KR20190091093A - 공기조화기 - Google Patents

공기조화기 Download PDF

Info

Publication number
KR20190091093A
KR20190091093A KR1020180010108A KR20180010108A KR20190091093A KR 20190091093 A KR20190091093 A KR 20190091093A KR 1020180010108 A KR1020180010108 A KR 1020180010108A KR 20180010108 A KR20180010108 A KR 20180010108A KR 20190091093 A KR20190091093 A KR 20190091093A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
variable
case
air conditioner
storage unit
Prior art date
Application number
KR1020180010108A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102477524B1 (ko
Inventor
김범찬
신광호
이강욱
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020180010108A priority Critical patent/KR102477524B1/ko
Publication of KR20190091093A publication Critical patent/KR20190091093A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102477524B1 publication Critical patent/KR102477524B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
    • F25B43/043—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases for compression type systems
    • F25B41/046—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/28—Means for preventing liquid refrigerant entering into the compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기; 및 상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 도입하여 저장시키는 냉매 저장장치가 포함되며, 상기 냉매 저장장치에는, 일체형으로 구비되는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 적어도 일부의 냉매를 저장하는 제 1 저장부(201)와 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되는 제 2 저장부(205)를 규정하는 구획판; 및 상기 케이스 내부에 구비되며, 상기 제 1 저장부 및 상기 제 2 저장부와 별도의 냉매 저장공간을 규정하는 가변케이스가 포함된다. 이에 의하면, 별도의 냉매 저장공간을 정의하는 상기 가변케이스에 의해 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 사이클을 순환하는 냉매량의 가변 범위를 확대할 수 있다.

Description

공기조화기 {An air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
한편, 공기조화기는 냉방 모드 또는 난방 모드로 전환 가능하게 작동될 수 있다. 상기 공기조화기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 응축기, 상기 실내 열교환기는 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 상기 공기조화기가 난방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 증발기, 상기 실내 열교환기는 응축기 기능을 수행한다. 냉방운전 또는 난방운전의 전환이 가능하도록, 상기 공기조화기에는 냉매의 유동방향을 조절하는 유동조절 밸브가 구비될 수 있다.
공기조화기에는, 상기 압축기의 입구측에 배치되어 상기 증발기를 통과한 냉매 중 기상 냉매를 분리하고 상기 기상 냉매가 상기 압축기로 유입되도록 하는 기액분리기가 포함된다. 그리고 상기 공기조화기에는 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 저장하는 리시버가 더 포함된다.
상기 기액분리기와 리시버는 일체형으로 구비될 수 있다. 이와 관련된 선행문헌 정보는 아래와 같다.
[선행문헌 정보]
출원번호(출원일): 10-2012-0077520 (2012년 7월 17일)
발명의 명칭: 공기조화기
상기 선행문헌에 의하면, 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 저장할 수 있는 리시버의 체적은 고정된다. 즉, 리시버의 용량이 제한되므로 사이클을 순환하는 냉매량을 조절할 수 있는 범위에 한계가 있다.
이에 의하면, 최적의 냉/난방 효율을 실현하기 위하여 냉방 모드, 난방 모드, 부분 부하 모드 등 공기조화기의 운전 모드에 따라 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 가변되어야 하는데, 상기 리시버의 제한된 용량으로 인하여 각각의 운전 모드에 따른 최적의 냉/난방 효율을 달성할 수 없는 문제가 있다.
상세히, 냉방 모드의 경우 순환되는 냉매량을 줄이고, 낭방 모드의 경우 순환되는 냉매량을 늘리는 방향으로 제어되어야 각각의 운전 모드에 따른 최적의 효율을 달성할 수 있다. 종래 기술에서는 이를 실현하기 위해 리시버의 구조를 크게 하여 용량을 키워야 한다. 이 경우, 일체형으로 구비된 기액분리기의 공간이 상대적으로 줄어들어 난방 모드 또는 공기조화기 기동 초기에 액 압축 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은, 공기조화기의 운전 모드에 따라 냉매 사이클을 순환하는 냉매량의 가변 범위를 확대할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버에서 리시버의 용량(체적)을 가변할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버에서 기액분리기의 공간을 유지하면서도 리시버의 용량을 가변할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기; 및 상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 도입하여 저장시키는 냉매 저장장치가 포함되며, 상기 냉매 저장장치에는, 일체형으로 구비되는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 적어도 일부의 냉매를 저장하는 제 1 저장부(201)와 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되는 제 2 저장부(205)를 규정하는 구획판; 및 상기 케이스 내부에 구비되며, 상기 제 1 저장부 및 상기 제 2 저장부와 별도의 냉매 저장공간을 규정하는 가변케이스가 포함된다. 이에 의하면, 별도의 냉매 저장공간을 정의하는 상기 가변케이스에 의해 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 사이클을 순환하는 냉매량의 가변 범위를 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에는, 상기 제 1 저장부로부터 상기 가변케이스를 향하여 연장되는 가변출구배관; 및 상기 가변케이스로부터 상기 제 2 저장부를 향하여 연장되는 브릿지배관이 더 포함된다. 이에 의하면, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버에서 리시버의 용량(체적)을 가변할 수 있다.
또한, 상기 케이스에는, 상기 제 1 저장부를 형성하는 제 1 케이스; 및 상기 제 2 저장부를 형성하는 제 2 케이스가 포함된다. 그리고, 상기 제 1 케이스에 구비되어 상기 가변출구배관이 연결되는 가변포트; 및 상기 제 2 케이스에 구비되어 상기 브릿지배관이 연결되는 브릿지연결포트가 더 포함되고, 상기 가변케이스에 구비되어 상기 가변출구배관이 연결되는 가변유입포트; 및 상기 가변케이스에 구비되어 상기 브릿지배관이 연결되는 브릿지포트가 더 포함된다.
또한, 상기 가변출구배관에 설치되는 가변밸브; 및 상기 브릿지배관에 설치되는 브릿지밸브가 더 포함되며, 상기 가변밸브 및 상기 브릿지밸브의 온/오프 동작에 따라 상기 제 1 저장부 또는 상기 제 2 저장부의 냉매가 상기 가변케이스의 내부로 유입되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버에서 기액분리기의 공간을 유지하면서도 리시버의 용량을 가변할 수 있다.
