KR20210098022A - 공기조화기 및 그의 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 그의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210098022A
KR20210098022A KR1020200011698A KR20200011698A KR20210098022A KR 20210098022 A KR20210098022 A KR 20210098022A KR 1020200011698 A KR1020200011698 A KR 1020200011698A KR 20200011698 A KR20200011698 A KR 20200011698A KR 20210098022 A KR20210098022 A KR 20210098022A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
outdoor
refrigerant
heat exchanger
damper
Prior art date
Application number
KR1020200011698A
Other languages
English (en)
Inventor
진홍석
이상헌
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 KR1020200011698A priority Critical patent/KR20210098022A/ko
Priority to US17/162,305 priority patent/US11988403B2/en
Priority to PCT/KR2021/001250 priority patent/WO2021154051A1/en
Publication of KR20210098022A publication Critical patent/KR20210098022A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/26—Refrigerant piping
    • F24F1/32—Refrigerant piping for connecting the separate outdoor units to indoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/08—Compressors specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/10—Arrangement or mounting thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46—Component arrangements in separate outdoor units
    • F24F1/48—Component arrangements in separate outdoor units characterised by air airflow, e.g. inlet or outlet airflow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
    • F24F1/16—Arrangement or mounting thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F24F2110/12—Temperature of the outside air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/10—Pressure
    • F24F2140/12—Heat-exchange fluid pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외열교환기를 구비한 실외기; 복수의 냉매관으로 상기 실외기와 연결되고, 실외공기를 실내로 유동시키고, 실내공기를 실외로 유동시키는 환기장치를 포함하고, 상기 환기장치는, 실외공기가 실내로 유입되는 공급유로와 실내공기가 실외로 배기되는 배출유로가 내부에 형성된 케이스; 상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 공급유로와 상기 배출유로를 구획하는 격벽; 상기 공급유로 상에 배치되고, 유동하는 공기와 냉매를 열교환하는 메인열교환기; 상기 공급유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 외기흡입구를 개폐하는 외기흡입구 댐퍼; 상기 배출유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 내기배출구를 개폐하는 내기배출구 댐퍼; 상기 공급유로와 상기 배출유로가 연통하도록 상기 격벽에 형성된 순환홀을 개폐하는 순환홀 댐퍼; 상기 케이스 외부 온도를 감지하는 외기온도센서; 및 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도를 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

공기조화기 및 그의 제어방법{Air Conditioner and Control Method thereof}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매를 이용하여 공기를 열교환하는 환기장치를 포함하는 공기조화기에 관한 것이다.
실내공기를 순환하여 실내공간의 온도를 조절하는 실내기의 경우, 실내공간의 정체된 공기만을 순환하므로, 사용자에게 쾌적한 공기를 지속적으로 제공할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 실외공기를 유입하고, 실내공기를 배출하여, 실내공간으로 외부의 신선한 공기를 지속적으로 유입할 수 있는 환기장치를 사용할 수 있다.
환기장치의 경우, 실외로 배출되는 실내공기와 실내로 공급되는 실외공기간의 열교환을 통하여, 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절하거나, 추가적인 히터를 장착하여, 내부로 유입되는 공기를 가열할 수 있다.
국내특허 출원 제1020150122092호는, 외기전담시스템 기반 환기 시스템을 개시하고 있으며, 실외공기와 실내공기의 열교환을 통해, 실외에서 유입되는 공기를 실내로 공급하는 내용을 개시하고 있다. 또한, 액체식 제습제를 이용한 제습을 통해 실외공기를 실내공간으로 유동시키고 있다. 이러한 구조에서는, 실내로 공급되는 실외공기가 사용자가 원하는 온도로 제공되지 못하므로, 실내공간의 적절한 온도제어가 어려운 문제가 있다.
또한 국내특허 출원 제10-2010-0039582호는, 실외에서 유입되는 공기를 별도의 냉각코일을 통과시켜, 실내로 공급하는 내용을 개시하고 있다. 별도의 전력을 소모하는 냉각코일을 사용하여, 유동하는 공기의 온도를 조절하는 경우, 많은 전력소모가 이루어짐에 따라 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내공기를 실외로 배출하고, 실외공기를 실내로 공급하는 환기장치에서, 냉매가 유동하는 시스템을 통해 실내로 공급되는 공기의 온도조절을 위한 전력소모를 최소화하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 별도의 복수의 열교환기가 배치되는 환기장치에서, 압축기 구동에 따른 열교환효율을 극대화하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 환기장치의 내부공간의 구성을 변형하여, 외기온도에 대응하여 최적의 효율로 작동하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기와 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외열교환기를 구비한 실외기와, 복수의 냉매관으로 상기 실외기와 연결되고, 실외공기를 실내로 유동시키고, 실내공기를 실외로 유동시키는 환기장치를 포함한다. 또한, 상기 환기장치는, 실외공기가 실내로 유입되는 공급유로와 실내공기가 실외로 배기되는 배출유로가 내부에 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 공급유로와 상기 배출유로를 구획하는 격벽와, 상기 공급유로 상에 배치되고, 유동하는 공기와 냉매를 열교환하는 메인열교환기를 포함하여, 실내로 유입되는 공기를 열교환할 수 있다. 또한, 환기장치는, 상기 공급유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 외기흡입구를 개폐하는 외기흡입구 댐퍼와, 상기 배출유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 내기배출구를 개폐하는 내기배출구 댐퍼와, 상기 공급유로와 상기 배출유로가 연통하도록 상기 격벽에 형성된 순환홀을 개폐하는 순환홀 댐퍼와, 상기 케이스 외부 온도를 감지하는 외기온도센서와, 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도를 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하는 제어부를 포함하여, 실외공기의 온도가 극도로 낮은 경우 실내공기를 순환하여, 실외기의 저압을 확보할 수 있다.
구체적으로 상기 제어부는, 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만일 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시킨다.
상기 실외기를 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력을 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하여, 실내로 공급되는 공기가 메인열교환기에서 충분한 열교환이 이루어지도록, 실외기의 저압이 확보될 때까지 실내공기를 순환할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 이상으로 형성될 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시킨다.
상기 제어부는, 설정시간 이상으로 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 이상으로 형성될 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시켜, 일시적인 외부온도의 변경에 민감하게 작동하지 않을 수 있다.
상기 내기배출구로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 토출온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 실외온도센서에서 감지되는 온도와, 상기 토출온도센서에서 감지되는 온도를 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절한다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 토출온도센서에서 감지되는 온도가 상기 실외온도센서에서 감지되는 온도보다 높을 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시킨다.
