KR20180080398A - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 실내기 각각이 개별적으로 냉방 또는 난방을 수행할 수 있는 냉난방 동시형 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하며 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외기와, 냉매를 실내공기와 열교환하여 각각 냉방모드 또는 난방모드로 운전되는 복수의 실내기와, 실외기 및 복수의 실내기와 연결되어 복수의 실내기에 냉매를 분배하는 분배기를 포함하고, 분배기는, 각각 복수의 실내기에 연결되며, 실내기에서 증발된 냉매를 실외기로 안내하거나, 실외기에서 압축된 냉매를 실내기로 안내하는 복수의 분배절환부를 포함하여, 복수의 분배절환부 각각이 복수의 실내기 각각을 냉방모드 또는 난방모드로 운전할 수 있다.

Description

공기조화기 {Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 실내기 각각이 개별적으로 냉방 또는 난방을 수행할 수 있는 냉난방 동시형 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 냉매를 순환시켜 실내공간을 냉난방한다. 공기조화기는 실내기의 연결 수에 따라 실외기에 하나의 실내기가 연결되는 싱글형 공기조화기와 실외기에 다수의 실내기가 연결되는 멀티 공기조화기로 구분된다.
멀티 공기조화기는 냉매 유동 방식에 따라 절환형 공기조화기와 동시형 공기조화기로 구분된다. 절환형 공기조화기는 모든 실내기를 냉방모드로 운전하거나, 난방모드로 운전한다. 동시형 공기조화기는 일부의 실내기를 냉방모드로 운전하고, 일부의 실내기를 난방모드로 동시에 운전한다.
동시형 공기조화기는 다수의 실내기에 냉매를 분배하는 분배기가 구비된다. 분배기는 각 실내기가 냉방모드로 운전하거나 난방모드로 운전될 수 있도록 압축된 냉매와 응축된 냉매를 각 실내기에 분배한다.
이러한 동시형 공기조화기의 분배기는 냉매를 유동하고 분배하기 위하여 다수의 밸브로 구성되어 구조 및 제어가 복잡한 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조가 단순한 분배기를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하며 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외기와, 냉매를 실내공기와 열교환하여 각각 냉방모드 또는 난방모드로 운전되는 복수의 실내기와, 실외기 및 복수의 실내기와 연결되어 복수의 실내기에 냉매를 분배하는 분배기를 포함하고, 분배기는, 각각 복수의 실내기에 연결되며, 실내기에서 증발된 냉매를 실외기로 안내하거나, 실외기에서 압축된 냉매를 실내기로 안내하는 복수의 분배절환부를 포함하여, 복수의 분배절환부 각각이 복수의 실내기 각각을 냉방모드 또는 난방모드로 운전할 수 있다.
상기 공기조화기는, 분배기와 실외기를 연결하는 실외측 고압기관 및 실외측 저압기관과, 분배기와 복수의 실내기를 연결하는 복수의 실내측 기관을 더 포함하고, 복수의 분배절환부 각각은, 연결된 실내기의 냉방모드시 연결된 실내측 기관을 실외측 저압기관과 연결하고, 연결된 실내기의 난방모드시 실외측 고압기관을 연결된 실내측 기관과 연결할 수 있다.
상기 공기조화기는, 분배기와 실외기를 연결하는 실외측 액관과, 분배기와 복수의 실내기를 연결하는 복수의 실내측 액관을 더 포함하고, 분배기는 실외측 액관 및 복수의 실내측 액관과 연결된 과냉각기를 더 포함하고, 과냉각기는 실외기에서 응축된 냉매 또는 복수의 실내기 중 어느 하나에서 응축된 냉매를 과냉각할 수 있다.
또한, 과냉각기는 실외측 저압기관과 연결되어 증발된 냉매를 실외측 저압기관을 통하여 실외기로 안내할 있다.
상기 분배기는, 각각 과냉각기와 복수의 실내측 액관 사이에 구비되는 복수의 과냉각체크밸브와, 각각 복수의 실내측 액관과 실외측 액관 사이에 구비되는 복수의 액관체크밸브를 더 포함하고, 복수의 과냉각체크밸브는 복수의 실내측 액관으로부터 과냉각기로 냉매가 역류하는 것을 방지할 수 있고, 복수의 액관체크밸브는 실외측 액관으부터 유동된 냉매가 과냉각기를 거치지 않고 복수의 액관으로 유동되는 것을 방지할 수 있다.
분배기는, 각각 실외측 저압기관, 복수의 실내측 기관 및 복수의 분배절환부와 연결되는 복수의 평압밸브를 더 포함하고, 복수의 평압밸브 각각은 연결된 분배절환부가 연결된 실내기를 난방모드에서 냉방모드로 변경하기 전 개방되어 실외기에서 압축되어 연결된 분배절환부를 통과한 냉매를 실외측 저압기관으로 안내할 수 있다.
상기 복수의 실내기는, 연결된 실내측 기관을 통하여 유입된 냉매를 응축하는 복수의 실내열교환기와, 연결된 실내측 액관을 통하여 유입된 냉매를 팽창하는 복수의 실내팽창밸브를 포함할 수 있고, 복수의 실내열교환기 각각은 복수의 실내팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발할 수 있다.
