KR20210090891A - 공기조화장치 - Google Patents

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KR20210090891A
KR20210090891A KR1020200004195A KR20200004195A KR20210090891A KR 20210090891 A KR20210090891 A KR 20210090891A KR 1020200004195 A KR1020200004195 A KR 1020200004195A KR 20200004195 A KR20200004195 A KR 20200004195A KR 20210090891 A KR20210090891 A KR 20210090891A
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heat exchange
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pipe
compressor
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KR1020200004195A
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김예진
조은준
윤필현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 실시예에 따르면, 냉매가 압축되는 압축기, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 유입되는 제1 열교환부, 상기 제1 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 투입되는 팽창장치, 상기 팽창장치를 통과한 냉매가 유입되는 제2 열교환부, 상기 제2 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터, 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 기체 상태의 냉매가 상기 압축기로 공급되는 토출배관, 상기 제1 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제1 배관, 상기 제2 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제2 배관, 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관에 각각 결합되는 바이패스 열교환부, 상기 어큐뮬레이터와 상기 바이패스 열교환부를 연결하는 제1 바이패스배관 및 상기 바이패스 열교환부와 상기 토출배관을 연결하는 제2 바이패스배관을 포함하는 공기조화장치를 제공할 수 있다. 본 실시예들에 따르면, 어큐뮬레이터의 액상냉매의 액고임현상을 방지하면서도 냉동사이클의 성능을 확보할 수 있다.

Description

공기조화장치{Air Conditioner}
본 발명은 공기조화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 조화 시스템은, 압축기, 응축기, 팽창 부재 및 증발기로 이루어지는 냉매 순환 사이클에 관한 것으로서, 냉매의 흐름 방향에 따라서 냉방 사이클과 난방 사이클로 구별된다.
상기 공기 조화 시스템은 실내 공간을 실외 온도보다 높게 유지하거나, 실내 온도보다 낮게 유지하도록 하는데 적용된다.
또한, 상기 공기 조화 시스템에 사방 밸브와 같은 방향 전환 밸브가 장착되어, 냉방 사이클과 난방 사이클이 선택적으로 수행되도록 할 수도 있다.
현실적으로 냉동사이클에서 압축기의 습압축은 압축효율 저하로 인해 냉동 또는 난방효과의 저하로 이어질 수 있다. 따라서 액상의 냉매를 분리하여 기상의 냉매만 압축기로 토출하여 냉동사이클을 원할하게 작동시킬 수 있다.
다만, 무한정 액상냉매를 축절시킬 수 없다는 문제가 존재하고, 더욱 효과적인 냉동사이클을 위한 방안들에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 실시예들에 따르면, 어큐뮬레이터에 과도한 액냉매 고임을 방지할 수 있는 공기조화장치를 제공하고자 한다.
또한, 압축기의 습압축 발생을 방지할 수 있는 공기조화장치를 제공하고자 한다.
또한, 어큐뮬레이터의 저온 액냉매를 이용하여 시슷템 과냉도를 더욱 확보할 수 있는 공기조화장치를 제공하고자 한다.
또한, 액고임 해소와 냉동사이클의 성능 개선을 동시에 수행할 수 있는 공기조화장치를 제공하고자 한다.
