KR20210094213A - 공기조화장치 - Google Patents

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KR20210094213A
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조아래
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송치우
신일융
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 공기조화장치는, 압축기 및 실외 열교환기를 포함하고, 냉매가 순환하는 실외기; 물이 순환하는 실내기; 상기 냉매와 물의 열교환을 수행하는 열교환기; 상기 실내기와 상기 열교환기를 순환하는 물을 가이드하는 수배관; 상기 수배관에 설치되는 펌프; 및 상기 펌프의 출력신호를 분석하여 상기 수배관 내 공기층 비율을 계산하고, 계산된 공기층 비율에 따라 상기 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화장치 {An air conditioning apparatus}
본 발명은 공기조화장치에 관한 것이다.
공기조화장치는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화 장치는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 싸이클이 구동되어 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기조화장치가 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 소정공간은 가정 또는 사무 공간일 수 있다.
공기조화장치가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며, 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기조화장치가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며, 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
최근에는 환경규제 정책에 따라 공기조화장치에 사용되는 냉매의 종류를 제한하고, 냉매 사용량을 줄이는 경향이 나타나고 있다.
냉매 사용량을 줄이기 위하여, 냉매와 소정의 유체간에 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 수행하는 기술이 제안되고 있다. 일례로, 상기 소정의 유체에는 물이 포함될 수 있다.
선행문헌인 미국특허 US 2011-0302941(공개일자: 2011년12월15일)에는 냉매와 물의 열교환을 통하여 냉방 또는 난방을 수행하는 공기조화장치가 개시된다.
상기 선행문헌에 개시된 공기조화장치는, 압축기를 포함하는 실외기와, 실내 열교환기를 포함하는 실내기, 및 냉매와 물이 열교환하며 증발기 또는 응축기로 작동하는 다수의 열교환기를 포함한다. 다수의 열교환기는 밸브장치의 제어를 통하여 작동 모드가 결정될 수 있다.
한편, 물이 유동하는 수배관의 경우, 물 온도의 상승으로 인한 기체 용해도 감소, 배관 실링 불량(누수) 또는 미생물 번식 등으로 인하여, 수배관 내에 공기(기체)층이 형성될 수 있다. 수배관 내에 공기층이 형성되면, 수배관을 유동하는 물의 순환유량이 감소되고 이에 따라 냉난방 성능이 저감될 수 있다.
또한, 물을 펌핑하는 펌프의 흡입단에는 공기와 물이 섞인 상태로 흡입되므로, 이에 따라 펌프 내구성에도 악영향을 끼칠 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 선행문헌은 정상운전 시 열교환기의 입출수 온도 차이를 이용하여 수배관 내 공기층 형성 유무를 판단하는 기술이 개시된다. 그러나 입출수 온도 차이의 변화를 일으키는 요인은, 배관 내 공기층 외에도 다양한 변수(예: 실내/외 온도 변화, 온도센서의 탈거 또는 고장 등)가 존재하므로, 수배관 내 공기층 비율을 정확히 알 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 수배관 내 공기층 형성 유무(또는 비율)를 정확히 알 수 있는 공기조화장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 수배관 내 공기층 비율을 계산하여 정상운전이 지속적으로 가능한지 여부를 판단하고, 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있는 공기조화장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수배관 내 공기층 형성에 따른 물 유량 감소로 인해 냉난방 성능이 저감되는 것을 최소화할 수 있는 공기조화장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 별도의 장치 없이도 간단한 제어 알고리즘에 의하여 수배관 내 공기층 형성 유무를 판단할 수 있는 공기조화장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화장치는 실외기, 실내기, 냉매와 물의 열교환을 수행하는 열교환기, 상기 실내기와 상기 열교환기를 순환하는 물을 가이드하는 수배관, 상기 수배관에 설치되는 펌프, 및 상기 펌프의 출력신호를 분석하여 상기 수배관 내 공기층 비율을 계산하고, 계산된 공기층 비율에 따라 상기 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 제어하는 제어부를 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 수배관 내 공기층 비율을 정확히 판단하여 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 제어할 수 있으므로, 물 유량 감소에 따른 냉난방 성능의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기 펌프의 출력신호는, 상기 펌프에 인가되는 전류량 또는 상기 펌프가 소비하는 전력량 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수배관 내 공기층 비율을 미리 정해진 기준비율과 비교하고, 상기 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상인 것으로 판단되면, 물공급밸브를 개방하여 상기 수배관에 물을 공급하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 압축기 및 상기 펌프의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 물공급밸브를 개방시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 미만인 것으로 판단되면, 상기 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시킬 수 있다.
여기서, 상기 목표 과냉도 또는 목표 과열도는 미리 정해질 수 있다. 일례로, 상기 목표 과냉도 또는 목표 과열도는 5도가 될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 열교환기의 목표 과냉도 및 상기 목표 과열도 중 어느 하나를 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 실내기의 난방운전 시, 상기 열교환기의 목표 과냉도를 감소시킬 수 있다. 그리고 상기 제어부는, 상기 압축기의 토출측에서 감지된 고압과, 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준값을 초과하는지 여부를 더 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 압축기의 토출측에서 감지된 고압과, 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준값을 초과하는 경우, 상기 목표 과냉도를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 실내기의 냉방운전 시, 상기 열교환기의 목표 과열도를 감소시킬 수 있다. 그리고 상기 제어부는, 상기 압축기의 흡입측에서 감지된 저압과, 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준값을 초과하는지 여부를 더 판단할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 압축기의 흡입측에서 감지된 저압과, 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준값을 초과하는 경우, 상기 목표 과열도를 추가적으로 감소시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 적정 수준으로 유지할 수 있으므로, 공기조화장치의 신뢰성 및 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 공기조화장치는 상기 실외기의 액관으로부터 상기 열교환기로 연장되는 액가이드관에 설치되는 유량밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 열교환기의 목표 과냉도 및 목표 과열도 중 어느 하나가 감소된 상태에서, 상기 유량밸브의 개도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 물 유량 감소로 인한 고압 상승량 또는 저압 하강량이 감소되어 압축기의 운전주파수 감소량이 최소화될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 열교환기로 유입되는 냉매온도와 상기 열교환기에서 토출되는 냉매온도의 차이값에 기초하여 상기 열교환기의 과냉도 및 과열도를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기조화장치는 실외기, 실내기, 냉매와 물의 열교환을 수행하는 열교환기, 상기 실내기와 상기 열교환기를 순환하는 물을 가이드하는 수배관, 상기 수배관에 설치되는 펌프와 물공급밸브, 및 상기 펌프에서 소비되는 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력에 기초하여 상기 물공급밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 펌프에서 소비되는 소비전력이 일정 비율이상 감소되는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 펌프에서 소비되는 소비전력이 일정 비율이상 감소된 것으로 판단되면, 상기 물공급밸브를 개방시켜 상기 수배관으로 물을 공급할 수 있다. 이때, 상기 제어부는, 상기 압축기 및 상기 펌프의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 물공급밸브를 개방시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 펌프가 최대출력으로 운전되는 상태에서 상기 펌프에서 소비되는 소비전력을 측정할 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 펌프의 출력신호를 이용하여 수배관 내 공기층 비율을 정확히 알 수 있으므로, 정상운전이 지속적으로 가능한지 여부를 판단할 수 있고 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 미만인 것으로 판단되면, 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소하도록 제어하므로, 물 유량 감소에 따른 냉난방 성능의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상인 것으로 판단되면, 시스템의 작동을 중단시키고 수배관에 물을 안정적으로 공급할 수 있으므로, 제품의 신뢰성이 크게 향상되는 장점이 있다.
넷째, 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시킨 상태에서 열교환기 측의 유량밸브의 개도를 증가하도록 제어하므로, 물 유량 감소로 인한 고압상승량 또는 저압하강량이 감소하여 결과적으로 압축기의 운전주파수가 감소되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 별도의 장치 없이도 간단한 제어 알고리즘에 의하여 수배관 내 공기층 형성 유무를 판단할 수 있으므로, 단가가 저렴해지고 호환성이 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 간략히 보여주는 순서도이다.
도 4는 수배관 내 공기층 비율에 따른 펌프 출력 및 소비전력을 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 상세히 보여주는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 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 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치를 보여주는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화장치(1)는, 실외기(10), 실내기(50), 상기 실외기(10)를 순환하는 냉매와 상기 실내기(50)를 순환하는 물이 열교환하는 열교환장치(100)를 포함할 수 있다.
상기 열교환장치(100)는 물과 냉매가 열교환하는 열교환기(101,102) 및 냉매 유동을 제어하는 절환유닛(R)을 포함할 수 있다. 상기 절환유닛(R)은 상기 열교환기(101,102)와 상기 실외기(10)를 연결할 수 있다.(도 2 참조)
여기서, 상기 실외기(10)는 냉난방 동시형 실외기를 포함할 수 있다.
그리고 상기 절환유닛(R)은, 구비되는 밸브의 작동에 의하여 냉매의 유동 방향을 전환할 수 있다. 또한, 상기 절환유닛(R)은, 상기 밸브의 작동에 의하여 냉매의 유량을 조절할 수 있다.
