KR20210096520A - 공기 조화 장치 - Google Patents

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KR20210096520A
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정재화
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 조화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치는, 냉매가 순환하는 실외기; 물이 순환하고, 제 1 실내열교환기 및 제 2 실내열교환기를 포함하는 복수의 실내기; 및 상기 실외기와 상기 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기가 구비되는 열교환 장치가 포함되며, 상기 열교환 장치에는, 상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 유입관; 상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 유입관; 상기 제 1 유입관에 구비되는 제 1 펌프; 및 상기 제 2 유입관에 구비되는 제 2 펌프를 포함하고, 상기 실내기 중 일부는 난방 운전을 실시하고 다른 일부는 냉방 운전을 실시하는 경우, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프 중 하나가 동작하고, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 초과이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프가 동작할 수 있다.

Description

공기 조화 장치 {An air conditioning apparatus}
본 발명은 공기 조화 장치에 관한 것이다.
공기 조화 장치는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화 장치에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화 장치는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무일 수 있다.
공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
최근에는 환경규제 정책에 따라 공기 조화 장치에 사용되는 냉매의 종류를 제한하고, 냉매 사용량을 줄이는 경향이 나타나고 있다. 냉매 사용량을 줄이기 위하여, 공기조화 시스템은 냉매와 소정의 유체간에 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 수행하는 기술이 제안되고 있다. 일례로, 상기 소정의 유체에는 물이 포함될 수 있다.
다만, 다수의 실내기가 일부는 난방 운전 또는 다른 일부는 냉방 운전을 하게 될 때, 열교환 장치에 최소한 2개의 판형 열교환기가 구비되고, 각각 독립적으로 물 펌프가 연결되는 바, 저부하 운전일 경우에도 물 펌프 2개가 동작하게 되어 비효율적인 문제점이 존재한다.
냉매와 물의 열교환을 통하여 냉방 또는 난방을 수행하는 시스템과 관련하여, 일본공개특허 JP 2008250974 (2008년 09월 29일)의 공기 조화 장치에 의하더라도 유량 조정 밸브를 이용하여 펌프 유량을 조절하는 것만을 개시하고 있을 뿐, 저부하 운전 시에 펌프가 모두 운전되어 비효율적인 문제점은 여전히 존재한다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실내기의 저부하 운전 시 효율적인 운전을 수행할 수 있는 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 열교환 장치의 열교환기와 독립적으로 연결된 복수의 펌프 중 하나만 동작할 수 있는 공기 조화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치는, 복수의 실내기가 동시운전을 수행할 때 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하일 경우 즉, 저부하 동시운전을 수행할 경우 펌프를 하나만 동작하게 하여 효율성을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치는, 냉매가 순환하는 실외기; 물이 순환하고, 제 1 실내열교환기 및 제 2 실내열교환기를 포함하는 복수의 실내기; 및 상기 실외기와 상기 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기가 구비되는 열교환 장치가 포함된다.
상기 열교환 장치에는, 상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 유입관; 상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 유입관; 상기 제 1 유입관에 구비되는 제 1 펌프; 및 상기 제 2 유입관에 구비되는 제 2 펌프를 포함한다.
상기 실내기 중 일부는 난방 운전을 실시하고 다른 일부는 냉방 운전을 실시하는 경우, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프 중 하나가 동작하고, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 초과이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프가 동작할 수 있다.
상기 설정 용량은 상기 펌프 하나의 용량보다 작을 수 있다.
상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 입구관; 상기 제 1 입구관에 구비되는 제 1 유입밸브; 상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 입구관; 상기 제 2 입구관에 구비되는 제 2 유입밸브를 포함할 수 있다.
상기 제 1 유입밸브 및 상기 제 2 유입밸브는 삼방밸브를 포함할 수 있다.
상기 제 1 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 제 1 배관과 상기 제 2 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 제 2 배관을 포함하고, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 초과인 경우, 상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관을 통해 물이 유동될 수 있다.
