KR102582522B1 - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

공기조화기는 N개 열교환유닛이 상하 방향으로 순차적으로 이격되고, 최상측에 제1열교환유닛이 위치하며, 최하측에 제N열교환유닛이 위치하며, 제1열교환유닛과 제N열교환유닛 사이에 적어도 하나의 열교환유닛이 위치하는 실외열교환기와; N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 팽창밸브와; N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 핫가스 배관과, N개 핫가스 배관에 각각 설치된 N개 핫가스 밸브와; N개 팽창밸브 및 N개 핫가스 밸브를 제어하여 N개 열교환유닛을 분할 제상하는 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는 제N열교환유닛을 가장 먼저 제상시킨 후, 제1열교환유닛을 제상시키고, 제1열교환유닛의 제상 후, 제1열교환유닛 아래에 위치하는 열교환유닛들을 제2열교환유닛부터 제N열교환유닛까지 순차적으로 제상시킨다.

Description

공기조화기{Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방운전시, 실외열교환기를 분할하여 제상하면서 연속적으로 난방운전할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 팽창기구 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다.
공기조화기는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되거나, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기(즉, 히트 펌프)로 구성될 수도 있다.
공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 경우, 냉방운전과 난방운전에 따라 압축기에서 압축된 냉매의 유동 방향를 바꾸는 냉난방 절환밸브를 포함한다.
공기조화기는 냉방운전시 압축기에서 압축된 냉매가 냉난방 절환밸브를 통과하여 실외열교환기로 유동을 하고 실외열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고 실외열교환기에서 응축된 냉매는 팽창기구에서 팽창된 후, 실내열교환기로 유입된다. 실내열교환기는 증발기로 작용을 하고, 실내열교환기에서 증발된 냉매는 다시 냉난방 절환밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.
한편, 공기조화기는 난방운전시 압축기에서 압축된 냉매가 냉난방 절환밸브를 통과하여 실내열교환기로 유동을 하고 실내열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고 실내열교환기에서 응축된 냉매는 팽창기구에서 팽창된 후, 실외열교환기로 유입된다. 실외열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실외열교환기에서 증발된 냉매는 다시 냉난방 절환밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.
상기와 같은 공기조화기는 난방운전 중에 증발기로 작용하는 실외열교환기의 표면에 응축수가 생성되고, 외기 온도가 낮을 경우, 실외열교환기 표면의 응축수가 결빙되어 실외열교환기에 착상될 수 있고, 실외열교환기에 착상된 서리는 실외 공기의 원활한 흐름 및 열교환을 방해하고, 그로 인내 난방성능의 저하를 초래할 수 있다.
공기조화기는 실외열교환기 표면의 서리를 제거하기 위해 난방운전 도중에 난방운전을 중단하고, 냉매의 유동 방향을 냉방운전와 같이 전환하는 별도의 제상운전을 실시할 수 있고, 제상운전을 실시한 이후에 다시 난방운전을 시작할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 공기조화기는 제상운전이 진행되는 동안(즉, 제상운전의 시간 동안) 실내를 난방시킬 수 없는 단점이 있고, 사용자에게 불편함을 제공할 수 있다. 최근에는 실외열교환기 전체를 동시에 제상하지 않고, 실외열교환기를 분할하여 제상하는 기술이 증대되는 추세이고, 이러한 공기조화기의 일예는 대한민국 등록특허공보 10-1572845(2015년11월30일 공고)에 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 등록특허 10-1737365 (2017년05월20일 공고)에는 실외열교환기가 제1열교환부와 제2열교환부를 포함하고, 제1열교환부와 제2열교환부가 선택적으로 제상될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1572845(2015년11월30일 공고)
본 발명은 실외열교환기의 분할 제상시, 최하측 열교환유닛의 서리 착상량을 최소화여 전체 제상시간을 최소화할 수 있는 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는 공기조화기는 N개 열교환유닛이 상하 방향으로 순차적으로 이격되고, 최상측에 제1열교환유닛이 위치하며, 최하측에 제N열교환유닛이 위치하며, 제1열교환유닛과 제N열교환유닛 사이에 적어도 하나의 열교환유닛이 위치하는 실외열교환기와; N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 팽창밸브와; N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 핫가스 배관과, N개 핫가스 배관에 각각 설치된 N개 핫가스 밸브와; N개 팽창밸브 및 N개 핫가스 밸브를 제어하여 N개 열교환유닛을 분할 제상하는 컨트롤러를 포함하고, 컨트롤러는 제N열교환유닛을 가장 먼저 제상시킨 후, 제1열교환유닛을 제상시키고, 제1열교환유닛의 제상 후, 제1열교환유닛 아래에 위치하는 열교환유닛들을 제2열교환유닛부터 제N열교환유닛까지 순차적으로 제상시킨다.
N개 열교환유닛의 제상 각각은 제상 개시 후, 제상완료시간 동안 설정온도를 유지하면 완료되고, 제상 개시 후 제상완료시간 보다 길게 설정된 강제완료시간이 경과되면, 강제 완료될 수 있다.
N개 열교환유닛의 제상완료시간은 서로 상이할 수 있다.
N개 열교환유닛의 제상완료시간은 N개 열교환유닛의 하측으로 갈수록 길게 설정될 수 있다.
N개 열교환유닛의 강제완료시간이 서로 상이할 수 있다.
N개 열교환유닛의 강제완료시간은 N개 열교환유닛의 하측으로 갈수록 길게 설정될 수 있다.
컨트롤러는 N개 열교환유닛 중 인접한 한 쌍의 열교환유닛 각각의 제상 사이에 한 쌍의 열교환유닛을 함께 제상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 실외열교환기의 제상시 최하측에 위치하는 최하측 열교환유닛에 착상되는 서리의 두께를 최소화하여 최하측 열교환유닛의 전체 서리 착상량을 최소화할 수 있고, 실외열교환기의 전체가 제상 완료되는 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 인접한 한 쌍의 열교환유닛 중 하측에 위치하는 열교환유닛의 제상시간이 상측에 위치하는 열교환유닛의 제상시간 보다 길 수 있어, 열교환유닛들이 전체적으로 고르게 제상되게 할 수 있다.
또한, 인접한 한 쌍의 열교환유닛 사이에 낀 서리를 제거하는 동시제상을 상측에 위치하는 열교환유닛의 제상과 하측에 위치하는 열교환유닛의 제상 사이에 실시하여, 열교환유닛들 사이에 낀 서리도 신뢰성 높게 제상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉방운전시, 냉매 흐름이 도시된 도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 일반 난방운전시, 냉매 흐름이 도시된 도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제상 난방운전시 제N열교환 유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제상 난방운전시 제1열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제상 난방운전시 제2열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제상 난방운전시 제3열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 운전방법이 도시된 순서도,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기조화기의 운전방법이 도시된 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉방운전시, 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 일반 난방운전시, 냉매 흐름이 도시된 도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
공기조화기는 압축기(1)와 냉난방 절환밸브(2)와 실내팬(5)와 실내열교환기(6)와 실외팬(9)과 실외열교환기(10)를 포함할 수 있다.
압축기(1)는 인버터 압축기로 구성될 수 있고, 실내열교환기(6)의 부하에 따라 입력 주파수가 가변될 수 있다.
압축기(1)에는 압축기 흡입유로 및 압축기 토출유로가 연결될 수 있다.
