KR102399237B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 토출배관; 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 흡입배관; 상기 전열부 및 후열부가 구비되며, 상기 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기; 및 상기 토출배관으로부터 상기 흡입배관으로 연장되는 바이패스 배관을 포함한다. 이에 의하면, 상기 바이패스 배관으로 고에너지 냉매가 증발기의 출구측에 유입되어 후열부의 제상운전 과정에서 요구되는 증발열량을 보충할 수 있기 때문에, 상기 후열부는 연속적으로 증발기로 작동할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 {Air conditioner and the method controlling the same}
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방 할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다.
공기조화기가 냉방운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
반면에, 공기조화기가 난방운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 이와 같은 열교환기에 있어서, 냉매의 유동방향은 냉방 및 난방운전시 반대로 형성된다.
상기 난방운전에서, 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매는 열을 흡입하여 증발하므로 상기 실외 열교환기의 표면 온도가 낮아지게 된다. 이에 의하면, 상기 실외 열교환기의 표면에는 서리가 착상하게 되어 열교환 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 공기조화기는 상기 난방운전에서 실외 열교환기 표면의 서리를 제거하기 위한 제상운전을 수행한다.
종래의 제상운전은 난방운전 중 냉매의 순환을 역으로 하여 실외 열교환기가 응축기 기능을 수행하도록 함으로써 서리를 제거한다. 결국, 상기 종래의 제상운전은, 실내 난방이 중단되기 때문에 실내 온도를 저하시키는 문제가 발생하고, 제상운전 종료 후 재차 난방운전을 위한 공기의 재가열 시간이 길게 소요되는 문제가 있다.
상술한 문제점으로 인하여, 난방운전 중 제상운전을 수행하면서도 실내 난방이 연속적으로 수행될 수 있는 공기조화기의 필요성이 대두되고 있다.
이와 관련한 선행문헌 정보는 아래와 같다.
1. 공개번호 (공개일자): 10-2013-0039582 (2013년 04월 22일)
발명의 명칭: 공기조화기 및 공기조화기의 제상방법
상기 선행문헌에서는, 난방운전 중 실외 열교환기의 전열부를 응축기로 작동시켜 제상을 수행하고, 실외 열교환기의 후열부를 증발기로 유지시킴으로써 실내 난방을 유지하는 실시예가 공개된다.
그러나, 상기 선행문헌은 아래와 같은 문제점이 있다.
실외 열교환기의 전열부를 제상(응축기)하는 경우에만 실외 열교환기의 후열부를 증발기로 유지할 수 있는 단점이 있다. 즉, 난방운전을 유지하는 제상운전은 상기 전열부를 제상하는 경우에 한정된다.
결국, 상기 후열부를 제상하기 위해서는 필수적으로 냉방 사이클로 전환하여 상기 전열부 및 후열부 전체를 응축기로 작동(‘냉방 제상’)시켜야 하는 문제가 있다.
상기 후열부 제상을 위한 상기 냉방 제상은 실질적으로 냉방운전으로 전환되는 것이기 때문에, 난방운전을 연속적으로 유지하기 어려운 문제가 있다. 즉, 상기 냉방 제상이 수행되는 경우, 상기 실외 열교환기 전체가 응축기로 작동하게 되므로 실내 온도가 감소되는 문제가 발생한다. 결국, 냉방 제상이 끝난 후 재차 실내 공기를 가열하기 위해 많은 시간이 소요되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은, 제상운전을 수행함과 동시에 난방운전을 수행할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 제상운전을 수행하는 경우 난방운전을 연속적으로 유지하기 어려운 문제를 해결할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제상운전시 난방 능력의 감소를 최소화할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제상운전이 수행된 이후 실내 공기를 가열하기 위해 상대적으로 긴 시간을 소비하는 문제를 해결할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 응축기를 통과하는 냉매의 특성과 증발기를 통과하는 냉매의 특성을 고려하여 최적의 성능을 실현할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 토출측에 연결되는 토출배관; 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 흡입배관; 상기 전열부 및 후열부가 구비되며, 상기 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기; 및 상기 토출배관으로부터 상기 흡입배관으로 연장되는 바이패스 배관을 포함한다. 이에 의하면, 상기 바이패스 배관으로 고에너지 냉매가 증발기의 출구측에 유입되어 후열부의 제상운전 과정에서 요구되는 증발열량을 보충할 수 있기 때문에, 상기 후열부는 연속적으로 증발기로 작동할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 전열부 및 후열부의 착상여부를 감지하는 온도센서; 및 상기 온도센서의 감지 결과를 기초로 제어를 수행하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 바이패스 배관에 설치되는 핫가스 밸브를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 후열부가 착상된 경우 상기 핫가스 밸브를 개방(open)하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 후열부가 착상된 경우 상기 압축기의 운전 주파수를 상승시키는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 후열부의 제상과정에서 부족한 증발열량과 냉매유량을 보충할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 전열부의 유출포트와 상기 후열부의 유입포트를 연결하는 직렬배관; 및 상기 직렬배관에 설치되는 제 1 밸브를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 후열부가 착상된 경우 상기 후열부의 증발온도가 설정온도만큼 상승되도록 상기 제 1 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 상기 후열부의 증발온도가 서리의 어는점보다 높게 형성될 수 있어서 후열부 표면의 온도를 상승시킬 수 있다. 결국, 후열부의 서리를 제거할 수 있다.
또한, 상기 흡입배관은, 증발된 냉매를 어큐물레이터로 가이드하는 제 1 흡입배관; 및 상기 어큐물레이터로부터 상기 압축기의 흡입측으로 연장되는 제 2 흡입배관을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 냉매와 실내 공기를 열교환하는 실내 열교환기; 상기 실내 열교환기로부터 상기 전열부의 유입포트로 연장되는 연결배관; 및 상기 연결배관으로부터 분지되어 상기 후열부의 유입포트로 연장되는 분지배관을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 토출배관 및 흡입배관이 연결되며, 냉매의 유동방향을 전환해주는 유동전환부; 상기 전열부의 유출포트로부터 상기 유동전환부로 연장되는 전열배관; 상기 전열배관으로부터 분지되어 상기 후열부의 유출포트로 연장되는 후열배관; 및 상기 전열배관에 설치되는 제 2 밸브를 더 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 제어방법은, 압축기, 전열부 및 후열부를 구비하는 실외 열교환기 및 팽창밸브를 포함하는 공기조화기에 있어서, 난방운전여부를 판단하는 단계; 상기 전열부의 착상여부를 판단하는 단계; 상기 전열부가 착상된 경우, 상기 전열부 유출포트와 상기 후열부의 유입포트를 연결하는 직렬배관에 설치된 제 1 밸브가 개방되는 단계; 상기 후열부의 착상여부를 판단하는 단계; 상기 후열부가 착상된 경우, 상기 제 1 밸브를 통과하는 냉매의 압력을 미리 설정된 압력까지 팽창시키는 단계; 및 상기 압축기의 토출측으로부터 분지되는 바이패스 배관에 의해 압축 냉매가 상기 압축기의 흡입측으로 바이패스되는 단계를 포함하며, 상기 미리 설정된 압력은, 상기 후열부의 증발온도를 상승시키는 압력인 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 상기 후열부는 연속적으로 증발기로 작동할 수 있으므로 실내에 난방을 연속적으로 제공할 수 있다.
또한, 후열부의 증발온도는, 서리의 어는점보다 높은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 제어방법은, 상기 후열부가 착상된 경우, 상기 압축기는 운전 주파수를 상승시키는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기 제어방법은, 후열부의 제상 완료여부를 판단하는 단계; 및 상기 전열부 및 후열부의 제상이 완료된 경우, 난방운전으로 복귀하는 단계를 더 포함하고, 상기 난방운전으로 복귀하는 단계는, 상기 제 1 밸브 및 상기 바이패스 배관에 설치된 핫가스 밸브를 폐쇄하고, 상기 전열부의 출구측에 설치된 제 2 밸브를 개방하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 실외 열교환기를 통과하는 냉매는, 난방운전에서 전열부 및 후열부를 병렬로 통과할 수 있으며, 제상운전 및 냉방운전에서 전열부 및 후열부를 직렬로 통과할 수 있다.