상기 배출유로 상에 배치되고, 유동하는 공기와 냉매를 열교환하는 리커버리열교환기와, 상기 복수의 냉매관과 연결되어, 상기 실외기로부터 유입되는 냉매를 상기 메인열교환기 및 상기 리커버리열교환기 각각으로 공급하거나, 상기 상기 메인열교환기 및 상기 리커버리열교환기 각각으로부터 유입되는 냉매를 상기 실외기로 공급하는 냉매분배기를 더 포함하여, 환기장치는, 실내로 공급되는 공기를 메인열교환기로 열교환하고, 실외로 배출되는 공기를 리커버리열교환기로 열교환할 수 있다.
상기 복수의 냉매관은, 상기 실외기 내부에 배치되는 상기 실외열교환기와 연결되는 액냉매관과, 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 유동하는 고압냉매관과, 상기 압축기로 냉매를 보내는 저압냉매관을 포함하여, 메인열교환기와 리커버리열교환기를 동시에 응축기와 증발기로 사용할 수 있다.
상기 액냉매관을 유동하는 냉매가 상기 실외열교환기에서 상기 냉매분배기로 유동할 때, 상기 순환홀 댐퍼는 상기 순환홀을 폐쇄하여, 냉방운전시에는, 순환홀이 폐쇄된다.
상기 공급유로 상에 배치되고, 상기 냉매분배기과 연결되어, 상기 공급유로를 유동하는 공기를 가열하는 리히트 열교환기를 포함하여, 실내로 공급되는 공기를 추가적으로 가열할 수 있다.
상기 공급유로와 상기 배출유로를 걸쳐서 배치되고, 회전으로 실내공기와 실외공기를 열교환하는 전열교환기를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만일 때, 상기 전열교환기의 회전을 중지시켜, 전열교환기를 통해 발생하는 압손을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은, 상기 압축기를 작동하고, 상기 압축기에 토출된 냉매를 상기 메인열교환기로 공급하여 난방을 시작하는 단계와, 실외온도센서로 상기 환기장치 외부의 실외공기온도를 감지하는 단계와, 압력센서로 상기 압축기로 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 단계와, 실외온도센서로 감지된 공기의 온도가 설정온도 미만이고, 상기 압력센서로 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 미만일 때, 실외공기가 유입되도록 환기장치에 형성되는 외기흡입구와 실내공기가 배출되도록 환기장치에 형성되는 내기배출구가 폐쇄하고, 상기 공급유로와 상기 배출유로를 연통시키는 순환홀을 개방하여, 실내공기가 상기 환기장치를 거쳐 실내공간으로 순환되는 순환모드 단계를 포함하여, 실내로 공급되는 공기를 충분히 난방할 수 없는 조건에서 실내공기를 순환시켜, 적정온도의 공기를 실내로 공급할 수 있다.
상기 순환모드 단계는, 상기 압력센서로 감지되는 압력이 설정압력 미만으로 형성되는 시간이 설정시간을 초과할 때, 진행한다.
토출온도센서로 상기 환기장치에서 실외로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 순환모드 단계는, 상기 토출온도센서로 공기의 온도가 상기 실외온도센서로 감지되는 공기의 온도보다 높을 때, 진행한다.
상기 순환모드 단계에서, 회전으로 상기 공급유로를 유동하는 공기와 상기배출유로를 유동하는 공기를 열교환하는 전열교환기의 작동을 중지한다.
상기 순환모드 단계에서, 상기 압력센서로 상기 압축기로 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 단계와 상기 압력센서로 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 미만일 때, 상기 순환홀을 폐쇄하고, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구를 개방하는 환기모드 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 추가적인 보조열원을 사용하지 않고, 압축기 구동시스템으로 실내로 유입되는 공기의 온도를 조절할 수 있어, 별도의 전력소비를 줄이는 장점이 있다.
둘째, 환기장치 내부에 배치되는 공급유로상의 메인열교환기와 배출유로상의 리커버리열교환기가 서로 반대로 열교환이 이루어지므로, 냉동시스템의 효율이 증가되는 장점이 있다.
셋째, 실외온도가 극저온인 환경에서, 실외에서 유입되는 공기가 충분히 가열되어 실내로 공급될 수 없는 환경에서, 순환모드를 통해 실외기의 저압을 확보한 후, 실내외 공기를 환기시키는 점에서, 극저온 환경에서도 환기를 통해 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치, 실외기 및 복수의 냉매관을 포함하는 공기조화기의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 일측 사시도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 타측 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 개략적인 단면도이다.
도 5은, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치 내부를 유동하는 공기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치 내부에 배치되는 열교환기, 냉매분배기 구성의 연결관계를 도시한 시스템도이다.
도 7a는 도 6의 시스템도에서, 냉방운전이 실시될 때, 냉매의 흐름을 도시한 도면이다.
도 7b는 도 6의 시스템도에서, 난방운전이 실시될 때, 냉매의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 실외기 내부의 구성을 간략하게 도시한 것으로, 도 8a는, 냉방운전시 냉매의 흐름을 나타낸 것이고, 도 8b는 난방운전시 냉매의 흐름을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부와 그 관련구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
<전체도면>
이하에서는, 도 1을 참조하여, 본 발명의 환기장치와 실외기를 포함하는 공기조화기의 전체적인 구성을 설명한다.
본 발명의 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기(12)와 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외열교환기(14)를 포함하는 실외기(10)와, 실내공기를 열교환하여 외부로 배출하고, 실외공기를 열교환하여 실내로 공급하는 환기장치(100)와, 환기장치(100)와 실외기(10)를 연결하는 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 포함한다.
환기장치(100)는, 실내공기를 실외공간으로 배출하고, 실외공기를 실내공간으로 공급하는 환기장치일 수 있다. 환기장치(100)는, 내부에 복수의 열교환기를 배치하여, 실내공간으로 공급되는 실외공기를 가열 또는 냉각할 수 있다. 환기장치(100)는, 실외공기와 실내공기를 서로 열교환할 수 있다. 환기장치(100)는, 실외공간으로 배출되는 실내공기를 열교환하여, 배출할 수 있다.