공기조화기는 압축기 흡입라인에 설치되어 액냉매가 수용되는 어큐물레이터(3)를 더 포함할 수 있다. 압축기 흡입라인은 냉난방절환밸브(2)와 어큐물레이터(3)에 연결된 어큐물레이터 흡입라인과, 어큐물레이터(3)와 압축기(1)에 연결된 어큐물레이터 출구라인를 포함할 수 있다.
공기조화기는 압축기 토출라인에 설치되어 압축기(1)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하여 압축기 흡입라인로 안내하는 오일분리기(4)을 더 포함할 수 있다. 압축기 토출라인은 압축기(1) 및 오일분리기(4)에 연결된 오일분리기 흡입라인과, 오일분리기(5)와 냉난방절환밸브(2)에 연결된 오일분리기 출구라인을 포함할 수 있다.
냉난방절환밸브(2)는 압축기 흡입유로 및 압축기 토출유로에 의해 압축기(1)와 연결될 수 있다. 냉난방절환밸브(2)은 압축기 흡입라인 중 어큐쿨레이터 흡입라인과 연결될 수 있다. 냉난방절환밸브(2)는 압축기 토출라인 중 오일분리기 출구라인과 연결될 수 있다.
냉난방절환밸브(2)는 실외열교환기(10)와 실외열교환기 연결라인으로 연결될 수 있다. 그리고, 냉난방절환밸브(2)는 실내열교환기(6)와 기관으로 연결될 수 있다.
냉난방절환밸브(2)는 냉방운전시 , 도 1에 도시된 바와 같이, 오일분리기(4)에서 유동된 냉매를 실외열교환기 연결라인로 안내함과 아울러 기관에서 유동된 냉매를 어큐물레이터(3)로 안내할 수 있다.
냉난방절환밸브(2)는 난방운전시, 도 2에 도시된 바와 같이, 오일분리기(4)에서 유동된 냉매를 기관으로 안내함과 아울러 실외열교환기 연결라인에서 유동된 냉매를 어큐물레이터(3)로 안내할 수 있다.
실내팬(5)은 실내열교환기(6)로 실내공기를 송풍하게 설치될 수 있다.
실내팬(5)와 실내열교환기(6) 및 실내팽창기구(8)는 실내기(I)에 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 편의를 위해, 하나의 실내기(I)가 기관 및 액관으로 실외기와 연결된 구성이 도시되나, 본 실시예는 하나의 실내기(I)를 포함하는 것에 한정되지 않고, 복수개 실내기(I)가 실외기(O)에 액관 및 기관으로 연결되는 것을 포함할 수 있음은 물론이다.
실내팽창기구(8)는 후술하는 N개의 팽창밸브(21)(22)(23)(24)와 액관으로 연결될 수 있다. 실내팽창기구(8)는 난방운전시, 실내열교환기(6)로 유동되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.
실외팬(9)은 실외열교환기(10)로 실외공기를 송풍할 수 있다.
압축기(1)와, 냉난방절환밸브(2)와, 어큐물레이터(3)와, 오일분리기(4)와, 실외팬(9) 및 실외열교환기(10)는 실외기(O)에 배치될 수 있다.
실외열교환기(10)는 실외 공기(이하, 외기라 칭함)와 냉매를 열교환시키는 복수개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 포함할 수 있다. 그리고, 실외열교환기(10)는 복수개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)에 연결된 핀(15)를 더 포함할 수 있다.
실외열교환기(10)는 실외열교환기 연결라인에 의해 냉난방절환밸브(2)와 연결될 수 있다.
실외열교환기(10)는 냉방운전시, 냉매가 응축되는 응축기로 기능할 수 있다. 실외열교환기(10)는 난방운전시, 냉매가 증발되는 증발기로 기능할 수 있다. 실외열교환기(10)는 난방운전시, 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 일부가 증발기로 작용하고, 나머지가 핫가스에 의해 제상될 수 있다.
난방운전은 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 모두가 증발기로 작용하는 일반 난방운전(즉, 비제상 난방운전)과, 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)이 특정 순서로 순차적으로 제상되는 제상 난방운전으로 구분될 수 있다.
여기서, 제상 난방운전은 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 일부가 증발기로 기능하면서 나머지가 제상되는 운전이고, 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 모두가 증발기로 작용하는 일반 난방운전과 구분되기 위한 용어일 수 있다.
사용자가 난방운전을 입력한 경우, 공기조화기는 일반 난방운전으로 운전되는 도중에, 제상 진입조건이 되면, 공기조화기는 제상 난방운전으로 운전될 수 있고, 공기조화기가 제상 난방운전되는 도중에 제상 해제조건이 되면, 공기조화기는 다시 일반 난방운전으로 운전될 수 있다.
이하, 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 모두가 증발기로 작용하는 난방운전을 일반 난방운전으로 칭하여 설명하고, 복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)이 특정 순서로 순차적으로 제상되는 난방운전을 제상 난방운전으로 칭하여 설명한다.
한편, 일반 난방운전과 제상 난방운전의 공통된 설명에 대해서는 난방운전으로 설명하고, 일반 난방운전과 제상 난방운전을 구분하여 설명할 때에는 일반 난방운전과 제상 난방운전으로 구분하여 설명한다.
일반 난방운전의 냉매 흐름은 도 2에 도시되고, 제상 난방운전의 냉매 흐름은 도 4 내지 도 7에 도시된다.
한편, 냉난방 절환밸브(2)는 일반 난방운전시와 제상 난방운전시 동일하게 제어될 수 있다. 즉, 냉난방 절환밸브(2)는 일반 난방운전시와 제상 난방운전시 각각, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 오일분리기(4)에서 유동된 냉매를 기관을 통해 실내열교환기(6)로 안내할 수 있고, 실외열교환기(10)에서 실외열교환기 연결라인으로 유동된 냉매를 어큐물레이터(3)로 안내할 수 있다.
이하, 실외열교환기(10)에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
실외열교환기(10)은 복수개의 열교환유닛(이하, " N개의 열교환유닛"로 칭함)의 결합체로 구성될 수 있고, N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)는 냉매 유로가 병렬 연결될 수 있다.
실외열교환기(10)로 유동된 냉매는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)로 분산되어 통과할 수 있고, N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 통과한 냉매는 합쳐진 후 유동될 수 있다.
N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)에는 제1연결유로(30)와 제2연결유로(40)가 연결될 수 있다. 제1연결유로(30)와 제2연결유로(40)는 냉매 유동방향으로 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 전,후에 각각 배치될 수 있다.
난방운전을 기준으로 설명하면, 제1연결유로(30)는 냉매를 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)로 분산시키는 분지유로일 수 있고, 제2연결유로(40)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 통과한 냉매가 합쳐지는 합지유로일 수 있다.
반대로, 냉방운전을 기준으로 설명하면, 제1연결유로(30)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 통과한 냉매가 합쳐지는 합지유로일 수 있다. 제2연결유로(40)는 냉매를 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)로 분산시키는 분지유로일 수 있다.
제1연결유로(30)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 각각과 연결될 수 있고, 헤더나 디스트리뷰터를 포함할 수 있다.
제2연결유로(40)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 각각과 연결될 수 있고, 헤더나 디스트리뷰터를 포함할 수 있다.
