KR100903487B1

KR100903487B1 - 수냉식 공조 시스템 및 수냉식 공조 시스템의 실내기

Info

Publication number: KR100903487B1
Application number: KR1020050019842A
Authority: KR
Inventors: 김인규; 조천수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2009-06-18
Also published as: KR20060097488A

Abstract

본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템은 빌딩의 실내 공조를 수행하는 수냉식 공조 시스템의 실내기; 냉각수가 상기 수냉식 실내기 내부의 복수의 응축기로 공급되는 분기되는 관로 상에 설치되는 복수의 밸브; 및 상기 실내기의 동작 상태를 감지하여 상기 밸브의 개폐 상태를 조작하여, 상기 실내기로 유입되는 냉각수의 양을 조절하는 실내제어유닛이 포함된다.

본 발명에 의해서 수냉식 공조기의 실내기로 공급되는 냉각수의 양이 특정 실내의 냉방부하에 적합한 최적의 수준으로 조절될 수 있기 때문에, 공조 시스템의 에너지 효율이 증진되는 장점을 얻을 수 있다.

수냉식, 공조 시스템, 이중관 응축기

Description

수냉식 공조 시스템 및 수냉식 공조 시스템의 실내기{air conditioning system cooled by water and indoor unit of the same}

도 1은 본 발명의 수냉식 공조 시스템이 적용되는 빌딩의 사시도.

도 2는 빌딩 각 층의 내부 구성을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 시스템 구성도.

도 4는 수냉식 공조 시스템 실내기의 사시도.

도 5는 실내기의 분해 사시도.

도 6은 압축기의 동작상태에 따른 냉방부하의 변화선도.

도 7은 수냉식 공조 시스템의 실내기의 블록도.

도 8은 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

44 : 이중관 응축기 444 : 제 1 밸브 445 : 제 2 밸브

446 : 제 3 밸브

본 발명은 수냉식 공조 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 수냉식 공조 시스템의 실내기측으로 공급되는 냉각수의 양이 단계별로 제어되도록 함으로써, 냉각부하의 변동에 대한 적극적인 대처가 가능한 수냉식 공조 시스템의 실내기에 관한 것이다.

일반적인 수냉식 공조 시스템은 공기에 의해서 냉매의 응축이 수행되는 공냉식 방식에 비하여 효율이 높고, 실내기측에 소음이 낮아지는 장점이 있다.

또한, 상기되는 수냉식 공조 시스템이 대형 빌딩에 적용되는 경우에는, 공기배관 또는 냉매배관이 바깥으로 드러나지 아니하여 빌딩 외관이 아름답게 되고, 유지보수가 편리해지고, 기밀의 냉매 배관이 요구되지 아니하기 때문에 안전성이 높아지는 장점을 얻을 수 있다.

한편, 근래들어 대도시에는 대형 마천루가 많이 들어서고 있는데, 이러한 마천루는 안정상의 문제와 고층의 풍속 문제등으로 인하여 각 층마다 개방형의 창문을 만들수가 없다. 그러므로, 이와 같은 대형 빌딩에는 중앙집중형의 냉난방이 수행되는 것이 일반적이다.

이러한 배경하에서 대형 빌딩에 대한 중앙집중형의 냉난방이 수행되는 방법으로서, 상술되는 수냉식 공조 시스템이 일 방안으로 제안되고 있다.

상기 수냉식 공조 시스템은 실내기와 실외기가 각각 배치된다. 상기 실외기는 빌딩의 옥상에 설치되어 고온의 냉각수를 냉각시키는 냉각탑의 형태를 취하고, 상기 실내기는 빌딩의 각 층에 설치되어 상기 실외기에서 냉각된 차가운 냉각수가 공급되어 냉매를 응축시키는 작용이 수행된다. 그리고, 상기 실내기에서 데워진 냉각수는 다시 상기 실외기로 순환되어 냉각되는 하나의 사이클을 이룬다.