본 발명을 따르면, 전열부 및 후열부 전체가 응축기로 작동하여 제상운전을 수행하지 않기 때문에, 제상운전 중에도 난방운전을 연속적으로 수행할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 실내에 지속적으로 따뜻한 공기를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제상운전에 따른 난방능력 감소를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 실내 난방을 연속적으로 유지시킬 수 있기 때문에, 제상운전이 수행된 후 실내 공기를 재가열 하기 위한 소비시간을 단축시킬 수 있다,
본 발명에 따르면, 냉, 난방운전에 따라 실외 열교환기를 통과하는 냉매의 유동 경로를 달리하는 가변 패스가 가능하기 때문에, 응축기 또는 증발기의 작동에 따른 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제상운전시 응축 기능을 수행하는 어느 일 열 교환부(전열부)를 통과함으로써 발생되는 따뜻한 공기가 증발 기능을 수행하는 다른 일 열 교환부(후열부)로 제공되어 열 에너지로 활용될 수 있는 장점이 있다. 이에 의하면, 증발 기능을 수행하는 열 교환부의 착상 발생량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 제상운전을 통하여 실외 열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어부를 나타내는 블록도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전을 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전을 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전을 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 P-H선도를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전을 위한 제어방법을 보여주는 플로우 차트
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이며, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기는, 실외에 배치되는 실외기(10) 및 실내에 배치되는 실내기(20)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 공기조화기는, 냉방운전, 난방운전, 제상운전 등을 수행할 수 있도록 실외기(10)와 실내기(20)를 제어하는 제어부(30)를 더 포함할 수 있다.
상기 실내기(20)는, 유입되는 실내 공기와 냉매가 열교환되는 실내 열교환기(미도시), 입구와 출구 측에 연결되어 냉매를 가이드하는 제 1 실내배관(21) 및 제 2 실내배관(22)을 포함할 수 있다.
상기 실내기(20)는 상기 제 1 실내배관(21) 및 제 2 실내배관(22)에 의하여 상기 실외기(10)와 연결될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 실내배관(21)은 상기 실내기(20)로부터 상기 실외기(10)에 구비되는 제 1 실내접속부(23)로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 실내배관(22)은 상기 실내기(20)로부터 상기 실외기(10)에 구비되는 제 2 실내접속부(24)로 연장될 수 있다.
즉, 상기 제 1 실내접속부(23) 및 제 2 실내접속부(24)는, 상기 실외기(10)로 냉매를 유입 또는 상기 실외기(10)로부터 냉매를 유출하는 출입구로 이해할 수 있다.
상기 제 1 실내접속부(23)는 후술할 제 1 연결배관(111)과 상기 제 1 실내배관(21)이 연결되도록 구비될 수 있으며, 상기 제 2 실내접속부(24)는 후술할 제 2 연결배관(112)과 제 2 실내배관(22)이 연결되도록 구비될 수 있다. 그리고 상기 제 1 실내접속부(23) 및 제 2 실내접속부(24)는 냉매 유동을 단속하는 밸브를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 1 실내배관(21)은 제 1 연결배관(111)과 일체로 형성할 수 있으며, 상기 제 2 실내배관(22)은 제 2 연결배관(112)과 일체로 형성할 수 있다.
상기 실외기(10)는, 냉매를 압축하는 압축기(100), 냉매의 유동 방향을 전환하는 유동전환부(110), 냉매와 실외 공기가 열교환되는 실외 열교환기(120) 및 상기 실외 열교환기(120)의 일측 방향에서 상기 실외 공기가 유동하도록 유동력을 제공하는 실외팬(130)를 포함할 수 있다.
상기 압축기(100)의 출구측은 토출배관(101)을 구비할 수 있다. 상기 토출배관(101)은 상기 압축기(100)로부터 압축과정을 거쳐 토출된 고온, 고압 상태의 냉매를 유동전환부(110)로 가이드할 수 있다. 그리고 상기 토출배관(101)은 상기 압축기(100)의 출구측으로부터 유동전환부(110)로 연장될 수 있다.
한편, 상기 토출배관(101)은, 압축기(100)에서 토출된 냉매를 바이패스 배관(180)으로 분지하는 토출분지부(105)를 포함할 수 있다. 이와 관련한 상세한 설명은 후술한다.
상기 압축기(100)의 흡입측은 흡입배관(141,142)을 구비할 수 있다. 상기 흡입배관(141,142)은 열교환을 통해 증발된 냉매를 상기 압축기(100)로 가이드할 수 있다. 그리고 상기 흡입배관(141,142)은 상기 압축기(100)의 입구측으로부터 유동전환부(110)로 연장될 수 있다.
상기 흡입배관(141,142)은 흡입분지부(187)를 포함할 수 있다. 상기 흡입분지부(187)에는 후술할 바이패스 배관(180)이 연결된다. 그리고 상기 흡입분지부(187)는 압축기(100)로부터 토출된 냉매가 상기 바이패스 배관(180)에 의해 바이패스(bypass)되어 상기 흡입배관(141,142)으로 유입되도록 가이드할 수 있다.
한편, 상기 실외기(10)는 상기 압축기(100)와 흡입측에 배치되는 어큐물레이터(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 어큐물레이터(140)는 증발기(실외 열교환기 또는 실내 열교환기)를 통과한 냉매를 유입하여 기상과 액상으로 분리하는 기능을 수행할 수 있다. 그리고 상기 어큐물레이터(140)는 상기 압축기(100)로 기상 냉매를 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 흡입배관(141,142)은 상기 유동전환부(110)로부터 상기 어큐물레이터(140)로 연장되는 제 1 흡입배관(141) 및 상기 어큐물레이터(140)로부터 상기 압축기(100)로 연장되는 제 2 흡입배관(142)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 압축기(100)에는 압축된 냉매의 온도를 감지하는 센서(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 유동전환부(110)는 사방 밸브(four way valve)가 포함될 수 있다. 그리고 상기 유동전환부(110)는 냉매의 유동 방향을 실외 열교환기(120) 또는 실내기(20) 측으로 전환할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 난방운전 또는 냉방운전 여부를 판단하여 상기 유동전환부(110)를 제어함으로써 냉매의 유동방향을 결정할 수 있다.
상기 공기 조화기가 냉방운전하는 경우, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는 상기 유동전환부(110)로부터 상기 실외 열교환기(120)로 유동하며, 상기 실내기(20)의 실내 열교환기(미도시)에서 증발된 냉매는 상기 유동전환부(110)를 거쳐 어큐뮬레이터(140)로 유입될 수 있다.
반면에, 상기 공기조화기가 난방운전하는 경우, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는 유동전환부(110)로부터 상기 실내기(20)의 실내 열교환기로 유동하고, 상기 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매는 상기 유동전환부(110)를 거쳐 어큐물레이터(140)로 유입될 수 있다.
상기 유동전환부(110)에는, 상기 토출배관(101), 상기 제 1 흡입배관(141), 상기 제 1 실내접속부(23)로 연장되는 제 1 연결배관(111) 및 상기 실외 열교환기(120)로 연장되는 제 4 연결배관(114)이 연결될 수 있다.
상기 제 1 연결배관(111)은 상기 유동전환부(110)로부터 상기 제 1 실내접속부(23)로 연장되며, 상기 제 1 실내접속부(23)에 의해 상기 제 1 실내배관(21)과 연결될 수 있다.
한편, 제 2 연결배관(112)은 상기 제 2 실내접속부(24)에 의해 상기 제 2 실내배관(22)과 연결될 수 있다. 즉, 상기 제 2 연결배관(112)은 상기 제 2 실내접속부(24)로부터 상기 실외 열교환기(120)로 연장된다.
상기 제 4 연결배관(114)은 상기 유동전환부(110)로부터 상기 실외 열교환기(120)로 연장된다. 그리고 상기 제 4 연결배관(114)은, 냉매의 유동을 분지 또는 합지하는 제 2 분지부(154), 상기 제 2 분지부(154)로부터 후술할 전열부(121)로 연장되는 전열배관(160) 및 상기 제 2 분지부(154)로부터 후술할 후열부(125)로 연장되는 후열배관(153)을 포함할 수 있다. 이에 관련한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 실외 열교환기(120)에서는 실외기(10)로 유입되는 실외 공기와 냉매간의 열교환이 발생한다.
상기 실외 열교환기(120)는 전열부(121) 및 후열부(125)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 전열부(121) 및 후열부(125)는, 실외 열교환기(120)의 내부에 위치하며 냉매가 유동하는 다수의 냉매배관을 포함할 수 있다.
상기 전열부(121) 및 후열부(125)는, 제 1 분지부(150)에 의해 제 2 연결배관(112)으로부터 분기되는 두 배관과 제 2 분지부(154)에 의해 제 4 연결배관(114)으로부터 분기되는 두 배관에 의해 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 전열부(121) 및 후열부(125)는, 실외팬(130)에 의한 공기 유동방향을 따라 나란하게 위치할 수 있다. 즉, 상기 전열부(121)와 후열부(125)는 서로 평행을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 전열부(121)는 상기 실외팬(130)을 향하는 외측에 위치하고, 상기 후열부(125)는 상기 전열부(121)의 후방으로 내측에 위치할 수 있다. 즉, 상기 전열부(121)는 상기 실외팬(130)과 근접한 거리에 위치하며, 상기 후열부(125)는 상기 실외팬(130)과 상대적으로 먼 거리에 위치한다.