또한, 상기 가변케이스의 내부 공간은, 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 상기 제 1 저장부 또는 상기 제 2 저장부와 연통되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 저장장치는, 냉매를 저장할 수 있는 내부 체적을 가변할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버는 종래와 동일한 크기로 구비된다 하여도 리시버의 용량을 보다 확대할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 종래보다 향상된 리시버의 용량으로 냉매량의 가변 범위가 확대되어 냉방 모드 또는 난방 모드에 따른 냉매량 대비 최적의 효율을 달성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 추가되는 부품 또는 설치 공간의 확대 없이 기존의 설치 공간을 유지한 상태에서 냉매량의 가변범위를 확대할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 일체형으로 구비되는 기액분리기 및 리시버에서 기액분리기의 내부 공간에 대한 손해가 실질적으로 발생하지 않으므로 난방 모드 또는 기동 초기에 발생할 수 있는 액압축을 방지할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기액분리기의 신뢰성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 특히 하나의 실외기에 다수의 실내기가 구비되는 공기조화기에서, 난방 모드에 대비하여 냉매량이 적게 필요한 냉방 모드의 경우 다수의 실내 열교환기 대비 실외 열교환기가 작게 구비되므로 액상 냉매가 대부분 실외 열교환기에 쌓이게 되는 문제를 리시버의 용량 가변으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보여주는 도면
도 2는 도 1의 일부 구성을 확대한 도면
도 3은 냉매량에 따른 냉방 모드 또는 난방 모드에서의 효율을 보여주는 그래프
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 저장장치를 보여주는 도면
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 일부 구성을 확대한 도면이다. 상세히, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉매 저장장치(200)의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(10)에는, 실외에 배치되는 실외기(100) 및 실내에 배치되는 실내기가 포함된다. 상기 실내기에는, 실내 공간의 공기와 열교환 되는 실내 열교환기가 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 복수의 압축기(110,112)와, 상기 복수의 압축기(110,112)의 출구측에 배치되며 상기 복수의 압축기(110,112)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(120,122)가 포함된다.
상기 복수의 압축기(110,112)에는 병렬 연결되는 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)가 포함된다. 일례로, 상기 제 1 압축기(110)는 메인 압축기이고, 상기 제 2 압축기(112)는 서브 압축기일 수 있다.
시스템의 능력에 따라, 상기 제 1 압축기(110)가 먼저 운전되고 상기 제 1 압축기(110)의 능력만으로 부족할 경우 상기 제 2 압축기(112)가 추가적으로 운전될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)에는, 인버터 압축기(inverter compressor)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)의 출구측에는, 토출배관(111)이 연장된다. 상기 토출배관(111)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 압축된 냉매의 온도를 감지하는 토출온도 센서(115)가 설치될 수 있다.
상기 오일 분리기(120,122)에는, 상기 제 1 압축기(110)의 출구측에 배치되는 제 1 오일 분리기(120) 및 상기 제 2 압축기(112)의 출구측에 배치되는 제 2 오일 분리기(122)가 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 오일을 각각 회수하기 위한 오일 회수유로(117)가 포함된다. 상기 오일 회수유로(117)는 상기 제 1 오일분리기(120)로부터 상기 제 1 압축기(110)로, 그리고 상기 제 2 오일 분리기(122)로부터 상기 제 2 압축기(112)로 연장될 수 있다.
상기 오일 회수유로(117)에는, 회수되는 오일량을 조절하는 오일 밸브(118) 및 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로의 냉매 일방향 유동을 가이드 하는 제 1 체크 밸브(118a)가 각각 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 회수유로(117)로 각각 연장되는 바이패스 유로(117a)가 더 포함된다.
상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)의 각 출구측에는, 제 2 체크밸브(124)가 설치될 수 있다. 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)에서 배출된 냉매는 상기 제 2 체크밸브(124)를 각각 통과한 후 합지된다.
상기 실외기(100)에는, 압축된 냉매의 고압을 감지하기 위한 고압 센서(125) 및 상기 고압 센서(125)에서 감지된 압력에 따라 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 고압 스위치(126)가 더 포함된다. 상기 고압 센서(125) 및 고압 스위치(126)는, 상기 제 2 체크밸브(124)를 통과하여 합지된 냉매의 배관에 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 냉매의 유동방향을 전환하는 유동전환부(130,135)가 더 포함된다. 상기 유동전환부(130,135)에는, 상기 고압센서(125)를 거친 냉매를 실외 열교환 장치(140) 또는 실내기 측으로 가이드 하는 제 1 유동전환부(130) 및 제 2 유동전환부(135)가 포함된다.
상기 제 1,2 유동전환부(130,135)는 직렬로 연결된다. 일례로, 상기 제 1,2 유동전환부(130,135)에는, 하나의 입출구가 막힌 사방 밸브(four way valve)가 포함될 수 있다.
상기 공기조화기가 냉방 운전하는 경우, 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130)로부터 상기 실외 열교환장치(140)로 유입되며, 상기 실내기의 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 저압기관(195)을 통하여 제 2 저장부(205)로 유입된다.
반면에, 상기 공기조화기가 난방 운전하는 경우, 냉매는 상기 제 2 유동전환부(135)로부터 고압기관(196)을 통하여 상기 실내기의 실내 열교환기측으로 유동하며, 상기 실외 열교환장치(140)에서 증발된 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130)를 거쳐 상기 제 2 저장부(205)로 유입된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 복수의 열교환부(141,142) 및 실외 팬(143)이 포함된다. 상기 복수의 열교환부(141,142)에는, 병렬 연결되는 제 1 열교환부(141) 및 제 2 열교환부(142)가 포함된다. 냉방운전시, 상기 제 1 유동전환부(130)를 통과한 냉매는 체크 밸브(145a)에 의하여 상기 제 2 열교환부(142)로의 유동이 제한되며, 상기 상기 제 1 열교환부(141)로 유입될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1 열교환부(141)의 냉매온도를 감지하는 제 1 열교환부 온도센서(140a), 상기 제 2 열교환부(142)의 냉매온도를 감지하는 제 2 열교환부 온도센서(140b) 및 외기온도를 감지하는 실외온도 센서(140c)가 더 포함된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측으로부터 상기 제 2 열교환부(142)의 입구측으로 냉매의 유동을 가이드 하는 가변유로(144)가 더 포함된다. 상기 가변유로(144)는, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관으로부터 상기 제 2 열교환부(142)의 입구측 배관으로 연장된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 상기 가변유로(144)에 제공되어 냉매의 흐름을 선택적으로 차단하는 가변 밸브(145)가 제공된다. 상기 가변 밸브(145)의 온/오프 여부에 따라, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 제 2 열교환부(142)에 선택적으로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 가변 밸브(145)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상세히, 상기 가변 밸브(145)가 온 또는 개방되면, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 가변유로(144)를 거쳐 상기 제 2 열교환부(142)로 유입된다. 이 때, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관(147)에 제공되는 제 1 실외밸브(147a)는 폐쇄될 수 있다.
