KR100803128B1 - 공기조화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제상운전 중에도 연속적인 난방운전이 가능한 공기조화 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 간단한 기구 변경만으로 에너지 효율 제고와, 제품의 신뢰성 확보를 이룰 수 있다.

공기조화, 실외유닛, 실내유닛, 공조유닛

Description

공기조화 시스템{air conditioning system}

도 1은 종래의 공기조화 시스템의 냉동사이클 구성의 일 예를 도시한 구성도

도 2는 종래의 공기조화 시스템의 냉동사이클 구성의 다른 일 예를 도시한 구성도

도 3a는 본 발명에 따른 공기조화 시스템을 나타낸 구성도

도 3b는 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 분기유닛의 구조를 나타낸 확대도

도 4는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우를 나타낸 구성도

도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우를 나타낸 구성도

도 6a는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 제상운전되는 경우를 나타낸 구성도

도 6b는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 임의의 n개의 실외유닛을 포함하는 경우의 분기유닛을 포함한 구성도

도 7a는 공조유닛의 구성을 나타낸 구성도

도 7b는 공조유닛의 공기 흐름을 도시한 구성도

도 8은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 공조유닛을 포함하는 경우를 나타낸 구성도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

240 : 실외유닛 241 : 압축기

242 : 실외열교환기 243 : 사방밸브

244 : 어큐뮬레이터 245 : 증발팬

246 : 실외팽창밸브 260 : 실내열교환기

262 : 실내열교환기 264 : 실내팽창밸브

270 : 냉매분배유닛 272 : 제1 냉매조절밸브

274 : 제2 냉매조절밸브 282 : 제1 냉매배관

284 : 제2 냉매배관 286 : 제3 냉매배관

290 : 분기유닛 292 : 개폐밸브

294 : 연결배관 296 : 보조밸브

301 : 공조유닛 316 : 공조열교환기

317 : 공조팽창밸브

본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제상운전 중에도 연속적인 난방운전이 가능한 공기조화 시스템에 관한 것이다.

상기 공기조화 시스템은 쾌적한 실내환경을 조성하기 위해 공기의 온도, 습도, 기류 및 청정도를 조절할 수 있도록 한 시스템으로서, 그 유니트의 구성에 따라 단일의 케이스 내에 실내기 및 실외기가 모두 수납되도록 구성되는 일체형 공기조화 시스템 그리고, 압축기 및 응축기를 포함하는 실외기와 증발기를 포함하는 실내기로 분리되도록 구성된 분리형 공기조화 시스템으로 대별된다.

공기조화 시스템 중에는 사방밸브를 구비하여 냉매의 유로를 절환함으로써, 냉방 및 난방 기능을 선택적으로 수행할 수 있도록 구성된 냉난방 겸용 공기조화 시스템이 있다.

최근에는 실내의 각 공간별로 냉방 또는 난방이 가능하도록 복수의 실내기를 구비한 소위 멀티형 공기조화 시스템이 이용되고 있다. 이러한 멀티형 공기조화 시스템은 실내기의 운전 대수에 따른 냉방 또는 난방 부하에 효과적으로 대응할 수 있도록 복수의 압축기를 구비하거나 복수의 실외기를 병렬로 연결하여 사용한다.

도 1은 종래의 공기조화 시스템의 냉동사이클 구성의 일 예를 도시한 구성도이다. 도시된 공기조화 시스템은, 복수의 실내기(11)와, 단일 실외기(21)로 구성된다. 각 실내기(11)는, 냉매가 열교환되는 실내열교환기(13)와, 냉매가 감압팽창되는 실내팽창장치(15)를 구비한다.

실외기(21)는, 냉매를 압축하는 압축기(23)와, 냉매가 열교환되는 실외열교환기(33)와, 압축기(23)의 토출측에 배치되어 냉매의 유로를 절환시키는 사방밸브(31)와, 압축기(23)의 흡입측에 연결되어 각 압축기(23)에 기체상태의 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터(35)를 포함하여 구성된다.

각 압축기(23)의 토출측에는 오일을 분리할 수 있도록 오일분리기(25)가 각각 구비되어 있으며, 각 오일분리기(25)의 유출측에는 체크밸브(27)가 각각 설치된다. 각 오일분리기(25)의 일측에는 분리된 오일이 각 압축기(23)의 흡입측으로 복귀될 수 있도록 오일복귀유로(29)가 각각 형성된다. 각 체크밸브(27)의 유출측은 상호 합류되어 있으며, 이 합류영역에는 사방밸브(31)의 유입측이 연결되어 있다.

사방밸브(31)의 일 유출측은 실외열교환기(33)와 연결되고, 다른 유출측은 어큐뮬레이터(35)의 흡입측과 상호 연통된다. 사방밸브(31)에는 실내기(11)와 연결되며 냉방시 냉매의 흐름방향에 대해 실내기(11)를 경유한 냉매가 유입되는 유입측 냉매관(43)이 연결되어 있다.

한편, 실외열교환기(33)의 유출측에는 냉매를 일시 수용하는 리시버(37)가 연결되어 있으며, 냉방시 냉매의 흐름방향을 따라 리시버(37)의 하류측에는 수분 제거를 위한 드라이어(39)가 구비되어 있다. 냉매의 흐름방향을 따라 드라이어(39)의 유출측에는 실내기(11)와 연결되는 유출측 냉매관(41)이 연결되어 있으며, 유출측 냉매관(41) 및 유입측 냉매관(43)에는 서비스밸브(45a,45b)가 각각 설치되어 있다.

도 2는 종래의 공기조화 시스템의 냉동사이클 구성의 다른 일 예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 공기조화 시스템은, 실내열교환기(13) 및 실내팽창장치(15)를 각각 구비한 복수의 실내기(11) 및 복수의 실외기(22a,22b)로 구성된다.

각 실외기(22a,22b)는, 냉매를 압축하는 압축기(23)와, 실외열교환기(33)와, 사방밸브(31) 및 어큐뮬레이터(35)를 포함하여 구성된다. 냉방운전 시, 냉매의 흐 름방향을 따라 각 실외기(22a,22b)의 유출측에는 각 실외열교환기(33)를 경유한 냉매가 서로 합류되어 유동할 수 있도록 제1 메인냉매배관(47)과 상호 연통되게 연결되어 있으며, 각 실외기(22a,22b)의 유입측은 실내기(11)를 경유한 냉매가 유동되는 제2 메인냉매배관(48)에 상호 연통되게 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 공기조화 시스템은, 실내기(11)가 난방운전을 수행할 경우, 이 과정에서 상기 실외열교환기(33)의 표면온도가 대기에 비하여 상대적으로 낮아진다. 이로 인하여, 상기 실외열교환기(33)의 표면에는 상대적으로 고온인 대기로부터 응축된 수분이 달라붙게 되고, 상기 수분은 실외열교환기(33) 표면의 낮은 온도로 인하여 결빙되어, 상기 실외열교환기(33) 표면에 착상된다.

이와 같은 실외열교환기(33) 표면의 수분 결빙은 시간이 지남에 따라 점점 두꺼워진다. 그러면, 상기 실외열교환기(33)를 통과하는 실외공기의 풍량이 감소하여, 상기 실외열교환기(33)에서의 냉매와 실외 공기와의 열교환 효율이 떨어진다. 따라서, 정기적으로 상기 실외열교환기(33)에 부착된 성에를 제거하는 제상운전이 필요하다.

