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KR101146460B1 - 냉매시스템 - Google Patents

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KR101146460B1
KR101146460B1 KR1020100011587A KR20100011587A KR101146460B1 KR 101146460 B1 KR101146460 B1 KR 101146460B1 KR 1020100011587 A KR1020100011587 A KR 1020100011587A KR 20100011587 A KR20100011587 A KR 20100011587A KR 101146460 B1 KR101146460 B1 KR 101146460B1
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pipe
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은, 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관을 선택적으로 차단하기 위한 고압 밸브 및 저압 밸브가 전자식으로 개도를 조절 가능한 전자팽창밸브인 냉매시스템에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에서는, 상기 냉매시스템의 운전 모드 전환시 실내 소음을 최소화할 수 있는 동시에, 상기 냉매시스템의 구조를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

Description

냉매시스템{A refrigerant system}
본 발명은 냉매사이클을 수행하는 냉매시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 냉매시스템은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매사이클을 수행하여, 실내를 냉난방하는 장치이다.
상기 냉매시스템은 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내기 및 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외기를 포함한다. 상기 실내기에는 냉매와 실내 공기의 열교환을 위한 실내열교환기와, 상기 실내 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터가 포함된다. 상기 실외기에는 냉매와 실외 공기의 열교환을 위한 실외열교환기와, 상기 실외 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터와, 상기 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 상기 냉매의 유동 방향을 변경시키는 사방밸브가 포함된다.
그리고, 실내의 냉방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 증발수단, 상기 실외열교환기는 응축수단이 된다. 실내의 난방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 응축수단, 상기 실외열교환기는 증발수단이 된다. 상기 냉난방 운전의 전환은 상기 사방밸브에 의해 냉매의 유동 방향이 변경됨으로써 수행된다.
본 발명은 소음이 최소화될 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명은 구조가 더욱 단순해질 수 있는 냉매시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 제안되는 본 발명에 의한 냉매시스템은, 냉매와 실외 공기 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기와, 상기 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기; 상기 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 복수개의 실내열교환기를 각각 포함하는 복수개의 실내기; 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 상기 실내열교환기로 안내하는 고압 배관; 상기 실내열교환기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 저압 배관; 상기 고압 배관의 냉매를 상기 실내열교환기 중 어느 하나로 안내하기 위하여, 상기 고압 배관으로부터 분지되는 고압 분지 배관; 상기 어느 하나의 실내열교환기의 냉매를 상기 저압 배관으로 안내하기 위하여, 상기 저압 배관으로부터 분지되는 저압 분지 배관; 상기 어느 하나의 실내열교환기를 상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관에 동시에 연결시키는 실내기 배관; 및 상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관 내부의 냉매 유동을 각각 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관에 각각 설치되는 고압 밸브 및 저압 밸브;를 포함하고, 상기 고압 밸브 및 저압 밸브는 전자식으로 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의한 냉매시스템에 의하면, 실내기의 운전 상태를 냉방 또는 난방으로 전환하기 위하여 고압 배관 및 저압 배관을 개폐하는 개폐부가 전자 팽창 밸브로 구비되므로, 상기 냉매시스템의 실내 소음이 최소화될 수 있다.
그리고, 고압 배관 및 저압 배관 각각에 구비되는 전자 팽창 밸브만으로, 배관 압력이 균형을 이루도록 맞추고, 배관 내에 발생되는 응축액의 원활한 유동이 가능하므로, 상기 냉매시스템의 구조가 더욱 단순해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 동시 냉난방 운전되는 모습을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 난방 운전으로부터 냉방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면.
도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전으로부터 난방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면.
도 6은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 전실 냉방 운전되는 모습을 보인 도면.
이하에서는 본 발명에 의한 냉매시스템을, 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 동시 냉난방 운전되는 모습을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 냉매시스템은, 실외에 설치되어 실외 공기에 노출되는 실외기(1)와, 실내에 설치되어 실내 공기에 노출되는 복수개의 실내기(2)와, 상기 실외기(1) 및 복수개의 실내기(2)를 연결하는 분배기(3)와, 상기 실외기(1), 실내기(2) 및 분배기(3) 사이에 냉매가 유동하기 위한 냉매 배관을 포함한다.
