KR100244332B1 - 공기조화기의 열교환기 - Google Patents

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Abstract

공기조화기의 열교환기는, 서로 독립된 냉매패스유입부 및 냉매패스유출부를 각각 구비한 제1 내지 제4냉매패스군과, 이들 냉매패스유입부에 각각 제1 내지 제4모세관이 설치된 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 제1 내지 제4냉매패스군의 냉매패스를 서로 동일하게 설치하면서 상기 제1 내지 제4모세관을 통과하는 냉매유량과 제1 내지 제4냉매패스군을 다르게 통과하는 기류풍량이 서로 밀접하게 적응되어 냉매패스에 적합하도록 제1 내지 제4모세관의 길이를 다르게 설치한 것을 특징으로 되어 있으므로, 다수개의 냉매패스군을 통과하는 기류풍량과 냉매유량이 밀접하게 적응되어 열교환 성능을 최대한으로 놀일수 있을 뿐만 아니라 열교환기를 저온상태에서 신뢰성 시험시 동결되는 것을 미연에 방지할수 있고, 리턴밴드관의 취부상태를 균일하게 할수 있음과 동시에 용접작업시 용접불량을 최소화할수 있는 것이다.

Description

공기조화기의 열교환기
본 발명은 공기조화기의 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기(예컨대, 증발기) 냉매패스(Pass)를 균일한 간격으로 설치하고, 열교환기를 다르게 통과하는 기류(공기)풍량에 따라 모세관의 길이를 각각 다르게 설치하도록 한 공기 조화기의 열교환기에 관한 것이다.
종래에 따른 공기조화기의 실내기는 도1에 도시한 바와 같이 외관을 형성하도록 본체(10)의 전면에는 전면판넬(20)이 설치되어 있고, 기류가 실내기내에 흡입되도록 상기 전면판넬(20)의 하측에는 흡입구(30)가 형성되어 있으며, 상기 전면판넬(20)의 상측에는 토출구(40)가 형성되어 있다.
상기 흡입구(30)에는 그 흡입구(30)를 외부로 부터 보호하면서 흡입구(30)와 통로가 연결되도록 다수개의 관통구멍(61)을 가진 흡입그릴체(60)가 설치되어 있고, 상기 토출구(40)에는 그 토출구(40)를 통해서 실내로 토출되는 기류의 흐름을 상하 및 좌우방향으로 제어하도록 풍향흐름조절수단(70)이 설치되어 있으며, 상기 흡입그릴체(60)의 내측면에는 상기 흡입구(30)로 부터 실내기의 내부로 유입되는 기류중에 부유하는 각종 이물질을 필터링하도록 에어필터(90)가 착탈가능케 설치되어 있다.
상기 흡입구(30)측 후방에는 그 흡입구(30)를 통하여 실내기의 내부로 흡입된 기류를 차가운 공기로 열교환시키도록 열교환기(110)가 일정각도로 경사지게 설치되어 있고, 상기 열교환기(110)의 상측에는 전원을 인가받아 구동되면서 상기 흡입구(30)를 통해 외부의 기류를 본체(10)내에 강제 흡입함과 동시에 그 기류를 토출구(40)를 통해 외부로 토출시키도록 송풍수단(120)이 설치되어 있다.
이때, 상기 열교환기(110)는 도2에 도시한 바와 같이 기류가 사이 사이로 통과하면서 전열되도록 일정간격을 두고 평행하게 수직 배열되도록 다수개의 평판핀(111)이 설치되어 있고, 상기 평판핀(111)의 측면에는 냉매가 내부로 흐르게 하면서 그 냉매온도가 평판핀(111)에 전도되도록 다수개의 냉매관(112)이 평판핀(111)에 대하여 직각되는 수평방향으로 삽입되어 있으며, 상기 다수개의 냉매관(112)의 양단에는 다수개의 냉매관(112)이 상하방향으로 분할된 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)을 형성하면서 서로 독립된 냉매유입측 및 냉매유출측을 가지도록 다수개의 리턴밴드관(117)이 연결 설치되어 있다.
