KR100231155B1 - 에어컨의 실내측 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열핀 내부에 설치되는 냉매관의 배치 구조를 개량하여 냉매관을 통과하는 냉매와 방열핀 주위의 공기와의 열교환 효율을 증대시켜 송풍팬의 흡입에 의해 실내로 토출되는 냉기를 보다 원활하게 공급할 수 있도록 한 에어컨의 실내측 열교환기에 관한 것이다.

본 발명은 일정한 간격으로 다수개 밀집되어 형성된 방열핀에 냉매가 통과하는 냉매관이 적어도 두 개 이상의 단으로 구획되도록 분기되어 형성된 에어컨의 실내측 열교환기에 있어서, 상기 냉매관이 적어도 한 개 이상의 다른 단을 지나면서 지그재그 형태로 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨의 실내측 열교환기

본 발명은 에어컨의 실내측 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방열핀 내부에 설치되는 냉매관의 배치 구조를 개량하여 냉매관을 통과하는 냉매와 방열핀 주위의 공기와의 열교환 효율을 증대시켜 송풍팬의 흡입에 의해 실내로 토출되는 냉기를 보다 원활하게 공급할 수 있도록 한 에어컨의 실내측 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 압축기, 송풍팬, 프로펠러 팬, 팬 모터, 실외측 열교환기(또는 응축기), 팽창 밸브, 실내측 열교환기(또는 증발기) 등의 구성 부품을 포함하여 구성되어 있으며, 이 에어컨은 크게 실내측 열교환기, 팬 모터, 송풍팬 등의 냉각장치로 이루어진 실내기와 압축기, 프로펠러 팬, 팬 모터 실외측 열교환기 등의 방열 및 압축장치로 이루어진 실외기가 각각 분리되어 냉매 배관으로 서로 연결 설치된 분리형과, 실내, 외기가 일체로 형성되어 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫고 또는 창에 직접 걸어서 설치하는 일체형이 있다.

도 1은 분리형 에어컨의 실내기의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 캐비넷(10)의 대략 중앙을 기준으로 그 하부에는 실내의 공기가 흡입되는 흡입구(21)가 형성된 하부 커버(20)가 캐비넷(10)을 개폐할 수 있도록 설치되고, 캐비넷(10)의 중앙을 기준으로 그 상부에는 하부 커버(20)의 흡입구(21)를 통해 흡입된 실내 공기가 실내측 열교환기(40)를 지나 냉각되어 다시 실내측으로 토출되도록 하기 위해 토출구(31)를 갖는 상부 커버(30)가 캐비넷(10)을 개폐할 수 있도록 설치된다.

상기 실내측 열교환기(40)는 캐비넷(10)의 중앙을 기준으로 그 하측 내부에 경사지게 설치되어 하부 커버(20)의 개폐에 의해 외부와 노출 및 차단이 된다.

여기서, 부호 50은 송풍팬, 55는 송풍팬을 구동시키는 팬 모터, 56은 송풍팬의 회전에 의해 발생된 바람을 실내측 열교환기(40)측으로 안내되도록 송풍 유로를 갖는 덕트 부재로서, 덕트 부재(56)는 캐비넷(10)의 중앙을 기준으로 그 상측 내부 소정 위치에 설치되고, 이 덕트 부재(56) 내부에는 캐비넷(10) 내부 소정 위치에 고정 설치된 팬 모터(55)의 구동력을 전달받아 송풍팬(50)이 회전 가능하게 작동될 수 있도록 설치되며, 송풍팬(50)의 회전에 의해 발생된 바람은 덕트 부재(56)의 안내를 받아 실내측 열교환기(40) 상부측에 제일 먼저 도달하게 된다.

상기와 같이 구성된 에어컨의 작용을 도 2의 냉동사이클을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

실내측 열교환기(40)로부터 압축기(65)에 흡입된 저온저압의 냉매 가스는 압축기(65)에서 고온고압 상태로 압축되어 실외측 열교환기(70)에 흡입된다.

압축기(65)로부터 유입된 고온고압의 냉매가스는 프로펠러 팬(60)에 의해 실외측 열교환기(70)에서 상온의 주변 공기에 의해 열교환되어 상온고압의 액체 상태의 냉매가 된다.

실외측 열교환기(70)에서 상태 변화한 상온고압의 액 냉매는 팽창 밸브(80) 또는 모세관(미도시)등을 통과하면서 압력이 강하된 상온저압의 액 냉매로 된다.

여기서, 팽창 밸브(80)는 실외측 열교환기(70)에서 상태 변화한 상온고압의 액 냉매를 실내측 열교환기(40)로 보내기 전에 미리 증발하기 쉬운 상태로까지 압력을 내리는 작용을 한다.

이후, 팽창 밸브(80)를 통과한 상온저압의 액 냉매는 실내측 열교환기(40)로 유입되어 도 3에 도시된 냉매관(66)을 따라 흐르게 된다.

도 3은 종래 에어컨의 실내측 열교환기의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.

