KR20190003071A - 공기조화기의 실외기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공기조화기의 실외기에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 공기조화기는 베이스 및 캐비닛으로 형성된 하나의 내부공간을 갖는 공기조화기의 실외기에 있어서, 상기 베이스에 설치되는 제 1 압축기 및 제 2 압축기, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기 중 적어도 하나로 유입되는 냉매가 유동되는 압축분지부, 상기 압축분지부와 상기 제 1 압축기를 연결하는 제 1 압축기 유입배관, 상기 압축분지부와 상기 제 2 압축기를 연결하는 제 2 압축기 유입배관, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 토출되는 냉매가 유동되는 압축합지부, 상기 제 1 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 1 압축기 토출배관, 상기 제 2 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 2 압축기 토출배관 및 상기 제 2 압축기 유입배관과 상기 제 1 압축기 토출배관를 연결하는 2단압축배관이 포함된다.

Description

공기조화기의 실외기{AN OUTDOOR UNIT OF AN AIR CONDITIONER}
본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.
공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 예를 들어, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로 조절하고, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절한다. 또한, 실내의 습도를 조절하며 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절할 수 있다.
상세히, 공기조화기에는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되며, 이에 따라 실내공간의 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있다.
이러한 공기조화기는 크게 실내기와 실외기로 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기가 하나의 캐비닛에 함께 설치되는 일체형 공기조화기로 분류될 수 있다. 실내기에는 내기와 열교환하는 실내 열교환기가 배치되며, 실외기에는 외기와 열교환하는 실외 열교환기가 배치된다.
이때, 상기 실외기는 실외공간에 배치되기 실외온도가 매우 낮은 경우 작동에 문제가 발생될 수 있다. 이를 극복하기 위해 다단압축에 관한 기술이 개발되고 있다. 이와 관련되어 아래와 같은 선행문헌이 개시된 바 있다.
(1) 선행문헌 1 : 등록특허 10-1071409호, 2011년 9월 30일 등록, 2단 히트펌프 사이클을 이용한 온수 및 냉수 생산 시스템
(2) 선행문헌 2 : 등록특허 10-1196505호, 2012년 10월 25일 등록, 2단압축기를 이용한 히트펌프
선행문헌 1 및 2에서는, 복수의 실외기를 통해 냉매를 2단 압축하여 제공함으로서 실외온도가 매우 낮은 경우 필요로 하는 압력비를 달성할 수 있다.
그러나, 이러한 2단 압축은 실외온도가 매우 낮은 특수한 경우를 제외하고는 공기조화기의 능력 및 효율의 심각한 저하가 발생되는 문제점이 있다. 따라서, 특수한 지역을 제외하고는 비효율적으로 운전될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 2단 압축을 위해 실외기가 복수로 마련되어야 하며, 전체 실외기가 짝수로 구비되어한다는 제한이 있다. 그에 따라, 실외기 설치에 자유도가 떨어지고 비효율적인 설치가 된다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 1단 압축과 2단 압축이 변환되어 사용가능한 하나의 유닛으로 마련된 공기조화기의 실외기를 제공하는 것에 있다.
또한, 별도의 장치를 설치하지 않고, 기존의 실외기에서 냉매관을 추가적으로 설치함으로서 상기 목적을 달성할 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 공기조화기는 베이스 및 캐비닛으로 형성된 하나의 내부공간을 갖는 공기조화기의 실외기에 있어서, 상기 베이스에 설치되는 제 1 압축기 및 제 2 압축기, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기 중 적어도 하나로 유입되는 냉매가 유동되는 압축분지부, 상기 압축분지부와 상기 제 1 압축기를 연결하는 제 1 압축기 유입배관, 상기 압축분지부와 상기 제 2 압축기를 연결하는 제 2 압축기 유입배관, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 토출되는 냉매가 유동되는 압축합지부, 상기 제 1 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 1 압축기 토출배관, 상기 제 2 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 2 압축기 토출배관 및 상기 제 2 압축기 유입배관과 상기 제 1 압축기 토출배관를 연결하는 2단압축배관이 포함된다.
상기 2단압축배관은, 상기 제 2 압축기 유입배관의 마련된 제 1 2단압축연결부에서 상기 제 1 압축기 토출배관의 마련된 제 2 2단압축연결부까지 연장되어 형성될 수 있다.
상기 2단압축배관에 설치되는 제 1 2단압축밸브, 상기 압축분지부와 상기 제 1 2단압축연결부의 사이에 위치되어, 상기 제 2 압축기 유입배관에 설치되는 제 2 2단압축밸브 및 상기 제 2 2단압축연결부와 상기 압축합지부의 사이에 위치되어, 상기 제 1 압축기 토출배관에 설치되는 제 3 2단압축밸브가 더 포함될 수 있다.
상기 제 1 2단 압축밸브가 냉매의 유동을 차단하고, 상기 제 2 2단압축밸브 및 상기 제 3 2단압축밸브가 냉매의 유동을 개방하는 상태로 마련되는 냉방모드 및 제 1 난방모드와, 상기 제 1 2단 압축밸브가 냉매의 유동을 개방하고, 상기 제 2 2단압축밸브 및 상기 제 3 2단압축밸브가 냉매의 유동을 차단하는 상태로 마련되는 제 2 난방모드로 운전될 수 있다.
실외 열교환기 및 상기 실외 열교환기와 연결되는 제 1 연결배관이 더 구비되고, 상기 제 1 연결배관과 상기 제 2 압축기 유입배관을 연결하는 제 1 인젝션 배관이 구비될 수 있다.
상기 제 1 인젝션 배관에는, 상기 제 1 연결배관에서 유동된 적어도 일부의 냉매를 팽창시키는 제 1 인젝션 팽창밸브 및 상기 제 1 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 상기 제 1 연결배관을 유동하는 냉매를 열교환시키는 제 1 인젝션 열교환기가 구비될 수 있다.
상기 제 1 압축기와 상기 제 2 압축기는 서로 다른 용량으로 구비될 수 있다.
상기 제 1 압축기는 상기 제 2 압축기 보다 큰 용량으로 구비될 수 있다.
상기 제 2 압축기는 상기 제 1 압축기의 용량의 40%이상, 80%이하의 용량을 갖을 수 있다.
상기 제 2 압축기는 상기 제 1 압축기의 용량의 절반의 용량을 갖도록 마련될 수 있다.
실외 열교환기, 냉매의 유동을 제어하도록 상기 내부공간에 위치하는 냉매배관에 설치된 제 1 사방밸브 및 제 2 사방밸브 및 상기 내부공간에 배치되는 구성들과 연결되어 상기 실외기의 외부로 연장되는 적어도 하나의 연결배관이 더 포함될 수 있다.
