KR20120031841A

KR20120031841A - 냉매시스템

Info

Publication number: KR20120031841A
Application number: KR1020100093468A
Authority: KR
Inventors: 정호종; 정백영; 정재화; 사용철; 김병순
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-04
Also published as: KR101201567B1; CN102419035A; US20120073311A1; US8769968B2; EP2434237A3; CN102419035B; EP2434237A2; EP2434237B1

Abstract

본 발명은, 실내 공조 부하량 및 리시버에 저장된 냉매량에 기초하여 냉매가 유입 또는 배출되는 리시버를 포함하는 냉매시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에서는, 실내 공조 부하량에 따라 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 최적으로 조절될 수 있고, 전체적인 운전 효율이 더욱 향상될 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 상태에 따라 최적의 냉매량이 유동될 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 운전 효율이 향상될 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, 실외 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기; 상기 냉매를 압축시키는 압축기; 실내 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기; 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부; 상기 실외열교환기, 압축기, 실내열교환기 및 팽창부를 연결하여 냉매사이클을 형성하는 메인 냉매배관; 상기 메인 냉배배관 상의 일측에 연결되어, 상기 냉매사이클 상의 냉매 중 일부를 저장하는 냉매저장부; 상기 냉매저장부에 저장된 냉매량을 감지하는 냉매량감지부; 및 운전 상태에 따라 상기 냉매사이클의 유동 냉매량이 최적화될 수 있도록, 실내 공조 부하 및 상기 냉매량감지부에 의하여 감지된 저장 냉매량에 기초하여 상기 냉매저장부의 저장 냉매량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 냉매시스템에 의하면, 실내 공조 부하량에 따라 리시버에 저장되는 냉매량이 조절됨으로써, 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 조절될 수 있다. 보다 상세히, 실내 공조 부하량이 증가하는 경우에는 상기 리시버에 저장되는 냉매량이 감소함으로써 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 증가하고, 응축열량 및 증발열량이 증가하게 된다. 그리고, 실내 공조 부하량이 감소하는 경우에는 상기 리시버에 저장되는 냉매량이 증가함으로써 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 감소하고, 응축열량 및 증발열량이 감소하게 된다. 즉, 운전 상태에 따라 최적의 냉매량이 유동될 수 있는 이점이 있다.

또한, 압축기의 운전율을 변화시키지 않고도, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량 변화만으로 실내 공조 부하량을 감당하기 위한 냉매시스템의 성능을 가변할 수 있으므로, 상기 냉매시스텝의 전체적인 운전 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 제어 신호 흐름을 보인 제어 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 난방 운전 중인 경우의 제어 흐름을 보인 플로차트.
도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 냉방 운전 중인 경우의 제어 흐름을 보인 플로차트.

이하에서는 본 발명에 의한 냉매시스템을, 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 냉매시스템은, 실외 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(11)와, 냉매를 압축하는 압축기(12)와, 실내 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기(13)와, 냉매를 팽창시키는 팽창부(141,142)와, 상기 실외열교환기(11), 압축기(12), 실내열교환기(13) 및 팽창부(141,142)를 연결하여 냉매사이클을 형성하는 메인 냉매배관(151)과, 상기 압축기(12)를 향하여 유동하는 냉매 중 액상의 냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터(16)와, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13) 중 어느 하나를 향하도록 선택적으로 전환하는 유동전환부(15)를 더 포함한다.

상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13)는, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라 응축기 또는 증발기 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 냉매시스템이 난방 운전되는 경우에는, 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13)가 각각 증발기 및 응축기 역할을 하고, 상기 냉매시스템이 냉방 운전되는 경우에는, 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13)가 각각 응축기 및 증발기 역할을 할 수 있다. 이때, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라 상기 유동전환부(15)에 의한 냉매의 유동 방향이 전환됨으로써, 상기 냉매사이클 상에서 냉매 유동 방향이 변경될 수 있다.