상기 제 1 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 제 1 연결관과 상기 제 2 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 제 2 연결관을 포함하고, 상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하인 경우, 상기 제 1 연결관 및 상기 제 2 연결관 중 하나로 물이 유동될 수 있다.
상기 제 1 유입관에 구비되는 제 1 합지부에서 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 연결관이 연결되고, 상기 제 2 유입관에 구비되는 제 2 합지부에서 상기 제 2 배관 및 상기 제 1 연결관이 연결될 수 있다.
상기 제 1 유입관과 상기 제 2 유입관을 연결하는 분지관이 더 포함될 수 있다.
상기 분지관은 상기 제 1 펌프의 출구측에서 상기 제 2 펌프의 출구측으로 연장될 수 있다.
상기 분지관에 유량조절밸브가 구비될 수 있다.
상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 초과이면 상기 유량조절밸브는 닫힐 수 있다.
상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 이하이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프 중 동작하는 펌프가 구비된 유입관에 배치된 분지부에서 상기 분지관으로 물이 유동될 수 있다.
상기 제 1 열교환기로부터 상기 제 1 실내열교환기측으로 연장되어 물의 유동을 가이드하는 제 1 배출관과 상기 제 2 열교환기로부터 상기 제 2 실내열교환기측으로 연장되어 물의 유동을 가이드하는 제 2 배출관을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 배출관에는 제 1 배출밸브가 구비되고, 상기 제 2 배출관에는 제 2 배출밸브가 구비될 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치는, 상기 제 1 입구관 및 제 2 입구관에 구비되는 유입밸브; 상기 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 배관; 및 상기 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 연결관을 포함하고, 상기 배관 및 상기 연결관 중 하나로 물이 유동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 실내기의 저부하 운전 시 효율적인 운전을 수행할 수 있다.
특히, 일부 실내기는 난방 운전되고, 다른 일부 실내기는 냉방 운전되는 동시운전의 경우에도 부하에 따라 일부의 펌프만 동작하도록 하여 저부하 운전 시 효율성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은, 열교환 장치에 구비된 복수의 열교환기의 부하에 따라 물 유로의 물 공급을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치의 구성을 보여주는 사이클 선도.
도 3은 상기 열교환 장치에 구비되는 물 펌프가 모두 운전할 때의 물의 유동모습을 보여주는 사이클 선도.
도 4는 상기 열교환 장치의 동시운전 중 저부하 대응 운전 시 물의 유동모습을 보여주는 사이클 선도.
도 5는 실내기의 운전에 따라 제어되는 방법을 보여주는 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 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 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 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 실시예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치의 구성을 보여주는 사이클 선도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치(1)에는, 실외기(10)와, 실내기(50) 및 상기 실외기(10)와 상기 실내기(50)에 연결되는 열교환 장치(100)가 포함된다.
상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)는 제 1 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유체에는 냉매가 포함된다. 상기 냉매는 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기의 냉매측 유로 및 상기 실외기(10)를 유동하도록 구성될 수 있다.
상기 실외기(10)에는, 압축기(11) 및 실외 열교환기(15)가 포함될 수 있다. 상기 실외 열교환기(15)의 일측에는 실외 팬(16)이 구비되어 외기를 실외 열교환기(15)측으로 불어주며, 상기 실외 팬(16)의 구동에 의하여 외기와 실외 열교환기(15)의 냉매간에 열교환이 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 실외기(10)에는 메인 팽창밸브(18, Electronic expansion valve)가 더 포함될 수 있다.
상기 공기 조화 장치(1)에는, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 연결하는 3개의 배관(20, 25, 27)이 더 포함된다. 상기 3개의 배관(20, 25, 27)에는, 고압의 기상 냉매가 유동하는 기관(고압 기관)으로서 제 1 실외기 연결관(20)과, 액 냉매가 유동하는 액관으로서 제 2 실외기 연결관(25) 및 저압의 기상 냉매가 유동하는 기관(저압 기관)으로서 제 3 실외기 연결관(27)이 포함된다.
