KR100416886B1 - 일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉방용 공기조화기에 있어서, 증발식 응축기 또는 냉각탑에서 펌프 및 팬을 사용하지 않고 자연순환방식으로 냉매가스를 응축 액화시키도록 하는 일체식 냉방용 공기 조화기의 증발식 응축장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 자연 순환방식에 의해 냉매가스를 응축 액화시킬 수 있도록 하기 위하여 응축기의 고압관 외부에 흡수 흡인력이 뛰어난 심지로 감싸게 하고 상기 심지의 하부는 물탱크의 물에 잠기도록 하여 응축기에서 심지에 흡수된 물로 냉매가스를 액화시키도록 하며, 냉매가스 액화시 발생된 수증기는 수증기 배출호스를 통하여 실내,외부로 배출되게 하거나 급수로써 응축시켜 외부로 배출되게 하므로써 이루어지는 것으로,

고압관의 부식이나 스케일 발생을 방지하는 한편 순환펌프나 응축팬등이 필요치 않아 그만큼 구조적으로 간단하고, 동력비도 줄일 수 있는 것이다.

Description

일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치{One body type air condition system using water cooling}

본 발명은 냉방용 공기조화기에 있어서, 증발식 응축기 또는 냉각탑에서 펌프 및 팬을 사용하지 않고 자연순환방식으로 냉매가스를 응축 액화시키도록 하는 일체식 냉방용 공기 조화기의 증발식 응축장치에 관한 것이다.

기존의 냉방용 공기조화기에 사용되는 증발식 응축기의 냉동 사이클은 도 1 에 도시된 바와 같이 냉매를 압축시키는 압축기(10), 압축된 냉매를 액화시키는 응축기(20), 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30), 팽창된 냉매를 이용하여 실내 공기를 감열시키는 증발기(40)로 이루어지게 되는 것으로, 압축기(10)에서 고온 고압으로 압축한 냉매가스는 응축기(20)에서 액화시키되 응축기(20)는 물탱크(50)내부의 물을 순환펌프(51)로 순환시켜 분사시키는 한편 응축기팬(21)으로 3-4m/sec의 바람을 송풍하여 물의 증발작용으로 냉매가스를 액화시키게 되고, 액화된 냉매액은 팽창밸브(30)를 지나면서 감압된 후 증발기(40)에서 증발기팬(41)으로 공급되는 실내공기와 접촉하면서 냉매액은 증발하고 실내공기는 감열 감습되어 냉방기능을 수행하게 되며, 냉매가스는 압축기(10)로 유입된다.

이러한 기존의 냉매 사이클에서 고온 고압의 냉매 가스를 액화시키는 방식은 물탱크(50)의 물을 순환펌프(51)로 펌핑하여 응축기(20)의 상부에서 하부로 분사시키고, 응축기(20)를 식혀준 물은 다시 물탱크(50)에 수집되어 재사용하는 방식을 채택하고 있으나, 상기된 방식은 공기중의 유해가스, 부유먼지 등이 물에 용입되어물의 산성화를 촉진하므로써 고압관(22)을 부식시키는 한편 스케일을 생성시켜 전열작용을 떨어지게 되므로 응축압을 높이게 되어 압축기(10)의 동력소비가 커지고, 냉동능력이 감소되는 문제점이 발생한다.

따라서 응축수의 수질을 관리하여 청정한 물로 냉각수를 재 순환시켜가며 사용해야 할 필요가 있고, 정기적으로 응축기(20)의 고압관(22)에 부착된 스케일을 제거해야하는 불편이 따른다.

한편 응축기를 실내의 공기조화기의 일체로 설치한 후 응축기를 식혀준 냉각수에서 발생한 수증기를 실외로 배출시키는 방식이 있으나, 상기 수증기 배출방식은 항상 일정량의 실내공기와 함께 배출되어지므로 창문등을 열어 실내 공기를 순환시키지 않으면 조화기 가동시 실내는 대기압보다 낮은 압을 유지하게 되어 급격한 산소 결핍에 따른 냉방병의 원인이 발생된다.

따라서 쾌적한 실내공간을 유지시키는 공기조화의 목적에는 적합하지 않는 실내 산소 결핍 발생이라는 문제점이 노출된다.

본 발명은 냉매를 액화시키는 응축기를 펌프나 팬을 사용하지 않고 자연 순환방식에 의해 냉매가스를 응축 액화시킬 수 있도록 한 것으로, 응축기의 고압관 외부에 흡수 흡인력이 뛰어난 심지로 감싸게 하고 상기 심지의 하부는 물탱크의 물에 잠기도록 하여 응축기에서 심지에 흡수된 물로 냉매가스를 액화시키도록 하며, 냉매가스 액화시 발생된 수증기는 급수에 의해 응축되어 응축수 배출구를 통하여 외부로 배출되는 방식과 수증기 배출호스를 통하여 외부에 배출되게 하므로써 이루어진다.

