KR20190094539A - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실외 열교환기 내부의 냉매 유동 경로(Path)를 다단을 형성하도록 구비되는 다수의 열교환기; 압축기로부터 토출된 냉매를 분지하여 상기 다수의 열교환기로 가이드하는 바이패스배관; 상기 바이패스배관으로부터 분기되어 상기 다수의 열교환기에 구비되는 냉매배관으로 연장되는 유동배관 및 상기 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로부터 분기되어 다른 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로 연장되는 오버랩배관을 포함한다.

Description

공기조화기{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 난방 할 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.
공기조화기가 냉방운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
반면에, 공기조화기가 난방운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 이와 같은 열교환기에 있어서, 냉매의 유동방향은 냉방 및 난방운전시 반대로 형성된다.
상기 난방운전에서, 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매는 열을 흡입하여 증발하므로 상기 실외 열교환기의 표면 온도가 낮아지게 된다. 이에 의하면, 상기 실외 열교환기의 표면에는 서리가 착상하게 되어 열교환 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 공기조화기는 상기 난방운전에서 실외 열교환기 표면의 서리를 제거하기 위한 제상운전을 수행한다.
한편, 열교환 효율을 향상시키기 위해 공기조화기는 냉방운전 또는 난방운전에 따라 냉매가 실외 열교환기를 직렬 또는 병렬로 통과되도록 할 수 있다.
이와 관련한 선행문헌 정보는 아래와 같다.
1. 공개번호 (공개일자): 10-2013-0096960 (2013년 09월 02일)
발명의 명칭: 공기조화기
그러나, 상기 선행문헌에서 공개되는 공기조화기는 아래와 같은 문제점이 있다.
첫째, 제상운전을 수행하는 경우, 난방 사이클에서 냉방 사이클로 냉매 순환방향이 전환되어 실외 열교환기의 제상을 수행하기 때문에, 실내기가 증발기로 작동되어 실내 온도가 떨어지는 현상(Cold draft)이 발생하는 문제가 있다.
특히, 난방 운전 중 제상 운전이 수행되면, 일부 실내기가 증발기로 작동하게 되므로 난방 성능이 40%에 미치지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 결국, 사용자가 기대하는 난방 성능을 만족시키지 못하므로 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
둘째, 다단으로 적층되는 다수의 열교환기를 포함하는 실외 열교환기에서는, 제상 운전이 수행되는 열교환기와 상기 제상 운전이 수행되는 열교환기의 인접 열교환기 간의 온도 차에 기인하여, 사이 부분인 경계면에 서리가 발생하는 문제가 있다.
상세히, 제상이 수행되는 열교환기는 응축기로 작동하게 되며, 인접한 열교환기는 증발기로 작동하기 때문에, 제상이 수행되는 열교환기와 그 열교환기에 인접한 열교환기의 온도 차는 클 수 있다. 따라서, 제상이 수행되는 열교환기 및 상기 제상이 수행되는 열교환기의 인접한 열교환기 사이에 위치하는 경계면에는 서리 띠가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 제상운전이 수행되는 경우 난방 성능의 하락을 최소화할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 제상운전이 수행되는 경우 실내에 연속적으로 난방이 제공되는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 다단으로 적층되는 다수의 열교환기를 포함하는 실외 열교환기에서 제상 운전이 수행되는 경우, 각각 열교환기 사이에 위치한 경계면에 서리 띠가 발생하는 문제를 해결할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실외 열교환기 내부의 냉매 유동 경로(Path)를 다단을 형성하도록 구비되는 다수의 열교환기; 압축기로부터 토출된 냉매를 분지하여 상기 다수의 열교환기로 가이드하는 바이패스배관; 상기 바이패스배관으로부터 분기되어 상기 다수의 열교환기에 구비되는 냉매배관으로 연장되는 유동배관 및 상기 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로부터 분기되어 다른 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로 연장되는 오버랩배관을 포함한다. 이에 의하면, 다수의 열교환기 중 인접한 열교환기 사이에 형성되는 서리의 착상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 다수의 열교환기는 각각 교번적으로 제상 운전을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 제상운전이 수행되어도 연속적인 실내 난방을 실현할 수 있다.
또한, 상기 다수의 열교환기는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 열교환기는 상하방향으로 적층되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 열교환기는 4개의 열교환기로 다단의 냉매 유동 경로를 형성할 수 있다. 즉, 상기 다수의 열교환기는, 제 1 열교환기, 제 2 열교환기, 제 3 열교환기 및 제 4 열교환기를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 난방 운전 중 제상 운전이 수행되어도 최대 난방 성능의 75% 이상인 난방 성능을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 제 1 열교환기의 최하단 유동배관과 상기 제 1 열교환기의 하측에 위치하는 제 2 열교환기의 최상단 유동배관을 연결하는 오버랩배관을 포함할 수 있다. 이에 의하면, 상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 사이에 위치하는 경계면에 서리의 착상을 방지할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기로 연장되는 최상단 또는 최하단 유동배관으로부터 분기되어 인접한 열교환기의 최하단 또는 최상단 유동배관으로 연장되는 오버랩배관을 포함할 수 있다. 이에 의하면, 인접한 열교환기 사이에 형성되는 서리띠 생성을 방지할 수 있다.
