KR20100026352A - 멀티형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 초기 난방 운전 시, 복수 개의 실외기 각각의 사방 밸브 절환이 용이하도록, 본 발명은, 복수 개의 실내기, 압축기 및 상기 압축기와 연결되는 사방 밸브를 각각 포함하는 복수 개의 실외기, 및 상기 복수 개의 실외기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 초기 난방 운전 시, 상기 복수 개의 실외기 중 적어도 하나의 실외기의 냉매 고저압차가 기준 차압 미만이면 나머지 실외기를 비상 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기를 제공한다.

냉매 고저압차, 사방밸브

Description

멀티형 공기조화기{Multi-type air conditioner}

본 발명은 멀티형 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초기 난방 운전 시, 복수 개의 실외기 각각의 사방 밸브 절환이 용이한 멀티형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방 상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방 상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정 상태로 조절한다. 이렇게 공기조화기와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들은 높은 에너지 사용 효율과, 성능 향상 및 사용에 편리한 제품을 요구하게 되었다.

이러한, 공기조화기는 실내기와 실외기가 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합 된 일체형 공기조화기와, 벽에 장착되도록 구성된 벽걸이형 공기조화기 및 액자형 공기조화기와, 거실에 세울 수 있도록 구성된 슬림형 공기조화기와, 하나의 실내기를 구동시킬 수 있는 용량으로 구성되어 가정집과 같이 좁은 장소에서 이용되도록 구성된 싱글형 공기조화기와, 회사 또는 음 식점에서 사용할 수 있도록 매우 큰 용량으로 구성된 중대형 공기조화기와, 다수개의 실내기를 충분히 구동시킬 수 있는 용량으로 구성된 멀티형 공기조화기 등으로 구분되어 있다.

본 발명의 목적은, 초기 난방 운전 시, 복수 개의 실외기 각각의 사방 밸브 절환이 용이한 멀티형 공기조화기를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는, 복수 개의 실내기; 압축기 및 상기 압축기와 연결되는 사방 밸브를 각각 포함하는 복수 개의 실외기; 및 상기 복수 개의 실외기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 초기 난방 운전 시, 상기 복수 개의 실외기 중 적어도 하나의 실외기의 냉매 고저압차가 기준 차압 미만이면 나머지 실외기를 비상 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는, 초기 난방 운전 시, 복수 개의 실외기 각각의 냉매 고저압차와 기준 차압을 비교하여, 기준 차압 미만인 실외기가 발생하면, 기준 차압 이상인 실외기의 사방 밸브를 온 상태로 유지하고 기준 차압 미만인 실외기만 재 기동시킴으로써, 빠른 시간 내에 사방 밸브의 절환이 가능하도록 하여 복수 개의 실외기 작동이 원활하게 동작하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 설치된 건물 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 멀티형 공기조화기는 실내에 설치되는 적어도 하나의 실내기(11, 12, 13, 14), 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되며 실외기(21, 22)를 포함한다.

여기서, 실외기(21, 22)와 실내기(11, 12, 13, 14)는 냉매배관(P)을 통해 연결되어, 실외기(21, 22)와 실내기(11, 12, 13, 14) 간의 냉매의 흐름에 따라 냉방 또는 난방 운전을 수행하게 된다.

이때, 공기조화기는 실외기(21, 22) 및 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되어 동작 상태를 모니터링하고 제어하는 중앙제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

또한, 실외기(21, 22)와 실내기(11, 12, 13, 14) 사이에는 분배기(미도시)를 포함할 수 있다.

실내기(11, 12, 13, 14) 및 실외기(21, 22)는 소정의 통신방식에 따라 상호 제어명령 및 데이터를 송수신한다.

여기서, 실내기(11, 12, 13, 14)는 하나의 실내에 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 실내기(11, 12, 13, 14) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 실외기(21, 22)가 구동된다. 하나의 실내에 복수의 실내기가 구비되는 경우에는, 하나의 실내에 설치되는 복수의 실내기는 상기 중앙제어기 또는 실외기(21, 22)를 통해 그룹 제어 또는 개별 제어될 수 있다.

