KR20200114068A - 공기 조화 장치 - Google Patents

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사용철
송치우
이지성
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 공기 조화 장치는, 냉매가 순환하는 실외기; 물이 순환하는 실내기; 및 상기 실외기와 상기 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 열교환 장치를 포함하고, 상기 열교환 장치는, 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기와, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기 각각에 연결되는 제 1 냉매 배관 및 제 2 냉매 배관과, 상기 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브와, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관과 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관을 연결하는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관에 구비되는 바이패스 밸브를 포함한다.

Description

공기 조화 장치{Air conditioning apparatus}
본 발명은 공기 조화 장치에 관한 것이다.
공기 조화 장치는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화 장치는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화 장치는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화 장치가 가정이나 사무일 수 있다.
공기 조화 장치가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화 장치가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
최근에는 환경규제 정책에 따라 공기 조화 장치에 사용되는 냉매의 종류를 제한하고, 냉매 사용량을 줄이는 경향이 나타나고 있다.
냉매 사용량을 줄이기 위하여, 냉매와 소정의 유체간에 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 수행하는 기술이 제안되고 있다. 일례로, 상기 소정의 유체에는 물이 포함될 수 있다.
냉매와 물의 열교환을 통하여 냉방 또는 난방을 수행하는 시스템과 관련하여, 아래와 같은 선행문헌이 개시된다.
1. 공개번호(공개일자) : 공개특허 10-2013-0127531(2013년 11월 22일)
2. 발명의 명칭 : 플레이트식 열교환기 및 히트펌프 장치
위 선행문헌에 의하면, 판형 열교환기에서 냉매와 물의 열교환을 통하여 열량을 발생시켜, 냉난방, 급탕 또는 냉수 공급을 수행할 수 있으나, 상기 판형 열교환기가 응축기 또는 증발기로 작용하는지 여부에 관계없이, 냉매 유로를 동일하게 형성하여, 열교환 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
즉, 판형 열교환기가 응축기로 작용할 때에는 응축성능을 높이기 위하여 냉매유로(path)의 개수는 줄이고 냉매유로의 길이는 길게 형성하는 것이 유리하다. 반면에, 상기 판형 열교환기가 증발기로 작용할 때에는 압력손실, 즉 증발압력의 저하를 방지하기 위하여 냉매유로의 개수는 많게 하고 냉매유로의 길이는 짧게 형성하는 것이 유리하다.
그러나, 위 선행문헌에 의하면, 판형 열교환기에서의 냉매유로의 구성은 응축기 또는 증발기로 작용하는지 여부에 관계없이 고정되어 있어, 열교환 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은, 냉방 운전 또는 난방 운전시 열교환 장치에서의 냉매 유로를 가변시켜 성능을 개선할 수 있는 공기 조화 장치를 제공한다.
본 발명은, 냉방 운전 시 열교환 장치에 구비되는 다수의 열교환기가 증발기로 작용할 때, 냉매가 상기 다수의 열교환기로 분지하여 유입되도록 하여 냉매유로의 개수가 증가되고 그 길이를 짧게 함으로써(열교환기의 병렬연결), 증발 압력의 저하를 방지할 수 있는 공기 조화 장치를 제공한다.
본 발명은, 난방 운전 시, 상기 다수의 열교환기가 응축기로 작용할 때, 냉매가 상기 다수의 열교환기를 차례로 통과하도록 하여 냉매유로의 길이가 증가되고 그 개수가 감소함으로써(열교환기의 직렬연결), 열교환기에서의 응축 성능을 개선할 수 있는 공기 조화 장치를 제공한다.
일 측면에 따른 공기 조화 장치는, 냉매가 순환하는 실외기; 물이 순환하는 다수의 실내기; 및 상기 실외기와 상기 다수의 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 열교환 장치를 포함하고, 상기 열교환 장치는, 각각이 냉매 유로와 물 유로를 포함하는 다수의 열교환기와, 상기 다수의 열교환기가 증발기와 응축기 중 어느 하나로 작동하도록 냉매 유로를 가변시키는 냉매 유로 가변 수단을 포함할 수 있다.
본 실시 예의 상기 냉매 유로 가변 수단에 의해서, 실내기의 냉방 운전 시 냉매가 상기 다수의 열교환기를 병렬로 유동하도록 냉매의 유로가 가변될 수 있다.
본 실시 예의 냉매 유로 가변 수단에 의해서, 실내기의 난방 운전 시 냉매가 다수의 열교환기를 순차적으로 유동하도록 냉매의 유로가 가변될 수 있다.
상기 다수의 열교환기는, 제 1 열교환기와 제 2 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 열교환 장치는, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기 각각에 연결되는 제 1 냉매 배관 및 제 2 냉매 배관과, 상기 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브를 포함할 수 있다.
상기 냉매 유로 가변 수단은, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관과 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관을 연결하는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관에 구비되는 바이패스 밸브를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 바이패스 배관은 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관 중에서 상기 팽창 밸브와 상기 제 1 열교환기의 냉매 유로 사이 부분에 연결될 수 있다.
상기 냉매 유로 가변 수단은, 상기 제 1 열교환기의 제 1 냉매 배관의 냉매가 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관으로 유동하는 것은 차단하고, 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관의 냉매가 상기 제 1 냉매 배관으로 유동하는 것은 허용하는 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 실내기의 냉방 운전 시, 상기 제 2 냉매 배관의 팽창 밸브는 열리고, 상기 바이패스 밸브는 닫힐 수 있다. 이 경우, 상기 실외기에서 배출된 냉매가 상기 각 열교환기의 제 2 냉매 배관을 통해 상기 각 열교환기로 유동된 후에 상기 각 열교환기의 제 1 냉배 배관으로 배출될 수 있다.
