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KR102390900B1 - 멀티형 공기조화기 및 그의 제어방법 - Google Patents

멀티형 공기조화기 및 그의 제어방법 Download PDF

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KR102390900B1
KR102390900B1 KR1020170085592A KR20170085592A KR102390900B1 KR 102390900 B1 KR102390900 B1 KR 102390900B1 KR 1020170085592 A KR1020170085592 A KR 1020170085592A KR 20170085592 A KR20170085592 A KR 20170085592A KR 102390900 B1 KR102390900 B1 KR 102390900B1
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compressor
outdoor heat
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 기체 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터; 냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외열교환기; 상기 압축기, 실내기, 실외열교환기 및 어큐뮬레이터와 제 1 유로, 제 2 유로, 제 3 유로 및 제 4 유로를 통해 연결되어 냉매를 순환시키는 사방밸브; 상기 실외열교환기 및 실내기를 연결하는 액체배관; 상기 사방밸브 및 실내기를 연결하는 기체배관; 저부하 냉방 운전 시 상기 실외열교환기에 공급되던 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 팽창시켜 상기 액체배관에 공급하는 리니어바이패스유닛;을 포함한다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 저부하 냉방운전 시, 실외열교환기로 유동되는 냉매를 리니어바이패스유닛을 통해 응축 및 팽창시킨 후, 실내기에 제공하기 때문에, 실내열교환기에서의 증발을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실내열교환기의 결빙 방지 및 압축기의 오프를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

멀티형 공기조화기 및 그의 제어방법{Multi-type air conditioner and control method for the same}
본 발명은 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외기온도가 낮을 때 냉방운전되는 경우, 압축기가 오프되는 것을 방지할 수 있는 멀티형 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
공기 조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내를 냉/난방하거나 또는 실내 공기를 정화시키는 장치를 말한다.
오늘날에는 다수의 룸으로 구획된 실내공간을 보다 효율적으로 냉방 또는 난방시키기 위해 각 룸을 냉방 또는 난방운전시키는 멀티공기조화기의 개발이 지속적으로 이루어지고 있는 추세에 있다.
이러한 멀티공기조화기는, 한 대의 실외기에 다수대의 실내기가 연결되고, 적어도 하나의 실내기가 각 룸에 설치되고, 실내기는 난방과 냉방 중 어느 하나의 운전모드로 동작되어 실내를 공기조화시킨다.
멀티형 공기조화기 중에는 실외기 및 실내기를 연결하는 분배기가 배치될 수 있고, 상기 분배기는 실내의 요구에 따라 기체냉매를 실내기로 보내거나 액체냉매를 실내기로 보내도록 냉매배관이 연결된다.
특히 실내기의 개수가 증가되는 경우, 복수개의 분배기가 배치될 수 있고, 복수개의 분배기들은 서로 연결되어야만 한다.
그런데 종래 멀티형 공기조화기의 경우, 외기온도가 낮을 때, 저부하 냉방운전으로 구동되면, 냉매의 순환량이 많아서 실내열교환기에 결빙이 발생되고, 압축기가 오프되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 10-1996-0003489 A
본 발명은 외기온도가 낮을 때 냉방운전되는 경우, 압축기가 오프되는 것을 최소화할 수 있는 멀티형 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 저부하 냉방운전될 때, 실외열교환기로 유동되는 냉매를 리니어바이패스유닛을 통해 응축 및 팽창시킨 후, 실내기에 제공하기 때문에, 실내열교환기에서의 증발을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실내열교환기의 결빙 방지 및 압축기의 오프를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 기체 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터; 냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외열교환기; 상기 압축기, 실내기, 실외열교환기 및 어큐뮬레이터와 제 1 유로, 제 2 유로, 제 3 유로 및 제 4 유로를 통해 연결되어 냉매를 순환시키는 사방밸브; 상기 실외열교환기 및 실내기를 연결하는 액체배관; 상기 사방밸브 및 실내기를 연결하는 기체배관; 저부하 냉방 운전 시 상기 실외열교환기에 공급되던 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 팽창시켜 상기 액체배관에 공급하는 리니어바이패스유닛;을 포함한다.
상기 리니어바이패스유닛은, 저부하 냉방 운전 시 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 공기와 열교환시키는 리니어바이패스 열교환기; 상기 리니어바이패스 열교환기 및 압축기의 토출 측을 연결하는 제 1 리니어바이패스배관; 상기 리니어바이패스 열교환기 및 액체배관 측을 연결하는 제 2 리니어바이패스배관; 상기 제 2 리니어바이패스배관에 배치되어 냉매를 선택적으로 팽창시키는 리니어바이패스밸브;를 포함할 수 있다.
상기 리니어바이패스 열교환기 및 실외열교환기는 일체로 제작될 수 있다.
상기 실외열교환기는 제 1 실외열교환기 및 제 2 실외열교환기를 포함하고, 상기 제 1 실외열교환기 및 액체배관을 연결하는 제 1 실외열교환기 배관; 상기 제 2 실외열교환기 및 액체배관을 연결하는 제 2 실외열교환기 배관;을 포함하고, 상기 제 2 리니어바이패스배관은 상기 제 2 실외열교환기 배관 및 리니어바이패스 열교환기를 연결시킬 수 있다.
상기 제 1 실외열교환기 배관에 제 1 실외팽창밸브가 배치되고, 상기 제 2 실외열교환기 배관에 제 2 실외팽창밸브가 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 기체 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터; 냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외열교환기; 상기 압축기, 실내기, 실외열교환기 및 어큐뮬레이터와 제 1 유로, 제 2 유로, 제 3 유로 및 제 4 유로를 통해 연결되어 냉매를 순환시키는 사방밸브; 상기 실외열교환기 및 실내기를 연결하는 액체배관; 상기 사방밸브 및 실내기를 연결하는 기체배관; 저부하 냉방 운전 시 상기 실외열교환기에 공급되던 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 팽창시켜 상기 액체배관에 공급하는 리니어바이패스유닛;을 포함하고, 상기 저부하 냉방 운전 시, 제어부는 상기 사방밸브에서 실외열교환기로 유동되는 냉매를 차단하고, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 리니어바이패스유닛으로 유동시키고, 상기 리니어바이패스유닛으로 유동된 냉매를 팽창시켜 상기 실내기에 공급한다.
