KR20060028629A - 다실형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

냉난방 동시운전을 행할 때, 난방 실내기측의 냉난방전환유닛으로부터 유출하는 액냉매가 과잉으로 실외기측으로 유입하는 것을 방지하고, 액냉매를 필요로 하는 냉방 실내기측의 냉난방전환유닛에의 액냉매의 유입량을 확보한다.

본 발명의 다실형 공기조화기는, 실외기(32)와, 복수개의 실내기(33)와, 각 실내기에의 냉매의 흐름방향을 전환하는 냉난방전환유닛(34)을 구비한다. 실외기와 냉난방전환유닛을, 고압가스관(36), 저압가스관(37) 및 액관(38)으로 접속함과 동시에, 냉난방전환유닛과 실내기를, 가스관 및 액관으로 접속함으로써, 냉난방 동시운전이 가능한 냉동 사이클을 실현한다. 냉난방 동시운전을 행할 때, 압축기(41)로부터 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 난방운전측의 실내기로부터 실외열교환기와 냉방 운전측의 실내기로 액관분기부(38a)를 통해 각각 분기되는 액관 중 실외열교환기측의 액관으로 바이패스한다.

Description

다실형 공기조화기{Multi-room type air conditioner}

도1은, 발명의 제1 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도2는, 본 발명의 제1 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 냉난방 동시운전시이며 난방 주체운전시의 냉매의 흐름을 도시하는 도면이다.

도3은, 본 발명의 제1 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 작용을 설명하는 도면이다.

도4는, 본 발명의 제1 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 변형예를 도시하는 부분확대도이다.

도5는, 본 발명의 제2 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도6은, 본 발명의 제3 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도7은, 본 발명의 제4 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도8은, 본 발명의 제5 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도9는, 본 발명의 제6 실시 형태에서의 다실형 공기조화기의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도10은, 종래의 공기조화장치를 도시하는 도면이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

32:실외기 33:실내기

34:냉난방전환유닛 36:제1 배관(고압가스관)

37:제2 배관(저압가스관) 38:제3 배관(액관)

38a:분기부(액관분기부) 41:압축기

42:사방밸브 43:실내열교환기

44:실외팽창밸브 51:실내팽창밸브

52:실내열교환기 60:바이패스관

61:개폐밸브 62:유량조정부재

71a, 7lb:개폐밸브 72:접속관

73:역지밸브

이러한 종류의 다실형 공기조화기로서, 예를 들어, 특허문헌 1에, 실외기와, 복수개의 실내기를 구비하고, 그들 실외기 및 복수개의 실내기를 고압가스, 저압가스관 및 중간압액관의 3개의 배관에 접속하여, 냉난방 동시운전이 가능한 냉동 사 이클을 실현하는 다실형 공기조화기가 제안되고 있다.

즉, 특허문헌 1에 기재된 다실 공기조화기는, 도10에 도시한 바와 같이, 실외기(1), 복수개의 실내기(10), 및 그들 실외기(1)와 실내기(10) 사이에 개재되는 냉난방전환유닛(13)을 구비한다. 실외기(1)는, 압축기(2), 사방밸브(3), 실외팽창밸브(4) 및 실외열교환기(5) 등에 의해 구성된다. 실외기(1)에는, 제1, 제2, 제3 배관(7,8,9)이 각각 접속되어 있다.

한편, 실내기(10)(10a, 10b)는, 복수개(도면에서는 2개) 마련되고, 그들 실내기(10)(10a, 10b)는, 실내열교환기(11) 및 팽창밸브(12) 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 실내기(10)(10a, 10b)는, 사이에 냉난방전환유닛(13) 및 상기 제1, 제2, 제3 배관(7,8,9)을 통해 실외기(1)와 접속되어 있다.

이렇게 구성된 공기조화장치에 있어서는, 상기 복수개의 실내기(10) 중 어느 한 쪽에서 냉방운전을 행함과 동시에, 나머지 실내기(10)에서 난방운전을 행하는, 이른바 냉난방 동시운전이 가능하다. 예를 들어, 도면에서 화살표는, 냉난방 동시운전이며,또한, 전체 시스템으로서 난방 부하 쪽이 큰 경우의 냉매흐름을 도시하고 있다.

이 경우의 운전을 설명하면, 압축기(2)로부터 토출된 냉매는, 고압가스의 상태에서 제2 배관(8)에 이르고, 거기서 냉난방전환유닛(13)의 개방상태의 밸브(13a)를 거쳐, 한 쪽의 실내기(10a)에 이른다. 여기서, 실내열교환기(11)에 의해 실내의 공기와 열교환되어 실내를 가온한다. 그 때, 냉매는 응축되어 중간압의 액상태가 되어, 제3 배관(9)으로 흐른다. 이 중간압의 액상태의 냉매 일부는, 제3 배관(9)으 로부터 분기된 분기관(9a)을 통해 다른 쪽의 실내기(10b)에 이른다. 여기서는, 실외팽창밸브(12)에 의해 감압된 후, 실내열교환기(11)에서 증발하여 실내를 냉방한다. 그 후, 실내열교환기(11)를 경과한 냉매는, 저압가스의 상태가 되어, 냉난방전환유닛(13)의 개방상태의 밸브(13b)를 경과하여 제1의 배관(7)을 통해 실외기(1)에 이른다.

한편, 상기 제3 배관(9)을 흐르는 중간압의 액상 냉매의 나머지는, 이 실외기(1)에 있어서, 실외팽창밸브(4)에 의해 감압되어 실외열교환기(5)를 통과할 때 열교환되고, 거기서 사방밸브(3)를 경과하여, 상기 다른 쪽의 실내기(10b)로부터 제1 배관(7)으로 유입하는 상기 저압가스의 냉매와 합류하여 압축기(2)의 흡입구에 이른다.

