KR101723689B1

KR101723689B1 - 공기 조화기

Info

Publication number: KR101723689B1
Application number: KR1020110032883A
Authority: KR
Inventors: 김대우; 이호기; 이상헌
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2017-04-18
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: KR20120114997A

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것이다. 일 측면에 따른 공기조화기는, 실외열교환기와 하나 이상의 압축기를 가지는 실외기; 및 상기 실외기에 연결되는 다수의 실내기를 포함하고, 상기 실외열교환기는 냉매가 나뉘어서 병렬로 흐르도록 하기 위한 다수의 열교환부와, 상기 다수의 열교환부의 유로 상태를 변경시키기 위한 다수의 사방 밸브를 포함하고, 상기 다수의 열교환부가 응축기 및 증발기 중 어느 하나로 작용하는 중에, 상기 실외 열교환기의 절환 조건이 만족되면, 상기 다수의 사방 밸브 중 일부의 사방 밸브의 유로 절환에 의해서 상기 다수의 열교환부 중 일부의 열교환부가 상기 응축기 및 증발기 중 다른 하나의 유로 상태로 절환되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기{Air conditoner}

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위하여 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키거나 공기를 정화시키는 기기이다.

상기와 같은 공기조화기는 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결된 공기조화기와, 하나 이상의 실외기에 다수의 실내기를 연결하여 공기조화기를 여러 대 설치한 것과 같은 효과를 얻는 멀티형 공기조화기 등이 있다.

본 발명의 목적은 실외 온도가 저온인 상태에서도 실내 냉방이 연속적으로 이루어질 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 난방 성능이 유지되면서 제상이 수행될 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것에 있다.

일 측면에 따른 공기 조화기는, 실외열교환기와 하나 이상의 압축기를 가지는 실외기; 및 상기 실외기에 연결되는 다수의 실내기를 포함하고, 상기 실외열교환기는 냉매가 나뉘어서 병렬로 흐르도록 하기 위한 다수의 열교환부와, 상기 다수의 열교환부의 유로 상태를 변경시키기 위한 다수의 사방 밸브를 포함하고, 상기 다수의 열교환부가 응축기 및 증발기 중 어느 하나로 작용하는 중에, 상기 실외 열교환기의 절환 조건이 만족되면, 상기 다수의 사방 밸브 중 일부의 사방 밸브의 유로 절환에 의해서 상기 다수의 열교환부 중 일부의 열교환부가 상기 응축기 및 증발기 중 다른 하나의 유로 상태로 절환되는 것을 특징으로 한다.

제안되는 발명에 의하면, 실외 온도가 기준 온도가 이하가 되는 상태에서 실내기의 냉방 부하가 기준 부하 이하가 되는 경우에 다수의 열교환부의 일부를 증발기 상태로 절환시킴으로써, 응축 용량과 증발 용량의 불균형이 해소되고, 증발온도가 떨어지는 것이 방지되어 냉방 성능이 유지되며, 연속 냉방이 가능한 장점이 있다.

또한, 공기조화기가 제상 운전되는 중에도, 실내기는 난방 작용을 수행하므로, 실내의 연속적인 난방이 이루어질 수 있으며, 실내 쾌적감이 유지될 수 있는 장점이 있다.

또한, 사방밸브에 의해서 유로 절환에 열교환부가 절환되고, 제상을 위한 고온 고압의 냉매를 열교환부로 유동시키기 위한 별도의 바이패스 배관 및 밸브가 불필요하므로, 비용이 줄어들게 된다. 또한, 별도의 밸브가 불필요하므로, 제상운전하는 열교환부로 유동되는 냉매의 유량이 줄어들지 않게 되어 제상 시간이 단축될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 운전 시의 냉매 흐름을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어 블럭도.
도 4는 공기조화기가 냉방운전될 때의 실외기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 실외 열교환기의 절환 조건이 만족된 상태에서의 냉매 흐름을 보여주는 도면.
도 6은 공기조화기가 난방 운전될 때의 실외기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 실외 열교환기의 제상이 수행될 때의 냉매 흐름을 보여주는 도면.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기는, 실외기(10)와, 상기 실외기(10)에 분배기(3)에 의해서 연결되는 실내기 유닛(2)을 포함한다.

