KR20190081855A

KR20190081855A - 공기조화 시스템

Info

Publication number: KR20190081855A
Application number: KR1020170184681A
Authority: KR
Inventors: 박희웅; 신정섭; 오승택; 전봉길
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09
Also published as: KR102129078B1

Abstract

본 발명은 공기 조화 시스템이 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 흡입채널 및 토출채널에 연결된 압축기; 냉방 급탕 동시 운전시 실외 열교환기를 흡입채널 또는 토출채널과 선택적으로 연통시키는 제1사방변; 냉방 급탕 동시 운전시 실외 열교환기와 연통된 급탕 열교환기를 토출채널과 연통시키는 제2사방변; 냉방 급탕 동시 운전시 실외 열교환기와 연통된 적어도 하나의 실내 열교환기를 흡입채널과 연통시키는 제3사방변; 실외 열교환기에 연결되는 실외 연결채널에 설치된 실외 팽창밸브; 급탕 열교환기에 배치된 써미스터; 및 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 써미스터의 측정 온도가 제1기준온도와 제1기준온도보다 낮은 제2기준온도 사이이면, 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 기본 모드로 진입하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

공기조화 시스템{air-conditioning system}

본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공조와 급탕이 동시에 가능한 멀티형 공기조화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화 시스템이라 일컬어지는 공기조화 시스템은, 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환 한 후 이를 실내로 토출하는 반복작용에 의해 실내를 냉방시키거나 또는 반대작용에 의해 실내를 난방시키는 냉/난방 시스템이다. 공기조화 시스템은 압축기-응축기-팽창밸브-증발기로 이루어져 일련의 사이클을 형성한다.

그리고 근래에는 냉난방 외에 실내의 오염된 공기를 흡입하여 필터링한 후 청정공기로 만들어 실내로 재투입하는 공기정화기능과, 다습한 공기를 건습공기로 만들어 실내로 재투입하는 제습기능 등 여러 가지 부가적인 기능을 겸하고 있다.

KR 10-2005-0105873A (공개일자 2005.11.08.) KR 10-2007-0088077A (공개일자 2007.08.29.) KR 10-2004-0045092A (공개일자 2004.06.01.)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 공조를 이용한 냉방 운전과 급탕의 동시 운전이 가능한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 냉방 및 급탕 부하에 따라 신뢰성 있고 효율적인 냉방 급탕 동시 운전이 가능한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 흡입채널 및 토출채널에 연결된 압축기; 냉방 급탕 동시 운전시, 실외 열교환기를 상기 흡입채널 또는 상기 토출채널과 선택적으로 연통시키는 제1사방변; 냉방 급탕 동시 운전시, 상기 실외 열교환기와 연통된 급탕 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키는 제2사방변; 냉방 급탕 동시 운전시, 상기 실외 열교환기와 연통된 적어도 하나의 실내 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키는 제3사방변; 상기 실외 열교환기에 연결되는 실외 연결채널에 설치된 실외 팽창밸브; 상기 급탕 열교환기에 배치된 써미스터; 및 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 제1기준온도와 상기 제1기준온도보다 낮은 제2기준온도 사이이면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 기본 모드로 진입하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도보다 낮고 상기 실내 열교환기의 증발 열량이 기설정된 설정 증발열량보다 높으면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 기본 모드로 진입할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시킬 수 있다.

상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시, 상기 급탕 팽창밸브를 최대 개도로 개방시킬 수 있다.

상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어할 수 있다.

상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 인버터를 냉각시키는 히트싱크; 및 상기 실외열교환기 및 상기 히트싱크를 향하도록 배치된 실외팬을 더 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시 실외팬의 회전수를 상기 히트싱크의 온도에 따라 제어하고, 상기 실외팬이 정상 회전수로 작동하는 상태에서 상기 히트싱크의 온도가 기설정된 상승기준온도보다 높아지면, 상기 실외팬의 회전수를 상기 정상 회전수보다 높은 비상 회전수로 제어할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 실외팬이 상기 과열 회전수로 작동하는 상태에서 상기 히트싱크의 온도가 상기 상승기준온도보다 낮은 하강기준온도보다 낮아지면, 상기 실외팬의 회전수를 상기 정상 회전수로 제어할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도보다 높으면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키는 냉방 과부하 모드로 진입할 수 있다.

상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브; 및 상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 실외 열교환기의 과냉도에 따라 상기 실외 팽창밸브의 개도를 제어하고, 상기 급탕 열교환기의 과냉도에 따라 상기 급탕 팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어할 수 있다.

상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고, 상기 저압이 목표 저압에서 기설정된 버퍼 압력을 뺀 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 뺀 온도보다 낮으면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도보다 낮고 상기 실내 열교환기의 증발 열량이 기설정된 설정 증발열량 이하이면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키는 급탕 과부하 모드로 진입할 수 있다.

상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브; 및 상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 실외 열교환기의 과열도에 따라 상기 실외 팽창밸브의 개도를 제어하고, 상기 급탕 열교환기의 과냉도에 따라 상기 급탕 팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어할 수 있다.

상기 실외열교환기를 향하도록 배치된 실외팬; 및 외기의 온도를 측정하는 외기 온도센서를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 외기 온도센서의 측정온도가 설정 외기 온도 범위 이내이면 상기 외기 온도센서의 측정온도가 높아질수록 상기 실외팬의 회전수를 감소시킬 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 외기 온도센서의 측정온도가 상기 설정 외기 온도 범위를 벗어나면 상기 실외팬의 회전수를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 급탕 과부하 모드로 운전 시 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고, 상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 더한 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 급탕 과부하 모드로 운전 시 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 더한 온도보다 높으면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄할 수 있다.

상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고, 상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 더한 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되는 제1조건을 만족하거나, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도에 기설정된 버퍼 온도를 더한 온도보다 높은 제2조건을 만족하면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 개방할 수 있다.

상기 컨트롤러는, 상기 기본 모드로 운전 시에 상기 제1조건 및 제2조건이 불만족된 경우, 상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 뺀 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되는 제3조건을 만족하거나, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 뺀 온도보다 낮은 제4조건을 만족하면 상기 실외 팽창밸브를 개방할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 공기 조화 시스템은 냉방 및 급탕 부하에 따라 기본 모드, 냉방 과부하 모드 및 급탕 과부하 모드 중 어느 하나에 따른 냉방 급탕 동시 운전이 가능하다. 이로써, 공기조화 시스템의 운전 신뢰성이 확보될 수 있는 이점이 있다.

또한, 기본 모드에 따른 냉방 급탕 동시 운전의 경우, 냉방 운전에 의해 발생하는 응축 폐열이 급탕 열량으로 모두 회수될 수 있으므로 공기 조화 시스템의 에너지 효율이 높아질 수 있다.

또한, 기본 모드에 따른 냉방 급탕 동시 운전의 경우, 압축기의 운전 주파수를 조절하는 인버터의 히트싱크가 실외팬에 의해 냉각될 수 있다. 이로써, 인버터의 과열이 방지될 수 있다.

또한, 냉방 과부하 모드에 따른 냉방 급탕 동시 운전의 경우, 실외 열교환기가 응축기의 역할을 수행하여 실내 열교환기의 증발 부하를 감당할 수 있고, 신뢰성 있는 냉방이 가능할 수 있다.

또한, 급탕 과부하 모드에 따른 냉방 급탕 동시 운전의 경우, 실외 열교환기가 증발기의 역할을 수행하여 급탕 열교환기의 응축 부하를 감당할 수 있고, 신뢰성 있는 급탕이 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 제어 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 난방 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템이 난방 급탕 동시운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 급탕 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 난방 냉수제공 동시운전 시 냉수제공 과부하인 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전이 개시된 경우 초기 모드 결정단계의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시, 인버터 히트싱크의 온도범위가 개시된 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 외기 온도에 따른 실외 팬의 회전수가 도시된 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 제어 블록도이다.

본 실시예에 따른 공기조화 시스템은 실외 유닛(O), 적어도 하나의 실내유닛(I) 및 급탕 유닛(H)을 포함할 수 있다. 각 실내 유닛(I)와 급탕 유닛(H)은 각각 실외 유닛(O)에 연결될 수 있다.

실외 유닛(O)에는 압축기(10), 사방변(13)(14)(15), 실외 열교환기(16) 및 실외 팬(17)이 배치될 수 있다. 또한, 실외 유닛(O)에는 실외 팽창밸브(21), 급탕 팽창밸브(22) 및 실내 팽창밸브(23)가 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 급탕 팽창밸브(22)는 급탕 유닛(H)에 배치되고 실내 팽창밸브(23)는 실내 유닛(I)에 배치되는 것이 가능하다.

각 실내 유닛(I)에는 실내 열교환기(18) 및 실내 팬(149)이 각각 배치될 수 있다.

각 실내 열교환기(18)는, 사용자가 원하는 실내온도를 만족시킬 수 있도록 실내 공기를 난방 또는 냉방시키는 역할을 수행할 수 있다. 실내 유닛(I) 및 실내 열교환기(18)가 복수개인 경우, 일부 실내 열교환기(18)만이 구동될 수 있다. 공기 조화 시스템에서는 구동중인 실내 열교환기(18)의 개수 및 냉난방 온도에 대응되는 냉방 부하 또는 난방 부하가 요구될 수 있다. 실내 열교환기(18)에서 냉매와 열교환되는 증발열량에 의해 상기 냉방 부하를 만족시킬 수 있고, 응축열량에 의해 상기 난방 부하를 만족시킬 수 있다.

급탕 유닛(H)에는 급탕 열교환기(20)가 배치될 수 있다.