그런데, 이러한 종래의 공기조화 시스템은, 난방운전시 복수 개의 실외기(22a,22b)중 어느 하나의 제상주기가 도래하면, 전 실외기(22a,22b) 및 전 실내기(11)의 난방 운전이 중단되고, 해당 실외기(22a,22b)의 제상운전이 실행된다.

제상운전을 위하여 난방운전이 중지되면, 실내 온도가 떨어지게 되고, 제상운전이 종료된 후, 다시 난방운전을 실시하여 떨어진 실내 온도를 원래의 온도로 회복시켜야 하므로, 난방효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 제상을 위한 잦은 사이클 변동은 공기조화 시스템의 신뢰성이 저하되는 결과를 초래할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제상운전 중에도 연속적인 난방운전이 가능한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일부는 냉방운전되는 동시에 나머지는 난방운전 가능하게 구비되는 복수 개의 실내유닛과, 상기 복수 개의 실내유닛과 연결되며, 상기 실내유닛이 냉방 또는 난방운전을 수행하는지에 따라 냉매가 흐르는 방향을 조절하도록 구비되는 적어도 하나의 냉매분배유닛 및, 상기 냉매분배유닛을 통하여 상기 복수 개의 실내유닛과 연결되며, 일부는 난방운전을 수행하여 상기 실내유닛의 연속적인 난방운전이 가능하게 하는 동시에 나머지는 상기 냉방운전되는 실내유닛으로부터 냉매를 공급받아 제상운전 가능하도록 구비되는 복수 개의 실외유닛;을 포함하는 공기조화 시스템을 제공한다.

상기 공기조화 시스템은 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛으로부터 배출되는 냉매와 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실외유닛으로 공급하기 위한 분기유닛을 더 포함한다.

상기 분기유닛은 상기 실외유닛과 상기 실내유닛을 연결하는 냉매배관을 개폐하는 개폐밸브와 상기 개폐밸브의 개폐에 상관없이 상기 실외유닛을 상호 연결시키는 연결배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 공기조화 시스템은 상기 실외유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로 안내하는 제1 냉매배관과, 상기 실외유닛과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛과 상기 실외유닛으로 안내하는 제2 냉매배관과, 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛으로 안내하는 제3 냉매배관을 더 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 분기유닛은 상기 제2 냉매배관이 상기 각 실외유닛으로 분기되는 지점에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 냉매분배유닛은 상기 제1 냉매배관의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브와, 상기 제3 냉매배관의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 상기 실내유닛측에 설치되며, 실외공기를 실내로 공급하고 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공조유닛은 상기 공조유닛에 설치되고, 상기 실외유닛과 연결되어 공조사이클을 이루며,실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 토출하기 위한 적어도 하나의 열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3a는 본 발명에 따른 공기조화 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 분기유닛의 구조를 나타낸 확대도이다.

이하, 상세한 설명 전반에 걸쳐, 알파벳 소문자가 붙는 도면부호들은 알파벳 소문자를 떼고 표시하는 경우, 그 구성요소를 대표하여 표시하는 것으로 약속하기로 한다. 예를 들어, 실외유닛(240)의 경우, 각각의 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 통칭한다. 한편, 알파벳 소문자가 붙는 경우에는 각각 특정의 실외유닛(240a, 240b, 240c)을 지칭하는 것은 물론이다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은, 일부는 냉방운전되는 동시에 나머지는 난방운전 가능하게 구비되는 복수 개의 실내유닛(260)과, 상기 복수 개의 실내유닛(260)과 연결되며, 상기 실내유닛(260)이 냉방 또는 난방운전을 수행하는지에 따라 냉매가 흐르는 방향을 조절하도록 구비되는 적어도 하나의 냉매분배유닛(270) 및, 상기 냉매분배유닛(270)을 통하여 상기 복수 개의 실내유닛(260)과 연결되며, 일부는 난방운전을 수행하여 상기 실내유닛(260)의 연속적인 난방운전이 가능하게 하는 동시에 나머지는 상기 냉방운전되는 실내유닛(260)으로부터 냉매를 공급받아 제상운전 가능하도록 구비되는 복수 개의 실외유닛(240)을 포함하여 이루어진다.

상기 실내유닛(260)은 실내열교환기(262) 및 상기 실내열교환기(262)와 냉매배관으로 연결되는 실내팽창밸브(264)를 포함한다. 여기서 상기 실내팽창밸브(264) 로는 전자팽창밸브(EEV:electronic expansion valve)가 사용될 수 있다. 상기 전자팽창밸브는 증발기의 냉매유량을 전자제어장치에 의하여 조절하는 밸브이다. 전자팽창밸브는 특히, 운전시간이 길고 부하변동이 클 경우에 적용됨으로써 에너지 사용을 절감시킬 수 있으므로, 근래에 많이 사용되고 있다.

상기 실내유닛(260)은, 일부는 냉방운전되는 동시에 나머지는 난방운전 가능하게 구비되는데, 이를 위해 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 냉매분배유닛(270)을 구비한다.

상기 냉매분배유닛(270)은, 상기 복수 개의 실내유닛(260)과 연결되며, 상기 실내유닛(260)이 냉방 또는 난방운전을 수행하는지에 따라 냉매가 흐르는 방향을 조절하도록 구비된다. 상기 냉매분배유닛(270)의 상세한 구성은 후술하기로 한다.

한편, 상기 냉매분배유닛(270)을 통하여 상기 복수 개의 실내유닛(260)과 연결되며, 일부는 난방운전을 수행하여 상기 실내유닛(260)의 연속적인 난방운전이 가능하게 하는 동시에, 나머지는 상기 냉방운전되는 실내유닛(260)으로부터 냉매를 공급받아 제상운전 가능하도록 구비되는 복수 개의 실외유닛(240)이 구비된다.

상기 실외유닛(240)은 냉매를 압축하는 복수의 압축기(241)와, 냉매가 열교환되는 복수의 실외열교환기(242)와, 압축기(241)의 토출측에 배치되어 냉매의 유로를 절환하는 사방밸브(243)와, 압축기(241)의 흡입측에 연결되어 압축기(241)에 기체상태의 냉매가 제공되도록 하는 어큐뮬레이터(243) 등을 포함하여 구성된다.

상기 사방밸브(243)는 상기 실외유닛(240)이 난방운전되느냐, 냉방운전되느냐에 따라 냉매의 흐름 방향을 절환시킨다. 상기 사방밸브(243)는, 상기 실외유 닛(240)이 난방운전되는 경우에는, 상기 압축기(241)에서 토출된 냉매를 실외유닛(240) 밖으로 흘러나가도록 안내하고, 냉방운전되는 경우에는 압축기(241)에서 토출된 냉매를 상기 실외열교환기(242)로 흐르도록 안내한다.

즉, 상기 실외유닛(240)이 난방운전되는 경우, 상기 실외열교환기(242)는 증발기의 역할을 수행하며, 상기 실외열교환기(242)에서 증발된 냉매는 압축기(241)로 유입되어 다시 압축되도록 유로가 형성된다. 한편, 상기 실외유닛(240)이 냉방운전되는 경우, 상기 실외열교환기(242)는 응축기의 역할을 수행하며, 상기 압축기(241)에서 토출된 냉매는 상기 실외열교환기(242)에서 응축된다. 이와 같이, 상기 사방밸브(243)의 절환에 의하여 상기 냉매가 흐르는 유로가 결정되며, 상기 실외유닛(240), 더 나아가 상기 공기조화 시스템의 운전상태가 결정된다.