즉, 다른 한편으로, 상기 냉매시스템은, 상기 압축기(12)와, 상기 압축기(12)를 통과한 냉매가 응축되는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 냉매가 팽창되는 팽창부(141,142)와, 상기 팽창부(141,142)를 통과한 냉매가 증발되는 증발기와, 상기 압축기(12), 응축기, 팽창부(141,142) 및 증발기를 연결하여 상기 냉매사이클을 형성하는 상기 메인 냉매배관(151)과, 상기 어큐뮬레이터(16)를 포함한다.

상기 실외열교환기(11)는 실외 공기에 노출될 수 있도록 실외의 일측에 설치된다. 그리고, 상기 실내열교환기(13)는 실내 공조를 수행할 수 있도록 실내 공간의 일측에 설치된다. 이때, 상기 실내열교환기(13)는, 각각 복수개의 실내 공간에 설치되는 복수개의 실내열교환부(131,132,133)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 압축기(12)는, 압축 용량이 일정하게 유지되는 정용량 압축기(121)와, 압축 용량이 가변되는 인버터 압축기(122)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 팽창부(141,142)는, 상기 실외열교환기(11)에 인접한 상기 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치되는 실외팽창부(141)와, 상기 실내열교환기(13)에 인접한 상기 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치되는 실내팽창부(142)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 실외팽창부(141) 및 실내팽창부(142)는, 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13)를 연결하는 상기 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치된다. 이때, 상기 실내팽창부(142)는, 상기 복수개의 실내열교환부(131,132,133) 일측에 각각 대응되도록 설치되는 복수개의 실내팽창부(142)로 구비될 수도 있다. 이러한 경우에는, 상기 실내팽창부(142)는, 상기 복수개의 실내열교환부(131,132,133)의 가동 여부에 따라, 상기 복수개의 실내열교환부(131,132,133)로 유입되는 냉매를 각각 선택적으로 차단하는 역할을 할 수도 있다.

그리고, 상기 실외팽창부(141) 및 실내팽창부(142)는, 예를 들면 전자팽창밸브(EEV)와 같이 개도를 조절할 수 있는 밸브로 구비되어, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라 개도가 조절될 수 있다. 보다 상세히, 상기 냉매시스템이 난방 운전되는 경우에는, 상기 실내팽창부(142)는 완전히 개방되고 상기 실외팽창부(141)가 부분적으로 개방됨으로써, 상기 실내열교환기(13)를 통과한 냉매가 상기 실내팽창부(142)를 상태 변화없이 통과하고 상기 실외팽창부(141)를 통과하면서 팽창된 후 상기 실외열교환기(11)로 유입될 수 있다. 또한, 상기 냉매시스템이 냉방 운전되는 경우에는, 상기 실외팽창부(141)는 완전히 개방되고 상기 실내팽창부(142)가 부분적으로 개방됨으로써, 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매가 상기 실외팽창부(141)를 상태 변화없이 통과하고 상기 실내팽창부(142)를 통과하면서 팽창된 후 상기 실내열교환기(13)로 유입될 수 있다.

한편, 상기 냉매시스템은, 상기 냉매사이클의 유동 냉매량을 조절하기 위한 냉매량조절부를 더 포함한다. 보다 상세히, 상기 냉매량조절부는, 상기 냉매사이클 상의 냉매 중 일부를 저장하는 리시버(170)와, 상기 리시버(170)로 유입되는 냉매량을 조절하는 유입조절부(171)와, 상기 리시버(170)로부터 배출되는 냉매량을 조절하는 배출조절부(172)와, 상기 리시버(170)에 저장된 냉매량을 감지하기 위한 냉매량감지부(18)와, 상기 리시버(170)를 통과하는 냉매 유량을 제한하기 위한 유량제한부(173,174)와, 상기 메인 냉매배관(151) 및 리시버(170) 사이의 냉매 유동을 안내하는 저장 냉매배관(152)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 리시버는, 상기 냉매사이클의 유동 냉매량을 조절하기 위하여 상기 냉매사이클 상의 냉매 중 일부를 저장하는 냉매저장부 역할을 한다.

상기 리시버(170)는, 예를 들면 냉매가 수용되는 탱크와 같이, 상기 냉매사이클 상의 냉매 중 일부를 저장할 수 있는 장치이다.