따라서, 상기 실외팬(130)이 정방향 회전하여 실외 공기가 실외기(10) 내부로 유입되는 유동방향을 가지는 경우, 상기 실외 공기는 상기 전열부(121)를 먼저 접한 후 상기 후열부(125)로 유동하는 흐름을 형성할 수 있다.
상기 실외기(10)는, 실외 열교환기(120)의 착상을 감지할 수 있는 착상감지수단(122,126), 실외 열교환기(120)를 통과하는 냉매의 증발온도를 감지할 수 있는 증발온도 감지수단(미도시) 및 외기온도를 감지하는 실외 온도센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 착상감지수단(122,126)은, 상기 전열부(121)의 착상을 감지할 수 있는 제 1 온도센서(122), 상기 후열부(125)의 착상을 감지할 수 있는 제 2 온도센서(126)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(30)는 상기 제 1 온도센서(122), 제 2 온도센서(126) 및 실외 온도센서(미도시)로부터 감지된 정보를 기초로 하여 전열부(121)와 후열부(122)의 착상 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(30)는 상기 제 1 온도센서(122), 제 2 온도센서(126) 및 실외 온도센서(미도시)로부터 감지된 정보를 기초로 하여 전열부(121)와 후열부(122)의 착상 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 실외온도가 0(°C) 이상인 경우 상기 제 1 온도센서(122) 또는 상기 제 2 온도센서(126)에서 측정한 온도가 -7(°C)미만일 때 제상운전에 돌입하도록 제어할 수 있다.
그리고 상기 제어부(30)는 착상 여부 판단결과에 따라 상기 압축기(100), 실외팬(130), 팽창밸브(131,135), 제 1,2 밸브(117,165) 및 핫가스밸브(185)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(30)는 상기 증발온도 감지수단(미도시)에 의해 실외 열교환기(120)가 증발기로 작동하는 경우의 냉매의 증발온도를 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(30)는 상기 증발온도를 감지하여 미리 설정된 테이블에 따라 압축기(100)의 운전 주파수를 상승시킬 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 상기 후열부(125)에 착상이 발생한 경우에 상기 증발온도를 감지하여 압축기(100)의 운전 주파수를 제어할 수 있다.
한편, 상기 제 2 연결배관(112)은, 상기 전열부(121)와 연결할 수 있다. 보다 상세히, 상기 제 2 연결배관(112)은 상기 제 2 실내접속부(24)로부터 상기 전열부(121)의 제 1 포트로 연장되어 냉매를 가이드할 수 있다.
또한, 상기 제 4 연결배관(114)은 상기 전열부(121)와 연결될 수 있다. 보다 상세히, 상기 제 4 연결배관(114)은 제 2 분지부(154)로부터 상기 전열부(121)의 제 2 포트로 연장되는 전열배관(160)에 의해 상기 전열부(121)와 연결될 수 있다.
여기서, 제 1 포트와 제 2 포트는, 냉매가 유입 또는 유출되는 별개의 출입구로 이해할 수 있다. 따라서, 설명의 편의를 위해 난방운전을 기준으로, 상기 제 1 포트는 상기 전열부(121)의 입구측 또는 유입포트로 이름하며, 상기 제 2 포트는 상기 전열부(121)의 출구측 또는 유출포트로 이름한다.
상술한 바와 같이, 상기 전열부(121) 및 후열부(125)는 병렬로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 연결배관(112) 및 제 4 연결배관(114)은, 상기 병렬 연결을 위해 각각 분지부(150,154)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 연결배관(112)은 상기 전열부(121)와 상기 후열부(125)로 냉매의 유로를 분지 또는 합지할 수 있는 제 1 분지부(150)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 분지부(150)는 상기 제 2 연결배관(112)의 일 지점에 형성할 수 있다. 그리고 상기 제 1 분지부(150)는 난방운전에서 냉매를 분지하며, 냉방운전에서 냉매를 합지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 제 1 분지부(150)는 상기 후열부(125)로 연장되는 분지배관(151)과 연결된다. 그리고 상기 분지배관(151)은 상기 제 1 분지부(150)로부터 상기 후열부(125)의 제 1 포트로 연장될 수 있다.
또한, 상기 제 4 연결배관(114)은 상기 전열부(121)와 상기 후열부(125)로 냉매의 유로를 분지 또는 합지하는 제 2 분지부(154)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 분지부(154)는 상기 제 4 연결배관(114)의 일 지점에 형성할 수 있다. 그리고 상기 제 2 분지부(154)는 난방운전에서 냉매를 합지하며, 냉방운전에서 냉매를 분지하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 제 2 분지부(154)는, 상기 전열부(121)로 연장되는 전열배관(160)과 상기 후열부(125)로 연장되는 후열배관(153)을 연결할 수 있다. 그리고 상기 후열배관(153)은 상기 제 2 분지부(154)로부터 상기 후열부(125)의 제 2 포트로 연장될 수 있다.
상기 후열부(125)의 제 1 포트 및 제 2 포토는, 냉매가 유입 또는 유출되는 별개의 출입구로 이해할 수 있다. 따라서, 설명의 편의를 위해 난방운전을 기준으로, 상기 제 1 포트는 상기 후열부(121)의 입구측 또는 유입포트로 이름하며, 상기 제 2 포트는 상기 후열부(121)의 출구측 또는 유출포트로 이름한다.
이에 의하면, 난방운전에서, 상기 제 2 연결배관(112)을 유동하는 냉매는 상기 제 1 분지부(150)에 의해 상기 전열부(121)와 후열부(125)로 분지되어 유동할 수 있다. 그리고 상기 전열부(121)와 후열부(125)를 각각 통과한 냉매는 상기 제 2 분지부(161)에서 합지되고, 상기 합지된 냉매는 상기 제 4 연결배관(114)을 따라 상기 유동전환부(110)로 유동하고, 제 1 흡입배관(141)으로 유입되어 최종적으로 압축기(100)로 회수될 수 있다.
한편, 상기 실외기(10)는 상기 실외 열교환기(120)로 유입되는 냉매를 분지할 수 있는 세경관(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상세히, 상기 세경관은 상기 전열부(121)의 제 1 포트 및 상기 후열부(125)의 제 1 포트에 각각 위치할 수 있다. 일례로, 상기 세경관(미도시)은 상기 후열부(125)의 제 1 포트와 후열분지부(152)사이에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 세경관의 일 측은 상기 분지배관(151)과 연결되고, 타측은 상기 후열부(125)의 제 1 포트를 형성하는 다수의 냉매배관과 연결될 수 있다.
상기 세경관은 상기 전열부(121) 및/또는 후열부(125)로 유입되는 냉매의 유동 경로를 다수로 분지하거나, 상기 전열부(121) 및 또는 후열부(125)를 통과한 냉매의 유동 경로를 하나로 합지할 수 있다.
또한, 상기 세경관은 통과하는 냉매의 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 실외 열교환기(120)에 설치되는 세경관의 스팩에 따라 상기 세경관을 통과하는 냉매의 압력을 소정의 범위 안에서 상승시킬 수 있으며, 이에 따라 냉매의 증발온도를 상승시킬 수 있다.
한편, 상기 실외 열교환기(120)의 전열부(121) 및 후열부(125)는, 상기 난방운전에서 병렬로 연결되며, 냉방운전에서 직렬로 연결된다.
이하에서는 상기 전열부(121) 및 후열부(125)의 직렬 연결을 위한 구성에 대해 설명한다.
상기 실외기(10)는, 전열부(121)와 후열부(125)를 직렬로 연결하는 제 3 연결배관(113)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 연결배관(113)은, 상기 전열배관(160)으로부터 상기 분지배관(151)으로 연장된다.
상기 제 3 연결배관(113)은 상기 전열부(121)의 유출포트와 상기 후열부(125)의 유입포트를 연결할 수 있다. 즉, 난방운전을 기준으로, 상기 제 3 연결배관(113)은 상기 전열부(121)의 출구측에서부터 상기 후열부(125)의 입구측으로 연장될 수 있다.
한편, 상기 제 3 연결배관(113)은 전열부(121)와 후열부(125)를 직렬로 연결하므로 직렬배관(113)이라 이름할 수 있다.
상기 분지배관(151)은, 상기 제 1 분지부(150)와 상기 후열부(125)의 제 1 포트 사이에 위치하는 후열분지부(152)를 포함할 수 있다.