상기 실내기의 냉방 운전 시, 제 1 및 제 2 열교환기 중 일부 열교환기를 사용하기 위하여, 사용되는 열교환기에 대응되는 팽창 밸브는 열리고, 미사용되는 열교환기에 대응되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 바이패스 밸브는 닫힐 수 있다.
상기 실내기의 난방 운전 시, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 제 2 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 열리며, 상기 바이패스 밸브는 개방될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 열교환기를 유동한 냉매가 상기 제 2 열교환기를 유동할 수 있다.
상기 실내기의 난방 운전 시, 제 1 및 제 2 열교환기 중 일부 열교환기를 사용하기 위하여, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 열리고, 상기 제 2 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 바이패스 밸브는 닫힐 수 있다.
상기 공기 조화 장치는, 상기 다수의 실내기가 난방 운전과 냉방 운전 중 어느 하나로 작동하기 위하여 상기 다수의 열교환기로 유동하는 물의 유로를 가변시키는 물 유로 가변 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 물 유로 가변 수단은, 실내기가 난방 운전 시, 응축기로 작용하는 열교환기로 물의 유동되도록 하고, 실내기가 냉방 운전 시, 증발기로 작용하는 열교환기로 물이 유동되도록 물의 유로를 가변시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 냉방 운전 또는 난방 운전시 열교환 장치에서의 냉매 유로를 가변시켜 성능을 개선할 수 있다.
특히, 냉방 운전시, 열교환 장치에 구비되는 다수의 열교환기가 증발기로 작용할 때, 냉매는 다수의 열교환기로 분지하여 유입되어 냉매유로의 개수가 증가되고 그 길이를 짧게 함으로써(열교환기의 병렬연결), 증발 압력의 저하를 방지할 수 있다.
한편, 난방 운전 시, 다수의 열교환기가 응축기로 작용할 때, 냉매는 상기 다수의 열교환기를 차례로 통과하여 냉매 유로의 길이가 증가되고 그 개수가 감소함으로써(열교환기의 직렬연결), 열교환기에서의 응축성능을 개선할 수 있다.
또한, 실외기와 열교환 장치가 3배관으로 연결되는 경우에는, 냉방 운전 및 난방 운전을 동시에 수행될 수 있어, 일부 실내기는 난방 운전되고, 다른 실내기는 냉방 운전이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 사이클 선도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 냉방 운전 시의 열교환 장치에서의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 난방 운전 시의 열교환 장치에서의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 난방 운전 시 다수의 열교환기 중 일부만이 사용되는 경우의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내기 들 중 일부는 난방 운전되고, 다른 일부는 냉방 운전되는 경우의 공기 조화 장치에서의 냉매 및 물의 유동을 보여주는 사이클 선도.
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 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 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 사이클 선도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치(1)는, 실외기(10)와, 실내기(50) 및 상기 실외기(10)와 상기 실내기(50)에 연결되는 열교환 장치(100)를 포함할 수 있다.
상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)는 제 1 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유체는 냉매를 포함할 수 있다.
상기 냉매는 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기의 냉매측 유로 및 상기 실외기(10)를 유동할 수 있다.
상기 실외기(10)는, 압축기(11) 및 실외 열교환기(15)를 포함할 수 있다.
상기 실외 열교환기(15)의 일측에는 실외 팬(16)이 구비되어 외기를 실외 열교환기(15) 측으로 불어주며, 상기 실외 팬(16)의 구동에 의하여 외기와 실외 열교환기(15)의 냉매간에 열교환이 이루어질 수 있다. 상기 실외기(10)는 메인 팽창밸브(18, EEV)를 더 포함할 수 있다.
상기 공기조화 장치(1)는, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 연결하는 연결 배관(20, 25, 27)을 더 포함할 수 있다.
상기 연결 배관(20, 25, 27)은, 고압의 기상 냉매가 유동하는 기관(고압 기관)으로서 제 1 실외기 연결관(20)과, 저압의 기상 냉매가 유동하는 기관(저압 기관)으로서 제 2 실외기 연결관(25)과, 액 냉매가 유동하는 액관으로서 제 3 실외기 연결관(27)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)는 "3배관 연결구조"를 가지며, 냉매는 3개의 연결관(20, 25, 27)에 의해서 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 순환할 수 있다.
상기 열교환 장치(100)와 실내기(50)는 제 2 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 유체는 물을 포함할 수 있다.
상기 물은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기의 물측 유로 및 상기 실외기(10)를 유동할 수 있다.
상기 열교환 장치(100)는 다수의 열교환기(140, 141, 142, 143)를 포함할 수 있다. 상기 열교환기는 일 예로 판형 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 실내기(50)는 다수의 실내기(61, 62, 63, 64)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 다수의 실내기(61, 62, 63, 64)의 갯수에는 제한이 없음을 밝혀두며, 도 1에서는 일 예로, 4개의 실내기(61, 62, 63, 64)가 열교환 장치(100)에 연결된 것이 도시된다.
상기 다수의 실내기(61, 62, 63, 64)는, 제 1 실내기(61), 제 2 실내기(62), 제 3 실내기(63) 및 제 2 실내기(64)를 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 장치(1)는, 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 연결하는 배관(30, 31, 32, 33)을 더 포함할 수 있다.
상기 배관(30, 31, 32, 33)은, 상기 열교환 장치(100)와 각 실내기(61, 62, 63, 64)를 연결하는 제 1 실내기 연결관(30) 내지 제 4 실내기 연결관(33)을 포함할 수 있다.
물은 상기 실내기 연결관 들(30, 31, 32, 33)을 통하여 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 순환할 수 있다. 물론, 상기 실내기의 대수가 증가하면, 상기 열교환 장치(100)와 실내기를 연결하는 배관의 개수는 증가할 것이다.
이러한 구성에 의하면, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 순환하는 냉매와, 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 순환하는 물은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기(140, 141, 142, 143)를 통하여 열교환 된다.
