KR20180007528A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20180007528A
KR20180007528A KR1020160088675A KR20160088675A KR20180007528A KR 20180007528 A KR20180007528 A KR 20180007528A KR 1020160088675 A KR1020160088675 A KR 1020160088675A KR 20160088675 A KR20160088675 A KR 20160088675A KR 20180007528 A KR20180007528 A KR 20180007528A
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outdoor unit
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정재화
윤필현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 실외기에 시스템 보일러를 결합한 공기조화기에 관한 것이며, 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기, 상기 실외기와 연결되는 적어도 하나 이상의 실내기, 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 적어도 일부가 상기 실외기 외부로 토출되는 통로인 제1냉매관, 상기 제1냉매관을 통해 냉매를 공급받는 시스템 보일러, 상기 시스템 보일러에서 열교환을 마친 냉매가 상기 실외기로 유입되는 통로인 제2냉매관을 포함하는 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기{Air Conditioner}
본 발명은 실외기에 시스템 보일러가 연결된 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 복수의 실내기를 구비하여 사용자의 요구에 따라 냉방 및 난방의 절환 운전이 가능한 공기조화기에 관한 것이다.
종래의 냉난방 동시형 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 사방밸브, 팽창밸브를 갖는 1개의 실외기와, 복수의 실내기와, 복수의 개폐밸브를 갖는 분배기와, 실외기와 실내기들 사이에 마련된 고압가스관, 저압가스관, 고압액관을 포함하여 이루어진다.
이러한 냉난방 동시형 공기조화기는 분배기의 복수의 개폐밸브를 선택적으로 개폐하여 각 실내기의 냉매유입 또는 냉매유출을 조절함으로서 전체 실내기를 난방 운전시키는 전실 난방운전, 전체 실내기를 냉방 운전시키는 전실 냉방운전, 소수의 실내기는 냉방 운전시키고, 나머지 복수의 실내기를 난방 운전시키는 난방주체운전, 소수의 실내기를 난방 운전시키고, 나머지 복수의 실내기를 냉방 운전시키는 냉방주체운전을 수행한다.
냉난방 동시형 공기조화기를 개략적으로 도시한 도 1을 살펴보면, 실외기(10), 복수의 개폐밸브를 갖는 분배기(16), 분배기(16)에 연결되고 냉방 또는 난방 운전이 가능한 하나 이상의 실내기들(11), 분배기(16)에 연결되고 급탕을 위한 시스템 보일러(12)가 구비된다.
분배기(16)를 통해 실내기들(11) 또는 시스템 보일러(12) 등에 필요한 냉매를 선택적으로 공급할 수 있게 된다. 시스템 보일러(12)는 바닥 난방(13) 및 온수 저장소(14)와 연결될 수 있으며 온수 저장소(14)에 저장된 온수는 욕실(15) 등으로 공급될 수 있다.
한편, 냉난방 절환형 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 사방밸브, 팽창밸브를 갖는 1개의 실외기와, 복수의 실내기와, 실외기와 실내기들 사이에 마련된 가스관, 액관을 포함하여 이루어진다.
이러한 냉난방 절환형 공기조화기는 사방밸브에 의해 냉매의 흐름을 절환함으로서 전체 실내기를 난방 운전시키는 전실 난방운전, 전체 실내기를 냉방 운전시키는 전실 냉방운전을 수행한다.
이러한 냉난방 동시형 공기조화기의 실외기와 냉난방 절환형 공기조화기의 실외기는 내부구성이 달라 상호 호환되지 않아, 냉난방 동시형 공기조화기와 냉난방 절환형 공기조화기 사이에서 타입을 변경하는 경우 실외기도 변경해야하는 문제가 있었다.