상기 후열분지부(184)는 제 3 연결배관(113)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 후열분지부(184)에 의해 상기 분지배관(151)과 상기 제 3 연결배관(113)이 연결될 수 있다.
상기 후열분지부(184)는, 냉방운전이 수행되는 경우 상기 후열부(125)를 통과한 냉매가 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입되도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 후열분지부(184)는 제상운전이 수행되는 경우 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입된 냉매를 상기 분지배관(151)으로 유입되도록 가이드할 수 있다.
상기 전열배관(160)은, 상기 제 2 분지부(154)와 상기 전열부(121)의 제 2 포트 사이에 위치하는 전열분지부(167)를 포함할 수 있다.
상기 전열분지부(167)는 제 3 연결배관(113)을 연결할 수 있다. 즉, 상기 전열분지부(167)에 의해 상기 전열배관(160)과 상기 제 3 연결배관(113)이 연결될 수 있다.
상기 전열분지부(167)는 냉방운전이 수행되는 경우 상기 제 3 연결배관(113)을 유동하는 냉매를 상기 전열부(112)로 유입되도록 가이드할 수 있다. 또한, 상기 전열분지부(167)는 제상운전이 수행되는 경우 상기 전열부(121)를 통과하여 전열배관(160)으로 유입된 냉매를 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입되도록 가이드할 수 있다.
이에 의하면, 냉방운전에서, 상기 제 4 연결배관(114)을 유동하는 냉매는 상기 후열배관(153)을 따라 상기 후열부(125)로 유입될 수 있다. 상기 후열부(125)를 통과하여 상기 분지배관(151)으로 유입된 냉매는, 상기 후열분지부(152)를 통해 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입될 수 있다. 그리고 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입된 냉매는 상기 전열분지부(167)를 통해 상기 전열배관(160)으로 유입되어 상기 전열부(121)로 유동할 수 있다. 상기 전열부를 통과한 냉매는 상기 제 2 연결배관(112)을 따라 상기 실내기(20)로 유동될 수 있다.
한편, 상기 전열분지부(167)는 제 3 분지부(167)라 이름할 수 있고, 상기 후열분지부(152)는 제 4 분지부(152)라 이름할 수 있다. 즉, 상기 제 3 연결배관(113)은, 상기 제 3 분지부(167)와 제 4 분지부(152)를 연결할 수 있다,
상기 제 3 연결배관(113)은, 유동하는 냉매를 선택적으로 통제할 수 있는 제 1 밸브(117를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 밸브(230)는 솔레노이드 밸브 및 전자식 팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 밸브(117)는, 상기 전열분지부(167)와 상기 후열분지부(152) 사이에 위치할 수 있다. 그리고 상기 제 1 밸브(117)는 개폐동작을 통하여 냉매가 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입하는 것을 단속할 수 있다.
상기 전열배관(160)은, 유동하는 냉매를 선택적으로 통제할 수 있는 제 2 밸브(165)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 밸브(165)는 솔레노이드 밸브 및 전자식 팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 밸브(165)는 상기 제 2 분지부(154)와 상기 전열분지부(167) 사이에 위치할 수 있다. 그리고 상기 제 2 밸브(165)는 개폐동작을 통하여 상기 전열배관(160)으로 유동하는 냉매를 단속할 수 있다.
난방모드에서, 상기 제 1밸브(117)와 제 2 밸브(165)의 개방(open)/폐쇄(close) 여부에 따라, 상기 전열부(121)를 통과한 냉매는 상기 후열부(125)에 선택적으로 유입될 수 있다.
일례로, 상기 제 2 밸브(165)가 개방되면, 상기 전열부(121)를 통과한 냉매는 상기 전열배관(160)을 거쳐 상기 제 4 연결배관(114)으로 유입된다. 이 때, 상기 제 3 연결배관(113)에 제공되는 제 1 밸브(220)는 폐쇄될 수 있다.
다른 예로, 제상운전을 위해 상기 제 2 밸브(165)가 폐쇄되면, 상기 전열부(121)를 통과한 냉매는 상기 전열배관(160)과 전열분지부(167)를 거쳐서 상기 제 3 연결배관(113)으로 유입된다. 이때, 상기 제 3 연결배관(113)에 제공되는 제 1 밸브(220)는 개방(open)될 수 있다.
또한, 냉방모드에서 상기 제 2 밸브(165)는 상기 제 4 연결배관(114)을 유동하는 냉매가 상기 후열배관(153)으로 유입되도록 폐쇄(close)될 수 있다. 그리고 상기 제 1 밸브(117)는 개방(open)되어 후열부(125)를 통과한 냉매를 전열부(121)로 유입되도록 가이드할 수 있다.
한편, 상기 실외기(10)는 팽창밸브(131,135)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 팽창밸브(131,135)는, 냉매의 감압이 가능한 전자식 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)를 포함할 수 있다.
상기 팽창밸브(131,135)는, 상기 제 2 연결배관(112)에 설치되는 제 1 팽창밸브(131) 및 분지배관(151)에 설치되는 제 2 팽창밸브(135)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(135)는, 상기 전열부(121)와 후열부(125)의 배치에 대응하여 병렬로 배치될 수 있다.
상기 제 1 팽창밸브(131)는 상기 제 1 분지부(150)와 상기 전열부(121)의 제 1 포트 사이에 위치할 수 있다.
난방운전에서 상기 제 1 팽창밸브(131)는 응축된 냉매를 팽창시켜 상기 전열부(121)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 제 2 팽창밸브(135)는 상기 제 1 분지부(150)와 상기 후열부(125)의 제 1 포트 사이에 위치할 수 있다. 상세히, 상기 제 1 분지부(150)와 상기 후열분지부(152) 사이에 위치할 수 있다.
난방운전에서 상기 제 2 팽창밸브(135)는 응축된 냉매를 팽창시켜 상기 후열부(125)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 실외기(10)는 상기 분지배관(151)에 설치되는 오리피스(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 오리피스(미도시)는 상기 후열분지부(152)와 상기 후열부(125)의 제 1 포트 사이에 위치할 수 있다.
상기 오리피스(미도시)는, 제상운전이 수행되는 경우 상기 분지배관(151)을 통과하는 냉매의 압력과 온도를 높여주는 기능을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 후열부(125)에 착상이 발생된 경우, 상기 제 3 연결배관(113)을 통해 상기 분지배관(151)으로 유입된 냉매는 상기 오리피스를 통과하면서 압력이 조절될 수 있다. 이에 의하면, 상기 후열부(125)에서 냉매의 증발온도는 상승할 수 있다. 결국, 상기 증발온도가 미리 설정된 온도(예를 들어, 0°C)에 도달하는 경우, 상기 후열부(125)는 증발기로 작동하면서도 증발온도가 상승되어 표면에 착상된 서리가 제거되는 제상운전이 수행될 수 있다.
물론, 상기 오리피스의 기능은, 상술한 제 1 밸브(117), 세경관(미도시)이 수행할 수도 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 상기 증발온도 감지수단을 이용하여 상기 후열부(125)에서의 증발온도가 미리 설정된 온도만큼 상승되도록 상기 제 1 밸브(117)의 개도를 조절할 수 있다.
이하에서는 상기 제 1 밸브(117)가 난방운전시 후열부(125)를 통과하는 냉매의 증발압력 및 증발온도를 조절하는 것을 기준으로 설명한다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 토출배관(101)은, 압축기(100)에서 토출된 냉매를 바이패스 배관(180,183)으로 분지하는 토출분지부(105)를 포함할 수 있다. 상기 토출분지부(105)는 상기 토출배관(101)의 일 지점에 형성할 수 있다.
즉, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는, 상기 유동전환부(110)로 유동하거나, 상기 바이패스 배관(180)을 통하여 상기 제 1 흡입배관(141) 또는 제 2 흡입배관(142)으로 바이패스(bypass)될 수 있다.
상기 실외기(10)는 상기 토출배관(101)의 냉매를 상기 제 1 흡입배관(141) 또는 상기 제 2 흡입배관(142)으로 인젝션(injection)하기 위한 바이패스 배관(180)을 포함할 수 있다.
상기 바이패스 배관(180)은 상기 토출배관(101)으로부터 분지되어 고온의 압축 냉매를 상기 압축기(100)의 흡입 측으로 바이패스하는 기능을 수행할 수 있다. 이에 의하면, 상기 후열부(125)의 제상운전을 위해, 후열부(125)의 상기 증발온도를 상승시킴으로써 요구되는 추가적인 증발열량을 상기 압축 냉매의 바이패스를 통해 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 바이패스 배관(180)은 토출배관(101)으로부터 상기 흡입배관(141,142)으로 연장되어 압축 냉매를 바이패스할 수 있다. 즉, 상기 바이패스 배관(180)은 상기 토출배관(101)으로부터 상기 제 1 흡입배관(141) 또는 제 2 흡입배관(142)으로 연장될 수 있다.
보다 상세히, 상기 바이패스 배관(180)은 상기 토출분지부(105)로부터 흡입분지부(187)로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 바이패스 배관(180)은, 상기 토출배관(101)으로부터 분지된 냉매가 상기 흡입분지부(187)를 통해 상기 흡입배관(141,142)으로 유입되도록 할 수 있다.
상기 바이패스 배관(180)은, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온, 고압의 압축 냉매를 상기 흡입배관(141,142)으로 선택적으로 바이패스할 수 있도록 개도 조절이 가능한 핫가스밸브(185)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 핫가스 밸브(185)는, 냉매의 감압이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)를 포함할 수 있다.
상기 핫가스 밸브(185)는 상기 바이패스 배관(180)에 설치할 수 있다. 상세히, 상기 핫가스 밸브(185)는 상기 흡입분지부(187)와 상기 토출분지부(105) 사이에 위치할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 실외 열교환기(120)의 전열부(121) 및 후열부(125)는, 상기 난방운전에서 병렬로 연결되며, 냉방운전에서 직렬로 연결된다. 즉, 상기 실외 열교환기(120)를 유동하는 냉매는, 제 1,2 밸브(117,165) 및 제 1,2 팽창밸브(131,135)의 전환 동작에 의해 유동 경로(path)가 선택될 수 있다.
달리 정의하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 실외 열교환기(120)를 유동하는 냉매가 냉방운전 또는 난방운전에 따라 유동 경로(path)를 달리하도록 가변패스(path)를 구비할 수 있다.
이와 같이, 냉방운전 또는 난방운전에 따라 실외 열교환기(120)를 통과하는 냉매의 경로(path)를 다르게 하는 이유는, 응축기와 증발기를 유동하는 냉매 특성을 고려하여 최적의 효율을 확보하기 위함이다.
상세히, 응축기를 통과하는 냉매는 고압의 냉매로 비체적이 상대적으로 작으며, 증발기를 통과하는 냉매는 저압의 냉매로 비체적이 상대적으로 크다. 이러한 비체적의 차이로, 응축기를 통과하는 냉매는 압력손실이 상대적으로 적게 발생되기 때문에 질량유량을 증가시킬수록 이상적인 열교환 효율에 가까워질 수 있다. 반면, 증발기를 통과하는 냉매는 압력손실이 상대적으로 크게 발생되기 때문에 질량유량을 감소시킬수록 이상적인 열교환 효율에 가까워질 수 있다. 결국, 응축기 및 증발기의 효율이 모두 고려되어야 하는 공기조화기 기술분야에서, 어느 하나만의 최적 효율을 좇을 수는 없는 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 실외 열교환기(120)가 응축기로 작동하는 냉방 운전의 경우, 전열부(121) 및 후열부(125)가 직렬로 연결되어 냉매의 유동 경로 수를 상대적으로 작게 할 수 있다. 그리고, 상기 실외 열교환기(120)가 증발기로 작동하는 난방 운전의 경우, 전열부(121) 및 후열부(125)가 병렬로 연결되므로 냉매의 유동 경로수가 상대적으로 많아질 수 있다.
예를 들어, 전열부(121) 및 후열부(125)에는, 각각 냉매가 유동하는 냉매배관으로 구성된 냉매 유동 경로(path)를 포함할 수 있으며, 상기 냉매 유동 경로(path)의 수를 여덟 경로로 각각 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 전열부(121) 및 후열부(125)가 직렬로 연결되는 냉방운전의 경우에는 여덟(8) 경로를 유지하게 되고, 병렬로 연결되는 난방운전의 경우에는 열여섯(16) 경로로 증가할 수 있다.
따라서, 실외 열교환기(120)가 증발기로 작동하면, 냉매는 경로(path)의 수가 상대적으로 많아지므로 질량유량이 감소될 수 있다. 또한, 상기 실외 열교환기(120)가 응축기로 작동하면, 냉매는 경로(path)의 수가 상대적으로 적어지므로 질량유량이 증가할 수 있다. 이에 의하면, 공기조화기의 최적 효율을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전을 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉방운전을 수행하는 경우, 냉매가 상기 전열부(121) 및 후열부(125)를 직렬로 통과할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전 과정을 설명한다.
상기 냉방운전에서, 제 2 팽창밸브(135), 핫가스 밸브(185) 및 제 2 밸브(165)는 폐쇄(close)된 상태이며, 제 1 밸브(117)는 개방(open)된다. 그리고 제 1 팽창밸브(131)는 개방되어 개도 조절을 통해 냉매를 팽창시킬 수 있다.
먼저, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온, 고압의 압축 냉매는, 핫가스 밸브(185)가 폐쇄(close)된 상태이므로, 토출배관(101)을 따라 상기 유동전환부(110)를 거쳐 제 4 연결배관(114)으로 유입된다.
그리고 상기 압축 냉매는, 제 2 밸브(165)가 폐쇄(close)된 상태이므로, 제 2 분지부(154)를 통해 후열배관(153)으로 유입된다. 상기 후열배관(153)으로 유입된 냉매는 후열부(125)로 유입되어 열교환(응축)을 수행할 수 있다.
상기 후열부(125)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 밸브(117)가 개방(open)되고 상기 제 2 팽창밸브(135)가 패쇄(135)된 상태이므로, 제 3 연결배관(113)으로 유입되어 상기 전열부(121)로 유동한다. 그리고 상기 전열부(121)에 유입된 냉매는 열교환(응축)을 수행할 수 있다. 즉, 상기 전열부(121)와 후열부(125)는 직렬로 연결되어 실외 공기와 열교환을 통해 냉매를 응축하는 응축기로 작동한다.
상기 전열부(121)를 통과한 냉매는 상기 제 2 연결배관(112)을 따라 유동하며 제 1 팽창밸브(131)에 의해 팽창된다. 그리고 제 1 팽창밸브(131)에 의해 팽창된 냉매는 상기 실내기(20)의 실내 열교환기를 통과한다. 이때, 상기 실내 열교환기에서 냉매는 증발되므로 기화열을 흡수하여 실내에 냉방을 제공할 수 있다.
상기 실내 열교환기를 통과한 냉매는 상기 제 1 연결배관(111)으로 유입되어 유동전환부(110)를 거쳐 흡입배관(141,142)으로 유동한다. 그리고 상기 흡입배관(141,142)으로 유입된 냉매는 압축기(110)로 회수된다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 난방운전을 수행하는 경우, 냉매가 상기 전열부(121) 및 후열부(125)를 병렬로 통과할 수 있다.
도 4를 참조하여 상기 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전 과정을 설명한다.
상기 난방운전에서 제 1 밸브(117) 및 핫가스 밸브(185)는 폐쇄(close)된 상태이며, 상기 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(135)는 개방되어 개도 조절을 통해 냉매를 팽창시킬 수 있다. 그리고 상기 제 2 밸브(165)는 개방(open)된다.
상기 압축기(100)에서 토출된 압축냉매는, 핫가스 밸브(185)가 폐쇄(close)된 상태이므로, 상기 토출배관(101)을 따라 유동전환부(110)를 거쳐 상기 제 1 연결배관(111)으로 유입된다. 그리고 냉매는 실내기(20)의 실내 열교환기를 거쳐 응축되며, 상기 응축된 냉매는 제 2 실내배관(22)을 통해 상기 제 2 연결배관(112)으로 유입된다.
이때, 상기 실내 열교환기에서 냉매의 응축이 발생하는 과정에서 발생된 응축열을 이용하여 실내를 난방할 수 있다.
상기 제 2 연결배관(112)으로 유입된 냉매는, 상기 제 1 분지부(150)를 통해 분지되며, 일부가 상기 제 2 연결배관(112)을 통해 상기 제 1 팽창밸브(131)를 통과하여 팽창되고, 나머지 일부가 상기 분지배관(151)을 통해 상기 제 2 팽창밸브(135)를 통과하여 팽창된다.
즉, 상기 냉매는 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(135)에 의해 팽창되어 압력 및 온도가 낮아지게 된다.
상기 제 1 팽창밸브(131)를 통과한 냉매는 상기 전열부(121)로 유입되고, 상기 제 2 팽창밸브(135)를 통과한 냉매는 상기 후열부(125)로 유입된다. 이때, 상기 전열부(121) 및 후열부(125)는 병렬로 연결되어 실외 공기와 열교환을 통해 냉매를 증발하는 증발기로 작동한다.
상기 전열부(121) 및 후열부(125)로 유입된 냉매는 열교환되어 증발된다. 상기 전열부(121)에서 증발된 냉매는, 상기 제 1 밸브(117)가 폐쇄되고 상기 제 2 밸브(165)가 개방된 상태이므로, 상기 전열배관(160)으로 유입되어 제 2 분지부(154)를 통과하고, 상기 후열부(125)에서 증발된 냉매는 상기 후열배관(153)으로 유입되어 상기 제 2 분지부(154)를 통과한다. 결국, 상기 전열부(121) 및 후열부(125)에서 각각 증발된 냉매는 상기 제 2 분지부(154)에서 합지되며, 상기 합지된 냉매는 상기 제 4 연결배관(114)을 따라 상기 유동전환부(110)를 거쳐 상기 흡입배관(141,142)으로 유입된다. 그리고 상기 흡입배관(141)으로 유입된 냉매는 압축기(110)로 회수된다.
한편, 난방운전이 장시간 수행되면, 실외 열교환기(120)의 표면 온도는 상기 실외 열교환기(120)에서 냉매가 증발하기 때문에 현저히 낮아질 수 있다. 이 경우, 상기 실외 열교환기(120)의 표면에는 서리의 착상이 발생될 수 있다. 특히, 외부 공기와 먼저 접하게 되는 열교환부(전열부 또는 후열부)가 상대적으로 많은 착상량을 가질 수 있다. 이와 같은 서리의 착상은 실외 열교환기(140)에서 단열 효과를 나타내기 때문에 열교환 성능을 저하시키는 문제가 발생된다. 따라서, 공기조화기는 난방운전 수행 중 실외 열교환기의 착상을 감지하여 제상운전을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전을 보여주는 도면이다.
상기 제상운전은, 상기 난방운전 중 실외 온도센서, 제 1 온도센서(122) 및 제 2 온도센서(126) 중 적어도 어느 하나의 감지 결과를 기초로 착상 발생을 판단한 경우 돌입할 수 있다. 일례로, 실외 온도가 0°C 이상이면, 제 1 온도센서(122) 도는 제 2 온도센서(126)에서 감지된 온도가 -7°C 미만인 경우에 제상운전을 실시할 수 있다.
한편, 제상운전에서는, 난방운전 중 일부 밸브의 동작을 전환함으로써 냉매의 유동을 전환할 수 있다. 따라서, 이하의 제상운전 설명에서, 난방운전 과정과 차이가 있는 냉매 유동을 중심으로 설명하며, 난방운전 과정과 동일한 냉매 유동은 상술한 난방운전 과정의 설명을 원용한다.
도 5를 참조하면, 제상운전에서 제 1 밸브(117) 및 제 1 팽창밸브(131)는 개방되고, 제 2 팽창밸브(135) 및 제 2 밸브(220)는 폐쇄(close)된다.
먼저 전열부(121)에 착상이 발생한 경우의 제상운전을 살펴보면, 압축기(100)에서 토출된 압축 냉매는 제 1 연결배관(111)을 거쳐 실내 열교환기에서 응축된다. 그리고 상기 냉매는 응축과정에서 열을 발생시키게 되고 이를 통해 실내에 난방을 제공할 수 있다.
상기 실내 열교환기를 통과한 응축된 냉매는, 제 2 팽창밸브(135)가 패쇄된 상태이므로, 제 2 연결배관(112)을 통해 제 1 팽창밸브(131)를 통과할 수 있다.
이때, 상기 제 1 팽창밸브(131)는, 상기 응축된 냉매를 상술한 난방운전에서의 전열부(121) 입구 압력까지 팽창하지 않고, 그보다 높은 압력으로 팽창하여 상대적으로 고온의 상태로 토출되도록 개도를 조절할 수 있다.
즉, 상기 제 1 팽창밸브(131)는 상기 응축된 냉매를 상기 전열부(121)에 착상된 서리를 제상하기에 충분한 온도와 압력을 가진 상태까지만 팽창시킬 수 있다. 그리고 상기 전열부(121)에 착상된 서리를 제상하기에 충분한 온도와 압력은 실외 온도센서를 통해 감지되는 값에 따라 미리 설정되어 저장될 수 있다.
상기 제 1 팽창밸브(131)를 통과한 고온의 냉매는 상기 전열부(121)로 유입될 수 있다. 이에 의하면, 상기 전열부(121)에서는 고온의 냉매가 유입되어 응축을 통한 열이 발생할 수 있으므로 착상된 서리를 제거하는 제상이 이루어질 수 있다. 즉, 상기 전열부(121)는 응축 열로 제상을 수행할 수 있다.
상기 전열부(121)를 통과한 냉매는 상기 제 2 밸브(165)가 폐쇄된 상태이므로, 전열분지부(167)를 통해 제 3 연결배관(113)으로 유입된다.
그리고, 상기 제 1 밸브(117)는 상기 제 3 연결배관(113)을 통과하는 냉매를 미리 설정된 압력으로 팽창시킬 수 있다. 이에 의하면, 상기 제 1 밸브(117)를 통과한 냉매는 저온의 상태가 될 수 있다.
즉, 상기 제 3 연결배관(113)에 구비되는 제 1 밸브(117)의 개도 조절에 의하여, 상기 제 1 밸브(117)를 통과한 냉매는 저압, 저온으로 팽창될 수 있다. 그리고 상기 팽창된 냉매는, 상기 후열분지부(152)를 거쳐 분지배관(151)으로 유입되고, 이어서 상기 후열부(125)로 유입된다.
여기서, 상기 미리 설정된 압력은, 상기 후열부(125)의 착상 발생 여부에 따라 달라질 수 있다.
상기 후열부(125)에 착상이 발생하지 않은 경우, 상기 미리 설정된 압력은 상술한 난방운전에서의 후열부(125) 입구 압력일 수 있다. 이에 의하면, 상기 후열부(125)로 유입된 냉매는, 상술한 난방운전과 동일하게 증발할 수 있다.
반면, 상기 후열부(125)에 착상이 발생된 경우, 상기 미리 설정된 압력은 상술한 난방운전에서의 후열부(125) 입구 압력보다 높을 수 있다.
상기 후열부(125)에 착상이 발생된 경우, 상기 제어부(30)는, 상기 제 1 밸브(117)의 개도를 제어함으로써 상기 후열부(125) 표면의 온도가 서리를 발생시키는 온도(어는점) 이상이 되도록, 상기 후열부(125)의 증발온도를 상승시킬 수 있다. 이때, 상기 후열부(125)의 증발온도는 상기 미리 설정된 압력에 의해 결정될 수 있다.
상기 미리 설정된 압력은, 실외 온도에 대응되는 압력 값으로 테이블화되어 상기 공기조화기에 미리 저장될 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는, 후열부(125)가 착상된 경우 실외 온도센서(미도시)로부터 감지된 온도에 대응하는 냉매의 팽창 압력을 결정할 수 있다. 그리고 상기 제어부(30)는 제 1 밸브(117)의 개도를 제어하여 상기 결정된 압력까지 냉매를 팽창시킬 수 있다. 상기 결정된 압력까지 팽창된 냉매는, 상기 후열부(125)의 증발온도를 소정의 설정온도까지 상승시킬 수 있다. 따라서, 상기 후열부(125)의 증발온도는 상술한 난방운전의 경우보다 상승시킬 수 있다.
이 경우, 상승된 후열부(125)의 증발온도는 상기 후열부(125)에 착상된 서리를 제거할 수 있는 설정온도인 것으로 이해할 수 있다. 그리고 상기 설정온도는, 서리를 발생시키는 물질의 어는점(응결점)보다 높을 수 있다. 일례로, 상기 설정온도는 공기 중에 포함된 수중기의 어는점보다 높게 설정할 수 있다. 그리고 상기 미리 설정된 압력은, 상기 후열부(125)의 증발온도(즉, 상기 설정온도)를 0°C까지 상승시킬 수 있는 압력으로 결정될 수 있다.
정리하면, 상기 제 1 밸브(117)는 통과하는 냉매를 미리 설정된 압력까지 팽창시킬 수 있다. 그리고 상기 미리 설정된 압력까지 팽창된 냉매는 후열부(125)의 증발온도를 상승시킬 수 있다. 이때, 상승된 증발온도는 상기 후열부(125) 표면이 어는점 이상의 온도가 되도록 설정되기 때문에, 상기 후열부(125)에 착상된 서리는 융해(melting)되어 제상이 이뤄지게 된다.
또한, 상기 후열부(125)를 통과하는 냉매의 증발온도는 증발온도 감지수단에 의해 모니터링 될 수 있다. 즉, 상기 제어부(30)는, 상기 증발온도 감지수단에 의해 감지된 결과를 기초로 상기 제 1 밸브(117)의 개도를 제어할 수 있다. 이에 의하면, 상기 제 1 밸브(117)는 상기 후열부(125)의 증발온도가 소정의 온도를 정확하게 만족할 수 있도록 냉매를 팽창시킬 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는, 상기 제 1 밸브(117)의 개도를 조절함으로써 상기 후열부(125)의 증발온도가 0°C를 만족할 수 있도록 냉매를 팽창시킬 수 있다.
상기 실외 온도에 기초하여 상승된 후열부(125)의 증발온도는, 상기 후열부(125) 표면의 온도를 서리를 발생시키는 온도(어는점) 이상이 되도록 할 수 있다. 이에 의하여, 상기 후열부(125)에 착상된 서리는 제거될 수 있다. 이때, 상기 후열부(125)는 제상이 수행되면서도 증발기로 작동할 수 있다.
물론, 상기 후열부(125)에 착상이 발생된 경우, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제 1 밸브(117)가 아니라 오리피스 또는 세경관을 통하여 냉매를 압력을 조절할 수도 있을 것이다. 이와 같은 경우에도, 상기 후열부(125)로 유입된 냉매의 증발온도가 실외 온도를 어는점 이상으로 만들도록 냉매를 팽창시킬 수 있다.
결국, 상기 후열부(125)는, 제상운전에서 증발기로 계속 작동할 수 있다. 따라서, 상기 전열부(121)가 응축을 통한 제상이 수행되더라도, 상기 후열부(125)는 연속적으로 증발기로 작동하기 때문에 실내에 난방을 연속적으로 제공할 수 있다.
상기 후열부(125)를 통과한 증발된 냉매는 후열배관(153)을 거쳐 제 4 연결배관(114)으로 유입되고, 흡입배관(141,142)을 따라 다시 압축기(100)로 회수될 수 있다.
한편, 상기 후열부(125)의 제상을 위해, 후열부(125)의 증발온도 및 증발압력이 어는점 이상의 온도가 되도록 설정되면, 즉, 후열부(125)의 증발온도 및 증발압력이 상술한 난방운전의 경우보다 상승하면, 이에 비례한 추가적인 증발열량이 요구된다.
이를 해결하기 위해, 상기 후열부(125)에 착상이 발생되면, 핫가스 밸브(185)는 개방될 수 있다.
상기 핫가스 밸브(185)가 개방되면, 상기 토출배관(101)을 유동하는 압축 냉매는 바이패스 배관(180)으로 유입되어 흡입배관(141,142)으로 바이패스될 수 있다. 따라서, 상기 압축기(100)로부터 토출된 고온, 고압의 냉매는 증발기의 토출측, 즉, 압축기(100)의 흡입측에 유입될 수 있다. (화살표 참고)
상기 압축 냉매는 상대적으로 높은 엔탈피와 큰 에너지를 가진다. 따라서, 상기 압축 냉매를 증발기의 출구측으로 바이패스 시킴으로써, 상승된 후열부(125)의 증발온도 및 증발압력으로 추가적인 증발열량을 제공할 수 있는 장점이 있다.
즉, 상기 후열부(125)의 제상을 위해 필요한 추가적인 증발열량은 상기 바이패스 배관(180)에 의해 유입되는 압축 냉매(고온 가스)를 통해 보충할 수 있다.
한편, 일반적으로 난방운전 또는 냉방운전에서, 압축기(100)의 구동은 최대 운전능력의 약 60% 정도로 구동할 수 있다. 일반적인 냉, 난방운전에서 상기 압축기(100)가 최대 운전능력으로 가동하는 경우, 소비전력이 상승하고, 과다한 유량으로 증발온도가 상대적으로 급격히 하락하기 때문에 증발기의 착상량이 급격히 많아지는 문제가 발생하기 때문이다. 따라서, 착상량이 증가할수록 제상을 수행하기 어렵기 때문에, 일반적으로 압축기(100)의 운전 능력을 최대 운전능력으로부터 의도적으로 낮춰 운전하게 된다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 후열부(125)의 제상을 위해 후열부(125)의 증발온도를 상승시키고 이에 따른 부족한 증발열량을 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 증발기의 출구측으로 바이패스함으로써 보충한다.
달리 표현하면, 상기 압축기(100)로부터 토출된 압축 냉매의 일부는, 그대로 압축기(100)의 흡입측으로 바이패스되는 것이므로 압축, 응축, 팽창, 증발과 같은 일련의 사이클 순환을 전혀 수행하지 못하는 냉매로 소비된다. 이는 사이클을 순환하는 냉매의 유량 감소로 공기조화기의 성능을 하락시킬 수 있다.
따라서, 상기 후열부(125)에 착상이 발생된 경우, 상기 압축기(100)의 운전 주파수를 단계적으로 상승시킬 수 있다. 이에 의하면, 상기 핫가스 밸브(185) 개방에 의해 바이패스되는 냉매 유량을 보충할 수 있으며, 사이클을 순환하는 냉매 유량의 증가시켜 공기조화기의 성능을 상대적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 P-H선도를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 난방운전에서의 사이클 선도(가는 실선)와 제상운전에서의 사이클 선도(가는 1점 쇄선)를 비교할 수 있다.
제상운전에서의 사이클 선도를 보면, 제 1 팽창장치(131)에 의해 상기 전열부(121)를 제상하기 위한 온도와 압력까지 팽창되는 것을 확인할 수 있다. 그리고 상기 전열부(121)는 응축기로 작동하여 제상이 수행되므로 냉매가 응축되는 것을 확인할 수 있다.
그리고 후열부(125)의 제상을 위해 상기 제 1 밸브(117)에 의해 팽창된 냉매는 난방운전보다 높은 증발압력 및 증발온도를 가질 수 있다. 제상운전에서의 사이클 선도를 참조하면, 후열부(125) 표면의 온도가 어는점 이상이 되도록, 난방운전보다 높은 증발압력 및 증발온도를 가지는 것을 확인할 수 있다.
이때, 난방운전의 사이클 선도와 비교해보면, 증발과정에서 추가적인 증발열량이 필요한 것을 직관적으로 확인할 수 있다.
이에 추가적으로 필요한 증발열량은, 상술한 바와 같이 핫가스 밸브(185)의 개방을 통하여 압축기(100)에서 토출된 압축 냉매를 증발기의 출구측으로 바이패스함으로써 보충할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제상운전을 위한 제어방법을 보여주는 플로우 차트이다. 앞서 설명한 부분과 중복되는 부분은 생략하거나 간략히 언급하도록 한다.
도 7을 참조하면, 먼저 제어부(30)가 난방운전 여부를 판단할 수 있다. 상기 난방운전에서 제 1 팽창밸브(131) 및 제 2 팽창밸브(135)는 냉매의 팽창을 위해 개도가 조절되도록 개방된 상태이며, 핫가스 밸브(185)는 폐쇄된 상태이다.(S1)
난방운전으로 판단된 경우, 상기 제어부(30)는 전열부(121)의 착상여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 난방운전 중 실외 온도센서 및 제 1 온도센서(122)의 감지 값을 기초로 전열부(121)의 서리 착상 여부를 판단할 수 있다.(S2)
상기 전열부(121)에 서리가 착상된 경우, 상기 제어부(30)는 제상운전으로 돌입할 수 있다. 또한, 상기 전열부(121)에 착상이 발생되지 않은 경우라면, 상기 제어부(30)는 후열부(125)의 착상여부를 판단(S6)할 수 있다.
상기 전열부(121)가 착상된 경우, 상기 제 2 밸브(165) 및 제 2 팽창밸브(135)는 폐쇄(close)되고, 제 1 밸브(117)는 개방된다. 이에 의하면, 상기 전열부(121)로 유입되는 냉매는 후열부(125)를 직렬로 통과할 수 있다.(S3)
그리고 상기 제 1 팽창밸브(131)는 응축된 냉매를 상기 전열부(121)에 착상된 서리를 제상하기에 충분한 온도와 압력을 가진 상태까지만 팽창시킬 수 있다.(도 6참고) 상기 제 1 팽창밸브(131)를 통과한 냉매는 상기 전열부(121)로 유입되어 응축을 통해 상기 전열부(121)의 제상을 수행할 수 있다.(S4)
그리고 상기 제 1 밸브(117)는 상기 전열부(121)를 통과한 냉매를 이전 난방운전에서의 후열부(125) 입구 압력까지 팽창 시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 밸브(117)를 통과한 냉매는 저압, 저온으로 팽창될 수 있다. 이에 의하면, 상기 후열부(125)로 유입된 냉매는, 상술한 난방운전과 동일하게 증발할 수 있다. 이를 제 1 밸브(117) 1차 조절단계라고 이름할 수 있다.(S5)
이후, 상기 제어부(30)는 후열부(125)의 착상여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 실외 온도센서 및 제 2 온도센서(126)의 감지 값을 기초로 후열부(125)의 서리 착상 여부를 판단할 수 있다.(S6)
상기 후열부(125)가 착상된 경우, 상기 제 1 밸브(117)는, 상기 전열부(121)를 통과한 냉매를 상기 후열부(125) 표면의 온도가 어는점 이상으로 형성되도록 결정된 증발압력 및 증발온도까지 팽창시킬 수 있다. 이때, 상기 결정된 증발압력 및 증발온도는 앞선 난방운전에서 후열부(125)의 증발압력 및 증발온도 보다 높다. 이를 제 1 밸브(117) 2차 조절단계라고 이름할 수 있다.(S7)
그리고 상기 제어부(30)는 핫가스 밸브(185)를 개방하도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 상기 압축기(100)로부터 토출된 고에너지의 압축 냉매는 바이패스 배관(180)을 통해 흡입배관(141,142)으로 유입되므로 증발온도의 상승으로 부족해진 증발열량을 보충할 수 있다.(S8)
그리고 상기 제어부(30)는 압축기(100)의 운전 주파수를 단계적으로 상승시키도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 상기 바이패스 배관(180)으로 압축 냉매가 바이패스되어 부족해진 순환 냉매 유량을 보충할 수 있다.(S9)
한편, 상기 제어부(30)는 후열부(125) 표면의 온도가 어는점 이상을 형성하도록 설정된 증발압력 및 증발온도를 만족하는지 감지할 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 증발온도 감지수단에 의해 상기 증발온도가 설정된 값(T)을 만족하는지 감지할 수 있다.(S10)
나아가, 상기 제어부(30)는 증발온도 감지수단에 의해 후열부(125)의 증발온도를 감지할 수 있으며, 실외 온도센서에 의해 후열부(125) 주위의 실외 공기 온도를 감지할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(30)는 상기 증발온도 감지수단 및 실외 온도센서를 통해 감지된 정보를 기초로 상기 후열부(125)의 효과적인 제상을 위해 증발온도를 환경에 따라 가변할 수 있을 것이다.
이후, 상기 제어부(30)는 상기 후열부(125)의 제상 완료여부를 판단할 수 있다.(S11) 그리고 상기 제어부(30)는 상기 전열부(121)의 제상 완료여부를 판단할 수 있다.(S12)
상기 전열부(121) 및 후열부(125)의 제상이 완료된 경우, 앞서 전환된 밸브를 난방운전이 수행되도록 복귀될 수 있다. 일례로, 상기 제어부(30)는 상기 압축기(100)의 운전 주파수를 평상시 작동 주파수로 복귀되도록 제어할 수 있으며, 핫가스 밸브(185) 및 제 1 밸브(117)를 폐쇄하고 상기 제 2 밸브(165) 및 제 2 팽창밸브(135)가 개방되도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 제어부(30)는 제 1 팽창밸브(131)의 개도를 난방운전과 동일하게 복귀되도록 제어할 수 있다.(S13)
이후, 상기 공기조화기는 실외 열교환기(120)의 제상운전은 종료되고, 기존의 난방운전으로 계속 수행될 수 있다.(S14)
결국, 제상운전에서 후열부(125)는 연속적으로 증발기로 작동할 수 있기 때문에, 실내에 연속적인 난방을 제공할 수 있는 장점이 있다. 즉, 종래 제상운전이 수행되는 경우 실내 온도가 떨어지고, 재가열에 따른 공기의 온도 상승시간이 길어지는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 상술한 후열부(125)의 제상과정에서, 증발압력 및 증발온도의 상승으로 부족해지는 증발열량은 핫가스 밸브(185)의 개폐동작을 통해 보충할 수 있으며, 이에 따른 냉매 유량의 감소는 상기 압축기(100)의 운전 주파수 상승을 통하여 상쇄시킬 수 있기 때문에 실외 열교환기(120)의 제상을 통해 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
10: 실외기 20: 실내기
100: 압축기 120: 실외 열교환기
130: 실외팬

Claims (17)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기의 토출측에 연결되는 토출배관;
    상기 압축기의 흡입측에 연결되는 흡입배관;
    전열부 및 후열부가 구비되며, 상기 냉매와 실외 공기를 열교환하는 실외 열교환기;
    상기 토출배관으로부터 상기 흡입배관으로 연장되는 바이패스 배관; 및
    상기 바이패스 배관에 설치되는 핫가스 밸브를 포함하고,
    상기 핫가스 밸브는, 상기 후열부가 착상된 경우에 개방(open)되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열부 및 후열부의 착상여부를 감지하는 온도센서; 및
    상기 온도센서의 감지 결과를 기초로 제어를 수행하는 제어부를 더 포함하는 공기조화기.

  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 핫가스 밸브는, 상기 제어부에 의해 제어되는 공기조화기.

  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 후열부가 착상된 경우 상기 압축기의 운전 주파수를 상승시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 전열부의 유출포트와 상기 후열부의 유입포트를 연결하는 직렬배관; 및
    상기 직렬배관에 설치되는 제 1 밸브를 더 포함하는 공기조화기.

  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 후열부가 착상된 경우 상기 후열부의 증발온도가 설정온도만큼 상승되도록 상기 제 1 밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 설정온도는 착상된 서리의 어는점보다 높은 것을 특징으로 하는 공기조화기.

  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡입배관은,
    증발된 냉매를 어큐물레이터로 가이드하는 제 1 흡입배관; 및
    상기 어큐물레이터로부터 상기 압축기의 흡입측으로 연장되는 제 2 흡입배관을 더 포함하는 공기조화기.

  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매와 실내 공기를 열교환하는 실내 열교환기;
    상기 실내 열교환기로부터 상기 전열부의 유입포트로 연장되는 연결배관; 및
    상기 연결배관으로부터 분지되어 상기 후열부의 유입포트로 연장되는 분지배관을 더 포함하는 공기조화기.

  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분지배관에 설치되며, 상기 후열부의 증발압력을 조절할 수 있는 오리피스를 더 포함하는 공기조화기.


  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출배관 및 흡입배관이 연결되며, 냉매의 유동방향을 전환해주는 유동전환부;
    상기 전열부의 유출포트로부터 상기 유동전환부로 연장되는 전열배관;
    상기 전열배관으로부터 분지되어 상기 후열부의 유출포트로 연장되는 후열배관; 및
    상기 전열배관에 설치되는 제 2 밸브를 더 포함하는 공기조화기.

  13. 압축기, 전열부 및 후열부를 구비하는 실외 열교환기 및 팽창밸브를 포함하는 공기조화기에 있어서,
    상기 전열부의 착상여부를 판단하는 단계;
    상기 전열부가 착상된 경우, 상기 전열부의 유출포트와 상기 후열부의 유입포트를 연결하는 직렬배관에 설치된 제 1 밸브가 개방되는 단계;
    상기 후열부의 착상여부를 판단하는 단계;
    상기 후열부가 착상된 경우, 상기 제 1 밸브를 통과하는 냉매의 압력을 미리 설정된 압력까지 팽창시키는 단계; 및
    상기 압축기의 토출측으로부터 분지되는 바이패스 배관에 의해 압축 냉매가 상기 압축기의 흡입측으로 바이패스되는 단계를 포함하며,
    상기 미리 설정된 압력은, 상기 후열부의 증발온도를 상승시키는 압력인 것을 특징으로 하는 공기조화기 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 후열부의 증발온도는, 서리의 어는점보다 높은 것을 특징으로 하는 공기조화기 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 후열부가 착상된 경우, 상기 압축기는 운전 주파수를 상승시키는 단계를 더 포함하는 공기조화기 제어방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 전열부 및 후열부의 제상 완료여부를 판단하는 단계; 및
    상기 전열부 및 후열부의 제상이 완료된 경우, 난방운전으로 복귀하는 단계를 더 포함하고,
    상기 난방운전으로 복귀하는 단계는,
    상기 제 1 밸브 및 상기 바이패스 배관에 설치된 핫가스 밸브를 폐쇄하고,
    상기 전열부의 출구측에 설치된 제 2 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 제어방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 난방운전에서 상기 전열부 및 후열부를 통과하는 냉매는 병렬로 유동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 제어방법.
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