또한, 상기 오버랩배관에는 오버랩밸브가 설치되어 냉매의 유동을 조절할 수 있다. 이에 의하면, 압축기로부터 토출된 고온의 냉매의 불필요한 유동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 압축기로부터 토출되는 냉매를 실외 열교환기로 유입되도록 가이드하는 바이패스 배관을 더 포함한다. 이에 의하면, 상기 바이패스 배관을 유동하는 고온의 냉매가 실외 열교환기를 구성하는 다수의 열교환기에 선택적으로 유입되어 제상 운전을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제상 운전이 수행되는 경우 실내 온도가 떨어지는 현상을 최소화할 수 있고, 즉, 제상 운전에서도 사용자에게 만족감을 줄 수 있는 난방 성능을 제공할 수 있다. 따라서, 공기조화기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제상 운전의 경우에도 난방 성능(능력)을 75% 이상 연속적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 실외 열교환기가 증가할수록 제상운전에 의한 난방 성능 의 감소를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 제상 운전이 수행되는 경우 실외 열교환기를 구성하는 다수의 열교환기 사이에 온도 차 감소할 수 있으므로 서리 띠 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 제상 성능 및 난방 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 핫가스 밸브의 조정을 통하여 열교환기 별로 선택적인 제상운전을 수행할 수 있는 장점이 있다. 즉, 실내에 연속적으로 난방을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외 열교환기를 보여주는 도면
도 3(a) 내지 도 3(c)는 종래 공기조화기와 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방 능력을 비교한 실험 그래프
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
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 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 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 개략적인 구성을 보여주는 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외 열교환기를 보다 상세히 보여주는 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기(10)와 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 오일을 분리하는 오일분리기(11)를 포함할 수 있다.
상기 오일분리기(110)는 상기 압축기(10)의 토출 측과 연결되어 압축된 냉매를 흡입할 수 있다. 상기 압축기(10)에서 고온, 고압으로 압축된 압축 냉매는 상기 오일분리기(110)를 통과함으로써 오일을 분리하고 회수할 수 있다.
상기 오일분리기(110)는 분리된 오일을 상기 압축기(10)로 회수하기 위한 오일회수관(12)을 포함할 수 있다. 상기 오일회수관(12)은 상기 압축기(10)의 흡입측에 연결할 수 있다.
상기 압축기(10)의 흡입 측에는 어큐물레이터(미도시)가 연결될 수 있다. 상기 어큐물레이터는 증발된 냉매를 도입하여 액상과 기상으로 분리할 수 있다.
상기 어큐뮬레이터는 압축기(10)의 흡입 측에 구비되는 흡입관(14)에 설치될 수 있다.
상기 공기조화기는 냉매의 유동 방향을 전환해주는 유동전환부(20), 실외 공기와 열 교환하는 실외 열교환기(60), 실내에 냉난방을 제공하는 실내 열교환기(미도시) 및 냉매를 감압하기 위한 팽창밸브(51,52,53,54)를 더 포함할 수 있다.
상기 유동전환부(20)는 냉매의 유동 방향을 전환하기 위한 사방밸브(4-way valve)를 포함할 수 있다.
상기 실내 열교환기(미도시)는 실내 공기와 냉매의 열 교환을 수행하며, 운전 모드에 따라 증발기 또는 응축기로 작동할 수 있다. 이에 의하면, 실내 공간에 냉방 또는 난방을 제공할 수 있다.
상기 팽창밸브(51,52,53,54)는 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.
상기 실외 열교환기(60)는 내부의 냉매 유동 경로(Path)를 다단으로 형성하도록 다수의 열교환기(61,62,63,64)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)는 다단으로 적층될 수 있으며, 일체로 형성될 수 있다. 일례로, 상기 실외 열교환기(60)는 4개의 열교환기(61,62,63,64)가 4단(Four-Stage)의 냉매 유동 경로를 형성할 수 있다.
여기서, 하나의 단(Stage)을 형성하는 냉매 유동 경로(Path)는 하나의 분배기(46,47,48,49)로부터 유입되는 냉매의 유동 경로로 정의할 수 있다. 그리고, 상기 하나의 단(Stage)을 형성하는 냉매 유동 경로(Path)는 또다시 하나의 열교환기(61,62,63,64) 내부에서 복수의 냉매 유동 경로를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 실외 열교환기(60)는, 4개의 열교환기(61,62,63,64)가 구비되는 것을 기준으로 설명한다. 이 경우, 제상 운전을 수행하면서도 사용자에게 적정 난방 능력(75%이상)을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 실외 열교환기(60)는 제 1 열교환기(61), 상기 제 1 열교환기(61)의 하방에 위치하는 제 2 열교환기(62), 상기 제 2 열교환기(62)의 하방에 위치하는 제 3 열교환기(63) 및 상기 제 3 열교환기(63)의 하방에 위치하는 제 4 열교환기(64)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 열교환기(61) 내지 제 4 열교환기(64)는 상하 방향으로 위치할 수 있다.
상기 실외 열교환기(60)는, 단(Stage)을 정의하며, 각각의 열교환기(61,62,63,64)의 냉매 유동 경로(Path)를 형성하는 냉매배관(66) 및 상기 냉매배관(66)을 지지하는 결합플레이트(65)를 더 포함할 수 있다.
상기 결합 플레이트(65)는 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다.
상기 냉매 배관(66)은 다수로 구비되며 서로 이격되어 배치될 수 있다. 그리고 다수의 냉매 배관(66)은 절곡될 수 있고, 일 방향으로 길게 연장될 수 있다. 따라서, 상기 다수의 냉매 배관(66)을 연결하는 조합에 따라, 다수의 열교환기(61,62,63,64) 내부에는 냉매 유동 경로가 다수로 형성될 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 실외 열교환기(60)에 연결되어 운전 모드에 따라 냉매를 합지 또는 분지하는 헤더(80)를 더 포함할 수 있다.
상기 헤더(80)는 상기 실외 열교환기(60)로 연장되는 다수의 헤더연결관을 더 포함할 수 있다. 상기 헤더연결관을 통해 냉매는 상기 헤더(80)와 상기 실외 열교환기(60)를 유동할 수 있다.
