KR0156184B1 - 재열식 공기 조화기의 정온 제습장치 - Google Patents

재열식 공기 조화기의 정온 제습장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어콘의 실내기에서 냉방 및 제습시 토출되는 공기의 온도를 효율적으로 제어하여 정온 및 제습기능을 수행할 수 있고, 사용부품을 줄여 제작단가를 절감시킬수 있으므로 인해 제품의 효율성 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 것이다.
이를 위해, 본 발명은 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제1실외 열교환기(3)와, 상기 제1 실외 열교환기(3)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제1모세관(4)과, 상기 제1모세관(4)에서 감압된 냉매를 증발시켜주는 제1실내 열교환기(1)로 구성된 제1냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제2실내 열교환기(5)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제2실내 열교환기(5)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제1이방밸브(8-1)와, 상기 제2실내 열교환기(5)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제2모세관(7)과, 상기 제2모세관(7)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제2실외 열교환기(6)로 구성된 제2냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제3실내 열교환기(11)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제3실외 열교환기(11)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제3이방밸브(8-3)와, 상기 제3실외 열교환기(11)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제3모세관(13)과, 상기 제3모세관(13)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제3실내 열교환기(9)로 구성된 제3냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제4실내 열교환기(10)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제4실내 열교환기(10)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제2이방밸브(8-2)와, 상기 제4실내 열교환기(10)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제4모세관(14)과, 상기 제4모세관(14)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제4실외 열교환기(12)로 구성된 제4냉동 사이클로 구성하여 상기 제1냉동 사이클의 제1실내 열교환기(1)와 상기 제2냉동 사이클의 제2실내 열교환기(5)가 하나의 실내 유니트를 이루도록함과 함께 상기 제3냉동 사이클의 제3실내 열교환기(9)와 상기 제4냉동사이클의 제4실내 열교환기(10)가 다른 하나의 실내 유니트를 이루도록함을 특징으로 하는 재열식 공기조화기의 정온 제습장치이다.

Description

재열식 공기 조화기의 정온 제습장치
제1도는 종래 에어콘의 냉동 사이클을 나타낸 구성도로서,
(a)는 냉방 운전시의 냉매 흐름도.
(b)는 제습 운전시의 냉매 흐름도.
제2도는 본 발명에 따른 에어콘의 냉동 사이클을 나타낸 구성도로서,
(a)는 냉방 운전시의 냉매 흐름도.
(b)는 제습 운전시의 냉매 흐름도.
제3도는 본 발명에 따른 에어콘의 냉동 사이클을 멀티-유니트 시스템으로 확장시킨 상태를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제1실내 열교환기 2 : 압축기
3 : 제1실외 열교환기 4 : 제1모세관
5 : 제2실내 열교환기 6 : 제2실외 열교환기
7 : 제2모세관 8-1 : 제1이방밸브
8-2 : 제2이방밸브 8-3 : 제3이방밸브
9 : 제3실내 열교환기 10 : 제4실내 열교환기
11 : 제3실외 열교환기 12 : 제4실외 열교환기
13 : 제3모세관 14 : 제4모세관
본 발명은 재열식 공기 조화기의 정온 제습장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어콘의 실내기에서 냉방 및 제습시 토출되는 공기의 온도를 실온과 동일하게 유지하기 위한 부품들을 설치하지 않고도 효율적인 정온 및 제습기능을 수행할 수 있도록 한것이다.
종래 에어콘의 냉동 사이클에서 냉방 운전시에는 제1도의 (a)에 나타낸 바와같이, 압축기(2)에서 토출된 냉매가 응축기로 작용하는 실외 열교환기(3a)와 냉방용 모세관(4a)을 겨쳐 순차적으로 제2실내 열교환기(5a), 제2첵크 밸브(9) 및 제1실내 열교환기(1a)를 통과하여 사방밸브(10)를 거쳐서 압축기(2)로 냉매가 흡입됨에 따라 실내를 냉방시키게 되는데, 이때 제1,2실내 열교환기(1a)(5a)는 증발기로 작용하게 된다.
또한, 종래 에어콘의 냉동 사이클에서 제습 운전시에는 제1도의 (b)에 나타낸 바와같이, 압축기(2)에서 토출된 냉매가 실외 열교환기(3a)를 거친 뒤 사방밸브(10)에 의해 절환된 경로를 따라 제1실내 열교환기(1a)로 유입되어 제습용 모세관(7a)을 거치게 되므로 실외 및 제1실내 열교환기(3a)(1a)가 응축기로 작용하게 되는데, 냉매는 증발기로 작용하는 제2실내 열교환기(5a)와 제1첵크 밸브(11)를 거쳐서 사방밸브(10)를 통과하여 압축기(2)로 흡입됨에 따라 실내의 습기를 제거하게 된다.
이때, 실내기의 내부에서는 제1실내 열교환기(1a)에서 발생되는 응축열에 의해 증발기인 제2실내 열교환기(5a)에서 냉각 및 감습된 공기가 재가열되어 토출되므로 실내로 찬 바람이 토출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 이와같은 종래의 에어콘에서 정온 제습기능을 수행시에는 가격이 비싼, 냉동 사이클을 절환하기 위한 사방밸브(10) 및 제1,2첵크 밸브(11)(9)를 설치해야 하므로 인해 제작단가가 상승하게 되는등의 문제점이 있었다. 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에어콘의 실내기에서 냉방 및 제습시 토출되는 공기의 온도를 실온과 동일하게 유지하기 위한 부품들을 설치하지 않고도 효율적인 정온 및 제습기능을 수행할 수 있도록 하여 사용 부품의 감소에 따른 제작단가를 절감시킬 수 있는 재열식 공기 조화기의 정온 제습장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제1실외 열교환기와, 상기 제1 실외 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제1모세관과, 상기 제1모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜주는 제1실내 열교환기로 구성된 제1냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제2실내 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제2실내 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제1이방밸브와, 상기 제2실내 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제2모세관과, 상기 제2모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제2실외 열교환기로 구성된 제2냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제3실외 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제3실외 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제3이방밸브와, 상기 제3실외 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제3모세관과, 상기 제3모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제3실내 열교환기로 구성된 제3냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제4실내 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제4실내 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제2이방밸브와, 상기 제4실내 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제4모세관과, 상기 제4모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제4실외 열교환기로 구성된 제4냉동 사이클로 구성하여 상기 제1냉동 사이클의 제1실내 열교환기와 상기 제2냉동 사이클의 제2실내 열교환기가 하나의 실내 유니트를 이루도록 함과 함께 상기 제3냉동 사이클의 제3실내 열교환기와 상기 제4냉동사이클의 제4실내 열교환기가 다른 하나의 실내 유니트를 이루도록 함을 특징으로 하는 재열식 공기조화기의 정온 제습장치이다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 따른 에어콘의 냉동 사이클을 나타낸 구성도로서, 에어콘에 실내기의 증발기 역할을 하는 제1실내 열교환기(1)가 압축기(2)의 흡입부에 연결되고, 압축기(2)의 토출부에는 실외기의 응축기 역할을 하는 제1실외 열교환기(3)가 연결되어 상기 제1실내 및 실외 열교환기(1)(3)의 사이에 제1모세관(4)을 접속시켜 냉매의 순환에 의해 작동하여 실내의 공기를 냉각시키기 위한 제1냉동 사이클이 구성된다.
또한, 실내기의 응축기 역할을 하는 제2실내 열교환기(5)가 압축기(2)의 토출부에 연결되고, 실외기의 증발기 역할을 하는 제2실외 열교환기(6)가 압축기의 흡입부에 연결되어 상기 제2실내 및 실외 열교환기(5)(6)의 사이에 제2모세관(7)을 접속시켜 제습 운전시 제1냉동 사이클과 함께 냉매의 순환에 의해 작동하여 실내의 공기를 제습시키기 위한 제2냉동 사이클이 구성된다.
그리고, 제1,2냉동 사이클의 응축기 역할을 하는 제1 실외 및 제2실내 열교환기(3)(5)와 압축기(2)의 토출부 사이에는 압축기(2)로부터 토출되는 냉매의 유량을 제어하여 냉방운전시 제1,2냉동 사이클을 폐쇄시키고 제습 운전시 제1,2냉동 사이클을 개방시키는 이방밸브(8)가 설치되어 구성된다. 이와같이 구성된 본 발명은 제2도의 (a)에 나타낸 바와 같이, 에어콘의 냉동 사이클에서 냉방 운전시에는 제1,2냉동 사이클의 응축기 역할을 하는 제1 실외 및 제2실내 열교환기(3)(5)와 압축기(2)의 토출부 사이에 설치된 이방밸브(8)를 닫아 실내기의 제2실내 열교환기(5), 제2모세관(7) 및 실외기의 제2실외 열교환기(6)에의 제2냉동 사이클을 이루는 냉매의 흐름을 차단한후 압축기(2)를 구동시키면 냉매가 순차적으로 압축기(2), 제1실외 열교환기(3), 제1모세관(4) 및 제1실내 열교환기(1)로의 냉매 순환에 의해 제1냉동 사이클이 작동하여 실내를 냉방시킬 수 있게 된다.