실외열교환기(10)를 구성하는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)는 상하 방향으로 순차적으로 이격될 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 중 최상측에 위치하는 열교환유닛이 제1열교환유닛(11)로 정의될 수 있고, 최하층에 위치하는 열교환유닛이 제N열교환유닛(14)로 정의될 수 있으며, 실외열교환기(10)는 제1열교환유닛(11)와 제N열교환유닛(14) 사이에 위치하는 적어도 하나의 열교환유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 복수개 열교환유닛의 각각은 냉매 유동방향으로 직렬 연결된 복수개 냉매튜브를 포함하는 것이 가능하고, 냉매 유동방향으로 병렬 연결된 복수개 냉매튜브를 포함할 수 있다. 이러한 열교환유닛을 구성하는 복수개 냉매튜브는 어느 하나의 냉매튜브가 다른 하나의 냉매튜브 보다 높게 배치되거나 낮게 배치되는 것이 가능하나, 직렬 연결되거나 병렬 연결된 복수개 냉매튜브는 단일 열교환유닛을 구성할 수 있다.
실외열교환기(10)는 제1열교환유닛(11)에서 하측 방향으로 갈수록 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13), 제N열교환유닛(14)와 같이 정의일 수 있다.
N이 3일 경우, 실외열교환기(10)는 상하 방향으로 순차적으로 이격된 3개의 열교환유닛을 포함할 경우, 최상측에 위치하는 열교환유닛이 제1열교환유닛(11)일 수 있고, 제1열교환유닛(11)에 가장 인접한 열교환유닛이 제2열교환유닛(12)일 수 있으며, 3개의 열교환유닛 중 최하측에 위치하는 열교환유닛이 제N열교환유닛일 수 있다.
N이 4일 경우, 실외열교환기(10)가 상하 방향으로 순차적으로 이격된 4개의 열교환유닛을 포함할 경우, 최상측에 위치하는 열교환유닛이 제1열교환유닛(11)일 수 있고, 제1열교환유닛(11)에 가장 인접한 열교환유닛이 제2열교환유닛(12)일 수 있으며, 제2열교환유닛(12)의 아래에 제2열교환유닛(12)에 가장 인접한 열교환유닛이 제3열교환유닛(13)일 수 있으며, 4개의 열교환유닛 중 최하측에 위치하는 열교환유닛이 제N열교환유닛일 수 있다.
공기조화기는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)와 각각 연결된 N개 팽창밸브(21)(22)(23)(24)를 포함할 수 있고, 이러한 열교환유닛은 팽창밸브와 1:1 대응될 수 있다. 제1열교환유닛(11)에는 제1팽창밸브(21)가 연결될 수 있고, 제2열교환유닛(12)에는 제2팽창밸브(22)가 연결될 수 있으며, 제3열교환유닛(13)에는 제3팽창밸브(23)가 연결될 수 있고, 제N열교환유닛(14)에는 제N팽창밸브(24)가 연결될 수 있다.
이러한, N개의 팽창밸브(21)(22)(23)(24)는 난방운전시의 냉매 유동 방향으로 제1연결유로(30)에 설치될 수 있다. 제1연결유로(30)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)와 각각 연결되는 N개의 유로(31)(32)(33)(34)와, N개의 유로가 연결된 하나의 공통유로(35)를 포함할 수 있다. N개의 유로(31)(32)(33)(34)는 제1열교환유닛(11)에 연결되고 제1팽창밸브(21)가 설치된 제1유로(31)와, 제2열교환유닛(12)에 연결되고 제2팽창밸브(22)가 설치된 제2유로(32)와, 3번째 열교환유닛(13)에 연결되고 제3팽창밸브(23)가 설치된 제3유로(33)와, 제N열교환유닛(14)에 연결되고 제N팽창밸브(24)가 설치된 제N유로(34)와, 제1유로(31)와, 제2유로(32)와, 제3유로(33) 및 제N유로(34)는 공통유로(35)에 연결될 수 있다.
공기조화기는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)와 각각 연결된 N개 핫가스 배관(51)(52)(53)(54)을 더 포함할 수 있다. 핫가스 배관은 열교환유닛과 1:1 대응될 수 있다.
핫가스 배관은 제1연결유로(30)를 통해 열교환유닛과 연결될 수 있고, N개의 핫가스 배관(51)(52)(53)(54)는 제1유로(31)중 제1팽창밸브(21)와 제1열교환유닛(11)의 사이에 연결된 제1핫가스 배관(51)과, 제2유로(32)중 제2팽창밸브(22)와 제2열교환유닛(12)의 사이에 연결된 제2핫가스 배관(52)과, 제3유로(33)중 제3팽창밸브(23)와 3번째 열교환유닛(13)의 사이에 연결된 제3핫가스 배관(53)과, 제N유로(34) 중 제N팽창밸브(24)와 제N열교환유닛(14)의 사이에 연결된 제N핫가스 배관(54)를 포함할 수 있다.
핫가스 배관은 제1핫가스 배관(51)과, 제2핫가스 배관(52)과, 제3핫가스 배관(53)과, 제N핫가스 배관(54)이 연결된 공통 핫가스 배관(55)를 포함할 수 있고, 공통 핫가스 배관(55)은 일단이 압축기 토출유로 특히, 오일분리기 출구라인에 연결될 수 있다.
공기조화기는 N개 핫가스 배관에 각각 설치된 N개 핫가스 밸브(61)(62)(63)(64)는 열교환유닛과 1:1 대응될 수 있다.
핫가스 밸브는 제1핫가스 배관(51)에 설치된 제1핫가스 밸브(61)와, 제2핫가스 배관(52)에 설치된 제2핫가스 밸브(62)와, 제3핫가스 배관(53)에 설치된 제3핫가스 밸브(63)와, 제N핫가스 배관(54)에 설치된 제N핫가스 밸브(64)를 포함할 수 있다.
핫가스 밸브는 팽창밸브와 1:1 대응될 수 있고, 팽창밸브와 오픈/클로즈 여부가 반대일 수 있다. 난방운전시, 제1팽창밸브(21)가 클로즈이면, 제1핫가스 밸브(61)가 개방일 수 있고, 반대로 제1팽창밸브(21)가 냉매를 팽창시키는 개도로 개도 조절되면, 제1핫가스 밸브(61)가 클로즈일 수 있다. 제2핫가스 밸브(62), 제3핫가스 밸브(63) 및 제N핫가스 밸브(63)의 오픈 /클로즈는 제1핫가스 밸브(61)와 동일원리이므로, 중복된 설명을 피하기 위해 그 각 예에 대한 상세한 설명은 생략한다.
공기조화기는 실외열교환기(10)의 온도를 감지하는 적어도 하나의 제상센서를 포함할 수 있다. 제상센서는 단수개가 제2연결유로에 설치되어 난방운전시, 실외열교환기(10) 출구측 온도를 감지하는 것이 가능하고, 복수개가 열교환유닛(11)(12)(13)(14)에 설치되는 것도 가능함은 물론이다.
복수개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 온도를 감지할 경우, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상 완료 여부를 보다 신뢰성 높게 판단할 수 있고, 이 경우, 보구개의 제상센서(71)(72)(73)(74)는 제1열교환유닛(11)에 설치된 제1제상센서(71)와, 제2열교환유닛(12)에 설치된 제2제상센서(72)와, 제3열교환유닛(13)에 설치된 제3제상센서(73)와, 제N열교환유닛(14)에 설치된 제4제상센서(74)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 난방운전시 제N열교환 유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 난방운전시 제1 열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도이며, 도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 난방운전시 제2열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 난방운전시 3번째 열교환유닛이 제상될 때의 냉매 흐름이 도시된 도이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 운전방법이 도시된 순서도이다.
