KR100239560B1

KR100239560B1 - 공기조화기의 능력보상장치

Info

Publication number: KR100239560B1
Application number: KR1019970063930A
Authority: KR
Inventors: 구형모
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR19990042966A

Abstract

본 발명은 공기조화기의 능력보상장치에 관한 것으로, 압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기의 순으로 냉매를 순환시켜 냉방운전을 수행하고, 냉방운전의 역싸이클로 냉매를 순환시켜 난방운전을 수행하는 공기조화기에 있어서, 상기 실내열교환기의 입출구측에 설치되어 냉방운전시 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매온도를 낮추고, 난방운전시 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매온도를 높이므로 실내기로 유입되는 냉매온도를 조절하는 열전소자와, 상기 열전소자에 전원을 인가하는 압축기신호선으로 구성되어 있으며, 실내열교환기의 입출구관에 열전소자를 설치하여 저온난방시 난방능력을 보상하고, 저용량의 압축기를 사용하여도 실내 열교환기 입출구 보상에 따라 실내풍량이 증가하므로 압축기 용량저하에 따른 제품 크기 감소와 제조비를 절감할 수 있다.

Description

공기조화기의 능력보상장치

본 발명은 냉난방운전을 수행하는 공기조화기에 관한 것으로, 특히 냉난방운전시 능력보상하여 효율을 극대화시키는 공기조화기의 능력보상장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 기능이나 유니트의 구성에 따라 여러 종류로 구분 되어지는데, 기능면에서는 냉방전용, 냉방 및 제습전용, 냉방 및 난방겸용으로 분류될 수 있으며, 유니트의 구성면에서는 냉방과 방열기능을 일체화하여 창문등에 설치되는 일체형과 실내측에는 냉각장치를 실외측에는 방열 및 압축장치를 각각 분리시켜 설치하는 분리형으로 구분되어진다.

상기한 분리형 공기조화기에는 하나의 실외기에 두 대이상의 실내기를 연결하여 다수의 실내공간을 각각 공기조화시키는 멀티형도 포함되어진다.

이러한, 종래의 분리형 공기조화기는 도 1에 도시한 바와같이, 실내에 설치되는 실내기(10)와, 실외에 설치되는 실외기(20)가 하나의 시스템으로 작동하며, 필요에 따라 난방운전 및 냉방운전될 수 있다.

상기 실외기(20)에는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축시키는 압축기(30)와, 운전조건(냉방 또는 난방)에 따라 상기 압축기(30)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매의 흐름을 변환시키는 사방밸브(35)와, 냉방운전시 상기 압축기(30)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 저온고압의 액상냉매로 냉각응축시키는 실외열교환기(40)와, 상기 실외열교환기(40)에서 냉각응축된 저온고압의 액상냉매를 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압팽창시키는 모세관(50)이 설치되어 있다.

또한, 상기 실내기(10)에는 냉방운전시 상기 모세관(50)을 통과한 저온저압의 무상냉매를 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 증발시키면서 저온 저압의 완전 기체상태의 냉매가스로 변환시키는 실내열교환기(60)가 설치되어 있고, 상기 실내열교환기(60)에는 그 일측에 상기 모세관(50)을 통과한 냉매가 유입되는 입구(62)와, 그 타측에 상기 실내열교환기(60)를 통과한 냉매를 유출시키는 출구(63)가 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기에 있어서, 냉방운전시에는 사방밸브(35)가 오프되어 도 1의 실선화살표 방향으로 냉매싸이클이 이루어지는데, 실외기(20)의 압축기(30)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매가 사방밸브(35)를 통해 실외열교환기(40)에 유입되면, 상기 실외열교환기(40)에서는 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 강제냉각시켜 응축시키고, 상기 실외열교환기(40)에서 응축된 저온고압의 액상냉매는 모세관(50)으로 유입된다.

상기 모세관(50)으로 유입된 저온고압의 액상냉매는 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 팽창되어 실내기(10)내에 설치된 실내열교환기(60)의 입구(62)를 통해 유입되고, 실내열교환기(60)를 통과한 냉매는 출구(63)를 통해 유출되면서 냉매가 증발하여 기화할때 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기에서 열을 빼앗아 실내공기를 냉각시킨다음, 그 냉각된 공기(냉풍)를 실내로 토출해서 냉방운전을 행하고, 상기 실내열교환기(60)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 압축기(30)로 유입되어 압축기(30)의 단열압축작용에 의해 고온고압의 냉매가스로 변환되어 위에서 설명한 냉매싸이클을 반복한다.

반면, 난방운전시에는 사방밸브(35)가 온되어 냉매가 도 1의 점선화살표 방향으로 냉매싸이클이 이루어지는데, 실외기(20)의 압축기(30)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매가 사방밸브(35)를 통해 실내기(10)내에 설치된 실내열교환기(60)의 출구(63)를 통해 유입되고, 실내열교환기(60)를 통과한 냉매는 입구(62)를 통해 유출되면서 응축될 때 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기를 상온의 냉각수 또는 공기에 의해 열교환하여 상온고압의 냉매로 냉각시킴에 따라 따뜻해진 공기(온풍)를 실내로 토출해서 난방운전을 행한다.