실내측 열교환기(40)는 일정 간격으로 두고 다수개 배치된 판상의 형상으로 방열 역할을 하는 방열핀(41)과, 이 판상의 방열핀(41)의 상·중·하단 지점에 팽창 밸브(80)로부터 공급되는 냉매가 세부분으로 분기되어 방열핀(41)을 통과하여 배출되도록 설치되는 분기 냉매관(66a,66b,66c)으로 구성되어 있는 데, 이 분기 냉매관(66a,66b,66c)은 방열핀(41)의 상·중·하단 지점 내부에 각각 평행하게 3단으로 분리 배치되어 있다.

즉, 실내측 열교환기(40) 측면에서 바라보면, 적어도 두 개의 단에 각각 상기 분기 냉매관이 설치되어 있는 것이다. 부언하면, 방열핀(41) 내부에 배치 설치되는 분기 냉매관의 개수가 다른 이유는 공기조화기의 외형 크기에 따른 냉기의 토출 용량이 정해지기 때문이다.

실내측 열교환기(40)를 이루는 분기 냉매관(66a,66b,66c) 내부에서는 팽창 밸브(80)에서 보내져 온 액 냉매와 증발한 기체 냉매가 공존하고 있으며, 액체에서 기체로의 상태 변화가 이루어지는 것으로, 부언하면, 실내측 열교환기(40)속의 액 냉매는 실내측 열교환기(40) 주위의 공기(실내로부터 흡입된 공기)에서 증발에 필요한 열, 즉 증발의 잠열을 빼앗으면서 점진적으로 증발하여 간다. 열을 빼앗긴 공기는 냉각되어 송풍팬(50)에 의해서 실내로 다시 토출되어 실내가 냉방된다.

따라서, 상기와 같은 냉동사이클의 반복에 의해 실내가 점점 냉방되게 된다.

미설명 부호 66은 냉매가 순환하는 냉매관, 55는 송풍팬(50)과 프로펠러 팬(60)을 구동시키는 팬 모터이다.

상기와 같이 구성된 종래 에어컨의 실내측 열교환기에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 분기 냉매관(66a,66b,66c)이 통과하도록 설치되는 방열핀(41) 주위 즉, 방열핀(41)의 상단에서는 송풍팬(50)으로부터 발생된 흡입력의 영향을 가장 강하게 받기 때문에 상기 분기 냉매관 내부에 흐르는 냉매와 방열핀(41) 주위 공기와 열교환 효율이 높으나, 방열핀(41)의 하단에서는 송풍팬(50)으로부터 발생된 흡입력의 영향을 가장 약하게 방기 때문에 열교환 효율이 낮다.

한편, 방열핀(41)의 전면에서는 하부 커버(20)의 흡입구(21)를 통해 실내의 공기가 제일 먼저 도달함에 따라 분기 냉매관(66a,66b,66c) 내부를 흐르는 냉매와의 온도차(ΔT)가 크게 일어나기 때문에 열교환 효율이 높으나, 방열핀(41)의 후면에서는 캐비넷(10) 내부에 존재하는 공기와 분기 냉매관(66a,66b,66c) 내부를 흐르는 냉매와의 온도차(ΔT)가 작게 일어나게 되어 열교환 효율이 낮다.

따라서, 종래 에어컨의 실내측 열교환기는, 방열핀(41) 전체 영역에 걸쳐 분기 냉매관 내부를 흐르는 냉매와 방열핀 주변의 공기와의 열교환 효율이 골고루 이루어지지 못하여 실내를 냉방하기 위한 냉방 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

전기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 종래에는 팽창 밸브인 모세관의 길이 또는 관직경을 달리하여 냉매 유량을 조절하여 실내측 열교환기에의 열교환 효율을 증대시키고자 하였으나 이 또는 역부족이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 방열핀 내부에 설치되는 냉매관의 배치 구조를 개량함으로써, 송풍팬으로부터 발생되는 흡입력 및 방열핀 주위의 온도차를 그다지 고려하지 않으면서 냉매관을 통과하는 냉매와 방열핀 주위의 공기와의 열교환 효율을 증대시켜 송풍팬의 흡입에 의해 실내로 토출되는 냉기를 보다 원활하게 공급할 수 있도록 한 에어컨의 실내측 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 분리형 에어컨의 실내기의 분해 사시도.

도 2는 에어컨의 냉동사이클의 개념도.

도 3은 종래 에어컨의 실내측 열교환기의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도.

도 4는 종래 에어컨의 실내측 열교환기의 열교환 효율 관계를 개념적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 의한 에어컨의 실내측 열교환기의 구성을 나타낸 정면도.

도 6은 본 발명에 의한 실내측 열교환기의 열교환 효율 관계를 개념적으로 나타낸 도면.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

41 : 방열핀 66 : 냉매관 66a,66b,66c : 분기 냉매관

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 실내측 열교환기는 일정한 간격으로 다수개 밀집되어 형성된 방열핀에 냉매가 통과하는 냉매관이 적어도 두 개 이상의 단으로 구획되도록 분기되어 형성된 에어컨의 실내측 열교환기에 있어서, 상기 냉매관이 적어도 한 개 이상의 다른 단을 지나면서 지그재그 형태로 배열된 것을 특징으로 한다. 설명의 편의상 종래 기술과 동일한 구성 부재의 부재 번호에 관해서는 동일한 부재 번호를 부여한다.

이하, 본 발명에 의한 공기조화기의 실내측 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 의한 에어컨의 실내측 열교환기를 나타낸 정면도이다.

본 발명에 의한 실내측 열교환기(40)는, 일정 간격으로 두고 다수개 배치된 판상의 형상으로 방열 역할을 하는 방열핀(41)과, 이 판상의 방열핀(41)의 상·중·하단 지점에 도 2의 팽창 밸브(80)로부터 공급되는 냉매가 세부분으로 분기되어 방열핀(41)을 통과하여 배출되도록 설치되는 분기 냉매관(66a,66b,66c)으로 구성되는 것은 종래와 동일하다.

그러나, 본 발명에 의한 실내측 열교환기(40)는, 방열핀(41)의 상·중·하단 지점을 각각 통과하도록 설치되는 분기 냉매관(66a,66b,66c)중에서 분기 냉매관(66a)은 방열핀(41)의 상단 소정 영역을 통과한 후에 마지막으로 하단을 통과하도록 설치되고, 분기 냉매관(66b)은 방열핀(41)의 중단 소정 영역을 통과한 후에 마지막으로 상단을 통과하도록 설치되며, 분기 냉매관(66c)은 방열핀(41)의 하단 소정 영역을 통과한 후에 상단의 소정 영역을 통과한 다음 마지막으로 중단을 통과하도록 설치되어 구성된다.

부언하면, 분기 냉매관(66a,66b,66c)이 방열핀(41)의 상·중·하단 지점중 적어도 한 개 이상의 다른 단을 지나면서 지그재그 형태로 배열되는 것이다.

여기서, 도면상에서는 방열핀(41)을 상·중·하단 지점 세 개로 구획하고, 이에 대응하여 세 개의 분기 냉매관(66a,66b,66c)을 각각 지그재그 형태로 배치한 것을 예로 들어 설명하였으나, 공기조화기의 외형 크기에 따른 냉기의 토출 용량이 다른 이유로 인해 방열핀(41)을 적어도 두 개의 단으로 구획하고, 이에 대응하여 적어도 두 개 이상의 분기 냉매관을 각각 지그재그 형태로 배치할 수 있음은 물론이다.

따라서, 도 6에서처럼, 분기 냉매관(66a)의 내부에 흐르는 냉매는 방열핀(41)의 상단 소정 영역을 통과하면서 송풍팬(50)의 흡입력 영향을 크게 받고 온도차가 심하게 나타나게 됨에 따라 방열핀(41) 주위의 공기와 열교환되는 정도가 높게 나타난 상태에서 순간적으로 방열핀(41)의 하단 영역을 통과하면서 배출되고, 다른 분기 냉매관(66b)의 내부에 흐르는 냉매는 방열핀(41)의 중단 소정 영역을 통과하면서 온도차가 심하게 나타나게 됨에 따라 주위의 공기와 열교환되는 정도가 높게 나타난 상태에서 방열핀(41)의 상단 영역을 마지막으로 통과하면서 송풍팬(50)의 흡입력 영향을 크게 받아 열교환되는 정도가 더 높게 나타나게 되며, 또 다른 분기 냉매관(66c)의 내부에 흐르는 냉매는 방열핀(41)의 하단 영역을 통과하면서 온도차가 심하게 나타나게 됨에 따라 주위의 공기와 열교환되는 정도가 높게 나타난 상태에서 열교환되는 정도가 높게 나타난 상태에서 방열핀(41)의 상단을 거쳐 중단으로 배출되면서 송풍팬(50)의 흡입력 영향을 크게 받아 열교환되는 정도가 더 높게 나타난다.

즉, 방열핀(41)의 내부 어떤 위치에서도 분기 냉매관(66a,66b,66c) 내부에 흐르는 냉매와 방열핀(41) 주위 공기와의 열교환 효율은 증가된 상태에서 거의 동일하게 나타게됨을 할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 에어컨의 실내측 열교환기는, 방열핀 내부에 설치되는 냉매관의 배치 구조를 개량하여 방열핀 내부 어떤 위치에서도 냉매관을 통과하는 냉매와 방열핀 주위의 공기와의 열교환 효율을 증대되어 송풍팬의 흡입에 의해 실내로 토출되는 냉기를 보다 원활하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 일정한 간격으로 다수개 밀집되어 형성된 방열핀에 냉매가 통과하는 냉매관이 적어도 두 개 이상의 단으로 구획되도록 분기되어 형성된 에어컨의 실내측 열교환기에 있어서, 상기 냉매관이 적어도 한 개 이상의 다른 단을 지나면서 지그재그 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 에어컨의 실내측 열교환기.

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