상기 실외기는, 냉매를 압축하는 압축기와, 실외측 액관을 통하여 유입된 냉매를 팽창하는 실외팽창밸브와, 실외팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 실외열교환기와, 개방시 압축기에서 압축된 냉매를 실외측 고압기관으로 안내하는 고압밸브와, 냉매의 흐름을 절환하여 압축기에서 압축된 냉매를 실외열교환기로 안내하거나 실외열교환기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하는 실외절환부를 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 각각 실내열교환기를 포함하는 복수의 실내기와, 압축기, 실외열교환기 및 냉매의 흐름을 절환하는 실외절환부를 포함하는 실외기와, 실외기와 복수의 실내기를 연결하는 분배기를 포함하고, 분배기는, 각각 복수의 실내기에 연결되는 복수의 분배절환부를 포함하고, 복수의 분배절환부는, 연결된 실내기의 냉방모드시 연결된 실내열교환기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하고, 연결된 실내기의 난방모드시 압축기에서 압축된 냉매를 연결된 실내열교환기로 안내할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　분배기에 냉매의 흐름을 절환하는 복수의 분배절환부를 구비하여 복수의 분배절환부가 실내기를 냉방모드 또는 난방모드로 변경하는 장점이 있다. 특히, 복수의 실내기에 대응되는 복수의 분배절환부만 제어하여 냉방전실운전, 냉방주체동시운전, 난방전실운전 및 난방주체동시운전을 모두 수행할 수 있는 장점도 있다.
둘째,　분배기에 하나의 과냉각기만을 구비하여 응축된 냉매를 과냉각할 수 있는 장점도 있다.
셋째,　실내기의 난방운전에서 냉방운전으로의 변경시 분배절환부의 절환으로 발생될 수 있는 소음을 절감할 수 있는 장점도 있다. 특히, 평압밸브가 실내측 기관과 실외측 저압기관의 압력차를 줄여 분배절환부의 절환으로 인한 문제가 발생되지 않는 장점도 있다.
넷째, 다른 운전에서 냉방전실운전으로 변경시 액고임방지밸브를 개폐하여 실외측 고압기관과 복수의 분배절환부 사이에 고압의 냉매가 고이는 것을 방지할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 전실냉방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방주체동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 전실난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방주체동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법에 대한 순서도 및 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하며 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외기(OU)와, 냉매를 실내공기와 열교환하여 냉방 또는 난방을 수행하는 복수의 실내기(IU)와, 실외기(OU) 및 복수의 실내기(IU)와 연결되어 복수의 실내기(IU)에 냉매를 분배하는 분배기(DU)를 포함한다.
실외기(OU)는 실외에 설치되어 냉매를 압축하고 냉매를 실외공기와 열교환한다. 실외기(OU)는, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외열교환기(120)와, 냉매를 팽창하거나 통과시키는 실외팽창밸브(130)와, 냉매의 흐름을 절환하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외열교환기(120)로 안내하거나 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 안내하는 실외절환부(161)와, 개방시 압축기(110)에서 압축된 냉매를 분배기(DU)로 안내하는 실외고압밸브(162)를 포함한다.
실외기(OU)는 절환부의 동작에 따라 냉방주체모드 또는 난방주체모드로 운전된다. 냉방주체모드는 실외열교환기(120)에서 냉매가 응축되는 모드이며, 난방주체모드는 실외열교환기(120)에서 냉매가 증발되는 모드이다. 냉방주체모드와 난방주체모드는 실외기(OU)의 실외절환부(161)에 의하여 변경된다.
실외절환부(161)는 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브이다. 실외절환부(161)는, 냉방주체모드시 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외열교환기(120)로 안내하고, 난방주체모드시 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 안내한다. 실외고압밸브(162)는 압축기(110) 및 후술할 실외측 고압기관(173)과 연결되어 개방시 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외측 고압기관(173)으로 안내한다. 실외절환부(161)와 실외고압밸브(162) 사이에는 실외체크밸브(163)가 구비된다. 실외체크밸브(163)는 압축기(110)에서 압축된 냉매가 역류하는 것을 방지한다. 실외팽창밸브(130)는, 냉방주체모드시 완전 개방되어 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매를 통과시키고, 난방주체모드시 개도가 조절되어 실외열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창한다.
복수의 실내기(IU)는 각각 실내공간에 배치되어 냉매를 실내공기와 열교환하여 실내공간을 냉방하거나 난방한다. 복수의 실내기(IU) 각각은 냉매를 실내공기와 열교환하는 실내열교환기(150)와, 냉매를 팽창하거나 통과시키는 실내팽창밸브(140)를 포함한다.
복수의 실내기(IU) 각각은 냉방모드 또는 난방모드로 운전된다. 냉방모드시 실내기(IU)의 실내팽창밸브는 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고 실내열교환기(150)는 냉매를 증발하여 실내공간을 냉방한다. 난방모드시 실내열교환기(150)는 냉매를 응축하여 실내공간을 난방하고 실내팽창밸브(140)는 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다.