급탕 열교환기(20)는 사용자가 원하는 온수 온도를 만족시킬 수 있는 온도로 물을 가열하는 역할을 수행할 수 있으며, 물을 냉각시켜 사용자에게 냉수를 공급하는 것도 가능하다. 급탕 열교환기(20)에서는 물의 유량 및 가열 온도에 대응되는 급탕 부하 또는 냉각 부하가 요구될 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서 냉매와 열교환되는 응축열량에 의해 상기 급탕 부하를 만족시킬 수 있고, 증발열량에 의해 상기 냉각 부하를 만족시킬 수 있다.

급탕 열교환기(20)는 수냉식 열교환기일 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 압축기(10), 실외 열교환기(16), 급탕 열교환기(20), 적어도 하나의 실내 열교환기(18), 제1사방변(13), 제2사방변(14) 및 제3사방변(15)을 포함할 수 있다. 또한, 공기 조화 시스템은 실외 절환채널(25), 급탕 절환채널(30), 실내 절환채널(26)을 포함할 수 있다.

압축기(10)는 냉매를 압축시킬 수 있다. 압축기(10)는 운전 주파수가 변환 가능한 인버터 압축기일 수 있다. 압축기(10)는 실외 유닛(O)에 배치될 수 있다.

압축기(10)는 토출채널(11) 및 흡입채널(12)에 연결될 수 있다. 흡입채널(12)를 통해 압축기(10)로 흡입된 저온저압의 냉매는 압축기(10)에서 고온고압의 냉매로 압축되고 토출채널(11)로 토출될 수 있다. 압축기(10)의 흡입채널(12)에는 어큐뮬레이터(accumulator) 등이 설치될 수 있고, 토출채널(11)에는 오일 분리기(oil-seperator) 등이 설치될 수 있다.

토출채널(11)은 각 사방변(13)(14)(15)와 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 토출채널(11)는 압축기(10)에 연결된 채널과, 상기 채널에서 제1,2,3사방변(13)(14)(15)으로 분지되어 각각 연결되는 분지 채널을 포함할 수 있다.

흡입 채널(12)은 각 사방변(13)(14)(15)와 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 흡입 채널(12)는 제1,2,3사방변(13)(14)(15)에 각각 연결되는 복수개의 채널과 상기 복수개의 채널이 합지되어 압축기(10)에 연결되는 합지 채널을 포함할 수 있다.

제1사방변(13)은 실외 열교환기(16)를 토출채널(11) 또는 흡입채널(12)과 선택적으로 연통시킬 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)에는 토출채널(11), 흡입채널(12) 및 실외 절환채널(25)이 각각 연결될 수 있으며, 제1사방변(13)의 나머지 일 측은 폐쇄될 수 있다. 제1사방변(13)은 토출채널(11)과 실외 절환채널(25)이 연통되고 흡입채널(12)이 폐쇄되도록 절환되거나, 흡입채널(12)과 실외 절환채널(25)이 연통되고 토출채널(11)이 폐쇄되도록 절환될 수 있다.

실외 열교환기(16)는 실외 절환채널(25)에 의해 제1사방변(13)과 연결될 수 있다. 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 응축 또는 증발될 수 있다. 실외팬(17)은 실외 열교환기(16)를 향하도록 배치될 수 있고, 실외팬(17)에 의해 송풍된 공기와 실외 열교환기(16)가 서로 열교환할 수 있다.

실외 열교환기(16)에서 요구되는 응축열량 또는 증발열량에 따라, 실외팬(17)의 회전속도가 달라질 수 있다. 따라서, 실외팬(17)의 구동속도를 조절하여 실외 열교환기(16)에서 교환되는 응축열량 또는 증발열량을 제어할 수 있다.

실외팬(17)은 실외 열교환기(16)로 공기를 송풍시키는 역할뿐만 아니라, 압축기(10)의 운전 주파수를 조절하는 인버터(inverter)를 방열하는 역할을 수행할 수 있다. 좀 더 상세히, 앞서 설명한 바와 같이 압축기(10)는 인버터 압축기일 수 있고, 상기 압축기(10)의 운전주파수를 제어하는 인버터(inverter)에는 인버터의 방열을 위한 방열판 등의 히트싱크(heat sink)가 구비될 수 있다. 실외팬(17)은 상기 히트싱크를 향해 배치되어 상기 인버터를 방열시킬 수 있다.

제2사방변(14)은 급탕 열교환기(20)를 토출채널(11) 또는 흡입채널(12)과 선택적으로 연통시킬 수 있다.

좀 더 상세히, 제2사방변(14)에는 토출채널(11), 흡입채널(12) 및 급탕 절환채널(30)이 각각 연결될 수 있으며, 제2사방변(14)의 나머지 일 측은 폐쇄될 수 있다. 제2사방변(14)은 토출채널(11)과 급탕 절환채널(30)이 연통되고 흡입채널(12)이 폐쇄되도록 절환되거나, 흡입채널(12)과 급탕 절환채널(30)이 연통되고 토출채널(11)이 폐쇄되도록 절환될 수 있다.

급탕 열교환기(20)는 급탕 절환채널(30)에 의해 제2사방변(14)과 연결될 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 응축 또는 증발될 수 있다. 또한, 급탕 열교환기(20)에는 급수 채널(31) 및 출수 채널(32)이 연결될 수 있다. 급수 채널(31)에 의해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은, 급탕 열교환기(20)에서 열교환하며 가열 또는 냉각되어 출수 채널(32)로 유동될 수 있다.

제3사방변(15)은 실내 열교환기(18)를 토출채널(11) 또는 흡입채널(12)과 선택적으로 연통시킬 수 있다.

좀 더 상세히, 제3사방변(15)에는 토출채널(11), 흡입채널(12) 및 실내 절환채널(26)이 각각 연결될 수 있으며, 제3사방변(15)의 나머지 일 측은 폐쇄될 수 있다. 제3사방변(15)은 토출채널(11)과 실내 절환채널(26)이 연통되고 흡입채널(12)이 폐쇄되도록 절환되거나, 흡입채널(12)과 실내 절환채널(26)이 연통되고 토출채널(11)이 폐쇄되도록 절환될 수 있다.

실내 열교환기(18)는 실내 절환채널(26)에 의해 제3사방변(15)과 연결될 수 있다. 실내 열교환기(18)가 복수개일 경우, 실내 절환채널(26)은 제3사방변(15)에 연결된 채널과, 상기 채널에서 분지되어 각 실내 열교환기(18)에 각각 연결되는 복수개의 분지 채널을 포함할 수 있다.

실내 열교환기(18)에서는 냉매가 응축 또는 증발될 수 있다. 실내팬(19)은 실내 열교환기(18)를 향하도록 배치될 수 있고, 실내팬(19)에 의해 송풍된 공기와 실내 열교환기(18)가 서로 열교환할 수 있다.

실내 열교환기(18)가 복수개일 경우, 실내 팬(19)은 복수개일 수 있다.

각 실내 열교환기(18)에서 요구되는 응축열량 또는 증발열량에 따라, 각 실내팬(19)의 회전속도가 달라질 수 있다. 따라서, 실내팬(19)의 구동속도를 조절하여 실내 열교환기(18)에서 교환되는 응축열량 또는 증발열량을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 실외 연결채널(27), 급탕 연결채널(28) 및 적어도 하나의 실내 연결채널(29)을 더 포함할 수 있다.

실외 연결채널(27)은 실외 열교환기(16)에 연결될 수 있다. 실외 열교환기(16)의 일측에는 실외 절환채널(25)이 연결될 수 있고, 타측에는 실외 연결채널(27)이 연결될 수 있다.

급탕 연결채널(28)은 실외 연결채널(27)과 급탕 열교환기(20)를 연결할 수 있다. 급탕 열교환기(20)의 일측에는 급탕 절환채널(30)이 연결될 수 있고, 타측에는 급탕 연결채널(28)이 연결될 수 있다.

실내 연결채널(29)는 실외 연결채널(27)과 실내 열교환기(18)를 연결할 수 있다. 실내 열교환기(18)가 복수개일 경우, 복수개의 실내 연결채널(29)은 각 실내 열교환기(18)에 연결될 수 있다. 실내 열교환기(18)의 일측에는 실내 절환채널(26)이 연결될 수 있고, 타측에는 실내 연결채널(29)이 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 실외 팽창밸브(21), 급탕 팽창밸브(22) 및 적어도 하나의 실내 팽창밸브(23)을 더 포함할 수 있다.

실외 팽창밸브(21)는 실외 연결채널(21)에 설치될 수 있고, 실외 연결채널(21)의 개도를 조절할 수 있다.

급탕 팽창밸브(22)는 급탕 연결채널(28)에 설치될 수 있고, 급탕 연결채널(28)의 개도를 조절할 수 있다.

실내 팽창밸브(23)는 각 실내 연결채널(29)에 설치될 수 있고, 각 실내 연결채널(29)의 개도를 조절할 수 있다

각 팽창밸브(21)(22)(23)는 전자팽창밸브(EEV: Electronic Expansion Valve)임이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

각 팽창밸브(21)(22)(23)가 폐쇄될 경우 각 팽창밸브(21)(22)(23)는 냉매의 유동을 차단할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 컨트롤러(40)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 압력 센서(41), 토출 온도센서(42), 흡입 온도센서(43), 제1실외 열교환기 온도센서(44), 제2실외 열교환기 온도센서(45), 제1급탕 열교환기 온도센서(46), 제2급탕 열교환기 온도센서(47), 써미스터(48), 제1실내 열교환기 온도센서(49), 제2실내 열교환기 온도센서(50), 외기 온도센서(51), 히트싱크 온도센서(52)를 포함할 수 있다. 공기 조화 시스템은 필요에 따라 추가적인 센서를 더 포함하거나, 일부 센서를 포함하지 않거나, 센서들 중 일부가 변경될 수 있음은 자명하다.

컨트롤러(40)는 상기 각 센서들의 측정값을 전달받을 수 있고, 제1사방변(13), 제2사방변(14) 및 제3사방변(15)을 절환시킬 수 있으며, 실외 팽창밸브(21), 급탕 팽창밸브(22) 및 실내 팽창밸브(23)의 개도를 제어할 수 있다.