상기 열교환을 통하여 냉각 또는 가열된 물은 상기 실내기(50)에 구비되는 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)와 열교환 하여 실내공간의 냉방 또는 난방을 수행할 수 있다.
상기 다수의 열교환기(140, 141, 142, 143)는 상기 다수의 실내기(61, 62, 63, 64)의 개수와 동일한 수로 구비될 수 있다. 또는, 하나의 열교환기에 2 이상의 실내기가 연결되는 것도 가능하다.
이하에서는 상기 열교환 장치(100)에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
상기 열교환 장치(100)는, 각 실내기(61, 62, 63, 64)와 유동적으로 연결되는 제 1 열교환기 내지 제 4 열교환기(140, 141, 142, 143)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환기 내지 제 4 열교환기(140, 141, 142, 143)는 동일한 구조로 형성될 수 있다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는 일 예로 판형 열교환기를 포함할 수 있으며, 물 유로와 냉매 유로가 교번하여 적층되도록 구성될 수 있다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는, 냉매 유로(140a)와 물 유로(140b)를 포함할 수 있다.
상기 냉매 유로(140a)는 상기 실외기(10)와 유동적으로 연결되고, 상기 실외기(10)에서 배출된 냉매가 상기 냉매 유로(140a)에 유입되거나 상기 냉매 유로(140a)를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)로 유입될 수 있다.
각 물 유로(140b)는 각 실내기(61, 62, 63, 64)와 연결되며, 각 실내기(61, 62, 63, 64)에서 배출된 물이 상기 물 유로(140b)에 유입되고, 상기 물 유로(140b)를 통과한 물이 상기 각 실내기(61, 62, 63, 64)로 유입될 수 있다.
상기 열교환 장치(100)는, 상기 제 1 실외기 연결관(20)에서 분기되는 제 1 분기관(101a) 및 제 2 분기관(102a)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 분기관(101a) 및 제 2 분기관(102a)에는 밸브(101, 102)가 구비될 수 있다.
다만, 상기 제 1 실외기 연결관(20)에서 분기되는 분기관의 갯수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 열교환 장치(100)는, 상기 제 2 실외기 연결관(25)에서 분기되는 제 3 분기관(103a) 및 제 4 분기관(104a)을 포함할 수 있다.
상기 제 3 분기관(103a) 및 제 4 분기관(104a)에는 밸브(103, 104)가 구비될 수 있다.
다만, 상기 제 2 실외기 연결관(25)에서 분기되는 분기관의 갯수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 열교환 장치(100)는, 상기 제 1 분기관(101a)과 상기 제 2 분기관(102a)이 연결되는 제 1 공통 기관(111)과, 상기 제 3 분기관(103a)과 상기 제 4 분기관(104a)이 연결되는 제 2 공통 기관(112)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 공통 기관(111) 및 상기 제 2 공통 기관(112)은 연통될 수 있다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는 상기 냉매 유로(140a)와 연통되는 제 1 냉매 배관(111a, 111b, 112a, 112b) 및 제 2 냉매 배관(121, 122, 123, 124)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)과 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)은 상기 제 1 공통 기관(111)과 연통될 수 있다.
상기 제 1 공통 기관(111)에서 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)과 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)의 사이에 연결되는 부분에는 제 1 체크 밸브(132)가 구비될 수 있다.
상기 제 1 체크 밸브(132)는 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)의 냉매가 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a) 측으로 유동하는 것을 허용한다. 반면, 상기 제 1 체크 밸브(132)는 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)의 냉매가 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b) 측으로 유동하는 것을 차단한다.
상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)과 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)은 상기 제 2 공통 기관(112)과 연통될 수 있다.
상기 제 2 공통 기관(112)에서 상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)과 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)의 사이에 연결되는 부분에는 제 2 체크 밸브(137)가 구비될 수 있다.
상기 제 2 체크 밸브(137)는 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)의 냉매가 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a) 측으로 유동하는 것을 허용한다. 반면, 상기 제 2 체크 밸브(137)는 제 3 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(112a)의 냉매가 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b) 측으로 유동하는 것을 차단한다.
상기 제 2 냉매 배관(121, 122, 123, 124)은 상기 제 3 실외기 연결관(27)에 연결될 수 있다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)의 제 2 냉매 배관(121, 122, 123, 124)에는 팽창밸브(125, 126, 127, 128)가 구비될 수 있다.
상기 각 팽창밸브(125, 126, 127, 128)는 일 예로, 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)를 포함할 수 있다.
상기 전자 팽창밸브는 개도 조절을 통하여 상기 팽창밸브를 지나는 냉매의 압력을 강하시킬 수 있다. 일례로, 상기 팽창밸브가 완전히 개방되면(full-open 상태) 냉매는 감압없이 통과될 수 있고, 상기 팽창밸브의 개도가 작아지면 냉매는 감압이 이루어질 수 있다. 상기 냉매의 감압되는 정도는 상기 개도가 작아질수록 커진다.
상기 제 1 열교환기(140)의 제 2 냉매 배관(121)과 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)은 제 1 바이패스 배관(130)에 의해서 연결될 수 있다.
상기 제 1 바이패스 배관(130)은 상기 제 2 냉매 배관(121)에서 제 1 팽창 밸브(121)와 상기 제 1 열교환기(140)의 냉매 유로(140a) 사이 배관에 연결될 수 있다.
상기 제 1 바이패스 배관(130)에는 제 1 바이패스 밸브(131)가 구비될 수 있다.
상기 제 3 열교환기(142)의 제 2 냉매 배관(123)과 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)은 제 2 바이패스 배관(135)에 의해서 연결될 수 있다.
상기 제 2 바이패스 배관(135)은 상기 제 2 냉매 배관(123)에서 제 3 팽창 밸브(127)와 상기 제 3 열교환기(142)의 냉매 유로(140a) 사이 배관에 연결될 수 있다.
