KR101356348B1 - 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형멀티에어컨 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소 운전이나 부분 운전시 부하에 맞는 냉매량을 제어하여 유압시스템을 순환시켜 응축온도의 상승을 방지하고, 소비전력을 감소시킬 수 있는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨은, 내부에 압축기 및 실외 열교환기가 연결 설치된 실외기와, 복수의 실내기와, 상기 압축기를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기를 경유하여 상기 복수의 실내기로 각각 공급하는 복수의 냉매관과, 상기 실외 열교환기의 입구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복수의 제1 개폐밸브와, 상기 실외 열교환기의 출구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복수의 제2 개폐밸브와, 상기 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브와 각각 연결되고, 상기 복수의 실내기의 운전 여부에 따라 상기 복수의 실내기 중 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 각각 차단시키는 제어부를 포함하여 이루어진다.

분리형 멀티에어컨, 부분 운전, 실외기, 실내기

Description

냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨{SEPERATION-TYPE MULTI AIR CONDITIONER WITH CONDENSOR FOR CONTROLLING AMOUNT OF REFRIGERANTS}

본 발명은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최소 운전이나 부분 운전시 부하에 맞는 냉매량을 제어하여 유압시스템을 순환시켜 응축온도의 상승을 방지하고, 소비전력을 감소시킬 수 있는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 방의 용도에 적합한 실내공기의 온도, 습도, 청정도 등을 유지하고 먼지나 유해가스 등을 배제하는 공기조화장치로서, 실내의 열을 흡수하여 저온상태로 만들고, 흡수된 열을 외부에 방출하도록 하는 냉동 사이클을 구성한다.

상기와 같은 에어컨은 도 1의 일반적인 에어컨의 냉동 사이클을 도시한 구성도에 나타낸 바와 같이, 냉매를 고온 고압의 기체 냉매로 압축시키는 압축기(13) 및 상기 압축기(13)를 통과한 냉매를 고온 고압의 액체 냉매로 응축시키는 실외 열교환기(16)로 구성된 실외기(10)와, 상기 실외 열교환기(16)를 통과한 냉매를 저온 저압의 액체 냉매로 감압시키는 팽창기(23)와, 상기 팽창기(23)를 통과한 냉매를 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키면서 실내의 열을 흡수하여 저온으로 유지시키는 실내 열교환기(26)로 구성된 실내기(20)를 필수적인 구성요소로 한다.

이러한 에어컨은 실외기(10)와 실내기(20)의 설치방식에 따라 크게 일체형(Window Type)과 분리형(Separation Type 또는 Split Type)으로 나눌 수 있다. 상기 일체형 및 분리형 에어컨은 기능적으로는 동일하지만, 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 건물의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 실외기(10)와 실내기(20)를 일체로 함께 설치한 것이고, 분리형은 실외에 방열 및 압축 장치를 설치하고, 실내에 냉각 장치를 설치하여 실외기(10) 및 실내기(20)로 분리된 두 장치간을 냉매관(30)으로 연결시킨 것이다.

도 2는 종래 분리형 멀티에어컨의 외관을 도시한 사시도이며, 도 3은 종래 분리형 멀티에어컨의 유압시스템을 도시한 구성도이고, 도 4는 종래 분리형 멀티에어컨의 실외 열교환기를 통과하는 냉매관을 도시한 구성도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 실외기(10)에 복수의 실내기(20)를 연결시켜 각각의 실내의 온도를 저온으로 유지시킬 수 있는 멀티에어컨은 분리형으로 설치된다. 즉, 외부에 실외기(10)를 설치한 후 상기 실외기(10)에 각각의 실내에 설치된 복수의 실내기(20)를 복수의 냉매관(30)으로 연결함으로써, 상기 복수의 실내기(20) 각각을 하나의 실외기(10)로 운전시키는 것이다.