그리고, 상기 다실 공기조화기에서는, 제3 배관(9) 내의 액냉매의 압력을 검지하는 액관압력검지수단(25), 및 이 액관압력검지수단(25)의 검지값을 입력하여 실외팽창밸브(4)의 밸브 개도를 목표값으로 제어하는 실외팽창밸브제어수단(26)을 구비하고, 제3 배관(9)을 흐르는 액냉매의 압력이 상승했을 경우에 실외팽창밸브(4)를 열고, 반대로 액냉매의 압력이 저하했을 경우에 실외팽창밸브(4)를 조르도록 제어함으로써, 제3 배관(9) 내의 액냉매의 압력을 소정범위내로 유지하고, 이에 의해, 제3 배관(9)을 흐르는 중간압액냉매의 실외기측과 다른 쪽의 실내기측과의 분류량을 적정하게 유지하는 제어를 행하고 있다.

[특허문헌1]특허 제3356485호 공보(도1)

그러나, 상기 공보에 기재된 기술에서는, 다음과 같은 과제가 있었다.

제3 배관(9) 내를 흐르는 액냉매의 압력을 검지하는 액관압력검지수단(26)으로서, 압력센서나 온도센서 등의 센서가 필요하게 된다.

실외팽창밸브(4)가 난방회로를 형성하도록 설정되었을 때, 실외팽창밸브(4)의 밸브 개도는, 그 하류측에 있는 실외열교환기(5)를 통과하는 기액2상냉매 중 액냉매를 모두 기화시키도록 제어되는 것이 일반적이지만, 실외팽창밸브(4)의 밸브 개도가, 다른 요소인 액관압력검지수단(25)의 검출값에 기초하여 제어되기 때문에, 실외열교환기(5)의 과열도 제어가 어려워져, 그 결과, 성능·신뢰성이 저하된다.

또한, 실외팽창밸브(4)의 실외열교환기(5)와는 반대측에 리시버 탱크가 배치될 경우, 실외팽창밸브(4)를 지나치게 조르면, 상기 실외팽창밸브에 의해 냉매가 막히게 되어 리시버 탱크에 액냉매가 고이고, 그 결과, 시스템을 순환하는 냉매량이 부족하게 되어, 흡입 압력의 저하나 토출온도의 상승에 따른 압축기의 원활한 작동에 지장을 초래하고, 시스템의 신뢰성저하를 초래하고, 시스템 전체로서의 능력을 발휘할 수 없게 되는 과제가 있었다.

이 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액관 내를 흐르는 액냉매의 압력을 검지하기 위한 센서 등이 불필요하게 되어, 운전의 신뢰성이 손상되는 일이 없고, 또한, 리시버 탱크를 구비한 경우에도 시스템을 순환하는 냉매량 부족이 발생하지 않는 다실형 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다실형 공기조화기는, 압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 실외팽창밸브를 갖는 실외기와, 실내팽창밸브, 실내열교환기를 갖는 복수개의 실내기와, 상기 각 실내기에의 냉매의 흐름 방향을 전환하는 냉난방전환유닛을 구비하고, 상기 실외기와 상기 냉난방전환유닛을, 고압가스관, 저압가스관 및 액관으로 접속함과 동시에, 상기 냉난방전환유닛과 상기 실내기를, 가스관 및 액관으로 접속함으로써 냉난방 동시운전이 가능한 냉동사이클을 실현하는 다실형 공기조화기이며, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압 가스의 일부를, 난방 운전측의 실내기로부터 실외열교환기와 냉방운전측의 실내기로 액관분기부를 통해 각각 분기되는 상기 액관 중 실외열교환기측의 액관으로 바이패스하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 이 발명의 다실형 공기조화기에 의하면, 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 압축기로부터 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 난방 운전측의 실내기로부터 실외열교환기와 냉방운전측의 실내기로 액관분기부를 통해 각각 분기되는 액관 중 실외열교환기측의 액관으로 바이패스하기 때문에, 고압가스가 흘러 들어오는 실외열교환기측의 액관 내의 압력이 상승하고, 실외열교환기측의 액관 내로 흘러 들어오는 액냉매의 유량이 감소한다. 그 만큼, 난방운전측의 실내기로부터 냉방운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매의 유량이 늘어, 결과적으로, 종래기술에서 설명한 바와 같은 냉매관 내의 압력을 검출하는 압력센서를 사용하는 일 없이, 냉방 운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매량을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 상기 액관분기부와 상기 액관분기부보다 실외열교환기측에 마련되는 리시버 탱크 사이의 액관으로 바이패스하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 난방운전측의 실내기로부터 실외열교환기측으로 액냉매가 흐를 때, 상기 액매의 흐름을 기준으로 한 리시버 탱크보다 상류측으로 고압가스가 흘러 들어가게 되어, 그 결과, 실외열교환기측으로 흐르는 액냉매는, 리시버 탱크로 흐르기 직전에 고압가스에 접촉하게 된다. 그렇기 때문에, 액냉매의 일부는, 리시버 탱크에 이르기 전에 고압가스에 의해 냉방운전측의 실내기로 되돌려지게 되어, 그 결과, 리시버 탱크를 갖는 경우에도, 리시버 탱크에 액냉매가 고이게 되어, 시스템을 순환하는 냉매량이 부족하게 되는 사태가 초래되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스할 때, 상기 액관 내를 흐르는 냉매의 흐름에 대향시켜서 바이패스하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 고압가스의 흐름이, 난방운전측의 실내기로부터 실외열교환기측으로 흐르려고 하는 액냉매를, 역방향, 즉 냉방운전측의 실내기로 되돌리도록 적극적으로 작용한다.