상세히, 상기 실외기(1)는, 상기 실외 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(11)와, 상기 냉매를 압축하는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매의 유동 방향을 전환하는 유동 전환부(13)와, 상기 실외열교환기(11)로 유입되는 냉매를 선택적으로 팽창시키기 위한 실외팽창부(14)를 포함한다.
상기 실외열교환기(11)는 상기 실외기(1) 내부에서 상기 실외 공기에 노출될 수 있도록 설치된다. 그리고, 상기 실외열교환기(11)는 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 냉매가 증발하는 증발기 또는 냉매가 응축되는 응축기 역할을 선택적으로 할 수 있다.
상기 압축기(12)는, 상기 냉매를 압축하기 위하여 정속으로 운전되는 정속압축기(121)와, 상기 냉매의 압축량이 가변되는 인버터 압축기(12)를 포함한다. 상기 정속압축기(121) 및 인버터 압축기(12)는 병렬로 연결된다.
상기 유동 전환부(13)는 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관에 설치된다. 상기 유동 전환부(13)는, 상기 압축기(12)의 유입측에 연결되는 냉매 배관을, 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관 및 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관과 선택적으로 연통시킨다. 즉, 상기 유동 전환부(13)의 냉매 유동 방향 전환에 따라, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매가 상기 실외열교환기(11)로 유입되거나, 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매가 상기 압축기(12)로 유입될 수 있다.
상기 실외팽창부(14)는, 실외열교환기(11)에 인접한 지점에 해당하는 냉매 배관에 설치된다. 특히, 상기 실외열교환기(11)와 상기 분배기(3)를 연결하는 냉매 배관에 설치된다. 상기 실외팽창부(14)는, 상기 실외열교환기(11)가 증발기 역할을 하도록 상기 냉매시스템이 운전되는 경우에, 상기 분배기(3)로부터 토출되는 냉매가 상기 실외열교환기(11)로 유입되기 이전에 상기 실외팽창부(14)를 통과하면서 팽창되도록 한다.
더불어, 상기 실외기(1)는, 상기 실외열교환기(11)를 향하여 상기 실외 공기를 강제 유동시키기 위한 실외팬(미도시) 및 상기 실외팬을 회전시키기 위한 실외모터(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 복수개의 실내기(2) 각각은, 상기 실내 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기(23)와, 상기 실내열교환기(23)로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위한 실내팽창부(24)를 포함한다. 즉, 상기 냉매시스템은 전체적으로 복수개의 실내열교환기(23)와, 상기 복수개의 실내열교환기(23) 각각에 대응되는 복수개의 실내팽창부(24)를 포함하는 것이다.
그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1) 및 상기 복수개의 실내기(2)에 동시에 연결된다. 상기 분배기(3)는, 상기 실외기(1)로부터 토출되는 냉매를 상기 복수개의 실내기(2)로 분배하는 역할을 한다. 또한, 상기 분배기(3)는, 상기 냉매시스템의 운전 모드에 따라, 상기 실내기(2) 내부에의 냉매 유동 방향을 전환하는 역할을 한다.
그리고, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기(12)로부터 토출된 냉매를 상기 분배기(3)로 안내하는 고압 배관(42)과, 상기 실내기(2) 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기(12)로 안내하는 저압 배관(43)과, 상기 실내기(2) 또는 실외기(1)에서 응축된 냉매가 유동하기 위한 액냉매 배관(41)과, 상기 분배기(3)와 실내기(2)를 연결하는 실내기 배관(44)을 포함한다.
상기 고압 배관(42), 저압 배관(43) 및 액냉매 배관(41)은 상기 실외기(1) 및 분배기(3)를 연결한다. 다른 한편으로는, 상기 고압 배관(42)은 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관으로부터 분지되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 그리고, 상기 저압 배관(42)은 상기 압축기(12)의 유입측에 해당하는 냉매 배관에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다. 또한, 상기 액냉매 배관(43)은 상기 실외팽창부(14)에 연결되어 상기 분배기(3)의 내부까지 연장된다.
그리고, 상기 분배기(3)는, 상기 고압 배관(42)의 냉매를 상기 복수개의 실내열교환기(23)로 각각 안내하기 위한 복수개의 고압 분지 배관(45)과, 상기 복수개의 실외열교환기(11)의 냉매를 상기 저압 배관(43)으로 각각 안내하기 위한 복수개의 저압 분지 배관(46)과, 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46) 내부의 냉매 유동을 각각 선택적으로 차단하기 위한 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)를 포함한다.
