KR20190087200A - 모듈형 하이브리드 실외기 장치 - Google Patents

모듈형 하이브리드 실외기 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모듈형 하이브리드 실외기 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치는, 복수의 실외기 모듈들을 구비하고, 냉방 용량에 따라 상기 복수의 실외기 모듈들 중 적어도 하나의 실외기 모듈이 선택되도록 구성되되, 상기 복수의 실외기 모듈들 각각은, 냉매가 실내기 측으로 유출되는 메인 유출배관과; 실내기 측으로부터 냉매가 유입되는 메인 유입배관과; 실외 열교환기와; 실외 송풍기와; 상기 메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 실외 열교환기를 거쳐 상기 메인유출배관으로 합류하도록 구성된 모듈 순환배관을 구비한다.

Description

모듈형 하이브리드 실외기 장치{MODULE TYPE HYBRID OUTDOOR UNIT FOR AIR CONDITIONING APPARATUS}
본 발명은 모듈형 하이브리드 실외기 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 모듈들을 구비하여, 필요에 따라 동작되는 모듈을 선택하여 제어할 수 있는 모듈형 하이브리드 실외기 장치에 관한 것이다.
일반적인 냉방장치(Air Conditioner)는 냉매가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하는 것이다.
이러한 통상적인 냉방장치는 압축기에서 고압으로 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 거치면서 외기와의 열교환에 의해 고압의 액체상태의 냉매로 응축된 후에 팽창밸브 또는 모세관 등을 통해 저압의 분무상태 냉매로 변환된다.
그리고, 저압의 분무상태의 냉매는 증발기로 유입되어 내기와의 열교환에 의해 증발된 후에 다시 압축기로 유입되어 상술한 과정의 사이클이 순환되는데, 이 때 증발기에서 발생된 증발열로 냉각된 공기는 송풍팬에 의해 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체로 송풍된다.
즉, 이러한 일반적인 냉방장치는 액화 및 증발 등과 같은 상변화가 용이한 냉매를 이용하여 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체를 냉각시킨다.
특히, 통신 기지국 또는 통신차량 등의 경우 그 내부에 다수의 유무선 통신장비들이 설치되는데, 이러한 통신장비들은 잦은 열발생에 의해 접촉불량 및 기기고장 등과 같은 각종 오동작을 유발할 수 있으므로 4계절 연중무휴로 냉방시켜야만 작동의 안정성을 확보할 수 있다.
이러한 냉방장치는 설치될 때, 실내공간의 사이즈에 대응하여 대응되는 용량을 가지는 실외기 및 실내기를 설치하는 것이 일반적이다. 그러나, 상황에 따라 실내공간이 설치당시에 비해 커지는 경우가 발생될 수 있고, 사고나 기상변화로 인하여 실내공간의 온도가 짧은 시간에 급격히 높아지는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에는 정해진 용량의 실외기로는 실내공간의 냉방에 어려움이 발생되게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0773959호(2007.10.31.)
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 냉방효율을 높일 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있으며, 빠른 냉방이 가능해 장비 보호 및 실내냉방부하 해소에 기여할 수 있는 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치는, 복수의 실외기 모듈들을 구비하고, 냉방 용량에 따라 상기 복수의 실외기 모듈들 중 적어도 하나의 실외기 모듈이 선택되도록 구성되되, 상기 복수의 실외기 모듈들 각각은, 냉매가 실내기 측으로 유출되는 메인 유출배관과; 실내기 측으로부터 냉매가 유입되는 메인 유입배관과; 실외 열교환기와; 실외 송풍기와; 상기 메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 실외 열교환기를 거쳐 상기 메인유출배관으로 합류하도록 구성된 모듈 순환배관을 구비한다.
상기 메인유입배관은 인접된 실외기 모듈의 메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성하고, 상기 메인유출배관은 인접된 실외기 모듈의 메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성하고, 상기 통합 메인유출배관 및 상기 통합 메인유입배관은 별도의 외부순환배관을 통해 실내기와 연결될 수 있다.
상기 통합 메인유출배관 또는 상기 통합 메인유입배관 상에는 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프가 더 구비될 수 있다.
상기 외부순환배관 상에는 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프가 더 구비될 수 있다.