즉, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)는 "3배관 연결구조"를 가지며, 냉매는 상기 3개의 배관(20, 25, 27)을 통하여 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 순환할 수 있다.
상기 열교환 장치(100)와 실내기(50)는 제 2 유체에 의하여 유동적으로 연결될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 유체에는 물이 포함된다. 상기 물은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기의 물측 유로 및 상기 실외기(10)를 유동하도록 구성될 수 있다. 상기 열교환기에는 판형 열교환기가 포함될 수 있다.
상기 실내기(50)에는 다수의 실내기(60,70)가 포함될 수 있다. 상기 다수의 실내기(60,70)에는, 제 1 실내기(60) 및 제 2 실내기(70)가 포함된다.
상기 공기 조화 장치(1)에는, 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 연결하는 배관(30,35)이 더 포함된다. 상기 배관(30,35)에는, 상기 열교환 장치(100)와 상기 제 1,2 실내기(60,70)를 연결하는 2개의 실내기연결관(30,35)이 포함된다.
상기 2개의 실내기 연결관(30,35)에는, 열교환 장치(100)와 제 1 실내기(60)를 연결하는 제 1 연결관(30) 및 열교환 장치(100)와 제 2 실내기(70)를 연결하는 제 2 연결관(35)이 포함된다.
상기 제 1 연결관(30)에는 제 1,2 실내기연결관(31,32)이 포함된다. 그리고, 상기 제 2 연결관(35)에는 제 3,4 실내기연결관(36,37)이 포함된다.
물은 상기 제 1,2 연결관(30,35)을 통하여 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 순환할 수 있다. 물론, 상기 실내기의 대수가 증가하면, 상기 열교환 장치(100)와 실내기를 연결하는 배관의 개수는 증가할 것이다.
이러한 구성에 의하면, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)를 순환하는 냉매와, 상기 열교환 장치(100)와 상기 실내기(50)를 순환하는 물은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 열교환기(140,141)를 통하여 열교환 되고, 상기 열교환을 통하여 냉각 또는 가열된 물은 상기 실내기(50)에 구비되는 실내 열교환기(61,71)와 열교환 하여 실내공간의 냉방 또는 난방을 수행할 수 있다.
상기 열교환 장치(100)에는, 제 1 실내기(60)와 유동적으로 연결되는 제 1 열교환기(140) 및 제 2 실내기(70)와 유동적으로 연결되는 제 2 열교환기(141)가 포함된다.
상기 열교환기(140, 141)에는 판형 열교환기가 포함되며, 물 유로와 냉매유로가 교번하여 적층하도록 구성될 수 있다.
상기 열교환기(140, 141)에는, 냉매유로(140a, 141a) 및 물유로(140b, 141b)가 포함된다. 상기 냉매유로(140a, 141a)는 상기 실외기(10)와 유동적으로 연결되며, 상기 실외기(10)에서 배출된 냉매가 상기 냉매유로(140a, 141a)에 유입되거나 상기 냉매유로(140a, 141a)를 통과한 냉매가 상기 실외기(10)로 유입될 수 있다.
상기 물유로(140b, 141b)는 상기 실내기(50)와 유동적으로 연결되며, 상기 실내기(50)에서 배출된 냉매가 상기 물유로(140b, 141b)에 유입되거나 상기 물유로(140b, 141b)를 통과한 냉매가 상기 실내기(50)로 유입될 수 있다.
상기 열교환 장치(100)에는, 제 1 실외기 연결관(20)에 접속하는 제 1 서비스밸브(105)와, 제 2 실외기 연결관(25)에 접속하는 제 2 서비스밸브(106) 및 제 3 실외기 연결관(27)에 접속하는 제 3 서비스밸브(107)가 포함된다.
상기 제 1~3 실외기 연결관(20, 25, 27)은 상기 제 1~3 서비스밸브(105,106,107)를 통하여 상기 열교환 장치(100)에 접속됨으로써, 상기 실외기(10)와 상기 열교환 장치(100)는 "3배관 연결"이 이루어질 수 있다.