상기 실외기(10)와 상기 열교환장치(100)는, 제 1 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유체는 냉매를 포함할 수 있다.
상기 냉매는 상기 열교환장치(100)에 구비되는 냉매 유로 및 상기 실외기(10)를 순환하도록 유동할 수 있다.
상기 실외기(10)는, 압축기(11) 및 실외 열교환기(15)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 실외 열교환기(15)의 일측에는 실외 팬(16)이 구비될 수 있다.
상기 실외 팬(16)은 외기를 상기 실외 열교환기(15) 측으로 불어줄 수 있다. 상기 실외 팬(16)의 구동에 의하여, 외기와 실외 열교환기(15)의 냉매 간에 열교환이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실외기(10)는 메인 팽창밸브(18, EEV)를 더 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는, 상기 실외기(10)와 상기 열교환장치(100)를 연결하는 3개의 배관(20,25,27)을 더 포함할 수 있다.
상기 3개의 배관(20,25,27)은, 고압의 기상냉매가 유동하는 고압기관(20)과, 저압의 기상냉매가 유동하는 저압기관(25) 및 액 냉매가 유동하는 액관(27)을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 고압기관(20)은 상기 압축기(11)의 토출 측과 연결될 수 있다. 그리고 상기 저압기관(25)은 상기 압축기(11)의 흡입 측과 연결될 수 있다. 또한, 상기 액관(27)은 상기 실외 열교환기(15)와 연결될 수 있다.
즉, 상기 실외기(10)와 상기 열교환장치(100)는, "3배관 연결구조"를 가질 수 있다. 그리고 상기 냉매는 상기 3개의 배관(20,25,27)을 통하여 상기 실외기(10)와 상기 열교환장치(100)를 순환할 수 있다.
상기 열교환장치(100)와 실내기(50)는 제 2 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 유체는 물을 포함할 수 있다.
상기 물은 상기 열교환장치(100)에 구비되는 물 유로 및 상기 실내기(50)를 유동하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 열교환기(101,102)는, 냉매 유로 및 물 유로가 서로 열교환을 이루도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 열교환기(101,102)는 물과 냉매 간에 열교환이 이루어질 수 있는 판형 열교환기를 포함할 수 있다.
상기 실내기(50)는 다수의 실내기(51,52,53,54)를 포함할 수 있다.
상기 다수의 실내기(50)는, 각각 실내 공기와 물이 열교환하는 실내 열교환기(미도시) 및 상기 실내 열교환기의 일측에서 송풍을 제공하는 실내 팬(미도시)을 포함할 수 있다.
그리고 상기 공기조화장치(1)는 상기 실내기(50) 및 상기 열교환장치(100)를 순환하도록 유동하는 물을 가이드하는 수배관(30,40)을 더 포함할 수 있다. 상기 수배관(30,40)은 물의 순환사이클(W, 도 2 참조)을 형성할 수 있다.
상기 수배관(30,40)은, 상기 열교환장치(100)와 상기 실내기(50)의 일측을 연결하는 배출배관(30) 및 상기 열교환장치(100)와 상기 실내기(50)의 타측을 연결하는 유입배관(40)을 포함할 수 있다.
상기 유입배관(40)은 상기 실내기(50)의 출구와 연결되어 상기 실내기(50)를 통과한 물을 상기 열교환장치(100)로 가이드 할 수 있다.
상기 배출배관(30)은 상기 실내기(50)의 입구와 연결되어 상기 열교환장치(100)로부터 배출되는 물을 상기 실내기(50)로 가이드할 수 있다.
즉, 상기 물은, 상기 수배관(30,40)을 통하여 상기 열교환장치(100)와 상기 실내기(50)를 순환할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 실외기(10) 및 상기 열교환장치(100)를 순환하는 냉매와, 상기 열교환장치(100) 및 상기 실내기(50)를 순환하는 물은, 상기 열교환장치(100)에 구비되는 열교환기(101,102)를 통하여 열교환 할 수 있다.
그리고 상기 열교환에 의하여, 냉각 또는 가열된 물은 상기 실내기(50)에 구비되는 실내 열교환기(미도시)와 열교환 하여 실내 공간의 냉방 또는 난방을 수행할 수 있다.
일례로, 냉방모드로 운전되는 실내기(50)에는, 상기 냉매로부터 열을 방출한 냉각된 물이 순환할 수 있다. 그리고, 난방모드로 운전되는 실내기(50)에는, 상기 냉매로부터 열을 흡수한 가열된 물이 순환할 수 있다. 이에 의하면, 상기 실내 팬에 의하여 흡입된 실내 공기는 냉각 또는 가열되어 다시 실내로 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하여, 열교환장치(100)와 실내기(50)를 순환하는 물순환 사이클(W) 및 상기 열교환장치(100)에 대해 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 열교환장치(100)는 상기 제 1 유체와 상기 제 2 유체가 열교환하는 열교환기(101,102)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제 1 유체는 냉매를 포함하며, 상기 제 2 유체는 물을 포함한다.
그리고 상기 열교환기(101,102)는 실내기(50)로 냉방과 난방을 동시에 제공할 수 있도록 다수로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 열교환기(101,102)는 제 1 열교환기(101) 및 제 2 열교환기(102)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 열교환기(101) 및 제 2 열교환기(102)는, 크기와 용량이 동일하게 구비될 수 있다.
이하에서는 선택적으로 작동모드를 전환할 수 있는 열교환기(101,102)에 대한 이해를 돕기 위하여, 상기 열교환기(101,102)가 2개로 구비되는 경우를 기준으로 설명하도록 한다.
다만, 상기 열교환기(101,102)의 수는 이에 한정되지 않는다.
따라서, 상기 물은, 냉방 또는 난방모드로 운전하는 실내기에 따라, 상기 제 1 열교환기(101) 또는 상기 제 2 열교환기(102)로 선택적으로 유입되어 냉매와 열교환 할 수 있다.
그리고 상기 열교환기(101,102)는 판형 열교환기를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 열교환기(101,102)는 냉매가 유동하는 냉매 유로와 물이 유동하는 물 유로가 교번하여 적층하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 열교환장치(100)는 상기 열교환기(101,102)와 실외기(10)를 연결하는 절환유닛(R)을 더 포함할 수 있다.
상기 절환유닛(R)은 상기 제 1 열교환기(101)와 상기 제 2 열교환기(102)를 순환하는 냉매의 유동 방향과 유량을 제어할 수 있다. 상기 절환유닛(R)에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 실내기(50)는 다수로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 실내기(50)는 제 1 실내기(51), 제 2 실내기(52), 제 3 실내기(53) 및 제 4 실내기(54)를 포함할 수 있다. 물론, 상기 실내기(50)의 수는 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 상기 실내기(50)와 상기 열교환장치(100)는 물이 유동하는 수배관(30,40)에 의해 연결될 수 있다. 그리고 상기 수배관(30,40)은 실내기(50)와 열교환장치(100)를 순환하는 물순환 사이클(W)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 물은 상기 수배관(30,40)을 통하여 상기 열교환기(101,102)와 상기 실내기(50)를 유동할 수 있다.
상세히, 상기 수배관(30,40)은, 상기 열교환기(101,102)로 물이 유입되도록 가이드하는 유입배관(41,45) 및 상기 열교환기(101,102)로부터 배출되는 물을 가이드하는 배출배관(31,35)을 포함할 수 있다.
상기 유입배관(41,45)은 상기 실내기(50)를 통과한 물이 상기 열교환기(101,102)로 유동하도록 가이드할 수 있다. 그리고 상기 배출배관(31,35)은 상기 열교환기(101,102)를 통과한 물이 상기 실내기(50)로 유동하도록 가이드할 수 있다.
상기 유입배관(41,45)은 상기 제 1 열교환기(101)로 물을 가이드하는 제 1 유입배관(41) 및 상기 제 2 열교환기(102)로 물을 가이드하는 제 2 유입배관(45)을 포함할 수 있다.
상기 배출배관(31,35)은 상기 제 1 열교환기(101)를 통과한 물을 실내기(50)로 가이드하는 제 1 배출배관(31) 및 상기 제 2 열교환기(102)를 통과한 물을 실내기(50)로 가이드하는 제 2 배출배관(45)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 유입배관(41)은 상기 제 1 열교환기(101)의 물 입구로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 1 배출배관(31)은 상기 제 1 열교환기(101)의 물 출구로부터 연장될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 유입배관(45)은 상기 제 2 열교환기(102)의 물 입구로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 2 배출배관(35)은 상기 제 2 열교환기(102)의 물 출구로부터 연장될 수 있다.
그리고 상기 배출배관(31,35)은 상기 열교환기(101,102)의 물 출구로부터 실내기(51,52,53,54)를 향하여 연장될 수 있다.
따라서, 상기 유입배관(41,45)으로부터 상기 열교환기(101,102)의 물 입구로 유입된 물은, 냉매와 열교환한 후 열교환기(101,102)의 물 출구를 통해 상기 배출배관(31,35)으로 유입될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 유입배관(41,45)에 설치되는 펌프(42,46)를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프(42,46)는 상기 유입배관(41,45)의 물이 상기 열교환기(101,102)로 향하도록 압력을 제공할 수 있다. 즉, 상기 펌프(42,46)는 제 2 유체의 유동 방향을 설정하도록 상기 수배관에 설치될 수 있다.
