KR900003353Y1 - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 조화기

제1도는 본 실시예에 관한 공기조화기의 냉매배관 계통도.

제2도는 본 실시예에 관한 공기조화기의 제어동작을 나타낸 개략적인 플로우 챠트(flow chart)도.

제3도는 본 실시예에 관한 공기조화기의 능력변화 특성도.

제4도는 다른 실시예를 나타낸 냉매배관 계통도.

제5도는 종래의 공기 조화기의 냉매 배관계통을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1의 냉각기 2 : 제2의 냉각기

3 : 가변능력압축기 4 : 고정능력압축기

6 : 실내쪽열교환기 15 : 파이패스(by pass)회로

19 : 바이패스용 두방향밸브

본 고안은 공기조화기에 관한것으로서 가변능력압축기가 있는 제1의 냉동기와 고정능력압축기가 있는 제2의 냉동기가 서로 독립적으로 설치되어 있는 것에 있어서 특히 가변능력압축기가 저주파운동시의 흡입압력 상승 및 과열을 억제하는 동시에, 제2의 냉동기의 운전정지 전후의 능력변동폭을 작게할 수 있는 공기 조화기에 관한 것이다.

종래, 서로 독립된 두 개의 냉동기가 있는 공기조화기는 제5도(냉매배관 계통도)에 나타낸 바와 같이 구성되어 있었다.

도면에서 제1의 냉동기(1)에 설치된 압축기(3)는, 인버어퍼(inverter)등에 의해서 운전주파수를 제어하고 그 회전수가 무단계로 변속할 수 있는 가변 능력 압축기이고, 제2의 냉동기(2)의 압축기(4)는 항상 일정한 회전 수로 운전되는 고정능력압축기이다.

이들 두 개의 냉동기에 접속된 실내열교환기(6)는 각각의 냉동기마다 별개로 형성되는 것이 아니라 공유하도록 일체적으로 형성되어 있다.

그리고 냉방운전시에는 실선 화살표로 나타낸 방향으로, 난방 운전시에는 파선 화살표로 나타낸 방향을 따라서 각각 냉매가 흐른다.

이공기 조화기의 능력제어방법은 실내기의 온도 센서온도(T_A로한다)와 설정온도(_B로한다.)의 차이로 제1의 냉동기의 운전주파수를 연속적으로 가변시켜서 행하는 것이며(T_A-_B)의 값이 어느 일정치로 되었을 때에는 제2의 냉동기의 운전을 정지시킬수도 있도록, 제어할 수 있도록 되어 있다.

또 제2의 냉동기의 운전이 정지된 후에도 (T_A-_B)로 인해서 제1냉동기의 운전주파수는 가변 제어될 수 있도록 구성되어 있다.

그런데, 이와 같은 종류의 종래의 공기조화기에 있어서는, 냉방운전시에 제2냉동기를 정지시켜서 제1냉동기만 운전하였을 경우 제1 냉동기의 열교환기와 제2냉동기의 실내열교환기가 전술한 바와 같이 일체적으로 형성되어 있으므로 제1냉동기로 인한 실내열교환기 면적이 따로따로 열교환기를 설치하였을 경우에 비해 약두배로 되므로, 증발압력이 상승하여 과열 운전이 되어버리고 만다.

이 현상은 특히 제1냉동기의 가변 능력압축기가 저주파수로 회전되는 저능력운전시에 있어서 현저하고, 압축기의 흡입압력이 그 허용압력을 초과되고 말아서 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.

또한 제1과 제2의 양 냉동기의 운전상태로부터 제2의 냉동기의 운전을 정지시켰을 경우, 그 전후에 있어서 능력의 갭(gap)이 발생하여 부하에 따른 보다 섬세한 콘트롤을 도모하는데 있어서 결점으로 되어 있었다.

본 고안은 전술한 사정을 고려하여 이루어진 것으로서 가변 능력 압축기가 있는 제1의 냉동기와 고정능력압축기가 있는 제2의 냉동기가 서로 독립적으로 설치되어있는 압축기에 관하여 가변능력 압축기의 저능력운동시의 흡입압력 상승 및 과열을 억제하는 동시에 제2냉동기의 운전정지전후의 능력의 갭을 적게 할수 있는 신뢰성이 높은 공기 조화기를 제공하는데 목적이 있다.