상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는 제 2 실외밸브(148a)가 제공되며, 상기 제 2 열교환부(142)에서 열교환된 냉매는 개방된 제 2 실외밸브(148a)를 통하여 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
반면에, 상기 가변 밸브(145)가 오프 또는 폐쇄되면, 상기 제 2 열교환부(142)로의 냉매 유동은 제한되며, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 제 1 실외밸브(147a)를 거쳐 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 실외밸브(147a)와 제 2 실외밸브(148a)는 상기 제 1,2 열교환부(141,142)의 배치에 대응하여, 병렬로 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제 1,2 실외밸브(147a,148a)에는, 냉매의 감압이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관(147) 및 상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는, 제 1 바이패스 배관(149a) 및 제 2 바이패스 배관(149b)이 각각 연결된다.
상기 제 1,2 바이패스 배관(149a,149b)은 상기 제 1 유동전환부(130)의 입구측으로부터 상기 출구측 배관(147,148)으로 연장되며, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 토출된 고압 냉매를 상기 제 1,2 열교환부(141,142)의 출구측으로 선택적으로 바이패스 한다. 상기 제 1,2 바이패스 배관(149a,149b)에는, 개도 조절이 가능한 제 1 바이패스 밸브(149c) 및 제 2 바이패스 밸브(149d)가 각각 설치될 수 있다.
상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는, 상기 제 2 실외밸브(148a)를 바이패스 하는 열교환부 바이패스배관 및 상기 열교환부 바이패스배관에 설치되는 제 3 체크밸브(148b)가 더 포함된다.
상기 실외 열교환장치(140)의 출구측에는, 제 1,2 과냉각기(150,170)가 배치된다. 상기 제 1,2 과냉각기(150,170)에는, 제 1 과냉각기(150) 및 제 2 과냉각기(170)가 포함된다.
상기 공기조화기가 냉방 운전하는 경우, 상기 실외 열교환 장치(140)에서 응축된 냉매는 상기 제 1 과냉각기(150) 및 제 2 과냉각기(170)를 차례로 통과할 수 있다. 반면에, 상기 공기조화기가 난방 운전하는 경우, 제 2 과냉각기(170)를 통과한 냉매는 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)는 냉매 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 제 1 중간 열교환기로서 이해될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된 상기 제 2 냉매는 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션(injection) 될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 2 냉매를 분지하여 제 1 과냉각기(150)로 가이드 하는 제 1 과냉각 유로(151)가 포함된다. 상기 제 1 과냉각 유로(151)는 상기 제 1 과냉각기(150)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 과냉각 유로(151)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 제 1 과냉각 팽창장치(153)가 설치된다. 상기 제 1 과냉각 팽창장치(153)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 과냉각 유로(151)에는, 복수의 온도센서(154,155)가 제공된다. 상기 복수의 온도센서(154,155)에는, 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입되기 전의 냉매온도를 감지하는 제 1 온도센서(154) 및 상기 제 1 과냉각기(150)를 통과한 후의 냉매온도를 감지하는 제 2 온도센서(155)가 포함된다.
상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 되는 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉되고, 상기 제 2 냉매는 가열될 수 있다.
상기 제 1 온도센서(154) 및 제 2 온도센서(155)에서 각각 감지된 냉매의 온도값에 기초하여, 제 2 냉매의 "제 1 과열도"가 인식될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 온도센서(155)에서 감지된 온도값으로부터 상기 제 1 온도센서(154)에서 감지된 온도값을 감한 값이 상기 "제 1 과열도"로 인식될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환된 제 2 냉매는 분지되어 상기 제 1 압축기(110,112)로 인젝션 될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 과냉각 유로(151)를 "제 1 인젝션 유로"라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 과냉각 유로(151)는 제 1 분지유로(156a) 및 제 2 분지유로(156b)로 분지되어 상기 제 1,2 압축기(110,112)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제 1,2 분지유로(156a,156b)는 상기 제 1 인젝션 유로인 것으로 이해될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된, 제 1 과냉각 유로(151)의 냉매 중 일부는 상기 제 1 분지유로(156a)를 거쳐 상기 제 1 압축기(110)의 제 1 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된, 상기 제 1 과냉각 유로(151)의 냉매 중 나머지 일부는 상기 제 2 분지유로(156b)를 거쳐 상기 제 2 압축기(112)의 제 1 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다.
이 때, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 되는 냉매는 중간 압력, 즉 압축기의 흡입 압력보다는 높고, 토출 압력보다는 낮은 압력을 형성할 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)의 출구측에는, 제 1 분지부(158)가 제공된다. 상기 제 1 과냉각기(150)를 통과한 제 1 냉매는 상기 제 1 분지부(158)에서 분지되어 일부는 전장 냉각부(159)로 유입되며, 다른 일부는 제 1 저장부(201)로 유입될 수 있다. 상기 전장 냉각부(159)는 발열부품이 설치되는 전장부의 일측을 통과하여 상기 발열부품을 냉각시킬 수 있다.
상기 전장 냉각부(159)의 출구측에는, 상기 제 2 과냉각기(170)가 배치된다. 상기 제 1 과냉각기(150), 전장 냉각부(159) 및 제 2 과냉각기(170)는 직렬로 배치될 수 있다.
냉방운전을 기준으로, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된 제 1 냉매는 상기 전장 냉각부(159)를 거쳐 상기 제 2 과냉각기(170)로 유입된다. 반면에, 난방운전을 기준으로, 상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환 된 냉매는 상기 전장 냉각부(159)를 거쳐 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)는 냉매 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 제 2 중간 열교환기로서 이해될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 2 냉매가 분지되는 제 2 과냉각 유로(171)가 포함된다. 그리고, 상기 과냉각 유로(171)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(173)가 제공된다. 상기 과냉각 팽창장치(173)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
상기 제 2 과냉각 유로(171)에는, 복수의 온도센서(174,175)가 제공된다. 상기 복수의 온도센서(174,175)에는, 상기 제 2 과냉각기(170)로 유입되기 전의 냉매온도를 감지하는 제 3 온도센서(174) 및 상기 제 2 과냉각기(170)를 통과한 후의 냉매온도를 감지하는 제 4 온도센서(175)가 포함된다.