상기 펌프(42,46)는 상기 제 1 유입배관(41)에 설치되는 제 1 펌프(42) 및 상기 제 2 유입배관(45)에 설치되는 제 2 펌프(46)를 포함할 수 있다.
상기 펌프(42,46)는 물의 유동을 강제할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 펌프(42)가 구동하면, 상기 실내기(50)와 제 1 열교환기(101)를 물이 순환할 수 있다.
즉, 상기 제 1 펌프(42)는, 상기 제 1 유입배관(41), 제 1 열교환기(101), 제 1 배출배관(31), 실내유입관(51a), 실내기(51,52,53,54) 및 실내배출관(51b)을 통한 물의 순환을 제공할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 유입배관(41,45)으로부터 분기되는 배관에 설치되는, 물공급밸브(44a,48a) 및 릴리프(relief)밸브(44b,48b)를 더 포함할 수 있다.
상기 물공급밸브(44a,48a)는 개폐동작을 통하여 상기 유입배관(41,45)으로 물을 제공하거나 제한할 수 있다.
그리고 상기 물공급밸브(44a,48a)는, 상기 제 1 유입배관(41)으로 물을 제공하도록 개폐되는 제 1 물공급밸브(44a) 및 상기 제 2 유입배관(45)으로 물을 제공하도록 개폐되는 제 2 물공급밸브(48a)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 릴리프밸브(44b,48b)는 개폐동작을 통해 상기 수배관 내부의 압력이 설계 압력을 초과하는 비상시에 압력을 분출하도록 구비될 수 있다. 상기 릴리프밸브(44b,48b)는 안전밸브로 이름할 수도 있다.
상기 릴리프밸브(44b,48b)는, 상기 제 1 유입배관(41)으로 연결되는 배관에 설치되는 제 1 릴리프밸브(44b) 및 상기 제 2 유입배관(45)으로 연결되는 배관에 설치되는 제 2 릴리프밸브(48b)를 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 유입배관(41,45)에 설치되는 수배관 스트레이너(43,47) 및 유입센서(41b,45b)을 더 포함할 수 있다.
상기 수배관 스트레이너(43,47)는 상기 수배관을 유동하는 물 속의 노폐물을 여과하기 위해 구비될 수 있다. 일례로, 상기 수배관 스트레이너(43,47)는 금속망으로 형성될 수 있다.
상기 수배관 스트레이너(43,47)는 상기 제 1 유입배관(41)에 설치되는 스트레이너(41) 및 상기 제 2 유입배관(45)에 설치되는 스트레이너(47)를 포함할 수 있다.
상기 수배관 스트레이너(43,47)는 상기 펌프(42,47)의 입구 측에 위치할 수 있다.
상기 유입센서(41b,45b)는 상기 유입배관(41,45)을 유동하는 물의 상태를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 유입센서(41b,45b)는 온도 및 압력을 감지하는 센서로 구비될 수 있다.
상기 유입센서(41b,45b)는 상기 제 1 유입배관(41)에 설치되는 제 1 유입센서(41b) 및 상기 제 2 유입배관(45)에 설치되는 제 2 유입센서(45b)를 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 배출배관(31,35)에 설치하는 퍼지밸브(31c,35c)를 더 포함할 수 있다.
상세히, 상기 퍼지밸브(31c,35c)는 상기 제 1 배출배관(31)에 설치하는 제 1 퍼지밸브(31c) 및 상기 제 2 배출배관(35)에 설치하는 제 2 퍼지밸브(35c)를 포함할 수 있다.
상기 퍼지밸브(31c,35c)는 개폐동작에 의하여 수배관 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 배출배관(31,35)에 설치하는 온도센서(31b,35b)를 더 포함할 수 있다.
상기 온도센서(31b,35b)는 냉매와 열교환된 물의 상태를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 온도센서(31b,35b)는 서미스터 온도센서를 포함할 수 있다.
상기 온도센서(31b,35b)는 제 1 배출배관(31)에 설치되는 제 1 온도센서(31b) 및 제 2 배출배관(35)에 설치되는 제 2 온도센서(35b)를 포함할 수 있다.
상기 배출배관(31,35)은 다수의 실내기(51,52,53,54)의 각각의 유입 측으로 분기되어 연장될 수 있다.
즉, 상기 배출배관(31,35)의 일측 단부에는 각각의 실내기(51,52,53,54)로 분기되는 분기점(31a)을 형성할 수 있다. 상기 배출배관(31,35)은 상기 분기점(31a)으로부터 분기되어 상기 각각의 실내기(51,52,53,54)의 입구에 결합되는 실내 유입관(51a)으로 연장될 수 있다.
상기 수배관은 상기 실내기(51,52,53,54)의 입구에 결합되는 실내 유입관(51a)을 더 포함할 수 있다.
상기 실내 유입관(51a)은 상기 제 1 실내기(51)의 입구에 결합되는 제 1 실내 유입관(51a), 상기 제 2 실내기(52)의 입구에 결합되는 제 2 실내 유입관, 상기 제 3 실내기(53)의 입구에 결합되는 제 3 실내 유입관 및 상기 제 4 실내기(54)의 입구에 결합되는 제 4 실내 유입관을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배출배관(31)은, 각각의 실내 유입관(51a)으로 분기되는 제 1 분기점(31a)을 형성할 수 있다. 상기 제 2 배출배관(35)은 상기 각각의 실내 유입관(51a)으로 분기되는 제 2 분기점(35a)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 제 1 분기점(31a)으로부터 분기되어 연장되는 제 1 배출배관(31)과 상기 제 2 분기점(35a)으로부터 분기되어 연장되는 제 2 배출배관(35)은, 상기 각각의 실내 유입관(51a)에서 합지될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 실내기(50)로 유입되는 물의 유량을 조절하기 위한 개폐밸브(32,36)를 더 포함할 수 있다.
상기 개폐밸브(32,36)는 개폐 동작을 통하여 상기 실내 유입관(51a)으로 유입되는 물의 유량과 유동을 제한할 수 있다.
즉, 상기 개폐밸브(32,36)는 상기 제 1 배출배관(31)에 설치되는 제 1 개폐밸브(32) 및 상기 제 2 배출배관(35)에 설치되는 제 2 개폐밸브(36)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 개폐밸브(32)는 상기 제 1 분기점(31a)으로부터 분기되어 상기 각각의 실내 유입관(51a)으로 연장되는 배관에 설치할 수 있다.
상기 제 1 개폐밸브(32)는 상기 제 1 분기점(31a)으로부터 분기되는 배관마다 각각 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 개폐밸브(32)는 상기 실내기(50)의 수에 대응되는 수로 구비될 수 있다.
일례로, 상기 제 1 개폐밸브(32)는, 상기 제 1 실내기(51)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(32a), 상기 제 2 실내기(52)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(32b), 상기 제 3 실내기(53)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(32c) 및 상기 제 4 실내기(54)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(32d)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 개폐밸브(36)는 상기 제 2 분기점(35a)으로부터 분기되어 상기 각각의 실내 유입관(51a)으로 연장되는 배관에 설치될 수 있다.
상기 제 2 개폐밸브(36)는 상기 제 2 분기점(35a)으로부터 분기되는 배관마다 각각 설치될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 개폐밸브(36)는 상기 실내기(50)의 수에 대응되는 수로 구비될 수 있다.
일례로, 상기 제 2 개폐밸브(36)는, 상기 제 1 실내기(51)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(36a), 상기 제 2 실내기(52)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(36b), 상기 제 3 실내기(53)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(36c) 및 상기 제 4 실내기(54)로 연결되는 배관에 설치되는 밸브(36d)를 포함할 수 있다.
상기 수배관은 상기 실내기(51,52,53,54)의 출구에 결합되는 실내 배출관(51b)을 더 포함할 수 있다.
상기 실내 배출관(51b)은 상기 제 1 실내기(51)의 출구에 결합되는 제 1 실내 배출관(51b), 상기 제 2 실내기(52)의 출구에 결합되는 제 2 실내 배출관, 상기 제 3 실내기(53)의 출구에 결합되는 제 3 실내 배출관 및 상기 제 4 실내기(54)의 출구에 결합되는 제 4 실내 배출관을 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 실내 배출관(51b)에 설치되는 검출센서(51c)를 더 포함할 수 있다.
상기 검출센서(51c)는 상기 실내 배출관(51b)을 유동하는 물의 상태를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 검출센서(51c)는 상기 물의 온도와 압력을 감지하는 센서로 구비될 수 있다.
상기 검출센서(51c)는 상기 제 1 실내 배출관(51b)에 설치되는 제 1 검출센서(51c), 상기 제 2 실내 배출관에 설치되는 제 2 검출센서, 상기 제 3 실내 배출관에 설치되는 제 3 검출센서 및 상기 제 4 실내 배출관에 설치되는 제 4 검출센서를 포함할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 실내 배출관(51b)이 결합되는 유로가이드밸브(49)를 더 포함할 수 있다.