본 고안은, 전술한 목적을 달성하기 위하여 회전수를 가변할 수 있는 가변능력 압축기가 있는 제1냉동기와 일정하게 회전운전되는 고정능력압축기가 있는 제2의 냉동기를 서로 독립적으로 설치하는 동시에, 그들 두 개의 냉동기의 실내쪽 열교환기를 일체 화한 공기 조화기에 있어, 전술한 제1냉동기와 쟁방 저능력운전시 가변능력압축기의 흡입압력의 상승 및 과열을 방지하기 위하여, 그리고 제2냉동기 운전 정지전후의 능력의 갭을 작게하기 위하여 제1냉동기에 두방향 밸브가 있는 바이패스회로를 설치하는 동시에, 그 두방향 밸브의 개폐를 제어하는 제어장치를 갖추어 구성하고, 제1의 냉동기내의 액(液) 냉매의 일부를 가변능력압축기의 흡입관으로 되돌리도록 한 것이다.

이것으로 인하여 본고안에 관한 공기조화기의 가장 적합한 한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는, 본 고안에 관한 공기조화기의 한 실시예를 나타낸 냉매 배관계통도이다.

이 공기 조화기는 서로 독립한 두 개의 냉동기로 구성되어 있다.

그 하나인 제1냉동기(1)의 실외쪽(7)에는 도시하지 않은 인버이터 등으로 인하여 운전주파수가 가변 제어 되고, 그에 따라서 회전수가 두단계로 가변되는 가변능력 압축기(3)가 설치되어 있다.

이 가변능력압축기(3)에는 사방 밸브(9)를 사이에 끼워서 실외열교환기(10)가 설치되는 동시에 그것의 실내쪽으로 향하는 냉매배관(11)에는 팽창밸브(12) 및 체브밸브(13)로 주로 구성되는 브리지 회로(14)가 끼워넣어져 있다.

한편, 또하나의 냉동기인 제2의 냉동기(2)의 실외기(8)에는 운전주파수가 가변되지 않고, 항상 일정한 회전수로 운전되는 고정능력압축기(4)가 설치되어 있는 것 이외에는 제1의 냉동기(1)의 실외기(7)와 대략동일하게 구성되어 있다.

이들 제1 및 제2 냉동기의 실내쪽(5)는 실내열 교환기(6)가 설치되어 있다.

이 실내열교환기(6)는 제1 및 제2의 양냉동기의 열교환을 겸하도록 일체적으로 형성되어서 설치되어 있다.

즉, 제1 및 제2의 양냉각기의 냉매가 실내열교환기(6)내를 병렬로 뚫고 흐르도록 형성되어 있는 것이다.

그런데, 여기까지는 종래의 것과 그 구성에 있어서 서로 차이가 없으나 특히 본 고안에 있어서는 다음에 나타낸 바와 같은 구성을 덧붙인 것을 특징으로 하여 종래의 것과는 다른 것으로 되어 있다.

그것은, 제1냉동기(1)의 실외쪽(7)에 있어서 냉방 저능력 운전시에 있어서의 가변능력 압축기(3)의 흡입압력의 상승 및 과열을 방지할 목적으로 응축된 액냉매를 가변능력 압축기(3)의 흡입관(17)으로 되돌리도록 바이패스 회로(15)를 설치한 것이다.

이 바이패스 회로(15)는 냉방운전시의 액관(液菅)(16), 즉 실외열교환기(10)와 브리지 회로(14)의 사이와 가변능력 압축기(3)의 흡입관(17), 즉 사방밸브(9)와 가변능력 압축기(3)의 사이를 바이패스용 모세관(18)과 바이패스용 두방향 밸브(19)를 사이에 끼워서 연결되어 통하도록 구성되어서 설치되어 있다.

그리고 이 바이패스용 두방향밸브(19)에는 이 개폐를 제어하는 제어장치(도시하지않음)가 접속되도록 설치 되어있다.

또한 제1도 가운데 실선 화살표 및 파선 화살표는 각각 냉방 운전시 및 난방 운전시에 있어서의 냉매의 흐르는 방향을 나타내고 있고, 냉난방의 교체는 사방밸브(9)의 조작으로 행하여 진다.

이어서 본실시예의 작용에 대하여 제1도 내지 제3도에 의거하여 설명한다.