상기 실내기 유닛(2)은, 다수의 실내기(21, 22, 23, 24)를 포함한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 네 개의 실내기가 단일의 실외기에 연결되는 것이 도시되나, 본 명세서에서, 실내기의 개수와 실외기의 개수에는 제한이 없음을 밝혀둔다. 즉, 2개 이상의 실외기에 1개 이상의 실내기가 연결될 수 있다.

상기 실외기(10)는, 냉매를 압축하기 위한 압축 유닛(110)을 포함한다. 상기 압축 유닛(110)은 다수의 압축기(111, 112, 113)를 포함할 수 있다. 다수의 압축기(111, 112, 113) 중 일부는, 용량이 가변되는 인버터 압축기(111)이고, 다른 일부는 정속 압축기(112, 113) 일 수 있다. 상기 다수의 압축기(111, 112, 113)는 병렬로 배치될 수 있다. 상기 실내기의 용량에 따라서 다수의 압축기 중 일부 또는 전부가 작동할 수 있다. 본 실시 예에서는 실내기에 다수의 압축기가 구비되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 하나의 압축기가 구비되는 것도 가능하다.

상기 각 압축기(111, 112, 113)의 토출 측 배관은, 개별 배관(118)과 합지 배관(119)을 포함한다. 즉, 상기 각 압축기(111, 112, 113)의 개별 배관(118)은 상기 합지 배관(119)에서 합지된다. 상기 각 개별 배관(118)에는, 냉매에서 오일을 분리시키기 위한 오일 분리기(114, 115, 116)와, 압축된 냉매의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(126)가 구비될 수 있다.

상기 합지 배관(119)은, 냉매의 유로를 절환하기 위한 다수의 사방 밸브(121, 122)에 연결된다. 다수의 사방 밸브(121, 122)는 제 1 사방 밸브(121)와 제 2 사방 밸브(122)를 포함한다. 상기 제 1 사방 밸브(121)와 상기 제 2 사방 밸브(122)는 병렬로 배치된다.

상기 각 사방 밸브(121, 122)는 제 1 연결 배관(123, 124)에 의해서 실외 열교환기(130)에 연결된다. 상기 제 1 연결 배관은, 제 1 열교환부 연결배관(123)과 제 2 열교환부 연결배관(124)을 포함한다.

상기 실외 열교환기(130)는, 다수의 열교환부(131, 132)를 포함한다. 다수의 열교환부(131, 132)는, 제 1 열교환부(131)와 제 2 열교환부(132)를 포함한다. 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)는 별도의 독립된 열교환부이거나 단일의 실외 열교환기에서 냉매의 유동을 기준으로 구분되는 열교환부일 수 있다. 상기 제 1 사방 밸브(121)는 상기 제 1 열교환부 연결배관(123)에 의해서 상기 제 1 열교환부(131)에 연결되고, 상기 제 2 사방 밸브(122)는 상기 제 2 열교환부 연결배관(124)에 의해서 상기 제 2 열교환부(132)에 연결된다.

상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)는 병렬로 배치된다. 일 례로 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)는 수평 방향으로 배치되거나 상하 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 냉매는 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)에 독립적으로 유동할 수 있다. 그리고, 냉매는 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132) 각각으로 유동되거나 어느 한 열교환부로 유동할 수 있다. 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)에서의 냉매의 유동 방향은 동일하거나 반대일 수 있다. 상기 제 1 열교환부(131)와 상기 제 2 열교환부(132)는 독립적으로 작동할 수 있다. 즉, 상기 각 열교환부는 독립적으로 응축기 또는 증발기로 작용할 수 있다.

본 명세서에는 실외 열교환기가 2개의 열교환부로 구분되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 3개 이상의 열교환부로 구분될 수 있다.

상기 실외 열교환기(130)의 냉매는 실외 팬모터 어셈블리(140: 실외팬 및 팬 모터를 포함함)에 의해서 송풍되는 실외 공기와 열교환될 수 있다. 상기 실외 팬모터 어셈블리는 1개가 구비되거나 다수 개가 구비될 수 있다. 도 1에서는 일 례로 2개의 실외 팬모터 어셈블리가 구비되는 것이 도시된다.

또한, 상기 각 사방 밸브(121, 122)는 제 2 연결배관(134)에 의해서 어큐물레이터(135)에 연결될 수 있다. 그리고, 상기 각 사방밸브(121, 122)는 폐쇄 배관(121a, 122a)에 연결될 수 있다.