상기 실내기는, 외기에 의해 냉각된 냉매를 이용하여 실내를 냉방하는 제1냉각유닛과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되어 냉매를 강제적으로 냉각시켜 실내를 냉방하는 적어도 하나의 제2냉각유닛을 구비하며, 상기 외부순환배관을 통해 상기 복수의 실외기 모듈들과 각각 연결될 수 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치는, 기본모듈과 복수의 서브모듈들을 구비하여, 냉방 용량에 따라 상기 기본모듈을 단독동작하도록 하거나 상기 복수의 서브모듈들 중 적어도 하나의 서브모듈을 선택하여 상기 기본모듈과 함께 동작하도록 구성하되, 상기 기본모듈은, 냉매가 실내기 측으로 유출되는 제1메인 유출배관과; 실내기 측으로부터 냉매가 유입되는 제1메인 유입배관과; 제1실외 열교환기와; 제1실외 송풍기와; 상기 제1메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 제1실외 열교환기를 거쳐 상기 제1메인 유출배관으로 합류하도록 구성된 제1모듈 순환배관과; 상기 제1메인유출배관 또는 상기 제1메인유입배관 상에 구비되어 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프를 구비하고, 상기 서브모듈들 각각은, 냉매가 유출되고 상기 제1메인유출배관과 합류하는 제2메인유출배관과; 냉매가 유입되고 제1메인유입배관과 합류하는 제2메인유입배관과; 제2실외 열교환기와; 제2실외 송풍기와; 상기 제2메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 제2실외 열교환기를 거쳐 상기 제2메인 유출배관으로 합류하도록 구성된 제2모듈 순환배관을 구비한다.
상기 제1메인유입배관은 인접된 서브모듈의 제2메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되고 상기 제2메인유입배관은 인접된 제2메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어, 하나의 통합 메인유입배관을 구성하고, 상기 제1메인유출배관은 인접된 서브모듈의 제2메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되고 상기 제2메인유출배관은 인접된 제2메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어, 하나의 통합 메인유출배관을 구성하고, 상기 통합 메인유출배관 및 상기 통합 메인유입배관은 별도의 외부순환배관을 통해 상기 실내기와 연결될 수 있다.
상기 실내기는, 외기에 의해 냉각된 냉매를 이용하여 실내를 냉방하는 제1냉각유닛과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되어 냉매를 강제적으로 냉각시켜 실내를 냉방하는 적어도 하나의 제2냉각유닛을 구비하며, 상기 외부순환배관을 통해 상기 복수의 실외기 모듈들과 각각 연결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 모듈들을 구비하는 실외기 장치를 구비하여 특정 실내공간의 냉방시, 필요에 따라 동작되는 실외기 모듈을 선택하여 제어함에 의해, 냉방효율을 높일 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있으며, 빠른 냉방이 가능해 장비 보호 및 실내냉방부하 해소에 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 포함하는 냉방장치의 개략도이고,
도 2는 도 1의 실외기 모듈 각각의 개략도이고,
도 3은 도 1의 실내기의 개략도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 포함한 냉방장치의 개략도이고,
도 5는 도 4의 기본모듈의 개략도이고,
도 6은 도 4의 서브모듈의 개략도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 포함한 냉방장치의 개략도이고, 도 2는 도 1의 실외기 모듈 각각의 개략도이고, 도 3은 도 1의 실내기의 개략도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치(100)는 복수의 실외기 모듈(150)들을 구비하고, 냉방 용량에 따라 상기 복수의 실외기 모듈(150)들 중 적어도 하나의 실외기 모듈(150)이 선택되어 동작되도록 구성된다.
상기 복수의 실외기 모듈(150)들 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인유출배관(142), 메인유입배관(144), 실외열교환기(120), 실외 송풍기(130) 및 모듈순환배관(110)을 구비한다. 여기서 상기 실외기 장치(100)와 실내기(200) 사이를 순환하는 냉매는 물(water)이나 다른 냉매가 사용되는 것도 가능하다.
상기 메인유출배관(142)은 냉매가 실내기(200) 측으로 유출되기 위해 구비되는 배관이다.
상기 메인유출배관(142)은 인접된 실외기 모듈(150)의 메인유출배관(142)과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성할 수 있다. 예로, 상기 실외기 모듈(150) 중 상기 실내기(200)와 가장 가까운 실외기 모듈(150) 또는 가장 먼 실외기 모듈(150)의 메인 유출배관(142)의 일단은 상기 실내기(200) 측으로 연결되는 외부순환배관(252)과 연결되고 타단은 인접된 실외기 모듈(150)의 메인유출배관(142)의 일단과 연결될 수 있다. 그리고 나머지 실외기 모듈(150)에 구비되는 메인 유출배관(142)의 경우에는 서로 인접된 메인 유출배관(142)과 서로 연결된다. 이외에 다양한 연결방식이 사용될 수 있다.