또한, 다수개의 실내기와 시스템 보일러를 동시에 구동하려면 분배기가 구비되거나 냉난방 동시형 공기조화기인 경우에만 가능하였으며, 냉난방 절환형 공기조화기의 경우 다수개의 실내기와 시스템 보일러를 동시에 구동할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 동시에 가동할 수 있는 절환형 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 선택적으로 가동할 수 있는 절환형 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 동시에 가동할 수 있는 동시형 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기, 상기 실외기와 연결되는 적어도 하나 이상의 실내기, 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 적어도 일부가 상기 실외기 외부로 토출되는 통로인 제1냉매관, 상기 제1냉매관을 통해 냉매를 공급받는 시스템 보일러, 상기 시스템 보일러에서 열교환을 마친 냉매가 상기 실외기로 유입되는 통로인 제2냉매관을 포함하는 공기조화기를 제공한다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 제2냉매관은 상기 압축기로 냉매가 유입되는 유입배관과 연통할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 실외기는, 공기와 열교환하는 실외열교환기, 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 냉매의 흐름을 변경하는 사방밸브 및 열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터를 더 포함하고, 상기 어큐뮬레이터를 통과한 냉매는 상기 압축기로 유입될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 제1냉매관은 상기 사방밸브와 상기 압축기를 연결하는 토출배관으로부터 분지될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 제2냉매관은, 상기 어큐뮬레이터에 구비된 입구포트와 연결된 제1배관에 연통되거나 상기 어큐뮬레이터에 구비된 출구포트와 상기 압축기를 연결하는 제2배관에 연통되도록 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 시스템 보일러는, 상기 제1냉매관으로부터 냉매를 공급받아 상기 시스템 보일러 내부로 유입되는 유체와 열교환을 하는 열교환유닛을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 시스템 보일러는, 상기 열교환유닛으로부터 토출된 냉매가 팽창하는 보일러팽창밸브, 상기 보일러팽창밸브로부터 토출된 냉매가 공기와 열교환하는 증발기를 더 포함하고, 상기 증발기로부터 토출된 냉매는 상기 제2냉매관을 통해 상기 실외기로 유입되도록 구비된다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 열교환유닛은 응축기와 열교환유로를 포함하고, 상기 응축기를 통과하는 냉매와 상기 열교환유로를 통과하는 유체는 상기 열교환유닛 내부에서 서로 열교환을 할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 열교환유로를 통해 생성된 온수는 온수공급부 또는 바닥난방부로 공급될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 온수공급부 또는 상기 바닥난방부는 각각 온수의 유입을 조절할 수 있는 유입밸브가 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 실외기가 제1모드로 작동하는 경우, 상기 실내기는 냉방기기로 작동하고, 상기 시스템 보일러는 온수를 생산할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 실외기가 제2모드로 작동하는 경우, 상기 실내기는 난방기기로 작동하고, 상기 시스템 보일러는 온수를 생산할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 실내기는 냉매의 출입이 일어나는 제1실내배관 및 제2실내배관을 포함하고, 사용자의 선택에 따라 상기 제1실내배관 및 제2실내배관에 구비된 실내냉매밸브가 차단될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 사용자의 선택에 따라 상기 제1냉매관에 구비된 보일러냉매밸브가 차단될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 동시에 가동할 수 있는 절환형 공기조화기를 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 선택적으로 가동할 수 있는 절환형 공기조화기를 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 일 실시예의 경우, 분배기 없이도 실내기와 시스템 보일러를 동시에 가동할 수 있는 동시형 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.
도 1은 실외기가 분배기를 통해 실내기와 시스템 보일러와 연결된 종래의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 절환형 공기조화기의 일반적인 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분배기 없이 실외기가 실내기 및 시스템 보일러와 연결된 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절환형 실외기가 응축기로 작동할 때 실내기 및 시스템 보일러와 연결된 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 절환형 실외기가 증발기로 작동할 때 실내기 및 시스템 보일러와 연결된 것을 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2를 통해 공기조화기의 시스템에 대한 개략적인 구조를 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 실외기(100)는, 실외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(110), 실외 공기를 상기 실외열교환기(110)로 송풍시키는 실외 송풍기(120), 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(140), 상기 어큐뮬레이터(140)에서 추출된 기체 냉매를 압축하는 압축기(150), 냉매 흐름을 전환시키는 사방밸브(130) 및 난방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어될 수 있는 실외용 팽창밸브(160)를 포함한다.
공기 조화기의 냉방 운전시 상기 실외 열교환기(110)는, 상기 실외 열교환기(110)로 전송되는 기상 냉매가, 실외 공기에 의해 응축될 수 있는 응축기로 작용할 수 있다. 또한 공기 조화기의 난방 운전시 상기 실외 열교환기(110)는, 상기 실외 열교환기(110)로 전송되는 액상 냉매가, 실외 공기에 의해 증발될 수 있는 증발기로 작동할 수도 있다.