상기 실외열교환기(242)의 부근에는 증발팬(245)이 구비되어 상기 실외열교환기(242)가 증발기의 역할을 수행하는 경우 냉매의 기화를 돕는다.

상기 실외열교환기(242)의 압축기(241) 반대측 배관상에는 실외팽창밸브(246)가 구비된다. 상기 실외팽창밸브(246)로는 전자팽창밸브가 사용되는 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 냉매배관 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 실외유닛(240)의 압축기(241)로부터 토출되는 냉매를 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로 안내하는 제1 냉매배관(282)이 구비된다.

상기 제1 냉매배관(282)은 압축기(241)의 출구단과 연결되며, 상기 실외유 닛(240)을 빠져나와 상기 냉매분배유닛(270) 내부를 통과한다. 상기 제1 냉매배관(282)은 상기 냉매분배유닛(270) 내부에서 분지되는데, 분지된 제1 냉매배관(282)은 각각 실내유닛(260)들과 연결된다.

이와 같이 구성된 상기 제1 냉매배관(282)은 압축기(241)로부터 토출되는 고온, 고압의 기상 냉매를 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로 안내한다.

한편, 상기 실외유닛(240)과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로 안내하는 제2 냉매배관(284)이 구비된다.

상기 제2 냉매배관(284)은 상기 실외유닛(240)의 실외팽창밸브(246)와 연결되며, 상기 실외유닛(240)을 빠져나와 상기 냉매분배유닛(270) 내부를 통과한다. 상기 제2 냉매배관(284)은 상기 냉매분배유닛(270) 내부에서 분지되는데, 분지된 제2 냉매배관(284)은 각각 상기 실내유닛(260)들과 연결된다.

이와 같이 구성된 상기 제2 냉매배관(284)은, 상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우, 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 빠져나온 냉매 중 일부를 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로 안내하고, 일부는 상기 실외유닛(240)의 실외팽창밸브(246)쪽으로 안내한다.

여기서, 난방주체운전은 상기 사방밸브(243)의 절환에 의하여 압축기(241)에서 토출된 냉매가 실외유닛(240) 내부의 실외열교환기(242)를 거치지 않고 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)쪽으로 냉매가 유동하도록 운전되는 경우를 말한다. 반대로, 냉방주체운전은 상기 사방밸브(243)의 절환에 의하여 압축기(241)에서 토 출된 냉매가 실외유닛(240) 내부의 실외열교환기(242)를 거친 후, 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)쪽으로 냉매가 유동하도록 운전되는 경우를 말한다. 결국, 상기 실외유닛(240)의 운전상태에 따라서 난방주체운전인지 냉방주체운전인지가 결정된다.

또한, 상기 실외유닛(240)이 난방주체운전 또는 냉방주체운전될지 여부는 상기 실내유닛(260) 중에 난방으로 운전되는 실내유닛(260)들의 용량이 큰지, 아니면, 냉방으로 운전되는 실내유닛(260)들의 용량이 큰지에 따라 정해진다. 즉, 난방부하를 많이 필요로 하는지, 아니면, 냉방부하를 많이 필요로 하는지에 따라 난방주체운전 또는 냉방주체운전 여부가 결정된다.

상기 제2 냉매배관(284)은, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우에는, 상기 압축기(241)에서 토출되어 상기 실외열교환기(242)를 통과하며 응축된 냉매를 냉방운전을 하는 실내유닛(260)쪽으로 안내한다. 물론, 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)쪽으로 안내하는 역할도 수행한다.

한편, 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(240)으로 안내하는 제3 냉매배관(286)이 더 구비된다.

상기 제3 냉매배관(286)은 상기 실외유닛(240)의 압축기(241) 입구단에 연결된다. 그리고, 상기 제3 냉매배관(286)은 상기 냉매분배유닛(270) 내부에서 분지되며, 상기 분지된 제3 냉매배관(286)이 상기 실내유닛(260)의 실내열교환기(262)와 각각 연결된다. 엄밀히 말해, 상기 분지된 제3 냉매배관(286)은 상기 냉매분배유 닛(270) 내부에서 상기 분지된 제1 냉매배관(282)과 하나로 합쳐져 상기 실내열교환기(262)와 연결된다.

이와 같이 구성된 제3 냉매배관(286)은 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛(240)으로 안내한다. 구체적으로, 상기 제3 냉매배관(286)을 통해 실외유닛(240)으로 안내된 기상 냉매는 상기 어큐뮬레이터(244)를 거쳐 압축기(241)로 유입되어 압축된다.

전술한 바와 같이, 상기 제1 냉매배관(282), 제2 냉매배관(284), 제3 냉매배관(286)은 상기 냉매분배유닛(270)의 내부를 통과하는데, 상기 냉매분배유닛(270) 내부에서 분지되어 상기 실내유닛(260)의 실내열교환기(262) 또는 실내팽창밸브(264)와 각각 연결된다.

여기서, 상기 냉매분배유닛(270)은 상기 실내유닛(260) 중 일부가 냉방운전을 수행하는 동시에 나머지가 난방운전가능하도록 냉매가 흐르는 방향을 조절하며, 일측은 상기 실외유닛(240)과 연결되고, 타측은 상기 실내유닛(260)과 연결된다.

즉, 상기 냉매분배유닛(270)은 상기 실외유닛(240)과 실내유닛(260)을 상호연결하는 냉매배관 상에서 상기 냉매배관의 개폐를 조절하도록 구비된다.

이때, 상기 냉매분배유닛(270)은 상기 제1 냉매배관(282)의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브(272)와, 상기 제3 냉매배관(286)의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브(274)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제1 냉매조절밸브(272)와 제2 냉매조절밸브(274)는 상기 제1 냉매배관(282)과 제3 냉매배관(286)을 개폐하는 on/off 밸브로 이루어지는 것이 바 람직하다. 상기 제1 냉매조절밸브(272)와 제2 냉매조절밸브(274)는 상기 분지된 제1 냉매배관(282)와 제3 냉매배관(286) 상에 복수 개가 설치된다.

전술한 바와 같이, 상기 제1 냉매배관(282) 및 제3 냉매배관(286)은 상기 냉매분배유닛(270) 내부에서 합쳐져 상기 실내유닛(260)의 실내열교환기(262)와 연결되는데, 상기 제1 냉매조절밸브(272)와 제2 냉매조절밸브(274)의 개폐에 따라 상기 실내유닛(260)을 통과하는 냉매의 흐름 방향이 바뀐다.

예를 들어, 상기 실내유닛(260)에 연결되는 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272)가 열리고, 제3 냉매배관(286)상의 제2 냉매조절밸브(274)가 닫히면, 상기 실내유닛(260)은, 제1 냉매배관(282)을 통해 압축기(241)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매가 상기 실내열교환기(262)를 통과하며 응축되므로, 난방운전을 수행한다.