그렇기 때문에, 고압가스 바이패스량이 적은 경우에도, 난방운전측의 실내기로부터 냉방운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매량을 보다 많이 확보할 수 있 다.

또한, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스하는 바이패스관에 유량조정부재를 개재하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 유량조정부재를 통해, 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 적정한 값이 되도록 설정할 수 있고, 나아가, 난방운전측의 실내기로부터 냉방운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매유량을 적정한 값이 되도록 설정할 수 있어, 효율성 있게 운전할 수 있다.

또한, 상기 유량조정부재가, 상기 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 가변하는 가변형인 것이 바람직하다.

이에 의해, 해당 다실형 공기조화기의 운전상황에 따라, 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 변화시킬 수 있어, 보다 효율성 있게 운전할 수 있다.

또한, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스할 때, 상기 복수개의 실내기의 냉난방운전비율에 따라, 상기 가변형 유량조정부재로, 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 제어하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 복수개의 실내기의 냉난방운전비율에 따라서 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 제어할 수 있고, 고압가스의 바이패스량을 때에 따라 필 요로 되는 양으로 조정할 수 있고, 보다 호적한 공기조화제어가 가능해지고, 나아가, 효율성 있게 운전할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 각 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

도1∼도4는 본 발명의 제1 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도1은, 본 발명의 실시형태에 따른 다실형 공기조화기의 구성을 설명하는 회로도이다.

도면에 도시하는 바와 같이, 이 다실형 공기조화기(31)는, 실외기(32)와, 복수개(여기서는 5개)의 실내기(33)와, 그들 복수개의 실내기(33)에의 냉매 흐름방향을 각각 전환하는 냉난방전환유닛(34)을 복수개(여기서는 2개) 구비한다. 또한, 실외기(32)와 냉난방전환유닛(34)은, 제1 배관(36), 제2 배관(37) 및 제3 배관(38)의 3개의 배관으로 접속되고, 또한, 냉난방전환유닛과 실내기는, 제1, 제2 배관(36,37)이 합류 또는 분기하는 배관과 상기 제3 배관(38)으로 접속되어 있다.

여기서, 제1 배관(36), 제2 배관(37), 제3 배관(38)은, 이 다실형 공기조화기(31)가 냉난 동시운전이며, 상기 실외측 사방밸브(42)가 난방회로를 형성하도록 설정될 때, 순서대로, 고압가스관, 저압가스관, 중간압액관으로서 기능하는 것이며, 이하, 이들 배관(36,37,38)을 각각 고압가스관, 저압가스관, 액관이라고 부르기도 한다.

실외기(32)는, 압축기(41), 사방밸브(42), 실외열교환기(43), 실외팽창밸브 (44), 리시버 탱크(45), 및 어큐뮬레이터(46)를 구비한다. 사방밸브(42)는 4개의 포트를 갖고 있으며, 그들 중 제1 포트(42a)는 압축기(41)의 토출측에 오일 세퍼레이터(47)를 통해 접속되고, 제2 포트(42b)는 상기 실외열교환기(43), 실외팽창밸브(44), 및 리시버 탱크(45)를 통해 액관(38)에 접속되고, 제3 포트(42c)는 압축기(41)의 흡입구에 연결되는 저압가스관(37)에 접속되고, 제4 포트(42d)는 역지밸브(58)를 통해 고압가스관(36)에 접속되어 있다.

여기서, 본 실시형태에서의 실외열교환기(43)는, 복수개(도면에서는 2기)로 분할된 열교환기가 서로 병렬로 접속된 구성으로 되어 있다. 단, 이렇게 분할될 필요는 없고, 단일한 열교환기를 사용해도 좋다. 또한, 이 실외기(32)의 상기 실외팽창밸브(44)로서는 전자팽창밸브 등의 개도조정이 가능한 것이 사용되고, 실외열교환기(43)와 상기 리시버 탱크(45) 사이에는, 전자밸브 등으로 이루어진 개폐밸브(48a)와 역지밸브(48b)가 서로 직렬로 실외팽창밸브(44)와 병렬로 접속되어 있고, 실외기(32)가 냉방회로를 형성하여 운전할 때 등에는 실외열교환기(43)로부터 나온 액냉매가 이들 개폐밸브(48a) 및 역지밸브(48b)를 거쳐 실외팽창밸브(44)를 바이패스하도록, 또한, 난방운전시 혹은 냉난방 동시운전이며 냉방 주체운전시에는, 이 바이패스가 폐지되어 냉매가 실외팽창밸브(44)를 통과하도록 되어 있다. 나아가, 사방밸브(42)와 실외열교환기(43)를 접속하는 배관에는 분기부(49)가 마련되고, 이 분기부(49)로부터 연장되어 고압가스관(36)에 접속되는 바이패스관(50)에는, 전자밸브 등으로 이루어지는 개폐밸브(50a)와 역지밸브(50b)가 개재된다.

한편, 실내기(33)는, 실내팽창밸브(51), 실내열교환기(52)를 구비한다.

