KR20210020459A - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에서 압축기 전후와 타 부분의 압력 차이를 유지한 채 시동이 가능하도록 하는 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 공기조화기는, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기와; 상기 압축기의 출구측에 구비되며, 냉매를 일방향으로만 이동하도록 하는 일방향밸브와; 상기 압축기의 일측에 구비되며, 냉매가 외부의 물질과 열교환되도록 하는 응축기 및 증발기와; 상기 압축기의 입구측과 출구측을 각각 연결하여, 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 상기 압축기의 입구로 복귀되도록 안내하는 핫가스배관 등으로 이루어진다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 압축기의 재시동 시간이 짧아지므로 공기조화기의 능률이 향상되는 이점이 있다.

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기조화기에서 압축기 전후와 타 부분의 압력 차이를 유지한 채 시동이 가능하도록 하는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기(Air Conditioner, 空氣調和器)는 실내 공기를 쾌적한 상태로 유지시키는 장치를 총칭하는 것으로, 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도,습도,기류 분포로 조절하고 공기 속의 먼지 등을 제거하는 기능이 부가되기도 한다.

이처럼 실내의 냉방 또는 난방을 목적으로 사용되는 장치로서, 냉동사이클이 많이 사용된다. 그리고, 실내기와 실외기가 일체로 된 일체형보다는 실내기와 실외기가 분리되어 실내와 실외에 각각 설치되고, 이러한 실내기와 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하도록 하며, 액화할 때에 그 열을 방출하게 함으로써 냉방 또는 난방 작용을 수행한다.

이와 같은 공기조화기가 운전을 수행하던 중 정지하면, 운전 중인 압축기는 정지하게 되며, 이 때 압축기 토출측의 압력과 흡입측의 압력 간에 상당히 큰 압력차가 발생하게 된다.

그리고, 이러한 압력차가 완전히 제거되지 않은 상태(즉, 평압이 되지 않은 상태)에서 압축기를 재기동시키기 위한 신호가 입력되면, 상기와 같은 압력차 때문에 재시동을 위한 시동 전류가 과도하게 커지거나, 고압에 의해 압축기 락(Lock)이 발생할 수 있다.

따라서, 이를 방지하기 위하여 공기조화기는 재기동 전 압축기 내의 압력이 평형을 이루도록 평압 제어를 한다. 즉, 재기동을 위한 평압을 맞추기 위하여 실내 전자팽창밸브를 단계적으로 개방하여 압축기의 고압과 저압간의 평압을 맞추게 된다.

또한, 제어를 통한 평압 제거 방법 외에 핫가스 바이패스 배관을 설치하여 압축기의 평압 제어를 하기도 한다. 즉, 한국 특허 제10-0632023호에서와 같이 핫가스 바이패스 배관이 설치될 수 있다.

이와 같은 종래기술에서는 핫가스 바이패스 배관이 압축기의 흡입측 배관과 실외 열교환기의 입구측(체크밸브 후측) 배관 사이에 설치된다. 따라서, 실외 열교환기의 흡입측 배관으로부터 압축기의 흡입측 배관으로 핫가스를 배출할 수 있다. 즉, 압축기가 정지한 후 핫가스 바이패스 배관을 개방하게 되면, 실외 열교환기의 흡입측으로부터 압축기의 흡입측으로 고압의 핫가스가 배출되어 결국 공기조화기 전체의 압력이 평압을 유지하게 된다.

그러나, 종래와 같이 핫가스 바이패스 배관을 압축기의 흡입측 배관과 실외 열교환기의 입구측 배관(체크밸브 후측) 사이에 설치하여, 압축기 전후의 평압을 맞추는 것은 가능하나 압축기 전후 뿐만 아니라 공기조화기의 전체 배관이 평압을 유지하게 되므로, 공기조화기를 다시 재운전하기 위해서는 다시 압축기 전후의 압력차(차압)를 유지하여야 하는 시간이 소요되는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-0632023호 한국 특허공개번호 제10-2019-0035060호

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기조화기의 정지시에는 압축기의 전후만 평압이 유지되는 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 압축기가 구비되는 공기조화기에서 기존의 압축기를 종료하지 않고도 추가적으로 다른 압축기의 시동이 가능하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 공기조화기에는, 핫가스배관이 구비되어 압축기의 입구측와 출구측을 바로 연결할 수 있도록 구성된다.

