WO2017057860A1 - 공기 조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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윤필현
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Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출구측에 설치되는 유동전환부; 상기 유동전환부로부터 실외 열교환기로 연장되는 제 1 가이드 배관; 상기 유동전환부로부터 실내기로 연장되는 제 2 가이드 배관; 상기 실외 열교환기로부터 상기 실내기로 연장되는 제 3 가이드 배관; 상기 제 2 가이드 배관으로부터 상기 제 3 가이드 배관으로 연장되어, 상기 제 2 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 3 가이드 배관으로 바이패스 하거나, 상기 제 3 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 2 가이드 배관으로 바이패스 하는 바이패스 유로; 및 상기 바이패스 유로에 설치되며, 상기 바이패스 유로를 유동하는 냉매량을 조절하는 바이패스 밸브가 포함된다.

Description

공기 조화기 및 그 제어방법
본 발명은 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
한편, 공기 조화기에는, 1대의 실외기에 하나 이상의 실내기가 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 실내기의 부하를 감당하기 위하여, 상기 실외기에 구비되는 압축기는 대용량화 되는 추세에 있다.
다만, 상기 대용량화된 압축기가 구비된 실외기가 구동함에도 불구하고, 상기 실내기의 운전부하가 낮은 경우, 일례로 다수의 실내기 중 일부의 실내기만 구동하는 경우 또는 실내기에서 요구되는 운전능력이 낮은 경우, 상기 압축기의 용량이 상대적으로 과다하게 되어 적절한 범위의 냉동 사이클이 형성되지 않는 문제점이 있다.
상세히, 압축기의 용량이 실내기의 부하보다 크게 되면, 냉동 사이클의 고압이 비정상 영역으로 높아지게 되고 이에 따라 압축기가 오프되는 현상이 빈번하게 나타나게 된다. 결국, 압축기의 온/오프가 반복되어, 공기 조화기의 연속적인 운전이 제한되는 문제점이 있었다.
또한, 실외온도가 영하의 범위에 있고 실외습도가 높은 환경에서, 실외 열교환기에는 결빙이 발생할 수 있다. 이를 제거하기 위하여, 공기 조화기에는 제상운전이 수행될 수 있다. 상기 제상운전이 수행되는 과정에서 상기 실외 열교환기에서 발생되는 제상수가 실외 열교환기의 하부에 모여지게 되고, 상기 제상수는 낮은 외기온도에 의하여 다시 결빙되는 현상이 나타난다.
상기 결빙에 의하여, 상기 실외 열교환기의 열교환 효율이 저하되고 이에 따라 공기 조화기의 운전효율이 저하되는 문제점이 나타난다.
이와 관련한 선행문헌의 정보는 아래와 같다.
[선행문헌]
1. 공개특허 제 10-2014-0094343 (공개일자 : 2014년 7월 30일),
2. 발명의 명칭 : 공기 조화기 및 그 제어방법
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축기 부하 및 실내기 부하를 고려하여 안정적인 운전이 이루어질 수 있는 공기 조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 난방운전시 실외기의 하부에 결빙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출구측에 설치되는 유동전환부; 상기 유동전환부로부터 실외 열교환기로 연장되는 제 1 가이드 배관; 상기 유동전환부로부터 실내기로 연장되는 제 2 가이드 배관; 상기 실외 열교환기로부터 상기 실내기로 연장되는 제 3 가이드 배관; 상기 제 2 가이드 배관으로부터 상기 제 3 가이드 배관으로 연장되어, 상기 제 2 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 3 가이드 배관으로 바이패스 하거나, 상기 제 3 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 2 가이드 배관으로 바이패스 하는 바이패스 유로; 및 상기 바이패스 유로에 설치되며, 상기 바이패스 유로를 유동하는 냉매량을 조절하는 바이패스 밸브가 포함된다.
또한, 상기 압축기의 부하를 감지하는 압축기부하 감지부; 및 상기 실내기의 부하를 감지하는 실내기부하 감지부가 더 포함된다.
또한, 상기 상기 바이패스 밸브의 개도는, 상기 압축기부하 감지부에서 인식된 제 1 정보 및 상기 실내기부하 감지부에서 인식된 제 2 정보에 기초하여, 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실외 열교환기에는, 상기 실외 열교환기의 상부를 형성하며, 상기 제 1 가이드 배관에 연결되는 제 1 열교환부; 및 상기 제 1 열교환부의 하측에 배치되는 제 2 열교환부가 포함된다.
또한, 상기 실외 열교환기의 상측에 설치되어, 상기 실외 열교환기로 외기의 유동을 발생시키는 실외 팬이 더 포함된다.
또한, 상기 바이패스 유로에는, 상기 제 2 열교환부가 포함된다.
또한, 상기 바이패스 유로에 설치되며, 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매의 온도를 감지하는 바이패스 온도센서; 및 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 저압을 감지하는 저압센서가 더 포함된다.
또한, 상기 바이패스 밸브의 개도는, 상기 바이패스 온도센서와 상기 저압센서에서 감지된 정보에 기초하여 인식된 과열도에 기초하여, 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3 가이드 배관에 설치되는 메인 팽창장치; 및 상기 실내기의 내부에 설치되는 실내 팽창장치가 더 포함된다.