종래 분리형 멀티에어컨의 실외 열교환기(16)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 최대 운전인 5실을 기준으로 설계된 경우 5쌍의 냉매관(30)이 실외 열교환 기(16)를 경유하여 5실로 구성된 각 실의 실내기(20)와 연결됨으로써 냉매를 순환시킨다. 최소 운전인 1실의 경우에는 복수의 실내기(20) 중 하나만이 운전 상태이고 나머지는 가동되지 않는 비운전 상태가 된다. 이 경우 비운전 상태인 각각의 실내기(20)는 팽창기(23) 및 실내 열교환기(26)를 거치지 않고, 바이패스되도록 도면에는 도시되지 않았으나 바이패스밸브 및 바이패스라인 등이 설치된다. 상기와 같이 종래 분리형 멀티에어컨의 경우 최대 운전뿐만 아니라 최소운전이나 그 밖의 부분운전 시에도 필요 이상의 냉매들이 유압시스템을 순환하고 있다.

상기와 같이 종래의 분리형 멀티에어컨의 실외 열교환기는 최소 운전이나 그 밖의 부분 운전시에도 필요 이상의 냉매가 유압시스템을 순환하여 응축온도를 상승시키고, 그에 따른 소비전력을 상승시키는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 최소 운전이나 부분 운전시 부하에 맞는 냉매량을 제어하여 유압시스템을 순환시켜 응축온도의 상승을 방지하고, 소비전력을 감소시킬 수 있는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨를 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨은, 내부에 압축기 및 실외 열교환기가 연결 설치된 실외기와, 내부에 팽창기 및 실내 열교환기가 각각 연결 설치된 복수의 실내기와, 상기 압축기를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기를 경유하여 상기 복수의 실내기로 각각 공급하는 복수의 냉매관과, 상기 실외 열교환기의 입구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복수의 제1 개폐밸브와, 상기 실외 열교환기의 출구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복 수의 제2 개폐밸브와, 상기 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브와 각각 연결되고, 상기 복수의 실내기의 운전 여부에 따라 상기 복수의 실내기 중 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 각각 차단시키는 제어부를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 실외 열교환기의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터 감지된 신호를 입력받아 설정된 온도에 도달하면 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 차단시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제2 개폐밸브를 먼저 차단시킨 후에 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브를 순차적으로 차단시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브는 각각이 전기신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 제1 개폐밸브는 상기 냉매를 저온 감압시킬 수 있는 팽창변이 구비된 전자팽창변인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨은, 실외 열교환기의 입구측 및 출구측에 각각 설치된 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 통하여 비운전 실내기의 냉매량을 실외 열교환기에 가두어 둠으로써, 부분 운전이나 최소 운전시 부하에 맞는 냉매량을 순환시켜 응축온도의 상승 및 소비전력의 상승을 방지할 수 있다.

또한, 실외 열교환기의 입구측에 설치된 제1 개폐밸브를 전자팽창변으로 구비함으로써, 비운전 실내기측 냉매를 저온 감압시킨 후 실외 열교환기에 가둘 수 있어 응축효율을 더욱 높일 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 바람직한 실시예에 따른 유압시스템을 도시한 구성도이고, 도 6은 도 5의 실시예에 따른 실외 열교환기로 냉매관이 통과하는 상태를 도시한 구성도이며, 도 7은 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제1 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이고, 도 8은 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제2 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이며, 도 9는 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제3 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이다.

본 발명에 따른 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨은 실외기(100), 실내기(200), 냉매관(300), 제1 개폐밸브(400), 제2 개폐밸브(500), 제어부(미도시) 및 온도센서(600)를 포함하여 이루어진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 실외기(100)는 내부에 압축기(130) 및 실외 열교환기(160)가 연결 설치되고, 실내기(200)는 복수가 구비되어 내부에 팽창기(230) 및 실내 열교환기(260)가 각각 연결 설치된다. 본 발명의 분리형 멀티에어컨을 냉방장치로 가정하여 설명하면, 상기 실외 열교환기(160)는 응축기가 되고, 실내 열교환기(260)는 증발기가 되므로 냉매를 고온 고압의 기체 냉매로 압축시키는 압축기(130)로부터 고온 고압의 액체 냉매로 응축시키는 실외 열교환기(160)를 지나 저온 저압의 액체 냉매로 감압시키는 팽창기(230)를 통과한 냉매를 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키면서 실내의 열을 흡수하여 저온으로 유지시키는 실내 열교환기(260)를 냉매가 순환함으로써 냉동 사이클을 이루게 된다. 상기 실외기(100), 실내기(200) 및 냉동 사이클은 종래 기술로 구현 가능하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