그리고, 상기 유입조절부(171)는 상기 리시버(170)의 유입측 저장 냉매배관(152)의 일측에 설치되고, 상기 배출조절부(172)는 상기 리시비의 배출측 저장 냉매배관(152)의 일측에 설치된다. 이때, 상기 유입조절부(171) 및 배출조절부(172)는, 예를 들면 개폐밸브와 같이 상기 리시버(170)의 유입 또는 배출되는 냉매를 선택적으로 차단할 수 있는 장치로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 유량제한부(173,174)는, 예를 들면 캐필러리 튜브(capillary tube)과 같이 상기 리시버(170)의 유입 또는 배출되는 냉매의 유동 속도를 일정 속도 이하로 제한할 수 있는 장치로 구비될 수 있다. 상기 유량제한부(173,174)는, 상기 리시버(170)의 유입측에 설치되어 상기 리시버(170)로 유입되는 냉매의 유동 속도 즉, 유량을 제한하는 유입측유량제한부(173)와, 상기 리시버(170)의 배출측에 설치되어 상기 리시버(170)로부터 배출되는 냉매의 유량을 제한하는 배출측유량제한부(174)를 포함한다.

이때, 상기 유입조절부(171)와 유입측유량제한부(173), 상기 배출조절부(172)와 배출측유량제한부(174)는, 예를 들면 전자팽창밸브(EEV)와 같이 연속적으로 개도 조절가능한 밸브로 각각 대체될 수도 있다.

그리고, 상기 저장 냉매배관(152)의 일단은 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13)를 연결하는 상기 메인 냉매배관(151)의 일측에 연결되고, 상기 저장 냉매배관(152)의 타단은 상기 어큐뮬레이터(16)의 유입측에 해당하는 상기 메인 냉매배관(151)의 타측에 연결된다. 따라서, 상기 유입조절부(171)가 개방된 상태에서는 상기 실외열교환기(11) 및 실내열교환기(13) 사이를 유동하는 냉매 중 일부가 상기 리시버(170)로 유입되고, 상기 배출조절부(172)가 개방된 상태에서는 상기 리시버(170)의 냉매가 상기 어큐뮬레이터(16)로 유입될 수 있다.

또한, 상기 냉매량감지부(18)는, 상기 리시버(170)에 저장된 냉매량을 감지할 수 있도록, 상기 리시버(170)의 일측에 설치된다. 상기 냉매량감지부(18)는, 상기 리시버(170)의 다양한 냉매 수위를 감지할 수 있도록, 상기 리시버(170)의 일측에 각각 다른 높이로 설치되는 복수개의 수위 센서(181,182)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수개의 수위 센서(181,182) 중, 제 1 센서(182)는 상기 리시버(170)의 내부 공간에서 가장 낮은 위치에 설치되고, 제 2 센서(181)는 상기 리시버(170)의 내부 공간에서 가장 높은 위치에 설치됨으로써, 상기 제 1 센서(182)는 상기 리시버(170)의 내부가 비었는지 여부를 감지하고 상기 제 2 센서(181)는 상기 리시버(170)가 냉매로 가득 찼는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 상기 복수개의 수위 센서(181,182) 중, 제 3 센서(미도시)가 상기 리시버(170)의 내부 공간 중 상기 제 1 센서(182) 및 제 2 센서(181)의 사이에 해당하는 일지점에 더 설치됨으로써, 상기 리시버(170)가 저장냉매량이 표준 냉매량에 해당하는지 여부를 감지할 수도 있다. 이때, 표준 냉매량은, 운전 초기에 상기 냉매사이클 상에 적절한 기준 냉매량이 유동하기 위하여 상기 리시버(170)에 저장되는 적정 냉매량을 의미할 수 있다.

한편, 상기 냉매시스템은, 상기 응축기를 통과한 냉매를 과냉각시키기 위한 과냉각기를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 과냉각기는, 상기 응축기를 통과한 냉매 중 일부를 바이패스시켜 상기 어큐뮬레이터(16)의 유입측으로 안내하는 바이패스 배관(153)과, 상기 바이패스되는 일부 냉매 및 상기 메인 냉매배관(151)의 냉매 간의 열교환이 이루어지는 과냉각열교환기(191)와, 상기 과냉각열교환기(191)를 통과하는 일부 냉매량을 조절하기 위한 과냉각조절부(192)를 더 포함할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 제어 흐름에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 제어 신호 흐름을 보인 제어 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 난방 운전 중인 경우의 제어 흐름을 보인 플로차트이며, 도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 냉방 운전 중인 경우의 제어 흐름을 보인 플로차트이다.