본 실시예들은 상술한 해결과제만을 해결하기 위한 실시예들은 아니며, 본 단락은 본 명세서의 이해를 위해 설명한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 일례로, 냉매가 압축되는 압축기, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 유입되는 제1 열교환부, 상기 제1 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 투입되는 팽창장치, 상기 팽창장치를 통과한 냉매가 유입되는 제2 열교환부, 상기 제2 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터, 상기 어큐뮬레이터에서 토출된 기체 상태의 냉매가 상기 압축기로 공급되는 토출배관, 상기 제1 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제1 배관, 상기 제2 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제2 배관, 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관에 각각 결합되는 바이패스 열교환부, 상기 어큐뮬레이터와 상기 바이패스 열교환부를 연결하는 제1 바이패스배관 및 상기 바이패스 열교환부와 상기 토출배관을 연결하는 제2 바이패스배관을 포함하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 바이패스배관에 결합되어 상기 어큐뮬레이터 내의 냉매 온도를 검지하는 온도감지부를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 바이패스배관 중 상기 제1 배관에 연결되는 부분에 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 제1 밸브 및 상기 제1 바이패스배관 중 상기 제2 배관에 연결되는 부분에 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 제2 밸브를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 기 온도감지부에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도의 온도차이가 기 결정된 온도차이보다 큰 경우 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 폐쇄되어 상기 제1 바이패스배관의 냉매유동을 차단하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 기 온도감지부에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도의 온도차이가 기 결정된 온도차이보다 작은 경우 상기 제1 밸브는 개방되고 상기 제2 밸브는 폐쇄되어 상기 제1 바이패스배관의 냉매유동방향을 조절하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 기 제1 열교환부는 난방시 실내에 위치하고, 냉방시 실외에 위치하는 공기조화장치를 제공한다.
또한, 상기 압축기에서 토출되는 냉매가 상기 제1 열교환부로 안내되기 위해 사방밸브가 구비되는 공기조화장치를 제공한다.
본 실시예들에 따르면, 어큐뮬레이터에 과도한 액냉매 고임을 방지할 수 있다.
압축기의 습압축 발생을 방지할 수 있다.
또한, 어큐뮬레이터의 저온 액냉매를 이용하여 시스템 과냉도를 더욱 확보할 수 있다.
또한, 액고임 해소와 냉동사이클의 성능 개선을 동시에 수행할 수 있다.
본 실시예들은 상술한 효과만을 발휘하는 실시예들은 아니며, 본 단락은 본 명세서의 이해를 위해 설명한 것이다.
도 1은 종래의 공기조화장치를 나타낸 도면
도 2는 본 실시예에 따른 공기조화장치의 냉방 시를 나타낸 도면
도 3은 본 실시예에 따른 공기조화장치의 난방 시를 나타낸 도면
도 4는 본 실시예에 따른 제어블록도를 나타낸 도면
도 5는 본실시예에 따른 P-h선도를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 종래의 공기조화장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 공기조화장치는 냉동사이클을 형성하도록 구성될 수 있다.
구체적으로 공기조화장치는 압축기(1), 제1 열교환부, 팽창장치(4) 및 제2 열교환부를 포함할 수 있다.
압축기(1)는 냉매를 압축하는 부분일 수 있다. 냉매는 압축기(10)에 유입되어 고온 고압의 냉매가 되도록 압축될 수 있다.
압축기(1)에서 토출된 냉매는 제1 열교환부로 유입될 수 있다. 제1 열교환부는 냉동사이클에서 응축기의 역할을 수행하는 부분일 수 있다.
제1 열교환부는 공기조화장치가 냉방 작동되는 경우와 난방 작동되는 경우에 따라 달라질 수 있다.
구체적으로 설명하면 난방을 하는 경우 냉매가 압축기에 의해 고온-고압의 냉매가 되고 고온-고압의 냉매가 실내부(2)를 거치며 열교환이 수행될 수 있다. 이때 제1 열교환부는 실내에 구비될 수 있다. 열교환을 마친 냉매는 팽창장치(4)를 통해 실외부(3)로 이동될 수 있다. 이때 증발기의 역할을 하는 제2 열교환부는 실외에 구비될 수 있다.
이에 반해 냉방을 하는 경우, 냉방을 하는 경우 냉매가 압축기에 의해 고온-고압의 냉매가 되고 고온-고압의 냉매가 실외부(3)를 거치며 열교환이 수행될 수 있다. 이때 제1 열교환부는 실외에 구비될 수 있다. 열교환을 마친 냉매는 팽창장치(4)를 통해 실내부(2)로 이동될 수 있다. 이때 증발기의 역할을 하는 제2 열교환부는 실내에 구비될 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 공기조화장치의 냉방 시를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 실시예에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 압축기(10), 제1 열교환부(H1), 제2 열교환부(H2) 및 팽창장치(40)를 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 공기조화장치는 어큐뮬레이터(50)를 포함할 수 있다.
