KR20130014740A - An air conditioner and a control method the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner and a control method thereof.
공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다. The air conditioner is an appliance for keeping the indoor air in the most suitable condition according to the purpose and purpose. For example, in the summer, the room is controlled by a cool air condition, while in winter the room is controlled by a warm heating condition, by the humidity of the room, and by the clean air of the room.
상세히, 공기 조화기는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되며, 이에 따라 실내공간의 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있다. In detail, the air conditioner is driven by a refrigeration cycle that performs the compression, condensation, expansion and evaporation process of the refrigerant, thereby performing the cooling or heating operation of the indoor space.
이러한 공기 조화기는 실내기와 실외기의 분리 여부에 따라, 실내기와 실외기를 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다. Such an air conditioner may be classified into a separate type air conditioner that separates the indoor unit and the outdoor unit, and an integrated air conditioner that combines the indoor unit and the outdoor unit into one device, depending on whether the indoor unit and the outdoor unit are separated.
일반적으로, 실외기에는 냉매를 압축하는 압축기와, 외기와 열교환하는 실외 열교환기 및 실외측에 배치되어 냉매를 감압시키는 실외 팽창장치가 포함되며, 실내기에는 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기 및 실내측에 배치되어 냉매를 감압시키는 실내 팽창장치가 포함된다. In general, the outdoor unit includes a compressor for compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger for exchanging heat with the outside air, and an outdoor expansion device disposed at the outdoor side to reduce the refrigerant, and the indoor unit includes an indoor heat exchanger for exchanging heat with indoor air and an indoor side. An indoor expansion device disposed to depressurize the refrigerant.
한편, 공기 조화기가 난방운전을 수행하는 경우 냉동 사이클을 순환하는 시스템 냉매량이 많이 소요된다. 이 경우, 충분한 난방능력을 달성하기 위하여 입력되어야 하는 입력일, 즉 압축기에서 흡입되어야 하는 냉매량이 많이 필요하게 된다.On the other hand, when the air conditioner performs the heating operation, the amount of system refrigerant circulating the refrigeration cycle takes a lot. In this case, an input date to be input in order to achieve sufficient heating capacity, that is, a large amount of refrigerant to be sucked in the compressor is required.
그러나, 종래의 공기 조화기에 의하면, 공기 조화기가 난방운전을 수행하는 경우, 제한된 시스템 능력(용량)에 의하여, 냉동 시스템을 순환하는 냉매량, 특히 압축기에 흡입되는 냉매량이 충분하지 못한 현상이 나타났다.However, according to the conventional air conditioner, when the air conditioner performs the heating operation, due to the limited system capacity (capacity), the amount of refrigerant circulating in the refrigerating system, in particular, the amount of refrigerant sucked into the compressor appeared to be insufficient.
이에 따라, 상기 시스템 능력이 요구되는 난방조건(일례로, 난방 송풍량 증대, 외기 극저온등)을 충족하지 못하게 되고, 결국 상기 공기 조화기가 충분한 난방능력을 달성하지 못하는 문제점이 있었다.Accordingly, there is a problem that the system capacity does not meet the required heating conditions (for example, increase in the amount of heating airflow, cryogenic outdoor temperature, etc.), and eventually the air conditioner does not achieve sufficient heating capacity.
그리고, 난방 조건 또는 냉매 사이클의 구동상태에 따라서 압축기의 냉매토출 온도가 과도하게 상승하는 경우 압축기에 과부하가 걸리고 난방 효율이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, when the refrigerant discharge temperature of the compressor is excessively increased according to the heating condition or the driving state of the refrigerant cycle, there is a problem that the compressor is overloaded and the heating efficiency is lowered.
한편, 공기 조화기가 냉방운전을 수행하는 과정에서 응축기를 거친 냉매의 응축 정도, 즉 과냉도가 확보되지 않는 경우 냉방 효율이 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, if the degree of condensation of the refrigerant passing through the condenser, that is, the supercooling degree is not secured while the air conditioner performs the cooling operation, there is a problem that the cooling efficiency is lowered.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉방 성능 또는 난방 성능을 향상시키기 위하여 다단 압축유닛을 구비하는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an air conditioner having a multi-stage compression unit in order to improve cooling performance or heating performance.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 실외공간에 배치되며, 냉매를 압축하는 제 1 압축기 및 외기와 열교환하는 실외 열교환기가 구비되는 실외기; 실내공간에 배치되며, 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기가 구비되는 실내기; 상기 실외기와 실내기를 연결하는 다단 압축유닛; 상기 실외기 또는 실내기에서 토출된 냉매가 상기 다단 압축유닛으로 유입되도록 하는 유입배관; 및 상기 다단 압축유닛을 거친 냉매가 상기 실외기 또는 실내기로 토출되도록 하는 토출배관이 포함되며, 상기 다단 압축유닛에는, 상기 제 1 압축기에서 토출된 냉매가 추가 압축 가능하도록 하는 제 2 압축기; 및 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 응축된 냉매가 과냉각되도록 하는 과냉각 열교환기가 포함된다.An air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an outdoor unit disposed in an outdoor space and having a first compressor for compressing a refrigerant and an outdoor heat exchanger for exchanging heat with outside air; An indoor unit disposed in an indoor space and having an indoor heat exchanger configured to exchange heat with indoor air; Multi-stage compression unit for connecting the outdoor unit and the indoor unit; An inlet pipe allowing the refrigerant discharged from the outdoor unit or the indoor unit to flow into the multi-stage compression unit; And a discharge pipe for discharging the refrigerant passing through the multi-stage compression unit to the outdoor unit or the indoor unit, wherein the multi-stage compression unit includes: a second compressor configured to further compress the refrigerant discharged from the first compressor; And a supercooled heat exchanger configured to overcool the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger.