도 2를 참조하면, 먼저 상기 냉매시스템은, 상기 냉매량감지부(18)와, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 압력 즉, 고압을 감지하는 고압감지부(101)와, 상기 응축기를 통과한 냉매의 온도 즉, 과냉도를 감지하는 과냉도감지부(102)와, 상기 유입조절부(171)와, 상기 배출조절부(172)와, 상기 냉매량감지부(18), 고압감지부(101), 과냉도감지부(102)로부터 감지되는 정보에 기초하여 상기 유입조절부(171) 및 배출조절부(172)를 제어하는 제어부(105)를 포함한다.

이때, 상기 고압감지부(101)는 상기 압축기(12)의 토출측 냉매 압력을 감지하기에 용이하도록 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치될 수 있고, 상기 과냉도감지부(102)는 상기 응축기를 통과한 냉매의 온도를 감지하기에 용이하도록 상기 응축기의 토출측에 해당하는 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치될 수 있다. 다만, 상기 과냉각기가 설치되는 경우에는, 상기 과냉도감지부(102)가 상기 과냉각기의 토출측에 해당하는 상기 메인 냉매배관(151)의 일측에 설치될 수도 있다. 그리고, 상기 냉매량감지부(18), 고압감지부(101), 과냉도감지부(102), 유입조절부(171), 배출조절부(172) 및 제어부(105)는, 제어 신호를 주고 받을 수 있도록 전기적으로 서로 연결된다.

도 3을 참조하여, 상기 냉매시스템이 난방 운전되는 경우의 제어 흐름을 설명한다. 먼저, 상기 냉매시스템의 난방 운전이 시작되면, 상기 냉매시스템이 전체적으로 안정화되기 위한 과정이 수행된다(S11). 예를 들면, 상기 냉매시스템의 운전이 시작되면 냉매의 유동 상태가 변경되기 때문에, 상기 냉매시스템의 운전 상태가 안정되기까지 시간이 필요할 수 있다. 이때, 상기 냉매시스템의 운전 상태가 안정되기까지 필요한 시간이 경과하는 것이 상기 냉매시스템의 안정화 과정이 될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 냉매시스템이 안정화되면, 상기 고압 및 상기 리시버(170)에 저장된 저장 냉매량이 감지된다(S12). 이때, 상기 고압 및 저장 냉매량은 상기 고압감지부(101) 및 냉매량감지부(18)에 의하여 감지될 수 있다.

그리고, 상기 고압감지부(101)에 의하여 감지된 고압 즉, 감지 고압이 기준 고압 미만에 해당하고(S13), 상기 냉매량감지부(18)에 의하여 감지된 저장 냉매량이 최소저장량을 초과하는 경우에는(S14), 상기 배출조절부(172)가 개방되고 상기 유입조절부(171)가 폐쇄되도록 제어된다(S15).

이때, 상기 기준 고압은, 상기 실내 난방을 달성하기 위한 즉, 실내 공조 부하를 감당하기에 적절한 고압값을 의미할 수 있다. 상기 기준 고압은 특정 압력값이 될 수도 있고, 상기 실내 공조 부하를 감당하기에 적절한 압력값의 범위가 될 수도 있다. 따라서, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압 미만에 해당하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 고압이 실내 공조 부하를 감당하기에 부족함을 의미할 수 있다. 반대로, 감지 고압이 상기 기준 고압을 초과하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 고압이 실내 공조 부하를 감당하고 남은 만큼 과도함을 의미할 수 있다.

그리고, 상기 최소저장량은 상기 리시버(170)에 저장될 수 있는 냉매량의 최소값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 리시버(170)에 냉매가 전혀 없이 비어 있는 상태가 가능하다면, 상기 최소저장량은 '0'이 될 수 있을 것이다.