압력 센서(41) 및 토출 온도센서(42)는 압축기(10)에 연결된 토출 채널(11)에 설치될 수 있다. 압력 센서(41)는 사이클의 고압을 측정할 수 있고, 토출 온도센서(42)는 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도를 측정할 수 있다.

흡입 온도센서(43)는 압축기(10)에 연결된 흡입 채널(12)에 설치될 수 있다. 흡입 온도센서(43)는 압축기(10)로 흡입되는 냉매의 온도를 측정할 수 있다.

제1실외 열교환기 온도센서(44) 및 제2실외 열교환기 온도센서(45)는 실외 열교환기(16)의 일측과 타측에 각각 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1실외 열교환기 온도센서(44)는 실외 연결채널(27) 측에 설치될 수 있고, 제2실외 열교환기 온도센서(45)는 실외 절환채널(25)측에 설치될 수 있다

제1실외 열교환기 온도센서(44) 및 제2실외 열교환기 온도센서(45) 중 어느 하나는 실외 열교환기(16)로 유입되는 냉매의 온도를 측정할 수 있고, 다른 하나는 실외 열교환기(16)에서 열교환되어 유출되는 냉매의 온도를 측정할 수 있다.

제1급탕 열교환기 온도센서(46) 및 제2급탕 열교환기 온도센서(47)는 급탕 열교환기(20)의 일측과 타측에 각각 설치될 수 있고, 써미스터(48)는 급탕 열교환기(20)에 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1급탕 열교환기 온도센서(46)는 급탕 절환채널(30) 측에 설치될 수 있고, 제2급탕 열교환기 온도센서(47)는 급탕 연결채널(28)측에 설치될 수 있다

제1급탕 열교환기 온도센서(46) 및 제2급탕 열교환기 온도센서(47) 중 어느 하나는 급탕 열교환기(20)로 유입되는 냉매의 온도를 측정할 수 있고, 다른 하나는 급탕 열교환기(20)에서 열교환되어 유출되는 냉매의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 써미스터(48)는 급탕 열교환기(20)의 온도를 측정할 수 있다.

제1실내 열교환기 온도센서(49) 및 제2실내 열교환기 온도센서(50)는 실내 열교환기(18)의 일측과 타측에 각각 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1실내 열교환기 온도센서(49)는 실내 연결채널(29) 측에 설치될 수 있고, 제2실내 열교환기 온도센서(50)는 실내 절환채널(26)측에 설치될 수 있다

실내 열교환기(18)이 복수개일 경우, 제1실내 열교환기 온도센서(49) 및 제2실내 열교환기 온도센서(50)는 각각 복수개일 수 있다.

제1실내 열교환기 온도센서(49) 및 제2실내 열교환기 온도센서(50) 중 어느 하나는 실내 열교환기(18)로 유입되는 냉매의 온도를 측정할 수 있고, 다른 하나는 실내 열교환기(18)에서 열교환되어 유출되는 냉매의 온도를 측정할 수 있다.

외기 온도센서(51)는 실외 유닛(O)이 배치된 실외의 외기온도를 측정할 수 있다. 외기 온도센서(51)는 실외 유닛(O)에 배치될 수 있다.

히트싱크 온도센서(52)는 압축기(10)의 운전 주파수를 제어하는 인버터에 마련된 히트싱크(미도시)의 온도를 측정할 수 있다. 히트싱크 온도센서(52)는 상기 히트싱크에 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 냉방 단독운전을 수행할 수 있다. 냉방 단독운전 시, 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 응축되고, 실내 열교환기(18)에서는 냉매가 증발될 수 있으며, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매의 열교환이 이뤄지지 않을 수 있다.

냉방 단독운전 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 실외 열교환기(16)와 연통되도록 제1사방변(13)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실내 열교환기(18)와 연통되도록 제3사방변(15)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)과 실외 절환채널(25)을 연통시킬 수 있고 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 실내 절환채널(26)과 연통시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)를 최대 개도로 개방하고, 급탕 팽창밸브(22)를 폐쇄하고, 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방할 수 있다. 다만, 실내기(I)가 복수 개이고 그 중 일부의 실내기(I)만이 작동되는 경우, 컨트롤러(40)는 작동되는 실내기(I)의 실내 열교환기(18)에 대응되는 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방하고 그 외의 실내 팽창밸브(23)는 폐쇄 유지할 수 있다.

실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과열도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과열도는 제2실내 열교환기 온도센서(50)의 측정값과 증발온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 증발온도는 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 용량등에 따라 달라질 수 있다.

컨트롤러(40)는 목표 저압을 추종하여 압축기(10)의 운전 주파수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정 온도로부터 사이클의 저압을 산출할 수 있다. 저압을 산출하는 방법 자체는 주지 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 컨트롤러(40)는 목표 고압을 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40) 압력센서(41)에서 측정된 압력, 즉 사이클의 고압을 전달받을 수 있다.

이하, 냉방 단독 운전시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제1사방변(13)을 통과하여 실외 절환채널(25)로 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제2사방변(14) 및 제3사방변(15)을 통과하지 못할 수 있다.

실외 절환채널(25)로 유동된 냉매는 실외 열교환기(16)를 통과하며 응축될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환될 수 있다.

실외 열교환기(16)에서 응축된 냉매는 실외 연결채널(27)로 유동되고, 실외 팽창밸브(21)를 통과하며, 실내 연결채널(29)로 유동될 수 있다. 이 때, 급탕 팽창밸브(22)는 폐쇄된 상태이므로 실외 연결채널(27)의 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되지 않을 수 있다.

실내 연결채널(29)로 유동된 냉매는 소정의 개도로 개방된 실내 팽창밸브(23)를 통과하며 팽창될 수 있고, 실내 열교환기(18)를 통과하며 증발될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 냉매의 증발 열량에 의해 냉각되고 실내로 토출되어 냉방을 수행할 수 있다.

실내 열교환기(18)에서 증발된 냉매는 실내 절환채널(26)으로 유동될 수 있고, 제3사방변(15)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

흡입 채널(12)로 유동된 냉매는 다시 압축기(10)로 흡입되어 압축될 수 있고, 상기 과정을 반복하며 사이클을 순환할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 냉방 급탕 동시운전 기본 모드를 수행할 수 있다. 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 응축되고, 실내 열교환기(18)에서는 냉매가 증발될 수 있으며, 실외 열교환기(16)에서는 냉매의 열교환이 이뤄지지 않을 수 있다.

냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시, 실외 열교환기(16) 대신 급탕 열교환기(20)에서 냉매가 응축되므로 실외로 버려지는 열량을 급탕 열량으로 회수하는 폐열 회수 운전이 가능한 이점이 있다.

냉방 급탕 동시운전 기본모드 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 급탕 열교환기(20)와 연통되도록 제2사방변(14)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실내 열교환기(18)와 연통되도록 제3사방변(15)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 실내 절환채널(26)과 연통시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)를 폐쇄하고, 급탕 팽창밸브(22)를 최대 개도로 개방하고, 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방할 수 있다. 다만, 실내기(I)가 복수 개이고 그 중 일부의 실내기(I)만이 작동되는 경우, 컨트롤러(40)는 작동되는 실내기(I)의 실내 열교환기(18)에 대응되는 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방하고 그 외의 실내 팽창밸브(23)는 폐쇄 유지할 수 있다.

실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과열도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과열도는 제2실내 열교환기 온도센서(50)의 측정값과 증발 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 증발온도는 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

컨트롤러(40)는 목표 저압을 추종하여 압축기(10)의 운전 주파수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정 온도로부터 사이클의 저압을 산출할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 실외 팬(17)은 실외 열교환기(16) 뿐 아니라, 압축기(10)의 운전 주파수를 제어하는 인버터(미도시)의 히트싱크(미도시)를 냉각시킬 수 있고, 상기 히트 싱크에는 온도센서가 배치될 수 있다. 실외 열교환기(16)에서 냉매가 응축되지 않으므로, 컨트롤러(40)는 목표 고압대신 인버터 히트싱크의 온도를 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 히트 싱크에 배치된 온도 센서의 측정 온도값을 전달 받을 수 있다.

이하, 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제2사방변(14)을 통과하여 급탕 절환채널(30)로 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제1사방변(13) 및 제3사방변(15)을 통과하지 못할 수 있다.

급탕 절환채널(30)로 유동된 냉매는 급탕 열교환기(20)를 통과하며 응축될 수 있다. 급수 채널(31)을 통해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은 급탕 열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환되며 가열될 수 있고, 출수 채널(32)로 유동되어 급탕을 수행할 수 있다.

급탕 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되고, 급탕 팽창밸브(22)를 통과하며, 실내 연결채널(29)로 유동될 수 있다. 이 때, 실외 팽창밸브(21)는 폐쇄된 상태이므로 냉매는 실외 열교환기(16)로 유동되지 않을 수 있다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 시, 급탕 과부하가 발생할 수 있다.

냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 냉방 부하(증발 부하)에 비해 급탕 부하(응축 부하)가 크므로 실내 열교환기(18) 뿐 아니라 실외 열교환기(16)에서도 증발 부하의 일부를 담당할 수 있다. 즉, 냉방 부하가 적을 경우 실외기에서 증발 열량을 공급하여 급탕 부하를 만족시킬 수 있다.

따라서, 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 응축되고, 실내 열교환기(18) 및 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 증발될 수 있다.

냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 급탕 열교환기(20)와 연통되도록 제2사방변(14)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18)와 각각 연통되도록 제1사방변(13) 및 제3사방변(15)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 실외 절환채널(25)과 연통시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 실내 절환채널(26)과 연통시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21), 급탕 팽창밸브(22) 및 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방할 수 있다. 다만, 실내기(I)가 복수 개이고 그 중 일부의 실내기(I)만이 작동되는 경우, 컨트롤러(40)는 작동되는 실내기(I)의 실내 열교환기(18)에 대응되는 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방하고 그 외의 실내 팽창밸브(23)는 폐쇄 유지할 수 있다.