그리고, 본 발명에서는 핫가스배관의 일단이 압축기의 출구측과 일방향밸브 사이에 연결된다. 따라서, 압축기의 정지시에는 압축기 출구측의 고압 냉매가 압축기의 입구측으로 빠르게 이송하게 된다.

또한, 상기 핫가스밸브는, 상기 압축기의 작동 중에는 닫히고 상기 압축기의 정지시에는 열리도록 구성되어, 압축기의 정지시에는 빠른 시간내에 압축기 전후의 냉매가 균일한 압력을 갖도록 한다.

본 발명에서는 다수의 압축기가 구비되는 경우에는 핫가스배관과 핫가스밸브도 압축기의 수량과 대응되도록 구성되며, 각각의 핫가스배관은 각각의 압축기 출구측과 입구측을 바로 연결하도록 설치된다.

그리고, 상기에서 복수의 압축기가 구비되는 경우에는 상기 복수의 압축기는 입구측이 서로 연결된다.

또한, 상기 복수의 핫가스밸브는, 작동중인 압축기에 연결된 핫가스밸브는 닫히고, 정지된 압축기에 연결된 핫가스밸브는 열리도록 제어된다.

한편, 압축기의 전후에는 어큐뮬레이터와 오일분리기가 더 구비되는 경우에는, 핫가스배관의 일단은 상기 어큐뮬레이터의 입구측에 연결되고, 핫가스배관의 타단은 상기 오일분리기와 일방향밸브 사이에 연결된다.

본 발명에 의한 공기조화기는 다음과 같은 효과가 있다.

먼저 본 발명에서는 핫가스배관이 구비되어 압축기의 입구측와 출구측을 바로 연결할 수 있도록 구성된다. 즉, 핫가스배관의 일단이 압축기의 출구측과 일방향밸브 사이에 연결되도록 구성되므로, 압축기의 정지시에는 압축기 출구측의 고압 냉매가 일방향밸브를 통과하지 아니하고 압축기의 입구측으로 빠르게 이송된다. 따라서, 압축기 정지 후 재구동 시에 소요되는 시동전류를 줄여줄 수 있을 뿐만아니라, 압축기 재구동 시 발생하는 압축기 락(lock) 등의 문제를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 다수의 압축기가 구비되는 경우에는 핫가스배관과 핫가스밸브도 압축기의 수량과 대응되도록 구성되며, 각각의 핫가스배관은 각각의 압축기 출구측과 입구측을 바로 연결하도록 설치된다. 따라서, 먼저 시동중인 압축기를 정지하지 않고도 추가적으로 압축기를 가동할 수 있으므로 공기조화기의 능률이 향상되는 장점이 있다.

그리고, 다수의 압축기가 구비되는 경우에도 각각의 압축기 입구단은 서로 연결되도록 구성된다. 따라서, 다수의 압축기 중 어느 하나가 정지하거나 재시동하는 경우에도 정지된 압축기의 전후 냉매 압력이 신속하게 평압을 유지하게 되므로 전체 공기조화기의 능률이 향상된다.