상기 유로가이드밸브(49)는 개폐 동작을 통하여 상기 실내기(50)를 통과한 물의 유동 방향을 제어할 수 있다. 즉, 상기 유로가이드밸브(49)는 물의 유동 방향을 전환하도록 제어할 수 있다.
일례로, 상기 유로가이드밸브(49)는 삼방밸브를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 유로가이드밸브(49)는, 상기 제 1 실내 배출관(51b)에 설치되는 제 1 유로가이드밸브(49a), 상기 제 2 실내 배출관에 설치되는 제 2 유로가이드밸브(49b), 상기 제 3 실내 배출관에 설치되는 제 3 유로가이드밸브(49c) 및 상기 제 4 실내 배출관에 설치되는 제 4 유로가이드밸브(49d)를 포함할 수 있다.
상기 유로가이드밸브(49)는. 상기 유입배관(41,45)으로부터 분기되어 각각의 실내기(51,52,53,54)로 연장되는 배관이 각각의 실내 배출관(51b)과 연결되는 합지점에 위치할 수 있다.
상세히, 상기 유로가이드밸브(49)의 제 1 포트에는 상기 실내 배출관(51b)이 결합되며, 제 2 포트에는 상기 제 1 유입배관(41)으로부터 분기되어 연장되는 배관이 결합되고, 제 3 포트에는 상기 제 2 유입배관(45)으로부터 분기되어 연장되는 배관이 결합될 수 있다.
따라서, 상기 유로가이드밸브(49)의 개폐동작에 의해, 상기 실내기(51,52,53,54)를 통과한 물은 냉방 또는 난방모드에 따라 작동하는 제 1 열교환기(101) 또는 제 2 열교환기(102)로 유동할 수 있다.
즉, 상기 유로가이드밸브(49)는 상기 유입배관(41,45)에 설치되어 각각의 실내기(51,52,53,54)의 출구로부터 배출되는 물의 유동을 제어할 수 있다.
상기 유입배관(41,45)은 각각의 실내기(51,52,53,54)로 분기되는 분기점(41a,45a)를 형성할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 유입배관(41)은 각각의 실내기(51,52,53,54)로 분기되는 제 1 분기점(41a)을 형성할 수 있다.
상기 제 1 유입배관(41)은 상기 제 1 분기점(41a)으로부터 분기되어 각각의 실내기(51,52,53,54)를 향하여 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 1 분기점(41a)으로부터 분기되어 연장되는 제 1 유입배관(41)은 상기 유로가이드밸브(49)에 결합할 수 있다.
상기 제 2 유입배관(45)은 각각의 실내기(51,52,53,54)로 분기되는 제 2 분기점(45a)을 형성할 수 있다.
상기 제 2 유입배관(45)은 상기 제 2 분기점(45a)으로부터 분기되어 각각의 실내기(51,52,53,54)를 향하여 연장될 수 있다. 그리고 상기 제 2 분기점(45a)으로부터 분기되어 연장되는 제 2 유입배관(45)은 상기 유로가이드밸브(49)에 결합할 수 있다.
상기 유입배관(41,45)이 형성하는 분기점(41a,45a)은 “유입배관 분기점”으로 이름할 수 있다. 그리고 상기 배출배관(31,35)이 형성하는 분기점(31a,35a)은 “배출배관 분기점”으로 이름할 수 있다.
한편, 상기 열교환장치(100)는 상기 제 1 열교환기(101)와 상기 제 2 열교환기(102)를 출입하는 냉매의 유동 방향과 유량을 조절하기 위한 절환유닛(R)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 절환유닛(R)은 상기 열교환기(101,102)의 일측에 결합되는 냉매관(110,115) 및 상기 열교환기(101,102)의 타측에 결합되는 액가이드관(141,142)을 포함할 수 있다.
상기 냉매관(110,115)은 상기 열교환기(101,102)의 일측에 형성되는 냉매 출입구에 결합할 수 있다. 그리고 상기 액가이드관(141,142)은 상기 열교환기(101,102)의 타측에 형성되는 냉매 출입구에 결합할 수 있다.
따라서, 상기 냉매관(110,115)과 상기 액가이드관(141,142)은, 상기 물과 열교환하기 위해 상기 열교환기(101,102)에 구비되는 냉매 유로와 연결될 수 있다.
그리고 상기 냉매관(110,115)과 상기 액가이드관(141,142)은, 상기 냉매가 상기 열교환기(101,102)를 통과할 수 있도록 가이드할 수 있다.
상세히, 상기 냉매관(110,115)은 상기 제 1 열교환기(101)의 일측에 결합되는 제 1 냉매관(110) 및 상기 제 2 열교환기(102)의 일측에 결합되는 제 2 냉매관(115)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액가이드관(141,142)은 상기 제 1 열교환기(101)의 타측에 결합되는 제 1 액가이드관(141) 및 상기 제 2 열교환기(102)의 타측에 결합되는 제 2 액가이드관(142)을 포함할 수 있다.
일례로, 냉매는 상기 제 1 냉매관(110) 및 상기 제 1 액가이드관(141)에 의하여, 상기 제 1 열교환기(101)를 순환할 수 있다. 그리고 상기 냉매는 제 2 냉매관(115) 및 상기 제 2 액가이드관(142)에 의하여, 상기 제 2 열교환기(102)를 순환할 수 있다.
상기 액가이드관(141,142)은 상기 액관(27)과 연결될 수 있다.
상세히, 상기 액관(27)은 상기 제 1 액가이드관(141)과 상기 제 2 액가이드관(142)으로 분기되는 액관분기점(27a)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 제 1 액가이드관(141)은 상기 액관분기점(27a)으로부터 상기 제 1 열교환기(101)로 연장되며, 상기 제 2 액가이드관(142)은 상기 액관분기점(27a)으로부터 상기 제 2 열교환기(102)로 연장될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 냉매관(110,115)에 설치되는 기상냉매센서(111,116) 및 상기 액가이드관(141,142)에 설치되는 액냉매센서(146,147)를 더 포함할 수 있다.
상기 기상냉매센서(111,116) 및 상기 액냉매센서(146,147)는 함께 “냉매센서”라 이름할 수 있다.
그리고 상기 냉매센서는, 상기 냉매관(110,115)과 상기 액가이드관(141,142)을 유동하는 냉매의 상태를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 냉매센서는 냉매의 온도와 압력을 감지할 수 있다.
상기 기상냉매센서(111,116)는 상기 제 1 냉매관(110)에 설치되는 제 1 기상냉매센서(111) 및 상기 제 2 냉매관(115)에 설치되는 제 2 기상냉매센서(116)를 포함할 수 있다.
상기 액냉매센서(146,147)은 제 1 액가이드관(141)에 설치되는 제 1 액냉매센서(146) 및 제 2 액가이드관(142)에 설치되는 제 2 액냉매센서(147)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기조화장치(1)는 상기 액가이드관(141,142)에 설치되는 유량밸브(143,144) 및 상기 유량밸브(143,144)의 양측에 설치되는 스트레이너(148a,148b,149a.149b)를 더 포함할 수 있다.
상기 유량밸브(143,144)는 개도 조절을 통하여 냉매의 유량을 조절할 수 있다.
상기 유량밸브(143,144)는 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 유량밸브(143,144)는 개도 조절을 통하여 통과하는 냉매의 압력을 조절할 수 있다.
상기 유량밸브(143,144)는 상기 제 1 액가이드관(141)에 설치되는 제 1 유량밸브(143) 및 상기 제 2 액가이드관(142)에 설치되는 제 2 유량밸브(144)를 포함할 수 있다.
상기 스트레이너(148a,148b,149a.149b)는 상기 액가이드관(141,142)을 유동하는 냉매의 노폐물을 여과하기 위해 구비될 수 있다. 일례로, 상기 스트레이너(148a,148b,149a.149b)는 금속망으로 형성될 수 있다.
상기 스트레이너(148a,148b,149a.149b)는 상기 제 1 액가이드관(141)에 설치되는 제 1 스트레이너(148a,148b) 및 상기 제 2 액가이드관(142)에 설치되는 제 2 스트레이너(149a.149b)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 제 1 스트레이너(148a,148b)는 상기 제 1 유량밸브(143)의 일측에 설치되는 스트레이너(148a)와 상기 제 1 유량밸브(143)의 타측에 설치되는 스트레이너(148b)를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 상기 냉매의 유동 방향이 전환되어도 상기 노폐물을 여과할 수 있는 장점이 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 스트레이터(149a.149b)는 상기 제 2 유량밸브(144)의 일측에 설치되는 스트레이너(149a) 및 상기 제 2 유량밸브(144)의 타측에 설치되는 스트레이너(149b)를 포함할 수 있다.
상기 냉매관(110,115)은 고압기관(20)과 저압기관(25)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 액가이드관(141,142)은 상기 액관(27)과 연결될 수 있다.
상세히, 상기 냉매관(110,115)은 일측 단부에 냉매분기점(112,117)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 냉매분기점(112,117)에는 상기 고압기관(20)과 저압기관(25)이 서로 합지되도록 연결될 수 있다.
즉, 상기 냉매관(110,115)의 일측 단부는 냉매분기점(112,117)이 형성되며, 타측 단부는 열교환기(101,102)의 냉매 출입구와 결합할 수 있다.