실외 팽창밸브(21) 및 실내 팽창밸브(23)의 개도는 각각 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18)의 과열도에 의해 결정될 수 있다. 급탕 팽창밸브(22)의 개도는 급탕 열교환기(20)의 과냉도에 의해 결정될 수 있다.

실외 열교환기(16)의 과열도는 흡입 온도센서(43)의 측정온도와 실외 열교환기(16)의 증발온도의 차이에 대응될 수 있고, 상기 증발온도는 실외 열교환기(16)가 감당해야 하는 증발 부하 및 및 실외 열교환기(16)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

실내 열교환기(18)의 과열도는 제2실내 열교환기 온도센서(50)의 측정값과 실내 열교환기(18)의 증발 온도의 차이에 대응될 수 있고, 상기 증발온도는 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

급탕 열교환기(20)의 과냉도는 급탕 열교환기(20)의 응축온도와 제2급탕 열교환기 온도센서(47)의 차이에 대응될 수 있고, 상기 응축 온도는 희망 온수 온도 및 급탕 열교환기(20)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

실외 열교환기에서 냉매의 증발이 일어나므로, 컨트롤러(40)는 목표 고압대신 실외 열교환기(16)의 과열도를 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다.

이하, 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

급탕 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되고, 급탕 팽창밸브(22)를 통과하며, 실외 연결채널(27) 및 실내 연결채널(29)로 나뉘어 유동될 수 있다.

실외 연결채널(27)로 유동된 냉매는 소정의 개도로 개방된 실외 팽창밸브(21)를 통과하며 팽창될 수 있고, 실외 열교환기(16)를 통과하며 증발될 수 있다. 실외 팬(17) 에 의해 송풍된 공기는 냉매와 열교환할 수 있다.

또한, 실내 연결채널(29)로 유동된 냉매는 소정의 개도로 개방된 실내 팽창밸브(23)를 통과하며 팽창될 수 있고, 실내 열교환기(18)를 통과하며 증발될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 냉매의 증발 열량에 의해 냉각되고 실내로 토출되어 냉방을 수행할 수 있다.

실외 열교환기(16)에서 증발된 냉매는 실외 절환채널(25)로 유동될 수 있고, 제1사방변(13)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

또한, 실내 열교환기(18)에서 증발된 냉매는 실내 절환채널(26)로 유동될 수 있고, 제3사방변(15)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

실외 절환채널(25) 및 실내 절환채널(26)에서 각각 흡입 채널(12)로 유동된 냉매는 합쳐질 수 있고, 다시 압축기(10)로 흡입되어 압축될 수 있으며, 상기 과정을 반복하며 사이클을 순환할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 시, 냉방 과부하가 발생할 수 있다.

냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시, 급탕 부하(응축 부하)에 비해 냉방 부하(증발 부하)가 크므로 급탕 열교환기(20) 뿐 아니라 실외 열교환기(16)에서도 응축 부하의 일부를 담당할 수 있다. 즉, 급탕 열교환기(20)의 온도가 지나치게 높아지지 않도록 실외 열교환기(16) 측으로 응축 열량을 일부 분배함으로써 사이클의 고압이 과다하게 상승하는 것을 방지할 수 있고, 이로써 사이클의 신뢰성이 확보될 수 있다.

따라서, 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시, 실외 열교환기(16)및 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 응축되고, 실내 열교환기(18)에서는 냉매가 증발될 수 있다.

냉방 급탕 동시운전 시 냉방 과부하 모드 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 실외 열교환기(16) 및 급탕 열교환기(20)와 각각 연통되도록 제1사방변(13) 및 제2사방변(14)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실내 열교환기(18)와 연통되도록 제3사방변(15)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 실외 절환채널(25)과 연통시킬 수 있고, 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 실내 절환채널(26)과 연통시킬 수 있다.

실외 팽창밸브(21) 및 급탕 팽창밸브(22)의 개도는 각각 실외 열교환기(16) 및 급탕 열교환기(20)의 과냉도에 의해 결정될 수 있다. 실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과열도에 의해 결정될 수 있다.

실외 열교환기(16)의 과냉도는 실외 열교환기(16)의 응축온도와 제1실외 열교환기 온도센서(44)의 측정온도와 차이에 대응될 수 있고, 상기 응축온도는 실외 열교환기(16)가 감당해야 하는 응축 부하 및 및 실외 열교환기(16)의 용량등에 따라 달라질 수 있다.

실내 열교환기(18)의 과열도는 제2실내 열교환기 온도센서(50)의 측정값과 실내 열교환기(18)의 증발 온도의 차이에 대응될 수 있고, 상기 증발온도는 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 냉방 능력등에 따라 달라질 수 있다.

실외 열교환기(16)에서 냉매의 응축이 일어나므로, 컨트롤러(40)는 목표 고압을 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 압력센서(41)의 측정된 고압을 전달받을 수 있다.

이하, 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시, 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매 중 일부는 제2사방변(14)을 통과하여 급탕 절환채널(30)로 유동될 수 있고, 다른 일부는 제1사방변(13)을 통과하여 실외 절환채널(25)로 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제3사방변(15)을 통과하지 못할 수 있다.

급탕 절환채널(30)로 유동된 냉매는 급탕 열교환기(20)를 통과하며 응축될 수 있다. 급수 채널(31)을 통해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은 급탕 열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환되며 가열될 수 있고, 출수 채널(32)로 유동되어 급탕을 수행할 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되고, 급탕 팽창밸브(22)를 통과하여 실내 연결채널(29)로 유동될 수 있다.

한편, 실외 절환채널(25)로 유동된 냉매는 실외 열교환기(16)를 통과하며 응축될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환될 수 있다. 실외 열교환기(16)에서 응축된 냉매는 실외 연결채널(27)로 유동되고, 실외 팽창밸브(21)를 통과하여 실내 연결채널(29)로 유동될 수 있다.

실외 연결채널(27)과 급탕 연결채널(28)에서 실내 연결채널(29)로 유동된 각 냉매는 합쳐질 수 있고, 소정의 개도로 개방된 실내 팽창밸브(23)를 통과하며 팽창될 수 있으며, 실내 열교환기(18)를 통과하며 증발될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 냉매의 증발 열량에 의해 냉각되고 실내로 토출되어 냉방을 수행할 수 있다.

실내 열교환기(18)에서 증발된 냉매는 실내 절환채널(26)로 유동될 수 있고, 제3사방변(15)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

흡입 채널(12)로 유동된 냉매는 다시 압축기(10)로 흡입되어 압축될 수 있으며, 상기 과정을 반복하며 사이클을 순환할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 난방 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 난방 단독운전을 수행할 수 있다. 난방 단독운전 시, 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 증발되고, 실내 열교환기(18)에서는 냉매가 응축될 수 있으며, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매의 열교환이 이뤄지지 않을 수 있다.

난방 단독운전 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 실내 열교환기(18)와 연통되도록 제3사방변(15)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실외 열교환기(16)와 연통되도록 제1사방변(13)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있고, 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 실외 절환채널(25)을 연통시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 실내 절환채널(26)과 연통시킬 수 있고, 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21) 및 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방하고 급탕 팽창밸브(22)를 폐쇄할 수 있다. 다만, 실내기(I)가 복수 개이고 그 중 일부의 실내기(I)만이 작동되는 경우, 컨트롤러(40)는 작동되는 실내기(I)의 실내 열교환기(18)에 대응되는 실내 팽창밸브(23)를 소정의 개도로 개방하고 그 외의 실내 팽창밸브(23)는 폐쇄 유지할 수 있다.

실외 팽창밸브(21)의 개도는 실외 열교환기(16)의 과열도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과열도는 흡입 온도센서(43)의 측정 온도와 실외 열교환기(16)의 증발온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 증발온도는 실외 열교환기(16)가 감당해야 하는 증발 부하 및 실외 열교환기(16)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과냉도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과냉도는 실내 열교환기(18)의 응축온도와 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 응축온도는 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 용량등에 따라 달라질 수 있다.

컨트롤러(40)는 목표 고압을 추종하여 압축기(10)의 운전 주파수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 압력센서(41)의 측정 압력, 즉 사이클의 고압을 전달받을 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 목표 저압을 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 제1실외 열교환기 온도센서(44)의 측정 온도로부터 사이클의 저압을 산출할 수 있다.

이하, 난방 단독 운전시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제3사방변(15)을 통과하여 실내 절환채널(26)로 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제1사방변(13) 및 제2사방변(14)을 통과하지 못할 수 있다.

실내 절환채널(26)로 유동된 냉매는 실내 열교환기(18)를 통과하며 응축될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 실내 열교환기(18)를 통과하는 냉매의 응축 열량에 의해 가열되고 실내로 토출되어 난방을 수행할 수 있다.

실내 열교환기(18)에서 응축된 냉매는 실내 연결채널(29)로 유동되고, 실내 팽창밸브(23)를 통과하며, 실외 연결채널(27)로 유동될 수 있다. 이 때, 급탕 팽창밸브(22)는 폐쇄된 상태이므로 실내 연결채널(29)의 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되지 않을 수 있다.

실외 연결채널(27)로 유동된 냉매는 소정의 개도로 개방된 실외 팽창밸브(21)를 통과하며 팽창될 수 있고, 실외 열교환기(16)를 통과하며 증발될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환될 수 있다.

실외 열교환기(16)에서 증발된 냉매는 실외 절환채널(25)으로 유동될 수 있고, 제1사방변(13)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템이 난방 급탕 동시운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 난방 급탕 동시운전을 수행할 수 있다. 난방 급탕 동시운전 시, 급탕 열교환기(20) 및 실내 열교환기(18)에서는 냉매가 응축되고, 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 증발될 수 있다.