난방운전을 기준으로, 상기 실외 열교환기(60)의 유입 측은 후술할 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,94b)이 연결되며, 상기 실외 열교환기(60)의 토출 측은 상기 헤더연결관 및 헤더(80)가 연결된다.
상기 헤더(80)에는, 냉매의 일 방향 유동을 가이드하는 체크밸브(81)가 설치될 수 있다. 상세히, 상기 체크밸브(81)는 제 4 열교환기(64)에 연결되는 헤더연결관과 제 1 내지 제 3 열교환기(63)에 연결되는 헤더연결관 사이의 냉매 유동을 단속하도록 상기 헤더(80)에 설치될 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매를 유동전환부(20)로 가이드하는 토출관(21), 상기 유동전환부(20)로부터 실내 열교환기(미도시)로 연장되는 실내 연결관(24) 및 상기 유동전환부(20)로부터 상기 헤더(80)로 연장되는 실외 연결관(23)을 더 포함할 수 있다.
상기 오일분리기(11)는 상기 토출관(21)에 설치될 수 있다.
상기 토출관(31)은 상기 오일분리기(11)를 통과한 냉매, 즉, 상기 압축기(10)로부터 토출된 고온, 고압의 압축 냉매를 상기 유동전환부(20)로 가이드할 수 있다.
상기 실외 연결관(23)은 상기 유동전환부(20)로부터 상기 헤더(80)로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 실외 연결관(23)은 상기 유동전환부(20)와 상기 실외 열교환기(60) 사이에서 냉매를 가이드할 수 있다.
상기 실내 연결관(24)은 상기 유동전환부(20)와 상기 실내 열교환기(미도시) 사이에서 냉매를 가이드할 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 실내 열교환기(30)로부터 실외 열교환기(60)를 향하여 연장되는 냉매유로(35)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉매유로(35)는 상기 실내 열교환기의 일 측에서 연장될 수 있다. 상기 냉매유로(35)는 난방 운전을 기준으로, 상기 실내 열교환기의 토출 측으로부터 연장될 수 있다. 이때, 상기 실내 열교환기의 타 측에는 상기 실내 연결관(24)이 연결될 수 있다.
상기 냉매유로(35)에는 내부 열교환기(33)가 설치될 수 있다. 상기 내부 열교환기(33)는 응축된 냉매를 도입하여 열 교환을 통해 액상 냉매와 기상 냉매로 분리할 수 있고, 상기 액상 냉매의 과냉각을 수행할 수 있다. 그리고 상기 내부 열교환기(33)는 상기 기상 냉매를 압축기(10) 부하에 따라 곧장 상기 압축기(10)로 유입시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 냉매유로(35)로부터 분기되는 유동관(41,42,43,44)을 더 포함할 수 있다.
난방 운전을 기준으로, 상기 유동관(41,42,43,44)은 상기 냉매유로(35)로부터 냉매가 다수의 열교환기(61,62,63,64)에 대응되어 분지될 수 있도록 분기하여 형성할 수 있다.
즉, 상기 유동관(41,42,43,44)은 실외 열교환기(60)의 단(Stage)을 구성하는 개수에 대응되도록 다수의 유동관으로 분기되어 형성할 수 있다. 일례로, 상기 유동관(41,42,43,44)은 제 1 유동관(41), 제 2 유동관(42), 제 3 유동관(43) 및 제 4 유동관(44)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 유동관(41)은 상기 냉매유로(35)로부터 제 1 열교환기(61)로 연장될 수 있다. 상기 제 2 유동관(42)은 상기 냉매유로(35)로부터 제 2 열교환기(62)로 연장될 수 있다. 상기 제 3 유동관(43)은 상기 냉매유로(35)로부터 제 3 열교환기(63)로 연장될 수 있다. 상기 제 4 유동관은(44)은 상기 냉매유로(35)로부터 제 4 열교환기(64)로 연장될 수 있다.
또한, 상기 팽창밸브(51,52,53,54)는 상기 유동관(41,42,43,44)에 각각 설치될 수 있다.
상세히, 상기 팽창밸브(51,52,53,54)는 제 1 유동관(41)에 설치되는 제 1 팽창밸브(51), 제 2 유동관(42)에 설치되는 제 2 팽창밸브(52), 제 3 유동관(43)에 설치되는 제 3 팽창밸브(53) 및 제 4 유동관(44)에 설치되는 제 4 팽창밸브(54)를 포함할 수 있다.
한편, 제 4 유동관(44)에는 상기 제 4 팽창밸브(54)와 병렬로 연결되는 통과유로(44a)가 설치될 수 있다. 그리고 상기 통과유로(44a)에는 통과체크밸브(44b)가 설치되어 냉매의 일 방향 유동을 가이드할 수 있다.
상기 통과유로(44a)는 냉방 운전에서 제 4 열교환기(64)를 통과한 냉매가 감압 없이 상기 냉매유로(35)로 유동할 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 공기조화기는, 상기 유동관(41,42,43,44)에 설치되는 분배기(46,47,48,49)를 더 포함할 수 있다.
상기 분배기(46,47,48,49)는 냉매를 분지 또는 합지되도록 가이드할 수 있다. 일례로, 난방 운전의 경우, 상기 유동관(41,42,43,44)을 통해 유입되는 냉매를 다수의 경로로 분지할 수 있다.
상기 분배기(46,47,48,49)의 일 측은 상기 유동관(41,42,43,44)에 연결될 수 있다. 상기 분배기(46,47,48,49)의 타 측은 분배배관(46a)에 연결될 수 있다.
