KR100312739B1 - 벽걸이형 공조기기의 열교환기 - Google Patents

Abstract

수평방향으로 연장된 흡입구를 가지는 본체 및, 상기 본체내에 상기 흡입구영역에 배치되는 벽결이형 공조기기의 열교환기가 개시되어 있다. 본 발명은, 상기 흡입구의 길이방향을 따라 종방향으로 상호 평행하게 배치되는 복수개로, 상기 흡입구에 대면하는 메인열교환부 및, 상기 메인열교환부의 자유단부로부터 내향 절곡연장된 서브열교환부를 형성하는 열교환핀; 상기 복수의 열교환핀의 메인열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 복수의 메인전열관; 및 상기 복수의 열교환핀의 서브열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 단일의 서브전열관을 포함한다. 이에 의해, 흡입구를 통해 유입되는 공기와 전체적으로 균일한 열교환을 수행할 수 있다.

Description

벽걸이형 공조기기의 열교환기{Heat exchanger of air conditioner}

본 발명은 벽걸이형 공조기기의 열교환기에 관한 것으로서, 흡입구를 통해 유입되는 공기와 전체적으로 균일하게 열교환을 수행할 수 있도록 한 벽걸이형 공조기기의 열교환기에 관한 것이다.

공조기기는, 실내기와 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이며, 냉방 또는 난방을 위해 통상적으로 냉동사이클이 적용된다. 냉동사이클의 냉방작용시는, 실내기의 열교환기에서 냉매를 기화시켜 주위의 열을 흡수하도록 하고, 실외기의 열교환기에서 냉매를 액화시켜 열을 방출하도록 한다. 이 때, 실내기의 열교환기 주위에 형성된 냉기를 실내로 송풍시키면, 실내의 냉방이 이루어진다. 한편, 냉동사이클의 난방작용시에는 상기의 역순을 수행한다.

이러한 공조기기중에는, 실내의 창문이나 벽면에 설치되는 벽걸이형 공조기기가 제안되어 있다. 도 1은 이러한 벽걸이형 공조기기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 공조기기(1)는, 상부영역의 공기흡입구(3) 및 하부영역의 공기토출구(5)를 가지는 기기본체(7), 기기본체(7)내에 수용되어 실내의 공기와 열교환을 수행하는 열교환기(15) 및, 열교환기(15) 주위에 형성된 냉기를 실내로 송풍시키는 송풍팬(13)으로 구성되어 있다.

기기본체(7)는, 거의 사각통형상을 가지며, 후방케이스(7b) 및 전면커버(7a)로 구성되어 있다. 전면커버(7a)의 상부영역에 수평방향의 공기흡입구(3)가 형성되어 있고, 이 공기흡입구(3)의 하부영역에 하향 개구된 공기토출구(5)가 형성되어 있다. 공기흡입구(3)의 전면에는, 상향 회동개폐가능한 그릴(11)이 착탈가능하게 결합되어 있다.

후방케이스(7b)의 내면에는, 송풍팬(13)의 양단을 고정시키는 한 쌍의 송풍팬고정부(19)가 공기흡입구(3)의 길이방향을 따라 상호 대향하게 형성되어 있다. 이 송풍팬 고정부(19)의 상부영역에는 열교환기(15)의 일측 길이방향 연부를 수용고정하는 열교환기 수용홈(20)이 형성되어 있다. 후방케이스(7b)에는 또한, 그 길이방향 연부를 따라 복수의 결합홈(도시않음) 및 나사홈(도시않음)이 형성되어 있다.

전면커버(7a)는, 그 길이방향 연부를 따라 후방케이스(7b)의 결합홈 및 나사홈과 결합되는 결합후크(도시않음) 및 나사공(도시않음)을 가지고 있다. 전면커버(7a)에 상하로 마련된 공기흡입구(3) 및 공기토출구(5)는, 상하로 거의 만곡면을 형성하고 있다. 그리고, 공기흡입구33)와 공기토출구(5)를 구분하는 구분플랜지부(4)의 내면에는 열교환기(15)의 타측 길이방향 연부를 고정 지지하는 지지턱(18)이 돌출되어 있다.

한편, 열교환기(15)는, 복수의 열교환핀(21) 및 열교환핀(21)을 수직방향으로 관통하는 복수의 전열관(23, 24)으로 구성되어 있다. 복수의 열교환핀(21)은 기기본체(7)에 형성된 공기흡입구(3)의 길이방향을 따라 종방향으로 평행하게 배치된다. 이러한 열교환핀(21)은, 공기흡입구(3)에 대면하는 메인열교환부(25) 및 메인열교환부(25)의 자유단부로부터 내향 절곡연장된 서브열교환부(27)로 구성되어 있다.

