KR20060062769A - 멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉난방 효율을 향상시키기 위한 멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
이를 위해, 본 발명은, 다수의 실외기(10,20,30); 상기 실외기들의 냉매 유로를 서로 연결시켜 상기 실외기 사이의 냉매 압력차를 해소시키는 설치되는 압력차 해소관(40); 그리고, 상기 압력차 해소관 중에서 각 실외기에 냉매가 유출입되는 부분에 설치되는 개폐밸브(51,61):를 포함하여 구성되는 멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
멀티 공기조화 시스템, 압력차 해소관

Description

멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법{multi airconditioning system and method for controlling the system}
도 1은 본 발명에 따른 멀티 공기조화 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 도 1의 멀티 공기조화 시스템의 난방 운전을 나타낸 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 메인 유닛 20,30 : 서브 유닛
11,21,31 : 압축 유닛 12,22,32 : 사방밸브
13,23,33 : 실외 열교환기 14,24,34 : 어큐뮬레이터
40 : 압력차 해소관 41 : 수동밸브
51,61 : 개폐밸브
본 발명은 멀티 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉난방 성능을 향상시키기 위한 멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화 시스템은 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 과정을 수행함에 따라 실내 공간을 냉방 또는/및 난방시키는 장치이다. 이러한 공기조 화 시스템은 냉매사이클을 일방향으로만 가동하여 실내에 냉기만을 공급하도록 냉각 시스템과, 냉매사이클을 양방향으로 선택적으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉난방 시스템으로 구분된다. 또한, 실외기에 하나의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화 시스템과, 실외기에 다수의 실내기가 연결되는 멀티 공기조화 시스템으로 구분된다. 또한, 상기 멀티 공기조화 시스템에는 1대의 실외기 또는 다수대의 실외기를 갖는 것으로 구분된다.
상기 다수의 실외기를 갖는 멀티 공기조화 시스템은 각 실외기마다 적어도 하나 이상의 압축기가 설치된다. 이때, 상기 압축기로는 가동 주파수가 일정하게 설정된 정속 압축기가 적용되기도 하고, 가동 주파수가 가변되는 인버터 압축기를 적용하기도 한다.
상기 다수의 실외기를 갖는 멀티 공기조화 시스템은 가동되는 실내기의 갯수에 따라 실외기의 가동 갯수를 적절하게 조절한다.
그러나, 상술한 다수의 실외기를 갖는 멀티 공기조화 시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 다수대의 실외기를 가동할 경우 상기 실외기들의 냉매관에는 부분적으로 냉매 압력차가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 냉매관의 부분적인 압력차에 의해 압력 손실이 발생되어, 결과적으로 냉난방 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 실외기들 사이의 냉매 압력차를 해소할 수 있는 멀티 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 냉난방 성능을 향상시킬 수 있는 멀티 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 다수의 실외기와, 상기 실외기들의 냉매 유로를 서로 연결시켜 상기 실외기 사이의 냉매 압력차를 해소시키는 설치되는 압력차 해소관과, 상기 압력차 해소관 중에서 각 실외기에 냉매가 유출입되는 부분에 설치되는 개폐밸브를 포함하여 구성되는 멀티 공기조화 시스템을 제공한다.
이때, 상기 개폐밸브는 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다. 상기 압력차 해소관은 각 실외기의 실외 열교환기와 사방밸브 사이의 냉매관에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수의 실외기는, 가동 주파수가 가변되는 인버터 압축기를 포함하는 메인 유닛과, 가동 주파수가 일정하게 고정되는 적어도 1대 이상의 정속 압축기로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 유닛을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 개폐밸브는 압력차 해소관 중 상기 서브 유닛과 연결되는 부분에만 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 일부의 실외기가 비운전되는 경우, 상기 비운전되는 실외기로 냉매가 유입되는 것을 차단하도록 상기 비운전되는 실외기에 대응되는 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화 시스템의 제어방법을 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 실외기들 사이의 냉매 압력차를 해소하고, 냉난 방 성능이 향상되는 것이 가능하다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 멀티 공기조화 시스템에 관한 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.
멀티 공기조화 시스템은, 다수의 실외기(10,20,30)와, 상기 실외기들의 냉매 유로를 서로 연결시켜 상기 실외기 사이의 냉매 압력차를 해소시키는 설치되는 압력차 해소관(40)과, 상기 압력차 해소관의 각 실외기에 연결되는 부분에 설치되고, 제어부에 의해 자동으로 개폐되는 개폐밸브(51,61)를 포함하여 구성된다.
상세히 설명하기로 한다.