상기 리니어바이패스유닛은, 저부하 냉방 운전 시 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 공기와 열교환시키는 리니어바이패스 열교환기; 상기 리니어바이패스 열교환기 및 압축기의 토출 측을 연결하는 제 1 리니어바이패스배관; 상기 리니어바이패스 열교환기 및 액체배관 측을 연결하는 제 2 리니어바이패스배관; 상기 제 2 리니어바이패스배관에 배치되어 냉매를 선택적으로 팽창시키는 리니어바이패스밸브;를 포함하고, 상기 저부하 냉방 운전 시, 상기 제어부는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 리니어바이패스 열교환기에서 응축시키고, 상기 리니어바이패스 밸브에서 상기 응축된 냉매를 팽창시키고, 상기 팽창된 냉매를 상기 액체배관을 통해 상기 실내기로 유동시킬 수 있다.
본 발명의 멀티형 공기조화기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 저부하 냉방운전 시, 실외열교환기로 유동되는 냉매를 리니어바이패스유닛을 통해 응축 및 팽창시킨 후, 실내기에 제공하기 때문에, 실내열교환기에서의 증발을 최소화할 수 있고, 이를 통해 실내열교환기의 결빙 방지 및 압축기의 오프를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 냉방 저부하에 따른 운전 정지를 최소화할 수 있고, 이를 통해 소비자의 냉방니즈를 충족시킬 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 외기온도가 낮을 때, 냉방 저부하 시에도 저부하로 연속운전을 수행할 수 있는 장점이 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 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 난방 운전 시의 냉매 흐름이 도시된 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기에서 저부하 난방 연속운전을 위한 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 4는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 냉방 운전 시의 냉매 흐름이 도시된 예시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 실외열교환기의 하부 구조가 도시된 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 저부하 냉방운전 시 냉매흐름이 도시된 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기에서 저부하 냉방 연속운전을 위한 제어방법이 도시된 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, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 난방 운전 시의 냉매 흐름이 도시된 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기에서 저부하 난방 연속운전을 위한 제어방법이 도시된 순서도이고, 도 4는 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 냉방 운전 시의 냉매 흐름이 도시된 예시도이고, 도 5는 도 1에 도시된 실외열교환기의 하부 구조가 도시된 구성도이고, 도 6은 도 1에 도시된 멀티형 공기조화기에서 저부하 냉방운전 시 냉매흐름이 도시된 예시도이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기에서 저부하 냉방 연속운전을 위한 제어방법이 도시된 순서도이다.
본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 실외기(A) 및 실내기(D)를 포함한다.
상기 실내기(D)의 경우, 냉방 또는 난방으로 운전될 수 있다. 상기 실내기(D)는 복수개(C1, C2, C3)가 배치될 수 있다.
각각의 실내기(C1, C2, C3)는 실내열교환기, 실내팽창밸브 및 실내송풍팬을 포함한다.
별도로 설명하진 않지만, 상기 실외기(A) 또는 실내기(D)에는 압력스위치, 압력센서, 온도센서, 체크밸브, 스트레이너 등 당업자가 충분히 알 수 있는 구조의 각종 구조물이 설치된다.
<실외기의 구성>
상기 실외기(A)는 실외기케이스(미도시), 및 그 내부에 배치되는 압축기(10)와, 실외열교환기(20), 어큐뮬레이터(30), 사방밸브(40), 오일분리기(50), 실외팽창밸브(70), 핫가스유닛(90)을 포함한다.
또한, 상기 실외기(A)는 저부하 냉방 연속운전을 위한 리니어바이패스유닛(120)이 더 배치된다.
상기 실외기케이스에는 가스배관(82)이 연결되는 가스배관 서비스밸브(13) 및 액체배관(12)이 연결되는 액체배관 서비스밸브(14)를 포함한다.
상기 가스배관 서비스밸브(13) 및 액체배관 서비스밸브(14)는 실내기(D)와 냉매배관을 통해 연결되고, 상기 실외기(A)의 냉매를 순환시킨다.
상기 압축기(10)는 운전주파수를 조절하여 냉매량 및 냉매의 토출압력을 제어할 수 있는 인버터압축기가 사용된다.
상기 실외열교환기(20)는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 장치이다. 본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 복수개의 구성될 수 있다. 상기 실외열교환기(20)는 냉방운전 시 응축기로 작동되고, 난방운전 시 증발기로 작동된다.
본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 제 1 실외열교환기(22) 및 제 2 실외열교환기(24)로 구성된다.
상기 실외열교환기(20)의 열교환을 향상시키기 위해 실외송풍팬(60)이 배치된다.
상기 어큐뮬레이터(30)는 상기 압축기(10)에 냉매를 제공한다. 상기 어큐뮬레이터(30)는 압축기(10)의 흡입 측에 배치되고, 상기 사방밸브(40)와 연결된다.
<사방밸브의 구성>
상기 사방밸브(40)는 제 1 유로(41), 제 2 유로(42), 제 3 유로(43) 및 제 4 유로(44)를 포함한다.
상기 제 1 유로(41)는 압축기(10) 토출측과 연결된다. 상기 제 1 유로(41) 및 상기 압축기(10)의 토출측을 연결하는 배관을 사방밸브-압축기 연결배관(81)으로 정의한다.
상기 제 2 유로(42)는 가스배관(82)과 연결된다. 상기 제 2 유로(42) 및 가스배관 서비스밸브(13)를 연결하는 배관을 상기 가스배관(82)으로 정의한다.
상기 제 3 유로(43)는 실외열교환기(20)와 연결된다. 상기 제 3 유로(43) 및 실외열교환기(20)를 연결하는 배관을 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)으로 정의한다.
상기 실외열환기(20)가 2개로 구성되기 때문에, 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)도 2개가 배치된다.
상기 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)은 제 1 실외열교환기(22) 및 사방밸브(40, 제 3 유로)를 연결하는 제 1 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83a)을 포함한다. 상기 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)은 상기 제 2 실외열교환기(24) 및 사방밸브(40, 제 3 유로)를 연결하는 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)을 포함한다.
상기 제 1 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83a) 및 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)는 합지되고, 상기 제 3 유로(43)에 연결된다.
상기 제 4 유로(44)는 어큐뮬레이터(30)와 연결된다. 상기 제 4 유로(44) 및 어큐뮬레이터(30)를 연결하는 배관을 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관(84)으로 정의한다.
<오일분리기의 구성>
상기 오일분리기(50)는 상기 압축기(10)의 토출 측에 배치되고, 상기 압축기(10)에 토출된 냉매는 상기 오일분리기(50)를 거쳐 상기 사방밸브(40)로 유동된다.
상기 오일분리기(50)는 토출된 냉매 중에 포함된 오일을 회수하여 다시 압축기(10)에 제공한다.
