(62)로부터 전달받은 제어 신호에 따라 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함한다. 그리고, 상기 입력부(61), 배관 온도 센서(62), 제어부, 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)는, 제어 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 연결된다.
도 8을 참조하면, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)가 정지된 상태 또는 냉방 운전되는 상태로부터 난방 운전으로 전환되어야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 사용자의 의하여 상기 실내기(2)의 운전 전환을 위한 신호가 상기 입력부(61)를 통하여 입력될 수 있다(S21).
그리고, 상기 난방 모드 전환을 위한 신호가 입력되는 경우에는, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 고압 우회 밸브(33)는 개방된다(S22). 즉, 상기 밸런싱 과정이 수행된다.
상기 밸런싱 과정이 수행된 후에는, 상기 배관 온도 센서(62)를 통하여 상기 실내기 배관(44)의 온도가 감지된다(S23). 상기 실내기 배관(44)의 온도가 기준 온도 미만에 해당하는 경우에는(S24), 다시 상기 실내기 배관(44)의 온도를 감지한다(S23).
그러나, 상기 실내기 배관(44)의 온도가 기준 온도 이상에 해당하는 경우에는(S24), 상기 고압 우회 밸브(33) 및 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)는 개방된다(S25). 즉, 상기 실내기(2)의 난방 운전이 수행된다.
이때, 상기 기준 온도는, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)를 기준으로, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과, 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이에 압력 균형이 이루어졌음을 의미하는 온도값으로 미리 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 온도는 상기 고압 배관(42)의 온도로 설정될 수 있다. 이는, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과, 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이에 압력 균형이 이루어지기 위해서는, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 실내기 배관(44)으로 유입되어 상기 실내기 배관(44)의 냉매와 혼합되어야 하기 때문이다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 3 실시예에서 상기 실내기의 운전 모드가 전환되는 과정에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예는, 제 1 실시예와 비교하여, 밸런싱 과정이 실내기 배관의 온도와 실내 온도의 결과에 따라 종료된다는 점에서 차이가 있다.
도 9는 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 3 실시예의 제어 구성도이고, 도 10은 본 발명에 의한 냉매시스템의 제 3 실시예가 난방 운전으로 전환되는 과정을 보인 플로차트이다.
도 9를 참조하면, 냉매시스템은, 사용자에 의하여 상기 냉매시스템의 운전 상태를 변화시키기 위한 다양한 제어 신호가 입력될 수 있는 입력부(71)와, 실내 온도를 감지하기 위한 실내 온도 센서(72)와, 실내기 배관(44)의 온도를 감지하기 위한 배관 온도 센서(73)와, 상기 입력부(71) 및 배관 온도 센서(73)로부터 전달받은 제어 신호에 따라 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)의 작동을 제어하는 제어부(75)를 더 포함한다. 그리고, 상기 입력부(71), 실내 온도 센서(72), 배관 온도 센서(73), 제어부(75), 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32) 및 고압 우회 밸브(33)는, 제어 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 연결된다.
도 10을 참조하면, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)가 정지된 상태 또는 냉방 운전되는 상태로부터 난방 운전으로 전환되어야 하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 사용자의 의하여 상기 실내기(2)의 운전 전환을 위한 신호가 상기 입력부(71)를 통하여 입력될 수 있다.
그리고, 상기 난방 모드 전환을 위한 신호가 입력되는 경우에는(S31), 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31), 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 고압 우회 밸브(33)는 개방된다(S32). 즉, 상기 밸런싱 과정이 수행된다.
상기 밸런싱 과정이 수행된 후에는, 상기 실내 온도 센서(72)를 통하여 실내 온도가 감지되고, 상기 배관 온도 센서(73)를 통하여 상기 실내기 배관(44)의 온도가 감지된다(S33). 상기 실내기 배관(44)의 온도와 실내 온도의 차가 기준 온도 미만에 해당하는 경우 즉, 상기 실내기 배관(44)의 온도가 실내 온도보다 기준 온도만큼 높거나 같지 않은 경우에는(S34), 다시 상기 실내 온도 및 실내기 배관(44)의 온도를 감지한다(S33).