다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 제 1 압축기 및 실외 열교화기가 구비되는 실외기와, 실내 열교환기가 구비되는 실내기를 포함하는 공기 조화기에 있어서, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매가 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 응축되도록 하는 단계; 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 토출된 냉매가 다단 압축유닛으로 유입되는 단계; 상기 다단 압축유닛으로 유입된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 팽창되는 단계; 및 팽창된 상기 냉매가 과냉각 열교환기에서 열교환되는 단계가 포함된다.According to another aspect, a control method of an air conditioner includes: an air conditioner including an outdoor unit having a first compressor and an outdoor heat exchanger and an indoor unit having an indoor heat exchanger, wherein the refrigerant compressed by the first compressor is stored in the outdoor unit. Allowing condensation in the heat exchanger or the indoor heat exchanger; Introducing refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger into the multistage compression unit; Expanding at least some of the refrigerant introduced into the multistage compression unit; And exchanging the expanded refrigerant in a supercooled heat exchanger.
이러한 본 발명에 의하면, 공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 과정에서 실외 열교환기에서 토출된 냉매가 열교환기를 거치면서 과냉각 될 수 있으므로, 냉방 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, since the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger may be supercooled while passing through the heat exchanger while the air conditioner performs the cooling operation, the cooling performance may be improved.
또한, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 과정에서 실내기에서 토출된 냉매가 바이패스 되어 압축기로 인젝션 될 수 있으므로 압축기의 순환 냉매량이 증가되고, 이에 따라 난방 조건이 좋지 않은 상황에서도 난방 능력이 향상될 수 있다는 효과가 있다.In addition, since the refrigerant discharged from the indoor unit may be bypassed and injected into the compressor while the air conditioner performs the heating operation, the amount of circulating refrigerant of the compressor may be increased, thereby improving heating capacity even in a poor heating condition. There is an effect.
또한, 압축기의 토출온도가 상승되는 경우, 실내기에서 토출된 냉매의 적어도 일부를 팽창하여 압축기에 인젝션 할 수 있으므로 압축기의 토출온도가 과도하게 상승되는 것을 방지하며, 난방 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, when the discharge temperature of the compressor is increased, at least a portion of the refrigerant discharged from the indoor unit can be expanded and injected into the compressor, thereby preventing the discharge temperature of the compressor from being excessively increased and improving the heating performance. have.
이와 같이, 공기 조화기의 냉방 또는 난방운전시 냉난방 효율이 향상되므로 제품에 대한 신뢰성이 향상되고, 소비전력이 저감될 수 있다는 장점 있다. As such, since the cooling and heating efficiency of the air conditioner is improved during the cooling or heating operation, reliability of the product may be improved and power consumption may be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축유닛의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전과정에서 냉매의 흐름을 보여주는 시스템 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전과정에서 냉매의 흐름을 보여주는 시스템 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전시 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전시 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.1 is a block diagram showing the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a system diagram showing the configuration of a multi-stage compression unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a system diagram showing the flow of the refrigerant in the cooling operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
4 is a system diagram showing the flow of the refrigerant during the heating operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a control configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a control method for cooling operation of the air conditioner according to the embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a control method for heating operation of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the spirit of the invention is not limited to the embodiments shown and that those skilled in the art, upon reading and understanding the spirit of the invention, may easily suggest other embodiments within the scope of the same concept.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(1)에는, 냉매가 순환하는 냉동 사이클이 구동된다. 상기 공기 조화기(1)는 냉매의 순환 방향에 따라 냉방 또는 난방운전이 수행될 수 있다. 이하에서는, 냉방운전을 기준으로 공기 조화기의 구성을 설명한다.Referring to FIG. 1, a refrigeration cycle in which a refrigerant circulates is driven in the air conditioner 1 according to the embodiment of the present invention. The air conditioner 1 may be cooled or heated according to the circulation direction of the refrigerant. Hereinafter, the configuration of the air conditioner will be described based on the cooling operation.