이처럼 본 발명에 의하면 압축기의 재시동에 따른 냉매의 고압 도달시간이 짧아지므로 냉방 또는 난방 효율이 증대되며, 압축기의 손상이나 파손이 방지되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제1실시예의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에서 압축기가 정지된 상태에서의 냉매 배관의 압력차이를 보인 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제2실시예의 상태를 보인 것으로, 복수의 압축기와 핫가스배관이 구비되는 경우를 보인 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제3실시예의 상태를 보인 것으로, 열회수냉각시스템에서 핫가스배관의 연결 상태를 보인 부분 구성도.
도 5는 본 발명의 제3실시예에서 압축기가 정지된 상태에서의 냉매 배관의 압력차이를 보인 구성도.
도 6은 일반적인 공기조화기의 전체 배관이 평압이 된 상태에서의 시동시 목표 고압에 도달하는 시간을 보인 실험 그래프.
도 7은 본 발명에 의한 공기조화기에서 압축기의 종료 후 재시동시의 고압 도달시간을 보인 실험 그래프.

이하 본 발명에 의한 공기조화기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

일반적으로 공기조화기는 냉방운전모드와 난방운전모드로 사용 가능하나, 여기서는 냉방운전모드를 기준으로 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제1실시예의 구성이 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기는 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)의 출구측에 구비되며 냉매를 일방향으로만 이동하도록 하는 일방향밸브(20)와, 상기 압축기(10)의 일측에 구비되어 냉매가 외부의 물질과 열교환되도록 하는 응축기(30) 및 증발기(40)와, 상기 응축기(30)와 증발기(40) 사이에 구비되는 팽창밸브(50) 등으로 이루어진다.

상기 압축기(10)는 증발기(40)에서 나온 냉매(과열증기)를 압축하여 응축기(30)에서 응축이 잘 되도록 공급하는 역할을 하는 것으로, 정압 압축기 또는 인버터 압축기 등이 선택적으로 사용되거나 모두 사용될 수도 있다.

상기 응축기(30)는 압축기(10)에 의해 고온고압이 된 가스냉매를 열교환을 통해 방열하도록 함으로써 고온고압의 가스가 고압의 액체로 변하도록 한다.

상기 응축기(30)를 통과한 냉매는 상기 팽창밸브(50)를 통과하게 되며, 이때 액화냉매는 저온저압으로 변환하여 저압의 액화냉매가 된다.

상기 팽창밸브(50)를 거친 저압의 액화냉매는 상기 증발기(40)에서 열교환을 통해 열을 빼앗겨 기화된다.

이와 같이 증발기(40)에서 저압 가스가 된 냉매는 다시 상기 압축기(10)로 유입되어 압축되는 과정을 거침으로써 사이클을 완성하게 된다.

한편, 상기 압축기(10)의 전후에는 핫가스배관(60)이 설치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 핫가스배관(60)은 상기 압축기(10)의 입구측과 출구측을 각각 연결하여, 상기 압축기(10)에서 토출되는 냉매가 상기 압축기(10)의 입구로 복귀되도록 안내하는 역할을 하게 된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 압축기(10)의 토출측 배관과 압축기(10)의 흡입측 배관 사이에는 압축기(10)로부터 배출된 고온 고압의 냉매('핫가스(hot gas)'라 칭하기도 함)를 상기 압축기(10)의 흡입측 배관으로 다시 복귀시키기 위한 즉, 핫가스 바이패스(hot gas bypass)를 위한 핫가스배관(60)이 설치된다.

통상 공기조화기가 냉방운전모드나 난방운전모드와 같은 조건에서 작동되면, 압축기(10)의 토출측과 압축기의 흡입측 사이의 압력차는 특정 압력 이상으로 고압이 되는데, 이러한 압력차가 발생한 상태에서 압축기(10)가 정지되면 압축기(10)의 토출측과 압축기(10)의 흡입측 사이의 압력차는 특정 압력 이상의 고압 상태를 유지한 상태에서 시간이 흐르면서 서서히 전체 공기조화기가 평압이 된다.

그런데, 이와 같은 상태에서 압축기(10)의 토출측 압력과 압축기(10)의 흡입측 압력이 평압을 이루기 전에, 압축기(10)를 재구동시키기 위한 신호가 입력되면, 압축기(10)는 토출측과 흡입측 사이에 소정의 압력차가 있는 가운데서 기동(起動)하게 된다.