상기 제1 고압가스관(36), 저압가스관(37), 및 액관(38)은 냉난방전환유닛(34)에 접속되기 전에 분기되어져 있다. 분기된 액관(38)은, 각각 서로 병렬로 개재된 개폐밸브(53) 및 팽창밸브(54)를 통해 더 분기되어져, 실내기(33)의 실내팽장밸브(51)에 접속되어 있다. 또한, 고압가스관(36) 및 저압가스관(37)의 분기된 배관은, 각 실내기(33)에 대응하도록 분기되고, 그들 분기된 고압가스관 및 저압가스관은, 냉난방전환유닛(34)의 전환밸브로서의 개폐밸브(55,56)를 통과한 후, 서로 합류하여 실내기(33)의 상기 실내열교환기(52)에 접속된다. 또한, 분기된 고압가스관(36) 및 저압가스관(37)은, 개폐밸브(55,56)보다도 실외기(32)측의 냉난방전환유닛(34) 내에서 개폐밸브(57) 및 캐필러리 튜브(58)를 통해 서로 접속되어 있다. 한편, 이들 개폐밸브(53,57)는 전폐 가능한 압력을 감압기구이면 되고, 예를 들어, 전폐 가능한 전자팽창밸브(전동팽창밸브) 등이어도 좋다.

또한, 액관(38)의 분기부(38a)보다도 실외기(32)측에 위치하는 액관(38)과 고압가스관(36) 사이에는 바이패스관(60)이 마련되고, 바이패스관(60)에는 개폐밸브(61)와 유량조정부재(62)가 직렬로 개재되어 있다. 유량조정부재(62)로서는, 관로에 유로저항을 부여하는 것이면 되고, 예를 들어, 캐필러리 튜브, 혹은 유로저항을 전환하여 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 유량을 가변하는 전동팽창밸브 등의 가변형 밸브가 이용된다.

다음에, 상기 구성의 다실형 공기조화기(31)의 작용에 대해 설명한다.

상기 다실형 공기조화기(31)에 의해 냉난방 동시운전을 행하는 경우이며, 또한, 도1에 도시한 바와 같이, 복수개의 실내기(33) 중 2개가 냉방운전됨과 동시에, 나머지 실내기(33) 중 2개가 난방운전되고, 또한, 냉방부하보다도 난방부하 쪽이 큰, 이른바 난방주체운전의 경우에는, 사방밸브(42)의 제1 포트(42a)와 제4 포트(42d)가 접속됨과 동시에, 제2 포트(42b)와 제3 포트(42c)가 접속된다.

상기 난방주체운전시에는, 상기 바이패스관(50)의 개폐밸브(50a)가 닫혀진다. 또한, 냉난방전환유닛(34)에서는, 난방운전되는 실내기(33)에서, 고압가스관(36)측의 개폐밸브(55)가 열림과 동시에 저압가스관(37)측의 개폐밸브(56)가 닫혀지고, 반대로, 냉방운전되는 실내기(33)에서, 고압가스관(36)측의 개폐밸브(55)가 닫혀짐과 동시에 저압가스관(37)측의 개폐밸브(56)가 열린다.

이 난방주체운전시에는, 압축기(41)로부터 토출된 냉매는, 도2의 화살표로 도시하는 바와 같이, 사방밸브(42)의 제1, 제4 포트(42a,42d)를 거쳐 역지밸브(58)를 통해 고압가스관(36)에 공급되고, 또한, 냉난방전환유닛(34)의 개폐밸브(55)로부터 난방운전하는 실내기(33)의 실내열교환기(52)에 공급되어 응축함으로써 실내를 난방하고, 팽창밸브(54)를 통해 액관(38)으로 보내진다. 여기서, 이 액관(38)으로 보내진 냉매의 일부는, 분기부(38a)로부터 냉방측의 실내기(33)에 공급되고, 실내팽창밸브(51)를 통과한 후, 실내열교환기(52)에서 증발함으로써 실내의 냉방에 사용되고, 나아가, 이 실내열교환기(52)에 접속된 저압가스관(37)을 통해, 실외기(32)의 어큐뮬레이터(46)를 경과하여 압축기(42)의 흡입측으로 순환된다. 또한, 액관(38)으로 보내져 분기부(38a)로부터 분기된 나머지 액냉매도 실외기(32)측으로 되돌려져, 리시버 탱크(45), 실외팽창밸브(44)를 거쳐 실외열교환기(43)에 의해 증발하고, 나아가, 사방밸브(42)의 제2, 제3 포트(42b,42c)를 거쳐 저압가스관(37)으 로부터 어큐뮬레이터를 통해 압축기(41)로 순환된다.

한편, 냉난방 동시운전을 행하는 경우이며, 난방부하보다도 냉방부하 쪽이 큰, 이른바 냉방 주체운전의 경우에는, 실외기(32)측에서 상기와 같이 사방밸브(42)의 제1, 제2 포트(42a,42ｂ)와 제3, 제4 포트(42c,42ｄ)가 각각 접속됨과 동시에, 상기 바이패스관(50)의 개폐밸브(50a)가 열리고, 또한, 실내기(33)측에서는 냉난전환유닛(34)에서, 냉방운전되는 실내기(33)의 고압가스관(36)측의 개폐밸브(55)가 닫혀짐과 동시에 저압가스관(33)측의 개폐밸브(56)가 열려지고, 반대로, 난방운전되는 실내기(33)의 고압가스관(36)측의 개폐밸브(55)가 열림과 동시에 저압가스관(37)측의 개폐밸브(56)가 닫혀진다.