상기 실외 송풍기(120)는, 동력을 발생시키는 실외 전동기(122)와, 상기 실외 전동기(122)와 연결되어 상기 실외 전동기(122)의 동력에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실외 팬(121)을 포함한다.
또한 상기 실외기(100)에는, 내부에 2대의 압축기를 포함할 수 있다. 상기 2대의 압축기 중 하나는 인버터 압축기이고, 다른 하나는 정속 압축기일 수 있다. 다만 상기 압축기의 개수 또는 압축기의 종류에는 그 제한이 없다.
상기 실외기(100)는 다수개로 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 실외기(100)는 메인 실외기와 보조 실외기를 포함할 수 있다. 상기 메인 실외기 및 보조 실외기는 다수의 실내기(200)와 연결될 수 있다. 상기 메인 실외기 및 보조 실외기는 상기 다수의 실내기(200) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동될 수 있다. 먼저, 동작되는 실내기의 수에 대응하여 메인 실외기가 동작되고, 냉방 또는 난방 용량이 가변됨에 따라 상기 메인 실외기의 수용 용량을 초과하는 경우, 상기 보조 실외기가 동작할 수 있다. 즉, 요구되는 냉방 또는 난방 용량에 대응하여 상기 실외기의 작동 대수 및 상기 실외기에 구비된 압축기의 동작이 가변될 수 있다.
실내기(200)는, 실내 공기와 냉매가 열교환되는 실내 열교환기(210), 실내 공기를 상기 실내 열교환기(210)로 송풍시키는 실내 송풍기(220), 과냉도 또는 과열도에 따라 제어되는 실내 유량 조절부인 실내용 팽창밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
공기 조화기의 냉방 운전시 상기 실내 열교환기(210)는, 상기 실내 열교환기(210)로 전송되는 액상 냉매가, 실내 공기에 의해 증발될 수 있는 증발기로 작용할 수 있다. 또한 공기 조화기의 난방 운전시 상기 실내 열교환기(210)는, 상기 실내 열교환기(210)로 전송되는 기상 냉매가, 실내 공기에 의해 응축될 수 있는 응축기로 작용할 수도 있다.
실내 송풍기(220)는, 동력을 발생시키는 실내 전동기(222) 및 상기 실내 전동기(222)와 연결되어 상기 실내 전동기(222)에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실내 팬(221)을 포함할 수 있다. 또한, 공기조화기는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
이처럼 공기조화기는, 냉방 또는 난방 운전이 수행되기 위하여 내부에 냉매를 이동시킬 수 있는 공간이 구비된다. 구체적으로, 공기조화기의 실외기(100) 및 실내기(200)에는 다수의 구성요소가 설치된다. 상기 다수의 구성요소 중에는, 냉매가 이동되는 통로인 냉매 배관을 포함한다. 상기 냉매 배관에는 외부 공기와 열교환이 수행될 수 있는 냉매가 이동한다.
상기 공기조화기가 냉방 또는 난방 운전을 수행 시, 냉매는 하나의 냉매 사이클을 순환하면서 상기 냉매 배관을 통과한다. 즉, 상기 공기조화기가 작동 시, 압축기(150)에 의해 고온 고압의 기체로 압축된 냉매는 상기 냉매 사이클을 통과한 뒤 증발기를 거쳐서 다시 상기 압축기(150)로 유입될 수 있다. 다만, 상기 증발기를 통과한 냉매는 기체와 액체가 혼합된 상태를 가지게 된다. 따라서 상기 압축기와 증발기 사이에는 상기 기체와 액체를 분리할 수 있는 어큐뮬레이터(140)가 구비된다. 상기 어큐뮬레이터(140)는 상기 증발기를 통과하는 냉매 중 기체 상태의 냉매만이 상기 압축기(150)로 유입될 수 있도록 기액분리기의 역할을 수행한다.
한편, 도 2에는 실내기(200)가 하나만 구비되고 있으나, 이에 한정되지 않으며 다수개가 구비될 수 있다. 다수개의 실내기(200)와 실외기(100)는 직접 연결될 수 있으며, 실내기(200)와 실외기(100) 사이에 분배기를 매개로 하여 연결될 수도 있다.