상기 냉동 사이클을 구동하기 위하여, 상기 공기 조화기(1)에는, 실외기(20)와, 실내기(30) 및 상기 실외기(20)와 실내기(30)를 연결하는 다단 압축유닛(100)이 포함된다.In order to drive the refrigeration cycle, the air conditioner 1 includes an
상기 실외기(20)에는, 냉매를 압축하기 위한 압축기(21)와, 상기 압축기(21)에서 압축된 냉매가 열교환(응축)되도록 하는 실외 열교환기(23)와, 상기 실외 열교환기(23)에서 응축된 냉매를 팽창시키기 위한 실외 팽창장치(25)가 포함된다.The
상기 실내기(30)에는, 실내기(30)로 유입된 냉매를 팽창하기 위한 실내 팽창장치(35) 및 상기 실내 팽창장치(35)를 통과한 냉매가 열교환(증발)되도록 하는 실내 열교환기(30)가 포함된다.The
난방운전이 수행되는 경우, 상기 압축기(21)에서 토출된 냉매는 상기 실내 열교환기(30)로 유입되며, 상기 실내 팽창장치(35) 및 실외 팽창장치(25)를 거쳐 상기 실외 열교환기(20)를 통과하게 된다. 이때, 상기 실내 열교환기(30)는 응축기, 상기 실외 열교환기(20)는 증발기의 기능을 하게 된다.When the heating operation is performed, the refrigerant discharged from the
상기 다단 압축유닛(100)은 상기 실외기(20) 및 실내기(30) 중 하나의 기기에서 토출된 냉매를 적어도 과냉각한 후 상기 실내기(30) 및 실외기(20) 중 다른 기기에 유입시키도록 구성된다.The
이하에서는, 상기 다단 압축유닛(100)의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축유닛의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.2 is a system diagram showing the configuration of a multi-stage compression unit according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다단 압축유닛(100)에는, 상기 실외기(20) 또는 실내기(30)에서 토출된 냉매가 상기 실내기(30) 또는 실외기(20)로 유입되도록 가이드 하는 냉매 배관(110)이 포함된다.2, in the
상기 냉매 배관(110)에는, 상기 실외기(20)에서 토출되거나 상기 실외기(20)로 유입되는 냉매를 가이드 하기 위한 제 1 입출배관(111) 및 제 2 입출배관(112)이 포함된다.The
그리고, 상기 냉매 배관(110)에는, 상기 실내기(30)에서 토출되거나 상기 실내기(30)로 유입되는 냉매를 가이드 하기 위한 제 3 입출배관(113) 및 제 4 입출배관(114)이 포함된다.The
상기 공기 조화기(10)가 냉방 운전을 수행하는 경우, 상기 제 1 입출배관(111)은 상기 실외기(20)로부터 토출된 냉매가 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입되도록 하는 "유입배관"으로서 이해되며, 상기 제 2 입출배관(112)은 상기 다단 압축유닛(100)에서 순환하는 냉매가 상기 실외기(20)로 토출되도록 하는 "토출배관"으로서 이해될 수 있다.When the
그리고, 상기 제 3 입출배관(113)은 상기 다단 압축유닛(100)에서 순환하는 냉매가 상기 실내기(30)로 토출되도록 하는 "토출배관"으로서 이해되며, 상기 제 4 입출배관(114)은 상기 실내기(20)로부터 토출된 냉매가 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입되도록 하는 "유입배관"으로서 이해될 수 있다.In addition, the third inlet and
반면에, 상기 공기 조화기(10)가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 제 1 입출배관(111)은 냉매가 상기 실외기(20)로 토출되도록 하는 "토출배관"으로서 이해되며, 상기 제 2 입출배관(112)은 냉매가 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입되도록 하는 "유입배관"으로서 이해될 수 있다.On the other hand, when the
그리고, 상기 제 3 입출배관(113)은 냉매가 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입되도록 하는 "유입배관"으로서 이해되며, 상기 제 4 입출배관(114)은 냉매가 상기 실내기(20)로 토출되도록 하는 "토출배관"으로서 이해될 수 있다.And, the third inlet and
상기 다단 압축유닛(100)에는, 과냉각 열교환기(120) 및 냉매가 상기 과냉각 열교환기(120)로 유입되기 전 팽창되도록 하는 팽창장치(125) 및 냉매가 상기 냉매배관(110)으로부터 상기 팽창장치(125)로 바이패스되도록 하는 분지배관(123)이 더 포함된다.In the
상기 과냉각 열교환기(120)에는, 상기 실외기(20) 또는 실내기(30)로부터 토출된 냉매가 유동하는 제 1 열교환부(120a)와, 상기 분지배관(123)으로 바이패스 되는 냉매가 유동하는 제 2 열교환부(120b)가 포함된다. The
상기 제 1 열교환부(120a) 및 제 2 열교환부(120b)는 각각 상기 냉매배관(110)과 분지배관(123)의 일부분으로서 이해될 수도 있고, 각 배관에 연결되는 별도의 열교환부재로 이해될 수도 있다.The
