KR100508483B1 - 일체형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 실외기가 설치될 필요가 없도록 마련되며 압축기의 과열이 방지되도록 한 일체형 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 종방향으로 배치된 구획판에 의해 전방공간과 후방공간으로 분리 구획되며 그 전면에 토출구와 흡입구가 마련된 캐비닛과, 후방공간에 배치된 압축기 및 수냉식 응축기와, 전방공간에 배치된 송풍팬 및 증발기와, 압축기의 가동시 상기 후방공간과 상기 캐비닛 외부가 통하도록 후방공간 측 캐비닛에 마련된 환기장치를 포함하여 구성된다.

Description

일체형 공기조화기 {An air conditioning system}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수냉식 응축기를 채용하여 실외기가 필요 없도록 마련된 일체형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기와 응축기, 그리고 냉매 팽창장치와 증발기가 냉매관으로 연결되어 폐회로를 이루는 냉동사이클에서 그 내부를 순환하는 냉매가 기화 또는 액화됨으로써 이루어지는 흡열작용과 발열작용을 이용하여 주위를 냉방 또는 난방시키는 장치이다.

그리고 이러한 공기는 통상 압축기와 응축기를 구비하며 실외에 배치되는 실외기와, 냉매 팽창장치와 증발기를 구비하며 실내에 설치되는 실내기가 분리되어 구성되며, 실외기에는 냉매의 응축을 위해 실외공기를 이용하여 응축기를 냉각시키는 송풍팬이 설치되고, 실내기에는 실내 공기의 송풍을 위한 송풍팬이 마련된다.

그러나 상기와 같이 실외공기를 이용하여 응축기를 냉각시키도록 실외기와 실내기가 분리된 종래의 공기조화기는 실내기와 실외기가 각각 실외와 실내로 분리되어 설치됨으로써 설치작업이 많이 소요됨은 물론 실외기의 설치를 위한 별도의 공간을 확보해야 하는 문제점이 있었다.

또 종래에는 별도의 실외기가 필요 없도록 실내기와 실외기가 일체로 마련된 창문형 공기조화기도 사용되고 있으나, 이러한 창문형 공기조화기의 경우에도 실외공기를 이용하여 응축기를 냉각시키도록 마련되는 만큼, 이러한 창문형 공기조화기를 설치하기 위해서는 실내공간의 일측 벽을 뚫고 이러한 벽에 공기조화기가 설치되도록 해야 하는 번거로움이 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실외기가 필요 없도록 하여 그 설치가 용이하게 되도록 마련된 일체형 공기조화기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 종방향으로 배치된 구획판에 의해 전방공간과 후방공간으로 분리 구획되며 그 전면에 토출구와 흡입구가 마련된 캐비닛과, 상기 후방공간에 배치된 압축기 및 수냉식 응축기와, 상기 전방공간에 배치된 송풍팬 및 증발기와, 상기 압축기의 가동시 상기 후방공간과 상기 캐비닛 외부가 통하도록 상기 후방공간 측 상기 캐비닛에 마련된 환기장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 환기장치는 상기 캐비닛의 상면에 마련된 환기구와, 상기 환기구를 개폐시키는 개폐장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 개폐장치는 상기 환기구를 덮도록 마련된 개폐부재와, 상기 개폐부재가 상기 환기구를 개폐하도록 상기 개폐부재에 결합되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후방공간 측 상기 캐비닛의 벽면에는 상기 캐비닛의 외부공기를 상기 후방공간 내부로 유입시키는 공기유입구가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축기는 상기 후방공간의 바닥 측에 설치되고, 상기 공기유입구는 상기 압축기의 하단과 대응하는 위치에 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 환기구의 하부에는 상기 환기구의 개방시 상기 환기구를 통해 상기 후방공간 내부로 침입되는 이물을 처리하기 위한 이물처리장치가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이물처리장치는 외부로부터 침입된 물을 집수하도록 마련된 물받이와, 상기 물받이에 집수된 물을 상기 캐비닛 외부로 배출하기 위한 배출관과, 외부로부터 침입된 물 이외의 이물이 걸러지도록 상기 물받이에 마련된 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수냉식 응축기는 외부로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 응축하도록 마련되고, 상기 수냉식 응축기의 일측에는 상기 수냉식 응축기 내부로 공급된 냉각수를 상기 캐비닛 외부로 배수하기 위한 출구관이 마련되며, 상기 배출관은 상기 출구관에 연결되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기에 적용되는 냉동사이클의 선도를 도시한 것이다. 이를 통해 보면 본 발명의 일체형 공기조화기는 냉동사이클 구성요소로서 압축기(1), 수냉식 응축기(2), 증발기(3), 그리고 팽창장치(4)를 구비하며, 이러한 각 냉동사이클 구성요소는 냉매관(5)으로 연결되어 하나의 폐회로를 형성한다. 또 증발기(3)의 일측에는 실내공기의 송풍을 위한 송풍팬(6)이 마련된다.

이러한 구성을 통해 압축기(1)에서 압축되어 고온고압으로 변화된 기체냉매는 냉매관(5)을 통해 수냉식 응축기(2)로 보내져서 상온고압의 액체냉매로 변화된 후에, 팽창장치(4)를 통과하면서 저온저압의 액체냉매로 변화된다. 그리고 이렇게 저온저압의 액체로 변화된 냉매는 다시 증발기(3)를 통과하면서 송풍팬(6)에 의해 증발기(3)를 통과하는 공기로부터 열을 흡수하여 저압의 기체로 변화된 후에 다시 고온고압의 상태로 변화되기 위해 압축기(1)로 이동하게 되고, 이러한 과정이 반복됨으로써 증발기(3)를 통과하는 공기를 냉각시키게 된다.

여기서 상기 수냉식 응축기(2)는 외부로부터 냉각수를 공급받아서 냉매를 응축시킬 수 있도록 마련되는데, 수냉식 응축기(2)의 일측과 타측에는 냉각수의 유입과 유출을 위한 입구관(2a)과 출구관(2b)이 각각 마련된다.

다음에는 도 2와 도 3을 참조하여 상기와 같은 냉동사이클을 이루는 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 구조에 관하여 설명하기로 한다.

참고로 도 2는 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 대략적인 내부구조를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 요부를 도시한 단면도로 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취해진 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 실내 일측에 설치되는 대략 박스형상의 캐비닛(10)을 통해 외형을 형성하게 되는데, 캐비닛(10)의 내부는 종방향으로 배치된 구획판(11)에 의해 전방공간(20)과 후방공간(30)으로 분리되어 구획된다.

캐비닛(10) 전면의 하부에는 실내의 공기를 캐비닛(10) 내부로 흡입하도록 흡입구(12)가 마련되며, 흡입구(12) 상측 캐비닛(10) 전면의 상부에는 캐비닛(10) 내부에서 열교환되어 냉각된 공기를 다시 캐비닛(10) 외부로 토출시키기 위한 토출구(13)가 마련된다.

캐비닛(10)의 후방공간(30)에는 상기 압축기(1)와 수냉식 응축기(2)가 배치되고, 캐비닛(10)의 전방공간(20)에는 증발기(3)와 송풍팬(6)이 배치되는데, 이러한 부품들은 팽창장치(4)와 함께 냉매관(5)에 의해 서로 연결되며 폐회로를 형성함으로써, 냉매관(5)을 따라 유동하는 냉매를 상변화시켜 주위 공기가 냉각되도록 한다.

송풍팬(6)은 실내공기를 흡입구(12)로 흡입하고 이러한 공기가 다시 토출구(13)를 통해 외부로 토출되도록 송풍력을 제공하게 되는데, 이러한 송풍팬(6)에 의해 실냉공기는 전방공간(20) 내부를 순환하게 되고, 송풍팬(6)과 흡입구(12) 사이에는 전방공간(20) 내부를 순환하는 실내공기를 열교환 시키기 위한 증발기(3)가 설치된다. 또 송풍팬(6)은 증발기(3)를 통과하며 열교환된 공기를 토출구(13) 측으로 원활하게 안내하도록 마련된 팬케이싱(7) 내부에 수용되는데, 이러한 팬케이싱(7)의 양 측면에는 팬케이싱(7) 내부로 열교환된 냉기가 유입되도록 형성된 입구(7a)가 마련되고, 팬케이싱(7)의 상부에는 팬케이싱(7) 내부로 유입된 냉기를 토출구(13) 측으로 안내하도록 토출구(13) 측으로 연장형성된 출구(7b)가 마련된다.

또한 냉매의 압축을 위한 압축기(1)는 후방공간(30)의 바닥에 고정되도록 배치되고, 수냉식 응축기(2)는 압축기(1) 상부 측 캐비닛(10)의 후벽에 고정되는데, 이러한 수냉식 응축기(2)는 캐비닛(10)의 양 측벽에 고정 배치되어도 무방하다.

수냉식 응축기(2)는 다수개의 박판이 교대로 적층되어 구성된 판형 열교환기 타입으로 마련되는데, 이러한 박판 중 일부는 내부에 냉매가 통과되도록 냉매관(5)과 연결된 냉매유동부를 형성하고 나머지 일부는 내부에 냉각수가 통과되도록 상기 입구관(2a) 및 출구관(2b)과 연결된 냉각수유동부를 형성하며, 상기 수냉식 응축기(2)는 이러한 냉각수유동부와 냉매유동뷰를 형성하는 박판이 교대로 적층되게 구성됨으로써 냉매와 냉각수가 각 박판의 내부에서 서로 교차되는 방향으로 흐르면서 열교환하게 된다.

그리고 상기 입구관(2a)은 냉각수를 공급받을 수 있도록 수도라인과 연결되며, 출구관(2b)는 실내 주방의 싱크대 또는 화장실의 배수관 등에 연결되어 외부로 배수된다.

따라서 이러한 수냉식 응축기(2)는 종래 공냉식 응축기와 달리 외부공기를 이용하지 않게 되어 실외에 설치되는 별도의 실외기가 필요 없게 된다. 또 이러한 일체형 공기조화기는 별도의 실외기가 필요 없게 된 만큼 그 설치가 용이하게 되며, 설치시 종래 창문형 공기조화기와 같이 벽을 뚫어야 하는 등의 번거로움도 발생하지 않게 된다.

한편, 이러한 일체형 공기조화기에 있어서 상기 후방공간(30)은 상기 구획판(11)을 통해 캐비닛(10) 내부에 밀폐되도록 마련되기 때문에, 밀폐된 후방공간(30) 내부에 설치되며 가동시 열을 발생하게 되는 압축기(1)는 쉽게 과열 될 수 있게 된다. 그리고 이러한 압축기의 과열은 후방공간(30) 내부의 온도를 상승시키게 되는데, 이러한 후방공간(30)의 온도 상승은 수냉식 응축기(2)의 응축효율을 저하시킬 뿐만 아니라 압축기(1)의 과열로 압축기(1) 자체의 성능도 저하시킬 우려가 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 후방공간(30) 측 상기 캐비닛(10)에는 압축기(1)의 가동시 후방공간(30)과 캐비닛(10) 외부가 통하도록 하는 환기장치(40)가 마련되며, 이러한 환기장치(40)는 캐비닛(10)의 상면에 마련된 환기구(41) 및 환기구(41)를 개폐하는 개폐장치를 포함하여 구성된다. 이러한 환기장치(40)의 구성은 압축기(1)의 가동시 압축기(1)에 의해 가열되는 후방공간(30) 내부공기가 환기구(41)를 통해 외부로 배출되도록 환기구(41)를 개방시킴으로써 압축기(1)의 과열이 방지되도록 하기 위한 것이다.

개폐장치는 환기구(41)를 덮도록 환기구(41)에 설치되는 개폐부재(42)와, 개폐부재(42)를 개폐하도록 그 회전축이 개폐부재(42)에 결합되게 마련되는 모터(미도시)를 구비하는데, 이러한 모터(미도시)로는 스탭모터가 사용되며, 캐비닛(10) 상면의 내부 일측에는 내부에 상기 모터(미도시)가 장착되는 모터하우징(43)이 설치된다.

또 환기장치(40)를 통한 압축기(1)의 과열방지작용이 보다 효과적으로 이루어지도록 후방공간(30) 측 캐비닛(10)의 벽면 일측에는 캐비닛(10) 외부공기를 후방공간(30) 내부로 유입시키는 공기유입구(44)가 마련된다. 이러한 공기유입구(44)는 후방공간(30) 내부공기보다 상대적으로 차가운 실내공기를 후방공간(30)의 하단을 통해 후방공간(30) 내부로 유입시킴으로써 압축기(1)에 의해 가열된 후방공간(30)의 내부공기가 자연대류 방식을 통해 보다 용이하게 배출되도록 하기 위한 것이다. 여기서 상기 공기유입구(44)는 후방공간(30) 바닥 측에 설치되는 압축기(1)의 설치위치를 고려하여 압축기(1)의 하단과 대응하는 위치의 벽면에 마련하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 일체형 공기조화기는 수냉식 응축기(2)를 채용하게 됨으로써, 종래 공기조화기의 실외기 측에 응축기를 응축시키도록 마련되던 송풍장치의 구성이 필요 없게 된다. 따라서 이러한 일체형 공기조화기는 전체적인 크기가 대폭 줄어들게 되어 주방 등과 같이 면적이 협소한 장소에 용이하게 사용될 수 있는데, 이러한 경우에는 상기 환기구(41)를 통해 주방에서 발생하는 물이나 오물과 같은 이물이 후방공간(30) 내부로 침입 될 우려가 생긴다.

그래서 이러한 경우에 대비할 수 있도록 상기 환기구(41) 하부의 후방공간(30)에는 환기구(41)의 개방시 환기구(41)를 통해 후방공간(30)으로 침입되는 이물을 처리하기 위한 이물처리장치(50)가 마련되며, 이 이물처리장치(50)는 환기구(41)를 통해 침입되는 물을 집수하도록 마련된 물받이(51)와, 물받이(51)에 집수된 물을 캐비닛(10) 외부로 배출시키기 위한 배출관(52)과, 환기구(41)를 통해 침입되는 물 이외의 이물이 물받이(51)에 걸러지도록 물받이(51)에 마련된 필터(53)를 포함하여 구성된다.

이러한 이물처리장치(50)를 통해 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 물이나 오물 등의 이물이 많이 발생하게 되는 주방 등에 설치되더라도 상기 환기구(41)를 통해 침입되는 이물들을 효과적으로 수집 및 배출시킬 수 있게 된다.

여기서 물받이(51)는 환기구(41)를 통해 외부로 배출되는 후방공간(30) 내부공기의 원활한 배출을 위해 상기 환기구(41)와 소정간격 이격되도록 마련되며, 상기 배출관(52)은 수냉식 응축기(2)에 설치된 출구관(2b)과 연결되도록 마련되어 물받이(51)에 집수된 물이 출구관(2b)을 통해 배출되는 냉각수와 함께 주방의 싱크대나 화장실의 배수관으로 배수되도록 마련된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 동작 및 작용효과를 상세히 설명한다.

송풍팬(6)이 작동하게 되면 캐비닛(10)에 형성된 흡입구(12)를 통해 흡입된 실내공기는 증발기(3)를 거치면서 열교환되고, 이렇게 열교환된 공기는 팬케이싱(7)의 입구(7a)와 출구(7b)를 거쳐 토출구(13) 측으로 안내된 후, 토출구(13)를 통해 실내로 토출되며 실내공간을 조화시킨다.

그리고 이러한 일체형 공기조화기의 작동시 상기 압축기(1)는 계속적으로 냉매를 압축시키며 열을 발생시키게 되는데, 이러한 압축기(1)의 가동으로 온도가 증가된 후방공간(30) 내부의 공기는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(1)의 가동과 함께 개방되는 상기 환기구(41)를 통해 후방공간(30) 외부로 배출되며 압축기(1)의 과열이 방지되도록 하고, 또 이때 상기 공기유입구(44)를 통해 후방공간(30) 하단 측으로 유입되는 실내공기는 환기구(41)로 배출되는 후방공간(30) 내부공기가 자연대류방식을 통해 보다 원활하게 후방공간(30) 외부로 배출되도록 한다.

또 이러한 일체형 공기조화기가 주방 등에 설치되는 경우에는 환기구(41)의 개방시 상기 환기구(41)를 통해 주방의 물이나 오물 등의 이물이 후방공간(30) 내부로 침입될 수 있게 되는데, 이중 후방공간(30) 내부로 침입되는 물은 상기 물받이(51)에 집수되며 상기 수냉식 응축기(2)의 출구관(2b)에 연결된 상기 배출관(52)을 통해 외부로 배출되며, 물 이외의 이물들은 상기 필터(53)를 통해 물받이(51) 내부에 수집되게 되고, 이에 따라 환기구(41)를 통해 후방공간(30) 내부로 침입된 이물들이 처리된다.

또 이러한 일체형 공기조화기는 외부공기를 사용하지 않고서도 냉매를 응축하도록 마련된 상기 수냉식 응축기(2)를 통해 별도의 실외기가 설치될 필요가 없게 됨으로써 그 설치가 보다 용이하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 외부공기를 사용하지 않고서도 냉매를 응축하도록 마련된 수냉식 응축기를 채용함으로써 별도의 실외기가 설치될 필요가 없게 되어 그 설치가 용이하게 된다. 또 이러한 일체형 공기조화기는 상기 환기장치를 통해 압축기의 가동시 후방공간 내부가 캐비닛 외부와 통하게 됨으로써 압축기에 의해 가열된 후방공간 내부 공기가 캐비닛 외부로 배출되며 압축기의 과열이 방지되고, 상기 후방공간에 마련된 이물처리장치에 의해 물이나 오물이 많이 발생하는 주방 등에 설치되더라도 후방공간 내부로 침입되는 이러한 이물이 효과적으로 수집 및 배출된다.

도 1은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기에 적용되는 냉동 사이클 선도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 대략적인 내부구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 요부를 도시한 단면도로서, 도 2의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취해진 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 압축기 2: 수냉식 응축기

2a: 입구관 2b: 출구관

3: 증발기 4: 팽창장치

5: 냉매관 6: 송풍팬

7: 팬케이싱 7a: 입구

7b: 출구 10: 캐비닛

11: 구획판 12: 흡입구

13: 토출구 20: 전방공간

30: 후방공간 40: 환기장치

41: 환기구 42: 개폐부재

43: 모터하우징 44: 공기유입구

50: 이물처리장치 51: 물받이

52: 배출관 53: 필터

Claims (8)

1. 종방향으로 배치된 구획판에 의해 전방공간과 후방공간으로 분리 구획되며 그 전면에 토출구와 흡입구가 마련된 캐비닛과, 상기 후방공간에 배치된 압축기 및 수냉식 응축기와, 상기 전방공간에 배치된 송풍팬 및 증발기와, 상기 압축기의 가동시 상기 후방공간과 상기 캐비닛 외부가 통하도록 상기 후방공간 측 상기 캐비닛에 마련된 환기장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 환기장치는 상기 캐비닛의 상면에 마련된 환기구와, 상기 환기구를 개폐시키는 개폐장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 개폐장치는 상기 환기구를 덮도록 마련된 개폐부재와, 상기 개폐부재가 상기 환기구를 개폐하도록 상기 개폐부재에 결합되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 후방공간 측 상기 캐비닛의 벽면에는 상기 캐비닛의 외부공기를 상기 후방공간 내부로 유입시키는 공기유입구가 마련된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 압축기는 상기 후방공간의 바닥 측에 설치되고, 상기 공기유입구는 상기 압축기의 하단과 대응하는 위치에 마련된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 환기구의 하부에는 상기 환기구의 개방시 상기 환기구를 통해 상기 후방공간 내부로 침입되는 이물을 처리하기 위한 이물처리장치가 마련된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 이물처리장치는 외부로부터 침입된 물을 집수하도록 마련된 물받이와, 상기 물받이에 집수된 물을 상기 캐비닛 외부로 배출하기 위한 배출관과, 외부로부터 침입된 물 이외의 이물이 걸러지도록 상기 물받이에 마련된 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 수냉식 응축기는 외부로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 응축하도록 마련되고, 상기 수냉식 응축기의 일측에는 상기 수냉식 응축기 내부로 공급된 냉각수를 상기 캐비닛 외부로 배수하기 위한 출구관이 마련되며, 상기 배출관은 상기 출구관에 연결되도록 마련된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.