따라서, 압축기(41)로부터 토출된 냉매는, 사방밸브(42)의 제1, 제2 포트(42a),(42b)를 거쳐 실외열교환기(43)에 의해 응축하여 액화하고, 액냉매로서 팽창밸브(44), 리시버 탱크(45)를 통해 액관(38)으로부터 냉방운전하는 실내기(33)측에 공급되어, 실내팽창밸브(51)에서 감압되어 실내열교환기(52)에서 증발함으로써 실내를 냉방하고, 나아가, 저압가스로서 냉난방전환유닛(34)의 개폐밸브(56)를 통해 저압가스관(37)으로부터 어큐뮬레이터(46)를 거쳐 압축기(41)의 흡입측으로 순환된다. 또한, 압축기(41)로부터 토출되어 사방밸브(42)를 거친 냉매의 일부는, 개폐밸브(50a)가 열린 바이패스관(50)으로 분기되어 고압가스관(36)으로부터 냉난방전환유닛(34)의 개폐밸브(55)를 통해 난방운전하는 실내기(33)에 공급되어, 그 실내열교환기(52)에서 응축함으로써 실내를 난방하고, 나아가, 응축되어 액화된 냉매가 팽창밸브(54)를 통해 액관(38)으로 공급되어, 상기 실외열교환기(43)를 거쳐 액관 (38)으로 흘러 들어가는 상기 액상의 냉매와 합류하여, 냉방운전하는 실내기(33)에 공급된 후, 저압가스관(37)으로부터 압축기(41)로 순환된다.

또한, 복수개의 실내기(33) 사이에서의 냉방운전과 난방운전이 동등한 운전용량으로 행해질 때 등, 균형잡힌 냉난방 부하에 의해 운전을 행할 경우에는, 예를 들어, 실외기온이 낮을 경우는, 실외기(32)측에서는 사방밸브(42)의 제1∼제4 포트(42a∼42d)의 접속은 난방 주체운전시와 동일하게 하여 바이패스관(50)의 개폐밸브(50a)를 닫아 두고, 실내기(33)측에서는 그 냉난방 운전에 맞추어 상기 냉난방 주체운전시와 동일하게 개폐밸브(55,56)를 각각 개폐한다. 이 경우, 압축기(41)로부터 토출된 냉매는, 사방밸브(42)의 제1, 제4 포트(42a,42d)를 거쳐 고압가스관(36), 냉난방전환유닛(34)을 통해, 우선 난방운전을 행하는 실내기(33)에 공급되어 응축함으로써 실내의 난방에 사용되고, 이어서, 냉난방전환유닛(34)에서 액관(38)을 통해 냉방운전을 행하는 실내기(33)에 공급되어 증발함으로써 실내의 냉방에 사용된 후, 저압가스관(37), 어큐뮬레이터(46)를 통해 압축기(41)의 흡입측에 순환된다. 따라서, 이 경우, 사방밸브(42)의 제2 포트(42b)로부터 바이패스관(50) 및 실외열교환기(43), 실외팽창밸브(44), 리시버 탱크(45)를 통한 냉난방전환유닛(34)까지의 액관(38) 부분과, 제3 포트(42c)로부터 저압가스관(37)까지의 사이에는 대부분 냉매는 흐르지 않는다. 또한, 반대로, 실외기온이 높을 경우에는, 냉방 주체운전시와 동일한 접속으로 하여 균형잡힌 운전을 행할 수도 있다. 그리고, 이와 같이 실외기온에 따라서 냉난 어느 한 쪽의 주체운전시와 동일한 접속으로 해두면, 실외기온이 높을 경우에 냉방부하가 늘어나거나, 반대로, 실외기온이 낮을 경우에 난방 부하가 늘어난 경우에도, 사방밸브(42)를 전환하는 일 없이, 신속하게 냉방주체운전 또는 난방주체운전을 이행할 수 있다.

또한, 실내기(33)가 난방운전만 할 경우, 사방밸브(42)를 난방 주체운전시와 동일하게 하고, 바이패스관(50)의 개폐밸브(50a)를 닫아 두고, 냉난방전환유닛(34)의 개폐밸브(55)를 열고, 개폐밸브(56)를 닫는다.

반대로, 모든 실내기(33)가 냉방운전만 할 경우, 실외기(32)측에서는 사방밸브(42)의 포트(42a∼42d)의 접속을 냉방 주체운전시와 동일하게 함과 동시에, 바이패스관(50)의 개폐밸브(50a)를 닫고, 개폐밸브(48a)를 열고, 실내기(33)측에서는 냉난방전환유닛(34)의 개폐밸브(55)를 닫고, 개폐밸브(56)를 연다.

이상과 같이, 상기 구성의 다실형 공기조화기에 따르면, 사방밸브(42)가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 압축기(41)로부터 고압가스관(36)을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 난방운전측의 실내기(33)로부터 실외열교환기(43)와 냉방운전측의 실내기(33)로 분기부(38a)를 통해 각각 분기되는 액관(38) 중 실외열교환기측의 액관(38)에 바이패스관(60)을 통해 바이패스하기 때문에, 고압가스가 흘러 들어오는 실외열교환기(43)측의 액관(38) 내의 압력이 상승하고, 실외열교환기측의 액관(38) 내로 흘러 들어오는 액냉매의 유량이 감소된다. 그 만큼, 난방운전측의 실내기(33)로부터 분기부(38a)를 통해 냉방운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매의 유량이 늘어나고, 결과적으로, 종래기술에서 설명한 바와 같은 냉매관 내의 압력을 검출하는 압력센서를 사용하는 일 없이, 냉방운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매량을 필요량만큼 확보할 수 있다.