상기 실외기(10)는 실외 팽창기구(150)를 더 포함한다. 상기 실외 팽창기구(150)는 상기 실외 열교환기(130)를 통과한 냉매가 통과할 때는 냉매를 팽창시키지 않고, 상기 실외 열교환기(130)를 미통과한 냉매가 통과할 때는 냉매를 팽창시킨다. 상기 실외 팽창기구(150)는 상기 제 1 열교환부(131)에 대응되는 제 1 실외팽창밸브(151)와, 상기 제 2 열교환부(132)와 대응되는 제 2 실외 팽창밸브(152)를 포함한다. 상기 제 1 실외 팽창밸브(151)와 상기 제 2 실외 팽창밸브(152)는 병렬로 배치된다. 즉, 상기 제 1 실외 팽창밸브(151)에 의해서 팽창된 냉매는 상기 제 1 열교환부(131)로 유동하고, 상기 제 2 실외 팽창밸브(152)에 의해서 팽창된 냉매는 상기 제 2 열교환부(132)로 유동할 수 있다.

상기 각 실외 팽창밸브(151, 152)는 일 례로 전자팽창밸브(EEV)일 수 있다.

한편, 상기 실외기(10)는 저압기관(311)에 의해서 상기 분배기(3)에 연결된다. 또한, 상기 실외기(10)는 고압기관(321)에 의해서 상기 분배기(3)에 연결된다. 또한, 상기 실외기(10)는 액관(331)에 의해서 상기 분배기(3)에 연결된다. 그리고, 상기 저압기관(311)은 상기 제 2 연결배관(134)에 연결되고, 상기 고압기관(321)은 상기 사방밸브(121, 122)의 상류 측인 합지배관(119)에 연결된다. 상기 액관(331)은 상기 실외 팽창기구(150)에 연결된다.

상기 분배기(3)는 다수의 실내기(21, 22, 23, 24) 및 실외기(10)과 연결되어 냉매 흐름을 제어한다. 상기 분배기(3)는 실내기관(313)과 실내액관(333)에 의해서 각 실내기(21, 22, 23, 24)와 연결되고, 저압기관(311), 고압기관(321) 및 액관(331)에 의해서 상기 실외기(10)과 연결된다.

상기 분배기(3)는, 저압가스 파이프(31)와, 고압가스 파이프(32)와, 액 파이프(33)와, 저압밸브(314)와, 고압밸브(324)를 포함한다. 상기 저압가스 파이프(31)에 상기 저압기관(311) 및 상기 실내기관(313)이 연결되고, 상기 액 파이프(33)에 실내액관(333)과 액관(331)이 연결된다. 그리고, 상기 고압가스 파이프(32)에 상기 고압기관(321)과, 상기 실내액관(333)에 연결된 분지관(323)이 연결된다.

상기 실외기(10)의 저압기관(311)에는 제1밸브(315)가 구비되고, 상기 고압기관(321)에는 제2밸브(325)가 구비되며, 상기 액관(331)에는 제3밸브(335)가 구비된다. 상기 저압밸브(314)는 상기 실내기관(313)에 구비되고, 상기 고압밸브(324)는 상기 분지관(323)에 연결된다.

본 발명에서, 상기 저압밸브(314) 및 상기 고압밸브(324)는 개도가 선형적 또는 단계적으로 조절되는 전자팽창밸브(EEV)일 수 있다.

한편, 상기 각 실내기(21, 22, 23, 24)는, 실내 열교환기(211, 221, 231, 241)와, 실내 팬(212, 222, 232, 242), 실내 팽창기구(213, 223, 233, 243)를 포함한다. 상기 실내 팽창기구(213, 223, 233, 243)는 일 례로, 전자팽창밸브(EEV)일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 공기조화기에서의 냉매 흐름에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 상기 공기조화기가 난방 운전되면, 즉, 하나 이상의 실내기가 난방 운전되면(도 1에서는 일 례로 4개의 실내기가 난방 운전되는 것으로 설명함), 상기 실외기(10)의 압축 유닛(110)이 작동한다. 이 때, 상기 저압밸브(314)는 닫히고, 상기 고압밸브(324)는 개방된다. 그리고, 상기 저압기관(311)에 구비된 제1밸브(315)는 닫힐 수 있다.