상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 상기 과냉각 열교환기(170)에서 열교환 되는 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉되고, 상기 제 2 냉매는 가열될 수 있다.
상기 제 3 온도센서(174) 및 제 4 온도센서(175)에서 각각 감지된 냉매의 온도값에 기초하여, 제 2 냉매의 "제 2 과열도"가 인식될 수 있다. 일례로, 상기 제 4 온도센서(175)에서 감지된 온도값으로부터 상기 제 3 온도센서(174)에서 감지된 온도값을 감한 값이 상기 "제 2 과열도"로 인식될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환된 제 2 냉매는 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 되거나, 상기 제 2 저장부(205)로 바이패스 될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 과냉각 유로(171)에는, 냉매를 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 하기 위한 제 2 인젝션 유로(176a,176) 및 냉매를 상기 제 2 저장부(205)로 바이패스 하기 위한 바이패스 유로(181)로 분지하는 제 2 분지부(182)가 포함된다.
상기 제 2 인젝션 유로(176)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 각각 연장되는 제 3 분지유로(176a) 및 제 4 분지유로(176b)가 포함된다. 상기 제 3 분지유로(176a)는 상기 제 1 압축기(110)의 제 2 인젝션 포트에 연결되고, 상기 제 4 분지유로(176b)는 상기 제 2 압축기(112)의 제 2 인젝션 포트에 연결될 수 있다.
상기 제 3,4 분지유로(176a,176b)에는, 냉매의 유량을 조절할 수 있는 인젝션 밸브(177)가 각각 설치될 수 있다. 상기 인젝션 밸브(177)에는, 개도 조절이 가능한 전자팽창 밸브(EEV)가 포함될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환 된, 제 2 과냉각 유로(171)의 냉매 중 일부는 상기 제 2 분지부(182)에서 분지되고 제 3 분지유로(176a)를 거쳐 상기 제 1 압축기(110)의 제 2 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 분지부(182)에서 분지된 다른 일부의 냉매는 상기 제 4 분지유로(176b)를 거쳐 상기 제 2 압축기(112)의 제 2 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다. 이 때, 인젝션 되는 냉매는 중간 압력, 즉 압축기의 흡입압력보다는 높고, 토출압력보다는 낮은 압력을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 공기조화기(10)에는, 냉매를 저장할 수 있는 냉매 저장장치(200)가 더 포함된다. 상기 냉매 저장장치(200)는 냉매 시스템을 순환하는 냉매을 유입하여 저장할 수 있고, 저장된 냉매 중 적어도 일부를 상기 압축기(110,112)로 유입시키는 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 냉매 저장장치(200)에는, 제 1 저장부(201) 및 제 2 저장부(205)가 포함된다.
상기 제 2 저장부(205)는 냉매가 상기 압축기(110,112)로 유입되기 전 기상 냉매가 분리되도록 하는 구성이다. 즉, 상기 제 2 저장부(205)는 기액분리기로 이해할 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 1,2 유동 전환부(130,135)로부터 상기 제 2 저장부(205)로 연장되는 저압 배관(184)이 더 포함된다. 냉매 사이클에서 증발된 저압 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130) 또는 제 2 유동전환부(135)로부터 상기 저압 배관(184)을 경유하여, 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다.
상기 제 2 저장부(205)에는, 상기 저압 배관(184)이 연결되는 유입포트(211) 및 상기 바이패스 유로(181)가 연결되는 과냉각 포트(212)가 포함된다. 상기 바이패스 유로(181)는 상기 제 2 분지부(182)로부터 상기 제 2 저장부(205)의 과냉각 포트(212)로 연장될 수 있다.
상기 바이패스 유로(181)에는, 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 바이패스 밸브(183)가 제공된다. 상기 바이패스 밸브(183)의 온/오프 또는 그 개도에 따라, 상기 제 2 저장부(205)로 유입되는 냉매의 양이 조절될 수 있다. 일례로, 상기 바이패스 밸브(183)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 제 1 저장부(201)는 시스템을 순환하는 냉매의 적어도 일부분을 저장할 수 있는 구성으로서 이해된다. 즉, 상기 제 1 저장부(201)는 리시버로 이해할 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1 저장부(201)의 입구측에 연결되는 리시버 입구배관(163)이 더 포함된다. 상기 리시버 입구배관(163)은 상기 제 1 분지부(158)로부터 상기 제 1 저장부(201)로 연장될 수 있다.
상기 리시버 입구배관(163)에는, 냉매의 유동을 조절하는 리시버 입구밸브(164a)가 제공된다. 상기 리시버 입구밸브(164a)가 개방되면, 시스템을 순환하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 상기 제 1 저장부(201)로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 리시버 입구밸브(164a)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 리시버 입구배관(163)에는 감압장치(164b)가 제공되어, 상기 리시버(162)로 유입되는 냉매를 감압시킬 수 있다. 일례로, 상기 감압장치에는, 캐필러리 튜브가 포함될 수 있다. 냉매가 상기 감압장치(164b)를 통과하는 과정에서, 냉매의 유동속도 또는 유동량은 감소될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1 저장부(201)로부터 상기 제 2 저장부(205)로 연장되는 리시버 출구배관(260)이 더 포함된다. 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 적어도 일부의 냉매는 상기 리시버 출구배관(260)을 통하여 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다.
상기 제 1 저장부(201)에는 상기 리시버 출구배관(260)이 연결되는 액 배출포트(261)가 더 포함된다. 그리고 상기 제 2 저장부(205)에는 상기 리시버 출구배관(260)이 연결되는 액 유입포트(262)가 더 포함된다.
일례로, 상기 액 배출포트(261)는 상기 제 1 저장부(201)의 하부에 위치되어 상기 리시버 출구배관(260)의 일측부가 연결되며, 상기 액 유입포트(262)는 상기 제 2 저장부(205)의 상부에 위치되어 상기 리시버 출구배관(260)의 타측부가 연결될 수 있다.
상기 리시버 출구배관(260)에는, 상기 제 1 저장부(201)로부터 배출되는 냉매의 양을 조절할 수 있는 리시버 출구밸브(264)가 제공된다. 상기 리시버 출구밸브(264)의 온/오프 또는 개도에 따라, 상기 제 2 저장부(205)로 유입되는 냉매의 양이 조절될 수 있다.
상기 상기 리시버 출구밸브(264)가 개방된 상태에서는 상기 냉매 저장장치(200)의 제 1 저장부(201)에 저장된 냉매가 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 리시버 출구밸브(264)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 2 저장부(205)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)측으로 연장되어 압축기로의 냉매 흡입을 가이드 하는 흡입배관(169)이 더 포함된다. 상기 흡입배관(169)은 상기 냉매 저장장치(200)의 유출포트(215)에 결합될 수 있다.