난방 급탕 동시운전 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 급탕 열교환기(20) 및 실내 열교환기(18)와 각각 연통되도록 제2사방변(14) 및 제3사방변(15)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실외 열교환기(16)와 연통되도록 제1사방변(13)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시키고, 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 실외 절환채널(25)과 연통시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 실내 절환채널(26)가 연통시키고, 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다.

실외 팽창밸브(21)의 개도는 실외 열교환기(16)의 과열도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과열도는 흡입 온도센서(43)의 측정온도와 실외 열교환기(16)의 증발 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 증발온도는 실외 열교환기(16)가 감당해야 하는 증발부하 및 실외 열교환기(16)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

급탕 팽창밸브(22)의 개도는 급탕 열교환기(20)의 과냉도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과냉도는 급탕 열교환기(20)의 응축온도와 제2급탕 열교환기 온도센서(47)의 측정 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 응축온도는 희망 온수온도 및 급탕 열교환기(20)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과냉도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과냉도는 실내 열교환기(18)의 응축온도와 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 응축 온도는 사용자의 희망 온도 및 실 실내 열교환기(18)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

컨트롤러(40)는 목표 고압을 추종하여 압축기(10)의 운전 주파수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 압력 센서(41)의 측정 압력, 즉 사이클의 고압을 전달 받을 수 있다.

컨트롤러(40)는 목표 저압을 추종하여 실외 팬(17)의 회전수를 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 제1실외 열교환기 온도센서(44)의 측정 온도로부터 사이클의 저압을 산출할 수 있다.

이하, 난방 급탕 동시운전시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제2사방변(14) 및 제3사방변(15)를 각각 통과하여 급탕 절환채널(30) 및 실내 절환채널(26)으로 나뉘어 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제1사방변(13)을 통과하지 못할 수 있다.

급탕 절환채널(30)로 유동된 냉매는 급탕 열교환기(20)를 통과하며 응축될 수 있다. 급수 채널(31)을 통해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은 급탕 열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환되며 가열될 수 있고, 출수 채널(32)로 유동되어 급탕을 수행할 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되고, 급탕 팽창밸브(22)를 통과하며, 실외 연결채널(27)로 유동될 수 있다.

한편, 실내 절환채널(26)로 유동된 냉매는 실내 열교환기(18)를 통과하며 응축될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 실내 열교환기(18)를 통과하는 냉매의 응축 열량에 의해 가열되고 실내로 토출되어 난방을 수행할 수 있다. 이 때, 실내 열교환기(18)에서 응축된 냉매는 실내 연결채널(29)로 유동되고, 실내 팽창밸브(23)를 통과하며, 실외 연결채널(27)로 유동될 수 있다.

급탕 연결채널(28)과 실내 연결채널(29)에서 실외 연결채널(27)로 유동된 각 냉매는 합쳐질 수 있고, 소정의 개도로 개방된 실외 팽창밸브(21)를 통과하며 팽창될 수 있으며, 실외 열교환기(16)를 통과하며 증발될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환할 수 있다.

도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 급탕 단독 운전 시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 급탕 단독운전을 수행할 수 있다. 급탕 단독운전 시, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 응축되고, 실외 열교환기(16)에서는 냉매가 증발될 수 있으며, 실내 열교환기(18)에서는 냉매의 열교환이 이뤄지지 않을 수 있다.

급탕 단독운전 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 급탕 열교환기(20)와 연통되도록 제2사방변(14)을 절환하고, 흡입채널(12)이 실외 열교환기(16)와 연통되도록 제1사방변(13)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시키고, 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 실외 절환채널(25)과 연통시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)를 소정의 개도로 개방하고, 급탕 팽창밸브(22)를 최대 개도로 개방하고, 실내 팽창밸브(23)를 폐쇄할 수 있다.

이하, 급탕 단독 운전시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제2사방변(14)을 통과하여 급탕 절환채널(30)로 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제1사방변(13) 및 제3사방변(15)를 통과하지 못할 수 있다.

급탕 절환채널(30)로 유동된 냉매는 급탕 열교환기(20)를 통과하며 응축될 수 있다. 급수 채널(31)을 통해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은 급탕 열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환되며 가열될 수 있고, 출수 채널(32)로 유동되어 급탕을 수행할 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 급탕 연결채널(28)로 유동되고, 급탕 팽창밸브(22)를 통과하며, 실외 연결채널(27)로 유동될 수 있다. 이 때, 실내 팽창밸브(23)는 폐쇄된 상태이므로 급탕 연결채널(28)의 냉매는 실내 연결채널(29)로 유동되지 않을 수 있다.

실외 연결채널(27)로 유동된 냉매는 소정의 개도로 개방된 실외 팽창밸브(21)를 통과하며 팽창될 수 있으며, 실외 열교환기(16)를 통과하며 증발될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 난방 냉수제공 동시운전 시 냉수제공 과부하인 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 급탕 열교환기(20)에서 물을 냉각시키는 냉수 운전을 수행할 수 있다.

냉수 운전 시, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 증발될 수 있고, 실내 열교환기(18)와 실외 열교환기(16) 중 적어도 하나에서는 냉매가 응축될 수 있다.

급탕 열교환기(20)에서 물을 냉각시키는 냉수 운전 시, 컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18) 중 적어도 하나와 연통되도록 제1사방변(13) 및 제3사방변(15) 중 적어도 하나를 절환하고, 흡입채널(12)이 급탕 열교환기(20)와 연통되도록 상기 제2사방변(14)을 절환시킬 수 있다.

이하에서는, 난방 냉수 제공 운전 시 냉수 부하가 난방 부하에 비하여 큰 경우를 예로 들어 설명한다.

이 경우, 급탕 열교환기(20)의 냉수 부하(증발 부하)를 감당하기 위해 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18) 각각에 응축 부하가 요구될 수 있다. 따라서, 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18) 각각에서는 냉매가 응축되고, 급탕 열교환기(20)에서는 냉매가 증발될 수 있다.

컨트롤러(40)는 토출채널(11)이 실외 열교환기(16) 및 실내 열교환기(18)와 각각 연통되도록 제1사방변(13) 및 제3사방변(15)을 절환하고, 흡입채널(12)이 급탕 열교환기(20)와 연통되도록 제2사방변(14)을 절환할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1사방변(13)은 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(11)을 실외 절환채널(25)과 연통시키고, 제1사방변(13)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 제2사방변(14)은 제2사방변(14)에 연결된 토출채널(11)을 폐쇄시키고, 제2사방변(14)에 연결된 흡입채널(12)을 급탕 절환채널(30)과 연통시킬 수 있다. 제3사방변(15)은 제3사방변(15)에 연결된 토출채널(11)을 실내 절환채널(26)과 연통시키고, 제3사방변(15)에 연결된 흡입채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21), 급탕 팽창밸브(22) 및 실내 팽창밸브(23)를 각각 소정의 개도로 개방할 수 있다.

실외 팽창밸브(21)의 개도는 실외 열교환기(16)의 과냉도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과냉도는 실외 열교환기(16)의 응축 온도와 제1실외 열교환기 온도센서(44)의 측정 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 응축온도는 실외 열교환기(16)가 감당해야 하는 응축 부하 및 실외 열교환기(16)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

급탕 팽창밸브(22)의 개도는 급탕 열교환기(20)의 과열도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과열도는 제1급탕 열교환기 온도 센서의 측정 온도와 급탕 열교환기(20)의 증발 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 증발온도는 희망하는 냉수의 온도 및 급탕 열교환기(20)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

실내 팽창밸브(23)의 개도는 실내 열교환기(18)의 과냉도에 의해 결정될 수 있으며, 상기 과냉도는 실내 열교환기(18)의 응축 온도와 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정 온도의 차이에 대응될 수 있다. 상기 응축온도는 실내 열교환기(18)가 감당해야 하는 응축 부하 및 실내 열교환기(18)의 용량 등에 따라 달라질 수 있다.

이하, 난방 냉수 제공 운전 시 운전시 공기 조화 사이클의 작용에 대해 설명한다.

압축기(10)에서 압축되어 토출채널(11)로 토출된 냉매는 제1사방변(13) 및 제3사방변(15)를 각각 통과하여 실외 절환채널(25) 및 실내 절환채널(26)으로 나뉘어 유동될 수 있다. 이 때, 토출채널(11)의 냉매는 제2사방변(14)를 통과하지 못할 수 있다.

실외 절환채널(25)로 유동된 냉매는 실외 열교환기(16)를 통과하며 응축될 수 있다. 실외 팬(17)에 의해 송풍된 공기는 실외 열교환기(16)를 통과하는 냉매와 열교환 될 수 있다. 이 때, 실외 열교환기(16)에서 응축된 냉매는 실외 연결채널(27)로 유동되고, 실외 팽창밸브(21)를 통과하며, 급탕 연결채널(28)로 유동될 수 있다.

한편, 실내 절환채널(26)로 유동된 냉매는 실내 열교환기(18)를 통과하며 응축될 수 있다. 실내 팬(19)에 의해 송풍된 공기는 실내 열교환기(18)를 통과하는 냉매의 응축 열량에 의해 가열되고 실내로 토출되어 난방을 수행할 수 있다. 이 때, 실내 열교환기(18)에서 응축된 냉매는 실내 연결채널(29)로 유동되고, 실내 팽창밸브(23)를 통과하며, 급탕 연결채널(28)로 유동될 수 있다.