상기 오일분리기(50)는 상기 압축기(10)로 오일을 안내하는 오일회수관(51) 및 상기 오일회수관(51)에 배치되고, 냉매를 한쪽 방향으로 유동되게 하는 체크밸브(52)를 더 포함한다.
상기 오일분리기(50)는 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 설치된다.
상기 어큐뮬레이터(30)에도 상기 압축기(10)로 오일을 회수시킬 수 있는 오일회수구조가 배치된다. 상기 어큐뮬레이터(30)의 하측 및 압축기의 흡입 측 배관(35)을 연결하는 오일회수배관(31)과, 상기 오일회수배관(31)에 배치되어 오일의 유동을 제어하는 오일리턴밸브(32)가 배치될 수 있다.
<실외팽창밸브의 구성>
상기 실외팽창밸브(70)는 난방운전 시, 상기 실외열교환기(20)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 냉방운전 시, 상기 실외팽창밸브(70)는 냉매를 팽창시키지 않고 통과시킨다. 상기 실외팽창밸브(70)는 입력된 신호에 따라 개도값을 조절할 수 있는 전자팽창밸브가 사용될 수 있다.
상기 실외팽창밸브(70)는 상기 제 1 실외열교환기(22)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브(72)와, 상기 제 2 실외열교환기(74)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 제 2 실외팽창밸브(74)를 포함한다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)는 상기 액체배관(12)과 연결된다. 난방운전 시, 실내기(D)에 응축된 냉매가 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)에 공급된다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)와 연결되기 위해, 상기 액체배관(12)은 분지되고, 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)에 각각 연결된다. 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)은 병렬배치된다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 1 실외열교환기(22)를 연결하는 배관을 제 1 실외열교환기 배관(23)으로 정의한다.
및 제 2 실외팽창밸브(74) 및 제 2 실외열교환기(24)를 연결하는 배관을 상기 제 2 실외열교환기 배관(25)으로 정의한다.
<핫가스유닛의 구성>
본 실시예에서는 난방운전 시, 실외열교환기(20)에 공급되는 냉매를 실내기(D)로 바이패스 시키기 위한 핫가스유닛(90)이 배치된다.
상기 핫가스유닛(90)은 냉매를 바이패스시키기 위한 핫가스바이패스배관 및 핫가스밸브를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 제 1 실외열교환기 배관(23) 및 사방밸브-압축기 연결배관(81)를 연결하는 제 1 핫가스바이패스배관(91)가 배치된다.
상기 제 1 핫가스바이패스배관(91)의 일단은 상기 제 1 실외열교환기 배관(23)에 연결되고, 타단은 상기 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 연결된다.
또한, 상기 제 2 실외열교환기 배관(25) 및 사방밸브-압축기 연결배관(81)을 연결하는 제 2 핫가스바이패스배관(92)가 배치된다.
상기 제 2 핫가스바이패스배관(92)의 일단은 상기 제 1 실외열교환기 배관(23)에 연결되고, 타단은 상기 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 연결된다.
상기 제 1 핫가스바이패스배관(91)에는 제 1 핫가스밸브(93)가 배치되고, 상기 제 2 핫가스바이패스배관(92)에는 제 2 핫가스밸브(94)가 배치된다.
상기 핫가스밸브는 개도량을 조절할 수 있는 솔레노이드밸브가 사용되고, 개폐밸브가 사용되어도 무방하다.
상기 제 1 핫가스바이패스배관(91) 및 제 2 핫가스바이패스배관(92)이 각각 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 연결되어도 무방하나, 본 실시예에서는 합지된 후, 1개의 배관으로 상기 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 연결된다.
본 실시예에서 상기 제 1 핫가스바이패스배관(91) 및 제 2 핫가스바이패스배관(92)를 합지시키기 위해 합지밸브(95)가 배치된다.
상기 제 1 핫가스밸브(93) 또는 제 2 핫가스밸브(94)는 선택적으로 작동될 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 핫가스밸브(93)만 개방 또는 폐쇄되거나, 상기 제 2 핫가스밸브(94)만 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
또한, 상기 제 1 실외열교환기 배관(23) 및 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)을 연결하는 가변패스배관(85)이 더 배치되고, 상기 가변패스배관(84)에 가변패스밸브(86)이 더 배치될 수 있다.
상기 가변패스밸브(86)는 선택적으로 작동될 수 있다. 상기 가변패스밸브(86)가 개방될 경우, 상기 제 1 실외열교환기 배관(23)을 따라 유동되는 냉매는 상기 가변패스배관(85) 및 가변패스밸브(86)를 통과하고, 상기 사방밸브(40)의 제 3 유로(43)로 안내될 수 있다.
상기 가변패스밸브(86)가 닫힌 경우, 난방운전 시, 상기 제 1 실외열교환기 배관(23)을 통해 공급된 냉매는 상기 제 1 실외열교환기(22)로 유동된다.
상기 가변패스밸브(86)가 닫힌 경우, 냉방운전 시, 상기 제 1 실외열교환기(22)를 통과한 냉매는 제 1 실외열교환기 배관(23)을 통해 액체배관(12)으로 유동된다.
상기 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)에 체크밸브(87)가 배치되고, 상기 체크밸브(87)는 상기 제 3 유로(43)에서 공급된 냉매가 상기 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)로 유입되는 것을 차단한다.
상기 제 2 실외팽창밸브(74)의 전단 및 후단을 연결하는 팽창밸브 바이패스배관(88)이 배치된다. 상기 팽창밸브 바이패스배관(88)의 일단 및 타단은 상기 제 2 실외열교환기 배관(25)에 연결된다.
상기 팽창밸브 바이패스배관(88)에도 체크밸브(89)가 배치된다. 상기 체크밸브(89)는 냉방운전 시, 제 2 실외열교환기 배관(25)에서 액체배관(12)으로 유동되는 냉매는 통과시키도록 구성된다. 난방운전 시, 반대방향으로의 냉매 유동은 차단한다.
<과냉각유닛의 구성>
상기 액체배관(12)에는 과냉각유닛(100)이 더 배치될 수 있다.
상기 과냉각유닛(100)은 과냉각열교환기(101)와, 상기 액체배관(12)에서 바이패스되고, 상기 과냉각열교환기(101)와 연결되는 과냉각 바이패스배관(102)과, 상기 과냉각 바이패스배관(102)에 배치되고 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제 1 과냉각팽창밸브(103)와, 상기 과냉각열교환기(101) 및 압축기(10)를 연결하는 과냉각-압축기 연결배관(104)과, 상기 과냉각-압축기 연결배관(104)에 배치되고, 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제 2 과냉각팽창밸브(105)를 포함한다.