상기 절환유닛(R)은 상기 고압기관(20)으로부터 상기 냉매관(110,115)으로 연장되는 고압가이드관(121,122)을 더 포함할 수 있다.
상기 고압가이드관(121,122)은 상기 고압기관(20)과 상기 냉매관(110,115)을 연결해줄 수 있다.
일례로, 상기 고압가이드관(121,122)은 상기 냉매관(110,115)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 냉매관(110,115)은 고압가이드관(121,122)에 포함될 수 있다.
상기 고압가이드관(121,122)은 상기 고압기관(20)의 고압분기점(20a)으로부터 분기되어 상기 냉매관(110,115)으로 연장될 수 있다.
상세히, 상기 고압가이드관(121,122)은, 상기 고압분기점(20a)으로부터 상기 제 1 냉매관(110)으로 연장되는 제 1 고압가이드관(121) 및 상기 고압분기점(20a)으로부터 상기 제 2 냉매관(115)으로 연장되는 제 2 고압가이드관(122)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 고압가이드관(121)은 상기 제 1 냉매분기점(112)에 연결되며, 상기 제 2 고압가이드관(122)은 상기 제 2 냉매분기점(117)에 연결될 수 있다.
즉, 상기 제 1 고압가이드관(121)은 상기 고압분기점(20a)으로부터 상기 제 1 냉매분기점(112)까지 연장되며, 상기 제 2 고압가이드관(122)은 상기 고압분기점(20a)으로부터 상기 제 2 냉매분기점(117)까지 연장될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 고압가이드관(121,122)에 설치되는 고압밸브(123,124)를 더 포함할 수 있다.
상기 고압밸브(123,124)는 개폐 동작을 통하여 상기 고압가이드관(121,122)으로 냉매의 유동을 제한할 수 있다.
상기 고압밸브(123,124)는 상기 제 1 고압가이드관(121)에 설치되는 제 1 고압밸브(123) 및 상기 제 2 고압가이드관(122)에 설치되는 제 2 고압밸브(124)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 고압밸브(123)는 상기 고압분기점(20a)과 상기 제 1 냉매분기점(112) 사이에 설치할 수 있다.
상기 제 2 고압밸브(124)는 상기 고압분기점(20a)과 상기 제 2 냉매분기점(117) 사이에 설치할 수 있다.
상기 제 1 고압밸브(123)는 상기 고압기관(20)과 상기 제 1 냉매관(110) 사이의 냉매 유동을 제어할 수 있다. 그리고 상기 제 2 고압밸브(125)는 상기 고압기관(20)과 상기 제 2 냉매관(115) 사이의 냉매 유동을 제어할 수 있다.
상기 절환유닛(R)은 상기 저압기관(25)으로부터 상기 냉매관(110,115)으로 연장되는 저압가이드관(125,126)을 더 포함할 수 있다.
상기 저압가이드관(125,126)은 상기 저압기관(25)과 상기 냉매관(110,115)을 연결해줄 수 있다.
상기 저압가이드관(125,126)은 상기 저압기관(25)의 저압분기점(25a)으로부터 분기되어 상기 냉매관(110,115)으로 연장될 수 있다.
상세히, 상기 저압가이드관(125,126)은, 상기 저압분기점(25a)으로부터 상기 제 1 냉매관(110)으로 연장되는 제 1 저압가이드관(125) 및 상기 저압분기점(25a)으로부터 상기 제 2 냉매관(115)으로 연장되는 제 2 저압가이드관(122)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 저압가이드관(125)은 상기 제 1 냉매분기점(112)에 연결되며, 상기 제 2 저압가이드관(126)은 상기 제 2 냉매분기점(117)에 연결될 수 있다.
즉, 상기 제 1 저압가이드관(125)은 상기 저압분기점(25a)으로부터 상기 제 1 냉매분기점(112)까지 연장되며, 상기 제 2 저압가이드관(126)은 상기 저압분기점(25a)으로부터 상기 제 2 냉매분기점(117)까지 연장될 수 있다. 따라서, 상기 냉매분기점(115,117)에서는, 상기 고압가이드관(121,122) 및 상기 저압가이드관(125,126)이 서로 합지되도록 연결될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 저압가이드관(125,126)에 설치되는 저압밸브(127,128)를 더 포함할 수 있다.
상기 저압밸브(127,128)는 개폐 동작을 통하여 상기 저압가이드관(125,126)으로 냉매의 유동을 제한할 수 있다.
상기 저압밸브(127,128)는 상기 제 1 저압가이드관(125)에 설치되는 제 1 저압밸브(127) 및 상기 제 2 저압가이드관(126)에 설치되는 제 2 저압밸브(128)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 저압밸브(127)는 상기 제 1 냉매분기점(112)과 후술할 제 1 평압배관(131)이 연결되는 지점 사이에 설치할 수 있다.
상기 제 2 저압밸브(128)는 상기 제 2 냉매분기점(117)과 후술할 제 2 평압배관(132)이 연결되는 지점 사이에 설치할 수 있다.
상기 절환유닛(R)은, 상기 냉매관(110)으로부터 분기되어 상기 저압가이드관(125,126)으로 연장되는 평압배관(131,132)을 더 포함할 수 있다.
상기 평압배관(131,132)은 상기 제 1 냉매관(110)의 일 지점으로부터 분기되어 상기 제 1 저압가이드관(125)으로 연장되는 제 1 평압배관(131) 및 상기 제 2 냉매관(115)의 일 지점으로부터 분기되어 상기 제 2 저압가이드관(126)으로 연장되는 제 2 평압배관(132)을 포함할 수 있다.
상기 평압배관(131,132)과 상기 저압가이드관(125,126)이 연결되는 지점은, 상기 저압분기점(25a)과 상기 저압밸브(127,128) 사이에 위치할 수 있다.
즉, 상기 제 1 평압배관(131)은 상기 제 1 냉매관(110)으로부터 분기되어 상기 저압분기점(25a)과 상기 제 1 저압밸브(127) 사이에 위치하는 제 1 저압가이드관(125)으로 연장될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 평압배관(132)은, 상기 제 2 냉매관(115)으로부터 분기되어 상기 저압분기점(25a)과 상기 제 2 저압밸브(128) 사이에 위치하는 제 2 저압가이드관(126)으로 연장될 수 있다.
상기 공기조화장치(1)에는 상기 평압배관(131,132)에 설치되는 평압밸브(135,136) 및 평압 스트레이너(137,138)를 더 포함할 수 있다.
상기 평압밸브(135,136)는 개도 조절을 통하여 상기 냉매관(110,115)의 냉매를 상기 저압가이드관(125,126)으로 바이패스 시킬 수 있다.
상기 평압밸브(135,136)는 전자팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.
상기 평압밸브(135,136)는 상기 제 1 평압배관(131)에 설치되는 제 1 평압밸브(135) 및 상기 제 2 평압배관(132)에 설치되는 제 2 평압밸브(136)를 포함할 수 있다.
상기 평압 스트레이너(137,138)는 상기 제 1 평압배관(131)에 설치되는 제 1 평압 스트레이너(137) 및 상기 제 2 평압배관(132)에 설치되는 제 2 평압 스트레이너(138)를 포함할 수 있다.
상기 평압스트레이너(137,138)는 상기 평압밸브(135,136)와 상기 냉매관(110,115)의 사이에 위치할 수 있다. 이에 의하면, 상기 냉매관(110,115)으로부터 상기 평압밸브(135,136)로 유동하는 냉매의 노폐물을 여과하거나 이물질을 방지할 수 있다.
한편, 상기 평압배관(131,132) 및 상기 평압밸브(135,136)는, “평압회로”라고 이름할 수 있다.
상기 평압회로는, 상기 열교환기(101,102)의 작동 모드가 전환되는 경우에 상기 냉매관(110,115)의 고압 냉매와 저압 냉매의 압력 차를 감소시키도록 작동할 수 있다.
여기서, 상기 열교환기(101,102)의 작동 모드는, 응축기로 작동하는 응축기 모드와 증발기로 작동하는 증발기 모드를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 열교환기(101,102)가 응축기에서 증발기로 작동 모드를 전환하는 경우, 상기 고압밸브(123,124)는 폐쇄(close)되고, 상기 저압밸브(127,128)는 개방(open)될 수 있다.
한편, 상기 공기조화장치(1)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(미도시)는 다수의 실내기(51,52,53,54)에서 요구하는 냉방 또는 난방모드에 따라 열교환기(101,102)의 작동 모드를 전환하도록 절환유닛(R)에 구비되는 다수의 밸브와 냉매순환유로(W)에 구비되는 다수의 밸브(32,49,31c,35c, 44a,44b,48a,48b)를 제어할 수 있다.