실외 연결채널(27)과 실내 연결채널(29)에서 급탕 연결채널(28)로 유동된 각 냉매는 합쳐질 수 있고, 소정의 개도로 개방된 급탕 팽창밸브(22)를 통과하며 팽창될 수 있으며, 급탕 열교환기(20)를 통과하며 증발될 수 있다. 급수 채널(31)을 통해 급탕 열교환기(20)로 안내된 물은 급탕 열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환되며 냉각될 수 있고, 출수 채널(32)로 유동되어 냉수를 제공할 수 있다. 급탕 열교환기(20)에서 증발된 냉매는 급탕 절환채널(30)로 유동되고, 제2사방변(14)을 통과하여 흡입 채널(12)로 유동될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 냉방 급탕 동시 운전 시의 제어 방법에 대해 보다 자세히 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전이 개시된 경우 초기 모드 결정단계의 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 냉방 급탕 동시 운전을 개시할 수 있고, 초기 모드를 결정할 수 있다. 상기 초기 모드는 앞서 설명한 기본 모드(S100), 냉방 과부하 모드(S200) 및 급탕 과부하 모드(S300) 중 어느 하나일 수 있다.

컨트롤러(40)는 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 제2사방변(14)을 절환하여 급탕 열교환기(20)를 토출 채널(11)과 연통시키고, 제3사방변(15)을 절환하여 실내 열교환기(18)를 흡입 채널(12)과 연통시킬 수 있다. 또한, 컨트롤러(40)는 제1실내 열교환기 온도센서(49)의 측정온도를 추종하여 사이클의 저압을 산출할 수 있으며, 냉방 급탕 동시 운전 시 냉매의 유동 방향을 참조하면 제1실내 열교환기 온도센서(49)는 실내 열교환기 입구 온도센서로 명명될 수 있다. 또한, 컨트롤러(40)는 압력센서(41)의 측정 압력을 전달받아 사이클의 고압을 산출할 수 있다.

상기 제어는 기본 모드(S100), 냉방 과부하 모드(S200) 및 급탕 과부하 모드(S300)에서 동일하게 적용될 수 있다.

컨트롤러(40)는 냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 급탕 열교환기(20)에 배치된 써미스터(48)의 측정 온도를 전달 받아 급탕 열교환기(20)의 급탕 부하를 산출할 수 있다. 또한, 컨트롤러(40)는 실내 열교환기(18)의 증발 열량(증발 부하)을 산출할 수 있으며, 상기 증발 열량은 사용자의 희망온도 및 실내 열교환기(18)의 용량등에 따라 달라질 수 있다. 컨트롤러(40)는 실내 열교환기 온도센서(49)(50)에서 측정된 온도를 전달받아 증발 열량을 산출할 수 있다.

공기 조화 시스템은, 써미스터(48)에서 측정된 급탕 열교환기(20)의 온도 및 실내 열교환기(18)의 증발 열량을 기준으로 초기 모드가 결정될 수 있다. 급탕 열교환기(20)의 온도가 낮으면 급탕 열교환기에서 냉매가 응축되는데 필요한 응축 열량이 많아지므로 급탕 부하가 커질 수 있다.

좀 더 상세히, 냉방 급탕 동시 운전 모드가 개시되면 컨트롤러(40)는 써미스터(48)에서 측정된 급탕 열교환기(20)의 온도가 기 설정된 제1기준온도(HT) 및 제2기준온도(LT)의 사이에 있는지 판단할 수 있다.

제1기준온도(HT)는 제2기준온도(LT)보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제1기준온도(HT)는 40℃이고, 제2기준온도(LT)는 25℃일 수 있다.

컨트롤러(40)는 써미스터(48)에서 측정된 급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)보다 높은지 판단할 수 있다(S10).

급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)보다 높으면, 컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200)로 공기 조화 시스템을 제어할 수 있다. 이는, 급탕 열교환기(20)의 온도가 높은 온도에 도달하면 고압 제한 부근까지 응축 압력이 상승하므로 고압을 제한하여 운전 신뢰성을 확보하기 위함일 수 있다.

급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT) 이하이면, 컨트롤러(40)는 써미스터(48)에서 측정된 급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT) 이상인지 판단할 수 있다(S20).

급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT) 이상이면, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100)로 공기 조화 시스템을 제어할 수 있다. 이는, 고압 제한까지 여유가 있어 냉방 운전에 따른 응축 폐열을 모두 급탕 운전으로 회수하더라도 사이클의 신뢰성 확보가 가능한 운전 구간이기 때문으로, 이때 운전 효율이 최대일 수 있다.

급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)보다 낮으면, 컨트롤러(40)는 실내 열교환기(18)의 증발 열량이 기설정된 설정 증발열량(Q)보다 큰 지 판단할 수 있다(S30). 예를 들어, 설정 증발 열량(Q)은 20kBtu 일수 있다.

실내 열교환기(18)의 증발 열량이 설정 증발열량(Q)보다 크면 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100)로 공기 조화 시스템을 제어할 수 있다.

실내 열교환기(18)의 증발 열량이 설정 증발열량(Q) 이하이면 컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300)로 공기 조화 시스템을 제어할 수 있다. 이는, 급탕 열교환기(20)의 온도가 낮아 급탕 부하가 클 때 냉방 부하가 적으면 적은 냉매 유량으로 급탕 능력의 저하 문제가 발생될 우려가 있으므로, 실외 열교환기(16)에서 증발 열량을 공급하여 급탕 능력을 증가시키기 위함일 수 있다.

결론적으로, 급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)와 제2기준온도(LT) 사이이거나, 급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT)보다 낮더라도 실내 열교환기(18)의 증발 열량이 설정 증발열량(Q)을 초과하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)로 제어할 수 있다. 또한, 급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)보다 높으면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 냉방 과부하 모드(S200)로 제어할 수 있다. 또한, 급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT)보다 낮음과 동시에 실내 열교환기(18)의 증발 열량이 설정 증발열량(Q) 이하이면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 급탕 과부하 모드(S300)로 제어할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.

이하, 도 13을 도 5와 함께 참조하여, 공기 조화 시스템이 기본 모드(S100)에 따라 냉방 급탕 동시 운전하는 경우의 제어 방법에 대해 자세히 설명한다.

컨트롤러(40)는 기본 모드(S100)에 따른 냉방 급탕 동시운전의 제어를 개시할 수 있다(S101).

컨트롤러(40)는 압축기(10)의 운전 주파수를 냉각 사이클의 저압이 목표 저압(LP)에 가까워지도록 제어할 수 있으며, 상기 목표 저압(LP)은 실내 열교환기(18)에서 요구되는 증발 열량에 따라 달라질 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)의 회전수를 압축기(10)의 회전수를 제어하는 인버터의 히트싱크 온도에 따라 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 히트싱크 온도센서(52)의 측정 온도를 전달받아 히트 싱크의 온도를 감지할 수 있다. 이에 대해서는 이후 자세히 설명한다.

또한, 컨트롤러(40)는 제1사방변(13)을 절환하여 제1사방변(13)에 연결된 토출채널(12)을 폐쇄시킬 수 있다. 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)를 폐쇄시킬 수 있고, 급탕 팽창밸브(22)를 최대 개도로 개방시킬 수 있으며, 실내 팽창밸브(23)의 개도를 실내 열교환기(18)의 과열도에 따라 제어할 수 있다(S102). 팽창밸브를 과열도 또는 과냉도에 따라 제어하는 방법 자체는 주지 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 중 냉방 과부하 모드(S200)로의 절환 조건을 판단할 수 있다.

좀 더 상세히, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 시 사이클의 저압이 목표 저압(LP)에서 버퍼 압력(BP)을 더한 압력(LP+BP)보다 높은 상태로 설정 시간(ST) 동안 지속되는 제1조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S103). 예를 들어, 버퍼 압력(BP)은 50kPa 일 수 있고, 설정 시간(ST)는 10분일 수 있다.

상기 제1조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 냉방 과부하 모드(S200)로 모드 절환할 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 시 써미스터(48)에서 측정되는 급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)에 버퍼 온도(BT)를 더한 온도(HT+BT)보다 높은 제2조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S104). 예를 들어, 버퍼 온도(BT)은 2℃ 일 수 있다.

상기 제2조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 냉방 과부하 모드(S200)로 모드 절환할 수 있다.

결론적으로, 기본 모드(S100) 상태에서 상기 제1조건 또는 제2조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 냉방 과부하 모드(S200)로 모드 절환할 수 있다.

기본 모드(S100) 상태에서 상기 제1조건 및 제2조건을 둘 다 만족하지 못하면, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 중 난방 과부하 모드(S300)로의 절환 조건을 판단할 수 있다. 즉, 냉방 과부하 상태를 급탕 과부하 상태보다 우선적으로 고려하며 이는 사용자가 급탕보다는 냉방의 영향을 더욱 직접적이고 우선적으로 느끼게 되기 때문이며, 이러한 제어에 의해 사용자의 만족도가 향상될 수 있다.

좀 더 상세히, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 시 사이클의 저압이 목표 저압(LP)에서 버퍼 압력(BP)을 뺀 압력(LP-BP)보다 높은 상태로 설정 시간(ST) 동안 지속되는 제3조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S105).

상기 제3조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 급탕 과부하 모드(S300)로 모드 절환할 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100) 시 써미스터(48)에서 측정되는 급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT)에서 버퍼 온도(BT)를 뺀 온도(LT-BT)보다 낮은 제4조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S106).

상기 제4조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 급탕 과부하 모드(S300)로 모드 절환할 수 있다.

결론적으로, 기본 모드(S100) 상태에서 상기 제3조건 또는 제4조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 기본 모드(S100)에서 급탕 과부하 모드(S300)로 모드 절환할 수 있다.

기본 모드(S100) 상태에서 상기 제1조건 내지 제4조건을 모두 만족하지 못하면, 컨트롤러(40)는 기본 모드(S100)로 유지하며 공기조화 시스템을 냉방 급탕 동시 운전할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 냉방 과부하 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.

이하, 도 14를 도 7과 함께 참조하여 공기 조화 시스템이 냉방 과부하 모드(S200)에 따라 냉방 급탕 동시 운전하는 경우의 제어 방법에 대해 자세히 설명한다.

컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200)에 따른 냉방 급탕 동시운전의 제어를 개시할 수 있다(S201).