제 1 열교환기냉매관(120)은 제 1 서비스밸브(105)로부터 제 1 열교환기(140) 냉매 유로(140a)의 일단으로 연장되고, 제 2 열교환기냉매관(125)은 제 2 서비스밸브(106)로부터 제 1 열교환기(140) 냉매 유로(140a)의 타단으로 연장된다. 상기 제 2 열교환기냉매관(125)에는 제 1 내부 팽창밸브(108a)가 설치될 수 있다. 상기 제 1 내부팽창밸브(108a)에는, 냉매를 감압할 수 있는 전자 팽창밸브(EEV)가 포함될 수 있다.
상기 열교환 장치(100)에는, 제 3 서비스 밸브(107)에 접속하는 제 3 열교환기냉매관(127)이 더 포함된다. 즉, 상기 제 3 열교환기냉매관(127)은 상기 제 3 서비스 밸브(107)를 통하여 제 3 실외기 연결관(27)에 연결될 수 있다.
상기 제 3 열교환기냉매관(127)은 제 2 열교환기(141)의 냉매유로(141a)의 일단에 결합될 수 있다.
상기 열교환 장치(100)에는, 제 2 열교환기냉매관(125)의 냉매분지부(125)로부터 연장되며 제 2 열교환기(141) 냉매유로(141a)의 타단에 결합되는 제 4 열교환기냉매관(128)이 더 포함된다.
상기 제 1 내부팽창 밸브(108a)는 상기 냉매 분지부(126)와 상기 제 1 열교환기(140)의 사이에서, 상기 제 2 열교환기냉매관(125)의 일 지점에 설치될 수 있다.
상기 제 4 열교환기냉매관(128)에는 제 2 내부팽창밸브(108b)가 설치될 수 있다. 상기 제 2 내부팽창밸브(108b)에는, 냉매를 감압할 수 있는 전자 팽창밸브(EEV)가 포함될 수 있다.
일례로, 공기 조화 장치(1)의 동시형 운전시, 상기 제 1 열교환기(140)에서 응축되어 배출된 냉매 중 적어도 일부의 냉매는 상기 냉매 분지부(126)에서 바이패스 되어 상기 제 4 열교환기냉매관(128)을 유동하여 상기 제 2 열교환기(115)로 유입될 수 있다.
한편, 상기 열교환 장치(100)의 냉매유로 측은 하나의 실시 예일 뿐, 냉매가 유동하는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
다음으로 상기 열교환 장치(100)의 물유로 측을 설명한다.
상기 열교환 장치(100)는, 상기 열교환기(140, 141)의 물유로(140b, 141b)의 일단과 연결되는 배출관(311, 321)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 열교환기(140) 물유로(140b)의 일단에 상기 제 1 배출관(311)이 연결될 수 있고, 상기 제 1 배출관(311)에는 제 1 배출밸브(312)가 구비될 수 있다.
상기 제 1 배출관(311)은 상기 제 2 실내기연결관(32)과 연결되어 상기 실내기(50)의 제 1 실내열교환기(61)로 물이 유동되도록 한다.
또한, 상기 제 2 열교환기(141) 물유로(141b)의 일단에 상기 제 2 배출관(321)이 연결될 수 있고, 상기 제 2 배출관(321)에는 제 2 배출밸브(322)가 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 제 1,2 배출밸브(312, 322)에는 2way 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 제 2 배출관(321)은 상기 제 3 실내기연결관(36)과 연결되어 상기 실내기(50)의 제 2 실내열교환기(71)로 물이 유동되도록 한다.
또한, 상기 열교환 장치(100)에는, 상기 열교환기(140, 141)의 물유로(140b, 141b)의 타단과 연결되는 유입관(313, 323)을 포함할 수 있다.
상기 유입관(313, 323)에는 펌프(151, 152)가 구비될 수 있고, 상기 펌프(151, 152)에 의해 상기 물유로(140b, 141b) 내부의 물이 유동될 수 있다.