공기조화기는 난방운전시, N개 팽창밸브 및 N개 핫가스 밸브(61)(62)(63)(64)를 제어하여 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제상할 수 있는 컨트롤러(100)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 전체 제상시간을 최소화할 수 있으면서 실외열교환기(1) 전체를 신뢰성 높게 제상할 수 있는 순서로 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제상시키는 것이 바람직하다.
컨트롤러(100)는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 중 최하측에 위치하는 제N열교환유닛(14)를 가장 먼저 제상시킨 후, 최상측에 위치하는 제1열교환유닛(11)를 제상시키고, 제1열교환유닛(11)의 제상 후, 제1열교환유닛(12) 아래에 위치하는 열교환유닛들(12)(13)(14)을 제2열교환유닛(12)부터 제N열교환유닛(14)까지 순차적으로 제상시킬 수 있다.
즉, 컨트롤러(100)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제N열교환유닛(14), 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제N열교환유닛(14)의 순서로 제상시킬 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제상시키기 위해, N+1회의 제상을 실시할 수 있다.
N이 4일 경우, 컨트롤러(100)는 제4열교환기(14), 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상시킬 수 있고, 이 경우, 제4열교환유닛(14)은 총 2회 제상될 수 있다.
한편, 컨트롤러(100)는 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제N열교환유닛(14)의 순서로 제상시키는 것도 가능하다.
설명의 편의를 위해, 실외열교환기(1)가 4개의 열교환유닛을 포함할 경우로 설명하면 다음과 같다
컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에 단층의 서리가 착상된 상태에서, 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상을 실시할 수 있다.
이 경우, 제1열교환유닛(11)의 제상시 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에는 제1열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되면서, 총 2층이 착상된다.
그리고, 제2열교환유닛(12)의 제상시 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에는 제2열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되면서, 총 3층이 착상된다.
그리고, 제3열교환유닛(13)의 제상시 제4열교환유닛(14)에는 제3열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되면서, 총 4층이 착상된다.
제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상될 경우, 제4열교환유닛(14)에는 총 4개층의 서리를 착상되므로, 제4열교환유닛(14)의 제상시, 제4열교환유닛(14)를 제상하기 위해 장시간 소요될 수 있다. 한편, 제4열교환유닛(14)의 제상 개시 이후 제4열교환유닛(14) 제상의 강제완료시간이 되면, 제4열교환유닛(14)의 제상을 강제완료할 경우, 실외열교환기(1)는 제4열교환유닛(14)가 충분히 제상되지 못한 상태에서, 강제완료시간이 되면, 제상 난방운전이 종료될 수 있다.
즉, 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상될 경우, 전체 제상 시간이 길거나, 제4열교환유닛(14)이 충분하게 제상되지 못할 수 있다.
한편, 본 실시예의 컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에 단층의 서리가 착상된 상태에서, 제4열교환유닛(14), 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상을 실시할 수 있다.
이 경우, 제4열교환유닛(14)의 제상시 제4열교환유닛(14)에서 흘러내린 응축수는 실외열교환기(1)의 하측으로 낙하될 수 있고, 제4열교환유닛(14)의 제상시 제1열교환유닛(11)와, 제2열교환유닛(12) 및 제3열교환유닛(13)에는 단층의 설치가 착상된 상태이지만, 제4열교환유닛에는 서리가 제거된 상태일 수 있다.
이후, 제1열교환유닛(11)의 제상시 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에는 제1열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되고, 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13)에는 총 2층이 착상되지만, 제4열교환유닛(14)에는 단층의 서리가 착상된다.
그리고, 제2열교환유닛(12)의 제상시 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14) 각각에는 제2열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되고, 제3열교환유닛(13)에는 총3층이 착상되지만, 제4열교환유닛(14)에는 총2층의 서리가 착상된다.
그리고, 제3열교환유닛(13)의 제상시 제4열교환유닛(14)에는 제3열교환유닛(11)의 제상시 흘러내린 응축수가 다시 착상되면서, 총 3층이 착상된다.
본 실시예와 같이, 제4열교환유닛(14), 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제4열교환유닛(14)의 순서로 제상될 경우, 제4열교환유닛(14)는 총 3개층의 서리가 착상된 상태에서 제상되고, 제4열교환유닛(14)에 총 4개층의 서리가 착상된 경우 보다, 서리가 착상되는 시간이 단축되고, 제4열교환유닛(14)가 신뢰성 높게 제상될 수 있다.
제상의 특성상, 단층의 서리를 착상하는 시간과, 총3층의 서리를 착상하는 시간의 합은 총 4층의 서리를 착상하는 시간 보다 짧고, 본 실시예와 같은 순서로 N개의 열교환유닛(11)(12)(13)(14)를 제상할 경우, 실외열교환기(1)의 전체 제상시간이 단축될 수 있고, 실외열교환기(1) 전체를 보다 신뢰성 높게 제상할 수 있다.
한편, N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상은 제상 개시 후, 설정온도(TR)를 제상완료시간(TS) 동안 유지하면 완료되고, 제상 개시 후 제상완료시간(TS) 보다 길게 설정된 강제완료시간(TM)이 경과되면, 완료될 수 있다.
여기서, 설정온도(TR)은 각 열교환유닛의 제상이 완료된 것으로 판단될 수 있는 상온의 온도로서, 기 설정된 온도일 수 있고, 예를 들면, -3℃일 수 있다.
그리고, 제상완료시간(TS)은 각 열교환유닛의 제상이 완료된 것으로 판단될 수 있는 상온의 온도로서, 열교환유닛의 제상을 종료시키기 위해 설정된 기준온도일 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상완료시간(TS)은 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상완료시간(TM)은 30초로 동일하게 설정될 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상완료시간(TS)은 서로 상이할 수 있다. N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상완료시간(TS)은 최상측에 위치하는 제1열교환유닛(11)의 제상완료시간이 가장 짧게 설정될 수 있다. N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 제상완료시간(TM)은 최하측에 위치하는 제N열교환유닛(14)의 강제완료시간이 가장 길게 설정될 수 있다. 그리고, 제1열교환유닛(11)와 제N열교환유닛(14) 사이에 위치하는 열교환유닛(12)(13)의 제상시간은 제1열교환유닛(11)의 제상완료시간 보다 길고, 제N열교환유닛(14)의 제상완료시간 보다 짧을 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12))(13)(14) 각각의 제상완료시간(TS)은 하측 방향으로 갈수록 길게 설정될 수 있고, 하측으로 갈수록 설정시간(예를 들면, 60초)
씩 더 길게 설정될 수 있다. 일예로, 제1열교환유닛(11)의 제상완료시간이 30초일 경우, 제2열교환유닛(12)의 제상완료시간은 90초일 수 있고, 제3열교환유닛(13)의 제상완료시간은 150초일 수 있고, 제4열교환유닛(13)의 제상완료시간은 210초일 수 있다.
그리고, 강제완료시간(TM)은 각 열교환유닛의 제상이 너무 장시간 지속되지 않도록 각 열교환유닛의 제상을 강제 종료시키기 위해 설정된 기준온도일 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 4분으로 동일하게 설정될 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 서로 상이할 수 있다. N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 최상측에 위치하는 제1열교환유닛(11)의 강제완료시간이 가장 짧게 설정될 수 있다. N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 최하측에 위치하는 제N열교환유닛(14)의 강제완료시간이 가장 길게 설정될 수 있다. 그리고, 제1열교환유닛(11)와 제N열교환유닛(14) 사이에 위치하는 열교환유닛(12)(13)의 제상시간은 제1열교환유닛(11)의 강제완료시간 보다 길고, 제N열교환유닛(14)의 강제완료시간 보다 짧을 수 있다.