여기서, 실외기(21, 22)는 실내기(11, 12, 13, 14)의 운전 대수에 따른 냉난방 용량 및 상기 압축기의 용량에 따라 설치되는 수가 가변 될 수 있다.

즉, 실외기(21, 22)는 2개로 설명하였으나 복수 개의 실외기도 적용될 수 있 다.

도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 구성도이다.

도 2 를 참조하면, 본 멀티형 공기조화기는 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)와, 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)와 연결되는 실외기(21, 22)를 포함한다.

여기서, 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)와 실외기(21, 22)는 냉매배관(미도시)을 통해 연결되며, 실외기(21, 22)는 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)와 실외기(21, 22) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 실외기(21, 22)의 작동 개수 및 실외기(21, 22)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.

여기서, 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)는 냉매와 실내공기를 열교환시키는 실내열교환기(51)와, 실내열교환기(51) 근처에 설치되어 실내 공기를 순환시키는 실내송풍기(52)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 실내 팽창밸브(54)를 포함한다.

각각의 실외기(21, 22)는 복수의 실내기(11, 12, 13, 14)로부터 공급된 냉매 중 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(61)와, 어큐뮬레이터(61)에서 추출된 기체 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(62, 63)와, 제1, 2 압축기(62, 63)와 연결되어 압축된 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(65)와, 사방밸브(65)에서 공급된 냉매와 실외 공기를 열교환시키는 실외열교환기(70)를 포함한다.

여기서, 실외기(21, 22)에는 인버터압축기(62)와 정속압축기(63)가 구비되고, 인버터압축기(62)는 냉매의 압축용량을 가변시킬 수 있는 압축기이고, 정속압 축기(63)는 냉매의 압축용량이 일정한 압축기이다.

한편, 압축기(62, 63)와 사방밸브(65)를 연결하는 배관에는 오일분리기(64)가 설치되고, 오일분리기(64)는 압축기(62, 63)의 흡입측에 연결된다.

특히, 오일분리기(64)는 압축기(62, 63)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하고, 상기 분리된 오일은 압축기(62, 63)에 공급함으로서, 압축기(62, 63) 내부에 적정량의 오일을 유지시킨다. 그리고, 오일분리기(64)와 압축기(62, 63)의 흡입 측 배관은 모세관(66)을 통해 연결되며, 모세관(66)을 통해 오일이 이동된다.

그리고, 실외열교환기(70)에서 토출된 냉매를 실내열교환기(51)로 안내하는 냉매배관에는 난방 시 냉매를 팽창시키는 실외 전자팽창밸브(lev, 74)와, 냉방 시 실내열교환기(51)로 이동되는 냉매를 냉각시키는 과냉각장치(80)와, 압축기(62, 63)의 온도를 하강시키기 위한 리퀴드 인젝션장치(90)가 설치된다.

여기서, 실외 전자팽창밸브(74)는 냉방 시 풀 오픈되어 실외열교환기(70)에서 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 통과시키지만, 난방 시에는 소정 크기로 개도되어 실내열교환기(51)에서 응축된 냉매를 실외열교환기(70)로 유입되기 전에 분무상태의 액체로 팽창시킨다.

여기서, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)는 내부에 스텝 모터(미도시)가 구비되며, 제어부(미도시)로부터 제어를 받아 동작한다.

이때, 냉방, 난방 시, 실내 전자팽창밸브(54) 및 실외 전자팽창밸브(74)의 상기 스텝 모터는 각각 상기 제어부의 제어에 따라 동작한다.

도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에서 실외기측 냉방 사이클 구성도 이다.

도 3을 참조하면, 본 멀티형 공기조화기는 3대의 실외기(A, B, C)로 설명하였으나, 한정을 두지 않는다.