상세히, 상기 유입관(313, 323)은, 상기 제 1 열교환기(140) 물유로(140b)의 타단과 연결되는 제 1 유입관(313) 및 상기 제 2 열교환기(141) 물유로(141b)의 타단과 연결되는 제 2 유입관(323)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유입관(313)에는 제 1 펌프(151)가 구비되고, 상기 제 2 유입관(323)에는 제 2 펌프(152)가 구비될 수 있다. 즉, 하나의 유입관에 하나의 펌프가 각각 구비될 수 있다.
한편, 상기 실내열교환기(61, 71)로부터 배출된 물은 상기 실내기연결관(31, 37)을 통해 배출되어 상기 열교환 장치(100)로 유입될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 실내열교환기(61)로부터 배출된 물은 상기 제 1 실내기연결관(31)을 유동하여 상기 열교환 장치(100)로 유입될 수 있다. 상기 제 1 실내기연결관(31)은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 제 1 입구관(315)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 2 실내열교환기(71)로부터 배출된 물은 상기 제 4 실내기연결관(37)을 유동하여 상기 열교환 장치(100)로 유입될 수 있다. 상기 제 4 실내기연결관(37)은 상기 열교환 장치(100)에 구비되는 제 2 입구관(325)에 연결될 수 있다.
한편, 상기 입구관(315, 325)의 출구측에는 유입밸브(314, 324)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 유입밸브(314, 324)는 개폐 동작을 통해 상기 실내열교환기(61, 71)을 통과한 물의 유동 방향을 제어할 수 있다. 즉, 상기 유입밸브(314, 324)는 물의 유동 방향을 전환하도록 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 유입밸브(314, 324)는 삼방밸브를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 유입밸브(314, 324)의 입구측인 상기 입구관(315, 325)으로부터 유입된 물은 상기 유입밸브(314, 324)와 연결된 배관(327, 319) 또는 연결관(317, 329)로 유동될 수 있다.
일 예로, 상기 배관(327, 319)는, 상기 제 1 유입밸브(314)의 제 1 포트에서 연장되어 상기 제 1 유입관(313)과 연결되는 제 1 배관(319)와 상기 제 2 유입밸브(324)의 제 1 포트에서 연장되어 상기 제 2 유입관(323)과 연결되는 제 2 배관(327)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결관(317, 329)는, 상기 제 1 유입밸브(314)의 제 2 포트에서 연장되어 상기 제 2 유입관(323)과 연결되는 제 1 연결관(317)과 상기 제 2 유입밸브(324)의 제 2 포트에서 연장되어 상기 제 1 유입관(313)과 연결되는 제 2 연결관(329)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 유입밸브(314)의 출구에서 연장되는 배관(319, 317)은 상기 제 1 유입관(313)과 상기 제 2 유입관(323)으로 각각 연장될 수 있고, 상기 제 2 유입밸브(324)의 출구에서 연장되는 배관(329, 327)은 상기 제 1 유입관(313)과 상기 제 2 유입관(323)으로 각각 연장될 수 있다.
또한, 상기 제 1 배관(319)과 상기 제 2 연결관(329)는 상기 제 1 유입관(313)과 제 1 합지부(313a)에서 연결될 수 있다.
또한, 상기 제 2 배관(327)과 상기 제 1 연결관(317)은 상기 제 2 유입관(323)과 제 2 합지부(323a)에서 연결될 수 있다.
상기 열교환 장치(100)에는, 상기 제 1 유입관(313)과 상기 제 2 유입관(323)을 연결하는 분지관(331)이 더 포함될 수 있다.
상세히, 상기 분지관(331)은 상기 제 1 유입관(313)의 제 1 분지부(331a)와 상기 제 2 유입관(323)의 제 2 분지부(331b)를 연결할 수 있다.
또한, 상기 분지관(331)에는, 상기 분지관(331)을 유동하는 물의 양을 조절할 수 있는 유량조절밸브(332)가 구비될 수 있다. 상기 유량조절밸브(332)는 2way 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 분지부(331a, 331b)는 상기 펌프(151, 152)와 상기 열교환기(140, 141) 사이에 배치될 수 있다.