상기 압축유닛(110)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 사방밸브(121, 122)의 유로조절에 의해서 상기 고압기관(321)을 따라 상기 고압가스 파이프(32)로 유동한다. 이 때, 상기 사방밸브(121, 122)에 의해서 상기 합지배관(119)은 상기 폐쇄배관(121a, 122a)에 연결되므로, 상기 폐쇄배관(121a, 122a)의 단부에서 냉매가 더이상 유동하지 못하고, 상기 고압기관(321)을 따라 유동하게 된다.

상기 고압가스 파이프(32)로 유동한 냉매는 상기 각 분지관(323) 및 실내기관(313)을 통하여 각 실내 열교환기(211, 221, 231, 241)로 보내진다. 그 다음, 냉매는 상기 실내 열교환기(211, 221, 231, 241)에서 응축된 후에 상기 실내 팽창기구(213, 223, 233, 242)를 팽창없이 통과한다. 그 다음, 냉매는 상기 각 실내액관(333)을 통하여 상기 액 파이프(33)로 유동된다. 상기 액 파이프(33)로 유동된 냉매는 상기 액관(331)을 따라 유동하고, 상기 실외 팽창기구(150)에 의해서 팽창된 후에 상기 실외 열교환기(130)로 유동된다. 그 다음, 냉매는 상기 실외 열교환기(130)를 통과하면서 증발된 후에 상기 각 사방밸브(121, 122)를 지나 상기 어큐물레이터(135)로 유입된다. 상기 어큐물레이터(135)로 유입된 냉매 중 기상 냉매가 상기 압축유닛(110)으로 유입된다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 운전 시의 냉매 흐름을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하여, 냉방 운전에 대해서 설명하기로 한다.

한편, 상기 공기조화기가 냉방 운전되면, 즉, 하나 이상의 실내기가 냉방 운전되면(일 례로 4개의 실내기가 난방 운전되는 것으로 설명함), 상기 압축 유닛(110)이 작동한다. 이 때, 상기 고압밸브(324)는 닫히고, 상기 저압밸브(314)는 개방된다. 그리고, 상기 고압기관(321)에 구비된 제2밸브(325)는 닫힐 수 있다.

상기 압축유닛(110)에 토출된 고온 고압의 냉매는 사방밸브(121, 122)의 유로조절에 의해서 상기 열교환기 연결배관(123, 124)를 따라 상기 실외 열교환기(130)로 유동한다. 그 다음 냉매는 상기 실외 열교환기(130)를 통과하면서 응축된 후에 상기 실외 팽창기구(150)를 팽창없이 통과한다. 상기 실외 팽창기구(150)를 통과한 냉매는 액관(331)을 따라 상기 액 파이프(33)로 유동한다. 상기 액 파이프(33)로 유동한 냉매는 상기 각 실내액관(313)을 지나 상기 각 실내 팽창기구(213, 223, 233, 243)를 유동하면서 팽창된다. 그 다음 팽창된 냉매는 상기 각 실내 열교환기(211, 221, 231, 241)를 통과하면서 증발된다. 그리고, 증발된 냉매는 실내기관(313)을 따라서 저압가스 파이프(31)로 유동한다. 상기 저압가스 파이프(31)로 유동한 냉매는 상기 저압기관(311)을 따라 상기 제2연결배관(134)으로 유동한다. 그 다음 냉매는 상기 어큐물레이터(135)로 유입된다. 상기 어큐물레이터로 유입된 냉매 중 기상 냉매가 상기 압축유닛(110)으로 유입된다.

도 3은 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어블럭도이다.

도 2를 참조하면, 상기 공기 조화기는, 실외 온도를 감지하기 위한 실외온도센서(17)와, 압력을 감지하기 위한 제1압력센서(18) 및 제2압력센서(19)와, 상기 각 센서(17, 18, 19)에서 감지된 정보에 기초하여 적어도 상기 실외기(10)를 제어할 수 있는 제어부(16)를 포함한다.

상세히, 상기 각 센서(17, 18, 19)는 상기 실외기(10)에 구비될 수 있다. 상기 제1압력센서(18)는 상기 압축 유닛(110)의 출구 측 압력을 감지할 수 있다. 상기 제2압력센서(19)는 상기 압축 유닛(110)의 입구 측 압력을 감지할 수 있다.