상기 제 2 바이패스 배관(135)에는 제 2 바이패스 밸브(136)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 열교환 장치(100)는, 상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)의 물 유로(140b)에 연결되는 열교환기 유입관(161a, 161b, 163a, 163b)과, 열교환기 배출관(162a, 162b, 164a, 164b)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 열교환기 유입관(161a)과 제 2 열교환기(141)의 제 2 열교환기 유입관(161b)은 제 1 공통 유입관(161)에서 분기될 수 있다. 상기 제 1 공통 유입관(161)에는 제 1 펌프(151)가 구비될 수 있다.
상기 제 3 열교환기(142)의 제 3 열교환기 유입관(163a)과 제 4 열교환기(143)의 제 4 열교환기 유입관(163b)은 제 2 공통 유입관(163)에서 분기될 수 있다. 상기 제 2 공통 유입관(163)에는 제 2 펌프(152)가 구비될 수 있다.
상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 열교환기 배출관(162a)과 제 2 열교환기(141)의 제 2 열교환기 배출관(162b)은 제 1 공통 배출관(162)에서 분기될 수 있다.
상기 제 3 열교환기(142)의 제 3 열교환기 배출관(164a)과 제 4 열교환기(143)의 제 4 열교환기 배출관(164b)은 제 2 공통 배출관(164)에서 분기될 수 있다.
상기 제 1 공통 유입관(161)에는 제 1 합지관(181)이 연결될 수 있다. 상기 제 2 공통 유입관(163)에는 제 2 합지관(182)이 연결될 수 있다.
상기 제 1 공통 배출관(162)에는 제 3 합지관(183)이 연결될 수 있다. 상기 제 2 공통 배출관(164)에는 제 4 합지관(184)이 연결될 수 있다.
상기 제 1 합지관(181)에는 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)에서 배출된 물이 유동하는 제 1 물 배출관(171)이 연결될 수 있다.
상기 제 2 합지관(182)에는 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)에서 배출된 물이 유동하는 제 2 물 배출관(172)이 연결될 수 있다.
상기 제 1 물 배출관(171) 및 상기 제 2 물 배출관(172)은 병렬로 배치되고, 상기 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)와 연통되는 공통 물 배출관(621, 622, 623, 624)에 연결될 수 있다.
상기 제 1 물 배출관(171), 제 2 물 배출관(172) 및 상기 각 공통 물 배출관(621, 622, 623, 624)은 일 예로 삼방 밸브(173)에 의해서 연결될 수 있다.
따라서, 상기 삼방 밸브(173)에 의해서 상기 공통 물 배출관(621, 622, 623, 624)의 물은 상기 제 1 물 배출관(171)과 상기 제 2 물 배출관(172) 중 어느 하나를 유동할 수 있다.
상기 공통 물 배출관(621, 622, 623, 624)은 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)의 배출 배관(621)과 연결될 수 있다.
상기 제 3 합지관(183)에는 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)로 유입될 물이 유동하는 제 1 물 유입관(165a, 165b, 165c, 165d)이 연결될 수 있다.
상기 제 4 합지관(184)에는 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)로 유입될 물이 유동하는 제 2 물 유입관(167d)이 연결될 수 있다.
상기 제 1 물 유입관(165a, 165b, 165c, 165d)과 상기 제 2 물 유입관(167d)은 병렬로 배치되며, 상기 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)와 연통되는 공통 유입관(611, 621, 631, 641)과 연결될 수 있다.
상기 각 제 1 물 유입관(165a, 165b, 165c, 165d)에는 제 1 밸브(166)가 구비되고, 상기 각 제 2 물 유입관(167d)에는 제 2 밸브(167)가 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 냉방 운전 시의 열교환 장치에서의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도이다.
도 3을 참조하면, 상기 공기 조화 장치(1)가 냉방 운전되면(다수의 실내기가 냉방 운전되면), 실외기(10)의 실외 열교환기(15)에서 응축된 고압의 액 냉매는 제 3 실외기 연결관(27)을 유동한 후에 상기 제 2 냉매 배관(121, 122, 123, 124)으로 분배될 수 있다.
이때, 상기 제 2 냉매 배관(121, 122, 123, 124)에 구비되는 팽창 밸브(125, 126, 127, 128)가 소정 개도로 개방되므로, 냉매는 상기 팽창 밸브(125, 126, 127, 128)를 통과하면서 저압의 냉매로 감압될 수 있다.
감압된 냉매는 상기 열교환기(140, 141, 142, 143)의 냉매 유로를 따라 유동하면서 물과의 열교환을 통하여 증발될 수 있다.
상기 공기 조화 장치(1)가 냉방 운전되는 중에는 상기 바이패스 밸브(131, 136)는 닫힌 상태가 된다.
따라서, 상기 제 2 열교환기(141)의 냉매 유로를 지나면서 열교환된 냉매가 상기 제 1 바이패스 배관(130)을 통해 상기 제 1 열교환기(141)의 제 2 냉매 배관(121)으로 유동하는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제 4 열교환기(143)의 냉매 유로를 지나면서 열교환된 냉매가 상기 제 2 바이패스 배관(135)을 통해 상기 제 3 열교환기(142)의 제 2 냉매 배관(123)으로 유동하는 것이 방지될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141)의 냉매 유로를 유동한 냉매는 상기 제 1 및 제 2 냉매 배관(111a, 111b)을 지난 후에 상기 제 1 공통 기관(111)으로 유동할 수 있다. 상기 제 1 공통 기관(111)으로 유동된 냉매는 상기 제 3 분기관(103a)에 의해서 상기 제 2 실외기 연결관(25)으로 유동하게 된다.
상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)의 냉매 유로를 유동한 냉매는 상기 제 1 및 제 2 냉매 배관(112a, 112b)을 지난 후에 상기 제 2 공통 기관(112)으로 유동할 수 있다. 상기 제 2 공통 기관(112)으로 유동된 냉매는 상기 제 4 분기관(104a)에 의해서 상기 제 2 실외기 연결관(25)으로 유동하게 된다.