반대로, 상기 제1 냉매조절밸브(272)가 닫히고, 제2 냉매조절밸브(274)가 열리면, 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매가 제2 냉매배관(284)을 통해 유입되어 상기 실내열교환기(262)에서 증발되므로, 상기 실내유닛(260)은 냉방운전을 수행한다. 물론 여기서, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우에는, 상기 실외유닛(240)의 실외열교환기(242)를 통과하여 흘러나오는 냉매도 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 실내열교환기(262)로 유입되어 증발된다.

한편, 상기 제1 냉매조절밸브(272)와 제2 냉매조절밸브(274)의 개폐와 상기 공기조화 시스템의 전반적인 기능을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 구비된다. 상 기 제어부는 사용자가 각 공조공간을 난방 또는 냉방하도록 선택하는 경우, 그에 대응되게 상기 제1 냉매조절밸브(272)와 제2 냉매조절밸브(274)를 개폐하도록 상기 냉매분배유닛(270)을 제어한다.

여기서, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(240)으로부터 배출되는 냉매와 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실외유닛(240)으로 공급하기 위한 분기유닛(290)을 더 포함한다.

즉, 상기 분기유닛(290)은 공기조화 시스템이 제상운전될 때, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260)으로부터 배출되는 냉매를 난방주체운전되는 실외유닛(240)으로 안내할 뿐만 아니라, 제상운전을 수행하는 실외유닛(240)으로부터 배출되는 냉매를 실내유닛(260)으로 보내지 않고, 난방운전되는 실외유닛(240)으로 안내하도록 구비된다.

이를 위해, 상기 분기유닛(290)은 상기 실외유닛(240)과 상기 실내유닛(260)을 연결하는 냉매배관을 개폐하는 개폐밸브(292)와 상기 개폐밸브(292)의 개폐에 상관없이 상기 실외유닛을 상호 연결시키는 연결배관(294)을 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 분기유닛(290)은 상기 제2 냉매배관(284)이 상기 각 실외유닛(240)으로 분기되는 지점에 설치된다. 따라서, 도 3b에서 보듯이, 상기 개폐밸브(292)는 상기 실외유닛(240)으로 분기되는 제2 냉매배관(284)상에 각각 설치되고, 상기 연결배관(294)은 상기 개폐밸브(292)의 개폐에 상관없이 상기 실외유 닛(240)을 상호 연결시키도록 구성된다.

상기 개폐밸브(292)는 on/off 밸브로 이루어져, 상기 제2 냉매배관(284)을 개폐할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 난방주체운전이나, 냉방주체운전 시, 상기 연결배관(294)이 상기 제2 냉매배관(284)을 상호 연결함으로써, 냉매의 유동압력을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위해, 상기 연결배관(294) 상에 보조밸브(296)가 더 구비될 수 있다. 상기 보조밸브(296) 또한, 상기 개폐밸브(292)와 마찬가지로 on/off 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 사용자가 각 공조공간의 난방 또는 냉방 여부를 결정하여 이를 시스템상에 입력하면, 상기 제어부는 전체 시스템에 필요한 난방부하와 냉방부하의 양을 결정하고 이를 비교한다. 즉, 상기 제어부는 냉방운전될 실내유닛(260)의 용량비율과 난방운전될 실내유닛(260)의 용량비율의 대소를 비교하여, 난방부하가 크면 난방주체운전을, 냉방부하가 크면 냉방주체운전을 하도록 결정한다.

그리고, 상기 실외유닛(240) 내부의 압축기(241)가 운전됨으로써, 상기 공기조화 시스템이 가동된다.

상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우부터 살펴본다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 난방주체운전되는 경우를 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 공기조화 시스템이 난방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 사방밸브(243)를 절환하여 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 실외유닛(240)으로 들어오는 냉매가 상기 실외팽창밸브(246)와 상기 실외열교환기(242)를 거쳐 압축기(241)로 유입되도록 유로를 형성한다.

여기서, 전자팽창밸브로 구성된 상기 실외팽창밸브(246)는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 제어된다. 상기 실외팽창밸브(246)를 거치며 팽창된 냉매는 상기 실외열교환기(242)에서 열교환되면서 증발되고, 상기 냉매는 압축기(241) 입구단에 연결된 어큐뮬레이터(244)에 흘러들어와 일시 저장된다. 상기 어큐뮬레이터(244)는 압축기(241)로 유입되는 냉매의 양을 조절하는 역할과 함께, 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 역할도 수행한다.

그 후, 상기 냉매는 압축기(241)로 유입되며, 압축되어 토출된다. 상기 압축기(241)에서 토출된 냉매는 상기 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 냉매분배유닛(270) 내부로 안내된다.

한편, 상기 제어부는 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흘러가도록 상기 냉매분배유닛(270) 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(272)를 개방한다. 도 4에서와 같이 6 개의 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)이 난방운전되도록 결정된 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(272)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 난방운전되는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)의 실내열교환기(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)를 통과하며 응축되고, 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)은 난방운 전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(274)는 폐쇄되어야 할 것이다.

이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 실내열교환기(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)와 연결된 실내팽창밸브(264a, 264b, 264d, 264e, 264g, 264h)는 전개되는 것이 바람직하다. 이는 상기 실내열교환기(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)를 통과한 냉매가 바로 팽창되면 압력이 낮아져, 상기 냉매가 실외유닛(240) 또는 냉방운전되는 실내유닛(260)으로 유동하기가 힘들기 때문이다.

이렇게, 상기 실내유닛(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동한다. 이때, 상기 냉매 중 일부는 냉방운전되도록 결정된 실내유닛(260)으로 유입된다. 그리고, 나머지는 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 실외유닛(240)으로 회수된다.

이때, 냉매가 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 실외유닛(240)으로 회수되는 경우, 상기 제2 냉매배관(284)이 분기되는 지점에 설치된 분기유닛(290) 상에 개폐밸브(292)는 모두 개방된 상태이다. 따라서, 상기 냉매는 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 각각의 실외유닛(240a, 240b, 240c)으로 안내된다.

여기서, 상기 연결배관(294)에 보조밸브(296, 도 3 참조)가 구비되는 경우, 냉매의 유동압력을 떨어지는 것을 방지하기 위해, 상기 보조밸브(296, 도 3 참조)는 폐쇄된다.

한편, 냉방운전되는 실내유닛(260c, 260f, 260i)과 연결되는 제3 냉매배 관(186)상의 제2 냉매조절밸브(274)는 개방되고, 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272)는 폐쇄된다. 그러면, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로부터 흘러나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 냉방운전되는 실내유닛(260c, 260f, 260i)으로 유동한다. 상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)으로 흘러가는 냉매는 상기 실내팽창밸브(264c, 264f, 264i)를 통과하며 팽창된 후, 상기 실내열교환기(262c, 262f, 262i)에서 증발된다. 이렇게 해서, 상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)은 냉방운전된다.

상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매조절밸브(274)가 개방되어 있으므로 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(240)으로 안내된다. 구체적으로, 상기 냉매는 상기 어큐뮬레이터(244)를 거쳐 상기 압축기로 유입된다.

상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우를 살펴본다.

도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 냉방주체운전되는 경우를 나타낸 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 공기조화 시스템이 냉방주체운전되면, 상기 제어부는 상기 사방밸브(243)를 절환하여 상기 압축기(241)에서 토출되는 냉매가 제1 냉매배관(282)과 제2 냉매배관(284)을 통하여 흘러나가도록 유로를 형성한다. 즉, 상기 압축기(241)에서 토출된 냉매는 압축기(241) 토출단에서 분기되어, 일부는 실외열교환기(242)를 거쳐 제2 냉매배관(284)으로 흘러가고, 나머지는 제1 냉매배관(282)으로 흘러간다.