상기 연결배관에는, 상기 실외 열교환기와 연결되는 제 1 연결배관 및 상기 제 2 사방밸브와 연결되는 제 2 연결배관이 더 포함되고, 상기 실외기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 제 1 연결배관으로 냉매가 유입되고 상기 제 2 연결배관으로 냉매가 토출되고, 상기 실외기가 제 1 난방모드 및 제 2 난방모드로 운전되는 경우, 상기 제 2 연결배관으로 냉매가 유입되고 상기 제 1 연결배관으로 냉매가 토출될 수 있다.
상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 입구 측에 배치되는 기액분리기가 더 포함되고, 상기 제 1 사방밸브와 상기 기액분리기를 연결하는 제 1 기액분리기 유입배관, 상기 제 2 사방밸브와 상기 기액분리기를 연결하는 제 2 기액분리기 유입배관 및 상기 압축분지부와 상기 기액분리기를 연결하는 기액분리기 토출배관;이 더 포함될 수 있다.
상기 제 1 사방밸브와 냉방배관으로 연결되고, 상기 제 2 사방밸브와 난방배관으로 연결된 분지부와, 상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매가 유동되도록, 상기 압축합지부와 상기 분지부를 연결하는 압축연결배관이 더 포함될 수 있다.
상기 제 1 연결배관에 설치되는 적어도 하나의 인젝션 열교환기, 상기 인젝션 열교환기를 통과하는 적어도 하나의 인젝션 배관 및 상기 인젝션 배관에 설치되는 인젝션 팽창밸브를 더 포함하고, 상기 인젝션 배관은, 상기 제 1 연결배관에서 분지되어 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매가 상기 인젝션 열교환기에서 열교환되어 상기 제 1 압축기 또는 상기 제 2 압축기로 투입되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기의 실외기에서는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
하나의 유닛에서 냉방모드, 1단 난방모드 및 2단 난방모드로 동작하여 필요에 따라 다양한 운전모드로 구동되는 공기조화기의 실외기를 제공할 수 있는 장점이 있다.
특히, 난방모드의 경우, 일반적으로는 1단 난방모드로 구동되나, 실외공기가 매우 낮은 경우에는 2단 난방모드로 작동될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 별도 장치의 설치를 필요로 하지 않고, 실외기 내부의 배관 및 밸브를 설치함에 따라 효율적인 공간활용을 기대할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 냉매를 인젝션하여 압축기에 공급함에 따라 효율을 증대시킬 수 있다.
특히, 1난 난방모드에 최적화된 인젝션라인과 2단 난방모드에 최적화된 인젝션라인을 각각 구비함에 따라, 각 모드에 따라 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 2단 난방모드의 경우, 제 1 인젝션모드, 제 2 인젝션모드 및 제 3 인젝션모드를 필요에 따라 적절하게 사용함에 따라 공기조화기의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 실외기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 실외기를 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉매사이클을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉방모드를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 1단 난방모드를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 2단 난방모드를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 실외기를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 실외기를 분해하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에는, 상기 실외기(10)의 하부 외관을 형성하고 상기 실외기(10)에 배치되는 부품들을 지지하는 베이스(180)와, 상기 베이스(180)의 하측에 설치되어 상기 실외기(10)를 설치장소에 지지시키는 레그(190) 및 상기 베이스(180)의 상측에 제공되는 캐비닛(110,120,130,150)이 포함된다.
상기 레그(190)는 상기 베이스(180)의 양측 하부에 설치되어 상기 설치장소, 예를 들어 지면에 안착될 수 있다. 자세하게는, 상기 베이스(180)는 2개의 장변부과 2개의 단변부를 포함하는 직사각형의 플레이트 형상을 가지며, 상기 레그(190)는 상기 베이스(180)의 2개의 장변부 하측에 설치될 수 있다.
상기 레그(190)에는, 홀(192)이 형성될 수 있다. 상기 홀(192)을 통하여 상기 실외기(10)의 내부에 배치되는 부품들과 연결된 적어도 하나의 연결배관이 상기 실외기(10)의 전방으로 연장될 수 있다. 이와 같이 상기 실외기(10)의 외부로 노출된 상기 연결배관은 상기 실내기 등에 연결될 수 있다.
상기 캐비닛(110,120,130,150)에는, 흡입패널(110)이 포함된다. 상기 흡입패널(110)은 복수 개가 제공되어, 상기 베이스(180)의 둘레를 따라 설치된다. 즉, 상기 복수의 흡입패널(110)은 상기 베이스(180)의 가장자리로부터 상방으로 연장되도록 설치될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 흡입패널(110)은 상기 베이스(180)의 전후방 및 좌우측방에 설치된다. 상기 복수의 흡입패널(110)에는, 실외 공기가 상기 실외기(10)의 내부로 유입될 수 있도록 하는 흡입 그릴(112)이 포함된다. 외기는 상기 실외기(10)의 전후방 또는 좌우측방으로부터 상기 복수의 흡입패널(110)을 통하여, 상기 실외기(10)의 내부로 유입될 수 있다.
또한, 상기 캐비닛(110,120,130,150)에는, 컨트롤 패널(120)이 포함된다. 상기 컨트롤 패널(120)은 실외기(10)의 내부에 설치되는 컨트롤 박스에 접근하기 위하여 개방 가능한 도어로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤 패널(120)은 회동 가능하게 또는 슬라이딩 가능하게 제공될 수 있다.
또한, 상기 캐비닛(110,120,130,150)에는, 상기 컨트롤 패널(120)의 하측에 설치되는 서비스 패널(130)이 포함된다. 예를 들어, 서비스밸브 어셈블리의 조작, 냉매관의 교체 또는 용접 등의 작업을 위하여, 상기 서비스 패널(130)은 상기 실외기(10)로부터 분리 가능하게 제공될 수 있다.
상기 컨트롤 패널(120) 및 서비스 패널(130)은 상기 복수의 흡입패널(110) 중 상기 실외기(10)의 전방에 제공되는 흡입패널(110)의 측방에 설치될 수 있다.
상기 복수의 흡입패널(110)에는, 4개의 흡입패널이 포함될 수 있다. 상세하게는, 상기 실외기(10)의 전면에는, 상기 컨트롤 패널(120) 및 상기 컨트롤 패널(120)의 측방에 설치되는 제 1 흡입패널(110a)이 포함된다. 그리고, 상기 실외기(10)의 좌측면에는, 상기 컨트롤 패널(120)에 수직한 방향으로 배치되는 제 2 흡입패널(110b)이 포함된다.