압축기(10)는 냉매를 압축할 수 있다. 냉매는 압축기에 의해 고온-고압의 냉매가 될 수 있다. 압축기(10)의 종류에는 제한을 두지 않는다.
압축기(10)에서 토출된 고온-고압의 냉매는 실외부(30)로 이동될 수 있다. 냉방시에는 실외부(30)에 제1 열교환부(H1)가 구비될 수 있다.
제1 열교환부(H1)는 냉동사이클에서 응축기의 역할을 하는 부분일 수 있다. 따라서, 냉방시 또는 난방시 구비되는 위치가 달라질 수 있다.
이때 제1 열교환부(H1) 및 제2 열교환부(H2)는 동일한 장치로 구비될 수 있다. 다만 냉매의 유동과 관련하여 어느 곳에 위치하는지에 따라 응축기 또는 증발기의 역할을 수행할 수 있다.
냉매가 제1 열교환부(H1)를 거치며 냉매를 온도가 낮아질 수 있다. 냉매는 제1 열교환부(H1)에서 충분한 열교환을 거친 뒤 실외부(30)에서 토출될 수 있다. 실외부(30)에서 토출된 냉매는 팽창장치(40)측으로 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제1 열교환부(H1)에서 열교환을 마친 냉매가 팽창장치(40)로 투입될 수 있다. 팽창장치(40)에 투입된 냉매는 교축되어 배출될 수 있다. 팽창장치(40)에 의한 교축과정은 이상적으로 등엔탈피 과정일 수 있다.
교축된 냉매가 실내부(20)측으로 투입될 수 있다. 냉방시 실내부(20)에는 제2 열교환부(H2)가 구비될 수 있다. 다시 말하면, 제2 열교환부(H2)는 팽창장치(40)를 통과한 냉매가 유입되는 부분일 수 있다.
제2 열교환부(H2)에서 냉매와 실내부(20)가 열교환될 수 있다. 이로써 실내부(20)는 냉방효과를 얻을 수 있다.
제2 열교환부(H2)에서 열교환을 마친 냉매는 압축기(10)측으로 이동될 수 있다. 이로써 하나의 냉동사이클이 형성될 수 있다.
즉, 실내부(20)를 냉방하기 위해서 압축기(10), 실외부(30), 팽창장치(40) 및 실내부(20) 순서대로 냉매가 유동하게 할 수 있다. 어큐뮬레이터(50)에 대한 내용은 후술한다.
도 3은 본 실시예에 따른 공기조화장치의 난방 시를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 난방에 대한 내용을 설명한다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 냉방 및 난방 모두를 수행하도록 형성될 수 있다. 도 2에서 설명한 실시예와는 달리, 난방시에는 냉매의 유동경로가 달라질 수 있다.
구체적으로 설명하면, 난방시에는 압축기(10)를 통과한 냉매가 실내부(20)로 유입되도록 제어될 수 있다. 다시 말하면 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1 열교환부(H1)로 유입될 수 있다.
제1 열교환부(H1)는 난방시에 실내부(20)에 구비될 수 있다. 따라서 압축기(10)를 통과하며 고온-고압의 냉매가 형성되고 고온-고압의 냉매가 실내부(20)에 구비되어 있는 제1 열교환부(H1)로 유입될 수 있다.
이로써, 실내부(20)에서는 난방효과를 얻을 수 있다.
실내부(20)와 제1 열교환부(H1)의 냉매 사이에서 충분한 열교환이 이루어진 뒤 냉매는 팽창장치(40)로 투입될 수 있다. 팽창장치(40)에서 냉매는 교축될 수 있다. 교축과정은 상술한 바와 같이 이상적으로는 등엔탈피과정일 수 있다.
팽창장치(40)를 통과한 냉매는 실외부(30)측으로 유동될 수 있다. 즉, 팽창장치(40)를 통과한 냉매는 실외부(30)에 구비되어 있는 제2 열교환부(H2)로 투입될 수 있다.