멀티형 공기조화기의 실외기(A, B, C)에는 고온 고압의 기체 냉매를 공급하는 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C), 냉방 또는 난방으로 사용할 수 있도록 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브(65_A, 65_B, 65_C), 실내 열교환기(미도시)가 냉방기로 작용하는 경우 냉매가 응축되는 응축기로 작용하고 상기 실내 열교환기가 난방기로 작용하는 경우 냉매가 증발되는 증발기로 작용하는 실외 열교환기(70_A, 70_B, 70_C), 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창밸브(미도시)가 각각 구비되어 있다.

이와 같은 멀티형 공기조화기의 냉방 운전시에는 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C)에서 압축된 가스가 오일분리기(미도시) 등의 부품을 통과하여 사방밸브(65_A, 65_B, 65_C)의 고압부로 유입된 후, 연결부를 통해 실외 열교환기(70_A, 70_B, 70_C)로 유입된 가스 냉매는 응축된 후 상기 팽창밸브를 지나 냉매관(P_1)을 통해 복수의 실내기(미도시)로 공급된다.

상기 실내 열교환기를 거치면서 증발된 가스는 실외기(A, B, C)로 연결된 냉매관(P_2)을 통하여 사방밸브(65_A, 65_B, 65_C)의 연결부와 저압부를 통과한 다음 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C)의 흡입부로 귀환하게 된다.

반대로, 난방 운전시에는 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C)에서 토출 된 가스가 상기 고압부를 지나 사방밸브(65_A, 65_B, 65_C)의 연결 부를 경유한 다음 냉매관(P_2)을 통해 상기 복수의 실내기로 공급된다. 상기 실내 열교환기에서 응축된 액냉매는 냉매관(P_1)을 통해 실외기(A, B, C) 측으로 유입되어 상기 팽창밸브를 지나면서 팽창된 다음, 실외 열교환기(70_A, 70_B, 70_C)에서 증발되어 사방밸브(65_A, 65_B, 65_C)의 연결부와 저압부를 지나 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C)의 흡입구로 유입된다.

이와 같은 동작 구조를 갖는 멀티 공기조화 시스템은 2개 이상 실외기의 제1, 2 압축기(62_A, 62_B, 62_C, 63_A, 63_B, 63_C)는 냉방 또는 난방 운전시에 모두 동일한 유로 절환 상태가 유지되도록 제어된다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 기능 블록도이고, 도 5는 도 4의 압축기 및 사방 밸브를 나타내는 동작상태를 나타내는 그래프이다.

도 4 및 도 5는 도 3에 나타내는 실외기(A, B, C)를 제어하는 것으로 설명한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 멀티형 공기조화기는 본 멀티형 공기조화기는 실외기(A, B, C) 중 메인 실외기(A)와 서브 실외기(B, C)로 설명을 한다.

메인 실외기(A)는 제1, 2 압축기(62_A, 63A)를 구동시키는 제1 압축기 구동부(110), 사방밸브(65_A)를 온 또는 오프로 동작시키는 제1 사방밸브 구동부(120), 제1, 2 압축기(62_A, 63A)의 고압부와 저압부에 설치되어 고압 및 저압을 측정하는 제1 센서(130) 및 제1 압축기 구동부(110), 제1 사방밸브 구동부(120) 및 서브 실외기(B, C)를 제어하는 제1 메인 제어부(140)를 포함한다.

서브 실외기(B, C) 각각은 제1, 2 압축기(62_B, 62_C, 63_B, 63_C)를 구동시 키는 제2, 3 압축기 구동부(112, 114), 사방밸브(65_B, 65_C)를 온 또는 오프로 동작시키는 제2, 3 사방밸브 구동부(122, 124), 제1, 2 압축기(62_B, 62_C, 63_B, 63_C)의 고압부와 저압부에 설치되어 고압 및 저압을 측정하는 제2, 3 센서(132, 134) 및 제2, 3 압축기 구동부(112, 114)와 제2, 3 사방밸브 구동부(122, 124)를 제어하는 제2, 3 서브 제어부(140)를 포함한다.