이때에는 압축기(10)의 압축 토오크(torque)가 압축기(10)의 기동 토오크보다 크기 때문에 시동부하가 증가하여 압축기(10)의 시동전류가 과도하게 커지고, 고압에 의해 압축기 락(lock)이 발생하기도 한다.

따라서, 본 발명에 의한 공기조화기에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 압축기(10)의 토출측 배관과 압축기(10)의 흡입측 배관 사이에 핫가스를 바이패스 시키기 위한 핫가스배관(60)을 설치하였다.

상기 핫가스배관(60)은 상기 압축기(10)의 토출측 배관으로부터 상기 압축기(10)의 흡입측 배관으로 핫가스를 배출하기 위한 것으로, 압축기(10) 정지 후 상기 핫가스배관(60)을 열게 되면, 상기 압축기(10)의 토출측으로부터 압축기(10)의 흡입측으로 고압의 핫가스가 이동하므로 상기 압축기(10)의 토출측과 압축기(10)의 흡입측 사이의 압력차는 빠른 시간 내에 작아지게 된다. 즉, 상기 압축기(10)의 정지 후 빠른 시간 내에 압축기(10) 전후의 냉매 압력이 평압을 이루게 된다.

더구나, 본 발명에서는 상기 핫가스배관(60)이 상기 일방향밸브(20)의 입구측에 연결되므로, 상기 압축기(10)에서 토출된 핫가스가 상기 일방향밸브(20)를 통과하지 않고 바로 압축기(10) 입구측으로 회귀하므로 더욱 빠른 시간내에 압축기(10) 전후의 냉매가 평압을 이루게 되는 것이다.

이와 같이, 상기 압축기(10) 정지 후, 그 토출측과 흡입측 사이의 압력차가 빠른 시간 내에 평압에 도달하게 되면, 이후 압축기(10)가 재구동된다 하더라도 압축기(10)의 토출측과 흡입측 사이의 압력차에 의해 유발되던 과도한 시동전류나 압축기 락(lock) 등의 문제들은 발생하지 않게 되는 것이다.

그리고, 상기 핫가스배관(60)의 일단은 상기 압축기(10)의 입구측에 연결되며, 타단은 상기 압축기(10)의 출구측과 일방향밸브(20) 사이에 연결된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 핫가스배관(60)의 좌측단 또는 하단(도 1에서)은 상기 압축기(10)의 입구측 즉, 증발기(40)와 압축기(10) 사이에 연결된다. 그리고, 상기 핫가스배관(60)의 우측단(도 1에서)은 상기 압축기(10)의 출구측 즉, 상기 압축기(10)와 일방향밸브(20) 사이에 연결된다.

상기 일방향밸브(20)는, 체크 밸브(check valve)로 이루어짐이 바람직하다. 즉, 상기 일방향밸브(20)는, 상기 압축기(10)로부터 상기 응축기(30)로의 냉매 흐름은 가능하게 하나, 상기 응축기(30)로부터 상기 압축기(10)로의 이동은 불가능하게 하도록 하는 역할을 한다.

상기 핫가스배관(60)에는, 상기 핫가스배관(60)을 개폐하여, 핫가스배관(60)을 통해 이동하는 냉매의 흐름을 제어하는 핫가스밸브(62)가 더 구비된다. 즉, 상기 핫가스밸브(62)는 개폐밸브로 이루어져, 열림과 닫힘에 의해 상기 핫가스배관(60)을 통해 냉매의 이동이 가능하게 하거나 불가능하게 하는 제어를 하게 된다.

이러한 핫가스밸브(62)의 제어는 수동 또는 자동으로 가능할 것이나, 공기조화기 또는 상기 압축기(10)의 기동 여부에 따라 자동으로 개폐되도록 구성됨이 바람직하다.

상기 핫가스밸브(62)는, 상기 압축기(10)의 작동 중에는 닫히고, 상기 압축기(10)의 정지시에는 열리는 것이 바람직하다. 따라서, 공기조화기의 작동 즉, 상기 압축기(10)의 작동시에는 상기 핫가스배관(60)은 닫히게 되어 상기 핫가브배관()을 통해서는 냉매의 유동이 차단된다.