또한, 이러한 종류의 다실형 공기조화기에 있어서, 일반적으로는, 사방밸브(42)가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 즉, 난방주체의 냉난방 동시운전을 행할 때, 난방능력은 냉방능력에 비해서 정격능력에 대해 여유가 있다. 그렇기 때문에, 이 상태에서, 난방측의 실내기는 온 오프를 반복하는 단속운전이 되는 경향이 있고, 압축기의 운전 로스, 쾌적성의 악화를 초래할 우려가 있다. 그러나, 상기 구성의 다실형 공기조화기에 의하면, 압축기(44)로부터 고압가스관(36)을 통해 토출되는 고압가스의 일부를 실외열교환기(43)측의 액관(38)으로 바이패스하고 있어, 난방 능력의 일부를 줄이면서, 고압가스의 일부를 액냉매유량 제어용으로 이용하기 때문에, 균형잡힌 난방능력과 냉방능력에 의해 압축기(44)를 보다 효율적으로 운전시킬 수 있고, 동시에, 난방 운전시의 온도제어에 의한 난방측 실내기(33)의 온 오프의 반복을 저감시킬 수 있기 때문에, 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

이에 대해 도3을 참조하여 보충 설명하면, 도3은, 냉난방 동시운전으로 난방 주체운전을 행할 때, 고압가스의 일부를 바이패스관(60)을 통해 실외열교환기측의 액관(38)에 바이패스시켰을 때와 바이패스시키지 않을 때의, 실내기(33)의 냉방능력과 난방능력을 비교한 것이다. 세로축은 냉난방능력비를, 가로축은 운전중의 실내기의 냉난방 총능력에 대한 난방측 실내기의 난방비율을 각각 나타내고 있다. 이 도면으로부터 명백한 바와 같이, 바이패스시켰을 경우에는 바이패스시키지 않을 경우에 비해서 난방능력은 약간 저하되지만, 냉방능력은 훨씬 향상되는 것을 알 수 있다. 즉, 압축기(44)를 보다 효율적으로 운전시키고 있는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 구성의 다실형 공기조화기에 있어서는, 고압 가스의 일부를 실외열교환기측의 액관(38)에 바이패스시킬 때, 액관(38)의 분기부(38a)와 이 분기부보다 실외열교환기측에 마련되는 리시버 탱크(45) 사이의 중간압액관에 바이패스시키고 있기 때문에, 분기부(38a)를 통해, 난방운전측의 실내기(33)로부터 실외열교환기측으로 액냉매가 흐를 때, 이 액냉매의 흐름을 기준으로 한, 리시버 탱크(45)보다 상류측으로 고압가스가 흐르게 된다. 그 결과, 실외열교환기측으로 흐르는 액냉매는, 리시버 탱크(45)로 흐르기 직전에 고압 가스에 접촉하여 반대측, 즉 분기부(38a)측으로 되돌려지게 되어, 결과적으로, 리시버 탱크(45)를 구비한 경우에도, 리시버 탱크(45)에 액냉매가 고여서 시스템을 순환하는 냉매량이 부족하게 되는 사태가 초래되는 것을 방지할 수 있다

또한, 상기 구성의 다실형 공기조화기에 있어서는, 고압가스의 일부를, 실외열교환기측의 액관(38)으로 바이패스시킬 때, 유량조정부재(62)를 개재한 바이패스관(60)에 의해 바이패스시키고 있기 때문에, 유량조정부재(62)에 의해, 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 유량을 적정값으로 설정할 수 있다. 즉, 유량조정부재(62)에 의해, 난방운전측의 실내기(33)로부터 냉방운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매의 유량을 적정값이 되도록 설정할 수 있다.

한편, 유량조정부재(62)가, 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 유량을 가변하는 가변형이면, 해당 다실형 공기조화기의 운전 상황에 따라, 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 유량을 변화시킬 수 있고, 난방운전측의 실내기(33)로부터 냉방운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매의 유량을 보다 적절하게 제 어할 수 있다.

아울러, 가변형 유량조정부재로 의해 고압가스의 유량을 가변시킬 때, 복수개의 실내기의 냉난방운전비율에 따라 가변시키도록 하면, 복수개의 실내기의 냉난방운전비율에 따라 요구되는 고압가스의 바이패스량을 제어할 수 있고, 그 결과, 보다 호적한 공기조화제어가 가능해진다.

또한, 고압가스의 일부를 실외열교환기측의 액관(38)으로 바이패스시킬 때, 도4(a)에 도시하는 바와 같이, 예를 들어, 바이패스관(60)의 액관(38)에의 접속단을 액관(38)측으로 구부려서 합류 부분을 Y자 형상으로 형성함으로써, 상기 액관(38) 내를 흐르는 냉매의 흐름에 대향시켜 바이패스하도록 구성하면, 고압가스의 흐름이, 액관(38) 내를 흐르는 액냉매를 반대방향, 즉, 냉방운전측의 실내기(33)로 되돌리도록 적극적으로 작용시킬 수 있다. 또한, 도4(b)에 도시하는 바와 같이, 바이패스관(60)의 선단을 액관(38) 내로 침입시킴과 동시에, 그 선단을 액관(38) 내를 흐르는 냉매의 흐름에 대향시키도록 만곡시킬 경우에도 동일한 효과가 얻어진다. 그렇기 때문에, 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 바이패스량이 적은 경우에도, 난방운전측의 실내기(33)로부터 냉방운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매량을 보다 많이 확보할 수 있다.

<제2 실시형태>

도5은 본 발명의 제2 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 제2 실시형태가 제1 실시형태와 다른 점은, 액관(38)과 고압가스관(36) 사이에 마련된 바이패스관(60)에 개폐밸브(61)만을 개재하고, 상기 바이패스관(60) 에 캐필러리 튜브 등의 유량조정부재를 개재하고 있지 않은 점에 있다.