실외부(30)와 제2 열교환부(H2)의 냉매와 충분한 열교환을 마친 뒤 냉매는 압축기(10) 측으로 유동될 수 있다.
압축기(10), 실내부(20), 팽창장치(40) 및 실외부(30)의 순서대로 냉매가 유동되며 실내부(20)는 난방효과를 얻을 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 냉방시와 난방시에 압축기(10)에서 토출되는 냉매가 이동되는 공간이 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이 냉방시에는 압축기에서 토출된 냉매가 실외부(30)측으로 이동될 수 있고, 난방시에는 압축기(10)에서 토출된 냉매가 실내부(20)측으로 이동될 수 있다.
이러한 효과를 구현하기 위해 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1 열교환부(H1)로 안내되기 위해 사방밸브(60)가 구비될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 냉방시에는 실외부(30)측에 제1 열교환부(H1)가 구비되고 난방시에는 실내부(20) 측에 제1 열교환부(H1)가 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 열교환부(H1) 및 제2 열교환부(H2)는 동일한 장치로 구비될 수 있고, 냉매의 유동방향에 따른 역할에 따라 응축기 및 증발기의 역할을 할 수 있다.
따라서, 냉방시에는 실외부(30)측에 제1 열교환부(H1)가 구비되고 난방시에는 실내부(20) 측에 제1 열교환부(H1)가 구비될 수 있다는 것은 냉방에서 난방으로 전환될 때 실내부(20)와 실외부(30)에 구비된 제1 열교환부(H1) 및 제2 열교환부(H2)를 상호 교체하는 것을 의미하는 것이 아니다.
따라서 사방밸브(60)가 구비됨에 따라 냉방에서 난방으로 전환되거나 난방에서 냉방으로 전환될 때 냉매의 유동방향을 전환시킬 수 있다.
구체적으로 설명하면, 사방밸브(60)는 압축기(10)에서 토출된 냉매가 흐르는 배관, 실내부(20)와 연결된 배관, 압축기(10)로 냉매가 투입되는 배관, 실외부(30)와 연결된 배관간의 유로를 변경할 수 있도록 구비될 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 사방밸브(60)는 난방시에는 압축기(10)에서 냉매가 토출되는 배관이 실내부(20)와 연결되고, 실외부(30)와 연결된 배관이 압축기(10)로 냉매가 투입되는 배관과 연결되도록 구비될 수 있다.
또한, 사방밸브(60)는 냉방시 압축기(10)에서 냉매가 토출되는 배관과 실외부(30)와 연결된 배관을 연결하고, 실내부(20)와 연결된 배관과 압축기(10) 측으로 냉매가 투입되는 배관을 연결할 수 있도록 구비될 수 있다.
사방밸브(60)는 전자적으로 제어될 수 있다. 따라서, 사용자의 입력에 따라 또는 기입력된 명령에 따라 냉방/난방을 간편하게 전환할 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 어큐뮬레이터(50)를 포함할 수 있다.
어큐뮬레이터(50)는 압축기(10)로 냉매가 투입되기 전 액상의 냉매는 어큐뮬레이터(50)에 저장하고, 기상의 냉매만을 분리하여 압축기(10)로 유입시키는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 어큐뮬레이터(50)는 제2 열교환부(H2)에서 열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 분리하여 압축기(10)로 토출하는 역할을 수행할 수 있다.
압축기(10)에서 습압축이 이루어지는 경우 압축기(10)의 효율저하를 가져올 수 있다. 구체적으로 설명하면 액체상태의 냉매가 압축기(10)에 투입되면, 액체상태의 냉매가 압축기(10)에 잔류하여 다음 흡입시 기화될 수 있다. 결과적으로 압축기(10)의 체적효율을 감소시켜 전체적인 성능저하를 야기할 수 있다.
따라서, 압축기(10)로 투입되는 냉매에서 액체를 걸러 기상의 냉매만을 투입시켜 효율을 극대화하기 위해서 어큐뮬레이터(50)가 구비될 수 있다.