이런 방식으로 각각의 실외기 모듈(150)에 구비되는 메인 유출배관(142)은 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성하게 된다. 그리고 상기 통합 메인 유출배관은 상기 외부순환배관(252)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 메인 유입배관(144)은 실내기(200) 측으로부터 냉매가 유입되기 위해 구비되는 배관이다.
상기 메인유입배관(144)은 인접된 실외기 모듈(150)의 메인유입배관(144)과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성할 수 있다. 일예로, 상기 실외기 모듈(150) 중 상기 실내기(200)와 가장 가까운 실외기 모듈(150) 또는 가장 먼 실외기 모듈(150)의 메인 유입배관(144)의 일단은 상기 실내기(200) 측으로 연결되는 외부순환배관(254)과 연결되고 타단은 인접된 실외기 모듈(150)의 메인유입배관(144)의 일단과 연결될 수 있다. 그리고 나머지 실외기 모듈(150)에 구비되는 메인유입배관(144)의 경우에는 서로 인접된 메인 유입배관(144)과 서로 연결된다. 이외에 다른 다양한 연결방식도 가능하다.
이런 방식으로 각각의 실외기 모듈(150)에 구비되는 메인 유입배관(144)은 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성하게 된다. 그리고 상기 통합 메인유입배관은 상기 외부순환배관(254)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 외부순환배관(252,254) 상에는 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프(170)가 더 구비될 수 있고, 냉매 보충을 위한 냉매공급탱크(160)가 더 구비될 수 있다. 상기 외부순환배관(252,254)은 상술한 실외기 장치(100)와 실내기(200)를 연결하는 배관으로, 상기 적어도 하나의 순환펌프(170)가 실외기 모듈(150)과는 별도로 구비되는 것이 가능하다.
이와 달리, 상기 적어도 하나의 순환펌프(170)가 상기 통합 메인유출배관 또는 상기 통합 메인유입배관 상에 구비되어, 실외기 장치(100)에는 포함되나 실외기 모듈(150)에는 포함되지 않는 구조를 가질 수도 있다.
상기 실외 열교환기(120) 및 상기 실외송풍기(130)의 구조나 역할 및 서로의 연결구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
상기 실외기(100)를 구성하는 복수의 실외기 모듈(150)들 각각은 외기의 활용을 높여 실외 열교환의 효율을 높이기 위해 상기 실외 열교환기(120) 또는 실외송풍기(130)를 복수로 각각 구비하는 것도 가능하다.
상기 모듈순환배관(110)은 상기 메인 유입배관(144)으로 부터 분기되고 상기 메인유입배관(144)을 통해 유입된 냉매가 상기 실외 열교환기(120)를 거쳐 상기 메인유출배관(142)으로 합류하도록 구성된다. 상기 모듈순환배관(110)의 구조나 역할 및 연결구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
상기 모듈순환배관(110) 상에는 상기 실외기 모듈(150)의 동작을 제한하기 위한 적어도 하나의 개폐밸브(미도시)가 구비될 수 있다.
상술한 실외기 장치(100)에는 포함되지 않지만, 전체적인 냉방장치를 구성하는 상기 실내기(200)에 대해서도 도 3을 통해 간단히 설명하면 다음과 같다.
상기 실내기(200)는 복수로 구비되어 각각은 서로 다른 실내공간에 각각 설치된다. 하나의 실내공간에 하나의 실내기가 설치되는 방식으로 복수의 실내공간에 복수의 실내기(200)들이 설치되게 된다.
상기 복수의 실내기(200)들 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매가 순환되는 내부순환배관(210), 제1냉각유닛(220), 적어도 하나의 제2냉각유닛(230,240), 바이패스 밸브(225)을 구비한다.
상기 내부순환배관(210)은 실내 냉방을 위해 냉매가 순환되는 배관으로 그 연결구조는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
상기 제1냉각유닛(220)은 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 것이다. 예를 들어 겨울철과 같이 외기의 온도가 낮은 경우에 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 것이다. 따라서 외기에 의해 냉각된 냉매가 실내온도보다 높은 온도를 가지는 경우에는 동작하지 않거나, 냉매를 바이패스시켜 외부로 배출하는 구성을 가지게 된다.