일례로, 상기 제어부는 열교환기(101,102)의 작동 모드에 따라 상기 고압밸브(123,124), 저압밸브(127,128), 평압밸브(135,136) 및 유량밸브(143,144)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 열교환기(101,102)의 과냉도 및 과열도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부는 상기 실내기(50)가 난방 운전 시, 상기 열교환기(101,102)의 과냉도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 과냉도는 상기 열교환기(101,101)에 설치된 온도센서를 이용하여 상기 열교환기(101,102)로 유입되는 냉매온도와 토출되는 냉매온도의 차로 구할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 실내기(50)가 냉방 운전 시, 상기 열교환기(101,102)의 과열도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 과열도는 상기 열교환기(101,102)에 설치된 온도센서를 이용하여 상기 열교환기(101,102)로 유입되는 냉매온도와 토출되는 냉매온도의 차로서 구할 수 있다.
본 실시 예에서 열교환기의 목표 과냉도 및 목표 과열도는 미리 설정될 수 있다. 상기 목표 과냉도 및 목표 과열도는 일례로, 5도로 설정될 수 있다.
상기 제어부는 냉방운전 시, 설정된 목표 과냉도를 맞추기 위하여 상기 압축기(11)의 운전주파수 및/또는 상기 유량밸브(143,144)의 개도를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 난방운전 시, 설정된 목표 과열도를 맞추기 위하여 상기 압축기(11)의 운전주파수 또는 상기 유량밸브(143,144)의 개도를 제어할 수 있다.
한편, 상기 다수의 열교환기(101,102)의 작동 모드가 모두 동일한 운전은 “전용운전”이라 이름한다.
상기 전용운전은 상기 다수의 열교환기가 오직 증발기로 작동하거나 또는 오직 응축기로 작동하는 경우로 이해할 수 있다. 여기서, 상기 다수의 열교환기(101,102)는 오프(OFF)된 열교환기가 아니라 작동(ON)하는 열교환기를 기준으로 한다.
그리고 상기 다수의 열교환기(101,102)의 작동 모드가 서로 다른 운전은 “동시운전”이라 이름한다.
상기 동시운전은 상기 다수의 열교환기 중 일부가 응축기로 작동하고, 나머지 일부가 증발기로 작동하는 경우로 이해할 수 있다.
이하에서는, 상기 제 1 열교환기(101) 및 상기 제 2 열교환기(102)가 증발기로 작동하는 경우 냉매의 유동을 간단히 설명한다. 즉, 상기 열교환기(101,102)가 증발기 전용운전을 하는 경우 냉매의 유동을 설명한다.
여기서, 상기 제 1 열교환기(101) 및 상기 제 2 열교환기(102)를 통과하면서 냉각된 물은, 냉방모드로 작동(ON)되는 실내기(51,52,53,54)를 순환할 수 있다.
상기 실외기(10)의 실외 열교환기(15)를 통과한 응축 냉매는, 액관(27)을 통해 상기 절환유닛(R)으로 유입될 수 있다.
그리고 상기 응축 냉매는 액관분기점(27a)에서 분기되어 상기 제 1 액가이드관(141)과 상기 제 2 액가이드관(142)으로 유동할 수 있다.
상기 제 1 액가이드관(141)으로 유입된 응축 냉매는 상기 제 1 유량밸브(143)를 통과하면서 팽창될 수 있다. 그리고 상기 팽창 냉매는 상기 제 1 열교환기(101)를 통과하면서 물의 열을 흡수하여 증발될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 액가이드관(142)으로 유입된 응축 냉매는 상기 제 2 유량밸브(144)를 통과하면서 팽창될 수 있다. 그리고 상기 팽창 냉매는, 상기 제 2 열교환기(102)를 통과하면서 물의 열을 흡수하여 증발될 수 있다.
상기 제 1 열교환기(101)로부터 배출되는 증발 냉매는, 상기 제 1 냉매관(101)을 통해 제 1 저압가이드관(125)으로 유입되어 상기 저압기관(25)으로 유동할 수 있다. 이때, 상기 제 1 저압밸브(127)는 개방되고 상기 제 1 고압밸브(123)는 폐쇄된다.
마찬가지로, 상기 제 2 열교환기(102)로부터 배출되는 증발 냉매는, 상기 제 2 냉매관(115)을 통해 제 2 저압가이드관(126)으로 유입되어 상기 저압기관(25)으로 유동할 수 있다. 이때, 상기 제 2 저압밸브(128)는 개방되고 상기 제 2 고압밸브(128)는 폐쇄된다.
이하에서는, 상기 제 1 열교환기(101) 및 상기 제 2 열교환기(102)가 응축기로 작동하는 경우 냉매의 유동을 간단히 설명한다. 즉, 상기 열교환기(101,102)가 응축기 전용운전을 하는 경우 냉매의 유동을 설명한다.
여기서, 상기 제 1 열교환기(101) 및 상기 제 2 열교환기(102)를 통과하면서 가열된 물은, 난방모드로 작동(ON)되는 실내기(51,52,53,54)를 순환할 수 있다.
상기 실외기(10)의 압축기(11)에서 압축된 압축 냉매는, 고압기관(20)을 통해 상기 절환유닛(R)으로 유입될 수 있다.
그리고 상기 압축 냉매는 고압분기점(20a)에서 분기되어 상기 제 1 고압가이드관(121)과 제 2 고압가이드관(122)으로 유동할 수 있다.
상기 제 1 고압가이드관(121)으로 유입된 압축 냉매는, 상기 제 1 냉매관(110)을 통해 상기 제 1 열교환기(101)로 유입될 수 있다. 그리고 상기 제 1 열교환기(101)에서 응축된 응축 냉매는, 상기 제 1 액가이드관(141)을 통하여 상기 액관분기점(27a)으로 유동할 수 있다.
냉매는 상기 제 1 열교환기(101)를 통과하면서 물로부터 열을 빼앗겨 응축될 수 있다. 이때, 상기 제 1 저압밸브(127)는 폐쇄되고 상기 제 1 고압밸브(123)는 개방된다.
상기 제 2 고압가이드관(122)으로 유입된 압축 냉매는, 상기 제 2 냉매관(115)을 통해 상기 제 2 열교환기(102)로 유입될 수 있다. 그리고 상기 제 2 열교환기(102)에서 응축된 응축 냉매는, 상기 제 2 액가이드관(142)을 통하여 상기 액관분기점(27a)으로 유동할 수 있다.
냉매는 상기 제 2 열교환기(102)를 통과하면서 물로부터 열을 빼앗겨 응축될 수 있다. 이때, 상기 제 2 저압밸브(128)는 폐쇄되고 상기 제 2 고압밸브(124)는 개방된다.
상기 액관분기점(27a)으로 유동한 각 냉매는 합쳐지고 상기 액관(27)을 통과하여 상기 실외기(10)의 실외 열교환기(15)로 유입될 수 있다. 그리고 상기 실외 열교환기(15)에서 증발된 냉매는 상기 압축기(11)로 흡입될 수 있다.
한편, 초기기동은, 상기 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기가 운전을 시작하여 실내에 냉방 또는 난방을 제공하기 위해 상기 열교환기(101,102)가 작동을 시작하는 공기조화장치(1)의 운전단계로 이해할 수 있다.
이하에서는 공기조화장치의 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 간략히 보여주는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 단계 S10에서 상기 공기조화장치(1)는 펌프의 출력신호를 감지한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 유입배관(41,45)에 설치되는 펌프(42,46)의 출력신호를 감지할 수 있다.
여기서, 펌프의 출력신호에는, 펌프에 인가되는 전류량 또는 펌프가 소비하는 전력량(소비전력)이 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 공기조화장치(1)의 구동이 시작되면, 상기 압축기(11) 및 상기 펌프(42,46)에 전류가 인가되어 상기 압축기(11) 및 펌프(42,46)가 구동될 수 있다. 상기 펌프(42,46)가 구동되면 상기 공기조화장치(1)에 구비된 제어부 또는 전력 측정기(power meter)를 통해 상기 펌프(42,46)에 인가되는 전류량 또는 펌프(42,46)의 소비전력이 실시간으로 감지될 수 있다.
단계 S11에서 상기 공기조화장치(1)는 감지된 출력신호를 분석하여 수배관 내 공기층 비율을 계산한다.
상기 공기조화장치(1)는 상기 펌프(42,46)가 구동됨에 따라 출력되는 출력신호(전류량 또는 소비전력)를 통하여 물이 유동하는 수배관(30,40) 내 공기층 비율을 예측할 수 있다.
도 4는 수배관 내 공기층 비율에 따른 펌프 출력 및 소비전력을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 그래프의 가로축은 펌프의 최대출력비(%)를 나타내고, 그래프의 세로축은 펌프의 소비전력(W)을 나타낸다.
그래프를 살펴보면, 상기 펌프(42,46)가 정상 운전 시, 펌프 출력이 60%일 때, 펌프의 소비전력은 40W를 나타내고, 펌프 출력이 95%일 때, 펌프의 소비전력은 120W를 나타낸다.
이에 반하여, 상기 수배관(30,40) 내 공기층 비율이 10%일 경우, 펌프 출력이 60%일 때, 펌프의 소비전력은 23W를 나타내고, 펌프 출력이 95%일 때, 펌프의 소비전력은 65W를 나타낸다.
즉, 상기 수배관(30,40) 내 공기층 비율이 증가할수록, 동일한 펌프 출력 시, 펌프(42,46)의 소비전력은 낮아지게 된다. 이러한 이유는 수배관 내 공기층이 형성되면, 수배관을 유동하는 순환유량이 감소함에 따라서 펌프의 부하가 작아질 수 있기 때문이다.