상기 공기 조화 장치(1)가 냉방 운전되는 중에는 상기 제 1 분기관(101a) 및 제 2 분기관(102a)의 밸브(101, 102)는 닫히고, 상기 제 3 분기관(103a) 및 제 4 분기관(104a)의 밸브(103, 104)는 열린다.
상기 제 2 실외기 연결관(25)으로 배출된 냉매는 실외기(10)로 유입되며, 상기 압축기(11)로 흡입될 수 있다. 상기 압축기(11)에서 압축된 고압의 냉매는 실외 열교환기(15)에서 응축되고, 응축된 액 냉매는 다시 제 3 실외기 연결관(27)을 따라 유동할 수 있다.
정리하면, 상기 공기 조화 장치(1)의 냉방 운전 시, 상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는 저압의 이상 냉매를 증발시키는 "증발기"로서 작용한다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는 병렬 연결되므로, 증발되는 냉매유로(path)의 길이는 짧고 그 수는 증가할 수 있다. 따라서, 증발 압력의 저하를 방지하여 냉매 사이클의 성능을 개선할 수 있다.
한편, 상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)의 물 유로(140b)를 유동하는 물은 냉매와의 열교환에 의하여 냉각되고, 냉각된 물은 상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)로 공급되어 냉방을 수행할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 제 1 공통 배출관(162)으로 배출된 물은 상기 제 1 실내 열교환기(61a) 및 상기 제 2 실내 열교환기(62a)로 유동할 수 있다. 반면, 상기 제 2 공통 배출관(164)으로 배출된 물은 상기 제 3 실내 열교환기(63a) 및 상기 제 2 실내 열교환기(64a)로 유동할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 공통 배출관(162)으로 배출된 물은 상기 제 1 물 유입관(165a, 165b)을 통해 상기 제 1 실내 열교환기(61a) 및 상기 제 2 실내 열교환기(62a)로 유동할 수 있다.
반면, 상기 제 2 공통 배출관(164)으로 배출된 물은 상기 제 2 물 유입관(167d)을 통해 상기 제 3 실내 열교환기(63a) 및 상기 제 4 실내 열교환기(64a)로 유동할 수 있다.
상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)를 유동하는 물은 실내 열교환기로 송풍되는 실내 공기와 열교환될 수 있다.
상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)에서 냉매와 열교환 물은 저온 상태이므로, 상기 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)를 유동하면서 실내 공기와 물이 열교환되면, 실내 공기가 냉각되어 실내 냉방이 가능하게 된다.
본 실시 예에서, 상기 제 1 및 제 2 실내 열교환기(61a, 62a)를 유동한 물은 상기 제 1 공통 유입관(161) 측으로 유동할 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 및 제 2 실내 열교환기(61a, 62a)를 유동한 물은 상기 제 1 물 배출관(171)을 따라 유동한 후에 상기 제 1 공통 유입관(161)으로 유동할 수 있다.
반면, 상기 제 3 및 제 4 실내 열교환기(63a, 64a)를 유동한 물은 상기 제 2 공통 유입관(163) 측으로 유동할 수 있다.
일 예로, 상기 제 3 및 제 4 실내 열교환기(63a, 64a)를 유동한 물은 상기 제 2 물 배출관(172)을 따라 유동한 후에 상기 제 2 공통 유입관(163)으로 유동할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 난방 운전 시의 열교환 장치에서의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도이다.
도 4를 참조하면, 상기 공기 조화 장치(1)가 난방 운전되면(다수의 실내기가 난방 운전되면), 실외기(10)의 압축기(11)에서 압축된 고압의 기상 냉매는 제 1 실외기 연결관(20)을 유동한 후에 상기 제 1 분기관(101a) 및 제 2 분기관(101b)으로 분기될 수 있다.
상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 상기 제 1 및 제 2 분기관(101a, 101b)의 밸브(101, 102)는 개방되고, 상기 제 3 및 제 4 분기관(103a, 104a)의 밸브(103, 104)는 닫힌다.
상기 제 1 분기관(101a)으로 분기된 냉매는 상기 제 1 공통 기관(111)을 따라 유동한 후에, 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)으로 유동하게 된다.
또한, 상기 제 2 분기관(101b)으로 분기된 냉매는 상기 제 2 공통 기관(112)을 따라 유동한 후에, 상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)으로 유동하게 된다.
상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 상기 제 1 팽창 밸브(121) 및 제 3 팽창 밸브(123)는 닫히고, 제 2 팽창 밸브(122) 및 제 4 팽창 밸브(124)가 소정 개도로 개방될 수 있다.
또한, 상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 상기 각 바이패스 밸브(131, 132)는 개방될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)으로 유동한 냉매는 제 1 열교환기(140)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(121)으로 배출된다.
상기 제 1 팽창 밸브(121)가 닫혀 있고, 상기 제 1 바이패스 밸브(131)는 개방되어 있으므로, 상기 제 2 냉매 배관(121)으로 배출된 냉매는 상기 제 1 바이패스 배관(130)에 의해서 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)으로 유동한다.
상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)으로 유동한 냉매는 제 1 열교환기(140)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(122)으로 배출된다.
상기 제 2 냉매 배관(122)으로 배출된 냉매는 상기 제 2 팽창 밸브(122)를 지난 후에 상기 제 3 실외기 연결관(27)으로 유동한다.
또한, 상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)으로 유동한 냉매는 제 3 열교환기(142)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(123)으로 배출된다.
상기 제 3 팽창 밸브(127)가 닫혀 있고, 상기 제 2 바이패스 밸브(136)는 개방되어 있으므로, 상기 제 2 냉매 배관(123)으로 배출된 냉매는 상기 제 2 바이패스 배관(135)에 의해서 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)으로 유동한다.
상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)으로 유동한 냉매는 제 4 열교환기(143)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(124)으로 배출된다.