그러나, 상기 실내기 배관(44)의 온도와 실내 온도의 차가 상기 기준 온도 이상에 해당하는 경우 즉, 상기 실내기 배관(44)의 온도가 실내 온도보다 상기 기준 온도만큼 높은 경우에는(S34), 상기 고압 우회 밸브(33) 및 저압 밸브(32)는 폐쇄되고, 상기 실내팽창부(24) 및 고압 밸브(31)는 개방된다(S35). 즉, 상기 실내기(2)의 난방 운전이 수행된다.
이때, 상기 기준 온도는, 상기 고압 밸브(31) 및 고압 우회 밸브(33)를 기준으로, 상기 고압 배관(42) 측에 해당하는 냉매 배관과, 상기 실내기 배관(44) 측에 해당하는 냉매 배관 사이에 압력 균형이 이루어졌음을 의미하는 온도값으로 미리 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 기준 온도는 상기 고압 배관(42)의 온도와 실내 온도의 차이에 해당하는 온도값으로 설정될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1 : 실외기 2 : 실내기
3 : 분배기 31 : 고압 밸브
32 : 저압 밸브 33 : 고압 우회 밸브
44 : 실내기 배관 45 : 고압 분지 배관
46 : 저압 분지 배관 47 : 저압 배관

Claims (11)

  1. 냉매 및 실외 공기 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기와, 상기 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기;
    상기 냉매 및 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 복수개의 실내열교환기를 각각 포함하는 복수개의 실내기;
    상기 압축기로부터 토출된 냉매를 상기 실내열교환기로 안내하는 고압 배관;
    상기 실내열교환기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 저압 배관;
    상기 고압 배관의 냉매를 상기 실내열교환기 중 어느 하나로 안내하기 위하여, 상기 고압 배관으로부터 분지되는 고압 분지 배관;
    상기 어느 하나의 실내열교환기의 냉매를 상기 저압 배관으로 안내 하기 위하여, 상기 저압 배관으로부터 분지되는 저압 분지 배관;
    상기 어느 하나의 실내열교환기를 상기 고압 배관 및 저압 배관에 동시에 연결시키는 실내기 배관;
    상기 고압 분지 배관 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 고압 분지 배관에 설치되는 고압 밸브; 및
    상기 고압 분지 배관의 냉매가 상기 고압 밸브를 우회하여 상기 실내기 배관으로 유입되도록 안내하는 고압 우회 배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 우회 배관 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 고압 우회 배관에 설치되는 고압 우회 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고압 우회 밸브의 용량은 상기 고압 밸브의 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 우회 밸브는 상기 실내기가 난방 운전으로 전환되는 경우에 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내기가 난방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 고압 우회 밸브가 개방된 후에 상기 고압 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고압 밸브가 개방되면, 상기 고압 우회 밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 고압 우회 밸브가 개방되고 기준 시간이 경과한 후에, 상기 고압 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 실내기 배관의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고,
    상기 고압 우회 밸브가 개방되고 상기 실내기 배관의 온도가 기준 온도 이상인 경우에, 상기 고압 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 실내기 배관의 온도를 감지하는 배관온도센서 및 실내 온도를 감지하는 실내온도센서를 더 포함하고,
    상기 고압 우회 밸브가 개방되고 상기 실내기 배관의 온도 및 실내 온도의 차이가 기준온도 이상인 경우에, 상기 고압 밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내기 배관의 온도를 감지하는 배관온도센서; 및
    실내 온도를 감지하는 실내온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외열교환기 및 실내열교환기 중 적어도 하나에서 응축된 냉매가 유동하기 위하여, 상기 실외열교환기 및 실내열교환기를 연결하는 액냉매 배관; 및
    상기 저압 분지 배관 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 저압 분지 배관에 설치되는 저압 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
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