KR100224932B1 - 냉동공기조화기의 팽창장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화장치의 팽창장치에 관한 것으로서, 특히 상기 팽창밸브는 증발기 출구단의 냉매개스 과열도에 따라 증발기로 유입되는 냉매개스의 유입량을 제어하도록 하여 증발기의 성능을 향상시킴은 물론 공기조화기 전체 싸이클의 성능을 향상시키는 데 목적이 있다.

본 발명은 이와같은 목적을 달성하기 위하여 유입된 건포화증기상태의 냉매를 압축하여 과열증기상태의 냉매로 유출하는 압축장치와, 상기 압축장치에서 유출된 과열증기상태의 냉매가 갖고 있는 온도일부를 외부로 방출하여 포화액상태의 냉매를 유출하는 응축장치와, 상기 응축장치에서 유출된 포화액상태의 냉매를 교축팽창시켜 저온/저압의 습증기상태의 냉매로 유출하는 팽창장치와, 상기 팽창장치에서 유출된 습증기상태의 냉매가 외부온도를 받아들여 건포화증기상태로 유출되는 증발장치와 상기 증발장치,압축장치,응축장치 및 팽창장치를 연결하는 배관으로 구성된 냉동공기조화기에 있어서,

상기 팽창밸브는 증발장치의 출구단에서 냉매개스의 과열도를 감지하는 센서와, 상기 센서의 신호를 받아서 증발장치에 유입되는 냉매개스의 순환량을 조절하는 유량가변수단으로 형성하였다.

Description

냉동공기조화기의 팽창장치{Expansion device of Air-conditioner}

본 발명은 공기조화장치의 팽창장치에 관한 것으로서, 특히 상기 팽창장치는 외기부하변화의 폭이 심할 경우 즉, 증발장치 출구단의 냉매개스 과열도에 따라 증발장치로 유입되는 냉매개스의 유입량을 제어하도록 하는 것이다.

종래의 냉동공기조화기는 도 1 에 도시한 바와같이 유입된 건포화증기상태의 냉매(미도시)를 압축하여 과열증기상태의 냉매로 유출하는 압축장치(1)와, 상기 압축장치(1)에서 유출된 과열증기상태의 냉매가 갖고 있는 온도일부를 외부로 방출하여 포화액상태의 냉매를 유출하는 응축장치(2)와, 상기 응축장치(2)에서 유출된 포화액상태의 냉매를 교축팽창시켜 저온/저압의 습증기상태의 냉매로 유출하는 팽창장치(3)와, 상기 팽창장치(3)에서 유출된 습증기상태의 냉매가 외부온도를 받아들여 건포화증기상태로 유출되는 증발장치(4)로 구성되었다.

미설명부호 5는 냉매가 순환하는 배관이다.

이와같이 구성된 종래의 냉동공기조화기는 배관(5)을 따라 순환하는 냉매가 증발장치(4)에서 외기의 온도를 흡수하여 상기 증발장치(4)의 주위공기를 냉각시키는 것이다.

이때, 상기 증발장치(4)로 외기의 온도가 흡수되기 위해서는 증발장치(4)로 저온의 냉매가 유입되어야 하는데, 그것은 냉매가 증발장치(4)로 유입되기 전에 팽창장치(3)에서 교축팽창을 하여 저온의 냉매로 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 팽창장치(전자팽창밸브등)는 외기부하의 변화폭이 적을 경우에는 냉동공기조화기의 설정된 냉동성능을 유지할 수 있으나, 외기부하의 변화폭이 클 경우에는 냉동공기조화기의 설정된 냉동성능을 유지할 수 없는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 이와같은 문제점을 감안하여 외기부하의 변화에 따라 증발장치로 유입되는 냉매의 유량을 조절하는 유량조절수단을 구비한다.

도 1 은 종래 냉동공기조화기의 구조 회로도.

도 2 는 본 발명인 냉동공조화기의 팽창장치구조 단면도.

*** 도면의 중요부분에 대한 부호의 상세한 설명 ***

104 : 증발장치 105 : 센서

106 : 제어부 107 : 발열부

108 : 가변부 109 : 배관

본 발명의 구성은 도 2 에 도시한 바와같이 배관(109)을 따라 증발장치(104)로 유입되는 냉매(미도시)의 온도를 저감하는 팽창장치(103)에 있어서,

상기 팽창장치(103)는 외기부하의 변화에 따라 증발장치(104)로 유입되는 냉매의 유량을 조절하기 위하여 상기 증발장치(104)의 출구단에서 냉매의 과열도를 감지하는 센서(105)와, 상기 센서(105)의 신호를 받아서 증발장치(104)로 유입되는 냉매의 유량을 조절하는 유량가변수단으로 형성한다,

상기 유량가변수단은 센서(105)에서 출력된 유량검출값을 수신하고 그 수신된 유량검출값에 따라 그에 상응하게 발열 제어신호를 발생하는 제어부(106)와, 상기 제어부(106)에서 출력된 발열 제어신호에 따라 발열되는 발열부(107)와, 상기 발열부(107)의 발열량에 따라 수축 또는 팽창하는 가변부(108)로 구성되었다.

그리고, 상기 제어부(106)는 배관(109)의 외측면에 설치하고, 상기 발열부(107)과 가변부(108)은 배관(109)의 내측면에 설치한다.

이와같이 구성된 본 발명은 증발장치(104)로 유입된 저온의 냉매는 증발장치(104)주위의 외기온도를 냉각시키고, 상기 증발장치(104)의 출구를 통하여 다음장치로 유출된다.

이때 상기 증발장치(104)를 빠져나온 냉매는 외기부하에 따라 과열도 즉 온도가 변하게 되고, 실린더안의 냉매질량 순환량이 적기 때문에 냉동공기조화기의 성능이 저하된다.

따라서, 이러한 냉매의 과열도는 센서(105)로 감지하여 제어부(106)으로 송신하면, 상기 제어부(106)는 수신된 신호에 따라 그에 상응하게 발열 제어신호를 발생한다.

그리고 상기 제어부(106)에서 출력된 발열 제어신호에 따라 발열부(107)가 그에 상응하는 열량을 발생하면 가변부(108)가 수축 및 팽창을 하여 증발장치(104)로 유입되는 냉매의 유량을 조절한다.

즉, 과열도가 크면(보통 3℃-5℃이하) 증발장치(104)로 유입되는 냉매의 양이 적은 것이므로 가변부(108)이 수축되게 하여 상기 증발장치(104)로 유입되는 냉매의 양이 많게하고, 과열도가 작으면 상기와 반대가 되게한다.

동시에, 배관(109)에 상기 발열부(107)와 가변부(108)가 설치된 부위는 구조특성상 통과하는 냉매가 교축작용을 수반한다.

이와같이 본 발명은 증발장치로 유입되는 냉매의 유량을 조절하여 증발장치의 열교환면적을 최대한 활용하므로써 증발장치의 열교환능력을 향상시키고, 과열도의 변화 즉 외기부하의 심한 변화에도 민감하게 대응하여 냉동공기조화기 전체의 냉동싸이클 배런스 및 성능이 향상되는 효과가 있다.

특히 냉매의 부하변동에 따라 압축기의 회전수가 조절되어 시스템내부의 냉매순환량 변화가 심한 가정용 히터펌프(Heat pump) 및 인버터에어콘에 적용하면 시스템의 신뢰성과 성능향상에 매우 효과적이다.

Claims (2)

1. 유입된 건포화증기상태의 냉매를 압축하여 과열증기상태의 냉매로 유출하는 압축장치와, 상기 압축장치에서 유출된 과열증기상태의 냉매가 갖고 있는 온도일부를 외부로 방출하여 포화액상태의 냉매를 유출하는 응축장치와, 상기 응축장치에서 유출된 포화액상태의 냉매를 교축팽창시켜 저온/저압의 습증기상태의 냉매로 유출하는 팽창장치와, 상기 팽창장치에서 유출된 습증기상태의 냉매가 외부온도를 받아들여 건포화증기상태로 유출되는 증발장치와 상기 증발장치, 압축장치, 응축장치 및 팽창장치를 연결하는 배관으로 구성된 냉동공기조화기에 있어서,

   상기 팽창밸브는 증발장치의 출구단에서 냉매개스의 과열도를 감지하는 센서와,

   상기 센서에서 출력된 유량검출값을 수신하고 그 수신된 유량검출값에 따라 그에 상응하게 발열 제어신호를 발생하는 제어부와, 상기 수신부에서 출력된 발열 제어신호에 따라 발열되는 발열부와, 상기 발열부의 발열량에 따라 수축 또는 팽창되어 응축기에서 나온 냉매의 유량을 조절하는 가변부로 구성된 유량 가변수단을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동공기조화기의 팽창장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 배관의 외측면에 설치하고, 상기 발열부와 가변부는 배관의 내측면에 설치한 것을 특징으로 하는 냉동공기조화기의 팽창장치.

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