KR102122568B1 - 공기조화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기조화 시스템은, 실외 공간에 배치되고 압축기 및 실외 열교환기가 구비되는 실외기; 실내 공간에 배치되고 실내 열교환기가 구비되는 다수의 실내기; 및 상기 실외기에서 배출된 냉매 중 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액 분리기가 구비되는 기액분리 유닛을 포함하고, 상기 기액분리 유닛에는, 상기 기액 분리기를 통과한 냉매 중 기상 냉매와 열교환 하는 급탕 열교환기; 및 상기 기액 분리기에서 분리된 액상 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각기가 포함된다.

Description

공기조화 시스템 {An air conditioning system}

본 발명은 공기조화 시스템에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하는 장치이다. 또한 공기조화기는 실내 공기를 정화하는 공기 청정 기능이 구비될 수도 있다.

일반적으로 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등 다수의 부품이 장착되어 상기 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 상기 실외기에는 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있다. 또한 상기 공기조화기는, 상기 실내기로 냉매를 공급하여 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다. 상기 공기조화기의 작동 방식인 냉방 모드 또는 난방 모드는 사용자가 요청하는 운전 상태에 따라 달라질 수 있다.

즉, 공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방 운전이 수행될 수도 있고 난방 운전이 수행될 수도 있다.

먼저, 상기 공기조화기에서 냉방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름을 설명한다. 실외기의 압축기에서 압축된 냉매는 상기 실외기의 열교환기를 거쳐서 고온 고압의 액체 냉매가 된다. 상기 액체 냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되면서 기화 현상이 발생할 수 있다. 상기 기화 현상에 의해 주변 공기의 온도가 하강하게 된다. 그리고, 실내기 팬이 회전하면서 실내로 냉기가 토출될 수 있다.

상기 공기조화기에서 난방 운전이 수행될 때의 냉매의 흐름은 다음과 같다. 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되면, 상기 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체 냉매가 액화될 수 있다. 상기 액화 현상에 의해 방출된 에너지는 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 그리고, 실내기 팬이 회전하면서 실내로 온기가 토출될 수 있다.

상기 공기조화기는 설치 방식에 따라 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결된 공기조화기와 하나의 실외기에 다수의 실내기를 연결하여 공기조화기를 여러 대 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 멀티형 공기조화기로 구분될 수 있다.

한편 최근에 사용되는 멀티형 공기조화기는, 다수의 실내기와 실외기 사이에 분배기가 설치될 수 있다. 상기 분배기는, 냉매의 흐름을 제어하고, 상기 실내기로 이동되는 냉매의 흐름을 원활하게 가이드 할 수 있다.

출원번호 10-2011-0005942호(발명의 명칭 : 멀티형 공기조화기)에는, 상기 멀티형 공기조화기의 구성 및 상기 멀티형 공기조화기의 작동시 실내기로 이동되는 냉매의 흐름에 관한 내용이 개시되어 있다.

또한 최근에는 멀티형 공기조화기의 작동시 실내에 구획되는 다수의 룸 중 일부는 냉방 모드로 작동되고, 다른 일부는 난방 모드로 작동되는 동시형 냉난방 공기조화기가 사용되고 있다.

출원번호 10-2006-0069546호(발명의 명칭 : 냉난방 동시형 멀티 공기 조화기)에는, 다수의 실내기 중 일부가 냉방 모드로 작동하고, 다른 일부는 난방 모드로 작동하는 냉난방 동시형 공기조화기가 개시되어 있다.

상기 멀티 공기 조화기는, 실외기, 실내기 및 상기 실외기로부터 유입된 냉매를 상기 실내기로 분배하는 분배유닛을 포함할 수 있다. 상기 실외기와 분배유닛은 3개의 배관을 통하여 연결되고, 상기 분배유닛과 상기 실내기는 2개의 배관을 통하여 연결될 수 있다.