따라서, 상기 저장 냉매량이 상기 최소저장량 이하에 해당하는 경우에는(S14), 상기 배출조절부(172)의 개방없이 다음 단계로 진행한다. 그러므로, 리시버(170)의 냉매 배출이 없음에도, 상기 배출조절부(172)가 개방됨으로써 발생될 수 있는 전력 낭비, 상기 배출조절부(172)의 손상 등이 방지될 수 있다.

한편, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압을 초과하고(S16), 상기 저장냉매량이 최대저장량 미만에 해당하는 경우에는(S17), 상기 유입조절부(171)가 개방되고상기 배출조절부(172)가 폐쇄되도록 제어된다(S18).

이때, 상기 최대저장량은 상기 리시버(170)에 저장될 수 있는 냉매량의 최대값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 리시버(170)의 내부 공간에 냉매가 가득 채워질 수 있다면, 상기 리시버(170)의 내부에 가득 채워진 냉매량이 상기 최대저장량이 될 수 있을 것이다.

따라서, 상기 저장 냉매량이 최대저장량 이상에 해당하는 경우에는(S17), 상기 유입조절부(171)의 개방없이 다음 단계로 진행한다. 그러므로, 리시버(170)의 냉매 유입이 없음에도, 상기 유입조절부(171)가 개방됨으로써 발생될 수 있는 전력 낭비, 상기 유입조절부(171)의 손상 등이 방지될 수 있다.

한편, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압 미만에도 해당하지 않고(S13), 상기 기준 고압을 초과하지도 않는 경우(S16) 즉, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압에 해당하는 경우에는, 현재 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 냉매시스템의 난방 운전을 종료하기 위한 신호 입력이 없는 한(S20), 다시 상기 냉매시스템의 안정화 과정이 수행된다(S11). 이때, 상기 냉매시스템의 난방 운전을 종료하기 위한 신호 입력은, 사용자에 의한 별도의 신호 입력뿐만 아니라, 내부적으로 설정된 종료 조건을 포함할 수 있다.

한편, 도 4를 참조하여, 상기 냉매시스템이 냉방 운전되는 경우의 제어 흐름을 설명한다. 먼저, 상기 냉매시스템의 냉방 운전이 시작되면, 상기 냉매시스템이 전체적으로 안정화되기 위한 과정이 수행된다(S21).

그리고, 상기 냉매시스템이 안정화되면, 상기 고압, 과냉도 및 상기 리시버(170)에 저장된 저장 냉매량이 감지된다(S22). 이때, 상기 고압, 과냉도 및 저장 냉매량은 각각 상기 고압감지부(101), 과냉도감지부(102) 및 냉매량감지부(18)에 의하여 감지될 수 있다.

그리고, 상기 과냉도감지부(102)에 의하여 감지된 과냉도 즉, 감지 과냉도가 기준 과냉도 미만에 해당하고(S23), 상기 고압감지부(101)에 의하여 감지된 고압 즉, 감지 고압이 안전 고압 미만에 해당하고(S24), 상기 냉매량감지부(18)에 의하여 감지된 저장 냉매량이 최소저장량을 초과하는 경우에는(S25), 상기 배출조절부(172)가 개방되고 상기 유입조절부(171)가 폐쇄되도록 제어된다(S26).

이때, 상기 기준 과냉도는, 상기 실내 냉방을 달성하기 위한 즉, 실내 공조 부하를 감당하기에 적절한 과냉도값을 의미할 수 있다. 상기 기준 과냉도는 특정 과냉도값이 될 수도 있고, 상기 실내 공조 부하를 감당하기에 적절한 과냉도값의 범위가 될 수도 있다. 따라서, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도 미만에 해당하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 과냉도가 실내 공조 부하를 감당하기에 부족함을 의미할 수 있다. 반대로, 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도를 초과하는 경우에는, 상기 냉매사이클 상의 과냉도가 실내 공조 부하를 감당하고 남은 만큼 과도함을 의미할 수 있다. 한편, 상기 고압 및 과냉도는 상기 냉매시스템의 실내 공조 부하에 따라 변화하는 상태량으로써, 상기 고압 및 과냉도를 상기 기준 고압 및 기준 과냉도와 비교하는 것은, 상기 냉매시스템의 실내 공조 부하를 기준 부하와 비교하는 것으로 볼 수 있다.