그리고, 상기 흡입배관(169)은 분지되어, 상기 제 1 압축기(110)의 제 1 포트 및 상기 제 2 압축기(112)의 제 1 포트에 연결될 수 있다.
상기 흡입배관(169)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 유입되는 냉매의 압력, 즉 시스템의 저압을 감지할 수 있는 저압 센서(169d)가 설치될 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 2 저장부(205)로부터 상기 흡입 배관(169)으로 연장되는 오일 리턴배관(190)이 더 포함된다. 상기 제 2 저장부(205)에 저장되는 오일은 상기 오일 리턴배관(190)을 통하여 상기 흡입 배관(169)으로 유입될 수 있다. 상기 오일 리턴배관(190)은 상기 냉매 저장장치(200)의 오일 배출포트(218)에 결합될 수 있다.
상기 오일 리턴배관(190)에는, 오일 유량을 조절하는 오일 밸브(191)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 오일 밸브(191)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112) 내부의 오일을 상기 흡입 배관(169)으로 공급하는 오일 공급배관(119)이 더 포함된다. 상기 오일 공급배관(119)은 상기 제 1,2 압축기(110,112)로부터 각각 연장되어 합지되며, 상기 흡입 배관(169)에 연결된다.
한편, 상기 제 2 과냉각기(170)를 통과한 제 1 냉매는 액관(197)을 통하여 실내기로 유입될 수 있다. 상기 액관(197)에는, 상기 액관(197)을 유동하는 냉매의 온도를 감지하는 액관온도 센서(198)가 설치될 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 2 저장부(205)의 내부에 소정의 공간으로 구획되어 구비되는 가변부(280)가 더 포함된다. 상기 가변부(280)는 상기 제 1 저장부(201) 또는 제 2 저장부(205)가 확장될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
상기 가변부(280)는, 냉방 모드에서 상기 제 1 저장부(201)의 확장 공간으로 사용되어 냉매의 저장 용량을 확대할 수 있고, 난방 모드에서 상기 제 2 저장부(205)의 확장 공간으로 사용되어 냉매의 저장 용량을 확대할 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 제 1 저장부(201)로부터 상기 가변부(280)로 연장되어 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 냉매를 가이드 할 수 있는 가변출구배관(292)이 더 포함된다. 즉, 상기 가변출구배관(292)은 상기 제 1 저장부(201)로부터 후술할 가변케이스(281)를 향하여 연장되어 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 냉매가 자연구배에 의해 가변부(280)의 내부 공간(285)으로 유동하도록 가이드할 수 있다.
그리고 상기 제 1 저장부(201)에는 상기 가변출구배관(292)이 연결되는 가변포트(291)가 더 포함된다. 또한, 상기 가변부(280)에는 상기 가변출구배관(292)이 연결되는 가변유입포트(294)가 더 포함된다.
일례로, 상기 가변포트(291)는 상기 제 1 저장부(201)의 하부에 위치되어 상기 가변출구배관(292)의 일 측부와 연결되며, 상기 가변유입포트(294)는 상기 가변부(280)의 상부에 위치되어 상기 가변출구배관(292)의 타 측부가 연결될 수 있다.
상기 가변출구배관(292)에는, 상기 제 1 저장부(201)로부터 배출되는 냉매의 양을 조절할 수 있는 가변밸브(293)가 제공된다. 상기 가변밸브(293)는 온/오프 또는 개도에 따라 상기 가변부(280)로 유입되는 냉매의 양을 조절한다.
상기 가변밸브(293)가 개방된 상태에서는 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 냉매가 상기 가변부(280)로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 가변밸브(293)는 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 공기조화기(10)에는, 상기 가변부(280)로부터 상기 제 2 저장부(205)로 연장되어 상기 가변부(280)에 저장된 냉매를 가이드할 수 있는 브릿지배관(296)이 더 포함된다. 물론, 공기조화기(10)의 제어에 따라 상기 브릿지배관(296)은 상시 제 2 저장부(205)로 유입되는 액 냉매가 상기 가변부(280)로 유입될 수 있도록 가이드할 수 있다.
상기 가변부(280)에는 상기 브릿지배관(296)이 연결되는 브릿지포트(295)가 더 포함된다. 또한, 상기 제 2 저장부(205)에는 상기 브릿지배관(296)이 연결되는 브릿지연결포트(298)가 더 포함된다.
일례로, 상기 브릿지포트(295)는 상기 가변부(280)의 하부에 위치되어 상기 브릿지배관(296)의 일 측부와 연결되며, 상기 브릿지연결포트(298)는 상기 제 2 저장부(205)의 상부에 위치되어 상기 브릿지배관(296)의 타 측부와 연결될 수 있다.
상기 브릿지배관(296)에는, 상기 가변부(280)로부터 배출되는 냉매의 양 또는 상기 제 2 저장부(205)로부터 배출되는 냉매의 양을 조절할 수 있는 브릿지밸브(297)가 제공된다. 상기 브릿지밸브(297)는 온/오프 또는 개도에 따라 상기 제 2 저장부(205) 또는 상기 가변부(280)로 유입되는 냉매의 양을 조절한다. 일례로, 상기 브릿지밸브(297)는 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 브릿지밸브(297)가 개방된 상태에서는 상기 가변부(280)에 저장된 냉매가 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다.
도 3은 냉매량에 따른 냉방 모드 또는 난방 모드에서의 효율을 보여주는 그래프이다.
도 3의 그래프를 참조하면, 난방 표준(실선)운전에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량(100%)을 기준으로 할 때, 냉방 부분 부하(점선)운전에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량은 기준대비 약 85% 수준이며, 냉방 표준(1점쇄선)운전에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량은 기준대비 약 75% 수준인 것을 알 수 있다.
여기서, 냉방 부분 부하(점선)운전은 다수의 실내기가 구비되는 공기조화기에서 일부의 실내기가 냉방 모드로 운전되는 경우인 것으로 이해할 수 있다.
따라서, 상기 공기조화기(10)는 냉매량에 따른 최적의 냉난방 효율을 달성하기 위해, 냉방 모드에서 순환되는 냉매량은 줄이도록 제어할 수 있고, 난방 모드에서 순환되는 냉매량은 늘리도록 제어할 수 있다.