환기장치(100) 내부에는, 복수의 열교환기 각각으로 냉매를 보내는 냉매분배기(150)를 포함한다. 환기장치(100)는, 냉매분배기(150)를 통해, 내부에 배치되는 복수의 열교환기 각각으로 액상냉매 또는 기상냉매를 공급할 수 있다. 따라서, 환기장치(100) 내부에 배치되는 복수의 열교환기 각각은, 유동하는 공기를 가열함과 동시에, 유동하는 공기를 냉각할 수 있다.
환기장치(100)는, 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 환기장치(100)는 3개의 냉매관을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 복수의 냉매관(30, 40, 50)은, 액상냉매가 유동하는 액관(30), 고압의 기상냉매가 유동하는 고압냉매관(40), 및 저압의 기상냉매가 유동하는 저압냉매관(50)을 포함할 수 있다.
실외기(10)는, 내부에 배치되는 압축기(12)로 냉매를 압축하고, 압축된 냉매를 실외열교환기(14)로 보내거나, 환기장치(100)로 보낼 수 있다.
<환기장치>
이하에서는, 도 2 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 일 실시??에 따른 환기장치를 설명한다.
본 발명의 환기장치(100)는, 실내공간과 실외공간 사이에 설치되어, 실내공기를 실외로 유동시키고, 실외공기를 실내로 유동시킬 수 있다. 본 발명의 환기장치(100)는, 외기를 실내로 유입시키고, 내기를 실외로 보내는 환기장치일 수 있다.
환기장치(100)는, 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 도 4 내지 도 5를 참조하면, 환기장치(100)는 액상냉매가 유동하는 액관(30), 고압의 기상냉매가 유동하는 고압냉매관(40), 및 저압의 기상냉매가 유동하는 저압냉매관(50)으로 실외기(10)와 연결된다.
본 발명의 환기장치(100)는, 내부에 외기가 유동하는 공급유로(120)와, 내기가 유동하는 배출유로(122)를 형성하는 케이스(110), 케이스(110) 내부에 배치되고, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 구분하는 격벽(124), 케이스(110) 내측에 배치되고, 공급유로(120)를 유동하는 외기와 배출유로(122)를 유동하는 내기를 열교환하는 전열교환기(130), 공급유로(120) 또는 배출유로(122) 상에 배치되고, 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 복수의 열교환기(200, 210, 220), 실외기(10)로부터 유동하는 냉매를 복수의 열교환기(200, 210, 220) 중 적어도 하나로 유동시키고, 상기 복수의 열교환기(200, 210, 220) 중 적어도 하나로부터 유동하는 냉매를 실외기(10)로 보내는 냉매분배기(150)를 포함한다.
환기장치(100)는, 공급유로(120) 상에 회전가능하게 배치되는 제1송풍팬(140)과, 제1송풍팬(140)을 회전시키는 제1송풍모터(142), 배출유로(122) 상에 회전가능하게 배치되는 제2송풍팬(144)과 제2송풍팬(144)을 회전시키는 제2송풍모터(146)를 더 포함한다. 제1송풍팬(140)과 제2송풍팬(144)은, 흡입영역과 토출영역이 수직하게 형성되는 횡류팬을 사용할 수 있다. 제1송풍팬(140)과 제2송풍팬(144)은, 회전축에 나란한 방향으로 흡입영역이 형성되고, 회전축에 수직한 반경방향으로 토출영역이 형성될 수 있다.
복수의 열교환기는, 공급유로(120) 상에 배치되어, 냉매와 유동하는 외기를 열교환하는 메인열교환기(200), 배출유로(122) 상에 배치되어, 냉매와 유동하는 내기를 열교환하는 리커버리열교환기(210), 및 공급유로 상에 배치되고, 냉매와 메인열교환기(200)를 통과한 외기를 열교환하는 리히트열교환기(220)를 포함한다.
케이스(110)는, 내부에 공급유로(120)와 배출유로(122)를 형성한다. 케이스(110)은, 내부에 냉매분배기(150)가 배치되는 공간을 형성한다. 냉매분배기(150)가 배치되는 공간은, 공급유로(120) 및 배출유로(122)와 구분되는 공간일 수 있다. 또한, 냉매분배기(150)는, 공급유로(120) 또는 배출유로(122)의 일측에 배치될 수 있다. 냉매분배기(150)는, 공급유로(120)의 일측에서 공기의 유동을 방해하지 않는 위치에서 배치될 수 있다.
케이스(110)는, 공급유로(120)의 일측으로 케이스(110) 내부와 실외가 연통하는 외기흡입구(116)가 형성되고, 공급유로(120)의 타측으로 케이스(110) 내부와 실내가 연통하는 외기공급구(118)가 형성된다. 케이스(110)은, 배출유로(122)의 일측으로 케이스(110) 내부와 실외가 연통하는 내기배출구(114)가 형성되고, 배출유로(122)의 타측으로 케이스(110) 내부와 실내가 연통하는 내기흡입구(112)가 형성된다.
케이스(110)에는, 외기흡입구(116)를 개폐하는 외기흡입구 댐퍼(117)와, 내기배출구(114)를 개폐하는 내기배출구 댐퍼(115)가 배치된다. 외기흡입구 댐퍼(117) 및 내기배출구 댐퍼(115)는, 이하에서 설명할 순환홀댐퍼(125a)와 연동하여 작동할 수 있다.
외기흡입구(116)와 외기공급구(118)는, 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 내기흡입구(112)와 내기배출구(114)는, 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
공급유로(120)는, 배출유로(122)보다 짧은 유로를 형성한다. 도 4를 참조하면, 공급유로(120)는, ‘ㄱ’자 형태의 수직한 유로를 형성할 수 있다.
공급유로(120)는, 외기흡입구(116)에서 전열교환기(130) 사이로 형성되는 제1공급유로(120a), 전열교환기(130)에서 메인열교환기(200) 사이로 형성되는 제2공급유로(120b), 메인열교환기(200)에서 리히트열교환기(220) 사이로 형성되는 제3공급유로(120c), 리히트열교환기(220)으로부터 외기공급구(118) 사이로 형성되는 제4공급유로(120d)로 구분?? 수 있다.
제1공급유로(120a) 상에는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 외기흡입구(116)로 유입되는 공기를 가열하는 프리히팅열교환기(미도시)가 배치될 수 있다.
제2공급유로(120b)는, 공기의 유동방향으로 상류에서 하류로 갈수록 유로의 단면적이 확대된다. 제2공급유로(120b)의 하류단부에는, 메인열교환기(200)가 배치된다. 제2공급유로(120b)를 유동하는 공기는, 하류로 갈수록 유속이 느려지고, 유로가 확장되므로, 메인열교환기(200)에서 다량의 공기의 열교환이 진행될 수 있다.