그리고 상기 분배배관(46a,47a,48a,49a)은 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)에 연결되는 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,94b,94a,94b)으로 연장될 수 있다.
난방운전을 기준으로, 상기 분배기(46,47,48,49)는, 상기 팽창밸브(51,52,53,54) 보다 하류에 위치할 수 있다. 따라서, 팽창밸브(51,52,53,54)를 통과하여 팽창된 냉매가 상기 분배기(46,47,48,49)를 통해 다수의 열교환기(61,62,63,64)로 유동할 수 있다.
상기 분배기(46,47,48,49)는, 상기 제 1 유동관(41)에 설치되는 제 1 분배기(46), 상기 제 2 유동관(42)에 설치되는 제 2 분배기(47), 상기 제 3 유동관(43)에 설치되는 제 3 분배기(68) 및 제 4 유동관(44)에 설치되는 제 4 분배기(49)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 분배기(46)는 다수의 분배배관(46a)을 연결할 수 있다. 일례로, 난방 운전에서, 상기 제 1 분배기(46)의 출구 측에는 냉매를 가이드하는 다수의 분배배관(46a)이 연결된다.
그리고 상기 제 1 분배기(46)로부터 냉매가 분지되도록 연결되는 다수의 분배배관(46a)은, 각각 상기 제 1 열교환기(61) 내부에서 다수의 냉매 유동 경로를 형성하는 냉매배관(66)의 유입 측에 연결될 수 있다. 상세히, 상기 다수의 분배배관(46a)은 후술할 유동배관(91a,91b)으로 연장되어 냉매가 제 1 열교환기(61)의 냉매 유동 경로로 유입되도록 가이드할 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 내지 제 4 분배기(47,48,49)는 다수의 분배배관(47a,48a,49a)을 연결할 수 있다. 상기 제 2 내지 제 4 분배기(47,48,49)에 연결되는 분배배관(47a,48a,49a)에 대한 설명은, 상술한 제 1 분배기(46)에 연결되는 분배배관(46a)의 설명을 원용한다.
상기 공기조화기는, 운전 모드에 따라 구성을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 제어 명령을 통해 공기조화기의 구성을 제어함으로써 냉방 운전, 난방 운전, 제상 운전 등의 운전 모드를 제어할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(200)는 냉방운전 또는 난방운전을 위해 유동전환부(20)을 제어하여 냉매의 유동방향을 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(200)는 팽창밸브(51,52,53,54)와 바이패스밸브(96,97,98,99)를 제어하여 실내에 연속적인 난방을 제공할 수 있도록 제상운전을 수행할 수 있다.
난방 운전이 수행되는 경우, 상기 실외 열교환기(60)는 외기 온도의 영향으로 서리가 착상되는 문제가 발생할 수 있다. 이를 제거하기 위해, 상기 제어부는 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)를 순차적으로 제상 운전이 수행되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부는 상기 다수의 열교환기가 교번적으로 제상 운전을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다. 일례로, 상기 제어부는 제 4 열교환기(64)에 제상 운전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 제 1 내지 제 3 열교환기(61,62,63)은 동일하게 난방 운전을 수행하도록 제어하고 제 4 열교환기(64)만 제상 운전이 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 실내 공간의 사용자에게 적정 수준(75% 이상의 난방 성능)을 제공할 수 있는 장점이 있다.
한편, 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기가 제상 운전을 수행하는 경우, 제상 운전이 수행되는 열교환기와 인접한 다른 열교환기는 난방 운전을 수행하기 때문에 두 열교환기 사이 경계면에 온도 차로 인한 서리가 착상될 수 있다. 즉, 열교환기 사이 경계면에 서리 띠가 형성될 수 있다.
종래 공기조화기는 상술한 경계면의 제상을 위한 수단이 없어 상기 경계면에 형성되는 서리 띠가 발생하면, 방치하거나 모든 실외 열교환기를 제상 운전(전 제상)이 수행되도록 제어하여 제거해야 하는 단점이 있다.
이때 모든 실외 열교환기가 제상 운전이 수행되면 실질적은 냉방 운전이 수행되어 실내의 사용자는 난방을 제공받을 수 없게되는바 공기조화기의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에서는, 제상 운전 과정에서 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64) 사이 경계면(B1,B2,B3)에 발생할 수 있는 서리 띠를 제거할 수 있는 동시에 난방 성능이 적정 수준(75% 이상)을 유지하여 사용자에게 난방을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 이와 관련하여 상세히 설명한다.
상기 공기조화기는, 상기 토출관(21)으로부터 압축기(10)로부터 토출되어 상대적으로 고온, 고압인 압축 냉매를 분지하는 바이패스관(90) 및 상기 바이패스관(90)으로부터 분기되어 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)에 구비되는 냉매배관(66)으로 연장되는 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)을 더 포함할 수 있다.
상기 바이패스관(90)은, 상기 토출관(21)의 일 지점에서 분기되어 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)를 향해 연장될 수 있다.
상기 바이패스관 (90)에 의하여, 상기 토출관(21)을 유동하는 압축 냉매(핫가스)는 분지될 수 있다. 그리고, 상기 분지된 압축 냉매(핫가스)는, 상기 바이패스관 (90)으로 유입되어 상기 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)으로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 제어부는 상기 분지된 압축 냉매가 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 제상 운전이 필요한 열교환기에 유입되도록 제어함으로써 제상 운전을 수행할 수 있다.
즉, 상기 바이패스관(90)으로 유입된 압축 냉매(핫가스)는, 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 제상이 필요한 열교환기(61,62,63,64)로 제공될 수 있다.