N개 열교환유닛(11)(12))(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 하측 방향으로 갈수록 길게 설정될 수 있고, 하측으로 갈수록 길게 설정될 수 있다. N개 열교환유닛(11)(12))(13)(14) 각각의 강제완료시간(TM)은 하측으로 갈수록 설정시간(예를 들면, 1분) 씩 더 길게 설정될 수 있다.
일예로, 제1열교환유닛(11)의 강제완료시간이 4분일 경우, 제2열교환유닛(12)의 강제완료시간은 5분일 수 있고, 제3열교환유닛(13)의 강제완료시간은 6분일 수 있고, 제4열교환유닛(13)의 강제완료시간은 7분일 수 있다.
실외열교환기(1)의 제상 완료는 제상완료시간(TS)와 강제완료시간(TM)의 다양한 조합이 가능하고 일 예는, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상완료시간(TS)가 모두 동일하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 강제완료시간(TM)이 모두 동일한 경우일 수 있고, 하기의 표 1과 같을 수 있다.
제상 순서 제상 완료 판단
제N열교환유닛(14) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초) 이상을 유지하거나제4열교환유닛(14)의 제상 개시 후 TM(4분) 경과
제1열교환유닛(11) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초) 이상을 유지하거나
제1열교환유닛(11)의 제상 개시 후 TM(4분) 경과
제2열교환유닛(12) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초)이상을 유지하거나제2열교환유닛(12)의 제상 개시 후 TM(4분) 경과
제3열교환유닛(13) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초)이상을 유지하거나제3열교환유닛(13)의 제상 개시 후 TM(4분) 경과
제N열교환유닛(14) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초) 이상을 유지하거나제4열교환유닛(14)의 제상 개시후 TM(4분) 경과
한편, 실외열교환기(1)의 제상 완료의 다른 예는 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상완료시간(TS)가 모두 상이하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 강제완료시간(TM)이 모두 상이할 수 있고, 하기의 표 2과 같을 수 있다.
제상 순서 제상 완료 판단
제N열교환유닛(14) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(210초) 이상을 유지하거나제4열교환유닛(14)의 제상 개시후 TM(7분) 경과
제1열교환유닛(11) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(30초) 이상을 유지하거나
제1열교환유닛(11)의 제상 개시후 TM(4분) 경과
제2열교환유닛(12) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(90초) 이상을 유지하거나제2열교환유닛(12)의 제상 개시후 TM(5분) 경과
제3열교환유닛(13) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(150초) 이상을 유지하거나제3열교환유닛(13)의 제상 개시후 TM(6분) 경과
제N열교환유닛(14) 실외열교환기 온도가 3℃을 TS(210초) 이상을 유지하거나제4열교환유닛(14)의 제상 개시후 TM(7분) 경과
한편, 본 실시예에 따른 실외열교환기(1)의 제상 완료의 또 다른 예는 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상완료시간(TS)가 서로 상이하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 강제완료시간(TM)이 모두 동일한 것도 가능하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상완료시간(TS)가 모두 동일하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 강제완료시간(TM)이 서로 상이한 한 것도 가능함은 물론이다.한편, 도 8에 도시된 순서도는 제상 난방운전시 제N열교환유닛(14), 제1열교환유닛(11), 제2열교환유닛(12), 제3열교환유닛(13) 및 제N열교환유닛(14)의 순서로 제상되고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 제상완료시간(TS)가 모두 동일하고, 각 열교환유닛(11)(12)(13)(14)의 강제완료시간(TM)이 모두 동일한 경우이다.
한편, 본 발명은 도 8에 도시된 시간에 한정되지 않고, 제상완료시간 및 강제완료시간이 표 2에 도시된 바와 같이 설정되는 것도 가능함은 물론이다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 실외열교환기(10)의 제상 난방운전에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 사용자가 난방운전을 입력하면, 컨트롤러(100)는 일반난방운전을 실시할 수 있다.(S1)
일반난방운전시, 컨트롤러(100)는 압축기(1)를 구동하고, 냉난방절환밸브(2)를 도 2에 도시된 바와 같이, 난방모드로 제어하고, 제1,2,3,4 핫가스 밸브(61)(62)(63)(64)를 클로즈하고, 제1,2,3,N 팽창밸브(21)(22)(23)(24)가 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 제1,2,3,N 팽창밸브(21)(22)(23)(24)를 개도 조절할 수 있다.
이 경우, 압축기(1)에서 압축된 냉매는 오일분리기(4)를 통과한 후, 냉난방절환밸브(2)를 유입되고, 냉난방절환밸브(2)에서 실내열교환기(6)로 유동되어 응축될 수 있다. 실내열교환기(6)에서 응축된 냉매는 제1연결유로(30)에서 제1,2,3,N 팽창밸브(21)(22)(23)(24)로 분산되어 유동되고, 제1,2,3,N 팽창밸브(21)(22)(23)(24)에서 각각 팽창된 후, 제1,2,3,N 열교환유닛(11)(12)(13)(14)에서 증발된 후, 제2연결유로(40)에서 합쳐진 후, 냉난방절환밸브(2)로 유입되고, 냉난방절환밸브(2)에서 어큐물레이터(3)로 유동된 후 압축기(1)로 흡입될 수 있다.
공기조화기는 상기와 같은 일반난방운전의 도중에 제상 진입 조건이 될 수 있고, 이 경우, 일반 난방운전을 중단하고, 제상 난방운전을 개시할 수 있다.(S2)(S3)
여기서, 제상 진입조건은 실외열교환기(10)의 온도가 실외온도(즉, 외기온도) 보다 낮고, 수분이 실외열교환기(10)에 지속적으로 착상되는 조건으로서, 일예로, 실외열교환기(10)의 온도가 실외온도 보다 소정온도(예를 들면, 10℃) 더 낮고, 증발 압력(즉, 저압)이 낮아지는 기울기가 설정 기울기 이상인 경우일 수 있다. 한편, 본 실시예의 제상 진입조건은 상기와 같은 온도 조건이나 기울기 조건에 한정되지 않고, 압축기(1)의 운전 적산시간이나 실외열교환기(10)의 설정온도 이하를 유지하는 시간이나 실외열교환기(10)의 온도 변화 기울기 등을 고려하는 것도 가능함은 물론이다.