상기 실내열교환기(60)에서 액화된 냉매는 모세관(50)을 통해 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압팽창되어 실외열교환기(40)에 유입되고, 실외 열교환기(40)에서는 저온저압의 무상냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 냉각하고, 상기 실외열교환기(40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 사방밸브(35)를 통해 다시 압축기(30)로 유입되어 압축기(30)의 단열압축작용에 의해 고온고압의 냉매가스로 변환되어 위에서 설명한 냉매싸이클을 반복한다.

이때, 냉방운전시 실내열교환기(60)의 입구(62)측에는 저온저압의 냉매가 유입되는 관계로 별도의 보상장치(냉각) 설치시 냉매온도를 낮추고 실내풍량을 증가시켜 높은 효율의 공조시스템설계가 가능하고, 난방시에는 반대로 실내열교환기(60) 출구(63)쪽의 온도가 고온고압의 냉매이므로 별도의 보상장치(가열) 설치시 냉매온도를 높여 실내풍량을 증가시 높은 효율을 갖는 공조시스템설계가 가능하다.

그런데, 이와같은 종래의 공조시스템에 있어서는, 별도의 보상장치를 설치하지 않고 용량을 높이고자 할 경우 압축기(30)의 용량을 큰 것을 사용해야 하므로 제품크기 증가 및 압축기(30) 과사용으로 인한 제조비가 상승한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실내열교환기의 입출구관에 열전소자를 설치하여 저온난방시 난방능력을 보상하고, 저용량의 압축기를 사용하여도 실내열교환기 입출구 보상에 따라 실내풍량이 증가하므로 압축기 용량저하에 따른 제품크기 감소와 제조비를 절감할 수 있는 공기조화기의 능력보상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 능력보상장치는 압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기의 순으로 냉매를 순환시켜 냉방운전을 수행하고, 냉방운전의 역싸이클로 냉매를 순환시켜 난방운전을 수행하는 공기 조화기에 있어서, 상기 실내열교환기의 입출구측에 설치되어 냉방운전시 상기 실내 열교환기로 유입되는 냉매온도를 낮추고, 난방운전시 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매온도를 높이므로 실내기로 유입되는 냉매온도를 조절하는 열전소자와, 상기 열전소자에 전원을 인가하는 압축기신호선으로 구성된 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래에 의한 공기조화기의 냉매싸이클도.

제2도는 본 발명에 의한 공기조화기의 냉매싸이클도.

제3도는 본 발명에 의한 주요구성부분의 취부구조도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

30 : 압축기 35 : 사방밸브

40 : 실외열교환기 50 : 모세관

70 : 실내열교환기 71 : 입구관

72 : 출구관 74 : 열전소자

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 냉매싸이클로서, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 명기한다.

도 2에 도시한 바와같이, 실내기(10)와 실외기(20)를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 실외기(20)에는 냉매를 고온고압의 기체상태로 압축시키는 압축기(30)와, 운전조건(냉방 또는 난방)에 따라 상기 압축기(30)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매의 흐름을 변환시키는 사방밸브(35)와, 냉방운전시 상기 압축기(30)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 저온고압의 액상냉매로 냉각응축시키는 실외열교환기(40)와, 상기 실외열교환기(40)에서 냉각응축된 저온고압의 액상냉매를 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압팽창시키는 모세관(50)이 설치되어 있다.

또한, 상기 실내기(10)에는 냉방운전시 상기 모세관(50)을 통과한 저온저압의 무상냉매를 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 증발시키면서 저온저압의 완전 기체상태의 냉매가스로 변환시키는 실내열교환기(70)가 설치되어 있다.

도 3은 본 발명에 의한 주요구성부분의 취부구조도로서, 실내열교환기(70)와, 상기 실내열교환기(70)의 일측과 타측에 설치된 입구관 및 출구관(71)(72)과, 상기 입구관 및 출구관(71)(72)을 고정하는 고정크립(73)과, 상기 입구관 및 출구관(71)(72)에 설치되어 전자냉각방식에 의해 실내열교환기(70)로 유입되는 냉매의 온도를 제어하는 열전소자(74)와, 상기 열전소자(74)에 인가되는 전원을 공급하는 인출선(75)과, 실외기(20)의 동작시에만 상기 열전소자(74)에 전원이 인가되도록 메인PCB(77)에 연결된 압축기신호선(76)으로 구성되어 있다.