상기 제 2 냉매 배관(124)으로 배출된 냉매는 상기 제 4 팽창 밸브(128)를 지난 후에 상기 제 3 실외기 열교환(27)으로 유동한다.
한편, 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시의 물의 유동은 냉방 운전 시의 물의 유동과 동일할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
정리하면, 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 상기 각 열교환기(140, 141, 142, 143)는 고압의 기상 냉매를 응축시키는 "응축기"로서 작용한다.
상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141)가 직렬로 연결되므로, 냉매는 상기 제 1 열교환기(140) 및 제 2 열교환기(141)를 거치면서 순차적으로 응축될 수 있다. 따라서, 냉매의 응축 열량이 커져 응축 성능이 개선될 수 있다.
또한, 상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)가 직렬로 연결되므로, 냉매는 상기 제 3 열교환기(142) 및 제 4 열교환기(143)를 거치면서 순차적으로 응축될 수 있다. 따라서, 냉매의 응축 열량이 커져 응축 성능이 개선될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 난방 운전 시 다수의 열교환기 중 일부만이 사용되는 경우의 냉매와 물의 유동 모습을 보여주는 사이클 선도이다.
도 5를 참조하면, 난방 운전되어야 할 실내기의 대수가 적거나 실내기의 난방 부하가 작은 경우에는 다수의 열교환기 중 일부 만이 응축기로 사용될 수 있다.
도 5에서는 제 1 열교환기(140) 및 제 3 열교환기(142)가 응축기로 사용되는 것이 도시된다.
상기 공기 조화 장치(1)가 난방 운전되면, 실외기(10)의 압축기(11)에서 압축된 고압의 기상 냉매는 제 1 실외기 연결관(20)을 유동한 후에 상기 제 1 분기관(101a) 및 제 2 분기관(101b)으로 분기될 수 있다.
상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 상기 제 1 및 제 2 분기관(101a, 101b)의 밸브(101, 102)는 개방되고, 상기 제 3 및 제 4 분기관(103a, 104a)의 밸브(103, 104)는 닫힌다.
상기 제 1 분기관(101a)으로 분기된 냉매는 상기 제 1 공통 기관(111)을 따라 유동한 후에, 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)으로 유동하게 된다.
또한, 상기 제 2 분기관(101b)으로 분기된 냉매는 상기 제 2 공통 기관(112)을 따라 유동한 후에, 상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)으로 유동하게 된다.
상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 제 1 및 제 2 열교환기 중 하나만을 사용하는 경우에는, 상기 제 1 팽창 밸브(125)가 개방되고, 상기 제 2 팽창 밸브(126)는 닫히며, 상기 제 1 바이패스 밸브(131)가 닫힌다.
본 실시 예의 경우, 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)과 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)의 사이에 연결되는 부분에는 체크 밸브(132)가 구비되므로, 난방 운전 시, 일부의 열교환기를 사용하고자 하는 경우에는 상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141) 중 제 1 열교환기(141) 만을 사용할 수 있다.
또한, 상기 공기 조화 장치(1)의 난방 운전 시, 제 3 및 제 4 열교환기 중 하나만을 사용하는 경우에는, 상기 제 3 팽창 밸브(127)가 개방되고, 상기 제 4 팽창 밸브(128)는 닫히며, 상기 제 2 바이패스 밸브(136)가 닫힌다.
본 실시 예의 경우, 상기 제 3 열교환기(142)의 제 1 냉매 배관(112a)과 상기 제 4 열교환기(143)의 제 1 냉매 배관(112b)의 사이에 연결되는 부분에는 체크 밸브(137)가 구비되므로, 난방 운전 시, 일부의 열교환기를 사용하고자 하는 경우에는 상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143) 중 제 3 열교환기(142) 만을 사용할 수 있다.
상기 제 1 열교환기(140) 및 제 3 열교환기(142)를 유동한 냉매는 상기 제 1 팽창 밸브(121) 및 제 3 팽창 밸브(127)를 유동한 후에 상기 제 3 실외기 연결관(27)을 통해 상기 실외기(10)로 유동한다.
한편, 공기 조화 장치의 냉방 운전 시 다수의 열교환기 중 일부만이 사용되는 것도 가능하다.
이 경우에는, 사용하고자 하는 열교환기와 대응되는 팽창 밸브는 개방되고, 나머지 미사용되는 열교환기에 대응되는 팽창 밸브는 닫힌다. 어느 열교환기를 사용하던, 상기 바이패스 밸브(131, 136)는 닫힌 상태가 유지될 수 있다.
냉방 운전 중에서, 일 예로, 제 1 열교환기(140)를 사용하지 않고, 제 2 열교환기(141)를 사용하여도 상기 제 1 체크 밸브(132)는 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관의 냉매의 유동은 허용므로, 상기 제 2 열교환기(141)를 유동한 냉매가 상기 제 1 공통 기관(111)으로 유동할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내기 들 중 일부는 난방 운전되고, 다른 일부는 냉방 운전되는 경우의 공기 조화 장치에서의 냉매 및 물의 유동을 보여주는 사이클 선도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에서 실내기 들 중 일부는 난방 운전되고, 다른 일부는 냉방 운전될 수 있다. 이 경우, 다수의 열교환기 중에서 일부는 증발기로 작용하고 다른 일부는 응축기로 작용할 수 있다.
이하에서는 제 1 실내기 내지 제 3 실내기(61, 62, 63)가 난방 운전되고, 제 4 실내기(64)는 냉방 운전되는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 제 1 실내기 내지 제 3 실내기(61, 62, 63)가 난방 운전되고, 상기 제 4 실내기(64)가 냉방 운전되기 위해서, 일 예로, 상기 제 1 제 2 열교환기(140, 141)는 응축기로 작용하고, 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)는 증발기로 작용할 수 있다.