도 1에는 상기와 같이 상기 핫가스밸브(62)에 의해 상기 핫가스배관(60)이 폐쇄된 경우를 예시하고 있다. 이때에는 상기 압축기(10)가 작동 중이며, 따라서, 상기 압축기(10)의 출구측 고압 냉매가 상기 핫가스배관(60)을 통해 압축기(10)의 입구측으로 이동하지 못하게 된다.

도 2에는 상기 제1실시예에서 압축기(10)가 정지된 상태에서의 냉매 배관의 압력차이를 보인 구성도이다.

이때에는 상기 압축기(10)가 정지된 상태이며, 이때에는 상기 핫가스밸비()가 열리게 된다. 즉, 도 1과 같은 상태에서 상기 압축기(10)가 정지하게 되면, 상기 압축기(10)의 축구측은 고압이고, 압축기(10)의 입구측은 저압이므로 상기 핫가스배관(60)을 통해 상기 압축기(10)의 출구측 냉매가 상기 압축기(10)의 입구측으로 이동하여 상기 압축기(10)의 입구측과 출구측은 동일한 압력(평압)이 된다.

그리고, 이때에는 상기 압축기(10)와 상기 응축기(30) 사이에는 일방향밸브(20)가 설치되어 있으므로, 상기 일방향밸브(20)와 응축기(30) 사이의 고압 냉매는 상기 일방향밸브(20)를 통과하여 역류하지 못하게 된다.

따라서, 상기 압축기(10)가 정지되면, 공기조화기의 냉매는 상기 증발기(40)와 상기 일방향밸브(20) 사이의 배관에서 저압 상태로 평압을 유지하게 되어 결국 압축기(10) 전후의 냉매 압력은 동일한 압력(평압)을 유지하게 된다.

이와 같은 상태에서 다시 상기 압축기(10)가 기동되면, 상기 핫가스밸브(62)는 다시 닫히게 되고, 상기 압축기(10)에서 토출되는 냉매는 단시간에 고압에 이르게 되는 것이다. 즉, 이미 상기 일방향밸브(20)와 응축기(30) 및 팽창밸브(50) 등을 연결하는 배관에는 고압 상태의 냉매가 충진되어 있으므로, 상기 압축기(10)와 상기 일방향밸브(20) 사이의 작은 길이의 배관에 충진된 냉매는 쉽게 고압에 도달하게 되어 도 1의 상태가 된다.

도 3에는 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제2실시예의 상태가 도시되어 있다. 즉, 복수의 압축기(10a,10b)와 복수의 핫가스배관(60a,60b)이 구비되는 경우를 보인 구성도이다.

이처럼 상기 핫가스배관(60a,60b)과 핫가스밸브(62a,62b)는, 상기 압축기(10a,10b)와 일방향밸브(20a,20b)의 수량과 대응되는 갯수를 가질 수 있다. 즉, 상기 핫가스배관(60)과 핫가스밸브(62a,62b)가 다수개가 구비되는 경우에는, 상기 압축기(10a,10b)와 일방향밸브(20)도 다수개가 각각 서로 대응되게 구비될 수 있다.

본 발명의 도 3에서는 압축기 등이 각각 복수개가 구비되는 경우를 예시하고 있다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(10a,10b)와 일방향밸브(20a,20b), 응축기(30a,30b), 팽창밸브(50a,50b), 핫가스배관(60a,60b), 핫가스밸브(62a,62b)는 각각 서로 대응되게 복수개가 구비된다.

그리고, 상기 복수의 핫가스배관(60a,60b)의 양단은 각각 복수의 압축기(10a,10b) 입구측 및 상기 압축기(10a,10b)의 출구측과 일방향밸브(20a,20b) 사이에 연결된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 압축기(10a,10b)는 2개가 구비되어 제1압축기(10a)와 제2압축기(10b)로 구성되며, 상기 응축기(30a,30b)도 2개가 구비되어 제1응축기(30a) 및 제2응축기(30b)를 구성한다.