또한, 상기 공기 조화기의 냉방운전서, 상기 유동전환부는 제 1 작동모드를 수행하며, 상기 바이패스 밸브는 설정개도로 개방되어, 상기 실외 열교환기의 제 1 열교환부를 통과한 냉매를 상기 제 2 열교환부로 가이드 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기 조화기의 난방운전서, 상기 유동전환부는 제 2 작동모드를 수행하며, 상기 바이패스 밸브는 설정개도로 개방되어, 상기 제 2 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 2 열교환부로 가이드 하는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법에는, 압축기가 구동하여, 냉방운전 또는 난방운전이 수행되는 단계; 상기 압축기의 출구측에 설치된 유동전환부의 작동모드에 따라, 냉매가 실외 열교환기 또는 실내기로 유동되도록 하는 단계; 바이패스 밸브의 개도를 제어하여, 상기 실외 열교환기의 제 1 열교환부를 통과한 냉매 또는 상기 실내기로 유입될 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 유로로 유동되도록 하는 단계; 및 상기 압축기의 운전부하 및 실내기의 운전부하를 감지하여, 상기 바이패스 밸브의 개도를 조절하는 단계가 포함되며, 상기 바이패스 유로는, 상기 유동전환부로부터 상기 실내기로 연장되는 제 2 가이드 배관으로부터 상기 실외 열교환기로부터 상기 실내기로 연장되는 제 3 가이드 배관으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축기의 운전부하가 상기 실내기의 운전부하보다 설정값 이상으로 크면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 증가시키고, 상기 압축기의 운전부하와 상기 실내기의 운전부하의 차이가 설정값 이하이면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 유지 또는 감소하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기 조화기의 냉방운전시, 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매의 온도와, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 저압을 감지하여, 상기 바이패스 유로를 통과하느 냉매의 과열도를 인식하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 과열도가 목표 과열도보다 낮으면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 감소하고, 상기 과열도가 상기 목표 과열도보다 높으면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 증대하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 공기 조화기의 난방운전시, 외기온도와 외기습도를 감지하여, 상기 바이패스 밸브의 개도를 조절하는 단계가 더 포함된다.
또한, 상기 실외 열교환기에는, 상기 제 1 열교환부의 하측에 위치하는 제 2 열교환부가 더 포함되며, 상기 바이패스 유로는 상기 제 2 열교환부에 연결되는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 압축기 부하가 실내기 부하보다 상대적으로 큰 것으로 인식되면, 실내기로 유입될 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 압축기의 흡입측으로 바이패스 할 수 있으므로, 압축기 부하와 실내기 부하간에 밸런싱을 도모할 수 있고, 이에 따라 냉동 사이클의 안정적인 운전이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 바이패스 되는 냉매의 유동을 가이드 하는 바이패스 유로에 개도 조절가능한 바이패스 밸브가 설치되고, 압축기 및 실내기 부하에 기초하여 상기 바이패스 밸브의 개도 조절이 이루어지므로, 바이패스 되는 냉매량을 효과적으로 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 바이패스 유로에, 실외 열교환기의 열교환부가 포함되도록 구성됨으로써, 별도의 바이패스 배관을 길게 구비할 필요가 없고, 이에 따라 제한된 공간을 가지는 실외기의 공간 활용성이 증대될 수 있다.
또한, 공기 조화기의 냉방운전시, 상기 바이패스 되는 냉매의 과열도를 감지하고, 상기 감지된 과열도에 기초하여 바이패스 되는 냉매량을 조절할 수 있으므로, 과열도 부족에 따라 액냉매가 기액분리기에 쌓이고 이에 따라 시스템의 냉매 부족이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 공기 조화기의 난방운전시, 압축기에서 토출된 고압냉매를 실외 열교환기의 열교환부로 바이패스 시킴으로써 실외 열교환기의 결빙을 방지할 수 있다.
특히, 상기 바이패스 유로에는, 전체 실외 열교환기 중, 상대적으로 열교환량이 적은 실외 열교환기의 하부 열교환부가 포함되므로, 상기 하부 열교환부를 통하여 냉매를 바이패스 하더라도 실외 열교환기의 열교환 능력 감소는 줄이면서 실외 열교환기의 결빙을 방지하는 데에는 효과적이라는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방운전시 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방운전시 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 시스템 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외기(100)와 실내기(200)가 포함된다. 상기 실내기(200)에는, 하나 이상의 실내기가 포함될 수 있다. 도 1에는 하나의 실내기가 구비되는 것으로 도시되었으나, 이와는 달리 다수의 실내기가 병렬로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 공기 조화기(10)에는, 상기 실외기(100)에 구비되는 다수의 부품 및 상기 실내기(200)를 구성하는 다수의 부품을 연결하여, 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매관(10a)이 더 포함된다.
도 2를 참조하면, 상기 실외기(100)에는, 실외기의 하부 외관을 형성하고 실외기에 배치되는 다수의 부품을 지지하는 베이스(106)와, 상기 베이스(106)의 하측에 설치되어 상기 실외기(100)가 설치장소에 지지되도록 하는 레그(107) 및 상기 베이스(106)의 상측에 제공되는 캐비닛(101,102,103)이 포함된다.
상기 레그(107)는 상기 베이스(106)의 양측 하부에 설치되어 상기 설치장소, 일례로 지면에 놓여질 수 있다. 상세히, 상기 베이스(106)는 2개의 장변부과 2개의 단변부를 포함하는 플레이트의 형상을 가지며, 상기 레그(107)는 상기 베이스(106)의 2개의 장변부 하측에 설치될 수 있다. 일례로, 상기 베이스(106)는 직사각형의 형상을 가질 수 있다.
상기 캐비닛(101,102,103)에는, 흡입패널(101)이 포함된다. 상기 흡입패널(101)은 다수 개가 제공되어, 상기 베이스(106)의 둘레를 따라 설치된다.
일례로, 상기 다수의 흡입패널(101)은 4개가 구비되어, 상기 베이스(106)의 전후방 및 좌우측방에 설치된다. 상기 다수의 흡입패널(101)에는, 실외 공기가 상기 실외기(10)의 내부로 유입될 수 있도록 하는 흡입 그릴(101a)이 포함된다. 외기는 상기 실외기(100)의 전후방 또는 좌우측방으로부터 상기 다수의 흡입패널(101)을 통하여, 상기 실외기(100)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 캐비닛(101,102,103)에는, 컨트롤 패널(103)이 더 포함된다. 상기 컨트롤 패널(103)은 실외기(100)의 내부에 설치되는 컨트롤 박스(미도시)에 접근하기 위하여 개방 가능한 도어로서 이해될 수 있다. 일례로, 상기 컨트롤 패널(103)은 회동 가능하게 또는 슬라이딩 가능하게 제공될 수 있다.