상기 열전소자(74)는 서로 다른 두 n, p형 열전 반도체소자로 구성된 열전회로에 DC24V의 전기를 인가하면 그 소자들의 접촉부에서 나타나는 '흡열', '발열'현상을 이용한 전자냉각방식으로 한쪽면에서 발생된 열을 반대편에서 흡수하여 유입되는 냉매를 냉각시키는 특성을 갖는다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 능력보상장치의 작용효과를 설명한다.

먼저, 냉방운전시에는 사방밸브(35)가 오프되어 도 2의 실선화살표 방향으로 냉매싸이클이 이루어지는데, 실외기(20)의 압축기(30)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매가 사방밸브(35)를 통해 실외열교환기(40)에 유입되면, 상기 실외열교환기(40)에서는 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 강제냉각시켜 응축시키고, 상기 실외열교환기(40)에서 응축된 저온고압의 액상냉매는 모세관(50)으로 유입된다.

상기 모세관(50)으로 유입된 저온고압의 액상냉매는 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 팽창되어 실내기(10)내에 설치된 실내열교환기(70)의 입구관(71)을 통해 실내열교환기(70)로 유입되고, 실내열교환기(70)를 통과한 냉매는 출구관(72)을 통해 유출되면서 냉매가 증발하여 기화할때 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기에서 열을 빼앗아 실내공기를 냉각시킨다음, 그 냉각된 공기(냉풍)를 실내로 토출해서 냉방운전을 행하고, 상기 실내열교환기(70)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 압축기(30)로 유입되어 압축기(30)의 단열압축작용에 의해 고온고압의 냉매가스로 변환되어 위에서 설명한 냉매싸이클을 반복한다.

이때, 냉방운전시에는 실내열교환기(70)로 유입되는 저온저압의 냉매가스를 열전소자(74)의 접촉부에서 나타나는 '흡열', '발열'현상을 이용한 전자냉각방식으로 열전소자(74)의 차가운 부분을 이용하여 열을 내리므로 실내기(10)로 유입되는 냉매온도를 낮추어 풍량증가가 가능해져 냉방효율이 상승되고, 과열도 조절은 실내 열교환기(70)의 출구관(72)에 부착된 열전소자(74) 반대편이 뜨겁게 가열되므로 가능하다.

반면, 난방운전시에는 사방밸브(35)가 온되어 냉매가 도 2의 점선화살표 방향으로 냉매싸이클이 이루어지는데, 실외기(20)의 압축기(30)로부터 토출된 고온고압의 기체냉매가 사방밸브(35)를 통해 실내기(10)내에 설치된 실내열교환기(70)의 출구관(72)을 통해 유입되고, 실내열교환기(70)를 통과한 냉매는 입구관(71)을 통해 유출되면서 응축될 때 실내팬(61)에 의해 송풍되는 공기를 상온의 냉각수 또는 공기에 의해 열교환하여 상온고압의 냉매로 냉각시킴에 따라 따뜻해진 공기(온풍)를 실내로 토출해서 난방운전을 행한다.

상기 실내열교환기(60)에서 액화된 냉매는 모세관(50)을 통해 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압팽창되어 실외열교환기(40)에 유입되고, 실외열교환기(40)에서는 저온저압의 무상냉매를 실외팬(41)에 의해 송풍되는 공기로 열교환하여 냉각하고, 상기 실외열교환기(40)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 사방밸브(35)를 통해 다시 압축기(30)로 유입되어 압축기(30)의 단열압축작용에 의해 고온고압의 냉매가스로 변환되어 위에서 설명한 냉매싸이클을 반복한다.

이때, 난방운전시에는 실내열교환기(70)로 유입되는 고온고압의 냉매가스를 열전소자(74)의 접촉부에서 나타나는 '흡열', '발열'현상을 이용한 전자냉각방식으로 열전소자(74)의 반대편 뜨거운 부분을 이용하여 열을 가하므로 실내기(10)로 유입되는 냉매온도를 높여 풍량증가도 가능해져 난방효율이 상승되고, 과냉각도 조절은 실내열교환기(70)이 입구관(71)에 부착된 열전소자(74) 반대편이 차갑게 냉각되므로 가능하다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 능력보상장치에 의하면, 실내열교환기의 입출구관에 열전소자를 설치하여 저온난방시 난방능력을 보상하고, 저용량의 압축기를 사용하여도 실내열교환기 입출구 보상에 따라 실내풍량이 증가하므로 압축기 용량저하에 따른 제품크기 감소와 제조비를 절감할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기의 순으로 냉매를 순환시켜 냉방운전을 수행하고, 냉방운전의 역싸이클로 냉매를 순환시켜 난방운전을 수행하는 공기조화기에 있어서, 상기 실내열교환기의 입출구측에 설치되어 냉방운전시 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매온도를 낮추고, 난방운전시 상기 실내열교환기로 유입되는 냉매온도를 높이므로 실내기로 유입되는 냉매온도를 조절하는 열전소자와, 상기 열전소자에 전원을 인가하는 압축기신호선으로 구성된 공기조화기의 능력보상장치.