상기 제1냉각유닛(220)은 수단(100)은 외기를 이용하여 실내를 냉각하기 위한 것으로, 실내 송풍기(222)와, 상기 순환배관(210) 상에 배치되어 외기에 의해 냉각된 냉매가 실내 공기와 1차적으로 열교환하는 제1실내 열교환기(224)와, 상기 제1실내 열교환기(224)를 거친 냉매가 응축기(234,244)와 2차적으로 열교환하는 제2실내 열교환기(226)와, 외기에 의해 냉각된 냉매를 제1차 실내 열교환기(224)를 거치지 않고 제2 실내열교환기(226)로 순환시키는 바이패스배관(228)과, 상기 순환배관(210) 및 바이패스배관(228)에 각각 설치되는 바이패스밸브(225)로 구성된다.
상기 바이패스 밸브(225) 중 제1바이패스 밸브(V1)는 상기 제1냉각유닛(220) 동작시에 개방되어 외기에 의해 냉각된 냉매가 상기 제1실내열교환기(224) 측으로 순환되도록 하고, 제2바이패스 밸브(V2)는 상기 제1냉각유닛(220)이 동작하지 않는 경우에 개방되어 외기에 의해 냉각된 냉매를 제1차 실내 열교환기(224)를 거치지 않고 제2 실내열교환기(226)로 순환시키게 된다. 예를 들어 겨울철과 같이 외기에 의해 냉각된 냉매를 이용하여 실내냉방이 가능한 경우에 제1바이패스밸브(V1)은 개방되고, 제2바이패스 밸브(V2)는 폐쇄되어 상기 제1냉각유닛(220)은 동작가능하고, 여름철과 같이 외기를 이용하여 실내냉방이 불가능한 경우에 제1냉각유닛(220)은 동작하지 않으며, 상기 제1바이패스밸브(V1)는 폐쇄되고 상기 제2바이패스 밸브(V2)는 개방된다.
여기서 상기 바이패스 밸브(225), 실내열교환기(224,226)와 실내 송풍기(222)는 상기 제2냉각유닛(230,240)의 동작시에도 필요할 수 있으나, 편의상 구분을 위해 상기 제1냉각유닛(220)에 포함되는 것으로 하였다.
상기 적어도 하나의 제2냉각유닛(230,240)은 압축기(232,242)와, 상기 제2 실내 열교환기(226)와 열교환하는 응축기(234,244)와, 팽창밸브(236,246)와, 증발기(238,248)로 구성된다. 상기 제2냉각유닛은 압축기(232,242)와, 응축기(234,244)와, 팽창밸브(236,246)와, 증발기(238,248)의 메카니즘을 가져 강제로 냉매를 냉각시켜 실내를 냉방시키기 위한 것이다. 상기 제2냉각유닛(230,240)은 단수로 구비될 수도 있으나, 복수로 구비되는 경우, 복수의 제2냉각유닛(230,240)들이 상기 제1실내 열교환기(224) 및 제2실내 열교환기(226)와 중첩하여 열교환하게 된다. 도 3에서는 상기 제2냉각유닛(230,240)이 2개 구비된 경우를 도시하고 있다.
상기 적어도 하나의 제2냉각유닛(230,240)은 상기 제1냉각유닛(220) 즉 외기를 이용해서 실내공간을 냉방하는 것이 불가능하거나 힘든 경우에 동작하게 된다. 즉 냉매를 상기 제2냉각유닛(230,240)을 이용해 냉각시켜 실내공간을 냉방하게 된다. 상기 압축기(232,242)와, 응축기(234,244)와, 팽창밸브(236,246)와, 증발기(238,248)로 구성된 제2냉각유닛(230,240)의 동작은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상의 설명을 생략한다.
상기 실내기(200)는 외기를 이용하는 상기 제1냉각유닛(220) 만으로 실내를 냉각하는 자연공조모드, 상기 적어도 하나의 제2냉각유닛(230,240)이 동작하여 실내를 냉각하는 강제공조모드, 상기 제1냉각유닛(220) 및 상기 적어도 하나의 제2냉각유닛(230,240)이 함께 동작하여 실내를 냉방하는 복합공조모드로 동작가능하다.
상기 복수의 실내기(200)들 각각은 서로 다른 실내공간에 각각 설치된다. 하나의 실내공간에 하나의 실내기가 설치되는 방식으로 복수의 실내공간에 복수의 실내기(200)들이 설치되게 된다.