도 1 은 기존 냉방용 공기조화기의 냉동사이클 설명도

도 2 는 본 발명 냉방용 공기조화기의 냉동사이클 설명도

도 3 은 본 발명 냉방용 공기조화기의 응축장치 실시예 정단면도

도 4 는 본 발명 냉방용 공기조화기의 증기 냉각기 평단면도

도 5 는 본 발명의 응축기 평단면도

도 6 은 본 발명 냉방용 공기 조화기의 응축기 실시예 단면도

도 7 은 본 발명 냉방용 공기 조화기의 응축장치의 다른 실시예 정단면도

도 8 은 본 발명 냉방용 공기 조화기의 응축기 다른 실시예 단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 냉방용 공기 조화기 10 : 압축기

20 : 응축기 30 : 팽창밸브

40 : 증발기 50 : 물탱크

60 : 심지 70 : 증기냉각기

71 : 응축수 배출구 75 : 급수관

81,82 : 댐퍼

본 발명 냉방공기조화기의 냉동 사이클은 도 2 에 도시된 바와 같이 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40)로 이루어져 있는 것으로, 냉매가스를 액화시키는 응축기(20)는 고압관(22)이 심지(60)로 둘러 쌓이게 하되 상기 심지(60)의 하부는 물탱크(50)의 물에 잠기도록 하므로써 이루어진다.

여기서 심지(60)는 흡수, 흡인력이 뛰어난 면, 스폰지 등으로 이루어지며 별도의 순환장치 없이도 물탱크(50)의 물이 심지(60)에 흡수되어 고압관(22) 주위에서 고압관(22)을 식히도록 한다.

상기 고압관(22)을 식힐 때 발생한 증발 수증기는 별도의 수증기 배출 호스를 통하여 배출되게 하거나 급수로 응축하여 외부로 배출시킨다.

이러한 본 발명에서 냉매가스를 압축시키는 압축기(10)와, 압축된 냉매가스를 액화시키는 응축기(20)와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창된 냉매가스로 실내공기를 감열 감습시키는 증발기(40)로 이루어진 냉동 사이클은 기존과 같으나, 응축기(20)에서 냉매가스를 액화시키는 방식이 다르다.

즉 응축기(20)의 고압관(22)은 길이 방향으로 심지(60)에 의해 둘러 쌓이게 되고 상기 심지(60)의 하부는 물탱크(50)의 물에 잠기게 되어 심지(60)는 자연히 물을 흡수 흡인한 상태가 되므로, 고압관(22)을 지나는 냉매 가스는 심지(60)에 흡수 흡입된 물에 의해 열 교환이 이루어져 액화되게 되고, 물은 증발하여 수증기로 변하게 된다.

심지(60)에서 고압관(22)을 흐르는 냉매가스의 열에 의해 증발된 수증기는 수증기 배출호스를 통하여 외부로 배출되게 하는 방식과 급수로 응축시켜 응축수 배출구(71)를 통하여 외부로 배출시키는 방식으로 구성된다.

따라서 기존과 같이 물을 분사시키기 위한 순환펌프나, 공기를 송풍시키기 위한 팬의 구성이 불필요하고 물탱크(50)의 물을 깨끗하게 유지할 수 있어 고압관(22)주변에 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 3 은 본 발명의 실시예로써, 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40)가 설치된 냉방용 공기 조화기(1)는 전면에 배출구(2)가 형성되어 증발기팬(41)으로 흡입된 실내공기가 증발기(40)에서 감열감습된 후 실내로 배출되게 하고, 흡입구(3)는 필터를 통하여 실내공기를 흡입하는 구조로서 복잡한 증발식 응축기나 냉각탑이 필요 없는 일체식 냉방용 공기조화기 이다.

본 발명의 응축기(20)는 공기조화기(1)내부에 물탱크(50)가 설치되고 배면에 고압관(22)을 설치하되 상기 고압관(22)의 주위는 흡수, 흡인력이 뛰어난 심지(60)로 감싸주고, 상기 심지(60)에서 발생된 증발 수증기는 증기 냉각기(70)내에 설치한 급수관(75)에 의해 응축된 수증기는 응축수 배출구(71)를 통하여 배출되게 구성된다.

상기된 물탱크(50)에는 적정수위를 유지케 하는 수위 조절 밸브(52)가 설치되는 한편 하부에는 드레인 배출구(53)를 설치하여 응축수 배출구(71)와 물탱크(50)내의 더러워진 물을 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.

상기 심지(60)는 고압관(22)을 감싸되 심지(60)의 외부는 심지 보호관(61)에의해 쌓여지도록 한다.

그리고 증기 냉각기(70)에는 내부에 급수관(75)을 설치하여 증발 수증기를 이용하여 급수관(75)의 물을 가온시켜 온수를 만드는 동시에 수증기를 응축시켜 응축수 배출구(71)를 통하여 드레인 배출구(53)로 배출되게 한다.