복수의 전열관(23, 24)은, 열교환핀(21)의 메인열교환부(25)와 서브열교환부(27)를 각각 지그재그형상으로 수직관통한다. 이러한 전열관(23, 24)은, 도 3의 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 전열관의 배열상태를 나타낸 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 메인열교환부(25)를 수직관통하는 3개의 메인전열관(23a, 23b, 23c)과, 서브열교환부(27)를 수직관통하는 2개의 서브전열관(24a, 24b)으로 구성된다.

이러한 구성을 가지는 종래의 열교환기(15)는, 열교환핀(21)의 서브열교환부(27)의 말단이 열교환기 수용홈(20)에 고정되고, 메인열교환부(25)의 말단이 전면커버(7a)의 지지턱(18)에 고정지지된다. 이 때, 고정된 열교환기(15)의 전면 즉, 메인열교환부(25)의 전면에 공기흡입구(3)가 배치되고, 하부영역에 공기토출구(5)가 배치된다. 그리고, 열교환기(15)의 내부에 송풍팬(13)이 설치된다.

그런데, 이러한 종래의 벽걸이형 열교환기(15)에서는, 송풍팬(13)의 작동으로 공기흡입구(3)를 통해 외부의 공기가 흡입되는데, 이 때, 공기흡입구(3)와 송풍팬(13)의 배치구성상 필연적으로, 열교환핀(21)의 메인열교환부(25) 영역으로 유입되는 공기의 양이 서브열교환부(27)로 유입되는 공기의 양보다 많아진다. 그래서, 메인열교환부(25) 영역의 열교환량이 서브열교환부(27) 영역의 열교환량보다 많아지며, 이에 의해, 메인열교환부(25) 영역의 메인전열관(23a, 23b, 23c)의 냉매유로가 서브열교환부(27) 영역의 서브전열관(24a, 24b)의 냉매유로에 대하여 과열되는현상이 발생하게 된다.

이러한 열교환기(15)의 열교환량 불균형은, 전체적으로 열교환기(15)의 유입온도와 유출온도의 불균형을 초래한다. 그래서, 냉동사이클이 불안정해지고, 심한 경우, 압축기의 과부하가 발생할 수 있다. 열교환기(15)의 열교환량 불균형은, 또한, 공기의 토출온도를 상승시켜, 제품의 성능저하를 유발시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 고려하여, 흡입구를 통해 유입되는 공기와 전체적으로 균일하게 열교환을 수행하여, 냉동사이클의 안정화를 도모하는 한편, 제품의 냉방효율을 향상시킬 수 있도록 한 벽걸이형 공조기기의 열교환기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 열교환기를 갖는 벽걸이형 공조기기의 사시도,

도 2는 도 1의 확대 종단면도,

도 3은 종래의 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 전열관의 배열상태를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 사시도,

도 5는 도 4의 종단면도로서, 본 발명에 따른 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 전열관의 배열상태를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 공기흡입구 5 : 공기토출구

7 : 기기본체 11 : 그릴

21 : 열교환핀 25 : 메인열교환부

27 : 서브열교환부 31 : 열교환기

33a, 33b, 33c : 메인전열관 34 : 서브전열관

상기 목적은, 본 발명에 따라, 수평방향으로 연장된 흡입구를 가지는 본체 및, 상기 본체내에 상기 흡입구영역에 배치되는 벽결이형 공조기기의 열교환기에 있어서, 상기 흡입구의 길이방향을 따라 종방향으로 상호 평행하게 배치되는 복수개로, 상기 흡입구에 대면하는 메인열교환부 및, 상기 메인열교환부의 자유단부로부터 내향 절곡연장된 서브열교환부를 형성하는 열교환핀; 상기 복수의 열교환핀의 메인열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 복수의 메인전열관; 및 상기 복수의 열교환핀의 서브열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 단일의 서브전열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 벽걸이형 공조기기의 열교환기에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 서브열교환부의 서브전열관은 상기 메인전열관에 비하여 그 길이방향으로 연장되게 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이 때, 상술과 동일 구성 및 명칭에 대해서는 동일 부호를 사용한다.

도 4는 본 발명에 따른 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 사시도이고, 도 5는 도 4의 종단면도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 공조기기의 열교환기(31)는, 복수의 열교환핀(21) 및 복수의 전열관(33a, 33b, 33c, 34)으로 구성되어 있다. 복수의 열교환핀(21)은, 종래의 도 3과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 공기흡입구(3)의 길이방향을 따라 종방향으로 상호 평행하게 배치된다. 그리고, 공기흡입구(3)에 대면하는 메인열교환부(25) 및 메인열교환부(25)의 자유단부로부터 내향 절곡연장된 서브열교환부(27)로 구성되어 있다.