상기 다수의 실외기는, 가동 주파수가 가변되는 인버터 압축기(11a)를 포함하는 메인 유닛(10)과, 가동 주파수가 일정하게 고정되는 적어도 1대 이상의 정속 압축기(11b)로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 유닛(20,30)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 메인 유닛(10)에는 적어도 1개 이상의 압축기로 구성되는 압축 유닛(11)과, 상기 압축 유닛의 토출측 냉매관에 연결되는 사방 밸브(12)와, 상기 사방 밸브와 연결된 냉매관에 연결되는 실외 열교환기(13)와, 상기 압축 유닛의 냉매 흡입측 냉매관에 연결되는 어큐뮬레이터(14)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 압축 유닛(11)은 인버터 압축기(11a)와 정속 압축기(11b)로 구성된다. 물론, 압축 유닛은 인버터 압축기만으로 구성될 수 있음도 이해 가능하다. 이렇게 인버터 압축기만으로 구성할 경우 냉매량 및 냉매 온도를 더욱 미세하게 조절할 수 있다. 또 한, 압축 유닛을 구성하는 압축기의 갯수도 다양하게 변경 가능하다. 또한, 상기 실외 열교환기는 1대가 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않고 2대 이상이 설치될 수 있음도 이해 가능하다. 또한, 상기 사방변과 연결된 냉매관에는 서비스 밸브(60)가 설치된다. 이러한 서비스 밸브가 설치된다. 이러한 서비스 밸브로는 온/오프 밸브를 적용한다.
상기 서브 유닛(20,30)은 메인 유닛(10)과 같이, 압축 유닛(21,31), 사방 밸브(22,32), 실외 열교환기(23,33) 및 어큐뮬레이터(24,34)로 구성된다. 다만, 서브 유닛(20,30)의 압축 유닛(21,31)은 정속 압축기(21a,21b,31a,31b)만으로 구성된다. 따라서, 메인 유닛(10)은 냉매량을 미세하게 제어할 수 있는 것에 비해, 서브 유닛(20,30)은 냉매량을 미세하게 제어할 수 없다. 이러한 서브 유닛은 메인 유닛의 구성과 다른 것이 적용될 수도 있다. 가령, 정속 압축기의 갯수를 변경하거나 또는 실외 열교환기의 갯수를 변경할 수 있음도 이해 가능하다.
또한, 상기 메인 유닛(10)과 2개의 서브 유닛(20,30)은 압력차 해소관(40)에 의해 상호 연결된다. 가령, 상기 압력차 해소관(40)의 분지된 일단부는 사방 밸브(12)와 실외 열교환기(13) 사이의 냉매관에 연결된다.
상기 압력차 해소관(40)의 분지된 부분에는 개폐밸브(51,61)가 설치된다. 이때, 상기 개폐밸브(51,61)는 압력차 해소관(40) 중 서브 유닛(20,30)과 연결되는 부분에만 설치되는 것이 바람직하다. 이는 메인 유닛(10)은 멀티 공기조화 시스템이 가동되는 동안에는 항상 가동되기 때문이다.
또한, 상기 압력 해소관의 메인 유닛(10)과 연결되는 부분엔는 수동으로 개 폐되는 수동밸브(41)가 설치되는 것이 바람직하다. 이는 멀티 공기조화 시스템 가동시에는 항상 메인 유닛이 가동되기 때문이다. 물론, 상기 수동밸브가 자동으로 개폐할 수 있도록 솔레노이드 밸브를 적용할 수 있음도 이해 가능하다.
상술한 멀티 공기조화 시스템의 작용에 관해 설명하면 다음과 같다.
냉방운전이 시작되면, 상기 제어부에서는 실내기의 가동 갯수 및 필요 냉매량을 판단하여 소정 갯수의 서브 유닛과 메인 유닛을 함께 가동시킨다. 2개의 서브 유닛 중 하나가 가동되지 않는 경우에 관해 아래에서 설명하기로 한다.
상기 메인 유닛(10)의 압력차 해소관(40)에 설치된 수동밸브(41)는 냉방운전시에 개방된다. 상기 메인 유닛(10)의 정속 압축기와 인버터 압축기(11a)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(12)의 제어에 의해 실외 열교환기(13)로 유입된다. 이때, 실외 열교환기(13)의 냉매는 실외 공기와 열교환되면서 응축된다. 이렇게 응축된 냉매는 실외기로 보내진다. 동시에, 하나의 서브 유닛(30)의 압축 유닛(31)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(12,32)의 제어에 의해 실외 열교환기(13,33)로 유입된다. 상기 실외 열교환기(13,33)의 냉매는 응축된 후 실내기(미도시)로 보내진다.
상기 실내기의 냉매는 실내 공기와 열교환된 후 메인 유닛(10)과 가동 중인 하나의 서브 유닛(30)으로 유입된다. 이때, 냉매는 어큐뮬레이터(14,34)를 통해 기체 상태의 냉매만이 해당 압축기로 유입된다.