그리고, 상기 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)의 기류방향측에는 각각 냉매패스유입부(113a)(114a)(115a)(116a)가 설치되어 있고, 그들 기류반대 방향측에는 냉매패스유출부(113b)(114b)(115b)(116b)가 설치되어 있다.
여기서, 상기 냉매패스유입부(113a)(114a)(115a)(116a)에는 도시되지 않은 실외기의 열교환기(응축기)에서 약 35-40℃ 고온 고압으로 보내진 액체냉매를 받아 통과시킬 때 약 7-8℃ 저온 저압의 액체냉매로 감압(팽창)시켜 상기 열교환기(110)에 공급하도록 제1 내지 제4모세관(130)(131)(132)(133)이 각각 연결 설치되어 있다.
이때, 상기 제1 내지 제4모세관(130)(131)(132)(133)의 직경 및 길이는 ø1.5×1400mm로 각각 동일하게 이루어져 있다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래에 의한 공기조화기의 열교환기는, 도1에 도시한 바와 같이 송풍수단(120)이 가동될 때 열교환기(110)의 위치마다 통과되는 기류분포가 다르게 나타난다. 즉, 열교환기(110)를 통과하는 기류분포 상태를 통상적인 신뢰성 시험결과에 대비하여 보면 A부 및 B부 위치는 각각 40% 및 25%가 통과되고, C부 및 D부 위치는 각각 20% 및 5%가 통과된다.
이러한 기류풍량의 다변화(多變化)에 따라 종래에는 열교환기(110)에 위치별로 분할 형성된 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)의 냉매패스를 서로 균일하게 할수 없었기 때문에 다수개의 리턴밴드관(113)을 취부할 때 배열상태를 각각 다르게하여 냉매패스를 설치하였으나, 이러한 취부방법은 리턴밴드관(113)의 취부가 복잡할 뿐만 아니라 작업상의 많은 불량이 발생되고, 신뢰성 시험(저온)시열교환기(110)의 동결(凍結)된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 리턴밴드관의 취부를 간단히함과 동시에 작업상의 불량을 최소화시키도록 리턴밴드관의 취부상태를 균일하게 하면서 냉매패스를 조절하고, 모세관의 길이를 다르게 설치하여 기류풍량과 냉매유량의 관계를 밀접하게 적응시켜 열교환 성능을 높이고 신뢰성 시험시 열교환기가 동결되는 것을 미연에 방지할 수 있는 공기조화기의 열교환기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기는, 서로 독립된 냉매패스유입부 및 냉매패스유출부를 각각 구비한 제1 내지 제4냉매패스군과, 이들 냉매패스유입부에 각각 제1 내지 제4모세관이 설치된 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 제1 내지 제4냉매패스군의 냉매패스를 서로 동일하게 설치하면서 상기 제1 내지 제4모세관을 통과하는 냉매유량과 제1 내지 제4냉매패스군을 다르게 통과하는 기류풍량이 서로 밀접하게 적응되어 냉매패스에 적합하도록 제1 내지 제4모세관의 길이를 다르게 설치한 것을 특징으로 한다.
제1도는 종래에 따른 실내기를 도시한 개략적인 단면도,
제2도는 종래에 따른 열교환기를 도시한 측면도,
제3도는 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 측면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
230,231,232,233 : 제1 내지 제4냉매패스군
230a,231a,232a,233a : 냉매패스유입부
230b,231b,232b,233b : 냉매패스유출부
240 : 리턴밴드관
250,251,252,253 : 제1 내지 제4모세관
이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 열교환기(200)는 도3에 도시한 바와 같이 기류가 사이 사이로 통과하면서 전열되도록 일정간격을 두고 평행하게 수직 배열되도록 다수개의 평판핀(210)이 설치되어 있고, 상기 평판핀(210)의 측면에는 냉매가 내부로 흐르게 하면서 그 냉매온도가 평판핀(210)에 전도되도록 다수개의 냉매관(220)이 평판핀(210)에 대하여 직각되는 수평방향으로 삽입되어 있으며, 상기 다수개의 냉매관(220)의 양단에는 다수개의 냉매관(220)이 상하방향으로 분할된 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)을 형성하면서 서로 독립된 냉매유입측 및 냉매유출측을 가지도록 다수개의 리턴밴드관(240)이 연결 설치되어 있다.
그리고, 상기 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)의 기류방향측에는 각각 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)(233a)가 설치되어 있고, 그들 기류반대 방향측에는 냉매패스유출부(230b)(231b)(232b)(233b)가 설치되어 있다.
상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 냉매패스길이는 서로 동일하게 설치되면서 상기 다수개의 리턴밴드관(240)의 용접시 구성형상 및 작업위치가 서로 동일하게 이루어져 있고, 상기 제4냉매패스군(233)의 냉매패스길이는 상기 제 1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)보다 길게 설치되어 있다.
여기서, 상기 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)는 냉매가 상기 다수개의 냉매관(220)에 중력반대방향으로 유입되도록 상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 최저 하단에 각각 설치되어 있고, 상기 냉매패스유출부(230b)(231b)(232b)는 상기 다수개의 냉매관(220)을 따라 흐르는 냉매가 중력반대방향으로 유출되도록 상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 최고 상단에 각각 설치되어 있다.
상기 냉매패스유입부(233a)는 냉매가 상기 다수개의 냉매관(220)에 중력방향으로 유입되도록 상기 제4냉매패스군(233)의 최고 상단에 설치되어 있고, 상기 냉매패스유출부(233b)는 상기 다수개의 냉매관(220)을 따라 흐르는 냉매가 중력반대 방향으로 유출되도록 상기 제4냉매패스군(230)의 최고 상단에 설치되어 있다.
상기 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)(233a)에는 도시되지 않은 실외기의 열교환기(예컨대, 응축기)에서 약 35-40℃ 고온 고압으로 보내진 액체냉매를 받아 통과시킬 때 약 7-8℃ 저온 저압의 액체냉매로 감압(팽창)시켜 상기 열교환기(200)의 냉매관(220)에 공급하도록 제1 내지 제4모세관(250)(251)(252)(253)이 각각 연결 설치되어 있다.
이때, 상기 제1 내지 제4모세관(250)(251)(252)(253)의 직경은 ø1.3로 이루어져 있다.
그리고, 상기 제1모세관(250)의 길이는 상기 열교환기(200)를 통과하는 기류 풍량이 40%일때 500mm이고, 제2모세관(251)의 길이는 상기 열교환기(200)를 통과하는 기류풍량이 25%일때 600mm이며, 제3모세관(252)의 길이는 상기 열교환기(200)를 통과하는 기류풍량이 20%일 때 800mm이고, 제4모세관(253)의 길이는 상기 열교환기(200)를 통과하는 기류풍량이 5%일때 700mm이다.
또한, 상기 제4냉매패스군(233)에 설치된 다수개의 리턴밴드관(240)은 상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)에 각각 설치된 다수개의 리턴밴드관(240)의 수량보다 ⅓ 정도 많게 설치되어 있다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.
도3에 도시한 바와 같이 표시된 화살표(S)방향으로 기류가 열교환기(200)를 향해 유동되면, 이 기류는 도1를 기준으로 하여 열교환기(110)를 통과할 때 기류분포 상태(신뢰성 시험시)가 통상적으로 다르도록 냉매패스를 설치한 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)를 향해 40%, 25%, 20%, 5% 정도 각각 분포되어 통과되면서 냉방에 필요한 온도로 열교환되어 진다.
이때, 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 냉매패스를 서로 동일하게 하면서 다수개의 리턴밴드관(240)의 용접시 배열형상을 단순화시키도록 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)(233a)를 기류의 유동진행방향측 최저 하단에 각각 설치하고, 냉매패스유출부(230b)(231b)(232b)(233b)를 기류의 유동진행반대방향측 최고 상단에 각각 설치한다.
그리고, 제1냉매패스군(230) 및 제2냉매패스군(231)에는 기류풍량이 각각 40% 및 25% 정도로 많이 발생됨으로, 이들 냉매패스유입부(230a)(231a)에 연결되는 제1 제2모세관(250)(251)의 길이를 각각 500mm 및 600mm 정도로 짧게하여 냉매유량을 증대시켜 열교환 성능을 향상시킨다.
