KR100389555B1 - 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티형 에어컨의 냉매 팽창수단으로서 모세관을 적용하여 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 함에 의해, 간단한 구조를 실현하면서 향상된 성능을 발휘할 수 있도록 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 복수의 실내에 각각 설치된 복수의 실내기에 단일의 실외기가 접속된 멀티형 에어컨의 냉매회로에 있어서, 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하기 위해 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매의 흐름을 조절하는 4-방향 밸브, 상기 4-방향 밸브를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기, 각 실내의 냉방 운전 상태에 따라 밸브가 개폐됨에 의해 상기 응축기로부터의 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하는 다수의 모세관 및, 상기 다수의 모세관을 통과한 냉매를 기체 상태로 변환하여 주위의 잠열을 흡수하는 증발기로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로{Cooling circuit of multi-air conditioner using capillary tube}

본 발명은 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일의 실외기에 대해 복수의 실내기를 갖춘 멀티형 에어컨에 대해모세관을 적용하여 냉매회로의 구조를 단순화시키면서 향상된 성능의 냉방능력을 가출 수 있도록 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건물이나 주택의 내부를 적정한 온도로 냉방시키기 위해 채용되는 에어컨은 에너지의 절약을 위한 측면이나 건축물의 설계 및 시공의 편리성, 사무환경의 다변화에 따라 공조 방식이 점차적으로 중앙 집중식에서 개별 분산방식으로 교체되고 있는 추세인 바, 그러한 개별 분산방식으로서 단일의 실외기에 대해 각 실에 할당되는 복수의 실내기를 접속할 수 있도록 하는 멀티형 에어컨이 개발되어 상용화되고 있다.

이러한 멀티형 에어컨은 단일의 실외기 및 실내기가 각각 구비된 통상적인 에어컨과는 달리, 각 실에 할당된 실내기의 접속상황에 따라 냉매유량의 제어와 열교환량 제어를 비롯한 시스템의 전반적인 제어가 용이하게 이루어질 수 있도록 설계되어 있다.

한편, 이러한 멀티형 에어컨에서는 각 실에 구비된 실내기에 전체적으로 걸리는 최대 부하를 고려하여 용량이 설정되어 있는 상태에서, 모든 실내기를 가동하여 모든 실을 냉방할 경우와 일부 실내기만을 부분적으로 가동하여 실의 일부분만을 냉방시킬 경우에는 부하변동에 대응하기 위한 용량의 가변을 위해서 냉매의 유량 조절이 이루어지게 된다.

이러한 냉매의 유량 조절을 위해, 멀티형 에어컨에서는 스텝모터의 펄스수에 따라 니들과 실린더 사이에 위치한 오리피스의 개폐정도를 조정하여 냉매의 유량을 조절하는 전자 팽창배브가 팽창장치로서 적용되고 있다.

그러나, 이러한 멀티형 에어컨의 팽창장치로서 적용되는 전자 팽창밸브는 밸브의 개폐정도를 조절하기 위한 구성 및 관련 전자 회로의 구성이 복잡하므로 그에 대한 유지 보수가 수시로 이루어져야 하고, 고가의 설치비용 및 유지 보수비용이 소요된다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 단점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 멀티형 에어컨의 냉매 팽창수단으로서 모세관을 적용하여 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 함에 의해, 간단한 구조를 실현하면서 향상된 성능을 발휘할 수 있도록 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 멀티형 에어컨의 냉매 팽창수단으로서 모세관을 적용함과 더불어, 냉매의 압축수단 측에 모세관으로 이루어진 바이패스(Bypass)수단을 설치함에 의해, 간단한 구조를 실현하면서 향상된 기능으로 냉매의 순환량을 조절할 수 있도록 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로의 구성을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2a,2b:증발기, 4:4-방향 밸브,