상기 제1압축기(10a)와 제1응축기(30a) 사이에는 제1일방향밸브(20a)가 구비되고, 상기 제2압축기(10b)와 제2응축기(30b) 사이에는 제2일방향밸브(20b)가 구비된다.

그리고, 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 전후에는 각각 제1핫가스배관(60a)과 제2핫가스배관(60b)이 각각 설치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 제1핫가스배관(60a)과 제2핫가스배관(60b)은 상기 제1압축기(10a)와 제2압축기(10b)의 입구측과 출구측을 각각 연결하여, 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)에서 토출되는 냉매가 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 입구로 다시 선택적으로 복귀되도록 안내하는 역할을 하게 된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 제1핫가스배관(60a)과 제2핫가스배관(60b)의 일단은 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 입구측에 각각 연결되며, 타단은 상기 제1압축기(10a)의 출구측과 제1일방향밸브(20a)의 사이 또는 상기 제2압축기(10b)의 출구측과 제2일방향밸브(20b)의 사이에 각각 연결된다.

즉, 도시된 바와 같이, 상기 제1핫가스배관(60a)과 제2핫가스배관(60b)의 하단(도 3에서)은 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 입구측 즉, 증발기(40)와 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 사이에 연결된다.

그리고, 상기 제1핫가스배관(60a)과 제2핫가스배관(60b)의 상단(도 3에서)은 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 출구측 즉, 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)와 제1일방향밸브(20a) 및 제2일방향밸브(20b) 사이에 각각 연결된다.

한편, 상기 복수의 압축기(10a,10b)는 입구측이 서로 연결된다. 즉, 도시된 바와 같이, 상기 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 입구측은 서로 연결되고, 이러한 제1압축기(10a) 및 제2압축기(10b)의 입구측은 다시 하나의 배관으로 합쳐져서 상기 증발기(40)의 출구측에 연결된다.

이처럼 본 발명의 제2실시예에서는, 압축기(10a,10b)는 복수개가 구비되나 증발기(40)는 하나가 구비됨이 바람직하다. 따라서, 상기 복수의 압축기(10a,10b)에는 단일의 증발기(40)에서 나오는 냉매가 공급된다.

그리고, 상기 복수의 핫가스밸브(62a,60b)는, 작동중인 압축기(10a)에 연결된 핫가스밸브(62a)는 닫히고, 정지된 압축기(10b)에 연결된 핫가스밸브(62b)는 열리도록 구성됨이 바람직하다.

구체적으로 살펴보면, 상기 제1압축기(10a)가 가동중이고 상기 제2압축기(10b)는 정지중인 경우에는, 상기 제1핫가스밸브(62a)는 닫힌 상태이며 상기 제2핫가스밸브(62b)는 열린 상태를 유지한다. 따라서, 도 3과 같이, 상기 제1압축기(10a)의 입구측과 출구측은 서로 냉매의 압력차이가 존재하나, 상기 제2압축기(10b)의 입구측과 출구측에는 압력차이가 존재하기 않게 된다.

따라서, 이와 같은 상태에서 상기 제2압축기(10b)를 추가적으로 기동하는 경우에는 상기 제1압축기(10a)를 정지할 필요없이, 상기 제1압축기(10a)가 작동하는 상태에서 다시 상기 제2압축기(10b)를 추가적으로 기동시킬 수 있다.

이와 같이 상기 제2압축기(10b)를 시동하게 되면, 상기 제2압축기(10b)의 입구측과 출구측은 이미 평압이 된 상태이므로 상기 제2압축기(10b)의 기동은 무리없이 이루어지며, 상기 제2압축기(10b)의 출구측 냉매 압력도 단시간에 고압에 도달하게 된다.

