KR100321569B1 - 이동식소형에어컨디셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기 및 응축기가 루버드핀-판 열교환기로 구성된 증기 압축 냉동 방식 이동식 소형 에어컨디셔너에 관한 것이다. 에어컨디셔너의 덕트는 응축기 측 및 증발기 측 중 어느 하나에 선택적으로 탈착가능하게 연결되어 에어컨디셔너의 실내 또는 실외 설치를 가능하게 한다. 압축기는 에어컨디셔너의 중앙에 배치되고 압축기의 좌우측 중 하나에 증발기가 배치되고 다른 하나에는 응축기를 배치되며, 이동식 에어컨디셔너가 설치된 실내 및 실외를 연결하는 덕트에 연결된 관류 팬이 압축기 윗쪽에 배치되고, 증발기에서 응축된 응축수를 수집하는 물탱크가 증발기 아래쪽에 배치되어 사공간을 최소화한다.

Description

이동식 소형 에어컨디셔너

본 발명은 이동식 소형 에너컨디셔너에 관한 것으로서, 특히 증발기 및 응축기로서 루버드핀-판 열교환기를 사용한 이동식 소형 에어컨디셔너에 관한 것이다.

종래의 이동식 소형 에어컨디셔너에는 핀-관 열교환기가 증발기 및 응축기로 사용된다. 도2에 도시된 핀-관 열교환기에서는 관내를 유동하는 냉매로부터 핀을 둘러싸고 이동하는 공기로 열교환이 수행될 때 관으로부터 핀으로의 열전달이 확관공정에 의한 기계적인 접촉으로 이루어지므로 열교환 성능이 높지 않아, 열교환기 크기의 감소가 불가하여 이동식 에어컨디셔너의 소형화에 어려움이 있었다. 또한 핀-관 열교환기에는 구리관이 사용되므로 이동식 에너컨디셔너의 경량화에도 걸림돌이 되고 있다. 구리관은 고압을 견딜 수 있고 기계적인 가공이 쉬운 장점이 있어 종래부터 핀-관 열교환기의 제조에 사용되어 왔다. 최근에서야 알루미늄 함금을 이용한 고압용 알루미늄 판관이 개발되었고 핀-관 열교환기의 제조 업체에서는 기존의 생산 라인의 교체로 인한 비용상의 어려움으로 구리관을 계속 사용하고 있다.

따라서 이동이 간편한 소형, 경량의 이동식 에어컨디셔너의 제작을 위해서는 증발기 및 응축기로 이용되는 핀-관 열교환기에 대한 개선이 요구되어 왔다.

한편, 이동식 에어컨디셔너를 실내에서 운전하고 응축기에서 발생하는 폐열을 덕트를 이용하여 외부로 배출하는 종래의 방식은 실내의 공간이 협소할 경우에 사용이 어려워 개선이 필요하다.

본 발명의 목적은 소형, 경량의 이동식 에어컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실내외에서 모두 설치가능한 이동식 에어컨디셔너를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 이동식 소형 에어컨디셔너의 개략도.

도2는 핀-관 열교환기의 개략도.

도3은 루버드핀-판 열교환기의 개략도

도4는 본 발명에 의한 이동식 소형 에어컨디셔너의 정면도.

도5는 본 발명에 의한 이동식 소형 에어컨디셔너의 측면도.

도6은 종래의 이동식 소형 에어컨디셔너의 설치도.

도7는 본 발명에 의한 이동식 소형 에어컨디셔너의 설치도.

도8은 덕트를 증발기 측에 장착한 상태를 도시한 도면.