또한, 상기 실내기에서는 냉각수에 의해서 냉각된 냉매가, 팽창기에서 팽창되고, 증발기에서 증발되고, 압축기에서 압축되는 하나의 싸이클을 이루게 된다. 물론, 상기 증발기에서 증발되는 중에는 외부의 열을 흡수하여 외기의 온도가 낮아지도록 한다. 그리고, 실내기에서 냉각수와 냉매와의 사이에 열교환이 수행되는 기기는, 냉매와 냉각수가 각각 외관과 내관을 유동하는 이중관 응축기가 사용되는 것이 일반적이다.

한편, 상기 이중관 응축기는 실내기로 공급되는 냉각수의 양에 따라서 응축열량이 좌우되는 특징이 있다. 다시 말하면, 공냉식의 경우와는 달리, 냉각수의 공급량이 과대하게 큰 경우에는 이중관 응축기에서 응축열량이 많아져서 증발되지 못한 액상의 냉매가 압축기로 공급됨으로써, 압축기의 파손을 초래하는 일이 발생될 수 있다. 그리고, 냉각수의 공급량이 과소하게 작은 경우에는 충분한 증발열량을 얻을 수 없고, 그렇기 때문에 실내온도를 원하는 정도로 낮게 유지할 수 없는 문제점이 발생한다.

상기되는 배경하에서 각각의 실내기로 공급되는 냉각수의 수량이 적절히 제어되도록 하는 것은 수냉식 공조 시스템의 주된 관심사가 아닐 수 없다.

본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 실내기로 공급되는 냉각수의 양이 간단하게 조절될 수 있는 수냉식 공조 시스템의 실내기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 실내기의 유입수의 양이 적절으로 조절됨으로써, 실내기 내 부 기기의 파손을 방지하고, 공조 시스템의 효율이 최적으로 유지될 수 있는 수냉식 공조 시스템의 실내기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템은 빌딩의 실내 공조를 수행하는 수냉식 공조 시스템의 실내기; 냉각수가 상기 수냉식 실내기 내부의 복수의 응축기로 공급되는 분기되는 관로 상에 설치되는 복수의 밸브; 및 상기 실내기의 동작 상태를 감지하여 상기 밸브의 개폐 상태를 조작하여, 상기 실내기로 유입되는 냉각수의 양을 조절하는 실내제어유닛이 포함된다.

또한, 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 실내기는 냉매가 압축되는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 분기되어 냉각수에 의해서 응축되는 복수개의 응축기; 상기 복수개의 응축기로의 냉각수 유입 상태가 각각 제어되는 밸브; 및 상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창된 뒤에 증발되어 외기를 냉각시키는 증발기가 포함된다.

제안되는 본 발명에 의해서 수냉식 공조 시스템의 실내기 측으로 공급되는 냉각수량이 최적으로 조절될 수 있는 장점이 있다. 그리고, 실내기로 공급되는 냉각수 량이 최적으로 조절됨으로써, 실내기의 부품이 파손되지 아니하고 공조 시스템의 효율이 높아지는 장점을 얻을 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한적으로 해석되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변 경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있으나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 수냉식 공조 시스템이 적용되는 빌딩의 사시도이고, 도 2는 빌딩 각 층의 내부 구성을 도시하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 수냉식 공조 시스템에는 빌딩(1)과, 빌딩의 옥상에 놓이는 실외기로서 냉각탑(2)과, 빌딩의 각 층에 놓이는 수냉식 실내기(3)와, 상기 냉각탑(2)과 상기 수냉식 실내기(3)를 연결하는 냉각수 파이프(4)와, 상기 수냉식 실내기(3)에 의해서 냉각된 공기가 실내의 각 구획된 공간으로 유입되도록 하는 실내덕트(5)와, 상기 실내덕트(5)의 단부에 제공되어 실내공간으로 널리 확산되도록 하는 확산기(6)가 포함되어 있다.

상기 냉각탑(2)은 일반적인 개방형 냉각탑이 아니라, 냉각수가 외부로 드러나지 아니하는 상태에서, 개별적인 완전한 공조 시스템에 의해서 냉각수가 냉각되는 밀폐형 냉각탑의 구조를 취한다. 그러므로, 냉각수의 오염이 방지되고, 공조 시스템의 시스템 효율이 증진되는 장점을 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 시스템 구성도이다.

도 3을 참조하여 본 발명의 수냉식 공조 시스템의 동작 내지 작용을 상세하게 설명한다. 상기 냉각탑(2)에서 차가워진 냉각수는 펌프(9)에 의해서 가압되어 공급유로(7)를 통해서 빌딩의 각 층으로 안내된다. 상기 공급유로(7)는 각 층의 수냉식 실내기(3)와 연결된다.

또한, 수냉식 실내기(3)에 의해서 냉각된 공기는 실내 덕트(5)를 통하여 실 내의 각 구획된 공간으로 안내되고, 실내덕트(5) 상에는 댐퍼(10)가 다수개 형성되어 특정 공간으로 유입되는 냉기의 양이 제어되도록 한다. 상기 실내덕트(5)의 단부에는 확산기(6)가 설치되어 실내 공간으로 냉기가 널리 퍼지도록 하는 것은 물론이다.

또한, 수냉식 실내기(3)에서 냉매와 열교환되어 뜨거워진 냉각수는, 순환유로(8)측으로 토출되어 다시금 냉각탑(2)으로 유입되어 순환되는 과정을 거치게 되고, 상기 냉각탑(2)에 의해서 냉각된 뒤에 공급유로(7)를 통하여 재 공급된다.

한편, 빌딩의 각 층에는 수냉식 실내기(3)가 제어되도록 하는 실내제어유닛(12)이 형성되어 있고, 상기 실내제어유닛(12)은 빌딩의 중앙제어부(13)와 연결되어 신호가 송수신된다. 그러므로, 사용자는 상기 실내제어유닛(12)을 조정하여 수냉식 실내기(3)의 구동 상태를 조절하고, 상기 실내제어유닛(12)은 수냉식 실내기(3)의 동작 상태를 상기 중앙제어부(13)로 전달한다.

또한, 상기 중앙제어부(13)는 각 층에서 동작되는 수냉식 실내기(3)의 동작 상태를 취합하여, 전체적으로 빌딩에 대한 공조 시스템이 제어되도록 한다. 예를 들면, 각 층의 수냉식 실내기(3)의 운전 부하가 풀(full) 가동되는 때에는 냉각탑(2)이 풀로 가동되도록 냉각탑(2)의 동작 상태를 제어할 수 있다.

한편, 빌딩의 각 층에는 외부 공기가 직접 유입될 수 있는 환기장치와, 상기 환기장치의 유입/유출단에 전열교환기가 부설됨으로써, 외부공기가 직접 유입되도록 할 수도 있다.

이하에서는 상기 수냉식 실내기(3)의 구성 및 동작에 대해서 상세하게 설명 한다.

도 4는 상기 실내기의 사시도이고, 도 5는 실내기의 분해 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실내기(3)는 전면패널(33)과 상면패널(36)과 측면패널(35)과 하면패널(34)과 후면패널(60)이 각각 형성된다. 그리고, 상기 전면패널(33)에는 외기가 유입되는 흡입구(31)가 형성되어 외기가 유입되고, 상기 상면패널(36)에는 덕트 연결부(32)가 형성되어 냉각된 공기가 소정의 덕트를 통하여 실내의 각 공간으로 토출되도록 한다.

상세하게, 상기 실내기(3)의 구성 및 동작에 대해서 설명한다.

상기 실내기(3)의 하면패널(34) 상에는 다수의 압축기(41)(42)(43)와 이중관 응축기(44)가 놓인다.

상세하게, 상기 압축기는 정속으로 운전되는 제 1 정속압축기(41) 및 제 2 정속압축기(43)와, 압축기의 운전 주파수가 가변되어 냉매의 압축량이 변동되는 인버터 압축기(42)가 포함된다. 상기 압축기(41)(42)(43)는 다수의 압축기가 선택적으로 동작되도록 함으로써, 냉방부하에 따라서 압축기의 동작 상태가 달라질 수 있고, 그에 대한 자세한 설명은 후술한다.

상세하게, 상기 이중관 응축기(44)는 외관과 내관으로 구성되어, 상기 내관에는 냉각수가 유동하고, 외관에는 냉매가 유동됨으로써, 내관의 접촉면에서 냉각수와 냉매간의 열교환이 수행된다. 이와 같이 냉각수와 냉매가 직접 접촉되는 방식으로 열교환이 수행되기 때문에, 상기 이중관 응축기(44)로 유입되는 냉매와 냉각수의 양에 따라서 응축열량은 직접적으로 변경된다.

한편, 상기 이중관 응축기(44)는 세 개가 서로 구분되어 형성되어 있다. 상술하면, 제 1 이중관 응축기(441)와 제 2 이중관 응축기(442)와 제 3 이중관 응축기(443)이 상호 간에 분리되어, 개별적으로 냉매와 냉각수가 유입 유출된다. 그리고, 상기 제 1, 제 2, 제 3 이중관 응축기(44)로 유입되는 냉각수의 개방/폐쇄가 제어되도록 하기 위한 제 1 밸브(444), 제 2 밸브(445), 및 제 3 밸브(446)가 상기 제 1, 제 2, 제 3 이중관 응축기(44)의 유입단부에 형성되어 있다. 상기 밸브(444)(445)(446)에 의해서 각각의 이중관 응축기로 유입되는 냉각수의 유입이 온/오프 제어될 수 있다.

이와 같이 이중관 응축기로 유입되는 냉각수의 양이 세단계로 제어되는 것은, 냉매의 응축열량에 따라서 적합화되도록 하기 위한 것이다.

상세하게는, 압축기에 의해서 압축된 냉매를 응축시키기 위한 냉매의 응축열량이, 하나의 이중관 응축기에 의해서 충분한 경우에는 하나의 이중관 응축기로만 냉각수가 유입되도록 하고, 그 이상인 경우에는 이중관 응축기의 밸브 개방상태가 적절히 조작되도록 하면 되는 것이다.

이와 같이, 이중관 응축기의 조작 상태가 조작되도록 하는 것은, 수냉식 공조 시스템의 경우에는 냉각수와 냉매가 직접 접촉에 의해서 열교환이 수행되기 때문에, 공급되는 냉각수의 양은 응축열량과 비례적인 직접 관계가 있기 때문이다. 상기 이중관 응축기의 동작에 대해서는 상세하게 후술한다.

한편, 상기 실내기(3)의 대략 중심부에는 증발기(45)가 놓여서, 흡입구(31)와 흡입유로(40)를 통하여 유입되는 공기가 냉각되도록 한다. 그리고, 상기 증발기 (45)에서 냉매가 증발되는 중에 발생되는 응축수가 원활하게 배수되도록 하기 위하여, 상기 증발기(45)의 하방에는 드레인팬(46)이 놓여 있다. 그리고, 상기 드레인팬(46)에서 배수되는 응축수가 실내기(3)의 외부로 안내되기 위하여, 상기 측면패널(35)에는 드레이팬(46)의 일부분과 연통되는 드레인부(39)가 형성되고, 그 하방으로는 냉각수가 실내기(3)로 유입 및 유출되도록 하는 냉각수 유입관(37)과 냉각수 유출관(38)이 형성되어 있다.

또한, 상기 증발기(45)의 상방에는 모터(47)와, 상기 모터(47)와 연결되는 송풍팬(48)이 형성되어 실내기(3)의 내부에서 공기가 강제유동되도록 한다. 그리고, 상기 송풍팬(48)으로부터 토출되는 공기는 상면패널(36)의 덕트 연결부(32)를 거쳐서 각 실내 공간으로 송풍된다.

상기되는 구성을 참조하여 실내기(3)의 동작을 설명한다. 먼저, 이중관 응축기(44)에 의해서 냉매가 응축된다. 상기 이중관 응축기(44)의 내관에는 차가운 냉각수가 흐르고, 이중관 응축기(44)의 외관에는 냉매가 흘러서, 냉매와 냉각수와의 열교환에 의해서 냉매가 응축된다. 이때 상기 이중관 응축기(44)는 다수의 이중관 응축기(441)(442)(443)로 구분되어 형성되어 있기 때문에, 복수의 이중관 응축기(441)(442)(443)의 개방 상태에 따라서 응축열량이 조절될 수 있다.

한편, 냉매가 응축된 뒤에는, 도시되지 아니한 팽창밸브를 거쳐서 팽창된 뒤에, 증발기(45)로 유입되어 증발되고, 냉매의 증발시에 흡수되는 기화열에 의해서 공기 중의 열이 흡수된다. 그리고, 증발된 냉매는 압축기(41)(42)(43)로 유입되어 압축되는 과정이 더 수행된 뒤에, 상기 이중관 응축기(44)로 다시금 유입된다.

또한, 상기 증발기(45)에서 냉매가 증발되는 중에 발생되는 응축수는 드레인팬(46)으로 낙하되어 상기 드레인부(39)를 통하여 실내기(3)의 외부로 배출된다.

또한, 상기 실내기(3)의 내부에서 공기의 유동은 상기 송풍팬(48)에 의해서 발생된다. 상술하면, 상기 송풍팬(48)이 구동되면, 외기가 흡입구(31)와 흡입유로(40)를 통하여 증발기(45) 측으로 유입되고, 증발기(45)의 인접 부근에서는 외기가 냉각된다. 냉각된 외기는 송풍팬(48)을 거쳐서 덕트 연결부(32)를 통하여 구획되는 각각의 실내공간으로 공급된다.

한편, 상기 압축기(41)(42)(43)는 도시되는 바와 같이 세 개가 놓여있는데, 이와 같이 압축기(41)(42)(43)가 다수 개가 형성됨으로써, 냉방부하에 맞추어서 다수의 압축기 중에서 선택되는 일정 조합으로 냉매의 압축 용량이 변경되어 수행된다. 도 6에는 압축기의 동작상태에 따른 냉방부하의 변화선도를 예시하고 있다.

도 6을 참조하면, 실내공간의 냉방부하에 따라서 압축기는 선택적으로 운전되는데, 냉방부하가 서서히 증가됨에 따라서 처음에는 상기 인버터 압축기(42)의 압축 주파수가 증가되면서 서서히 냉매의 압축용량이 증가된다. 도면에서 C3은 인버터 압축기에 의해서 수행되는 냉매의 압축용량이 도시된다. 다만, 인버터 압축기(42)의 압축 주파수가 서서히 증가됨에 따라서 냉매의 압축용량이 서서히 증가되고, 그에 따라서 실내기(3)에 의한 냉방용량도 서서히 증가되는 것에 유의해야 한다.

그리고, 실내 공간의 냉방부하가 증가하여 일정 수준을 넘어서게 되면, 상기 인버터 압축기(42)만으로는 증가된 냉방부하를 감당할 수 없게 되고, 이때에는 제 1 정속압축기(41)를 운전해야 한다. 도면에서 C1은 제 1 정속압축기의 압축용량을 도시하고 있다. 나아가서, 제 1 정속압축기(41)와 인버터 압축기(42)만으로는 냉방부하를 감당할 수 없을 때에는 제 2 정속압축기(43)를 마저 운전함으로써 보다 많은 냉매가 압축되도록 한다. 도면에서 C2는 상기 제 2 정속압축기(43)의 압축용량을 도시하고 있다.

결국, 상기 인버터 압축기(42)와 정속압축기(41)(43)가 선택적으로 조합되어 운전됨으로써, 압축기에 의한 냉매의 압축용량은 선형적으로 증가되고, 실내 환경의 냉방부하에 따라서 최적의 상태로 압축기가 선택 조합되어 운전된다.

한편, 상기 압축기(41)(42)(43)의 압축용량이 선형적으로 변화되면, 냉매의 기화열, 실내의 냉방용량, 및 이중관 응축기의 응축열량도 그에 따라 증가되는 것은 용이하게 짐작할 수 있을 것이다. 그러므로, 이때에는 상기 이중관 응축기로 공급되는 냉각수의 양이 상기 밸브(444)(445)(446)에 의해서 조절되도록 한다. 상기밸브(444)(445)(446)의 유량 제어는 상기 실내제어유닛(12)의 제어에 의해서 수행될 수 있다. 상세하게는, 상기 압축기(41)(42)(43)의 동작 상태 변화가 실내제어유닛(12)에 의해서 감지되고, 그러한 감지신호에 의해서 적정한 양의 냉각수량이 판단된다. 그리고, 적정한 양의 냉각수가 상기 이중관 응축기(44)를 통과할 수 있도록 하기 위하여, 상기 밸브(444)(445)(446)의 개방 상태가 조작되도록 하는 소정의 제어신호가 실내제어유닛(12)에서 상기 밸브(444)(445)(446)로 전달되는 것이다.

다만, 상기 실내제어유닛(12)의 간접적 제어가 아니라, 압축기(41)(42)(43)의 동작상태 변경시에 함께 밸브(444)(445)(446)가 제어되도록 할 수도 있다. 예를 들면, 어느 하나의 압축기가 구동될 때에는 하나의 밸브만이 개방되고, 두개의 압축기가 구동될 때에는 두 개의 밸브가 개방되도록 할 수도 있는 것이다.

또한, 빌딩에 설치되는 전체적인 상기 밸브(444)(445)(446)를 통과하는 냉각수의 양에 맞도록 냉각수가 공급되도록 하기 위하여, 상기 냉각탑(2)의 동작 상태는 중앙제어부(13)의 제어에 의해서 동작되도록 한다.

이하에서는 실내기의 시스템 구성도를 참조하여 상기 이중관 응축기의 동작을 다시 한번 설명한다. 도 7은 수냉식 공조 시스템의 실내기의 블록도이다.

도 7을 참조하면, 냉매가 압축되는 압축기(41)(42)(43)와, 압축된 냉매가 응축되는 응축기(44)와, 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기(49)와, 팽창된 냉매가 증발되는 증발기(45)가 간단하게 도시되어 있다.

특히, 본 발명의 일 특징에 따르는 상기 응축기는, 이중관 응축기이고, 제 1 이중관 응축기(441)와 제 2 이중관 응축기(442)와 제 3 이중관 응축기(443)으로 구분되고, 각각의 이중관 응축기로 유입되는 냉매의 관로는 서로 분기되어 있어서, 분기되는 관로를 통해서만 냉매가 공급된다. 이와 마찬가지로, 각각의 이중관 응축기(441)(442)(443)로 유입되는 냉각수의 관로도 서로 분기되어 있어서, 각각의 이중관 응축기로 유입되는 냉각수는 분기되는 특정의 관로를 통해서만 냉각수가 공급될 수 있다. 그리고, 분기되는 각각의 냉각수 관로에는 관로의 개방/폐쇄가 제어되는 밸브(444)(445)(446)가 설치되어 있다.