상기 캐비닛(101,102,103)에는, 상기 컨트롤 패널(103)의 하측에 설치되는 서비스 패널(108)이 더 포함된다. 서비스밸브 어셈블리의 조작, 냉매관의 교체 또는 용접등의 작업을 위하여, 상기 서비스 패널(108)은 상기 실외기(100)로부터 분리 가능하게 제공될 수 있다.
상기 컨트롤 패널(103) 및 서비스 패널(108)은 상기 다수의 흡입패널(101) 중 실외기(100)의 전방에 제공되는 흡입패널(101)의 측방에 설치될 수 있다.
상기 컨트롤 패널(103)에는, 상기 컨트롤 박스의 디스플레이가 보여질 수 있는 투시창(103a) 및 상기 투시창(103a)을 선택적으로 개방하기 위한 커버부재(104)가 포함된다.
상기 캐비닛(101,102,103)에는, 상기 다수의 흡입패널(101) 및 컨트롤 패널(103)을 지지하기 위한 브라켓(102)이 더 포함된다. 상기 브라켓(102)은 다수 개가 제공되며, 상기 베이스(106)로부터 상방으로 연장되도록 설치될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 브라켓(102) 중 일 브라켓은 일 흡입패널과 타 흡입패널의 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 타 브라켓은 일 흡입패널과 상기 컨트롤 패널(103)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 실외기(100)의 내부에는, 실외 열교환기(150)가 설치될 수 있다. 상기 실외 열교환기(150)는 상기 캐비닛(101,102,103)의 내측면을 따라 연장되며, 상기 베이스(106)의 상면에 안착될 수 있다.
다시 말하면, 상기 실외 열교환기(160)는 다수 회 절곡되어, 상기 다수의 흡입패널(102)의 내측면을 따라 연장될 수 있다. 그리고, 상기 실외 열교환기(150)는 상기 베이스(106)의 장변을 형성하는 테두리부 및 단변을 형성하는 테두리부에 안착될 수 있다.
일례로, 상기 실외 열교환기(150)는 3회 절곡되어 연장되며, 4개의 면을 가질 수 있다. 상기 4개의 면은 상기 4개의 흡입패널을 바라보도록 배치될 수 있다.
상기 실외 열교환기(150)에는, 상기 실외 열교환기(150)의 상부를 형성하며 제 1 가이드 배관(50)에 연결되는 제 1 열교환부(150a) 및 상기 제 1 열교환부(150a)의 하측에 위치하여 상기 실외 열교환기(150)의 하부를 형성하는 제 2 열교환부(150b)가 포함된다.
상기 제 1 열교환부(150a)에는, 냉매가 유동하는 제 1 열교환 배관(151a) 및 상기 제 1 열교환 배관(151a)에 결합되어 냉매의 열교환을 도와주는 제 1 핀(151b)이 포함된다. 그리고, 상기 제 2 열교환부(150b)에는, 냉매가 유동하는 제 2 열교환 배관(152a) 및 상기 제 2 열교환 배관(152a)에 결합되어 냉매의 열교환을 도와주는 제 2 핀(152b)이 포함된다.
상기 제 1,2 열교환 배관(151a,152a)는 공기 조화기(10)의 냉매관(100)의 적어도 일부분을 구성하며, 상기 제 1,2 핀(151b,152b)은 냉매와 공기의 열교환 면을 제공한다. 상기 다수의 흡입패널(101)의 흡입 그릴(101a)을 통하여 유입된 외기는 상기 실외 열교환기(150)를 통과하면서 열교환 될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(150a)의 열교환 능력은 상기 제 2 열교환부(150b)의 열교환 능력보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 열교환 배관(151a) 및 제 1 핀(151b)의 길이 또는 용량은 상기 제 2 열교환 배관(152a) 및 제 2 핀(152b)의 길이 또는 용량보다 크게 형성될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 외기를 유입시키기 위한 실외 팬(158) 및 상기 실외 팬(158)을 둘러싸도록 배치되어 공기의 유동을 가이드 하는 팬 하우징(158a)이 포함된다. 그리고, 상기 실외기(100)에는, 상기 실외 팬(158)의 일측에 제공되는 토출 패널(105)이 더 포함된다. 상기 토출 패널(105)에는, 공기가 실외기(100)의 외부로 배출될 수 있도록 하는 토출 그릴(105a)이 포함된다.
상기 실외 팬(158)은 상기 실외기(100)의 상부에 배치되어 상기 실외 열교환기(150)로 외기의 유동을 발생시키며, 상기 토출 패널(105)은 상기 실외 팬(158)의 상측에 설치될 수 있다. 상기 실외 열교환기(160)를 통과한 공기는 상방으로 유동하여, 상기 실외 팬(140) 및 토출 패널(105)을 거쳐 상기 실외기(100)의 외부로 배출될 수 있다.