또한, 상기 과냉각유닛(100)은 상기 어큐뮬레이터(30) 및 상기 과냉각-압축기 연결배관(104)을 연결시키는 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)을 더 포함하고, 상기 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)은 상기 어큐뮬레이터의 냉매를 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에 제공한다.
상기 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)에는 과냉각 바이패스밸브(107)가 더 배치된다.
상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)은, 액체냉매를 팽창시켜 과냉각열교환기(101)에 제공하고, 팽창된 냉매가 상기 과냉각열교환기(101)에서 증발되어 상기 과냉각열교환기(101)를 냉각시킨다. 상기 액체배관(12)을 통해 상기 실외열교환기(20)로 유동되는 액체냉매는 상기 과냉각열교환기(101)를 통과하면서 냉각될 수 있다. 상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)는 선택적으로 작동되고 상기 액체냉매의 온도를 제어할 수 있다.
상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)의 작동 시, 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)가 개방되고 냉매는 상기 압축기(10)로 유동된다.
상기 과냉각열교환기(101)의 입구 측 및 출구 측에는 각각 온도센서가 배치되고, 통과되는 냉매의 온도를 감지한다.
상기 과냉각 바이패스밸브(107)는 선택적으로 작동되고, 상기 어큐뮬레이터(30)의 액냉매를 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에 제공할 수 있다.
상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)는 선택적으로 작동되고, 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(10)에 공급되는 냉매의 온도를 낮출 수 있다. 상기 압축기(10)가 정상 작동 온도범위를 초과하는 경우, 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에서 팽창된 냉매가 상기 압축기(10)에서 증발될 수 있고, 이를 통해 상기 압축기(10)의 온도를 낮출 수 있다.
<리시버유닛의 구성>
상기 액체배관(12)에는 리시버유닛(110)이 더 배치될 수 있다.
상기 리시버(110)는 순환되는 냉매의 양을 조절하기 위해 액냉매를 저장할 수 있다. 상기 리시버(110)는 어큐뮬레이터(30)에서 액냉매를 저장하는 것과 별도로 액냉매를 저장한다.
상기 리시버(110)는 순환되는 냉매의 양이 부족한 경우 상기 어큐뮬레이터(30)에 냉매를 공급하고, 순환되는 냉매의 양이 많은 경우 냉매를 회수하여 저장한다.
상기 액체배관(12) 중 상기 실외팽창밸브(72)(74)들 및 과냉각열교환기(101)를 연결하는 배관을 과냉각액체배관(12')으로 구분하여 정의한다.
상기 리시버(110)는 냉매를 저장하는 리시버탱크(111)와, 상기 리시버탱크(111) 및 과냉각액체배관(12')을 연결하는 제 1 리시버연결배관(112)과, 상기 리시버탱크(111) 및 어큐뮬레이터(30)를 연결하는 제 2 리시버연결배관(114)과, 상기 제 1 리시버연결배관(112)에 배치되어 냉매의 유동을 단속하는 제 1 리시버밸브(113)와, 상기 제 2 리시버연결배관(114)에 배치되어 냉매의 유동을 단속하는 제 2 리시버밸브(115)를 포함한다.
멀티형 공기조화기의 제어부는 상기 제 1 리시버밸브(113) 및 제 2 리시버밸브(115)를 제어하여 순환되는 냉매의 양을 조절한다.
<리니어바이패스유닛의 구성>
상기 리니어바이패스유닛(120)은 냉방 저부하 시, 상기 압축기(10)를 오프시키지 않고, 상기 압축기(10)를 연속운전시키기 위한 구성이다.
상기 리니어바이패스유닛(120)은 리니어바이패스 열교환기(126)와, 상기 리니어바이패스 열교환기(126) 및 사방밸브-압축기 연결배관(81)을 연결하는 제 1 리니어바이패스배관(122)과, 상기 리니어바이패스 열교환기(126) 및 제 2 실외열교환기 배관(25)을 연결하는 제 2 리니어바이패스배관(124)과, 상기 제 2 리니어바이패스배관(124)에 배치되어 냉매의 유량을 제어하는 리니어바이패스밸브(127)를 포함한다.
본 실시예에서 리니어바이패스 열교환기는 제 3 실외열교환기(126)이다.
본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 상기 제 1 실외열교환기(22), 제 2 실외열교환기(24) 및 제 3 실외열교환기(126)로 구성된다.
상기 제 1 실외열교환기(22), 제 2 실외열교환기(24) 및 제 3 실외열교환기(126)는 서로 다른 냉매배관을 통해 냉매를 공급받을 뿐 일체로 제작될 수 있다.
본 실시예에서 상기 제 3 실외열교환기(126)는 리니어바이패스 열교환기로 기능한다.
예를 들어 실외열교환기(20)가 일체로 제작되되, 일부 구역은 상기 제 1 실외열교환기(22)로 작동되고, 나머지 구역 중 일부는 제 2 실외열교환기(24)로 작동되고, 나머지 중 나머지는 제 3 실외열교환기(126)로 작동될 수 있다.
또한 본 실시예와 같이 상기 실외열교환기(20)가 3부분으로 구성되지 않고, 2부분으로 구성되어 그 중 일부가 상기 리니어바이패스 열교환기로 기능하여도 무방하다.
상기 리니어바이패스배관(122)(124)는 상기 실외열교환기(20)의 일부를 지나가도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 리니어바이패스유닛(120)을 위해 상기 제 3 실외열교환기(126)를 독립된 구조의 열교환기로 배치하지 않아도 무방하다.
상기 제 1 리니어바이패스배관(122)은 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 리니어바이패스배관(122)은 합지밸브(95)에 연결될 수 있다. 상기 제 1 리니어바이패스배관(122)은 상기 제 1 핫가스바이패스배관(91) 또는 제 2 핫가스바이패스배관(92)에 연결되어도 무방하다.
즉, 상기 제 1 리니어바이패스배관(122)은 상기 압축기(10)의 토출 측과 연결되어 냉매를 공급받는 구조이면 충분하다.
본 실시예에서 상기 제 1 리니어바이패스배관(122)은 상기 합지밸브(95)에 연결되어, 상기 압축기(10)의 토출 측과 연결된다. 이를 위해 본 실시예에서 상기 합지밸브(95)는 4웨이 밸브가 사용된다.
냉방운전 시, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매는 상기 제 1 리니어바이패스배관(122)을 통해 제 3 실외열교환기(126)에 공급된다. 상기 제 3 실외열교환기(126)를 통과한 냉매는 리니어바이패스밸브(127)를 통과하여 액체배관(12)으로 유동된다.