그리고, 상기 안전 고압은, 상기 압축기(12) 및 냉매배관에 무리가 가해질 염려가 있는 최소한의 고압값을 의미할 수 있다. 즉, 상기 냉매사이클 상의 고압이 상기 안전 고압 이상에 해당하는 경우에는, 상기 압축기(12) 및 냉매배관이 손상될 염려가 있을 수 있다.

따라서, 상기 감지 고압이 상기 안전 고압 이상에 해당하는 경우에는(S24), 상기 배출조절부(172)의 개방없이 다음 단계로 진행한다. 그러므로, 상기 압축기(12) 및 냉매배관의 손상이 방지될 수 있다.

또한, 상기 저장 냉매량이 상기 최소저장량 이하에 해당하는 경우에는(S25), 상기 배출조절부(172)의 개방없이 다음 단계로 진행한다. 그러므로, 리시버(170)의 냉매 배출이 없음에도, 상기 배출조절부(172)가 개방됨으로써 발생될 수 있는 전력 낭비, 상기 배출조절부(172)의 손상 등이 방지될 수 있다.

한편, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도를 초과하고(S27), 상기 저장냉매량이 최대저장량 미만에 해당하는 경우에는(S28), 상기 유입조절부(171)가 개방되도록 제어된다(S29).

그러나, 상기 저장 냉매량이 최대저장량 이상에 해당하는 경우에는(S28), 상기 유입조절부(171)의 개방없이 다음 단계로 진행한다. 그러므로, 리시버(170)의 냉매 유입이 없음에도, 상기 유입조절부(171)가 개방됨으로써 발생될 수 있는 전력 낭비, 상기 유입조절부(171)의 손상 등이 방지될 수 있다.

한편, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도 미만에도 해당하지 않고(S23), 상기 기준 과냉도를 초과하지도 않는 경우(S27) 즉, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도에 해당하는 경우에는, 현재 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 냉매시스템의 냉방 운전을 종료하기 위한 신호 입력이 없는 한(S31), 다시 상기 냉매시스템의 안정화 과정이 수행된다(S21). 이때, 상기 냉매시스템의 냉방 운전을 종료하기 위한 신호 입력은, 사용자에 의한 별도의 신호 입력뿐만 아니라, 내부적으로 설정된 종료 조건을 포함할 수 있다.

상기 냉매시스템에 의하면, 상기 냉매시스템의 운전 상태에 따라 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 최적으로 조절될 수 있는 이점이 있다.

보다 상세히, 난방 운전 중에는, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압 미만에 해당하는 경우에, 상기 배출조절부(172)가 개방됨으로써 상기 리시버(170)에 저장된 냉매가 상기 메인 냉매배관(151)으로 보충될 수 있다. 즉, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 증가함으로써, 상기 고압이 증가하여 상기 기준 고압에 도달하도록 제어될 수 있다. 또한, 상기 감지 고압이 상기 기준 고압을 초과하는 경우에는, 상기 유입조절부(171)가 개방됨으로써 상기 메인 냉매배관(151)의 냉매가 상기 리시버(170)에 저장될 수 있다. 즉, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 감소함으로써, 상기 고압이 감소하여 상기 기준 고압에 도달하도록 제어될 수 있다.

