KR100504902B1 - 복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법 - Google Patents

복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복수의 실외기를 구비한 공기조화기는, 압축기와, 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기와; 상기 각 실외기의 냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 냉매의 유출측 및 유입측 유로를 각각 개폐하도록 배치되는 제1밸브 및 제2밸브와; 상기 복수의 실외기중 일부가 운전되는 부분 부하 운전시 비 운전 실외기를 소정 시간 동안 냉방 운전으로 구동되도록 제어함과 동시에 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로가 차단되도록 상기 제1밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 부분 부하 운전시 운전되는 실외기로 과도하게 냉매가 유입되는 것을 억제할 수 있어 성능 및 효율을 향상시킬 수 있으며 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법{AIR CONDITIONER WITH OUT DOOR UNITS AND REFRIGERANT CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은, 복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 부분 부하 운전시 운전되는 실외기로 냉매가 과도하게 유입되는 것을 억제하여 효율 및 성능을 제고시킬 수 있도록 한 복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있도록 한 장치로서, 그 유니트의 구성에 따라 단일의 케이스내에 실내기 및 실외기를 모두 수납되도록 구성되는 일체형 공기조화기와 압축기 및 응축기를 실외기로 하고 증발기를 실내기로 분리되도록 구성한 분리형 공기조화기로 대별된다.
공기조화기중 일부는 사방밸브를 구비하여 냉매의 유로를 절환함으로써 냉방 및 난방 기능을 선택적으로 수행할 수 있도록 한 냉난방 겸용 공기조화기가 있다.
최근에는 실내의 각 공간별로 냉방 또는 난방이 가능하도록 복수의 실내기를 구비한 소위 멀티형 공기조화기가 이용되고 있으며, 이러한 멀티형 공기조화기는 실내기의 운전 대수에 따른 냉방 또는 난방 부하에 효과적으로 대응할 수 있게 복수의 압축기를 구비하거나 복수의 실외기를 서로 병렬로 연결하여 사용되고 있다.
도 1은 종래의 공기조화기의 실외기의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 공기조화기는, 서로 병렬로 연결되는 복수의 실외기(11a,11b) 및 도시 않은 복수의 실내기를 구비하고 있다. 각 실외기(11a,11b)는, 냉매를 압축하는 복수의 압축기(13)와, 냉매가 열교환되는 실외열교환기(21)와, 냉매의 유로를 절환하는 사방밸브(19)와, 각 압축기(13)에 기체상태의 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터(17)를 각각 구비하고 있다.
각 압축기(13)의 토출측에는 오일을 분리하는 오일분리기(14) 및 역류를 방지하는 체크밸브(15)가 각각 구비되어 있으며, 냉매의 흐름방향을 따라 체크밸브(15)의 하류영역에는 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 사방밸브(19)가 설치되어 있다.
사방밸브(19)에는 실외열교환기(21)와, 어큐뮬레이터(17) 및 실내기로 연결되는 냉매관(20)의 각 일단이 각각 결합되어 있으며, 냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 실외열교환기(21)의 유출측에는 리시버(23) 및 드라이어(25)가 각각 구비되어 있다. 실내기로 연결되는 냉매관(20) 및 드라이어(25)의 일측에는 각 실외기(11a,11b)의 서비스밸브(27)가 각각 구비되어 있으며, 각 실외기(11a,11b)는 메인냉매관(29)에 의해 서로 연통되게 연결되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 공기조화기에 있어서는, 실내기중 일부가 운전되는 부분 부하 운전시 실외기(11a,11b)중 일부만이 운전되는 경우, 운전되지 아니하는 실외기측 냉매가 부하에 대응되어 운전되는 실외기로 과도하게 유입되어 고압 증가와, 효율 및 성능 저하가 발생될 뿐만 아니라 전반적으로 내구성을 저하시키는 등 악영향을 초래하게 된다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여, 각 실외기(11a,11b)의 리시버(23) 및 어큐뮬레이터(17)의 용량을 증대시켜 리시버(23) 및 어큐뮬레이터(17)에 유입된 냉매의 일부가 저장되도록 하고 있어 리시버(23) 및/또는 어큐뮬레이터(17)의 크기가 증가하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 부분 부하 운전시 운전되는 실외기로 과도하게 냉매가 유입되는 것을 억제할 수 있는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기 및 그의 냉매제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기와, 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기와; 상기 각 실외기의 냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 냉매의 유출측 및 유입측 유로를 각각 개폐하도록 배치되는 제1밸브 및 제2밸브와; 상기 복수의 실외기중 일부가 운전되는 부분 부하 운전시 비 운전 실외기를 소정 시간 동안 냉방 운전으로 구동되도록 제어함과 동시에 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로가 차단되도록 상기 제1밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 부분 부하 운전시 부분 부하에 대응되게 운전되는 부하운전실외기의 고압측 및 저압측 압력을 각각 검출하는 고압측 압력센서 및 저압측 압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 부분 부하 운전시 상기 부하운전실외기의 고압측 압력센서 및 저압측 압력센서의 검출결과에 기초하여 상기 비부하운전 실외기의 유입측 유로가 차단되도록 상기 제2밸브를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 부하운전실외기의 운전 종료후, 상기 비부하운전 실외기의 유출측 및 유입측 및 유로가 개방되도록 상기 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 것이 효과적이다.