본 실시예에서 리니어바이패스밸브(127)는 제어신호에 따라 개도값을 조절할 수 있는 전자팽창밸브가 가 사용된다. 저부하 냉방 연속운전 시, 상기 리니어바이패스밸브(127)는 팽창밸브로 작동된다.
<난방운전>
도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 난방운전 시 냉매흐름을 보다 상세하게 설명한다.
난방운전 시, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 오일분리기(50)를 거쳐 사방밸브(40)의 제 1 유로(41)로 유동된다.
제어부는 상기 사방밸브(40)의 제 1 유로(41)로 유입된 냉매가 제 2 유로(42)로 유동되게 제어한다. 상기 제 2 유로(42)로 나온 냉매는 가스배관(82)을 통해 실내기(D)에 공급된다. 상기 실내기(D)에서는 공급된 냉매를 응축시키고, 냉매의 응축과정에서 방출된 열을 통해 실내를 난방한다.
상기 응축된 냉매는 상기 액체배관(12)으로 회수된다.
상기 액체배관(12)으로 유동된 냉매는 과냉각유닛(100)를 거친 후 실외팽창밸브(70)에 제공된다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)는 응축된 냉매를 팽창시킨 후 실외열교환기(20)에 공급한다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72)에서 팽창된 냉매는 제 1 실외열교환기(22)에 제공되고, 제 2 실외팽창밸브(74)에서 팽창된 냉매는 제 2 실외열교환기(24)에 제공된다.
상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)는 팽창된 냉매를 증발시키고, 증발된 냉매는 합류되어 사방밸브(40)의 제 3 유로(43)로 유입된다.
상기 제 3 유로(43)에 유입된 냉매는 제 4 유로(44)를 통해 어큐뮬레이터(30)에 공급된다.
상기 어큐뮬레이터(30)는 공급받은 냉매 중 액체냉매를 저장하고, 기체냉매만을 압축기(10)에 공급한다.
일반적인 난방운전 시, 제 1 핫가스밸브(93), 제 2 핫가스밸브(94) 및 가변패스밸브(86)는 오프되어 닫힌 상태를 유지한다. 또한, 상기 제 3 실외열교환기(126)에 냉매를 공급할 수 있는 리니어바이패스밸브(127) 역시 닫힌 상태를 유지한다.
<저부하 시 난방 연속운전>
저부하 시, 난방운전으로 연속운전되는 경우, 압축기(10)를 최소 운전주파수로 운전하더라도 고압이 상승되는 경우가 있다. 상기 압축기(10)를 최소 운전주파수로 운전함에도 불구하고 고압이 상승되는 경우, 일반적으로 압축기(10)를 보호하기 위해 압축기(10)를 소정시간 동안 오프한 후, 재기동해야한다. 이때, 압축기(10)를 오프하게 되면, 실내기(D)에 난방을 위한 냉매가 공급되지 않기 때문에, 사용자의 난방부하에 대응하지 못하게 된다.
본 실시예에서는 몇가지 조건을 만족하는 경우, 압축기(10)를 오프하지 않고, 계속 운전하여 난방부하에 대응할 수 있는 제어방법을 제공한다.
저부하 시 난방연속운전을 위한 본 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 난방운전되는 단계(S10)와, 상기 난방운전 중 진입조건을 만족하는지 판단하는 단계(S20)와, 상기 진입조건(S20)을 만족하는 경우, 냉매의 고압수준을 판단하는 단계(S30)와, 상기 S30에서 판단된 고압수준에 따라 핫가스유닛(90)을 제어하는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 이후에 해제조건을 판단하는 단계(S50)와, 상기 S50의 해제조건을 만족하는 경우 상기 S10 단계로 리턴되고, 상기 S50의 해제조건을 만족하지 않는 경우, 압축기 오프조건을 판단하는 단계(S60)와, 상기 압축기 오프조건을 만족하지 않는 경우, 상기 S20 단계로 리턴되고, 상기 S60의 압축기 오프조건을 만족하는 경우, 상기 압축기(10)를 오프시키는 단계(S70)를 포함한다.
상기 제어방법은 난방운전 중에만 실시된다. 난방운전이 아닌 냉방운전 또는 제습운전 등과 같은 조건에서는 실시되지 않고, 그에 따른 제어방법으로 실외기가 제어된다.
상기 진입조건(S20)은 제 1 진입조건, 제 2 진입조건 및 제 3 진입조건으로 구성된다.
상기 제 1 진입조건은 외기온도가 기준외기온도(본 실시예에서는 섭씨 20도)이상인지 판단하는 것이다. 제 2 진입조건은 압축기(10)의 운전주파수가 최소운전주파수인지 판단하는 것이다. 제 3 진입조건은 실외기의 고압이 목표고압 초과인지를 판단하는 것이다.
상기 제 1 진입조건, 제 2 진입조건 및 제 3 진입조건을 모두 만족해야 S30 단계로 이행된다.
상기 제 1 진입조건의 기준외기온도는 설치환경에 따라 변경될 수 있다. 다만, 외기온도가 20도 이상인 경우에 난방운전이 실시되면, 난방부하가 크게 발생하지는 않는다. 이를 감안하여 상기 기준외기온도가 설정될 수 있다.
상기 제 2 진입조건의 최소 운전주파수는 인버터압축기에 따라 각기 다를 수 있다. 상기 최소 운전주파수는 압축기의 손상을 방지하면서 가동시킬 수 있는 최소한의 운전상태를 의미한다. 일반적으로 최소운전주파수 이하로 운전되면 냉매를 통해 오일이 흡입되지 않아서 압축기의 손상이 발생된다.
상기 제 3 진입조건의 고압은 압축기의 토출 측 냉매압력일 수도 있고, 응축기로 작동되는 실내기의 냉매압력일 수도 있다. 본 실시예에서는 압축기의 토출 측 냉매압력을 기준으로 고압을 판단한다.
제 3 진입조건은 상기 압축기의 토출 측 냉매압력이 목표고압 초과하는지를 판단한다. 본 실시예에서는 실외기의 "냉매고압>(목표고압 + 초과압력)"인지를 판단하여 신뢰도를 향상시킨다. 상기 초과고압은 본 실시예에서는 100KPa이다.
상기 S30 단계에서는 냉매의 고압수준을 판단한다. 상기 S30 단계는 상기 S20 단계의 제 3 진입조건을 판단할 때 함께 계산될 수 있다.
상기 S30 단계는 냉매의 고압이 어느 정도인지를 판단하고 이에 따른 제어를 수행하기 위함이다.