그러나, 상기 실외기와 분배유닛이 3개의 배관을 통하여 연결되는 경우, 실외기와 분배유닛의 설치 및 조립이 복잡하고, 배관과 실외기(또는 분배유닛)을 연결하기 위한 용접부가 과다하게 구비되어야 하므로, 설치 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 상기 실외기와 실내기 사이를 유동하는 냉매를 응축시키기 위한 급탕 열교환기를 설치하고자 할 때, 상기 급탕 열교환기의 설치 위치가 한정적이고, 급탕 배관 및 급탕 밸브를 설치하는 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 멀티형 공기조화기의 냉방 또는 난방 운전 작동시 실내 공간의 공조 및 급탕이 모두 수행될 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공기조화 시스템은, 실외 공간에 배치되고 압축기 및 실외 열교환기가 구비되는 실외기; 실내 공간에 배치되고 실내 열교환기가 구비되는 다수의 실내기; 상기 실외기에서 배출된 냉매 중 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액 분리기가 구비되는 기액분리 유닛; 및 상기 실외기와 상기 기액분리 유닛을 연결하며, 상기 압축기에 연결되는 제1연결배관 및 상기 실외 열교환기에 연결되는 제2연결배관을 포함하고, 상기 기액분리 유닛에는, 상기 제1연결배관 또는 제2연결배관을 통하여 유입되는 냉매를 상기 기액 분리기로 가이드 하는 브릿지 회로; 상기 기액 분리기를 통과한 냉매 중 기상 냉매와 열교환 하는 급탕 열교환기; 상기 기액 분리기에서 분리된 액상 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각기; 상기 기액 분리기로부터 상기 과냉각기의 입구 측에 연결하는 과냉각 배관; 상기 기액 분리기로부터 연장되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상기 급탕 열교환기로 가이드 하기 위한 급탕 배관; 상기 급탕 배관에서 분지되는 제1분지배관; 상기 급탕 배관에서 분지되며, 상기 급탕 열교환기의 입구 측에 연결되는 제2분지배관; 상기 과냉각기의 출구 측으로부터 연장되는 제1합지관; 및 상기 급탕 열교환기의 출구 측에 연결되어, 상기 급탕 열교환기에서 응축된 냉매가 유동하는 제2합지관을 포함하고, 상기 다수의 실내기는, 상기 급탕 열교환기와 연결되어, 상기 급탕 열교환기에서 응축되는 냉매에 의하여 실내 공간을 급탕시키는 급탕 실내기; 상기 실내 공간이 공조되는 공조 실내기; 상기 공조 실내기와 상기 기액분리 유닛을 연결하는 제1가이드 배관; 및 상기 기액분리 유닛과 상기 공조 실내기를 연결하며, 상기 제1분지배관이 합지되어 상기 제1연결배관에 연결되는 제2가이드 배관을 포함하고, 상기 기액분리 유닛은, 급탕 합지부; 및 상기 급탕 합지부와 상기 제1연결배관을 연결하며, 상기 제1합지관이 합지되고, 상기 급탕 합지부에서 상기 제2합지관 및 상기 제1가이드 배관과 연결되는 연결배관을 더 포함하고, 난방 운전시, 상기 공조 실내기에서 공조되어 상기 제1가이드 배관을 유동하는 냉매는, 상기 연결 배관을 유동하며 상기 급탕 열교환기에서 배출된 냉매 및 상기 과냉각기에서 배출된 냉매와 합지되어 상기 브릿지 회로를 통해 상기 제2연결배관으로 유입될 수 있다.

제안되는 본 발명에 따르면, 실외기와 실내기 사이에 기액분리 유닛이 제공되고, 상기 실외기와 상기 기액분리 유닛은 2배관에 의하여 연결됨으로써, 재료비가 절감되고 연결을 위한 용접부가 감소됨으로써 설치 신뢰성이 향상될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 기액분리 유닛이 제공됨으로써, 공기조화 시스템이 냉방 또는 난방운전이 동시에 구현되는 동시형 운전과, 냉방 또는 난방운전이 절환되어 운전되는 절환형 운전이 동일한 실외기 구성에 대하여 수행될 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 기액분리 유닛에 급탕 열교환기가 배치되고, 상기 공기조화기에 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매의 이동을 가이드 하는 다수의 밸브가 설치되므로 실내 공간의 공조 및 급탕이 모두 원활하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 기액분리 유닛에 분배유닛을 직렬로 연결하여 사용할 수 있으므로, 공기조화 시스템의 설치 자유도가 증가될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 구성을 보여주는도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 세부 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템에 있어서, 난방 운전시 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템에 있어서, 냉방 운전시 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 구성을 보여주는도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템(10)에는, 실외기(100)와, 기액분리 유닛(200)과, 다수의 실내기(400)가 포함될 수 있다. 또한 상기 공기조화 시스템(10)에는, 상기 기액분리 유닛(200)과 상기 다수의 실내기(400) 사이에 배치되는 분배유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 분배유닛(미도시)과 다른 구성요소의 연결 관계는 후술하기로 한다(도 5 참조).

상기 기액분리 유닛(200)은 상기 실외기(100)에 분리 가능하게 결합된다. 상기 공기조화 시스템(10)에는, 상기 실외기(100)와 기액분리 유닛(200)을 연결하는 2개의 배관(191, 192)이 포함된다. 상기 2개의 배관(191, 192)에는, 상기 기액분리 유닛(200)의 일측에 연결되는 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)이 포함된다.

그리고, 상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)이 분리 가능하게 결합되는 배관 접속부(201)가 제공된다. 즉, 상기 기액분리 유닛(200)에는, 2개의 배관 접속부(201)가 포함될 수 있다.