즉, 각각의 운전 모드에 따라 최적의 효율을 실현하기 위해서는 냉매량이 가변되어야 한다. 일례로, 냉매량 가변 범위는 난방 표준(실선)운전에서 최적의 효율을 달성할 수 있는 냉매량을 기준(100%)으로, 냉방 표준(1점쇄선)운전에서 최적의 효율을 달성할 수 있는 냉매량(75%)까지 가변되어야 할 것이다.
그러나, 종래의 리시버는 (체적)용량을 가변할 수 없으므로 각각의 운전 모드에 따른 최적의 효율을 실현하기 어려운 문제가 있다.
또한, 종래의 리시버에서 상술한 최적의 효율을 실현하기 위해 구조적인 크기를 증가시킬 경우, 기액분리기와 일체형 구조에서 상기 기액분리기의 공간이 감소되어 액냉매가 기상냉매와 함께 압축기로 유입될 수 있는 액압축 문제가 발생할 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 냉매 저장장치(200)는 리시버의 구조적인 변경 또는 확대 없이 리시버의 용량을 가변할 수 있으므로 상술한 종래의 문제를 해결할 수 있다.
이와 관련하여 이하 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매저장장치를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 냉매 저장장치(200)는 리시버와 기액분리기가 일체로 구비되는 장치로 정의할 수 있다.
보다 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 냉매 저장장치(200)에는, 냉매의 저장공간(201,205)을 형성하는 본체 또는 케이스(210) 및 상기 저장공간(201,205)을 상하로 구획하는 구획판(220)이 포함된다.
그리고, 상기 케이스(210)의 상측에는 상부 커버(213)가 제공되며, 상기 케이스(210)의 하측에는 하부 커버(214)가 제공된다. 상기 하부 커버(214)의 하측에는, 상기 냉매 저장장치(200)가 소정의 장소에 설치되도록 하는 마운트(270)가 제공된다.
상기 저장공간(201,205)에는, 상기 구획판(220)의 상측에 규정되는 제 1 저장부(201) 및 상기 구획판(220)의 하측에 규정되는 제 2 저장부(205)가 포함된다. 상기 제 2 저장부(205)의 용적은, 상기 제 1 저장부(201)의 용적보다 크게 형성될 수 있다.
즉, 상기 냉매 저장장치(200)는 냉매가 저장될 수 있는 제 1 저장부(201), 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되는 제 2 저장부(205)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(210)는 상부 및 하부가 개구된 대략 원통 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 상세히, 상기 케이스(210)에는, 상기 제 1 저장부(201)를 형성하는 제 1 케이스(210a) 및 상기 제 2 저장부(105)를 형성하는 제 2 케이스(210b)가 포함된다. 즉, 상기 케이스(210) 중 상기 구획판(220)의 상측에 배치되는 부분을 상기 제 1 케이스(210a)라 하고, 상기 구획판(220)의 하측에 배치되는 부분을 상기 제 2 케이스(210b)라 규정한다. 상기 제 1,2 케이스(210a,210b)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 케이스(210a)에는, 상기 리시버 입구배관(163)이 결합되어 상기 리시버 입구배관(163)의 냉매를 상기 제 1 저장부(201)로 도입하기 위한 연결포트(251) 및 상기 리시버 출구배관(260)이 결합되어 상기 제 1 저장부(201)에 존재하는 액 냉매를 상기 제 2 저장부(205)로 가이드 하기 위한 액 배출포트(261)가 포함된다. 일례로, 상기 연결포트(251)는 상기 제 1 케이스(210a)의 상부에 설치되고, 상기 액 배출포트(261)는 상기 제 1 케이스(210a)의 하부에 설치될 수 있다.
상기 제 2 케이스(210b)에는, 상기 리시버 출구배관(260)이 결합되어 상기 액 배출포트(261)에서 배출된 액 냉매를 도입하기 위한 액 유입포트(262)가 포함된다. 일례로, 상기 액 유입포트(262)는 상기 제 2 케이스(210b)의 상부에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 액 배출포트(261)와 상기 액 유입포트(262)의 사이에는, 상기 리시버 출구배관(260)이 설치된다. 상기 리시버 출구배관(260)은 상기 액 배출포트(261)로부터 상기 액 유입포트(262)를 향하여 하방으로 연장될 수 있다.
상기 액 배출포트(261)가 상기 액 유입포트(262)보다 높은 위치에 설치될 수 있으므로, 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 액 냉매는 별도의 구동원이 필요 없이도 자연구배를 이용하여 상기 제 2 저장부(205)로 용이하게 유동될 수 있다.
상기 제 2 케이스(210b)에는, 상기 저압배관(184)이 결합되어 냉매를 상기 제 2 저장부(205)로 도입하기 위한 유입포트(211)가 포함된다. 일례로, 상기 유입포트(211)는 상기 제 2 케이스(210b)의 상부에 설치될 수 있다. 상기 유입포트(211)를 통하여 유입되는 냉매는 증발된 냉매로서 건도(dryness)가 높은 상태를 가지며, 상기 제 2 저장부(205)에 저장될 수 있다.
상기 하부 커버(214)에는, 상기 흡입배관(169)이 결합되는 유출 포트(215)가 포함된다. 또한, 상기 하부 커버(214)에는, 상기 제 2 저장부(205)에 저장된 오일이 배출될 수 있는 오일 배출포트(218)가 형성된다. 상기 오일 리턴배관(190)은 상기 오일 배출포트(218)로부터 상기 흡입배관(169)으로 연장된다. 상기 오일 배출포트(218)로부터 배출된 냉매는 오일 리턴배관(190) 및 상기 흡입배관(169)을 경유하여, 상기 압축기(110,112)로 복귀될 수 있다. 그리고, 상기 오일 밸브(191)는 상기 오일 리턴배관(217)에 설치되어, 오일의 배출량을 조절하도록 작용한다.
상기 냉매 저장장치(200)에는, 상기 제 1 저장부(201) 및 상기 제 2 저장부(205)와 별도로 냉매의 저장공간(285)을 형성하는 가변케이스(281)가 더 포함된다. 이에 의하면, 상기 냉매 저장장치(200)는 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 내부로 냉매를 저장하는 체적(용량)을 가변할 수 있다.
상기 가변케이스(281)는 상기 케이스(210)의 내부에 설치될 수 있다. 일례로, 상기 가변케이스(281)는 상기 구획판(220)으로부터 상기 제 2 케이스(210b)의 내주면 일부를 따라 하방으로 연장되며, 상기 제 2 저장부(205)와 구획된 별도의 내부 공간(285)을 형성할 수 있다.