상기 S30단계는 냉매의 고압을 3개로 구분하여 판단한다.
제 1 고압수준은 "냉매고압 ≥ 목표고압 + 초과압력*1.5(본 실시예에서는 150KPa)"이다.
제 2 고압수준은 "목표고압 + 초과압력 < 냉매고압 < 목표고압 + 초과압력*1.5(본 실시예에서는 150KPa)"이다.
제 3 고압수준은 "냉매고압 ≤ 목표고압 + 초과압력"이다.
상기 S40단계는 상기 고압수준에 따라 상기 핫가스유닛(90)를 다르게 제어한다.
상기 제 1 고압수준인 경우, 상기 핫가스밸브를 온(ON)하여 팽창된 냉매를 실내기(D)로 유동시킨다.
상기 제 2 고압수준인 경우, 상기 핫가스밸브를 현재 상태로 유지한다.
상기 핫가스밸브가 온 상태인 경우 그대로 온 상태를 유지하고, 오프(OFF) 상태인 경우, 그대로 오프 상태를 유지한다.
상기 제 3 고압수준인 경우, 상기 핫가스밸브를 오프(OFF)한다.
상기 핫가스밸브가 상기 S30 단계에 의해 온 또는 오프 제어되기 때문에, 상기 실내기(D) 측으로 팽창된 냉매를 보낼 수 있고, 이를 통해 상기 실내기(D)의 고압을 낮출 수 있다.
상기 S40 단계에서는 제 1 핫가스밸브(93) 또는 제 2 핫가스밸브(94) 중 적어도 어느 하나를 온/오프 제어할 수 있다.
본 실시예에서는 제 1 핫가스밸브(93)만을 온/오프 제어하고, 제 2 실외열교환기(22)는 정상적으로 작동되게 한다. 상기 제 1 핫가스밸브(93)가 온/오프 제어되는 경우, 상기 제 1 실외열교환기(24)는 난방운전 시 증발기 성능이 저하된다.
그리고 상술한 난방운전에서와 같이, 상기 제 3 실외열교환기(126)에 냉매를 공급할 수 있는 리니어바이패스밸브(127)는 오프(닫힌 상태)를 유지한다.
상기 S50 단계는 핫가스유닛(90)의 제어를 종료하기 위한 해제조건을 판단한다. 상기 해제조건(S50)은 제 1 해제조건, 제 2 해제조건 및 제 3 해제조건으로 구성된다.
상기 제 1 해제조건은 난방 외 운전이 입력되는지 판단한다.
상기 제 2 해제조건은 상기 외기온도가 기준외기온도 미만으로 낮아지는지 판단한다.
상기 제 3 해제조건은 압축기(10)가 최소운전주파수를 초과하는지 판단한다.
상기 제 1 해제조건, 제 2 해제조건 또는 제 3 해제조건 중 적어도 어느 하나를 만족하는 경우, 핫가스유닛(90)의 제어를 종료한다.
상기 S50 단계 후에 S60 단계에서 압축기 오프조건을 판단한다.
상기 압축기 오프조건은 S40 단계의 상기 핫가스유닛(90) 제어를 수행함에도 불구하고 냉매의 고압이 계속 상승하는 경우를 판단한다.
이 밖에도 상기 압축기 오프조건은 상기 압축기의 토출온도가 최대온도 이상으로 상승할 때일 수 있다. 상기 압축기 오프조건은 상기 압축기를 보호하기 위한 것이다.
상기 압축기 오프조건을 만족하는 경우, S70 단계에서 압축기를 오프한다.
상기 압축기 오프조건을 만족하지 않는 경우, S20 단계로 리턴되어 진입조건을 다시 판단하고, 이후 단계를 반복하여 수행한다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 난방 저부하 시 압축기를 오프하지 않고 연속운전할 수 있다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 난방 저부하에 따른 운전 정지를 최소화할 수 있고, 이를 통해 소비자의 난방니즈를 충족시킬 수 있다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 난방 저부하 시에도 고압상승을 억제하면서 저부하로 연속운전을 수행할 수 있다.
<냉방운전>
도 4를 참조하여 본 실시예에 다른 멀티형 공기조화기의 냉방운전 시 냉매흐름을 보다 상세하게 설명한다.
냉방운전 시, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 오일분리기(50)를 거쳐 사방밸브(40)의 제 1 유로(41)로 유동된다.
제어부는 상기 사방밸브(40)의 제 1 유로(41)로 유입된 냉매가 제 3 유로(43)로 유동되게 제어한다. 상기 제 3 유로(43)로 나온 냉매는 실외열교환기(20)로 유동된다.
냉매는 제 1 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83a)을 통해 제 1 실외열교환기(22)에 공급되고, 제 2 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83b)을 통해 제 2 실외열교환기(24)에 공급된다. 상기 리니어바이패스밸브(127)는 오프상태를 유지하여 냉매가 제 3 실외열교환기(126)로 유동되는 것을 차단한다.
상기 제 1 실외열교환기(22) 및 제 2 실외열교환기(24)에서 열교환된 냉매는 액체배관(12)를 통해 실내기(D)에 공급된다.
실내기(D)의 실내열교환기는 공급된 냉매를 증발시켜 실내를 냉방하고, 증발된 냉매는 기체배관(82)을 통해 실외기로 회수된다.
상기 증발된 냉매는 사방밸브(40)의 제 2 유로(42)를 통해 회수되고, 제어부는 상기 제 2 유로(42) 및 제 4 유로(44)를 연결시켜 회수된 냉매를 어큐뮬레이터(30)로 유동시킨다. 상기 어큐뮬레이터(30)는 회수된 냉매 중 액체 냉매를 저장하고, 기체냉매를 압축기(10)에 공급한다.
<저부하 시, 냉방 연속운전>
저부하로 냉방운전될 때, 압축기(10)는 최소운전주파수로 작동될 수 있다. 최소운전 주파수로 작동되더라도 실내기에 공급되는 냉매가 많은 경우, 실내열교환기에 결빙이 발생될 수 있고, 이를 방지하기 위해 제어부는 압축기(10)를 오프시킬 수 있다. 상기 압축기(10)가 오프되는 경우, 압축기 재기동에 따른 시간이 필요하고, 냉방부하가 증가될 때 즉각적으로 대응할 수 없는 문제점이 있다.
이를 위해 본 실시예에서는 저부하 냉방 연속을 실시하기 위해 리니어바이패스유닛(120)을 사용한다.