실외기(OU)가 냉방주체모드이고 복수의 실내기(IU) 전부가 냉방모드인 경우 냉방전실운전이라 하고, 실외기(OU)가 냉방주체모드이고 복수의 실내기(IU) 중 적어도 하나가 난방모드이며 나머지가 냉방모드인 경우 냉방주체동시운전이라 하고, 실외기(OU)가 난방주체모드이고 복수의 실내기(IU) 전부가 난방모드인 경우 난방전실운전이라 하고, 실외기(OU)가 난방주체모드이고 복수의 실내기(IU) 중 적어도 하나가 냉방모드이며 나머지가 난방모드인 경우 난방주체동시운전이라 한다. 복수의 실내기(IU) 중 냉방모드로 운전되는 실내기(IU)의 부하가 난방모드로 운전되는 실내기(IU) 부하보다 큰 경우 실외기(OU)는 냉방주체모드로 운전되고 그 반대인 경우 난방주체모드로 운전되는 것이 바람직하다. 냉방주체동시운전, 난방전실운전 및 난방주체동시운전시 상술한 실외고압밸브(162)가 개방된다.
본 실시예에서 복수의 실내기(IU)는 제 1 실내기(IU(1)), 제 2 실내기(IU(2)), 제 3 실내기(IU(3)) 및 제 4 실내기(IU(4))를 포함하고, 제 1 실내기(IU(1))는 제 1 실내열교환기(150(1)) 및 제 1 실내팽창밸브(140(1))를 포함하고, 제 2 실내기(IU(2))는 제 2 실내열교환기(150(2)) 및 제 2 실내팽창밸브(140(2))를 포함하고, 제 3 실내기(IU(3))는 제 3 실내열교환기(150(3)) 및 제 3 실내팽창밸브(140(3))를 포함하고, 제 4 실내기(IU(4))는 제 4 실내열교환기(150(4)) 및 제 4 실내팽창밸브(140(4))를 포함한다.
분배기(DU)는 실외기(OU)와 연결된다. 분배기(DU)는 냉방주체모드로 운전되는 실외기(OU)에서 응축된 냉매를 공급받고 난방주체모드로 운전되는 실외기(OU)에 실내기(IU)에서 응축된 냉매를 공급한다.
분배기(DU)와 실외기(OU)는, 실외기(OU)에서 압축된 냉매가 유동하는 실외측 고압기관(173)과, 실내기(IU)에서 증발된 냉매가 냉매가 유동하는 실외측 저압기관(172)과, 실외기(OU) 또는 실내기(IU)에서 응축된 냉매가 유동하는 실외측 액관(171)으로 연결된다.
분배기(DU)는 복수의 실내기(IU)와 연결된다. 분배기(DU)는 냉방모드로 운전되는 실내기(IU)에 실외기(OU) 또는 난방모드로 운전되는 실내기(IU)에서 응축된 냉매를 공급하고 난방모드로 운전되는 실내기(IU)에 실외기(OU)에서 압축된 냉매를 공급한다.
분배기(DU)와 복수의 실내기(IU)는, 실외기(OU) 또는 실내기(IU)에서 응축된 냉매가 유동하는 복수의 실내측 액관(176)과, 실외기(OU)에서 압축된 냉매 또는 실내기(IU)에서 증발된 냉매가 유동하는 복수의 실내측 기관(177)으로 연결된다.
본 실시예에서 제 1 실내기(IU(1))와 분배기(DU)는 제 1 실내측 액관(176(1)) 및 제 1 실내측 기관(177(1))으로 연결되고, 제 2 실내기(IU(2))와 분배기(DU)는 제 2 실내측 액관(176(2)) 및 제 2 실내측 기관(177(2))으로 연결되고, 제 3 실내기(IU(3))와 분배기(DU)는 제 3 실내측 액관(176(3)) 및 제 3 실내측 기관(177(3))으로 연결되고, 제 4 실내기(IU(4))와 분배기(DU)는 제 4 실내측 액관(176(4)) 및 제 4 실내측 기관(177(4))으로 연결된다.
분배기(DU)는, 복수의 실내기(IU)에 각각 대응되어 연결되며 냉매 흐름을 절환하는 복수의 분배절환부(181)와, 복수의 실내기(IU)에 각각 대응되어 연결되며 연결된 실내기(IU)가 난방모드에서 냉방모드로 변경될 때 개폐되는 복수의 평압밸브(182)와, 복수의 분배절환부(181) 및 실외측 저압기관(172)에 연결되며 냉방전실운전시 실외측 고압기관(173)의 냉매고임을 방지하는 액고임방지밸브(188)와, 실외기(OU) 또는 실내기(IU)에서 응축된 냉매를 과냉각하는 과냉각기(189)를 포함한다.
복수의 분배절환부(181) 각각은 실외측 저압기관(172), 실외측 고압기관(173) 및 복수의 실내측 기관(177) 각각과 연결된다. 복수의 분배절환부(181) 각각은 실외측 저압기관(172)을 연결된 실내측 기관(177)과 연결하거나 실외측 고압기관(173)을 연결된 실내측 기관(177)과 연결한다. 복수의 분배절환부(181) 각각은 하나의 밸브유닛인 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브이다.