그리고, 냉방 운전 중에는, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도 미만에 해당하는 경우에, 상기 배출조절부(172)가 개방됨으로써 상기 리시버(170)에 저장된 냉매가 상기 메인 냉매배관(151)으로 보충될 수 있다. 즉, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 증가함으로써, 상기 과냉도가 증가하여 상기 기준 과냉도에 도달하도록 제어될 수 있다. 또한, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도를 초과하는 경우에는, 상기 유입조절부(171)가 개방됨으로써 상기 메인 냉매배관(151)의 냉매가 상기 리시버(170)에 저장될 수 있다. 즉, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 감소함으로써, 상기 과냉도가 감소하여 상기 기준 과냉도에 도달하도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 냉매시스템에 의하면, 상기 냉매시스템의 전체적인 운전 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다. 보다 상세히, 예를 들어 압축기(12)의 운전율, 팬(미도시)의 회전속도 등의 변화 없이, 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량 변화만으로 실내 공조 부하량을 감당하기 위한 냉매시스템의 성능이 가변될 수 있다. 따라서, 상기 냉매시스텝의 전체적인 운전 효율이 향상될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 냉매시스템에 의하면, 상기 냉매시스템의 손상이 방지될 수 있는 범위 내에서 운전 효율을 최적화할 수 있는 이점이 있다. 보다 상세히, 냉방 운전 중에, 상기 감지 과냉도가 상기 기준 과냉도 미만에 해당하더라도, 상기 감지 고압이 상기 안전 고압 이상에 해당하는 경우에는 상기 배출조절부(172)의 개방없이 다음 단계로 진행하게 된다. 즉, 상기 배출조절부(172)의 개방에 따라 상기 냉매사이클 상의 유동 냉매량이 증가하고 상기 고압이 함께 증가하여 발생되는 상기 압축기(12) 및 냉매배관이 손상이 방지될 수 있는 것이다.

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.

11 : 실외열교환기 12 : 압축기
13 : 실내열교환기 141,142 : 팽창부
170 : 리시버 171 : 유입조절부
172 : 배출조절부 173,174 : 유량제한부
18 : 냉매량감지부

Claims

실외 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기;
상기 냉매를 압축시키는 압축기;
실내 공기 및 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기;
상기 냉매를 팽창시키는 팽창부;
상기 실외열교환기, 압축기, 실내열교환기 및 팽창부를 연결하여 냉매사이클을 형성하는 메인 냉매배관;
상기 메인 냉배배관 상의 일측에 연결되어, 상기 냉매사이클 상의 냉매 중 일부를 저장하는 냉매저장부;
상기 냉매저장부에 저장된 냉매량을 감지하는 냉매량감지부; 및
운전 상태에 따라 상기 냉매사이클의 유동 냉매량이 최적화될 수 있도록, 실내 공조 부하 및 상기 냉매량감지부에 의하여 감지된 저장 냉매량에 기초하여 상기 냉매저장부의 저장 냉매량을 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기의 토출측 냉매 고압을 감지하는 고압감지부; 및
상기 실외열교환기 또는 실내열교환기의 토출측 냉매 과냉도를 감지하는 과냉도감지부;를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 고압감지부 및 과냉도감지부에 의하여 감지되는 상기 고압 및 과냉도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 2 항에 있어서,
난방 운전 시에는, 상기 제어부가 상기 고압에 기초하여 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 조절되도록 제어하고,
냉방 운전 시에는, 상기 제어부가 상기 과냉도에 기초하여 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 감지된 고압이 기준 고압 이상에 해당하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 증가하도록 제어하고
상기 감지된 고압이 상기 기준 고압 미만에 해당하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 감지된 과냉도가 기준 과냉도 이상에 해당하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 증가하도록 제어하고,
상기 냉매 과냉도가 상기 기준 과냉도 미만에 해당하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 냉매저장부의 저장 냉매량이 감소하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 1 항에 있어서,
일측에 상기 냉매저장부가 설치되고, 상기 메인 냉매배관에 양단이 연결되는 저장 냉매배관;
상기 냉매저장부의 유입측에 설치되어, 상기 냉매저장부를 향한 냉매 유입을 선택적으로 차단하는 유입조절부; 및
상기 냉매저장부의 배출측에 설치되어, 상기 냉매저장부로부터의 냉매 배출을 선택적으로 차단하는 배출조절부;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 저장 냉매배관의 일단은 상기 실외열교환기 및 실내열교환기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되고, 타단은 상기 압축기의 유입측에 해당하는 상기 메인 냉매배관에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 실내 공조 부하가 기준 부하 미만에 해당하는 경우에는, 상기 유입조절부가 개방되고,
상기 실내 공조 부하가 기준 부하를 초과하는 경우에는, 상기 배출조절부가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.