또한, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)의 회전수를 냉각 사이클의 고압이 목표 고압에 가까워지도록 제어할 수 있으며, 상기 목표 고압은 급탕 열교환기(20)에서 요구되는 응축 열량에 따라 달라질 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 제1사방변(13)을 절환하여 실외 열교환기(16)를 토출채널(11)과 연통시킬 수 있고, 실외 팽창밸브(21)를 개방시킬 수 있다. 컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)의 개도를 실외 열교환기(16)의 과냉도에 따라 제어할 수 있고, 급탕 팽창밸브(22)의 개도를 급탕 열교환기(20)의 과냉도에 따라 제어할 수 있으며, 실내 팽창밸브(23)의 개도를 실내 열교환기(18)의 과열도에 따라 제어할 수 있다(S202).

컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200) 중 기본 모드(S100)로의 절환 조건을 판단할 수 있다.

좀 더 상세히, 컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200) 시 사이클의 저압이 목표 저압(LP)에서 버퍼 압력(BP)을 뺀 압력(LP-BP)보다 높은 상태로 설정 시간(ST) 동안 지속되는 제5조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S203).

상기 제5조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 냉방 과부하 모드(S200)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200) 시 써미스터(48)에서 측정되는 급탕 열교환기(20)의 온도가 제1기준온도(HT)에 버퍼 온도(BT)를 뺀 온도(HT-BT)보다 낮은 제6조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S204).

상기 제6조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 냉방 과부하 모드(S200)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

결론적으로, 냉방 과부하 모드(S200) 상태에서 상기 제5조건 또는 제6조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 냉방 과부하 모드(S200)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

냉방 과부하 모드(S200) 상태에서 상기 제5조건 내지 제6조건을 모두 만족하지 못하면, 컨트롤러(40)는 냉방 과부하 모드(S200)로 유지하며 공기조화 시스템을 냉방 급탕 동시 운전할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시의 제어 순서가 도시된 순서도이다.

이하, 도 15를 도 6과 함께 참조하여 공기 조화 시스템이 급탕 과부하 모드(S300)에 따라 냉방 급탕 동시 운전하는 경우의 제어 방법에 대해 자세히 설명한다.

컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300)에 따른 냉방 급탕 동시운전의 제어를 개시할 수 있다(S301).

또한, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)의 회전수를 외기 온도에 따라 제어할 수 있다. 이에 대해서는 이후 자세히 설명한다.

또한, 컨트롤러(40)는 제1사방변(13)을 절환하여 실외 열교환기(16)를 흡입채널(12)과 연통시킬 수 있다.

컨트롤러(40)는 실외 팽창밸브(21)의 개도를 실외 열교환기(16)의 과열도에 따라 제어할 수 있고, 급탕 팽창밸브(22)의 개도를 급탕 열교환기(20)의 과냉도에 따라 제어할 수 있으며, 실내 팽창밸브(23)의 개도를 실내 열교환기(18)의 과열도에 따라 제어할 수 있다(S302).

컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300) 중 기본 모드(S100)로의 절환 조건을 판단할 수 있다.

좀 더 상세히, 컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300) 시 사이클의 저압이 목표 저압(LP)에 버퍼 압력(BP)을 더한 압력(LP+BP)보다 높은 상태로 설정 시간(ST) 동안 지속되는 제7조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S303).

상기 제7조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 급탕 과부하 모드(S300)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

또한, 컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300) 시 써미스터(48)에서 측정되는 급탕 열교환기(20)의 온도가 제2기준온도(LT)에 버퍼 온도(BT)를 더한 온도(LT+BT)보다 낮은 제8조건을 만족하는지 판단할 수 있다(S304).

상기 제8조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 급탕 과부하 모드(S300)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

결론적으로, 급탕 과부하 모드(S300) 상태에서 상기 제7조건 또는 제8조건을 만족하면, 컨트롤러(40)는 공기조화 시스템을 급탕 과부하 모드(S300)에서 기본 모드(S100)로 모드 절환할 수 있다.

급탕 과부하 모드(S300) 상태에서 상기 제7조건 내지 제8조건을 모두 만족하지 못하면, 컨트롤러(40)는 급탕 과부하 모드(S300)로 유지하며 공기조화 시스템을 냉방 급탕 동시 운전할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 기본 모드 시, 인버터 히트싱크의 온도범위가 개시된 도면이다.

실외팬(17)은 실외 열교환기(16) 및 상기 히트싱크를 향하도록 배치될 수 있다.

기본 모드(S100)에 따른 냉방 급탕 운전 시, 실외 열교환기(16)에서는 냉매의 열교환이 일어나지 않을 수 있다. 다만, 실외팬(17)은 실외 열교환기(16) 뿐 아니라 압축기(10)의 운전 주파수를 조정하는 인버터에 장착된 히트 싱크를 냉각시키는 역할을 겸하므로, 실외팬(17)이 운전하지 않으면 인버터의 히트싱크가 과열되어 신뢰성 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 기본 모드(S100) 시에는 히트싱크의 온도를 베이스로 하여 실외팬(17)의 회전수가 제어될 수 있다.

컨트롤러(40)는 히트싱크 온도센서(52)에 의해 측정된 히트 싱크의 온도를 전달 받을 수 있다.

컨트롤러(40)는, 실외팬(17)이 정상 회전수(fn)로 작동하는 상태에서 히트싱크의 온도가 기설정된 상승기준온도(R1)보다 높아지면, 실외팬(17)의 회전수를 정상 회전수(fn)보다 높은 비상 회전수(fe)로 제어할 수 있다. 컨트롤러(40)는 실외팬(17)이 과열 회전수(fe)로 작동하는 상태에서 히트싱크의 온도가 상승기준온도(R1)보다 낮은 하강기준온도(R2)보다 낮아지면, 실외팬(17)의 회전수를 정상 회전수(fn)로 제어할 수 있다.

이하, 좀 더 자세히 설명한다.

히트 싱크의 온도는 가변될 수 있고, 이러한 히트 싱크의 온도범위(이하, '온도범위'라 칭함)은 다수의 온도범위로 구분될 수 있다. 이러한 다수의 온도범위는 최상위 온도범위(F)와, 최하위 온도범위(A)와, 최상위 온도범위(F)와 최하위 온도범위(A) 사이의 적어도 하나의 중간 온도범위(B)(C)(D)(E)를 포함할 수 있다. 다수의 온도범위는 필요에 따라 더욱 세분화 되거나 또는 통합될 수 있다.

히트싱크 온도센서(52)의 측정 온도가 최하위 온도범위(A) 이내인 경우, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)의 회전수를 정상 회전수(fn)로 제어할 수 있다. 일례로, 인버터의 히트싱크의 온도가 특정 온도(예를 들어, 65℃)가 유지되도록 정상 회전수(fn)는 가변 제어될 수 있다.

히트싱크 온도센서(52)의 측정 온도가 중간 온도범위(B)(C)(D)(E) 이내인 경우, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)의 회전수를 정상 회전수(fn)보다 높은 비상 회전수(fe)로 제어할 수 있다.

과열 회전수(fe)는 각 중간 온도범위(B)(C)(D)(E)마다 다르게 설정될 수 있다. 일례로 더 상측에 위치한 온도 범위일수록 해당 온도 범위에서의 과열 회전수(fe)가 더 높을 수 있다.

히트싱크 온도센서(52)의 측정 온도가 최상위 온도범위(F) 이내인 경우, 컨트롤러(40)는 실외팬(17)은 물론, 압축기(10)를 포함한 공기조화 시스템의 작동을 중지시킬 수 있다. 이는 인버터의 과열로 인한 고장을 방지하기 위함이다.

이하, 다수의 온도범위(A)(B)(C)(D)(E)(F)에 대해 설명한다.

최하위 온도범위(A) 및 중간 온도범위(B)(C)(D)(E)는 각각은 서로 상이한 진입온도와 해제온도를 갖을 수 있다. 어느 하나의 온도범위에 대한 진입 온도는 해제 온도보다 높을 수 있다. 반면, 최상위 온도범위(F)는 동일한 진입온도와 해제온도를 갖을 수 있다.

상기 진입 온도는 상승 기준온도로 명명될 수 있고, 상기 해제 온도는 하강 기준온도로 명명될 수 있다.

컨트롤러(40)는 히트싱크 온도센서(52)에서 감지된 온도로 현재 히트싱크의 온도가 어느 온도범위(A)(B)(C)(D)(E)(F)인지를 판단할 수 있다.

본 실시예는 이러한 다수의 온도범위를 구분하기 위한 다수의 상승 기준온도(R1, R3, R5, R7) 및 하강 기준온도(R2, R4, R6, R8)를 포함할 수 있고, 최대 기준온도(R9)를 더 포함할 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해, 다수의 온도범위는 총 6개 범위를 갖는 것으로 설명하나, 그 개수에 한정되지 한정되지 않음은 물론이다. 다수의 온도범위는 최하위 온도범위(A)를 제1온도범위로 설명하고, 최상위 온도범위(F)를 제6온도범위로 설명하며, 최하위 온도범위(A)와 최상위 온도범위(F) 사이에 총 4개의 온도범위(B)(C)(D)(E)가 있는 것으로 설명한다.

이하, 상기와 같은 다수의 온도범위를 구분하기 위한 다수의 상승 기준온도(R1, R3, R5, R7) 및 하강 기준온도(R2, R4, R6, R8)에 대해 설명하면 다음과 같다.

다수의 상승 기준온도(R1, R3, R5, R7)는, 상승 중인 히트싱크 온도(R)가 제1온도범위(A)를 벗어나 제1온도범위(A) 보다 한단계 더 높은 제2온도범위(B)로 진입하는 제1상승 기준온도(R1)와, 상승 중인 히트싱크 온도(R)가 제2온도범위(B)를 벗어나 제2온도범위(B) 보다 한단계 더 높은 제3온도범위(C)로 진입하는 제2상승 기준온도(R3)와, 상승 중인 히트싱크 온도(R)가 제3온도범위(C)를 벗어나 제3온도범위(C) 보다 한단계 더 높은 제4온도범위(D)로 진입하는 제3상승 기준온도(R5)와, 상승 중인 히트싱크 온도(R)가 제4온도범위(D)를 벗어나 제4온도범위(D) 보다 한단계 더 높은 제5온도범위(E)로 진입하는 제4상승 기준온도(R7)를 포함할 수 있다.