복수의 분배절환부(181) 각각은 냉매 흐름을 절환하여 연결된 실내기(IU)를 냉방모드 또는 난방모드로 변경한다. 복수의 분배절환부(181) 각각은 연결된 실내기(IU)의 냉방모드시 연결된 실내기(IU)에서 증발된 냉매를 실외기(OU)로 안내하고 연결된 실내기(IU)의 난방모드시 실외기(OU)에서 압축된 냉매를 연결된 실내기(IU)로 안내한다.
복수의 평압밸브(182) 각각은 실내측 기관(177), 분배절환부(181) 및 실외측 저압기관(172)과 연결된다. 복수의 평압밸브(182) 각각은 연결된 분배절환부(181)가 실내기(IU)를 난방모드에서 냉방모드로 변경하기 전 개방되어 실외기(OU)에서 압축되어 분배절환부(181)를 통과한 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내하고, 연결된 분배절환부(181)가 난방모드에서 냉방모드로 변경된 후 폐쇄된다.
본 실시예에서 제 1 평압밸브(182(1))는 제 1 실내측 기관(177(1)), 제 1 분배절환부(181(1)) 및 실외측 저압기관(172)과 연결되고, 제 2 평압밸브(182(2))는 제 2 실내측 기관(177(2)), 제 2 분배절환부(181(2)) 및 실외측 저압기관(172)과 연결되고, 제 3 평압밸브(182(3))는 제 3 실내측 기관(177(3)), 제 3 분배절환부(181(3)) 및 실외측 저압기관(172)과 연결되고, 제 4 평압밸브(182(4))는 제 4 실내측 기관(177(4)), 제 4 분배절환부(181(4)) 및 실외측 저압기관(172)과 연결된다.
액고임방지밸브(188)는 복수의 분배절환부(181) 및 실외측 저압기관(172)과 연결된다. 냉방주체동시운전, 난방전실운전 또는 난방주체동시운전시 실외고압밸브(162)가 개방되며 실외측 고압기관(173)을 통하여 실외기(OU)에서 압축된 냉매가 분배기(DU)로 유동된다. 냉방주체동시운전, 난방전실운전 또는 난방주체동시운전에서 냉방전실운전으로의 변경시 실외기(OU)에서 압축되어 분배기(DU)로 유동된 냉매는 실외기(OU) 또는 실내기(IU)로 유동될 수 없다. 따라서, 액고임방지밸브(188)가 다른 운전에서 냉방전실운전으로 변경될 때 개방되어 분배기(DU) 내부에 유동하는 압축된 냉매를 실외측 저압기관(172)을 통하여 실외기(OU)로 유동하는 것이 바람직하다.
액고임방지밸브(188)와 복수의 분배절환부(181)사이에는 복수의 분배체크밸브(183)가 구비되어 냉매가 액고임방지밸브(188)에서 복수의 분배절환부(181)로 역류하는 것을 방지한다.
과냉각기(189)는 실외측 액관(171) 및 복수의 실내측 액관(176)과 연결되어 실외측 액관(171) 및/또는 실내측 액관(176)을 유동하는 냉매를 과냉각한다. 과냉각기(189)는 실외측 저압기관(172)과 연결되어 과냉각기(189)에서 증발된 냉매는 실외측 저압기관(172)을 통하여 실외기(OU)로 유동된다.
과냉각기(189)는 냉방전실운전시 실외기(OU)에서 응축되어 실외측 액관(171)으로 유동된 냉매를 과냉각하고, 냉방주체동시운전시 실외기(OU)에서 응축되어 실외측 액관(171)으로 유동된 냉매와, 실내기(IU)에서 응축되어 실내측 액관(176)으로 유동된 냉매를 과냉각하고, 난방주체동시운전시 실내기(IU)에서 응축되어 실내측 액관(176)으로 유동된 냉매를 과냉각한다.
과냉각기(189)는, 개도를 조절하여 냉매를 팽창하는 과냉각기팽창밸브(189(b))와, 과냉각기팽창밸브(189(b))에서 팽창된 냉매와 실내기(IU) 및/또는 실외기(OU)에서 응축된 냉매를 열교환하는 과냉각기열교환기(189(a))를 포함한다.
과냉각기(189)와 복수의 실내측 액관(176) 사이에는 복수의 과냉각체크밸브(185)가 구비되어 복수의 실내측 액관(176)으로부터 과냉각기(189)로 냉매가 역류하는 것을 방지한다.
복수의 실내측 액관(176)과 실외측 액관(171) 사이에는 복수의 액관체크밸브(184)가 구비되어 실외측 액관(171)으로부터 유동된 냉매가 과냉각기(189)를 거치지 않고 복수의 실내측 액관(176)으로 유동되는 것을 방지한다.
제어부(10)는 운전 모드에 따라 압축기(110), 복수의 실내팽창밸브(140), 실외팽창밸브(130), 실외절환부(161), 실외고압밸브(162), 복수의 분배절환부(181), 복수의 평압밸브(182), 액고임방지밸브(188) 및 과냉각기팽창밸브(189(b))를 제어한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 전실냉방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
전실냉방운전시 제어부(10)는 실외절환부(161)를 제어하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외열교환기(120)로 안내한다. 전실냉방운전시 제어부(10)는 실외고압밸브(162)를 폐쇄하므로 압축기(110)에서 압축된 냉매는 실외절환부(161)를 통하여 실외열교환기(120)로 유동된다.