이와 같이, 상기 실외 팬(158)의 상부에 위치됨으로써, 4면을 형성하는 흡입 패널(101)의 흡입 그릴(101a)로부터 유입된 외기가 4면을 가지는 실외 열교환기(150)를 거쳐 실외기(100)의 상부로 배출될 수 있다. 따라서, 상기 실외 열교환기(150)의 열교환 능력이 개선될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 베이스(106)의 상측에 설치되는 다수의 부품이 설치될 수 있다. 상세히, 도 1을 참조하면, 상기 다수의 부품에는, 냉매를 압축하는 압축기(110)가 포함된다. 상기 압축기(110)에는, 운전주파수 제어에 따라 냉력을 조절할 수 있는 인버터 압축기가 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 가이드 하는 토출배관(115)에 설치되어 냉매 중 포함된 오일이 분리되는 오일 분리기(120)가 더 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 압축기(110)로 냉매의 흡입을 가이드 하는 흡입배관(112)에 설치되어 냉매 중 기상 냉매를 분리하여 상기 압축기(110)에 공급하는 기액 분리기(128)가 더 포함된다. 상기 흡입배관(112)에는, 상기 압축기(110)로 흡입되는 냉매의 압력이 감지되는 저압 센서(114)가 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 오일 분리기(120)로부터 분리된 오일을 상기 압축기(110)로 회수하기 위한 오일 회수배관(122)이 더 포함된다. 상기 오일 회수배관(122)은 상기 흡입배관(112)의 일 지점, 즉 합지부(125)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 오일 회수배관(122)을 통하여 회수되는 오일은 상기 흡입배관(112)을 통하여 상기 압축기(110)로 흡입되는 냉매와 합쳐져서 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 오일 분리기(120)의 토출측에 제공되어, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매 또는 상기 오일 분리기(120)를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기(150) 또는 상기 실내기(200)측으로 가이드 하도록 제어되는 유동 전환부(130)가 더 포함된다. 일례로, 상기 유동 전환부(130)에는, 사방밸브(four way valve)가 포함될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 유동 전환부(130)로부터 상기 실외 열교환기(150)로 연장되는 제 1 가이드 배관(50) 및 상기 유동 전환부(130)로부터 상기 실내기(200) 또는 실내 열교환기(210)로 연장되는 제 2 가이드 배관(60)이 더 포함된다.
상기 제 1 가이드 배관(50)은, 상기 실외 열교환기(150)의 제 1 열교환부(150a)에 연결될 수 있다.
공기 조화기(10)가 냉방운전 모드를 수행할 때, 상기 유동 전환부(130)는 제 1 작동모드로 제어되어, 냉매가 상기 제 1 가이드 배관(50)을 통하여 상기 실외 열교환기(150)로 유동하도록 가이드 한다. 반면에, 공기 조화기(10)가 난방운전 모드를 수행할 때, 상기 유동 전환부(130)는 제 2 작동모드로 제어되어, 냉매가 상기 제 2 가이드 배관(60)을 통하여 상기 실내기(200)로 유동하도록 가이드 할 수 있다.
상기 실외 열교환기(150)에는, 실외 열교환기(150)의 상부를 구성하는 제 1 열교환부(150a) 및 하부를 구성하는 제 2 열교환부(150b)가 포함된다. 상기한 바와 같이, 상기 제 1 열교환부(150a)에는 제 1 열교환 배관(151a) 및 제 1 핀(151b)이 포함되고, 상기 제 2 열교환부(150b)에는 제 2 열교환 배관(152a) 및 제 2 핀(152b)이 포함된다.
상기 제 1 열교환 배관(151a)과 제 2 열교환 배관(152a)은 별도의 냉매유로(path)를 구성한다. 즉, 상기 제 1 열교환 배관(151a)의 냉매와, 상기 제 2 열교환 배관(152a)의 냉매는 상기 실외 열교환기(150) 내에서 혼합되지 않는다.
상기 제 1 핀(151a) 및 제 2 핀(151b)은 일체로 구성되며, 상기 제 1 열교환부(150a)로부터 상기 제 2 열교환부(150b)를 향하여 상하 방향으로 연장될 수 있다.
상기 실외 팬(158)은 상기 실외 열교환기(150)의 상측에 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 실외 열교환기(150)로부터 상기 실내기(200)로 연장되는 제 3 가이드 배관(70)이 더 포함된다. 즉, 상기 가이드 배관(70)은 상기 실외 열교환기(150)와 실내기(200)를 연결하는 배관으로서 이해된다.
공기 조화기(10)가 냉방운전 모드를 수행할 때, 상기 실외 열교환기(150)에서 응축된 냉매는 상기 제 3 가이드 배관(70)을 통하여 상기 실내기(200)로 유입될 수 있다. 반면에, 공기 조화기(10)가 난방운전 모드를 수행할 때, 상기 실내기(200)에서 응축된 냉매는 상기 제 3 가이드 배관(70)을 통하여 상기 실외 열교환기(150)로 유입될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 3 가이드 배관(70)에 설치되어 냉매를 감압하거나 냉매의 유량을 조절할 수 있는 메인 팽창장치(168)가 더 포함된다. 일례로, 상기 메인 팽창장치(168)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창장치(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다. 상기 공기 조화기(10)가 난방운전 모드를 수행할 때, 상기 실내기(200)에서 응축된 냉매는 상기 메인 팽창장치(168)에서 감압되어 상기 실외 열교환기(150)로 유입될 수 있다.
상기 실내기(200)에는, 상기 제 3 가이드 배관(70)에 설치되어 냉매를 감압하거나 냉매의 유량을 조절할 수 있는 실내 팽창장치(230)가 포함된다. 일례로, 상기 실내 팽창장치(230)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창장치(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다. 상기 공기 조화기(10)가 냉방운전 모드를 수행할 때, 상기 실외 열교환기(150)에서 응축된 냉매는 상기 실내 팽창장치(230)에서 감압되어 실내 열교환기(210)로 유입될 수 있다.
상기 실내기(200)에는, 실내 공기와 열교환을 수행하는 실내 열교환기(210)가 더 포함된다. 상기 실내 열교환기(210)에는, 냉매의 유동을 가이드 하는 실내열교환 배관(211) 및 상기 실내열교환 배관(211)에 결합되는 실내열교환 핀(213)이 포함된다. 상기 실내 열교환기(210)는, 공기 조화기(10)의 냉방운전 모드 수행시 증발기로 기능하며, 공기 조화기(10)의 난방운전 모드 수행시 응축기로 기능할 수 있다.
상기 실내기(200)에는, 상기 실내 열교환기(210)의 일측에 설치되어 공기를 유동시키는 실내 팬(218)이 더 포함된다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 제 2,3 가이드 배관(60,60) 중 어느 하나의 가이드 배관으로부터 다른 하나의 가이드 배관으로 냉매의 바이패스를 가이드 하는 바이패스 유로(160)가 더 포함된다.