그리고 상기 가변케이스(281)의 내부 공간(285)은 냉매의 저장이 가능한 공간으로 가변공간(285)이라 이름할 수 있다.
상기 가변부(280)는 상기 가변케이스(281)로 규정될 수 있다. 따라서, 상기 냉매 저장장치(200)에는 상기 제 1 저장부(201) 또는 제 2 저장부(205)의 확장 공간으로 활용될 수 있는 가변부(280)가 더 포함된다.
상기 가변부(280)는 운전 모드에 따라 상기 제 1 저장부(201, 리시버) 또는 상기 제 2 저장부(205, 기액분리기)로 확장될 수 있다. 따라서, 상기 가변부(280)는 상기 냉매 저장장치(200)의 공용부분으로 이해할 수 있다.
즉, 상기 가변부(280)는 냉방 모드에서 상기 제 1 저장부(201)와 연통될 수 있고, 난방 모드에서 상기 제 2 저장부(205)와 연통될 수 있다.
상기 제 1 케이스(210a)에는, 상기 가변출구배관(292)이 결합되어 상기 제 1 저장부(201)에 존재하는 액 냉매를 상기 가변부(280)로 가이드 하기 위한 가변포트(291)가 포함된다. 일례로, 상기 가변포트(291)는 상기 제 1 케이스(201a)의 하부에 설치될 수 있다.
상기 가변케이스(281)에는, 상기 가변출구배관(292)이 결합되어 상기 가변포트(281)에서 배출된 액 냉매를 상기 가변출구배관(292)를 통해 도입하기 위한 가변유입포트(294)가 포함된다. 일례로, 상기 가변유입포트(294)는 상기 가변케이스(281)의 상부에 설치될 수 있다. 그리고 상기 가변유입포트(294)와 상기 가변포트(291)의 사이에는 상기 가변출구배관(292)이 설치된다. 즉, 상기 가변출구배관(292)은 상기 가변포트(291)로부터 상기 가변유입포트(294)를 향하여 하방으로 연장될 수 있다.
상기 가변포트(291)가 상기 가변유입포트(294)보다 높은 위치에 설치될 수 있으므로, 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 액 냉매는 별도의 구동원이 필요 없이도 자연구배를 이용하여 상기 가변공간(285)로 용이하게 유동될 수 있다.
상기 가변케이스(281)에는, 상기 브릿지배관(296)이 결합되어 냉매를 상기 가변공간(285)으로 도입 또는 상기 제 2 저장부(205)로 배출하기 위한 브릿지포트(295)가 더 포함된다. 일례로, 상기 브릿지포트(295)는 상기 가변케이스(281)의 하부에 설치될 수 있다. 그리고 상기 브릿지포트(295)는 상기 가변유입포트(294)보다 하방에 위치할 수 있다.
상기 제 2 케이스(210b)에는, 상기 브릿지배관(296)이 결합되어 상기 브릿지포트(295)에서 배출된 냉매를 도입하기 위한 또는 상기 제 2 저장부(205)의 냉매를 배출하기 위한 브릿지연결포트(298)가 더 포함된다. 일례로, 상기 브릿지연결포트(298)는 상기 제 2 케이스(210b)의 하부에 설치될 수 있다. 그리고 상기 브릿지연결포트(298)와 상기 브릿지포트(295)의 사이에는 상기 브릿지배관(296)이 설치된다. 즉, 상기 브릿지배관(296)은 상기 브릿지포트(295)로부터 상기 브릿지연결포트(298)를 향하여 하방으로 연장될 수 있다.
본 실시예에 따른 공기 조화기(100)에서의 냉매 유동을 간단하게 설명한다.
압축기(110,112)에서 압축된 냉매는 냉방 모드에서 실외 열교환기(140)로 유입되어 응측되고, 난방 모드에서 실내 열교환기로 유입되어 응축된다.
상기 응축된 냉매 중 적어도 일부의 분지 냉매는 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입되며, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 후, 상기 리시버 입구배관(163) 및 상기 제 1 케이스(210a)의 연결포트(251)를 경유하여 상기 제 1 저장부(201)로 유입될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환 된 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 바이패스 유로(181) 및 상기 제 2 케이스(210b)의 과냉각 포트(212)를 경유하여 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다. 이 때, 상기 바이패스 유로(181)를 유동하는 냉매가, 상대적으로 용적이 큰 제 2 저장부(205)로 공급되므로, 냉매 유동에 의한 소음 발생을 저감할 수 있다.
상기 실외 열교환기(130) 또는 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 상기 저압배관(184) 및 상기 제 2 케이스(210b)의 유입포트(211)를 경유하여 상기 제 2 저장부(205)로 유입될 수 있다.
상기 제 2 저장부(205)에 저장된 냉매는 유출포트(215)를 통하여 흡입배관(169)으로 배출되고, 압축기(110,112)로 흡입될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 저장부(205)에 저장된 오일은 오일 배출포트(218)를 통하여 상기 흡입배관(169)으로 유동하며, 냉매와 함께 상기 압축기(110,112)로 복귀될 수 있다.
한편, 냉방 부분 부하 운전이 수행되는 경우, 냉매가 순환되는 사이클의 조건에 따라 상기 제 1 저장부(201)에 저장된 액 냉매는 리시버 출구배관(260)을 통하여 상기 제 2 저장부(205)로 유동시킬 수 있다.
이 때, 상기 제 1 케이스(210a)의 액 배출포트(261)가 상기 제 2 케이스(210b)의 액 유입포트(262)보다 높은 위치에 설치되므로, 냉매의 유동이 원활히 이루어질 수 있다.
한편, 냉방 표준 운전(냉방 모드)이 수행되는 경우, 상기 공기조화기(10)는 사이클을 순환하는 냉매량을 난방 표준의 경우보다 적정 수준만큼(75%) 감소되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 공기조화기(10)는 냉방 모드로 전환할 때 사이클을 순환하는 냉매량이 냉방 모드에서 요구되는 냉매량보다 많으므로 제 1 저장부(201) 및 가변부(280)에 냉매를 저장할 수 있는 리시버가 되도록 제어할 수 있다.
보다 상세히, 상기 제 1 저장부(201)로 냉매를 수용하기 위해 리시버 입구 밸브(164a)는 열린 상태이고, 리시버 출구 밸브(264)는 닫힌 상태이다. 이후, 상기 제 1 저장부(201)의 내부공간에 냉매가 가득 채워지면 상기 가변부(280)로 냉매가 유입되도록 가변밸브(293)가 개방된다. 여기서, 브릿지 밸브(297)는 닫힌 상태이다.