상기 다단 압축유닛(100)에는, 상기 제 2 열교환부(120b)를 통과한 냉매가 상기 제 1 냉매배관(110)과 합지되도록 하는 합지관(118) 및 냉매가 상기 합지관(118)으로 유입되도록 하기 위하여 개방 가능한 제 1 밸브(141)가 포함된다. 상기 제 1 밸브(141)가 개방되면, 상기 제 2 열교환부(120b)를 통과한 냉매는 상기 합지관(118) 및 제 1 밸브(141)를 거쳐 상기 실내기(30)로 유입될 수 있다.In the
상기 다단 압축유닛(100)에는, 난방 운전중 상기 실외기(20)에서 토출된 냉매가 압축되도록 하는 제 2 압축기(130)가 포함된다. 상기 제 2 압축기(130)는 상기 제 1 압축기(21)에서 압축된 냉매를 추가적으로 압축시키기 위한 "고압측 압축기"로서 이해될 수 있다. 반면에, 상기 제 1 압축기(21)는 "저압측 압축기"로서 이해될 수 있다.The
상기 다단 압축유닛(100)에는, 상기 제 2 열교환부(120b)를 통과한 냉매가 상기 제 2 압축기(130)로 유입(인젝션)되도록 가이드 하는 인젝션 배관(117) 및 냉매가 상기 인젝션 배관(117)으로 유입되도록 하기 위하여 개방 가능한 제 2 밸브(142)가 포함된다. 그리고, 상기 제 2 압축기(130)에는, 인젝션 냉매가 유입되는 인젝션 포트(133)가 구비된다. 상기 인젝션 배관(117)은 상기 분지배관(123)으로부터 상기 제 2 압축기(130)측으로 연장될 수 있다.In the
난방과정에서, 상기 냉매배관(110)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부를 바이패스 하여 상기 제 2 압축기(130)로 유입시킬 수 있으므로, 상기 제 2 압축기(10)를 순환하는 냉매를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 난방 성능을 향상시킬 수 있게 된다. 그리고, 상기 팽창장치(125)에서 감압된 냉매가 상기 제 2 압축기(130)로 유입될 수 있으므로, 상기 제 2 압축기(130)의 냉매 토출온도를 저감시킬 수 있게 된다.In the heating process, since at least some of the refrigerant flowing through the
상기 다단 압축유닛(100)에는, 상기 실외기(20)로부터 토출된 냉매가 상기 제 2 압축기(130)로 흡입되도록 하는 흡입 배관(115) 및 냉매가 상기 흡입 배관(115)으로 유동할 수 있도록 하기 위하여 개방 가능한 제 3 밸브(143)가 더 포함된다. 그리고, 상기 제 2 압축기(130)에는, 상기 흡입 배관(115)을 유동하는 냉매가 흡입되는 흡입 포트(131)가 구비된다.In the
상기 제 2 압축기(130)에는, 상기 제 2 압축기(130)에서 토출되는 냉매를 가이드 하기 위한 토출 포트(132)가 더 구비된다. 그리고, 상기 토출 포트(132)의 일측에는, 상기 제 2 압축기(130)에서 토출된 냉매를 상기 실내기(30)측으로 가이드 하기 위하여 개방 가능한 제 4 밸브(144)가 제공된다. 상기 제 4 밸브(144)는 냉매가 상기 실내기(30)로부터 상기 토출포트(132)로 유입되는 것을 방지하는 체크 밸브일 수 있다.The
상기 다단 압축유닛(100)에는, 상기 실내기(30)로부터 토출된 냉매가 상기 실외기(20)측으로 유동되는 것을 가이드 하기 위한 실외기 유입관(116) 및 냉매가 상기 실외기 유입관(116)을 유동할 수 있도록 하기 위하여 개방 가능한 제 5 밸브(145)가 포함된다. In the
공기 조화기(10)의 냉방 과정에서, 상기 제 5 밸브(145)가 개방되면 상기 실내기(30)에서 토출된 냉매는 상기 실외기 유입관(116)을 거쳐 상기 실외기(20)로 유입될 수 있다.In the cooling process of the
위에서 설명한 입출배관(111,112,113,114) 및 다수의 배관(115,116,117, 118,123)은 넓은 의미에서, 상기 냉매배관(110)의 일 구성인 것으로 이해될 수 있다.In and out pipes (111, 112, 113, 114) and a plurality of pipes (115, 116, 117, 118, 123) described above may be understood to be a configuration of the refrigerant pipe (110) in a broad sense.
이하에서는, 공기 조화기(10)의 냉방 또는 난방운전시, 상기 다단 압축유닛(100)에서의 냉매 흐름에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the refrigerant flow in the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전과정에서 냉매의 흐름을 보여주는 시스템 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전과정에서 냉매의 흐름을 보여주는 시스템 도면이다.3 is a system diagram showing the flow of the refrigerant in the cooling operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing the flow of the refrigerant in the heating operation process of the air conditioner according to an embodiment of the present invention. System drawing.