컨트롤러(100)는 제상 진입조건시, 최하측에 위치하는 제N열교환유닛(14)를 가장 먼저 제상할 수 있다.(S3)
컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(14)의 제상을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제N팽창밸브(14)를 클로즈하고, 제N핫가스 밸브(64)를 오픈할 수 있다. 상기와 같은 제N팽창밸브(14)를 클로즈하고, 제N핫가스 밸브(64)를 오픈하면, 제N핫가스 배관(54)에는 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 가스 냉매(즉, 핫 가스)가 유동되고, 이러한 핫 가스는 제N핫가스 밸브(64)를 통과한 후 제N열교환유닛(14)을 통과하고, 제N열교환유닛(14)을 통과하면서 제N열교환유닛(14) 표면에 착상된 서리를 제상시킬 수 있다. 상기와 같은 제N열교환유닛(14)의 제상시, 제1,2,3팽창밸브(11)(12)(13)는 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 유지되고, 제1,2,3핫가스 밸브(61)(62)(63)은 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S3)
실외열교환기(10)는 상기와 같이, 제N열교환유닛(14)이 제상되는 도중에, 제1,2,3열교환유닛(11)(12)(13)은 냉매를 실외공기와 열교환시키면서 냉매를 증발시키고, 제1,2,3열교환유닛(11)(12)(13)은 증발기로 기능할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(14)의 제상 해제조건시, 제N열교환유닛(14)의 제상을 완료할 수 있고, 제1열교환유닛(11)의 제상을 개시할 수 있다.(S3)(S4)(S5)
제N열교환유닛(11)의 제상 해제조건은, 제N열교환유닛(14)의 제상 도중에 제N제상센서(74)에서 감지된 제N열교환유닛(14)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제N열교환유닛(11)의 제상 개시후, 4분 경과된 경우일 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(11)의 제상 개시후, 4분 경과되기 이전에, 제N열교환유닛(14)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하는 경우, 제N열교환유닛(14)의 제상을 완료할 수 있다. 한편, 컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(14)의 제상 개시후, 4분 경과될 때까지 제N열교환유닛(14)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하는 조건을 만족하지 못하면, 제N열교환유닛(14)의 제상 개시후, 4분 경과된 시점에 제N열교환유닛(14)의 제상을 완료할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(14)의 제상을 완료하고 제1열교환유닛(11)의 제상을 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 제N팽창밸브(14)가 냉매가 팽창할 수 있는 개도로 제N팽창밸브(14)를 제어할 수 있고, 제N핫가스 밸브(61)를 클로즈할 수 있으며, 제1팽창밸브(11)를 클로즈할 수 있고, 제1핫가스 밸브(61)를 오픈할 수 있다. 상기와 같이 제1팽창밸브(11)를 클로즈하고, 제1핫가스 밸브(61)를 오픈하면, 제1핫가스 배관(51)에는 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 가스 냉매(즉, 핫 가스)가 유동되고, 이러한 핫 가스는 제1핫가스 밸브(61)를 통과한 후 제1열교환유닛(11)을 통과하고, 제1열교환유닛(11)을 통과하면서 제1열교환유닛(11) 표면에 착상된 서리를 제상시킬 수 있다. 상기와 같은 제1열교환유닛(11)의 제상시, 제2,3,N팽창밸브(12)(13)(14)는 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 유지되고, 제2,3,N핫가스 밸브(62)(63)(64)은 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S5)
실외열교환기(10)는 상기와 같이, 제1열교환유닛(11)이 제상되는 도중에, 제2,3,N열교환유닛(12)(13)(14)이 냉매를 실외공기와 열교환시키면서 냉매를 증발시키고, 제2,3,N열교환유닛(12)(13)(14)은 증발기로 기능할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11)의 제상 해제조건시, 제1열교환유닛(11)의 제상을 완료할 수 있고, 제2열교환유닛(12)의 제상을 개시할 수 있다. (S5)(S6)(S7)
제1열교환유닛(11)의 제상 해제조건은, 제N열교환유닛(14)의 경우와 같거나 유사할 수 있고, 이 경우, 컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11)의 제상 도중에 제1제상센서(71)에서 감지된 제1열교환유닛(11)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제1열교환유닛(11)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제1열교환유닛(11)의 제상을 완료할 수 있다.
이후, 컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11)의 제상을 완료하고 제2열교환유닛(12)의 제상을 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 제1팽창밸브(11)가 냉매가 팽창할 수 있는 개도로 제1팽창밸브(11)를 제어할 수 있고, 제1핫가스 밸브(61)를 클로즈할 수 있으며, 제2팽창밸브(12)를 클로즈할 수 있고, 제2핫가스 밸브(62)를 오픈할 수 있다. 상기와 같이 제2팽창밸브(12)를 클로즈하고, 제2핫가스 밸브(62)를 오픈하면, 제2핫가스 배관(52)에는 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 가스 냉매(즉, 핫 가스)가 유동되고, 이러한 핫 가스는 제2핫가스 밸브(62)를 통과한 후 제2열교환유닛(12)을 통과하고, 제2열교환유닛(12)을 통과하면서 제2열교환유닛(12) 표면에 착상된 서리를 제상시킬 수 있다. 상기와 같은 제2열교환유닛(12)의 제상시, 제1,3,N팽창밸브(11)(13)(14)가 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 유지되고, 제1,3,N핫가스 밸브(61)(63)(64)은 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S6)
실외열교환기(10)는 상기와 같이, 제2열교환유닛(12)이 제상되는 도중에, 제1,3,N열교환유닛(11)(13)(14)이 냉매를 실외공기와 열교환시키면서 냉매를 증발시키고, 제1,3,N열교환유닛(11)(13)(14)은 증발기로 기능할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제2열교환유닛(12)의 제상 해제조건시, 제2열교환유닛(12)의 제상을 완료할 수 있고, 제3열교환유닛(13)의 제상을 개시할 수 있다. (S7)(S8)(S9)
제2열교환유닛(12)의 제상 해제조건은, 제1열교환유닛(11)의 경우와 같거나 유사할 수 있고, 이 경우, 컨트롤러(100)는 제2열교환유닛(12)의 제상 도중에 제2제상센서(72)에서 감지된 제2열교환유닛(12)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제2열교환유닛(12)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제2열교환유닛(12)의 제상을 완료할 수 있다.
이후, 컨트롤러(100)는 제2열교환유닛(12)의 제상을 완료하고 제3열교환유닛(13)의 제상을 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 제2팽창밸브(12)가 냉매가 팽창할 수 있는 개도로 제2팽창밸브(12)를 제어할 수 있고, 제2핫가스 밸브(62)를 클로즈할 수 있으며, 제3팽창밸브(13)를 클로즈할 수 있고, 제3핫가스 밸브(63)를 오픈할 수 있다. 상기와 같이 제3팽창밸브(13)를 클로즈하고, 제3핫가스 밸브(63)를 오픈하면, 제3핫가스 배관(53)에는 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 가스 냉매(즉, 핫 가스)가 유동되고, 이러한 핫 가스는 제3핫가스 밸브(63)를 통과한 후 제3열교환유닛(13)을 통과하고, 제3열교환유닛(13)을 통과하면서 제3열교환유닛(13) 표면에 착상된 서리를 제상시킬 수 있다. 상기와 같은 제3열교환유닛(13)의 제상시, 제1,2,N팽창밸브(11)(12)(14)가 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 유지되고, 제1,2,N핫가스 밸브(61)(62)(64)은 클로즈 상태를 유지할 수 있다.(S9)
실외열교환기(10)는 상기와 같이, 제3열교환유닛(13)이 제상되는 도중에, 제1,2,N열교환유닛(11)(12)(14)이 냉매를 실외공기와 열교환시키면서 냉매를 증발시키고, 제1,2,N열교환유닛(11)(12)(14)은 증발기로 기능할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제3열교환유닛(13)의 제상 해제조건시, 제3열교환유닛(13)의 제상을 완료할 수 있고, 제N교환유닛(13)의 제상을 개시할 수 있다. (S9)(S10)(S3')
제3열교환유닛(13)의 제상 해제조건은, 제2열교환유닛(12)의 경우와 같거나 유사할 수 있고, 이 경우, 컨트롤러(100)는 제3열교환유닛(13)의 제상 도중에 제3제상센서(73)에서 감지된 제3열교환유닛(13)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제3열교환유닛(13)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제3열교환유닛(13)의 제상을 완료할 수 있다.