상기 바이패스관(90)은 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)에 대응되도록 다수의 바이패스관을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 바이패스관(90)은 하나의 단(Stage)를 이루는 열교환기로 각각 분기되어 연장될 수 있다.
상세히, 상기 바이패스관(90)은 상기 제 1 열교환기(61)를 향하여 연장되는 제 1 바이패스관(91), 상기 제 1 바이패스관(91)으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기(62)를 향하여 연장되는 제 2 바이패스관(92), 상기 제 1 바이패스관(91)으로부터 분기되어 상기 제 3 열교환기(63)를 향하여 연장되는 제 3 바이패스관(93) 및 상기 제 1 바이패스배관(91)으로부터 분기되어 상기 제 4 열교환기(64)로 연장되는 제 4 바이패스관(94)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 바이패스관(91,92,93,94)는 냉매의 유동을 단속하는 바이패스밸브(96,97,98,99)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 바이패스밸브(96,97,98,99)는 솔레노이드밸브(SV), 전자팽창밸브(EEV) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 바이패스관(91)에는 냉매의 유동을 조절하는 제 1 바이패스밸브(96)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 바이패스관(92)에는 냉매의 유동을 조절하는 제 2 바이패스밸브(97)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 바이패스관(93)에는 냉매의 유동을 조절하는 제 3 바이패스밸브(98)를 포함할 수 있다. 상기 제 4 바이패스관(94)에는 냉매의 유동을 조절하는 제 4 바이패스밸브(98)를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)은 상기 제 1 내지 제 4 바이패스배관(91,92,93,94)로부터 각각 분기되어 대응되는 제 1 열교환기 내지 제 4 열교환기(61,62,63,64)로 연장될 수 있다.
일례로, 상기 제 1 바이패스관(91)은 일 측 단부로부터 분비되는 다수의 유동배관(91a,91b)이 연결될 수 있다. 그리고 상기 다수의 유동배관(91a,91b)은 상기 제 1 열교환기(61) 내부에서 다수의 냉매 유동 경로를 형성하는 각각의 냉매 배관(66) 입구 또는 출구로 연장될 수 있다.
상기 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)은 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 어느 하나의 단(Stage)를 형성하는 열교환기에 구비되는 다수의 냉매 유동 경로에 대응되도록 형성할 수 있다. 즉, 상기 유동배관은 상기 바이패스관(90)으로부터 분기되는 다수의 관으로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)은 상기 다수의 냉매 유동 경로의 입구 또는 출구로 연장되어 냉매를 가이드할 수 있다.
상기 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)은, 제 1 바이패스관(91)으로부터 분기되는 제 1 유동배관(91a,91b), 제 2 바이패스관(92)으로부터 분기되는 제 2 유동배관(92a,92b), 제 3 바이패스관(93)으로부터 분기되는 제 3 유동배관(93a,94a) 및 제 4 바이패스배관(94)으로부터 분기되는 제 4 유동배관(94a,94b)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 유동배관(91a,91b)은 제 1 열교환기(61)의 상하 방향으로 구비되는 냉매배관(66)으로 연장될 수 있다.
보다 상세히, 상기 제 1 유동배관(91a,91b)은, 상기 제 1 바이패스배관(95)으로부터 상기 제 1 열교환기(61) 내부에서 어느 하나의 냉매 유동 경로를 형성하는 냉매배관(66)의 일 단부로 연장될 수 있다.
그리고 상기 제 1 열교환기(61)에 구비되는 냉매 유동 경로는 상하 방향으로 다수 개가 구비될 수 있으므로, 상기 제 1 유동배관(91a,91b)도 상기 냉매 유동 경로에 대응되어 다수 개로 구비될 수 있다.
상기 제 1 유동배관(91a,91b)은, 상기 제 1 열교환기(61)의 최상부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 1 상부유동배관(91a) 및 상기 제 1 열교환기(61)의 최하부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 1 하부유동배관(92b)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 상부유동배관(91a)은 상기 제 1 열교환기(61)의 최상단에 위치하는 냉매 유동 경로를 형성하는 냉매배관(66)과 연결될 수 있다. 그리고 상기 제 1 하부유동배관(91b)은 상기 제 1 열교환기(61)의 최하단에 위치하는 냉매 유동 경로를 형성하는 냉매배관(66)과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 1 유동배관(91a,91b)은 상기 분배배관(46a)이 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 상부유동배관(91a)은 상기 분배기(46)로부터 냉매가 분지 또는 합지되도록 연장된 다수의 분배배관 중 최상단 분배배관(46a)과 연결될 수 있다.
상기 제 2 유동배관(92a,92b)은 제 2 열교환기(62)의 상하 방향으로 구비되는 냉매배관(66)으로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 2 유동배관(92a,92b)은 제 2 열교환기(62)의 최상부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 2 상부유동배관(92a) 및 상기 제 2 열교환기(62)의 최하부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 2 하부유동배관(92b)을 포함할 수 있다.
상기 제 3 유동배관(93a,93b)은 제 3 열교환기(63)의 상하 방향으로 구비되는 냉매배관(66)으로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 3 유동배관(93a,93b)은 제 3 열교환기(63)의 최상부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 3 상부유동배관(93a) 및 상기 제 3 열교환기(63)의 최하부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 3 하부유동배관(93b)을 포함할 수 있다.
상기 제 4 유동배관(94a,94b)은 제 4 열교환기(64)의 상하 방향으로 구비되는 냉매배관(66)으로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 4 유동배관(94a,94b)은 제 4 열교환기(64)의 최상부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 4 상부유동배관(94a) 및 상기 제 4 열교환기(64)의 최하부에 위치하는 냉매 유동 경로로 연장되는 제 4 하부유동배관(94b)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 유동배관 내지 제 4 유동배관은 연결되는 열교환기(61,62,63,64)의 차이만 있을 뿐 그 구성은 동일하다. 따라서, 상기 제 2 유동배관 내지 제 4 유동배관의 구성에 대한 상세한 설명은 상술한 상기 제 1 유동배관(91a,92b)의 설명을 원용하도록 한다.