메인열교환기(200)의 하측으로 응축수가 일시적으로 저장되고, 응축수를 외부로 배출하는 드레인팬(126)이 배치될 수 있다.
제3공급유로(120c)는, 공기의 유동방향으로 상류에서 하류로 갈수록 유로의 단면적이 줄어드는 형태를 가진다. 따라서, 제3공급유로(120c)를 유동하는 공기에서 생성되는 응축수는, 드레인팬(126)으로 이동할 수 있다. 제3공급유로(120c)를 유동하는 공기는 유속이 점점 빠르게 형성될 수 있다.
제4공급유로(120d)에는, 제1송풍팬(140)이 배치된다. 제4공급유로(120d)는, 제3공급유로(120c)와 수직한 유로를 형성할 수 있다. 제1송풍팬(140)은, 리히트열교환기(220)를 통과한 공기를 외기공급구(118)로 유동시킨다.
배출유로(122)는, 내기흡입구(112)에서 전열교환기(130) 사이로 형성되는 제1배출유로(122a)와, 전열교환기(130)에서 내기배출구(114) 사이로 형성되는 제2배출유로(122b)를 포함할 수 있다.
제2배출유로(122b)는, 제1공급유로(120a)의 하측에 배치된다. 제1배출유로(122a)는, 제2공급유로(120b)의 하측에 배치된다.
제1배출유로(122a)는, 제2배출유로(122b)와 수직한 유로를 형성한다.
제2배출유로(122b) 상에는, 리커버리열교환기(210)가 배치된다. 제2배출유로(122b) 상에는, 제2송풍팬(144)이 배치되어, 배출유로(122)를 유동하는 공기를 내기배출구(114)로 유동시킨다.
케이스(110) 내부에는, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 구분하는 격벽(124)이 배치된다.
격벽(124)은, 제2공급유로(120b)와 제1배출유로(122a) 사이를 구획하는 제1격벽(124a)과, 제1공급유로(120a)와 제2배출유로(122b) 사이를 구획하는 제2격벽(124b)을 포함한다.
제2격벽(124b)은, 제1공급유로(120a)와 제2배출유로(122b)를 구획하는 수평한 판 형태일 수 있다. 제2격벽(124b)에는, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 연통시키는 순환홀(125)이 형성된다. 제2격벽(124b)에는, 순환홀(125)을 개폐하는 순환홀댐퍼(125a)가 배치된다. 순환홀(125)은, 제2송풍팬(144)의 상측에 배치된다. 따라서, 제2송풍팬(144)에 의해 유동하는 공기가 순환홀(125)을 통해 공급유로(120)로 유동할 수 있다.
제1격벽(124a)은, 제2공급유로(120b)의 유로단면적을 확장하기 위한 경사면(124a1)을 포함할 수 있다.
전열교환기(130)는, 전열교환기(130)는, 저속으로 회전시키면서 외기와 환기 간의 온도차 및 습도차를 이용하여 현열과 잠열을 회수하는 장치이다. 전열교환기(130)는, 원통형 바디 형상으로 이루어지며, 내부는 허니콤(honeycomb) 구조로 형성되어 공기가 통과할 수 있게 형성된다.
전열교환기(130)는, 열교환체(132)를 저속으로 회전시키면서 외기와 환기 간의 온도차 및 습도차를 이용하여 현열과 잠열을 회수할 수 있다. 열교환체(132)는 모재로서 알루미늄으로 구성되어 알루미늄의 열전달 특성에 의해 현열을 회수할 수 있다. 또한, 알루미늄에 제습제(desiccant)가 함침되어 수증기 흡착원리에 의해 잠열이 회수될 수 있다.
전열교환기(130)는, 공급유로(120)와 배출유로(122) 모두에 걸쳐서 배치된다.
복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각은, 복수의 실내기관(170, 172, 174)과 복수의 실내액관(160, 162, 164)으로 냉매분배기(150)와 연결된다.
메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상에서, 전열교환기(130)의 하류에 배치된다. 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상에서, 단면적이 확대된 부분에서 배치될 수 있다. 메인열교환기(200)는, 리히트열교환기(220)보다 큰 면적에서 공기와 열교환할 수 있다. 메인열교환기(200)는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 고압냉매관(40)에서 유입되는 압축된 냉매 또는 액관(30)에서 유입되는 액상냉매를 공급받을 수 있다.
리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상에서 전열교환기(130)의 하류에 배치된다. 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122)를 통해 실외공간으로 유동하는 실내공기를 가열하거나, 냉각한다. 리커버리열교환기(210)는, 메인열교환기(200)와 반대로 작동할 수 있다. 여기서, 반대로 작동한다는 것은, 공기를 가열하거나 냉각하는 열교환이 서로 다르게 이루어지는 것을 의미할 수 있다. 즉, 메인열교환기(200)가 공급유로(120)를 유동하는 공기를 냉각할 때, 리커버리열교환기(210)는 배출유로(122)를 유동하는 공기를 가열하고, 메인열교환기(200)가 공급유로(120)를 유동하는 공기를 가열할 때, 리커버리열교환기(210)가 배출유로(122)를 유동하는 공기를 냉각하는 것을 의미할 수 있다.
리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상에서, 제2송풍팬(144)의 상류에 배치될 수 있다.
리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상에서, 메인열교환기(200)의 하류에 배치된다. 리히트열교환기(220)는, 제1송풍팬(140)의 입구단에 배치될 수 있다. 따라서, 리히트열교환기(220)는, 제1송풍팬(140)의 입구단으로 유입되는 공기를 가열할 수 있다. 리히트열교환기(220)는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 압축기(12)에서 토출되는 냉매를 공급받을 수 있다. 또한, 다른 실시예로, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매관(40)과 직접 연결되어, 압축기(12)에서 토출되는 냉매를 공급받을 수 있다.
냉매분배기(150)는, 실외기(10)와 연결되고, 복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각과 연결된다. 냉매분배기(150)는, 액관(30), 고압냉매관(40), 저압냉매관(50)을 통해 실외기(10)와 연결된다.
냉매분배기(150)는, 케이스(110)의 내측에 배치된다. 냉매분배기(150)는 복수의 실내기관(170, 172, 174)과 복수의 실내액관(160, 162, 164)을 통해, 환기장치(100) 내부에 배치되는 복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각과 연결된다. 복수의 실내기관(170, 172, 174)은, 메인열교환기(200)와 연결되는 제1실내기관(170), 리커버리열교환기(210)와 연결되는 제2실내기관(172), 리히트열교환기(220)와 연결되는 제3실내기관(174)을 포함할 수 있다.