도 3은 상기 열교환 장치에 구비되는 물 펌프가 모두 운전할 때의 물의 유동모습을 보여주는 사이클 선도이고, 도 4는 상기 열교환 장치의 동시운전 중 저부하 대응 운전 시 물의 유동모습을 보여주는 사이클 선도이고, 도 5는 실내기의 운전에 따라 제어되는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 실내기의 운전 종류 및 실내기 운전의 부하에 따른 물의 유동모습을 설명한다.
먼저 도 3에 도시된 사이클 선도는, 상기 열교환기(140, 141)가 모두 열교환을 수행하는 경우로 상기 열교환기(140, 141)에 각각 유동적으로 연결되는 펌프(151, 152)가 동작하는 경우이다.
상기 펌프(151, 152)가 모두 동작하는 경우는, 각각의 열교환기(140, 141) 중 하나의 열교환기는 냉방 운전을 위한 열교환을 수행하고, 다른 하나의 열교환기는 난방 운전을 위한 열교환을 수행하는 경우일 수 있다.
또는, 상기 열교환기(140, 141)가 모두 냉방 또는 난방을 위한 열교환을 수행하는 경우일 수 있다.
즉, 상기 유량조절밸브(332)가 닫히고, 각각의 펌프(151, 152)가 대응되는 각각의 열교환기(140, 141)로 물을 유동할 수 있다.
상세히, 상기 실내 열교환기(61, 71)에서 배출된 물은 상기 입구관(315, 325)을 지나 상기 유입밸브(314, 324)의 일 출구인 배관(319, 327)로 유동되어 펌프(151, 152)를 지나 상기 열교환기(140, 141)로 유입될 수 있다.
또한, 상기 열교환기(140, 141)에서 열교환을 수행한 물은 상기 배출관(311, 321)을 통해 유동되어 다시 상기 실내 열교환기(61, 71)로 유입될 수 있다.
즉, 상기 분지관(331), 상기 제 1, 2 연결관(317, 329)로 유동되는 물이 존재하지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 사이클 선도는, 상기 열교환기(140, 141)가 모두 열교환을 수행하는 경우이나 상기 복수의 펌프(151, 152) 중 하나만이 동작하는 경우이다.
상기 공기 조화 장치(1)가 동시운전을 수행하는 경우, 상기 열교환 장치(100)의 열교환기(140, 141) 중 하나는 냉방 운전을 위한 열교환을 수행하고, 다른 하나는 난방 운전을 위한 열교환을 수행해야 하는 바, 2개의 열교환기(140, 141)가 모두 동작하게 된다.
그러나 봄이나 가을과 같은 계절의 경우, 상기 실내기(50)에서 요구하는 부하가 하나의 펌프로 충분한 유량을 공급할 수 있을 수 있다. 즉, 펌프(151, 152)가 열교환기(140, 141)에 독립적으로 각각 연결되어 있음으로써 저부하 운전 시 비효율적 운전을 하게 되는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 공기 조화 장치(1)가 전용운전을 수행하는 경우에는, 하나의 열교환기만을 동작하면 되나, 상기 공기 조화 장치(1)가 동시운전을 수행하는 경우는 복수의 열교환기(140, 141)가 모두 동작해야 하는 바 문제점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 펌프(151, 152)가 구비되는 상기 유입관(313, 323)을 서로 연결하여 하나의 펌프를 이용하여 2개의 열교환기(140, 141)의 물유로에 물을 공급할 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 펌프(151)가 오프되는 경우를 설명한다. 상기 제 2 펌프(152)가 오프될 수 있음은 물론이다.
상기 열교환기(140, 141)에서 배출관(311, 321)을 통해 상기 실내열교환기(61, 71)로 유입되는 물의 유동은 펌프가 모두 동작하는 경우와 동일하다.