이처럼, 상기 압축기(10a,10b)가 다수개가 구비되는 경우에도, 추가적으로 압축기(10b)를 구동하고자 하는 경우에는 기존의 작동중인 압축기(10a)의 정지 없이 바로 추가 압축기(10b)를 기동시킬 수 있게 된다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 의한 공기조화기의 바람직한 제3실시예의 상태가 도시되어 있다. 즉, 열회수냉각시스템에서 핫가스배관의 연결 상태를 보인 부분 구성도가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에서는 압축기(10)의 전후에는 어큐뮬레이터(100)와 오일분리기(110)가 더 구비된다.

상기 어큐뮬레이터(100)는 상기 압축기(10)의 입구측에 설치되어 압축기(10)로 유입되는 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 역할을 하게 되며, 상기 오일분리기(110)는 상기 압축기(10)의 출구측에 설치되어 압축기(10)를 통과한 냉매에서 오일을 분리하기 위한 것이다.

상기 오일분리기(110)에 의해 분리된 오일은 다시 압축기(10)로 공급되어 재순환되도록 구성되기도 하며, 이처럼 오일분리기(110) 내에 수용된 오일을 압축기(10)의 입력단으로 보내기 위해 솔레노이드 밸브와 바이패스용 배관이 구비될 수 있다.

본 실시예에서는 핫가스배관(60)은, 일단은 상기 어큐뮬레이터(100)의 입구측에 연결되고, 타단은 상기 오일분리기(110)와 일방향밸브(20) 사이에 연결된다. 즉, 상기 핫가스배관(60)의 좌측단(도 4 및 도 5에서)은 상기 어큐뮬레이터(100)의 입구측에 연결되고, 상기 핫가스배관(60)의 우측단(도 4 및 도 5에서)은 상기 오일분리기(110)와 일방향밸브(20) 사이에 연결된다.

그리고, 상기 핫가스배관(60)에는 핫가스배관(60)을 열고 닫는 핫가스밸브(62)가 설치된다.

상기 핫가스밸브(62)는, 상기 압축기(10)의 작동 중에는 닫히고, 상기 압축기(10)의 정지시에는 열리는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 압축기(10)가 정지되어 상기 핫가스밸브(62)가 열리면, 상기 핫가스배관(60)을 통해 압축기(10) 토출측의 고압 냉매가 상기 어큐뮬레이터(100)의 입구측으로 이동하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 제3실시예에서는 열교환일 일어나는 판형열교환기(120)와 팽창밸브(50) 그리고, 냉방 전실 운전 또는 냉방 주체 동시 운전 시 냉매를 과냉각시키기 위해 많이 사용되는 과냉각기(130)와, 냉매의 방향전환을 위한 사방변(140) 등이 도시되어 있다.

상기 압축기(10)를 통해 토출되는 냉매는 고압배관(150)을 통해 이동되어 열교환 등에 이용된 다음 저압배관(160)을 통해 압축기(10)로 유입되어 사이클이 형성된다. 이와 같은 냉방사이클의 기본 구성은 많이 사용되는 것이므로 여기서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.

도 5는 상기 압축기(10)가 정지하고, 상기 핫가스밸브(62)가 열린 상태가 도시되어 있다. 즉, 상기 압축기(10)가 작동하는 경우에는 상기 핫가스밸브(62)는 닫히게 되므로 상기 핫가스배관(60)을 통한 냉매의 이동은 차단되어, 도 4에서와 같이 상기 압축기(10)의 토출측은 고압을 유지하게 되고 상기 압축기(10)의 입구측은 저압을 유지하게 된다.

그러다가, 상기 압축기(10)가 정지하고 상기 핫가스밸브(62)가 열리게 되면, 상기 압축기(10)의 토출측 고압 냉매는 상기 핫가스배관(60)을 따라 이동하여 상기 어큐뮬레이터(100)로 유입되므로, 도 5에서와 같이 상기 압축기(10)의 전후 냉매는 모두 동일한 압력을 가지는 평압을 빠르게 유비하게 되는 것이다.

