KR100509153B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

그 누설이 후각이나 시각에 의해 용이하게 인식되는 공기조화기를 제공한다.

냉동사이클에 사용되고 있는 HC계 냉매는 본래는 무색투명하고 또한 무취이나, 본 실시형태의 경우는 소정 취소와 색소가 첨가되어 있다. 취소는 이른바 자극취를 냉매에 부여하는 것으로, 공기중에 냉매가 방출된 경우는 극히 소량이라도 인간의 후각을 자극한다. 또, 색소는 선명한 적색이나 선명한 황색 등의 선명한 색을 냉매에 부여하는 것으로, 공기중에 냉매가 방출될 경우는 누설부위 주변이 선명하게 물든다. 또한, 이들 취소 및 색소에는 인체에 무해임은 물론, 냉매에 대하여 불활성이고 또 냉동사이클의 구성부재를 침해하지 않는 것이 사용되고 있다.

Description

공기조화기 {AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은 그 누설이 후각이나 시각에 의해 용이하게 인식되는 공기조화기에 관한 것이다.

근년, 냉동장치의 냉매에는 오존층 파괴계수가 작은 R22등의 HCFC계 냉매가 사용되고 있으나, 오존층 파괴를 완전하게 방지하는 관점에서, 구성원소에 염소를 함유하지 않은 대체냉매 사용이 요구되고 있다. 대체냉매는 R407C나 R410A등의 HFC계 혼합냉매가 유력하나, 이들을 사용하여도 지구온난화는 억제할 수 없다. 그래서, 온난화 계수가 제로인 R290등의 HC계 냉매나, 동냉매를 사용하는 공기조화기 등의 연구·개발이 진행되고 있다.

그런데, 프로판가스인 R290을 비롯하여 HC계 냉매는 대체로 가연성이 높기 때문에 누설이 발생했을 때는 방재상 문제가 있다. 또, 밀폐된 실내에 다량의 냉매가 누설할 경우, 실내의 산소농도가 급속히 저하하여 거주자가 산소결핍상태가 되는 등의 우려도 있다. 그래서, 일본실공소 60-38858호 공보등에 기재된 공기조화기는 냉매누설을 냉매누설센서로 판단하여 경보기에서 경보음을 발생하도록 하고 있다. 그러나, 이 종류의 공기조화기는 누설의 인식을 청각에만 의존하고 있기 때문에 거주자가 청각장애가 있을 경우외에 냉매누설센서나 경보기 고장시 등에는 상기 결함을 방지하는 효과가 없다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여 행해진 것으로, 냉매누설을 용이하게 확인하고 냉매누설시의 안전성 향상을 도모한 공기조화기를 제공함을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 압축기와 응축기와 감압수단과 증발기를 순차접속하여 냉동사이클을 구성하는 공기조화기에 있어서, 냉동사이클에 충전되는 냉매에 소정의 취소(臭素)를 첨가한 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 실내열교환기나 배관접속부등에서 냉매가 누설할 경우, 소정의 취소가 거실내에 떠돌게되어, 거주자가 용이하게 누설을 인식할 수 있다.

또, 본 발명은 취소가 냉매에 자극취를 부여하는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 실내열교환기나 배관접속부 등에서 냉매가 누설할 경우, 자극취가 실내에 떠돌게 되어, 거주자가 용이 그리고 신속하게 누설을 인식할 수 있다.

또, 본 발명은 취소는 냉매에 대하여 불활성이고, 또한 냉동사이클의 구성부재를 침해하지 않는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 취소첨가로, 냉매의 물성이 변화되지 않고, 또한 열교환기나 배관류 부식이나 고무류 팽창 등이 일어나지 않는다.

또, 본 발명은 압축기와 응축기와 감압수단과 증발기를 순차 접속하여 냉동사이클을 구성하는 공기조화기에 있어서, 냉동사이클에 충전되는 냉매와 냉동기유(油)중 적어도 한쪽에 소정 색소를 첨가하는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 실내열교환기나 배관접속부 등에서 냉매가 누설할 경우,유색가스 또는 유색의 냉동기유가 누설부에서 분출하게 되어 거주자가 용이하게 누설을 인식할 수 있다.

또, 본 발명은 색소가 냉매 또는 냉도기유에 선명한 색을 부여하는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 실내열교환기나 배관접속부 등에서 냉매가 누설할 경우, 선명한 색의 가스 또는 선명한 색의 냉동기유가 누설부에서 분출하게 되어 거주자가 쉽고 빠르게 누설을 인식할 수 있고, 또한 그 누설장소도 쉽게 알 수 있다.

또, 본 발명은 색소는 냉매에 대하여 불활성이고, 또한 냉동사이클의 구성부재를 침해하지 않는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 색소첨가에 따라 냉매의 물성이 변화되지 않고 또한 열교환기나 배관류의 부식이나 고무류의 팽창 등이 일어나지 않는다.

또, 본 발명은 압축기와 응축기와 감압수단과 증발기를 순차 접속하여 냉동사이클을 구성함과 동시에 이 냉동사이클중에 가연성 냉매를 충전한 공기조화기에 있어서, 냉매의 냉동사이클로 부터의 누설을 검지하는 누설검지수단과, 누설검지수단에 의해 냉매누설이 판단될 때에 압축기 운전을 정지시키는 수단을 구비한 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 가령, 누설검지수단의 냉매누설센서 등의 출력신호에 의거하여 누설을 판단하면, 그 출력신호에 의거하여 제어장치가 압축기를 정지시키고, 이에 따라 냉동회로내의 압력이 저하하여 냉매 누설이 억제된다.

또, 본 발명은 냉동사이클중에 복수개의 차단밸브를 설치하여, 누설검지수단에 의해 냉매누설이 판단될 때에 차단밸브를 닫아 냉매의 누설위치를 냉동사이클중에서 분리시키는 것을 제안한다.

이 발명에 따르면, 가령 누설검지수단의 냉매누설센서 등의 출력신호에 의거하여 누설을 판단하면, 그 출력신호에 의거하여 제어장치가 실내열교환기의 입구 및 출구측 냉매배관에 장치된 차단밸브를 폐쇄구동하여 실내에의 냉매누설을 억제한다.

또, 본 발명은 냉동사이클 구성요소가 수납된 단일의 케이스내를 실내측과 실외측으로 구획하는 칸막이판과, 칸막이판에 설치되어 실내측의 공간과 실내측 공간사이에서 공기를 유통시키는 유통구와, 유통구를 개폐시키는 댐퍼와, 누설검지수단에 의해 냉매누설이 판단될 때에 댐퍼를 열어서 유통구를 유효하게하는 수단을 구비한 것이다.

이 발명에 따르면, 가령 누설검지수단의 냉매누설센서 등의 출력신호에 의거하여 누설을 판단하면, 그 출력신호에 의거하여 제어장치가 댐퍼를 열림상태로 하는 방향으로 구동하여 이에따라 실내외가 연통되어 실내에서 실외로 누설한 냉매가 방출되거나 실외에서 실내로 새로운 공기가 도입된다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 1실시형태를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 공기조화기의 냉매회로 및 제어계통을 나타내는 개략도이고, 실선으로 냉매회로(냉동사이클)를 나타내고, 일점쇄선으로 제어신호의 흐름을 나타내고 있다. 또, 도 2와 도 3에는 공기조화기의 내부구조를 사시도 및 종단면도로 나타내고 있다. 본 실시형태의 공기조화기는 실내유니트와 실외유니트가 일체로 된 이른 바 일체형이고, 냉매회로에 순환하는 냉매로서 HC계의 가연성냉매(R290)가 사용되고 있다.

공기조화기(1)는 건물의 벽(3)을 관통하는 형으로 설치되고, 그 내부는 칸막이판(5)으로 실내부분(7)과 실외부분(9)으로 구획되어 있다. 실내부분(7)에는 실내열교환기(11), 실내팬(13), 모세관(15) 등이 배치되어 있다. 또, 실외부분(9)에는 압축기(21), 실외열교환기(23), 실외팬(25), 어큐뮬레이터(27), 스트레이너(29) 등이 배치되어 있다. 도면중, 31은 실외부분(9)에 배치된 양쪽지지형 팬모터이고, 실내팬(13)과 실외팬(25)을 동축구동한다. 냉매회로를 구성하는 각 기기류는 가스냉매 혹은 액체냉매의 유통에 제공되는 냉매배관(33∼40)에 의해 접속되어 있다.

실내부분(7)에는 CPU를 비롯하여, 입출력 인터페이스나 ROM, RAM 등으로 구성된 전자제어 유니트(이하, ECU라함; 51)가 설치되어 있다. ECU(51)의 입력인터페이스에 실온(室溫)을 검출하는 실온센서(53), 외기온을 검출하는 외기온센서(55), 실내부분(7)의 산소농도 변화에 의거하여 냉매누설을 판단시키기 위한 냉매누설센서(57)(누설검지수단)등이 접속되고, 출력인터페이스에는 압축기(21), 팬모터(31)등이 접속되어 있다.

본 실시형태의 경우, 모세관(15)의 상류측과 실내열교환기(11)의 하류측에 냉매회로의 차단에 제공되고 ECU(51)로부터의 제어신호로 작동하는 전자차단밸브(61,63)가 설치되어 있다. 또, 칸막이판(5)에는 실내부분(7)과 실외부분(9)을 연통하여 실내부분(7)에서 실외부분(9)으로의 공기흐름을 가능하게하는 연통구(65)가 형성됨과 동시에, 이 연통구(65)를 개폐하는 댐퍼(67)와 댐퍼구동용 전자액츄에이터(69)가 설치되어 있다. 또한, 실내부분(7)에는 경보버저(71)가 설치되어, 냉매누설시에는 경보음을 발생한다. 전자액츄에이터(69)와 경보버저(71)는 각각 ECU(51)의 출력인터페이스에 접속하여 있고, 전자차단밸브(61,63)와 동일하게, ECU(51)로 부터의 제어신호로 작동한다.

냉동사이클에는 HC계 냉매와 냉동기유가 봉입되고, 이들이 혼합한 상태로 압축기(21)나 열교환기(11,23)내를 순환한다. 냉동사이클에 사용되고 있는 HC계 냉매는 본래는 무색투명하고 무취이나, 본 실시형태의 경우는 소정의 취소와 색소가 첨가되어 있다. 또, 이 HC계 냉매와 함께 사용되는 냉동기유도 본래는 담색투명하나, 본 실시형태의 경우는 냉동기유에 소정색소가 첨가되어 있다. 취소는 이른바, 자극취를 냉매에 부여하는 것으로, 공기중에 냉매가 방출될 경우에는 극히 소량으로도 인간의 후각을 자극한다. 또,색소는 선명한 적색이나 선명한 황색 등의 선명한 색을 냉매에 부여하는 것으로, 공기중에 냉매나 냉동기유가 방출될 경우는 누설부위 주변이 선명하게 물든다. 또한, 이들 취소 및 색소에는 인체에 무해임은 말할 것도 없고, 냉매에 대하여 불활성이고 또한 냉동사이클의 구성부품을 침해하지 않는 것, 가령 메르캅탄이나 안료가 사용된다. 본 발명은 냉매가 누설할 때에 그 누설장소가 식별되면 좋고,냉매가 냉동기유의 어느 한쪽에만 색소를 첨가하여도 된다.

다음에, 냉방운전시에 있어서의 냉매의 흐름를 설명한다.

어큐뮬레이터(27)에서 냉매배관(40)을 경유하여 압축기(21)에 흡인된 가스냉매는 단열압축됨으로써 고온의 가압가스 냉매가 되어 압축기(21)에서 토출된다. 토출된 고압가스냉매는 냉매배관(33)을 경유하여 실외열교환기(23)에 유입된다. 고온고압의 가스냉매는 실외열교환기(23)내를 통과하는 사이에 외기에 의해 냉각되고, 응축함으로써 액체냉매가 된 후, 냉매배관(34), 스트레이너(29), 냉매배관(35), 전자차단밸브(61), 냉매배관(36)을 경유하여 모세관(15)에 유입된다.

액체냉매는 모세관(15)에서 감압된 후, 냉매배관(37)을 경유하여 실내열교환기(11)에 유입되고 실내열교환기(11)내를 통과하는 사이에 기화하여 가스냉매가 되고, 기화잠열에 의해 실내팬(13)에 의해 흡입된 실내공기를 냉각한다. 실내열교환기(11)에서 기화된 가스냉매는 냉매배관(38), 전자차단밸브(63), 냉매배관(39)을 경유하여 어큐뮬레이터(27)에 유입하고, 냉매배관(40)에서 다시 압축기(21)에 흡인된다.

그런데, 어떤 원인에 의해 실내부분(7)에서 냉매누설이 발생할 경우, 본 실시형태는 냉매누설센서(57)에 의해 산소농도의 저하로 그 누설이 판단되고, ECU(51)에 의한 누설의 억제등의 처리가 행해진다. 즉, ECU(51)는 냉매누설센서(57)에서 냉매의 누설을 표시하는 검출신호가 입력하면 압축기(17)나 팬모터(31)를 정지시킴과 동시에 전자차단밸브(61,63)에 의해 냉매회로를 차단시키고, 다시 전자액츄에이터(69)에 의해 댐퍼(67)를 개방방향으로 구동시킨다.

그렇게 되면, 압축기(17)의 정지에 의해 냉매회로내에서는 냉매유통이 정지함과 동시에 냉매압력도 저하되고, 냉매누설속도는 급속히 저하한다. 동시에, 냉매회로가 차단됨으로서 누설이 실내열교환기(11)나 모세관(15)의 본체 혹은 그들 배관 접속부에서 발생돼더라도 압축기(17)내나 실외열교환기(23)내의 냉매가 누설하지 않게된다. 즉, 냉동사이클중의 냉매누설부위를 냉동사이클 중의 다른 부위에서 분리하여, 냉매누설이 다른 부위에 파급되는 것이 방지된다. 또, 댐퍼(67)가 개방됨으로써 연통구(65)를 통하여 누설냉매가 실외로 방출됨과 동시에 신선한 외기도 도입된다. 또, 팬모터(31)등이 정지됨으로써 착화원이 되는 스파크가 발생하지 않게 되고, 냉매의 연소등도 일어나기 어렵게 된다.

한편, ECU(51)는 이들 처리와 평행하여 경보버저(71)에 경보음을 발생시켜 청각에 의해 냉매누설을 거주자에 인식시키게 되는데, 동시에 거주자는 후각이나 시각에 의해서도 냉매누설을 쉽게 인식할 수 있다. 즉, 냉매가 누설할 경우, 그 누설량이 소량이라 하더라도 냉매에 첨가된 취소에 의한 자극취가 거실내에 떠돌고, 또한, 냉매에 첨가된 색소에 의해 누설부위 주변이 적색이나 황색으로 물든다. 이에 따라, 거주자는 청각, 후각, 시각 중의 어느 두개의 장애를 가질 경우라도 냉매누설을 인식할 수 있고, 창이나 도어 개방이나 거실로 부터의 피난 등의 조치를 취할 수 있다.

이상의 기술과 같이, 본 실시형태의 공기조화기는 냉매누설시에 그 누설량을 극히 적게 억제함과 동시에 환기나 착화방지를 도모하고, 또한 청각, 후각 및 시각을 가지고 거주자에 냉매누설을 인식할 수 있게 했기 때문에 가연성 냉매를 사용하면서도 높은 안전성을 확보할 수 있다.

이상으로 구체적 실시형태의 설명을 끝내나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 가령, 상기 실시형태는 벽매립형 공기조화기에 본 발명을 채용한 것이나, 실내유니트와 실외유니트가 분리된 세파레이트형 공기조화기에 적용하여도 되고, 히트펌프형 공기조화기에 적용하여도 된다. 또, 팬모터를 방폭형(防爆型)으로 하고, 냉매누설시에 연통구의 댐퍼를 개방할 경우에 설내팬이나 실외팬을 구동하여 냉매방출과 외기도입을 적극적으로 행하게 하여도 된다. 또, 냉매에 첨가하는 취소나 색소에 대해서는 냉매와의 상용성(相容性), 가구류에 부착할 때의 제거의 용이성, 코스트 등에 따라 적의 선택 가능하다.

본 발명은 공기 조화기에 사용되는 냉매에 소정의 취소를 첨가했기 때문에 실내열교환기나 배관접속부 등에서 냉매가 누설할 경우, 소정 취기가 거실내에 떠돌게 되어 거주자가 쉽게 누설을 인식할 수 있다.

또, 본 발명은 공기조화기에 사용되는 냉매와 냉동기유중 적어도 한쪽에 소정색소를 첨가했기 때문에, 실내열교환기나 배관접속부 등에서 냉매가 누설할 경우, 유색의 가스나 냉동기유가 누설부에서 분출한다. 따라서, 거주자가 쉽게 냉매누설을 인식할 수 있고, 또 누설개소가 쉽게 파악된다.

또, 본 발명은 냉매등에 첨가되는 취소 또는 색소가 냉매에 대하여 불활성이고, 또한 냉동사이클의 구성부재를 침해하지 않는 것으로 했기 때문에, 취소나 색소 첨가에 의해 냉매의 물성이 변하지 않고 또, 열교환기나 배관류의 부식, 고무류의 팽창 등을 방지할 수 있다.

또, 본 발명은 냉동사이클에 가연성 냉매를 충전한 공기 조화기에 있어서, 냉동사이클에서 냉매가 누설할 때에 압축기의 운전을 정지하게 되어 있다. 이는 가령, 냉매누설센서 등의 출력신호에 의거하여 냉매의 누설을 판단하면, 그 출력신호에 의거하여 제어장치가 압축기를 정지시켜, 이에 따라 냉동사이클내의 압력이 저하하여 냉매의 누설이 억제되고, 높은 안전성이 확보된다.

또, 본 발명은 냉동사이클중에 복수의 차단밸브를 설치하여, 냉동사이클에서 냉매가 누설할 때에 이 차단밸브를 닫아 냉매 누설위치를 냉동사이클 중에서 분리하게 되어 있다. 이는 가령, 냉매누설 센서 등의 출력신호에 의거하여 냉매누설을 판단하면, 그 출력신호에 의거하여 제어장치가 실내열교환기 입구 및 출구측의 냉매배관에 장치된 차단밸브를 폐쇄구동하고, 이에 의해 냉동사이클의 다른 부위의 냉매의 실내누설이 방지되고, 높은 안전성이 확보된다.

또, 본 발명은 냉동사이클의 구성요소를 단일의 케이스내에 수납하고, 이 단일의 케이스내를 실내측과 실외측으로 구획하는 칸막이판에 유통구를 형성하여, 이 유통구를 개폐하는 댐퍼를 구비하고, 냉동사이클중의 냉매가 누설할 때에 댐퍼를 열도록 되어 있다. 이는 가령, 냉매누설센서 등의 출력신호에 의거하여 냉매누설을 판단하면, 이 출력신호에 의거하여 제어장치가 댐퍼를 열림 상태가 되는 방향으로 구동하여, 이에 따라 실내외가 연동되어 실내에서 실외로 냉매가 방출되거나 실외에서 실내에의 공기도입이 이루어져, 높은 안전성이 확보된다.

도 1은 본 발명에 관한 공기조화기의 냉매회로 및 제어계통을 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명에 관한 공기조화기의 내부구조를 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 관한 공기조화기의 내부구조를 나타내는 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:공기조화기 3:벽

5:칸막이판 7:실내측

9:실외측 11:실내열교환기

21:압축기 23:실외열교환기

31:팬모터 51:ECU

61,63:전자차단밸브 65:연통구

67:댐퍼 69:액츄에이터

Claims (4)

1. 서로 순차 접속되어 냉동사이클을 구성하는 압축기(21)와 응축기(23,11)와 감압수단(15)과 증발기(11, 23)를 포함하는 공기조화기로서, 상기 냉동사이클에 충전되는 HC계 냉매와 냉동기유 양쪽에 소정의 색소가 첨가되도록 되어 있으며, 상기 냉매가 상기 냉동사이클로부터 누설되는 것을 검지하는 누설검지수단(57)과, 상기 누설검지수단에 의해 냉매의 누설이 검지될 때에 상기 압축기의 운전을 정지시키는 수단을 포함하는 공기조화기에 있어서,

   상기 냉동사이클의 구성요소가 수납되는 단일의 케이스내를 실내측 공간(7)과 실외측 공간(9)으로 구획하는 칸막이판(5)과, 상기 칸막이판(5)에 설치되며 실내측 공간(7)과 실외측 공간(9) 사이에서 공기를 유통시키는 유통구(65)와, 상기 유통구(65)를 개폐시키는 댐퍼(67)와, 그리고 상기 누설검지수단(57)에 의해 냉매누설이 검지될 때에 상기 댐퍼(67)를 열어서 상기 유통구(65)를 유효하게 하는 수단(51)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 색소가 상기 냉매 및 상기 냉동기유 양쪽에 선명한 색을 부여하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 색소는 상기 냉매에 대하여 불활성이고, 또한 냉동사이클의 구성부재를 침해하지 않는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 냉동사이클 중에 복수개의 차단밸브(61,63)를 포함하여, 상기 누설검지수단(57)에 의해 냉매의 누설이 검지될 때에 상기 차단밸브를 닫아 냉매의 누설위치를 냉동사이클로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.