상기 실내기(200)들 각각은 상기 외부 순환배관(252,254)에 병렬로 연결되는 구조를 가지고, 상기 외부 순환배관(252,254)에는 상기 통합 메인유입배관 및 통합 메인유출배관이 연결되어 상기 실외기 장치(100)와 서로 연결되게 된다. 상기 외부 순환배관(252,254), 상기 통합 메인유입배관 및 통합 메인유출배관을 하나의 통합배관으로 보는 경우, 상기 복수의 실외기 모듈(150) 각각은 통합배관에 각각 병렬로 연결되는 구조를 가지게 된다.
상기 실외기(100)의 복수의 실외기 모듈(150)들 중 어느 하나가 동작하는 경우, 동작하는 실외기 모듈(150)을 통해 유출되는 냉매는 상기 복수의 실내기(200)들 모두에 제공될 수도 있고 어느 하나의 선택된 실내기(200)에 제공되는 것이 가능하다. 또한 어느 하나의 실내기(200)에 제공되는 냉매는 상기 실외기(100)를 구성하는 모든 실외기 모듈(150)에서 제공되는 것 일수도 있고, 특정한 적어도 하나의 실외기 모듈(150)에서 제공되는 것일 수도 있다. 이 경우 동작하는 실내기(200)와 동작되는 실외기 모듈(150)의 냉매순환은 별도로 구비되는 컨트롤러(미도시)의 제어를 통해 수행될 수 있다.
상기 컨트롤러는 실내공간의 실내온도를 기준으로 상기 복수의 실내기(200)들 중 냉방이 필요한 실내기(200)를 선택하고, 상기 복수의 실외기 모듈(150)들 중 적어도 하나의 실외기 모듈(150)을 선택하여 선택된 실내기에 대응시켜 동작을 제어함에 의해, 실내공간의 냉방하게 된다.
예를 들어, 특정 실내공간에 대한 냉방이 필요한 경우, 특정 실내공간의 실내기(200)를 선택하고, 상기 실외기 장치(100)에서 복수의 실외기 모듈(150) 중 적어도 하나의 실외기 모듈(150)을 선택하여 서로 매칭시켜 동작을 제어하게 된다. 상기 적어도 하나의 실외기 모듈(150)의 선택은 각 실외기 모듈(150)의 전원을 온/오프하는 방식, 별도의 밸브를 제어하는 방식 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 다양한 방법으로 가능할 수 있다.
상기 컨트롤러에 의해 선택된 실내기(200) 및 선택된 실외기 모듈(150)은 상기 자연공조모드, 상기 강제공조모드, 및 상기 복합공조모드 중 어느 하나의 모드로 동작하게 된다.
특히 선택된 실내기(200)가 상기 자연공조모드 및 상기 복합공조모드로 동작하는 경우, 상기 실외기 장치(100) 내의 모든 실외기 모듈(150)들의 실외송풍기(124) 모두 또는 일부를 가동시켜 외기를 충분히 활용할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 선택된 실내기(200)가 자연공조모드로 동작하는 경우, 선택된 실외기 모듈(150)을 제외한 나머지 모든 실외기 모듈(150)의 전체 또는 일부 또한 자연공조모드 상태에서 동작하도록 하여 외기를 충분히 활용할 수 있도록 제어하는 것이 가능하다. 또한, 선택된 실내기(200)가 복합공조모드로 동작하는 경우, 선택된 실외기 모듈을 제외한 선택되지 않은 나머지 모든 실외기 모듈(150)의 전체 또는 일부가 자연공조모드에서 동작하도록 하여 외기를 충분히 활용할 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치는 서로 동일한 구조를 가지는 실외기 모듈을 복수로 구비함에 의해, 냉방용량이나 기타 냉방필요에 따라 복수의 실외기 모듈 들 중 적어도 하나를 선택하여 실내를 냉방하는 것이 가능하므로, 냉방효율을 높일 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있는 효과를 가진다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치를 포함한 냉방장치의 개략도이고, 도 5는 도 4의 기본모듈의 개략도이고, 도 6은 도 4의 서브모듈의 개략도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 모듈형 하이브리드 실외기 장치(100)는 기본모듈(150a)과 복수의 서브모듈(150b)들을 구비하여, 냉방 용량에 따라 상기 기본모듈(150a)을 단독동작하도록 하거나 상기 복수의 서브모듈(150b)들 중 적어도 하나의 서브모듈(150b)을 선택하여 상기 기본모듈(150a)과 함께 동작하도록 구성할 수 있다. 이외의 구조는 본 발명의 제1실시예의 경우와 동일하게 적용가능하다.