즉, 상기 고압 분지 배관(45)은 상기 고압 배관(42)으로부터 분지되고, 상기 저압 배관(43)은 상기 저압 배관(43)으로부터 분지된다. 그리고, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는, 각각 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 설치된다.
상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는 전자식으로 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 구비된다. 보다 상세히, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는, 각각 서로 용량이 다른 전자팽창밸브(311,312,321,322)를 포함한다. 즉, 상기 고압 밸브(31)는, 제 1 전자팽창밸브(311) 및 상기 제 1 전자팽창밸브(311)의 용량보다 적은 용량을 가지는 제 2 전자팽창밸브(312)를 포함한다. 그리고, 상기 저압 밸브(32)는, 제 3 전자팽창밸브(321) 및 상기 제 3 전자팽창밸브(321)의 용량보다 적은 용량을 가지는 제 4 전자팽창밸브(322)를 포함한다. 상기 제 1 전자팽창밸브(311) 및 제 2 전자팽창밸브(312)는 상기 고압 분지 배관(45)에 서로 병렬로 설치되고, 상기 제 3 전자팽창밸브(321) 및 제 4 전자팽창밸브(322)는 상기 저압 분지 배관(46)에 서로 병렬로 설치된다.
그리고, 상기 실내기 배관(44)의 일단은 상기 액냉매 배관(41)에 연결되고, 타단은 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)에 동시에 연결된다. 또한, 상기 실내기 배관(44)에는, 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)가 설치된다. 즉, 상기 실내기 배관(44)은 상기 실내열교환기(23)와 상기 고압 분지 배관(45) 및 저압 분지 배관(46)을 동시에 연결한다.
또한, 상기 실내기(2)의 운전 모드에 따라, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 실내팽창부(24) 및 실내열교환기(23)를 순차적으로 통과하여 상기 저압 분지 배관(46)으로 유동하거나, 상기 고압 분지 배관(45)의 냉매가 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)를 순차적으로 통과하여 상기 액냉매 배관(41)으로 유동할 수 있다.
한편, 상기 실외팽창부(14), 실내팽창부(24)도 상기 냉매시스템의 운전 상태에 따라 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브로 구비된다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 냉매 유동에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 냉매시스템에서, 상기 복수개의 실내기(2)가 서로 다른 운전 모드로 동시에 운전될 수 있다. 도 1에는, 상기 실외열교환기(11)가 응축기 역할을 하고, 상기 복수개의 실내기(2) 중 제 1 실내기(21)는 냉방 모드로 운전되고, 제 2 실내기(22)는 난방 모드로 운전되는 경우의 냉매 유동이 도시된다.
상세히, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매는, 상기 유동 전환부(13)에 의하여 상기 실외열교환기(11)로 유입된다. 그리고, 상기 압축기(12)로부터 토출되는 냉매 중 일부는 상기 고압 배관(42)으로 유입된다.
먼저, 상기 실외열교환기(11)로 유입되는 냉매는, 상기 실외열교환기(11)를 통과하는 과정에서 실외 공기로 열을 방출하여 응축되게 된다. 그리고, 상기 실외열교환기(11)를 통과한 냉매는 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다. 이때, 상기 냉매는 상기 실외팽창부(14)를 통과하게 되지만, 상기 실외팽창부(14)는 완전히 개방된 상태를 유지하여 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실외팽창부(14)를 통과하게 된다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된 냉매는 상기 제 1 실내기(21)의 실내기 배관(44)을 따라 상기 제 1 실내기(21)을 향하여 유동한다. 그리고, 상기 제 1 실내기(21) 내부로 유입된 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)의 실내팽창부(24)를 통과하면서 팽창된다. 상기 실내팽창부(24)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)의 실내열교환기(23)를 통과하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 즉, 상기 제 1 실내기(21)는 실내 냉방 모드로 운전되는 것이다.
그리고, 상기 제 1 실내기(21)의 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 상기 저압 분지 배관(46)을 따라, 상기 저압 배관(43)으로 유입된다. 이때, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 고압 밸브(31)는 모두 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 제 1 실내기(21)에 대응되는 저압 밸브(32)는 모두 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 실내열교환기(23) 즉, 상기 제 1 실내기(21)로부터 토출되는 냉매가 모두 상기 저압 배관(43)으로 원활하게 유동할 수 있다.