이때, 상기 메인 유닛(10)과 서브 유닛(30)의 냉매관에는 소정의 압력차가 형성된다. 이렇게 압력차가 발생되면, 상기 압력차 해소관(40)을 통해 고압측의 냉 매가 저압측으로 유동한다. 이러한 냉매의 유동에 의해 메인 유닛(10)과 가동 중인 서브 유닛(30) 사이에 발생되는 압력차가 해소된다. 이때, 가동되지 않는 서브 유닛(20)의 개폐밸브(51)는 압력차 해소관(40)의 유로를 차단하므로, 상기 가동되지 않는 서브 유닛(20)으로는 냉매의 유입이 차단된다.
또한, 상기 가동되지 않는 서브 유닛(20)의 유출입 냉매관에 설치된 밸브(60) 역시 개도를 차단한다.
다음으로, 난방운전이 시작되면, 상기 제어부에서는 실내기의 가동 갯수 및 필요 냉매량을 판단하여 소정 갯수의 서브 유닛과 메인 유닛을 함께 가동시킨다. 2개의 서브 유닛 중 하나가 가동되지 않는 경우에 관해 아래에서 설명하기로 한다.
상기 메인 유닛(10)의 인버터 압축기(11a)와 정속 압축기(11b)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(12)의 제어에 의해 실내기로 유입된다. 이때, 실내기의 냉매는 실내 공기와 열교환되면서 응축된다. 동시에, 하나의 서브 유닛(30)의 압축 유닛(31)에서 압축된 냉매는 사방 밸브(32)의 제어에 의해 실내기로 유입된다.
상기 실내기의 냉매는 실내 공기와 열교환된 후 메인 유닛(10)과 하나의 서브 유닛(30)으로 유입된다. 이때, 냉매는 실외 열교환기(13)에서 열교환된 후 어큐뮬레이터(14)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(14)는 기체 상태의 냉매만 해당 압축기로 유입되도록 한다.
이때에도, 상기 메인 유닛(10)과 가동 중인 서브 유닛(30)의 냉매관에는 소정의 압력차가 형성된다. 이렇게 압력차가 발생되면, 상기 압력차 해소관(40)을 통해 고압측의 냉매가 저압측으로 유동한다. 이러한 냉매의 유동에 의해 메인 유닛 (10)과 가동 중인 서브 유닛(30) 사이에 발생되는 압력차가 해소된다. 이때, 가동되지 않는 서브 유닛(20)의 개폐밸브(51)는 압력차 해소관(40)의 유로를 차단하므로, 상기 가동되지 않는 서브 유닛(20)으로는 냉매의 유입이 차단된다.
또한, 상기 가동되지 않는 서브 유닛(20)의 유출입 냉매관에 설치된 밸브 역시 개도를 차단한다.
이와 같이 냉난방시에 메인 유닛(10)과 서브 유닛(20) 사이의 압력차를 해소시킨다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 멀티 공기조화 시스템 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 다수의 실외기 사이에 발생되는 압력차를 해소시킴으로써, 부분적인 압력차에 의해 냉매의 유동성을 확보하고, 부하를 최적으로 유지할 수 있으며, 냉난방 성능히 향상되는 효과가 있다.
둘째, 비운전되는 서브 유닛으로 냉매가 유입되는 것을 방지함으로써, 상기 냉매 부족 현상을 해소하고, 냉난방 성능의 저하를 방지하며, 시스템의 효율을 극대화 시킬 수 있다.
셋째, 비운전되는 서브 유닛에 압축기 구동을 위한 오일이 쌓이는 것을 방지함으로써, 압축기의 파손을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 실외기;
    상기 실외기들의 냉매 유로를 서로 연결시켜 상기 실외기 사이의 냉매 압력차를 해소시키는 설치되는 압력차 해소관; 그리고,
    상기 압력차 해소관의 각 실외기와 연결되는 부분에 설치되고, 제어부에 의해 자동으로 개폐되는 개폐밸브:를 포함하여 구성되는 멀티 공기조화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐밸브는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력차 해소관은 각 실외기의 실외 열교환기와 사방밸브 사이의 냉매관에 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항에 있어서,
    상기 다수의 실외기는:
    가동 주파수가 가변되는 인버터 압축기를 포함하는 메인 유닛; 그리고,
    가동 주파수가 일정하게 고정되는 적어도 1대 이상의 정속 압축기로 구성된 적어도 하나 이상의 서브 유닛을 포함하여 구성되는 멀티 공기조화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개폐밸브는 압력차 해소관의 서브 유닛과 연결되는 부분에만 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 해소관의 메인 유닛과 연결되는 부분에는 수동으로 개폐되는 수동밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 공기조화 시스템.
  7. 일부의 실외기가 비운전되는 경우, 상기 비운전되는 실외기로 냉매가 유입되는 것을 차단하도록 상기 비운전되는 실외기에 대응되는 개폐밸브를 닫는 것을 특징으로 하는 제1항에 따른 멀티 공기조화 시스템의 제어방법.
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