상기 공기조화기는, 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)으로부터 분기되어 다른 하나의 열교환기에 연결된 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)으로 연장되는 오버랩배관(101,102,103)을 더 포함할 수 있다.
상기 오버랩배관(101,102,103)은, 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 최상단 또는 최하단 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)과 상기 다른 하나의 열교환기에 연결된 최하단 또는 최상단 유동배관(91a,91b,92a,92b,93a,93b,94a,94b)을 연결할 수 있다.
상기 오버랩배관(101,102,103)은, 상기 제 1 유동배관과 상기 제 2 유동배관을 냉매가 유동할 수 있도록 연결하는 제 1 오버랩배관(101), 상기 제 2 유동배관과 상기 제 3 유동배관을 냉매가 유동할 수 있도록 연결하는 제 2 오버랩배관(102) 및 상기 제 3 유동배관과 제 4 유동배관을 냉매가 유동할 수 있도록 연결하는 제 3 오버랩배관(103)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 오버랩배관(101)은 상기 제 1 열교환기(61)로 연장되는 제 1 유동배관의 일 지점에서 분기되어 상기 제 2 열교환기(62)로 연장되는 제 2 유동배관의 일 지점으로 연장될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 오버랩배관(101)은, 상기 제 1 하부유동배관(91b)으로부터 분기되어 상기 제 2 상부유동배관(92a)으로 연장될 수 있다.
즉, 상기 제 1 오버랩배관(101)은 상기 제 1 하부유동배관(91b)과 상기 제 2 상부유동배관(92a)을 연결할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 하부유동배관(91b)을 유동하는 냉매는 상기 제 2 상부유동배관(92a)으로 유입될 수 있으며, 거꾸로 상기 제 2 상부유동배관(92a)을 유동하는 냉매는 상기 제 1 하부유동배관(91b)으로 유입될 수 있다.
이때, 상기 제 1 분배기(46)로부터 연장되는 분배배관(46a)은, 상기 제 1 하부유동배관(91b)에서 상기 제 1 오버랩배관(101)과 상기 제 1 바이패스밸브(96) 사이에 연결되도록 연장될 수 있다.
제 2 오버랩배관(102)은 상기 제 2 열교환기(62)로 연장되는 제 2 유동배관의 타 지점에서 분기되어 상기 제 3 열교환기(63)로 연장되는 제 3 유동배관의 일 지점으로 연장될 수 있다. 상세히, 상기 제 2 오버랩배관(102)은, 상기 제 2 하부유동배관(92b)으로부터 분기되어 상기 제 3 상부유동배관(93a)으로 연장될 수 있다.
즉, 상기 제 2 오버랩배관(102)은 상기 제 2 하부유동배관(92b)과 상기 제 3 상부유동배관(93a)을 연결할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 하부유동배관(92b)을 유동하는 냉매는 상기 제 3 상부유동배관(93a)으로 유입될 수 있으며, 거꾸로 상기 제 3 상부유동배관(93a)을 유동하는 냉매는 상기 제 2 하부유동배관(92b)으로 유입될 수 있다.
이때, 상기 제 2 분배기(47)로부터 연장되는 분배배관(47a)은, 상기 제 2 상부유동배관(92a)에서 상기 제 1 오버랩배관(101)과 상기 제 2 바이패스밸브(97) 사이에 연결되도록 연장될 수 있으며, 동시에 상기 제 2 하부유동배관(92b)에서 상기 제 2 오버랩배관(102)과 상기 제 2 바이패스밸브(97) 사이에 연결되도록 연장될 수 있다.
제 3 오버랩배관(103)은 상기 제 3 열교환기(63)로 연장되는 제 3 유동배관의 타 지점에서 분기되어 상기 제 4 열교환기(64)로 연장되는 제 4 유동배관의 일 지점으로 연장될 수 있다. 상세히, 상기 제 3 오버랩배관(104)은, 상기 제 3 하부유동배관(93b)으로부터 분기되어 상기 제 4 상부유동배관(94a)으로 연장될 수 있다.
즉, 상기 제 3 오버랩배관(103)은 상기 제 3 하부유동배관(93b)과 상기 제 4 상부유동배관(94a)을 연결할 수 있다. 따라서, 상기 제 3 하부유동배관(93b)을 유동하는 냉매는 상기 제 4 상부유동배관(94a)으로 유입될 수 있으며, 거꾸로 상기 제 4 상부유동배관(94a)을 유동하는 냉매는 상기 제 3 하부유동배관(93b)으로 유입될 수 있다.
이때, 상기 제 3 분배기(48)로부터 연장되는 분배배관(48a)은, 상기 제 3 상부유동배관(93a)에서 상기 제 2 오버랩배관(102)과 상기 제 3 바이패스밸브(98) 사이에 연결되도록 연장될 수 있으며, 동시에 상기 제 3 하부유동배관(93b)에서 상기 제 3 오버랩배관(103)과 상기 제 3 바이패스밸브(98) 사이에 연결되도록 연장될 수 있다.
그리고 상기 제 4 분배기(49)로부터 연장되는 분배배관(49a)은, 상기 제 4 상부유동배관(94a)에서 상기 제 3 오버랩배관(103)과 상기 제 4 바이패스밸브(99) 사이에 연결되도록 연장될 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 오버랩배관(101,102,103)에 설치되어 냉매의 유동을 조절할 수 있는 오버랩밸브(106,107,108)을 더 포함할 수 있다.