다만, 사이클이 구현되는 환경에 따라 액냉매가 과도하게 어큐뮬레이터(50)에 고일 수 있다. 따라서, 어큐뮬레이터(50)에서 액냉매를 적절히 제거하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 어큐뮬레이터(50)는 사방밸브(60)에서 연장되어 연결되는 배관과 압축기(10)의 토출배관(51) 사이에 구비될 수 있다. 사방밸브(60)에서 연장되어 연결되는 배관은 냉동사이클이 난방을 위해 수행되는지 냉방을 위해 수행되는지에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어 설명하면, 냉방시에는 실내부(20)에서 토출되는 냉매가 어큐뮬레이터(50)로 유입될 수 있고, 난방시에는 실외부(30)에서 토출되는 냉매가 어큐뮬레이터(50)로 유입될 수 있다.
어큐뮬레이터(50)의 중간 부근 또는 중간 보다 아래부분(액냉매가 먼저 고이게 되는 부분)에 바이패스배관이 형성될 수 있다.
바이패스배관은 제1 바이패스배관(70) 및 제2 바이패스배관(76)을 포함할 수 있다. 제1 바이패스배관(70)은 어큐뮬레이터(50)와 바이패스 열교환부(75)를 연결하는 배관일 수 있고, 제2 바이패스배관(76)은 바이패스 열교환부(75)와 토출배관(11)을 연결하는 배관일 수 있다.
제1 바이패스배관(70)은 바이패스 열교환부(75)와 연결되는 배관일 수 있다. 바이패스 열교환부(75)는 팽창장치(40)의 양단에 형성될 수 있다. 냉방시와 난방시에 상대적으로 고온의 냉매가 투입되는 방향이 달라질 수 있기 때문이다.
구체적으로 설명하면, 제1 열교환부(H1)에서 토출된 냉매가 팽창장치(40)로 유입되는 배관을 제1 배관(41), 팽창장치(40)에서 토출된 냉매가 제2 열교환부(H2)로 이동되는 배관을 제2 배관(42)으로 명명할 수 있다.
냉방시에는 제1 열교환부(H1)가 실외부(30)에 구비되므로 실외부(30)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관을 제1 배관(41)이 될 수 있고, 난방시에는 제1 열교환부(H1)가 실내부(20)에 구비되므로 실내부(20)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관이 제2 배관이 될 수 있다.
제1 배관(41) 및 제2 배관(42)에는 바이패스 열교환부(75)가 구비될 수 있다. 바이패스 열교환부(75)는 어큐뮬레이터(50)에서 토출된 액상의 냉매를 기상의 냉매로 변환시키는 부분일 수 있다.
액상의 냉매를 기상의 냉매로 변환시키기 위해 액상의 냉매는 제1 배관(41)에 연결되는 바이패스 열교환부(75)와 열교환을 하도록 구비되는 것이 효율적일 수 있다. 따라서, 제1 배관(41)에 연결된 바이패스 열교환부(75)와 액상의 냉매가 열교환되도록 구비되는 것이 바람직하다.
제1 배관(41)은 제1 열교환부(H1)와 팽창장치(40)를 연결하므로 냉방 시와 난방시에 제1 배관(41)의 위치는 달라질 수 있다. 이는 상술하였으므로 자세한 설명은 생략한다.
바이패스 열교환부(75)에서 열교환을 마친 냉매는 기상의 냉매가 될 수 있다. 기상의 냉매는 제2 바이패스배관(76)을 통해 토출배관(11)으로 토출될 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 제1 바이패스배관(70)에 결합되는 온도감지부(80)를 포함할 수 있다.
온도감지부(80)는 어큐뮬레이터(50)의 액상냉매의 온도를 검지하는 부분일 수 있다. 따라서 온도감지부(80)는 어큐뮬레이터(50)에 인접하도록 구비되는 것이 바람직하다. 어큐뮬레이터(50)에 인접한 제1 바이패스배관(70)에 연결됨으로써, 어큐뮬레이터(50) 내부에 존재하는 액상 냉매의 온도를 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 제어블록도를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 제어방법에 대해서 설명한다.