이와 같이, 바이패스관(60)에 유량조정부재를 개재시키지 않아도, 바이패스관(60)에 원래 개재되어 있는 개폐밸브(61)에 유로저항이 있어, 이 개폐밸브(61)의 유로저항을 적절히 이용함으로써, 바이패스관(60) 내를 흐르는 고압가스의 유량을 적절한 양으로 설정할 수 있다. 즉, 이에 의해, 난방주체의 냉난방 동시운전을 행할 때, 난방운전측의 실내기로부터 실외열교환기(43)측으로 흘러 들어오는 액냉매의 유량을 적절한 값으로 설정할 수 있고, 따라서, 난방운전측의 실내기(33)로부터 액관(38)을 통해 냉방운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매의 유량을 적정한 값이 되도록 설정할 수 있다.

또한, 유량조정부재를 개재시키지 않는 만큼, 비용 절감을 도모할 수 있는 효과도 있다.

<제3 실시형태>

도6은 본 발명의 제3 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 제3 실시형태의 특징은, 제2 실시형태와 비교하여, 바이패스관(60)의 고압가스관(36)측에의 접속부를, 사방밸브(42)와 상기 사방밸브(42)의 압축기(41)와는 반대측에 마련된 역지밸브(58) 사이에 접속한 점에 있다. 한편, 바이패스관(60)의 액관(38)에의 접속부를 리시버 탱크(45)와 분기부(38a) 사이에 설정한 점은, 제1 실시형태나 제2 실시형태와 동일하다.

이러한 구성으로 함으로써, 난방주체의 냉난방 동시운전을 행할 때, 난방운전측의 실내기(33)로부터 냉방운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매의 유량을 적절한 값이 되도록 설정할 수 있고, 그 외에, 냉방 운전시에 있어서, 바이패스관(60)을 액냉매 바이패스용으로 이용할 수 있다.

즉, 냉방 운전시에는, 압축기(41)의 냉매토출온도가 소정값 이상이 되는 것을 억누르기 위해서, 응축기(이 실시형태에서는 냉방운전의 경우, 실외열교환기(43)에 해당된다)를 통과한 후의 액화된 냉매를 압축기(41)의 흡입측으로 바이패스시키는 수법이 유효하다. 이 제3 실시형태에서는, 냉방 운전시에 개폐밸브(61)를 개방상태로 함으로써, 압축기41에 의해 압축된 후, 실외열교환기43를 통과하여 액화된 냉매를, 개폐밸브61를 통해 바이패스관60으로 유입시키고, 나아가, 사방밸브42 및 어큐뮬레이터46를 통해 압축기41의 흡입측에 이르게 할 수 있다. 이에 의해, 압축기41의 냉매토출온도를 적절한 값으로까지 내릴 수 있다.

<제4 실시형태>

도7은 본 발명의 제4 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 제4 실시형태가 상기 제3 실시형태와 다른 점은, 바이패스관(60)에 개폐밸브(61)와 더불어 캐필러리 튜브 등의 유량조정부재(62)를 개재시킨 점에 있다.

이와 같이, 바이패스관(60)에 유량조정부재(62)를 개재하고 있기 때문에, 이 유량조정부재(62)로, 바이패스관(60)으로 유입하는 액냉매의 압력을 내려서 상기 냉매의 온도를 미리 낮출 수 있고, 냉방 운전시, 보다 효과적으로 압축기(41)의 냉매토출온도를 낮출 수 있다.

<제5 실시형태>

도8은 본 발명의 제5 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 제5 실시형태가 상기 제3 실시형태와 다른 점은, 바이패스관(60)의 양단부에 각각 전자밸브 등의 개폐밸브(71a,7lb)를 개재하고, 그들 양쪽 개폐밸브(71a ,7lb) 사이에 위치하는 바이패스관(60)의 중간부분을, 고압가스관(36)의 역지밸브(58)의 하류측에 접속관(72)을 통해 접속함과 동시에, 상기 접속관(72)에, 고압가스관(36)으로부터 바이패스관(60)측으로의 유체가 흘러 들어오는 것을 허용하지만, 그 반대의 흐름은 저지하는 역지밸브(73)를 개재시킨 점에 있다.

한편, 바이패스관(60)의 일단측을, 액관(38)의 리시버 탱크(45)와 분기부(38a) 사이에 접속하는 점, 및, 바이패스관(60)의 타단측을 고압가스관(36)의 사방밸브(42)와 역지밸브(58) 사이에 접속하는 점은, 상기 제3 실시형태와 동일하다.

이 제5 실시 형태에 있어서도, 냉방 운전시에 개폐밸브(71a, 7lb)를 개방상태로 함으로써, 압축기(41)에 의해 압축된 후, 실외열교환기(43)를 통과하여 액화된 냉매를 바이패스관(60)으로 유입시키고, 나아가, 사방밸브(42) 및 어큐뮬레이터(46)를 통해 압축기(41)의 흡입측에 이르게 할 수 있어, 이에 의해, 압축기(41)의 냉매토출온도를 적절히 낮출 수 있다.

또한, 이런 종류의 공기조화장치에서는, 냉방운전 이외의 모드로부터 냉방운전 모드로 전환될 때, 혹은 고압가스관(36)에 연결되는 개폐밸브로부터의 누설 등에 의해, 냉방 운전시에 미사용 라인이 되는 고압가스관(36)에 가스 형상의 냉매가 잔류되고, 이 잔류된 냉매가 고압가스관(36)의 관벽을 통해 주위 대기와 열교환되어 액화되고, 액냉매로서 상기 고압가스관(36) 내에 고이는 일이 있다. 이 경우, 미사용 라인에 냉매가 불필요하게 저장되게 되어, 그 만큼 순환에 필요한 냉매량이 부족하게 되는 문제가 생긴다.