여기서, 제1 메인 제어부(140)는 서브 실외기(B, C)의 동작을 제어하는 제어 명령을 제2, 3 서브 제어부(140)로 전달한다.

즉, 제1 메인 제어부(140)는 초기 난방 운전 시, 제1 센서(130)로부터 제1, 2 압축기(62_A, 63A)의 상기 고압부와 상기 저압부에서 측정한 고압 및 저압을 전달받아 제1 냉매 고저압차를 산출한다.

제1 메인 제어부(140)는 상기 제1 냉매 고저압차와 기준 차압을 비교하여 사방밸브(65_A)가 정상 절환 여부를 판단한다.

그리고, 제2, 3 서브 제어부(142, 144)는 초기 난방 운전 시, 각각 제2, 3 센서(132, 134)로부터 제1, 2 압축기(62_B, 62_C, 63_B, 63_C)의 고압 및 차압을 전달받아 제2, 3 냉매 고저압차를 산출하고 상기 기준 차압을 비교하여 사방밸브(65_B, 65_C)가 정상 절환 여부를 판단하여 판단 결과를 제1 메인 제어부(140)로 전달한다.

즉, 제1 메인 제어부(140)는 제2, 3 서브 제어부(142, 144)로부터 각각의 판단 결과에 따라 상기 제어 명령을 전달한다.

본 발명의 제1 메인 제어부(140)와 제2, 3 서브 제어부(142, 144)는 각각 개 별 제어를 할 수 있으며, 또한 제1 메인 제어부(140)에 의해 제2, 3 서브 제어부(142, 144)가 제어될 수 있을 것이다.

본 설명에서는 제1 메인 제어부(140)가 제2, 3 서브 제어부(142, 144)를 제어하는 것으로 설명한다.

즉, 제1 메인 제어부(140)는 상기 제1, 2, 3 냉매 고저압차와 각각 상기 기준 전압을 비교한 결과에 따라 메인 실외기(A) 및 서브 실외기(B)의 동작을 제어한다.

다시 말하면, 제1 메인 제어부(140)는 상기 제1 냉매 고저압차가 상기 기준 전압 미만이면 사방밸브(64_A)가 절환 실패로 판단하고, 상기 제1 냉매 고저압차가 상기 기준 전압 이상이면 사방밸브(64_A)가 절환 성공으로 판단한다.

이후, 제1 메인 제어부(140)는 제2, 3 서브 제어부(142, 144)로부터 상기 제2, 3 냉매 고저압차와 상기 기준 전압과의 판단 결과를 각각 전달받는다.

따라서, 제1 메인 제어부(140)는 상기 제1, 2, 3 냉매 고저압차와 상기 기준 전압과 각각의 비교 판단 결과에 따라, 메인 실외기(A) 및 서브 실외기(B, C)의 동작을 제어한다.

예를 들어, 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 서브 실외기(B)의 제2 냉매 고저압차가 기준 차압 미만으로 사방 밸브(64_B)의 절환 실패인 것으로 설명한다.

도 5를 참조하면, 본 메인 실외기(A) 및 서브 실외기(B, C)는 동일한 시점에서 초기 난방 운전을 실행한다.

제1 메인 제어부(140)는 제1, 2 압축기(62_A, 63_A) 중 적어도 하나의 압축기 및 사방 밸브(64_A)를 온 동작시킨다.

여기서, 제1, 2 압축기(62_A, 63_A,) 중 적어도 하나의 압축기는 제1 압축기(62_A)인 것으로 설명하며, 두 개의 압축기가 같이 동작할 수 있다.

이때, 제1 메인 제어부(140)는 압축기(62_A)가 동작되면, 제1 센서(130)로부터 측정된 고압 및 저압을 통하여 제1 냉매 고저압차를 산출하여 기준 차압과 비교한다.

제2 서브 제어부(142)는 서브 실외기(B)의 동작을 제어한다.