상기 제어부(16)는 상기 각 실내기(21, 22, 23, 24)에 설치된 실내기 제어부와, 상기 실외기(10)에 설치된 실외기 제어부로 구성되는 것도 가능하고, 실외기(10)에 설치된 제어부일 수 있다.

도 4는 공기조화기가 냉방운전될 때의 실외기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 실외 열교환기의 절환 조건이 만족된 상태에서의 냉매 흐름을 보여주는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 냉방 운전 명령에 의해서 하나의 이상의 실내기(21)가 냉방 운전된다(S1). 도 1에서는 일 예로 하나의 실내기(제1실내기: 21)가 냉방 운전하는 경우에 대해서 설명하기로 한다. 상기 제1실내기(21)가 냉방운전되면, 제1실내 열교환기(21)는 증발기로 작용하고, 상기 실외열교환기(다수의 열교환부)는 응축기로 작용한다.

상기 제1실내기(21)가 냉방 운전되는 중에, 실외 온도가 기준온도 이하가 되는지 여부가 판단된다(S2). 이 때, 상기 기준온도는 일 례로 15℃일 수 있다. 본 명세서에서 상기 기준온도는 제한되지 않고 가변될 수 있음을 밝혀둔다. 그리고, 상기 기준온도는 운전되는 실내기의 대수 또는 용량에 따라 다르게 설정될 수 있다.

단계 S2에서 판단 결과, 상기 실외 온도가 기준온도 이하가 되었다고 판단되면, 다음으로, 실외 열교환기(130)의 절환 조건이 만족되었는지 여부가 판단된다(S3). 상세히, 상기 실외 열교환기(130)의 절환 조건이 만족되는 경우는, 상기 압축 유닛(110)의 고압(토출 측 압력)이 기준압력 이하가 되거나, 상기 압축 유닛(110)의 압축비가 기준 압축비 이하가 되는 경우이다. 상기 압축 유닛(110)의 고압은 상기 제1압력센서(18)에 의해서 감지될 수 있고, 상기 압축비는 상기 제1압력센서(18)와 제2압력센서(19)에서 감지된 압력값에 의해서 판단될 수 있다.

상기 실외 열교환기(130)의 절환 조건이 만족되는 경우는, 일 례로, 하나의 실내기 만이 작동하는 경우(작동하는 실내기의 부하가 기준 부하 보다 작은 경우)나, 둘 이상의 실내기가 작동하여도, 실내기의 냉방 부하가 기준 부하 보다 작은 경우 일 수 있다. 이 경우에는 실외 열교환기(130)의 응축 용량(실내기의 냉방 운전 시 실외 열교환기는 응축기로 작용함)이 작동하는 실내기의 실내 열교환기(증발기로 작용함)의 증발 용량 보다 크기 때문에, 응축 용량과 증발 용량이 불균형을 이루게 되어 연속 냉방 운전이 어렵고 냉방 성능이 저하되는 문제가 있다.

이는 특히 실외 온도가 상기 기준 온도 이하인 경우에 더욱 문제가 된다. 즉, 실내기의 냉방 운전 시, 실외 온도가 낮아지면, 응축량이 증가되기 때문에 응축기(실외 열교환기)의 출구 온도가 낮아진다. 상기 응축기의 출구온도가 낮아지면, 증발온도(실내 열교환기)가 낮아지게 된다. 증발 온도가 낮아지면, 실내열교환기의 배관의 결빙이 발생할 수 있게 되어 냉방 성능이 저하될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 실외 온도가 기준 온도 이하인 지를 먼저 판단한 후에 상기 실외 열교환기(130)의 절환 조건을 만족하는 지 여부를 판단한다. 일 례로, 실외 온도가 기준 온도 이하인 경우에 실내기가 냉방 운전되는 룸은, 온도를 설정 온도 이하로 유지시켜야 하는 특정 룸(일 례로 전산실 등) 등일 수 있다.

단계 S3에서 판단 결과, 상기 실외 열교환기(130)의 절환 조건이 만족된 경우에는, 응축기로 작용하는 다수의 열교환부(131, 132) 중 일부(일 례로 제2열교환부: 132)가 증발기의 유로 상태로 절환된다.

본 명세서에서는, 제1열교환부(131) 및 제2열교환부(132) 중 제2열교환부(132)가 절환되는 것을 가정하여 설명하기로 한다.