복수의 전열관(33a, 33b, 33c, 34)은, 본 발명에 따른 벽걸이형 공조기기의 열교환기의 전열관의 배열상태를 나타낸 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 메인열교환부(25) 측에 설치되는 3개의 메인전열관(33a, 33b, 33c) 및, 서브열교환부(27) 측에 설치되는 단일의 메인전열관(34)으로 구성되어 있다. 메인전열관(33a, 33b, 33c)들은 거의 동일한 길이를 가지며, 종래와 마찬가지의 형상 및 배치구조를 가진다.

한편, 서브전열관(34)의 길이는, 그 내부의 유로를 따라 유동하여 유출되는 냉매의 증발량이 각 메인전열관(33a, 33b, 33c)을 유동하여 유출되는 냉매의 증발량과 거의 동일하도록 구성되어 있다. 이에 따르면, 본 열교환기(31)의 서브전열관(34)은 그 메인전열관(33a, 33b, 33c)에 비하여 그 길이방향을 따라 연장되어, 서브열교환부(27)를 지그재그형상으로 수직관통한다. 하지만, 종래의 도 3과 관련하여 설명한 2개로 구성된 서브전열관(24a, 24b)의 전체길이보다 작은 구성을 가진다. 즉, 실험상 가장 바람직한 서브전열관(34)의 길이는, 종래의 서브전열관(24a, 24b)의 길이와 비교하여, 도 5에 이점쇄선으로 표시한 ① 내지 ④까지의 길이를 줄인 구성을 가진다.

이와 같은 구성을 가지는, 본 벽걸이형 공조기기(1)의 열교환기(31)에서는, 비록 송풍팬(13)의 작동으로 공기흡입구(3)로 흡입되는 공기량의 분포가 다를지라도, 각 전열관(33a, 33b, 33c, 34)을 유동하는 냉매의 증발량이 거의 동일하게 된다. 즉, 일정한 구간내의 서브전열관(34)을 유동하는 냉매의 증발량은, 각각의 메인전열관(33a, 33b, 33c)을 유동하는 냉매의 증발량보다 적지만, 서브전열관(34)은 그 길이가 메인전열관(33a, 33b, 33c)들 보다 길기 때문에, 이 서브전열관(34)을 완전히 통과한 냉매의 증발량은 각각의 메인전열관(33a, 33b, 33c)을 통과한 냉매의 증발량과 거의 동일한 것이다.

이에 의해, 메인전열관(33a, 33b, 33c)의 출구온도와 서브전열관(34)의 출구온도가 거의 동일하여, 이들이 혼합되어 실내로 토출되는 냉기의 온도가 증가하지 않는다. 또한, 이 때, 메인전열관(33a, 33b, 33c)의 출구온도 및 서브전열관(34)의 출구온도는 열교환기(31)의 출구온도를 나타내며, 이러한 본 발명에 따른 열교환기(31)의 출구온도는, 그 유입온도와 거의 동일하기 때문에, 압축기의 과부하가 발생할 염려가 줄어든다.

본 발명에서는 또한, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 서브열교환부(27)에 이점쇄선으로 나타낸 ① 내지 ④만큼의 서브전열관 길이를 줄일 수 있어서, 제작비를 절감할 수 있다는 효과를 제공한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 흡입구를 통해 유입되는 공기와 전체적으로 균일하게 열교환을 수행할 수 있어서, 냉동사이클의 안정된 작동을 도모할 수 있는 동시에 제품의 냉방효율을 향상시킬 수 있는 벽걸이형 공조기기의 열교환기가 제공된다.

Claims (2)

1. 수평방향으로 연장된 흡입구를 가지는 본체 및, 상기 본체내에 상기 흡입구영역에 배치되는 벽결이형 공조기기의 열교환기에 있어서,

   상기 흡입구의 길이방향을 따라 종방향으로 상호 평행하게 배치되는 복수개로, 상기 흡입구에 대면하는 메인열교환부 및, 상기 메인열교환부의 자유단부로부터 내향 절곡연장된 서브열교환부를 형성하는 열교환핀;

   상기 복수의 열교환핀의 메인열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 복수의 메인전열관; 및

   상기 복수의 열교환핀의 서브열교환부를 지그재그형상으로 수직관통하는 단일의 서브전열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 벽걸이형 공조기기의 열교환기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 서브열교환부의 서브전열관은 상기 메인전열관에 비하여 그 길이방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 벽걸이형 공조기기의 열교환기.