또한, 도 2는 냉매의 흐르는 방향에 따라 실내기가 냉방모드 또는 난방모드로 작동할 수 있다. 즉, 사방밸브(130)의 절환에 따라서 실내기의 작동 모드가 달라진다. 이러한 냉매의 흐름을 가지는 실외기(100)를 절환형 실외기라고 한다.
한편, 동시에 다수개의 실내기 중 일부를 냉방모드로 작동시키고 나머지 일부는 난방모드로 작동시킬 수 있는 동시형 실외기는 사방밸브를 하나 이상 구비한다.
도 2에 따른 본 발명의 일 실시예는 절환형 실외기에 대하여 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으며 동시형 실외기에도 적용 가능하다.
도 3은 분배기 없이 실외기(20)와 실내기(11) 및 시스템 보일러(12)가 연결된 것을 개략적으로 도시한 본 발명의 일 실시예 중 하나이다. 실외기(20)는 실내기(11)와 연결되며 실내기(11)는 냉매의 방향에 따라 냉방 모드 또는 난방 모드 중 어느 하나로 작동할 것이다.
상기 실내기(11)는 스탠딩 실내기 또는 천정형 실내기가 될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 냉방 또는 난방이 필요한 곳이면 어디에 설치되어도 무방하며, 냉방 또는 난방이 가능하다면 어떠한 구조도 가능하다.
시스템 보일러(12)는 실외기(20)와 연결되되 실외기(20) 내부에서의 냉매의 흐름 방향과 관계없이 언제나 응축기로써 기능할 수 있도록 실외기(20)로부터 냉매를 공급받는다. 시스템 보일러(12)와 실외기(20) 사이의 연결구조는 추후 설명하기로 한다.
시스템 보일러(12)는 바닥난방부(13) 및 온수공급부(14)와 연통될 수 있으며, 시스템 보일러(12)에서 가열된 물은 바닥난방부(13)를 통해 실내의 방 바닥을 난방하거나, 사용자가 온수를 사용할 수 있도록 온수공급부(14)에 저장된다. 온수공급부(14)에 저장된 온수는 욕조(15) 등 사용자에게 공급될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절환형 실외기(300)에 실내기(400) 및 시스템 보일러(500)가 연결된 구조를 상세히 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실외기(300)는 공기와 냉매 사이에 열교환이 일어나는 실외열교환기(310), 공기의 흐름을 발생시키는 실외 송풍기(320), 냉매의 흐름을 절환시키는 사방밸브(330), 냉매를 압축시키는 압축기(350), 상기 압축기(350) 기체 상태의 냉매만 공급하기 위해 기체 냉매와 액체 냉매를 분리시키는 어큐뮬레이터(340), 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(360)로 구성된다. 상기 어큐뮬레이터(340)는 기체와 액체가 혼합된 냉매가 유입되는 입구인 입구포트(341)와 분리된 기체냉매가 토출되는 출구인 출구포트(343)를 포함한다.
상기 실외기(300)는 실내기(400)와 직접 연결되며, 시스템 보일러(500)와도 직접 연결된다.
또한 실외기(300)는, 압축기(350)와 사방밸브(330) 사이에 구비되고 압축기(350)로부터 냉매가 토출되는 토출배관(391)과 상기 압축기(350)로 냉매가 유입되는 통로인 유입배관(390)를 더 포함한다.
유입배관(390)은 상기 입구포트(341)로 냉매가 유입되는 제1배관(393)과 상기 출구포트(343)에서 토출된 기체 냉매가 압축기(350)로 흐르는 통로가 되는 제2배관(395)으로 구성된다.
실내기(400)는 제1실내배관(401) 및 제2실내배관(403)을 통해 실외기(300)와 연결되며, 제1실내배관(401)과 제2실내배관(403) 내부를 흐르는 냉매의 양을 조절하거나 개폐할 수 있는 실내냉매밸브(405)를 더 포함한다.
실내기(400)가 냉방 모드로 작동하는 경우, 팽창밸브(360)와 실내기(400)를 연결시키는 제1실내배관(401)을 통해 냉매가 실내기(400)로 유입되고, 실내기(400)에서 열교환을 마친 냉매는 제2실내배관(403)을 통해 다시 실외기(300)로 토출된다. 반면 실내기(400)가 난방 모드로 작동하는 경우, 압축기(350) 및 사방밸브(330)와 실내기(400) 사이를 연결하는 제2실내배관(403)을 통해 냉매가 실내기(400)로 유입되고, 실내기(400)에서 열교환을 마친 냉매는 제1실내배관(401)을 통해 다시 실외기(300)로 토출된다.