도 6과 도 7에는 압축기의 재시동시 목표고압에 도달하는 시간을 측정한 그래프이다. 즉, 도 6에는 일반적인 공기조화기의 전체 배관이 평압이 된 상태에서의 시동시 목표 고압에 도달하는 시간을 보인 실험 그래프기 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명에 의한 공기조화기에서 압축기의 종료 후 재시동시의 고압 도달시간을 보인 실험 그래프가 도시되어 있다.

구체적으로 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이, 종래기술에서와 같이 전체 공기조화기의 배관이 평압을 유지한 상태에서 압축기(10)를 재시동하거나, 핫가스 바이패스 배관(hot gas bypass pipe)이 설치되는 경우라도 이러한 핫가스 바이패스 배관(hot gas bypass pipe)이 압축기(10)와 일방향밸브(20) 사이에 연결되지 아니하고 일방향밸브(20)의 후측에 연결되는 경우에는 냉매가 목표 압력에 도달하는 시간(A)이 압축기(10) 시동 후 약 15분이 경과하였다.

이에 반하여 도 7에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기에서는 압축기(10)를 종료한 후, 다시 압축기(10)를 재가동하여 목표압력 도달시간을 측정한 경우에는 목표 압력 도달시간(B)이 약 5분으로 측정되었다.

이처럼, 본 발명에 의하면 압축기(10)의 재시동시 목표 압력에 도달하는 시간이 종래에 비해 훨씬 단축된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

10. 압축기 20. 일방향밸브
30. 응축기 40. 증발기
50. 팽창밸브 60. 핫가스배관
62. 핫가스밸브 100. 어큐뮬레이터
110. 오일분리기 120. 판형열교환기
130. 과냉각기 140. 사방변

Claims (13)

1. 냉매를 압축하여 송출하는 압축기와;
   상기 압축기의 출구측에 구비되며, 냉매를 일방향으로만 이동하도록 하는 일방향밸브와;
   상기 압축기의 일측에 구비되며, 냉매가 외부의 물질과 열교환되도록 하는 응축기 및 증발기와;
   상기 압축기의 입구측과 출구측을 각각 연결하여, 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 상기 압축기의 입구로 복귀되도록 안내하는 핫가스배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 핫가스배관에는,
   상기 핫가스배관을 개폐하여, 핫가스배관을 통해 이동하는 냉매의 흐름을 제어하는 핫가스밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 핫가스배관은,
   일단은 상기 압축기의 입구측에 연결되며, 타단은 상기 압축기의 출구측과 일방향밸브 사이에 연결됨을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 일방향밸브는, 체크 밸브(check valve)임을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 핫가스밸브는,
   상기 압축기의 작동 중에는 닫히고, 상기 압축기의 정지시에는 열리는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 핫가스배관과 핫가스밸브는, 상기 압축기와 일방향밸브의 수량과 대응되는 갯수를 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 압축기와 일방향밸브, 핫가스배관, 핫가스밸브는 각각 서로 대응되게 복수개가 구비되며, 상기 복수의 핫가스배관의 양단은 각각 복수의 압축기 입구측 및 상기 압축기의 출구측과 일방향밸브 사이에 연결됨을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 핫가스밸브는,
   작동중인 압축기에 연결된 핫가스밸브는 닫히고, 정지된 압축기에 연결된 핫가스밸브는 열리는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 압축기는 입구측이 서로 연결됨을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 압축기에는, 단일의 증발기에서 나오는 냉매가 공급됨을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 압축기의 전후에는 어큐뮬레이터와 오일분리기가 더 구비됨을 특징으로 하는 공기조화기.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 핫가스배관은,
    일단은 상기 어큐뮬레이터의 입구측에 연결되고, 타단은 상기 오일분리기와 일방향밸브 사이에 연결됨을 특징으로 하는 공기조화기.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 핫가스밸브는, 상기 압축기의 작동 중에는 닫히고, 상기 압축기의 정지시에는 열리는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

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