도9는 덕트를 응축기 측에 장착한 상태를 도시한 도면.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 이동식 에어컨디셔너

11 : 응축기

13 : 압축기

15 : 증발기

17 : 팽창 밸브

19 : 관류 팬

21 : 물탱크

23 : 필터-드라이어

25 : 덕트

31 : 수액기

33 : 고압 스위치

35 : 저압 스위치

37 : 제어 패널

39 : 팬 모터

41 : 고압측 냉매관

43 : 저압측 냉매관

45 : 방음 재료

47 : 냉풍 분배기

증기압축사이클을 이용하는 에어컨디셔너의 작동 원리는 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기 등으로 구성된 냉동 회로를 사용하며, 증발기에서는 냉매의 증발시 잠열에 의한 열교환을 통하여 실내에 냉기를 공급하고 응축기에서는 냉매가 응축하면서 외부로 열을 방출하도록 되어있다. 따라서 증발기 및 응축기로 사용되는 열교환기의 성능이 에어컨디셔너의 성능에 미치는 영향은 매우 크며, 동일한 열교환 성능을 유지하면서 열교환기의 크기와 중량을 감소시키는 것이 이동식 소형 에어컨디셔너의 설계를 위한 기술의 핵심이다.

본 발명에서는 이동식 에어컨디셔너의 소형화를 위해, 응축기 및 증발기로서 핀-관 열교환기 대신 루버드핀-판 열교환기(Plate-Louvered-Fin Heat Exchanger)를 사용하여 핀-관 열교환기를 이용한 종래의 이동식 에어컨디셔너에 비하여 약 20% 소형, 경량화된 이동식 에어컨디셔너를 구성하였다.

루버드핀-판 열교환기는 도3에 도시된 바와 같이 루버드핀과 평판관이 납땜에 의한 금속결합으로 상호 연결되어 있어 접촉 열저항이 작으므로 열전달 성능이 우수하고, 알루미늄 합금만으로 이루어진 부품으로 제작할 수 있으므로 이동식 에어컨디셔너의 소형, 경량화를 가능하게 한다. 냉매는 평판관(flat tube) 사이를 유동하고, 공기가 평판관 사이의 루버드 핀을 통해 유동하여 냉매와 공기 사이의 열교환이 수행된다. 루버드핀-판 열교환기는 알루미늄 납땜(brazing)에 의한 결합으로 고압 냉매의 유출을 방지하며, 고압에 견디고 납땜을 가능하게 하기 위해 동일한 알루미늄 함금으로 구성된다. 동일한 알루미늄 합금 계열을 사용하므로 가볍고 재활용 측면에서도 유리하다.

이하에 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더 자세히 설명한다.

본 발명의 이동식 에어컨디셔너가 도1 및 도4에 개략적으로 도시되어 있다. 도1은 본 발명의 이동식 에어컨디셔너의 작동 원리를 개략적으로 도시하고, 도4는소형의 이동식 에어컨디셔너의 제작을 위하여 사공간을 최소화하기 위한 밀집설계의 예를 도시한다.

본 발명에 의한 이동식 에어컨디셔너(1)는 응축기(11), 압축기(13), 증발기 (15) 및 팽창 밸브(17)를 포함하는 증기 압축 냉동 사이클을 이용한다. 압축기 (13)로는 전밀폐형이 이용되고, 팽창 밸브(17)로는 주변의 온도에 따라 제어되는 온도 자동 팽창 밸브가 이용된다. 고압측 냉매관(41)이 압축기(13)와 응축기(11)와 팽창 밸브(17) 사이를 순서대로 연결하고, 저압측 냉매관(43)이 팽창 밸브(17)와 증발기(15)와 압축기(13) 사이를 순서대로 연결한다. 에어컨디셔너(1)는 이러한 부품들을 둘러싸는 하우징을 갖는다.

밀집 설계를 위해 증발기(15)와 응축기(11)를 에어컨디셔너의 하우징 내부에서 좌우측에 배치하고 압축기(13)를 중앙에 배치하였으며, 압축기(13) 윗부분의 공간에는 1개의 관류 팬(cross flow fan, 19)을 수평으로 설치하여 사공간을 최소화한다. 또한 응축기(11)에 비하여 크기가 작은 증발기(15) 밑면의 공간에는 물탱크 (21)를 두어 증발기(15)에서 응축된 응축수가 모일 수 있게 한다. 물탱크(21)는 만수가 되면 꺼내서 물을 버리고 다시 장착하게 된다.

안정된 냉방 운전을 위한 고려로서, 에어컨디셔너의 배관내의 수분 및 불순물을 제거하여 얼음 생성등에 의한 막힘 현상을 없애기 위한 필터-드라이어(23)가 응축기(11)와 응축기(11)에서 응축된 냉매를 수집하는 수액기(31) 사이에 설치된다.