이 상태에서, 상기 밸브(444)(445)(446)는 상기 압축기(41)(42)(43)의 동작 상태에 따라서 적절한 상태로 개방/폐쇄가 제어될 수 있다. 다시 말하면, 압축기에 의해서 많은 양의 냉매가 압축되는 경우에는 많은 수의 밸브가 개방되어 충분히 응축열량이 방열되도록 한다. 그러나, 그와 반대의 경우에는 작은 수의 밸브가 개방되어 개방된 이중관 응축기에 의해서는 냉매가 응축되도록 하고, 폐쇄된 이중관 응축기에 의해서는 냉매가 응축되지 않도록 한다. 그리고, 응축된 냉매와 응축되지 아니한 냉매가 합하여져서 적절한 상태의 응축 상태가 유지되도록 한다. 이와 같이 이중관 응축기의 동작이 제어됨으로써, 냉매의 과냉을 방지하여 압축기가 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

예를 들면, 제 1 정속 압축기(41)만이 구동되는 경우에는, 제 1 이중관 응축기(441)로 유입되는 냉각수 관로의 밸브(444)만이 개방되고 다른 이중관 응축기(442)(443)와 연결되는 밸브(445)(446)는 폐쇄되도록 한다. 이로써, 상기 제 1 이중관 응축기(441)에 의해서만 냉매가 응축되고, 다른 이중관 응축기(442)(443)를 통과하는 냉매는 응축기 수행되지 않도록 함으로써, 전체적으로 냉매의 응축열량은 적절히 달성될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 수냉식 공조 시스템은 단일의 제어 시스템에 의해서 빌딩의 공조 상태가 전체로서 제어되는데, 이하에서는 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 구성을 블록도를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템의 블록도이다.

도 8을 참조하면, 건물의 전체적인 공조 상태가 제어되도록 하는 중앙 제어부(13)와, 중앙 제어부(13)에 의해서 제어되는 냉각탑 제어부(51) 및 펌프 제어부(52)와, 상기 중앙 제어부(13)에 의해서 제어되고 빌딩의 각 층 또는 구획되는 각 각의 실내공간마다 놓이는 실내제어유닛(12)이 포함된다.

상기 냉각탑 제어부(51)는 빌딩의 전체적인 냉방부하에 적합하도록 전체적인 냉각수의 공급 상태가 냉각탑(2)에 의해서 조절되도록 하고, 상기 펌프 구동부(52)는 냉각수 파이프(4)를 통해서 유동되는 냉각수의 순환이 제어되도록 한다.

또한, 상기 실내제어유닛(12)은 실내환경의 제어 상태가 사용자에게 표시되는 표시부(53)와, 사용자에 의해서 실내환경의 제어상태가 조작되도록 하는 조작부(54)가 연계되어 동작된다. 그리고, 상기 실내제어유닛(12)은 실내환경이 조절되도록 하는 다수의 구동부가 연계되어 있다. 상세하게는, 상기 밸브(444)(445)(446)의 제어 상태가 조작되도록 하는 밸브 구동부(55)와, 압축기(41)(42)(43)가 포함되는 전체적인 실내기(3)의 제어 상태가 조작되는 실내기 구동부(56)와, 실내의 구획되는 각 공간으로 유입되는 냉기의 공급 상태가 조절되는 댐퍼 제어부(57)와, 외기의 실내 유입이 제어되도록 하는 환기제어부(58)가 포함된다.

특히, 본 발명에서는 상기 밸브 구동부(55)가 포함됨으로써, 실내기(3)의 동작 상태에 맞추어서 최적량의 냉각수가 실내기(3)로 공급되도록 하는 것에 그 일 특징이 있다. 상세하게는, 상기 실내기(3)의 내부에 놓이는 압축기의 동작 상태에 따라서, 상기 밸브 구동부(55)가 조작되어 상기 밸브(444)(445)(446)를 통과하는 냉각수의 유량이 단계별로 조절된다. 다시 말하면, 실내의 냉방부하가 증가하여 압축기(41)(42)(43)에 의해서 압축되는 냉매의 압축용량(도 6의 Y축 참조)이 커지면 커질수록, 상기 밸브(444)(445)(446)중의 많은 수가 개방되도록 밸브 구동부(55)가 제어된다. 반대로, 실내의 냉방부하가 감소하여 압축기(41)(42)(43)에 의해서 압축 되는 냉매의 압축용량이 감소하면 감소할수록, 상기 밸브(444)(445)(446)중의 적은가 개방되도록 밸브 구동부(55)가 제어된다.