도 3을 참조하면, 공기 조화기의 냉방 과정에서 상기 실외기(20)의 제 1 압축기(21) 및 실외 열교환기(23)를 거친 냉매는 상기 제 1 입출배관(111)을 통하여 상기 과냉각 열교환기(120)로 유입된다.Referring to FIG. 3, the refrigerant passing through the
상세히, 상기 제 1 입출배관(111)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부 냉매는 상기 분지배관(123)으로 분지되며 상기 팽창장치(125)를 거쳐 상기 제 2 열교환부(120b)로 유동한다. 그리고, 상기 분지배관(123)으로 분지된 냉매를 제외한 나머지 냉매는 상기 제 1 열교환부(120a)로 유동한다. In detail, at least some of the refrigerant flowing through the first entry and
상기 제 제 1 열교환부(120a) 및 제 2 열교환부(120b)간에 열교환이 이루어진다. 상기 분지배관(123)을 유동하는 냉매는 상기 팽창장치(125)에서 감압(감온)되었으므로, 상기 제 1 열교환부(120a)로부터 소정의 열을 얻게 된다.Heat exchange is performed between the first
그리고, 상기 제 2 열교환부(120b)를 거친 냉매는 상기 합지관(118)으로 유동하며, 상기 냉매 배관(110)을 유동하는 냉매와 합지된다. 이 때, 상기 제 1 밸브(141)는 개방되며, 상기 제 2 밸브(142)는 폐쇄될 수 있다.Then, the refrigerant passing through the second
이와 같이, 냉매가 상기 실내기(30)로 유입되기 전 상기 과냉각 열교환기(120)에서 추가 냉각될 수 있으므로, 냉방 성능이 향상될 수 있다는 효과가 있다.As such, since the refrigerant may be further cooled in the
합지된 냉매는 상기 제 3 입출배관(113)을 거쳐 상기 실내기(30)로 유입될 수 있다. 상기 실내기(30)의 실내 열교환기(33)를 거친 냉매는 상기 제 4 입출배관(114)을 통하여 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입된다.The laminated refrigerant may be introduced into the
상기 다단 압축유닛(100)의 냉매는 상기 실외기 유입관(116)을 통하여 상기 제 2 입출배관(112)으로 유동하며, 상기 실외기(20)로 토출된다. 이 때, 상기 제 5 밸브(145)는 개방되며, 상기 제 3 밸브(143)는 폐쇄될 수 있다.The refrigerant of the
도 4를 참조하면, 공기 조화기의 난방 과정에서 상기 실외기(20)의 제 1 압축기(21)를 거친 냉매는 상기 제 2 입출배관(112)을 통하여 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입된다. Referring to FIG. 4, the refrigerant passing through the
냉매는 상기 제 2 입출배관(112)을 거쳐 상기 흡입배관(115)으로 유동되며, 상기 흡입포트(131)를 통하여 상기 제 2 압축기(130)로 유입된다. 이 때, 상기 제 3 밸브(143)는 개방되며, 상기 제 5 밸브(145)는 폐쇄된다.The refrigerant flows through the second inlet and
상기 제 2 압축기(130)로 유입된 냉매는 상기 제 2 압축기(130)에서 추가 압축된 후 상기 토출포트(132)를 통하여 상기 실내기(30)로 유입된다. The refrigerant introduced into the
한편, 상기 실내기(30)로 유입된 냉매는 상기 실내 열교환기(33) 및 실내 팽창장치(35)를 거친 후, 상기 제 3 입출배관(113)을 통하여 상기 다단 압축유닛(100)으로 유입된다.Meanwhile, the refrigerant introduced into the
그리고, 상기 냉매배관(110)을 통하여 상기 과냉각 열교환기(120)의 제 1 열교환부(120a)를 유동하게 된다. 이 때, 상기 제 1 밸브(141)는 폐쇄되어 냉매가 상기 합지관(118)으로 유동되는 것이 방지될 수 있다.Then, the
상기 과냉각 열교환기(120)를 거친 냉매 중 적어도 일부는 상기 분지배관(123)으로 바이패스 된다. 바이패스 된 냉매는 상기 팽창장치(125)를 거쳐 상기 제 2 열교환부(120b)로 유입된다. At least some of the refrigerant passing through the
상기 제 2 열교환부(120b)를 유동하는 냉매는 상기 제 1 열교환부(120a)를 유동하는 냉매와 열교환 되며, 이 과정에서 상기 제 1 열교환부(120a)를 유동하는 냉매는 과냉각 되며, 상기 제 2 열교환부(120b)를 유동하는 냉매는 온도가 상승하게 된다.The refrigerant flowing through the second
상기 제 2 열교환부(120b)를 거친 냉매는 상기 인젝션 배관(117)으로 유동하며, 상기 인젝션 포트(133)를 통하여 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 될 수 있다. 이 때, 상기 제 2 밸브(142)는 개방되며 상기 제 1 밸브(141)는 폐쇄되어, 상기 제 2 열교환부(120b)를 통과한 냉매는 상기 합지관(118)으로 유입되는 것이 방지되고 상기 인젝션 포트(133)로 유입될 수 있다.The refrigerant having passed through the second
이와 같이, 냉매 배관(110)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부가 바이패스 되어 사이 제 2 압축기(130)로 인젝션 될 수 있으므로, 압축기를 순환하는 냉매의 양을 증대될 수 있고 이에 따라 난방 능력이 향상될 수 있다는 장점이 있다.As such, since at least some of the refrigerant flowing in the
한편, 상기 제 2 압축기(130)의 토출온도가 비정상적으로 상승되는 경우, 상기 팽창장치(125)에서 감압된 냉매가 상기 제 2 압축기(130)로 유입될 수 있으므로, 상기 토출온도를 낮출 수 있다는 효과가 발생한다.On the other hand, when the discharge temperature of the