그리고, 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)중에서 가장 많은 기류풍량 40%가 발생되는 제1냉매패스군(230)에는 냉매유량을 증대시켜 열교환 성능을 향상시키도록 냉매패스유입부(230a)에 연결되는 제1모세관(250)의 길이를 500mm 정도로 짧게 설치하고, 상기 제1냉매패스군(230)을 통과하는 풍량보다 적은 25% 및 20%의 기류풍량이 각각 통과되는 제2 및 제3냉매패스군(230)(231)에는 냉매유량을 조절하여 저온 신뢰성 시험시 동결되는 것을 미연에 방지하도록 냉매패스유입부(231a)(232a)에 각각 연결되는 제2 및 제3모세관(251)(252)의 길이를 600mm 및 800mm로 길게 설치하여 준다.
그러나, 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)중에서 가장 적은 기류 풍량 5%가 통과되는 제4냉매패스군(233)에는 기류풍량이 많은 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)보다 리턴밴드관(240)의 수량이 ⅓정도로 많게 설치하고, 냉매패스유입부(233a)에 연결되는 제4모세관(253)의 길이를 700mm로 설치하여 준다.
이는, 모세관길이가 짧은것과 긴것과의 차이가 ⅓이상시 냉매유량이 불안정하므로, 제4냉매패스군(233)에는 리턴밴드관(240)의 수량을 증대시키는 대신 제4모세관(253)의 길이를 제3모세관(252)의 길이 800mm보다 짧은 700mm로 설치하여 냉매유량의 불안정 원인을 개선할수 있다.
따라서, 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)에 각각 설치되는 제1 내지 제4모세관(250)(251)(252)(253)의 길이를 조금씩 다르게 조절하게 되면, 제1 내지 제4모세관(250)(251)(252)(253)을 통과하는 냉매유량의 차이가 발생되며, 이러한 냉매유량의 차이는 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)을 각각 다르게 통과하는 기류풍량과 밀접하게 적응되어 열교환 성능을 최대한으로 높여주게 되고, 열교환기(200)를 저온상태에서 신뢰성 시험시 동결되는 원인을 근본적으로 해결할수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기에 의하면, 동일한 다수개의 냉매패스군에서 냉매유량을 각각 다르게 조절하도록 다수개의 모세관의 길이를 각각 다르게 설치한 구조로 되어 있기 때문에 다수개의 냉매패스군을 통과하는 기류풍량과 냉매유량이 밀접하게 적응되어 열교환 성능을 최대한으로 높일수 있을 뿐만 아니라 열교환기를 저온상태에서 신뢰성 시험기 동결되는 것을 미연에 방지할수 있는 효과가 있다.
또, 다수개의 냉매패스군의 냉매패스를 동일하게 할수 있기 때문에 리턴밴드관의 취부상태를 균일하게 할수 있음과 동시에 용접작업시 용접불량을 최소화할수 있는 효과도 있다.

Claims (6)

  1. 서로 독립된 냉매패스유입부 및 냉매패스유출부를 각각 구비한 제1 내지 제4 냉매패스군과, 이들 냉매패스유입부에 각각 제1 내지 제4모세관이 설치된 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 제1 내지 제4냉매패스군의 냉매패스를 서로 동일하게 설치하면서 상기 제1 내지 제4모세관을 통과하는 냉매유량과 제1 내지 제4냉매패스군을 다르게 통과하는 기류풍량이 서로 밀접하게 적응되어 냉매패스에 적합하도록 제1 내지 제4모세관의 길이를 다르게 설치한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1모세관의 길이는 상기 제1냉매패스군을 통과하는 기류풍량이 40%일때 450mm〈 L 〉 550mm인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2모세관의 길이는 상기 제2냉매패스군을 통과하는 기류풍량이 25%일때 550mm〈 L 〉 650mm인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3모세관의 길이는 상기 제3냉매패스군을 통과하는 기류풍량이 20%일때 750mm〈 L 〉 850mm인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제4모세관의 길이는 상기 제4냉매패스군을 통과하는 기류풍량이 5%일때 650mm〈 L 〉 750mm인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제4냉매패스군에는 상기 제1 내지 제3냉매패스군에 각각 설치된 리턴밴드관의 수량보다 ⅓ 정도 많게 리턴밴드관이 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.
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