따라서, 이러한 원리에 의하여 펌프의 출력신호를 통해 수배관 내 공기층 비율을 계산하거나 예측할 수 있다.
단계 S12에서 상기 공기조화장치(1)는 계산된 공기층 비율에 따라 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시킨다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 계산된 공기층 비율이 정상수준의 비율인지 여부를 판단한다. 그리고 정상수준의 비율인 것으로 판단되면, 운전모드에 따라 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시킬 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 공기조화장치(1)는 계산된 공기층 비율이 정상수준의 비율(예: 10% 미만)인 것으로 판단하면, 현재 운전모드가 난방운전이면 목표 과냉도를 감소시키고, 현재 운전모드가 냉방운전이면 목표 과열도를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 수배관 내 공기층이 형성된 상태에서 난방운전되면, 수배관을 순환하는 유량이 감소하게 되고, 이때 압축기는 목표 고압/저압(열교환기의 목표 과냉도)을 맞추기 위해 압축기의 운전주파수(압축기 출력)를 감소시킬 수 있다. 압축기의 운전주파수가 감소되면, 결과적으로 시스템 냉매 순환량이 감소하게 되어 냉난방 성능이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 수배관 내 공기층이 형성되면, 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시켜, 물 유량 감소로 인한 고압 상승량 또는 저압 하강량을 감소시키고, 결과적으로 압축기의 운전주파수가 감소되는 것을 완화하여 냉난방 성능이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 상세히 보여주는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S20에서 상기 공기조화장치(1)는 초기기동을 수행하고, 단계 S21에서 펌프의 운전을 시작한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 실내기(50)의 운전이 시작되면 실내에 냉방 또는 난방을 제공하기 위해 열교환기(101,102)가 최초로 작동하는 초기기동을 수행할 수 있다.
즉, 상기 초기기동에서는 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기(51,52,53,54)가 운전을 시작할 수 있다.
일례로, 재실자는 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기를 작동시켜 냉방 또는 난방모드를 입력할 수 있다.
여기서, 상기 재실자의 입력은 다양한 입력수단으로 수행할 수 있다. 일례로, 상기 입력수단은 상기 공기조화장치(1)에 구비된 입력부 또는 리모컨, 휴대폰 등 다양한 통신기기를 포함할 수 있다.
초기기동이 수행됨에 따라 압축기(11) 및 펌프(42,46)가 구동될 수 있다. 이때, 상기 펌프(42,46)는 최대출력으로 구동될 수 있다.
단계 S22에서 상기 공기조화장치(1)는 펌프의 출력신호를 감지한다.
앞서 설명된 바와 같이, 상기 공기조화장치(1)는 상기 펌프(42,46)의 출력신호를 감지할 수 있다. 여기서, 펌프의 출력신호에는, 펌프에 인가되는 전류량 또는 펌프가 소비하는 전력량(소비전력)이 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 공기조화장치(1)가 구동되면, 압축기(11) 및 펌프(42,46)에 전류가 인가되어 상기 압축기(11) 및 펌프(42,46)가 구동될 수 있다. 이때, 상기 펌프(42,46)가 구동되면 상기 공기조화장치(1)에 구비된 제어부 또는 전력 측정기(power meter)를 통해 상기 펌프(42,46)에 인가되는 전류량 또는 상기 펌프(42,46)의 소비전력이 실시간으로 감지될 수 있다.
단계 S23에서 상기 공기조화장치(1)는 감지된 출력신호를 분석하여 수배관 내 공기층 비율을 계산한다.
앞서 설명된 바와 같이, 상기 공기조화장치(1)는 상기 펌프(42,46)에 인가되는 전류량 또는 상기 펌프(42,46)의 소비전력을 통하여, 물이 유동하는 수배관(30,40) 내 공기층 비율을 계산할 수 있다.
예를 들어, 상기 펌프(42,46)에 인가되는 전류량 또는 상기 펌프(42,46)의 소비전력이 일정비율 이상 낮아질 경우, 상기 수배관(30,40) 내 공기층 비율이 상대적으로 높다고 볼 수 있다. 즉, 상기 펌프(42,46)에 인가되는 전류량 또는 소비전력이 낮아질수록, 상기 수배관(30,40) 내 공기층 비율은 증가될 수 있다.
단계 S24에서 상기 공기조화장치(1)는 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상인지 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 수배관 내 공기층 비율이 정상 수준인지 여부를 판단하기 위하여, 계산된 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상인지 여부를 판단한다.
여기서, 상기 기준비율은 일례로 10%가 될 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며 기준비율은 임의로 설정될 수 있다.
수배관 내 공기층 비율이 정상 수준 이내일 경우에는, 상기 공기조화장치(1)의 정상운전이 지속적으로 가능하다고 볼 수 있다.
반면에, 수배관 내 공기층 비율이 정상 수준 이상일 경우에는, 상기 공기조화장치(1)의 정상운전이 불가능한 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 상기 펌프(42,46)에 물과 공기가 섞인 상태로 유입되므로, 상기 펌프(42,46)의 고장이 발생할 위험이 있다.
수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상일 경우, 단계 S25에서 상기 공기조화장치(1)는 물공급밸브를 개방시키고, 단계 S26에서 물공급 프로세스를 실행한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 수배관 내 공기층 비율이 비정상 수준으로 높아진 것으로 판단되면, 유입배관(41,45)에 설치된 물공급밸브(44a,48a)를 개방시켜 수배관(30,40)으로 물을 유입시킨다.
이때, 상기 공기조화장치(1)는 상기 펌프(42,46)의 손상을 방지하기 위하여 상기 펌프(42,46)의 운전을 중단시킬 수 있다.
상기 수배관(30,40)으로 일정량의 물이 공급되면, 상기 물공급밸브(44a,48a)를 폐쇄시키고, 배출배관(31,35)에 설치된 퍼지밸브(31c,35c)를 개방시켜 수배관 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 그리고 수배관 내부의 공기가 외부로 배출되면, 상기 퍼지밸브(31c,35c)를 폐쇄시킨 후 상기 펌프(42,46)를 재기동할 수 있다.
한편, 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 미만일 경우, 단계 S27에서 상기 공기조화장치(1)는 운전모드에 따라 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시킨다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 수배관 내 공기층 비율이 정상 수준인 것으로 판단되면, 현재의 운전모드를 판단한다.
난방모드이면, 상기 열교환기(101,102)의 목표 과냉도를 감소시키고 냉방모드이면, 상기 열교환기(101,102)의 목표 과열도를 감소시킨다.
여기서, 상기 열교환기(101,102)의 목표 과냉도 및 목표 과열도는 미리 설정될 수 있다. 일례로, 상기 목표 과냉도 및 목표 과열도는 5도로 설정될 수 있다.
상기 열교환기(101,102)의 과냉도 및 과열도는, 온도센서를 이용하여 상기 열교환기(101,102)로 유입되는 냉매온도와 토출되는 냉매온도의 차로 구할 수 있다.
상기 공기조화장치(1)는 난방운전 시, 설정된 목표 과냉도를 일정값 감소시킨다. 일례로, 상기 공기조화장치(1)는 설정된 목표 과냉도를 -1도 만큼 감소시킬 수 있다. 그리고 상기 공기조화장치(1)는 상기 유량밸브(143,144)의 개도를 증가시켜, 물 유량 감소로 인한 고압 상승량을 감소(완화)시킨다.
또한, 상기 공기조화장치(1)는 냉방운전 시, 설정된 목표 과열도를 일정값 감소킨다다. 일례로, 상기 공기조화장치(1)는 설정된 목표 과열도를 -1도 만큼 감소시킬 수 있다. 그리고 상기 공기조화장치(1)는 상기 유량밸브(143,144)의 개도를 증가시켜, 물 유량 감소로 인한 저압 하강량을 감소(완화)시킨다.
이러한 제어방법에 의하면, 물 유량 감소로 인한 고압 상승 또는 저압 하강을 완화할 수 있다. 그에 따라, 압축기의 운전주파수가 감소되는 것을 최소화하여 시스템 성능(냉난방 성능)이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
그리고 단계 S28에서 상기 공기조화장치(1)는 현재압력과 목표압력에 대한 차이값이 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 각 운전모드에 따른 현재압력(고압 또는 저압)과 목표압력(목표고압 또는 목표저압)을 비교하여, 이 둘의 차이값이 기준압력 이내인지 여부를 판단한다.
상기 공기조화장치(1)는 난방 운전 시, 고압센서에서 감지된 고압과 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 압축기(11)의 토출측에서 감지된 고압과, 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단한다.
또한, 상기 공기조화장치(1)는 난방 운전 시, 저압센서에서 감지된 저압과 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 압축기(11)의 흡입측에서 감지된 저압과, 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단한다.
여기서, 현재압력과 목표압력에 대한 차이값이 기준압력 범위 이내인지 여부를 판단하는 이유는, 각 운전모드에 따른 목표 과냉도 및 목표 과열도를 적절하게 조절하기 위함이다. 즉, 열교환기(101,102)의 목표 과냉도 및 목표 과열도를 너무 감소시키게 되면, 열교환기(101,102)에 동파가 발생하거나 냉난방 성능이 저하되는 등 시스템 신뢰성에 있어서 악영향을 끼칠 수 있다.