상기 오버랩밸브(106,107,108)는, 상기 제 1 오버랩배관(101)에 설치되는 제 1 오버랩밸브(106), 상기 제 2 오버랩배관(102)에 설치되는 제 2 오버랩밸브(107) 및 상기 제 3 오버랩배관(103)에 설치되는 제 3 오버랩밸브(108)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 오버랩밸브(106,107,108)는, 상기 제어부에 의해 각각 독립적으로 개폐될 수 있다.
상기 오버랩배관(101,102,103) 및 오버랩밸브(106,107,108)에 의하면, 제상 운전이 수행될 때 상기 바이패스배관(90)을 통해 유입되는 고온의 압축된 냉매는, 난방 운전이 수행되는 상측 또는 하측에 위치한 다른 열교환기의 최상단 또는 최하단 냉매 유동경로로 유입될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 열교환기(61)와 제 2 열교환기(62) 사이의 경계면(B1), 상기 제 2 열교환기(62)와 제 3 열교환기(63) 사이의 경계면(B2) 및 상기 제 3 열교환기(63)와 제 4 열교환기(64) 사이의 경계면(B3)에 발생할 수 있는 서리 띠를 제거(제상) 또는 방지할 수 있다.
일례로, 상기 제 4 열교환기(64)가 제상 운전을 수행하는 경우, 상기 제어부는 제 3 열교환기(63)와 제 4 열교환기(64) 사이의 경계면(B3)에 서리 띠 발생 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부는 서리 띠가 발생한 것으로 판단되면 상기 제 3 오버랩밸브(108)를 개방하여 상기 제 3 오버랩배관(103)을 따라 고온의 냉매가 상기 제 3 열교환기(63)의 최하단 냉매 유동 경로를 유동하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제 3 열교환기(63)는 난방 운전이 수행되고 있으나, 최하단 냉매 유동 경로에는 유입되는 고온의 냉매에 의해 냉매 온도가 상승할 수 있다. 결국, 상기 제 3 열교환기(63)의 하단부와 상기 제 4 열교환기(64)의 상단부의 온도 차이는 줄어들게 되어 서리 띠를 제거 또는 방지할 수 있다.
상기 공기조화기는, 외기온도센서(미도시) 및 내부온도센서(85,86,87,88)를 더 포함할 수 있다.
상기 외기온도센서는 외기 온도를 감지하여 상기 제어부에 감지 정보를 제공할 수 있다.
상기 내부온도센서(85,86,87,88)는, 실외 열교환기(60)에 설치될 수 있다. 상세히, 상기 내부온도센서(85,86,87,88)는 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)에 각각 설치되어 하나의 단(Stage)을 유동하는 냉매의 온도를 감지할 수 있다. 그리고 상기 내부온도센서(85,86,87,88)에서 감지된 정보는 제어부에 전송될 수 있다.
상기 내부온도센서(85,86,87,88)는, 제 1 열교환기(61)에 설치되는 제 1 내부온도센서(85), 제 2 열교환기(62)에 설치되는 제 2 내부온도센서(86), 제 3 열교환기(63)에 설치되는 제 3 내부온도센서(87) 및 제 4 열교환기(64)에 설치되는 제 4 내부온도센서(88)를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 외기온도센서 및 내부온도센서(85,86,87,88)로부터 감지된 정보를 기초로 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)의 서리 착상 여부 및 인접한 열교환기의 경계면(B1,B2,B3)의 서리 착상 여부(서리 띠 발생여부)를 판단할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 서리 착상으로 판단된 해당 열교환기의 제상 운전을 수행하도록 제어할 수 있고, 서리 띠를 제거하도록 제어할 수 있다.
일례로, 상기 제어부는, 외기 온도가 0°C 이상인 경우, 상기 내부온도센서(85,86,87,88)로부터 감지된 온도가 -7°C 미만인 경우, 해당 내부온도센서가 설치된 열교환기(61,62,63,64)의 제상 운전이 수행되도록 제어할 수 있다. 따라서, 상기 제어부는 제상 운전이 상기 다수의 열교환기(61,62,63,64)가 교번적으로 수행될 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상호 인접한 열교환기(61,62,63,64) 사이의 온도 차가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 오버랩밸브(106,107,108,109)를 개방하여 서리 띠 형성을 방지 또는 제거할 수 있다.
일례로, 상기 제어부는 제상 운전이 수행되는 열교환기(61,62,63,64)에서 감지된 온도 정보와 상하 방향으로 인접한 다른 열교환기(61,62,63,64)에서 감지된 온도 정보의 차이를 비교 한 결과, 미리 설정된 값을 초과하는 경우 서리 띠 발생으로 판단하여 인접한 열교환기(61,62,63,64)와 연결되는 오버랩배관(101,102,103,104)의 오버랩밸브(106,107,108,109)를 개방하도록 제어할 수 있다.
상기 미리 설정된 값은 경계면(B1,B2,B3)에서 서리가 착상될 수 있는 환경적 조건을 형성하는 온도 차이 값으로 이해할 수 있다.
여기서, 상호 인접한 열교환기 사이의 온도 차는, 상하 방향로 배치되는 다수의 열교환기(61,62,63,64) 중 상측 또는 하측의 열교환기와 경계를 이루는 부분(B1,B2,B3)의 온도 차로 이해할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 열교환기(61)와 상기 제 2 열교환기(62) 사이의 경계면(B1)에서의 온도 차 또는 상기 제 2 열교환기(62)와 상기 제 3 열교환기(63) 사이의 경계면(B2)에서의 온도 차 또는 상기 제 3 열교환기(63)와 상기 제 4 열교환기(64) 사이의 경계면(B3)에서의 온도 차로 이해할 수 있다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 종래 공기조화기와 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방 능력을 비교한 실험 그래프이다.