이와 같이 운전됨으로써, 수냉식 실내기(3)로 공급되는 냉각수의 양은 항상 최적의 상태로 유지되고, 압축되는 냉매의 응축에 필요한 양 만큼의 이중관 응축기가 동작되도록 한다. 그러므로, 냉매의 과냉에 의한 압축기의 파손이나, 냉방용량의 부족 현상은 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 수냉식 공조 시스템은 대형 빌딩에 적용됨으로써, 시스템이 중앙 제어부에 의해서 집약적으로 관리되기 때문에, 소수의 인원에 의해서 빌딩 전체가 총괄적으로 제어될 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기되는 실시예에서는 상기 이중관 응축기가 세 부분으로 구획되는 것으로 예시되어 있으나, 실내기의 용량과 압축기의 압축용량에 따라서 그 이상 및 그 이하의 수로 구획될 수도 있다. 다만, 기기의 파손이 발생하지 않고, 실내기의 운전이 정상적으로 운전될 수 있는 범위 내이기만 하면 된다.

또한, 이중관 응축기는 서로 분리되어 말려있는 상태에서, 상하로 적층되고, 한 곳에 모여있는 것으로 설명되어 있으나, 이러한 형태에 제한되지 아니하고, 다른 형태로 다른 장소에 배치된다고 하더라도 본 발명의 실시에는 영향이 없는 것은 당연하다.

또한, 수냉식 실내기의 내부 냉동 사이클을 순환하는 냉매의 과냉이 방지되기 때문에 실내기 내부 기기의 파손을 방지되는 장점이 있다.

Claims

빌딩의 실내 공조를 수행하는 수냉식 공조 시스템의 실내기;

냉각수가 상기 수냉식 실내기 내부의 복수의 응축기로 공급되는 분기되는 관로 상에 설치되는 복수의 밸브; 및

상기 실내기의 동작 상태를 감지하여 상기 밸브의 개폐 상태를 조작하여, 상기 실내기로 유입되는 냉각수의 양을 조절하는 실내제어유닛이 포함되는 수냉식 공조 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 실내기에는 복수개의 압축기가 놓여 다단으로 냉매가 압축되는 수냉식 공조 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 밸브는 상기 압축기의 동작 개수에 따라서 개방되는 개수가 달라지는 수냉식 공조 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 압축기 중에서 적어도 어느 하나는 압축량이 가변되는 인버터 압축기인 수냉식 공조 시스템.
냉매가 압축되는 압축기;

상기 압축기에서 압축된 냉매가 분기되어 냉각수에 의해서 응축되는 복수개의 응축기;

상기 복수개의 응축기로의 냉각수 유입 상태가 각각 제어되는 밸브; 및

상기 응축기에서 응축된 냉매가 팽창된 뒤에 증발되어 외기를 냉각시키는 증발기가 포함되는 수냉식 공조 시스템의 실내기.
제 5 항에 있어서,

상기 응축기는 이중관 응축기인 수냉식 공조 시스템의 실내기.
제 5 항에 있어서,

상기 응축기는 꼬인 상태에서 적층되는 수냉식 공조 시스템의 실내기.
제 5 항에 있어서,

상기 밸브는 개방/폐쇄 상태로 조작되는 수냉식 공조 시스템의 실내기.
제 5 항에 있어서,

상기 압축기는 복수개이고, 상기 밸브는 상기 압축기 중에 동작되는 개수만큼 개방되는 수냉식 공조 시스템의 실내기.