6:어큐물레이터, 8:압축기,

12:응축기, 16:냉각팬,

18:수액기, 20a∼20e,24:모세관,

22a∼22d,26:밸브.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따르면, 복수의 실내에 각각 설치된 복수의 실내기에 단일의 실외기가 접속된 멀티형 에어컨의 냉매회로에 있어서, 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하기 위해 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매의 흐름을 조절하는 4-방향 밸브, 상기 4-방향 밸브를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기, 각 실내의 냉방 운전 상태에 따라 밸브가 개폐됨에 의해 상기 응축기로부터의 액체 상태의 냉매에 대한유량을 조절하는 다수의 모세관 및, 상기 다수의 모세관을 통과한 냉매를 기체 상태로 변환하여 주위의 잠열을 흡수하는 증발기로 구성된 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로를 제공한다.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 공간의 크기가 상호 다른 복수의 실내에 각각 설치된 실내기에 단일의 실외기가 접속된 멀티형 에어컨의 냉매회로에 있어서, 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하기 위해 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기의 전후단 사이에 설치되어 공간의 크기가 다른 실내의 선택적인 냉방운전 상태에 따라 밸브를 개폐 작동시킴에 의해, 냉매의 유량을 바이패스시켜서 조절하는 바이패스용 모세관, 상기 압축기를 통과한 냉매의 흐름을 조절하는 4-방향 밸브, 상기 4-방향 밸브를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기, 각 실내의 냉방 운전 상태에 따라 밸브가 개폐됨에 의해 상기 응축기로부터의 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하는 다수의 모세관 및, 상기 다수의 모세관을 통과한 냉매를 기체 상태로 변환하여 주위의 잠열을 흡수하는 증발기로 구성된 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로를 제공한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 멀티형 에어컨의 냉매회로에서 전자식 팽창밸브 대신에, 저가격대이면서 간단한 구조를 갖는 모세관을 적용함에 의해, 복수의 실내기가 설치된 각 실내의 냉방운전 상태에 따라 그 모세관을 통해서 냉매회로를 흐르는 냉매의 유량을 적정하게 조절할 수 있도록 함에 따라, 별도의 유지보수가 필요없고, 저렴한 가격의 모세관에 의해서도 향상된 성능의 냉방능력을 보유할 수 있게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 냉매회로는 멀티형 에어컨으로서 단일의 실외기와 2곳의 실내에 각각 설치된 2개의 실내기가 단일한 실외기에 접속될 수 있도록 하되, 각 실내 공간의 크기가 상호 동일한 경우를 일예로 하여 설명하기로 한다.

동 도면에서, 본 발명의 냉매회로는 복수의 증발기(2a,2b; Evaporator)와, 4-방향 밸브(4; 4-Way Valve), 어큐물레이터(6; Accumulator), 압축기(8; Compressor), 필터(10), 응축기(12; Condenser), 팬모터(14), 냉각팬(16), 수액기(18; Dryer), 다수의 모세관(20a∼20e; Capillary Tube), 다수의 밸브(22a∼22d)로 구성된다.

상기 복수의 증발기(2a,2b)는 2곳의 실내에 각각 독립적으로 설치되고서, 상기 다수의 모세관(20a∼20e)과 밸브(22a∼22d)를 통과하는 액상의 냉매를 기체상태로 증발시켜서 실내의 증발 잠열을 빼앗아 감에 의해 냉방작용을 수행하기 위한 것이고, 상기 4-방향 밸브(4)는 냉방 또는 난방 동작시의 냉매의 흐름을 전환시키기 위한 것이다.

상기 압축기(8)는 상기 어큐물레이터(6)를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체상태로 변화시키기 위해 압력을 증가시키게 되고, 상기 응축기(12)는 실외기의 팬모터(14)에 의해 회전되는 냉각팬(16)을 통해서 잠열을 외부로 배출시키고 냉매를 기체 상태에서 액체 상태로 변화시키게 된다.