실외열교환기(120)로 유입된 냉매는 응축된 후 완전 개방된 실외팽창밸브(130)를 통과하여 실외측 액관(171)으로 유동된다. 실외측 액관(171)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매는 과냉각기(189)의 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된다. 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매는 분지되어 복수의 과냉각체크밸브(185)를 통과하여 복수의 실내측 액관(176)으로 유동된다.
과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매의 일부는 과냉각기(189)의 과냉각기팽창밸브(189(b))에서 팽창된 후 과냉각기열교환기(189(a))에서 증발되어 실외측 저압기관(172)으로 유동된다.
복수의 실내측 액관(176) 각각을 통하여 복수의 실내기(IU) 각각으로 유입된 냉매는 각각의 실내팽창밸브(140)에서 팽창된 후 각각의 실내열교환기(150)에서 증발된다. 복수의 실내열교환기(150)에서 증발된 냉매는 복수의 실내측 기관(177)을 통하여 분배기(DU)로 유동된다.
전실냉방운전시 제어부(10)는 복수의 분배절환부(181)를 제어하여 분배기(DU)로 유입된 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내한다. 전실냉방운전시 복수의 평압밸브(182) 및 액고임방지밸브(188)는 폐쇄되므로 복수의 분배절환부(181)를 통과한 냉매는 실외측 저압기관(172)으로 유동된다. 실외측 저압기관(172)으로 유동된 냉매는 실외기(OU)로 유동된다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 압축기(110)로 유동되어 압축된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방주체동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
본 실시예는 제 1 실내기(IU(1))가 난방모드로 운전되고 제 2 실내기(IU(2)), 제 3 실내기(IU(3)) 및 제 4 실내기(IU(4))는 냉방모드로 운전되는 경우이다. 냉방주체동시운전시 제어부(10)는 실외고압밸브(162)를 개방하여 압축기(110)에서 압축된 냉매 일부를 실외측 고압기관(173)으로 안내하고 실외절환부(161)를 제어하여 압축기(110)에서 압축된 냉매 일부를 실외열교환기(120)로 안내한다.
실외열교환기(120)로 유입된 냉매는 응축된 후 완전 개방된 실외팽창밸브(130)를 통과하여 실외측 액관(171)으로 유동된다. 실외측 액관(171)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매는 과냉각기(189)의 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된다. 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매는 분지되어 제 2 과냉각체크밸브(185(2)), 제 3 과냉각체크밸브(185(3)) 및 제 4 과냉각체크밸브(185(4))을 통과한 후 제 2 실내측 액관(176(2)), 제 3 실내측 액관(176(3)) 및 제 4 실내측 액관(176(4))으로 유동된다. 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매의 일부는 과냉각기(189)의 과냉각기팽창밸브(189(b))에서 팽창된 후 과냉각기열교환기(189(a))에서 증발되어 실외측 저압기관(172)으로 유동된다.
제 2 실내측 액관(176(2)), 제 3 실내측 액관(176(3)) 및 제 4 실내측 액관(176(4))을 통하여 제 2 실내기(IU(2)), 제 3 실내기(IU(3)) 및 제 4 실내기(IU(4)) 각각으로 유입된 냉매는 각각의 실내팽창밸브(140)에서 팽창된 후 각각의 실내열교환기(150)에서 증발된다. 제 2 실내열교환기(150(2)), 제 3 실내열교환기(150(3)) 및 제 4 실내열교환기(150(4))에서 증발된 냉매는 제 2 실내측 기관(177(2)), 제 3 실내측 기관(177(3)) 및 제 4 실내측 기관(177(4))을 통하여 분배기(DU)로 유동된다.
냉방주체동시운전시 제어부(10)는 제 2 분배절환부(181(2)), 제 3 분배절환부(181(3)) 및 제 4 분배절환부(181(4))를 제어하여 분배기(DU)로 유입된 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내한다. 냉방주체동시운전시 제 2 평압밸브(182(2)), 제 3 평압밸브(182(3)), 제 4 평압밸브(182(4)) 및 액고임방지밸브(188)는 폐쇄되므로 제 2 분배절환부(181(2)), 제 3 분배절환부(181(3)) 및 제 4 분배절환부(181(4))를 통과한 냉매는 실외측 저압기관(172)으로 유동된다. 실외측 저압기관(172)으로 유동된 냉매는 실외기(OU)로 유동된다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 압축기(110)로 유동되어 압축된다.
한편, 압축기(110)에서 압축되어 실외측 고압기관(173)으로 유입된 냉매는 분배기(DU)로 유입된다. 냉방주체동시운전시 제어부(10)는 제 1 분배절환부(181(1))를 제어하여 실외측 고압기관(173)을 통하여 유입된 냉매를 제 1 실내측 기관(177(1))으로 안내한다. 냉방주체동시운전시 제 1 평압밸브(182(1))는 폐쇄되므로 제 1 분배절환부(181(1))를 통과한 냉매는 제 1 실내측 기관(177(1))으로 유동된다.