상기 실외 열교환기(130)의 절환 조건이 만족된 경우, 상기 제2사방밸브(122)에 의해서 유로가 절환된다. 상세히, 상기 제2열교환부(132)와 연결된 제2열교환기 연결배관(124)이 상기 제 2 연결배관(134)과 연통된다. 그리고, 상기 제 2 실외 팽창밸브(152)의 개도가 0이된다. 즉, 상기 제 2 실외 팽창밸브(152)가 완전하게 닫히게 된다. 이 때, 상기 실외 팬 모터 어셈블리가 다수의 팬을 포함하는 경우에는 상기 제2열교환부에 대응되는 실외 팬이 정지되거나 회전속도(RPM)가 줄어들 수 있다.

그러면, 상기 압축유닛(110)에서 토출된 고온 고압의 냉매는 더이상 상기 제2열교환부(132)로 유입되지 못하게 된다. 즉, 상기 제2열교환부(132)는 증발기의 유로 상태로 절환되나 실제로는 증발기로 작용하지는 못한다.

따라서, 상기 제1열교환부(131) 만이 응축기로 작용하므로, 응축량이 줄어들게 되어 증발온도가 떨어지는 것이 최소화된다.

그리고, 상기 제2열교환부(132)와 상기 제2연결배관(134)이 연통되므로, 상기 제2열교환부(132) 내의 냉매가 상기 제2연결배관(134)으로 유동하게 되고, 상기 어큐물레이터(135)를 유동한 후에 상기 압축유닛(110)으로 유입된다. 따라서, 상기 제2열교환부(132)에 냉매가 정체되어 있는 것이 방지되므로, 순환되는 냉매량이 부족해지는 것이 방지된다.

상기 제2열교환부(132)가 절환된 후에는 단계 S2로 복귀하게 된다. 만약, 실외 온도가 기준 온도를 초과하거나, 실외 온도가 기준 온도 이하이더라도 실내기의 냉방 부하가 기준 부하를 초과하는 경우에는 상기 제2열교환부(132)는 원래의 상태로 복귀하게 된다. 즉, 상기 제2열교환부(132)는 응축기 상태로 다시 절환되고, 실제로 응축기로 작용하게 된다.

본 발명에 의하면, 실외 온도가 기준 온도가 이하가 되는 상태에서 실내기의 냉방 부하가 기준 부하 이하가 되는 경우에 다수의 열교환부의 일부를 증발기 상태로 절환시킴으로써, 응축 용량과 증발 용량의 불균형이 해소되고, 증발온도가 떨어지는 것이 방지되어 냉방 성능이 유지되며, 연속 냉방이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 실시 예의 경우, 실외 온도가 최소 온도 이하인 경우, 상기 실내 열교환기의 배관의 결빙을 방지하기 위하여 상기 실내 열교환기가 일정 시간 오프된 후에 온되도록 제어될 수 있다. 이 때, 다수의 열교환부 중 일부가 증발기의 유로 상태로 절환하게 되면, 상기 응축량이 줄어들어 다수의 열교환부 전부가 응축기로 작용할 때에 비하여 상기 실내 열교환기의 증발 온도가 높아지게 된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 상기 최소 온도의 기준을 더 낮출 수 있게 된다. 이는 결과적으로, 냉방 운전할 수 있는 온도 영역이 증가되는 것으로 이해될 수 있다.

도 6은 공기조화기가 난방 운전될 때의 실외기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 실외 열교환기의 제상이 수행될 때의 냉매 흐름을 보여주는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 난방 운전 명령에 의해서 공기조화기가 난방 운전된다(S11)(하나 이상의 실내기가 난방 운전됨). 도 7에서는 일 례로 다수의 실내기가 난방 운전하는 경우에 대해서 설명하기로 한다. 상기 다수의 실내기(21, 22, 23, 24)가 난방 운전되면, 실내 열교환기(211, 221, 231, 232)는 응축기로 작용하고, 상기 실외 열교환기(다수의 열교환부)는 증발기로 작용한다.

상기 공기조화기가 난방 운전되는 중에는 상기 제어부(16)에서 제상 운전 조건이 만족되었는지 여부가 판단된다(S12). 본 명세서에서, 상기 제상 운전 조건의 만족 여부는 일 례로 상기 실외 열교환기의 출구 배관 온도와 실외 온도의 비교에 의해서 판단될 수 있다.