냉매관(300)은 복수가 구비되어 상기 압축기(130)를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기(160)를 경유하여 상기 복수의 실내기(200)로 공급한다. 즉, 상기 냉매관(300)은 상기 실외기(100) 및 복수의 실내기(200)를 냉매가 순환하도록 각각의 구성요소를 연결하는 배관의 역할을 하는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 개폐밸브(400)는 복수가 구비되어 상기 실외 열교환기(160)의 입구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관(300)의 유로를 각각 개폐한다. 또한, 제2 개폐밸브(500) 역시 복수가 구비되되 상기 실외 열교환기(160)의 출구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관(300)의 유로를 각각 개폐한다. 즉, 상기 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)는 상기 실외 열교환기(160)의 입구측 및 출구측에 각각 배치되어 상기 실외 열교환기(160)를 통과하여 복수의 실내기(200)로 연결되는 복수의 냉매관(300)의 유로를 각각 개폐하는 것이다. 또한, 상기 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)는 각각이 전기신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 특히, 상기 복수의 제1 개폐밸브(400)는 상기 냉매를 저온 감압시킬 수 있는 팽창변이 구비된 전자팽창변일 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브 및 전자팽창변은 종래 기술로 구현 가능하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

제어부는 상기 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)와 각각 연결되고, 상기 복수의 실내기(200)의 운전 여부에 따라 상기 복수의 실내기(200) 중 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)를 각각 차단시킨다. 상기 제어부는 도면에는 도시되지 않았으나 상기 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)와 연결되어 각각의 개폐밸브를 개방 또는 차단시키는 것이다. 복수의 실내기(200)를 운전할 때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 최대 운전, 즉 5실을 모두 운전시에는 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)가 모두 개방되어 냉매가 복수의 냉매관(300)을 따라 복수의 실내기(200) 각각으로 이동한다. 그러나, 도 7에 도시된 바와 같이 최소 운전 또는 부분 운전시에는 상기 제어부가 복수의 실내기(200)의 정보를 입력받아 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)을 상기 실외 열교환기(160)의 입구측과 출구측에 각각 설치된 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)로 차단시켜 실외 열교환기(160)에 가둬두는 것이다. 그에 따라, 최소 운전이나 부분 운전시 비운전 실내기로 냉매가 순환하지 않도록 하여 필요 없는 냉매의 순환량을 제어하고, 응축온도의 상승을 방지함과 더 불어 소비전력을 감소시킬 수 있는 것이다. 여기서, 최소 운전은 복수의 실내기 중 하나의 실내기만을 운전, 즉 1실만을 운전하는 것을 말하며, 부분 운전은 최대 운전(5실)이 아닌 5실 미만의 운전을 말한다.

또한, 실외 열교환기(160)의 온도를 감지하는 온도센서(600)를 설치하고, 상기 제어부는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 온도센서(600)로부터 감지된 신호를 입력받아 설정된 온도에 도달하면 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)를 차단시킬 수 있다. 예컨대, 최소 운전이나 부분 운전시 바로 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)을 차단시키는 것이 아니라, 실외 열교환기(160)에 설치된 온도센서(600)로부터 설정된 온도, 즉 응축온도가 45℃이상인 경우에 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)을 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)로 차단시켜 실외 열교환기(160)에 가둬두는 것이다. 즉, 부분 운전시에도 응축온도가 설정된 온도, 예컨대 45℃에 오르기 전까지는 시스템 내의 모든 냉매량을 순화시키되 상기 설정된 온도에 도달하면 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)을 차단시켜 실외 열교환기(160)에 가둬둔다. 그에 따라, 비운전 실내기와 연결된 냉매를 순환시켜 응축열의 방출을 더욱 효과적으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관(300)의 제2 개폐밸브(400)를 먼저 차단시킨 후에 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브(500)를 순차적으로 차단시킬 수 있다. 즉, 비운전 실내기와 연결된 제2 개폐밸브(400)의 차단 후 지연시간, 예컨대 약 30초 정도가 지난 후 제1 개폐밸브(500)를 차단시키는 것이다. 상기와 같은 지연시간을 두는 이 유는 실외 열교환기(160)에 비운전 실내기로 이동하는 냉매량을 보다 많이 가둬두기 위한 것이다. 즉, 압축기(130)를 통과한 냉매가 실외 열교환기(160)의 출구측에서 먼저 차단된 후 실외 열교환기(160)를 지나는 냉매관(300)에 가득 차면, 실외 열교환기(160)의 입구측을 순차로 차단시켜 실외 열교환기(160)에 가득 찬 냉매를 가둬두는 것이다. 그에 따라, 보다 많은 양의 냉매를 실외 열교환기(160)에 가둘 수 있어 소비전력을 보다 감소시킬 수 있다.