다수의 하강 기준온도(R2, R4, R6, R8)는, 하강 중인 히트싱크 온도(R)가 제2온도범위(B)를 벗어나 제2온도범위(B) 보다 한단계 더 낮은 제1온도범위(A)로 진입하는 제1하강 기준온도(R2)와, 하강 중인 히트싱크 온도(R)가 제3온도범위(C)를 벗어나 제3온도범위(C) 보다 한단계 더 낮은 제2온도범위(B)로 진입하는 제2하강 기준온도(R4)와, 하강 중인 히트싱크 온도(R)가 제4온도범위(D)를 벗어나 제4온도범위(D) 보다 한단계 더 낮은 제3온도범위(C)로 진입하는 제3하강 기준온도(R6)와, 하강 중인 히트싱크 온도(R)가 제5온도범위(E)를 벗어나 제5온도범위(E) 보다 한단계 더 낮은 제4온도범위(D)로 진입하는 제4하강 기준온도(R8)를 포함할 수 있다.

제1상승 기준온도(R1)는 제1하강 기준온도(R2)와 제2하강 기준온도(R4)의 사이일 수 있고, 제2상승 기준온도(R3)는 제2하강 기준온도(R4)와 제3하강 기준온도(R6)의 사이일 수 있고, 제3상승 기준온도(R5)는 제3하강 기준온도(R6)와 제4하강 기준온도(R8)의 사이일 수 있고, 제4상승 기준온도(R7)는 제4하강 기준온도(R8)와 최대 기준온도(R9)의 사이일 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화 시스템의 냉방 급탕 동시운전 급탕 과부하 모드 시, 외기 온도에 따른 실외 팬의 회전수가 도시된 그래프이다.

급탕 과부하 모드(S300)에 따른 냉방 급탕 동시 운전 시, 실외팬(17)은 외기 온도센서(51)에서 측정된 외기의 온도에 따라 제어될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실외팬(17)은 사이클의 저압에 따라 제어되거나 실외 열교환기(16)의 과열도에 따라 제어되는 것도 가능함은 물론이다.

급탕 과부하 모드(S300)에 따른 냉방 급탕 동시 운전 시, 컨트롤러(40)는 외기 온도센서(51)의 측정온도가 설정 외기 온도 범위 이내이면 외기 온도센서(51)의 측정온도가 높아질수록 실외팬(17)의 회전수를 감소시킬 수 있고, 외기 온도센서(51)의 측정온도가 설정 외기 온도 범위를 벗어나면 실외팬(17)의 회전수를 일정하게 유지할 수 있다.

좀 더 상세히, 컨트롤러(40)는 외기 온도가 기설정된 제1외기온도(OT1)와 제2외기온도(OT2)의 사이이면, 외기 온도가 높아질수록 실외팬(17)의 회전수를 일정 비율로 감소시킬 수 있다. 이는 외기 온도가 높아지면 실외 열교환기(16)에서 냉매의 증발이 활발해지므로, 실외팬(17)의 회전수가 낮아지더라도 충분한 증발 열량을 확보할 수 있기 때문일 수 있다. 제1외기온도(OT1)는 제2외기온도(OT2)보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 제1외기온도(OT1)는 0℃일 수 있고, 제2외기온도(OT2)는 30℃일 수 있다.

컨트롤러(40)는 외기 온도가 제2외기온도(OT2) 이상이면 실외팬(17)의 회전수를 제1회전수(f1)으로 제어할 수 있고, 외기 온도가 제1외기온도(OT1) 이하이면 실외팬(17)의 회전수를 제2회전수(f2)으로 제어할 수 있다. 제2회전수(f2)는 제1회전수(f1)보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제1회전수(f1)는 200rpm일 수 있고, 제2회전수(f2)는 850rpm일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 압축기 11: 흡입채널
12: 토출채널 13: 제1사방변
14: 제2사방변 15: 제3사방변
16: 실외 열교환기 17: 실외팬
18: 실내 열교환기 19: 실내팬
20: 급탕 열교환기 21: 실외 팽창밸브
22: 급탕 팽창밸브 23: 실내 팽창밸브
25: 실외 절환채널 26: 실내 절환채널
27: 실외 연결채널 28: 급탕 연결채널
29: 실내 연결채널 30: 급탕 절환채널
31: 급수 채널 32: 출수 채널

Claims

흡입채널 및 토출채널에 연결된 압축기;
냉방 급탕 동시 운전시, 실외 열교환기를 상기 흡입채널 또는 상기 토출채널과 선택적으로 연통시키는 제1사방변;
냉방 급탕 동시 운전시, 상기 실외 열교환기와 연통된 급탕 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키는 제2사방변;
냉방 급탕 동시 운전시, 상기 실외 열교환기와 연통된 적어도 하나의 실내 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키는 제3사방변;
상기 실외 열교환기에 연결되는 실외 연결채널에 설치된 실외 팽창밸브;
상기 급탕 열교환기에 배치된 써미스터; 및
냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 제1기준온도와 상기 제1기준온도보다 낮은 제2기준온도 사이이면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 기본 모드로 진입하는 컨트롤러를 포함하는 공기조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도보다 낮고 상기 실내 열교환기의 증발 열량이 기설정된 설정 증발열량보다 높으면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 기본 모드로 진입하는 공기 조화 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시, 상기 급탕 팽창밸브를 최대 개도로 개방시키는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어하는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기의 운전주파수를 제어하는 인버터를 냉각시키는 히트싱크; 및
상기 실외열교환기 및 상기 히트싱크를 향하도록 배치된 실외팬을 더 포함하는 공기 조화 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시 실외팬의 회전수를 상기 히트싱크의 온도에 따라 제어하고,
상기 실외팬이 정상 회전수로 작동하는 상태에서 상기 히트싱크의 온도가 기설정된 상승기준온도보다 높아지면, 상기 실외팬의 회전수를 상기 정상 회전수보다 높은 비상 회전수로 제어하는 공기 조화 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 실외팬이 상기 과열 회전수로 작동하는 상태에서 상기 히트싱크의 온도가 상기 상승기준온도보다 낮은 하강기준온도보다 낮아지면, 상기 실외팬의 회전수를 상기 정상 회전수로 제어하는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도보다 높으면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키는 냉방 과부하 모드로 진입하는 공기 조화 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브; 및
상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 실외 열교환기의 과냉도에 따라 상기 실외 팽창밸브의 개도를 제어하고, 상기 급탕 열교환기의 과냉도에 따라 상기 급탕 팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어하는 공기 조화 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고,
상기 저압이 목표 저압에서 기설정된 버퍼 압력을 뺀 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 공기 조화 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 냉방 과부하 모드로 운전 시, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 뺀 온도보다 낮으면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
냉방 급탕 동시 운전이 개시된 경우 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도보다 낮고 상기 실내 열교환기의 증발 열량이 기설정된 설정 증발열량 이하이면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 흡입채널과 연통시키는 급탕 과부하 모드로 진입하는 공기 조화 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 실외 연결채널과 상기 급탕 열교환기를 연결하는 급탕 연결채널에 설치된 급탕 팽창밸브; 및
상기 실외 연결채널과 상기 적어도 하나의 실내 열교환기를 각각 연결하는 실내 연결채널에 각각 설치된 적어도 하나의 실내 팽창밸브를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 실외 열교환기의 과열도에 따라 상기 실외 팽창밸브의 개도를 제어하고, 상기 급탕 열교환기의 과냉도에 따라 상기 급탕 팽창밸브의 개도를 제어하며, 상기 실내 열교환기의 과열도에 따라 상기 실내 팽창밸브의 개도를 제어하는 공기 조화 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 실외열교환기를 향하도록 배치된 실외팬; 및
외기의 온도를 측정하는 외기 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 외기 온도센서의 측정온도가 설정 외기 온도 범위 이내이면 상기 외기 온도센서의 측정온도가 높아질수록 상기 실외팬의 회전수를 감소시키는 공기 조화 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 급탕 과부하 모드로 운전 시, 상기 외기 온도센서의 측정온도가 상기 설정 외기 온도 범위를 벗어나면 상기 실외팬의 회전수를 일정하게 유지하는 공기 조화 시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 급탕 과부하 모드로 운전 시 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고,
상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 더한 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 공기 조화 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 급탕 과부하 모드로 운전 시 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 더한 온도보다 높으면, 상기 실외 팽창밸브를 폐쇄하는 공기 조화 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 실내 열교환기의 입구측에 배치된 실내 열교환기입구 온도센서를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시 상기 실내 열교환기입구 온도센서의 측정 온도로부터 냉각 사이클의 저압을 산출하고,
상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 더한 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되는 제1조건을 만족하거나, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제1기준온도에 기설정된 버퍼 온도를 더한 온도보다 높은 제2조건을 만족하면, 상기 제1사방변을 절환하여 상기 실외 열교환기를 상기 토출채널과 연통시키고 상기 실외 팽창밸브를 개방하는 공기 조화 시스템.
제 19 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 기본 모드로 운전 시에 상기 제1조건 및 제2조건이 불만족된 경우, 상기 저압이 목표 저압에 기설정된 버퍼 압력을 뺀 압력보다 높은 상태로 설정 시간동안 지속되는 제3조건을 만족하거나, 상기 써미스터의 측정 온도가 상기 제2기준온도에서 기설정된 버퍼 온도를 뺀 온도보다 낮은 제4조건을 만족하면 상기 실외 팽창밸브를 개방하는 공기 조화 시스템.