복수의 실내기관(170, 172, 174) 각각은, 냉매분배기(150) 내부에서 분지되어, 고압냉매헤더(154)와 저압냉매헤더(156)로 연결된다. 분지된 복수의 실내기관(170, 172, 174) 각각에는, 냉매의 유동을 조절하는 조절밸브(170a, 170b, 172a, 172b, 174a, 174b)가 배치된다.
복수의 실내액관(160, 162, 164)은, 메인열교환기(200)와 연결되는 제1실내액관(160), 리커버리열교환기(210)와 연결되는 제2실내액관(162), 리히트열교환기(220)와 연결되는 제3실내액관(164)을 포함할 수 있다. 복수의 실내액관(160, 162, 164) 각각에는, 실내열교환기 팽창밸브(202, 212, 222)가 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 실내액관(160, 162, 164) 각각에 배치되는 실내열교환기 팽창밸브(202, 212, 222)는, 복수의 실내액관(160, 162, 164) 각각을 유동하는 냉매를 팽창할 수 있다.
냉매분배기(150)는, 제1실내액관(160)과 제1실내기관(170)을 통해 메인열교환기(200)와 연결된다. 냉매분배기(150)는, 제2실내액관(162)과 제2실내기관(172)을 통해 리커버리열교환기(210)와 연결된다. 냉매분배기(150)는, 제3실내액관(164)과 제3실내기관(174)을 통해 리히트열교환기(220)와 연결된다.
냉매분배기(150)는, 액관(30)과 복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각을 연결하는 액냉매헤더(152), 고압냉매관(40)과 복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각을 연결하는 고압냉매헤더(154), 저압냉매관(50)과 복수의 열교환기(200, 210, 220) 각각을 연결하는 저압냉매헤더(156)를 포함한다.
액냉매헤더(152)는, 액관(30)과 복수의 실내액관(160, 162, 164) 각각을 연결한다. 고압냉매헤더(154)는, 고압냉매관(40)과 복수의 실내기관(170, 172, 174) 각각을 연결한다. 저압냉매헤더(156)는, 저압냉매관(50)과 복수의 실내기관(170, 172, 174) 각각을 연결한다.
<실외기와 냉매관>
이하에서는, 도 8a 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 실외기의 구성을 설명한다.
실외기(10)에는, 냉매를 압축하는 압축기(12), 실외기(10) 내부에 배치되고, 냉매와 외기를 열교환하는 실외열교환기(14), 압축기(12)에서 토출된 냉매를 환기장치(100)로 보내거나 환기장치(100)에서 공급되는 냉매를 압축기(12)로 보내는 제1절환밸브(18)와, 압축기(12)에서 토출된 냉매를 실외열교환기(14)로 보내거나, 실외열교환기(14)로부터 유입되는 냉매를 압축기(12)로 보내는 제2절환밸브(20)를 포함한다.
압축기(12)에서 토출된 냉매를 유동시키는 압축기토출배관은, 분지되어, 제1절환밸브(18)와 제2절환밸브(20) 각각으로 연결된다.
제1절환밸브(18)는, 압축기(12), 저압냉매관(50), 및 고압냉매관(40)과 연결된다. 제2절환밸브(20)는, 압축기(12), 실외열교환기(14), 및 저압냉매관(50)과 연결된다.
실외기(10)는, 실외열교환기(14)와 인접하게 배치되어, 실외열교환기(14) 주변의 공기의 유동을 형성하는 실외송풍팬(16)을 더 포함한다. 실외열교환기(14)는, 액관(30)과 연결되어, 실외열교환기(14)에서 열교환된 액상냉매를 환기장치(100)로 보낸다. 실외열교환기(14)는, 액관(30)을 통해, 환기장치(100)에서 열교환된 액상냉매를 공급받을 수 있다. 실외기(10)는, 액관(30)에 배치되어, 액관(30) 내부를 유동하는 냉매를 팽창하는 실외기팽창밸브(22)를 포함한다.
실외기(10)는, 액관(30), 고압냉매관(40), 및 저압냉매관(50)으로 환기장치(100)와 연결된다. 액관(30)은, 실외열교환기(14)와 환기장치(100)의 냉매분배기(150)를 연결한다. 고압냉매관(40)은, 제1절환밸브(18)와 냉매분배기(150)를 연결한다. 저압냉매관(50)은, 제2절환밸브(20) 또는 압축기(12)와 냉매분배기(150)를 연결한다.
<제어부 및 관련구성>
이하에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제어부 및 제어부와 관련된 구성을 설명한다.
본 발명의 공기조화기는, 외기흡입구 댐퍼(117), 내기배출구 댐퍼(115), 순환홀댐퍼(125a)의 개폐를 조절하는 제어부(300)를 포함한다. 제어부(300)는, 실내공기를 순환하는 순환모드 또는 실내공기를 외부공간로 배출하고, 실외공기를 실내공간으로 공급하는 환기모드로 공기조화기를 작동시킬 수 있다.
제어부(300)는, 메인열교환기(200)로 유동하는 공기를 냉각하는 냉방모드와, 메인열교환기(200)로 유동하는 공기를 가열하는 난방모드로 공기조화기를 작동시킬 수 있다. 제어부(300)는, 압축기(12)를 작동시키고, 제1절환밸브(18)와 제2절환밸브(20)를 조절하여, 공기조화기를 냉방모드 또는 난방모드로 작동시킬 수 있다.
제어부(300)는, 공기조화기를 순환모드로 작동시킬 때, 외기흡입구 댐퍼(117)와, 내기배출구 댐퍼(115)를 폐쇄하고, 순환홀댐퍼(125a)를 개방한다. 제어부(300)는, 공기조화기를 환기모드로 작동시킬 때, 외기흡입구 댐퍼(117)와, 내기배출구 댐퍼(115)를 개방하고, 순환홀댐퍼(125a)를 폐쇄한다.
제어부(300)는, 환기모드에서, 제1송풍팬(140), 제2송풍팬(144) 및 전열교환기(130)를 작동시킨다. 제어부(300)는, 순환모드에서, 제1송풍팬(140)을 작동시킨다. 제어부(300)는, 순환모드에서 전열교환기(130)를 정지시킨다.