상세히, 도 3(a)는 종래 공기조화기의 단(Stage)의 구분 운전이 불가하여 제상 운전이 수행되는 경우 실외 열교환기 전부가 냉방 운전으로 전환되어 수행되는 전 제상 운전 구간(A1)을 보여주는 실험 그래프이며, 도 3(b)는 2단 열교환기가 구비되는 실외 열교환기에서 제상 운전 구간(A2)을 보여주는 실험 그래프이고, 도 3(c)는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외 열교환기에서 제상 운전이 수행되는 경우 난방 능력(A3)을 보여주는 실험 그래프이다.
도 3(a)를 참조하면, 제상 운전이 수행되는 전 제상 운전 구간(A1)에서 난방 능력은, 냉방 운전으로 전환되기 때문에 총 난방 능력에서 약 0% 가까운 수준으로 떨어지게 된다. 이에 의하면, 실내 공간의 사용자에게 난방 운전이 수행됨에도 불구하고 적정한 난방을 제공하지 못하는 문제를 발생하게 한다.
도 3(b)를 참조하면, 2단 열교환기가 구비되는 실외 열교환기에서 어느 하나의 열교환기가 제상 운전이 수행되는 부분 제상 운전 구간(A2)에서의 난방 능력은, 총 난방 능력에서 약 45% 수준으로 떨어지게 된다. 이에 의하면, 실내 공간의 사용자에게 적정 수준의 난방(75%)을 제공하지 못하는 문제를 발생하게 된다.
여기서, 사용자가 체감하는 적정 수준의 난방 능력은, 총 난방 능력에서 75% 수준으로 정의할 수 있다.
반면에, 도 3(c)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상 운전은 제 1 내지 제 4 열교환기(61,62,63,64)가 교번적으로 제상 운전을 수행함에 따라 실내에 연속적으로 난방을 제공할 수 있음과 동시에 적정 난방 수준(75%)을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제상 운전이 수행되는 경우, 다수의 열교환기 사이의 지역인 경계면(B1,B2,B3)에서 온도 차로 인하여 서리 띠가 발생할 수 있으나 상기 오버랩배관(101,102,103) 및 오버랩밸브(106,107,108)에 의하여 상기 서리 띠를 제거 또는 방지할 수 있는 장점이 있다. 이에 의하면, 난방 성능을 상대적으로 더욱 상승시킬 수 있는 장점이 있다.
10: 압축기 30: 실내기
60: 상부 실외 열교환기 64: 하부 실외 열교환기
80: 헤더 90: 핫가스관

Claims (13)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    내부의 냉매 유동 경로(Path)를 다단으로 형성하도록 다수의 열교환기가 구비되는 실외 열교환기;
    상기 압축기로부터 토출된 냉매를 분지하는 바이패스배관;
    상기 바이패스배관으로부터 분기되어 상기 다수의 열교환기에 구비되는 냉매배관으로 연장되는 유동배관; 및
    상기 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로부터 분기되어 다른 하나의 열교환기에 연결된 유동배관으로 연장되는 오버랩배관을 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버랩배관에 설치되는 오버랩밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동배관은 상기 다수의 열교환기에 각각 다수의 냉매 유동 경로를 형성하도록 구비되는 냉매배관으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버랩배관은,
    상기 다수의 열교환기 중 어느 하나의 열교환기에 연결된 최상단 또는 최하단 유동배관과 상기 다른 하나의 열교환기에 연결된 최하단 또는 최상단 유동배관을 연결하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    실내 열교환기와 연결되는 냉매유로;
    상기 냉매유로로부터 분기되는 유동관;
    상기 유동관에 설치되는 분배기; 및
    상기 분배기로 유입된 냉매가 분지되도록 상기 분배기로부터 상기 유동배관으로 연장되는 다수의 분배배관을 더 포함하는 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    외기 온도를 감지하는 외기온도센서;
    상기 다수의 열교환기를 유동하는 냉매의 온도를 감지하여 서리의 착상여부를 판단하는 내부온도센서; 및
    상기 외기온도센서와 상기 내부온도센서로부터 감지된 정보를 기초로 제상 운전 수행여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 다수의 열교환기가 교번적으로 제상 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다수의 열교환기 중 인접한 두 열교환기 사이의 온도 차가 미리 설정된 값을 초과하는 경우 오버랩밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 열교환기는,
    제 1 열교환기; 및
    상기 제 1 열교환기의 하방에 위치하는 제 2 열교환기를 포함하는 공기조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오버랩 배관은,
    상기 제 1 열교환기로 연장되는 최하단 유동배관과 상기 제 2 열교환기로 연장되는 최상단 유동배관을 연결하는 제 1 오버랩배관;
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 열교환기는,
    상기 제 2 열교환기의 하방에 위치하는 제 3 열교환기; 및
    상기 제 3 열교환기의 하방에 위치하는 제 4 열교환기를 더 포함하는 공기조화기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오버랩 배관은,
    상기 제 2 열교환기로 연장되는 최하단 유동배관과 상기 제 3 열교환기로 연장되는 최상단 유동배관을 연결하는 제 2 오버랩배관; 및
    상기 제 3 열교환기로 연장되는 최하단 유동배관과 상기 제 4 열교환기로 연장되는 최상단 유동배관을 연결하는 제 3 오버랩배관을 포함하는 공기조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 열교환기는 상하방향으로 적층되어 일체를 형성하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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