인젝션 된 냉매는 상기 흡입포트(131)를 통하여 유입된 냉매와 혼합되어 상기 제 2 압축기(130)에서 압축된 후 상기 토출포트(132)를 통하여 상기 실내기(30)로 배출될 수 있다. 이 때, 상기 제 4 밸브(144)는 개방될 수 있다.The injected refrigerant may be mixed with the refrigerant introduced through the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방 운전시 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방 운전시 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.5 is a block diagram showing a control configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a flow chart showing a control method during the cooling operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is A flowchart illustrating a control method for heating operation of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 공기 조화기(10)의 작동과 관련한 소정 명령을 입력할 수 있는 입력부(51)와, 상기 제 2 압축기(130)의 토출냉매 온도를 감지하기 위한 토출온도 센서(52), 공기 조화기(10)가 설치되는 외기온도를 감지하기 위한 외기온도 센서(53) 및 이들 구성을 제어하는 제어부(50)가 포함된다.Referring to FIG. 5, the
상기 공기 조화기(10)가 난방 운전을 수행하는 경우, 외기 조건(난방 조건)에 따라 요구되는 난방성능이 달라질 수 있다. 일례로, 외기 온도가 극저온일 경우 공기 조화기의 난방 성능은 외기 온도가 상대적으로 고온일 경우에 비하여 낮아질 수 있다. When the
따라서, 외기 온도가 설정온도 이하의 저온일 경우에는, 상기 제 2 압축기(130)에 냉매를 인젝션 하는 제어를 통하여 상기 제 2 압축기(130)에 순환되는 냉매의 양을 증대시킬 수 있다.Therefore, when the outside air temperature is lower than the set temperature, the amount of the coolant circulated to the
한편, 상기 제 2 압축기(130)의 토출온도가 설정온도 이상의 고온일 경우에는, 상대적으로 저온 저압인 냉매, 즉 상기 팽창장치(125)를 통과한 냉매를 상기 제 2 압축기(130)에 인젝션 함으로써, 상기 토출온도를 낮출 수 있다.On the other hand, when the discharge temperature of the
상기 팽창장치(125)의 개도에 따라, 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 상기 난방 조건이 좋지 않을 경우, 즉 외기가 제 1 설정온도 이하의 저온인 경우 또는 상기 토출온도가 제 2 설정온도 이상의 고온인 경우, 상기 팽창장치(125)의 개도를 크게 하여 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 되는 냉매의 양을 증대시킬 수 있다.According to the opening degree of the
한편, 상기한 바와 같이, 상기 입력부(51)등의 조작을 통하여, 공기 조화기(10)가 냉방 또는 난방운전을 수행하는지 여부에 따라, 제 1 밸브(141) 내지 제 5 밸브(145)의 개폐를 조절하여 냉매의 순환방향을 제어할 수 있다.On the other hand, as described above, depending on whether the
도 6을 참조하여, 상기 공기 조화기(10)가 냉방운전을 수행하는 경우의 제어방법을 간단하게 설명한다.Referring to FIG. 6, a control method in the case where the
상기 공기 조화기(10)의 전원이 ON 되고, 상기 입력부(51)등을 통하여 냉방모드가 선택된다(S11). The power of the
그리고, 냉방 모드에 따라, 유량 조절부, 즉 다수의 밸브(141~145)의 온/오프가 제어될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 제 1 밸브(141) 및 제 5 밸브(145)는 개방되고, 상기 제 2 밸브(142), 제 3 밸브(143) 및 제 4 밸브(144)는 폐쇄될 수 있다(S12).And, according to the cooling mode, the on / off of the flow rate control unit, that is, the plurality of valves (141 ~ 145) can be controlled. As described above, the
그리고, 상기 팽창장치(125)는 ON될 수 있다. 상기 분지배관(123)을 통하여 바이패스 된 냉매는 상기 팽창장치(125)를 통과하면서 감압되고, 상기 과냉각 열교환기(120)를 거치게 된다. In addition, the
상기 냉매배관(110)을 유동하는 냉매와 상기 분지배관(123)을 유동하는 냉매는 서로 열교환 후 합지되며, 상기 실내기(30)로 유입될 수 있다. 결국, 냉매가 상기 과냉각 열교환기(120)를 거치면서 과냉각 되어 상기 실내 열교환기(33)로 유입됨으로써 냉방 성능이 향상될 수 있다는 효과가 나타난다(S13,S14).The refrigerant flowing through the
도 7을 참조하여, 상기 공기 조화기(10)가 난방운전을 수행하는 경우의 제어방법을 간단하게 설명한다.Referring to FIG. 7, a brief description will be given of a control method when the
상기 공기 조화기(10)의 전원이 ON 되고, 상기 입력부(51)등을 통하여 난방모드가 선택된다(S21). The power of the
그리고, 난방 모드에 따라, 유량 조절부, 즉 다수의 밸브(141~145)의 온/오프가 제어될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 제 2 밸브(142), 제 3 밸브(143) 및 제 4 밸브(144)는 개방되고, 상기 제 1 밸브(141) 및 제 5 밸브(145)는 폐쇄될 수 있다(S22).And, according to the heating mode, the flow rate control unit, that is, the on / off of the plurality of valves (141 ~ 145) can be controlled. As described above, the
상기 외기온도 센서(53)를 통하여 난방 조건(외기 조건)을 인식하며, 상기 토출온도 센서(52)를 통하여 상기 제 2 압축기(130)의 토출냉매 온도를 인식할 수 있다. 상기 난방 조건 또는 토출온도에 의하여, 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 될 냉매의 양이 결정될 수 있다.A heating condition (outside air condition) may be recognized through the outside temperature sensor 53, and a discharge refrigerant temperature of the