시스템 보일러(500)는 제1냉매관(370)과 제2냉매관(380)을 통해 실외기(300)와 연결된다.
제1냉매관(370)은 압축기(350)에서 토출된 냉매가 시스템 보일러(500)로 유입되는 통로 역할을 한다. 구체적으로 압축기(350)와 사방밸브(330)를 연결하는 토출배관(391)에 제1냉매관(370)이 연통된다. 즉, 토출배관(391)을 통해 토출되는 냉매의 일부가 상기 제1냉매관(370)으로 분지된다.
제2냉매관(380)은 시스템 보일러(500)에서 열교환을 마친 냉매가 토출되어 실외기(300)로 유입되는 통로에 해당한다.
구체적으로 어큐뮬레이터(340)로 냉매가 유입되는 입구인 입구포트(341)와 연통되는 제1배관(393)에 제2냉매관(380)이 연통될 수 있다. 즉, 시스템 보일러(500)에서 열교환을 마친 냉매는 제2냉매관(380)을 통해 시스템 보일러(500)로부터 토출된 후 제1배관(393)으로 유입되고, 그 후 상기 입구포트(341)를 통해 어큐뮬레이터(340)로 유입된다.
또한 제2냉매관(380)은 어큐뮬레이터(340)로 냉매가 토출되는 출구인 출구포트(343)와 연통되는 제2배관(395)에 연통될 수 있다. 즉, 시스템 보일러(500)에서 열교환을 마친 냉매는 제2냉매관(380)을 통해 토출된 후 상기 제2배관(395)를 통해 압축기(350)로 유입된다.
한편, 사방밸브(330)의 절환에 관계없이 냉매는 어큐뮬레이터(340), 압축기(350), 사방밸브(330)를 순차적으로 흐르게 된다. 따라서 제1냉매관(370)으로 토출되어 시스템 보일러(500)로 흐르는 냉매는 항상 압축기를 거친 냉매이며, 난방 및 급탕에 이용 가능한 고온 냉매에 해당한다.
즉, 실내기(400)와 실외기(300) 사이의 연결 구조 및 사방밸브(330)의 절환에 관계없이 시스템 보일러(500)는 항상 압축기(350)에서 토출된 고온의 냉매를 공급받는다.
시스템 보일러(500)는 냉매와 가열대상(액체, 물, 공기 등) 사이의 열교환 공간을 제공하는 열교환유닛(510), 열교환유닛(510)에서 열교환을 마친 냉매를 팽창시키는 간이팽창밸브(520), 상기 간이팽창밸브(520)에서 팽창된 냉매가 공기와 열교환을 하는 증발기(530)로 구성된다.
상기 열교환유닛(510)은 제1냉매관(370)을 흐르는 고온의 냉매가 유입되어 열교환하는 장소이다. 냉매가 유입되는 응축기(511) 및 상기 응축기(511)와 접촉하거나 인접하여 구비되는 열교환유로(512)로 구성된다.
열교환유로(512) 내부에는 액체(물)나 공기 등이 흐르면서 응축기(511) 내부에 흐르는 냉매와 열교환한다.
응축기(511)와 열교환유로(512) 사이의 열교환을 용이하게 하기 위하여 열교환유닛(510)은 밀폐되게 구비될 수 있다. 열교환유닛(510)이 밀폐되면 응축기(511)에서 발생하는 열의 대부분이 열교환유로(512)로 전달될 수 있다. 또한 열교환팬(미도시)을 더 구비할 수도 있다. 열교환팬의 작동으로 열교환에 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.
증발기(530)에도 팬(540)이 더 구비될 수 있다. 증발기(530)를 흐르는 냉매와 공기 사이에 열교환이 더욱 잘 일어나도록 하기 위함이다.
제2냉매관(380)을 통해서 냉매가 토출되기 전에 증발기(530)가 더 구비되는 이유는 제2냉매관(380)을 흐르는 냉매가 압축기(350)로 최종적으로 유입되기 때문이다. 즉, 압축기(350)에 유입되려면 적정한 상태의 냉매가 되어야 하는데 상기 증발기(530)가 그 역할을 한다. 압축기(350)의 성능이 유지되기 위해 냉매는 기체상태가 되어야 하는데 증발기(530)에서 상당수의 냉매가 기체 상태로 변환된다.