제 1 실내측 기관(177(1))을 통하여 제 1 실내기(IU(1))로 유입된 냉매는 제 1 실내열교환기(150(1))에서 응축된다. 제 1 실내열교환기(150(1))에서 응축된 냉매는 완전 개방된 실내팽창밸브(140)를 통과하여 제 1 실내측 액관(176(1))으로 유동된다. 제 1 실내측 액관(176(1))을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매는 제 1 액관체크밸브(184(1))를 통과한 후 실외열교환기(120)에서 응축된 냉매와 합류되어 과냉각기(189)로 유입된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 전실난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
전실난방운전시 제어부(10)는 실외절환부(161)를 제어하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외체크밸브(163)로 안내하고, 실외고압밸브(162)를 개방하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외측 고압기관(173)으로 안내한다.
실외측 고압기관(173)으로 유입된 냉매는 분배기(DU)로 유입된다. 전실난방운전시 제어부(10)는 복수의 분배절환부(181)를 제어하여 실외측 고압기관(173)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매를 분지하여 복수의 실내측 기관(177)으로 안내한다. 전실난방운전시 복수의 평압밸브(182)는 폐쇄되므로 복수의 분배절환부(181) 각각을 통과하는 냉매는 복수의 실내측 기관(177) 각각으로 유동된다.
복수의 실내측 기관(177)을 통하여 복수의 실내기(IU)으로 유입된 냉매는 각각의 실내열교환기(150)에서 응축된다. 복수의 실내열교환기(150)에서 응축된 냉매는 완전 개방된 복수의 실내팽창밸브(140)를 통과하여 복수의 실내측 액관(176)을 통하여 분배기(DU)로 유동된다.
분배기(DU)로 유입된 냉매는 복수의 액관체크밸브(184)를 통과한 후 실외측 액관(171)을 통하여 실외기(OU)로 유동한다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 실외팽창밸브(130)에서 팽창된 후 실외열교환기(120)에서 증발된다. 전실난방운전시 제어부(10)는 실외절환부(161)를 제어하여 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 유동한다. 압축기(110)로 유동된 냉매는 압축된다.
전실난방운전시 제어부(10)는 과냉각기(189)의 과냉각기팽창밸브(189(b)) 및 액고임방지밸브(188)를 폐쇄하여 실외절환부(161)를 통과한 냉매가 실외측 저압기관(172)을 유동되지 않도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방주체동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
본 실시예는 제 1 실내기(IU(1)) 및 제 3 실내기(IU(3))가 난방모드로 운전되고 제 2 실내기(IU(2)) 및 제 4 실내기(IU(4))는 냉방모드로 운전되는 경우이다. 난방주체동시운전시 제어부(10)는 실외절환부(161)를 제어하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외체크밸브(163)로 안내하고, 실외고압밸브(162)를 개방하여 압축기(110)에서 압축된 냉매를 실외측 고압기관(173)으로 안내한다.
실외측 고압기관(173)으로 유입된 냉매는 분배기(DU)로 유입된다. 난방주체동시운전시 제어부(10)는 제 1 분배절환부(181(1)) 및 제 3 분배절환부(181(3))를 제어하여 실외측 고압기관(173)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매를 분지하여 제 1 실내측 기관(177(1)) 및 제 3 실내측 기관(177(3))으로 안내한다. 난방주체동시운전시 복수의 평압밸브(182)는 폐쇄되므로 제 1 분배절환부(181(1)) 및 제 3 분배절환부(181(3)) 각각을 통과하는 냉매는 제 1 실내측 기관(177(1)) 및 제 3 실내측 기관(177(3)) 각각으로 유동된다.
제 1 실내측 기관(177(1)) 및 제 3 실내측 기관(177(3))을 통하여 제 1 실내기(IU(1)) 및 제 2 실내기(IU(2))로 유입된 냉매는 각각 제 1 실내열교환기(150(1)) 및 제 3 실내열교환기(150(3))에서 응축된다. 제 1 실내열교환기(150(1)) 및 제 3 실내열교환기(150(3))에서 응축된 냉매는 각각 완전 개방된 제 1 실내팽창밸브(140(1)) 및 제 3 실내팽창밸브(140(3))를 통과하여 제 1 실내측 액관(176(1)) 및 제 3 실내측 액관을 통하여 분배기(DU)로 유동된다.
분배기(DU)로 유입된 냉매는 제 1 액관체크밸브(184(1)) 및 제 3 액관체크밸브(184(3))를 통과한 후 일부는 실외측 액관(171)을 통하여 실외기(OU)로 유동하고 다른 일부는 과냉각기(189)로 유동한다.
실외기(OU)로 유입된 냉매는 실외팽창밸브(130)에서 팽창된 후 실외열교환기(120)에서 증발된다. 전실난방운전시 제어부(10)는 실외절환부(161)를 제어하여 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(110)로 유동한다. 압축기(110)로 유동된 냉매는 압축된다.
한편, 과냉각기(189)로 유동된 냉매는 과냉각기(189)의 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된다. 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매는 분지되어 제 2 과냉각체크밸브(185(2)) 및 제 4 과냉각체크밸브(185(4))을 통과한 후 제 2 실내측 액관(176(2)) 및 제 4 실내측 액관(176(4))으로 유동된다. 과냉각기열교환기(189(a))에서 과냉각된 냉매의 일부는 과냉각기(189)의 과냉각기팽창밸브(189(b))에서 팽창된 후 과냉각기열교환기(189(a))에서 증발되어 실외측 저압기관(172)으로 유동된다.