이에 의하면, 상기 냉매는 제 1 저장부(201)로부터 가변공간(285)으로 유입될 수 있으므로 상기 제 1 저장부(201) 및 가변부(280)가 냉매를 저장하는 리시버로 활용될 수 있다.
즉, 리시버의 냉매 수용 공간이 확장될 수 있다. 따라서, 상기 냉방 표준 운전에 따라 최적의 효율을 실현할 수 있는 냉매량이 사이클을 순환할 수 있다.
한편, 난방 표준 운전(난방 모드)이 수행되는 경우, 상기 공기조화기(10)는 사이클을 순환하는 냉매량이 최대가 되도록 제어할 수 있다.
즉, 난방 모드의 경우 기본적으로 사이클을 순환하는 냉매량이 많아져야 하므로 상기 제 1 저장부(201)의 저장이 없어야 하고 상기 제 2 저장부(205)의 공간을 최대한 확보해야 한다. 따라서, 상기 공기조화기(10)는 제 2 저장부(205) 및 상기 가변부(280)가 기액분리기가 되도록 제어할 수 있다.
보다 상세히, 상기 공기조화기(10)는 난방 모드에 돌입하면, 리시버 입구 밸브(164a)를 닫고, 리시버 출구 밸브(264) 및 브릿지 밸브(297)를 개방하여 상기 제 1 저장부(201) 및 가변부(280)에 수용된 냉매를 모두 흡입배관(169)을 통해 순환시킬 수 있다.
이후, 상기 가변밸브(293) 및 리시버 출구 밸브(264)는 닫고 상기 브릿지 밸브(297)는 개방상태로 유지시킬 수 있다. 이에 의하면, 제 1 저장부(201)는 냉매 저장이 없는 상태로 유지될 수 있고, 상기 제 2 저장부(205) 및 상기 가변부(280)는 기액분리기의 공간으로 사용할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 저장부(205) 및 가변부(280)가 기액분리기로 활용되므로 난방 모드에서도 기액분리기의 체적이 유지될 수 있는 장점이 있다.
10: 공기조화기 100: 실외기
200: 냉매저장장치

Claims (10)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압시키는 팽창장치;
    상기 팽창장치에서 감압된 냉매를 증발시키는 증발기; 및
    상기 응축기에서 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 도입하여 저장할 수 있는 냉매 저장장치가 포함되며,
    상기 냉매 저장장치에는,
    케이스;
    상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 적어도 일부의 냉매를 저장하는 제 1 저장부와, 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되는 제 2 저장부를 규정하는 구획판; 및
    상기 케이스 내부에 설치되며, 상기 제 1 저장부 및 상기 제 2 저장부와 별도의 냉매 저장공간을 규정하는 가변케이스가 포함되는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스에는,
    상기 제 1 저장부를 형성하는 제 1 케이스; 및
    상기 제 2 저장부를 형성하는 제 2 케이스가 포함되는 공기조화기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 저장부로부터 상기 가변케이스를 향하여 연장되는 가변출구배관; 및
    상기 가변케이스로부터 상기 제 2 저장부를 향하여 연장되는 브릿지배관이 더 포함되는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스에 구비되어 상기 가변출구배관이 연결되는 가변포트; 및
    상기 제 2 케이스에 구비되어 상기 브릿지배관이 연결되는 브릿지연결포트가 더 포함되는 공기조화기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 가변케이스에 구비되어 상기 가변출구배관이 연결되는 가변유입포트; 및
    상기 가변케이스에 구비되어 상기 브릿지배관이 연결되는 브릿지포트가 더 포함되는 공기조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 브릿지포트는 상기 가변유입포트보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 가변출구배관에 설치되는 가변밸브; 및
    상기 브릿지배관에 설치되는 브릿지밸브가 더 포함되는 공기조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가변밸브 및 상기 브릿지밸브의 온/오프 동작에 따라 상기 제 1 저장부 또는 상기 제 2 저장부의 냉매가 상기 가변케이스의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가변케이스의 내부 공간은, 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 상기 제 1 저장부 또는 상기 제 2 저장부와 연통되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 저장장치는, 냉매를 저장할 수 있는 내부 체적을 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
KR1020180010108A 2018-01-26 2018-01-26 공기조화기 KR102477524B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180010108A KR102477524B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 공기조화기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180010108A KR102477524B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 공기조화기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190091093A true KR20190091093A (ko) 2019-08-05
KR102477524B1 KR102477524B1 (ko) 2022-12-15

Family

ID=67615916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180010108A KR102477524B1 (ko) 2018-01-26 2018-01-26 공기조화기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102477524B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712411A (ja) * 1993-06-24 1995-01-17 Hitachi Ltd 冷凍サイクルおよび冷凍サイクルの冷媒組成比制御方法
KR20160073897A (ko) * 2014-12-17 2016-06-27 엘지전자 주식회사 공기 조화기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712411A (ja) * 1993-06-24 1995-01-17 Hitachi Ltd 冷凍サイクルおよび冷凍サイクルの冷媒組成比制御方法
KR20160073897A (ko) * 2014-12-17 2016-06-27 엘지전자 주식회사 공기 조화기

Also Published As

Publication number Publication date
KR102477524B1 (ko) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2325578B1 (en) Heat pump
EP2083230B1 (en) Air conditioning system
US9062903B2 (en) Economizer combined with a heat of compression system
US6986259B2 (en) Refrigerator
JP3953029B2 (ja) 冷凍装置
KR100795291B1 (ko) 냉동장치
EP3034962B1 (en) Air conditioner
KR101190407B1 (ko) 히트펌프 연동 급탕장치
US11384965B2 (en) Refrigeration cycle apparatus performing a refrigerant circulation operation using a liquid pump
US20110174005A1 (en) Refrigerating apparatus
KR20070067121A (ko) 냉동장치
CN106225278B (zh) 制冷循环系统
KR20070046967A (ko) 냉동장치
KR101695543B1 (ko) 공기 조화기
JP2016205729A (ja) 冷凍サイクル装置
CN111919073B (zh) 制冷装置
KR102008710B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
KR102207263B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
CN114719353B (zh) 恒温恒湿空调机及其控制方法
KR102477524B1 (ko) 공기조화기
KR102032183B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
KR20210073990A (ko) 히트펌프시스템
KR101974212B1 (ko) 공기 조화기
JP2997598B2 (ja) 多機能ヒートポンプシステム
KR20160073162A (ko) 공기조화기 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal