KR940003732B1 - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 조화기

제1도는 본 발명의 1실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면.

제2도는 분리형의 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 제어회로도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면.

제5도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 자기 밀봉커플링의 주요부 단면도.

제6도는 제5도의 자기 밀봉커플링의 접속상태를 도시한 단면도.

제7도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 일체형 유량제어밸브를 도시한 도면.

제9도는 제8도의 일체형 유량제어밸브의 유량특성을 도시한 도면.

제10도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실외유니트 2A,2B,2X : 분배기

3A,3B,3X : 실내유니트 4,4A,4X : 가스측 접속관

5,5A,5B,5X : 액체측 접속관 6A,6B,6X : 제2의 가스측 접속관

7A,7B,7X : 제2의 액체측 접속관 16A,16B,16X : 가스측 분기관

17A,17B,17X : 2방향 밸브 18A,18B,18X : 액체측 분기관

19A,19B,19X : 유량제어밸브

본 발명은 1대의 실외유니트에 여러대의 실내유니트를 접속해서 이루어지는 냉난방용의 다실형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 1대의 실외유니트에 여러대의 실내유니트를 접속해서 이루어지는 다실형 공기조화기는 예를 들면 일본국 특허공개공보 소화 63-169451호에 기재된 바와 같이, 실외유니트 내부에 분기회로를 형성하고, 여러대의 실내유니트를 병렬로 실외유니트에 접속해서 구성한 것, 또는 일본국 특허공개공보 소화 63-91465호에 기재된 바와 같이 1대의 실외유니트와 여러대의 실내유니트를 마련하고, 냉동 사이클의 주 회로에 실내유니트내의 실내 열 교환기를 각각 병렬로 접촉시키는 중간 유니트를 마련해서 다실형 공기조화기를 구성한 것이 개시되어 있다.

상기 종래 기술은 실내유니트내에 병렬접속의 분기회로를 형성하던가 실내유니트내의 실내 열 교환기를 하나의 분기점에서 각각 병렬로 접속시키는 중간 유니트를 마련하는 구성이므로, (가) 설치가능한 실내유니트의 대수가 사전에 결정되어 있어 실내유니트의 대수의 자유로운 선정 및 추가가 곤란하고, (나) 실내유니트를 여러대 접속하기 위해서는 실외유니트내의 분기회로 또는 중간 유니트까지 각각 배관할 필요가 있어 배관길이가 필요이상으로 길게 되어 미관상에도 좋지 못하다는 문제가 있었다.

본 발명의 첫째 목적은 실외유니트의 설치대수를 자유롭게 선정할 수 있고, 추가로 필요하게된 경우에도 용이하게 추가할 수 있는 다실형 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 둘째 목적은 접속관 길이를 길게하여도 가스측 접속관에서 액체냉매의 체류가 생기지 않는 다실형 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 셋째 목적은 분배기와 실내유니트의 설치장소를 자유롭게 선정할 수 있어 실내의 미관을 손상시키지 않는 다실형 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 넷째 목적은 실내유니트의 설치장소의 이동 및 증설을 용이하게 할 수 있는 다실형 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다섯째 목적은 2방향밸브와 유량제어밸브를 일체화해서 소형화하며, 또한 제어가 용이한 분배기를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그외의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면으로 명확하게 될 것이다.

본 출원에서 개시되는 발명중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 다음과 같다.

상기 첫째 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 다실형 공기조화기는 1개의 실외유니트와 여러개의 실내유니트를 접속하기 위한 분배기를 가스측 접속관에서 분기한 가스측 분기관, 액체측 접속관에서 분기하여 열리는 정도를 제어할 수 있는 유량제어밸브를 마련한 액체측 분기관으로 구성하고, 그 분배기를 가스측 접속관 및 액체측 접속관에 순차로 직렬로 접속하고, 분배기의 분기관과 실내유니트를 접속한 것이다.

또, 상기 첫째 목적은 가스측 접속관 및 액체측 접속관에 접속하고 있으며, 가스측 접속관에서 분기한 가스측 분기관과 액체측 접속관에서 분기하여 유량제어밸브를 마련한 액체측 분기관으로 되며, 또한 그 가스측 접속관 및 액체측 접속관에 실내유니트를 접속할 수 있는 구조인 제2의 분배기에 상기 분배기와 동일구조의 분배기를 접속하는 접속부를 마련하는 것에 의해서도 달성할 수 있다.

상기 둘째 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 다실형 공기조화기는 실외유니트에서 가장 먼 위치에 있는 분배기의 가스측 접속관과 액체측 접속관에 저항을 갖는 바이패스로를 마련한 것이다.

상기 셋째 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 다실형 공기조화기는 분배기와 실내유니트를 접속하는 제2의 가스측 접속관과 제2의 액체측 접속관을 마련하여 적어도 분배기던가 실내유니트를 붙이고 뗄 수 있게 한 것이다.

상기 넷째 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 다실형 공기조화기는 가스측 분기관의 출구와 액체측 분기관의 출구에 개폐가능한 밸브를 마련하여 그 밸브와 실내유니트를 붙이고 뗄 수 있게 한 것이다.

상기 다섯째 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 분배기는 구동부에 의해서 왕복운동되는 샤프트에 니들부를 마련하고, 이 니들부의 움직임에 따라서 밸브의 열림정도를 바꿀 수 있는 오리피스를 갖는 유량제어밸브 및 상기 샤프트와 한쪽 끝에서 맞닿고 샤프트와 연동하는 플런저의 다른쪽 끝에 밸브를 마련하여 밸브와 맞닿아서 밀봉하는 밸브시트로 되는 2방향밸브를 일체로 형성하고, 유량제어밸브측에 액체측 분기관을, 2방향 밸브측에 가스측 분기관을 접속한 것이다.

첫째 목적을 달성하기 위해서 가스측 접속관 및 액체측 접속관에 단지 1개의 분기회로에 의해 순차적으로 분배기를 직렬로 접속하고 있으므로, 분배기의 접속대수를 용이하게 증가시킬 수 있어 분배기에 접속하는 실내유니트 대수도 자유롭게 선정할 수 있음과 동시에 실내유니트의 증설이 용이하게 된다.

둘째 목적을 달성하기 위해서 실외유니트에서 가장 먼 위치에 있는 분배기의 가스측 접속관과 액체측 접속관에 바이패스로를 마련하고 있으므로, 가스측 접속관에 항상 가스냉매가 흘러 부분운전시에도 가스측 접속관에 액체냉매가 체류하지 않는다.

셋째 목적을 달성하기 위해서 분배기와 실내유니트를 붙이고 뗄 수 있는 제2의 가스측 접속관 및 제2의 액체측 접속관으로 접속하고 있으므로, 제2의 가스측 접속관 및 제2의 액체측 접속관의 길이를 자유롭게 선정할 수 있어 분배기와 실내유니트의 설치장소를 떨어지게 할 수가 있다.

넷째 목적을 달성하기 위해서 가스측 분기관 출구와 액체측 분기관 출구에 마련한 밸브를 폐쇄하는 것에 의해 실내유니트를 부착하지 않는 경우에도 냉동 사이클에서 냉매가 세는 일이 일어나지 않게 할 수 있고, 실내유니트를 부착하는 경우에는 밸브를 개방하는 것에 의해 냉매를 순환시킬 수가 있다.

다섯째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일체형 유량제어밸브는 구동부에서 제어신호를 부여해서 샤프트를 왕복운동시키는 것에 의해 오리피스와 니들부의 열림정도를 바꾸어서 액체측 분기관의 냉매유량을 제어할 수 있다. 또, 밸브와 밸브시트가 맞닿도록 샤프트의 운동범위를 설정하고 있으므로, 가스측 분기관에 냉매가 흐르지 않게 할 수가 있다.

이하, 본 발명의 구성에 대해서 실시예와 함께 설명한다.

또, 실시예를 설명하기 위한 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 것은 동일한 부호를 붙이고 그 반복적인 설명은 생략한다.

제1도는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면, 제2도는 실내유니트가 1대의 분리형의 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면, 제3도는 본 발명의 제1의 실시예에 관한 공기조화기의 제어회로도이다.

제1도에서, (1)은 실외유니트로서, 능력에 따라 회전수를 바꿀 수 있는 압축기(8), 냉방운전과 난방운전의 전환시에 냉매의 흐름방향을 전환하는 4방 밸브(9), 실외측 열교환기(10), 실외측 열교환기(10)에 송풍하는 실외 송풍기(11), 전동식의 주 팽창밸브(12), 어큐뮬레이터(13)으로 이루어진다. 실외유니트(1)내의 4방 밸브(9)에는 가스측 접속관(4A)가 접속되고, 전동식의 주 팽창밸브(12)에는 액체측 접속관(5A)가 접속되어 있으며, 실내측 열 교환기, 실내 송풍기등을 내장한 실내유니트와 접속가능하게 되어 있다. 여러개의 실내유니트와의 접속은 다음과 같이해서 실행된다.

(2A), (2B), (2X)는 각각 본 발명의 분배기로서, 가스측 접속관과 접속하여 양끝에 접속부를 갖는 가스측 배관(도면중(14A), (14B), (14X)로 표시)와 이 가스측 배관에서 분기하여 도중이 2방향 밸브(도면중(17A), (17B), (17X)로 표시)를 마련한 분기회로인 가스측 분기관(도면중(16A), (16B), (16X)로 표시) 및 액체측 접속관과 접속하여 양끝에 접속부를 갖는 액체측 배관(도면중(15A), (15B), (15X)로 표시)과 이 액체측 배관에서 분기하여 도중에 유량제어밸브(도면중(19A), (19B), (19X)로 표시)를 마련한 분기회로인 액체측 분기관(도면중(18A), (18B), (18X)로 표시)으로 구성되어 있다. 이 분배기(2A), (2B), (2X)에 의해 실내측 열교환기(20A), 실내 송풍기(21A)를 마련한 실내유니트(3A) 및 같은 구성의 실내유니트(3B), (3X)와는 다음의 접속을 실행한다. 먼저, 상기 가스측 접속관(4A), 액체측 접속관(5A)의 관끝에 상기 분배기(2A)를 접속하고 가스측 분기관(16A), 액체측 분기관(18A)에 실내유니트(3A)를 접속하고, 상기 분배기(2A)의 다른쪽 끝에 가스측 접속관(4B), 액체측 접속관(5B)를 접속하며, 또 그 관끝에 분배기(2B)를 접속하여 이하 마찬가지로 해서 실내유니트(3B), (3X)와 접속한다. 즉, 주회로를 구성하고 있는 가스측 접속관과 액체측 접속관에 대하여 직렬로 분배기를 마련하여 각 분배기와 각 실내유니트를 각각 접속하고 있다.

또, 상기 가스측 분기관과 실내측 열 교환기의 가스측과의 접속에는 제2의 가스측 접속관(도면중(6A), (6B), (6X)로 표시) 및 상기 액체측 분기관과 실내측 열 교환기의 액체측과의 접속에는 제2의 액체측 접속관(도면중(7A), (7B), (7X)로 표시)을 사용해서 실행하고 있다.

(22)는 실외유니트(1)에서 가장 먼 위치에 있는 분배기(2X)의 가스측 배관(14X)와 액체측 배관(15X)의 바이패스로를 형성하는 캐필러리튜브로서, 이 캐필러리튜브(22)의 저항은 난방 운전시에 가스측 접속관(4B), (4X)에서의 방열에 의해 응축하는 냉매량보다 약간 많은 냉매가 캐필러리튜브(22)에 흐르도록 선택되고 있다. 각 접속관은 유니언으로 접속되어 붙이고 뗄 수 있게 되어 있다.

제2도는 실내유니트를 1대만 접속한 경우를 도시하고 있으며, 그때의 접속방법을 나타내고 있다.

제2도에서 (4)는 실외유니트(1)와 실내유니트(3A)의 가스측을 접속하는 가스측 접속관, (5)는 실외유니트(1)과 실내유니트(3A)의 액체측을 접속하는 액체측 접속관이다.

또한, 제2도에 도시한 분리형의 공기조화기를 제1도에 도시한 다실형 공기조화기로 변경하는 경우는 가스측 접속관(4)과 액체측 접속관(5)의 도중에 분배기(2A)를 마련하여 순차로 분배기 1개씩 분기한 것을 접속하고, 그 분배기와 실내유니트를 접속하는 것에 의해 용이하게 변경할 수가 있다.

이 다실형 공기조화기의 제어회로구성을 제3도에 따라 설명한다.

실외유니트(1)에는 분출냉매 온도센서(25), 압축기 흡입온도센서(26), 실외 열 교환기 온도센서(27)이 마련되어 있고, 압축기(8)을 구동하는 인버터회로(30), 4방 밸브(9)를 구동하는 4방 밸브 구동장치(31), 실외 송풍기(11)을 구동하는 실외 송풍기 구동장치(32) 및 주팽창밸브(12)를 구동하는 주 팽창밸브 구동장치(33)를 제어하는 실외제어기(28)를 마련하고 있다.

분배기(2A), (2B), (2X)에는 각각 액체측 분기관 온도센서(34A), (34B), (34X)가 설치되어 있으며, 또 2방향 밸브(17A), (17B), (17X)를 개폐하는 2방향 밸브 구동장치(35A), (35B), (35X) 및 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)를 구동하는 유량제어 밸브 구동장치(36A), (36B), (36X)와 이 유량제어 밸브 구동장치를 제어하는 분배제어기(23A), (23B), (23X)가 설치되어 있다.

실내유니트(3A), (3B), (3X)에는 각각 실내열 교환기 중간 온도센서(37A), (37B), (37X), 실내 공기 온도센서(38A), (38B), (38X), 운전모드((40A), (40B), (40X))와 실내의 설정온도((41A), (41B), (41X))를 선정하는 조작기(39A), (39B), (39X), 실내 송풍기(21A), (21B), (21X)를 구동하는 실내 송풍기 구동장치(42A), (42B), (42X) 및 그 실내 송풍기 구동장치를 제어하는 실내 제어기(24A), (24B), (24X)가 설치되어 있다.

실외제어기와 분배제어기, 분배제어기와 분배제어기 및 분배제어기와 실내제어기는 상호 방향의 데이타 전송이 가능하게 되어 있고, 운전모드, 각 센서 검출출력, 요구회전수, 주팽창 밸브 열림정도등을 각 기기 사이를 접속하는 신호선을 거쳐서 전송한다.

이상과 같이 구성한 공기조화기의 동작을 설명한다. 먼저, 모든 실내유니트를 냉방운전하는 경우를 설명한다.

모든 조작기(39A), (39B), (39X)와 운전모드(40A), (40B), (40X)를 냉방 운전으로 설정하면, 2방향 밸브(17A), (17B), (17X)가 열린 상태로, 4방 밸브(9)가 냉방운전측으로 설정되고, 실외 송풍기(11)와 실내 송풍기(21A), (21B), (21X)가 ON으로 된다. 또, 일정한 주기로 실내유니트(3X)의 설정온도(41X)와 실내 공기 온도센서(38X)에서 검출한 온도차에 비례한 압축기(8)의 요구회전수 f_x를 분배제어기(23X)로 전송한다. 마찬가지로 해서 실내유니트(3A)에서는 요구회전수 f_A, 실내유니트(3B)에서는 요구회전수 f_B가 각각 분배제어기(23A), (23B)로 전송된다. 분배제어기(23A), (23B), (23X)는 각각 실외유니트(1)에서 먼쪽의 분배제어기의 요구회전수와 실내제어기의 압축기의 요구회전수를 순차로 합계해서 실외유니트(1)측에 가까운 쪽의 분배제어기를 전송한다. 즉, 실외유니트(1)에서 가장 먼쪽의 분배 제어기(23X)에서는 실내유니트(3X)의 요구회전수 f_x를 분배제어기(23B)로 전송하고 분배제어기(23B)는 요구회전수 f_x와 실내유니트(3B)의 요구회전수 f_B의 합계를 분배제어기(23A)로 전송하며, 실내유니트(1)에서 가장 가까운 분배제어기(23A)에서는 분배제어기(23B)에서의 요구회전수 f_x+f_B와 실내유니트(3A)에서의 요구회전수 f_A의 합계값 f_x+f_B+f_A를 실외제어기(28)로 전송해서 인버터회로(30)를 거쳐 압축기(8)의 회전수를 f_X+f_B+f_A로 되도록 제어한다. 또, 분배기(2A), (2B), (2X)에서는 요구회전수와 동시에 요구회전수에 따른 주팽창 밸브(12)의 열림신호가 실외제어기(28)로 전송되어 주팽창밸브 구동장치(33)에 의해서 주팽창밸브(12)의 열림정도가 설정된다. 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)는 실내제어기(24A), (24B), (24X)에서의 요구회전수 f_A, f_B, f_X에 따른 열림정도로 되도록 유량제어밸브 구동장치(36A), (36B), (36X)에 의해서 설정된다.

압축기(8)에서 분출된 고온고압의 가스냉매는 4방 밸브(9)를 통하여 실외측 열교환기(10)에서 외기로 방열하여 응축한다. 이 응축된 액체냉매는 주 팽창밸브(12)에 의해 감압되어 기체와 액체의 2상의 냉매로 되고, 액체측 접속관(5A)를 통하여 분배기(2A)로 보내진다. 분배기(2A)의 액체측 배관(15A)로 보내진 냉매의 일부는 액체측 분기관(18A)로, 나머지는 액체측 배관(15B), (15X)에서 다시 분배기(2B), (2X)로 보내진다. 액체측 분기관(18A)로, 유입한 냉매는 유량제어밸브(19A)에 의해 다시 감압되어 제2의 액체측 접속관(7A)를 통하여 실내유니트(3A)로 보내지고, 실내측 열 교환기(20A)에서 흡열하여 가스냉매로 되어서 제2의 가스측 접속관(6A)를 통하여 분배기(2A)로 되돌아 오고, 가스측 분기관(16A), 2방향 밸브(17A)를 통하여 가스측 배관(14A)에서, 마찬가지로 실내유니트(3B), (3X)에 의해 가스냉매로 되어 가스측 접속관(4X), (4B)에서 되돌아오는 냉매와 합류하여 가스측 접속관(4A)를 통하여 4방 밸브(9)로 보내져 어큐뮬레이터(13)을 거쳐서 압축기(8)로 되돌아온다. 여기서, 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)의 열림 정도는 요구회전수에 따라서 제어되어 있으므로, 실내측 열교환기(20A), (20B), (20X)에는 각각의 요구회전수에 적합한 냉매량이 공급된다. 따라서, 실내유니트(3A), (3B), (3X)에서의 흡열량은 요구회전수에 따라서 적절하게 제어된다.

또, 일부의 냉방운전이 필요없게 될 경우에는 운전모드를 정지로 선정하는 것에 의해 운전되지 않게 된 실내유니트와 접속하고 있는 분배기, 예를 들면 실내유니트(3B)에 접속하고 있는 분배기(2B)내의 유량제어밸브(19B)를 모두 폐쇄해서 실내측 열교환기(20B)에 냉매를 공급하지 않게해서 외부에서의 흡열을 없앤다. 이때, 실내측 열교환기(20B)내의 냉매압력은 가스측 배관(14B)와 동일하게 되므로 저압으로 되어 가스냉매로 된다. 따라서, 정지 실내유니트내에서의 액체냉매의 체류가 없어 냉동 사이클의 냉매량 부족이 일어나지 않는다.

다음에, 난방운전에 대해서 설명한다. 모든 조작기(39A), (39B), (39X)의 운전모드(40A), (40B), (40X)를 난방운전으로 설정하면 2방향 밸브(17A), (17B), (17X)가 개방상태로, 4방 밸브(9)의 유로가 난방운전 측으로 전환되어 실외 송풍기(11), 실내 송풍기(21A), (21B), (21X)가 ON으로 된다. 또, 각 실내유니트에서는 냉방운전시와 마찬가지로 설정온도(41A), (41B), (41X)와 실내온도 센서(38A), (38B), (38X)에서 검출한 온도차에 비례한 요구회전수 f_A, f_B, f_X가 분배제어기로 전송되면, 또 실외제어기(28)로 전송되어서 요구회전수의 합계값 f_A+f_B+f_X로 압축기(8)을 회전하도록 제어한다. 또, 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)는 냉방운전시와 마찬가지로 실내유니트(3A), (3B), (3X)의 요구회전수에 따라서 밸브의 열림정도가 설정되고, 주팽창밸브(12)는 (가) 분출냉매온도에서 (25)에서 검출한 압축기 출구 냉매 가스온도가 설정값 T_d이하인 경우에는 실외열 교환기 온도센서(27)와 압축기 흡입온도센서(26)에서 검출되는 온도차가 설정값 T_s로 되도록 제어되고, (나) 분출냉매 가스온도가 설정값 T_d를 넘으면 설정값 T_d로 되도록 밸브의 열림정도가 설정된다.

난방 운전시는 냉방 운전과는 역으로 압축기(8)에서 분출한 고온 고압의 가스냉매는 4방 밸브(9), 가스측 접속관(4A), (4B), (4X)로 보내진다. 분배기(2A), (2B), (2X)에서 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)의 밸브의 열림정도에 따른 냉매유량이 가스측 분기관(16A), (16B), (16X)로 분류되고, 각각 2방향 밸브(17A), (17B), (17X), 제2의 가스측 접속관(6A), (6B), (6X)를 통해서 실내유니트(3A), (3B), (3X)로 보내진다. 실내유니트(3A), (3B), (3X)내의 실내측 열 교환기(20A), (20B), (20X)에서 외부로 방열하여 액체냉매로 되고, 제2의 액체측접속관(17A), (17B), (17X)에서 분배기(2A), (2B), (2X)로 되돌아가 유량제어밸브(19A), (19B), (19X)에 의해 감압되어 2상의 냉매로 되고, 액체측 접속관(5X), (5B), (5A)을 통하여 순차로 합류하면서 실외유니트(1) 내의 주팽창 밸브(12)로 보내진다. 주팽창 밸브(12)에 의해 다시 감압되어 실외측 열 교환기(10)에서 외기로부터 흡열하여 가스냉매로 되고 4방 밸브(9), 어큐뮬레이터(13)를 거쳐서 압축기(8)로 되돌아 온다.

여기서, 각 실내유니트의 요구회전수가 크게 다른 경우, 예를 들면 실내유니트(3B)의 요구회전수가 작은 경우에는 실내 열 교환기 중간 온도센서(37B)와 분기관 온도센서(34B)에서 검출한 실내 열 교환기 중간 온도와 액체측 분기관의 유량제어밸브 입구온도의 차가 일정하게 되도록 실내 송풍기(21B)의 회전수를 제어한다. 이와 같이 제어하는 것에 의해, 실내유니트의 방열량이 적은 경우라도 열 교환기내의 냉매량이 일정하게 유지되어 공기조화기의 봉입냉매량을 적게 할 수 있다.

또, 일부의 난방이 필요없게 된 경우, 예를 들면 실내유니트(3B)가 필요없게 된 경우에는 운전모드(40B)를 정지로 하면 2방향 밸브(17B)가 폐쇄로 된다. 그 결과, 실내열교환기(20B)에는 냉매가 공급되지 않고 외부로 방열되지 않게 된다. 또, 실내측 열교환기(20B)내의 냉매 압력은 액체측 배관(15B)와 동일 압력으로 되어 실내측 열교환기(20B)내의 냉매는 기체와 액체의 2상의 상태로 체류하고, 운전중의 냉동 사이클의 냉매가 부족하면 액체측 접속관(5A), (5B), (5X)의 압력이 저하하여 실내측 열 교환기(20B) 내에서 냉매가 방출되고, 역으로 냉매가 과다하게 되면 접속관(5A), (5B), (5X)의 압력이 상승하여 실내측 열 교환기(20B)에 냉매가 체류해서 흡수되어 항상 적절한 냉매량으로 운전된다. 여기서, 난방이 필요없게 된 실내유니트가 실외유니트(1)에서 가장 먼 실내유니트(3X)인 경우에도 가스측 접속관(4X)에 캐필러리튜브(22)를 통하여 냉매가 흐르기 때문에 액체냉매의 체류는 일어나지 않는다. 캐필러리튜브(22)에는 항상 냉매가 흐르지만 실내유니트에 흐르는 냉매에 비해서 대단히 적어 열적인 손실은 거의 없다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면 실외유니트에 주회로를 구성하는 가스측 접속관과 액체측 접속관을 접속하고, 이 주회로에 직렬로 순차적으로 분배기를 접속하여 상기 분배기를 거쳐서 실내유니트를 마련하는 것에 의해 순차로 실내유니트를 증설하는 것이 용이하게 되고, 필요에 따라서 실내유니트의 대수를 용이하게 바꿀 수가 있다. 또, 분배기에 실내유니트에서의 압축기 요구 회전수와 실외유니트에서 보다 먼쪽의 분배기에서의 압축기 요구회전수를 전송하고, 그 합계를 실외유니트 또는 실외유니트에서 가장 가까운 분배기에 전송하는 분배제어기를 마련하는 것에 의해, 다른 제어기를 변경하는 일 없이 용이하게 분배기 및 실내유니트의 제어기를 접속할 수 있다.

또, 실외유니트내의 주팽창 밸브와 분배기내의 유량제어밸브로 감압하기 때문에 액체측 접속관내의 냉매를 기체와 액체의 2상으로 할 수 있어 접속관내의 필요 냉매량을 감소시킬 수 있다. 그리고, 실외유니트에서 가장 먼쪽의 분배기의 가스측 접속관과 액체측 접속관에 바이패스로를 마련하는 것에 의해, 부분적인 난방운전시에도 가스측 접속관에 액체냉매가 체류하는 일이 없어져 접속관 길이를 가스측 접속관에 액체냉매가 체류하는 일이 없어져 접속관 길이를 길게할 수 있다. 또, 분배기와 실내유니트를 제2의 접속관에 의해 접속하는 것으로 분배기와 실내유니트를 떨어지게 해서 설치할 수 있어, 예를 들어 분배기를 바깥벽에 설치하는 것에 의해 실내의 미관을 손상하지 않는 공기조화기가 얻어진다.

또한, 상기 실시예에서는 제2의 액체측 및 가스측의 접속관을 유니언으로 분배기, 실내유니트에 붙이고 뗄 수 있게 부착하였지만, 미리 분배기 또는 실내유니트의 한쪽에 일정한 깊이의 접속관을 마련해 두고 필요한 길이로 절단한 후 유니언등으로 분배기 또는 실내유니트측에 접속해도 된다. 또, 가스측 접속관과 액체측 접속관의 바이패스로는 분배기 사이의 접속관 길이의 합계가 예를들면 2m 이하의 짧은 길이이면 가스측 접속관내의 액체냉매의 체류가 적어 마련하지 않아도 된다.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면이다.

제4도에서 분배기(2A), (2B), (2C), (2X)는 실내유니트의 설치예정 장소 근방에 설치되고, 가스측 분기관(16A), (16B), (16C), (16X)의 출구 및 액체측 분기관(18A), (18B), (18C), (18X)의 출구에는 각각 개폐가능한 밸브(43A), (43B), (43C), (43X) 및 밸브(44A), (44B), (44C), (44X)를 마련하고 있다. 분배기(2A), (2C)에는 제2의 가스측 접속관(6A), (6C), 제2의 액체측 접속관(7A), (7C)를 거쳐서 실내유니트(3A), (3C)를 마련하고, 밸브(43A), (43C), 밸브(44A), (44C)는 개방상태로, 실내유니트를 접속하고 있지 않는 분배기에서는 밸브(43B), (43X), 밸브(44B), (44X)는 폐쇄상태로 설정한다.

이상과 같이 구성하는 것에 의해 분배기(2A), (2C) 및 실내유니트(3A), (3C)에 대해서는 제1도에 도시한 실시예와 같은 동작을 실행하여 같은 효과를 얻는다.

상기한 제2의 실시예에서는 새로 실내유니트를 증설하는 경우에 설치장소 근방의 분배기, 예를 들면 분배기(2B)의 밸브(43B), 밸브(44B)에 제2의 가스측 접속관과 제2의 액체측 접속관을 거쳐서 실내유니트를 설치하고, 실내유니트내의 공기를 진공펌프등으로 방출한 후, 밸브(43B)를 개방상태로 하는 것에 의해 다른 사이클 구성기기에 영향을 주는 일 없이 용이하게 증설할 수 있다. 반대로, 실내유니트가 필요없게된 경우, 예를 들면 실내유니트(3A)가 필요없게된 경우에는 밸브(43A), 밸브(44A)를 폐쇄상태로 한 후, 실내유니트와 제2의 가스측 접속관(6A), 제2의 액체측 접속관(7A)를 밸브(43A), 밸브(44A)에서 떼어내면 된다.

또한, 상기 실시예는 분배기의 설치대수가 4대인 경우에 대해서 기술한 것이지만, 본 발명은 그 이외의 설치대수에 대해서도 자유롭게 적용할 수 있는 것이다.

제5도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 자기밀봉 커플링이 주요부 단면도, 제6도는 제5도의 자기밀봉 커플링의 접속상태를 도시한 단면도로서, 이 자기밀봉 커플링은 상기 밸브(43A), (43B), (43C), (43X), 밸브(44A), (44B), (44C), (44X) 대신에 사용한 것이다.

제5도 및 제6도에 도시한 자기밀봉 커플링에서 F커플링(45)는 0링(47)에 의해 슬리브(48)과 보디Ⅰ(49)가 밀봉되며, 또 리테이너(50)에 부착된 스프링(51)의 힘으로 밸브봉(52)를 슬리브(48)에 밀어붙여서 밀봉을 실행하여 결합용의 너트(53)를 마련한 구성으로 되어 있고, M 커플링(46)은 리테이너(54)에 마련한 스프링(55)에 의해 포피트 밸브(56)을 보디Ⅱ(57)에 밀어붙여서 밀봉을 실행하고, 결합용의 나사(58)과 보디Ⅰ(49)의 결합면의 패킹(59)을 마련한 구성으로 되어 있다. F커플링(45)와 M커플링(46)을 결합하면 밸브봉(52)에 의해 포피트 밸브(56)이 눌려져서 밸브봉(52)와 슬리브(48)의 밀봉부 및 포피트 밸브(56)과 보디(57)의 밀봉부가 열려서 내부가 연통된다. 한편, 보디(49)와 보디(57)은 패킹(59)에 의해 밀봉되므로 보다 밀폐되어 외부로 냉매가 새는 일이 없다.

이상과 같이 구성한 F커플링(45)를, 예를 들면 제4도의 가스측 분기관(16A), 액체측 분기관(18A)에 부착하고, M커플링(46)을 제2의 가스측 접속관(6A), 제2의 액체측 접속관(7A)에 부착하는 것에 의해 실내유니트를 붙이고 뗄 수 있게 되어 밸브를 부착한 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또, 본 실시예에 의하면 실내유니트를 용이하게 붙이고 뗄 수 있으며, 또 F커플링, M커플링 모두 밀봉되어 있으므로 떼어내도 냉매가 새는 일은 없기 때문에, 또 새로 실내유니트를 증설하는 경우에는 실내유니트에 필요한 냉매량이 봉입되어 있는 것을 사용하는 것에 의해 실내유니트를 떼어낼 때 및 부착할 때에 새로 진공으로 하는 일, 냉매를 주입하는 일등이 필요없게 된다.

또한, 자기밀봉 커플링을 접속관과 분배기의 접속부에 사용해도 좋다. 이 경우에는 분배기의 대수변경이 더욱 용이하게 된다.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면이다.

제7도에서 (60A), (60B), (60C), (60X)는 개폐 가능한 밸브(63A), (63B), (63C), (63X)를 마련한 제1의 가스측 분기관(62A), (62B), (62C), (62X) 및 밸브(65A), (65B), (65C), (65X)를 마련한 제1의 액체측 분기관(64A), (64B), (64C), (64X)로 되는 제1의 분배기, (61A), (61C)는 2방향 밸브(17A), (17C)를 마련한 제2의 가스측 분기관(66A), (66C) 및 유량제어밸브(19A), (19C)를 마련한 제2의 액체측 분기관(67A), (67C)로 되는 제2의 분배기이다. 실내유니트(3A), (3C)를 부착한 제2의 분배기(61A), (61C)와 접속하는 제1의 분배기(60A), (60C)내의 밸브(63A), (63C) 및 밸브(65A), (65C)는 개방상태로, 실내유니트를 부착하고 있지 않는 제1의 분배기내의 밸브(63B), (63X) 및 밸브(65B), (65X)는 폐쇄상태로 하는 것에 의해 제1도에 도시한 실시예 및 제4도에 도시한 실시예와 마찬가지의 동작을 실행하여 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다. 또, 본 실시예에 의하면 분배기를 제1의 분배기와 제2의 분배기로 분리하는 것에 의해 실내유니트를 장차 부착할 예정장소에는 제1의 분배기만으로 되어 초기의 설비 비용이 저감되며 병렬적인 확장도 용이하게 된다.

제8도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 일체형 유량제어밸브를, 제9도는 제8도의 일체형 유량제어밸브의 유량특성을 도시한 도면이다.

제8도에서 (68)은 제1도의 2방향 밸브 및 유량제어밸브를 일체적으로 형성한 일체형 유량제어밸브이다. 보디(69)에 액체측 분기관(15) 및 가스측 분기관(16)이 접속되어 냉매유로를 구성하고 있다. 구동부(71)에 마련된 펄스모터(도시하지 않음)에 의해 샤프트(70)가 왕복운동하여 니들부(72)와 오리피스(73)의 열림정도를 제어한다. 일체형 유량제어밸브(68) 내에는, 또 밸브시트(75)에 밀착해서 밀봉을 하는 밸브(76)이 마련되어 있고, 스프링(77)의 힘으로 샤프트(70)과 연동하는 플랜저(74)에 의해서 밸브(76)의 개폐를 실행한다.

이상과 같이 구성한 일체형 유량제어밸브의 동작에 대해서 제9도를 참조해서 설명한다.

샤프트(70)의 스트로크가 0의 위치에서는 밸브(76)이 밸브시트(75)에 맞닿아서 가스측 분기관(16)과 실내유니트의 열교환기를 연통하는 유로는 차단된다. 스트로크를 크게하면 밸브(76)이 밸브시트(75)에서 떨어져서 밸브부를 흐르는 냉매유량이 증가한다. 스트로크가 X₀이상으로 되면 가스측분기관(16)의 유로저항이 지배적으로 되어 스트로크가 변화해도 유량은 일정하게 된다. 한편, 액체측 분기관(15)은 스트로크 0에서 X₁까지는 니들부(72)와 오리피스(73) 사이의 열림면적을 일정하게 되도록 설정하고 있으므로 일정량 유량의 냉매가 흐른다. 스트로크가 X₁이상으로 되면 니들부(72)와 오리피스(73) 사이의 열림면적이 작게되어 스트로크의 증가에 비례해서 유량이 감소하고, 풀스트로크에서는 유로가 차단되어 냉매는 흐르지 않게 된다.

이상과 같은 구성에 의해, 가스측 분기관을 개폐하는 2방향 밸브 및 액체측 분기관의 유량을 제어하는 유량제어밸브로서의 작동을 실행하고, 상기 분배기와 마찬가지의 동작을 실행하여 같은 효과를 갖는다.

이상 설명한 본 실시예에 의하면 일체형 유량제어밸브를 사용하는 것으로 분배기를 소형화 할 수 있으며, 또 2방향 밸브와 유량제어밸브의 구동장치를 하나로 할 수 있어 제어가 용이하게 된다.

제10도는 본 발명의 또다른 실시예에 관한 다실형 공기조화기의 냉동 사이클을 도시한 도면이다.

제10도에서 (78)은 여분의 냉매를 정체시키는 리시버탱크이다.

이상과 같이 구성하는 것에 의해, 냉방운전 및 전 실내유니트의 난방운전시에는 제1도에 도시한 실시예와 마찬가지의 동작을 실행한다. 여기서, 예를 들면 실내유니트(3B)의 난방운전을 정지하면 유량제어밸브(19B)를 폐쇄하도록 분배제어기(23B)에서 제어신호를 보낸다. 따라서, 실내측 열교환기(20B)는 고압의 액체냉매가 체류하여 방열이 없어진다. 한편, 운전중의 냉동 사이클의 냉매량은 리시버탱크(78)에서 냉매가 보충되므로 적절한 냉매량으로 운전할 수 있다. 이상과 같이, 본 실시예에 의하면 분배기내의 2방향 밸브가 필요없게 되어 저렴한 다실형 공기조화기를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 난방운전의 부분운전시에 정지된 실내유니트의 유량제어밸브를 폐쇄하도록 하였지만 미소하게 개방해 놓아도 좋다. 이 경우, 정지유니트에서 약간 방열하지만 실내측 열 교환기 내에 체류하는 액체냉매량이 적게 되어 리시버탱크의 용량을 작게할 수 있다.

상기 실시예에서는 실내유니트로한 실내 송풍기를 사용한 공기 순환방식에 대해서 설명하였지만 바닥난방용의 바닥패널, 복사 냉난방용의 패널이라도 실시가능하다.

본 발명에 의하면 첫째, 실외유니트에 주회로를 구성하는 가스측접속관과 액체측 접속관에 대하여 분배기를 순차적으로 1개씩 직렬로 배치하고, 이 분배기에 실내유니트를 접속하고 있으므로 실내유니트 대수를 자유롭게 선정할 수 있고, 증설도 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 또, 실외유니트에서 가장 먼쪽의 분배기에서 순차로 가까운 쪽의 분배기로 데이타를 전송하도록 구성하는 것에 의해, 다른 제어기를 변경하는 일 없이 용이하게 분배기 및 실내유니트의 제어기를 접속할 수 있다.

둘째, 실외유니트에서 가장 먼쪽의 분배기의 가스측 접속관과 액체측 접속관 사이에 저항을 갖는 바이패스로를 마련하고 있으므로, 액체냉매의 체류가 방지되어 접속관의 길이를 길게할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 분배기와 실내유니트 사이에 제2의 접속관을 마련해서 접속하고, 붙이고 뗄 수 있게 하고 있으므로 분배기를 바깥벽에 마련할 수도 있어 실내의 미관을 손상하는 일 없이 설치장소를 자유롭게 선정할 수가 있다.

넷째, 가스측 분기관 출구와 액체측 분기관 출구에 개폐하는 밸브를 마련하고, 그 밸브와 실내유니트를 붙이고 뗄 수 있게 하고 있으므로, 실내유니트의 설치장소의 이동 및 증설을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 또, 밸브대신에 자기밀봉 커플링을 사용하는 것에 의해, 실내유니트를 떼어낼 때 및 부착할 때에 진공으로 하는 조작과 냉매를 주입하는 조작도 필요없게 되는 효과가 있다. 또한, 밸브를 내장하는 제1의 분배기를 거쳐서 2방향 밸브, 유량제어밸브를 내장하는 제2의 분배기와 실내유니트를 접속하는 방법에 의해 초기 설비비용이 저감되며, 병렬적인 확장도 용이하게 되는 효과가 있다.

다섯째, 분배기를 2방향 밸브와 유량제어밸브의 구동장치를 1개로 해서 일체적으로 형성하는 것에 의해, 소형이며 제어가 용이하게 분배기를 제공할 수 있다.

Claims (10)

1. 실외유니트(1)과 여러개의 실내유니트(3A, 3B, 3X)를 접속한 다실형 공기조화기에 있어서, 상기 실외유니트(1)과 여러개의 실내유니트(3A, 3B, 3X)의 사이에서 작동매체를 순환시키고, 가스측 접속관(4, 4A, 4B, 4X) 및 액체측 접속관(5, 5A, 5B, 5X)로 구성된 주회로, 상기 주회로를 따라서 순차적으로 배치된 분배기(2A, 2B, 2X), 상기 분배기에서 상기 가스측 접속관으로부터 분기되어 상기 실내유니트에 접속된 가스측 분기관(16A, 16B, 16X), 상기 분배기에서 상기 액체측 접속관으로부터 분기되어 상기 실내유니트에 접속된 액체측 분기관(18A, 18B, 18X), 상기 분배기내에 내장되어 상기 가스측 분기관의 도중에 설치된 2방향 밸브(17A, 17B, 17X)와 상기 분배기내에 내장되어 상기 액체측 분기관의 도중에 설치된 유량제어밸브(19A, 19B, 19X)를 포함하고, 상기 실외유니트(1)에 구비한 실외제어기(28)와 상기 분배기에 구비한 분배 제어기(23A, 23B, 23X) 및 상기 실내유니트에 구비한 실내제어기(24A, 24B, 24X)의 데이타 전송을, 상기 실내제어기로부터 상기 분배제어기로 전송하고, 또한 상기 실외유니트에서 가장 먼 분배기로부터 순차적으로 인접하는 분배기를 거쳐서 상기 실외제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
2. 실외유니트(1)과 여러개의 실내유니트(3A, 3C)를 접속한 다실형 공기조화기에 있어서, 상기 실외유니트(1)와 여러개의 실내유니트(3A, 3C)의 사이에서 작동매체를 순환시키고, 가스측 접속관(4A, 4B, 4C, 4X) 및 액체측 접속관(5A, 5B, 5C, 5X)로 구성된 주회로, 상기 주회로를 따라서 순차적으로 배치된 제1의 분배기(60A, 60B, 60C, 60X), 상기 제1의 분배기에서 상기 가스측 접속관으로부터 분기된 가스측 분기관(62A, 62B, 62C, 62X), 상기 제1의 분배기에서 상기 액체측 접속관으로부터 분기된 액체측 분기관(64A, 64B, 64C, 64X), 상기 제1의 분배기내에 배치되어 상기 가스측 분기관의 유로 및 상기 액체측 분기관의 유로를 개폐 가능하게 하는 개폐밸브(63A, 63B, 63C, 63X, 65A, 65B, 65C, 65X), 상기 여러개의 실내유니트와 상기 제1의 분배기의 사이에 배치된 제2의 분배기(61A, 61C), 상기 제2의 분배기내에 내장되어 가스측 분기관의 도중에 설치된 2방향 밸브(17A, 17C)와 상기 제2의 분배기내에 내장되어 액체측 분기관의 도중에 설치된 유량제어밸브(19A, 19C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
3. 구동장치(71)에 의해 왕복운동하는 샤프트(70), 상기 샤프트에 마련된 니들부(72), 상기 니들부에 위치하는 오리피스(73), 상기 오리피스와 연통하는 액체측 분기관(15), 상기 샤프트끝에 스프링(77)에 의해 맞닿아 있는 플런저(74), 상기 플런저의 다른쪽 끝부에 부착된 밸브(76), 상기 밸브와 맞닿아서 밀봉하는 밸브시트(75)와 상기 밸브시트와 연통하는 가스측 분기관(16)과를 1개의 보디(69)내에 수납하고, 상기 샤프트의 변위가 0일때는 상기 밸브(76)이 상기 밸브시트에 맞닿고, 상기 가스측 분기관을 흐르는 유체의 유량이 변화하지 않게 되는 상기 샤프트의 변위보다 큰 범위에서 상기 니들부와 상기 오리피스 사이의 열린구멍 면적이 상기 샤프트의 변위에 대하여 점차로 작게 되도록, 상기 오리피스 위치와 상기 밸브시트 위치를 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 일체형 유량제어밸브.
4. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 분배기내에 내장된 상기 2방향 밸브와 상기 유량제어밸브는 일체로 되는 일체형 유량제어밸브인 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
5. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 분배기내에 내장된 상기 2방향 밸브와 상기 유량제어밸브는 일체로 되는 일체형 유량제어밸브인 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
6. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 분배기(2A, 2B, 2X)와 상기 실내유니트(3A, 3B, 3X)의 사이의 각각의 분기관에 개폐밸브(43A∼43X)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
7. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 분배기와 상기 실내유니트를 자기밀봉 커플링(45, 46)을 거쳐서 접속하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
8. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 실외제어기의 데이타를 상기 실외유니트에 가장 가까운 분배제어기로부터 가장 먼 분배제어기로 순차적으로 전송하고, 상기 분배제어기를 거쳐서 상기 실내제어기로 전송하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
9. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 상기 실외유니트로부터 가장 먼 위치에 있는 분배기(2X)의 가스측 접속관(4X)와 액체측 접속관(15X)에 저항을 갖는 바이패스로(22)를 마련한 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.
10. 특허청구의 범위 제2항에 있어서, 운전되지 않은 실내유니트와 접속되어 있는 분배기내의 유량제어밸브와 2방향 밸브를, 냉방운전시에는 상기 유량제어밸브(19A, 19B, 19X)를 전폐하는 제어를 실행하고, 난방운전시에는 상기 2방향 밸브(17A, 17B, 17X)를 전폐하는 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 다실형 공기조화기.

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