상기 실외열교환기(242)쪽으로 유동하는 냉매는 실외열교환기(242)를 통과하며 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 실외팽창밸브(246)를 지나 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 냉매분배유닛(270) 내부로 안내된다. 이 경우, 상기 실외팽창밸브(246)는 전개된 상태이다.

이때, 상기 제2 냉매배관(284)이 분기되는 지점에 설치된 분기유닛(290) 상에 개폐밸브(292)는 모두 개방된 상태이다. 따라서, 상기 냉매는 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 각각의 냉매분배유닛(270a, 270b, 270c)으로 안내된다.

여기서, 상기 연결배관(294)에 보조밸브(296, 도 3 참조)가 구비되는 경우, 냉매의 유동압력을 떨어지는 것을 방지하기 위해, 상기 보조밸브(296, 도 3 참조)는 폐쇄된다.

상기 제어부는 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(274)는 개방하고, 제1 냉매조절밸브(272)는 폐쇄하도록 상기 냉매분배유닛(270)을 제어한다. 도 5에서처럼 6 개의 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)이 냉방운전을 수행하도록 결정된 경우, 그들과 연결된 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272)는 폐쇄되고, 제3 냉매배관(186)상의 제2 냉매조절밸브(274)는 개방된다.

그러면, 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동하는 냉매는 냉방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로 흘러간다.

상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로 흘러가는 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)의 실내팽창밸브(264a, 264b, 264d, 264e, 264g, 264h)로 안내된다. 이때, 상기 실내팽창밸브(264a, 264b, 264d, 264e, 264g, 264h)는 상기 냉매를 팽창시키도록 제어된다. 상기 팽창된 냉매는 상기 실내열교환기(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)에서 증발하면서 주위의 열을 흡수하므로, 상기 실내열교환기(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)는 냉원으로서의 역할을 수행한다. 상기 증발된 냉매는 제2 냉매조절밸브(274)가 개방되어 있는 제3 냉매배관(186)으로 흐르게 되고, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(240)으로 안내된다.

이렇게 실외유닛(240)으로 안내된 냉매는 어큐뮬레이터(244)를 거쳐 압축기(241)로 유입되어 다시 압축된다.

한편, 상기 제1 냉매배관(282)을 통하여 유동하는 냉매는 상기 냉매분배유닛(270) 내부로 안내된다. 이때, 상기 제어부는, 냉매가 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흐르게 하기 위하여, 상기 냉매분배유닛(270)이 그 내부의 해당되는 실내유닛(260)과 연결된 제1 냉매조절밸브(272)를 개방하도록 제어한다.

도 5에서와 같이, 3 개의 실내유닛(260c, 260f, 260i)이 난방운전되는 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(272)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 난방운전되는 실내유닛(260c, 260f, 260i)의 실내열교환기(262c, 262f, 262i)를 통과하며 응축되고, 상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 해당하는 제2 냉매조절밸브(274)는 폐쇄되어야 할 것이다.

이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 실내열교환기(262c, 262f, 262i)와 연결 된 실내팽창밸브(264c, 264f, 264i)는 전술한 바와 같이, 전개되는 것이 바람직하다.

이렇게, 난방운전을 수행하는 실내유닛(260c, 260f, 260i)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동한다. 상기 냉매는 냉방운전을 수행하는 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로 유입되어 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)이 냉방운전을 수행하도록 증발된 후, 제3 냉매배관(186)을 통해 실외유닛(240)으로 회수된다.

상기 공기조화 시스템이 제상운전되는 경우를 살펴본다.

도 6a는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 제상운전되는 경우를 나타낸 구성도이고, 도 6b는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 임의의 n개의 실외유닛을 포함하는 경우의 분기유닛을 포함한 구성도이다.

전술한 바와 같이, 실외유닛(240)이 난방주체운전되는 경우, 상기 실외열교환기(242)는 증발기의 역할을 수행하므로, 그 표면온도가 대기에 비하여 상대적으로 낮아진다. 이로 인하여, 상기 실외열교환기(242)의 표면에는 상대적으로 고온인 대기로부터 응축된 수분이 달라붙게 되고, 상기 수분은 실외열교환기(242) 표면의 낮은 온도로 인하여 결빙되어, 상기 실외열교환기(242) 표면에 착상된다.

이와 같은 실외열교환기(242) 표면의 수분 결빙은 시간이 지남에 따라 점점 두꺼워진다. 그러면, 상기 실외열교환기(242)를 통과하는 실외공기의 풍량이 감소하여, 상기 실외열교환기(242)에서의 냉매와 실외 공기와의 열교환 효율이 떨어진다. 따라서, 정기적으로 상기 실외열교환기(242)에 부착된 성에를 제거하는 제상운 전이 필요하다.

도 6a와 도 6b를 참조하면, 먼저 제어부는, 각 실외유닛(240)의 실외열교환기(242)에 설치된 온도센서(미도시)에 의해 측정된 온도가 미리 설정된 온도보다 낮아지면, 상기 공기조화 시스템의 제상운전을 실시한다. 물론, 온도에 따른 제상운전뿐만 아니라, 난방주체운전을 실시하고 일정 시간이 경과한 경우, 각 실외유닛(240)이 차례대로 제상운전을 실시하도록 구성될 수 있다.

본 실시 예에서는 3 개의 실외유닛(240) 중에, 가운데 실외유닛(240b)이 제상운전되는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 제상운전되는 실외유닛(240b) 외의 다른 실외유닛(240a, 240c)들은 난방주체운전을 수행한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 사방밸브(243a, 243c)를 절환하여 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 상기 실외유닛(240a, 240c)으로 들어오는 냉매가 상기 실외팽창밸브(246a, 246c)와 상기 실외열교환기(242a, 242c)를 거쳐 압축기(241a, 241c)로 유입되도록 유로를 형성한다.

여기서, 전자팽창밸브로 구성된 상기 실외팽창밸브(246a, 246c)는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 제어된다. 상기 실외팽창밸브(246a, 246c)를 거치며 팽창된 냉매는 상기 실외열교환기(242a, 242c)에서 열교환되면서 증발되고, 상기 냉매는 압축기(241a, 241c) 입구단에 연결된 어큐뮬레이터(244a, 244c)에 흘러들어와 일시 저장된다.

그 후, 상기 냉매는 압축기(241a, 241c)로 유입되며, 압축되어 토출된다. 상기 압축기(241a, 241c)에서 토출된 냉매는 상기 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 냉매분배유닛(270) 내부로 안내된다.

한편, 상기 제어부는 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흘러가도록 상기 냉매분배유닛(270) 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(272)를 개방한다. 도 6a에서와 같이 6 개의 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)이 난방운전되도록 결정된 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(272)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(282)을 통하여 상기 난방운전되는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)의 실내열교환기(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)를 통과하며 응축되고, 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(186)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(274)는 폐쇄되어야 할 것이다.

이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 실내열교환기(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)와 연결된 실내팽창밸브(264a, 264b, 264d, 264e, 264g, 264h)는 전개되는 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 실내유닛(262a, 262b, 262d, 262e, 262g, 262h)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 유동한다. 이때, 상기 냉매 중 일부는 냉방운전되도록 결정된 실내유닛(260c, 260f, 260i)으로 유입된다. 그리고, 나머지는 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 실외유닛(240)으로 회수된다.