저부하 냉방 연속 운전을 위해, 상기 실외기(A)의 가변패스밸브(86), 제 1 실외팽창밸브(72), 제 1 핫가스밸브(93) 및 제 2 핫가스밸브(94)를 오프(닫힌상태)로 제어하고, 상기 제 2 실외팽창밸브(74)는 온(열린 상태)로 제어한다.
제어부는 상기 제 2 실외팽창밸브(74)는 개도값을 제어할 수 있다.
상기와 같이 밸브들을 제어하는 경우, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매는 합지밸브(95) 및 제 1 리니어바이패스배관(122)를 통해 제 3 실외열교환기(126)로 유동된다.
여기서 상기 제 3 실외열교환기(126)에서 열교환된 냉매는 리니어바이패스밸브(127)를 통과하며 팽창된다. 상기 리니어바이패스밸브(127)는 실내기(C1, C2, C3)의 배관 온도에 따라 개도값을 조절한다. 상기 실외열교환기(20)는 최하단에 배치된 상기 제 3 실외열교환기(126)만을 응축기로 작동시키고, 상기 제 1 실외열교환기(22) 및 제 2 실외열교환기(24)로는 냉매를 공급하지 않는다.
상기 리니어바이패스밸브(127)에서 팽창된 냉매는 제 2 리니어바이패스배관(124), 제 2 실외열교환기배관(25) 및 액체배관(12)을 거쳐 실내기(D)에 공급된다.
상기 리니어바이패스밸브(127)에서 냉매를 팽창시키는 경우, 실내열교환기의 결빙을 방지할 수 있고, 압축기(10)를 오프하지 않는 상태로 냉방운전 상태를 유지할 수 있다.
저부하 시 난방연속운전을 위한 본 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 제어방법은 냉방운전되는 단계(S110)와, 상기 냉방운전 중 진입조건을 만족하는지 판단하는 단계(S120)와, 상기 진입조건(S120)을 만족하는 경우, 실내기 배관온도 수준을 판단하는 단계(S130)와, 상기 S30에서 판단된 배관온도 수준에 따라 리니어바이패스밸브(127)를 제어하는 단계(S140)와, 상기 S140 단계 이후에 해제조건을 판단하는 단계(S150)와, 상기 S150의 해제조건을 만족하는 경우 상기 S110 단계로 리턴되고, 상기 S150의 해제조건을 만족하지 않는 경우, 압축기 오프조건을 판단하는 단계(S160)와, 상기 압축기 오프조건을 만족하지 않는 경우, 상기 S120 단계로 리턴되고, 상기 S160의 압축기 오프조건을 만족하는 경우, 상기 압축기(10)를 오프시키는 단계(S170)를 포함한다.
상기 진입조건(S120)은 제 1 진입조건, 제 2 진입조건 및 제 3 진입조건으로 구성된다.
상기 제 1 진입조건은 외기온도가 기준외기온도(본 실시예에서는 섭씨 0도)미만인지 판단하는 것이다. 제 2 진입조건은 압축기(10)의 운전주파수가 최소운전주파수인지 판단하는 것이다. 제 3 진입조건은 실내기의 배관온도가 목표온도(본 실시예에서는 섭씨 0도) 미만인지를 판단하는 것이다.
상기 제 1 진입조건, 제 2 진입조건 및 제 3 진입조건을 모두 만족해야 S130 단계 또는 S140 단계로 이행된다.
상기 제 1 진입조건의 기준외기온도는 설치환경에 따라 변경될 수 있다.
상기 제 2 진입조건의 최소 운전주파수는 인버터압축기에 따라 각기 다를 수 있다. 상기 최소 운전주파수는 압축기의 손상을 방지하면서 가동시킬 수 있는 최소한의 운전상태를 의미한다. 일반적으로 최소운전주파수 이하로 운전되면 냉매를 통해 오일이 흡입되지 않아서 압축기의 손상이 발생된다.
상기 제 3 진입조건의 실내기 배관온도는 작동중인 실내기의 실내열교환기 주변에서 설치된 온도센서를 통해 감지될 수 있다. 작동 중인 상기 실내열교환기의 배관온도가 섭씨 0도 이하인 경, 제 3 진입조건을 만족한다.
상기 S130 단계에서는 배관온도의 수준을 판단한다. 상기 S130 단계는 상기 S120 단계의 제 3 진입조건을 판단할 때 함께 계산될 수 있다.
상기 S130 단계는 배관온도가 어느 정도인지를 판단하고 이에 따른 제어를 수행하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 S130단계는 배관온도 수준을 2개로 구분하여 판단한다.
제 1 온도수준은 "-4℃ < 배관온도 ≤ 0℃"이다.
제 2 온도수준은 " 배관온도 ≤ -4℃"이다.
상기 S140 단계에서, 제어부는 상기 실외기(A)의 가변패스밸브(86), 제 1 실외팽창밸브(72), 제 1 핫가스밸브(93) 및 제 2 핫가스밸브(94)를 오프(닫힌상태)로 제어하고, 상기 제 2 실외팽창밸브(74)는 온(열린 상태)로 제어한다.
또한, 상기 S140 단계에서 리니어바이패스밸브(127)는 상기 S130 단계에서 판단된 온도수준에 따라 개도값이 제어된다.
예를 들어, 상기 리니어바이패스밸브(127)의 초기개도값이 500펄스(pulse)일 수 있고, 상기 제 1 온도수준에서는 10초당 +10펄스로 개도값을 제어하고, 제 2 온도수준에서는 10초당 20 펄스로 개도값을 제어할 수 있다.
상기 S150 단계는 리니어바이패스유닛(120)의 제어를 종료하기 위한 해제조건을 판단한다. 상기 해제조건(S150)은 제 1 해제조건, 제 2 해제조건 및 제 3 해제조건으로 구성된다.
상기 제 1 해제조건은 냉방 외 운전이 입력되는지 판단한다.
상기 제 2 해제조건은 상기 외기온도가 기준외기온도 이상으로 상승되는지 판단한다.
상기 제 3 해제조건은 압축기(10)가 최소운전주파수를 초과하는지 판단한다.
상기 제 1 해제조건, 제 2 해제조건 또는 제 3 해제조건 중 적어도 어느 하나를 만족하는 경우, 저부하 시 냉방연속운전을 위한 리니어바이패스유닛(120)의 제어를 종료한다.
상기 S150 단계 후에 S160 단계에서 압축기 오프조건을 판단한다.
상기 압축기 오프조건은 S140 단계의 상기 리니어바이패스유닛(120) 제어를 수행함에도 불구하고 실내기의 냉매 공급량이 많아서 실내열교환기의 결빙이 발생되는 경우를 판단한다.