본 발명의 공기조화기는, 외기흡입구(116)로 유입되는 공기의 온도를 감지하는 실외온도센서(310), 내기배출구(114)로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 토출온도센서(320), 실외열교환기(14)에서 압축기(12)로 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 압력센서(340), 및 압축기(12)의 작동시간을 감지하는 타이머(330)를 포함할 수 있다.
제어부(300)는, 실외온도센서(310)에서 감지되는 온도를 바탕으로 공기조화기를 환기모드 또는 순환모드를 작동시킬 수 있다. 제어부(300)는, 실외온도센서(310)에서 감지되는 온도가 설정온도 미만에서 공기조화기를 순환모드를 작동시킨다.
제어부(300)는, 실외온도센서(310)에서 감지되는 온도와, 토출온도센서(320)에서 감지되는 온도를 바탕으로 공기조화기를 환기모드 또는 순환모드로 작동시킬 수 있다. 제어부(300)는, 난방모드가 작동되는 조건에서, 토출온도센서(320)로부터 감지되는 공기의 온도가 실외온도센서(310)로부터 감지되는 공기의 온도보다 높을 때, 공기조화기를 순환모드로 작동시킬 수 있다.
제어부(300)는, 압력센서(340)로부터 감지되는 냉매의 압력을 바탕으로 공기조화기를 환기모드 또는 순환모드로 작동시킬 수 있다. 제어부(300)는, 압력센서(340)로부터 감지되는 실외기 압력이 일정조건의 저압을 확보하지 못하는 경우, 공기조화기를 순환모드로 작동시킬 수 있다.
제어부(300)는 압축기(12)가 작동하고, 타이머(330)로부터 측정되는 시간을 바탕으로 공기조화기를 환기모드 또는 순환모드로 작동시킬 수 있다. 제어부(300)는, 압력센서(340)로부터 감지되는 실외기의 압력이 일정조건의 저압을 확보하지 못하는 상태가 일정시간을 초과하는 경우, 공기조화기를 순환모드로 작동시킬 수 있다.
<냉방모드 및 난방모드의 작동>
이하에서는, 도 7a 내지 도 8b를 참조하여, 본 발명의 공기조화기의 냉방모드와 난방모드를 설명한다.
본 발명의 공기조화기는 냉방운전을 실시하는 냉방모드 또는 난방운전을 실시하는 난방모드로 운전할 수 있다. 냉방운전과 난방운전은, 환기장치(100) 내부에 배치되는 메인열교환기(200)를 기준으로 판단할 수 있다. 공기조화기가 냉방운전 또는 난방운전을 실시할 때, 제1송풍팬(140)과 제2송풍팬(144)이 작동한다. 공기조화기가 냉방운전 또는 난방운전할 때, 전열교환기(130)가 회전하여, 공급유로(120)를 유동하는 공기와 배출유로(122)를 유동하는 공기 간의 열교환이 이루어진다.
도 8a를 참조하면, 공기조화기가 냉방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 거쳐 고압냉매관(40)으로 유동한다. 또한, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제2절환밸브(20)를 거쳐 실외열교환기(14)로 유동한다. 실외열교환기(14)를 통과한 냉매는 액관(30)으로 유동한다. 또한, 저압냉매관(50)을 통해 환기장치(100)로부터 공급되는 냉매는 압축기(12)로 유동한다.
도 8b를 참조하면, 공기조화기가 난방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 거쳐 고압냉매관(40)으로 유동한다. 저압냉매관(50)을 통해 환기장치(100)로부터 공급되는 냉매는 압축기(12)로 유동한다. 또한, 액관(30)을 통해 환기장치(100)로부터 공급되는 냉매는 실외열교환기(14)로 유동하고, 제2절환밸브(20)를 거쳐 압축기(12)로 공급된다.
도 7a를 참조하면, 공기조화기가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 액냉매헤더(152)와 저압냉매헤더(156) 각각에 연결된다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다.
공기조화기가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 냉각한다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상을 유동하는 공기를 가열한다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열할 수 있다.
공기조화기가 냉방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실내공기와 열교환된다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 배출유로(122)를 유동하는 차가운공기와 열교환하여, 1차적으로 냉각될 수 있다.
공기조화기가 냉방운전할 때, 전열교환기(130)를 통과하여 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 메인열교환기(200)를 통과하여, 냉각된다. 이때, 냉각된 공기에서 응축수가 발생할 수 있다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)를 통과하여 유동하는 공기는, 리히트열교환기(220)를 통과하여 건조될 수 있다. 리히트열교환기(220)는, 메인열교환기(200)에 비해 작은 크기를 가지고, 메인열교환기(200)에 비해 열교환량이 적으므로, 외기공급구(118)로 토출되는 공기는 냉각 건조된 공기일 수 있다. 따라서, 공기조화기가 냉방운전할 때, 환기장치(100)는, 실내공간으로 냉각 건조된 공기를 공급할 수 있다.
공기조화기가 냉방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실외공기와 열교환된다. 공기조화기가 냉방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 리커버리열교환기(210)를 통과하여 가열될 수 있다.
공기조화기가 냉방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 통해 고압냉매관(40)으로 공급되고, 제2절환밸브(20)를 통해 실외열교환기(14)로 공급될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 공기조화기가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 공기조화기가 난방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 액냉매헤더(152)와 저압냉매헤더(156) 각각에 연결된다. 공기조화기가 난방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다.
공기조화기가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열한다. 공기조화기가 난방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상을 유동하는 공기를 냉각한다. 공기조화기가 난방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열할 수 있다.
공기조화기가 난방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실내공기와 열교환된다. 공기조화기가 난방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 배출유로(122)를 유동하는 따뜻한공기와 열교환하여, 1차적으로 가열될 수 있다.
공기조화기가 난방운전할 때, 전열교환기(130)를 통과하여 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 메인열교환기(200)를 통과하여, 가열된다. 공기조화기가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)를 통과하여 유동하는 공기는, 리히트열교환기(220)를 통과하여 가열될 수 있다.
공기조화기가 난방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실외공기와 열교환된다. 공기조화기가 난방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 리커버리열교환기(210)를 통과하여 냉각될 수 있다.
공기조화기가 난방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 통해 고압냉매관(40)으로 공급된다.
<난방모드에서 환기모드와 순환모드의 작동>
이하에서는, 도 10을 참조하여, 난방모드에서의 공기조화기의 작동을 설명한다.