이러한 본 발명은 압축기(10)에서 압축된 냉매가스가 응축기(20)의 고압관(22)을 흐를 때 고압관(22)을 감싸고 있는 심지(60)에 흡수된 물에 의해 물을 증발시키면서 냉매가스를 액화시키게 되는 것으로 고압관(22) 주변을 감싼 심지(60)로 직접 냉각시키게 되어 냉각 효율이 높다.

그리고 응축기(20)의 냉매가스 액화시 발생한 수증기는 증기 냉각기(70)내의 급수관(75)에 의해 응축되어 응축수 배출구(71)를 통하여 외부로 배출되게 되며, 이 때 급수관(75)내의 급수는 온수로 되어 별도의 온수탱크로 보내어 진다.

본 발명은 심지(60)로 빨아들여 수증기화 시킨 만큼의 물은 수위조절 밸브(52)를 열어 물탱크(50)에 보충시키게 되며, 물탱크(50)에는 항시 깨끗한 물이 채워져 있어 산성화가 지연되므로 고압관(22)에 스케일 발생을 최소화시키게 된다.

한편 본 발명은 도 6 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 응축기(20)의 고압관(22)을 병렬로 다수개 설치하고 상기 각각의 고압관(22)을 심지(60)로 감싸게 한 후 각 심지(60)에서 발생된 수증기가 하나의 증기 냉각기(70)를 통하여 응축 배출되게 할 수 있는 것과 증기 챔버(80)에서 모아진 수증기를 직접 실내,외부로 급배기되게 할 수 있는 것으로, 응축기(20)의 고압관(22)을 병렬 설치하므로써 응축기(20)의 응축효율을 높일 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 도 7 과 같이 증기 챔버(80)의 양측으로 수증기가 배출될 수 있도록 하되 그 입구에 수증기 배출량을 조절하는 댐퍼(81)(82)는 설치하고, 상기 하나의 수증기 배출구는 증발기(40)의 전면을 향하게 수증기 급기호스(83)를 연결하고, 또다른 수증기 배출구는 수증기 배출호스(84)을 연결하여 실외로 배출되게 한다.

상기 댐퍼(81)(82)는 실내 습도에 따라 자동개폐 되게 하거나 수동 개폐되게 할 수 있는 것으로, 실내 습도가 낮으면 댐퍼(82)는 막고 댐퍼(81)는 열어 수증기가 증발기(40)전면에서 송풍되어 실내습도를 맞추어 주고, 실내 습도가 높을 때는 상기와는 반대로 댐퍼(81)(82)를 작동시켜 수증기가 외부로 빠져나가게 한다.

이같이 본 발명은 응축기(20)의 증발수증기를 이용하여 실내 습도를 맞추어 줄 수 있으며, 심지(60)가 물의 필터 역할을 수행하게 되어 특히 실내습도 조절이 무동력, 무여과 가습이 가능하여 쾌적한 실내공간을 만들 수 있다.

본 발명은 응축기의 고압관 외부에 심지를 감싼 후 물탱크에서 흡수한 물로 고압관을 흐르는 냉매가스를 응축시키는 것으로, 심지가 물속의 이물질을 걸러주는 역할을 하여 깨끗한 물만을 빨아올릴 수 있어 고압관의 부식이나 스케일 발생을 방지하는 한편 순환펌프나 응축팬등이 필요치 않아 그만큼 구조적으로 간단하고, 동력비도 줄일 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 증발기(40)를 구비하되 상기 응축기(20)의 고압관(22) 외부를 물을 빨아 올리는 심지(60)가 감싸고, 상기 심지(60)의 하부에는 심지(60)에 물을 공급하는 물탱크(50)가 설치되며, 상기 심지(60)로 빨아들인 물이 고압관(22)의 고열로 증발되어 수증기가 발생되는 냉방용 공기 조화기(1)에 있어서,

   상기 심지(60)를 감싸는 심지보호관(61)의 상부에 설치되고 수증기를 응축하여 배출시키는 응축수 배출구(71)가 설치된 증기냉각기(70)와, 증기 챔버(80)에서 모은 수증기를 급배기시키는 수증기 급기, 배출호스(83)(84)가 설치된 것을 특징으로 하는 일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치.
2. 청구항 1에서, 증기 냉각기(70)에는 급수관(75)을 설치하여 수증기로 냉수를 가온시키게 구성한 것을 특징으로 하는 일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치.
3. 청구항 1에서, 고압관(22)은 병렬로 다수개 설치하되 상기 고압관(22)의 상부에는 하나의 증기냉각기(70)를 설치한 것을 특징으로 하는 일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치.
4. 청구항 1에서, 증기 챔버(80)는 양측으로 수증기 배출구를 형성시키되 수증기 공급을 개폐시키는 댐퍼(81)(82)를 설치하고, 한쪽의 배출구에는 증발기(40)의 전면에 수증기 급기호스(83)로 연결하고, 다른쪽의 배출구에는 외부와 수증기 배출호스(84)로 연결시킨 것을 특징으로 하는 일체식 냉방용 공기조화기의 증발식 응축장치.
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