상기 기본모듈(150a)은 도 5에 도시된 바와 같이, 제1메인유출배관(142a), 제1메인유입배관(144a), 적어도 하나의 순환펌프(170), 제1실외 열교환기(120a), 제1실외송풍기(130a) 및 제1모듈순환배관(110a)을 구비한다. 여기서 상기 실외기 장치(100)와 실내기(200) 사이를 순환하는 냉매는 물(water)이 사용될 수 있으며 이외에 다른 냉매가 사용되는 것도 가능하다.
상기 제1메인유출배관(142a)은 냉매가 실내기(200) 측으로 유출되기 위해 구비되는 배관이다. 상기 제1메인유출배관(142a)은 인접된 서브모듈(150b)의 제2메인유출배관(142b)들과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성할 수 있다. 그리고 상기 통합 메인유출배관은 실내기(200)와 연결된 외부순환배관(252)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 제1메인유입배관(144a)은 실내기(200) 측으로부터 냉매가 유입되기 위해 구비되는 배관이다. 상기 제1메인유입배관(144a)은 인접된 서브 모듈(150b)의 제2메인유입배관(144b)과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성할 수 있다. 그리고 상기 통합 메인유입배관은 실내기(200)와 연결된 외부순환배관(254)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 제1실외 열교환기(120a) 및 상기 제1실외송풍기(130a)의 구조나 역할 및 서로의 연결구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
상기 제1모듈순환배관(110a)은 상기 제1메인 유입배관(144a)으로 부터 분기되고 상기 제1메인유입배관(144a)을 통해 유입된 냉매가 상기 제1실외 열교환기(120a)를 거쳐 상기 제1메인유출배관(142a)으로 합류하도록 구성된다. 상기 제 1모듈순환배관(110a)의 구조나 역할 및 연결구조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 상기 제1모듈순환배관(110a) 상에는 상기 기본 모듈(150a)의 동작을 제한하기 위한 적어도 하나의 개폐밸브(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 순환펌프(170)는 냉매를 순환시키기 위한 것으로, 상기 제1메인유출배관(142a) 또는 상기 제1메인유입배관(144a) 상에 구비된다. 그리고 상기 적어도 하나의 순환펌프(170)에 인접하여 냉매보충을 위한 냉매공급탱크(160)가 구비될 수 있다.
상기 복수의 서브모듈(150b)들 각각은 도 6에 도시된 바와 같이, 제2메인유출배관(142b), 제2메인유입배관(144b), 제2실외 열교환기(120b), 제2실외송풍기(130b) 및 제2모듈순환배관(110b)을 구비한다. 상기 복수의 서브 모듈(150)들 각각은 추가적으로 개폐밸브(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 제2메인유출배관(142b)은 냉매가 실내기(200) 측으로 유출되기 위해 구비되는 배관이다.
상기 제2메인유출배관(142b)은 인접된 서브 모듈(150b)의 제2메인유출배관(142b) 또는 상기 기본모듈(150a)의 제1메인유출배관(142a)과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성할 수 있다. 이런 방식으로 각각의 서브 모듈(150b)에 구비되는 제2메인 유출배관(142b)은 서로 연결되어 상기 제1메인유출배관(142a)과 함께 하나의 통합 메인유출배관을 구성하게 된다. 그리고 상기 통합 메인 유출배관은 상기 외부순환배관(252)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 제2메인 유입배관(144b)은 실내기(200) 측으로부터 냉매가 유입되기 위해 구비되는 배관이다.
상기 제2메인유입배관(144b)은 인접된 서브모듈(150)의 제2메인유입배관(144b) 또는 상기 기본모듈(150a)의 제1메인유입배관(144a)과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성할 수 있다. 이런 방식으로 각각의 서브 모듈(150b)에 구비되는 제2메인유입배관(144b)은 서로 연결되어 상기 제1메인유입배관(144a)과 함께 하나의 통합 메인유입배관을 구성하게 된다. 그리고 상기 통합 메인유입배관은 상기 외부순환배관(254)과 연결되어 실내기(200)와 연결되게 된다.