상기 기액분리 유닛(200)은, 배관을 통해 다수의 실내기(400)와 연결될 수 있다. 상기 다수의 실내기(400)는, 공기조화기의 작동에 의해 실내 공간이 공조되도록 작동하는 제 1 실내기(401) 및 제 2 실내기(402)와 급탕 장치의 작동에 의해 실내 공간이 급탕되는 급탕 실내기(403)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 실내기(401) 및 제 2 실내기(402)는 공조 실내기라 이름할 수 있다.

이하에서는, 상기 공기조화 시스템(10)의 세부구성에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 세부 구성을 보여주는 사이클 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템(10)에는, 실외에 배치되는 실외기(100)와, 상기 실외기(100)에 연결되는 기액분리 유닛(200)과, 상기 기액분리 유닛(200)에 연결되고 실내 공기와 열교환 되는 다수의 실내기(400)가 포함된다.

상기 실내기(400)에는, 실내 공간의 공기와 열교환 되는 실내 열교환기(미도시) 및 상기 실내 열교환기(미도시)로 유입되는 냉매를 팽창하기 위한 팽창장치(미도시)가 포함될 수 있다.

상기 실외기(100)에는, 압축기(101) 및 상기 압축기(101)의 입구측에 배치되며 상기 압축기(101)로 유입될 냉매 중 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 주는 어큐뮬레이터(105)가 포함된다. 상기 어큐뮬레이터(105)에서 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(101)로 유입될 수 있다.

상기 실외기(100)에는, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매의 이동 방향을 실외 열교환기(111, 112) 또는 상기 기액분리 유닛(200) 측으로 냉매의 이동을 가이드 하는 유로 전환부(107)가 포함된다. 상기 유로 전환부(107)에는, 사방 밸브가 포함될 수 있다.

상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우, 냉매는 상기 유로 전환부(107)로부터 상기 실외 열교환기(111, 112)로 유입된다. 반면에, 상기 공기 조화기가 난방 운전하는 경우, 냉매는 상기 유로 전환부(107)로부터 상기 기액분리 유닛(200)의 내부로 유입된다.

상기 실외기(100)에는, 상기 실외 열교환기(111, 112)와 상기 어큐뮬레이터(105)를 연결하는 유입 배관(109)이 포함될 수 있다.

상기 실외 열교환기(111, 112)에는, 복수의 열교환부가 포함된다. 상기 복수의 열교환부에는, 병렬 연결되는 제 1 열교환부(111) 및 제 2 열교환부(112)가 포함된다.

상기 제 1 열교환부(111)는, 열교환 배관(123)에 의해 상기 제 2 열교환부(112)와 연결될 수 있다. 상기 열교환 배관(123)에는, 냉매의 이동 여부를 결정하는 열교환 밸브(121)가 설치될 수 있다. 또한 상기 열교환 배관(123)에는, 상기 냉매의 이동을 일방향으로 가이드 하는 체크 밸브(122)가 설치될 수 있다.

상기 열교환 밸브(121)가 개방되면, 상기 제 1 열교환부(111)를 따라 이동되는 냉매는 상기 열교환 배관(123)을 따라 상기 제 2 열교환부(112)로 이동될 수 있다. 즉, 상기 압축기(101)를 통과한 냉매가 상기 제 1 열교환부(111)와 제 2 열교환부(112)를 순차적으로 통과하므로 열교환 효율이 향상될 수 있다.

본 실시 예에 따른 공기조화 시스템(10)은, 냉방 운전시 상기 열교환 밸브(121)를 개방하도록 제어하고, 난방 운전시 상기 열교환 밸브(121)를 폐쇄하도록 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

상기 실외기(100)에는, 상기 제 1 열교환부(111)의 출구측에 연장되는 제 1 실외 배관(113) 및 상기 제 1 실외 배관(113)에 제공되어 냉매의 유동을 조절하는 제 1 실외 팽창장치(118)가 포함된다.

그리고, 상기 실외기(100)에는, 상기 제 2 열교환부(112)의 출구측에서 연장되는 제 2 실외 배관(114) 및 상기 제 2 실외 배관(114)에 제공되어 냉매의 유동을 조절하는 제 2 실외 팽창장치(119)가 포함된다.

상기 제 1 실외 팽창장치(118)가 개방되거나 그 개도가 증대되면, 상기 제 1 열교환부(111) 및 제 1 실외 배관(113)을 통하여 유동하는 냉매의 양이 증가된다. 그리고, 상기 제 2 실외 팽창장치(119)가 개방되거나 그 개도가 증대되면, 상기 제 2 열교환부(112) 및 제 2 실외 배관(114)을 통하여 유동하는 냉매의 양이 증가된다.

한편, 상기 제 1 실외 팽창장치(118)와 제 2 실외 팽창장치(119)는 병렬 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 실외 팽창장치(118) 또는 제 2 실외 팽창장치(119)는 팽창밸브(Electronic Expansion Valve)로 구성될 수 있으며, 난방 운전시 상기 실외 열교환기(111, 112)로 유입되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.

상기 실외기(100)에는, 냉방 운전시 상기 제 1 실외 팽창장치(118)와 제 2 실외 팽창장치(119)를 통과한 냉매를 합지하는 실외 합지부(120)가 포함된다. 상기 실외 합지부(120)에서 합지된 냉매는 상기 실외기(100)에서 배출되어 기액분리 유닛(200)으로 유입될 수 있다. 한편, 상기 실외 합지부(120)는, 난방 운전시 냉매를 상기 제 1 실외 배관(113) 또는 제 2 실외 배관(114)으로 분지하는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 실외 합지부(120)를 "실외 분지부"라 이름할 수도 있을 것이다.

본 실시 예에 따른 공기조화 시스템(10)에는, 상기 실외기(100)와 상기 기액분리 유닛(200)을 연결하는 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)이 포함된다. 상기 제 1 연결배관(191)은 상기 유로 전환부(107)로부터 연장되며, 상기 제 2 연결배관(192)은 상기 실외 합지부(120)로부터 연장될 수 있다.

상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)에 분리 가능하게 결합되는 배관 접속부(201)가 포함된다. 따라서, 상기 배관 접속부(201)는 2개로 구비될 수 있다.

상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 연결배관(191) 또는 제 2 연결배관(192)을 통하여 상기 기액분리 유닛(200)에 유입된 냉매를 가이드 하는 브릿지 회로(221, 225)가 포함된다.

상기 브릿지 회로(221, 225)에는, 제 1 브릿지 배관(221) 및 제 2 브릿지 배관(225)이 포함된다.

상기 제 1 브릿지 배관(221)은 상기 제 1 연결배관(191)에 결합되며, 난방 운전시, 상기 제 1 연결배관(191)을 유동하는 냉매를 기액 분리기(210)로 가이드 한다. 그리고, 상기 제 2 브릿지 배관(225)은 상기 제 2 연결배관(192)에 결합되며, 냉방 운전시, 상기 제 2 연결배관(192)을 유동하는 냉매를 상기 기액 분리기(210)로 가이드 할 수 있다.

상기 브릿지 회로(221, 225)에는, 상기 제 1 브릿지 배관(221)에 제공되는 제 1 체크밸브(221a) 및 상기 제 2 브릿지 배관(225)에 제공되는 제 2 체크밸브(225a)가 포함된다. 상기 제 1 체크밸브(221a) 및 제 2 체크밸브(225a)는 배관(221, 225)에서 냉매의 일방향 유동을 가이드 한다.

상기 브릿지 회로(221, 225)의 일측에는, 제 3 체크밸브(226)가 제공된다. 상기 제 3 체크밸브(226)는 상기 제 1 연결배관(191)을 통하여 상기 기액분리 유닛(200)으로 유입된 냉매가 상기 제 1 브릿지 배관(221)으로 유입되도록 가이드 할 수 있다.

상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 브릿지 배관(221)을 유동하는 냉매가 유입되어 기상 및 액상 냉매를 분리하는 상기 기액 분리기(210)가 포함된다.

상기 기액 분리기(210)에서 분리된 기상 냉매는 급탕배관(280)을 따라 급탕 열교환기(300)로 유입되며, 분리된 액상 냉매는 과냉각 배관(240)을 따라 과냉각기(230)로 유입될 수 있다. 상기 과냉각기(230)는 상기 기액 분리기(210)의 출구측에 배치된다.

상기 과냉각기(230)는 시스템(10)을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환 되는 중간 열교환기로서 이해될 수 있다.

상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 2 냉매가 분지되는 과냉각 유로(231)가 포함된다. 그리고, 상기 과냉각 유로(231)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(235)가 제공된다. 상기 과냉각 팽창장치(235)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.

상기 과냉각기(230)의 출구측에는, 제 1 합지관(245) 및 상기 제 1 합지관(245)에 제공되는 제 1 유량 조절부(241)가 제공된다. 상기 제 1 유량 조절부(241)는 상기 과냉각기(230)를 통과하는 제 1 냉매의 양을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한 상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 합지관(245)의 일 지점으로부터 연장되며, 난방운전이 수행되는 과정에서 상기 실내기(400)를 통과한 후 상기 기액분리 유닛(200)으로 복귀하는 냉매의 양을 조절하기 위한 제 2 유량 조절부(243)가 더 포함될 수 있다.

공기조화기의 냉방 운전시 상기 제 1 합지관(245)은, 상기 과냉각기(230)로부터 토출되는 냉매가 이동되는 통로로 규정될 수 있다. 상기 제 1 합지관(245)의 일측에는, 급탕 열교환기(300)에 의해 응축된 냉매의 이동 통로인 제 2 합지관(246)의 일측과 연결될 수 있다. 상기 제 1 합지관(245)을 통과하는 냉매와 상기 제 2 합지관(246)을 통과하는 냉매는, 급탕 합지부(247)에서 합지될 수 있다.

상기 급탕 합지부(247)에서 합지된 냉매는, 제 1 가이드 배관(272)을 통해 공조 실내기(401, 402)로 각각 유입될 수 있다.

상기 공조 실내기(401, 402)에는, 실내 열교환기(미도시) 및 실내 팽창장치(미도시)가 구비된다. 일 실내기가 냉방 운전이 수행되는 경우, 상기 일 실내기로 유입된 냉매는 상기 실내 팽창장치(미도시)에서 감압된 후 상기 실내 열교환기(미도시)에서 증발될 수 있다.

상기 실내 열교환기(미도시)는, 제 2 가이드 배관(273)과 연결될 수 있다. 상기 제 2 가이드 배관(273)에는, 냉매의 이동을 가이드 하는 유출밸브(360)가 설치될 수 있다. 일 예로 공기조화기의 냉방 운전시 상기 유출밸브(360)가 온 되면 상기 제 2 가이드 배관(273)을 통과하는 냉매는, 상기 압축기(101)로 이동될 수 있다.

한편, 상기 급탕배관(280)의 일측은, 상기 공조 실내기와 연결되는 제 1 분지배관(330) 및 상기 급탕 열교환기(300)와 연결되는 제 2 분지배관(331)으로 분지될 수 있다. 상기 제 1 분지배관(330)에는, 냉매의 이동 여부를 가이드 하는 유입밸브(350)가 설치될 수 있다. 일 예로, 공기조화기의 난방 운전시 상기 유입밸브(350)가 온 되면 상기 급탕배관(280)을 따라 이동하는 냉매의 일부는 상기 제 1 가이드 배관(272)을 따라 상기 공조 실내기(401, 402)로 이동될 수 있다.

또한, 상기 실내기(400)는, 공기조화기의 작동에 의해 실내 공간이 공조되는 공조 실내기(401, 402) 및 급탕 열교환기(300)를 통과하면서 응축된 냉매에 의해 실내 공간이 공조되는 급탕 실내기(403)를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 급탕 실내기(403)는 실내에 설치되는 수조일 수 있다.

상기 급탕 열교환기(300)는, 상기 급탕 실내기(403)로 냉매의 유입을 안내하는 급탕 유입배관(310) 및 상기 급탕 실내기(403)로부터 상기 급탕 열교환기(300)로 냉매의 이동을 안내하는 급탕 유출배관(320)과 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템에 있어서, 난방 운전시 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매는 상기 유로 전환부(107)를 통하여 상기 제 1 연결배관(191)을 유동할 수 있다. 상기 제 1 연결배관(191)을 따라 이동된 냉매는, 상기 제 1 브릿지 배관(221)으로 유입된다. 이 때, 상기 제 3 체크밸브(226)에 의하여, 냉매는 상기 제 1 브릿지 배관(221)으로 용이하게 가이드 되어 기액 분리기(210)로 유입될 수 있다.

상기 기액 분리기(210)로 유입되는 냉매는 고압의 기상 냉매이다. 상기 기액 분리기(210)에서 분리된 기상 냉매는 급탕 배관(280)을 따라 이동될 수 있다. 한편, 상기 과냉각 팽창 장치(235) 및 제 1 유량 조절부(241)는 폐쇄되며, 이에 따라 냉매는 상기 과냉각기(230)로 유입되지 않게 된다.

상기 급탕 배관(280)을 따라 이동된 냉매의 일부는, 급탕 열교환기(300)로 이동될 수 있다. 상기 고온 고압의 냉매는, 상기 급탕 열교환기(300)에 의해 응축될 수 있다. 상기 급탕 열교환기(300)를 통과한 냉매는, 제 2 합지관(246)을 따라 급탕 합지부(247)로 이동될 수 있다. 이 때, 상기 냉매는, 급탕 유입배관(310) 및 급탕 유출배관(320)의 내부를 이동하는 물과 열교환 될 수 있다. 따라서 상기 급탕 실내기(403)로는 냉매와 열교환된 물이 공급될 수 있다.

그리고, 상기 냉매는, 제 2 브릿지 배관(225)을 통과하여 다시 상기 압축기(101)로 이동될 수 있다.

한편, 상기 급탕 배관(280)을 따라 이동된 냉매의 다른 일부는, 상기 급탕 배관(280)으로부터 분지되는 제 1 분지배관(330)으로 이동될 수 있다. 상기 제 1 분지배관(330)에는, 유입밸브(350)가 설치될 수 있다. 따라서 공기조화기의 난방 운전시 상기 유입밸브(350)는 개방될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 공기조화 시스템(10)은, 상기 공기조화기의 난방 운전시 상기 유입밸브(350)는 개방시키도록 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 분지배관(330)을 따라 이동된 냉매는, 제 2 가이드 배관(273)을 따라 공조 실내기(401, 402)로 각각 분지되어 이동될 수 있다. 상기 실내기(401, 402)에 의해 실내 공간을 공조시킨 냉매는, 제 1 가이드 배관(272)을 따라 이동될 수 있다. 상기 제 1 가이드 배관(272)을 통과한 냉매는, 상기 제 2 브릿지 배관(225)을 통과하여 다시 상기 압축기(101)로 이동될 수 있다. 이 때 상기 실내기(400)를 통과한 후 상기 기액분리 유닛(200)으로 복귀하는 냉매의 양을 조절하기 위한 제 2 유량 조절부(243)는 개방될 수 있다.

이하에서는, 공기조화기의 냉방 운전시 냉매의 흐름에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 공기조화 시스템에 있어서, 냉방 운전시 냉매의 흐름을 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 압축기(101)에서 압축된 냉매는 상기 유로 전환부(107)를 통하여 상기 제 1 실외 열교환부(111)로 유입되어 응축된다. 이 때, 열교환 배관(123)에 설치되는 열교환 밸브(121)는 개방될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 실외 열교환부(111)를 통과한 냉매 중 일부는 제 1 실외 배관(113)을 유동하며, 나머지 일부는 상기 열교환 밸브(121)를 경유하여 상기 제 2 실외 열교환부(112)로 유입되어 응축된다.

상기 제 2 실외 열교환부(112)에서 토출된 냉매는 제 2 실외 배관(114)을 경유하여 상기 실외기(100)에서 배출될 수 있다.

즉, 공기조화기의 냉방 모드 작동시, 상기 열교환 밸브(121)가 개방되어 냉매가 다수의 열교환부(111, 112)를 순차적으로 통과하여 응축될 수 있다. 다만, 요구되는 냉방능력이 낮은 경우에는, 상기 열교환 밸브(121)가 폐쇄되어 냉매가 상기 제 1 열교환부(111)만 통과하도록 제어될 수도 있을 것이다.

상기 실외기(100)에서 배출된 냉매는 제 2 연결배관(192)을 유동하여 기액 분리기(210)로 유입될 수 있다.

상기 기액 분리기(210)로 유입되는 냉매는 응축 냉매로서 대부분이 액상 냉매로 형성된다. 다만, 상기 응축 냉매 중 일부는 기상 냉매일 수 있다. 상기 기액 분리기(210)에서 분리된 액상 냉매는 과냉각기(230) 및 제 1 유량 조절부(241)를 통과하여 제 1 합지관(245)으로 이동될 수 있다.

이 때, 과냉각 팽창부(235) 및 상기 제 1 유량 조절부(241)는 개방되어 상기 과냉각기(230)에서 냉매의 과냉이 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 과냉각 팽창부(235)의 개도에 따라, 과냉각기(230)에서의 제 1 냉매의 과냉도 또는 제 2 냉매의 과열도가 제어될 수 있다.

상기 제 1 합지관(245)으로 이동된 냉매는, 제 1 가이드 배관(272)을 따라 공조 실내기(401, 402)로 이동될 수 있다. 그리고, 다수의 실내기(400)에서 증발된 냉매는 제 2 가이드 배관(273)을 따라 상기 기액분리 유닛(200)으로 유입된다.

한편, 상기 기액 분리기(210)를 통과한 기상 냉매는, 급탕 배관(280)을 따라 급탕 열교환기(300)로 이동될 수 있다. 상기 급탕 열교환기(300)는, 상기 기상 냉매를 액체 상태로 상변화 하도록 상기 냉매를 응축시킬 수 있다.

상기 급탕 열교환기(300)에 의해 응축된 냉매는, 제 2 합지관(246)을 따라 이동될 수 있다. 상기 제 2 합지관(246)의 일측은, 상기 제 1 합지관(245)의 일측과 연통될 수 있다. 따라서 상기 제 1 합지관(245)을 통과한 냉매는, 상기 제 2 합지관(246)을 통과한 냉매와 급탕 합지부(247)에서 합지될 수 있다.

상기 급탕 합지부(247)에서 합지된 냉매는, 제 1 가이드 배관(272)을 따라 공조 실내기(401, 402)로 각각 분지되어 이동될 수 있다. 상기 실내기(401, 402)에 의해 실내 공간을 공조시킨 냉매는, 제 2 가이드 배관(273)을 따라 이동될 수 있다. 상기 제 2 가이드 배관(273)을 통과한 냉매는, 제 1 분지배관(330)에 설치되는 유출밸브(360)를 통과하여 제 1 연결배관(191)으로 이동될 수 있다. 즉, 공기조화기의 냉방 운전시 상기 유출밸브(360)는 개방될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 공기조화 시스템(10)은, 공기조화기의 냉방 운전시 상기 유출밸브(360)를 개방시키도록 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 유출밸브(360)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 연결배관(191)을 따라 다시 상기 압축기(101)로 이동될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 공기조화 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기조화 시스템(10)에는, 실외기(100)와, 기액분리 유닛(200)과, 분배유닛(300)과, 다수의 실내기(400)가 포함된다.

상세히, 상기 기액분리 유닛(200)은 상기 실외기(100)에 분리 가능하게 결합된다. 상기 공기조화 시스템(10)에는, 상기 실외기(100)와 기액분리 유닛(200)을 연결하는 2개의 배관(191, 192)이 포함된다. 상기 2개의 배관(191, 192)에는, 상기 기액분리 유닛(200)의 일측에 연결되는 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)이 포함된다.

그리고, 상기 기액분리 유닛(200)에는, 상기 제 1 연결배관(191) 및 제 2 연결배관(192)이 분리 가능하게 결합되는 배관 접속부(201)가 제공된다. 즉, 상기 기액분리 유닛(200)에는, 2개의 배관 접속부(201)가 포함된다.

상기 공기조화 시스템(10)에는, 상기 기액분리 유닛(200)과 분배유닛(300)을 연결하는 3개의 배관(193, 194, 195)가 포함된다. 상기 3개의 배관(193, 194, 195)에는, 상기 기액분리 유닛(200)의 타측에 연결되는 제 3 연결배관(193)과, 제 4 연결배관(194) 및 제 5 연결배관(195)이 포함될 수 있다.

상기 공기조화 시스템(10)에는, 상기 분배유닛(300)과 다수의 실내기(400)를 연결하는 다수의 분배배관(390)이 포함된다. 상기 분배유닛(300)과 일 실내기(400)를 연결하는 분배배관에는, 상기 일 실내기(400)로 냉매의 유입을 가이드 하는 유입배관 및 상기 일 실내기(400)로부터 냉매의 유출을 가이드 하는 유출배관이 포함될 수 있다.

상기 다수의 실내기(400)는, 제 1 실내기(401) 및 제 2 실내기(402)를 포함하는 공조 실내기와 급탕 장치의 작동에 의해 실내 공간이 급탕되는 급탕 실내기(403)를 포함할 수 있다.

도 5에서는, 하나의 분배유닛(300)이 결합되는 것으로 도시되나 이와는 달리 추가적인 분배유닛이 더 결합될 수 있다. 일 예로 상기 분배유닛(300)의 일측에 추가적인 분배유닛이 직렬로 연결될 수도 있다.

위에서 설시한 바와 같이 본 발명에 따른 기액분리 유닛에는 급탕 열교환기가 배치되고, 상기 공기조화기에는 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매의 이동을 가이드 하는 다수의 밸브가 설치되므로 공조 및 급탕이 모두 원활하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 기액분리 유닛에 분배유닛을 직렬로 연결하여 사용할 수 있으므로, 공기조화 시스템의 설치 자유도가 증가될 수 있는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 공기조화 시스템 100 : 실외기
101 : 압축기 105 : 어큐뮬레이터
111 : 제 1 열교환부 112 : 제 2 열교환부
200 : 기액분리 유닛 210 : 기액 분리기
221 : 제 1 브릿지 배관 225 : 제 2 브릿지 배관
230 : 과냉각기 240 : 과냉각 배관
280 : 급탕배관 300 : 급탕 열교환기
350 : 유입밸브 360 : 유출밸브
400 : 실내기

Claims (16)

1. 실외 공간에 배치되고 압축기 및 실외 열교환기가 구비되는 실외기;
   실내 공간에 배치되고 실내 열교환기가 구비되는 다수의 실내기;
   상기 실외기에서 배출된 냉매 중 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액 분리기가 구비되는 기액분리 유닛; 및
   상기 실외기와 상기 기액분리 유닛을 연결하며, 상기 압축기에 연결되는 제 1 연결배관 및 상기 실외 열교환기에 연결되는 제 2 연결배관을 포함하고,
   상기 기액분리 유닛에는,
   상기 제 1 연결배관 또는 제 2 연결배관을 통하여 유입되는 냉매를 상기 기액 분리기로 가이드 하는 브릿지 회로;
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매 중 기상 냉매와 열교환 하는 급탕 열교환기;
   상기 기액 분리기에서 분리된 액상 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각기;
   상기 기액 분리기로부터 상기 과냉각기의 입구 측에 연결하는 과냉각 배관;
   상기 기액 분리기로부터 연장되며, 상기 기액 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상기 급탕 열교환기로 가이드 하기 위한 급탕 배관;
   상기 급탕 배관에서 분지되는 제 1 분지배관;
   상기 급탕 배관에서 분지되며, 상기 급탕 열교환기의 입구 측에 연결되는 제 2 분지배관;
   상기 과냉각기의 출구 측으로부터 연장되는 제 1 합지관; 및
   상기 급탕 열교환기의 출구 측에 연결되어, 상기 급탕 열교환기에서 응축된 냉매가 유동하는 제 2 합지관을 포함하고,
   상기 다수의 실내기는,
   상기 급탕 열교환기와 연결되어, 상기 급탕 열교환기에서 응축되는 냉매에 의하여 실내 공간을 급탕시키는 급탕 실내기;
   상기 실내 공간이 공조되는 공조 실내기;
   상기 공조 실내기와 상기 기액분리 유닛을 연결하는 제 1 가이드 배관; 및
   상기 기액분리 유닛과 상기 공조 실내기를 연결하며, 상기 제 1 분지배관이 합지되어 상기 제 1 연결배관에 연결되는 제 2 가이드 배관을 포함하고,
   상기 기액분리 유닛은,
   급탕 합지부; 및
   상기 급탕 합지부와 상기 제 1 연결배관을 연결하며, 상기 제1합지관이 합지되고, 상기 급탕 합지부에서 상기 제 2 합지관 및 상기 제 1 가이드 배관과 연결되는 연결배관을 더 포함하고,
   난방 운전시, 상기 공조 실내기에서 공조되어 상기 제 1 가이드 배관을 유동하는 냉매는, 상기 연결 배관을 유동하며 상기 급탕 열교환기에서 배출된 냉매 및 상기 과냉각기에서 배출된 냉매와 합지되어 상기 브릿지 회로를 통해 상기 제2연결배관으로 유입되는 공기조화 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   냉방 운전시,
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매 중 기상 냉매는 상기 급탕배관으로 이동되고,
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매 중 액상 냉매는 상기 과냉각 배관으로 이동되는 공기조화 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   난방 운전시,
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매는,
   상기 급탕배관으로 이동되는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 공조 실내기로 유입되는 냉매의 이동 여부를 결정하는 유입밸브; 및
   상기 공조 실내기로부터 토출되는 냉매의 이동 여부를 결정하는 유출밸브가 포함되는 공기조화 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   냉방 운전시,
   상기 유입밸브는 폐쇄되고, 상기 유출밸브는 개방되는 공기조화 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   난방 운전시,
   상기 유입밸브는 개방되고, 상기 유출밸브는 폐쇄되는 공기조화 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 과냉각 배관에 설치되며, 상기 과냉각 배관을 유동하는 냉매 중 일부의 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치; 및
   상기 제 1 합지관에 설치되며, 상기 과냉각기를 통과하는 냉매의 양을 조절하는 제 1 유량 조절부를 포함하는 공기조화 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   냉방 운전시,
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매는, 상기 급탕 열교환기 및 급탕 합지부를 통과하여 상기 제 1 가이드 배관을 따라 상기 공조 실내기로 유입되고,
   난방 운전시,
   상기 기액 분리기를 통과한 냉매는, 상기 급탕 배관 및 상기 제 1 분지배관을 통과하여 상기 제 2 가이드 배관을 따라 상기 공조 실내기로 유입되는 공기조화 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결배관에 설치되며, 난방 운전시 상기 공조 실내기를 통과한 후의 냉매의 양을 조절하기 위한 제 2 유량 조절부를 더 포함하는 공기조화 시스템.
11. 제 5 항에 있어서,
    상기 유입밸브는 상기 제 1 분지배관에 설치되고,
    상기 유출밸브는 상기 제 2 가이드 배관에 설치되는 공기조화 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유출밸브는, 상기 제 2 가이드 배관 중 상기 제 1 분지 배관과 합지되는 지점 및 상기 제 1 연결배관에 연결되는 지점 사이에 설치되는 공기조화 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 급탕 열교환기에는,
    상기 급탕 실내기로 유입되는 냉매의 이동을 안내하는 급탕 유입배관; 및
    상기 급탕 실내기로부터 토출되는 냉매의 이동을 안내하는 급탕 유출배관이 설치되는 공기조화 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기는,
    냉매와의 열교환이 수행되는 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부를 포함하고,
    상기 제 1 열교환부와 상기 제 2 열교환부를 연결하는 열교환 배관을 더 포함하는 공기조화 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 열교환 배관에는,
    상기 제 1 열교환부와 상기 제 2 열교환부 사이에 냉매의 이동 여부를 결정하는 열교환 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    냉방 운전시 상기 열교환 밸브를 개방하도록 제어하고,
    난방 운전시 상기 열교환 밸브를 폐쇄하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기조화 시스템.

Images