따라서, 현재압력과 목표압력의 차이를 일정 범위 이내로 유지하도록 함으로써, 열교환기를 보다 안정적인 상태로 가동하고 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 현재압력과 목표압력의 차이가 기준압력 범위를 벗어날 경우, 상기 공기조화장치(1)는 단계 S27으로 진입하여 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 추가적으로 감소시킨다.
만일, 현재압력과 목표압력의 차이값이 기준압력 범위에 해당하는 경우, 단계 S29에서 상기 공기조화장치(1)는 시스템의 오프 여부를 입력받는다.
예를 들어, 재실자는 상기 입력수단을 통하여 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기의 작동을 중지시키는 오프 명령을 입력할 수 있다.
시스템의 오프 명령을 입력받지 않을 경우, 상기 공기조화장치(1)는 단계 S28로 진입하고, 시스템의 오프 명령을 입력받은 경우 단계 S25로 진입한다.
즉, 상기 공기조화장치(1)의 시스템 오프 명령이 입력되면, 압축기(11) 및 펌프(42,46)의 운전을 중지시키고, 물공급밸브(44a,48a)를 개방시켜 수배관에 물을 유입시킬 수 있다. 이에 따라, 수배관 내 공기층이 제거되고, 수배관을 유동하는 물 유량이 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공기조화장치의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 단계 S30에서 상기 공기조화장치(1)는 초기기동을 수행하고, 단계 S31에서 펌프의 최대출력운전을 수행한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 실내기(50)의 운전이 시작되면 실내에 냉방 또는 난방을 제공하기 위해 열교환기(101,102)가 최초로 작동하는 초기기동을 수행할 수 있다.
즉, 상기 초기기동에서는 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기(51,52,53,54)가 운전을 시작할 수 있다.
일례로, 재실자는 다수의 실내기(50) 중 적어도 어느 하나의 실내기를 작동시켜 냉방 또는 난방모드를 입력할 수 있다.
또한, 초기기동이 수행됨에 따라 펌프(42,46)가 구동될 수 있다. 이때, 상기 펌프(42,46)는 최대출력으로 구동될 수 있다.
여기서, 상기 펌프(42,46)를 최대출력으로 구동하는 이유는, 상기 펌프(42,46)에 대한 소비전력을 정확히 측정하기 위함이다.
단계 S32에서 상기 공기조화장치(1)는 펌프의 소비전력을 측정한다.
예를 들어, 상기 공기조화장치(1)가 구동되면, 상기 펌프(42,46)에 전류가 인가되어 상기 펌프(42,46)가 최대출력으로 구동될 수 있다.
상기 펌프(42,46)가 최대출력으로 구동되면, 상기 공기조화장치(1)에 구비된 제어부 또는 전력 측정기(power meter)를 통해 상기 펌프(42,46)에서 소비되는 전력량을 측정할 수 있다.
단계 S33에서 상기 공기조화장치(1)는 측정된 소비전력이 일정 비율이상 감소하는지 여부를 판단한다.
상기 공기조화장치(1)는 수배관(30,40) 내 공기층 형성 여부를 확인하기 위하여, 측정된 펌프의 소비전력이 일정 비율이상 감소되는지 여부를 판단할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 수배관(30,40) 내 공기층 비율이 상대적으로 높을수록, 펌프(42,46)의 소비전력이 감소될 수 있다. 따라서, 측정된 소비전력을 통하여 수배관(30,40) 내 공기층 비율을 예측할 수 있다.
측정된 소비전력이 일정 비율이상 감소된 경우는, 수배관(30,40) 내 공기층 비율이 기준비율을 초과한 것으로 이해할 수 있다. 즉, 이 경우 수배관 내 공기층 비율이 비정상적으로 많은 것으로 이해할 수 있다.
반대로, 측정된 소비전력이 일정 비율이상 감소되지 않은 경우는, 수배관 내 공기층 비율이 기준비율을 초과하지 않는 것으로 이해할 수 있다. 즉, 이 경우 수배관 내 공기층 비율이 정상적인 것으로 이해할 수 있다.
만일, 측정된 소비전력이 일정 비율이상 감소된 것으로 판단되면, 단계 S34에서 상기 공기조화장치(1)는 물공급밸브를 개방시키고, 단계 S35에서 물공급 프로세스를 실행한다.
구체적으로, 상기 공기조화장치(1)는 수배관 내 공기층 비율이 비정상 수준으로 높아진 것으로 판단되면, 유입배관(41,45)에 설치된 물공급밸브(44a,48a)를 개방시켜 수배관(30,40)으로 물을 유입시킨다.
이때, 상기 공기조화장치(1)는 상기 펌프(42,46)의 손상을 방지하기 위하여 상기 펌프(42,46)의 운전을 중단시킬 수 있다.
상기 수배관(30,40)으로 일정량의 물이 공급되면, 상기 물공급밸브(44a,48a)를 폐쇄시키고, 배출배관(31,35)에 설치된 퍼지밸브(31c,35c)를 개방시켜 수배관 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. 그리고 수배관 내부의 공기가 외부로 배출되면, 상기 퍼지밸브(31c,35c)를 폐쇄시킨 후 상기 펌프(42,46)를 재기동할 수 있다.

Claims (20)

  1. 압축기 및 실외 열교환기를 포함하고, 냉매가 순환하는 실외기;
    물이 순환하는 실내기;
    상기 냉매와 물의 열교환을 수행하는 열교환기;
    상기 실내기와 상기 열교환기를 순환하는 물을 가이드하는 수배관;
    상기 수배관에 설치되는 펌프; 및
    상기 펌프의 출력신호를 분석하여 상기 수배관 내 공기층 비율을 계산하고, 계산된 공기층 비율에 따라 상기 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프의 출력신호는, 상기 펌프에 인가되는 전류량 또는 상기 펌프가 소비하는 전력량 중 어느 하나 이상을 포함하는 공기조화장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수배관 내 공기층 비율을 미리 정해진 기준비율과 비교하고,
    상기 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 이상인 것으로 판단되면, 물공급밸브를 개방하여 상기 수배관에 물을 공급하도록 제어하는 공기조화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기 및 상기 펌프의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 물공급밸브를 개방시키는 공기조화장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수배관 내 공기층 비율을 미리 정해진 기준비율과 비교하고,
    상기 수배관 내 공기층 비율이 기준비율 미만인 것으로 판단되면, 상기 열교환기의 목표 과냉도 또는 목표 과열도를 감소시키는 공기조화장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 실내기의 운전모드에 따라 상기 열교환기의 목표 과냉도 및 상기 목표 과열도 중 어느 하나를 감소시키는 공기조화장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 실내기의 난방운전 시, 상기 열교환기의 목표 과냉도를 감소시키는 공기조화장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기의 토출측에서 감지된 고압과, 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준값을 초과하는지 여부를 더 판단하는 공기조화장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기의 토출측에서 감지된 고압과, 미리 설정된 목표고압의 차이가 기준값을 초과하는 경우, 상기 목표 과냉도를 추가적으로 감소시키는 공기조화장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 실내기의 냉방운전 시, 상기 열교환기의 목표 과열도를 감소시키는 공기조화장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기의 흡입측에서 감지된 저압과, 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준값을 초과하는지 여부를 더 판단하는 공기조화장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기의 흡입측에서 감지된 저압과, 미리 설정된 목표저압의 차이가 기준값을 초과하는 경우, 상기 목표 과열도를 추가적으로 감소시키는 공기조화장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 실외기의 액관으로부터 상기 열교환기로 연장되는 액가이드관에 설치되는 유량밸브를 더 포함하는 공기조화장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열교환기의 목표 과냉도 및 목표 과열도 중 어느 하나가 감소된 상태에서, 상기 유량밸브의 개도를 증가시키는 공기조화장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열교환기로 유입되는 냉매온도와 상기 열교환기에서 토출되는 냉매온도의 차이값에 기초하여 과냉도 및 과열도를 측정하는 공기조화장치.
  16. 압축기 및 실외 열교환기를 포함하고, 냉매가 순환하는 실외기;
    물이 순환하는 실내기;
    상기 냉매와 물의 열교환을 수행하는 열교환기;
    상기 실내기와 상기 열교환기를 순환하는 물을 가이드하는 수배관;
    상기 수배관에 설치되는 펌프와 물공급밸브; 및
    상기 펌프에서 소비되는 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력에 기초하여 상기 물공급밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 펌프에서 소비되는 소비전력이 일정 비율이상 감소되는지 여부를 판단하는 공기조화장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 펌프에서 소비되는 소비전력이 일정 비율이상 감소된 것으로 판단되면, 상기 물공급밸브를 개방시켜 상기 수배관으로 물을 공급하는 공기조화장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 압축기 및 상기 펌프의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 물공급밸브를 개방시키는 공기조화장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 펌프가 최대출력으로 운전되는 상태에서 상기 펌프에서 소비되는 소비전력을 측정하는 공기조화장치.
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