상기 제 2 가이드 배관(60)에는, 상기 바이패스 유로(160)의 일측 단부가 연결되는 제 1 분지부(60a)가 포함된다. 그리고, 상기 제 3 가이드 배관(70)에는, 상기 바이패스 유로(160)의 타측 단부가 연결되는 제 2 분지부(70a)가 포함된다.
상기 바이패스 유로(160)에는, 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)가 포함된다. 다른 관점에서, 상기 바이패스 유로(160)는 상기 제 2 열교환부(150b)가 연결될 수 있다. 따라서, 냉매가 상기 바이패스 유로(160)를 통하여 유동하는 과정에서, 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)를 통과하게 된다.
상기 바이패스 유로(160)에는, 상기 바이패스 유로(160)를 통한 냉매의 유동량을 제어할 수 있는 바이패스 밸브(165)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 바이패스 밸브(165)에는, 개도 조절이 가능한 전자 팽창밸브(EEV)가 포함될 수 있다. 냉매는 상기 바이패스 밸브(165)를 통과하는 과정에서 팽창될 수 있다.
상기 바이패스 유로(160)에는, 공기 조화기(10)의 냉방운전 모드 수행시, 상기 제 2 열교환부(150b)를 통과한 냉매의 온도를 감지할 수 있는 바이패스 온도센서(167)가 설치될 수 있다.
상기 저압센서(114)에서 감지된 압력으로부터 포화온도(제 1 온도값)를 계산 또는 추정할 수 있다. 그리고, 상기 바이패스 온도센서(167)로부터 제 2 온도값을 감지할 수 있다. 상기 제 2 온도값과 상기 제 1 온도값의 차이로부터 상기 바이패스 유로(160)를 유동하는 냉매의 과열도를 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 공기 조화기(10)의 작동과 관련된 명령을 입력하는 입력부(11)가 포함된다. 상기 입력부(11)에는, 상기 공기 조화기(10)의 구동명령을 입력하는 구동입력부 및 운전모드에 관한 명령을 입력하는 모드입력부가 포함될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 공기 조화기의 냉방운전시 상기 바이패스 유로(160)를 유동하는 냉매의 과냉도를 계산하기 위한 센서(114,167)이 더 포함된다. 상기 센서(114,167)에는, 시스템의 저압을 감지하는 저압센서(114) 및 상기 바이패스 유로(160)의 냉매 온도를 감지하기 위한 바이패스 온도센서(167)가 포함된다.
상기 공기 조화기(10)에는, 외기온도를 감지하는 외기온도 센서(13) 및 외기습도를 감지하는 외기습도 센서(14)가 더 포함된다. 상기 외기온도 센서(13) 및 외기습도 센서(14)에서 감지된 값에 기초하여, 실외기(100)의 난방운전시 결빙방지 모드를 수행할 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 압축기(110)의 부하를 감지하는 압축기부하 감지부(15) 및 실내기(200)의 부하를 감지하는 실내기부하 감지부(16)가 더 포함된다. 상기 압축기부하 감지부(15)는 상기 압축기(110)의 운전주파수를 인식할 있다. 그리고, 상기 실내기부하 감지부(16)는, 다수의 실내기 중 운전되는 실내기의 대수 또는 실내기(200) 자체의 냉난방 부하를 인식할 수 있다.
일례로, 상기 실내기(200)의 냉난방 부하는 외기온도에 대비한 설정온도의 값에 기초하여 결정할 수 있다. 만약, 상기 외기온도와 설정온도의 차이가 크면, 상기 실내기(200)의 냉난방 부하가 큰 것으로 인식될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 입력부(11), 바이패스 온도센서(167), 저압센서(114), 외기온도 센서(13), 외기습도 센서(14), 압축기부하 감지부(15) 또는 실내기부하 감지부(16)에서 전달되는 신호에 기초하여, 압축기(110), 유동전환부(130), 메인 팽창장치(168), 실내 팽창장치(230) 또는 바이패스 밸브(165)의 작동을 제어하는 제어부(20)가 더 포함된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방운전시 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 냉방운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 공기 조화기의 냉방운전시 제어방법 및 냉매의 유동에 대하여 설명한다.
입력부(11)를 통하여 공기 조화기(10)의 냉방운전 명령이 입력되면, 상기 공기 조화기(10)는 냉방운전 모드를 시작한다(S11).
상기 유동전환부(130)는 제 1 작동모드를 수행한다(S12). 상기 유동전환부(130)의 제 1 작동모드의 수행에 따라, 상기 압축기(110)에서 압축되어 상기 오일 분리기(120)를 통과한 냉매는 상기 유동전환부(130)에서, 상기 제 1 가이드 배관(50)으로 유동한다.
상기 제 1 가이드 배관(50)의 냉매는 상기 실외 열교환기(150)의 제 1 열교환부(150a)로 유입되어 외기와 열교환 하며, 상기 제 2 열교환부(150b)로의 유입은 제한된다. 그리고, 상기 제 1 열교환부(150a)에서 응축된 냉매는 상기 제 3 가이드 배관(70)을 유동한다.
상기 바이패스 밸브(165)는 설정개도로 개방된다(S13). 상기 바이패스 밸브(165)의 개방에 따라, 상기 제 3 가이드 배관(70)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 제 2 분지부(70a)에서 상기 바이패스 유로(160)로 유입되며, 나머지 냉매는 상기 실내기(200)로 유동한다. 상기 바이패스 유로(160)의 냉매는 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)를 통과하며, 상기 제 2 가이드 배관(60)의 제 1 분지부(60a)로 유동한다.
이 때, 상기 압축기부하 감지부(15)를 통하여 상기 압축기(110)의 운전부하, 즉 운전주파수에 관한 제 1 정보를 감지한다. 그리고, 상기 실내기부하 감지부(16)를 통하여 상기 실내기(200)의 운전부하, 즉 냉방부하에 관한 제 2 정보를 감지한다. 이러한 감지에 의하여, 상기 제어부(20)는 상기 압축기(110)의 운전능력과, 상기 실내기(200)에서 요구되는 능력의 차이값을 인식할 수 있다(S14,S15).