상기 저압 배관(43)으로 유입되는 냉매는, 상기 압축기(12)로 유입되어 상기 압축기(12)를 통과하면서 다시 압축되게 된다.
한편, 상기 압축기(12)로부터 토출되어 상기 고압 배관(42)으로 유입된 냉매는, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 고압 분지 배관(45)을 거쳐, 상기 제 2 실내기(22)의 실내기 배관(44)으로 유입된다. 이때, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 저압 밸브(32)는 모두 폐쇄된 상태를 유지하고, 상기 제 2 실내기(22)에 대응되는 고압 밸브(31)는 모두 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 고압 배관(42)으로부터 상기 고압 분지 배관(45)을 통과한 냉매가 모두 상기 실내열교환기(23) 즉, 상기 제 2 실내기(22)로 원활하게 유동할 수 있다.
상기 냉매는 상기 제 2 실내기(22)의 실내열교환기(23)를 통과하면서, 실내 공기로 열을 방출하여 응축된다. 즉, 상기 제 2 실내기(22)는 난방 모드로 운전되는 것이다. 그리고, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 실내기 배관(44)을 통하여 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다. 이때, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 되는데, 상기 실내팽창부(24)는 완전히 개방된 상태를 유지하여 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 된다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된 냉매는, 상기 실외기(1)로부터 상기 분배기(3)로 유입되는 냉매와 합류된다. 상기 합류된 냉매는 상술한 바와 같이 상기 제 1 실내기(21)를 통과한 후에, 상기 저압 배관(43)을 통하여 상기 압축기(12)로 유입되어, 다시 압축되게 된다.
한편, 상기 실외열교환기(11)는, 상기 실내기(2)의 운전 모드에 따라, 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 실내기(2)가 모두 냉방 모드로 운전되는 경우에는 상기 실외열교환기(11)는 응축기로 사용되고, 상기 실내기(2)가 모두 난방 모드로 운전되는 경우에는 상기 실외열교환기(11)는 증발기로 사용된다.
상기 실외열교환기(11)가 응축기로 사용되는 경우에는, 상기 유동전환부(13)는 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관을 상기 압축기(12)의 토출측에 해당하는 냉매 배관과 연통시킨다. 그리고, 실외열교환기(11)가 증발기로 사용되는 경우에는, 상기 유동전환부(13)는 상기 실외열교환기(11)에 연결되는 냉매 배관을 상기 압축기(12)의 유입측에 연결되는 냉매 배관과 연통시킨다.
그리고, 상기 액냉매 배관(41)을 기준으로 보면, 상기 실외열교환기(11)가 응축기로 사용되는 경우에는, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 분배기(3) 및 실내기(2)를 향한 방향으로 유동한다. 반대로, 상기 실외열교환기(11)가 증발기로 사용되는 경우에는, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 실외기(1)를 향한 방향으로 유동한다.
또한, 상기 실내기(2)의 운전 모드는, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 개폐에 따라서 냉방 및 난방 중 어느 하나로 전환될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 실내기(21)와 같이, 고압 밸브(31)가 폐쇄되고 저압 밸브(32)가 개방되는 경우에는, 상기 제 1 실내기(21)가 냉반 모드로 운전되게 된다. 반대로, 상기 제 2 실내기(22)와 같이, 저압 밸브(32)가 폐쇄되고 고압 밸브(31)가 개방되는 경우에는, 상기 제 2 실내기(22)가 난방 모드로 운전되게 된다. 즉, 상기 복수개의 실내기(2) 중 어느 하나의 실내기(2)에 대응되는 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)가 개폐됨에 따라, 상기 어느 하나의 실내기(2)는 냉방 및 난방 중 어느 하나의 운전 모드로 운전될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예에서 실내기의 운전 모드가 전환되는 과정에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 난방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 난방 운전으로부터 냉방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면이다. 도 4는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전되는 경우의 냉매 유동을 보인 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예의 실내기가 냉방 운전으로부터 난방 운전으로 전환 중의 냉매 유동을 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 실내기(2)가 난방 모드로 운전되는 경우에는, 상기 고압 밸브(31)는 개방되고, 상기 저압 밸브(32)는 폐쇄된다.