열교환유로(512)로 유입되는 액체는 물이 될 수 있다. 물은 비열이 높기 때문에 난방용으로 적합하다.
열교환유로(512)로 물을 유입시키기 위해 별도의 물공급원(미도시)이 더 포함될 수 있다. 물공급원을 통해 열교환유로(512)로 유입된 물은 응축기(511)를 통과하는 냉매와 열교환을 하면서 가열된다.
가열된 물(온수)은 온수공급부(600) 또는 바닥난방부(700)로 공급된다.
온수공급부(600)로 공급된 온수는 주방이나 화장실 등 온수가 필요한 곳으로 공급될 수 있다.
바닥난방부(700)로 공급된 온수는 바닥 난방을 마친 뒤 다시 열교환유로(512)로 재유입되어 가열된다. 즉, 바닥난방부(700)로 공급되는 온수는 계속해서 순환이 가능하다.
온수공급부(600)와 바닥난방부(700)로 유입되는 온수는 각각 구비된 유입밸브(미도시)에 의해 조절된다. 즉, 온수공급부(600)와 바닥난방부(700) 중 어느 하나로만 온수가 공급될 수 있으며, 둘 다 온수가 공급되게 유입밸브를 조절할 수도 있다.
한편, 제1냉매관(370) 및 제2냉매관(380)은 보일러냉매밸브(550)을 더 포함한다. 시스템보일러(500)의 작동이 불필요한 경우, 보일러냉매밸브(550)가 잠겨 냉매의 유입이 방지된다. 시스템보일러(500)가 작동하는 경우, 보일로냉매밸브(550)는 개방되고 냉매가 시스템보일러(500)로 유입된다.
도 5는 도 4에서 사방밸브(330)의 절환으로 냉매의 흐름이 바뀐 것을 도시한 것이다. 도 4에서 실내기(400)가 냉방모드로 작동한 것을 도시한 반면, 도 5에서는 실내기(400)가 난방모드로 작동하는 것을 알 수 있다.
도 5의 경우도 도 4와 마찬가지로 시스템 보일러(500)로 압축기(350)에서 토출된 고온 냉매가 유입되는 것을 알 수 있다. 즉, 실내기(400)의 작동에 무관하게 시스템 보일러(500)로 고온의 냉매가 유입된다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예는 기존과 달리 분배기 없이도 실내기(400)와 시스템 보일러(500)를 동시에 작동시킬 수 있는 것이 특징입니다.
또한 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예는 절환형 실외기(300)에 대한 것이나, 동시형 실외기(300)에도 적용 가능하다. 동시형 실외기(300)인 경우에도 분배기는 별도로 설치될 필요가 없다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 작동 태양에 대하여 설명하도록 한다.
실외기(300)와 연결된 실내기(400) 및 시스템 보일러(500)는 경우에 따라 동시에 작동될 수도 있고 어느 하나만 작동될 수도 있다.
실내기(400)는 작동하고 시스템 보일러(500)는 작동하지 않을 수 있다. 이 때 사용자의 선택 혹은 제어부(미도시)의 작동에 따라 실내냉매밸브(405)는 개방되고 보일러냉매밸브(550)은 폐쇄될 수 있다.
보일러냉매밸브(550)는 제1냉매관(370) 및 제2냉매관(380) 중 적어도 하나를 폐쇄하여 시스템 보일러(500)의 작동을 멈출 수 있다. 즉, 시스템 보일러(500)로 유입되는 냉매의 흐름을 차단한다.
한편, 실내기(400)는 작동하지 않고 시스템 보일러(500)는 작동될 수 있다. 이 때 사용자의 선택 혹은 제어부(미도시)의 작동에 따라 실내냉매밸브(405)는 폐쇄되고 보일러냉매밸브(550)는 개방될 수 있다.
실내냉매밸브(405)는 제1실내배관(401) 및 제2실내배관(403) 중 적어도 하나를 폐쇄하여 실내기(400)의 작동을 멈출 수 있다. 즉, 실내기(400)로 유입되는 냉매의 흐름을 차단한다.