상기 실외기(10)의 우측면에는, 상기 제 1 흡입패널(110a)에 수직한 방향으로 배치되는 제 3 흡입패널(110c)이 포함된다. 그리고, 상기 실외기(10)의 후면에는, 상기 실외기(10)의 좌우측면에 수직한 방향으로 배치되는 제 4 흡입패널(110d)이 포함된다.
상기 컨트롤 패널(120)에는, 상기 컨트롤 박스의 디스플레이가 보여질 수 있는 투시창(122) 및 상기 투시창(122)을 선택적으로 개방하기 위한 커버부재(125)가 포함된다.
또한, 상기 캐비닛(110,120,130,150)에는, 상기 복수의 흡입패널(110) 및 컨트롤 패널(120)을 지지하기 위한 브라켓(150)이 포함된다. 상기 브라켓(150)은 복수 개가 제공되며, 상기 베이스(180)로부터 상방으로 연장되도록 설치될 수 있다.
상세하게는, 상기 복수의 브라켓(150)에는, 제 1 흡입패널(110a)과, 상기 제 1 흡입패널(110a)에 인접한 제 3 흡입패널(110c)의 사이에 제공되어, 상기 제 1 흡입패널(110a)과 제 3 흡입패널(110c)을 지지하는 제 1 브라켓(150a)이 포함된다. 상기 제 1 흡입패널(110a)과 제 3 흡입패널(110c)은 상기 제 1 브라켓(150a)의 양측에 각각 결합될 수 있다.
또한, 상기 복수의 브라켓(150)에는, 상기 제 2 흡입패널(110b)과, 상기 제 2 흡입패널(110b)에 인접한 컨트롤 패널(120)의 사이에 제공되어 상기 제 2 흡입패널(110b)과 컨트롤 패널(120)을 지지하는 제 2 브라켓(150b)이 더 포함된다. 상기 제 2 흡입패널(110b)과 컨트롤 패널(120)은 상기 제 2 브라켓(150b)의 양측에 각각 결합될 수 있다.
또한, 상기 복수의 브라켓(150)에는, 상기 제 2 흡입패널(110b)과, 상기 제 4 흡입패널(110d)의 사이에 제공되어 상기 제 2 흡입패널(110b)과 제 4 흡입패널(110d)을 지지하는 제 3 브라켓(150c)이 더 포함된다. 상기 제 2 흡입패널(110b)과 제 4 흡입패널(110d)은 상기 제 3 브라켓(150c)의 양측에 각각 결합될 수 있다.
또한, 상기 복수의 브라켓(150)에는, 상기 제 3 흡입패널(110c)과, 상기 제 4 흡입패널(110d)의 사이에 제공되어 상기 제 3 흡입패널(110c)과 제 4 흡입패널(110d)을 지지하는 제 4 브라켓(150d)이 더 포함된다. 상기 제 3 흡입패널(110c)과 제 4 흡입패널(110d)은 상기 제 4 브라켓(150d)의 양측에 각각 결합될 수 있다.
상기 실외기(10)에는, 외기를 유입시키기 위한 실외 송풍팬(140) 및 상기 실외 송풍팬(140)을 둘러싸도록 배치되어 공기의 유동을 가이드 하는 팬 하우징(141)이 포함된다. 그리고, 상기 실외기(10)에는, 상기 실외 송풍팬(140)의 일측에 제공되는 토출 패널(142)이 더 포함된다. 상기 토출 패널(142)에는, 공기가 실외기(10)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 토출 그릴(145)이 포함된다.
상기 실외 송풍팬(140)은 상기 실외기(10)의 상부에 배치되며, 상기 토출 패널(142)은 상기 실외 송풍팬(140)의 상측에 설치될 수 있다. 상기 실외 열교환기(160)를 통과한 공기는 상방으로 유동하여, 상기 실외 송풍팬(140) 및 토출 패널(142)을 거쳐 상기 실외기(10)의 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 베이스(180)의 상측에는, 복수의 부품이 설치될 수 있다. 상기 복수의 부품에는, 후술할 냉매를 압축하는 압축기(200, 210, 도 3)와, 상기 압축기(200, 210)의 입구측에 제공되어 액 냉매를 분리하여 기상 냉매를 상기 압축기(200, 210)에 공급하는 기액분리기(220)가 포함된다.
또한, 상기 압축기(200, 210)의 토출측에 제공되어 냉매 중 포함된 오일이 분리되는 오일 분리기(미도시) 등 다양한 장치들이 포함될 수 있다.
상기 실외기(10)의 내부에는 실외 열교환기(160)가 설치된다.
상기 실외 열교환기(160)는 상기 캐비닛(110,120,130,150)의 내측면을 따라 연장될 수 있다. 다시 말하면, 상기 실외 열교환기(160)는 복수 회 절곡되어, 상기 복수의 흡입패널(110)의 내측면을 따라 연장될 수 있다. 또한, 상기 실외 열교환기(160)는 상기 베이스(180)의 장변을 형성하는 테두리부 및 단변을 형성하는 테두리부에 안착될 수 있다.
예를 들어, 상기 실외 열교환기(160)는 3회 절곡되어 연장되며, 4개의 면을 가질 수 있다. 상기 4개의 면은 상기 4개의 흡입패널을 바라보도록 배치될 수 있다.
상기 실외 열교환기(160)에는, 냉매가 유동하는 열교환 배관(161) 및 상기 열교환 배관(161)에 결합되어 냉매의 열교환을 도와주는 열교환 핀(163)이 포함된다.
상기 열교환 배관(161)은 냉매가 유동되는 배관의 적어도 일부분을 구성하며, 상기 열교환 핀(163)은 냉매와 공기의 열교환 면을 제공한다. 상기 복수의 흡입패널(110)의 흡입 그릴(112)을 통하여 유입된 외기는 상기 실외 열교환기(160)를 통과하면서 열교환 될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 상기 실외기(10)의 형상은 예시적인 것으로, 상기 실외기(10)는 상기 실외 열교환기(160)와 실외 공기가 열교환되는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
이와 같이 구성된 실외기(10)는 실내기와 연결되어 하나의 냉매사이클을 형성한다. 이하, 상기에서 설명한 구성들을 바탕으로 공기조화기 실외기의 냉매사이클에 대하여 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉매사이클을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에는 상기 실외 열교환기(160), 상기 압축기(200, 210) 및 상기 기액분리기(220)가 포함된다.
특히, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에는, 제 1 압축기(200) 및 제 2 압축기(210)가 구비된다. 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)는 냉매의 유동에 따라 직렬 또는 병렬로 배치된다.