상기 압축기 오프조건을 만족하는 경우, S170 단계에서 압축기를 오프한다.
상기 압축기 오프조건을 만족하지 않는 경우, S120 단계로 리턴되어 진입조건을 다시 판단하고, 이후 단계를 반복하여 수행한다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 냉방 저부하 시 압축기를 오프하지 않고 연속운전할 수 있다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 냉방 저부하에 따른 운전 정지를 최소화할 수 있고, 이를 통해 소비자의 냉방니즈를 충족시킬 수 있다.
본 실시예와 같이 멀티형 공기조화기를 제어하는 경우, 냉방 저부하 시에도 실내열교환기의 결빙을 억제하면서 저부하로 연속운전을 수행할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 압축기 20 : 실외열교환기
22 : 제 1 실외열교환기 24 : 제 2 실외열교환기
30 : 어큐뮬레이터 40 : 사방밸브
50 : 오일분리기 60 : 실외송풍팬
70 : 실외팽창밸브 90 : 핫가스유닛
100 : 과냉각유닛 110 : 리시버

Claims (7)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 기체 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터;
    냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외열교환기;
    상기 압축기, 실내기, 실외열교환기 및 어큐뮬레이터와 제 1 유로, 제 2 유로, 제 3 유로 및 제 4 유로를 통해 연결되어 냉매를 순환시키는 사방밸브;
    상기 실외열교환기 및 실내기를 연결하는 액체배관;
    상기 사방밸브 및 실내기를 연결하는 기체배관;
    상기 실내기 측에 배치되고, 실내기 배관온도를 측정하는 온도센서;
    일단이 상기 압축기측에 연결되고 타단이 상기 액체배관측에 연결되는 리니어바이패스유닛으로서, 냉매를 선택적으로 팽창시키는 리니어바이패스밸브를 포함하는 리니어바이패스유닛; 및
    저부하 냉방 운전 시 상기 실외열교환기에 공급되던 냉매를 공급받고, 공급받은 냉매를 팽창시켜 상기 액체배관에 공급하도록 리니어바이패스유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    저부하 냉방 운전 시, 실내기 배관온도 수준을 "-4℃ < 배관온도 ≤ 0"인 제1 온도수준과, " 배관온도 ≤ -4℃"인 제 2 온도수준으로 구분하고,
    상기 제1 온도수준일 때, 상기 리니어바이패스밸브의 개도값을 10초당 +10펄스로 제어하고,
    상기 제2 온도수준일 때, 상기 리니어바이패스밸브의 개도값을 10초당 +20펄스로 제어하는 멀티형 공기조화기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리니어바이패스유닛은,
    저부하 냉방 운전 시 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 공기와 열교환시키는 리니어바이패스 열교환기;
    상기 리니어바이패스 열교환기 및 압축기의 토출 측을 연결하는 제 1 리니어바이패스배관; 및
    상기 리니어바이패스 열교환기 및 액체배관 측을 연결하는 제 2 리니어바이패스배관을 더 포함하고,
    상기 리니어바이패스밸브는,
    상기 제 2 리니어바이패스배관에 배치되어 냉매를 선택적으로 팽창시키는 멀티형 공기조화기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 리니어바이패스 열교환기 및 실외열교환기는 일체로 제작된 멀티형 공기조화기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 실외열교환기는 제 1 실외열교환기 및 제 2 실외열교환기를 포함하고,
    상기 제 1 실외열교환기 및 액체배관을 연결하는 제 1 실외열교환기 배관;
    상기 제 2 실외열교환기 및 액체배관을 연결하는 제 2 실외열교환기 배관;을 포함하고,
    상기 제 2 리니어바이패스배관은 상기 제 2 실외열교환기 배관 및 리니어바이패스 열교환기를 연결시키는 멀티형 공기조화기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 실외열교환기 배관에 제 1 실외팽창밸브가 배치되고, 상기 제 2 실외열교환기 배관에 제 2 실외팽창밸브가 배치되고,
    상기 제어부는, 저부하 냉방운전 시 상기 제1 실외팽창밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 실외팽창밸브를 개방하는 멀티형 공기조화기.
  6. 냉방운전되는 단계(S110);
    상기 냉방운전 중, 외기온도, 압축기 운전주파수 및 실내기 배관온도를 판단하여 진입조건을 만족하는지 판단하는 단계(S120);
    상기 진입조건(S120)을 만족하는 경우, 상기 배관온도 수준을 판단하는 단계(S130);
    상기 S130단계에서 판단된 배관온도 수준에 따라 리니어바이패스밸브를 제어하는 단계(S140);
    상기 S140단계 이후에 해제조건을 판단하는 단계(S150);
    상기 해제조건(S150)을 만족하는 경우, 상기 S110단계로 리턴되고,
    상기 해제조건(S150)을 만족하지 않는 경우, 상기 S120단계로 리턴되고,
    상기 S130단계는 배관온도 수준을 제1 온도수준 및 제2 온도수준으로 구분하고,
    제 1 온도수준은 "-4℃ < 배관온도 ≤ 0"이고, 제 2 온도수준은 " 배관온도 ≤ -4℃"이고,
    상기 제1 온도수준의 경우, 상기 리니어바이패스밸브는 10초당 +10펄스로 개도값이 제어되고,
    상기 제2 온도수준의 경우, 상기 리니어바이패스밸브는 10초당 +20펄스로 개도값이 제어되고,
    상기 진입조건은 제1 진입조건, 제2 진입조건 및 제3 진입조건으로 구성되고,
    상기 제1 진입조건은 외기온도가 기준외기온도 미만인지 판단하고, 상기 제2 진입조건은 상기 압축기의 운전주파수가 최소운전주파수인지 판단하고, 상기 제3 진입조건은 작동중인 실내기의 배관온도가 목표온도 미만인지를 판단하는 것을 포함하고,
    상기 해제조건은 제 1 해제조건, 제 2 해제조건 또는 제 3 해제조건으로 구성되고,
    상기 제 1 해제조건은 냉방 외 운전이 입력되는지 판단하고, 상기 제 2 해제조건은 외기온도가 상기 기준외기온도 이상으로 상승되는지 판단하고, 상기 제 3 해제조건은 상기 압축기의 운전주파수가 상기 최소운전주파수를 초과하는지 판단하는 것을 포함하고,
    상기 리니어바이패스밸브는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 리니어바이패스 열교환기에서 토출된 냉매를 선택적으로 팽창시켜 상기 실내기로 공급하는 멀티형 공기조화기의 제어방법.
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