상기 서브모듈(150b)에는 상기 기본모듈(150a)과 달리 적어도 하나의 순환펌프는 구비되지 않는다.
상기 제2모듈순환배관(110b)은 상기 제2메인유입배관(144b)으로부터 분기되어 유입된 냉매가 상기 제2실외 열교환기(120b)를 거쳐 상기 제2메인유출배관(142b)으로 합류하도록 구성된다.
상술한 실외기 장치(100)에는 포함되지 않지만, 전체적인 냉방시스템을 구성하는 상기 실내기(200)는 본 발명의 제1실시예를 통해 설명한 바와 같다.
상기 실외기 장치(100)의 기본 모듈(150a)이 단독동작하거나, 기본모듈(150a)과 적어도 하나의 서브모듈(150b)이 함께 동작하는 경우, 동작하는 기본모듈(150a)과 적어도 하나의 서브모듈(150b)을 통해 냉매는 상기 복수의 실내기(200)들 모두에 제공될 수도 있고 어느 하나의 선택된 실내기(200)에 제공되는 것이 가능하다. 또한 어느 하나의 실내기(200)에 제공되는 냉매는 상기 실외기 장치(l00)를 구성하는 모든 모듈(150a,150b)에서 제공되는 것 일수도 있고, 특정한 적어도 하나의 모듈(150a,150b)에서 제공되는 것일 수도 있다. 이 경우 동작하는 실내기(200)와 동작되는 모듈(150a,150b)의 냉매순환은 별도로 구비되는 컨트롤러(미도시)의 제어를 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 제2실시예의 경우에 실외기 장치가 동작하게 되는 경우 상기 기본모듈(150a)은 기본적으로 동작하고, 필요에 따라 동작되는 서브모듈(150b)가 추가되는 것이 가능하다.
상기 컨트롤러는 실내공간의 실내온도를 기준으로 상기 복수의 실내기(200)들 중 냉방이 필요한 실내기(200)를 선택하고, 상기 실외기 장치(100)에서 상기 기본 모듈(150a)이 단독동작하거나, 상기 기본모듈(150a)과 적어도 하나의 서브모듈(150b)이 함께 동작하도록 선택하여 선택된 실내기에 대응시켜 동작을 제어함에 의해, 실내공간의 냉방하게 된다.
상기 컨트롤러에 의해 선택된 실내기(200) 및 선택된 기본모듈(150a) 또는 서브모듈(150b)은 상기 자연공조모드, 상기 강제공조모드, 및 상기 복합공조모드 중 어느 하나의 모드로 동작하게 된다.
특히 기본모듈(150a)의 단독동작하는 경우 또는 기본모듈(150a)과 선택된 적어도 하나의 서브모듈(150b)이 함께 동작하는 경우에 있어서, 상기 실내기(200)가 상기 자연공조모드 및 상기 복합공조모드로 동작하는 경우, 상기 실외기 장치(100) 내의 모든 모듈(150a,150b)들의 실외송풍기(124)의 모두 또는 일부를 가동시켜 외기를 충분히 활용할 수 있도록 할 수 있다.
그리고, 상기 실내기(200)가 자연공조모드로 동작하는 경우, 선택된 기본모듈(150a)을 포함하여 나머지 모든 서브 모듈(150b)의 전체 또는 일부의 서브모듈(150b)이 자연공조모드에서 동작하도록 하여 외기를 충분히 활용할 수 있도록 제어하는 것이 가능하다. 또한, 기본 모듈(150a)이 선택되고 상기 실내기(200)가 복합공조모드로 동작하는 경우, 나머지 선택되지 않은 모든 서브 모듈(150b)의 전체 또는 일부가 자연공조모드에서 동작하도록 하여 외기를 충분히 활용할 수 있도록 제어하는 것이 가능하다.