따라서, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 고압 분지 배관(45)을 통하여 상기 실내기 배관(44)으로 유입된다. 상기 실내기 배관(44)으로 유입된 냉매는, 상기 실내열교환기(23)를 통과하면서 실내 공기를 향하여 열을 방출하고 응축된다. 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는, 상기 실내기 배관(44)을 통하여 상기 액냉매 배관(41)으로 유동하게 된다.
그런데, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)의 운전 모드가 난방 모드로부터 냉방 모드로 전환되는 경우가 발생될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 실내기(2)가 난방 모드로부터 냉방 모드로 전환되는 경우에는, 먼저 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는 모두 폐쇄된다. 이때, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 냉매 배관에는 고압의 냉매가 갖히게 된다.
그리고, 상기 저압 밸브(32) 중, 제 3 전자팽창밸브(321)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 제 4 전자팽창밸브(322)는 개방된다. 그러면, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 상기 냉매 배관에 갖혀 있던 고압의 냉매가 상대적으로 압력이 낮은 상기 저압 분지 배관(46)을 통하여 상기 저압 배관(43)으로 유동하게 된다.
그리고, 상기 제 4 전자팽창밸브(322)의 개방에 의하여, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 상기 냉매 배관의 압력이 상기 저압 배관(43)과 균형을 이루면, 상기 실내팽창부(24) 및 제 3 전자팽창밸브(321)가 개방된다. 상기 실내팽창부(24) 및 제 3 전자팽창밸브(321)도 개방되면, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 상기 실내기 배관(44)을 통하여 상대적으로 압력이 낮은 상기 저압 분지 배관(46)으로 유입된다. 즉, 상기 냉매는 상기 실내팽창부(24) 및 실내열교환기(23)를 순차적으로 통과한 후 상기 저압 분지 배관(46)으로 유입된다.
이때, 상기 실내팽창부(24)는 상기 냉매가 팽창 및 유동될 수 있도록 부분적으로 개방된다. 즉, 상기 냉매는 상기 실내팽창부(24)를 통과하는 과정에서 팽창된 후, 상기 실내열교환기(23)로 유입되게 된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 실내열교환기(23)를 통과하는 과정에서, 실내 공기로부터 열을 흡수하게 된다. 즉, 상기 실내기(2)가 냉방 모드로 운전하게 되는 것이다. 이때, 상기 실내기(2)가 냉방 모드로 운전하는 경우의 냉매 유동은 도 4와 같다.
이러한 과정을 통하여, 상기 실내기(2)가 난방 모드로부터 냉방 모드로 전환될 수 있다.
그리고, 상기 냉매시스템의 사용 중에, 상기 실내기(2)의 운전 모드가 냉방 모드로부터 난방 모드로 전환되는 경우도 발생될 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 실내기(2)가 냉방 모드로부터 난방 모드로 전환되는 경우에는, 먼저 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)는 모두 폐쇄된다. 이때, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 냉매 배관에는 저압의 냉매가 갖히게 된다.
그리고, 상기 고압 밸브(31) 중, 제 1 전자팽창밸브(311)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 제 2 전자팽창밸브(312)는 개방된다. 그러면, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 고압 분지 배관(45)을 통하여, 상대적으로 압력이 낮은 상기 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 상기 냉매 배관으로 유동하게 된다.
그리고, 상기 제 2 전자팽창밸브(312)의 개방에 의하여, 상기 실내팽창부(24), 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 사이에 해당하는 상기 냉매 배관의 압력이 상기 고압 배관(42)과 균형을 이루면, 상기 실내팽창부(24) 및 제 3 전자팽창밸브(321)가 개방된다. 상기 실내팽창부(24) 및 제 3 전자팽창밸브(321)도 개방되면, 상기 고압 배관(42)의 냉매가 상기 실내기 배관(44)을 통하여 상대적으로 압력이 낮은 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다. 즉, 상기 냉매는 상기 실내열교환기(23) 및 실내팽창부(24)를 순차적으로 통과한 후 상기 액냉매 배관(41)으로 유입된다.
이때, 상기 실내팽창부(24)는 완전히 개방된다. 따라서, 상기 냉매는 상태 변화없이 상기 실내팽창부(24)를 통과하게 된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 실내열교환기(23)를 통과하는 과정에서, 실내 공기를 향하여 열을 방출하게 된다. 즉, 상기 실내기(2)가 난방 모드로 운전하게 되는 것이다. 이때, 상기 실내기(2)가 난방 모드로 운전하는 경우의 냉매 유동은 도 2와 같다.