본 실시예에 따르면, 공기조화장치는 제어부(C)를 포함할 수 있다.
제어부(C)는 사방밸브(60), 제1 밸브(73) 및 제2 밸브(74)의 개폐를 조절할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 사용자가 입력부(90)를 통해 냉방 또는 난방을 설정하면, 이에 따라 사방밸브(60)를 작동하여 냉매의 유로를 전환시키거나 유지하도록 할 수 있다. 즉, 이미 냉방시의 냉매 유동경로가 확보되어 있을 때 입력부(90)에 의해 냉방이 입력되면 사방밸브(60)는 별도의 작동을 하지 않을 수 있고, 입력부(90)에 의해 난방이 입력되면 사방밸브(60)는 냉매의 유동경로를 변경할 수 있다.
온도감지부(80)에서는 어큐뮬레이터(50)내의 액상의 냉매의 온도를 검지할 수 있다. 온도감지부(80)에서 센싱된 액상냉매의 온도와 냉매의 증발온도를 비교하여 제1 밸브(73) 및 제2 밸브(74)의 개폐를 조절할 수 있다.
제1 바이패스배관(70)은 팽창장치(40)의 전단 및 후단에 각각 연결될 수 있다. 이는 냉방/난방 시 냉매의 유동경로가 변경될 수 있으므로 작동조건에 따라 효과적으로 액상냉매를 기화시키기 위함일 수 있다.
제1 바이패스배관(70)이 팽창장치(40)의 전단 및 후단에 연결될 때 각각에는 제1 밸브(73) 및 제2 밸브(74)가 구비될 수 있다. 구체적으로 설명하면 제1 밸브(73)는 제1 바이패스배관 중 제1 배관(41)에 연결되는 부분에 연결되어 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 부분일 수 있고, 제2 밸브(74)는 제1 바이패스배관(70) 중 제2 배관(42)에 연결되어 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 부분일 수 있다.
후술하는 바와 같이 냉방 또는 난방시에 제1 밸브(73)만 개방되고 제2 밸브(74)는 폐쇄될 수 있다. 냉방 또는 난방시 냉매의 유동방향이 달라지고 본 명세서에서 설명하는 제1 밸브(73)는 절대적인 위치가 아닌 냉매의 유동에 따른 상대적인 위치에 기인한 구성이기 때문이다.
온도감지부(80)에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도 차이가 기 결정된 온도차이보다 큰 경우 액상냉매의 양이 크지 않다고 판단할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 온도감지부(80)에서 측정된 온도가 냉매의 증발온도보다 크므로 냉매의 기화가 충분하게 이루어진 것으로 볼 수 있다. 따라서, 어큐뮬레이터(50)에 축적된 액상냉매를 별도로 기화시켜 공급할 필요가 없다.
따라서, 이 경우 제1 밸브(73) 및 제2 밸브(74)는 폐쇄되어 제1 바이패스배관(70)으로의 액상 냉매의 유동을 차단할 수 있다.
이에 반해 온도감지부(80)에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도의 차이가 기 결정된 온도차이보다 작은 경우 어큐뮬레이터 내부에 액냉매가 많이 쌓인 것으로 판단하여 제1 바이패스배관(70)으로 액상 냉매가 유동될 수 있다.
이때 냉방 또는 난방시에 제1 밸브(73)가 개방되고 제2 밸브(74)는 폐쇄되어 제1 바이패스배관(70)으로의 냉매유동을 조절할 수 있다.
상술한 기 결정된 온도는 냉매의 종류 및 냉동사이클의 냉동부하에 따라 달라질 수 있다 기 결정된 온도는 상황에 따라 달라질 수 있다.
구체적으로 설명하면, 냉방시에는 실외부(30)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관이 제1 배관(41)이 되므로 제1 밸브(73)는 실외부(30)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관에 연결된 바이패스 열교환부(75)로 액상냉매를 안내하도록 제어부(C)에 의해 조절될 수 있다.