상기 각 실외기의 압축기의 토출측에는 유로를 절환할 수 있도록 설치되는 사방밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 압축기와, 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법에 있어서, 상기 복수의 실외기중 일부가 운전되는 부분 부하운전시, 비부하운전 실외기의 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실외열교환기로 유동되도록 함과 아울러 상기 실외열교환기를 경유한 냉매가 유출되지 않도록 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로를 차단하여 소정 시간 동안 상기 비부하운전 실외기를 구동하는 단계와; 상기 부분 부하운전시 운전되는 부하운전실외기의 고압측 및 저압측 압력을 검출하는 단계와; 상기 압력 검출 결과에 기초하여 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법이 제공된다.
여기서, 상기 부분 부하 운전시, 상기 부하운전실외기의 운전 종료 후, 상기 비부하운전 실외기의 유출측 및 유입측 유로를 개방하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 실외기의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 제어블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 복수의 실외기를 구비한 공기조화기는, 압축기(13) 및 실외열교환기(21)를 각각 구비한 복수의 실외기(11a,11b)와, 냉방 운전시 냉매의 흐름방향을 따라 각 실외기(11a,11b)의 유출측 및 유입측 냉매 유로를 개폐할 수 있도록 배치되는 제1개폐밸브(45) 및 제2개폐밸브(47)와, 일부의 실외기(11a,11b)만 운전되는 부분 부하 운전시, 운전되지 아니하는 비부하운전 실외기(11a,11b)의 냉매 유출이 차단되도록 제1개폐밸브(45)를 제어함과 아울러 비부하운전 실외기(11a,11b)를 소정 시간 동안 구동되도록 제어하는 제어부(51)를 포함하여 구성되어 있다.
각 실외기(11a,11b)는, 복수의 압축기(13)와, 실외열교환기(21)와, 각 압축기(13)의 토출측에 배치되어 냉매의 유로를 절환하는 사방밸브(19)와, 각 압축기(13)에 기체상태의 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터(17)를 구비하고 있다. 각 압축기(13)의 토출측 및 유입측에는 고압 및 저압을 각각 검출할 수 있도록 고압측 압력센서(41) 및 저압측 압력센서(43)가 각각 구비되어 있다.
냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 실외열교환기(21)의 유출측 냉매관에는 리시버(23) 및 드라이어(25)가 각각 구비되어 있으며, 드라이어(25)의 일측 및 사방밸브(19)에 일측이 연결된 냉매관(20)에는 서비스밸브(27)가 각각 구비되어 있다.
냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 각 서비스밸브의 상류 및 하류영역에는 각 실외기(11a,11b)의 냉방 운전시 냉매의 유출 및 유입을 차단할 수 있도록 제1개폐밸브(45) 및 제2개폐밸브(47)가 각각 구비되어 있다.
한편, 제어프로그램이 내장된 마이컴 등의 형태로 구현되는 제어부(51)에는 부분 부하 운전시, 비부하운전 실외기(11a,11b)의 냉매를 제어하고, 부하운전 실외기(11a,11b)의 고압 및 저압을 각각 검출하고 그 검출결과에 기초하여 냉매의 유량을 제어할 수 있도록 고압측 압력센서(41) 및 저압측 압력센서(43)와, 각 실외기(11a,11b)의 각 압축기(13)가 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 장치적 특성을 가지는 본 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제어부(51)는 복수의 실외기(11a,11b)중 운전되지 아니하는 비부하운전 실외기(11a,11b)가 있는 지 여부를 판단하고(S10), 비부하운전 실외기(11a,11b)를 냉방운전시킴과 아울러 비부하운전 실외기(11a,11b)로부터 냉매가 유출되지 아니하도록 제1개폐밸브(45)를 제어하여 유출측 유로가 차단되게 한다(S20). 이에 따라, 비부하운전 실외기(11a,11b)에는 실내기와 연결되는 냉매관(20)을 통해 냉매가 유입되고, 유입된 냉매는 사방밸브(19) 및 어큐뮬레이터(17)를 경유하여 각 압축기(13)로 흡입된다. 각 압축기(13)에서 압축된 냉매는 사방밸브(19)를 경유하여 실외열교환기(21)의 내부에 압축 저장된다.