제 2 실내측 액관(176(2)) 및 제 4 실내측 액관(176(4))을 통하여 제 2 실내기(IU(2)) 및 제 4 실내기(IU(4)) 각각으로 유입된 냉매는 각각의 실내팽창밸브(140)에서 팽창된 후 각각의 실내열교환기(150)에서 증발된다. 제 2 실내열교환기(150(2)) 및 제 4 실내열교환기(150(4))에서 증발된 냉매는 제 2 실내측 기관(177(2)) 및 제 4 실내측 기관(177(4))을 통하여 분배기(DU)로 유동된다.
난방주체동시운전시 제어부(10)는 제 2 분배절환부(181(2)) 및 제 4 분배절환부(181(4))를 제어하여 분배기(DU)로 유입된 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내한다. 난방주체동시운전시 제 2 평압밸브(182(2)), 제 4 평압밸브(182(4)) 및 액고임방지밸브(188)는 폐쇄되므로 제 2 분배절환부(181(2)) 및 제 4 분배절환부(181(4))를 통과한 냉매는 실외측 저압기관(172)으로 유동된다. 실외측 저압기관(172)으로 유동된 냉매는 실외기(OU)로 유동된다. 실외기(OU)로 유입된 냉매는 실외열교환기(120)에서 증발된 냉매와 합류한 후 압축기(110)로 유동되어 압축된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법에 대한 순서도 및 예시도이다.
실내기(IU)가 난방운전을 수행한다(S210). 냉방주체동시운전, 난방전실운전 또는 난방주체동시운전시 복수의 실내기(IU) 중 적어도 하나가 난방운전을 수행한다. 실내기(IU)의 난방운전시 제어부(10)는 난방운전중인 실내기(IU)와 연결된 분배절환부(181)를 제어하여 실외측 고압기관(173)을 통하여 유입된 고압의 냉매를 난방운전중인 실내기(IU)와 연결된 실내측 기관(177)으로 안내한다.
실내기(IU)의 냉방운전이 요청되면 평압밸브(182)를 개방한다(S220). 난방운전중인 실내기(IU)에 냉방운전이 요청되면 제어부(10)는 난방운전중인 실내기(IU)와 연결된 평압밸브(182)를 개방한다. 평압밸브(182)가 개방되면 실외측 고압기관(173)을 통하여 유입되어 분배절환부(181)를 통과한 고압의 냉매는 개방된 평압밸브(182)로 유동되고, 평압밸브(182)는 유입된 고압의 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내한다. 이에 따라 실내측 기관(177)과 실외측 저압기관(172)의 압력차가 줄어들게 된다.
분배절환부(181)를 냉방모드로 변경한다(S230). 평압밸브(182)를 개방한 뒤 설정된 시간이 경과되면 제어부(10)는 개방된 평압밸브(182)와 연결된 분배절환부(181)를 냉방모드로 변경한다. 개방된 평압밸브(182)와 연결된 분배절환부(181)가 냉방모드로 변경되면 분배절환부(181)는 실내측 기관(177)과 실외측 저압기관(172)을 연결한다. 개방된 평압밸브(182)와 연결된 분배절환부(181)가 냉방모드로 변경되면 실내기(IU)의 실내열교환기(150)는 냉매를 증발하고 증발된 냉매는 실내측 기관(177)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 후 개방된 평압밸브(182) 및/또는 분배절환부(181)를 통하여 실외측 저압기관(172)으로 유동된다.
평압밸브(182)를 폐쇄하여 실내기(IU)의 냉방운전을 개시한다(S240). 분배절환부(181)의 변경이 완료되면 제어부(10)는 냉방운전으로 변경된 분배절환부(181)와 dusrufehlse 평압밸브(182)를 폐쇄한다. 평압밸브(182)가 폐쇄되면 실내열교환기(150)에서 증발되어 실내측 기관(177)을 통하여 분배기(DU)로 유입된 냉매는 분배절환부(181)를 통하여 실외측 저압기관(172)으로 유동된다.
상술한 단계가 전실냉방운전으로 변경되는 것이면 제어부(10)는 분배절환부(181)를 냉방모드로 변경할 때(S230) 액고임방지밸브(188)를 개방한다. 액고임방지밸브(188)가 개방되면 복수의 실외측 고압기관(173)을 통하여 유입된 고압의 냉매는 분배절환부(181) 및 분배체크밸브(183)를 통하여 개방된 액고임방지밸브(188)으로 유동되고, 액고임방지밸브(188)는 유입된 고압의 냉매를 실외측 저압기관(172)으로 안내한다. 이에 따라, 실외측 고압기관(173)과 복수의 분배절환부(181) 사이에 고압의 냉매가 고이는 것이 방지된다.