상기 제 1 펌프(151)가 오프됨에 따라 상기 제 1 실내열교환기(61)로부터 배출된 물은 상기 제 1 입구관(315)을 유동하여 상기 제 1 유입밸브(314)의 일 출구인 상기 제 1 연결관(317)을 통해 상기 제 2 유입관(323)으로 유동된다.
상기 제 2 실내열교환기(71)로부터 배출된 물은 상기 제 2 입구관(325)을 유동하여 상기 제 2 유입밸브(324)의 일 출구인 상기 제 2 배관(327)으로 유동되어 상기 제 2 합지부(323a)에서 상기 제 1 연결관(317)을 통해 유동된 물과 합지된다.
상기 제 2 합지부(323a)에서 합쳐진 물은 상기 제 2 펌프(152)를 통해 상기 제 2 유입관(323)을 유동하게 된다.
상기 제 2 펌프(152)를 통과한 물은 상기 제 2 분지부(331b)에서 분지되어 일부는 상기 제 2 유입관(323)을 통해 제 2 열교환기(141)로 유입되고, 다른 일부는 상기 분지관(331)을 유동하여 상기 제 1 유입관(313)을 지나 상기 제 1 열교환기(140)로 유입될 수 있다.
즉, 하나의 펌프만을 활용하여 물을 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(141)로 유동시킬 수 있다.
한편, 상기 분지관(331)에 구비되는 상기 유량조절밸브(332)를 통해 상기 제 1 열교환기(140) 및 상기 제 2 열교환기(141)로 유입되는 물의 양을 조절할 수 있다.
즉, 상기 유량조절밸브(332)는 실내기가 요구하는 열교환 효율에 따라 상기 물의 양을 조절하여 각각의 열교환기(140, 141)로 유입되도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 펌프(151, 152)를 하나만 동작할 지 모두 동작할지 결정할 수 있다.
즉, 상기 실내기(50)에서 요구하는 운전이 동시운전인지 판단할 수 있다(S10).
상세히, 상기 실내기(50)가 모두 난방운전 또는 냉방운전으로 선택되었다면, 전용운전 모드를 수행할 수 있다(S11).
또한, 상기 실내기(50)가 일부는 난방운전, 일부는 냉방운전을 하도록 선택되었다면, 동시운전 모드를 수행할 수 있다(S20).
상기 동시운전 모드를 수행하게 되면, 상기 열교환 장치(200)의 열교환기(140, 141)는 모두 동작되어야 한다.
이때, 실내기의 운전의 총 용량이 설정 용량 이하인지를 판단할 수 있다(S30). 상기 설정 용량은 상기 펌프의 용량과 비교하여 설정될 수 있다.
일 예로, 상기 설정 용량은 펌프 1대의 용량보다 작을 수 있다. 즉, 상기 실내기 운전의 총 용량이 상기 펌프 1대의 용량으로 충분한 경우를 저부하 운전 시라고 말할 수 있다.
일 예로, 상기 펌프 1대의 용량이 5hp일 때, 상기 설정 용량은 그보다 작은 3hp내외일 수 있다.
상기 실내기 운전의 총 용량이 상기 설정 용량 보다 큰 경우에는, 2개의 펌프를 활용하여 운전을 수행하고, 상기 설정 용량 이하인 경우에는, 하나의 펌프를 활용하여 운전을 수행할 수 있다.
즉, 상기 실내기 운전의 총 용량이 상기 설정 용량 이하인 경우, 저부하 대응 운전을 시작하고(S40), 도 4와 같이 하나의 펌프만을 활용하여 운전을 수행할 수 있다.
또한, 상기 실내기 운전이 전용 운전으로 변경되거나 실내기에서 요구하는 총 용량이 상기 설정 용량을 초과하는 경우를 판단할 수 있고(S50), 조건을 만족하면, 저부하 대응 운전은 종료될 수 있다(S60).
상기 저부하 대응 운전이 종료되면, 상기 실내기(50)에 요구하는 운전모드에 따라 상기 열교환 장치(100)는, 동시운전 또는 전용운전 모드로 동작할 수 있다.