먼저, 난방운전을 실시하는 단계를 거친다(S100). 난방운전이 실시될 때, 실외온도센서(310)가 외기흡입구(116)로 유동하는 공기의 온도를 감지하고, 제어부(300)는, 실외온도센서(310)로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만인지 여부를 판단한다(S200).
제어부(300)는, 실외온도센서(310)로부터 감지되는 온도가 설정온도 이상인 경우, 공기조화기를 환기모드로 작동시킨다(S550). 여기서, 설정온도는, 메인열교환기(200)와 리히트열교환기(220)의 작동으로도, 사용자가 원하는 목표온도로 실내공간으로 공급되는 온도를 조절하기 어려운 정도로 설정될 수 있다. 하나의 실시예로써, 설정온도를 영하 15로 설정하는 것도 가능하다.
즉, 제어부(300)는, 순환홀댐퍼(125a)를 폐쇄하고, 외기흡입구 댐퍼(117)와 내기배출구 댐퍼(115)를 개방한다. 제어부(300)는, 전열교환기(130)를 작동시켜, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 유동하는 공기를 서로 열교환한다.
제어부(300)는, 실외온도센서(310)로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만일 때, 실외기가 저압을 확보하는지를 판단한다(S300). 압력센서(340)는, 압축기(12)로 유입되는 냉매의 압력을 감지하고, 제어부(300)는 압력센서(340)로부터 감지되는 실외기(10)의 압력이 설정압력 미만으로 형성되는 지 여부를 판단한다.
타이머(330)는, 압력센서(340)로부터 감지되는 실외기(10)의 압력이 설정압력 미만으로 형성되는 시간을 감지할 수 있다. 제어부(300)는, 실외온도센서(310)로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만으로 형성되는 시간이 일정시간을 초과할 때, 공기조화기를 순환모드로 작동할 수 있다(S500).
즉, 제어부(300)는, 순환홀댐퍼(125a)를 개방하고, 외기흡입구 댐퍼(117)와 내기배출구 댐퍼(115)를 폐쇄한다. 제어부(300)는, 전열교환기(130)를 정지시켜, 내기흡입구(112)로 유입된 공기를 외기공급구(118)로 유동시켜, 실내공기를 순환한다.
이후, 제어부(300)는, 순환모드로 작동하는 공기조화기에 대해, 실외기(10)가 저압을 확보하는지를 판단하고(S600), 실외기(10)가 저압을 확보할 때, 공기조화기를 환기모드로 작동한다.
또한, 제어부(300)는, 실외온도센서(310)에서 감지되는 환기장치(100)로 유입되는 실외공기의 온도와, 토출온도센서(320)에서 감지되는 환기장치(100)에서 배출되는 실내공기의 온도의 차이를 판단하여(S400), 공기조화기를 순환모드(S550) 또는 환기모드(S500)로 작동시킬 수 있다.
즉, 토출온도센서(320)로 내기배출구(114)로 배출되는 공기의 온도를 감지하고, 토출온도센서(320)로 감지되는 환기장치(100)에서 배출되는 실내공기의 온도가 환기장치(100)로 유입되는 실외공기의 온도보다 높을 때에는, 실외기(10)의 저압을 확보하기 위해, 순환모드를 작동할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10 : 실외기 12 : 압축기
14 : 실외열교환기 16 : 실외송풍팬
30 : 액관 40 : 고압냉매관
42 : 제1분지냉매관 42a : 제1개폐밸브
44 : 제2분지냉매관 44a : 제2개폐밸브
50 : 저압냉매관 100 : 환기장치
110 : 케이스 112 : 내기흡입구
114 : 내기배출구 116 : 외기흡입구
118 : 외기공급구 120 : 공급유로
122 : 배출유로 124 : 격벽
130 : 전열교환기 140 : 제1송풍팬
144 : 제2송풍팬 150 : 냉매분배기
152 : 액냉매헤더 154 : 고압냉매헤더
156 : 저압냉매헤더 200: 메인열교환기
210 : 리커버리열교환기 220 : 리히트열교환기

Claims (18)

  1. 냉매를 압축하는 압축기와 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외열교환기를 구비한 실외기;
    복수의 냉매관으로 상기 실외기와 연결되고, 실외공기를 실내로 유동시키고, 실내공기를 실외로 유동시키는 환기장치를 포함하고,
    상기 환기장치는,
    실외공기가 실내로 유입되는 공급유로와 실내공기가 실외로 배기되는 배출유로가 내부에 형성된 케이스;
    상기 케이스 내부에 배치되고, 상기 공급유로와 상기 배출유로를 구획하는 격벽;
    상기 공급유로 상에 배치되고, 유동하는 공기와 냉매를 열교환하는 메인열교환기;
    상기 공급유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 외기흡입구를 개폐하는 외기흡입구 댐퍼;
    상기 배출유로와 상기 케이스 외부를 연통시키도록 상기 케이스에 형성되는 내기배출구를 개폐하는 내기배출구 댐퍼;
    상기 공급유로와 상기 배출유로가 연통하도록 상기 격벽에 형성된 순환홀을 개폐하는 순환홀 댐퍼;
    상기 케이스 외부 온도를 감지하는 외기온도센서; 및
    상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도를 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만일 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시키는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외기를 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력을 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 이상으로 형성될 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시키는 공기조화기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 설정시간 이상으로 상기 압력센서로부터 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 이상으로 형성될 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시키는 공기조화기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 내기배출구로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 토출온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 실외온도센서에서 감지되는 온도와, 상기 토출온도센서에서 감지되는 온도를 바탕으로 상기 외기흡입구 댐퍼, 상기 내기배출구 댐퍼, 및 상기 순환홀 댐퍼의 작동을 조절하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 토출온도센서에서 감지되는 온도가 상기 실외온도센서에서 감지되는 온도보다 높을 때, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구가 폐쇄되도록 상기 외기흡입구 댐퍼와 상기 내기배출구 댐퍼를 작동시키고, 상기 순환홀이 개방되도록 상기 순환홀 댐퍼의 작동시키는 공기조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출유로 상에 배치되고, 유동하는 공기와 냉매를 열교환하는 리커버리열교환기; 및
    상기 복수의 냉매관과 연결되어, 상기 실외기로부터 유입되는 냉매를 상기 메인열교환기 및 상기 리커버리열교환기 각각으로 공급하거나, 상기 상기 메인열교환기 및 상기 리커버리열교환기 각각으로부터 유입되는 냉매를 상기 실외기로 공급하는 냉매분배기를 더 포함하는 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매관은,
    상기 실외기 내부에 배치되는 상기 실외열교환기와 연결되는 액냉매관;
    상기 압축기로부터 압축된 냉매가 유동하는 고압냉매관; 및
    상기 압축기로 냉매를 보내는 저압냉매관을 포함하는 공기조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액냉매관을 유동하는 냉매가 상기 실외열교환기에서 상기 냉매분배기로 유동할 때, 상기 순환홀 댐퍼는 상기 순환홀을 폐쇄하는 공기조화기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 공급유로 상에 배치되고, 상기 냉매분배기과 연결되어, 상기 공급유로를 유동하는 공기를 가열하는 리히트 열교환기를 포함하는 공기조화기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급유로와 상기 배출유로를 걸쳐서 배치되고, 회전으로 실내공기와 실외공기를 열교환하는 전열교환기를 더 포함하는 공기조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 외기온도센서로부터 감지되는 온도가 설정온도 미만일 때, 상기 전열교환기의 회전을 중지시키는 공기조화기.