그리고, 상기 바이패스 유로(160)를 통과하는 냉매, 즉 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)를 통과한 냉매의 과열도에 관한 제 3 정보를 감지할 수 있다(S16).
상기 제 1 내지 제 3 정보에 기초하여, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 조절할 수 있다.
상세히, 상기 제 1,2 정보에 기초하여, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 증가 또는 감소할 수 있다. 일례로, 상기 제 1,2 정보의 차이가 큰 경우, 즉 상기 압축기(110)의 운전부하가 상기 실내기(200)의 운전부하보다 설정값 이상으로 큰 경우에는, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 증가하는 방향으로 제어할 수 있다. 반면에, 상기 제 1,2 정보의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 유지 또는 감소하는 방향으로 제어할 수 있다.
이러한 제어에 의하면, 상기 압축기(110)의 능력과 실내기(200)의 부하간에 균형을 맞추어, 상기 공기 조화기(10)의 연속 냉방운전이 가능하고 잦은 온/오프가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
위와 같이, 상기 제 1,2 정보에 기초하여 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 조절하고 설정시간이 경과한 후, 상기 제 3 정보를 감지할 수 있다. 상기 제 3 정보가 목표 과열도의 범위 내에 있으면, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 추가로 조절하지 않는다.
반면에, 상기 제 3 정보가 목표 과열도의 범위 외에 있으면, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 조절할 수 있다. 더욱 상세히, 상기 제 3 정보가 상기 목표 과열도보다 낮으면, 과열도를 증가하기 위하여 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 감소할 수 있다. 그리고, 상기 제 3 정보가 상기 목표 과열도보다 높으면, 상기 과열도를 낮추기 위하여 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 증대할 수 있다.
이와 같이, 상기 바이패스 유로(160)를 통과하는 냉매의 과열도가 목표 과열도의 범위내에 있도록 제어함으로써, 상기 바이패스 유로(160)를 통과하여 상기 기액 분리기(128)로 액 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 액 냉매가 유입되는 것이 방지됨으로서, 상기 기액 분리기(128) 내에 액 냉매가 쌓여 냉동 사이클에 냉매 부족현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
위 실시예에서는, 상기 제 1,2 정보에 따른 바이패스 밸브(165)의 개도 조절후, 상기 제 3 정보에 따라 바이패스 밸브(165)의 추가 개도조절 여부를 판단하는 것으로 설명되었다. 그러나, 이와는 달리 상기 제 3 정보에 따라 바이패스 밸브(165)의 개도를 조절한 후 제 1,2 정보에 따라 바이패스 밸브(165)의 추가 개도조절 여부를 판단할 수도 있고, 상기 제 1 내지 제 3 정보를 함께 고려하여, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 조절하도록 제어될 수도 있을 것이다(S17).
한편, 상기 상기 제 3 가이드 배관(70)을 유동하는 냉매는 상기 실내기(200)로 유입되며, 상기 실내 팽창장치(230)에서 팽창되고 상기 실내 열교환기(210)를 통과하면서 증발된다.
그리고, 상기 실내기(200)에서 증발된 냉매는 상기 제 2 가이드 배관(60)을 유동하며, 상기 바이패스 유로(160)를 유동한 냉매와 합지된다. 상기 합지된 냉매는 상기 유동전환부(130)로 유입되며, 상기 유동전환부(130)로부터 상기 기액 분리기(128)로 유입된다. 상기 기액 분리기(128)에서 분리된 기상 냉매는 상기 흡입배관(112)을 통하여 상기 압축기(110)로 흡입 및 압축될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방운전시 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 난방운전시, 냉매의 유동모습을 보여주는 시스템 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 공기 조화기의 난방운전시 제어방법 및 냉매의 유동에 대하여 설명한다.
입력부(11)를 통하여 공기 조화기(10)의 난방운전 명령이 입력되면, 상기 공기 조화기(10)는 난방운전 모드를 시작한다(S21).
상기 유동전환부(130)는 제 2 작동모드를 수행한다(S22). 상기 유동전환부(130)의 제 2 작동모드의 수행에 따라, 상기 압축기(110)에서 압축되어 상기 오일 분리기(120)를 통과한 냉매는 상기 유동전환부(130)에서, 상기 제 2 가이드 배관(60)으로 유동한다.
상기 바이패스 밸브(165)는 제 1 설정개도로 개방된다(S23). 상기 바이패스 밸브(165)의 개방에 따라, 상기 제 2 가이드 배관(60)의 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 제 1 분지부(60a)를 통하여 상기 바이패스 유로(160)로 유입되며, 나머지 냉매는 상기 실내기(200)로 유동한다. 상기 바이패스 유로(160)의 냉매는 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)를 통과하며, 상기 제 3 가이드 배관(70)의 제 2 분지부(70a)로 유동한다.
이 때, 상기 압축기부하 감지부(15)를 통하여 상기 압축기(110)의 운전부하, 즉 운전주파수에 관한 제 1 정보를 감지한다. 그리고, 상기 실내기부하 감지부(16)를 통하여 상기 실내기(200)의 운전부하, 즉 냉방부하에 관한 제 2 정보를 감지한다. 이러한 감지에 의하여, 상기 제어부(20)는 상기 압축기(110)의 운전능력과, 상기 실내기(200)에서 요구되는 능력의 차이값을 인식할 수 있다(S24,S25).
상기 제 1,2 정보에 기초하여, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 제 2 설정개도로 제어할 수 있다. 냉방운전 모드에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1,2 정보의 차이가 큰 경우, 즉 상기 압축기(110)의 운전부하가 상기 실내기(200)의 운전부하보다 설정값 이상으로 큰 경우에는, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 증가하는 방향으로 제어할 수 있다. 반면에, 상기 제 1,2 정보의 차이가 상기 설정값 이하인 경우, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 유지 또는 감소하는 방향으로 제어할 수 있다. 일례로, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 유지하는 경우에는, 상기 제 1 설정개도와 상기 제 2 설정개도는 동일할 수 있다.
이러한 제어에 의하면, 상기 압축기(110)의 능력과 실내기(200)의 부하간에 균형을 맞추어, 상기 공기 조화기(10)의 연속 난방운전이 가능하고 잦은 온/오프가 발생하는 것을 방지할 수 있다(S26).
외기온도 센서(13) 및 외기습도 센서(14)를 통하여, 외기의 온도와 습도값을 감지한다. 상기 외기의 온도가 낮을수록, 그리고 외기의 습도가 높을수록 실외기(100)의 하부 또는 실외 열교환기(150)의 하부에서 결빙이 발생될 가능성이 높아진다. 즉, 높은 습도에 의하여, 상기 실외 열교환기(150)의 표면에는 제상수가 발생될 가능성이 높아지고 상기 제상수는 실외 열교환기(150)의 하부로 모여질 수 있다. 그리고, 낮은 외기온도에 의하여 상기 제상수가 결빙(착상)될 가능성이 높아지게 된다(S27).
외기온도가 설정온도 이하이고, 외기습도가 설정습도 이상인지 여부가 인식된다(S28). 상기 외기온도가 설정온도 이하이고 외기습도가 설정습도 이상인 것으로 감지되면, 실외기(100)의 결빙 가능성이 높은 것으로 인식되어 바이패스 밸브(165)의 개도를 제 3 설정개도로 제어할 수 있다.
상기 제 3 설정개도는 상기 제 2 설정개도 보다 작은 개도로서 이해된다. 상세히, 상기 외기온도 및 외기습도가 상기한 범위에 속하는 경우는, 공기 조화기(10)의 난방부하가 큰 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도가 너무 큰 경우, 상기 바이패스 유로(165)를 통한 바이패스 냉매량이 많아져서 상기 공기 조화기(10)의 난방능력이 감소되는 문제점이 발생될 수 있다.
따라서, 상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 다소 작게 제어하여, 상기 난방능력이 감소되는 방지할 수 있다. 다만, 상기 바이패스 유로(160)를 통하여, 상기 압축기(110)에서 토출된 고온의 냉매가 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)를 경유할 수 있으므로, 상기 실외 열교환기(150)의 하부 또는 상기 실외기(100)의 하부에서 결빙이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.
이 때, 상기 제 2 열교환부(150b)에는 바이패스 냉매량이 유동하므로 증발열량이 감소될 가능성이 있으나, 상기 실외 팬(158)은 상기 실외 열교환기(150)의 상측에 배치되고, 상기 실외 팬(158)의 구동에 의하여 상기 실외 열교환기(150)의 상부측에서 열교환량이 상대적으로 큰 것을 고려할 때, 이러한 증발열량의 감소는 크게 우려할 수준이 아닐 수 있다.
반면에, S28 단계에서 외기온도와 외기습도의 범위가 상기한 범위에 속하지 않으면, S26 이하의 단계를 수행할 수 있다(S29).
한편, 상기 제 2 가이드 배관(60)을 통하여 상기 실내기(200)로 유입된 냉매는 상기 실내 열교환기(210)를 통과하면서 응축되고 상기 제 3 가이드 배관(70)으로 유입된다. 상기 제 3 가이드 배관(70)으로 유입된 냉매는 상기 메인 팽창장치(168)에서 감압될 수 있다.
상기 바이패스 유로(160)를 유동하는 냉매는 상기 바이패스 밸브(165)를 지나면서 감압되며, 상기 제 2 분지부(70a)에서, 상기 제 3 가이드 배관(70)의 냉매와 합지될 수 있다.
상기 합지된 냉매는 상기 실외 열교환기(150)의 제 1 열교환부(150a)로 유입되어 증발하며, 상기 제 1 가이드 배관(50)을 경유하여 상기 유동전환부(130)로 유입된다. 그리고, 냉매는 상기 유동전환부(130)로부터 상기 기액 분리기(128)로 유입되며, 상기 기액 분리기(128)에서 기상냉매와 액상냉매가 분리된다. 상기 분리된 기상냉매는 상기 흡입배관(112)을 통하여 상기 압축기(110)로 흡입 및 압축될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)가 난방운전을 수행할 때, 상기 실외 열교환기(150)의 제상운전이 수행될 수 있다. 상기 제상운전은, 상기 난방운전 과정에서 미리 설정된 주기로 수행될 수 있다. 상기 제상운전 시점의 도래여부가 인식된다(S30).
상기 제상운전 시점이 도래하였으면, 도 6에서 설명한 냉방 사이클이 운전될 수 있다. 즉, 상기 유동전환부(130)는 제 1 작동모드로 수행하며, 이에 따라 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 유동전환부(130)로부터 상기 실외 열교환기(150)의 제 1 열교환부(150a)로 유입될 수 있다. 그리고, 제상운전시 실내공간에 차가운 냉기의 공급을 방지하기 위하여, 상기 실내 팬(218)은 오프되어 난방운전은 정지될 수 있다(S31,S32).
상기 바이패스 밸브(165)의 개도는 제 4 설정개도로 제어될 수 있다. 상기 제 4 설정개도는 상기 제 3 설정개도보다 큰 개도이며, 상기 제 2 설정개도와 같거나 큰 개도로서 이해될 수 있다. 일례로, 상기 제 4 설정개도는, 상기 바이패스 밸브(165)의 최대 개도일 수 있다.
상기 바이패스 밸브(165)의 개도를 상기 제 4 설정개도로 제어하더라도, 난방운전이 정지된 상태이므로, 난방운전의 저하문제를 염려할 필요가 없다.
상기 바이패스 밸브(165)를 개방하여, 상기 제 3 가이드 배관(70)의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 바이패스 유로(160)로 바이패스 할 수 있으므로, 상기 실외 열교환기(150)의 제 2 열교환부(150b)에서 누적 결빙이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 제상운전 시점이 도래하지 않았으면, S27 이하의 단계를 수행할 수 있다(S33).
상기한 바와 같이, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매, 또는 상기 실외 열교환기(150)의 제 1 열교환부(150a)를 통과한 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 바이패스 할 수 있으므로, 공기 조화기(10)의 난방 또는 냉방운전시, 압축기(110)의 부하와 실내기(200)의 부하 차이에 따른 공기 조화기(10)의 비연속 운전을 방지할 수 있다.
그리고, 공기 조화기(10)의 난방운전시 실외 열교환기(150)의 하부로 냉매를 바이패스 할 수 있으므로, 실외 열교환기(150)의 하부 또는 실외기(100)의 하부에서 누적 결빙이 발생되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 나타난다.
본 발명의 실시예에 의하면, 압축기 부하가 실내기 부하보다 상대적으로 큰 것으로 인식되면, 실내기로 유입될 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 압축기의 흡입측으로 바이패스 할 수 있으므로, 압축기 부하와 실내기 부하간에 밸런싱을 도모할 수 있고, 이에 따라 냉동 사이클의 안정적인 운전이 이루어질 수 있다. 따라서, 산업상 이용가능성이 현저하다.

Claims (17)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기의 출구측에 설치되는 유동전환부;
    상기 유동전환부로부터 실외 열교환기로 연장되는 제 1 가이드 배관;
    상기 유동전환부로부터 실내기로 연장되는 제 2 가이드 배관;
    상기 실외 열교환기로부터 상기 실내기로 연장되는 제 3 가이드 배관;
    상기 제 2 가이드 배관으로부터 상기 제 3 가이드 배관으로 연장되어, 상기 제 2 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 3 가이드 배관으로 바이패스 하거나, 상기 제 3 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 2 가이드 배관으로 바이패스 하는 바이패스 유로; 및
    상기 바이패스 유로에 설치되며, 상기 바이패스 유로를 유동하는 냉매량을 조절하는 바이패스 밸브가 포함되는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기의 부하를 감지하는 압축기부하 감지부; 및
    상기 실내기의 부하를 감지하는 실내기부하 감지부가 더 포함되는 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상기 바이패스 밸브의 개도는,
    상기 압축기부하 감지부에서 인식된 제 1 정보 및 상기 실내기부하 감지부에서 인식된 제 2 정보에 기초하여, 조절되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기에는,
    상기 실외 열교환기의 상부를 형성하며, 상기 제 1 가이드 배관에 연결되는 제 1 열교환부; 및
    상기 제 1 열교환부의 하측에 배치되는 제 2 열교환부가 포함되는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기의 상측에 설치되어, 상기 실외 열교환기로 외기의 유동을 발생시키는 실외 팬이 더 포함되는 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이패스 유로에는, 상기 제 2 열교환부가 포함되는 공기 조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 유로에 설치되며, 상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매의 온도를 감지하는 바이패스 온도센서; 및
    상기 압축기로 흡입되는 냉매의 저압을 감지하는 저압센서가 더 포함되는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브의 개도는,
    상기 바이패스 온도센서와 상기 저압센서에서 감지된 정보에 기초하여 인식된 과열도에 기초하여, 조절되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 가이드 배관에 설치되는 메인 팽창장치; 및
    상기 실내기의 내부에 설치되는 실내 팽창장치가 더 포함되는 공기 조화기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 조화기의 냉방운전서,
    상기 유동전환부는 제 1 작동모드를 수행하며, 상기 바이패스 밸브는 설정개도로 개방되어,
    상기 실외 열교환기의 제 1 열교환부를 통과한 냉매를 상기 제 2 열교환부로 가이드 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 공기 조화기의 난방운전서,
    상기 유동전환부는 제 2 작동모드를 수행하며, 상기 바이패스 밸브는 설정개도로 개방되어,
    상기 제 2 가이드 배관의 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 상기 제 2 열교환부로 가이드 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 압축기가 구동하여, 냉방운전 또는 난방운전이 수행되는 단계;
    상기 압축기의 출구측에 설치된 유동전환부의 작동모드에 따라, 냉매가 실외 열교환기 또는 실내기로 유동되도록 하는 단계;
    바이패스 밸브의 개도를 제어하여, 상기 실외 열교환기의 제 1 열교환부를 통과한 냉매 또는 상기 실내기로 유입될 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 바이패스 유로로 유동되도록 하는 단계; 및
    상기 압축기의 운전부하 및 실내기의 운전부하를 감지하여, 상기 바이패스 밸브의 개도를 조절하는 단계가 포함되며,
    상기 바이패스 유로는,
    상기 유동전환부로부터 상기 실내기로 연장되는 제 2 가이드 배관으로부터 상기 실외 열교환기로부터 상기 실내기로 연장되는 제 3 가이드 배관으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 압축기의 운전부하가 상기 실내기의 운전부하보다 설정값 이상으로 크면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 증가시키고,
    상기 압축기의 운전부하와 상기 실내기의 운전부하의 차이가 설정값 이하이면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 유지 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기 조화기의 냉방운전시,
    상기 바이패스 유로를 통과하는 냉매의 온도와, 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 저압을 감지하여, 상기 바이패스 유로를 통과하느 냉매의 과열도를 인식하는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 과열도가 목표 과열도보다 낮으면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 감소하고,
    상기 과열도가 상기 목표 과열도보다 높으면, 상기 바이패스 밸브의 개도를 증대하는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기 조화기의 난방운전시,
    외기온도와 외기습도를 감지하여, 상기 바이패스 밸브의 개도를 조절하는 단계가 더 포함되는 공기 조화기의 제어방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기에는, 상기 제 1 열교환부의 하측에 위치하는 제 2 열교환부가 더 포함되며,
    상기 바이패스 유로는 상기 제 2 열교환부에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
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