감지된 난방 조건 또는 토출온도에 따라, 상기 팽창장치(125)의 ON/OFF가 제어될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 밸브(142)가 개방되는 것에 의하여, 상기 팽창장치(125)에서 감압된 냉매는 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 될 수 있다.According to the detected heating condition or the discharge temperature, ON / OFF of the
상세히, 상기 팽창장치(125)가 ON 되면, 상기 분지배관(123)을 통하여 바이패스 된 냉매는 상기 팽창장치(125)를 통과하면서 감압되고, 상기 과냉각 열교환기(120)를 거치게 된다. In detail, when the
상기 과냉각 열교환기(120)를 거친 냉매는 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 되어 상기 제 2 압축기(130)를 순환하는 냉매의 양을 증대시킬 수 있다. 이 경우, 난방 성능이 향상되거나, 상기 제 2 압축기(130)의 토출냉매 온도가 저감될 수 있다.The refrigerant passing through the
그리고, 상기 팽창장치(125)의 개도에 따라 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 되는 냉매의 양이 달라질 수 있다. In addition, the amount of the refrigerant injected into the
일례로, 상기 난방 조건이 좋지 않은 경우, 즉 외기 온도가 극저온일 경우 또는 상기 토출온도가 설정온도 이상일 경우 상기 팽창장치(125)의 개도를 크게 하여 상기 제 2 압축기(130)로 인젝션 되는 냉매의 양을 증대시킬 수 있다(S23,S24,S25).For example, when the heating condition is not good, that is, when the outside temperature is cryogenic or the discharge temperature is higher than the set temperature, the opening degree of the
이와 같이, 난방운전 모드에서 냉매 시스템을 순환하는 냉매의 일부를 바이패스 하여 압축기로 인젝션함으로써 압축기를 순환하는 냉매의 양을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 난방 능력이 향상되고 압축기의 토출온도가 저감될 수 있다는 효과가 나타난다.As described above, by injecting a part of the refrigerant circulating in the refrigerant system into the compressor in the heating operation mode, the amount of the refrigerant circulating in the compressor can be increased, thereby improving heating capacity and reducing the discharge temperature of the compressor. The effect is that it can.
10 : 공기 조화기 20 : 실외기
21 : 제 1 압축기 23 : 실외 열교환기
25 : 실외 팽창장치 30 : 실내기
33 : 실내 열교환기 35 : 실내 팽창장치
100 : 다단 압축유닛 110 : 냉매배관
111,112,113,114 : 입출배관 120 : 과냉각 열교환기
130 : 제 2 압축기 141,142,143,144,145 : 밸브10: air conditioner 20: outdoor unit
21: first compressor 23: outdoor heat exchanger
25: outdoor expansion device 30: indoor unit
33: indoor heat exchanger 35: indoor expansion device
100: multi-stage compression unit 110: refrigerant piping
111, 112, 113, 114: incoming and outgoing piping 120: supercooled heat exchanger
130:
Claims (12)
실내공간에 배치되며, 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기가 구비되는 실내기;
상기 실외기와 실내기를 연결하는 다단 압축유닛;
상기 실외기 또는 실내기에서 토출된 냉매가 상기 다단 압축유닛으로 유입되도록 하는 유입배관; 및
상기 다단 압축유닛을 거친 냉매가 상기 실외기 또는 실내기로 토출되도록 하는 토출배관이 포함되며,
상기 다단 압축유닛에는,
상기 제 1 압축기에서 토출된 냉매가 추가 압축 가능하도록 하는 제 2 압축기; 및
상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 응축된 냉매가 과냉각되도록 하는 과냉각 열교환기가 포함되는 공기 조화기.An outdoor unit disposed in an outdoor space, the outdoor unit including a first compressor for compressing a refrigerant and an outdoor heat exchanger for exchanging heat with outside air;
An indoor unit disposed in an indoor space and having an indoor heat exchanger configured to exchange heat with indoor air;
Multi-stage compression unit for connecting the outdoor unit and the indoor unit;
An inlet pipe allowing the refrigerant discharged from the outdoor unit or the indoor unit to flow into the multi-stage compression unit; And
It includes a discharge pipe for discharging the refrigerant passing through the multi-stage compression unit to the outdoor unit or indoor unit,
The multistage compression unit,
A second compressor configured to further compress the refrigerant discharged from the first compressor; And
And a supercooled heat exchanger configured to supercool the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger.