이하, 이러한 구성을 연결하는 냉매배관에 대하여 자세하게 설명한다. 또한, 냉매배관에는, 제 1 사방밸브(230) 및 제 2 사방밸브(240)가 설치되어 냉매의 유동을 제어할 수 있다.
우선, 냉매배관에는, 상기 실외기(10)의 외부와 연결되는 제 1 연결배관(162) 및 제 2 연결배관(164)이 포함된다. 상기 제 1 연결배관(162) 및 상기 제 2 연결배관(164)은 앞서 설명한 홀(192)을 통하여 외부로 노출되어 실내기 등에 연결될 수 있다.
외부로 연장되는 상기 제 1 연결배관(162) 및 상기 제 2 연결배관(164)은 생략하고 도시하였다. 상기 제 1 연결배관(162)은 외부에서 상기 홀(192)을 관통하여 상기 실외 열교환기(160)까지 연장된다. 또한, 상기 제 2 연결배관(162)은 외부에서 상기 홀(192)을 관통하여 상기 제 2 사방밸브(240)까지 연장된다.
상기 실외 열교환기(160)는 일 측이 상기 제 1 연결배관(162)과 연결되고, 타 측에는 열교환기 연결배관(166)과 연결된다. 상기 제 1 연결배관(162) 또는 상기 열교환기 연결배관(166)에는 상기 실외 열교환기에서 열교환된 냉매가 유동될 수 있다.
상기 열교환기 연결배관(166)은 상기 제 1 사방밸브(230)로 연장된다.
상기 제 1 사방밸브(230)를 살펴보면, 상기 열교환기 연결배관(166), 제 1 기액분리기 유입배관(232), 냉방배관(234) 및 제 1 절단부(236)와 연결된다.
이때, 제 1 사방밸브(230)는 상기 열교환기 연결배관(166) 및 상기 제 1 기액분리기 유입라인(232)과, 상기 냉방배관(234) 및 상기 제 1 절단부(236)이 각각 연통되도록 작동될 수 있다. 또한, 상기 제 1 사방밸브(230)는 상기 열교환기 연결배관(166) 및 상기 냉방배관(234)과, 상기 제 1 기액분리기 유입라인(232) 및 상기 제 1 절단부(236)가 각각 연통되도록 작동될 수 있다.
상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)은 상기 제 1 사방밸브(230)에서 상기 기액분리기(220)로 연장되는 냉매배관으로 이해된다. 또한, 상기 제 1 절단부(236)는 냉매의 유동이 방지되도록 배관이 폐쇄된 곳을 의미한다.
상기 냉방배관(234)은 공기조화기가 냉방모드로 작동되는 경우 냉매가 유동되는 냉매배관으로 이해된다. 또한, 상기 냉방배관(234)은 상기 제 1 사방밸브(230)와 분지부(250)를 연결하는 냉매배관에 해당된다.
상기 제 2 사방밸브(240)를 살펴보면, 상기 제 2 연결배관(164), 제 2 기액분리기유입배관(242), 난방배관(244) 및 제 2 절단부(246)와 연결된다.
이때, 제 2 사방밸브(240)는 상기 제 2 연결배관(164) 및 상기 제 2 기액분리기 유입라인(242)과, 상기 난방배관(244) 및 상기 제 2 절단부(246)이 각각 연통되도록 작동될 수 있다. 또한, 상기 제 2 사방밸브(240)는 상기 제 2 연결배관(164) 및 상기 난방배관(244)과, 상기 제 2 기액분리기 유입라인(242) 및 상기 제 2 절단부(246)가 각각 연통되도록 작동될 수 있다.
상기 제 2 절단부(246)는 냉매의 유동이 방지되도록 배관이 폐쇄된 곳을 의미한다.
상기 난방배관(244)은 공기조화기가 난방모드로 작동되는 경우 냉매가 유동되는 냉매배관으로 이해된다. 또한, 상기 난방배관(244)은 상기 제 2 사방밸브(240)와 상기 분지부(250)를 연결하는 냉매배관에 해당된다.
상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)은 상기 제 2 사방밸브(240)에서 상기 기액분리기(220)로 연장되는 냉매배관으로 이해된다.
도 3에서는, 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)이 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)의 일 측에 결합되어 상기 기액분리기(220)로 연장되는 것으로 도시되었다. 다만, 이는 예시적인 것으로 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232) 및 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)은 상기 기액분리기(220)에 각각 결합될 수 있다.
상기 제 1 기액분리기 유입배관(232) 및 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)에는, 상기 기액분리기(220)로 유입되는 냉매가 유동된다. 또한, 상기 기액분리기(220)에는, 상기 기액분리기(220)에서 토출되는 냉매가 유동되는 기액분리기 토출배관(222)이 연결된다.
이때, 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232), 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242) 및 상기 기액분리기 토출배관(222)에는 일방향 밸브가 구비될 수 있다.
상기 기액분리기 토출배관(222)은 상기 기액분리기(220)에서 압축분지부(224)로 연장된다. 상기 압축분지부(224)는 제 1 압축기유입배관(202)과 제 2 압축기유입배관(212)과 연결되어 냉매를 분지하여 유동시키는 구성에 해당된다.
상기 제 1 압축기유입배관(202)과 상기 제 2 압축기유입배관(212)는 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 각각 연장된다. 또한, 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)에는 압축된 냉매가 토출되는 제 1 압축기토출배관(204) 및 제 2 압축기토출배관(214)과 각각 연결된다.
상기 제 1 압축기토출배관(204) 및 상기 제 2 압축기토출배관(214)은 압축합지부(252)와 연결된다. 상기 압축합지부(253)는 제 1 압축기토출배관(204)과 제 2 압축기토출배관(214)과 연결되어 냉매를 합지하여 유동시키는 구성에 해당된다.
또한, 상기 압축합지부(252)에는 상기 분지부(250)와 연결되는 압축연결배관(254)이 연결된다. 즉, 상기 분지부(250)에는 상기 압축연결배관(254), 상기 냉방배관(234) 및 상기 난방배관(244)이 연결된다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에는, 상기 제 2 압축기유입배관(212)과 상기 제 1 압축기토출배관(204)을 연결하는 2단압축배관(260)이 구비된다. 이때, 상기 제 2 압축기유입배관(212)에 결합되는 상기 2단압축배관(260)의 일 단을 '제 1 2단압축연결부(262)'라 하고, 상기 제 1 압축기토출배관(204)에 결합되는 상기 2단압축배관(260)의 타 단을 '제 2 2단압축연결부(264)'라 한다.
상기 2단압축배관(260)에는 냉매의 유동을 차폐하는 제 1 2단압축밸브(265)가 구비된다. 상기 제 1 2단압축밸브(265)는 두방향밸브(Two-way valve)로 마련될 수 있다.