이러한 과정을 통하여, 상기 실내기(2)가 냉방 모드로부터 난방 모드로 전환될 수 있다.
상기 냉매시스템에 의하면, 상기 실내기(2)가 냉방 및 난방 모드 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 경우에, 상기 실내열교환기(23) 즉, 상기 실내기(2)에서 발생되는 소음을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
보다 상세히, 상기 실내기(2)가 냉방 및 난방 모드 중 어느 하나로부터 다른 하나로 전환되는 경우에는, 상기 고압 밸브(31) 및 저압 밸브(32)의 개폐에 따라 고압의 냉매와 저압의 냉매가 혼합된다.
이때, 상기 냉매시스템에 의하면, 상기 실내기(2)의 운전 모드가 전환되는 경우에, 상기 고압 밸브(31) 중 상대적으로 용량이 적은 제 2 전자팽창밸브(312) 또는 상기 저압 밸브(32) 중 상대적으로 용량이 적은 제 4 전자팽창밸브(322)가 먼저 개방된다. 따라서, 상기 고압의 냉매와 저압의 냉매가 더욱 천천히 혼합된다. 즉, 상기 고압의 냉매 및 저압의 냉매가 혼합될 때 발생되는 충격 및 소음이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 실내기 배관(44)을 통하여 실내로 전달되는 충격 및 소음도 최소화될 수 있는 것이다.
이하에서는, 본 발명에 의한 냉매시스템이 전실 냉방 운전되는 경우에 냉매 부족 현상을 방지하는 과정에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 의한 냉매시스템의 실시예가 전실 냉방 운전되는 모습을 보인 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 냉매시스템이 전실 냉방 운전되는 경우에는, 상기 실외열교환기(11)에서 응축된 냉매가 상기 액냉매 배관(41)을 통하여 모든 실내기(2)로 유입된다. 즉, 상기 액냉매 배관(41)의 냉매가 모든 실내기 배관(44)으로 유입되고, 모든 실내열교환기(23)를 통과하면서 실내 공기로부터 열을 흡수하게 된다.
이때, 상기 저압 밸브(32)와, 고압 밸브(31) 중 제 2 전자팽창밸브(312)가 개방된 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 실내열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 저압 분지 배관(46)을 통하여 상기 저압 배관(43)으로 유동하게 된다.
여기서, 상기 고압 분지 배관(45)의 냉매는 고온고압의 상태이고, 상기 실내열교환기(23)의 하류 측에 해당하는 실내기 배관(44) 및 상기 저압 분지 배관(46)의 냉매는 저온저압의 상태이다. 따라서, 상기 실내기 배관(44) 및 저압 분지 배관(46)에 인접한 고압 분지 배관(45) 내부의 냉매는, 상기 실내기 배관(44) 및 저압 분지 배관(46)의 냉매에 의하여 냉각되게 된다. 즉, 상기 고압 분지 배관(45)에는 상기 실내기 배관(44) 및 저압 분지 배관(46)의 냉매에 의하여 냉각된 액상의 냉매가 발생될 수 있다. 그런데, 상기 냉매시스템을 전체적으로 볼 때, 고압 분지 배관(45)의 냉매는 상대적으로 정체되기 때문에, 상기 고압 분지 배관(45)에 액상의 냉매가 발생되면 실질적으로 유동하는 냉매량이 적어질 염려가 있다.
그런데, 상기 고압 밸브(31) 중 제 2 전자팽창밸브(312)가 개방된 상태이기 때문에, 상기 고압 분지 배관(45)에 발생되는 액상의 냉매는 상기 제 2 전자팽창밸브(312)를 통과하여 상기 저압 분지 배관(46)으로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 냉매 중 일부가 상기 고압 분지 배관(45)에 정체됨으로써, 상기 냉매시스템의 전체적인 성능 및 효율이 저하되는 현상을 최소화할 수 있다. 반대로, 상기 냉매시스템의 전실 냉방 운전 시에 상기 고압 밸브(31)가 모두 폐쇄되는 경우에 비하여, 상기 냉매시스템의 전체적인 성능 및 효율이 더욱 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 냉매시스템에 의하면, 상기 고압 분지 배관(45)을 개폐하는 고압 밸브(31) 및 상기 저압 분지 배관(46)을 개폐하는 저압 밸브(32)만으로, 상기 실내기(2)의 운전 전환시 냉매 간의 압력차에 의한 충격 및 소음 감소와, 상기 고압 분지 배관(45)으로부터 상기 저압 분지 배관(46)을 향한 액냉매 유입을 동시에 구현할 수 있다.