상기 실외기(10)의 압축기(11)에서 압축된 고압의 기상 냉매는 제 1 실외기 연결관(20)을 유동한 후에 상기 제 1 분기관(101a)로 분기될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141)가 응축기로 작용하기 위하여, 상기 제 1 분기관(101a)의 밸브(101)는 개방되고, 제 3 분기관(103a)의 밸브(103)는 닫힐 수 있다. 상기 제 1 팽창 밸브(121)는 닫히고, 제 2 팽창 밸브(122)는 소정 개도로 개방될 수 있다. 상기 제 1 바이패스 밸브(131)는 개방될 수 있다.
그러면, 상기 제 1 분기관(101a)의 냉매는 상기 제 1 공통 기관(111)을 따라 유동한 후에, 상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)으로 유동하게 된다.
상기 제 1 열교환기(140)의 제 1 냉매 배관(111a)으로 유동한 냉매는 제 1 열교환기(140)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(121)으로 배출된다.
상기 제 2 냉매 배관(121)으로 배출된 냉매는 상기 제 1 바이패스 배관(130)에 의해서 상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)으로 유동한다.
상기 제 2 열교환기(141)의 제 1 냉매 배관(111b)으로 유동한 냉매는 제 1 열교환기(140)를 지나면서 물과 열교환된 후에 상기 제 2 냉매 배관(122)으로 배출된다.
상기 제 2 냉매 배관(122)으로 배출된 냉매는 상기 제 2 팽창 밸브(122)를 지난 후에 상기 제 3 실외기 연결관(27)으로 유동한 액 냉매와 합쳐진다.
반면, 상기 실외기(10)의 실외 열교환기(15)에서 응축된 고압의 액 냉매는 제 3 실외기 연결관(27)을 유동한 후에 상기 제 2 냉매 배관(123, 124)으로 분배될 수 있다.
상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)가 증발기로 작용하기 위해서는 제 3 팽창 밸브(127) 및 제 4 팽창 밸브(128)가 소정 개도로 개방된다. 상기 제 2 바이패스 밸브(136)는 닫힌다.
따라서, 냉매는 상기 제 3 및 제 4 팽창 밸브(127, 128)를 통과하면서 저압의 냉매로 감압될 수 있다.
감압된 냉매는 상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)의 냉매 유로를 따라 유동하면서 물과의 열교환을 통하여 증발될 수 있다.
상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)의 냉매 유로를 유동한 냉매는 상기 제 1 및 제 2 냉매 배관(112a, 112b)을 지난 후에 상기 제 2 공통 기관(112)으로 유동할 수 있다. 상기 제 2 공통 기관(112)으로 유동된 냉매는 상기 제 4 분기관(104a)에 의해서 상기 제 2 실외기 연결관(25)으로 유동하게 된다.
상기 제 2 실외기 연결관(25)으로 배출된 냉매는 실외기(10)로 유입되며, 상기 압축기(11)로 흡입될 수 있다. 상기 압축기(11)에서 압축된 고압의 냉매는 실외 열교환기(15)에서 응축되고, 응축된 액 냉매는 다시 제 3 실외기 연결관(27)을 따라 유동할 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141)의 물 유로를 유동하는 물은 냉매와의 열교환에 의해서 가열되고, 상기 제 3 및 제 4 열교환기(142, 143)의 물 유로를 유동하는 물은 냉매와의 열교환에 의해서 냉각된다.
상기 제 1 실내기 내지 제 3 실내기(61, 62, 63)가 난방 운전되기 위하여, 상기 제 1 공통 배출관(162)으로 배출된 물은 상기 제 1 실내 열교환기 내지 상기 제 3 실내 열교환기(61a, 62a, 63a)로 유동할 수 있다.
반면, 상기 제 4 실내기(64)가 냉방 운전되기 위하여, 상기 제 2 공통 배출관(164)으로 배출된 물은 상기 제 2 실내 열교환기(64a)로 유동할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 공통 배출관(162)으로 배출된 물은 상기 제 1 물 유입관(165a, 165b, 165c)을 통해 상기 제 1 실내 열교환기 내지 상기 제 3 실내 열교환기(61a, 62a, 63a)로 유동할 수 있다.
반면, 상기 제 2 공통 배출관(164)으로 배출된 물은 상기 제 2 물 유입관(167d)을 통해 상기 제 4 실내 열교환기(64a)로 유동할 수 있다.
상기 각 실내 열교환기(61a, 62a, 63a, 64a)를 유동하는 물은 실내 열교환기로 송풍되는 실내 공기와 열교환될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 열교환기(140, 141)에서 냉매와 열교환 물은 고온 상태이므로, 상기 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(61a, 62a, 63a)를 유동하면서 실내 공기와 물이 열교환되면, 실내 공기가 가열되어 실내 난방이 가능하게 된다.
반면, 상기 제 4 열교환기(143)에서 냉매와 열교환 물은 고온 상태이므로, 상기 제 4 실내 열교환기(64a)를 유동하면서 실내 공기와 물이 열교환되면, 실내 공기가 냉각되어 실내 냉방이 가능하게 된다.
본 실시 예에서, 상기 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(61a, 62a, 63a)를 유동한 물은 상기 제 1 공통 유입관(161) 측으로 유동할 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 내지 제 3 실내 열교환기(61a, 62a, 63a)를 유동한 물은 상기 제 1 물 배출관(171)을 따라 유동한 후에 상기 제 1 공통 유입관(161)으로 유동할 수 있다.
반면, 상기 제 4 실내 열교환기(64a)를 유동한 물은 상기 제 2 공통 유입관(163) 측으로 유동할 수 있다.
일 예로, 상기 제 4 실내 열교환기(64a)를 유동한 물은 상기 제 2 물 배출관(172)을 따라 유동한 후에 상기 제 2 공통 유입관(163)으로 유동할 수 있다.