또한, 상기 압축분지부(224)와 상기 제 1 2단압축연결부(262) 사이에는 제 2 2단압축밸브(267)가 구비된다. 즉, 상기 제 2 2단압축밸브(267)는 상기 제 2 압축기유입배관(212)에 설치될 수 있다. 상기 제 2 2단압축밸브(267)는 냉매유동을 차폐하도록 마련된다.
또한, 상기 제 2 2단압축연결부(264)와 상기 압축합지부(252) 사이에는 제 3 2단압축밸브(269)가 구비된다. 즉, 상기 제 3 2단압축밸브(269)는 상기 제 1 압축기토출배관(204)에 설치될 수 있다. 상기 제 3 2단압축밸브(269)는 냉매유동을 차폐하도록 마련된다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에는, 증기분사(vapor injection)기술을 적용한 인젝션 열교환기 및 인젝션밸브가 포함된다. 인젝션 열교환기 및 인젝션밸브는 복수 개로 설치될 수 있으며, 그 설치위치 또한 다양하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실외기(10)에는 적어도 하나의 인젝션 열교환기(270, 280)가 구비된다. 도 3을 참고하면, 두 개의 인젝션 열교환기가 구비되고, 이하, 도면상 오른쪽에 위치된 열교환기를 제 1 인젝션 열교환기(270), 왼쪽에 위치된 열교환기를 제 2 인젝션 열교환기(280)로 구분한다.
상기 인젝션 열교환기(270, 280)는 상기 제 1 연결배관(162)에 설치된다. 즉, 상기 인젝션 열교환기(270, 280)는 상기 제 1 연결배관(162)을 유동하는 냉매와 인젝션 배관(272, 282)을 유동하는 냉매를 열교환시키도록 구비된다.
상기 인젝션 배관(272, 282)에는 상기 제 1 연결배관(162)을 유동하던 냉매 중 적어도 일부가 인젝션 팽창밸브(274, 284)에 의해 팽창되어 유동된다. 이때, 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에 연결된 구성을 제 1 인젝션 배관(272) 및 제 1 인젝션 팽창밸브(274)라 하고, 상기 제 2 인젝션 열교환기(280)에 연결된 구성을 제 2 인젝션 배관(282) 및 제 2 인젝션 팽창밸브(284)라 한다.
상기 제 1 인젝션 배관(272)은 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에서 연장되어 세 방향으로 분지된다. 자세하게는, 상기 제 1 인젝션 배관(272)은 상기 제 1 압축기(200), 상기 제 2 압축기(210) 및 상기 제 1 압축기 유입배관(212)의 일 측으로 각각 연장된다. 특히, 상기 제 1 인젝션 배관(272)은 상기 제 2 압축기(210)와 상기 제 1 2단 압축연결부(262) 사이의 상기 제 1 압축기 유입배관(212)에 연결된다.
또한, 상기 제 1 인젝션 배관(272)에는 제 1 인젝션 밸브(275), 제 2 인젝션 밸브(277) 및 제 3 인젝션 밸브(279)가 각각 구비된다. 상기 제 1 인젝션 밸브(275) 및 상기 제 2 인젝션 밸브(277)는 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 유동되는 냉매를 차폐하도록 설치된다. 또한, 상기 제 3 인젝션 밸브(279)는 상기 제 1 압축기 유입배관(212)으로 유동되는 냉매를 차폐하도록 설치된다.
상기 제 2 인젝션 배관(282)은 상기 제 2 인젝션 열교환기(280)에서 연장되어 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 연장된다. 또한, 상기 제 2 인젝션 배관(282)에도 냉매의 유동을 차폐하기 위한 밸브가 구비될 수 있다.
이하, 이와 같은 구성을 바탕으로 공기조화기의 운전모드에 따른 실외기(10)에서 냉매의 유동을 자세하게 설명한다. 특히, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기는 냉방모드, 1단 난방모드 및 2단 난방모드로 운전될 수 있으며, 상기 실외기(10)는 하나의 유닛으로 구비되어 실내기와 연결된다.
도 4 내지 도 6에서, 냉매의 유동을 굵은 선 및 그 방향을 화살표로 표시하였고, 나머지 부분은 냉매의 유동이 차단되거나 동압으로 냉매가 거의 흐르지 않는다. 또한, 점선으로 표시된 냉매의 유동은 필요에 따라 유동되거나 유동되지 않는 상태를 의미한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉방모드를 도시한 도면이다.
공기조화기 냉방모드의 경우, 실내기에 설치된 실내 열교환기는 증발기로 기능하고, 상기 실외기(10)에 설치된 상기 실외 열교환기(160)는 응축기로 기능한다. 따라서, 냉매는 압축기-실외 열교환기-팽창밸브-실내 열교환기를 차례대로 순환한다.
상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매는 상기 제 2 연결배관(164)을 통해 상기 실외기(10)로 유입된다. 즉, 증발기를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)로 유입된다.
상기 실외기(10)로 유입된 냉매는 상기 제 2 연결배관(164)을 따라 유동되고, 상기 제 2 사방밸브(240)에서 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)으로 유동된다. 그리고, 상기 제 2 기액분리기 유입배관(242)을 따라 상기 기액분리기(220)로 유입된다.
계속하여, 상기 기액분리기(220)에서 토출되어 상기 기액분리기 토출라인(222)을 따라 상기 압축분지부(224)로 유동된다. 이때, 상기 제 1 2단 압축밸브(265)는 닫히고, 상기 제 2 2단 압축밸브(267) 및 상기 제 3 2단압축밸브(269)는 열린 상태로 마련된다.
그에 따라, 냉매는 상기 제 1 압축기 유입배관(202) 및 상기 제 2 압축기 유입배관(212)으로 나누어져 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 각각 유입된다. 또한, 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 압축기 토출배관(204) 및 상기 제 2 압축기 토출배관(214)을 통해 각각 유동되어 상기 압축합지부(252)에서 합지된다.
냉매는 상기 압축합지부(252)에서 상기 압축연결배관(254)을 따라 유동되고, 상기 분지부(250)에서 상기 냉방배관(234)으로 유동된다. 이때, 상기 제 2 사방밸브(240)는 상기 난방배관(244)과 상기 제 2 절단부(246)를 연결하여 냉매의 유동을 차폐한다.
계속하여 냉매는 상기 제 1 사방밸브(230)에서 상기 열교환기 연결배관(166)으로 유동되어, 상기 실외 열교환기(160)에서 열교환된다. 즉, 냉매는 응축기를 통과하며 열교환된다.