상기 다수의 모세관(20a∼20e) 중에 그 제 1 및 제 2모세관(20a,20b)은 상기 수액기(18)에 대해 상호 병렬로 접속되고, 그 제 3 및 제 4모세관(20c,20d)은 상기 다수의 밸브(22a∼22d) 중에 제 3모세관(20c)은 제 1밸브(22a)의 양단에 접속되며, 제 4모세관(20d)은 제 2밸브(22b)의 양단에 접속되는 한편, 제 5모세관(20e)은 제 1밸브(22a) 및 제 3밸브(22c)의 연결 부위와 제 2밸브(22b) 및 제 4밸브(22d)의 연결 부위 사이에 접속된다.

여기서, 상기 다수의 모세관(20a∼20e)은 2곳의 실내가 모두 냉방을 행하거나 어느 1곳의 실내만이 부분적으로 냉방작용을 행하도록 하기 위해, 상기 밸브(22a∼22d)의 개폐 상태에 따라 냉매 유량을 조절하여 수액기(18)를 통해 상기 응축기(4)로부터 액체 상태로 변환된 냉매를 팽창시키게 된다.

한편, 상기 다수의 모세관(20a∼20e)은 실내 공간의 크기에 따른 냉방능력으로부터 결정되는 냉매량에 의해 그 길이 및 내경이 결정되는 바, 해당 냉매회로의 총 냉매유량이 0.0333Kg/S 인 상태에서, 하나의 실내기로 공급되는 유량이 0.01427Kg/S 이고, 다른 실내기로 공급되는 유량이 0.01903Kg/S 인 경우에, 제 1모세관(20a)의 길이는 1미터(m), 제 2모세관(20b)의 길이는 0.5미터, 제 3모세관(20c)의 길이는 1.2미터, 제 4모세관(20d)의 길이는 0.9미터, 제 5모세관(20e)의 길이는 0.9미터로 제작하여 설치하도록 하고, 상기 다수의모세관(20a∼20e)에 대한 내경은 공통적으로 1.5밀리미터(mm)로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 냉매회로가 초기 구동될 경우에는 시스템의 안전성을 고려하여 다수의 밸브(22a∼22d)가 동시에 개폐되도록 함에 의해, 냉마의 원활한 흐름이 보장되면서 상기 압축기(8)의 안전을 도모하도록 되어 있다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 단일의 실외기에 대해 2곳의 실내에 각각 설치되어 있는 2개의 실내기가 접속되어 있는 상태에서, 각각의 실내기에 설치된 복수의 증발기(2a,2b)는 냉매를 기체 상태로 변화시키면서 각 실내의 주변 잠열을 빼앗아 냉방작용을 수행하게 된다.

그 상태에서, 상기 복수의 증발기(2a,2b)을 통과한 기체 상태의 냉매는 4-방향 밸브(4)와 어큐물레이터(6)를 거쳐서 압축기(8)에 의해 압축되고, 필터(10)와 4-방향 밸브(4)를 거쳐서 응축기(12)에 유입된다.

상기 응축기(12)는 팬모터(16)에 의해 회전 구동되는 냉각팬(16)을 통해서 잠열을 외부로 배출시키면서 상기 압축기(8)에 의해 고압으로 압축된 냉매를 액체 상태의 냉매로 변환하게 되고, 그 응축기(12)에 의해 액체 상태로 변환된 냉매는 수액기(18)를 통해서 다수의 모세관(20a∼20e)을 통과하게 된다.

상기 다수의 모세관(20a∼20e)은 2곳의 실내를 모두 냉방시키거나, 어느 한 곳의 실내만을 부분적으로 냉방시키고자 하는 조작에 따라 다수의 밸브(22a∼22d)가 차별적으로 개폐되는 동작에 의해 냉매의 유량을 조절할 수 있게 된다.

한편, 상기 다수의 모세관(20a∼20e)을 통과한 냉매는 상기 복수의 증발기(2a,2b)를 통과하면서 기체 상태의 냉매로 변환되어 냉방작용을 수행하게 된다.

다음에, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로의 구성을 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 구성과 실질적으로 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하면서, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2에 도시된 바에 따른 본 발명의 다른 실시예에서는 2곳의 실내에 각각 설치된 2개의 실내기에 단일의 실외기가 접속된 상태를 일예로 하여 설명하되, 각 실내 공간의 크기가 상호 다른 경우를 일예로 하여 설명하기로 한다.