따라서, 상기 실내기(2)의 운전 전환시 충격 및 소음 감소를 위한 별개의 구조와, 상기 액냉매 유입을 위한 별개의 구조가 더 구비되는 경우에 비하여, 상기 냉매 시스템의 구조가 더욱 단순해질 수 있는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1 : 실외기 2 : 실내기
3 : 분배기 44 : 실내기 배관
45 : 고압 분지 배관 46 : 저압 분지 배관
311 : 제 1 전자팽창밸브 312 : 제 2 전자팽창밸브
321 : 제 3 전자팽창밸브 322 : 제 4 전자팽창밸브

Claims (11)

  1. 냉매와 실외 공기 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기와, 상기 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 실외기;
    상기 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 복수개의 실내열교환기를 각각 포함하는 복수개의 실내기;
    상기 압축기로부터 토출된 냉매를 상기 실내열교환기로 안내하는 고압 배관;
    상기 실내열교환기 중 적어도 하나에서 증발된 냉매를 상기 압축기로 안내하는 저압 배관;
    상기 고압 배관의 냉매를 상기 실내열교환기 중 어느 하나로 안내하기 위하여, 상기 고압 배관으로부터 분지되는 고압 분지 배관;
    상기 어느 하나의 실내열교환기의 냉매를 상기 저압 배관으로 안내하기 위하여, 상기 저압 배관으로부터 분지되는 저압 분지 배관;
    상기 어느 하나의 실내열교환기를 상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관에 동시에 연결시키는 실내기 배관; 및
    상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관 내부의 냉매 유동을 각각 선택적으로 차단하기 위하여, 상기 고압 분지 배관 및 저압 분지 배관에 각각 설치되는 고압 밸브 및 저압 밸브;를 포함하고,
    상기 고압 밸브 및 저압 밸브는 전자식으로 개도를 조절할 수 있는 전자팽창밸브이며,
    상기 복수 개의 실내기가 전실 냉방 운전되는 경우 상기 고압 밸브가 부분적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 밸브 및 저압 밸브는, 각각 서로 용량이 다른 2개의 전자팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 밸브는, 상기 고압 분지 배관에 서로 병렬로 설치되는 제 1 전자팽창밸브 및 제 2 전자팽창밸브를 포함하고,
    상기 저압 밸브는, 상기 저압 분지 배관에 서로 병렬로 설치되는 제 3 전자팽창밸브 및 제 4 전자팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 전자팽창밸브 및 제 4 전자팽창밸브의 용량은 각각, 상기 제 1 전자팽창밸브 및 제 3 전자팽창밸브의 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실내기가 난방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 제 2 전자팽창밸브가 개방된 후에 상기 제 1 전자팽창밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 실내기가 난방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 제 2 전자팽창밸브가 개방되기 전에 상기 고압 밸브 및 저압 밸브가 모두 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 실내기가 냉방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 제 4 전자팽창밸브가 개방된 후에 상기 제 3 전자팽창밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실내기가 냉방 운전으로 전환되는 경우에는, 상기 제 4 전자팽창밸브가 개방되기 전에 상기 고압 밸브 및 저압 밸브가 모두 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 밸브는, 제 1 전자팽창밸브 및 제 1 전자팽창밸브의 용량보다 적은 용량을 가지는 제 2 전자팽창밸브를 포함하고,
    상기 복수개의 실내기 중 모든 실내기가 냉방 운전되는 경우에는, 상기 제 2 전자팽창밸브가 부분적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외기 및 상기 복수 개의 실내기를 연결하며, 상기 실외기로부터 토출되는 냉매를 상기 복수 개의 실내기로 분배하는 분배기를 더 포함하고,
    상기 분배기는, 상기 고압 배관의 냉매를 상기 복수 개의 실내열교환기로 각각 안내하기 위한 복수 개의 고압 분지 배관과, 상기 복수 개의 실외열교환기의 냉매를 상기 저압 배관으로 각각 안내하기 위한 복수 개의 저압 분지 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉매시스템.
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