제1도는 본 실시예에 있어서의 냉매 배관계통도를 나타내며, 도면 가운데 제1냉동기(1)의 실외쪽(7)에 있어서의 냉방시의 냉매의 흐름을 먼저 설명한다.

가변능력 압측기(3)로 압축되어 고온·고압으로 된 냉매는 토해내는쪽(22)에 토해내게되어 사방 밸브(9)로 향한다.

냉방운전시에 있어서는 이사방밸브(9)는 실선으로 나타낸 상태로 되어있고, 난방운전시에는 교체되어서 접속계통이 파선으로 나타낸 상태로 변환된다.

실선으로 나타낸 방향으로 사방 밸브(9)를 통과한 고온, 고압의 냉매는 실선 화살표를 따라서 실외열교환기(10)로 유입하여 방열(放熱)하면서 응축된다.

응축된 냉매는 이어서 브리지 회로(14)로 향한다.

이 브리지 회로(14)에 있어서는 냉매는 두계통으로 분기하여 흐른다.

즉 두방향 밸브(20)와 병렬로 설치되어있는 체크밸브(13)를 통과한 냉매는 거기에서 분기하여, 한쪽은 팽창밸브(12)로 다른 한쪽은 냉방용 모세관(21)으로 향하여 각각 단열팽창한 뒤, 실내열교환기(6)(제2도 참조)로 유입한다.

실내열교환기(6)내에서는 냉매는 흡열(吸熱)하면서 증발하여 재차 사방밸브(9)를 통하여 가변능력 압축기(3)로 되돌아 와서 하나의 사이클이 끝나는 것이 된다.

난방 운전시에는 사방밸브(9)의 교체로 인하여서 냉매는 파선 화살표로 나타낸 방향으로 흐른다.

이어서 바이패스회로(15)의 작용에 대하여 설명한다.

실외 열교환기(10)를 통과한 액냉매의 일부가 파이패스 회로(15)로 유입한 뒤, 바이패스용 모세관(18)에 의해 단열팽창되어 저온 냉매로 되어 가변능력압축기(3)의 흡입관(17)으로 되돌아와서 흡입압력의 상승 및 과열물 방지한다고 하는 것이다.

또한, 바이패스회로(15)에 설치되어 있는 바이패스용 두방향 밸브(19)는 제어장치(도시하지않음)에 의해서 개폐된다.

특히 이 제어는, 실내온도와 사전에 정해진 설정온도의 차에 따라서 되어진 것이거나, 가변능력압축기(3)의 회전수를 검지하여 되어진것이거나, 어느 것이라도 가능하다.

계속하여 본 실시예에 관한 공기 조화기의 운전제어 작동을 제2도에 나타낸 플로우챠트에 따라서 설명한다.

공기 조화기의 운전이 개시되면 제어장치는 사전에 설정된 설정온도(T_s로 한다.)를 측정하고, 이어서 온도센서(도시하지 않았음)에 의해서 검지된 온도(T_A로한다)를 측정하여 그차 △T=T_A-T_B가 사전에 설정된 바이패스용 설정온도 T_B와 비교하여 △T＞T_B인가, 어떤가를 연산하여 답이 예스(yes)일 경우에는 공기 조화기의 최대능력을 발휘시킬 필요가 있으므로 바이패스용 두방향밸브를 닫도록 할뿐만 아니라, 제1과 제2의 양 냉동기를 동시에 운전하도록 지시한다.

답이 노우(NO)였을 경우에는 바이패스용 두방향밸브를 열도록 냉방능력을 일단 떨어뜨리고, 그뒤△T가 사전에 설정된 제2의 냉동기 정진 설정온도 T_C와 비교하여 △T＞T_C로 되어 있으면, 바이패스용 두방향 밸브를 연 상태로 제1과 제2의 양 냉동기를 동시 운전시켜서 △T＜T_C의 경우에는 제2냉동기(2)의 운전을 정지시켜서 제1냉동기(1)를 단독운전시킨다.

제1의 냉동기가 단독운전에 들어갔다면 △T와 사전에 설정된 제1의 냉동기(1)의 단독운전시의 바이패스용 두방향 밸브를 여는 설정온도 T_D를 비교하여 △T＞T_D라고 하면 바이패스용 두방향 밸브를 닫도록 하고 △T＜T_D의 경우에는 바이패스용 두방향 밸브를 열도록 한다.