상기 다단 압축유닛에는,
상기 유입배관을 거친 냉매가 유동되는 메인배관;
상기 메인배관으로부터 분지되는 분지배관; 및
상기 분지배관을 유동하는 냉매를 팽창시키는 팽창장치가 더 포함되는 공기 조화기.The method of claim 1,
The multistage compression unit,
A main pipe through which the refrigerant passing through the inflow pipe flows;
A branch pipe branched from the main pipe; And
Air conditioner further comprises an expansion device for expanding the refrigerant flowing through the branch pipe.
상기 팽창장치를 거친 냉매는 상기 과냉각 열교환기에서 상기 응축된 냉매와 열교환 되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The method of claim 2,
And the refrigerant passing through the expansion device is heat-exchanged with the condensed refrigerant in the subcooling heat exchanger.
난방 모드에서, 상기 응축된 냉매와 열교환된 냉매는 상기 제 2 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기 조호나기.The method of claim 3, wherein
In the heating mode, air conjoined, the refrigerant heat exchanged with the condensed refrigerant is introduced into the second compressor.
난방 모드에서, 상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매는 상기 제 2 압축기에서 추가 압축되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The method of claim 1,
In heating mode, the refrigerant compressed in the first compressor is further compressed in the second compressor.
냉방 모드에서, 상기 응축된 냉매와 열교환된 냉매는 상기 메인배관으로 합지되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The method of claim 3, wherein
In the cooling mode, the condensed refrigerant and the heat exchanged refrigerant is characterized in that the laminated to the main pipe.
상기 제 2 압축기의 토출냉매 온도를 감지하기 위한 토출온도 센서 및 외기의 온도를 감지하기 위한 외기온도 센서가 더 포함되며,
상기 팽창장치는 상기 토출온도 센서 또는 외기온도 센서에서 인식된 온도값에 기초하여, 그 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The method of claim 2,
Further comprising a discharge temperature sensor for detecting the discharge refrigerant temperature of the second compressor and an outside temperature sensor for detecting the temperature of the outside air,
The expansion device is an air conditioner, characterized in that the opening degree is adjusted based on the temperature value recognized by the discharge temperature sensor or the outside temperature sensor.
상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매가 상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 응축되도록 하는 단계;
상기 실외 열교환기 또는 실내 열교환기에서 토출된 냉매가 다단 압축유닛으로 유입되는 단계;
상기 다단 압축유닛으로 유입된 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 팽창되는 단계; 및
팽창된 상기 냉매가 과냉각 열교환기에서 열교환되는 단계가 포함되는 공기 조화기의 제어방법.An air conditioner including an outdoor unit provided with a first compressor and an outdoor heat exchanger and an indoor unit provided with an indoor heat exchanger,
Allowing the refrigerant compressed in the first compressor to condense in the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger;
Introducing refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger or the indoor heat exchanger into the multistage compression unit;
Expanding at least some of the refrigerant introduced into the multistage compression unit; And
And the heat exchanged heat exchanger in the supercooled heat exchanger.
냉방 모드에서,
팽창된 상기 일부의 냉매는 상기 다단 압축유닛으로 유입된 냉매 중 나머지 냉매와 열교환 되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.The method of claim 8,
In the cooling mode,
The expanded portion of the refrigerant control method of the air conditioner, characterized in that the heat exchange with the remaining refrigerant of the refrigerant introduced into the multi-stage compression unit.
팽창된 상기 냉매가 상기 과냉각 열교환기에서 열교환된 후, 상기 나머지 냉매와 합지되는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.The method of claim 9,
And after the expanded refrigerant is heat-exchanged in the subcooling heat exchanger, laminating with the remaining refrigerant.
난방 모드에서,
상기 과냉각 열교환기에서 열교환된 냉매는 제 2 압축기에 유입되는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.The method of claim 8,
In heating mode,
And the refrigerant exchanged in the subcooled heat exchanger is introduced into a second compressor.
난방 모드에서,
상기 제 1 압축기에서 압축된 냉매는 상기 제 2 압축기에서 추가 압축되는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.The method of claim 11,
In heating mode,
And the refrigerant compressed in the first compressor is further compressed in the second compressor.
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