본 명세서에서 상기 제상 운전 조건 만족 여부 판단은 설명되는 방법 외에 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 상기 제상 운전 조건 만족 여부 판단을 위한 방법에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

단계 S12에서 판단 결과, 제상 운전 조건이 만족된 경우 상기 공기조화기는 제상 운전 모드로 작동하게 된다. 상세히, 상기 다수의 열교환부(131, 132)가 순차적으로 제상운전될 수 있다(S13). 즉, 어느 한 열교환부가 제상을 수행하고, 나머지 열교환부는 난방 운전(증발기로 작용함) 된다. 어느 한 열교환부의 제상 운전이 완료되면, 그 다음 순서의 열교환부가 제상을 수행한다. 본 실시 예에서 상기 다수의 열교환부의 제상 순서는 미리 설정되어 있거나, 각 열교환부의 출구 냉매 온도를 비교하여 온도가 낮은 열교환부부터 순차적으로 제상을 수행할 수 있다. 이 때, 도시되지는 않았으나, 상기 실외기에는 상기 각 열교환부의 출구 냉매 온도를 감지하기 위한 다수의 온도 센서가 구비된다.

일 례로, 제2열교환부가 우선 순위로 정해져 있거나, 제2열교환부의 출구 냉매 온도가 제1열교환부의 출구 냉매 온도 보다 낮은 경우, 상기 제2열교환부가 먼저 제상을 수행한다.

제상 운전 조건이 만족되면, 상기 제2사방밸브(122)에 의해서 유로가 절환되어 상기 제2열교환부(132)가 응축기의 유로 상태로 절환되어 응축기로 작용한다. 즉, 상기 압축유닛(110)에서 토출된 냉매가 상기 제2사방밸브(122)를 지나 상기 제2열교환부(132)로 유입된다. 그리고, 상기 제 2 실외 팽창밸브(152)를 팽창 없이 통과한 후에, 상기 액관(331)을 따라 유동하는 냉매와 합류되어 상기 제 1 실외 팽창밸브(151)에 의해서 팽창된다.

한편, 상기 제2열교환부(132)의 제상이 완료되면, 상기 제2열교환부(132)는 상기 제2사방밸브(122)의 유로 절환에 의해서 증발기로 절환된다. 그리고, 상기 제1열교환부(131)가 응축기로 절환되어 제상을 수행한다.

그리고, 상기 제1열교환부(131)의 제상이 종료되면(S14), 상기 제1열교환부(131)가 증발기로 절환되어, 단계 S2로 복귀하게 된다. 즉, 상기 실외 열교환기 전부가 증발기로 작용하게 된다.

본 발명에 의하면, 공기조화기가 제상 운전되는 중에도, 실내기는 난방 작용을 수행하므로, 실내의 연속적인 난방이 이루어질 수 있으며, 실내 쾌적감이 유지될 수 있는 장점이 있다.

본 실시 예에서 제상 운전 조건이 만족되면, 일부 열교환부가 유로 상태가 절환되므로, 상기 제상 운전 조건을 절환 조건이라고도 할 수 있다.

2: 실내기 유닛 10: 실외기
121: 제1사방밸브 122: 제2사방밸브
130: 실외열교환기

Claims

압축기, 제1,2열교환부를 포함하는 실외열교환기, 상기 제1,2열교환부로 유입되는 냉매의 유로를 절환하기 위하여 제어되는 제1,2사방밸브, 상기 제1,2열교환부 각각에 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제1,2팽창밸브 및 상기 제1,2열교환부의 일측에 구비되어 공기유동을 발생시키는 실외팬이 포함되는 실외기;
상기 실외기에 연결되는 다수의 실내기; 및
상기 실외기를 제어하는 제어부가 포함되며,
상기 다수의 실내기 중 하나 이상의 실내기가 냉방 운전되는 중에 실외온도가 설정온도 이하로 내려가는 절환조건이 만족되면,
상기 제어부는,
상기 제2사방밸브를 절환하여, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 상기 제2열교환부로의 유동이 차단되고,
상기 제2팽창밸브를 닫아, 제2열교환부의 냉매를 상기 압축기의 출구측으로 가이드 하고,
상기 실외팬의 회전속도를 감소시키는 제어를 수행하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 절환조건의 만족여부는, 압축기의 압축비가 기준 압축비 이하가 되거나, 토출 압력이 기준 압력 이하가 되는 것이 더 포함되는 공기조화기.
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