상기 실외 열교환기(160)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 상기 실외기(10)에서 토출된다. 즉, 응축기를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)에서 토출되어 실내기로 유동되고, 팽창 및 증발되며 실내공간을 냉방시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 1단 난방모드를 도시한 도면이다. 1단 난방모드는 일반적으로 난방이 필요한 경우 운전되는 난방모드에 해당된다.
공기조화기 1단 난방모드의 경우, 상기 실내 열교환기는 응축기로 기능하고, 상기 실외 열교환기(160)는 증발기로 기능한다. 따라서, 냉매는 압축기-실내 열교환기-팽창밸브-실외 열교환기를 차례대로 순환한다.
상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매는 상기 제 1 연결배관(162)을 통해 상기 실외기(10)로 유입된다. 특히, 상기 실내기에 팽창밸브가 구비되어 응축기를 통과하고 팽창된 냉매가 상기 실외기(10)로 유입된다.
상기 실외기(10)로 유입된 냉매는 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되어, 상기 실외 열교환기(160)에서 열교환된다. 즉, 냉매는 증발기를 통과하며 열교환된다.
상기 실외 열교환기(160)에서 토출된 냉매는 상기 열교환기 연결배관(166)을 통해 상기 제 1 사방밸브(230)로 유동된다. 상기 제 1 사방밸브(230)는 상기 열교환기 연결배관(166)과 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)을 연결하여, 냉매는 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)을 통해 상기 기액분리기(220)로 유입된다.
계속하여, 상기 기액분리기(220)에서 토출되어 상기 기액분리기 토출라인(222)을 따라 상기 압축분지부(224)로 유동된다. 이때, 상기 제 1 2단 압축밸브(265)는 닫히고, 상기 제 2 2단 압축밸브(267) 및 상기 제 3 2단압축밸브(269)는 열린 상태로 마련된다.
그에 따라, 냉매는 상기 제 1 압축기 유입배관(202) 및 상기 제 2 압축기 유입배관(212)으로 나누어져 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 각각 유입된다. 또한, 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 압축기 토출배관(204) 및 상기 제 2 압축기 토출배관(214)을 통해 각각 유동되어 상기 압축합지부(252)에서 합지된다.
냉매는 상기 압축합지부(252)에서 상기 압축연결배관(254)을 따라 유동되고, 상기 분지부(250)에서 상기 난방배관(244)으로 유동된다. 이때, 상기 제 1 사방밸브(230)는 상기 냉방배관(234)과 상기 제 1 절단부(236)를 연결하여 냉매의 유동을 차폐한다.
계속하여, 냉매는 상기 난방배관(244)을 따라 상기 제 2 사방밸브(240)로 유동되어, 상기 제 2 연결배관(164)을 따라 상기 실외기(10)에서 토출된다. 즉, 압축기를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)에서 토출되어 실내기로 유동되고, 응축되며 실내공간을 난방시킬 수 있다.
또한, 1단 난방모드에는 필요에 따라 상기 인젝션 배관(272, 282)으로 냉매가 유동될 수 있고, 이를 '인젝션 모드'라 한다. 상기 인젝션 모드는 공기조화기의 운전조건 등에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 인젝션 모드를 사용하는 경우, 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되는 냉매 중 적어도 일부가 상기 제 1 인젝션 배관(272) 또는 상기 제 2 인젝션 배관(282)으로 유동될 수 있다.
상기 제 1 인젝션 배관(272)으로 냉매가 유동되는 경우, 상기 제 1 인젝션 팽창밸브(274)에서 팽창되어 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에서 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되는 냉매와 열교환된다.
자세하게는, 상기 제 1 인젝션 배관(272)으로 유동되는 냉매는 상기 제 1 인젝션 팽창밸브(274)를 통과하며 압력과 온도가 낮아진다. 그에 따라, 상기 제 1 인젝션 배관(272)을 통과하는 냉매는 열을 전달받아 증발이 일어나고, 상기 제 1 연결배관(162)을 통과하는 냉매는 열을 빼앗긴다.
이와 같이 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에서 증발된 냉매는 상기 제 1 인젝션 배관(272)을 통해 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)에 투입될 수 있다. 이때, 상기 제 1 인젝션 밸브(275) 및 제 2 인젝션 밸브(277)는 열린 상태로 마련되고, 상기 제 3 인젝션 밸브(279)는 닫힌 상태로 마련된다.
한편, 상기 제 2 인젝션 배관(282)으로 냉매가 유동되는 경우, 상기 제 2 인젝션 팽창밸브(284)에서 팽창되어 상기 제 2 인젝션 열교환기(280)에서 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되는 냉매와 열교환된다.
또한, 상기 제 2 인젝션 열교환기(280)에서 증발된 냉매는 상기 제 2 인젝션 배관(282)을 통해 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)에 투입될 수 있다.
이와 같이 일부 냉매를 상기 실외 열교환기(160)를 바이패스시켜 상기 제 1 압축기(200) 및 상기 제 2 압축기(210)로 직접 투입시킴에 따라 공기조화기의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 2단 난방모드를 도시한 도면이다. 2단 난방모드는 실외온도가 매우 낮은 특수한 경우 운전되는 난방모드에 해당된다. 예를 들어, 실외온도가 영하 20도 이하인 경우에 운전될 수 있다.
2단 난방모드는, 일반적인 난방모드(1단 난방모드)와 동일하게 상기 실내 열교환기는 응축기로 기능하고, 상기 실외 열교환기(160)는 증발기로 기능한다. 따라서, 냉매는 압축기-실내 열교환기-팽창밸브-실외 열교환기를 차례대로 순환한다.
상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매는 상기 제 1 연결배관(162)을 통해 상기 실외기(10)로 유입된다. 특히, 상기 실내기에 팽창밸브가 구비되어 응축기를 통과하고 팽창된 냉매가 상기 실외기(10)로 유입된다.
상기 실외기(10)로 유입된 냉매는 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되어, 상기 실외 열교환기(160)에서 열교환된다. 즉, 냉매는 증발기를 통과하며 열교환된다.
상기 실외 열교환기(160)에서 토출된 냉매는 상기 열교환기 연결배관(166)을 통해 상기 제 1 사방밸브(230)로 유동된다. 상기 제 1 사방밸브(230)는 상기 열교환기 연결배관(166)과 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)을 연결하여, 냉매는 상기 제 1 기액분리기 유입배관(232)을 통해 상기 기액분리기(220)로 유입된다.