한편, 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)가 솔레노이드 밸브인 경우에는, 제어부와 전기적으로 연결되어 전기 신호에 의해 상기 복수의 제1 개폐밸브(400) 및 제2 개폐밸브(500)는 작동하게 된다. 또한, 제1 개폐밸브(400)가 전자팽창변인 경우에는 압축기(130)를 통과한 냉매가 실외 열교환기(160)의 입구측에 설치된 전자팽창변을 지남으로써, 저온 감압되어 인접한 운전 중인 실내기와 연결된 냉매관의 응축온도를 감소시켜 응축효율을 더욱 향샹시킬 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 일반적인 에어컨의 냉동 사이클을 도시한 구성도이고,

도 2는 종래 분리형 멀티에어컨의 외관을 도시한 사시도이며,

도 3은 종래 분리형 멀티에어컨의 유압시스템을 도시한 구성도이고,

도 4는 종래 분리형 멀티에어컨의 실외 열교환기로 냉매관이 통과하는 상태를 도시한 구성도이며,

도 5는 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 바람직한 실시예에 따른 유압시스템을 도시한 구성도이고,

도 6은 도 5의 실시예에 따른 실외 열교환기로 냉매관이 통과하는 상태를 도시한 구성도이며,

도 7은 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제1 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이고,

도 8은 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제2 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이며,

도 9는 본 발명의 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨의 제3 실시예에 따른 부분 운전시 작동과정을 도시한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 실외기

130 : 압축기 160 : 실외 열교환기

200 : 실내기

230 : 팽창기 260 : 실내 열교환기

300 : 냉매관

400 : 제1 개폐밸브

500 : 제2 개폐밸브

600 : 온도센서

Claims (5)

1. 내부에 압축기 및 실외 열교환기가 연결 설치된 실외기;

   내부에 팽창기 및 실내 열교환기가 각각 연결 설치된 복수의 실내기;

   상기 압축기를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기를 경유하여 상기 복수의 실내기로 각각 공급하는 복수의 냉매관;

   상기 실외 열교환기의 입구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복수의 제1 개폐밸브;

   상기 실외 열교환기의 출구측에 배치되고, 상기 복수의 냉매관의 유로를 각각 개폐하는 복수의 제2 개폐밸브;

   상기 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브와 각각 연결되고, 상기 복수의 실내기의 운전 여부에 따라 상기 복수의 실내기 중 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 각각 차단시키는 제어부; 및

   상기 실외 열교환기의 온도를 감지하는 온도센서;를 포함하며,

   상기 제어부는,

   상기 온도센서로부터 감지된 신호를 입력받아 응축온도가 45℃ 이상이면, 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브를 각각 차단하되,

   상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제2 개폐밸브를 먼저 차단시킨 후에 상기 비운전 실내기와 연결된 냉매관의 제1 개폐밸브를 순차적으로 차단시키는 것을 특징으로 하는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 제1 개폐밸브 및 제2 개폐밸브는 각각이 전기신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 제1 개폐밸브는 상기 냉매를 저온 감압시킬 수 있는 팽창변이 구비된 전자팽창변인 것을 특징으로 하는 냉매량을 제어할 수 있는 실외 열교환기를 구비한 분리형 멀티에어컨.

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