제어부(51)는 부하에 대응하여 운전되는 부하운전 실외기(11a,11b)의 고압측 압력센서(41) 및 저압측 압력센서(43)를 제어하여 고압 및 저압이 각각 검출되도록 하고(S30), 검출된 고압 및 저압이 적절한가를 판단한다(S40). 적절하다고 판단되면 비부하운전 실외기(11a,11b)의 제2개폐밸브(47)를 차단하고 비부하운전 실외기(11a,11b)의 각 압축기(13)의 구동을 중지시킨다(S50).
한편, 소정 시간이 경과되어 부하운전 실외기(11a,11b)의 운전이 종료되면(S60), 제어부(51)는 비부하운전 실외기(11a,11b)의 제1개폐밸브(45) 및 제2개폐밸브(47)를 제어하여 유출측 및 유입측 유로가 각각 개방되도록 한다(S70).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 압축기 및 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기와, 각 실외기의 냉방운전시 냉매의 흐름방향을 따라 유출측 및 유입측에 각각 유로를 개폐할 수 있도록 배치되는 제1밸브 및 제2밸브와, 일부 실외기가 운전되는 부분 부하 운전시, 운전되지 아니하는 비부하운전 실외기를 냉방운전모드로 운전시킴과 아울러 유출측 유로가 차단되게 제1개폐밸브를 제어하는 제어부를 마련하고 부분 부하 운전시 비부하운전 실외기에 냉매가 압축 저장되도록 함으로써 부하운전 실외기에 냉매가 과도하게 유입되는 것을 억제할 수 있어 냉/난방 성능 및 압축 효율을 향상시킬 수 있고 기기의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 복수의 실외기 및 그의 냉매제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 리시버 및 어큐뮬레이터의 크기를 줄일 수 있어 콤팩트한 구성이 가능하다.
도 1은 종래의 공기조화기의 실외기의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 실외기의 구성을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 제어블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11a,11b : 실외기 13 : 압축기
19 : 사방밸브 21 : 실외열교환기
41 : 고압측 압력센서 43 : 저압측 압력센서
45 : 제1개폐밸브 47 : 제2개폐밸브
51 : 제어부

Claims (6)

  1. 압축기와, 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기와; 상기 각 실외기의 냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 냉매의 유출측 및 유입측 유로를 각각 개폐하도록 배치되는 제1밸브 및 제2밸브와; 상기 복수의 실외기중 일부가 운전되는 부분 부하 운전시 비 운전 실외기를 소정 시간 동안 냉방 운전으로 구동되도록 제어함과 동시에 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로가 차단되도록 상기 제1밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부분 부하 운전시 부분 부하에 대응되게 운전되는 부하운전실외기의 고압측 및 저압측 압력을 각각 검출하는 고압측 압력센서 및 저압측 압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 부분 부하 운전시 상기 부하운전실외기의 고압측 압력센서 및 저압측 압력센서의 검출결과에 기초하여 상기 비부하운전 실외기의 유입측 유로가 차단되도록 상기 제2밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 부하운전실외기의 운전 종료후, 상기 비부하운전 실외기의 유출측 및 유입측 및 유로가 개방되도록 상기 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 실외기의 압축기의 토출측에는 유로를 절환할 수 있도록 설치되는 사방밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기.
  5. 압축기와, 실외열교환기를 각각 구비한 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법에 있어서,
    상기 복수의 실외기중 일부가 운전되는 부분 부하운전시, 비부하운전 실외기의 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실외열교환기로 유동되도록 함과 아울러 상기 실외열교환기를 경유한 냉매가 유출되지 않도록 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로를 차단하여 소정 시간 동안 상기 비부하운전 실외기를 구동하는 단계와;
    상기 부분 부하운전시 운전되는 부하운전실외기의 고압측 및 저압측 압력을 검출하는 단계와;
    상기 압력 검출 결과에 기초하여 상기 비부하운전 실외기의 유출측 유로를 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부분 부하 운전시, 상기 부하운전실외기의 운전 종료 후, 상기 비부하운전 실외기의 유출측 및 유입측 유로를 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 실외기를 구비한 공기조화기의 냉매제어방법.
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