동 도면에서, 본 발명의 다른 실시예에서는 압축기(8)의 전후단 사이에 냉매를 바이패스시키기 위한 모세관(24)과 밸브(26)로 이루어진 바이패스수단이 접속되는 바, 이러한 바이패스수단은 2곳의 실내 공간 중에서 큰 실내공간만을 냉방시키기 위해 단독 가동하는 경우와 작은 실내공간만을 냉방시키기 위해 단독 가동되는 경우에 각각의 유량 차이가 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 상기 모세관(24)과 밸브(26)로 이루어진 바이패스수단은 어느 한 곳의 실내공간만을 냉방시키기 위해 단독으로 구동되는 경우에 모든 냉매가 어느 하나의실내기에 과다하게 집중되면서 시스템에 과부하가 걸리게 되어 소비전력의 상승 및 압축기(8)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지하기 위해서, 상기 압축기(8)를 통과하는 냉매의 유량 중에서 약 20% 정도의 유량을 바이패스시키게 된다.

여기서, 상기 모세관(24)은 냉매회로를 통과하는 냉매의 유량이 0.0462Kg/S 인 경우에, 그 내경을 1밀리미터(mm)로 결정하는 한편, 그 길이를 1.2미터(m)로 결정하는 것이 바람직하다.

상기한 실시예를 갖는 본 발명은 그 실시양태에 구애받지 않고 그 요지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것이 가능함은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 멀티형 에어컨의 냉매회로에 팽창장치로서 기존의 전자 팰창밸브를 적용하지 않고 모세관을 채용함에 의해, 그 모세관의 내경 및 길이 차이에 의해서 발생되는 압력 강하에 의해서 냉매 유량이 조절될 수 있도록 함에 따라, 저가격대이면서 단순한 구조를 갖는 모세관을 채용하고서도 종래의 전자 팽창밸브와 동일한 성능 또는 향상된 성능의 냉방능력을 보유하는 것이 가능하고, 모세관의 간단한 구조에 의해 별도의 유지보수가 불필요하게 된다는 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하기 위해 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매의 흐름을 조절하는 4-방향 밸브, 상기 4-방향 밸브를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기, 상기 냉매를 기체 상태로 변환하여 주위의 잠열을 흡수하는 복수의 증발기로 구성되고서, 복수의 실내에 각각 설치된 복수의 실내기에 단일의 실외기가 접속된 멀티형 에어컨의 냉매회로에 있어서,

   상기 응축기와 복수의 증발기 사이에 설치되고서, 상기 응축기로부터의 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하는 다수의 모세관과,

   상기 다수의 모세관 사이에 각각 설치되고서, 상기 각 모세관을 통하는 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하기 위한 밸브동작을 수행하는 다수의 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로.
2. 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하기 위해 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매의 흐름을 조절하는 4-방향 밸브, 상기 4-방향 밸브를 통과한 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 변환하는 응축기, 상기 냉매를 기체 상태로 변환하여 주위의 잠열을 흡수하는 복수의 증발기로 구성되고서, 공간의 크기가 상호 다른 복수의 실내에 각각 설치된 실내기에 단일의 실외기가 접속된 멀티형 에어컨의 냉매회로에 있어서,

   상기 압축기의 전후단 사이에 설치되어 공간의 크기가 다른 실내의 선택적인 냉방운전 상태에 따라 밸브를 개폐 작동시킴에 의해, 냉매의 유량을 바이패스시켜서 조절하는 바이패스용 모세관과,

   상기 응축기와 복수의 증발기 사이에 설치되고서, 상기 응축기로부터의 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하는 다수의 모세관 및,

   상기 다수의 모세관 사이에 각각 설치되고서, 상기 각 모세관을 통하는 액체 상태의 냉매에 대한 유량을 조절하기 위한 밸브동작을 수행하는 다수의 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 모세관을 이용한 멀티형 에어컨의 냉매회로.