여기서, 제2, 3 서브 제어부(142, 144)는 제1 메인 제어부(140)와 동일하게 동작되며, 제2, 3 냉매 고저압차를 산출하여 상기 기준 차압과 비교하여 비교 결과를 제1 메인 제어부(140)로 전달한다.

제1 메인 제어부(140)는 제2, 3 서브 제어부(142, 144)로부터 전달된 각각의 비교 결과에 따라 각각의 제1 압축기(62_A, 62_B, 62_C) 및 사방 밸브(64_A, 64_B, 64_C)를 제어하도록 한다.

도 5에서 서브 실외기(B)는 상기 제2 냉매 고저압차가 상기 기준 전압 미만인 것을 알 수 있다.

즉, 제1 메인 제어부(140)는 사방 밸브(64_A, 64_C)가 정상 절환 된 메인 실외기(A) 및 서브 실외기(C) 각각의 제1 압축기(62_A, 62_C)를 오프시키고, 사방 밸브(64_A, 64_C)를 온 상태로 지속시킨다.

그리고, 제1 메인 제어부(140)는 제2 서브 제어부(142)로 제1 압축기(62_B) 및 사방 밸브(64_B)를 재기동시키도록 제어한다.

이때, 제2 서브 제어부(142)는 재측정된 상기 제2 냉매 고저압차가 상기 기준 전압 이상으로 상승하면 제1 메인 제어부(140)로 비교 결과를 전달한다.

그리고, 제1 메인 제어부(140)는 제2 서브 제어부(142)로부터 전달된 비교 결과에 따라 상기 제2 냉매 고저압차가 상기 기준 전압 이상이 되는 시점에서 메인 실외기(A) 및 서브 실외기(C) 각각의 제1 압축기(62_A, 62_B, 62_C)를 오프에서 온동작시키고, 사방 밸브(64_A, 64_B, 64_C)를 온 상태로 지속한다.

즉, 본 멀티형 공기조화기는 초기 난방 운전 시, 복수 개의 실외기 중 적어도 하나의 실외기가 사방 밸브 절환이 실패한 경우, 사방밸브 절환이 성공한 실외기의 사방밸브를 온 동작시키고, 사방밸브 절환이 실패한 실외기만 재기동시켜 사방밸브 절환이 용이하도록 하며, 사방밸브 절환되어 냉매의 고저압차가 기준 차압이상이 되는 시점에서 사방밸브 절환이 성공한 실외기의 압축기를 온 동작시킴으로써, 난방 운전을 빠르게 시행할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기가 설치된 건물 사시도이다.

도 2 은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기에서 실외기측 냉방 사이클 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티형 공기조화기를 나타내는 기능 블록도이다.

도 5는 도 4의 압축기 및 사방 밸브를 나타내는 동작상태를 나타내는 그래프이다.

Claims (6)

1. 복수 개의 실내기; 압축기 및 상기 압축기와 연결되는 사방 밸브를 각각 포함하는 복수 개의 실외기; 및 상기 복수 개의 실외기를 제어하는 제어부를 포함하고,

   상기 제어부는,

   초기 난방 운전 시, 상기 복수 개의 실외기 중 적어도 하나의 실외기의 냉매 고저압차가 기준 차압 미만이면 나머지 실외기를 비상 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 개의 실외기 각각은,

   상기 압축기의 고압부와 저압부에서 고압 및 저압을 측정하는 센서를 더 포함하는 멀티형 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 고압 및 상기 저압을 통하여 상기 냉매 고저압차를 산출하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 냉매 고저압차가 상기 기준 차압 미만이면 상기 사방 밸브의 절환 실패 로 판단하면, 상기 사방 밸브의 절환 실패한 실외기를 정상 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는,

   상기 정상 제어 후, 상기 냉매 고저압차가 상기 기준 차압 이상이 되는 시점에서 상기 나머지 실외기를 상기 비상 제어에서 상기 정상 제어로 변환하는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 비상 제어는,

   상기 나머지 실외기의 상기 사방 밸브를 온 동작으로 유지시키고, 상기 압축기를 오프시키는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기조화기.

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