난방시에는 실내부(20)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관이 제1 배관(41)이 되므로 제1 밸브(73)는 실내부(20)와 팽창장치(40)를 연결하는 배관에 연결된 바이패스 열교환부(75)로 액상냉매를 안내하도록 제어부(C)에 의해 조절될 수 있다.
도 5는 본실시예에 따른 P-h선도를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 5를 참조하여 상술한 실시예의 효과에 대해서 설명한다.
일반적인 냉동 사이클에서는 a-b-c-d의 경로를 거치는 냉동사이클이 작동하게 된다. 이때 제1 열교환부(H1)(냉방시 실외부, 난방시 실내부)를 통과한 냉매가 어큐뮬레이터(50)에서 토출된 냉매와 추가적으로 열교환을 하면서 더욱 냉각될 수 있다. 이로써, 냉방 또는 난방효과를 극대화할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 바이패스배관을 통해 추가적인 열교환을 하는 경우 a-b-c'-d'의 냉동사이클이 구현될 수 있다.
d-a 또는 d'-a의 과정에서 등압으로 가열되는 것이 이상적이지만 압축기(10)의 입구압력을 보상하기 위해 도 5와 같이 압력강하가 수반될 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 압축기
11: 토출배관
20: 실내부
30: 실외부
40: 팽창장치
41: 제1 배관
42: 제2 배관
50: 어큐뮬레이터
51: 토출배관
60: 사방밸브
70, 71, 72 : 제1 바이패스 배관
73: 제1 밸브
74: 제2 밸브
75: 바이패스 열교환부
76: 제2 바이패스배관
H1: 제1 열교환부
H2: 제2 열교환부
80: 온도검지부
C; 제어부
90: 입력부

Claims (7)

  1. 냉매가 압축되는 압축기;
    상기 압축기에서 토출된 냉매가 유입되는 제1 열교환부;
    상기 제1 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 투입되는 팽창장치;
    상기 팽창장치를 통과한 냉매가 유입되는 제2 열교환부;
    상기 제2 열교환부에서 열교환을 마친 냉매가 유입되어 기체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기로 토출하는 어큐뮬레이터;
    상기 어큐뮬레이터에서 토출된 기체 상태의 냉매가 상기 압축기로 공급되는 토출배관;
    상기 제1 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제1 배관;
    상기 제2 열교환부와 상기 팽창장치를 연결하는 제2 배관;
    상기 제1 배관 및 상기 제2 배관에 각각 결합되는 바이패스 열교환부;
    상기 어큐뮬레이터와 상기 바이패스 열교환부를 연결하는 제1 바이패스배관; 및
    상기 바이패스 열교환부와 상기 토출배관을 연결하는 제2 바이패스배관;을 포함하는 공기조화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바이패스배관에 결합되어 상기 어큐뮬레이터 내의 냉매 온도를 검지하는 온도감지부;를 포함하는 공기조화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바이패스배관 중 상기 제1 배관에 연결되는 부분에 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 제1 밸브; 및
    상기 제1 바이패스배관 중 상기 제2 배관에 연결되는 부분에 냉매의 유동을 조절하도록 구비되는 제2 밸브;를 포함하는 공기조화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온도감지부에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도의 온도차이가 기 결정된 온도차이보다 큰 경우 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 폐쇄되어 상기 제1 바이패스배관의 냉매유동을 차단하는 공기조화장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 온도감지부에서 측정된 온도와 냉매의 증발온도의 온도차이가 기 결정된 온도차이보다 작은 경우 상기 제1 밸브는 개방되고 상기 제2 밸브는 폐쇄되어 상기 제1 바이패스배관의 냉매유동방향을 조절하는 공기조화장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열교환부는 난방시 실내에 위치하고, 냉방시 실외에 위치하는 공기조화장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 압축기에서 토출되는 냉매가 상기 제1 열교환부로 안내되기 위해 사방밸브가 구비되는 공기조화장치.
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