1 : 공기 조화 장치 10 : 실외기
50 : 실내기 100 : 열교환 장치
140, 141 : 열교환기 151, 152 : 펌프
314, 324 : 유입밸브 313, 323 : 유입관

Claims (15)

  1. 냉매가 순환하는 실외기;
    물이 순환하고, 제 1 실내열교환기 및 제 2 실내열교환기를 포함하는 복수의 실내기; 및
    상기 실외기와 상기 실내기를 연결하며, 상기 냉매와 물간에 열교환을 수행하는 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기가 구비되는 열교환 장치가 포함되며,
    상기 열교환 장치에는,
    상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 유입관;
    상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 열교환기 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 유입관;
    상기 제 1 유입관에 구비되는 제 1 펌프; 및
    상기 제 2 유입관에 구비되는 제 2 펌프를 포함하고,
    상기 실내기 중 일부는 난방 운전을 실시하고 다른 일부는 냉방 운전을 실시하는 경우,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프 중 하나가 동작하고,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 초과이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프가 동작하는 공기 조화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 용량은 상기 펌프 하나의 용량보다 작은 공기 조화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 입구관;
    상기 제 1 입구관에 구비되는 제 1 유입밸브;
    상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 입구관;
    상기 제 2 입구관에 구비되는 제 2 유입밸브를 포함하는 공기 조화 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 유입밸브 및 상기 제 2 유입밸브는 삼방밸브를 포함하는 공기 조화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 제 1 배관과 상기 제 2 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 제 2 배관을 포함하고,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 초과인 경우, 상기 제 1 배관과 상기 제 2 배관을 통해 물이 유동되는 공기 조화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 제 1 연결관과 상기 제 2 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 제 2 연결관을 포함하고,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 설정 용량 이하인 경우, 상기 제 1 연결관 및 상기 제 2 연결관 중 하나로 물이 유동되는 공기 조화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 유입관에 구비되는 제 1 합지부에서 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 연결관이 연결되고,
    상기 제 2 유입관에 구비되는 제 2 합지부에서 상기 제 2 배관 및 상기 제 1 연결관이 연결되는 공기 조화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유입관과 상기 제 2 유입관을 연결하는 분지관이 더 포함되는 공기 조화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분지관은 상기 제 1 펌프의 출구측에서 상기 제 2 펌프의 출구측으로 연장되는 공기 조화 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 분지관에 유량조절밸브가 구비되는 공기 조화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 초과이면 상기 유량조절밸브는 닫히는 공기 조화 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 실내기에서 요구되는 총 용량이 상기 설정 용량 이하이면, 상기 제 1 펌프 및 상기 제 2 펌프 중 동작하는 펌프가 구비된 유입관에 배치된 분지부에서 상기 분지관으로 물이 유동하는 공기 조화 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기로부터 상기 제 1 실내열교환기측으로 연장되어 물의 유동을 가이드하는 제 1 배출관과 상기 제 2 열교환기로부터 상기 제 2 실내열교환기측으로 연장되어 물의 유동을 가이드하는 제 2 배출관을 더 포함하는 공기 조화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 배출관에는 제 1 배출밸브가 구비되고, 상기 제 2 배출관에는 제 2 배출밸브가 구비되는 공기 조화 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 실내열교환기로부터 상기 제 1 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 1 입구관;
    상기 제 2 실내열교환기로부터 상기 제 2 펌프 측으로 연장되어, 상기 물의 유동을 가이드하는 제 2 입구관;
    상기 제 1 입구관 및 제 2 입구관에 구비되는 유입밸브;
    상기 유입밸브의 제 1 포트에 연결되어 상기 제 1 유입관으로 연장되는 배관; 및
    상기 유입밸브의 제 2 포트에 연결되어 상기 제 2 유입관으로 연장되는 연결관을 포함하고,
    상기 배관 및 상기 연결관 중 하나로 물이 유동되는 공기 조화 장치.
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