제어부(10)는 평압밸브(182)를 폐쇄할 때(S240) 액고임방지밸브(188)를 폐쇄하여 전실냉방운전을 개시하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110: 압축기 120: 실외열교환기
130: 실외팽창밸브 140: 실내팽창밸브
150: 실내열교환기 161: 실외절환부
162: 실외고압밸브 163: 실외체크밸브
171: 실외측 액관 172: 실외측 저압기관
173: 실외측 고압기관 176: 실내측 액관
177: 실내측 기관 181: 분배절환부
182: 평압밸브 183: 분배체크밸브
184: 액관체크밸브 185: 과냉각체크밸브
188: 액고임방지밸브 189: 과냉각기

Claims (9)

  1. 냉매를 압축하며 냉매를 실외공기와 열교환하는 실외기;
    냉매를 실내공기와 열교환하여 각각 냉방모드 또는 난방모드로 운전되는 복수의 실내기; 및
    상기 실외기 및 상기 복수의 실내기와 연결되어 상기 복수의 실내기에 냉매를 분배하는 분배기를 포함하고,
    상기 분배기는, 각각 상기 복수의 실내기에 연결되며, 연결된 상기 실내기의 상기 냉방모드시 상기 실내기에서 증발된 냉매를 상기 실외기로 안내하고, 연결된 상기 실내기의 상기 난방모드시 상기 실외기에서 압축된 냉매를 상기 실내기로 안내하는 복수의 분배절환부를 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배기와 상기 실외기를 연결하며 상기 실외기에서 압축된 냉매가 유동하는 실외측 고압기관;
    상기 분배기와 상기 실외기를 연결하며 상기 복수의 실내기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매가 냉매가 유동하는 실외측 저압기관; 및
    각각 상기 분배기와 상기 복수의 실내기를 연결하며 상기 실외기에서 압축된 냉매 또는 연결된 상기 실내기에서 증발된 냉매가 유동하는 복수의 실내측 기관을 더 포함하고,
    상기 복수의 분배절환부 각각은, 연결된 상기 실내기의 상기 냉방모드시 연결된 상기 실내측 기관을 상기 실외측 저압기관과 연결하고, 연결된 상기 실내기의 상기 난방모드시 상기 실외측 고압기관을 연결된 상기 실내측 기관과 연결하는 공기조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분배기와 상기 실외기를 연결하며 상기 실외기 또는 상기 실내기 중 적어도 하나에서 응축된 냉매가 유동하는 실외측 액관; 및
    각각 상기 분배기와 상기 복수의 실내기를 연결하며 상기 실외기 또는 연결된 상기 실내기에서 응축된 냉매가 유동하는 복수의 실내측 액관을 더 포함하고,
    상기 분배기는 상기 실외측 액관 및 상기 복수의 실내측 액관과 연결되어 상기 실외기에서 응축된 냉매 또는 상기 복수의 실내기 중 어느 하나에서 응축된 냉매를 과냉각하는 과냉각기를 더 포함하는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 과냉각기는 상기 실외측 저압기관과 연결되어 증발된 냉매를 상기 실외측 저압기관을 통하여 상기 실외기로 안내하는 공기조화기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배기는,
    각각 상기 과냉각기와 상기 복수의 실내측 액관 사이에 구비되어 상기 복수의 실내측 액관으로부터 상기 과냉각기로 냉매가 역류하는 것을 방지하는 복수의 과냉각체크밸브; 및
    각각 상기 복수의 실내측 액관과 상기 실외측 액관 사이에 구비되어 상기 실외측 액관으부터 유동된 냉매가 상기 과냉각기를 거치지 않고 상기 복수의 액관으로 유동되는 것을 방지하는 복수의 액관체크밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 분배기는, 각각 상기 실외측 저압기관, 상기 복수의 실내측 기관 및 상기 복수의 분배절환부와 연결되어, 연결된 상기 분배절환부가 연결된 상기 실내기를 상기 난방모드에서 상기 냉방모드로 변경하기 전 개방되어 상기 실외기에서 압축되어 연결된 상기 분배절환부를 통과한 냉매를 상기 실외측 저압기관으로 안내하는 복수의 평압밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 실내기는,
    연결된 상기 실내측 기관을 통하여 유입된 냉매를 응축하는 복수의 실내열교환기; 및
    연결된 상기 실내측 액관을 통하여 유입된 냉매를 팽창하는 복수의 실내팽창밸브를 포함하고,
    상기 복수의 실내열교환기 각각은 상기 복수의 실내팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 공기조화기.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외기는,
    냉매를 압축하는 압축기;
    상기 실외측 액관을 통하여 유입된 냉매를 팽창하는 실외팽창밸브;
    상기 실외팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 실외열교환기;
    개방시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외측 고압기관으로 안내하는 고압밸브; 및
    냉매의 흐름을 절환하여 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외열교환기로 안내하거나 상기 실외열교환기에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 실외절환부를 포함하는 공기조화기.
  9. 각각 실내열교환기를 포함하는 복수의 실내기;
    압축기, 실외열교환기 및 냉매의 흐름을 절환하는 실외절환부를 포함하는 실외기; 및
    상기 실외기와 상기 복수의 실내기를 연결하는 분배기를 포함하고,
    상기 분배기는, 각각 상기 복수의 실내기에 연결되며, 연결된 상기 실내기의 냉방모드시 연결된 상기 실내열교환기에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하고, 연결된 상기 실내기의 난방모드시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 연결된 상기 실내열교환기로 안내하는 복수의 분배절환부를 포함하는 공기조화기.
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