이때, 상기 제어부는 상기 제2 냉매배관(284)이 분기되는 지점에 설치된 분기유닛(290) 상에 제상운전을 수행하는 실외유닛(240b)과 연결되는 개폐밸브(292b) 는 폐쇄한다.

상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(240b)의 실외열교환기(242b)는 압축기(241b)에서 토출된 냉매가 유입되어 응축작용을 수행하여야 하므로, 상기 제2 냉매배관(284)으로부터 냉매가 유입되어서는 안 된다. 따라서, 상기 개폐밸브(292b)가 폐쇄되는 것이다.

한편, 상기 제어부는 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(240a, 240c)과 연결되는 제2 냉매배관(284) 상에 구비된 개폐밸브(292a, 292c)는 개방하며, 상기 제2 냉매배관(284)으로 유동하는 냉매는 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(240a, 240c)으로 흘러간다.

한편, 냉방운전되는 실내유닛(260c, 260f, 260i)과 연결되는 제3 냉매배관(186)상의 제2 냉매조절밸브(274)는 개방되고, 제1 냉매배관(282)상의 제1 냉매조절밸브(272)는 폐쇄된다. 그러면, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로부터 흘러나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통하여 상기 냉방운전되는 실내유닛(260c, 260f, 260i)으로 유동한다. 상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)으로 흘러가는 냉매는 상기 실내팽창밸브(264c, 264f, 264i)를 통과하며 팽창된 후, 상기 실내열교환기(262c, 262f, 262i)에서 증발된다. 이렇게 해서, 상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)은 냉방운전된다.

상기 실내유닛(260c, 260f, 260i)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매조절밸브(274)가 개방되어 있으므로 제3 냉매배관(186)을 통하여 상기 실외유닛(240)으로 안내된다. 구체적으로, 상기 냉매는 상기 어큐뮬레이터(244)를 거쳐 상기 압축 기(241)로 유입된다.

한편, 상기 제3 냉매배관(286)을 통해 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(240b)으로 유입되는 냉매는 어큐뮬레이터(243b)를 거쳐 압축기(241b)에서 고온, 고압으로 압축된다. 상기 압축기(241)에서 토출된 냉매는 압축기(241b) 토출단에서 분기되어, 일부는 상기 제1 냉매배관(282)을 통해 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛(260a, 260b, 260d, 260e, 260g, 260h)으로 안내되고, 나머지는 상기 실외열교환기(242b)로 유입되어 응축작용을 한다. 그럼으로써, 상기 실외열교환기(242b)에 부착된 성에를 제거한다.

상기 실외열교환기(242b)를 빠져나온 냉매는 상기 분기유닛(290)으로 안내된다. 상기 실외유닛(240b)과 연결된 제2 냉매배관(284) 상의 개폐밸브(292b)는 폐쇄되어 있으므로, 상기 냉매는 연결배관(294)을 통해 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(240a, 240c)으로 안내된다.

여기서, 상기 연결배관(294)에 보조밸브(296, 도 3 참조)가 구비되는 경우에는, 상기 제어부는 상기 보조밸브(296, 도 3 참조)를 개방한다.

상기 연결배관(294)을 통해 안내되는 냉매는 상기 제2 냉매배관(284)을 통해 실내유닛(260)으로 부터 흘러나온 냉매와 함께 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(240a, 240c)으로 안내된다. 이후의 냉매의 순환은 상기에서 설명한 바와 같다.

이와 같이, 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 의하면, 실외유닛(240)의 제상운전이 필요한 경우, 난방운전을 종료할 필요 없이 연속적인 난방운전을 수행하 면서 제상운전을 수행할 수 있다.

한편, 제어부는 온도센서가 측정한 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(240b)의 실외열교환기의 온도가 일정 온도보다 높아지면 공기조화 시스템의 제상운전을 중지하고, 다시 난방주체운전을 수행한다.

여기서는 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 3 개의 실외유닛(240)으로 구성되는 실시 예에 대하여 설명하였다. 하지만 상기 실외유닛(240)은 필요한 공조부하에 따라 3 개보다 더 구비될 수 있으며, 도 6b에서 볼 수 있듯이, 임의의 n 개의 실외유닛(240)이 구비될 수 있다.

그러면, 상기 분기유닛(290)도 그에 따라서, 개수가 더 늘어나는 것이 바람직하다. 구체적으로 n 개의 실외유닛(240)이 구비되는 때에는, 상기 분기유닛(290)은 상기 실외유닛(240) 사이마다 구비되어야 하며, 그 개수는 n-2 개가 될 것이다. 상기 분기유닛(290)이 상기 제2 냉매배관(284)이 각 실외유닛(240)으로 분기되는 지점에 구비되어야 함은 물론이다.

이하에서, 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 다른 실시 예에 관해서 설명한다.

도 7a는 공조유닛의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 7b는 공조유닛의 공기 흐름을 도시한 구성도이며, 도 8은 본 발명에 따른 공기조화 시스템이 공조유닛을 포함하는 경우를 나타낸 구성도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 상기 실내유닛(260)측에 설치되며, 실외공기(O.A.)를 실내로 공급하고 실내공기(R.A.)를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛(301)을 더 포함한다.

상기 공조유닛(AHU:air handling unit)(301)은 실외공기(O.A.)를 실내로 공급하고 실내공기(R.A.)를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 장치이다. 상기 공조유닛은 냉원(cooling source) 또는 열원(heating source)을 이용하여 공기를 가열시키거나 냉각시켜, 필요한 공조공간에 덕트를 통하여 송풍한다.

상기 냉원과 열원으로는 냉, 온수 코일을 조합하여, 냉방 시에는 코일에 냉동기의 냉수를, 난방 시에는 보일러의 증기나 온수를 보내는 방식도 이용되지만, 최근에는 냉각 사이클을 이루는 열교환기가 장착되어 사용되는 추세이다.

본 발명에 따른 공기조화 시스템은 상기 공조유닛(301)에 설치되고, 상기 실외유닛(240)과 연결되어 공조사이클을 이루며,실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 토출하기 위한 적어도 하나의 공조열교환기(316)를 더 포함한다.

뿐만 아니라, 상기 공조유닛(301)은 여과 기능을 이용한 공기청정과, 실내 상태에 따른 가습과, 감습 기능을 더 갖추어, 실내 공간을 쾌적한 환경으로 만드는 역할을 수행한다. 즉, 상기 공조유닛(301)은 실내로 공급되는 공기를 정화, 냉각 및 감습, 가열 및 가습할 수 있도록 구성되며, 이렇게 실내 공간의 상태에 맞게 변화된 공기는 송풍기에 의해 각 실내로 송풍된다.

공조에 사용된 공기는 다시 공조유닛으로 되돌아와 환기를 위해 일정부분 외기와 혼합되며, 다시금 냉각/가열되어 사용된다.

구체적으로, 상기 공조유닛(301)은 실내공기(R.A.:room air)의 순환을 위해 설치되는 순환팬(312), 실내로 공급되는 공기(S.A.:supply air)를 정화하기 위한 여과장치(314), 상기 공기를 가열 또는 냉각시키기 위한 공조열교환기(316), 상기 공기의 가습 또는 감습을 위한 습도조절장치(318) 및, 실내 공간으로 공기를 공급하기 위한 송풍팬(320)을 포함하여 구성된다.