계속하여, 상기 기액분리기(220)에서 토출되어 상기 기액분리기 토출라인(222)을 따라 상기 압축분지부(224)로 유동된다. 이때, 상기 제 1 2단 압축밸브(265)는 열리고, 상기 제 2 2단 압축밸브(267) 및 상기 제 3 2단압축밸브(269)는 닫힌 상태로 마련된다.
그에 따라, 냉매는 상기 압축분지부(224)에서 상기 제 2 2단 압축밸브(267)에 의해 상기 제 2 압축기 유입배관(212)으로 유동되지 못하고, 상기 제 1 압축기 유입배관(202)을 따라 유동되어 상기 제 1 압축기(200)로 유입된다.
상기 제 1 압축기(200)에서 토출되어 상기 제 1 압축기 토출배관(204)으로 유동되는 냉매는 상기 제 3 2단 압축밸브(269)에 의해 상기 압축합지부(252)로 유동되지 못하고, 상기 2단 압축배관(260)으로 유동된다. 즉, 냉매는 상기 2단 압축배관(260)을 따라 상기 제 2 2단압축연결부(264)에서 상기 제 1 2단압축연결부(262)로 유동된다.
또한, 상기 제 1 2단압축연결부(262)에서 상기 제 2 압축기 유입배관(212)을 따라 상기 제 2 압축기(210)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 압축기(210)에서 토출된 냉매는 상기 제 2 압축기 토출배관(214)을 따라 상기 압축합지부(252)로 유동된다.
즉, 냉매는 상기 제 1 압축기(200)에서 압축되고, 상기 제 2 압축기(210)에서 다시 압축된다(2단 압축). 이와 같은 2단 압축을 통해 상기 실외 열교환기(160)의 온도가 매우 낮은 상황에서도 충분한 압축비를 가질 수 있다.
계속하여, 냉매는 상기 압축합지부(252)에서 상기 압축연결배관(254)을 따라 유동되고, 상기 분지부(250)에서 상기 난방배관(244)으로 유동된다. 이때, 상기 제 1 사방밸브(230)는 상기 냉방배관(234)과 상기 제 1 절단부(236)를 연결하여 냉매의 유동을 차폐한다.
따라서, 냉매는 상기 난방배관(244)을 따라 상기 제 2 사방밸브(240)로 유동되어, 상기 제 2 연결배관(164)을 따라 상기 실외기(10)에서 토출된다. 즉, 압축기를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)에서 토출되어 실내기로 유동되고, 응축되며 실내공간을 난방시킬 수 있다.
또한, 2단 난방모드에는 필요에 따라 상기 인젝션 배관(272, 282)으로 냉매가 유동될 수 있고, 이를 '인젝션 모드'라 한다. 상기 인젝션 모드는 공기조화기의 운전조건 등에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 2단 난방모드에서는, 앞서 설명한 1단 난방모드에서 사용되는 인젝션 모드가 동일하게 사용될 수 있다.
또한, 2단 난방모드에서는 1단 난방모드에서 사용될 수 없는 인젝션 모드도 사용될 수 있고, 이를 '2단압축 인젝션 모드'라 한다. 상기 2단압축 인젝션 모드에 대하여, 도 6에 점선으로 표시된 냉매의 유동을 참조하여 자세하게 설명한다.
상기 2단압축 인젝션 모드의 경우, 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되는 냉매 중 적어도 일부가 상기 제 1 인젝션 배관(272)으로 유동된다.
상기 제 1 인젝션 배관(272)으로 유동된 냉매는 상기 제 1 인젝션 팽창밸브(274)에서 팽창되어 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에서 상기 제 1 연결배관(162)을 따라 유동되는 냉매와 열교환된다.
자세하게는, 상기 제 1 인젝션 배관(272)으로 유동되는 냉매는 상기 제 1 인젝션 팽창밸브(274)를 통과하며 압력과 온도가 낮아진다. 그에 따라, 상기 제 1 인젝션 배관(272)을 통과하는 냉매는 열을 전달받아 증발이 일어나고, 상기 제 1 연결배관(162)을 통과하는 냉매는 열을 빼앗긴다.
이와 같이 상기 제 1 인젝션 열교환기(270)에서 증발된 냉매는 상기 제 1 인젝션 배관(272)을 통해 상기 제 2 압축기 유입배관(212)에 투입될 수 있다. 이때, 상기 제 1 인젝션 밸브(275) 및 제 2 인젝션 밸브(277)는 닫힌 상태로 마련되고, 상기 제 3 인젝션 밸브(279)는 열린 상태로 마련된다.
이때, 상기 제 2 압축기 유입배관(212)에는 상기 제 1 압축기(200)에서 압축된 냉매가 유동된다. 즉, 상기 제 1 압축기(200)에서 토출되고 상기 제 2 압축기(210)로 유입되는 중간압의 냉매가 유동되어, 그에 냉매를 투입시켜 능력을 보다 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 하나의 실외기(10)를 이용하여 냉방모드, 1단 난방모드 및 2단 난방모드를 모두 수행할 수 있다. 특히, 1단 난방모드에서는 복수의 압축기가 병렬로 연결되어 최대의 효율을 추구하고, 2단 난방모드에서는 복수의 압축기가 직렬로 연결되어 최대 압력비를 추구할 수 있다. 따라서, 외부 조건에 따라 1단 난방모드와 2단 난방모드를 변환하여 사용하여 적절한 난방을 도모할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기는 하나의 유닛에서 동일한 냉매배관을 이용하여 냉방모드, 1단 난방모드 및 2단 난방모드로 이용될 수 있다. 특히, 실외온도에 따라 1단 난방모드 및 2단 난방모드가 변환되어 사용됨에 따라, 고능력 및 고효율 운전을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기의 실외기(10)에 구비된 복수의 압축기(200, 210)는 서로 다른 용량으로 구비된다. 즉, 상기 제 1 압축기(200)와 상기 제 2 압축기(210)는 다른 용량으로 마련된다.
특히, 상기 제 1 압축기(200)는 상기 제 2 압축기(210)보다 큰 용량으로 구비된다. 예를 들어, 상기 제 1 압축기(200)는 9.6hp로 구비되며, 상기 제 2 압축기(210)는 4.8hp로 구비된다. 또한, 상기 제 1 압축기(200)는 9.6hp로 구비되며, 상기 제 2 압축기(210)는 6.8hp로 구비될 수 있다.
정리하자면, 상기 제 2 압축기(210)는 상기 제 1 압축기(200)의 용량의 40%이상, 80%이하의 용량을 갖도록 구비될 수 있다.
이는 2단 압축모드에서 상기 제 1 압축기(200)에서 압축된 냉매가 상기 제 2 압축기(210)로 유동되기 때문에, 적절한 질량유량을 확보하기 위함이다.