또한, 제2도의 (b)와같은 에어콘의 냉동사이클에서 제습 운전시에는 이방밸브(8)를 열어 냉매를 유통시키면 압축기(2), 제2실내 열교환기(5), 제2모세관(2) 및 제2실외 열교환기(6)로 냉매가 순환되는 제2냉동 사이클과, 압축기(2), 제1실외 열교환기(3), 제1모세관(4) 및 제1실내 열교환기(1)로 냉매가 순환하는 제1냉동 사이클이 작동하게 된다.
이때, 실내기에는 증발기와 응축기의 역할을 하는 제1,2실내 열교환기(1)(5)가 설치되어 있으므로 제1실내 열교환기(1)에서 냉각감습된 공기는 제2실내 열교환기(5)에서 발생되는 응축열에 의해 재가열되어 실내로 토출되므로 이방밸브(8)의 개방각도를 조절하여 냉매유량을 제어하므로써 제1,2냉동 사이클의 냉방능력을 조절함에 따라 실내기에서의 토출 공기온도를 적절한 상태로 제어할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예를 첨부도면 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 따른 에어콘의 냉동 사이클을 멀티-유니트 시스템으로 확장시킨 상태를 나타낸 구성도로서, 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제1실외 열교환기(3)와, 상기 제1실외 열교환기(3)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제1모세관(4)와, 상기 제1모세관(4)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제1실내 열교환기(1)로 제1냉동 사이클이 구성된다.
상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제2실내 열교환기(5)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제2실내 열교환기(5)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제1이방밸브(8-1)와, 상기 제2실내 열교환기(5)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제2모세관(7)와, 상기 제2모세관(7)에서 감압된 냉매를 증발시켜주는 제2실외 열교환기(6)로 제2냉동 사이클이 구성된다.
상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제3실외 열교환기(11)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제3실외 열교환기(11)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제3이방밸브(8-3)와, 상기 제3실외 열교환기(11)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제3모세관(13)과, 상기 제3모세관(13)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제3실내 열교환기(9)로 제3냉동 사이클이 구성된다.
상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축하는 제4실내 열교환기(10)와, 상기 압축기(2)의 출구에서 제4실내 열교환기(10)로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제2이방밸브(8-2)와, 상기 제4실내 열교환기(10)에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제4모세관(14)과, 상기 제4모세관(14)에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제4실외 열교환기(12)로 제4냉동 사이클이 구성된다.
상기 제1냉동 사이클의 제1실내 열교환기(1)와 상기 제2냉동 사이클의 제2실내 열교환기(5)가 하나의 실내 유니트를 이루도록 함과 함께 상기 제3냉동 사이클의 제3실내 열교환기(9)와 상기 제4냉동 사이클의 제4실내 열교환기(10)가 다른 하나의 실내 유니트를 이루도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예로 제3도에서 나타낸 바와 같이, 에어콘의 냉동 사이클에서 냉방 운전시에는 제1,2냉동 사이클의 응축기 역할을 하는 제1실외 열교환기 및 제2실내 열교환기(3)(5)와 압축기(2)의 토출부 사이에 설치된 제1이방밸브(8-1)를 닫음과 함께 제3,4냉동 사이클의 응축기 역할을 하는 제3실외 열교환기 및 제4실내 열교환기(11)(10)와 압축기(2)의 토출부 사이에 설치된 제2이방밸브(8-2)를 닫으므로 상기 제2,4냉동 사이클을 이루는 냉매의 흐름이 차단됨과 동시에 제1,3냉동 사이클을 이루는 냉매는 제1,3냉동 사이클을 순환하면서 실내를 냉방시키게 된다.
즉, 상기 제1,2 이방밸브(8-1)(8-2)를 닫음과 함께 제3이방밸브(8-3)를 열으므로 인하여 압축기(2)에서 압축되어 토출되는 냉매는 관로 내를 유동하면서 제1,3실외 열교환기(3)(11)의 입구측에서 분지되어 냉매의 일부는 제1실외 열교환기(3)내로 유입되고, 나머지 냉매는 열려진 제3이방밸브(8-3)를 통과하여 제3실외 열교환기(11)로 유입되어 응축된 다음 제1,3모세관(4)(13)을 각각 통과하여 감압되고 나서 제1,3실내 열교환기(1)(9)로 각각 유입되어 증발된후 상기 압축기(2) 내로 유입되어 압축되는 냉매 순환에 의해 제1,3냉동 사이클이 작동하여 실내를 냉방시킬 수 있게 된다.