또한 전술한 T_B,T_C,T_B의 값은 T_B＞T_C＞T_D의 관계에 있다.

따라서, 공기조화기의 운전 개시후 실내온도가 설정온도에 접근해 가는데 따라서 그 냉방능력은 단계적으로 제어된다.

또한 실내온도가 상승하여 각 설정온도와의 격차가 커진 경우에는 또 단계적으로 바이패스용 두방향 밸브를 닿게 하는 등의 제어가 되어서 냉방능력이 단계적으로 높여진다.

이상 기술한 각운전상황을 알기쉽게 나타낸 것이 제3도에 나타낸 능력변화 특성도이다.

제3도에서 명확한 바와 같이 바이패스용 두방향 밸브를 열게 되면 실내열교환기로 유입하는 냉매량이 감소되므로 냉방 능력이 그에 따라서 저하한다.

따라서, 파선으로 나타낸 종래에 비하여 제2의 냉동기를 정지 시켰을 때의 전후에 있어서의 능력의 갭을 작게 억제할 수가 있다.

결국, 공기조화기의 냉방 능력을 보다 직선적으로 가변할 수 있기 때문이다.

이상, 본 고안에 관한 공기조화기의 가장 적합한 한실시예를 설명해왔지만, 바이패스 회로의 부착위치는 본 실시예에 한정되는 것이 아니고, 냉방시에 있어서 실내열교환기를 바이패스 할 뿐만 아니라, 또한 가변 능력압축기를 냉각할 수 있도록 구성되어 있으면 된다.

예를 들어 제4도에 나타낸 바와 같이, 브리지 회로(14)와 실내열교환기(6)와의 사이에 있어서의 냉매배관(11)과 압축기(3)의 흡입관(17)과의 사이에 바이패스회로(15)를 설치하여 팽창밸브(12)와 냉방용 모세관(21)으로 인하여 단열팽창한 저온 냉매를 두방향 밸브(19)를 통하여 사방 밸브(9)와 가변 능력압축기(3) 사이로 되돌려도 좋다.

이상 설명해온 바로 명확한 바와 같이 본 고안에 따르면 다음과 같은 우수한 효과를 발휘한다.

첫째, 서로 독립된 두 개의 냉동기가 있는 고익 조화기에 있어서 가변능력압축기를 갖춘 제1의 냉동기에 있어서 냉방 운전시의 액관(液菅)과 가변능력압축기의 흡입관과의 사이에 바이패스용 두방향밸브가 있는 바이패스 회로를 설치하여 가변능력압축기가 저주파 회전일 때 이 두방향 밸브를 열어서 액냉매를 그 흡입관으로 되돌리도록 하였으므로 제1의 냉동기의 단독 운전시 특히 저능력 운전의 가변 능력 압축기의 흡입 압력의 상승 및 그 과열을 방지할 수 있고, 따라서 공기 조화기의 신뢰성이 증대된다.

둘째, 바이패스용 두방향밸브를 열어서 냉방능력을 단계적으로 감소시켜 두면, 제2냉동기의 운전을 정지시킨때의 전후에 있어서의 냉방능력의 갭을 작게 억제할 수 있게 되고, 부하에 대하여 보다 섬세하게 대응 할수 있는 공기 조화기로 될 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 회전수를 가변할 수 있는 가변능력 압축기가 있는 제1의 냉동기와 일정하게 회전운전되는 고정 능력 압축기가 있는 제2의 냉동기를 서로 독립적으로 설치하는 동시에 그들 두 개의 냉동기의 열교환기를 일화하여 설치한 공기 조화기에 있어서 전술한 제1의 냉동기의 냉방저능력 운전시 그 냉동기내의 액냉매의 일부를 전술한 가변능력 압축기의 흡입관으로 되돌도록 바이패스용 두방향으로 밸브가 있는 바이패스 회로를 제1의 냉동기에 설치하는 동시에 전술한 두방향 밸브를 부하에 따라서 개폐시키는 제어장치를 갖춘 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서, 전술한 제어장치가 센서가 있으며, 그 센서에 의해서 검출된 실내온도와 사전에 설정된 온도를 비교하여 전술한 두 방향 밸브를 개폐하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제1항에 있어서 전술한 제어장치가 제1의 냉동기의 가변능력 압축기의 회전수를 검지하여 그 회전수에 의해서 두방향 밸브를 개폐하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.