이후, 컨트롤러(100)는 제3열교환유닛(13)의 제상을 완료하고 다시 제N열교환유닛(14)의 제상을 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 제3팽창밸브(12)가 냉매가 팽창할 수 있는 개도로 제3팽창밸브(12)를 제어할 수 있고, 제3핫가스 밸브(63)를 클로즈할 수 있으며, 제N팽창밸브(14)를 클로즈할 수 있고, 제N핫가스 밸브(64)를 오픈할 수 있다.(S3')
제3열교환유닛(13)의 제상 이후에 실시되는 제N열교환유닛(14)의 제상은 제산 진입조건시 최초로 실시되는 제N열교환유닛(14)의 제상과 동일할 수 있고, 제산 진입조건시 최초로 실시되는 제N열교환유닛(14)의 제상은 제N열교환유닛(14)의 초기 제상(S3)일 수 있고, 제3열교환유닛(13)의 제상 이후에 실시되는 제N열교환유닛(14)의 제상은 제N열교환유닛(14)의 후기 제상(S3')일 수 있다.
제N열교환유닛(14)의 후기 제상(S3')은 제N열교환유닛(14)의 초기 제상(S3)과 개시 조건이 상이하나, 그 제상 해제조건은 동일할 수 있고, 이러한 제N열교환유닛(14)의 후기 제상(S3')은 그 제상 해제조건이 제3열교환유닛(13)의 경우와 같거나 유사할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)는 제N열교환유닛(14)의 제상 도중에 제N제상센서(74)에서 감지된 제4열교환유닛(14)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제N열교환유닛(14)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제N열교환유닛(14)의 제상을 완료할 수 있다.
상기와 같은 제N열교환유닛(14)의 제상 해제조건은, 제상 난방운전의 제상 해제조건이 될 수 있고, 이러한 제N열교환유닛(14)의 제상 해제조건이 만족되면, 컨트롤러(100)는 다시 일반 난방운전을 실시하기 위해, 제N팽창밸브(14)가 냉매를 팽창시키는 개도로 제N팽창밸브(14)를 개도 조절할 수 있고, 제N핫가스 밸브(64)를 클로즈할 수 있다.(S3')(S4')(S1)
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기조화기의 운전방법이 도시된 순서도이다.
컨트롤러(12)는 N개 열교환유닛(11)(12)(13)(14) 중 인접한 한 쌍의 열교환유닛 각각의 제상 사이에 한 쌍의 열교환유닛을 함께 제상할 수 있고, 상기와 같이, 인접한 한 쌍의 열교환유닛 각각의 제상 사이에 한 쌍의 열교환유닛을 함께 제상시키는 동시 제상하는 것 이외의 기타 제어는 본 발명 일 실시 예에 따른 제어와 동일하므로, 이하, 본 발명 일 실시예와 상이한 제어에 대해서만 설명하고, 본 발명 일 실시예와 동일한 제어에 대해서는, 본 발명 일 실시예와 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예의 제상 난방운전은, 제1열교환유닛(11)의 제상 이전(S1)(S2)과, 제1열교환유닛(11)의 제상(S3)이 본 발명 일 실시예와 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 본 실시예는 제1열교환유닛(11)의 제상(S3)과 제2열교환유닛(12)의 제상(S5) 사이에 제1열교환유닛(11)와 제2열교환유닛(12)를 함께 제상시키는 제1,2 열교환유닛(11)(12)을 함께 제상시키는 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")을 실시할 수 있다.
제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")은 제1열교환유닛(11)의 제상 해제 조건(S4)시 실시될 수 있고, 컨트롤러(100)는 제1열교환유닛(11)의 제상 도중에 제1제상센서(71)에서 감지된 제1열교환유닛(11)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제1열교환유닛(11)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")을 실시하기 위해, 제1팽창밸브(11)의 클로즈를 유지하면서 제1핫가스밸브(61)을 오픈 유지하고, 제1열교환유닛(11)의 제상시 오픈인 제2팽창밸브(12)를 클로즈하며, 제1열교환유닛(11)의 제상시 클로즈였던 제2핫가스 밸브(62)를 오픈할 수 있다. 상기와 같은 제2팽창밸브(12)와 제2핫가스 밸브(62)의 제어 변경시, 핫 가스는 제1열교환유닛(11)과 제2열교환유닛(12)로 분산되어 유동될 수 있다. 이러한 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")시 냉매는 제3열교환유닛(13)과 제N열교환유닛(14)를 통과하면서 증발될 수 있고, 제1열교환유닛(11)과 제2열교환유닛(12)은 핫 가스에 의해 제상될 수 있다.
한편, 상기와 같은 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")은 제1,2 열교환유닛 제상 해제조건(S4')시, 종료될 수 있고, 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")이 진행되는 도중에 제1,2 열교환유닛 제상 해제조건(S4')이 만족되면, 컨트롤러(100)는 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")을 중단하고, 제2열교환유닛(11)의 제상(S5)을 실시할 수 있다.
여기서, 제1,2 열교환유닛 제상 해제조건(S4')은 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3") 도중에, 제1제상센서(71)과 제2제상센서(72)에서 감지된 온도 각각이 3℃ 이상 30초를 유지하거나, 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")이 개시된 후 4분이 경과한 경우일 수 있고, 컨트롤러(100)는 이러한 제1,2 열교환유닛 제상 해제조건이 만족되면, 제1,2열교환유닛 동시 제상을 종료하고 제2열교환유닛(12)의 제상을 개시할 수 있다.(S3")(S4')(S5)
제2열교환유닛(12)의 제상(S5)은 본 발명 일 실시예와 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 본 실시예는 제2열교환유닛(12)의 제상(S5)과 제3열교환유닛(13)의 제상(S7)) 사이에 제2열교환유닛(12)와 제3열교환유닛(13)를 함께 제상시키는 제2,3 열교환유닛 동시 제상(S5')을 실시할 수 있다.
본 실시예의 제상 난방운전은 제2열교환유닛(12)의 제상(S5)을 실시한 후, 제2열교환유닛(12)의 제상 해제조건(S6)이 만족되면, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')을 실시할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제2열교환유닛(12)의 제상 도중에 제2제상센서(72)에서 감지된 제2열교환유닛(12)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제2열교환유닛(12)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')을 실시할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')을 실시하기 위해, 제2팽창밸브(12)의 클로즈를 유지하면서 제2핫가스밸브(62)을 오픈 유지하고, 제2열교환유닛(12)의 제상시 오픈인 제3팽창밸브(13)를 클로즈하며, 제2열교환유닛(12)의 제상시 클로즈였던 제3핫가스 밸브(63)를 오픈할 수 있다.
상기와 같은 제3팽창밸브(12)와 제3핫가스 밸브(62)의 제어 변경시, 핫 가스는 제2열교환유닛(12)과 제3열교환유닛(13)로 분산되어 유동될 수 있다. 이러한 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')시 냉매는 제1열교환유닛(11)과 제N열교환유닛(14)를 통과하면서 증발될 수 있고, 제2열교환유닛(12)과 제3열교환유닛(13)은 핫 가스에 의해 제상될 수 있다.
한편, 상기와 같은 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')은 제2,3 열교환유닛 제상 해제조건(S6')시, 종료될 수 있고, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')이 진행되는 도중에 제2,3 열교환유닛 제상 해제조건(S6')이 만족되면, 컨트롤러(100)는 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')을 중단하고, 제3열교환유닛(13)의 제상(S7)을 실시할 수 있다.