  14. 실외공기를 메인열교환기를 통과시켜 실내로 공급하는 공급유로와, 실내공기를 리커버리열교환기를 통과시켜 실외로 배출하는 환기장치와, 압축기를 구비한 실외기를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,
    상기 압축기를 작동하고, 상기 압축기에 토출된 냉매를 상기 메인열교환기로 공급하여 난방을 시작하는 단계;
    실외온도센서로 상기 환기장치 외부의 실외공기온도를 감지하는 단계;
    압력센서로 상기 압축기로 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 단계;
    실외온도센서로 감지된 공기의 온도가 설정온도 미만이고, 상기 압력센서로 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 이상일 때, 실외공기가 유입되도록 환기장치에 형성되는 외기흡입구와 실내공기가 배출되도록 환기장치에 형성되는 내기배출구가 폐쇄하고, 상기 공급유로와 상기 배출유로를 연통시키는 순환홀을 개방하여, 실내공기가 상기 환기장치를 거쳐 실내공간으로 순환되는 순환모드 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 순환모드 단계는,
    상기 압력센서로 감지되는 압력이 설정압력 이상으로 형성되는 시간이 설정시간을 초과할 때, 진행하는 공기조화기의 제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    토출온도센서로 상기 환기장치에서 실외로 배출되는 공기의 온도를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 순환모드 단계는,
    상기 토출온도센서로 공기의 온도가 상기 실외온도센서로 감지되는 공기의 온도보다 높을 때, 진행하는 공기조화기의 제어방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 순환모드 단계에서, 회전으로 상기 공급유로를 유동하는 공기와 상기배출유로를 유동하는 공기를 열교환하는 전열교환기의 작동을 중지하는 공기조화기의 제어방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 순환모드 단계에서, 상기 압력센서로 상기 압축기로 유동하는 냉매의 압력을 감지하는 단계; 및
    상기 압력센서로 감지되는 냉매의 압력이 설정압력 미만일 때, 상기 순환홀을 폐쇄하고, 상기 외기흡입구와 상기 내기배출구를 개방하는 환기모드 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
KR1020200011698A 2020-01-31 2020-01-31 공기조화기 및 그의 제어방법 KR20210098022A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200011698A KR20210098022A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 공기조화기 및 그의 제어방법
US17/162,305 US11988403B2 (en) 2020-01-31 2021-01-29 Air conditioner and control method thereof
PCT/KR2021/001250 WO2021154051A1 (en) 2020-01-31 2021-01-29 Air conditioner and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200011698A KR20210098022A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 공기조화기 및 그의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210098022A true KR20210098022A (ko) 2021-08-10

Family

ID=77062825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200011698A KR20210098022A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 공기조화기 및 그의 제어방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11988403B2 (ko)
KR (1) KR20210098022A (ko)
WO (1) WO2021154051A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7457257B2 (ja) 2022-01-31 2024-03-28 ダイキン工業株式会社 換気装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4518998B2 (ja) * 2005-04-28 2010-08-04 株式会社東洋製作所 ヒートポンプ式空気調和装置
KR100816918B1 (ko) * 2006-08-03 2008-03-27 엘지전자 주식회사 환기 겸용 공기 조화기
KR20080083846A (ko) * 2007-03-13 2008-09-19 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR100907603B1 (ko) 2007-11-09 2009-07-14 지에스칼텍스 주식회사 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템
KR20130083553A (ko) * 2012-01-13 2013-07-23 주식회사 명성인터내셔날 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법
SE538309C2 (sv) * 2013-11-26 2016-05-10 Fläkt Woods AB Anordning och förfarande för värmning av luft vid en luftbehandlingsanordning
JP7153833B2 (ja) * 2018-02-26 2022-10-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 空気浄化装置およびこれを備えた熱交換形換気装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210239350A1 (en) 2021-08-05
WO2021154051A1 (en) 2021-08-05
US11988403B2 (en) 2024-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100208144B1 (ko) 공기흐름전환식 냉난방겸용 공기조화기
KR20140039586A (ko) 공조 냉각 일체형 시스템
KR20170090290A (ko) 공기조화기
WO2006003860A1 (ja) マルチ形空気調和装置
KR100860035B1 (ko) 공기조화 시스템 및 그 제어방법
JP2919829B2 (ja) 冷暖房兼用空調機器及びその制御方法
CN112377986A (zh) 空调器及空调器的控制方法
KR100430278B1 (ko) 히트파이프를 적용한 에너지 절약형 폐열회수 공기조화기
JP4647399B2 (ja) 換気空調装置
US11988403B2 (en) Air conditioner and control method thereof
JPH04113136A (ja) 直膨型熱交換器を用いたクリーンルーム
US11953242B2 (en) Air conditioner
US20210239377A1 (en) Air conditioner
US11614242B2 (en) Air conditioner
CN110411055A (zh) 一种带有化霜装置的空调系统及其控制方法
KR102462774B1 (ko) 공기조화기
JP3614775B2 (ja) ヒートポンプ式空調機
KR20220083495A (ko) 복합 칠러 시스템 및 이의 동작 방법
KR100655382B1 (ko) 냉동사이클을 이용한 폐열 회수형 공기조화시스템
KR20210098017A (ko) 공기조화기
JPS5916177B2 (ja) 空気調和装置
KR20210098021A (ko) 공기조화기
JP4012892B2 (ja) 空気調和機
KR20210098016A (ko) 공기조화기
KR100341927B1 (ko) 공기흐름전환식 냉난방겸용 공기조화기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination