KR100437046B1 - 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법 - Google Patents

공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법에 관한 것으로서, 특히 전원 오프시 실내기 측에 설치된 숏튜브(short-tube)에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클은 실외기와 실내기 사이에 냉매의 유로를 변경할 수 있는 절환수단을 설치함으로 압축기 정지시 냉매가 실내기 측에 설치된 숏튜브로 유입되는 것을 방지함으로 숏튜브에서 발생되는 소음을 저감시킨다.
그리고, 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감방법은 공기조화기의 전원이 오프되어 압축기가 정지되면, 냉매가 실내기 측으로 유입되지 않도록 냉매 유로를 형성하여 냉매가 숏튜브를 지나지 않고 실외기 측을 순환하도록 한다.

Description

공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법 { Refrigerating cycle of air-conditioner and noise control method }
본 발명은 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법에 관한 것으로서, 특히 전원 오프시 실내기 측에 설치된 숏튜브(short-tube)에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 작동유체가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 통과하면서 저온부의 열을 고온부로 이동시킴으로 냉방 또는 냉난방을 수행하게 되는 냉동사이클을 이용한 장치이다.
도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기용 냉동사이클이 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 다른 일예가 도시된 구성도이다.
종래의 공기조화기용 냉동사이클은 도 1에 도시된 바와 같이 냉매가 실외 공기와 열교환 작용을 일으키도록 하는 실외기(8)와, 냉매가 실내 공기와 열교환 작용을 일으키도록 하는 실내기(12)로 구성되고, 상기 실내기(12)와 실외기(8)는 건물의 내외측에 각각 설치되며, 상기 실외기(8)와 실내기(12)는 냉매배관에 의해 연결된다.
여기서, 상기 실외기(8)는 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 고온고압으로 압축된 기체냉매를 실외공기와 열교환을 통해 응축시키는 응축기(4)와, 상기 응축기(4)에서 중온고압으로 압축된 액체냉매를 감압시키는 팽창밸브(6)로 구성되고, 상기 실내기(12)는 상기 팽창밸브(6)를 통과하면서 저온저압으로 감압된 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기(10)로 구성된다.
따라서, 냉방시에는 냉매가 압축기(2), 응축기(4), 팽창밸브(6), 증발기(10)를 순환하면서 실내공기를 차갑게 하고, 난방시에는 냉매가 역순으로 순환하면서 실내공기를 따뜻하게 한다.
상기와 같은 냉동사이클로 구성된 공기조화기는 냉방 작동시 냉매가 실외기(8) 측의 팽창밸브(6)에서 감압된 뒤, 상기 냉매배관을 따라 실내기(12) 측으로 유입되기 때문에 상기 냉매배관에서 액체로 상변화되어 상기 증발기(10) 측으로 유입됨으로 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 상기 팽창밸브(6)가 상기 실내기(12) 측의 증발기(10) 선단에 위치되기도 한다.
한편, 상기 팽창밸브(6)는 냉매배관의 직경이 상대적으로 가늘고 긴 모세관이 설치되거나, 전자적으로 제어 가능한 전자 팽창밸브가 설치될 수도 있다.
또는, 팽창밸브는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 응축기(4)의 후단과 상기 증발기(10)의 선단을 연결하는 부분에 냉매배관의 일부 직경이 급격히 가늘어지도록 숏튜브(short-tube : 9)의 형태로 설치된다.
상기 숏튜브(9)는 상기와 같이 냉매배관의 일부 직경이 급격히 가늘어지기 때문에 상기 숏튜브(9)의 선단에는 과도한 압력이 걸리는 반면, 상기 숏튜브(9)의 후단에는 상대적으로 저압이 걸리게 됨으로 상기 숏튜브(9)에 걸리는 압력차에 의해 냉매가 감압된다.
그러나, 종래의 공기조화기는 실내기 측에 냉매를 감압시키는 숏튜브가 설치되기 때문에 압축기가 정지될 경우 관성력 뿐 아니라 숏튜브의 선후단에 걸리는 압력차에 의해 냉매가 지속적으로 상기 숏튜브 내부를 이동하게 됨으로 소음이 발생하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축기 정지시 냉매가 실내기 측의 숏튜브를 통과하지 않도록 하여 숏튜브 내부에서 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기용 냉동사이클이 도시된 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 다른 일예가 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제1실시예가 도시된 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제1실시예 및 압축기 정지시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제2실시예가 도시된 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제2실시예 및 압축기 정지시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감 제어방법이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
22 : 압축기 24 : 응축기
26 : 실외기 32 : 숏튜브
34 : 증발기 36 : 실내기
40 : 사방밸브
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클은 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 구성된실외기와; 상기 응축기를 통과한 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 숏튜브(short-tube)와, 상기 숏튜브(short-tube)를 통과한 액체냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기로 구성된 실내기와; 상기 실외기와 실내기 사이에 설치되어 상기 압축기 정지시 상기 숏튜브에서 발생되는 소음을 저감시키기 위하여 냉매가 상기 실내기 측으로 유입되는 것을 방지하는 절환수단으로 구성된다.
그리고, 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감방법은 공기조화기의 전원이 오프되면 압축기가 정지되는 압축기 정지 단계와, 상기 압축기 정지 단계에서 압축기가 정지된 경우 냉매가 실내기 측으로 유입되지 않도록 냉매 유로가 형성되는 유로 변경 단계와, 상기 유로 변경 단계에서 냉매 유로 변경시 상기 실내기 측에서 발생되는 소음이 방지되는 소음 방지 단계로 이루어진다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제1실시예가 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제1실시예 및 압축기 정지시 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제2실시예가 도시된 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제2실시예 및 압축기 정지시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
상기 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 제1실시예는 도 3에 도시된 바와 같이 냉매가 실외 공기와 열교환 작용을 일으키도록 하는 실외기(26)와, 냉매가 실내 공기와 열교환 작용을 일으키도록 하는 실내기(36)와, 상기 실외기(26)와 실내기(36) 사이에 설치되어 냉매 유로를 변경하는 절환수단으로 구성된다.
여기서, 상기 실외기(26)는 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기(22)와, 상기 압축기(22)에서 압축된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기(24)로 구성되고, 상기 실내기(36)는 상기 응축기(24)에서 응축된 냉매를 저온저압의 액체냉매를 감압시키는 숏튜브(32)와, 상기 숏튜브(32)에서 감압된 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기(34)로 구성된다.
여기서, 상기 숏튜브(32)는 냉매배관의 일부가 급격히 감소되도록 상기 응축기(24)의 후단과 상기 증발기(34)의 선단을 연결하는 부분에 설치된다.
특히, 상기 절환수단은 상기 실외기(26)와 실내기(36)의 냉매배관 사이에 설치되어 상기 압축기(22) 정지시 냉매가 상기 실외기(26)와 실내기(36) 내부에서 각각 순환되도록 유로를 변경시키는 사방밸브(40)이다.
즉, 상기 압축기(22) 작동시 상기 사방밸브(40)는 상기 응축기(24)의 후단과 상기 숏튜브(32)의 선단을 연결하고, 상기 증발기(34)의 후단과 상기 압축기(22)의 선단을 연결하여 냉매가 상기 압축기(22), 응축기(24), 숏튜브(32), 증발기(34)를 차례대로 순환하게 한다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 압축기(22) 정지시 상기 사방밸브(40)는 상기 응축기(24)의 후단과 압축기(22)의 선단을 연결하여 냉매가 상기 실외기(26) 내부에서 순환되도록 하고, 상기 숏튜브(32)의 선단과 상기 증발기(34)의 후단을 연결하여 냉매가 상기 실내기(36) 내부에서 순환되도록 한다.
따라서, 상기 압축기(22)가 정지되면, 관성력에 의해 상기 실외기(26) 내부에는 냉매가 일정시간 동안 순환하게 되고, 상기 숏튜브(32)의 양단에 걸리는 압력차에 의해 상기 실내기(36) 내부에는 냉매가 상기 숏튜브(32) 내부로 이동하면서 순환하게 된다.
즉, 상기 실외기(26)와 실내기(36) 사이의 냉매 유로가 서로 차단되기 때문에 상기 숏튜브(32) 양단에 걸리는 압력차가 없어지면, 냉매는 더 이상 상기 실내기 내부를 순환하기 않게 되고, 상기 숏튜브(32) 내부로 흐르지 않게 되어 소음을 방지할 수 있다.
또한, 상기 압축기(22) 정지시 상기 실외기(26)와 실내기(36) 유로가 차단되기 때문에 상기 실외기(26)와 실내기(36)는 상대적으로 고압과 저압을 각각 유지하게 됨으로 다시 상기 압축기(22)가 작동되더라도 상기 압축기(22)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 공기조화기용 냉동사이클의 제2실시예는 압축기(52)와 응축기(54)로 이루어진 실외기(56)와, 숏튜브(62)와 증발기(64)로 이루어진 실내기(66)는 제1실시예와 동일한 구성이고, 상기 실외기(56)와 실내기(66) 사이에 냉매의 유로를 변경하는 절환수단으로 삼방밸브(70)가 설치된다.
여기서, 상기 삼방밸브(70)는 상기 압축기 작동시 상기 응축기(54)의 후단과 상기 숏튜브(62)의 선단을 연결하고, 상기 증발기(64)의 후단과 상기 압축기(52)의 선단을 연결하여 냉매가 상기 압축기(52), 응축기(54), 숏튜브(62), 증발기(64)를 차례대로 순환하게 한다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 압축기(52) 정지시 상기삼방밸브(70)는 상기 응축기(54)의 후단과 압축기(52)의 선단을 연결하여 냉매가 상기 실외기(56) 내부에서만 순환되도록 한다.
즉, 상기 압축기(52)가 정지되면, 관성력에 의해 상기 실외기(56) 내부에는 냉매가 일정시간 동안 순환하게 되고, 상기 숏튜브(62)의 양단에 걸리는 압력차에 의해 냉매는 상기 숏튜브(62)를 통해 이동하게 된다.
따라서, 상기 숏튜브(62)의 양단에 걸리는 압력차가 없어지면, 냉매는 더 이상 상기 숏튜브(62) 내부로 흐르지 않게 되어 소음을 방지할 수 있다.
역시, 상기 압축기(52) 정지시 상기 실외기(56)와 실내기(66) 유로가 차단되기 때문에 상기 실외기(56)와 실내기(66)는 상대적으로 고압과 저압을 각각 유지하게 됨으로 다시 상기 압축기(52)가 작동되더라도 상기 압축기(52)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감 제어방법이 도시된 순서도이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감 제어방법은 먼저, 제1단계에서 사용자가 공기조화기의 전원을 오프하면, 압축기(22,52)가 정지된다.(S1 및 S2 참조)
제2단계는 상기 제1단계에서 압축기(22,52)가 정지한 경우 절환수단(40,70)에 의해 실외기(26,56)와 실내기(36,66) 사이의 냉매 유로가 변경된다.(S3 참조)
이때, 상기 제2단계에서 상기 절환수단(40,70)에 의해 냉매 유로가 변경되면 냉매는 상기 실내기(36,66) 측으로 유입되는 것이 차단된다.(S4 참조)
마지막으로, 냉매가 상기 실내기(36,66) 측으로 유입되지 않으므로 상기 실내기(36,66) 측에 설치된 숏튜브(32,62) 내부에 냉매가 흐르지 않게 됨으로 상기 숏튜브(32,62) 내부에서 발생되는 소음이 방지된다.(S5 참조)
즉, 상기 실내기(36,66) 측으로 냉매가 유입되지 않고, 상기 실내기(36,66) 측의 숏튜브(32,62) 양단에 걸리는 상대적인 압력차가 해소되면, 냉매가 상기 숏튜브(32,62) 내부를 통과하지 않게 됨으로 상기 숏튜브(32,62)에서 발생되는 소음을 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기용 냉동사이클 및 그 소음저감방법은 실외기와 실내기 사이에 절환수단을 설치하여 압축기 정지시 실외기와 실내기 사이의 냉매 유로를 변경함으로 실내기 측으로 냉매가 유입되는 것을 방지하기 때문에 냉매가 실내기 측에 설치된 숏튜브 내부로 통과하지 않게 됨으로 숏튜브 내부에서 발생되는 소음을 사전에 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 압축기 정지시 냉매 유로가 변경되어 실외기와 실내기 사이의 냉매 유로가 서로 차단되어 별도로 냉매 순환 유로가 형성되기 때문에 실외기와 실내기는 상대적으로 고압과 저압을 각각 유지하게 됨으로 압축기 재가동시 압축기에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 기체냉매를 실외공기와 열교환시켜 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 구성된 실외기와;
    상기 응축기를 통과한 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 숏튜브(short-tube)와, 상기 숏튜브(short-tube)를 통과한 액체냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기로 구성된 실내기와;
    상기 실외기와 실내기 사이에 설치되어 상기 압축기 정지시 상기 숏튜브(short-tube)에서 발생되는 소음을 저감시키기 위하여 냉매가 상기 실내기 측으로 유입되는 것을 방지하는 절환수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기용 냉동사이클.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절환수단은 상기 실외기와 실내기 사이의 냉매배관에 설치되어 상기 압축기 정지시 냉매가 상기 실외기와 실내기 내부에서 각각 순환되도록 유로를 변경시키는 사방밸브인 것을 특징으로 하는 공기조화기용 냉동사이클.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절환수단은 상기 실외기와 실내기 사이의 냉매배관에 설치되어 상기 압축기 정지시 냉매가 상기 실외기 내부에서만 순환되도록 유로를 변경시키는 삼방밸브인 것을 특징으로 하는 공기조화기용 냉동사이클.
  4. 공기조화기의 전원이 오프되면 압축기가 정지되는 압축기 정지 단계와,
    상기 압축기 정지 단계에서 압축기가 정지된 경우 냉매가 실내기 측으로 유입되지 않도록 냉매 유로가 형성되는 유로 변경 단계와,
    상기 유로 변경 단계에서 냉매 유로 변경시 상기 실내기 측에서 발생되는 소음이 방지되는 소음 방지 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소음 방지 단계는 상기 유로 변경 단계에서 상기 실내기 측으로 냉매가 유입되는 것이 차단되어 상기 실내기 측의 숏튜브 양단에 압력차가 생기더라도 상기 숏튜브로 냉매가 흐르지 않아 상기 숏튜브에서 발생되는 소음을 방지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기용 냉동사이클의 소음저감방법.
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