여기서, 제2,3 열교환유닛 제상 해제조건(S6')은 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5') 도중에, 제2제상센서(72)과 제3제상센서(73)에서 감지된 온도 각각이 3℃ 이상 30초를 유지하거나, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')이 개시된 후 4분이 경과한 경우일 수 있고, 컨트롤러(100)는 이러한 제2,3 열교환유닛 제상 해제조건이 만족되면, 제2,3열교환유닛 동시 제상을 종료하고 제3열교환유닛(13)의 제상을 개시할 수 있다.(S5')(S6')(S7)
제3열교환유닛(13)의 제상(S7)은 본 발명 일 실시예와 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 본 실시예는 제3열교환유닛(13)의 제상(S7)과 제N열교환유닛(14)의 제상(S3') 사이에 제3열교환유닛(13)와 제N열교환유닛(14)를 함께 제상시키는 제3,N 열교환유닛 동시 제상(7')을 실시할 수 있다.
본 실시예의 제상 난방운전은 제3열교환유닛(13)의 제상(S7)을 실시한 후, 제3열교환유닛(17)의 제상 해제조건(S8)이 만족되면, 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')을 실시할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제3열교환유닛(13)의 제상 도중에 제3제상센서(73)에서 감지된 제3열교환유닛(13)의 온도가 3℃ 이상 30초를 유지하거나 제3열교환유닛(13)의 제상 개시후, 4분 경과되면, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S7')을 실시할 수 있다.
컨트롤러(100)는 제3,4열교환유닛 동시 제상(S7')을 실시하기 위해, 제3팽창밸브(13)의 클로즈를 유지하면서 제3핫가스밸브(63)을 오픈 유지하고, 제3열교환유닛(13)의 제상시 오픈인 제N팽창밸브(14)를 클로즈하며, 제3열교환유닛(13)의 제상시 클로즈였던 제N핫가스 밸브(64)를 오픈할 수 있다.
상기와 같은 제N팽창밸브(14)와 제N핫가스 밸브(64)의 제어 변경시, 핫 가스는 제3열교환유닛(13)과 제N열교환유닛(14)로 분산되어 유동될 수 있다. 이러한 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')시 냉매는 제1열교환유닛(11)과 제2열교환유닛(12)를 통과하면서 증발될 수 있고, 제3열교환유닛(13)과 제N열교환유닛(14)은 핫 가스에 의해 제상될 수 있다.
한편, 상기와 같은 제3,4열교환유닛 동시 제상(S7')은 제3,N 열교환유닛 제상 해제조건(S8')시, 종료될 수 있고, 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')이 진행되는 도중에 제3,N 열교환유닛 제상 해제조건(S8')이 만족되면, 컨트롤러(100)는 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')을 중단하고, 제N열교환유닛(13)의 제상(S3')을 실시할 수 있다.
여기서, 제3,4 열교환유닛 제상 해제조건(S8')은 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7') 도중에, 제3제상센서(73)과 제N제상센서(74)에서 감지된 온도 각각이 3℃ 이상 30초를 유지하거나, 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')이 개시된 후 4분이 경과한 경우일 수 있고, 컨트롤러(100)는 이러한 제3,N 열교환유닛 제상 해제조건이 만족되면, 제3,N열교환유닛 동시 제상을 종료하고 제N열교환유닛(14)의 제상을 개시할 수 있다.(S7')(S8')(S3')
여기서, 제N열교환유닛(14)의 제상(S3')은 본 발명 일 실시예의 제N열교환유닛(14)의 후기 제상(S3')과 동일하고, 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이러한, 제N열교환유닛(14)의 제상(S3') 이후(S4')(S1)(S2)는 본 발명 일 실시예와 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 중복된 설명을 피하기 위해 생략한다.
즉, 본 실시예의 실외열교환기 제상 난방운전은, 제N열교환유닛(14)의 제상(S1, 도 8 참조)과, 제1열교환유닛(11)의 제상(S3)과, 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")과, 제2열교환유닛(12)의 제상(S5)과, 제2,3열교환유닛 동시 제상(S5')과, 제3열교환유닛(13)의 제상(S7)과, 제3,N열교환유닛 동시 제상(S7')과, 제N열교환유닛(14)의 제상(S3') 순서로 진행될 수 있다.
이러한 제상 난방운전 중 실시되는 제1,2열교환유닛 동시 제상(S3")과, 제2,3 열교환유닛 동시 제상(S5')과, 제3,N 열교환유닛 동시 제상(7')은 상하방향으로 인접한 한 쌍의 열교환유닛 사이에 낀 서리를 착상할 수 있고, 실외열교환기(1)가, 총 4개의 열교환유닛을 포함할 경우, 실외열교환기(1)는 제4열교환유닛(14)의 제상, 제1열교환유닛(11)의 제상, 제1열교환유닛(11)과 제2열교환유닛(12)의 사이 제상, 제2열교환유닛(12)의 제상, 제2열교환유닛(12)과 제3열교환유닛(13)의 사이 제상, 제3 열교환유닛(13)의 제상, 제3열교환유닛(13)과 제4열교환유닛(14)의 사이 제상, 제N열교환유닛(14)의 순서로 제상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1; 실외열교환기 11: 제1열교환유닛
12: 제2열교환유닛 13: 제3열교환유닛
14: 제N열교환유닛 100: 컨트롤러

Claims (7)

  1. N개 열교환유닛이 상하 방향으로 순차적으로 이격되고, 최상측에 제1열교환유닛이 위치하며, 최하측에 제N열교환유닛이 위치하며, 제1열교환유닛과 제N열교환유닛 사이에 적어도 하나의 열교환유닛이 위치하는 실외열교환기와;
    상기 N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 팽창밸브와;
    상기 N개 열교환유닛과 각각 연결된 N개 핫가스 배관과,
    상기 N개 핫가스 배관에 각각 설치된 N개 핫가스 밸브와;
    상기 N개 팽창밸브 및 N개 핫가스 밸브를 제어하여 상기 N개 열교환유닛을 제상하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는
    난방운전 도중 상기 실외열교환기의 제상 진입 조건이 되면, 상기 제N열교환유닛을 가장 먼저 제상시킨 후, 상기 제1열교환유닛을 제상시키고,
    상기 제1열교환유닛의 제상 후, 제1열교환유닛 아래에 위치하는 열교환유닛들을 제2열교환유닛부터 제N열교환유닛까지 순차적으로 제상시키되,
    상기 N개 열교환유닛의 제상 각각은,
    제상 개시 후, 제상완료시간 동안 설정온도를 유지하거나, 제상완료시간 보다 길게 설정된 강제완료시간이 경과되면, 제상이 완료되는 공기조화기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 N개 열교환유닛의 제상완료시간은 서로 상이한 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 N개 열교환유닛의 제상완료시간은 N개 열교환유닛의 하측으로 갈수록 길게 설정된 공기조화기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 N개 열교환유닛의 강제완료시간이 서로 상이한 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 N개 열교환유닛의 강제완료시간은 N개 열교환유닛의 하측으로 갈수록 길게 설정된 공기조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 N개 열교환유닛 중 인접한 한 쌍의 열교환유닛 각각의 제상 사이에 한 쌍의 열교환유닛을 함께 제상시키는 공기조화기.
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