그러나, 이 제5 실시형태에서는, 바이패스관(60)의 일단측(액관(38)에 접속되는 측)의 개폐밸브(7lb)를 닫는 한편, 바이패스관의 타단측(고압가스관(36)에 접속되는 측)의 개폐밸브(71a)를 여는 것에 의해, 도8에서 화살표로 도시된 바와 같이, 고압가스관(36) 중의 액냉매를, 접속관(72) 및 개폐밸브(71a)가 개재된 바이패스관(60)의 일부에 통과시키고, 나아가, 사방밸브(42) 및 어큐뮬레이터(46)를 통해 압축기(41)의 흡입측에 이르게 할 수 있다. 이에 의해, 냉방 운전시에 미사용 라인이 되는 고압가스관(36) 속에 고이기 쉬운 냉매를 회수할 수 있어, 순환에 필요한 냉매량을 확보할 수 있다.

<제6 실시 형태>

도9는, 본 발명의 제6 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

이 제6 실시형태가 상기 제5 실시형태와 다른 점은, 바이패스관(60)에 개폐밸브(71a, 7lb)와 더불어 캐필러리 튜브 등의 유량조정부재(62)를 개재시킨 점에 있다.

이와 같이, 바이패스관(60)에 유량조정부재(62)를 개재하고 있기 때문에, 냉난방 동시운전에서 난방 주체운전을 행할 때, 난방 운전측의 실내기(33)로부터 냉방 운전측의 실내기(33)측으로 흐르는 액냉매의 유량을 적절히 제어할 수 있고, 또한, 냉방 운전을 행할 때, 유량조정부재(62)로, 바이패스관(60)으로 유입하는 액냉매의 압력을 낮추어 상기 냉매의 온도를 미리 낮출 수 있으므로, 효과적으로 냉방 운전 중의 압축기(41)의 냉매토출온도를 낮출 수 있다.

이 발명의 다실형 공기조화기에 의하면, 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 압축기로부터 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를 실외열교환기측의 액관으로 바이패스하기 때문에, 이 실외열교환기측의 액관 내의 압력이 상승하고, 이 액관 내로 액냉매가 흐르기 어려워지기 때문에, 난방운전측의 실내기로부터 냉방운전측의 실내기측으로 액냉매를 우선적으로 흘려보낼 수 있어, 결과적으로 종래 기술에서 설명한 바와 같은 냉매관 내의 압력을 검출하는 압력 센서를 사용하는 일 없이, 냉방 운전측의 실내기측으로 흐르는 액냉매량을 확보할 수 있다.

또한, 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 즉, 난방주체의 냉난방 동시운전을 행할 때, 난방능력은 냉방능력에 비해서 정격능력에 대해 여유가 있다. 그렇기 때문에, 이 상태에서는, 난방측의 실내기는 온 렛의존 반복하는 단속운전이 되는 경향이 있어, 압축기의 압축기의 운전 로스, 쾌적성의 악화를 초래할 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 다실형 공기조화기에 따르면, 압축기로부터 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를 실외열교환기측의 액관으로 바이패스하고 있어, 난방능력의 일부를 줄이면서 고압 가스의 일부를 액냉매유량 제어용으로 이용하기 때문에, 난방능력과 냉방능력의 균형을 유지하면서 압축기를 보다 효율적으로 운전시킬 수 있고, 동시에 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 압축기, 사방밸브, 실외열교환기, 실외팽창밸브를 구비한 실외기와,

   실내팽창밸브, 실내열교환기를 구비한 복수개의 실내기와,

   상기 각 실내기에의 냉매의 흐름방향을 전환하는 냉난방전환유닛을 구비하고,

   상기 실외기와 상기 냉난방전환유닛을 고압가스관, 저압가스관 및 액관으로 접속함과 동시에, 상기 냉난방전환유닛과 상기 실내기를 가스관 및 액관으로 접속함으로써, 냉난방 동시운전이 가능한 냉동 사이클을 실현하는 다실형 공기조화기이며,

   상기 사방밸브가 난방 회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 난방 운전측의 실내기로부터 실외열교환기와 냉방 운전측의 실내기로 액관분기부를 통해 각각 분기되는 상기 액관 중 실외열교환기측의 액관으로 바이패스하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 사방밸브가 난방 회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 상기 액관분기부와 상기 액관분기부보다 실외열교환기측에 마련되는 리시버 탱크 사이의 액관으로 바이패스하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화 기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사방밸브가 난방 회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스할 때, 상기 액관 내를 흐르는 냉매의 흐름에 대향시켜서 바이패스하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
4. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사방밸브가 난방 회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스하는 바이패스관에 유량조정부재를 개재한 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
5. 제4항에 있어서, 상기 유량조정부재가, 상기 바이패스관 내를 흐르는 고압가스의 유량을 가변하는 가변형인 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
6. 제5항에 있어서, 상기 사방밸브가 난방회로를 형성하도록 설정되어 냉난방 동시운전을 행할 때, 상기 압축기로부터 상기 고압가스관을 통해 토출되는 고압가스의 일부를, 실외열교환기측의 상기 액관으로 바이패스할 때, 상기 복수개의 실내기의 냉난방운전비율에 따라, 상기 가변형의 유량조정부재로, 바이패스관 내를 흐 르는 고압가스의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.

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