시스템 보일러(500)만 작동하는 경우, 냉매는 압축기(350), 응축기(511), 간이팽창밸브(520), 증발기(530)를 차례로 거친 후 다시 압축기(350)로 유입된다. 어큐뮬레이터(340)를 거친 후 압축기(350)로 냉매가 유입될 수도 있다.
즉, 시스템 보일러(500)만 작동하는 경우, 실외기(300) 내에서 압축기(350) 및 어큐뮬레이터(340)만 작동하게 된다.
실내기(400) 및 시스템 보일러(500)가 동시에 작동하는 경우, 실내냉매밸브(405)와 보일러냉매밸브(550)는 모두 개방된다.
실내기(400)가 냉방기기로 작동하는 제1모드 및 실내기(400)가 난방기기로 작동하는 제2모드 모두 시스템 보일러(500)는 고온의 냉매를 공급받기 때문에 온수를 생산한다.
본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
300: 실외기
310: 실외열교환기 320: 실외송풍기 330: 사방밸브
340: 어큐뮬레이터 350: 압축기 360: 팽창밸브
370: 제1냉매관 380: 제2냉매관 390: 냉매배관
400: 실내기
500: 시스템 보일러
510: 열교환유닛 520: 보일러 팽창밸브 530: 증발기
600: 온수공급부 700: 바닥난방부

Claims (14)

  1. 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기;
    상기 실외기와 연결되는 적어도 하나 이상의 실내기;
    상기 압축기로부터 토출된 냉매의 적어도 일부가 상기 실외기 외부로 토출되는 통로인 제1냉매관;
    상기 제1냉매관을 통해 냉매를 공급받는 시스템 보일러;
    상기 시스템 보일러에서 열교환을 마친 냉매가 상기 실외기로 유입되는 통로인 제2냉매관;을 포함하는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2냉매관은 상기 압축기로 냉매가 유입되는 유입배관과 연통하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실외기는,
    공기와 열교환하는 실외열교환기;
    냉매가 팽창되는 팽창밸브;
    냉매의 흐름을 변경하는 사방밸브; 및,
    열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 걸러내는 어큐뮬레이터;를 더 포함하고,
    상기 어큐뮬레이터를 통과한 냉매는 상기 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1냉매관은 상기 사방밸브와 상기 압축기를 연결하는 토출배관으로부터 분지되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2냉매관은, 상기 어큐뮬레이터에 구비된 입구포트와 연결된 제1배관에 연통되거나 상기 어큐뮬레이터에 구비된 출구포트와 상기 압축기를 연결하는 제2배관에 연통되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 보일러는,
    상기 제1냉매관으로부터 냉매를 공급받아 상기 시스템 보일러 내부로 유입되는 유체와 열교환을 하는 열교환유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시스템 보일러는,
    상기 열교환유닛으로부터 토출된 냉매가 팽창하는 보일러팽창밸브;
    상기 보일러팽창밸브로부터 토출된 냉매가 공기와 열교환하는 증발기;를 더 포함하고,
    상기 증발기로부터 토출된 냉매는 상기 제2냉매관을 통해 상기 실외기로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열교환유닛은 응축기와 열교환유로를 포함하고, 상기 응축기를 통과하는 냉매와 상기 열교환유로를 통과하는 유체는 상기 열교환유닛 내부에서 서로 열교환을 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열교환유로를 통해 생성된 온수는 온수공급부 또는 바닥난방부로 공급되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온수공급부 또는 상기 바닥난방부는 각각 온수의 유입을 조절할 수 있는 유입밸브가 더 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 실외기가 제1모드로 작동하는 경우,
    상기 실내기는 냉방기기로 작동하고, 상기 시스템 보일러는 온수를 생산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 실외기가 제2모드로 작동하는 경우,
    상기 실내기는 난방기기로 작동하고, 상기 시스템 보일러는 온수를 생산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 실내기는 냉매의 출입이 일어나는 제1실내배관 및 제2실내배관을 포함하고,
    사용자의 선택에 따라 상기 제1실내배관 및 제2실내배관에 구비된 실내냉매밸브가 차단되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    사용자의 선택에 따라 상기 제1냉매관에 구비된 보일러냉매밸브가 차단되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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EP4141335A4 (en) * 2020-06-18 2023-10-18 GD Midea Air-Conditioning Equipment Co., Ltd. CONTROL METHOD, CONTROL DEVICE, AIR CONDITIONING SYSTEM AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM

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