예를 들어, 상기 제 1 압축기(200)와 상기 제 2 압축기(210)가 동일용량으로 구비되거나, 상기 제 2 압축기(210)가 상기 제 1 압축기(200)보다 큰 용량으로 구비되는 경우가 있다. 이때, 상기 제 2 압축기(210)는 충분한 질량유량을 공급받지 못하며 효율적으로 사용될 수 없고, 전체적으로 효율이 떨어진다.
또한, 상기 제 1 압축기(200)가 상기 제 2 압축기(210)에 비하여 과도하게 큰 용량으로 마련되는 경우가 있다. 이때, 상기 제 2 압축기(210)는 상기 제 1 압축기(200)에서 유동되는 냉매를 효과적으로 처리하지 못하며, 결국 전체적으로 효율이 떨어진다.
따라서, 상기 제 1 압축기(200)는 상기 제 2 압축기(210) 보다 적절하게 큰 용량으로 구비되는 것이 중요하다. 다만, 이는 외부온도 등 조건에 따라 달라질 수 있다.
10 : 실외기 160 : 실외 열교환기
200 : 제 1 압축기 210 : 제 2 압축기
224 : 압축분지부 260 : 2단압축배관
265 : 제 1 2단압축밸브 267 : 제 2 2단압축밸브
269 : 제 3 2단압축밸브

Claims (15)

  1. 베이스 및 캐비닛으로 형성된 하나의 내부공간을 갖는 공기조화기의 실외기에 있어서,
    상기 베이스에 설치되는 제 1 압축기 및 제 2 압축기;
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기 중 적어도 하나로 유입되는 냉매가 유동되는 압축분지부;
    상기 압축분지부와 상기 제 1 압축기를 연결하는 제 1 압축기 유입배관;
    상기 압축분지부와 상기 제 2 압축기를 연결하는 제 2 압축기 유입배관;
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 토출되는 냉매가 유동되는 압축합지부;
    상기 제 1 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 1 압축기 토출배관;
    상기 제 2 압축기와 상기 압축합지부를 연결하는 제 2 압축기 토출배관; 및
    상기 제 2 압축기 유입배관과 상기 제 1 압축기 토출배관를 연결하는 2단압축배관;이 포함되는 공기조화기의 실외기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2단압축배관은, 상기 제 2 압축기 유입배관의 마련된 제 1 2단압축연결부에서 상기 제 1 압축기 토출배관의 마련된 제 2 2단압축연결부까지 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2단압축배관에 설치되는 제 1 2단압축밸브;
    상기 압축분지부와 상기 제 1 2단압축연결부의 사이에 위치되어, 상기 제 2 압축기 유입배관에 설치되는 제 2 2단압축밸브; 및
    상기 제 2 2단압축연결부와 상기 압축합지부의 사이에 위치되어, 상기 제 1 압축기 토출배관에 설치되는 제 3 2단압축밸브;
    가 더 포함되는 공기조화기의 실외기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 2단 압축밸브가 냉매의 유동을 차단하고, 상기 제 2 2단압축밸브 및 상기 제 3 2단압축밸브가 냉매의 유동을 개방하는 상태로 마련되는 냉방모드 및 제 1 난방모드와,
    상기 제 1 2단 압축밸브가 냉매의 유동을 개방하고, 상기 제 2 2단압축밸브 및 상기 제 3 2단압축밸브가 냉매의 유동을 차단하는 상태로 마련되는 제 2 난방모드로 운전되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    실외 열교환기 및 상기 실외 열교환기와 연결되는 제 1 연결배관이 더 구비되고,
    상기 제 1 연결배관과 상기 제 2 압축기 유입배관을 연결하는 제 1 인젝션 배관이 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 인젝션 배관에는,
    상기 제 1 연결배관에서 유동된 적어도 일부의 냉매를 팽창시키는 제 1 인젝션 팽창밸브; 및
    상기 제 1 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 상기 제 1 연결배관을 유동하는 냉매를 열교환시키는 제 1 인젝션 열교환기;가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기와 상기 제 2 압축기는 서로 다른 용량으로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기는 상기 제 2 압축기 보다 큰 용량으로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 압축기는 상기 제 1 압축기의 용량의 40%이상, 80%이하의 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 압축기는 상기 제 1 압축기의 용량의 절반의 용량을 갖도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    실외 열교환기;
    냉매의 유동을 제어하도록 상기 내부공간에 위치하는 냉매배관에 설치된 제 1 사방밸브 및 제 2 사방밸브; 및
    상기 내부공간에 배치되는 구성들과 연결되어 상기 실외기의 외부로 연장되는 적어도 하나의 연결배관;이 더 포함되는 공기조화기의 실외기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결배관에는,
    상기 실외 열교환기와 연결되는 제 1 연결배관; 및
    상기 제 2 사방밸브와 연결되는 제 2 연결배관;이 더 포함되고,
    상기 실외기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 제 1 연결배관으로 냉매가 유입되고 상기 제 2 연결배관으로 냉매가 토출되고,
    상기 실외기가 제 1 난방모드 및 제 2 난방모드로 운전되는 경우, 상기 제 2 연결배관으로 냉매가 유입되고 상기 제 1 연결배관으로 냉매가 토출되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기의 입구 측에 배치되는 기액분리기가 더 포함되고,
    상기 제 1 사방밸브와 상기 기액분리기를 연결하는 제 1 기액분리기 유입배관;
    상기 제 2 사방밸브와 상기 기액분리기를 연결하는 제 2 기액분리기 유입배관; 및
    상기 압축분지부와 상기 기액분리기를 연결하는 기액분리기 토출배관;이 더 포함되는 공기조화기의 실외기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 사방밸브와 냉방배관으로 연결되고, 상기 제 2 사방밸브와 난방배관으로 연결된 분지부와,
    상기 제 1 압축기 및 상기 제 2 압축기에서 토출된 냉매가 유동되도록, 상기 압축합지부와 상기 분지부를 연결하는 압축연결배관이 더 포함되는 공기조화기의 실외기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 연결배관에 설치되는 적어도 하나의 인젝션 열교환기;
    상기 인젝션 열교환기를 통과하는 적어도 하나의 인젝션 배관; 및
    상기 인젝션 배관에 설치되는 인젝션 팽창밸브;를 더 포함하고,
    상기 인젝션 배관은, 상기 제 1 연결배관에서 분지되어 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매가 상기 인젝션 열교환기에서 열교환되어 상기 제 1 압축기 또는 상기 제 2 압축기로 투입되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150124684A (ko) * 2014-04-29 2015-11-06 엘지전자 주식회사 공기 조화기 및 그 제어방법

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