위의 실시 예에서는 상기 열교환 장치가 제 1 열교환기 내지 제 4 열교환기를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 적어도 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기를 포함하는 것도 가능다. 이 경우에는 제 2 분기관 및 제 4 분기관과 해당 분기관에 구비되는 밸브는 생략될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 다수의 열교환기의 전부가 응축기로 작용하거나, 전부가 증발기로 작용하거나, 다수의 열교환기 중 일부는 응축기로 작용하고, 다른 일부는 증발기로 작용하기 위한, 배관 및 밸브 들을 통칭하여 냉매 유로 가변 수단이라 이름할 수 있다.
예를 들어, 냉매 유로 가변 수단은, 실내기의 냉방 운전 시 냉매가 상기 다수의 열교환기를 병렬로 유동하도록 냉매의 유로를 가변시키고, 실내기의 난방 운전 시 냉매가 다수의 열교환기를 순차적으로 유동하도록 냉매의 유로를 가변시킬 수 있다.
또한, 다수의 실내기 들이 전부 난방 운전되거나, 다수의 실내기 들이 전부 냉방 운전되거나, 다수의 실내기 들 중 일부는 난방 운전되고, 다른 일부는 냉방 운전되도록 물의 유로를 가변시키기 위한 배관 및 밸브 들을 통칭하여 물 유로 가변 수단이라 이름할 수 있다.
예를 들어, 물 유로 가변 수단은, 실내기가 난방 운전 시, 응축기로 작용하는 열교환기로 물의 유동되도록 하고, 실내기가 냉방 운전 시, 증발기로 작용하는 열교환기로 물이 유동되도록 물의 유로를 가변시킨다.
1: 공기조화 장치 10: 실외기
20: 제 1 실외기 연결관 25: 제 2 실외기 연결관
27: 제 3 실외기 연결관 50: 실내기
100: 열교환 장치 130: 제 1 바이패스 배관
131: 제 1 바이패스 밸브 135: 제 2 바이패스 배관
136: 제 2 바이패스 밸브 140: 제 1 열교환기
141: 제 2 열교환기 142: 제 3 열교환기
143: 제 4 열교환기

Claims (10)

  1. 냉매가 순환하는 실외기;
    물이 순환하는 실내기; 및
    상기 실외기와 상기 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 열교환 장치를 포함하고,
    상기 열교환 장치는, 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기와,
    상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기 각각에 연결되는 제 1 냉매 배관 및 제 2 냉매 배관과,
    상기 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브와,
    상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관과 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관을 연결하는 바이패스 배관과,
    상기 바이패스 배관에 구비되는 바이패스 밸브를 포함하는 공기 조화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기는 냉매가 유동하는 냉매 유로를 포함하고,
    상기 바이패스 배관은 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관 중에서 상기 팽창 밸브와 상기 냉매 유로 사이 부분에 연결되는 공기 조화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기의 제 1 냉매 배관의 냉매가 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관으로 유동하는 것은 차단하고, 상기 제 2 열교환기의 제 1 냉매 배관의 냉매가 상기 제 1 냉매 배관으로 유동하는 것은 허용하는 체크 밸브를 더 포함하는 공기 조화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실내기의 냉방 운전 시, 상기 실외기에서 배출된 냉매가 상기 각 열교환기의 제 2 냉매 배관을 통해 상기 각 열교환기로 유동된 후에 상기 각 열교환기의 제 1 냉배 배관으로 배출되도록, 상기 제 2 냉매 배관의 팽창 밸브는 열리고, 상기 바이패스 밸브는 닫히는 공기 조화 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 실내기의 냉방 운전 시, 제 1 및 제 2 열교환기 중 일부 열교환기를 사용하기 위하여, 사용되는 열교환기에 대응되는 팽창 밸브는 열리고, 미사용되는 열교환기에 대응되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 바이패스 밸브는 닫히는 공기 조화 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 실내기의 난방 운전 시, 상기 제 1 열교환기를 유동한 냉매가 상기 제 2 열교환기를 유동하도록, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 제 2 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 열리며, 상기 바이패스 밸브는 개방되는 공기 조화 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 실내기의 난방 운전 시, 제 1 및 제 2 열교환기 중 일부 열교환기를 사용하기 위하여, 상기 제 1 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 열리고, 상기 제 2 열교환기의 제 2 냉매 배관에 구비되는 팽창 밸브는 닫히고, 상기 바이패스 밸브는 닫히는 공기 조화 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 열교환기는 냉매와 열교환되기 위하여 물이 유동하는 물 유로를 포함하고, 물 유로를 유동한 물이 상기 실내기로 유동하는 공기 조화 장치.
  9. 냉매가 순환하는 실외기;
    물이 순환하는 다수의 실내기; 및
    상기 실외기와 상기 다수의 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 열교환 장치를 포함하고,
    상기 열교환 장치는, 각각이 냉매 유로와 물 유로를 포함하는 다수의 열교환기와,
    상기 다수의 열교환기가 증발기와 응축기 중 어느 하나로 작동하도록 냉매 유로를 가변시키는 냉매 유로 가변 수단과,
    상기 다수의 실내기가 난방 운전과 냉방 운전 중 어느 하나로 작동하기 위하여 상기 다수의 열교환기로 유동하는 물의 유로를 가변시키는 물 유로 가변 수단을 포함하고,
    상기 물 유로 가변 수단은, 실내기가 난방 운전 시, 응축기로 작용하는 열교환기로 물의 유동되도록 하고, 실내기가 냉방 운전 시, 증발기로 작용하는 열교환기로 물이 유동되도록 물의 유로를 가변시키는 공기 조화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉매 유로 가변 수단은, 실내기의 냉방 운전 시 냉매가 상기 다수의 열교환기를 병렬로 유동하도록 냉매의 유로를 가변시키고, 실내기의 난방 운전 시 냉매가 다수의 열교환기를 순차적으로 유동하도록 냉매의 유로를 가변시키는 공기 조화 장치.
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