상기 실내기(200)가 상기 강제공조모드로 동작하는 경우에는, 상기 기본 모듈(150a) 또는 선택된 서브모듈(150b)의 경우 실외송풍기(120)는 가동되도록 하고, 나머지 선택되지 않은 서브 모듈(150b)의 실외송풍기(120)는 가동되지 않도록 하여 불필요한 외기 활용을 방지하고, 실외송풍기에 소비되는 전력을 절감하도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 모듈들을 구비하는 실외기와 복수의 실내공간에 각각 배치되는 실내기들을 구비하여, 특정 실내공간의 냉방시, 필요에 따라 동작되는 모듈을 선택하여 제어함에 의해, 냉방효율을 높일 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있으며, 빠른 냉방이 가능해 장비 보호 및 실내냉방부하 해소에 기여할 수 있는 장점이 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
100 : 실외기 장치 150 : 실외기 모듈
150a : 기본모듈 150b: 서브모듈
200 : 실내기

Claims (8)

  1. 모듈형 하이브리드 실외기 장치에 있어서:
    복수의 실외기 모듈들을 구비하고, 냉방 용량에 따라 상기 복수의 실외기 모듈들 중 적어도 하나의 실외기 모듈이 선택되도록 구성되되,
    상기 복수의 실외기 모듈들 각각은,
    냉매가 실내기 측으로 유출되는 메인 유출배관과;
    실내기 측으로부터 냉매가 유입되는 메인 유입배관과;
    실외 열교환기와;
    실외 송풍기와;
    상기 메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 실외 열교환기를 거쳐 상기 메인유출배관으로 합류하도록 구성된 모듈 순환배관을 구비함을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인유입배관은 인접된 실외기 모듈의 메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유입배관을 구성하고,
    상기 메인유출배관은 인접된 실외기 모듈의 메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어 하나의 통합 메인유출배관을 구성하고,
    상기 통합 메인유출배관 및 상기 통합 메인유입배관은 별도의 외부순환배관을 통해 실내기와 연결됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 통합 메인유출배관 또는 상기 통합 메인유입배관 상에는 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프가 더 구비됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 외부순환배관 상에는 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프가 더 구비됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 실내기는, 외기에 의해 냉각된 냉매를 이용하여 실내를 냉방하는 제1냉각유닛과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되어 냉매를 강제적으로 냉각시켜 실내를 냉방하는 적어도 하나의 제2냉각유닛을 구비하며,
    상기 외부순환배관을 통해 상기 복수의 실외기 모듈들과 각각 연결됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  6. 모듈형 하이브리드 실외기 장치에 있어서:
    기본모듈과 복수의 서브모듈들을 구비하여, 냉방 용량에 따라 상기 기본모듈을 단독동작하도록 하거나 상기 복수의 서브모듈들 중 적어도 하나의 서브모듈을 선택하여 상기 기본모듈과 함께 동작하도록 구성하되,
    상기 기본모듈은,
    냉매가 실내기 측으로 유출되는 제1메인 유출배관과;
    실내기 측으로부터 냉매가 유입되는 제1메인 유입배관과;
    제1실외 열교환기와;
    제1실외 송풍기와;
    상기 제1메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 제1실외 열교환기를 거쳐 상기 제1메인 유출배관으로 합류하도록 구성된 제1모듈 순환배관과;
    상기 제1메인유출배관 또는 상기 제1메인유입배관 상에 구비되어 냉매를 순환시키기 위한 적어도 하나의 순환펌프를 구비하고,
    상기 서브모듈들 각각은,
    냉매가 유출되고 상기 제1메인유출배관과 합류하는 제2메인유출배관과;
    냉매가 유입되고 제1메인유입배관과 합류하는 제2메인유입배관과;
    제2실외 열교환기와;
    제2실외 송풍기와;
    상기 제2메인 유입배관으로 유입된 냉매가 상기 제2실외 열교환기를 거쳐 상기 제2메인 유출배관으로 합류하도록 구성된 제2모듈 순환배관을 구비함을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1메인유입배관은 인접된 서브모듈의 제2메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되고 상기 제2메인유입배관은 인접된 제2메인유입배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어, 하나의 통합 메인유입배관을 구성하고,
    상기 제1메인유출배관은 인접된 서브모듈의 제2메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되고 상기 제2메인유출배관은 인접된 제2메인유출배관과 분리가능한 구조로 서로 연결되어, 하나의 통합 메인유출배관을 구성하고,
    상기 통합 메인유출배관 및 상기 통합 메인유입배관은 별도의 외부순환배관을 통해 상기 실내기와 연결됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 실내기는, 외기에 의해 냉각된 냉매를 이용하여 실내를 냉방하는 제1냉각유닛과, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기로 구성되어 냉매를 강제적으로 냉각시켜 실내를 냉방하는 적어도 하나의 제2냉각유닛을 구비하며,
    상기 외부순환배관을 통해 상기 복수의 실외기 모듈들과 각각 연결됨을 특징으로 하는 모듈형 하이브리드 실외기 장치.
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