상기 공조유닛(301) 일측에는 실외공기(O.A.:outdoor air)가 공조유닛(301) 내부로 흡입되기 위한 실외공기 흡입구(332)가 구비된다. 그리고, 실내공기(R.A.)를 순환시키기 위한 실내공기 흡입구(334), 상기 순환되는 공기의 일부가 실외로 배출되기 위한 배기구(336), 실내로 공기를 공급하기 위한 송풍구(338) 등도 함께 구비된다.

상기 실외공기 흡입구(332), 실내공기 흡입구(334), 배기구(336) 및, 송풍구(338)는 각각 공기가 진행할 수 있는 유로를 형성하는 덕트(미도시)와 연결되며, 상기 덕트는 실내 또는 실외와 연통되도록 구비된다. 이에 의해, 공기가 실외 또는 실내로부터 흡입되고 다시 실외 또는 실내로 배출된다.

상기 공조열교환기(316)에는 상기 공조열교환기(316)와 연결되는 공조팽창밸브(317)가 제공되며, 상기 공조열교환기(316)와 공조팽창밸브(317)가 실외유닛(340)과 연결되어 냉각사이클을 구성한다. 여기서, 상기 압축기(340), 실외열교환기(342), 공조팽창밸브(317), 공조열교환기(316)를 거치는 냉매의 순환방향을 절환시킴으로써, 상기 공조열교환기(316)는 냉원 또는 열원으로서의 역할을 수행한다.

이와 같이 구성된 공조유닛(301)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기 공조유닛(301)이 가동되면, 상기 순환팬(312)과 상기 송풍팬(320)이 회전하여 공기를 유동시킨다. 구체적으로 상기 송풍팬(320)이 구동됨으로써, 흡입력이 제공되어 실외로부터 상기 실외공기 흡입구(332)를 통하여 실외공기(O.A.)가 유입된다.

한편, 상기 순환팬(312)이 구동됨으로써, 실내 공간으로부터 상기 실내공기 흡입구(334)를 통하여 실내공기(R.A.)가 흡입되어 순환된다. 상기 흡입된 실내공기(R.A.)의 일부는 배기(E.A.:exhaust air)로서 상기 배기구(336)를 통하여 배출된다. 그리고, 그 나머지는 유입된 실외공기(O.A.)와 혼합되며, 상기 송풍팬(320)에 의하여 상기 여과장치(314)와 공조열교환기(316) 및, 습도조절장치(318) 등을 거쳐 상기 송풍구(338)를 통해 실내 공간으로 공급된다. 즉, 실내공기(R.A.)가 순환되면서 일부가 외부로 배출되고, 신선한 실외공기(O.A.)가 새롭게 공급되어 환기 기능이 수행되는 것이다.

여기서, 상기 실내 공간으로 공급되는 공기(S.A.)는 상기 여과장치(314)에 의해 정화되고, 상기 공조열교환기(316)를 지나며 가열 또는 냉각되며, 상기 습도조절장치(318)에 의해 원하는 습도를 갖도록 조절되어 실내 공간으로 공급된다. 이와 같이, 상기 공조유닛(301)은 실내로 공급되는 공기(S.A.)가 사용자가 원하는 상태로 변화되어 실내 공간으로 공급되도록 함으로써, 실내의 공기조화를 수행한다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 실내유닛(260)측에 공조유닛(301)을 더 포함한다. 상기 공조유닛(301)은 실내유닛(260)과 마찬가지로 냉매분배유닛(270)을 통하여 상기 실외유닛(240)과 연결된다. 상기 공조유닛(301) 내 부에는 상기 실외유닛(240)과 연결되어 공조사이클을 이루는 공조열교환기(316)와 공조팽창밸브(317)가 구비된다. 나머지 구성은 상기에서 설명한 실시 예에서의 구성과 같으므로 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 예에 따른 공기조화 시스템이 난방주체운전 또는 냉방주체운전되는 경우의 구성과 냉매의 흐름은 상기에서 설명한 실시 예에서와 같으므로 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 공기조화 시스템이 제상운전되는 경우를 설명한다.

상기 제어부는, 각 실외유닛(340)의 실외열교환기(342)에 설치된 온도센서(미도시)가 측정한 온도가 미리 설정된 온도보다 낮아지면, 상기 공기조화 시스템의 제상운전을 실시한다.

본 실시 예에 있어서도, 상기 3 개의 실외유닛(340) 중에, 가운데 실외유닛(340b)이 제상운전되는 경우를 예로 들어 설명한다.

상기 제상운전되는 실외유닛(340b) 외의 다른 실외유닛(340a, 340c)들은 난방주체운전을 수행한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 사방밸브(343a, 343c)를 절환하여 상기 제2 냉매배관(384)을 통해 상기 실외유닛(340a, 340c)으로 들어오는 냉매가 상기 실외팽창밸브(346a, 346c)와 상기 실외열교환기(342a, 342c)를 거쳐 압축기(341a, 341c)로 유입되도록 유로를 형성한다.

여기서, 전자팽창밸브로 구성된 상기 실외팽창밸브(346a, 346c)는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 제어된다. 상기 실외팽창밸브(346a, 346c)를 거치며 팽창된 냉매는 상기 실외열교환기(342a, 342c)에서 열교환되면서 증발되고, 상기 냉매는 압축기(341a, 341c) 입구단에 연결된 어큐뮬레이터(344a, 344c)에 흘러들어와 일시 저 장된다.

그 후, 상기 냉매는 압축기(341a, 341c)로 유입되며, 압축되어 토출된다. 상기 압축기(341a, 341c)에서 토출된 냉매는 상기 제1 냉매배관(382)을 통하여 상기 냉매분배유닛(370) 내부로 안내된다.

한편, 상기 제어부는 사용자가 난방을 하도록 선택한 공간으로 흘러가도록 상기 냉매분배유닛(370) 내부의 해당되는 제1 냉매조절밸브(372)를 개방한다. 도 8에서와 같이 공조유닛(301)과 3 개의 실내유닛(360a, 360c, 360e)이 난방운전되도록 결정된 경우, 각 해당하는 제1 냉매조절밸브(372)가 개방된다. 그러면, 상기 냉매는 제1 냉매배관(382)을 통하여 상기 난방운전되는 공조유닛(301)의 공조열교환기(316)와 실내유닛(360a, 360c, 360e)의 실내열교환기(362a, 362c, 362e)를 통과하며 응축되고, 상기 공조유닛(301)과 실내유닛(360a, 360c, 360e)은 난방운전된다. 물론, 상기 제3 냉매배관(386)을 통하여 냉매가 역류되는 것을 방지하기 위하여 상기 실내유닛(360a, 360c, 360e)과 연결되는 제2 냉매조절밸브(374)는 폐쇄되어야 할 것이다.

이때, 전자팽창밸브로 구성된, 상기 공조유닛(301) 및 실내열교환기(360a, 360c, 360e)와 연결된 공조팽창밸브(317) 및 실내팽창밸브(364a, 364c, 364e)는 전개되는 것이 바람직하다.