압축기(13)와 수액기(31) 사이에는 고압 스위치(33)가 설치되고, 증발기(15)와 압축기(13) 사이에는 저압 스위치(35)가 설치된다. 저압 스위치 및 고압 스위치에서 검출된 압력의 값은 에어컨디셔너(1)의 상부에 배치된 제어 패널(37)에서 에어컨디셔너(1)의 작동을 제어하는 데 사용된다.

응축기 측과 증발기 측을 연결하는 덕트(25)에 연결된 1개의 관류 팬(19)이 팬 모터(39)에 의해 구동되어 증발기(15)측의 냉풍급기 및 응축기(11)측의 폐열배출을 위한 송풍작용을 동시에 수행한다. 방음 재료(45)가 압축기(13)를 둘러싸서 이동식 에어컨디셔너(1)의 작동시 소음을 저감시키고, 냉풍 분배기(47)가 덕트(25)의 실내측 단부에 설치되어 냉풍의 방향과 풍량을 조절한다.

또한, 본 발명에 의한 이동식 에어컨디셔너는 통상적으로 실내에 설치되어 운전될 때에는 종래의 방식처럼 폐열을 탈착 덕트를 이용하여 외부로 배출할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 실내 운전 공간의 협소 및 소음 등의 문제가 있을 경우에는 이동식 에어컨디셔너를 실외에 설치하여 운전하고 탈착 덕트를 증발기 측에 장착하여 실내로 냉기를 급기할 수 있게 구성할 수 있다.

즉, 도6 및 도7에 개략적으로 나타낸 바와 같이 이동식 에어컨디셔너(1)를 실내에서 사용할 경우에는 탈착식으로 구성된 보조 덕트(49)를 덕트(25)의 응축기 (11)측 단부에 연결하여 외부로 폐열을 방출하고 실내 운전공간이 협소한 경우나 정숙운전이 요구될 경우에는 이동식 에어컨디셔너(1)를 실외에서 운전하고 탈착식 보조 덕트(49)를 덕트(25)의 증발기(15)측 단부에 장착하여 실내로 냉풍을 공급하게 한다.

도8은 보조 덕트(49)가 증발기 측에 장착되어 냉풍을 실내로 안내하는 상태를 도시하고, 도9는 덕트(49)가 응축기 측에 장착되어 폐열을 실외로 안내하는 상태를 도시한다. 이동식 에어컨디셔너의 하우징의 외측에는 덕트 탈착 안내부(50)가 제공되어 덕트(49)의 탈착을 용이하게 한다.

본 발명은 전술한 구성에 의해 이동식 에어컨디셔너의 소형 경량화가 실현되고, 이동식 에어컨디셔너의 이동이 간편해지며, 증발기 및 응축기의 열교환 효율증대로 사용되는 냉매의 양을 절감하고, 이동식 에어컨디셔너의 실내 및 실외운전이 가능해지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 응축기, 압축기, 증발기 및 팽창 수단을 포함하는 증기 압축 냉동 회로를 갖는 에어컨디셔너에 있어서,

   증발기 및 응축기는 각각 루버드핀-판 열교환기로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너.
2. 제1항에 있어서,

   에어컨디셔너의 상기 응축기 측 및 증발기 측 중 어느 하나에 선택적으로 탈착가능하게 연결되는 덕트 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어컨디셔너.
3. 하우징 내에 응축기, 압축기, 증발기 및 팽창 수단을 포함하는 증기 압축 냉동 회로를 갖는 이동식 소형 에어컨디셔너에 있어서,

   상기 증발기 및 응축기 중 하나 이상이 루버드핀-판 열교환기로 구성되고,

   상기 압축기는 상기 하우징의 중앙에 배치되고 상기 압축기의 한 측에 상기 증발기가 배치되고 상기 압축기의 다른 측에 응축기가 배치되며,

   상기 하우징 내부와 외부를 연결하는 덕트와 상기 덕트에 연결되고 상기 압축기 윗쪽에 배치되는 관류 팬과, 상기 증발기에서 응축된 응축수를 수집하고 상기 증발기 아래쪽에 배치되는 물탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 소형 에어컨디셔너.