그리고, 에어콘의 냉동 사이클에서 제습 운전시에는 제1,2 이방밸브(8-1)(8-2)를 열림과 함께 상기 제3이방밸브(8-3)도 열리게 되므로 상기 제1,2,3,4냉동 사이클을 냉매가 순환하게 된다.
즉, 압축기(2)에서 압축되어 토출되는 냉매는 관로 내를 유동하면서 열려진 제1,2이방밸브(8-1)(8-2)를 통해 응축기 역할을 하는 제1,3냉동 사이클의 제1,3 실외 열교환기(3)(11)로 각각 유입됨과 함께 응축기 역할을 하는 상기 제2,4냉동 사이클의 제2,4 실내 열교환기(5)(10) 내로 각각 유입되어 응축된다.
상기 제1실외 열교환기(3)에서 응축된 냉매는 제1모세관(4) 및 제1실내 열교환기(1)를 지나 압축기(2)로 유입되고, 제2실내 열교환기(5)에서 응축된 냉매는 제2모세관(2) 및 제2실외 열교환기(6)를 지나 압축기(2)로 유입되며, 상기 제3실외 열교환기(11)에서 응축된 냉매는 제3모세관(13) 및 제3실내 열교환기(9)를 지나 압축기(2)로 유입되고, 상기 제4실내 열교환기(10)에서 응축된 냉매는 제4모세관(14) 및 제4실외 열교환기(12)를 지나 압축기(2)로 유입된다.
여기서, 상기 제1냉동 사이클의 제1실내 열교환기(1)와 상기 제2냉동 사이클의 제2실내 열교환기(5)가 하나의 실내 유니트를 이루고, 상기 제3냉동 사이클의 제3실내 열교환기(9)와 상기 제4냉동 사이클의 제4실내 열교환기(10)가 하나의 실내 유니트를 이루므로 상기 각 실내유니트를 통과하면서 제1실내 열교환기(1) 및제3실내 열교환기(9)와 각각 열교환되어 냉각 및 감습된 공기는 상기 제2실내 열교환기(5)와 제4실내 열교환기(10)에서 발생되는 응축열에 의해 각각 재가열되어 실내로 토출되므로 실내로 찬 바람이 토출되는 것을 방지할 수 있게된다.
상기에서와 같이, 응축기 역할을 하는 열교환기와 증발기 역할을 하는 열교환기를 하나의 실내기 유니트에 쌍으로 내장한 다음 상기 쌍으로 내장된 실내기 유니트를 실내의 여러곳에 각각 설치하므로써 쾌적한 실내 공기를 형성할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 에어콘의 실내기에서 냉방 및 제습시 토출되는 공기의 온도를 효율적으로 제어하여 정온 및 제습기능을 수행할 수 있고, 사용부품을 줄여 제작단가를 절감시킬 수 있으므로 인해 제품의 효율성 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 매우 유용한 발명이다.

Claims (1)

  1. 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제1실외 열교환기와, 상기 제1 실외 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제1모세관과, 상기 제1모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜주는 제1실내 열교환기로 구성된 제1냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제2실내 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제2실내 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제1이방밸브와, 상기 제2실내 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제2모세관과, 상기 제2모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제2실외 열교환기로 구성된 제2냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제3실내 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제3실외 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제3이방밸브와, 상기 제3실외 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제3모세관과, 상기 제3모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제3실내 열교환기로 구성된 제3냉동 사이클과; 상기 제1냉동 사이클을 구성하는 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 제4실내 열교환기와, 상기 압축기의 출구에서 제4실내 열교환기로 냉매를 안내하는 관로상에 설치되어 상기 관로를 선택적으로 개폐하는 제2이방밸브와, 상기 제4실내 열교환기에서 응축된 냉매의 압력을 감압시키는 제4모세관과, 상기 제4모세관에서 감압된 냉매를 증발시켜 주는 제4실외 열교환기로 구성된 제4냉동 사이클로 구성하여 상기 제1냉동 사이클의 제1실내 열교환기와 상기 제2냉동 사이클의 제2실내 열교환기가 하나의 실내 유니트를 이루도록 함과 함께 상기 제3냉동 사이클의 제3실내 열교환기와 상기 제4냉동사이클의 제4실내 열교환기가 다른 하나의 실내 유니트를 이루도록 함을 특징으로 하는 재열식 공기조화기의 정온 제습장치.
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