이렇게, 상기 공조유닛(301)과 실내유닛(360a, 360c, 360e)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(384)을 통하여 유동한다. 이때, 상기 냉매 중 일부는 냉방운전되도록 결정된 실내유닛(360b, 360d, 360f)으로 유입된다. 그리고, 나머지는 상 기 제2 냉매배관(384)을 통해 실외유닛(340)으로 회수된다.

이때, 상기 제어부는 상기 제2 냉매배관(384)이 분기되는 지점에 설치된 분기유닛(390) 상에 제상운전을 수행하는 실외유닛(340b)과 연결되는 개폐밸브(392b)는 폐쇄한다.

상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(340b)의 실외열교환기(346b)는 압축기(341b)에서 토출된 냉매가 유입되어 응축작용을 수행하여야 하므로, 상기 제2 냉매배관(384)으로부터 냉매가 유입되어서는 안 된다. 따라서, 상기 개폐밸브(392b)가 폐쇄되는 것이다.

한편, 상기 제어부는 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(340a, 340c)과 연결되는 제2 냉매배관(384) 상에 구비된 개폐밸브(392a, 392c)는 개방하며, 상기 제2 냉매배관(384)으로 유동하는 냉매는 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(340a, 340c)으로 흘러간다.

한편, 냉방운전되는 실내유닛(260b, 260d, 260f)과 연결되는 제3 냉매배관(386)상의 제2 냉매조절밸브(374)는 개방되고, 제1 냉매배관(382)상의 제1 냉매조절밸브(372)는 폐쇄된다. 그러면, 상기 난방운전을 수행하는 공조유닛(301)과 실내유닛(360a, 360c, 360e)으로부터 흘러나온 냉매는 상기 제2 냉매배관(384)을 통하여 상기 냉방운전되는 실내유닛(360b, 360d, 360f)으로 유동한다. 상기 실내유닛(360b, 360d, 360f)으로 흘러가는 냉매는 상기 실내팽창밸브(364b, 364d, 364f)를 통과하며 팽창된 후, 상기 실내열교환기(362b, 362d, 362f)에서 증발된다. 이렇게 해서, 상기 실내유닛(360b, 360d, 360f)은 냉방운전된다.

상기 실내유닛(360b, 360d, 360f)을 빠져나온 냉매는 상기 제2 냉매조절밸브(374)가 개방되어 있으므로 제3 냉매배관(386)을 통하여 상기 실외유닛(340)으로 안내된다. 구체적으로, 상기 냉매는 상기 어큐뮬레이터(344)를 거쳐 상기 압축기(341)로 유입된다.

한편, 상기 제3 냉매배관(386)을 통해 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(340b)으로 유입되는 냉매는 어큐뮬레이터(344b)를 거쳐 압축기(341b)에서 고온, 고압으로 압축된다. 상기 압축기(341b)에서 토출된 냉매는 압축기(341b) 토출단에서 분기되어, 일부는 상기 제1 냉매배관(382)을 통해 상기 난방운전을 수행하는 공조유닛(301)과 실내유닛(360a, 360c, 360e)으로 안내되고, 나머지는 상기 실외열교환기(342b)로 유입되어 응축작용을 한다. 그럼으로써, 상기 실외열교환기(342b)에 부착된 성에를 제거한다.

상기 실외열교환기(342b)를 빠져나온 냉매는 상기 분기유닛(390)으로 안내된다. 상기 실외유닛(340b)과 연결된 제2 냉매배관(384) 상의 개폐밸브(392b)는 폐쇄되어 있으므로, 상기 냉매는 연결배관(394)을 통해 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(340a, 340c)으로 안내된다.

여기서, 상기 연결배관(394)에 보조밸브(296, 도 3 참조)가 구비되는 경우에는, 상기 제어부는 상기 보조밸브(296, 도 3 참조)를 개방한다.

상기 연결배관(394)을 통해 안내되는 냉매는 상기 제2 냉매배관(384)을 통해 실내유닛(360)으로 부터 흘러나온 냉매와 함께 상기 난방주체운전을 수행하는 실외유닛(340a, 340c)으로 안내된다. 이후의 냉매의 순환은 상기에서 설명한 바와 같 다.

이와 같이, 본 발명에 따른 공기조화 시스템에 의하면, 실외유닛(340)의 제상운전이 필요한 경우, 난방운전을 종료할 필요 없이 연속적인 난방운전을 수행하면서 제상운전을 수행할 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 온도센서가 측정한 상기 제상운전을 수행하는 실외유닛(340b)의 실외열교환기(342b)의 온도가 일정 온도보다 높아지면, 공기조화 시스템의 제상운전을 중지하고, 다시 난방주체운전을 수행한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

본 발명에 따른 공기조화 시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 실외유닛의 제상운전 중에도 연속적인 난방운전이 가능하다.

둘째, 제상운전을 위해 난방운전을 종료하지 않아도 되므로, 실내온도를 일정하게 유지할 수 있어 에너지 효율이 증가한다.

셋째, 공기조화 시스템의 사이클 변동이 크지 않으므로, 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있다.

넷째, 분기유닛을 제외한 추가적인 기구 변경 없이 기존 냉난방 동시형 공기 조화 시스템이 적용 가능한 장점이 있다.

Claims (10)

1. 일부는 냉방운전되는 동시에 나머지는 난방운전 가능하게 구비되는 복수 개의 실내유닛;

   상기 복수 개의 실내유닛과 연결되며, 상기 실내유닛이 냉방 또는 난방운전을 수행하는지에 따라 냉매가 흐르는 방향을 조절하도록 구비되는 적어도 하나의 냉매분배유닛; 및

   상기 냉매분배유닛을 통하여 상기 복수 개의 실내유닛과 연결되며, 일부는 난방운전을 수행하여 상기 실내유닛의 연속적인 난방운전이 가능하게 하는 동시에, 나머지는 상기 냉방운전되는 실내유닛으로부터 냉매를 공급받아 제상운전 가능하도록 구비되는 복수 개의 실외유닛;을 포함하는 공기조화 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제상운전을 수행하는 실외유닛으로부터 배출되는 냉매와 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실외유닛으로 공급하기 위한 분기유닛을 더 포함하는 공기조화 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 분기유닛은 상기 실외유닛과 상기 실내유닛을 연결하는 냉매배관을 개폐하는 개폐밸브와 상기 개폐밸브의 개폐에 상관없이 상기 실외유닛을 상호 연결시 키는 연결배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 실외유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로 안내하는 제1 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 실외유닛과 연결되며, 상기 난방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛과 상기 실외유닛으로 안내하는 제2 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 냉방운전을 수행하는 실내유닛으로부터 배출되는 냉매를 상기 실외유닛으로 안내하는 제3 냉매배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 분기유닛은 상기 제2 냉매배관이 상기 각 실외유닛으로 분기되는 지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 냉매분배유닛은 상기 제1 냉매배관의 개폐를 조절하는 제1 냉매조절밸브와, 상기 제3 냉매배관의 개폐를 조절하는 제2 냉매조절밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 실내유닛측에 설치되며, 실외공기를 실내로 공급하고 실내공기를 배기 또는 순환시켜 실내공간의 공기조화를 수행하는 적어도 하나의 공조유닛을 더 포함하는 공기조화 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 공조유닛에 설치되고, 상기 실외유닛과 연결되어 공조사이클을 이루며,실내로 공급되는 공기를 열교환시켜 토출하기 위한 적어도 하나의 열교환기를 더 포함하는 공기조화 시스템.

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